JP5290732B2 - Oil separator for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure in which sufficient performance can be obtained under a wide flow rate condition of blowby gas even if its flow rate condition is changed, and pressure loss can also be reduced. <P>SOLUTION: In an oil separator of an internal combustion engine, two oil separation mechanisms 13 and 14 each comprised of a combination of: a nozzle plate 15 or nozzle plate 17; and a collision board 16 or collision board 18 at the downstream from the nozzle plate 15 and nozzle plate 17, respectively, are provided in series, and have an independent a blowby gas inflow port 10 and blowby gas inflow port 11, respectively. The diameter of a nozzle 20 at the upstream side is smaller than that of a nozzle 21 at the downstream side, and the opening area of the blowby gas inflow port 10 at the upstream side is smaller than that of the blowby gas inflow port 11 at the downstream side. The blowby gas inflow port 11 at the downstream side is openable in accordance with a flow rate of the blowby gas by an on-off valve 19. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、内燃機関、特にシリンダヘッドカバーに設けられるブローバーガス通路のオイルセパレータに関し、特にブローバーガス通路を流れるブローバイガスに含まれるオイルミストを積極的に分離するためのオイルセパレータに関するものである。   The present invention relates to an oil separator for a blow bar gas passage provided in an internal combustion engine, particularly a cylinder head cover, and more particularly to an oil separator for positively separating oil mist contained in blow-by gas flowing through the blow bar gas passage.

従来より自動車に搭載される内燃機関では、ピストンリングとシリンダ壁との隙間等からクランクケース内へ漏れ出るブローバイガスを、シリンダヘッドやシリンダヘッドカバーを通して吸気系に戻し、混合気とともに燃焼室内に送り込む一方、代わって新気を導入するように構成されている。なお、このようなシステムをポジティブ・クランクケース・ベンチレーションという。   In conventional internal combustion engines mounted on automobiles, blow-by gas that leaks into the crankcase from the clearance between the piston ring and the cylinder wall is returned to the intake system through the cylinder head and cylinder head cover, and sent to the combustion chamber along with the air-fuel mixture. Instead, it is configured to introduce fresh air. Such a system is called positive crankcase ventilation.

このようなシステムにおいて、ブローバイガスがオイルミストを含んだまま吸気系に戻されることのないように、自動車に搭載される内燃機関には、ブローバイガスに含まれるオイルミストを積極的にオイルとして分離・回収するためのオイルセパレータ（油分離装置またはオイルミストセパレータとも称される。）が設けられている。   In such a system, the oil mist contained in the blow-by gas is actively separated as oil so that the blow-by gas does not return to the intake system while containing the oil mist. An oil separator (also referred to as an oil separator or an oil mist separator) is provided for recovery.

かかるオイルセパレータとしては、例えば特許文献１に記載されているようにシリンダヘッドカバー内設置型のものがある。このタイプのものでは、ブローバイガス通路の一部にノズル（細孔）を設けることでブローバイガスの流速を高め、このブローバイガスをブローバイガス流路内の壁体に衝突させて、その衝突作用による気液分離作用をもってオイルミストを付着させて分離・捕捉するようにしたもので、いわゆる慣性衝突方式のものと称されている。   As such an oil separator, there is a cylinder head cover installation type as described in Patent Document 1, for example. In this type, by providing a nozzle (pore) in a part of the blow-by gas passage, the flow speed of the blow-by gas is increased, and this blow-by gas is collided with the wall body in the blow-by gas flow path, and the collision action is caused. The oil mist is attached and separated and trapped with a gas-liquid separation action, which is called a so-called inertial collision type.

なお、分離したオイルは、オイルセパレータの底部に開口したオイルドレンポートをもって例えば動弁駆動系側に戻される。
特開２００５−１２０８５５号公報 The separated oil is returned to the valve drive system side, for example, through an oil drain port opened at the bottom of the oil separator.
JP 2005-120855 A

しかしながら、このような従来のオイルセパレータでは、ある特定のブローバイガス流量のもとで狙い通りの流速が得られるようにノズル径を設定してあるため、それ以外の低流量域では充分な性能が得られないだけでなく、逆に大流量域では圧力損失が大きくなる傾向にあり、なおも改善の余地を残している。   However, in such a conventional oil separator, the nozzle diameter is set so that a desired flow rate can be obtained under a specific blow-by gas flow rate. Not only can it not be obtained, but conversely, pressure loss tends to increase in the large flow rate region, and there is still room for improvement.

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、ブローバイガスの流量条件が変化してもそれらの広い流量条件下で十分な性能が得られ、しかも圧力損失も低減できるようにした構造を提供するものである。   The present invention has been made paying attention to such problems, and even if the flow rate condition of blow-by gas changes, sufficient performance can be obtained under these wide flow rate conditions, and pressure loss can also be reduced. Provide structure.

請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドカバー内のブローバイガス通路の一部に設けられて、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルセパレータであって、ノズルプレートとその下流側の衝突板との組み合わせからなる少なくとも二つのオイル分離機構をブローバイガス流出口に向かう流れ方向に沿って直列に設けるととに、オイル分離機構ごとに独立したブローバイガス流入口を設け、上流側のオイル分離機構のノズルプレートに形成されたノズル径を下流側のオイル分離機構のノズルプレートに形成されたノズル径よりも小さく設定するとともに、上流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口の開口面積を下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口の開口面積よりも小さく設定し、下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口をブローバイガスの流量に応じて開閉可能としたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is an oil separator that is provided in a part of a blow-by gas passage in the cylinder head cover and separates a mist-like oil contained in the blow-by gas. At least two oil separation mechanisms consisting of a combination with a plate are provided in series along the flow direction toward the blow-by gas outlet, and an independent blow-by gas inlet is provided for each oil separation mechanism, so that upstream oil separation The nozzle diameter formed on the nozzle plate of the mechanism is set to be smaller than the nozzle diameter formed on the nozzle plate of the downstream oil separation mechanism, and the opening area of the blow-by gas inlet attached to the upstream oil separation mechanism is set. Set smaller than the opening area of the blow-by gas inlet attached to the oil separation mechanism on the downstream side. The blow-by gas inlet incidental to the side of the oil separating mechanism characterized by being openable and closable in accordance with the flow rate of the blow-by gas.

この場合において、請求項２に記載のように、下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口を開閉するバルブを備えていることが望ましい。   In this case, it is desirable to provide a valve that opens and closes a blow-by gas inlet that is attached to the downstream oil separation mechanism.

なお、各オイル分離機構においては、例えば請求項３に記載のように、ノズルを通過したブローバイガスがその下流側の衝突板に衝突することで気液分離作用がなされるようになっているものとする。 In each of the oil separation mechanisms, for example, as described in claim 3 , the gas-liquid separation action is performed by the blow-by gas that has passed through the nozzle colliding with the collision plate on the downstream side. And

したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、ブローバイガスの流量が少ない時には上流側のオイル分離機構における小径のノズルを積極的に機能させる一方、ブローバイガスの流量が多い時には下流側のオイル分離機構における大径のノズルを積極的に機能させ、結果としてブローバイガスの流量に応じて実質的にノズル径を使い分けることで、ブローバイガスの流量条件が変化して全体としては広い流量条件下で十分な性能が得られるようになる。しかも、特に大流量時における圧力損失も低減できるようになる。   Therefore, in at least the first aspect of the invention, the small diameter nozzle in the upstream oil separation mechanism is made to function positively when the flow rate of blowby gas is small, while the downstream oil separation mechanism is activated when the flow rate of blowby gas is large. As a result, the nozzle diameter is changed depending on the flow rate of the blow-by gas, so that the flow condition of the blow-by gas can be changed. Performance will be obtained. In addition, the pressure loss can be reduced especially at a large flow rate.

請求項１に記載の発明によれば、ブローバイガス流量に応じて大小二種類のノズル径を使い分けることで、広い流量域において十分な性能が得られるとともに、特に大流量時の圧力損失も低減できる。 According to the first aspect of the invention, by using two types of large and small nozzle diameters according to the blow-by gas flow rate, sufficient performance can be obtained in a wide flow rate range, and pressure loss especially at a large flow rate can be reduced. .

請求項２に記載の発明によれば、下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口を開閉するバルブを備えていることで、ノズルの使い分け効果がより安定化して信頼性の高いものとなる。   According to the second aspect of the present invention, by providing the valve for opening and closing the blow-by gas inlet that is attached to the downstream oil separation mechanism, the effect of selectively using the nozzle is further stabilized and highly reliable. Become.

図１〜３は本発明に係るオイルセパレータのより具体的な第１の実施の形態を示す図であり、特に図１は４気筒タイプのエンジンにおけるシリンダヘッドカバー１を内側から見た図を、図２，３は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図であって且つそのシリンダヘッドカバー１に組み込まれたオイルセパレータ６の概略構造をそれぞれ示している。   1 to 3 are views showing a more specific first embodiment of the oil separator according to the present invention. In particular, FIG. 1 is a view of a cylinder head cover 1 in a four-cylinder type engine as viewed from the inside. 2 and 3 are enlarged cross-sectional views taken along line AA in FIG. 1 and show schematic structures of the oil separator 6 incorporated in the cylinder head cover 1, respectively.

シリンダヘッドカバー１は全体がポリアミド樹脂等の所定の樹脂材料にて形成され、図１のほか図２に示すように、図示しないシリンダヘッドとのボルト締結のために複数のフランジ部２やガスケット３、さらにはオイルフィラー４等を備えた周知の機能および形状を有するものであって、点火栓取付部として機能する複数のプラグホール５に隣接してオイルセパレータ６を設けてある。   The cylinder head cover 1 is entirely formed of a predetermined resin material such as polyamide resin, and as shown in FIG. 2 in addition to FIG. 1, a plurality of flange portions 2 and gaskets 3 for fastening bolts to a cylinder head (not shown), Furthermore, the oil separator 6 is provided adjacent to the plurality of plug holes 5 having a known function and shape including the oil filler 4 and the like, and functioning as a spark plug mounting portion.

このオイルセパレータ６は、シリンダヘッドカバー１の内下面にその長手方向に沿って細長いボックス状部７を一体に形成するとともに、そのボックス状部７に別体のインナカバー（バッフルプレート）８を装着することで、オイルセパレータ６の主要素となるセパレータ室９を隔離形成してある。ここでは、セパレータ室９がシリンダヘッドカバー１内でのブローバイガス通路の一部として機能するように、長手方向の一端部寄りの位置をブローバイガス流入口１０，１１とし、長手方向の他端をブローバイガス流出口１２とするセパレータ室９を隔離形成してある。なお、双方のブローバイガス流入口１０，１１はインナカバー８に開口形成してある。   The oil separator 6 is integrally formed with an elongated box-shaped portion 7 along the longitudinal direction on the inner and lower surfaces of the cylinder head cover 1, and a separate inner cover (baffle plate) 8 is attached to the box-shaped portion 7. Thus, the separator chamber 9 which is the main element of the oil separator 6 is formed in isolation. Here, in order for the separator chamber 9 to function as a part of the blow-by gas passage in the cylinder head cover 1, the positions near one end in the longitudinal direction are the blow-by gas inlets 10 and 11, and the other end in the longitudinal direction is blow-by. A separator chamber 9 serving as a gas outlet 12 is formed in isolation. Both blow-by gas inlets 10, 11 are formed in the inner cover 8.

セパレータ室９内には、ブローバイガスの通流方向に沿って二つのオイル分離機構１３，１４を直列に配置してある。より具体的には、セパレータ室９内のうちブローバイガス流入口１０の下流側には、ブローバイガス流量が比較的小さい時のためのオイル分離機構１３としてノズルプレート１５と衝突板（インパクター）１６とをセットにして対向配置してあるとともに、ブローバイガス流出口１２の上流側には、ブローバイガス流量が比較的大きい時のためのオイル分離機構１４として同じくノズルプレート１７と衝突板（インパクター）１８とをセットにして対向配置してある。そして、双方のオイル分離機構１３，１４同士の間には開閉バルブ１９を配置してある。   In the separator chamber 9, two oil separation mechanisms 13 and 14 are arranged in series along the flow direction of blow-by gas. More specifically, on the downstream side of the blow-by gas inlet 10 in the separator chamber 9, a nozzle plate 15 and an impact plate (impactor) 16 as an oil separation mechanism 13 for when the blow-by gas flow rate is relatively small. And a nozzle plate 17 and a collision plate (impactor) as an oil separation mechanism 14 for a relatively large blow-by gas flow rate on the upstream side of the blow-by gas outlet 12. 18 are set to face each other. An open / close valve 19 is disposed between the oil separation mechanisms 13 and 14.

ここで、上流側に位置する小流量用のオイル分離機構１３は、開口面積がＳ１の上流側のブローバイガス流入口１０から流入したブローバイガスに含まれるオイルミストの分離を目的としたもので、ノズルプレート１５には孔径がＤ１の複数のノズル２０を並べて形成してある。そして、ノズルプレート１５と所定距離隔てて対向配置される衝突板１６は、各ノズル２０の軸線の延長線とほぼ面直角のかたちで交差するように設定してある。なお、ノズルプレート１５の上流側と下流側は複数のノズル２０でのみ連通している。これに対して、衝突板１６の下部は開放されている。   Here, the oil separation mechanism 13 for small flow rate located on the upstream side is for the purpose of separating oil mist contained in the blow-by gas flowing from the blow-by gas inlet 10 on the upstream side of the opening area S1, In the nozzle plate 15, a plurality of nozzles 20 having a hole diameter D1 are formed side by side. The collision plate 16 disposed to face the nozzle plate 15 at a predetermined distance is set so as to intersect with an extension line of the axis of each nozzle 20 in a substantially perpendicular direction. Note that the upstream side and the downstream side of the nozzle plate 15 communicate only with the plurality of nozzles 20. On the other hand, the lower part of the collision plate 16 is open.

他方、下流側に位置する大流量用のオイル分離機構１４は、特に開口面積がＳ２の下流側のブローバイガス流入口１１から流入したブローバイガスに含まれるオイルミストの分離を目的としたもので、ノズルプレート１７には孔径がＤ２の複数のノズル２１を並べて形成してある。そして、ノズルプレート１７と所定距離隔てて対向配置される衝突板１８は、各ノズル２１の軸線の延長線とほぼ面直角のかたちで交差するように設定してある。なお、ノズルプレート１７の上流側と下流側は複数のノズル２１でのみ連通しているとともに、衝突板１８の下部は開放されている。   On the other hand, the oil separation mechanism 14 for large flow rate located on the downstream side is intended to separate oil mist contained in the blow-by gas flowing in from the blow-by gas inlet 11 on the downstream side, particularly with an opening area of S2, In the nozzle plate 17, a plurality of nozzles 21 having a hole diameter D2 are formed side by side. The collision plate 18 disposed to face the nozzle plate 17 at a predetermined distance is set so as to intersect with an extension line of the axis of each nozzle 21 in a substantially perpendicular direction. The upstream side and the downstream side of the nozzle plate 17 communicate with each other only with the plurality of nozzles 21 and the lower part of the collision plate 18 is open.

この場合において、双方のブローバイガス流入口１０，１１の開口面積（通路面積）Ｓ１，Ｓ２の関係は、上流側のブローバイガス流入口１０の開口面積Ｓ１よりも下流側のブローバイガス流入口１１の開口面積Ｓ２の方が大きく設定してある（Ｓ１＜Ｓ２）。同様に、双方のノズル２０，２１の通路面積Ｄ１，Ｄ２の関係は、小流量用のオイル分離機構１３側のノズル２０の通路面積Ｄ１よりも大流量用のオイル分離機構１４側のノズル２１の通路面積Ｄ２の方が大きく設定してある（Ｄ１＜Ｄ２）。なお、各ノズル２０，２１は、その機能よりして孔径よりも長さが大きいことが望ましい。   In this case, the relationship between the opening areas (passage areas) S1 and S2 of the blow-by gas inlets 10 and 11 is such that the blow-by gas inlet 11 on the downstream side of the opening area S1 of the upstream blow-by gas inlet 10 is the same. The opening area S2 is set larger (S1 <S2). Similarly, the relationship between the passage areas D1 and D2 of both the nozzles 20 and 21 is such that the nozzle 21 on the oil separation mechanism 14 side for large flow rate is larger than the passage area D1 of the nozzle 20 on the oil separation mechanism 13 side for small flow rate. The passage area D2 is set larger (D1 <D2). The nozzles 20 and 21 preferably have a length larger than the hole diameter due to their functions.

さらに、各衝突板１６，１８における衝突面は、ブローバイガスに含まれるオイルミストの気液分離を促進するために凹凸面としてあり、その凹溝部と凸条部とが交互に図２の上下方向を指向するように設定してある。   Further, the collision surfaces of the collision plates 16 and 18 are uneven surfaces in order to promote gas-liquid separation of the oil mist contained in the blow-by gas, and the concave groove portions and the convex stripe portions are alternately arranged in the vertical direction in FIG. It is set to be oriented.

小流量用のオイル分離機構１３と大流量用のオイル分離機構１４との間に設けた開閉バルブ１９は、下流側のブローバイガス流入口１１を開閉するためのもので、そのブローバイガス流入口１１を閉弁する弁体２２を弾性手段である圧縮コイルスプリング２３によって閉弁方向に付勢してある。   An opening / closing valve 19 provided between the oil separation mechanism 13 for small flow rate and the oil separation mechanism 14 for large flow rate is used to open and close the blow-by gas inlet 11 on the downstream side. The valve body 22 for closing the valve is biased in the valve closing direction by a compression coil spring 23 which is an elastic means.

したがって、このように構成されたオイルセパレータ６によれば、図２はブローバイガスが小流量時の流れを示しており、図示しないＰＣＶバルブ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション・バルブ）の作用でセパレータ室９に負圧が作用することで同セパレータ室９内をブローバイガスが通流することになる。この状態では切換バルブ１９は下流側のブローバイガス流入口１１を閉止している。   Therefore, according to the oil separator 6 configured in this way, FIG. 2 shows the flow when the blow-by gas is at a small flow rate, and the separator is operated by the action of a PCV valve (positive crankcase ventilation valve) (not shown). When the negative pressure acts on the chamber 9, blow-by gas flows through the separator chamber 9. In this state, the switching valve 19 closes the blow-by gas inlet 11 on the downstream side.

そして、上流側のブローバイガス流入口１０からセパレータ室９内に流入したブローバイガスは、小流量用のオイル分離機構１３におけるノズルプレート１５のノズル２０を通過し、その通路が絞られることで流速が高められた上で、その下流側の衝突板１６に衝突して気液分離作用がなされることになる。すなわち、ブローバイガスが衝突板１６に衝突することで、そのブローバイガスに含まれるオイルミストが衝突板１６の凹凸の衝突面に付着して、オイルの分離・捕捉処理がなされることになる。   The blow-by gas that has flowed into the separator chamber 9 from the upstream blow-by gas inlet 10 passes through the nozzle 20 of the nozzle plate 15 in the oil separation mechanism 13 for small flow rate, and the flow rate is reduced by narrowing the passage. After being raised, it collides with the collision plate 16 on the downstream side to perform a gas-liquid separation action. That is, when the blow-by gas collides with the collision plate 16, oil mist contained in the blow-by gas adheres to the uneven collision surface of the collision plate 16, and oil separation / capture processing is performed.

こうして小流量用のオイル分離機構１３によるオイルの分離・捕捉処理がなされたブローバイガスは、さらに下流側の大流量用のオイル分離機構１４を通過することで再度同様の処理がなされることになる。ただし、大流量用のオイル分離機構１４ではそのノズル２１の径Ｄ２を小流量用のオイル分離機構１３のものより大径に設定してあるため、小流量用のオイル分離機構１３ほどのオイルの分離・捕捉処理は期待できない。こうして、小流量用のオイル分離機構１３および大流量用のオイル分離機構１４を通過したブローバイガスはブローバイガス流出口１２から流出することになる。   The blow-by gas that has been subjected to the oil separation / capturing process by the oil separation mechanism 13 for the small flow rate is further subjected to the same process by passing through the oil separation mechanism 14 for the large flow rate on the downstream side. . However, in the oil separation mechanism 14 for large flow rate, the diameter D2 of the nozzle 21 is set to be larger than that in the oil separation mechanism 13 for small flow rate. Separation / capture processing cannot be expected. Thus, the blow-by gas that has passed through the oil separation mechanism 13 for small flow rate and the oil separation mechanism 14 for large flow rate flows out from the blow-by gas outlet 12.

他方、ブローバイガスの流量が大きくなった場合には、図３に示すように、小流量用のオイル分離機構１３のノズルプレート１５が抵抗となってその圧力損失が大きくなり、小流量用のオイル分離機構１３よりも下流側の負圧吸引力が開閉バルブ１９の圧縮コイルスプリング２３の付勢力に打ち勝つようになる。これにより、開閉バルブ１９が開弁し、上流側のブローバイガス流入口１０よりも開口面積Ｓ２の大きな下流側のブローバイガス流入口１１を開くことで、ブローバイガスがセパレータ室９内に流入することになる。そして、そのブローバイガスが大流量用のオイル分離機構１４を通過することで、先の小流量用のオイル分離機構１３の場合と同様の気液分離作用によって、ブローバイガスに含まれるオイル（オイルミスト）の分離・捕捉処理がなされることになる。   On the other hand, when the flow rate of blow-by gas increases, as shown in FIG. 3, the nozzle plate 15 of the oil separation mechanism 13 for small flow rate becomes a resistance and its pressure loss increases, and the oil for small flow rate increases. The negative pressure suction force on the downstream side of the separation mechanism 13 overcomes the urging force of the compression coil spring 23 of the open / close valve 19. As a result, the opening / closing valve 19 is opened, and the blow-by gas flows into the separator chamber 9 by opening the downstream blow-by gas inlet 11 having an opening area S2 larger than the upstream blow-by gas inlet 10. become. When the blow-by gas passes through the oil separation mechanism 14 for large flow rate, the oil (oil mist) contained in the blow-by gas is obtained by the same gas-liquid separation action as in the case of the oil separation mechanism 13 for small flow rate. ) Is separated and captured.

この場合において、一部のブローバイガスが上流側のブローバイガス流入口１０から流入して小流量用のオイル分離機構１３を通過することはあっても、大流量用のオイル分離機構１４を流れるブローバイガスは下流側のブローバイガス流入口１１から流入したものが大部分を占めるため、小流量用のオイル分離機構１３側でのオイルの分離・捕捉処理はあまり期待できない。   In this case, a part of the blow-by gas flows from the upstream blow-by gas inlet 10 and passes through the oil separation mechanism 13 for low flow rate, but flows through the oil separation mechanism 14 for large flow rate. Since most of the gas flows from the blow-by gas inlet 11 on the downstream side occupies the oil separation / capturing process on the side of the oil separation mechanism 13 for small flow rate.

なお、気液分離作用によって分離・捕捉処理がなされたオイルはセパレータ室内に一時的に溜まった上で、例えば図示しないシリンダヘッドにおける動弁駆動系側に滴下方式にて戻されることになる。   Note that the oil that has been separated and captured by the gas-liquid separation action temporarily accumulates in the separator chamber and then returned to the valve drive system side of a cylinder head (not shown) by a dropping method.

このように本実施の形態によれば、ブローバイガスが小流量の時には主として上流側のオイル分離機構１３によって気液分離が行われ、他方、ブローバイガスが大流量の時には主として下流側のオイル分離機構１４によって気液分離が行われることから、ブローバイガス流量の大小にかかわらず、全体としては広い流量条件下で十分な性能が得られるようになる。しかも、特にブローバイガスの大流量時においては、主として開口面積の大きなブローバイガス流入口１１およびノズル径の大きなノズル２１が機能することから、その大流量時における圧力損失（通流抵抗）も低減できるようになる。   As described above, according to the present embodiment, gas-liquid separation is performed mainly by the upstream oil separation mechanism 13 when the blow-by gas has a small flow rate, and on the other hand, mainly the downstream oil separation mechanism when the blow-by gas has a large flow rate. Since the gas-liquid separation is performed by 14, the overall performance can be obtained under a wide flow rate condition regardless of the flow rate of the blow-by gas. In addition, the blow-by gas inlet 11 having a large opening area and the nozzle 21 having a large nozzle diameter function mainly at a large flow rate of blow-by gas, so that pressure loss (flow resistance) at the large flow rate can be reduced. It becomes like this.

図４は本発明に係るオイルセパレータの第２の実施の形態を示す図であり、図２，３と共通する部分には同一符号を付してある。   FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the oil separator according to the present invention, and parts common to FIGS.

この第２の実施の形態では、セパレータ室９内において、ブローバイガスの通流方向に沿って三つののオイル分離機構１３，１４，２４を直列に配置し、それに併せて各オイル分離機構１３，１４，２４ごとに独立したブローバイガス流入口１０，１１，２５を形成したものである。   In the second embodiment, in the separator chamber 9, three oil separation mechanisms 13, 14, 24 are arranged in series along the flow direction of blow-by gas, and each oil separation mechanism 13, Independent blow-by gas inlets 10, 11, 25 are formed for each of 14, 24.

三つのオイル分離機構１３，１４，２４のうち、上流側のオイル分離機構１３と中間のオイル分離機構１４との関係は、ノズル２０，２１の径やブローバイガス流入口１０，１１の開口面積の大小関係を含めて、図２，３に示した第１の実施の形態のものと同様であり、最も下流側のオイル分離機構２４として中間のオイル分離機構１４と同一のもの、すなわちノズルプレート２６と衝突板２８とを組み合わせたものを配置してある。   Of the three oil separation mechanisms 13, 14, 24, the relationship between the upstream oil separation mechanism 13 and the intermediate oil separation mechanism 14 depends on the diameter of the nozzles 20, 21 and the opening area of the blow-by gas inlets 10, 11. 2 and 3, including the magnitude relationship, is the same as that of the intermediate oil separation mechanism 14 as the most downstream oil separation mechanism 24, that is, the nozzle plate 26. And a combination of the collision plate 28 are arranged.

すなわち、最も上流側のオイル分離機構１３のノズルプレート１５に形成されたノズル２０の径は、中間位置のオイル分離機構１４のノズルプレート１７に形成されたノズル２１の径よりも小さく設定されていて、最も下流側のオイル分離機構２４のノズルプレート２６に形成されたノズル２７の径は中間位置のオイル分離機構１４のノズルプレート１７に形成されたノズル２１の径と同一寸法に設定してある。   That is, the diameter of the nozzle 20 formed on the nozzle plate 15 of the most upstream oil separation mechanism 13 is set smaller than the diameter of the nozzle 21 formed on the nozzle plate 17 of the oil separation mechanism 14 at the intermediate position. The diameter of the nozzle 27 formed on the nozzle plate 26 of the most downstream oil separation mechanism 24 is set to the same size as the diameter of the nozzle 21 formed on the nozzle plate 17 of the oil separation mechanism 14 at the intermediate position.

同様に、最も上流側のブローバイガス流入口１０の開口面積は中間位置のブローバイガス流入口１１の開口面積よりも小さく設定してあるとともに、最も下流側のブローバイガス流入口２５の開口面積は中間位置のブローバイガス流入口１１のそれと同一寸法に設定してある。   Similarly, the opening area of the blowby gas inlet 10 at the most upstream side is set smaller than the opening area of the blowby gas inlet 11 at the middle position, and the opening area of the blowby gas inlet 25 at the most downstream side is intermediate. The same size as that of the blow-by gas inlet 11 at the position is set.

もちろん、必要に応じて、最も下流側のオイル分離機構２４のノズルプレート２６に形成されたノズル２７の径を中間位置のオイル分離機構１４のノズルプレート１７に形成されたノズル２１の径よりも大きく設定したり、あるいは最も下流側のブローバイガス流入口２５の開口面積を中間位置のブローバイガス流入口１１のそれよりも大きく設定することもまた可能である。   Of course, if necessary, the diameter of the nozzle 27 formed on the nozzle plate 26 of the oil separation mechanism 24 on the most downstream side is larger than the diameter of the nozzle 21 formed on the nozzle plate 17 of the oil separation mechanism 14 at the intermediate position. It is also possible to set the opening area of the blowby gas inlet 25 on the most downstream side larger than that of the blowby gas inlet 11 at the intermediate position.

そして、中間位置のブローバイガス流入口１１にはこれを開閉するためのボールバルブ２９を、最も下流側のブローバイガス流入口２５にはリードバルブ３０をそれぞれに配置してある。ボールバルブ２９は周知のように球状の弁体３１を圧縮コイルスプリング３２にて閉弁方向に付勢しているもので、図２，３に示した開閉バルブ１９と同様に機能するものである。また、リードバルブ３０は弾性のある舌片状の弁体３３にて最も上流側のブローバイガス流入口２５を閉止していて、ブローバイガス流入口２５の内外の圧力差にて仮想線で示すように開弁するものである。そして、リードバルブ３０の開弁に要する力はボールバルブ２９のそれよりもわずかに大きく設定してある。   A ball valve 29 for opening and closing the blow-by gas inlet 11 at the intermediate position and a reed valve 30 at the blow-by gas inlet 25 at the most downstream side are arranged respectively. As is well known, the ball valve 29 urges a spherical valve body 31 in the valve closing direction by a compression coil spring 32, and functions in the same manner as the on-off valve 19 shown in FIGS. . The reed valve 30 has an elastic tongue-shaped valve body 33 that closes the blow-by gas inlet 25 on the most upstream side, and is indicated by an imaginary line by the pressure difference between the inside and outside of the blow-by gas inlet 25. The valve will be opened. The force required to open the reed valve 30 is set slightly larger than that of the ball valve 29.

したがって、この第２の実施の形態によれば、最も上流側のオイル分離機構１３および中間位置のオイル分離機構１４の作動および機能は図２，３に示した第１の実施の形態のものと同様であり、ブローバイガスの流量が小さい時には最も上流側のオイル分離機構１３が機能し、それよりもブローバイガスの流量が増大した時に中間位置のオイル分離機構１４が機能することになる。さらに、最も下流側のオイル分離機構２４は、中間位置のオイル分離機構１４が機能し始めた後にさらにブローバイガスの流量が増大した段階で初めてリードバルブ３０が開いて当該オイル分離機構２４が機能することになる。   Therefore, according to the second embodiment, the operations and functions of the most upstream oil separation mechanism 13 and the intermediate oil separation mechanism 14 are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. Similarly, the oil separation mechanism 13 on the most upstream side functions when the flow rate of blow-by gas is small, and the oil separation mechanism 14 at the intermediate position functions when the flow rate of blow-by gas increases. Furthermore, in the most downstream oil separation mechanism 24, the reed valve 30 is opened and the oil separation mechanism 24 functions only when the flow rate of blow-by gas further increases after the oil separation mechanism 14 at the intermediate position starts to function. It will be.

この第２の実施の形態においても、ブローバイガス流量の大小にかかわらず、全体としては広い流量条件下で十分な性能が得られ、しかも大流量時における圧力損失（通流抵抗）も低減できるようになる。   Even in the second embodiment, regardless of the flow rate of blow-by gas, sufficient performance can be obtained as a whole under a wide flow rate condition, and pressure loss (flow resistance) at a large flow rate can be reduced. become.

本発明に係るオイルセパレータの第１の実施の形態としてそのオイルセパレータを含むシリンダヘッドカバーを内側から見た説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which looked at the cylinder head cover containing the oil separator from the inner side as 1st Embodiment of the oil separator which concerns on this invention. 図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図であって且つブローバイガスの小流量時の作動説明図。It is an expanded sectional view in alignment with the AA line of FIG. 1, and the operation | movement explanatory drawing at the time of the small flow volume of blowby gas. 図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図であって且つブローバイガスの大流量時の作動説明図。It is an expanded sectional view which follows the AA line of FIG. 1, and is operation | movement explanatory drawing at the time of the large flow volume of blow-by gas. 本発明に係るオイルセパレータの第２の実施の形態を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows 2nd Embodiment of the oil separator which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…シリンダヘッドカバー
６…オイルセパレータ
９…セパレータ室
１０…ブローバイガス流入口
１１…ブローバイガス流入口
１２…ブローバイガス流出口
１３…オイル分離機構
１４…オイル分離機構
１５…ノズルプレート
１６…衝突板
１７…ノズルプレート
１８…衝突板
１９…開閉バルブ
２０…ノズル
２１…ノズル
２４…オイル分離機構
２５…ブローバイガス流入口
２６…ノズルプレート
２７…ノズル
２８…衝突板
２９…ボールバルブ
３０…リードバルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head cover 6 ... Oil separator 9 ... Separator chamber 10 ... Blow-by gas inlet 11 ... Blow-by gas inlet 12 ... Blow-by gas outlet 13 ... Oil separation mechanism 14 ... Oil separation mechanism 15 ... Nozzle plate 16 ... Collision plate 17 ... Nozzle plate 18 ... Collision plate 19 ... Open / close valve 20 ... Nozzle 21 ... Nozzle 24 ... Oil separation mechanism 25 ... Blow-by gas inlet 26 ... Nozzle plate 27 ... Nozzle 28 ... Collision plate 29 ... Ball valve 30 ... Reed valve

Claims (3)

シリンダヘッドカバー内のブローバイガス通路の一部に設けられて、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルセパレータであって、
ノズルプレートとその下流側の衝突板との組み合わせからなる少なくとも二つのオイル分離機構をブローバイガス流出口に向かう流れ方向に沿って直列に設けるととに、
オイル分離機構ごとに独立したブローバイガス流入口を設け、
上流側のオイル分離機構のノズルプレートに形成されたノズル径を下流側のオイル分離機構のノズルプレートに形成されたノズル径よりも小さく設定するとともに、
上流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口の開口面積を下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口の開口面積よりも小さく設定し、
下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口をブローバイガスの流量に応じて開閉可能としたことを特徴とする内燃機関のオイルセパレータ。 An oil separator that is provided in a part of a blow-by gas passage in the cylinder head cover and separates mist-like oil contained in the blow-by gas,
When at least two oil separation mechanisms consisting of a combination of a nozzle plate and a collision plate on the downstream side thereof are provided in series along the flow direction toward the blow-by gas outlet,
An independent blow-by gas inlet is provided for each oil separation mechanism,
While setting the nozzle diameter formed on the nozzle plate of the upstream oil separation mechanism smaller than the nozzle diameter formed on the nozzle plate of the downstream oil separation mechanism,
The opening area of the blow-by gas inlet attached to the upstream oil separation mechanism is set smaller than the opening area of the blow-by gas inlet attached to the downstream oil separation mechanism,
An oil separator for an internal combustion engine, characterized in that a blow-by gas inlet associated with an oil separation mechanism on the downstream side can be opened and closed according to the flow rate of blow-by gas. 下流側のオイル分離機構に付帯するブローバイガス流入口を開閉するバルブを備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイルセパレータ。   2. The oil separator for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a valve that opens and closes a blow-by gas inlet that is attached to the oil separation mechanism on the downstream side. 各オイル分離機構においては、ノズルを通過したブローバイガスがその下流側の衝突板に衝突することで気液分離作用がなされるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のオイルセパレータ。 The oil-separation mechanism according to claim 1 or 2, wherein each oil separation mechanism is configured such that a blow-by gas that has passed through the nozzle collides with a collision plate on a downstream side thereof to perform a gas-liquid separation action . Oil separator for internal combustion engines.
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