JP6399427B2 - ブローバイガス還流装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置に関するものである。

従来から、内燃機関の内部で発生するブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置が用いられている。

特許文献１には、内燃機関のシリンダヘッドカバーに設置されるオイルセパレータを備えるブローバイガス処理装置が開示されている。この装置では、内燃機関の吸気系へ繋がる吸気系ホースによって、オイルセパレータにて油分が除去された後のブローバイガスを吸気通路に還流している。

特開２０１２−２５１４９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のブローバイガス処理装置では、吸気系ホースが外れたり損傷したりすると、ブローバイガスが大気中に漏出するおそれがある。同様に、内燃機関とオイルセパレータとの間を配管で接続する構成の場合にも、配管が外れたり損傷したりすると、油分を含んだブローバイガスが大気中に漏出するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブローバイガス還流装置からのブローバイガスの漏出を防止することを目的とする。

本発明は、内燃機関のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置であって、前記内燃機関に取り付けられ、ブローバイガスに含まれる油分を分離させる油分分離機と、油分が含まれたブローバイガスを前記内燃機関から前記油分分離機に導く上流側配管と、前記油分分離機からブローバイガスを前記吸気通路に導く下流側配管と、を備え、前記上流側配管は、前記内燃機関に取り付けられて前記油分分離機への接続方向の移動を規制する取付部を有し、前記取付部は、前記内燃機関に取り付けられる補機によって前記内燃機関に固定され、前記補機は、前記内燃機関を制御する制御部に電気信号を出力する検知器であり、前記制御部は、前記検知器からの電気信号を検出しない場合には前記内燃機関を始動させないことを特徴とする。

本発明では、油分分離機が内燃機関に取り付けられ、上流側配管の取付部が内燃機関に取り付けられて上流側配管の油分分離機への接続方向の移動が規制される。よって、油分分離機と上流側配管とがともに内燃機関に取り付けられるため、上流側配管が油分分離機から外れてブローバイガスが漏出することが防止される。したがって、ブローバイガス還流装置からのブローバイガスの漏出を防止することができる。

本発明の実施の形態に係るブローバイガス還流装置の構成図である。 ブローバイガス還流装置のブロック図である。 ブローバイガス還流装置における油分分離機と上流側配管と下流側配管との斜視図である。 図３における側面図である。 図３における平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るブローバイガス還流装置１００について説明する。

まず、図１及び図２を参照して、ブローバイガス還流装置１００が適用される内燃機関１について説明する。

内燃機関１は、軽油を燃料として運転されるディーゼルエンジンである。内燃機関１は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンを燃料として運転されるガソリンエンジンなどであってもよい。内燃機関１には、大気中から吸気通路２に取り込まれた空気が、ターボチャージャ３とインタークーラ４とを介して供給される。

内燃機関１の燃焼室（図示省略）にて発生した排気ガスは、排気通路（図示省略）からターボチャージャ３や触媒（図示省略）等を介して外部へ排出される。ターボチャージャ３は、排気通路内の排気ガスの圧力によって回転するタービン（図示省略）を有し、吸気通路２内の空気を圧縮して内燃機関１の燃焼室に供給する。内燃機関１には、回転数を検出するエンジン回転数センサ７（図２参照）が設けられる。

内燃機関１では、排気ガスや未燃焼ガスなどを含むブローバイガスが、ピストン（図示省略）とシリンダ（図示省略）との間隙からクランクケース（図示省略）内に漏出する。ブローバイガス還流装置１００は、クランクケース内に漏出したブローバイガスからエンジンオイル等の油分を分離させて取り除き、吸気通路２に還流させる。これにより、ブローバイガスは、吸気通路２を流れる空気に合流して再び燃焼室に供給され、そのままの状態で大気中に放出されることが防止される。内燃機関１は、ブローバイガス還流装置１００に導かれる前にブローバイガスからある程度の油分を取り除くためのオイルトラップ８を更に備える。

内燃機関１は、制御部４０（図２参照）によって制御される。また、内燃機関１には、図示しないが、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）装置が設けられる。ＥＧＲ装置は、燃焼室にて燃焼した後の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして排気通路から吸気通路２へ導き、再び燃焼室に供給する。これにより、吸気中の酸素濃度が低下して燃焼温度が低下するため、燃焼時のＮＯｘ（窒素酸化物）の発生が抑制される。ＥＧＲ装置には、ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲ温度センサ６（図２参照）が設けられる。

制御部４０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。

次に、図１から図５を参照して、ブローバイガス還流装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、ブローバイガス還流装置１００は、内燃機関１に取り付けられブローバイガスに含まれる油分を分離させる油分分離機１０と、油分が含まれたブローバイガスを内燃機関１から油分分離機１０に導く上流側配管２０と、油分分離機１０からブローバイガスを吸気通路２に導く下流側配管３０とを備える。

油分分離機１０には、内燃機関１のクランクケース内のブローバイガスが、上流側配管２０を介して導かれる。油分分離機１０は、内部に設けられるフィルタ（図示省略）を通過させることで、ブローバイガスから油分を分離させて除去する。油分分離機１０によって分離された油分は、油分戻り配管１５を通じて内燃機関１のクランクケースに戻される。一方、油分分離機１０によって油分が除去されたブローバイガスは、下流側配管３０を通じて吸気通路２に導かれる。油分分離機１０は、フィルタを有するものではなく、ラビリンス式やサイクロン式など他の形式のものであってもよい。

図３に示すように、油分分離機１０は、略円筒状に形成される本体部１１と、上流側配管２０が接続される入口配管１２と、下流側配管３０が接続される出口配管１３とを有する。入口配管１２と出口配管１３とは、本体部１１の外周から略水平なＬ字状に突出して形成される。

入口配管１２は、油分分離機１０を内燃機関１に取り付けたときに、出口配管１３と比較して低い位置となるように設けられる。これにより、入口配管１２から供給されたブローバイガスは、油分分離機１０内を上方に流れ、フィルタによって除去された油分は重力によって下方に流下する。よって、除去された油分が再びブローバイガスに混入することが防止される。

出口配管１３には、圧力検出器１４（図２参照）が設けられる。圧力検出器１４は、下流側配管３０と出口配管１３との接続部よりも上流に設けられる。圧力検出器１４は、下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力を検出して、対応する電気信号を制御部４０に出力する。具体的には、圧力検出器１４は、出口配管１３に設けられる分岐配管１３ａを通じて導かれるブローバイガスの圧力を検出する。

上流側配管２０は、入口配管１２が内周に挿入されるように油分分離機１０に取り付けられる。上流側配管２０は、内燃機関１に取り付けられて油分分離機１０への接続方向の移動を規制する取付部２１を有する。上流側配管２０は、硬質耐油性樹脂によって形成される。よって、上流側配管２０は、変形せずにその形状を維持するものである。

取付部２１は、内燃機関１に補機としてのＥＧＲ温度センサ６が取り付けられることによって、ＥＧＲ温度センサ６と内燃機関１との間に固定されるブラケットである。補機は、ＥＧＲ温度センサ６に限定されず、内燃機関１を制御する制御部４０に電気信号を出力する検知器であればよい。

制御部４０は、ＥＧＲ温度センサ６からの電気信号を検出しない場合には、内燃機関１のセルモータ５の回転を許可しない。即ち、制御部４０は、圧力検出器１４が正しく取り付けられている状態でなければ、内燃機関１を始動させない。

下流側配管３０は、出口配管１３が内周に挿入されるように油分分離機１０に取り付けられる。下流側配管３０は、上流側配管２０と比較して可撓性の高い材質で形成される。よって、内燃機関１と吸気通路２とが異なる振動をしても、下流側配管３０の変形によって相対的な変位を吸収することができる。

制御部４０は、内燃機関１の回転数と圧力検出器１４からの電気信号とに基づいて下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力が正常であるか否かを判定し、正常でない場合には警告信号を出力する。ブローバイガスの圧力が正常であると判定される規定の範囲は、ブローバイガスが漏出していない場合の内燃機関１の回転数に応じたブローバイガスの圧力に予め設定される。内燃機関１は、ターボチャージャ３を備える。そのため、内燃機関１の回転数が上昇するほど吸気通路２の圧力は負圧になり、正常でないことの検出が容易になる。

ブローバイガス還流装置１００は、圧力検出器１４によって検出されたブローバイガスの圧力が予め設定された規定の範囲内にない場合、即ち正常でない場合に運転者に警告する警告装置９（図２参照）を備える。

警告装置９は、制御部４０からの警告信号によって作動する。具体的には、警告装置９は、制御部４０からの警告信号を受けて、下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力が正常でないことを運転者に伝達する。警告装置９は、例えば、運転席のメーターパネル内に設けられる警告灯や、運転席内に設けられる警告ブザー等である。

次に、ブローバイガス還流装置１００の作用について説明する。

内燃機関１を運転すると、ピストンとシリンダとの間隙からブローバイガスがクランクケース内に漏出する。ブローバイガスは、オイルトラップ８にてある程度の油分が取り除かれた後、上流側配管２０を通じて油分分離機１０に導かれる。油分分離機１０は、内部に設けられるフィルタによって、ブローバイガスから油分を分離させて除去する。

油分分離機１０によって油分が除去されたブローバイガスは吸気通路２に還流され、分離された油分は油分戻り配管１５を通じてクランクケースに戻される。このように、ブローバイガス還流装置１００は、ブローバイガスがそのままの状態で大気中に放出されることを防止している。

ここで、例えば、メンテナンス後などの状況において、上流側配管２０が正しく固定されていない場合には、入口配管１２から上流側配管２０が外れてブローバイガスが外部に漏出するおそれがある。

これに対して、ブローバイガス還流装置１００では、油分分離機１０が内燃機関１に取り付けられ、上流側配管２０の取付部２１が内燃機関１に取り付けられる。よって、油分分離機１０と上流側配管２０とがともに内燃機関１に取り付けられるため、上流側配管２０の油分分離機１０への接続方向の移動が規制される。取付部２１は、内燃機関１にＥＧＲ温度センサ６が取り付けられる際に、ＥＧＲ温度センサ６と内燃機関１との間に固定される。そのため、ＥＧＲ温度センサ６が取り付けられていれば、上流側配管２０が正しく固定されていることとなる。

ブローバイガス還流装置１００では、ＥＧＲ温度センサ６からの電気信号を検出しない場合には、内燃機関１のセルモータ５（図２参照）の回転を許可しない。よって、上流側配管２０が正しく取り付けられていなければ内燃機関１は始動しないため、上流側配管２０が正しく固定されていないことに起因してブローバイガスが漏出することを防止できる。

また、下流側配管３０の取り付けが不充分である場合には、例えば、振動等によって下流側配管３０が出口配管１３や吸気通路２から外れて、ブローバイガスが外部に漏出するおそれがある。

これに対して、ブローバイガス還流装置１００では、下流側配管３０と出口配管１３との接続部よりも上流に圧力検出器１４が設けられる。制御部４０は、内燃機関１の回転数と圧力検出器１４からの電気信号とに基づいて下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力が正常であるか否かを判定し、正常でない場合には警告信号を出力する。

警告装置９は、制御部４０からの警告信号を受けて、下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力が正常でないことを運転者に伝達する。よって、下流側配管３０が外れている場合には警告装置９から警告信号が運転者に通知されるため、ブローバイガス還流装置１００からブローバイガスが漏出したまま内燃機関１を運転することを防止できる。

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ブローバイガス還流装置１００では、油分分離機１０が内燃機関１に取り付けられ、上流側配管２０の取付部２１が内燃機関１に取り付けられる。よって、油分分離機１０と上流側配管２０とがともに内燃機関１に取り付けられるため、上流側配管２０の油分分離機１０への接続方向の移動が規制される。

取付部２１は、内燃機関１にＥＧＲ温度センサ６が取り付けられる際に、ＥＧＲ温度センサ６と内燃機関１との間に固定される。そのため、ＥＧＲ温度センサ６が取り付けられていれば、上流側配管２０が正しく固定されていることとなる。ブローバイガス還流装置１００では、ＥＧＲ温度センサ６からの電気信号を検出しない場合には、内燃機関１のセルモータ５の回転を許可しない。

したがって、上流側配管２０が外れている場合には内燃機関１が始動しないため、ブローバイガス還流装置１００からブローバイガスが漏出することを防止できる。

また、下流側配管３０と出口配管１３との接続部よりも上流に圧力検出器１４が設けられる。制御部４０は、内燃機関１の回転数と圧力検出器１４からの電気信号とに基づいて下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力が正常であるか否かを判定し、正常でない場合には警告信号を出力する。警告装置９は、制御部４０からの警告信号を受けて、下流側配管３０の内部のブローバイガスの圧力が正常でないことを運転者に伝達する。

したがって、下流側配管３０が外れている場合には警告装置９から警告信号が運転者に通知されるため、ブローバイガス還流装置１００からブローバイガスが漏出したまま内燃機関１を運転することを防止できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００ ブローバイガス還流装置
１ 内燃機関
２ 吸気通路
６ ＥＧＲ温度センサ
７ エンジン回転数センサ
９ 警告装置
１０ 油分分離機
１２ 入口配管
１３ 出口配管
１４ 圧力検出器
２０ 上流側配管
２１ 取付部
３０ 下流側配管
４０ 制御部

Claims (4)

1. 内燃機関のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置であって、
   前記内燃機関に取り付けられ、ブローバイガスに含まれる油分を分離させる油分分離機と、
   油分が含まれたブローバイガスを前記内燃機関から前記油分分離機に導く上流側配管と、
   前記油分分離機からブローバイガスを前記吸気通路に導く下流側配管と、を備え、
   前記上流側配管は、前記内燃機関に取り付けられて前記油分分離機への接続方向の移動を規制する取付部を有し、
   前記取付部は、前記内燃機関に取り付けられる補機によって前記内燃機関に固定され、
   前記補機は、前記内燃機関を制御する制御部に電気信号を出力する検知器であり、
   前記制御部は、前記検知器からの電気信号を検出しない場合には前記内燃機関を始動させないことを特徴とするブローバイガス還流装置。
2. 前記上流側配管は、硬質耐油性樹脂によって形成される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。
3. 前記下流側配管は、前記上流側配管と比較して可撓性の高い材質で形成される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。
4. 前記下流側配管と前記油分分離機との接続部よりも上流に設けられ、前記下流側配管の内部のブローバイガスの圧力を検出して前記内燃機関を制御する制御部に電気信号を出力する圧力検出器を更に備え、
   前記制御部は、前記内燃機関の回転数と前記圧力検出器からの電気信号とに基づいて前記下流側配管の内部のブローバイガスの圧力が正常であるか否かを判定し、正常でない場合には警告信号を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のブローバイガス還流装置。

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