JP4991850B2 - クランクケーシング内の換気のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置であって、クランクケーシングから内燃機関の吸気管路へ通じる換気管路を備えており、換気管路の経路内に、クランクケーシングからのオイルミスト若しくは微細な油霧の含まれるブローバイガスのオイル部分の分離のためのオイルミスト分離器を配置してあり、クランクケーシング内の吸引用の負圧の形成のためにオイルミスト分離器の下流側に接続されたポンプを備えており、オイルミスト分離器とポンプとは、互いに結合された構成ユニットとして形成されており、ポンプは、少なくとも１つの駆動部、及び該駆動部と結合された羽根車を含んでいて、オイルミスト分離器と一緒に一体構造若しくは複数構造のケーシング内に配置されている形式のものに関する。

前記形式の装置は内燃機関、殊に自動車の分野で知られている。装置の役割は、内燃機関のクランクケーシング内に技術並びに規則上必要な負圧を維持して、クランクケーシング内を換気若しくは通気することである。クランクケーシング・換気ガス内に含まれるオイル部分はオイルミスト分離器内で分離され、かつ分離されたオイルは有利には再び内燃機関の潤滑回路に供給される。オイルを除去されたガスは、内燃機関の吸気管路内に達し、ひいてはシリンダー内での燃焼に用いられる。

上記形式のオイルミスト分離器は、ドイツ連邦共和国実用新案登録第２０３０２８２４Ｕ１号明細書に開示されている。国際公開第０２／０７０８７１Ａ２号明細書には、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置を開示してあり、クランクケーシングから内燃機関の吸気管路に通じる通気管路を備えており、通気管路（換気管路）の経路内にオイルミスト分離器を配置してある。この場合に通気管路の引き続く経路内にポンプを配置してあり、ポンプによってクランクケーシング内に、周囲空気の圧力に対する負圧を形成するようになっている。特に内燃機関を無負荷状態で運転している場合に、クランクケーシング内に過度に高い負圧の形成を避けるようにしなければならない。

国際公開第０２／０７０８７１Ａ２号明細書、

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を改善して、特に装置の所要スペースを小さくすることである。

前記課題を解決するために本発明の構成では、オイルミスト分離器とポンプとは、互いに結合された構成ユニットとして形成されている。これにより効果として、コンパクトな構造を達ししており、コンパクトな構造の装置は、エンジン室のますます狭くなるスペース内にも組み込まれるようになっている。さらにオイルミスト分離器とポンプとの間の管路を省略してあり、部品数が減少され、組立費用が節減されている。オイルミスト分離器とポンプとを組み合わせてなる本発明に基づく構成ユニットにおいては、ポンプはオイルミスト分離器の下流側に接続されている。原理的には、構成ユニットを整備にとって好ましい箇所に取り付けることができ、これによってオイルミスト分離器の交換若しくはポンプの整備は簡単に、したがって経済的に行われるようになっている。ポンプは、少なくとも１つの駆動部、及び該駆動部と結合された羽根車（換気車）を含んでいて、オイルミスト分離器と一緒に一体構造若しくは複数構造のケーシング内に配置されており、オイルミスト分離器は、切り換え可能なオイルミスト分離器として形成されていて、負圧弁を有している。ポンプは、渦流ポンプ若しくは円周流ポンプとして形成されている。

本発明の有利な実施態様では、ポンプのステータの少なくとも一部分はオイルミスト分離器内に組み込まれている。これによってポンプとオイルミスト分離器との間の密接な嵌合を達成し、ひいては装置の構造を極めてコンパクトにして、装置の所要スペースを減少させることができるようになっている。このような構成により、整備も簡単になり、それというのは、ポンプのステータの一部分は、オイルミスト分離器の衝突壁を成しているからであり、衝突壁は織物若しくは不織布等で被覆されていて、高い吸着作用若しくは分離作用を有している。

本発明の別の有利な実施態様では、オイルミスト分離器は、ノズル及び、該ノズルと相対して位置する衝突壁を有するインパクターとして形成されている。インパクターとして形成されたオイルミスト分離器は、例えば欧州特許出願公告第１０６８８９０Ｂ１号明細書により公知であり、長い耐用年数にわたって確実なオイル分離を保証している。
もちろん、オイルミスト分離器の上流側に付加的なオイルミスト前置分離器を設け、若しくはオイルミスト分離器の下流側に付加的なオイルミスト後置分離器を設けることも考えられる。オイルミスト前置分離器としては、サイクロンを用いることができ、サイクロンは、ブローバイガスを付加的に浄化するようになっている。サイクロンをオイルミスト後置分離器として用いることも可能である。オイルミスト分離器にはされに別のノズルを設けてあり、別のノズルは所定の負圧で、つまり負圧が所定の値に達した際に開放されるようになっている。

殊に有利な実施態様では、ポンプの羽根車の羽根は、オイルミスト分離器の軸線と同軸に配置されていて、オイルミスト分離器の半径方向外側でオイルミスト分離器を中心として回転するようになっている。ポンプのこのような構成により、さらにコンパクトな構造を達成し、ひいてはオイルミスト分離器及びポンプから成る構成ユニットの所要スペースを減少させ、省スペースを達成できるようになっている。該構成においては、オイルミスト分離器の一部分（構成部分）はポンプのステータの一部分によって形成されており、これによって構成ユニットのさらなる小型化（稠密性）を達成している。

有利には、オイルミスト分離器とポンプとは共有の１つのケーシングを有し、若しくは共有の１つのケーシング内に配置されており、このような手段も、ポンプ若しくはオイルミスト分離器のための付加的なケーシングを不要にして、構成ユニットのコンパクトな構造に寄与し、部品数を減少させ、ひいては構成ユニットの製造コストを節減している。

本発明の別の実施態様では、ポンプの羽根車の羽根は、オイルミスト分離器に対して軸線の方向にずらして配置されている。ポンプ、及びオイルミスト分離器の衝突壁は第１のケーシング部分内に配置されているのに対して、オイルミスト分離器のノズルは、第１のケーシング部分と結合可能な第２のケーシング部分内に配置されている。

本発明に基づく装置の１つの実施例の断面図 本発明に基づく装置の別の実施例の断面図

図１には、図示省略の内燃機関のクランクケーシングの換気のための本発明に基づく装置１を示してある。装置１は換気通路内に配置されており、換気通路（換気管路）はクランクケーシングから内燃機関の管路、例えば吸気管路に通じていて、オイルミスト分離器２及び、負圧の形成のために前記オイルミスト分離器の下流側に接続されたポンプ３を備えている。ポンプ３をオイルミスト分離器２の下流側に配置してあることにより、ポンプ３の羽根車４は浄化されたブローバイガスにみを受けるようになっており、つまり浄化されたブローバイガスのみが羽根車４と接触して流れるようになっている。ポンプ３は一般的に負圧を形成して、該負圧によって内燃機関の零負荷運転時にもクランクケーシング内の過度なガス圧を確実に避けて、クランクケーシング内に生じるブローバイガスを確実に吸引するために用いられている。

本発明に基づき図１及び図２に示してあるように、オイルミスト分離器２とポンプ３とは、互いに結合された構成ユニットとして形成されている。これによって装置１の極めてコンパクトな構造を達成し、ひいては装置の所要スペースを減少させてあり、このことは今日の内燃機関における狭い構成スペースにおいて特に大きな利点である。

オイルミスト分離器２はノズル５、例えば流過ノズル若しくは加速ノズルを有しており、該ノズルは、装置１を経て流れるガス流を加速して、ノズル５と相対する衝突壁６に向けて案内するようになっている。衝突壁６は実施例では織物若しくは不織布で被覆されており、これによって吸着作用若しくは分離作用をさらに改善してある。衝突壁６に吸着され、つまり受け止められて分離されたオイルは、図１及び図２に示す重力の方向でオイルミスト分離器２の底部７上へ流れて、そこからオイル流出口８へ流れるようになっており、オイル流出口８は有利にはオイルタンクに接続されており、分離されたオイルは再び潤滑回路に導かれるようになっている。

一般的に考えられる実施例では、オイルミスト分離器２は図１及び図２に示してあるように、インパクターとして形成されており、オイルミスト分離器の上流側に付加的なオイルミスト分離器（オイルミスト前置分離器）を設け、若しくはオイルミスト分離器の下流側に付加的なオイルミスト分離器（オイルミスト後置分離器）を設けることも可能である。インパクター若しくはオイルミスト分離器２の上流側に付加的に配置されるオイルミスト分離器（オイルミスト前置分離器）は、サイクロンとして形成されていてよい。

図１及び図２の実施例では、ポンプ３は渦流ポンプ（渦流ブロワ）として形成されており、渦流ポンプ（円周流ポンプ）はその羽根９でもって、清浄されたブローバイガスを出口１０に向けて押し出して、オイルミスト分離器２内に、ひいてはオイルミスト分離器の上流側にあるクランクケーシング内に負圧を形成するようになっている。もちろん、負圧形成のためにコンパクトな構造で構成される別の形式のポンプ若しくはブロワを設けることも可能である。図１及び図２に付してある符号３は、ポンプ３のための構成スペースも示しており、該構成スペース内にはポンプ３の支承部若しくは制御部も収容されていてよい。

図１に示してあるように、ポンプ３のステータ１１の少なくとも一部分はオイルミスト分離器２内に組み込まれており、この場合にステータ１１は図１では衝突壁６を形成している。

さらにオイルミスト分離器２は切り換え可能な油分離器（オイルセパレータ）として形成されていて、負圧弁１２、殊にばね負荷された負圧弁１２を有しており、該負圧弁は所定の負圧で開いて流れを転向させて、別のノズル５′を開放するようになっている。図１及び図２の実施例では、負圧弁１２は皿形弁として形成されている。負圧弁１２の開放に際して、ブローバイガスはノズル５も別のノズル５′をも通って流過するようになっている。両方のノズル５，５′は、加速されたブローバイガス流を衝突壁６に向けて流過させ、これによってブローバイガス流は衝突壁にぶつかって油分若しくは油微粒子を分離されるようになっている。

図１の実施例では、ポンプ３の送風羽根９はオイルミスト分離器２の軸線１３と同軸に、かつオイルミスト分離器２の半径方向外側に配置されていて、オイルミスト分離器を中心として回転するようになっている。これに対して図２の実施例では、ポンプ３の送風羽根９はオイルミスト分離器２に対して軸線方向にずらして配置されており、これによって装置１の図２に示す実施例の構成高さ（軸線方向の寸法）は、わずかに増大している。オイルミスト分離器２もポンプ３も図１の実施例では共有の１つのケーシング１４内に配置してあり、その結果、両方の構成要素を分離して構成する場合に比べて、１つのケーシングを省略してある。これとは異なって、図２に示す実施例では、ポンプ３は第１のケーシング部分１４′内に配置されているのに対して、オイルミスト分離器１２のノズル５，５′及びオイルミスト分離器１２の衝突壁６は、第１のケーシング部分１４′と結合可能な第２のケーシング部分１４″内に配置されている。このような構成により利点として、第１のケーシング部分１４′と第２のケーシング部分１４″とは装置１の分解を可能にしていて、特に装置の保守整備を容易にしている。全体的に装置１の高さは低く、例えば４５ｍｍであり、幅は狭く、例えば９０ｍｍである。

次に本発明に基づく装置１の機能について説明する。

ポンプ３によってポンプ３の羽根車４は該羽根車の外周に配置された羽根９と一緒に軸線１３を中心として回転させられ、その結果、ブローバイガスは入口１５から吸い込まれて、出口１０に向けて押し出される。入口１５を経てオイルミスト分離器２内に入り込んだブローバイガスは、流れ方向１６に沿ってノズル５若しくはノズル５′まで達し、該ノズルによって加速されて、ノズル５，５′と相対して配置された衝突壁６にぶつかり、その際にブローバイガス内に含まれるオイル（油）の大部分は衝突壁６に引き渡される。ブローバイガスは引き続き、矢印１６の方向に羽根車（送風車）の羽根９に向かって流れ、羽根９によって出口１０へ押される。衝突壁６に引き渡され、つまり受け取られたオイルは重力の方向に流れて、底部７上に滴下する。底部７は最も低い箇所にオイル流出口８を有している。オイル流出口８は有利にはオイルタンクに接続されていて、分離されたオイルを再び潤滑回路に送るようになっている。本発明に基づく装置１によって、オイルミスト分離器２のためか、ポンプ３のためかの付加的な１つケーシングの省略された特にコンパクトな構造を達成しており、１つのケーシングの省略によってオイルミスト分離器２とポンプ３との間の接続管路も不要になっている。

特許請求の範囲に記載の各構成事項は、単独に若しくは任意に組み合わせて用いられるものである。

１ 装置、 ２ オイルミスト分離器、 ３ ポンプ、 ４ 羽根車、 ５ ノズル、 ６ 衝突壁、 ７ 底部、 ８ オイル流出口、 ９ 羽根、 １０ 出口、 １１ ステータ、 １２ 負圧弁、 １３ 軸線、 １４ ケーシング、 １５ 入口

Claims (7)

1. 内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置（１）であって、前記クランクケーシングから内燃機関の吸気管路へ通じる換気管路を備えており、該換気管路の経路内に、前記クランクケーシングからのオイルミストの含まれるブローバイガスのオイル部分の分離のためのオイルミスト分離器（２）を配置してあり、負圧の形成のために前記オイルミスト分離器（２）の下流側に接続されたポンプ（３）を備えており、前記オイルミスト分離器（２）と前記ポンプ（３）とは、互いに結合された構成ユニットとして形成されており、前記ポンプ（３）は、少なくとも１つの駆動部、及び該駆動部と結合された羽根車（４）を含んでいて、前記オイルミスト分離器（２）と一緒に一体構造若しくは複数構造のケーシング（１４，１４′，１４″）内に配置されている形式のものにおいて、
   オイルミスト分離器（２）は少なくとも１つのインパクターを含んでおり、インパクターとして形成された該オイルミスト分離器（２）は、ノズル（５）及び、該ノズルと相対して位置する衝突壁（６）を有しており、
   オイルミスト分離器（２）は、負圧弁（１２）を有していて、該負圧弁（１２）は、所定の負圧で開いて別のノズル（５′）を開放させ、これによって、ブローバイガスが別のノズル（５′）をも通って衝突壁（６）にぶつかるようになることを特徴とする、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置。
2. ポンプ（３）は渦流ポンプとして形成されている請求項１に記載の装置。
3. ポンプ（３）のステータ（１１）の少なくとも一部分はオイルミスト分離器（２）内に組み込まれている請求項１又は２に記載の装置。
4. ポンプ（３）の羽根（９）は、オイルミスト分離器（２）の軸線（１３）と同軸に配置されていて、前記オイルミスト分離器（２）の半径方向外側で該オイルミスト分離器（２）を中心として回転するようになっている請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. ポンプ（３）の羽根（９）は、オイルミスト分離器（２）に対して軸線の方向にずらして配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
6. ポンプ（３）は第１のケーシング部分（１４′）内に配置されており、前記オイルミスト分離器（２）のノズル（５，５′）及びオイルミスト分離器（２）の衝突壁（６）は、前記第１のケーシング部分（１４′）と結合された第２のケーシング部分（１４″）内に配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. クランクケーシングにおいて、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置を備えていることを特徴とするクランクケーシング。

Images