JP6079349B2 - PCV system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンで発生したブローバイガスをエンジンの吸気側に還流するPCV(Positive Crankcase Ventilation)システムに関するものである。 The present invention relates to a PCV (Positive Crankcase Ventilation) system that recirculates blow-by gas generated in an engine to the intake side of the engine.
従来より、エンジンで発生したブローバイガスをエンジンの吸気側に還流するPCV(Positive Crankcase Ventilation)システムが知られている。 Conventionally, a PCV (Positive Crankcase Ventilation) system that recirculates blow-by gas generated in an engine to the intake side of the engine is known.
PCVシステムは、エンジンに設けられたブローバイガス出口に一端が接続され、他端がエンジンの吸気管に接続されるブローバイガス配管を有しており、このブローバイガス配管を介して、ブローバイガスをエンジン側に還流するように構成されている。ブローバイガス配管の途中には、オイル分離用のセパレータが設けられており、ブローバイガスからオイルを分離してエンジンに戻すように構成されている。 The PCV system has a blow-by gas pipe having one end connected to a blow-by gas outlet provided in the engine and the other end connected to an intake pipe of the engine. The blow-by gas is supplied to the engine through the blow-by gas pipe. It is configured to reflux to the side. A separator for oil separation is provided in the middle of the blow-by gas pipe so as to separate the oil from the blow-by gas and return it to the engine.
ところで、寒冷地環境下においては、ブローバイガス配管が外気により冷却され、ブローバイガスに含まれる水蒸気が凍結してブローバイガス配管内が閉塞してしまうおそれがある。ブローバイガス配管内が閉塞すると、クランクケースの内圧が上昇し、オイル漏れ等の不具合が発生するおそれがある。 By the way, in a cold region environment, the blow-by gas piping is cooled by the outside air, and the water vapor contained in the blow-by gas may be frozen and the blow-by gas piping may be blocked. When the inside of the blow-by gas pipe is blocked, the internal pressure of the crankcase is increased, and there is a possibility that problems such as oil leakage occur.
ブローバイガスの凍結を抑制した従来のPCVシステムとして、図3(a),(b)に示すものがある。 As a conventional PCV system in which freezing of blow-by gas is suppressed, there is one shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).
図3(a),(b)に示すPCVシステム31では、エンジンとセパレータ間のブローバイガス配管32にエンジン冷却水を通す冷却水配管33を沿わせるように配管し、これら配管32,33を湾曲した板状の受熱板34により固定した構造となっている。
In the
PCVシステム31では、エンジン冷却水の熱は、冷却水配管33とブローバイガス配管32を介して、あるいは、冷却水配管33と受熱板34とブローバイガス配管32を介してブローバイガスに伝わり、これによりブローバイガスを昇温させてブローバイガスの凍結を抑制している。
In the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1,2がある。
As prior art document information related to the invention of this application, there are
しかしながら、図3のPCVシステム31では、ブローバイガスの昇温効果が十分ではなく、外気温が低下すると、外気によりブローバイガスが冷却されてブローバイガスが凍結してしまう場合があった。
However, in the
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、ブローバイガスの凍結を抑制可能なPCVシステムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the PCV system which can suppress freezing of blow-by gas.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、エンジンに設けられたブローバイガス出口に一端が接続されると共に、他端が前記エンジンの吸気管に接続され、前記エンジンで発生したブローバイガスを前記吸気管に導くブローバイガス配管と、前記ブローバイガス配管の途中に設けられ、ブローバイガスのオイル分離を行うセパレータと、を備えたPCVシステムにおいて、前記セパレータの上流側の前記ブローバイガス配管である上流側ブローバイガス配管と、前記セパレータの下流側の前記ブローバイガス配管である下流側ブローバイガス配管とを、エンジン冷却水を通す冷却水配管に沿うように配置し、前記上流側ブローバイガス配管と、前記下流側ブローバイガス配管と、前記冷却水配管と、を固定する熱伝導性の材料からなる受熱板を有する熱交換部を備えたPCVシステムである。 The present invention has been devised to achieve the above object, and one end is connected to a blow-by gas outlet provided in the engine and the other end is connected to an intake pipe of the engine, and is generated in the engine. In the PCV system comprising: a blow-by gas pipe that guides the blow-by gas to the intake pipe; and a separator that is provided in the middle of the blow-by gas pipe and performs oil separation of the blow-by gas, the blow-by gas pipe on the upstream side of the separator The upstream blow-by gas piping and the downstream blow-by gas piping which is the blow-by gas piping downstream of the separator are arranged along the cooling water piping through which engine cooling water passes, and the upstream blow-by gas piping And a heat conductive material that fixes the downstream blowby gas pipe and the cooling water pipe. Heat exchange unit having a heat receiving plate made of a PCV system including a.
前記受熱板は、前記上流側ブローバイガス配管と、前記下流側ブローバイガス配管と、前記冷却水配管に沿う形状に形成されてもよい。 The heat receiving plate may be formed in a shape along the upstream blow-by gas pipe, the downstream blow-by gas pipe, and the cooling water pipe.
前記熱交換部は、前記受熱板の周囲を覆うように設けられる断熱材を備えてもよい。 The heat exchange unit may include a heat insulating material provided to cover the periphery of the heat receiving plate.
前記断熱材は、前記受熱板の周囲を覆うように設けられる樹脂断熱材と、該樹脂断熱材の周囲を覆うように設けられる金属断熱材と、からなってもよい。 The said heat insulating material may consist of a resin heat insulating material provided so that the circumference | surroundings of the said heat receiving board may be covered, and a metal heat insulating material provided so that the circumference | surroundings of this resin heat insulating material may be covered.
排気ガスの一部を吸気側に還流するEGRシステムを備えた車両に搭載され、前記EGRシステムは、エンジン冷却水により還流する排気ガスを冷却するEGRクーラを有し、前記EGRクーラの下流側の前記冷却水配管に、前記熱交換部を設けるようにしてもよい。 The EGR system is mounted on a vehicle equipped with an EGR system that recirculates a part of the exhaust gas to the intake side. The EGR system has an EGR cooler that cools the exhaust gas recirculated by engine cooling water, and is provided downstream of the EGR cooler. You may make it provide the said heat exchange part in the said cooling water piping.
本発明によれば、ブローバイガスの凍結を抑制可能なPCVシステムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the PCV system which can suppress freezing of blowby gas can be provided.
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係るPCVシステムの概略構成図である。また、図2(a)は、図1のPCVシステムの要部拡大平面図であり、図2(b)はその2B−2B線断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a PCV system according to the present embodiment. 2A is an enlarged plan view of a main part of the PCV system of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along line 2B-2B.
図1および図2に示すように、PCVシステム1は、エンジン2に設けられたブローバイガス出口3に一端が接続されると共に、他端がエンジン2の吸気管4に接続され、エンジン2で発生したブローバイガスを吸気管4に導くブローバイガス配管5と、ブローバイガス配管5の途中に設けられ、ブローバイガスのオイル分離を行うセパレータ6と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
エンジン2は、シリンダブロック2aの上部にシリンダヘッド2bを搭載し、そのシリンダヘッド2bの上部にシリンダヘッドカバー2cを設けて構成される。シリンダブロック2a内には、クランクシャフト等を収容するクランクケースや潤滑用のオイルを収容するオイルパンが備えられている。また、シリンダヘッドカバー2cには、ブローバイガスのオイル分離を行うセパレータ2dが内蔵されており、そのセパレータ2dの出口がブローバイガス出口3となっている。
The
シリンダヘッド2bには、図示していないが、吸気管4が接続される吸気マニホールドや排気マニホールドが接続されている。本実施の形態では、図示していないが、吸気マニホールドと排気マニホールドを接続し排気ガスの一部を吸気側に還流するEGR(Exhaust Gas Recirculation)配管と、EGR配管に設けられたEGRバルブと、EGR配管に設けられ、エンジン冷却水により還流する排気ガスを冷却するEGRクーラ7と、を有するEGRシステムを備えた車両に適用する場合について説明する。
Although not shown, an intake manifold and an exhaust manifold to which the
セパレータ6におけるブローバイガスの出口には、逆止弁であるPCVバルブ8が設けられる。セパレータ6でブローバイガスから分離したオイルの出口には、逆止弁(ワンウェイバルブ)9を介してオイル戻り配管10の一端が接続されている。オイル戻り配管10の他端はシリンダブロック2aに接続されており、セパレータ6で分離されたオイルは、オイル戻り配管10を通ってシリンダブロック2a内のオイルパンに戻るようになっている。
A PCV valve 8, which is a check valve, is provided at the outlet of the blow-by gas in the separator 6. One end of an
さて、本実施の形態に係るPCVシステム1では、セパレータ6の上流側のブローバイガス配管5である上流側ブローバイガス配管5aと、セパレータ6の下流側のブローバイガス配管5である下流側ブローバイガス配管5bとを、エンジン冷却水を通す冷却水配管11に沿うように配置し、上流側ブローバイガス配管5aと、下流側ブローバイガス配管5bと、冷却水配管11と、を固定する熱伝導性の材料からなる受熱板13を有する熱交換部12を備えている。
Now, in the
つまり、PCVシステム1では、熱源としてエンジン冷却水を用い、熱交換部12にてエンジン冷却水とブローバイガス間で熱交換させることによりブローバイガスを昇温させ、ブローバイガスの凍結を抑制している。
That is, in the
エンジン冷却水からの熱は、冷却水配管11からブローバイガス配管5a,5bに直接伝熱するルートと、冷却水配管11から受熱板13を介してブローバイガス配管5a,5bに伝熱するルートを通って、ブローバイガスに伝熱することになる。
The heat from the engine cooling water is transferred directly from the cooling water pipe 11 to the blow-by
図2(b)に示すように、受熱板13は、上流側ブローバイガス配管5aと、下流側ブローバイガス配管5bと、冷却水配管11に沿う形状に形成される。受熱板13を各配管5a,5b,11に沿う形状とすることで、受熱板13の各配管5a,5b,11への接触面積を増加させて、冷却水配管11からブローバイガス配管5a,5bへの伝熱の効率を向上させ、ブローバイガスを効率よく昇温させることが可能になる。
As shown in FIG. 2B, the heat receiving plate 13 is formed in a shape along the upstream blow-by
また、受熱板13は、各配管5a,5b,11を直接接触させた状態で保持するように構成されている。図1では、冷却水配管11を左右から挟み込むようにブローバイガス配管5a,5bを配置した場合を示している。
The heat receiving plate 13 is configured to hold the
本実施の形態では、受熱板13を2分割構成とし、各配管5a,5b,11を上下から挟み込んで固定するように受熱板13を構成したが、受熱板13の構造はこれに限定されるものではない。また、受熱板13をろう付け等により各配管5a,5b,11に固定するように構成してもよい。
In the present embodiment, the heat receiving plate 13 is divided into two parts, and the heat receiving plate 13 is configured so as to sandwich and fix the
受熱板13の材質としては、熱伝導率の高いものを用いることが望ましい。本実施の形態では、受熱板13として、熱間圧延鋼板などのスチール材からなるものを用いた。 As the material of the heat receiving plate 13, it is desirable to use a material having high thermal conductivity. In the present embodiment, the heat receiving plate 13 is made of a steel material such as a hot rolled steel plate.
また、熱交換部12は、受熱板13の周囲を覆うように設けられる断熱材14を備えている。断熱材14を備えることで、熱交換部12において外部に熱が逃げないようにし、外気温が低い場合であっても十分にブローバイガスを昇温させ凍結を抑制することが可能になる。
The
本実施の形態では、断熱材14を、受熱板13の周囲を覆うように設けられる樹脂断熱材14aと、樹脂断熱材14aの周囲を覆うように設けられる金属断熱材14bと、からなる2層構造としている。 In the present embodiment, the heat insulating material 14 is composed of two layers including a resin heat insulating material 14a provided so as to cover the periphery of the heat receiving plate 13 and a metal heat insulating material 14b provided so as to cover the periphery of the resin heat insulating material 14a. It has a structure.
樹脂断熱材14aの材質は、断熱効果が高いものであればよく、特に限定するものではないが、本実施の形態では、成形性が良好でかつ軽量なウレタンを用いた。金属断熱材14bの材質は、輻射熱の放射を抑制する遮熱効果が高いものであればよく、特に限定するものではないが、本実施の形態では、アルミニウムを用いた。 The material of the resin heat insulating material 14a is not particularly limited as long as it has a high heat insulating effect, but in this embodiment, lightweight urethane having good moldability is used. The material of the metal heat insulating material 14b is not particularly limited as long as it has a high heat shielding effect for suppressing the radiation of radiant heat, but in the present embodiment, aluminum is used.
本実施の形態では、受熱板13の周囲を覆うようにウレタンシートを貼付して樹脂断熱材14aを形成し、さらにその周囲を覆うようにアルミニウムシートを貼付して金属断熱材14bを形成し、これらを結束バンド15で結束し固定して熱交換部12を構成した。
In the present embodiment, a urethane sheet is applied to cover the periphery of the heat receiving plate 13 to form the resin heat insulating material 14a, and an aluminum sheet is further applied to cover the periphery to form the metal heat insulating material 14b. These were bound and fixed by a binding
また、本実施の形態では、EGRクーラ7よりも下流側の冷却水配管11に、熱交換部12を設けている。これにより、エンジン2で昇温され、かつEGRクーラ7で昇温された高温のエンジン冷却水を熱交換部12に供給することが可能になり、ブローバイガスをより効率よく昇温させることが可能になる。
In the present embodiment, the
本実施の形態の作用を説明する。 The operation of the present embodiment will be described.
本実施の形態に係るPCVシステム1では、セパレータ6の上流側のブローバイガス配管5である上流側ブローバイガス配管5aと、セパレータ6の下流側のブローバイガス配管5である下流側ブローバイガス配管5bとを、エンジン冷却水を通す冷却水配管11に沿うように配置し、上流側ブローバイガス配管5aと、下流側ブローバイガス配管5bと、冷却水配管11と、を固定する熱伝導性の材料からなる受熱板13を有する熱交換部12を備えている。
In the
従来、エンジン2とセパレータ6間、あるいはセパレータ6と吸気管4間のどちらかのブローバイガス配管5をエンジン冷却水で加熱する場合はあったが、この場合、ブローバイガス配管5を加熱する面積を大きくしようとすると、熱交換部12のサイズが大きくなり、配管のレイアウトが制限されるという問題があった。
Conventionally, either the blow-by gas pipe 5 between the
これに対してPCVシステム1では、セパレータ6の上流側と下流側の両方のブローバイガス配管5a,5bをエンジン冷却水で加熱するよう構成しているため、熱交換部12をコンパクトとしつつも、ブローバイガスを十分に昇温させ、ブローバイガスの凍結を抑制することが可能になる。
On the other hand, in the
また、PCVシステム1では、受熱板13を、上流側ブローバイガス配管5aと、下流側ブローバイガス配管5bと、冷却水配管11に沿う形状に形成しているため、受熱板13の各配管5a,5b,11への接触面積を増加させて、受熱板13を介した冷却水配管11からブローバイガス配管5a,5bへの伝熱の効率を向上させ、ブローバイガスを効率よく昇温させることが可能になる。
In the
さらに、PCVシステム1では、熱交換部12が、受熱板13の周囲を覆うように設けられる断熱材14を備えており、さらに、断熱材14を、受熱板13の周囲を覆うように設けられる樹脂断熱材14aと、樹脂断熱材の周囲を覆うように設けられる金属断熱材14bと、で構成しているため、熱源であるエンジン冷却水からの熱が外部に逃げることを効果的に抑制でき、断熱材14よりも内部での温度を高く保つことによりブローバイガスの昇温を促進させ、ブローバイガスをより効率よく昇温させることが可能になる。
Further, in the
さらにまた、PCVシステム1では、EGRクーラ7の下流側の冷却水配管11に熱交換部12を設けているため、高温のエンジン冷却水を熱交換部12に供給でき、ブローバイガスをより効率よく昇温させることが可能になる。
Furthermore, in the
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、断熱材14を樹脂断熱材14aと金属断熱材14bとからなる2層構造としたが、断熱材14を樹脂断熱材14aのみで構成することも当然に可能である。 For example, in the above embodiment, the heat insulating material 14 has a two-layer structure composed of the resin heat insulating material 14a and the metal heat insulating material 14b. .
また、上記実施の形態では、断熱材14を結束バンド15で固定したが、断熱材14を固定する構造はこれに限定されない。
Moreover, in the said embodiment, although the heat insulating material 14 was fixed with the binding
1 PCVシステム
2 エンジン
3 ブローバイガス出口
4 吸気管
5 ブローバイガス配管
6 セパレータ
7 EGRクーラ
8 PCVバルブ
9 逆止弁
10 オイル戻り配管
11 冷却水配管
12 熱交換部
13 受熱板
14 断熱材
14a 樹脂断熱材
14b 金属断熱材
15 結束バンド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ブローバイガス配管の途中に設けられ、ブローバイガスのオイル分離を行うセパレータと、
を備えたPCVシステムにおいて、
前記セパレータの上流側の前記ブローバイガス配管である上流側ブローバイガス配管と、前記セパレータの下流側の前記ブローバイガス配管である下流側ブローバイガス配管とを、エンジン冷却水を通す冷却水配管に沿うように配置すると共に、前記上流側ブローバイガス配管と前記下流側ブローバイガス配管との間に前記冷却水配管を挟み込むように配置し、
前記上流側ブローバイガス配管と、前記下流側ブローバイガス配管と、前記冷却水配管と、を固定する熱伝導性の材料からなる受熱板を有する熱交換部を備えた
ことを特徴とするPCVシステム。 One end is connected to a blow-by gas outlet provided in the engine, the other end is connected to the intake pipe of the engine, and a blow-by gas pipe that guides the blow-by gas generated in the engine to the intake pipe;
A separator that is provided in the middle of the blow-by gas pipe and performs oil separation of the blow-by gas;
In a PCV system with
An upstream blow-by gas pipe that is the blow-by gas pipe upstream of the separator and a downstream blow-by gas pipe that is the blow-by gas pipe downstream of the separator are along a cooling water pipe through which engine cooling water passes. And disposed so as to sandwich the cooling water pipe between the upstream blow-by gas pipe and the downstream blow-by gas pipe ,
A PCV system comprising: a heat exchange section having a heat receiving plate made of a heat conductive material for fixing the upstream blowby gas pipe, the downstream blowby gas pipe, and the cooling water pipe.
請求項1記載のPCVシステム。 The PCV system according to claim 1, wherein the heat receiving plate is formed in a shape along the upstream blow-by gas pipe, the downstream blow-by gas pipe, and the cooling water pipe.
請求項1または2記載のPCVシステム。 The PCV system according to claim 1, wherein the heat exchange unit includes a heat insulating material provided so as to cover the periphery of the heat receiving plate.
請求項3記載のPCVシステム。 The PCV system according to claim 3, wherein the heat insulating material includes a resin heat insulating material provided to cover the periphery of the heat receiving plate, and a metal heat insulating material provided to cover the periphery of the resin heat insulating material.
前記EGRシステムは、エンジン冷却水により還流する排気ガスを冷却するEGRクーラを有し、
前記EGRクーラの下流側の前記冷却水配管に、前記熱交換部を設けるようにした
請求項1〜4いずれかに記載のPCVシステム。 It is mounted on a vehicle equipped with an EGR system that recirculates part of the exhaust gas to the intake side,
The EGR system has an EGR cooler that cools exhaust gas recirculated by engine cooling water,
The PCV system according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat exchange section is provided in the cooling water pipe on the downstream side of the EGR cooler.
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