JP5820789B2 - エンジンのブローバイガス還流装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのブローバイガス還流装置に関し、詳しくは、新気導入室からスロットルバルブの上流側吸気通路へのエンジンオイルの流出を抑制することができる、エンジンのブローバイガス還流装置に関する。
この明細書及び特許請求の範囲の用語中、ＰＣＶバルブとは、ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション・バルブの略称であり、吸気通路の吸気負圧に応じてブローバイガスの吸気通路への流量を調整するバルブをいう。

従来、エンジンのブローバイガス還流装置として、シリンダヘッドカバーに取り付けられたＰＣＶバルブと、このＰＣＶバルブとスロットルバルブの下流側吸気通路とを連通させるブローバイガス通路と、シリンダヘッドカバーから離れた位置に配置された新気導入室と、スロットルバルブの上流側吸気通路と新気導入室とを連通させる新気導入通路と、新気導入室とクランク室とを連通させる伝動ケースとを備えることにより、スロットルバルブの上流側吸気通路の新気が、新気導入通路と新気導入室と伝動ケースとを順に介してクランク室内に導入され、
クランク室内からスロットルバルブの上流側吸気通路への逆流時には、クランク室内のガスが伝動ケースと新気導入室と新気導入通路とを順に介してスロットルバルブの上流側吸気通路に導入されるように構成されたものがある(例えば、特許文献１参照)。

この種のブローバイガス還流装置によれば、クランク室の換気により、クランク室内のブローバイガスを燃焼室に還流させ、クランク室内の下方に溜めたエンジンオイルにブローバイガスが混入して劣化するのを抑制することができるとともに、ブローバイガスの発生量が増加する高負荷運転時には、クランク室内からスロットルバルブの上流側吸気通路への逆流により、クランク室内圧の過剰な上昇を抑制することができる利点がある。
しかし、この従来技術では、伝動ケース内に新気導入室を備えているため、問題がある。

特開２０１１−９４６０６号公報(図４参照)

《問題》 新気導入室からスロットルバルブの上流側吸気通路に多くのエンジンオイルが流出することがある。
伝動ケース内に新気導入室を備えているため、エンジンが伝動ケース側に下り傾斜すると、調時伝動ケース内に多くのエンジンオイルが流入し、このエンジンオイルが伝動装置で大量に掻き揚げられ、伝動ケース内の新気導入室に多くのオイルミストが進入する。このため、クランク室内からスロットルバルブの上流側吸気通路への逆流時に、新気導入室からスロットルバルブの上流側吸気通路に多くのエンジンオイルが流出することがある。

本発明の課題は、新気導入室からスロットルバルブの上流側吸気通路へのエンジンオイルの流出を抑制することができる、エンジンのブローバイガス還流装置を提供することにある。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)に例示するように、シリンダヘッドカバー(２)に取り付けられたＰＣＶバルブ(３)と、このＰＣＶバルブ(３)とスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)とを連通させるブローバイガス通路(４)と、シリンダヘッドカバー(２)から離れた位置に配置された新気導入室(１０)と、スロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)と新気導入室(１０)とを連通させる新気導入通路(８)と、新気導入室(１０)とクランク室(９)とを連通させる伝動ケース(１)とを備えることにより、
スロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)の新気(１２)が、新気導入通路(８)と新気導入室(１０)と伝動ケース(１)とを順に介してクランク室(９)内に導入され、
クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時には、クランク室(９)内のガスが伝動ケース(１)と新気導入室(１０)と新気導入通路(８)とを順に介してスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)に導入されるように構成された、エンジンのブローバイガス還流装置において、
図２に例示するように、伝動ケース(１)の天井壁(１ａ)の上面(１ｂ)に取り付けられた新気導入ケース(１１)を備え、この新気導入ケース(１１)内が前記新気導入室(１０)とされ、伝動ケース(１)の天井壁(１ａ)にあけられた伝動ケース入口(１ｃ)を介して新気導入室(１０)が伝動ケース(１)内に連通され、図１(Ａ)に例示するように、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時には、伝動ケース(１)内のガスが伝動ケース入口(１ｃ)を介して新気導入室(１０)に流出するように構成され、
図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、新気導入ケース(１１)は、新気導入口(１４)が設けられた新気導入口側周壁(１５)と、新気導入口側周壁(１５)と対向する新気導出口側周壁(１６)と、新気導入口側周壁(１５)と新気導出口側周壁(１６)との間にある両脇周壁(１７)(１７)と、天上壁(１８)と、天井壁(１８)から垂設されたボス(１９)と、ボス(１９)の下端に取り付けられた邪魔板(２０)と、邪魔板(２０)と新気導出口側周壁(１６)との間に形成された新気導出口(２１)とを備え、
ボス(１９)が新気導入口(１４)と対向し、ボス(１９)と新気導入口側周壁(１５)との間に新気導入口側空間(２２)が設けられ、ボス(１９)と両脇周壁(１７)との間に両脇側空間(２３)(２３)が設けられ、新気導入口側空間(２２)と両脇側空間(２３)(２３)とがその下方から邪魔板(２０)で覆われている、ことを特徴とするエンジンのブローバイガス還流装置。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 新気導入室からスロットルバルブの上流側吸気通路へのエンジンオイルの流出を抑制することができる。
図１(Ａ)に例示するように、エンジンが伝動ケース(１)側に下り傾斜し、伝動ケース(１)内に多くのエンジンオイル(２６)が流入し、このエンジンオイル(２６)が伝動ケース(１)内の伝動装置で大量に掻き揚げられた場合であっても、新気導入室(１０)が伝動ケース(１)外の高い位置にあるため、新気導入室(１０)へのオイルミストの進入は抑制される。このため、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時に、新気導入室(１０)からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)へのエンジンオイル(２６)の流出を抑制することができる。

《効果》 エンジンオイルの流出を抑制する機能が高い。
図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ボス(１９)が新気導入口(１４)と対向し、ボス(１９)と新気導入口側周壁(１５)との間に新気導入口側空間(２２)が設けられ、ボス(１９)と両脇周壁(１７)との間に両脇側空間(２３)(２３)が設けられ、新気導入口側空間(２２)と両脇側空間(２３)(２３)とがその下方から邪魔板(２０)で覆われているので、伝動ケース(１)内から新気導入室(１０)に導入されるオイルミストは、邪魔板(２０)で遮られ、新気導入口(１４)への接近が妨げられる。このため、図１(Ａ)に例示するように、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時に、新気導入室(１０)からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)へのエンジンオイル(２６)の流出を抑制する機能が高い。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジンオイルの流出を抑制する機能が高い。
図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、一対の新気導入口側隆起部(２４)(２４)は新気導入室(１０)内に突出し、その離間距離が新気導入口(１４)から新気導出口側周壁(１６)に近づくにつれて次第に広がる形状とされているので、新気導入口(１４)から導入された新気が新気導入口側隆起部(２４)(２４)の表面に沿って流れ、新気導入口側隆起部(２４)(２４)の表面で凝縮しているエンジンオイル(２６)を両脇周壁(１７)(１７)に押し戻し、新気導入室(１０)内でのエンジンオイル(２６)の残留を抑制する。このため、図１(Ａ)に例示するように、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時に、新気導入室(１０)からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)へのエンジンオイル(２６)の流出を抑制する機能が高い。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１また請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジンオイルの流出を抑制する機能が高い。
図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、一対の新気導出口側隆起部(２５)(２５)は新気導入室(１０)内に突出し、その離間距離が新気導入口(１４)から新気導出口側周壁(１６)に近づくにつれて次第に狭まる形状とされているので、新気導入口(１４)から導入された新気が両脇周壁(１７)(１７)の表面から新気導出口側隆起部(２５)(２５)の表面に沿って流れ、両脇周壁(１７)(１７)や新気導出口側隆起部(２５)(２５)の表面で凝縮したエンジンオイル(２６)を新気導出口側周壁(１６)に押し戻して合流させ、大きな油滴にして、図２に例示するように、新気導入室(１０)から新気導出口(２１)を介して伝動ケース(１０)内に流下させ、新気導入室(１０)でのエンジンオイル(２６)の残留を抑制する。このため、図１(Ａ)に例示するように、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時に、新気導入室(１０)からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)へのエンジンオイル(２６)の流出を抑制する機能が高い。

本発明の実施形態に係るエンジンのブローバイガス還流装置を説明する図で、図１(Ａ)はエンジンの模式図、図１(Ｂ)はＰＣＶバルブの縦断面図である。 図１のブローバイガス還流装置で用いる伝動ケースと伝動装置の縦断正面図である。 図１のブローバイガス還流装置で用いる新気導入ケースを説明する図で、図３(Ａ)は縦断正面図、図３(Ｂ)は底面図である。

図１〜図３は本発明の実施形態に係るエンジンのブローバイガス還流装置を説明する図であり、この実施形態では、立形の多気筒火花点火式ガスエンジンについて説明する。

図１(Ａ)に示すように、このエンジンの構成は次の通りである。
シリンダブロック(３４)と、シリンダブロック(３４)の上部に組みつけられたシリンダヘッド(２７)と、シリンダヘッド(２７)の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバー(２)と、シリンダブロック(３４)の前部に取り付けられた伝動ケース(１)と、シリンダブロック(３４)の下部に組み付けられたオイルパン(２８)とを備えている。オイルパン(２８)内にはエンジンオイル(２６)が収容されている。
シリンダヘッド(２７)の一側には吸気マニホルド(２９)が設けられ、吸気マニホルド(２９)はスロットルボディ(３０)を介してガスミキサ(３１)に連通し、ガスミキサ(３１)はエアクリーナ(３２)に連通している。
シリンダブロック(３４)は下部にクランク室(９)を備え、上部にシリンダ部 (１３)を備えている。クランク室(９)はブッシュロッド室(３３)を介してシリンダヘッドカバー(２)内と連通している。

エンジンのブローバイガス還流装置の構成は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダヘッドカバー(２)に取り付けられたＰＣＶバルブ(３)と、このＰＣＶバルブ(３)とスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)とを連通させるブローバイガス通路(４)と、シリンダヘッドカバー(２)から離れた位置に配置された新気導入室(１０)と、スロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)と新気導入室(１０)とを連通させる新気導入通路(８)と、新気導入室(１０)とクランク室(９)とを連通させる伝動ケース(１)とを備える。

エンジンのブローバイガス還流装置の機能は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、スロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)の新気(１２)が、新気導入通路(８)と新気導入室(１０)と伝動ケース(１)とを順に介してクランク室(９)内に導入される。
クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時には、クランク室(９)内のガスが伝動ケース(１)と新気導入室(１０)と新気導入通路(８)とを順に介してスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)に導入される。

図１(Ａ)に示すように、クランク室(９)と伝動ケース(１)とは連通孔(３６)で連通され、新気(１２)が連通孔(３６)を介して伝動ケース(１)からクランク室(９)に導入され、クランク室(９)内のガスが連通孔(３６)を介して伝動ケース(１)に導入される。
クランク室(９)と伝動ケース(１)の間にはオイル戻し孔(３７)が形成され、伝動ケース(１)に溜まったエンジンオイル(２６)はオイル戻し孔(３７)からオイルパン(２８)に戻る。
図２に示すように、伝動ケース(１)内にはギヤトレイン(３８)が配置されている。ギヤトレイン(３８)は、クランクギヤ(３９)と、クランクギヤ(３９)に噛合されたオイルポンプギヤ(４０)及びアイドルギヤ(４１)と、アイドルギヤ(４１)に噛合された回転バランサギヤ(４２)及び動弁カムギヤ(図外)からなる。

図１(Ｂ)に示すように、ＰＣＶバルブ(３)はバルブケース(３ａ)内の上流寄りに設けられた弁座(３ｂ)と、バルブケース(３ａ)の下流寄りに設けられた弁通路(３ｃ)と、この弁通路(３ｃ)内に進退自在に収容された弁体(３ｄ)と、この弁体(３ｄ)を弁座(３ｂ)側に付勢している付勢スプリング(３ｅ)とで構成されている。
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、このＰＣＶバルブ(３)では、スロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)の吸気負圧と、付勢スプリング(３ｅ)の付勢力と、クランクケース(９)の内圧との不釣合い力により弁体(３ｄ)が進退し、弁体(３ｄ)周囲の弁通路(３ｃ)の通路断面積や弁体(３ｄ)と弁座(３ｂ)の間の通路断面積が変更されることにより、クランクケース(９)からスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)に吸引されるブローバイガス(３５)の流量が調節される。

図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、スロットルバルブ(５)の開度が小さい軽負荷時にはスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)の吸気負圧が大きく(真空寄り)になり、弁体(３ｄ)は弁通路(３ｃ)の下流寄りに位置し、弁体(３ｄ)周囲の弁通路(３ｃ)の通路断面積が狭くなるため、クランクケース(９)からスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)に吸引されるブローバイガス(３５)の流量は少なくなる。
中負荷になり、ガバナ機構(図外)によりスロットルバルブ(５)の開度が大きくなると、スロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)の吸気負圧が小さく(大気圧寄りに)なり、弁体(３ｄ)は弁通路(３ｃ)の上流寄りに位置し、弁体(３ｄ)周囲の弁通路(３ｃ)の通路断面積が広くなるため、クランクケース(９)からスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)に吸引されるブローバイガス(３５)の流量は低負荷の場合よりも増加する。

図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、高負荷になり、ガバナ機構によりスロットルバルブ(５)の開度が全開付近になると、スロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)の吸気負圧は更に小さく(大気圧寄りに)なり、弁体(３ｄ)は弁通路(３ｃ)の更に上流寄りに位置し、弁体(３ｄ)周囲の弁通路(３ｃ)の通路断面積は広くなるものの、弁体(３ｄ)が弁座(３ｂ)に近づき、弁体(３ｄ)と弁座(３ｂ)との間の通路断面積が小さくなるため、クランクケース(９)からスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)に吸引されるブローバイガス(３５)の流量は中負荷の場合よりも少なくなる。また、高負荷時には、燃焼室(４９)からクランクケース(９)にリークするブローバイガス(３５)の量が多くなる。このように、高負荷時には、クランクケース(９)にリークするブローバイガス(３５)の量が多くなるにも拘わらず、クランクケース(９)からスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)に吸引されるブローバイガス(３５)の流量は少なくなるため、クランクケース(９)内のガスがスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)に逆流し、クランクケース(９)の内圧の上昇が抑制される。

図２に示すように、伝動ケース(１)の天井壁(１ａ)の上面(１ｂ)に取り付けられた新気導入ケース(１１)を備え、この新気導入ケース(１１)内が前記新気導入室(１０)とされ、伝動ケース(１)の天井壁(１ａ)にあけられた伝動ケース入口(１ｃ)を介して新気導入室(１０)が伝動ケース(１)内に連通され、図１(Ａ)に示すように、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時には、伝動ケース(１)内のガスが伝動ケース入口(１ｃ)を介して新気導入室(１０)に流出するように構成されている。

図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、新気導入ケース(１１)は、新気導入口(１４)が設けられた新気導入口側周壁(１５)と、新気導入口側周壁(１５)と対向する新気導出口側周壁(１６)と、新気導入口側周壁(１５)と新気導出口側周壁(１６)との間にある両脇周壁(１７)(１７)と、天上壁(１８)と、天井壁(１８)から垂設されたボス(１９)と、ボス(１９)の下端に取り付けられた邪魔板(２０)と、邪魔板(２０)と新気導出口側周壁(１６)との間に形成された新気導出口(２１)とを備え、
ボス(１９)が新気導入口(１４)と対向し、ボス(１９)と新気導入口側周壁(１５)との間に新気導入口側空間(２２)が設けられ、ボス(１９)と両脇周壁(１７)との間に両脇側空間(２３)(２３)が設けられ、新気導入口側空間(２２)と両脇側空間(２３)(２３)とがその下方から邪魔板(２０)で覆われている

図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、邪魔板(２０)は、新気導入口側空間(２２)と両脇側空間(２３)(２３)とを下方から覆う水平部(２０ａ)と、水平部(２０ａ)の新気導出口側周壁(１６)側の端縁から下向きに折り曲げた垂直部(２０ｂ)から構成され、垂直部(２０ｂ)と新気導出口側周壁(１６)との間に新気導出口(２１)が形成されている。
邪魔板(２０)は水平部(２０ａ)が固定具(４３)でボス(１９)に固定されている。固定具(４３)はボルトである。

図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、新気導入ケース(１１)は、両脇周壁(１７)(１７)と新気導入口側周壁(１５)との隅角部に形成された一対の新気導入口側隆起部(２４)(２４)と備えている。
一対の新気導入口側隆起部(２４)(２４)は新気導入室(１０)内に突出し、その離間距離が新気導入口(１４)から新気導出口側周壁(１６)に近づくにつれて次第に広がる形状とされている。

図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、新気導入ケース(１１)は、両脇周壁(１７)(１７)と新気導出口側周壁(１６)との隅角部に形成された一対の新気導出口側隆起部(２５)(２５)を備えている。
一対の新気導出口側隆起部(２５)(２５)は新気導入室(１０)内に突出し、その離間距離が新気導入口(１４)から新気導出口側周壁(１６)に近づくにつれて次第に狭まる形状とされている

(１) 伝動ケース
(１ａ) 天井壁
(１ｂ) 上面
(１ｃ) 伝動ケース入口
(２) シリンダヘッドカバー
(３) ＰＣＶバルブ
(４) ブローバイガス通路
(５) スロットルバルブ
(６) 下流側吸気通路
(７) 上流側吸気通路
(８) 新気導入通路
(９) クランク室
(１０) 新気導入室
(１１) 新気導入ケース
(１２) 新気
(１４) 新気導入口
(１５) 新気導入口側周壁
(１６) 新気導出口側周壁
(１７) 両脇周壁
(１８) 天上壁
(１９) ボス
(２０) 邪魔板
(２１) 新気導出口
(２２) 新気導入口側空間
(２３) 両脇側空間
(２４) 新気導入口側隆起部
(２５) 新気導出口側隆起部

Claims (3)

1. シリンダヘッドカバー(２)に取り付けられたＰＣＶバルブ(３)と、このＰＣＶバルブ(３)とスロットルバルブ(５)の下流側吸気通路(６)とを連通させるブローバイガス通路(４)と、シリンダヘッドカバー(２)から離れた位置に配置された新気導入室(１０)と、スロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)と新気導入室(１０)とを連通させる新気導入通路(８)と、新気導入室(１０)とクランク室(９)とを連通させる伝動ケース(１)とを備えることにより、
   スロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)の新気(１２)が、新気導入通路(８)と新気導入室(１０)と伝動ケース(１)とを順に介してクランク室(９)内に導入され、
   クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時には、クランク室(９)内のガスが伝動ケース(１)と新気導入室(１０)と新気導入通路(８)とを順に介してスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)に導入されるように構成された、エンジンのブローバイガス還流装置において、
   伝動ケース(１)の天井壁(１ａ)の上面(１ｂ)に取り付けられた新気導入ケース(１１)を備え、この新気導入ケース(１１)内が前記新気導入室(１０)とされ、伝動ケース(１)の天井壁(１ａ)にあけられた伝動ケース入口(１ｃ)を介して新気導入室(１０)が伝動ケース(１)内に連通され、クランク室(９)内からスロットルバルブ(５)の上流側吸気通路(７)への逆流時には、伝動ケース(１)内のガスが伝動ケース入口(１ｃ)を介して新気導入室(１０)に流出するように構成され、
   新気導入ケース(１１)は、新気導入口(１４)が設けられた新気導入口側周壁(１５)と、新気導入口側周壁(１５)と対向する新気導出口側周壁(１６)と、新気導入口側周壁(１５)と新気導出口側周壁(１６)との間にある両脇周壁(１７)(１７)と、天上壁(１８)と、天井壁(１８)から垂設されたボス(１９)と、ボス(１９)の下端に取り付けられた邪魔板(２０)と、邪魔板(２０)と新気導出口側周壁(１６)との間に形成された新気導出口(２１)とを備え、
   ボス(１９)が新気導入口(１４)と対向し、ボス(１９)と新気導入口側周壁(１５)との間に新気導入口側空間(２２)が設けられ、ボス(１９)と両脇周壁(１７)との間に両脇側空間(２３)(２３)が設けられ、新気導入口側空間(２２)と両脇側空間(２３)(２３)とがその下方から邪魔板(２０)で覆われている、ことを特徴とするエンジンのブローバイガス還流装置。
2. 請求項１に記載されたエンジンのブローバイガス還流装置において、
   新気導入ケース(１１)は、両脇周壁(１７)(１７)と新気導入口側周壁(１５)との隅角部に形成された一対の新気導入口側隆起部(２４)(２４)と備え、
   一対の新気導入口側隆起部(２４)(２４)は新気導入室(１０)内に突出し、その離間距離が新気導入口(１４)から新気導出口側周壁(１６)に近づくにつれて次第に広がる形状とされている、ことを特徴とするエンジンのブローバイガス還流装置。
3. 請求項１また請求項２に記載されたエンジンのブローバイガス還流装置において、
   新気導入ケース(１１)は、両脇周壁(１７)(１７)と新気導出口側周壁(１６)との隅角部に形成された一対の新気導出口側隆起部(２５)(２５)を備え、
   一対の新気導出口側隆起部(２５)(２５)は新気導入室(１０)内に突出し、その離間距離が新気導入口(１４)から新気導出口側周壁(１６)に近づくにつれて次第に狭まる形状とされている、ことを特徴とするエンジンのブローバイガス還流装置。

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