JP4882829B2 - Valve that adjusts the flow rate of blow-by gas - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンのクランクケース内に生じるブローバイガスを吸気管へ還流する技術に関し、特に、ブローバイガスの還流量を調整するバルブに関する。   The present invention relates to a technique for returning blow-by gas generated in an engine crankcase to an intake pipe, and more particularly to a valve for adjusting a return amount of blow-by gas.

車両に搭載されるエンジンには、一般的に、エンジンのシリンダとピストンの隙間からクランクケース内に抜けるガス(以下、ブローバイガスとも記載する)を、大気中に放出せずに、吸気管に還流させて再燃焼させるブローバイガス還元装置が設けられている。このようなブローバイガス還元装置に関する技術が、たとえば特開2005−240605号公報(特許文献1)や実開平3−112508号公報(特許文献2)に開示されている。   In general, an engine mounted on a vehicle returns to the intake pipe without releasing the gas (hereinafter also referred to as blow-by gas) from the gap between the cylinder and piston of the engine into the crankcase into the atmosphere. A blow-by gas reduction device is provided for recombustion. The technique regarding such a blow-by gas reduction apparatus is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-240605 (patent document 1) and Unexamined-Japanese-Patent No. 3-112508 (patent document 2), for example.

特許文献1は、計量部でのブローバイガスの流れをスムーズにし、計量部やスプリングにブローバイガスが付着堆積することを抑制するPCV(Positive Crankcase Ventilation)バルブを開示する。このPCVバルブは、エンジンのクランクケース側とインテークマニホールド側とを連通するブローバスガス通路に設けられる。このPCVバルブは、ボデー内に貫通するように形成され、ブローバイガスの流入口がクランクケース側に、流出口がインテークマニホールド側に設けられた体内通路と、クランクケース側に対してインテークマニホールド側の負圧が大きいときに、ブローバイガスの流入口を開口するように体内通路内を移動するバルブ本体と、体内通路の途中に、ボデーの一部で形成される計量通路面と、バルブ本体に形成された計量面とで形成された計量部とを含む。ボデー側の計量通路面の軸方向の断面に、上流側端を体内通路の軸心と反対側に中心を有する曲面が形成される。   Patent Document 1 discloses a PCV (Positive Crankcase Ventilation) valve that smoothens the flow of blow-by gas in the metering unit and suppresses the deposition and deposition of blow-by gas on the metering unit and the spring. The PCV valve is provided in a blow bus gas passage that communicates the crankcase side of the engine with the intake manifold side. This PCV valve is formed so as to penetrate into the body, and an inflow passage for blow-by gas is provided on the crankcase side, an inflow passage is provided on the intake manifold side, and an intake manifold side with respect to the crankcase side. A valve body that moves in the body passage to open the blow-by gas inlet when the negative pressure is large, a metering passage surface formed by a part of the body in the middle of the body passage, and a valve body And a weighing unit formed with the weighing surface. A curved surface having an upstream end at the center opposite to the axis of the body passage is formed in a cross section in the axial direction of the measurement passage surface on the body side.

特許文献1に開示されたPCVバルブによると、計量通路面の上流側を曲面に形成したことにより、計量部におけるブローバイガスの流通抵抗が、角状のものに比べて少なくなり、ブローバイガスが体内通路内をスムーズに流れる。そのため、ブローバイガス中のスラッジが計量部やスプリングなどに付着堆積することを抑制できる。   According to the PCV valve disclosed in Patent Document 1, since the upstream side of the metering passage surface is formed into a curved surface, the flow resistance of the blow-by gas in the metering section is smaller than that of the rectangular one, and the blow-by gas is absorbed in the body. Flows smoothly through the passage. Therefore, it can suppress that the sludge in blow-by gas adheres and accumulates on a measurement part, a spring, etc.

特許文献2は、エンジンオイルの消費を増大することなく、優れたエンジン出力を確保することができるブローバイガスの還流装置を開示する。この還流装置は、クランクケース内のブローバイガスをエンジンの吸気管内に還流させるため吸気管に装着されかつ吸気流に対して下流側の管壁にブローバイガス流出口を備えたブローバイガス還流管と、ブローバイガス還流管内のブローバイガス流出口に隣接する下流部分に形成され吸気流に略正対する動圧取入口を備えた動圧室と、ブローバイガス還流管内のブローバイガス通路と動圧室とを区画する仕切壁に摺動自在に加装されブローバイガス通路内の受圧ヘッドの上昇によってブローバイガス流出口の開口面積を減少させるピストン部材とを含む。ピストン部材のブローバイガス通路内の受圧ヘッドの受圧面積は、ピストン部材の動圧室内における受圧ヘッドの受圧面積より大きく形成される。   Patent Document 2 discloses a blow-by gas recirculation device that can ensure excellent engine output without increasing consumption of engine oil. This recirculation device is attached to the intake pipe to recirculate the blowby gas in the crankcase into the intake pipe of the engine, and has a blowby gas recirculation pipe provided with a blowby gas outlet on the downstream pipe wall with respect to the intake flow, A dynamic pressure chamber formed in a downstream portion adjacent to the blow-by gas outlet in the blow-by gas return pipe and having a dynamic pressure inlet substantially opposite to the intake flow, and a blow-by gas passage and the dynamic pressure chamber in the blow-by gas return pipe are partitioned. And a piston member that is slidably attached to the partition wall that reduces the opening area of the blow-by gas outlet by raising the pressure receiving head in the blow-by gas passage. The pressure receiving area of the pressure receiving head in the blow-by gas passage of the piston member is formed larger than the pressure receiving area of the pressure receiving head in the dynamic pressure chamber of the piston member.

特許文献2に開示された還流装置によると、ブローバイガス還流管の下流側の吸気管内に動圧室が設けられ、動圧室内に生じる吸気流速に基づく正圧とブローバイガス還流管内のブローバイガス圧との差圧によってピストン部材が変位し、ブローバイガス通路内におけるピストン部材の受圧ヘッドの変位によってブローバイガス流出口の開口面積が制御されブローバイガス圧力が調整される。吸気流速が増大すると、動圧室内に生じる吸気流速に基づく正圧がブローバイガス還流管内のブローバイガス圧より高くなるので、ピストン部材が上昇し、ブローバイガス流出口の開口面積が減少する。そのため、ブローバイガスの流量が制限される。これにより、吸気流速が増大する高負荷時において、ブローバイガスに含まれて排出されるオイル量が低減されるので、オイル消費の増大を確実に防止することができる。
特開2005−240605号公報 実開平3−112508号公報
According to the recirculation device disclosed in Patent Document 2, a dynamic pressure chamber is provided in an intake pipe downstream of the blow-by gas recirculation pipe, and a positive pressure based on an intake flow velocity generated in the dynamic pressure chamber and a blow-by gas pressure in the blow-by gas recirculation pipe. The piston member is displaced by the pressure difference between the blow-by gas and the opening area of the blow-by gas outlet is controlled and the blow-by gas pressure is adjusted by the displacement of the pressure receiving head of the piston member in the blow-by gas passage. When the intake flow velocity increases, the positive pressure based on the intake flow velocity generated in the dynamic pressure chamber becomes higher than the blowby gas pressure in the blowby gas recirculation pipe, so that the piston member rises and the opening area of the blowby gas outlet decreases. Therefore, the flow rate of blow-by gas is limited. Thereby, at the time of high load when the intake air flow rate increases, the amount of oil contained and discharged in the blow-by gas is reduced, so that increase in oil consumption can be reliably prevented.
JP-A-2005-240605 Japanese Utility Model Publication No. 3-112508

しかしながら、特許文献1に開示されたPCVバルブは、クランクケース側とインテークマニホールド側の負圧が略等しくなると、ブローバイガスの流入口がバルブ本体により遮断される。高負荷時にこのような状態になると、高負荷時に多量に発生するブローバイガスを吸気管側へ還流することができない。さらに、エンジン停止時はクランクケース側の圧力とインテークマニホールド側の圧力が大気圧になり等しくなるので、ブローバイガスの流入口が遮断される。そのため、寒冷時にエンジン停止状態を長時間継続すると、流入口が遮断された状態で、ブローバイガス中に混入されてバルブ本体に付着した水分が凍結し、流入口を開口する方向にバルブ本体が移動できなくなる場合がある。この場合、エンジンを始動しても、バルブ本体に付着した水分が解凍するまでは、ブローバイガスを吸気管側へ還流することができない。   However, in the PCV valve disclosed in Patent Document 1, the blow-by gas inlet is blocked by the valve body when the negative pressures on the crankcase side and the intake manifold side become substantially equal. In such a state at the time of high load, blow-by gas generated in large quantities at the time of high load cannot be recirculated to the intake pipe side. Further, when the engine is stopped, the pressure on the crankcase side and the pressure on the intake manifold side become the atmospheric pressure and become equal, so that the blow-by gas inlet is shut off. For this reason, if the engine is stopped for a long time in cold weather, the water mixed in the blow-by gas and adhering to the valve body freezes with the inlet shut off, and the valve body moves in the direction to open the inlet. It may not be possible. In this case, even if the engine is started, the blow-by gas cannot be recirculated to the intake pipe side until the moisture adhering to the valve body is thawed.

また、特許文献2に開示された還流装置は、吸気流速が増大すると、ブローバイガス流出口の開口面積が徐々に減少し、吸気流速が所定値を越えるとブローバイガス流出口は遮断される。そのため、吸気流速が大きい高負荷時に、ブローバイガスを吸気管側へ還流することができない場合がある。   Further, in the recirculation device disclosed in Patent Document 2, when the intake flow velocity increases, the opening area of the blow-by gas outlet gradually decreases, and when the intake flow velocity exceeds a predetermined value, the blow-by gas outlet is shut off. For this reason, blow-by gas may not be recirculated to the intake pipe side when the intake flow velocity is high and the load is high.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、クランクケース内に生じるブローバイガスを吸気管へ還流する内燃機関において、内燃機関の高負荷時および始動時にブローバイガスを確実に還流させることができるバルブを提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that recirculates blow-by gas generated in a crankcase to an intake pipe in a blow-by state when the internal combustion engine is under a high load and a start. It is to provide a valve that can reliably recirculate gas.

第1の発明に係るバルブは、クランクケースと、吸気管と、吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブと、クランクケース内に生じるブローバイガスを吸気管のスロットルバルブよりも下流側へ還流する還流路とを備えた内燃機関において、ブローバイガスの還流量を調整する。このバルブは、スロットルバルブよりも上流側の圧力とスロットルバルブよりも下流側の圧力との差に応じて移動する第1の部材と、還流路に設けられ、第1の部材の移動に伴って、還流路の流路面積を変化させる第2の部材とを含む。第2の部材は、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合、還流路を遮断しないように流路面積を変化させる。   A valve according to a first aspect of the present invention includes a crankcase, an intake pipe, a throttle valve that is provided in the intake pipe and controls the amount of intake air supplied to the internal combustion engine, and a blow-by gas generated in the crankcase is used as a throttle valve for the intake pipe. In an internal combustion engine provided with a reflux path for refluxing further downstream, the amount of blow-by gas reflux is adjusted. This valve is provided in a return path, a first member that moves according to a difference between a pressure upstream of the throttle valve and a pressure downstream of the throttle valve, and the first member moves along with the movement of the first member. And a second member that changes the flow path area of the reflux path. When the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal, the second member changes the flow path area so as not to block the reflux path.

第1の発明によると、クランクケース内に生じるブローバイガスを吸気管へ還流する内燃機関に、ブローバイガスの還流量を調整するバルブが設けられる。このバルブには、第1の部材と第2の部材とが含まれる。内燃機関の高負荷時においては、スロットルバルブが略全開状態となり、スロットルバルブよりも上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しくなる。上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しくなったことに応じて第1の部材が移動すると、第1の部材の移動に伴って、第2の部材は、還流路を遮断しないように流路面積を変化させる。そのため、ブローバイガスが多量に発生する高負荷時において、ブローバイガスを確実に還流させることができる。さらに、内燃機関の停止時においては、スロットルバルブが略全閉状態となるが、スロットルバルブよりも上流側の圧力と下流側の圧力とはいずれも大気圧となり両者の差はなくなる。そのため、高負荷時と同様に、第2の部材は、還流路を遮断しないように流路面積を変化させる。これにより、たとえば内燃機関の停止時に第1の部材や第2の部材が移動できない状態で凍結しても、還流路は遮断されない。そのため、内燃機関の始動時において、ブローバイガスを確実に還流させることができる。その結果、クランクケース内に生じるブローバイガスを吸気管へ還流する内燃機関において、内燃機関の高負荷時および始動時にブローバイガスを確実に還流させることができるバルブを提供することができる。   According to the first invention, the internal combustion engine that recirculates the blow-by gas generated in the crankcase to the intake pipe is provided with a valve that adjusts the recirculation amount of the blow-by gas. The valve includes a first member and a second member. When the internal combustion engine is at a high load, the throttle valve is substantially fully opened, and the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the throttle valve are substantially equal. When the first member moves in response to the upstream pressure and the downstream pressure being substantially equal, the second member does not block the return path as the first member moves. Change the channel area. Therefore, the blowby gas can be reliably recirculated at the time of high load where a large amount of blowby gas is generated. Further, when the internal combustion engine is stopped, the throttle valve is substantially fully closed. However, the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the throttle valve are both atmospheric pressures, and the difference therebetween is eliminated. Therefore, as in the case of high load, the second member changes the flow path area so as not to block the reflux path. Thus, for example, even when the first member and the second member are frozen while the internal combustion engine is stopped, the reflux path is not blocked. Therefore, blow-by gas can be reliably recirculated when the internal combustion engine is started. As a result, in the internal combustion engine that recirculates the blow-by gas generated in the crankcase to the intake pipe, it is possible to provide a valve that can reliably recirculate the blow-by gas when the internal combustion engine is under a high load and at the start.

第2の発明に係るバルブにおいては、第1の発明の構成に加えて、第2の部材は、平板状のプレートである。このプレートは、第1の部材の移動に伴って還流路の軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられ、還流路をクランクケース側と吸気管側とに分割する平面部と、平面部に設けられ、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合に還流路と重なる開口部とを含む。   In the valve according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the second member is a flat plate. The plate is provided so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the return path in accordance with the movement of the first member, and a plane portion that divides the return path into the crankcase side and the intake pipe side; And an opening that overlaps the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal.

第2の発明によると、プレートの平面部により、還流路はクランクケース側と吸気管側とに分割される。上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しくなったことに応じて第1の部材が移動すると、還流路の軸方向と略垂直な方向にプレートが移動し、プレートの平面部に設けられた開口部が還流路と重なる。そのため、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しくなる内燃機関の高負荷時および始動時において、開口部を経由させてブローバイガスを還流させることができる。   According to the second invention, the return path is divided into the crankcase side and the intake pipe side by the flat portion of the plate. When the first member moves in response to the upstream pressure and the downstream pressure being substantially equal, the plate moves in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the reflux path, and is provided on the flat portion of the plate. The open part overlaps the reflux path. Therefore, the blow-by gas can be recirculated through the opening at the time of high load and start-up of the internal combustion engine in which the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal.

第3の発明に係るバルブにおいては、第1の発明の構成に加えて、第2の部材は、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合、上流側の圧力より下流側の圧力が小さい場合に比べて、流路面積を増大させるように変化させる。   In the valve according to the third invention, in addition to the configuration of the first invention, the second member has a pressure downstream of the upstream pressure when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal. As compared with the case where the flow rate is small, the flow path area is changed.

第3の発明によると、高負荷時においては、スロットルバルブよりも上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しくなる。一方、低負荷時においては、スロットルバルブ開度が小さくかつ吸気管の空気が内燃機関に供給されるため、スロットルバルブよりも下流側(内燃機関側)の負圧が増大する。すなわち、低負荷時においては、上流側の圧力より下流側の圧力が小さくなる。第2の部材は、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合、上流側の圧力が下流側の圧力より小さい場合に比べて、流路面積を増大させる。これにより、高負荷時は低負荷時に比べて、流路面積が増大される。そのため、高負荷時に多量に発生するブローバイガスを、低負荷時より多く還流させることができる。   According to the third invention, the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the throttle valve are substantially equal at the time of high load. On the other hand, when the load is low, the throttle valve opening is small and the air in the intake pipe is supplied to the internal combustion engine, so the negative pressure on the downstream side (internal combustion engine side) of the throttle valve increases. That is, at the time of low load, the pressure on the downstream side becomes smaller than the pressure on the upstream side. When the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal, the second member increases the flow path area as compared to the case where the upstream pressure is smaller than the downstream pressure. As a result, the flow path area is increased when the load is high compared to when the load is low. Therefore, a larger amount of blow-by gas generated at a high load can be recirculated than at a low load.

第4の発明に係るバルブにおいては、第3の発明の構成に加えて、第2の部材は、平板状のプレートである。このプレートは、第1の部材の移動に伴って還流路の軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられ、還流路をクランクケース側と吸気管側とに分割する平面部と、平面部に設けられ、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合、上流側の圧力より下流側の圧力が小さい場合に比べて、還流路と重なる面積が増大するように設けられた開口部とを含む。   In the valve according to the fourth invention, in addition to the configuration of the third invention, the second member is a flat plate. The plate is provided so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the return path in accordance with the movement of the first member, and a plane portion that divides the return path into the crankcase side and the intake pipe side; When the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal, the opening provided so as to increase the area overlapping the return path compared to the case where the downstream pressure is smaller than the upstream pressure. Including.

第4の発明によると、プレートの平面部により、還流路はクランクケース側と吸気管側とに分割される。上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しくなったことに応じて第1の部材が移動すると、還流路の軸方向と略垂直な方向にプレートが移動し、プレートの平面部に設けられた開口部と還流路と重なる面積が増大する。そのため、高負荷時に多量に発生するブローバイガスを、低負荷時より多く還流させることができる。   According to the fourth invention, the reflux path is divided into the crankcase side and the intake pipe side by the flat portion of the plate. When the first member moves in response to the upstream pressure and the downstream pressure being substantially equal, the plate moves in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the reflux path, and is provided on the flat portion of the plate. The area overlapping the opening and the reflux path increases. Therefore, a larger amount of blow-by gas generated at a high load can be recirculated than at a low load.

第5の発明に係るバルブにおいては、第1の発明の構成に加えて、第2の部材は、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合に、還流路を遮断しないように流路面積を変化させることに加えて、上流側の圧力より下流側の圧力が大きい場合に、還流路を遮断するように流路面積を変化させる。   In the valve according to the fifth invention, in addition to the configuration of the first invention, the second member flows so as not to block the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal. In addition to changing the path area, the flow path area is changed so as to block the return path when the pressure on the downstream side is larger than the pressure on the upstream side.

第5の発明によると、第2の部材は、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合に、還流路を遮断しないように流路面積を変化させる。そのため、内燃機関の高負荷時および始動時において、ブローバイガスを確実に還流させることができる。さらに、第2の部材は、上流側の圧力より下流側の圧力が大きい場合に、還流路を遮断する。そのため、内燃機関の燃焼室に供給された混合気が吸気管に戻って燃焼する現象(以下、バックファイヤ現象とも記載する)が生じた場合、上流側の圧力より下流側の圧力が大きくなり、第2の部材により還流路が遮断される。これにより、バックファイヤ現象が生じた場合に、火炎が還流路を通ってクランクケース側に広がることを抑制することができる。   According to the fifth invention, the second member changes the flow path area so as not to block the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal. Therefore, blow-by gas can be reliably recirculated at the time of high load and start-up of the internal combustion engine. Further, the second member blocks the reflux path when the downstream pressure is larger than the upstream pressure. Therefore, when a phenomenon occurs in which the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine returns to the intake pipe and burns (hereinafter also referred to as a backfire phenomenon), the pressure on the downstream side becomes larger than the pressure on the upstream side, The reflux path is blocked by the second member. Thereby, when a backfire phenomenon arises, it can suppress that a flame spreads through the return path to the crankcase side.

第6の発明に係るバルブにおいては、第5の発明の構成に加えて、第2の部材は、平板状のプレートである。このプレートは、第1の部材の移動に伴って還流路の軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられ、還流路をクランクケース側と吸気管側とに分割する平面部と、平面部に設けられ、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合に還流路と重なり、上流側の圧力より下流側の圧力が大きい場合に還流路と重ならない開口部とを含む。   In the valve according to the sixth invention, in addition to the structure of the fifth invention, the second member is a flat plate. The plate is provided so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the return path in accordance with the movement of the first member, and a plane portion that divides the return path into the crankcase side and the intake pipe side; And an opening that overlaps with the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal, and that does not overlap with the reflux path when the downstream pressure is greater than the upstream pressure.

第6の発明によると、開口部は、上流側の圧力と下流側の圧力とが略等しい場合に還流路と重なる。そのため、内燃機関の高負荷時および始動時に、開口部を経由させてブローバイガスを還流させることができる。さらに、開口部は、上流側の圧力より下流側の圧力が大きい場合に還流路と重ならない。そのため、バックファイヤ現象が生じた場合に、火炎が還流路を通ってクランクケース側に広がることを、プレートの平面部で抑制することができる。   According to the sixth invention, the opening overlaps with the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal. Therefore, the blow-by gas can be recirculated through the opening at the time of high load and start of the internal combustion engine. Further, the opening does not overlap the reflux path when the pressure on the downstream side is larger than the pressure on the upstream side. Therefore, when the backfire phenomenon occurs, it is possible to suppress the flame from spreading to the crankcase side through the reflux path at the flat portion of the plate.

第7の発明に係るバルブにおいては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、第1の部材は、一方の面がスロットルバルブよりも上流側に接続された部屋に接し、他方の面がスロットルバルブよりも下流側に接続された部屋に接するように設けられたピストン部材である。   In the valve according to the seventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to sixth inventions, the first member is in contact with a chamber whose one surface is connected upstream of the throttle valve, This is a piston member provided so that the surface of the cylinder is in contact with a chamber connected downstream of the throttle valve.

第7の発明によると、第1の部材は、一方の面がスロットルバルブよりも上流側に接続された部屋に接し、他方の面がスロットルバルブよりも下流側に接続された部屋に接するように設けられたピストン部材である。そのため、スロットルバルブよりも上流側の圧力と下流側の圧力との差によって直接ピストン部材を移動させることができる。   According to the seventh invention, the first member is in contact with the chamber connected on one side upstream of the throttle valve, and in contact with the chamber connected on the other side downstream of the throttle valve. It is the provided piston member. Therefore, the piston member can be directly moved by the difference between the pressure upstream of the throttle valve and the pressure downstream.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1を参照して、本実施の形態に係るPCV装置が実装されたエンジン100について説明する。図1に示すように、このエンジン100は、主として、クランクケース102と、シリンダ104と、ピストン106と、吸気バルブ108と、排気バルブ110と、吸気管112と、排気管114と、シリンダヘッド116とから構成される。   With reference to FIG. 1, engine 100 on which the PCV device according to the present embodiment is mounted will be described. As shown in FIG. 1, the engine 100 mainly includes a crankcase 102, a cylinder 104, a piston 106, an intake valve 108, an exhaust valve 110, an intake pipe 112, an exhaust pipe 114, and a cylinder head 116. It consists of.

吸気管112には、電子スロットルバルブ118が設けられる。電子スロットルバルブ118にてエンジン100へ供給される吸気量が調整され、調整された量の吸気が吸気管112を通って吸気バルブ108からエンジン100の内部の燃焼室に供給される。供給された吸気により燃料が燃焼され、排気バルブ110および排気管114を経由して燃焼ガスがエンジン100の外部に排出される。   The intake pipe 112 is provided with an electronic throttle valve 118. The electronic throttle valve 118 adjusts the amount of intake air supplied to the engine 100, and the adjusted amount of intake air is supplied from the intake valve 108 to the combustion chamber inside the engine 100 through the intake pipe 112. Fuel is combusted by the supplied intake air, and combustion gas is discharged to the outside of the engine 100 via the exhaust valve 110 and the exhaust pipe 114.

ブローバイガスは、ピストンリングとシリンダ104との隙間からクランクケース102へ漏れる混合ガスのことである。ブローバイガスには多量の炭化水素や水分が含まれており、かつ強酸性であるため、あまり多いとエンジンオイルの劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、炭化水素が含まれているため、このまま大気に排出することは環境によくない。   The blow-by gas is a mixed gas that leaks into the crankcase 102 from the gap between the piston ring and the cylinder 104. Blow-by gas contains a large amount of hydrocarbons and moisture and is strongly acidic, so if it is too much, it will cause deterioration of engine oil and rust inside the engine. Moreover, since hydrocarbons are contained, it is not good for the environment to discharge to the atmosphere as it is.

そのため、クランクケース102の内部とシリンダヘッド116の内部とが連通される。さらに、シリンダヘッド116の内部が、吸気管112における電子スロットルバルブ118より上流側(以下、吸気管112の上流側とも記載する)と管路124により連通され、吸気管112における電子スロットルバルブ118より下流側(以下、吸気管112の下流側とも記載する)と還流路122A,122Bにより連通される。なお、シリンダヘッド116の内部が、管路124によって、吸気管112の上流側とクランクケース102の内部と直接連通されるようにしてもよい。   Therefore, the inside of the crankcase 102 and the inside of the cylinder head 116 are communicated. Further, the inside of the cylinder head 116 is communicated with the upstream side of the electronic throttle valve 118 in the intake pipe 112 (hereinafter also referred to as the upstream side of the intake pipe 112) by a pipe 124, and from the electronic throttle valve 118 in the intake pipe 112. It communicates with the downstream side (hereinafter also referred to as the downstream side of the intake pipe 112) and the reflux paths 122A and 122B. It should be noted that the inside of the cylinder head 116 may be directly communicated with the upstream side of the intake pipe 112 and the inside of the crankcase 102 by the pipe 124.

図1に示す矢印は、ブローバイガスおよび新気の流れを示す。エンジン100に吸気が供給されると、吸気管112の下流側の負圧が大きくなる。そのため、吸気管112の上流側から管路124を通ってシリンダヘッド116の内部に新気が導入される。これにより、クランクケース102内のブローバイガスがシリンダヘッド116の内部に流れるとともに、管路124を通って導入された新気がシリンダヘッド116内部のブローバイガスと混合されて、還流路122A,122Bを流れて吸気管112の下流側に還流される。   The arrows shown in FIG. 1 indicate the flow of blow-by gas and fresh air. When intake air is supplied to the engine 100, the negative pressure on the downstream side of the intake pipe 112 increases. Therefore, fresh air is introduced into the cylinder head 116 from the upstream side of the intake pipe 112 through the pipe 124. As a result, the blow-by gas in the crankcase 102 flows into the cylinder head 116, and the fresh air introduced through the conduit 124 is mixed with the blow-by gas in the cylinder head 116, and flows through the reflux paths 122A and 122B. It flows and returns to the downstream side of the intake pipe 112.

還流路122Aと還流路122Bとの間には、PCVバルブ200が設けられている。PCVバルブ200は、吸気管112の下流側に還流されるブローバイガスの還流量を調整する。PCVバルブ200は、ピストン部210と、プレート220と、バネ230と、上流側接続管240と、下流側接続管250とを含む。   A PCV valve 200 is provided between the reflux path 122A and the reflux path 122B. The PCV valve 200 adjusts the amount of blow-by gas recirculated to the downstream side of the intake pipe 112. The PCV valve 200 includes a piston part 210, a plate 220, a spring 230, an upstream connection pipe 240, and a downstream connection pipe 250.

ピストン部210は、ピストン212と、上流室214と、下流室216とを含む。ピストン212は、ピストン部210のシリンダ内部に、ピストン212の一方の面は上流室214に、他方の面は下流室216に接するように設けられる。上流室214は、上流側接続管240により、吸気管112の上流側に接続される。下流室216は、下流側接続管250により、吸気管112の下流側に接続される。   The piston part 210 includes a piston 212, an upstream chamber 214, and a downstream chamber 216. The piston 212 is provided inside the cylinder of the piston portion 210 such that one surface of the piston 212 is in contact with the upstream chamber 214 and the other surface is in contact with the downstream chamber 216. The upstream chamber 214 is connected to the upstream side of the intake pipe 112 by an upstream connection pipe 240. The downstream chamber 216 is connected to the downstream side of the intake pipe 112 by a downstream connection pipe 250.

プレート220は、一端がピストン212に接続された平板である。プレート220は、ピストン212の移動に伴って、還流路122Aと還流路122Bとの間を、還流路122A,122Bの軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられる。なお、プレート220については後に詳述する。   The plate 220 is a flat plate having one end connected to the piston 212. The plate 220 is provided so as to be movable between the reflux path 122A and the reflux path 122B in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the reflux paths 122A and 122B as the piston 212 moves. The plate 220 will be described in detail later.

バネ230は、一端がピストン212に接続される。バネ230の他端は、下流室216の壁面に接続される。なお、バネ230は、下流室216に設けられることに限定されず、上流室214に設けられてもよい。   One end of the spring 230 is connected to the piston 212. The other end of the spring 230 is connected to the wall surface of the downstream chamber 216. The spring 230 is not limited to being provided in the downstream chamber 216, and may be provided in the upstream chamber 214.

図2および図3を参照して、PCVバルブ200を構成するプレート220について説明する。なお、図2および図3は、図1における2−2断面図である。   With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the plate 220 which comprises the PCV valve | bulb 200 is demonstrated. 2 and 3 are cross-sectional views taken along the line 2-2 in FIG.

図2に示すように、プレート220の平面部222には、開口部224が設けられる。開口部224は、ピストン212の移動に伴って還流路122A,122Bと重なる面積が変化するように設けられる。   As shown in FIG. 2, the flat portion 222 of the plate 220 is provided with an opening 224. The opening 224 is provided such that the area overlapping with the reflux paths 122A and 122B changes as the piston 212 moves.

上流室214の圧力と下流室216の圧力とが略等しい場合、図3(A)に示すように、ピストン212は、バネ230の弾性力によりピストン部210のシリンダの中央に保持される。このとき、図3(A)に示すように、開口部224と還流路122A,122Bとが重なる面積(図3の斜線部)は最大となる。   When the pressure in the upstream chamber 214 and the pressure in the downstream chamber 216 are substantially equal, the piston 212 is held at the center of the cylinder of the piston portion 210 by the elastic force of the spring 230 as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 3A, the area where the opening 224 and the reflux paths 122A and 122B overlap (the hatched portion in FIG. 3) is maximized.

上流室214の圧力より下流室216の圧力が小さい場合、ピストン212には、上流室214と下流室216との圧力差に応じた大きさの力が紙面左方向に作用する。そのため、図3(B)に示すように、ピストン212は、圧力差に応じた大きさの力とバネ230の弾性力とが釣り合う位置まで紙面左側に移動する。このとき、図3(B)に示すように、開口部224と還流路122A,122Bとが重なる面積は、上流室214の圧力と下流室216の圧力とが等しい場合に比べて小さくなる。   When the pressure in the downstream chamber 216 is smaller than the pressure in the upstream chamber 214, a force having a magnitude corresponding to the pressure difference between the upstream chamber 214 and the downstream chamber 216 acts on the piston 212 in the left direction of the drawing. For this reason, as shown in FIG. 3B, the piston 212 moves to the left side of the drawing to a position where the force corresponding to the pressure difference and the elastic force of the spring 230 are balanced. At this time, as shown in FIG. 3B, the area where the opening 224 and the reflux paths 122A and 122B overlap is smaller than when the pressure in the upstream chamber 214 and the pressure in the downstream chamber 216 are equal.

上流室214の圧力より下流室216の圧力が大きい場合、ピストン212には、上流室214と下流室216との圧力差に応じた大きさの力が紙面右方向に作用する。そのため、図3(C)に示すように、ピストン212は、圧力差に応じた大きさの力とバネ230の弾性力とが釣り合う位置まで紙面右側に移動する。このとき、図3(C)に示すように、開口部224と還流路122A,122Bとは重ならなくなる。   When the pressure in the downstream chamber 216 is larger than the pressure in the upstream chamber 214, a force having a magnitude corresponding to the pressure difference between the upstream chamber 214 and the downstream chamber 216 acts on the piston 212 in the right direction of the drawing. Therefore, as shown in FIG. 3C, the piston 212 moves to the right side of the drawing to a position where the force corresponding to the pressure difference and the elastic force of the spring 230 are balanced. At this time, as shown in FIG. 3C, the opening 224 and the reflux paths 122A and 122B do not overlap.

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係るPCVバルブ200の動作について説明する。   An operation of the PCV valve 200 according to the present embodiment based on the above structure will be described.

エンジン100の低負荷時においては、電子スロットルバルブ118の開度が小さく、かつ吸気管112からエンジン100には空気が供給されるため、吸気管112の上流側の負圧が増大する。そのため、上流室214の圧力より下流室216の圧力が小さくなり、ピストン212は、図3(B)に示す位置まで紙面左側に移動する。このとき、ブローバイガスは、還流路122Aから、開口部224と還流路122A,122Bとが重なる部分(図(B)の斜線部)を通って、還流路122Bへ流れて、吸気管112の上流側へ還流される。   When the engine 100 is under a low load, the opening of the electronic throttle valve 118 is small and air is supplied from the intake pipe 112 to the engine 100, so that the negative pressure upstream of the intake pipe 112 increases. Therefore, the pressure in the downstream chamber 216 becomes smaller than the pressure in the upstream chamber 214, and the piston 212 moves to the left side of the drawing to the position shown in FIG. At this time, the blow-by gas flows from the recirculation path 122A to the recirculation path 122B through a portion where the opening 224 and the recirculation paths 122A and 122B overlap (the hatched portion in FIG. 5B), and upstream of the intake pipe 112. Refluxed to the side.

エンジン100の高負荷時においては、電子スロットルバルブ118が略全開状態となり、吸気管112全体(吸気管112の上流側および吸気管112の下流側)の負圧が増大する。そのため、上流室214の圧力と下流室216の圧力とが略等しくなり、ピストン212は、図3(A)に示すように、ピストン部210のシリンダの中央に保持される。このとき、開口部224と還流路122A,122Bとが重なる面積(図3(A)の斜線部)は最大値となり、低負荷時よりも大きくなる。これにより、高負荷時に多量に発生するブローバイガスを、低負荷時より多く還流させることができる。   When the engine 100 is at a high load, the electronic throttle valve 118 is substantially fully opened, and the negative pressure of the entire intake pipe 112 (the upstream side of the intake pipe 112 and the downstream side of the intake pipe 112) increases. Therefore, the pressure in the upstream chamber 214 and the pressure in the downstream chamber 216 become substantially equal, and the piston 212 is held at the center of the cylinder of the piston portion 210 as shown in FIG. At this time, the area where the opening 224 and the reflux paths 122A and 122B overlap (the hatched portion in FIG. 3A) is the maximum value, which is larger than when the load is low. Thereby, the blow-by gas generated in a large amount at high load can be recirculated more than at low load.

さらに、エンジン100の停止時においては、電子スロットルバルブ118が略全閉状態となるが、吸気管112の上流側の圧力と吸気管112の下流側の圧力とはいずれも大気圧となり両者の差はなくなる。そのため、開口部224と還流路122A,122Bとが重なる面積が、高負荷時と同様に最大値となる(図3(A)の斜線部参照)。これにより、たとえばエンジン100の停止時にピストン212やプレート220が移動できない状態で凍結しても、還流路122Aと還流路122Bとは遮断されない。そのため、エンジン100の始動時において、ブローバイガスを確実に還流させることができる。   Further, when the engine 100 is stopped, the electronic throttle valve 118 is substantially fully closed. However, the pressure on the upstream side of the intake pipe 112 and the pressure on the downstream side of the intake pipe 112 are both atmospheric pressures, and the difference between the two. Will disappear. Therefore, the area where the opening 224 and the reflux paths 122A and 122B overlap is the maximum value as in the case of high load (see the hatched portion in FIG. 3A). Thus, for example, even if the piston 212 and the plate 220 are frozen while the engine 100 is stopped, the reflux path 122A and the reflux path 122B are not blocked. Therefore, blow-by gas can be reliably recirculated when engine 100 is started.

さらに、エンジン100においてバックファイヤ現象が生じた場合、エンジン100の燃焼室に供給された混合気が吸気管112に戻って燃焼する。これにより、吸気管112の上流側の圧力より、エンジン100に近い吸気管112の下流側の圧力が瞬間的に大きくなる。そのため、上流室214の圧力より下流室216の圧力が大きくなり、ピストン212は、図3(C)に示す位置まで紙面右側に移動する。このとき、図3(C)に示すように、開口部224と還流路122A,122Bとが重ならず、還流路122Aと還流路122Bとが遮断される。そのため、バックファイヤ現象が生じた場合に、火炎が還流路122A,122Bを通ってシリンダヘッド116およびクランクケース102の内部に広がることを抑制することができる。   Further, when a backfire phenomenon occurs in engine 100, the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber of engine 100 returns to intake pipe 112 and burns. Thereby, the pressure on the downstream side of the intake pipe 112 close to the engine 100 instantaneously becomes larger than the pressure on the upstream side of the intake pipe 112. Therefore, the pressure in the downstream chamber 216 becomes larger than the pressure in the upstream chamber 214, and the piston 212 moves to the right side of the drawing to the position shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 3C, the opening 224 and the reflux paths 122A and 122B do not overlap, and the reflux path 122A and the reflux path 122B are blocked. Therefore, when a backfire phenomenon occurs, it is possible to prevent the flame from spreading through the reflux paths 122A and 122B and into the cylinder head 116 and the crankcase 102.

以上のように、本実施の形態に係るPCVバルブによれば、スロットルバルブよりも上流側の圧力と下流側の圧力に応じて移動するプレートにより、ブローバイガスの還流路の流路面積を変化させる。スロットルバルブよりも上流側の圧力と下流側の圧力が略等しい場合には、還流路を遮断しないようにプレートを移動させる。これにより、ブローバイガスが多量に発生する高負荷時にブローバイガスを確実に還流させることができるとともに、たとえばエンジンの停止時にプレートが移動できない状態で凍結しても、エンジンの始動時にブローバイガスを確実に還流させることができる。   As described above, according to the PCV valve according to the present embodiment, the flow area of the return path of the blow-by gas is changed by the plate that moves in accordance with the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the throttle valve. . When the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the throttle valve are substantially equal, the plate is moved so as not to block the reflux path. As a result, the blowby gas can be reliably recirculated at a high load where a large amount of blowby gas is generated, and the blowby gas can be reliably ensured when the engine is started even if the plate is frozen when the engine is stopped, for example. It can be refluxed.

なお、本発明に係るPCVバルブに搭載されるプレート220の開口部224の形状は、図2および図3に示す形状に限定されない。たとえば、図4に示すように、低負荷時に還流路122A,122Bと重なる面積をより小さくした開口部1224であってもよい。   In addition, the shape of the opening part 224 of the plate 220 mounted in the PCV valve | bulb which concerns on this invention is not limited to the shape shown in FIG. 2 and FIG. For example, as shown in FIG. 4, an opening 1224 having a smaller area overlapping with the reflux paths 122 </ b> A and 122 </ b> B at low load may be used.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に係るPCVバルブが搭載されるエンジンの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the engine by which the PCV valve which concerns on embodiment of this invention is mounted. 本発明の実施の形態に係るPCVバルブの断面図(その1)である。It is sectional drawing (the 1) of the PCV valve | bulb which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るPCVバルブの断面図(その2)である。It is sectional drawing (the 2) of the PCV valve | bulb which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の係るPCVバルブの断面図(その3)である。It is sectional drawing (the 3) of the PCV valve | bulb which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 エンジン、102 クランクケース、104 シリンダ、106 ピストン、108 吸気バルブ、110 排気バルブ、112 吸気管、114 排気管、116 シリンダヘッド、118 電子スロットルバルブ、122A,122B 還流路、124 管路、200 PCVバルブ、210 ピストン部、212 ピストン、214 上流室、216 下流室、220 プレート、222 平面部、224,1224 開口部、230 バネ、240 上流側接続管、250 下流側接続管。   100 Engine, 102 Crankcase, 104 Cylinder, 106 Piston, 108 Intake valve, 110 Exhaust valve, 112 Intake pipe, 114 Exhaust pipe, 116 Cylinder head, 118 Electronic throttle valve, 122A, 122B Return path, 124 pipe line, 200 PCV Valve, 210 Piston part, 212 Piston, 214 Upstream chamber, 216 Downstream chamber, 220 Plate, 222 Planar part, 224, 1224 Opening part, 230 Spring, 240 Upstream connection pipe, 250 Downstream connection pipe.

Claims (6)

クランクケースと、吸気管と、前記吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブと、前記クランクケース内に生じるブローバイガスを前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側へ還流する還流路とを備えた内燃機関において、前記ブローバイガスの還流量を調整するバルブであって、
前記スロットルバルブよりも上流側の圧力と前記スロットルバルブよりも下流側の圧力との差に応じて移動する第1の部材と、
前記還流路に設けられ、前記第1の部材の移動に伴って、前記還流路の流路面積を変化させる第2の部材とを含み、
前記第2の部材は、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力とが略等しい場合、前記還流路を遮断しないように前記流路面積を変化させるとともに、前記上流側の圧力より前記下流側の圧力が大きい場合に前記還流路を遮断するように前記流路面積を変化させる、バルブ。
A crankcase, an intake pipe, a throttle valve that is provided in the intake pipe and controls the amount of intake air supplied to the internal combustion engine, and blow-by gas generated in the crankcase is downstream of the throttle valve in the intake pipe. In an internal combustion engine provided with a reflux path for reflux, a valve for adjusting a reflux amount of the blow-by gas,
A first member that moves in accordance with a difference between a pressure upstream of the throttle valve and a pressure downstream of the throttle valve;
A second member that is provided in the return path and changes the flow path area of the return path in accordance with the movement of the first member;
When the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side are substantially equal, the second member changes the flow path area so as not to block the reflux path, and further on the downstream side than the pressure on the upstream side. A valve that changes the flow path area so as to block the reflux path when the pressure of the flow path is large .
前記第2の部材は、平板状のプレートであり、
前記プレートは、
前記第1の部材の移動に伴って前記還流路の軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられ、前記還流路を前記クランクケース側と前記吸気管側とに分割する平面部と、
前記平面部に設けられ、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力とが略等しい場合に前記還流路と重なる開口部とを含む、請求項1に記載のバルブ。
The second member is a flat plate,
The plate is
A plane part that is provided so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the return path as the first member moves, and that divides the return path into the crankcase side and the intake pipe side;
2. The valve according to claim 1, further comprising: an opening that is provided in the flat portion and overlaps the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal.
前記第2の部材は、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力とが略等しい場合、前記上流側の圧力より前記下流側の圧力が小さい場合に比べて、前記流路面積を増大させるように変化させる、請求項1に記載のバルブ。   The second member increases the flow path area when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal as compared to when the downstream pressure is smaller than the upstream pressure. The valve according to claim 1, wherein 前記第2の部材は、平板状のプレートであり、
前記プレートは、
前記第1の部材の移動に伴って前記還流路の軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられ、前記還流路を前記クランクケース側と前記吸気管側とに分割する平面部と、
前記平面部に設けられ、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力とが略等しい場合、前記上流側の圧力より前記下流側の圧力が小さい場合に比べて、前記還流路と重なる面積が増大するように設けられた開口部とを含む、請求項3に記載のバルブ。
The second member is a flat plate,
The plate is
A plane part that is provided so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the return path as the first member moves, and that divides the return path into the crankcase side and the intake pipe side;
When the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side are substantially equal to each other, the area overlapping the return path is increased compared to the case where the pressure on the downstream side is smaller than the pressure on the upstream side. The valve according to claim 3, further comprising an opening provided to do so.
前記第2の部材は、平板状のプレートであり、
前記プレートは、
前記第1の部材の移動に伴って前記還流路の軸方向と略垂直な方向に移動可能に設けられ、前記還流路を前記クランクケース側と前記吸気管側とに分割する平面部と、
前記平面部に設けられ、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力とが略等しい場合に前記還流路と重なり、前記上流側の圧力より前記下流側の圧力が大きい場合に前記還流路と重ならない開口部とを含む、請求項に記載のバルブ。
The second member is a flat plate,
The plate is
A plane part that is provided so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the return path as the first member moves, and that divides the return path into the crankcase side and the intake pipe side;
It is provided in the flat portion and overlaps with the reflux path when the upstream pressure and the downstream pressure are substantially equal, and overlaps with the reflux path when the downstream pressure is larger than the upstream pressure. The valve according to claim 1 , comprising a non-opening opening.
前記第1の部材は、一方の面が前記スロットルバルブよりも上流側に接続された部屋に接し、他方の面が前記スロットルバルブよりも下流側に接続された部屋に接するように設けられたピストン部材である、請求項1〜のいずれかに記載のバルブ。 The first member is a piston provided such that one surface is in contact with a chamber connected upstream of the throttle valve and the other surface is in contact with a chamber connected downstream of the throttle valve. The valve according to any one of claims 1 to 5 , which is a member.
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