JP5407833B2 - ブローバイガス還流装置 - Google Patents
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Description
この発明は、ブローバイガス還流装置に係り、特にエンジンのブローバイガスを吸気系に還流するブローバイガス還流装置に関する。
四輪車等の車両に搭載されるディーゼルエンジンにおいては、クランクケース内にブローバイガスが発生し、このブローバイガスがオイルミストや未燃焼ガスを含むため、大気開放することができず、このため、吸気系にそのブローバイガスを戻して燃焼処理を行う必要がある。このブローバイガスは、水分を含むため、低温雰囲気下では凍結して吸気系までの戻りの経路や吸気系を閉塞させるおそれがある。
特許文献１に係るブローバイガス還流装置は、エンジンとヒータコアとの間のヒータ水路にブローバイガス通路加熱水路を分岐させてブローバイガス通路を加熱し、ブローバイガス通路の加熱効果を高めるものである。
ところで、従来、ブローバイガス還流装置においては、ブローバイガスの凍結を防ぐために、冷却水パイプをブローバイガスの経路に導いてパイプ同士を密着させてブローバイガスを加熱することや、電気ヒータを取り付けてブローバイガスを加熱することが行われている。
しかし、これら方法では、冷却水パイプの経路とブリーザパイプの経路とを接近させるため、パイプ等を延長してどちらか一方を迂回させる必要があることや、ブローバイガスの経路に電気ヒータの追加する必要があり、この場合、部品追加やパイプの経路の延長によってコスト高となるという問題があった。
また、ブローバイガス還流装置においては、寒冷時にブローバイガスが流入する配管の凍結の防止や、ブローバイガス中に含まれる水分の凍結の防止をするために、配管の温度低下を抑制する必要があった。
これらの問題を解決するために、上記の特許文献１に記載のように、ブローバイガス還流管（又は、ブローバイガス通路）の回りに温水（冷却水）を循環させて、ブローバイガス還流管の温度低下による凍結を防止するものがあった。
しかし、このような構造では、ブローバイガス還流管とこのブローバイガス還流管に向かう温水を流す配管とを同じ空間内に設置する必要があるため、充分なスペースが必要になるだけでなく、配管構造の複雑化にも繋がる問題があった。
しかし、これら方法では、冷却水パイプの経路とブリーザパイプの経路とを接近させるため、パイプ等を延長してどちらか一方を迂回させる必要があることや、ブローバイガスの経路に電気ヒータの追加する必要があり、この場合、部品追加やパイプの経路の延長によってコスト高となるという問題があった。
また、ブローバイガス還流装置においては、寒冷時にブローバイガスが流入する配管の凍結の防止や、ブローバイガス中に含まれる水分の凍結の防止をするために、配管の温度低下を抑制する必要があった。
これらの問題を解決するために、上記の特許文献１に記載のように、ブローバイガス還流管（又は、ブローバイガス通路）の回りに温水（冷却水）を循環させて、ブローバイガス還流管の温度低下による凍結を防止するものがあった。
しかし、このような構造では、ブローバイガス還流管とこのブローバイガス還流管に向かう温水を流す配管とを同じ空間内に設置する必要があるため、充分なスペースが必要になるだけでなく、配管構造の複雑化にも繋がる問題があった。
そこで、この発明の目的は、寒冷時にブローバイガス還流管を排気マニホルドからの熱で加熱するとともに走行風による冷却を抑制してブローバイガスの凍結を防止するブローバイガス還流装置を提供することにある。
この発明は、車両のエンジンルーム内にクランク軸を車両幅方向に向けたエンジンを搭載し、このエンジンの前部に排気マニホルドを介してターボ過給機を取り付け、このターボ過給機の側方にエアクリーナを配置し、前記ターボ過給機と前記エアクリーナとを吸気ホースによって接続し、前記エンジンに設けられるブローバイガス出口部と前記吸気ホースに設けられるブローバイガス入口部との間をブローバイガス還流管で接続したブローバイガス還流装置において、前記吸気ホースは、前記エアクリーナに接続して車両幅方向に向かって延びる上流側管部と、この上流側管部に連設して車両下方に向かって延びるとともに前記ブローバイガス入口部が設けられる中間側管部と、この中間側管部に連設して車両幅方向に向かって延びて前記ターボ過給機の接続部に接続する下流側管部とを有し、前記ブローバイガス還流管の前記ブローバイガス入口部側寄りには前記排気マニホルドの端部に近づいて前記排気マニホルドの熱を受ける受熱部を形成し、この受熱部とこの受熱部から前記ブローバイガス入口部までの通路部と前記中間側管部とを車両後方から車両前方に向かって順次に配置し、前記受熱部及び前記通路部を前記吸気ホースの前記中間側管部と車両前後方向で重なるように配置したことを特徴とする。
この発明のブローバイガス還流装置は、寒冷時にブローバイガス還流管を排気マニホルドからの熱で加熱するとともに走行風による冷却を抑制し、ブローバイガスの凍結を防止できる。
この発明は、寒冷時にブローバイガス還流管を排気マニホルドの熱で加熱するとともに走行風による冷却を抑制してブローバイガスの凍結を防止する目的を、ブローバイガス還流管には排気マニホルドの端部に近づいて排気マニホルドの熱を受ける受熱部を形成して実現するものである。
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図２〜図５において、１は四輪車等からなる車両、２Ｒ右前輪、２Ｌは左前輪、３はダッシュパネル、４はエンジンルーム、５はエンジンフード、６はフロントバンパ、７は走行風をエンジンルーム４内へ導入する開口部である。
車両１には、エンジンルーム４内で、例えば、ディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）８が搭載されるとともに、このエンジン８の前方で放熱器９が配設されている。
エンジン８は、図２、図３に示すように、クランク軸１０が車両前後方向Ｘと直交する方向の車両幅方向Ｙに向いてエンジンルーム４内に配設されている。
エンジン８は、図３〜図５に示すように、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを備えているとともに、シリンダブロック１１の下部にオイルパン１３を設け、また、シリンダヘッド１２の上部にシリンダヘッドカバー１４を設けて構成されている。
図２〜図５において、１は四輪車等からなる車両、２Ｒ右前輪、２Ｌは左前輪、３はダッシュパネル、４はエンジンルーム、５はエンジンフード、６はフロントバンパ、７は走行風をエンジンルーム４内へ導入する開口部である。
車両１には、エンジンルーム４内で、例えば、ディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）８が搭載されるとともに、このエンジン８の前方で放熱器９が配設されている。
エンジン８は、図２、図３に示すように、クランク軸１０が車両前後方向Ｘと直交する方向の車両幅方向Ｙに向いてエンジンルーム４内に配設されている。
エンジン８は、図３〜図５に示すように、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを備えているとともに、シリンダブロック１１の下部にオイルパン１３を設け、また、シリンダヘッド１２の上部にシリンダヘッドカバー１４を設けて構成されている。
エンジン８の前部には、図２〜図４に示すように、排気マニホルド１５が取り付けられ、そして、この排気マニホルド１５を介してターボ過給機１６が取り付けられている。排気マニホルド１５は、エンジン８からの排気熱によって高温になって熱源となるものである。この排気マニホルド１５には、排気マニホルドカバー１７が装着されているとともに、下方向に向かう触媒コンバータ１８が接続している。
このターボ過給機１６の側方（車両前側左上方）には、エアクリーナ１９が配設されている。ターボ過給機１６とエアクリーナ１９とは、吸気ホース２０によって接続されている。
この吸気ホース２０は、エアクリーナ１９に接続する上流側管部２１と、この上流側管部２１に連設して下方に向かう中間側管部２２と、この中間側管部２２に連設してターボ過給機１６の接続部２３に接続するように右方に向かう下流側管部２４とからなる。
このターボ過給機１６の側方（車両前側左上方）には、エアクリーナ１９が配設されている。ターボ過給機１６とエアクリーナ１９とは、吸気ホース２０によって接続されている。
この吸気ホース２０は、エアクリーナ１９に接続する上流側管部２１と、この上流側管部２１に連設して下方に向かう中間側管部２２と、この中間側管部２２に連設してターボ過給機１６の接続部２３に接続するように右方に向かう下流側管部２４とからなる。
エンジン８には、ブローバイガス還流装置２５が設けられる。
このブローバイガス還流装置２５は、ブローバイガス還流管２６を備えている。
このブローバイガス還流管２６は、ブローバイガス通路２７を形成するものであり、シリンダヘッドカバー１４に設けられて該シリンダヘッドカバー１４内のブリーザ室のブローバイガス流の始端の接続部となるブローバイガス出口部２８と吸気ホース２０の中間側管部２２の下部位に設けられてブローバイガス流の終端の接続部となるブローバイガス入口部２９とを接続するものであり、シリンダヘッド１２の右側でブローバイガス出口部２８に接続して車両後方に向かって延び且つ車両左方に曲がってシリンダヘッド１２の後方の略中央部位に至る第１還流管部３０と、シリンダヘッド１２の後方の略中央部位から車両左方に向かって延び且つシリンダヘッド１２の左側で車両前方に延びて吸気ホース２０のブローバイガス入口部２９に接続する第２還流管部３１とからなる。
図５に示すように、シリンダヘッド１２の後方の略中央部位では、第１還流管部３０と第２還流管部３１との間で第１還流管部３０からのオイル分とミスト分とを分離するオイルセパレータ３２が設けられている。このオイルセパレータ３２には、ブローバイガスの分離されたオイル分をオイルパン１３に戻すように下方に向かうオイル戻し管３３が接続している。
このブローバイガス還流装置２５のブローバイガスは、図１〜図５の矢印で示すように、ブローバイガス出口部２８からオイル分とミスト分とが混合して第１還流管部３０に導かれてオイルセパレータ３２に至り、このオイルセパレータ３２では、そのオイル分とミスト分とが分離され、分離されたオイル分がオイル戻し管３３からオイルパン１３内に戻される一方、分離されたミスト分が第２還流管部３１からブローバイガス入口部２９を経て吸気ホース２０からターボ過給機１６側に還流される。
このブローバイガス還流装置２５は、ブローバイガス還流管２６を備えている。
このブローバイガス還流管２６は、ブローバイガス通路２７を形成するものであり、シリンダヘッドカバー１４に設けられて該シリンダヘッドカバー１４内のブリーザ室のブローバイガス流の始端の接続部となるブローバイガス出口部２８と吸気ホース２０の中間側管部２２の下部位に設けられてブローバイガス流の終端の接続部となるブローバイガス入口部２９とを接続するものであり、シリンダヘッド１２の右側でブローバイガス出口部２８に接続して車両後方に向かって延び且つ車両左方に曲がってシリンダヘッド１２の後方の略中央部位に至る第１還流管部３０と、シリンダヘッド１２の後方の略中央部位から車両左方に向かって延び且つシリンダヘッド１２の左側で車両前方に延びて吸気ホース２０のブローバイガス入口部２９に接続する第２還流管部３１とからなる。
図５に示すように、シリンダヘッド１２の後方の略中央部位では、第１還流管部３０と第２還流管部３１との間で第１還流管部３０からのオイル分とミスト分とを分離するオイルセパレータ３２が設けられている。このオイルセパレータ３２には、ブローバイガスの分離されたオイル分をオイルパン１３に戻すように下方に向かうオイル戻し管３３が接続している。
このブローバイガス還流装置２５のブローバイガスは、図１〜図５の矢印で示すように、ブローバイガス出口部２８からオイル分とミスト分とが混合して第１還流管部３０に導かれてオイルセパレータ３２に至り、このオイルセパレータ３２では、そのオイル分とミスト分とが分離され、分離されたオイル分がオイル戻し管３３からオイルパン１３内に戻される一方、分離されたミスト分が第２還流管部３１からブローバイガス入口部２９を経て吸気ホース２０からターボ過給機１６側に還流される。
そして、この実施例において、図１、図２に示すように、ブローバイガス還流管２６のブローバイガス入口部２９側の第２還流管部３１には、熱源となる排気マニホルド１５の端部１５Ｅに近づいてこの排気マニホルド１５の熱を受ける受熱部３４を形成する。そして、その第２還流管部３１の受熱部３４とこの受熱部３４からブローバイガス入口部２９までの通路部３５とを、車両前後方向Ｘで、吸気ホース２０の後方に形成される空間３６に配置する。
受熱部３４は、吸気ホース２０の中間側管部２２の後方で且つ吸気ホース２０に近接して車両幅方向Ｙに向っている。この受熱部３４の排気マニホルド１５から離れた側の部位には、固定用ブラケット３７が取り付けられている。
通路部３５は、吸気ホース２０の中間側管部２２の後方で、車両前後方向Ｘ且つ斜め上方に向かっている。また、通路部３５は、図３に示すように、車両側面視で、その軸心が吸気ホース２０の中間側管部２２の軸心に対して直交するように、この中間側管部２２に接続される。
このように、ブローバイガスが流入するブローバイガス還流管２６の第２還流管部３１には排気マニホルド１５の端部１５Ｅに近接する受熱部３４を設けることで、排気マニホルド１５からの熱（図１、図２の一点鎖線の矢印で示す）によって受熱部３４を加熱し、これにより、寒冷時には、受熱部３４を温めてブローバイガス通路２７内で水分を含んだブローバイガスが凍結することを防止できる。また、受熱部３４が吸気ホース２０に近接して配置されていることから、ブローバスガスを低温の吸気系側で暖めることができ、ブローバイガスの凍結を効果的に防止できる。
また、第２還流管部３１の受熱部３４とこの受熱部３４からブローバイガス入口部２９までの通路部３５とを車両前後方向Ｘで吸気ホース２０の後方に配置することで、図１に示すように、吸気ホース２０が前方から流入する走行風（図１〜図３の白抜きの矢印で示す）を遮り、よって、受熱部３４がこの走行風に直接晒されることがなくなり、これにより、受熱部３４で加熱されたブローバイガスが寒冷時の走行風によって冷却されて凍結することを防止でき、しかも、冷却水や電気ヒータを不要とし、部品点数を削減したり、広いスペースを不要とし、そして、配管構造等の簡素化を図って廉価にできる。
更に、ブローバイガス還流管２６の通路部３５の軸心が吸気ホース２０の中間側管部２２の軸心に対して直交して、ブローバイガス還流管２６で吸気ホース２０を支持する構造なので、吸気ホース２０の脱落を防止できる。
受熱部３４は、吸気ホース２０の中間側管部２２の後方で且つ吸気ホース２０に近接して車両幅方向Ｙに向っている。この受熱部３４の排気マニホルド１５から離れた側の部位には、固定用ブラケット３７が取り付けられている。
通路部３５は、吸気ホース２０の中間側管部２２の後方で、車両前後方向Ｘ且つ斜め上方に向かっている。また、通路部３５は、図３に示すように、車両側面視で、その軸心が吸気ホース２０の中間側管部２２の軸心に対して直交するように、この中間側管部２２に接続される。
このように、ブローバイガスが流入するブローバイガス還流管２６の第２還流管部３１には排気マニホルド１５の端部１５Ｅに近接する受熱部３４を設けることで、排気マニホルド１５からの熱（図１、図２の一点鎖線の矢印で示す）によって受熱部３４を加熱し、これにより、寒冷時には、受熱部３４を温めてブローバイガス通路２７内で水分を含んだブローバイガスが凍結することを防止できる。また、受熱部３４が吸気ホース２０に近接して配置されていることから、ブローバスガスを低温の吸気系側で暖めることができ、ブローバイガスの凍結を効果的に防止できる。
また、第２還流管部３１の受熱部３４とこの受熱部３４からブローバイガス入口部２９までの通路部３５とを車両前後方向Ｘで吸気ホース２０の後方に配置することで、図１に示すように、吸気ホース２０が前方から流入する走行風（図１〜図３の白抜きの矢印で示す）を遮り、よって、受熱部３４がこの走行風に直接晒されることがなくなり、これにより、受熱部３４で加熱されたブローバイガスが寒冷時の走行風によって冷却されて凍結することを防止でき、しかも、冷却水や電気ヒータを不要とし、部品点数を削減したり、広いスペースを不要とし、そして、配管構造等の簡素化を図って廉価にできる。
更に、ブローバイガス還流管２６の通路部３５の軸心が吸気ホース２０の中間側管部２２の軸心に対して直交して、ブローバイガス還流管２６で吸気ホース２０を支持する構造なので、吸気ホース２０の脱落を防止できる。
また、図１、図３に示すように、車両側面視にて、吸気ホース２０は、ターボ過給機１６の接続部２３から車両前側斜め上方へ延びるように傾斜されている。
このように、吸気ホース２０をターボ過給機１６の側部から車両前方に向けて車両斜め上方に傾斜して配置することで、吸気ホース２０の傾斜する部分によって、車両前方から流入する走行風を車両下方に案内することができ、これにより、吸気ホース２０とエンジン８との間に形成される空間３６への走行風の巻き込みが軽減され、この空間３６内の大気温度の低下を防止することができ、よって、この空間３６内に配置される受熱部３４及びその下流側の通路部３５が冷却され、ブローバイガスが凍結することを防止できる。
このように、吸気ホース２０をターボ過給機１６の側部から車両前方に向けて車両斜め上方に傾斜して配置することで、吸気ホース２０の傾斜する部分によって、車両前方から流入する走行風を車両下方に案内することができ、これにより、吸気ホース２０とエンジン８との間に形成される空間３６への走行風の巻き込みが軽減され、この空間３６内の大気温度の低下を防止することができ、よって、この空間３６内に配置される受熱部３４及びその下流側の通路部３５が冷却され、ブローバイガスが凍結することを防止できる。
なお、図６に示すように、この発明の変形例としては、第２還流管部３１の受熱部３４を、排気マニホルドカバー１７にブラケット３８を介して連絡する。このブラケット３８は、車両正面視で、上下方向に所定幅で板状に形成され、一端部が取付ボルト３９で排気マニホルドカバー１７に固定されるとともに、他端部が受熱部３４に所要の固着手段により取り付けられている。
このような構造では、ブローバイガス還流管２６の第２還流管部３１と排気マニホルドカバー１７とがブラケット３８によって連結されているため、ブラケット３８が排気マニホルド１４から受けた熱（図６の一点鎖線で示す）を伝えて受熱部３４を加熱することができ、これにより、ブローバイガスの凍結を効果的に防止することができる。また、ブラケット３８がブローバイガス還流管２６の第２還流管部３１を固定する機能を有することから、専用の固定用ブラケットを不要とし、部品点数を削減できる。
なお、この場合、ブラケット３８を熱の伝わりやすい金属製の材質で形成したり、あるいは、ブラケット３８の形状を変更すること等で、さらに高いブローバイガスの凍結効果が得られる。
このような構造では、ブローバイガス還流管２６の第２還流管部３１と排気マニホルドカバー１７とがブラケット３８によって連結されているため、ブラケット３８が排気マニホルド１４から受けた熱（図６の一点鎖線で示す）を伝えて受熱部３４を加熱することができ、これにより、ブローバイガスの凍結を効果的に防止することができる。また、ブラケット３８がブローバイガス還流管２６の第２還流管部３１を固定する機能を有することから、専用の固定用ブラケットを不要とし、部品点数を削減できる。
なお、この場合、ブラケット３８を熱の伝わりやすい金属製の材質で形成したり、あるいは、ブラケット３８の形状を変更すること等で、さらに高いブローバイガスの凍結効果が得られる。
この発明に係るブローバイガス還流装置を、ディーゼルエンジンのみならず、各種エンジンに適用可能である。
１ 車両
４ エンジンルーム
８ エンジン
１２ シリンダヘッド
１４ シリンダヘッドカバー
１５ 排気マニホルド
１５Ｅ 排気マニホルドの端部
１６ ターボ過給機
１７ 排気マニホルドカバー
１８ 触媒コンバータ
１９ エアクリーナ
２０ 吸気ホース
２１ 上流側管部
２２ 中間側管部
２３ 吸気ホースの接続部
２４ 下流側管部
２５ ブローバイガス還流装置
２６ ブローバイガス還流管
２７ ブローバイガス通路
２８ ブローバイガス出口部
２９ ブローバイガス入口部
３１ 第１還流管部
３２ 第２還流管部
３２ オイルセパレータ
３３ オイル戻し管
３４ 受熱部
３５ 通路部
３６ 空間
３８ ブラケット
４ エンジンルーム
８ エンジン
１２ シリンダヘッド
１４ シリンダヘッドカバー
１５ 排気マニホルド
１５Ｅ 排気マニホルドの端部
１６ ターボ過給機
１７ 排気マニホルドカバー
１８ 触媒コンバータ
１９ エアクリーナ
２０ 吸気ホース
２１ 上流側管部
２２ 中間側管部
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２４ 下流側管部
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２６ ブローバイガス還流管
２７ ブローバイガス通路
２８ ブローバイガス出口部
２９ ブローバイガス入口部
３１ 第１還流管部
３２ 第２還流管部
３２ オイルセパレータ
３３ オイル戻し管
３４ 受熱部
３５ 通路部
３６ 空間
３８ ブラケット
Claims (3)
- 車両のエンジンルーム内にクランク軸を車両幅方向に向けたエンジンを搭載し、このエンジンの前部に排気マニホルドを介してターボ過給機を取り付け、このターボ過給機の側方にエアクリーナを配置し、前記ターボ過給機と前記エアクリーナとを吸気ホースによって接続し、前記エンジンに設けられるブローバイガス出口部と前記吸気ホースに設けられるブローバイガス入口部との間をブローバイガス還流管で接続したブローバイガス還流装置において、
前記吸気ホースは、前記エアクリーナに接続して車両幅方向に向かって延びる上流側管部と、この上流側管部に連設して車両下方に向かって延びるとともに前記ブローバイガス入口部が設けられる中間側管部と、この中間側管部に連設して車両幅方向に向かって延びて前記ターボ過給機の接続部に接続する下流側管部とを有し、
前記ブローバイガス還流管の前記ブローバイガス入口部側寄りには前記排気マニホルドの端部に近づいて前記排気マニホルドの熱を受ける受熱部を形成し、
この受熱部とこの受熱部から前記ブローバイガス入口部までの通路部と前記中間側管部とを車両後方から車両前方に向かって順次に配置し、
前記受熱部及び前記通路部を前記吸気ホースの前記中間側管部と車両前後方向で重なるように配置したことを特徴とするブローバイガス還流装置。 - 前記吸気ホースの前記中間側管部を前記下流側管部から前記上流側管部に向けて車両前側斜め上方へ延びるように傾斜させ、
前記通路部を前記中間側管部の後方で車両前後方向且つ前記ブローバイガス入口部から前記受熱部に向けて斜め上方に向かって延ばし、
前記通路部の軸心を前記中間側管部の軸心に対して直交させたことを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還流装置。 - 前記受熱部を前記エンジンと前記吸気ホースとの間で車両幅方向に向けて延ばし、
前記受熱部のうち前記排気マニホルドから離れた側の部位を、前記排気マニホルドに装着された排気マニホルドカバーにブラケットを介して連結したことを特徴とする請求項２に記載のブローバイガス還流装置。
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