JP5023381B2 - Engine deposit control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンのデポジット抑制装置、特にブローバイガスをスロットル弁より下流側の吸気通路に導入するブローバイガス還流装置を備えたエンジンのデポジット抑制装置に関する。 The present invention relates to an engine deposit suppression device, and more particularly to an engine deposit suppression device including a blow-by gas recirculation device that introduces blow-by gas into an intake passage downstream of a throttle valve.
一般に、エンジンにおいては、大気中への汚染物質の排出を抑制する目的で、種々の排出ガス浄化装置が設けられている。このうち、排気ガス還流装置やブローバイガス還流装置は、吸気系に排気ガスの一部や未燃炭化水素及びオイルミストを導入し、これらを再燃焼させて無害化するようにしている。ところで、このような排出ガス浄化装置では、吸気通路上の吸気ポートや吸気バルブなどに、排気ガスや未燃炭化水素及びオイルミスト中の炭素を主成分とするデポジットが付着する傾向にあることが知られている。この吸気ポートや吸気バルブなどへのデポジットの付着が継続すると、経時的にデポジットの堆積量が増加する結果、吸気の流れを阻害し運転性を悪化させることになる。 In general, in an engine, various exhaust gas purification devices are provided for the purpose of suppressing discharge of pollutants into the atmosphere. Among them, the exhaust gas recirculation device and the blow-by gas recirculation device introduce a part of exhaust gas, unburned hydrocarbons and oil mist into the intake system, and reburn them to make them harmless. By the way, in such an exhaust gas purifying apparatus, deposits mainly composed of exhaust gas, unburned hydrocarbons, and carbon in oil mist tend to adhere to intake ports and intake valves on the intake passage. Are known. If deposits continue to adhere to the intake port, intake valve, etc., the amount of deposit accumulation increases with time, resulting in hindering the flow of intake air and deteriorating operability.
そこで、このような問題に対応すべく、例えば、特許文献1には、エンジンのブローバイガスを吸気系に導く導入路中に吸気系の汚れ洗浄用の清浄剤を供給する清浄剤供給部を設けるようにした技術が開示されている。 Accordingly, in order to cope with such a problem, for example, Patent Document 1 includes a cleaning agent supply unit that supplies a cleaning agent for cleaning dirt in the intake system in an introduction path that guides engine blow-by gas to the intake system. Such a technique is disclosed.
かくて、ブローバイガスの流入する導入路や吸気ポートの各内壁及び吸気弁にデポジットが付着するのを抑制するようにしている。 Thus, deposits are prevented from adhering to the introduction path through which blow-by gas flows, the inner walls of the intake port, and the intake valve.
しかしながら、上記特許文献1に開示されたデポジット抑制技術では、エンジンのブローバイガスを吸気系に導く導入路中に吸気系の汚れ洗浄用の清浄剤を供給する清浄剤供給部を設けるようにしており、この清浄剤供給部を付加的に設ける構造、及び、ブローバイガス流量に適合させるべく清浄剤供給量を決定するための複雑且つ高度な制御が必要であり、コストの上昇が避けられない。 However, in the deposit suppression technique disclosed in Patent Document 1, a cleaning agent supply unit that supplies a cleaning agent for cleaning the intake system dirt is provided in the introduction path that guides the blow-by gas of the engine to the intake system. In addition, a structure in which this detergent supply unit is additionally provided, and complicated and sophisticated control for determining the detergent supply amount to be adapted to the blow-by gas flow rate is necessary, and an increase in cost is inevitable.
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で、コスト上昇を伴うことなく、デポジットを抑制することのできるエンジンのデポジット抑制装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an engine deposit suppression device that can suppress deposits with a simple configuration and without increasing costs. That is.
上記目的を達成する本発明に係るエンジンのデポジット抑制装置の一形態は、ブローバイガスをスロットル弁より下流側の吸気通路に導入するブローバイガス還流装置を備えたエンジンにおいて、少なくとも前記スロットル弁より下流側の吸気通路の内面に形成された親水性皮膜と、当該親水性皮膜へ水分を供給する水分供給手段と、を備えることを特徴とする。 One form of an engine deposit suppressing apparatus according to the present invention that achieves the above object is an engine including a blow-by gas recirculation device that introduces blow-by gas into an intake passage downstream of the throttle valve, and at least downstream of the throttle valve. A hydrophilic film formed on the inner surface of the intake passage, and moisture supply means for supplying moisture to the hydrophilic film.
なお、本明細書における説明において、「スロットル弁より下流側の吸気通路」とは、スロットル弁より下流側の吸気管、吸気マニホルド内に形成される吸気通路、及び、吸気ポート内に形成される吸気通路をも含む意味で用いられる。換言すると、ブローバイガスが接触する可能性のある壁面で形成される通路を含む意味で用いられる。 In the description of the present specification, the “intake passage downstream of the throttle valve” is formed in the intake pipe, the intake passage formed in the intake manifold, and the intake port. It is used to include the intake passage. In other words, it is used in a sense including a passage formed by a wall surface with which blow-by gas may come into contact.
ここで、前記水分供給手段は、前記ブローバイガス還流装置の前記吸気通路への導入口よりも上流側に排気ガスの導入口が配置されている排気ガス還流装置であってもよい。 Here, the moisture supply means may be an exhaust gas recirculation device in which an exhaust gas introduction port is disposed upstream of the blow-by gas recirculation device introduction port to the intake passage.
また、前記水分供給手段は、前記ブローバイガス還流装置の前記吸気通路への導入通路に水分を供給するようにしてもよい。 The moisture supply means may supply moisture to the introduction passage to the intake passage of the blow-by gas recirculation device.
この本発明の一形態によれば、ブローバイガスをスロットル弁より下流側の吸気通路に導入するブローバイガス還流装置を備えたエンジンにおいて、少なくとも前記スロットル弁より下流側の吸気通路の内面に親水性皮膜が形成されている。したがって、ブローバイガスの還流などに伴い、デポジットが付着ないしは堆積する場合は、この親水性皮膜の表面になされることになる。そこで、水分供給手段により当該親水性皮膜へ水分が供給されると、その水分は親水性皮膜に吸水されて、デポジットの下面側に入り込み、デポジットを容易に剥離させる。かくて、デポジットの付着ないしは堆積が抑制される。 According to this aspect of the present invention, in an engine equipped with a blowby gas recirculation device for introducing blowby gas into an intake passage downstream of a throttle valve, at least a hydrophilic film is formed on the inner surface of the intake passage downstream of the throttle valve. Is formed. Therefore, when deposits adhere or accumulate with the reflux of blow-by gas, it is made on the surface of this hydrophilic film. Therefore, when moisture is supplied to the hydrophilic coating by the moisture supply means, the moisture is absorbed by the hydrophilic coating, enters the lower surface side of the deposit, and the deposit is easily peeled off. Thus, deposit adhesion or deposition is suppressed.
なお、前記水分供給手段が、前記ブローバイガス還流装置の前記吸気通路への導入口よりも上流側に排気ガスの導入口が配置されている排気ガス還流装置である場合には、還流された排気ガス(以下、EGRガスと称す)は、通常、水分を含んでおり、これが吸気通路の内面にて結露し、その水分が親水性皮膜に吸水されて、デポジットの下面側に入り込むことになる。特に、エンジンの始動時などの冷機状態では、吸気通路の壁面温度が低いこととEGRガス中に多量の水分が含有されていることとが相俟って、結露量が多く、デポジットの剥離効果が大きい。 When the moisture supply means is an exhaust gas recirculation device in which an exhaust gas introduction port is disposed upstream of the introduction port to the intake passage of the blow-by gas recirculation device, the recirculated exhaust gas The gas (hereinafter referred to as EGR gas) usually contains moisture, which is condensed on the inner surface of the intake passage, and the moisture is absorbed by the hydrophilic film and enters the lower surface side of the deposit. In particular, when the engine is cold, such as when the engine is started, the wall temperature of the intake passage is low and a large amount of moisture is contained in the EGR gas. Is big.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明のエンジンのデポジット抑制装置を火花点火式エンジン(以下、単にエンジンと称す)に適用した場合のシステム構成を示すスケルトン図である。 図1を参照すると、本実施の形態におけるエンジン本体100は、シリンダブロック110の下部にクランクケース120が一体に設けられ、シリンダブロック110の上部にシリンダヘッド130及びヘッドカバー140が順次結合されて構成されている。そして、クランクケース120の下面には、オイルパン部材150が不図示のボルトなどで取り付けられ、オイル溜り部を形成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a system configuration in a case where an engine deposit suppression apparatus of the present invention is applied to a spark ignition engine (hereinafter simply referred to as an engine). Referring to FIG. 1, an engine
なお、シリンダブロック110内のボアにはピストン111が往復移動可能に収容され、コネクティングロッド112によってピストン111の往復運動がクランクシャフト113の回転運動に変換される。また、シリンダヘッド130には、燃焼室が形成され、この燃焼室に開口する吸気ポート131及び排気ポート132にそれぞれ連通されて、吸気マニホルド及び排気マニホルドが接続されている。吸気ポート131及び排気ポート132は、バルブガイドに摺動自在に案内された吸気バルブ133及び排気バルブ134によってそれぞれ開閉され、これらの吸・排気バルブ133、134は不図示の吸・排気カムシャフトにより駆動される。
The
吸気ポート131は対応する吸気マニホルドを介して吸気通路162に連結されている。吸気通路162内には、吸気量を制御するスロットル弁163が配置されており、本実施の形態においては、不図示の電子制御装置(ECU)からの制御信号によりその開度が制御される、いわゆる電制スロットル弁とされている。また、吸気通路162のスロットル弁163の上流側には不図示のエアフローメータ及びエアクリーナが順に配置されている。一方、排気ポート132は排気マニホルド及び排気通路172を介して不図示の排気ガス浄化装置に連結されており、この排気ガス浄化装置内には排気ガス中のHC、CO、NOx等を浄化するための三元触媒などが配置されている。
The
また、各吸気ポート131に臨むべく吸気マニホルドに設けられた不図示の各燃料噴射弁は燃料供給管を介して不図示の燃料リザーバ、いわゆるデリバリパイプに連結されており、デリバリパイプ内へは電制可変燃料ポンプから目標燃料圧となるように燃料が供給される。なお、燃焼室に臨んで設けられた点火プラグ165に給電するイグナイタも備えている。
In addition, each fuel injection valve (not shown) provided in the intake manifold so as to face each
そして、本実施の形態においては、クランクケース120内に形成されるクランク室の上方の内部空間とスロットル弁163より下流側の吸気通路162とを連通するブローバイガス還流通路180が設けられている。さらに、このブローバイガス還流通路180にはスロットル弁163の下流側の吸気負圧に応じて開度が変化するPCVバルブ182が介装されている。
In the present embodiment, a blow-by
さらに、本実施の形態においては、スロットル弁163より上流側の吸気通路162とヘッドカバー140の内部とを連通する第1新気導入通路184が設けられている。また、ヘッドカバー140の内部とクランクケース120内に形成されるクランク室内とは、シリンダヘッド130及びシリンダブロック110を貫通して形成された第2新気導入通路186でもって連通されている。かくて、本実施の形態では、第1新気導入通路184、ヘッドカバー140及び第2新気導入通路186でもって、クランクケース120内に形成されるクランク室内とスロットル弁163より上流側の吸気通路162とを連通する新気導入通路が構成されている。
Further, in the present embodiment, a first fresh
さらに、本実施の形態においては、排気ガス還流装置が設けられ、排気通路172と吸気通路162とがEGR通路190で連通されており、このEGR通路190にはEGR制御弁192が介装されると共にEGRガスを冷却するためのEGRクーラー194が設けられている。そして、EGRガスの吸気通路162への導入口190Aはブローバイガス還流通路180の吸気通路162への導入口180Aよりも上流側に配置されている。
Further, in the present embodiment, an exhaust gas recirculation device is provided, and the
ここで、上記のように構成された本実施形態の一般的な作用を説明する。エンジン100の作動中においては、不図示のオイルポンプによりオイルパン150内のオイルが不図示のオイルストレーナを介して吸引され、オイルフィルタを経て、クランクケース120ないしはシリンダブロック110に形成された供給通路に供給される。そして、被潤滑部ないしは油圧作動部に供給されたオイルはその後、重力に従ってクランクケース120内部のオイルパン部材150で形成されたオイル溜り部に回収される。このように、エンジン100の作動中においてオイルは、エンジン100の被潤滑部ないしは油圧作動部に供給され、その残りの量がオイルパン150に貯留され、その上方の内部空間にブローバイガスが滞留することになる。ここで、ブローバイガスとは、ピストン111とシリンダボアとの隙間からクランクケース120内へ漏れ出るガスのことであり、このブローバイガスは多量の未燃炭化水素や水分を含んでいる。
Here, the general effect | action of this embodiment comprised as mentioned above is demonstrated. During operation of the
なお、このオイルパン150の上方の内部空間に滞留しているブローバイガスは、エンジン100の高負荷領域を除く通常の運転条件下では、スロットル弁163の下流側の吸気系に十分な負圧が発生するので、この負圧に応じて開度が変化するPCVバルブ182が開き、スロットル弁163より下流側の吸気通路162に連通されているブローバイガス還流通路180を介して、吸気系に還流される。このとき、クランクケース120内には第1及び第2の新気導入通路184,186を通じて大気が導入される。他方、エンジン100の高負荷領域での運転条件下では、PCVバルブ182が閉じられ、クランクケース120内のブローバイガスは第2新気導入通路186、ヘッドカバー140の内部、及び、スロットル弁163の上流側の吸気通路162に連通されている第1新気導入通路184を通じて吸気系に還流される。
Note that the blow-by gas remaining in the internal space above the
また、EGRガスは、エンジン100の運転状態に応じて、不図示の電子制御装置(ECU)からの制御信号によりEGR制御弁192の開度が制御され、排気通路172から吸気通路162へと流量が制御されつつ導入される。
Further, the opening degree of the
ここで、デポジット抑制装置の実施の形態を、図2を参照しつつ詳細に説明する。図2は、図1のエンジン100における吸気系の概略を、同一機能部位には図1と同一符号を用いて示す拡大模式図である。但し、図2は、ブローバイガス還流通路180の導入口180Aの位置が図1と異なるが、これらは概念を示すものでありいずれであってもかまわない。図2に示す実施の形態では、スロットル弁163より下流側の吸気通路としての吸気ポート131の内面に親水性皮膜Mが形成された例が示されている。なお、図示はしないが、吸気バルブ133の傘部裏面及びステムの表面に親水性皮膜を付加的に形成してもよい。
Here, an embodiment of the deposit suppressing device will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged schematic diagram showing an outline of the intake system in the
なお、親水性皮膜Mとしては、シラノール基を有するシリカを用いるのが好ましい。そして、親水性皮膜Mはエンジン100における吸気系に塗布するなどして予め形成してもよいし、親水性皮膜Mを析出形成する溶液などを吸気系に適時に噴射して供給することにより形成するようにしてもよい。
As the hydrophilic film M, silica having a silanol group is preferably used. The hydrophilic film M may be formed in advance by applying it to the intake system of the
この実施の形態において、上述したように、ブローバイガス還流通路180を介して導入口180Aからブローバイガスが吸気系に還流され、デポジットDが付着ないしは堆積する場合は、この親水性皮膜Mの表面になされる。そこで、水分供給手段としての排気ガス還流装置により、EGRガスが導入口180Aよりも上流側の導入口190Aから導入されると、EGRガス中の水分が凝縮ないしは結露し、その水分が親水性皮膜Mに吸水される。そして、その水分Wは、図3に示すように、デポジットDの下面側に入り込むことになる。かくて、デポジットDはその付着力が弱まり、容易に剥離する。この現象は、特に、エンジン100の始動時などの冷機状態では、吸気通路の壁面温度が低いことと、EGRガス中に多量の水分が含有されていることとが相俟って、結露量が多く、デポジットの剥離効果が大きい。
In this embodiment, as described above, when blow-by gas is recirculated from the
次に、本発明の他の実施の形態を、図2と同一機能部位には同一符号を用いた拡大模式図である図4に示す。この実施の形態は、水分供給手段としてブローバイガス還流装置の吸気通路へのブローバイガス還流通路180に水供給路181を合流させて直接に水分を供給するようにしたものである。この水分供給装置としては、水供給路181の上流側に水タンクを接続するか、ウインドウウォッシャー液タンク又はウォータージャケットを接続するようにしてもよい。さらに、EGRクーラー194による冷却により凝集ないしは結露した水分を抽出して容器に蓄え、この容器を接続するようにしてもよい。
Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG. 4 which is an enlarged schematic diagram in which the same reference numerals are used for the same functional parts as in FIG. In this embodiment, the
この他の実施の形態においては、吸気通路へ還流されるブローバイガス中に直接に水分が供給されるので、ブローバイガスの導入と同時に水分が親水性皮膜Mに吸水され、この親水性皮膜Mの表面になされるデポジットDの付着ないしは堆積そのものが抑制される。 In this other embodiment, since moisture is directly supplied into the blow-by gas that is recirculated to the intake passage, the moisture is absorbed into the hydrophilic film M simultaneously with the introduction of the blow-by gas. Adhesion or deposition itself of the deposit D formed on the surface is suppressed.
100 エンジン本体
110 シリンダブロック
130 シリンダヘッド
111 ピストン
162 吸気通路
163 スロットル弁
180 ブローバイガス還流通路
180A ブローバイガス導入口
182 PCVバルブ
190 EGR通路
190A EGRガス導入口
M 親水性皮膜
DESCRIPTION OF
Claims (3)
少なくとも前記スロットル弁より下流側の吸気通路の内面に形成された親水性皮膜と、
当該親水性皮膜へ水分を供給する水分供給手段と、
を備えることを特徴とするエンジンのデポジット抑制装置。 In an engine equipped with a blow-by gas recirculation device that introduces blow-by gas into the intake passage downstream of the throttle valve,
At least a hydrophilic film formed on the inner surface of the intake passage downstream of the throttle valve;
Moisture supply means for supplying moisture to the hydrophilic film;
An engine deposit suppression apparatus comprising:
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