JP5787115B2 - エンジンの換気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クランクケース内のブローバイガスをエンジンの吸気通路に還流させる還流通路を備えるエンジンの換気装置に関する。
従来、この種のエンジンの換気装置としては例えば特許文献1に記載の装置がある。特許文献1に記載の装置も含めて従来一般のエンジンの換気装置では、燃焼室から、ピストンとシリンダとの間隙を通じてクランクケース内に漏出したブローバイガスを還流通路を通じて吸気通路に吸引することで還流させることによってクランクケース内の換気を図っている。ちなみに、こうした従来の換気装置における還流通路は、ブローバイガスの漏出を防止すべく、クランクケース側の端部と吸気通路側の端部以外では他の空間に開口する開口部を有していない。
ブローバイガスにはオイルミストが含まれており、こうしたオイルミストがそのまま吸気通路に還流されると、吸気通路の内壁等にオイルが付着することとなる。そこで、特許文献1に記載の技術では、還流通路の途中にオイル溜め溝(2)が設けられており、このオイル溜め溝(2)に溜められたオイルの中をブローバイガスが通過するようにすることでブローバイガスに含まれるオイルミストの除去を図っている(特許文献1の図1参照)。
特開平5―39709号公報
ところで、このように滞留しているオイルの液面に対してブローバイガスを衝突させる構成の場合、ブローバイガスがオイルの液面に衝突する際に液面が弾ける、或いはオイル液中に気泡が生じる現象、いわゆるバブリングが生じる。そしてこうしたバブリングが生じることに伴って新たなオイルミストが生成されることがある。そのため、オイルミストを好適に低減する上では尚、改善の余地を残すものとなっている。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還流通路を通じてブローバイガスが吸気通路に還流されるまでにブローバイガスに含まれるオイルミストを好適に低減することのできるエンジンの換気装置を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、本発明に従うエンジンの換気装置は、クランクケース内のブローバイガスをエンジンの吸気通路に還流させる還流通路を備えるエンジンの換気装置において、オイルパンにオイルを戻す戻し通路を備え、前記戻し通路には、シリンダヘッド及びシリンダブロックの外部に設けられ、前記還流通路と共通の内部空間であってオイルが自重により落下する空間である共通部が形成されている。
こうした構成によれば、ブローバイガスは還流通路内を吸気通路に向けて上昇する際に、その途中にある共通部内において自重により落下するオイルの液滴に衝突する。このため、ブローバイガスに含まれるオイルミストはオイルの液滴に吸着されることとなる。ここで、オイルの液滴を維持しようとする分子間力がオイルミストによる衝突圧力よりも大きいことから、こうした衝突の際にバブリングが生じることはない。
また、還流通路内には吸気通路から負圧が導入されるため、共通部の容積がある程度大きくないと、戻し通路からのオイルが共通部及び還流通路を通じて吸気通路側に吸い上げられるおそれがある。ただし、シリンダヘッド或いはシリンダブロックの内部に共通部が形成される構成にあっては、シリンダヘッド及びシリンダブロックの内部のスペースの制約上から共通部の容積を十分に大きくすることができない場合がある。
この点、上記構成によれば、共通部がシリンダヘッド及びシリンダブロックの外部に設けられていることから、共通部の容積を適切に設定することが可能となり、上述したようなオイルの吸い上げが生じることを抑制することができる。
って、還流通路を通じてブローバイガスが吸気通路に還流されるまでにこれに含まれるオイルミストを好適に低減することができる。
この場合、前記共通部を含む前記戻し通路の部位が鉛直方向に沿って延びているといった態様が好ましい。
こうした構成によれば、戻し通路では共通部の内部においてオイルが自重により落下するようになる。
また、前記戻し通路はシリンダヘッドのカム室内のオイルをオイルパンに戻す通路とされているといった態様が好ましい。
こうした構成によれば、エンジンの各部に供給されたオイルはシリンダヘッドのカム室内に排出され、戻し通路を通じてオイルパンに戻されることから、共通部の内部を多くのオイルが流れるようになる。このため、共通部の内部において落下するオイルの液滴に対して、還流通路内を流れるオイルミストが好適に衝突するようになる。これにより、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルの液滴に一層吸着されるようになる。
また、上記目的を達成するため、本発明に従うエンジンの換気装置は、クランクケース内のブローバイガスをエンジンの吸気通路に還流させる還流通路を備えるエンジンの換気装置において、オイルパンにオイルを戻す戻し通路を備え、前記戻し通路はチェーンケースの内部と前記還流通路とを連通する連通部を有し、前記戻し通路には前記還流通路と共通の内部空間であってオイルが自重により落下する空間である共通部が形成されている。
こうした構成によれば、チェーンケースの内部に存在するオイルの一部が連通部及び共通部を通じてオイルパンに戻されることから、共通部の内部を多くのオイルが流れるようになる。このため、共通部の内部において落下するオイルの液滴に対して、還流通路内を流れるオイルミストが好適に衝突するようになる。これにより、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルの液滴に吸着されるようになる。ここで、オイルの液滴を維持しようとする分子間力がオイルミストによる衝突圧力よりも大きいことから、こうした衝突の際にバブリングが生じることはない。従って、還流通路を通じてブローバイガスが吸気通路に還流されるまでにこれに含まれるオイルミストを好適に低減することができる。
この場合、前記戻し通路は前記共通部を含む部位が鉛直方向に沿って延びているといった態様が好ましい。
こうした構成によれば、戻し通路は共通部の内部においてオイルが自重により落下するようになる。
この場合、前記共通部は前記還流通路において前記連通部との接続部位からオイルパン側の端部までの部位とされているといった態様が好ましい。
同構成によれば、ブローバイガスの流れ方向における共通部の長さを大きくすることができる。このため、共通部の内部において落下するオイルの液滴に対してオイルミストが衝突する頻度を高めることができる。従って、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルの液滴に一層吸着されるようになる。
本発明に係るエンジンの換気装置の第1実施形態について、同換気装置が適用されるエンジンの概略構成を示す概略構成図。 本発明に係るエンジンの換気装置の第2実施形態について、同換気装置が適用されるエンジンの概略構成を示す概略構成図。 第1実施形態の変形例に係るエンジンの換気装置の概略構成を示す概略構成図。
以下、図1を参照して、本発明に係るエンジンの換気装置を具体化した第1実施形態について詳細に説明する。
図1に、本実施形態のエンジンの換気装置が適用されるエンジン1の概略構成を示す。エンジン1は直列4気筒式のガソリンエンジンであるが、往復動するピストンや、ピストンを収容するシリンダの図示を図1は省略している。つまり図1は本発明を分かりやすく説明するために主にブローバイガス通路やオイル通路を詳しく示しており、エンジン1の内部部品の図示は適宜省略している。
図1に示すように、エンジン1は、シリンダが形成されたシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上端部に設けられるシリンダヘッド3とを備えている。シリンダヘッド3には、吸気バルブ、排気バルブ、及びこれらを駆動する各カムが連結された各カムシャフトを備える動弁系が配設されている。
シリンダブロック2の下端部にはクランクシャフトを収容するためのクランクケース4が設けられている。クランクケース4の下端部にはオイルを貯留するためのオイルパン5が設けられている。尚、シリンダブロック2の側面にはチェーンケース6が取り付けられている。このチェーンケース6の内部には、クランクシャフトの回転を各カムシャフトに伝達するためのチェーンが設けられている。
シリンダブロック2及びシリンダヘッド3には換気装置を構成する還流通路8が形成されている。また、シリンダヘッド3の上端部には、還流通路8の一部を構成するオイルセパレータ31が配置されている。オイルセパレータ31は給気通路へと連通している。
シリンダヘッド3には上記各カムを収容するカム室32が形成されている。このカム室32には、エンジン1の各部の潤滑に供された後のオイルが一時的に溜められている。シリンダヘッド3及びシリンダブロック2の内部には、カム室32に溜められたオイルをオイルパン5に戻すための戻し通路7が形成されている。この戻し通路7は鉛直方向に沿って延びている。
ここで、戻し通路7の途中には還流通路8が十字に交差する態様にて接続されている。戻し通路7と還流通路8とが交差している部位(以下、共通部9)は、これら通路7,8の共通の内部空間とされている。すなわち、共通部9の内部空間は、戻し通路7内のオイルが自重により落下する空間とされている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
燃焼室から、ピストンとシリンダとの間隙を通じてクランクケース4内に漏出したブローバイガスは還流通路8を通じて吸気通路に向けて吸引される。また、エンジン1の各部に供給されたオイルの一部はシリンダヘッド3のカム室32内に排出され、戻し通路7を通じてオイルパン5に戻される。
ここで、ブローバイガスは還流通路8内を吸気通路に向けて上昇する際に、その途中にある共通部9内において自重により落下するオイルの液滴に衝突する。このため、ブローバイガスに含まれるオイルミストはオイルの液滴に吸着されることとなる。ここで、オイルの液滴を維持しようとする分子間力(表面張力)がオイルミストによる衝突圧力よりも大きいことから、こうした衝突の際にバブリングが生じることはない。
以上説明した本実施形態に係るエンジンの換気装置によれば、以下に示す作用効果(1)、(2)が得られるようになる。
(1)エンジン1の換気装置は、クランクケース4内のブローバイガスをエンジン1の吸気通路に還流させる還流通路8を備えている。また、換気装置はオイルパン5にオイルを戻す戻し通路7を備えている。戻し通路7には還流通路8と共通の内部空間であってオイルが自重により落下する空間である共通部9が形成されている。具体的には、共通部9を含む戻し通路7の部位が鉛直方向に沿って延びている。こうした構成によれば、還流通路8を通じてブローバイガスが吸気通路に還流されるまでにブローバイガスに含まれるオイルミストを好適に低減することができる。
(2)戻し通路7はシリンダヘッド3のカム室32内のオイルをオイルパン5に戻す通路とされている。こうした構成によれば、エンジン1の各部に供給されたオイルはシリンダヘッド3のカム室32内に排出され、戻し通路7を通じてオイルパン5に戻されることから、共通部9の内部を多くのオイルが流れるようになる。このため、共通部9の内部において落下するオイルの液滴に対して、還流通路8内を流れるオイルミストが好適に衝突するようになる。これにより、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルの液滴に吸着されるようになる。
以下、図2を参照して、本発明に係るエンジンの換気装置を具体化した第2実施形態について詳細に説明する。
図2に、本実施形態のエンジンの換気装置が適用されるエンジン101の概略構成を示す。
本実施形態では、戻し通路107がカム室からのオイルをオイルパン105に戻すための通路ではなく、チェーンケース106の内部と還流通路108とを連通する連通部171を有している点が先の第1実施形態と異なっている。尚、以降において、第1実施形態と同一の構成及び対応する構成については「100」を加算した符号を付すことにより重複する説明を割愛する。
図2に示すように、シリンダブロック102及びシリンダヘッド103には換気装置を構成する還流通路108が形成されている。この還流通路108は鉛直方向に沿って延びている。
シリンダブロック102にはチェーンケース106の内部と還流通路108とを連通する連通部171が形成されている。ここで、連通部171の通路断面積は還流通路108の通路断面積よりも小さくされている。また、チェーンケース106の内部にはチェーンに向けてオイルを供給するオイルジェット機構が設けられており、このオイルジェット機構からチェーンに向けて供給された後に跳ね返ったオイルが連通部171の開口に導入されるようになっている。すなわち、戻し通路107は、連通部171と、還流通路108において連通部171との接続部位からオイルパン105側の端部までの部位とされる。このうち、還流通路108において連通部171との接続部位からオイルパン105側の端部までの部位を共通部109とする。つまり戻し通路107は連通部171と共通部171とからなっており、共通部109の内部空間は、戻し通路107内のオイルが自重により落下する空間とされている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
燃焼室から、ピストンとシリンダとの間隙を通じてクランクケース104内に漏出したブローバイガスは還流通路108を通じて吸気通路に向けて吸引される。また、チェーンによって掻き上げられたオイルや、オイルジェット機構からチェーンに向けて供給された後に跳ね返ったオイルは連通部171から戻し通路107を通じてオイルパン105に戻される。
ここで、ブローバイガスは還流通路108内を吸気通路に向けて上昇する際に、還流通路108の途中(還流通路108のオイルパン105側の端部から連通部171まで)にある共通部109内において自重により落下するオイルの液滴に衝突する。このため、ブローバイガスに含まれるオイルミストはオイルの液滴に吸着されることとなる。ここで、オイルの液滴を維持しようとする分子間力がオイルミストによる衝突圧力よりも大きいことから、こうした衝突の際にバブリングが生じることはない。
以上説明した本実施形態に係るエンジンの換気装置によれば、上記第1実施形態の作用効果(1)に加えて、以下に示す作用効果(3)〜(5)が得られるようになる。
(3)戻し通路107はチェーンケース106の内部と還流通路108とを連通する連通部171を有している。こうした構成によれば、チェーンケース106の内部に存在するオイルの一部が連通部171及び共通部109を通じてオイルパン105に戻されることから、共通部109の内部を多くのオイルが流れるようになる。このため、共通部109の内部において落下するオイルの液滴に対して、還流通路108内を流れるオイルミストが好適に衝突するようになる。これにより、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルの液滴に吸着されるようになる。
(4)共通部109は還流通路108において連通部171との接続部位からオイルパン105側の端部までの部位とされている。こうした構成によれば、ブローバイガスの流れ方向における共通部109の長さを大きくすることができる。このため、共通部109の内部において落下するオイルの液滴に対してオイルミストが衝突する頻度を高めることができる。従って、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルの液滴に好適に吸着されるようになる。
(5)連通部171は還流通路108よりも通路断面積が小さくされている。仮に連通部の通路断面積を還流通路の通路断面積と同一かそれよりも大きくすると、還流通路とチェーンケースの内部とを連通する連通部を通じてブローバイガスがチェーンケースの内部に漏出するおそれがある。この点、上記実施形態によれば、連通部171の通路断面積が還流通路108の通路断面積よりも小さくされているため、連通部171の内部はオイルによって閉塞された状態に維持される。このため、連通部171を通じてブローバイガスがチェーンケース106の内部に漏出することを好適に抑制することができる。
尚、本発明に係るエンジンの換気装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記第1実施形態では、共通部9がシリンダブロック2の内部に設けられる構成について例示した(図1参照)。しかしながら、還流通路8内には吸気通路から負圧が導入されるため、共通部9の容積がある程度大きくないと、戻し通路7からのオイルが共通部9及び還流通路8を通じて吸気通路側に吸い上げられるおそれがある。ただし、シリンダブロック2の内部に共通部9が形成される構成にあっては、シリンダブロック2の内部のスペースの制約上から共通部9の容積を大きくすることができない場合がある。こうした場合には、図3に示すように、共通部209がシリンダヘッド203及びシリンダブロック202の外部に設けられるものとすればよい。具体的には、シリンダブロック202、シリンダヘッド203の外部に還流通路208を構成する上流側配管281及び下流側配管282が配設され、これらの間にはこれら配管281,282よりも大きな通路断面積を有するケース291が接続される。また、シリンダブロック202、シリンダヘッド203の外部には戻し通路207を構成する上側配管271及び下側配管272が配設され、これらの間にはケース291が接続される。ここで、ケース291の通路断面積はこれら配管271,272の通路断面積よりも大きくされている。また、このケース291の内部が共通部209とされ、オイルが自重により落下する空間となっている。この場合、共通部209の容積を的確に設定しやすくすることが可能となり、上述したようなオイルの吸い上げが生じることを的確に抑制することができる。
・上記第2実施形態では、還流通路108において連通部171との接続部位からオイルパン105側の端部までの部位が共通部109とされるものについて例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。他に例えば、先の第1実施形態及びその変形例において例示したように、戻し通路と還流通路とが十字に交差するものであってもよい。また戻し通路と還流通路とが交差する際の角度は90度に限られるものではなく、これを適宜変更することができる。
・上記第2実施形態によるように、連通部171の通路断面積が還流通路108の通路断面積よりも小さくされたものとすることが、連通部171の内部がオイルによって閉塞された状態に維持され、連通部171を通じてブローバイガスがチェーンケース106の内部に漏出することを好適に抑制することができるようにする上では望ましい。しかしながら、こうしたブローバイガスの漏出が生じないのであれば、連通部の通路断面積を還流通路の通路断面積と同一とすることや、還流通路の通路断面積よりも大きくすることもできる。
・上記各実施形態及びその変形例では、戻し通路がエンジンの各部の潤滑等に供された後のオイルをオイルパンに戻すものとされている。しかしながら、本発明に係る戻し通路はオイルをオイルパンに戻すものであればよく、エンジンの各部の潤滑等に供される前のオイルをオイルパンに戻すものであってもよい。
1,101,201…エンジン、2,102,202…シリンダブロック、3,103,203…シリンダヘッド、31,131,231…オイルセパレータ、32…カム室、4,104,204…クランクケース、5,105,205…オイルパン、6,106…チェーンケース、7,107,207…戻し通路、8、108,208…還流通路、9、109,209…共通部,171…連通部、271…上側配管、272…下側配管、281…上流側配管、282…下流側配管、291…ケース。

Claims (5)

  1. クランクケース内のブローバイガスをエンジンの吸気通路に還流させる還流通路を備えるエンジンの換気装置において、
    オイルパンにオイルを戻す戻し通路を備え、
    前記戻し通路には、シリンダヘッド及びシリンダブロックの外部に設けられ、前記還流通路と共通の内部空間であってオイルが自重により落下する空間である共通部が形成され
    前記戻し通路はシリンダヘッドのカム室内のオイルをオイルパンに戻す通路とされている
    ことを特徴とするエンジンの換気装置。
  2. 請求項1に記載のエンジンの換気装置において、
    前記共通部を含む前記戻し通路の部位が鉛直方向に沿って延びている
    ことを特徴とするエンジンの換気装置。
  3. クランクケース内のブローバイガスをエンジンの吸気通路に還流させる還流通路を備えるエンジンの換気装置において、
    オイルパンにオイルを戻す戻し通路を備え、
    前記戻し通路はチェーンケースの内部と前記還流通路とを連通する連通部を有し、
    前記戻し通路には前記還流通路と共通の内部空間であってオイルが自重により落下する空間である共通部が形成されている
    ことを特徴とするエンジンの換気装置。
  4. 請求項に記載のエンジンの換気装置において、
    前記共通部を含む前記戻し通路の部位が鉛直方向に沿って延びている
    ことを特徴とするエンジンの換気装置。
  5. 請求項又は請求項に記載のエンジンの換気装置において、
    前記共通部は前記還流通路において前記連通部との接続部位からオイルパン側の端部までの部位とされてい
    ことを特徴とするエンジンの換気装置
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