JP4521252B2

JP4521252B2 - エンジンの吸気還元機構

Info

Publication number: JP4521252B2
Application number: JP2004334817A
Authority: JP
Inventors: 洋泰西川
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-11-18
Also published as: JP2006144640A

Description

本発明は、ブローバイガスを吸気側へ還元するエンジンの吸気還元機構に関するものである。

一般的にエンジン内部において、ピストンリングやシリンダの隙間からクランクケース側へ、シリンダ内部のガスが漏れることが知られており、このガスは一般的にブローバイガスと言われるものである。このブローバイガスには、多量の水分や炭化水素が含まれて酸性であるために、エンジン内部に留まると、エンジンオイルを劣化させたり、エンジン内部の錆びの原因となったりすることが知られている。この問題を解消するために、従来よりブローバイガスをエンジンの吸気側へ還元するものがある。即ち、エンジンが過給機を備える場合には、過給機の入口側にブローバイガスを還元する構成、或いは、エアクリーナ等の吸気系統にブローバイガスを還元する構成がある。
このようなエンジンの具体例としては、下記特許文献１に示すようなものがある。
特開２００３−９０２０６号公報

しかしながら、上述した従来の還元手法では、下記のような不具合が生じるおそれがある。エンジンに過給機を備える場合に、過給機の入口側の負圧はエアクリーナと過給機とを接続するホースの長さによって変化するため、過給機の入口側にブローバイガスを還元する構成とすると、エアクリーナと過給機の設置場所が制限されて設計上の自由度が損なわれる。また、エアクリーナ等の吸気系統に直接的に、ブローバイガスを還元する場合には、エアクリーナに継手を設けて、該継手にブローバイガスを還元するためのホース等を接続するのであるが、エンジンの構成や仕様によっては、エアクリーナに設けられる継手の位置等を変更する必要が生じるため、エアクリーナの仕様が多くなってしまう問題がある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、ブローバイガスを吸気側へ還元するエンジンの吸気還元機構において、エンジン本体（１）側の吸気系統へ空気を送出するエアクリーナ（１０）の送出口側にて、前記ブローバイガスを還元する構成とし、前記ブローバイガスを吸気側へ還元するための還元用配管であるホース（４４）の一端はブリーザ（３）に連通し、該還元用配管であるホース（４４）の他端は、前記エアクリーナ（１０）と過給機（３０）とを接続するホース（４２）に継手（５０ａ）を介して連通し、該継手（５０ａ）は、直交する２つの円筒部材（５１ａ）と円筒部材（５２ａ）とから構成し、一方の円筒部材（５２ａ）の一端側には、エアクリーナ（１０）の送出口（１２ａ）から送出される短めのホース（４１ａ）の一端を接続し、該一方の円筒部材（５２ａ）の他端側には、前記過給機（３０）の吸気系統へのホース（４２ａ）を接続し、他方の円筒部材（５１ａ）には、前記ブリーザ（３）からの還元用配管のホース（４４）を接続し、該他方の円筒部材（５１ａ）は前記ブリーザ（３）から排出されるブローバイガスを、吸気系統へ吸入するために設けられた連通孔（５２１ａ）を囲うように形成し、該連通孔（５２１ａ）を円筒部材（５１ａ）の内径よりも小さい径に形成してオリフィス状とし、大きなオイルミストを遮断し、該エンジン本体（１）の仕様に合わせてブローバイガスの吸入量を調節可能とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の如く、ブローバイガスを吸気側へ還元するエンジンの吸気還元機構において、エンジン本体（１）側の吸気系統へ空気を送出するエアクリーナ（１０）の送出口側にて、前記ブローバイガスを還元する構成とし、前記ブローバイガスを吸気側へ還元するための還元用配管であるホース（４４）の一端はブリーザ（３）に連通し、該還元用配管であるホース（４４）の他端は、前記エアクリーナ（１０）と過給機（３０）とを接続するホース（４２）に継手（５０ａ）を介して連通し、該継手（５０ａ）は、直交する２つの円筒部材（５１ａ）と円筒部材（５２ａ）とから構成し、一方の円筒部材（５２ａ）の一端側には、エアクリーナ（１０）の送出口（１２ａ）から送出される短めのホース（４１ａ）の一端を接続し、該一方の円筒部材（５２ａ）の他端側には、前記過給機（３０）の吸気系統へのホース（４２ａ）を接続し、他方の円筒部材（５１ａ）には、前記ブリーザ（３）からの還元用配管のホース（４４）を接続し、該他方の円筒部材（５１ａ）は前記ブリーザ（３）から排出されるブローバイガスを、吸気系統へ吸入するために設けられた連通孔（５２１ａ）を囲うように形成し、該連通孔（５２１ａ）を円筒部材（５１ａ）の内径よりも小さい径に形成してオリフィス状とし、大きなオイルミストを遮断し、該エンジン本体（１）の仕様に合わせてブローバイガスの吸入量を調節可能とするので、過給機を具備する仕様又は具備しない仕様の何れの場合であっても、ブローバイガスを吸気系統へ還元することが可能となると共に、エンジンの仕様の相違によって部品形状や仕様を変更する必要がなくなり、部品点数の増加を抑制することが可能となる。
また、エアクリーナの送出口側は、エアクリーナと過給機との経路長による負圧の変化の影響も小さいので、ブローバイガスを吸気系統へ還元する際の還元効率を安定させることが可能となる。

また、エアクリーナと過給機とを接続する経路と、還元用配管の一例であるホースと、が共に変形が容易な合成ゴム等の可撓性のホースで構成されているので、エンジンを組み立てる際や、メンテナンス時における作業性が向上し、ホース自体の交換も容易に可能となる。

また、エアクリーナの送出口に直接的に継手を設けているので、エアクリーナと継手とを一体的に構成することが可能となり、部品点数を減らすことが可能となり、還元用配管を送出口に容易に取り付けることが可能となる。

また、エアクリーナと過給機とを接続するホースの長さを変化させることによって自在に継手の位置を定めることが可能となって、設計上の自由度を増すことが可能となる。
したがって、エアクリーナと過給機との位置関係が仕様によって異なる場合であっても、単にエアクリーナと過給機とを接続するホースの長さを変化させることによって、継手の位置を容易に調整することが可能となる。
また、連通孔５２１ａが円筒部材５１ａの内径よりも小さい径となるように形成されオリフィス状としているので、大きなオイルミストを遮断する目的と、エンジンの仕様に合わせてブローバイガスの吸入量を調節することが出来るのである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。

尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は本発明のエンジンの吸気還元機構の概略構成の一例を示した図である。

図２は本発明のエンジンの吸気還元機構の概略構成の別例を示した図、図３は継手の別例を示した図、図４は継手の別例を示した図である。

＜概略構成＞
図１を用いて、本発明のエンジンの吸気還元機構の概略構成の一例について説明する。図１は、エンジン本体１（２点鎖線）や、エアクリーナ１０、排気消音器２０等を斜め上方から見た図である。先ず、エンジン本体１の上部、即ちシリンダブロックの上部に配置されるシリンダヘッドには、カムや吸排気バルブ等が配置され、これらは上部カバー２により覆われて外部から遮蔽するようにしている。更に、上部カバー２の上部には、エンジン本体１のクランクケース内部の圧力と外気圧との均衡を保つためのブリーザ３が設けられている。
エンジン本体１の周囲には、混合気を生成するための空気を取入口となるエアクリーナ１０と、エアクリーナ１０で取り入れた空気をエンジン本体１へ過給するための過給機３０と、排気ガスを外部へ送出するために消音する排気消音器２０と、が設けられている。

＜エンジン本体と過給機＞
過給機３０は、例えば、エンジン本体１の排気ガスによって駆動される排気ターボ過給機である。即ち、過給機３０は、内部にタービンとコンプレッサーとを具備し、排気ガスによって該タービンを回転させ、該タービンの回転力を用いてコンプレッサーを回転させることで、該コンプレッサーに吸入された空気をエンジン本体１の吸気マニホールドへ過給するものである。したがって、エンジン本体１から排出される排気ガスを、過給機３０のタービンへ供給する経路が設けられている。そこで、図１に示すように、エンジン本体１から排出される排気ガスをエンジン本体１の上部カバー２上の排気マニホールドの排出口より取り出して過給機３０のタービンへ接続するものとしてホース４３を設ける。また、過給機３０のタービン側の排出口は排気消音器２０と接続される構成となっているので、タービンを回すために使用された排気ガスは排気消音器２０へ排出されることとなる。一方、過給機３０のコンプレッサー側はエンジン本体１とパイプ４５で吸気口４に接続される構成となっている。
つまり、過給機３０で圧縮された空気は、大気圧よりも圧力が高い状態でパイプ４５を通ってエンジン本体１のシリンダ内へ吸入されることとなる。

＜エアクリーナと過給機＞
エアクリーナ１０において、該エアクリーナ１０で取入れた空気を、過給機３０側へ送出するための送出口には、ホース４１の一端が接続されている。また、過給機３０において、エアクリーナ１０から送出される空気を取り入れるための取入口にはホース４２の一端が接続されている。更に、ホース４１とホース４２との他端側は、継手５０を介して接続される。また、この継手５０は、図１に示すように三方向に接続可能なものであり、２方向は上述のとおりホース４１・４２に接続され、残る一方向はブリーザ３に接続されるホース４４に接続される構成となっている。また、この継手５０は、エアクリーナ１０側に寄って設けられている。即ち、このホース４４は、エンジン本体１側の吸気系統（ホース４１・４２等）へ空気を送出するエアクリーナ１０の送出口側にて前記ブローバイガスを還元するための還元用配管の一例である。そして、該ホース４４の一端はブリーザ３に連通され、他端側は継手５０を介してホース４１・４２と連通される構成となっている。また、上記ホース４１・４２・４４・４５を耐油性、耐熱性、耐圧性等に優れた合成ゴムより成るもので製作されることが望ましい。このような合成ゴムの具体例としては、例えば、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム等があることが知られている。

＜エアクリーナ１０側で還元＞
このように還元用配管の一例であるホース４４の一端が、エアクリーナ１０の送出口側に設けられているので、過給機３０を具備する仕様又は具備しない仕様の何れの場合であっても、ブローバイガスをエアクリーナ１０の送出口側から吸気系統へ還元することが可能となり、エンジンの仕様が相違してもエアクリーナ１０が共通であれば、部品形状や仕様を変更する必要がなくなり、部品点数の増加を抑制することが可能となる。また、エアクリーナ１０の送出口側は、エアクリーナ１０と過給機３０との経路長による負圧の変化の影響も小さいので、ブローバイガスを吸気系統へ還元する際の還元効率を安定させることが可能となる。

＜ホース＞
また、ホース４４は、言わばエアクリーナ１０と過給機３０と連通するホース４１・４２に連通される構成となっている。つまり、エアクリーナ１０と過給機３０とを接続する経路と、還元用配管の一例であるホース４４と、が共に変形が容易な合成ゴム等の可撓性のホースで構成されているので、図１に示すようなエンジンを組み立てる際や、メンテナンス時における作業性が向上し、ホース自体の交換も容易に可能となる。更に、具体的には図１に示すように、エアクリーナ１０と過給機３０とを接続するホース４１・４２に、継手５０を介してホース４４が連通される構成としても良い。この場合、ホース４１または４２の長さを変化させることによって自在に継手５０の位置を定めることが可能となり、また、継手５０を回転させてホース４４入口の方向を変更することが可能となって、設計上の自由度を増すことが可能となる。したがって、エアクリーナ１０と過給機３０との位置関係が仕様によって異なる場合であっても、単にホース４１またはホース４２の長さを変更することによって、継手５０の位置を容易に調整することが可能となり、また、継手５０の向きを変更することによって、接続が最短となる方向や、他の部品との干渉を避ける方向にホース４４を接続することができる。

＜エアクリーナ１０の送出口＞
上述においては、エアクリーナ１０の送出口と継手５０とは、ホース４１を介して接続されているが、直接的にエアクリーナ１０の送出口に継手５０を設ける構成としても良い。つまり、エアクリーナ１０の送出口に直接的に継手５０を設けているので、エアクリーナ１０と継手５０とを一体的に構成することが可能となり、部品点数を減らすことが可能となる。また、上述したホース４１を用いる場合と比較して、更にエアクリーナ１０の送出口側に寄せてホース４４を接続することが容易に可能となる。

＜図２＞
次に、図２を用いて、図１の場合とは異なる構成例について説明する。尚、この図２（ａ）はエアクリーナ１０ａと継手５０ａとの概略構成を示したものであり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示した継手５０ａをＡ−Ａ´方向の断面で切った断面図である。エアクリーナ１０ａは、円筒形状を有し、その円筒の側面に空気を取り入れるための取入口１１ａが設けられ、更に、その円筒の底部にエンジンの吸気系統へ空気を送出するための送出口１２ａが設けられている。この送出口１２ａは、図１の場合とは異なって、送出方向をエアクリーナ１０ａの側面に対して垂直方向に送出できるように構成されている。また、送出口１２ａには短めのホース４１ａの一端が接続され、他端側は継手５０ａの円筒部材５２ａに接続されている。この継手５０ａは、図２に示すように、主として２つの円筒部材５１ａと円筒部材５２ａとから構成されている。円筒部材５２ａは、エアクリーナ１０ａの送出口１２ａから送出される空気を過給機等の吸気系統（ホース４２ａの延伸方向）への送出経路となる。他方、円筒部材５１ａは、ブリーザから排出されるブローバイガスを吸気系統へ吸入するために円筒部材５２ａの側面に設けられる連通孔５２１ａに対して囲うように一体形成されている。ここで、連通孔５２１ａが円筒部材５１ａの内径よりも小さい径となるように形成されオリフィス状としているのは、大きなオイルミストを遮断する目的と、エンジンの仕様に合わせてブローバイガスの吸入量を調節するためである。また、円筒部材５２ａの他端側にはホース４２ａを接続することによって、エアクリーナ１０ａの送出口１２ａから送出される空気を過給機等の吸気系統へ導いている。このように構成されているので、ブリーザからのブローバイガスの経路となるホースを円筒部材５１ａに接続することで、ブローバイガスを容易に過給機等の吸気系統へ導くことが可能となる。

＜図３＞
次に、上述したように円筒部材５１ａと円筒部材５２ａとを一体形成して継手を構成するのではなく、図３に示すように２つの円筒部材を別体として形成して、組み合わせることによって継手を構成する場合について説明する。尚、図３（ａ）は、円筒部材５１ｂを、ブローバイガスの経路となるホース等の還元用配管が接続される方向から見た図であり、図３（ｂ）は該円筒部材５１ｂを側面方向から見た図である。この場合に、円筒部材５１ｂは、主として部位５１１ｂ、鍔部５１２ｂ、部位５１３ｂの３つの部位から成るものである。この円筒部材５１ｂの上段部分には、ブローバイガスの経路となるホース等の還元用配管４４を接続するための部位５１１ｂが形成されている。この部位５１１ｂにおいて、部位５１１ｂの上端部側の外径は下部の外径よりも大きく、傘状に形成されているので、ホース等を接続した場合にホース等が部位５１１ｂから抜けにくい構造となっている。また、円筒部材５１ｂの中段部分であって部位５１１ｂの下部には、側面に対して垂直方向に突出する鍔部５１２ｂが形成されている。更に、円筒部材５１ｂの下段部分であって鍔部５１２ｂの下部には、例えば図３（ｂ）に示すような円筒部材５２ｂ（２点鎖線で外形を示している）の孔に差し込まれる部位５１３ｂが形成されている。即ち、部位５１３ｂの側面と円筒部材５２ｂの孔の内側にネジを形成することで、部位５１３ｂを円筒部材５２ｂにネジ込んで固定できるようにしている。このように円筒部材５１ｂが形成されているので、部位５１３ｂを円筒部材５２ｂに対して鍔部５１２ｂの下面が接触するまでネジ込むことで、継手５０ｂを構成することが可能となる。即ち、円筒部材５１ｂと円筒部材５２ｂとを別体のものとして構成し、これらを組み合わせることで、継手５０や継手５０ａと同様の継手５０ｂを構成することが可能となる。また、部位５１３ｂの下端部には、図２を用いて説明した連通孔５２１ａと同様の役割を果たす連通孔５１３１ｂが形成されている。

＜図４＞
次に、上述における円筒部材５１・５１ａ・５１ｂに相当する円筒部材の長さを比較的短く形成した場合の一例について、図４を用いて説明する。図４に示す継手５０ｃは、上述した継手５０・５０ａ・５０ｂ等と比較して、ブローバイガスの経路となる還元用配管を接続するための円筒部材５１ｃの長さが短く形成されている。このように構成されているので、ホース等の還元用配管をエアクリーナ側で接続するスペースがないような場合であっても、ホース等の還元用配管の振り回しが利くので、容易に継手５０ｃに接続することが可能となる。

本発明のエンジンの吸気還元機構の概略構成の一例を示した図。本発明のエンジンの吸気還元機構の概略構成の別例を示した図。継手の別例を示した図。継手の別例を示した図。

１エンジン本体
２上部カバー
３ブリーザ
４取出口
１０エアクリーナ
２０排気消音器
３０過給機
４１・４２・４４・４５ホース
５０継手
５１ａ円筒部材
５２ａ円筒部材

Claims

ブローバイガスを吸気側へ還元するエンジンの吸気還元機構において、エンジン本体（１）側の吸気系統へ空気を送出するエアクリーナ（１０）の送出口側にて、前記ブローバイガスを還元する構成とし、前記ブローバイガスを吸気側へ還元するための還元用配管であるホース（４４）の一端はブリーザ（３）に連通し、該還元用配管であるホース（４４）の他端は、前記エアクリーナ（１０）と過給機（３０）とを接続するホース（４２）に継手（５０ａ）を介して連通し、該継手（５０ａ）は、直交する２つの円筒部材（５１ａ）と円筒部材（５２ａ）とから構成し、一方の円筒部材（５２ａ）の一端側には、エアクリーナ（１０）の送出口（１２ａ）から送出される短めのホース（４１ａ）の一端を接続し、該一方の円筒部材（５２ａ）の他端側には、前記過給機（３０）の吸気系統へのホース（４２ａ）を接続し、他方の円筒部材（５１ａ）には、前記ブリーザ（３）からの還元用配管のホース（４４）を接続し、該他方の円筒部材（５１ａ）は前記ブリーザ（３）から排出されるブローバイガスを、吸気系統へ吸入するために設けられた連通孔（５２１ａ）を囲うように形成し、該連通孔（５２１ａ）を円筒部材（５１ａ）の内径よりも小さい径に形成してオリフィス状とし、大きなオイルミストを遮断し、該エンジン本体（１）の仕様に合わせてブローバイガスの吸入量を調節可能とすることを特徴とするエンジンの吸気還元機構。