JPH06108818A - 内燃機関のクランク室内圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気管からクランク室に空気を供給すると共
に、該クランク室内の空気およびブローバイガスを吸気
管に戻すようにしたエンジンにおいて、エンジンの高回
転域におけるクランク室の内圧低下を抑制する。 【構成】 吸気管４のスロットルバルブ上流側とクラン
ク室とを空気供給用連通管９で連通させると共に、クラ
ンク室と吸気管４のスロットルバルブ下流側とを空気排
出用連通管１１で連通させ、空気供給用連通管９にバイ
パス通路１６を形成して、該通路１６に開閉バルブ１７
を設け、エンジン１の高回転域では開閉バルブ１７を閉
弁させて、空気供給用連通管９の通路抵抗を増大させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアクリーナと内燃機
関と結ぶ吸気管に、スロットルバルブとその下流に位置
する過給機とを備え、かつエアクリーナとスロットルバ
ルブとの間から取り出した空気によってクランク室の換
気を行うようにしたクランク室内圧調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンにおいては、エンジ
ン各部の潤滑を行う必要がある。そのため、たとえば実
開昭６２−１６５４１５号には、ブレーキ用アフタバッ
クに負圧をかけるポンプを利用して、クランク室に設け
られているオイルパン内の潤滑オイルをオイルタンクに
移すと共に、該オイルタンク内の潤滑オイルをプレッシ
ャポンプによってエンジン各部に供給する技術が開示さ
れている。また、該公報には、オイルパンからオイルタ
ンクにオイルをくみ上げたときに含まれるブローバイガ
スを、該オイルタンクで油切りしたのち、圧力コントロ
ール弁（通常、ＰＣＶ装置と呼ばれる）を通して吸気系
統に戻すことによって、再利用する技術も示されてい
る。このように、ブローバイガスをクランク室から抜き
出して換気するようにすれば、オイルパン内の潤滑オイ
ルがブローバイガスによって劣化するのを防ぐことがで
きる。

【０００３】さらに、実開平１−１３６６１５号公報
（以下、後者公報と称す）には、クランク室内のブロー
バイガスを吸気系統に戻す場合に、ブローバイガスの抜
き出し通路を、吸気管のエアクリーナと過給機との間に
連通させると共に、該吸気管内の連通部分に吸気絞り弁
を設けて、エンジンのアイドル運転時には該吸気絞り弁
を閉弁させて、連通部よりも下流側の吸気負圧を増大さ
せることによって、アイドル回転時にもブローバイガス
抜き出し通路に負圧が作用することによって、クランク
室の掃気が良好に行われるようにした技術が開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の後者
公報に開示のエンジンのように吸気系統に過給機が備え
られるエンジンにおいては、クランク室の換気を行う方
法として、エアクリーナと過給機との間にスロットルバ
ルブが配置される場合、該スロットルバルブの上流と下
流との空気の圧力差を利用して行うことが考えられる。

【０００５】即ち、図４に示すようにエアクリーナＡと
サージタンクＢとを結ぶ吸気管Ｃに、上流側から下流側
にかけてエアフロメータＤ、スロットルバルブＥ、過給
機Ｆをこれらの順に設けると共に、サージタンクＢから
エンジンＧにおける各気筒の吸気ポートに分岐管Ｊ，Ｊ
を介して吸気を送り込むようにしたものにおいて、スロ
ットルバルブＥの上流側と下流側とを別々の連通管Ｈ，
ＩによってエンジンＧのクランク室（図示せず）に連通
させて、圧力が低い下流側にクランク室の空気ならびに
ブローバイガスを連通管Ｉを通して引き出して過給機Ｆ
に送り込むと共に、上流側から連通管Ｈによって空気を
クランク室に引き込むようにすることが考えられる。

【０００６】ところが、この方式では、エンジンＧの高
回転域では、過給機Ｆによって吸気管Ｃ内の空気流速が
高まると共に、エアクリーナＡによって大きな空気抵抗
が生じるため、エアクリーナＡの下流直後（つまりエア
クリーナＡとスロットルバルブＥとの間）の空気流量が
不足してエアフロメータＤと過給機Ｆとの間の負圧が増
大する。そのため、連通管Ｈを通して吸気管Ｃ側へクラ
ンク室の空気が吸引されることになって、図３において
曲線Ａ１に示すようにクランク室の内圧が極端に低下す
る虞れがある。そして、このように内圧が低下すれば、
クランクシャフトのリングシール部から外部の空気とと
もにダストがクランク室に流入して、クランクシャフト
とリングシールのリップ部の摩耗が生じ、オイル漏れ等
の原因となる。

【０００７】これを防止するためには、上記連通管Ｈの
通路抵抗が大となるようにしておけば、該連通管Ｈを介
して吸気管Ｃ側に引かれる空気抵抗が増大してクランク
室の内圧低下を少なくすることができるが、それでは図
３において曲線Ａ２（なお、曲線Ｚは自然過給によるも
の、曲線Ｘ１とＸ２は本発明の実施例に対応するもの）
に示すように、低回転域では、吸気管Ｃからクランク室
へと流れる空気量が少なくなり、該クランク室の換気が
良好に進まないという別の問題を生じることになる。

【０００８】そこで本発明は、クランク室の換気を良好
に行わせながら、高回転域においてはクランク室の内圧
を低下させることがない内燃機関のクランク室内圧調整
装置の提供を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の請求項１
に記載の発明（以下、第１発明と称す）は、エアクリー
ナと内燃機関とをむすぶ吸気管にスロットルバルブと、
その下流に配置された過給機とが設けられ、上記吸気管
のエアクリーナとスロットルバルブとの間とクランク室
とが空気供給用連通管によって連通され、かつ上記クラ
ンク室と吸気管のスロットルバルブと過給機との間とが
空気排出用連通管によって連通されると共に、負圧利用
手段からの吸引空気をクランク室に排気するバキューム
ポンプが設けられているクランク室内圧調整装置であっ
て、上記内燃機関の高回転時に、上記空気供給用連通管
に、クランク室の内圧が低下するのを防止する制御手段
が設けられていることを特徴とする。

【００１０】また、請求項２に記載の発明（以下、第２
発明と称す）は、制御手段は、空気供給用連通管に設け
られているバイパス通路と、該バイパス通路に内燃機関
の高回転時に閉弁するように装備されているバルブとか
ら構成されていることを特徴とする。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明（以下、第
３発明と称す）は、制御手段は、バキュームポンプに接
続された別個の空気供給用連通管と、該空気供給用連通
管を内燃機関の高回転時にのみ上記バキュームポンプに
連通させるバルブとから構成されていることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】上記の第１発明によれば、内燃機関の高回転域
においてエアクリーナと過給機との間で大きな負圧が発
生しても、制御手段によってクランク室の内圧が極端に
低下するのが防止される。

【００１３】また、第２発明によれば、内燃機関の高回
転時には、空気供給用連通管に設けられているバイパス
通路がバルブによって閉じられて、空気供給用連通管の
通路抵抗が増大するので、該空気供給用連通管を通して
吸気管に吸引されようとする空気の流れが抑制され、ク
ランク室の内圧の低下が抑制される。

【００１４】さらに、第３発明によれば、内燃機関の高
回転時に、空気供給用連通管から吸気管にクランク室の
空気が吸引されても、該高回転時には別の空気供給用連
通管がバキュームポンプに連通されて、吸気管内の空気
が強制的にクランク室に送り込まれるため、クランク室
の内圧の低下が抑制される。

【００１５】

【実施例】次に、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１６】図１は２つのバンク１Ａ，１Ｂを備えたＶ
型エンジン１を示し、エアクリーナ２とサージタンク３
とが吸気管４によって連通され、該サージタンク３から
各バンク１Ａ，１Ｂの気筒における吸気ポートに分岐管
５，５が接続されている。その場合、上記の吸気管４に
は、エアクリーナ２からサージタンク３にかけてエアフ
ロメータ６、スロットルバルブ７、スーパーチャジャ８
が装備されると共に、吸気管４におけるスロットルバル
ブ７の上流部とエンジン１とが空気供給用連通管９によ
って連通されて、後述する圧力差によって吸気管４内の
空気がクランクシャフト１０が通っているクランク室
（図示せず）に供給されるようになされ、また上記吸気
管４のスロットルバルブ７の下流部とエンジン１とが空
気排出用連通管１１によって連通されて、上記圧力差に
よってクランク室内のブローバイガスを含む空気が吸気
管４に戻されるようになされている。なお、空気排出用
連通管１１においてはエンジン１に装備されている圧力
コントロールバルブ（ＰＶＣ装置）１２から該空気排出
用連通管１１が取り出されるようになされている。

【００１７】加えて、ブレーキ手段を作動させるための
マスタバック（図示せず）のような負圧利用部材にバキ
ュームタンク１３および一方向バルブ１４を介してパキ
ュームポンプ１５が接続され、該バキュームポンプ１５
によって空気吸引してマスタバックに負圧をかけると共
に、その空気をクランク室に排気するようになされてい
る。

【００１８】さらに、上記の空気供給用連通管９にはバ
イパス通路１６が設けられて、該バイパス通路１６に開
閉バルブ１７が取り付けられ、該開閉バルブ１７を開閉
制御するためのコントローラ１８に、クランク室の内圧
を検出する内圧センサ１９と、エンジン１の回転数を検
出する回転数センサ２０と、吸気管４を流れる空気流量
を検出する空気流量センサ２１とが接続されて、エンジ
ン１が高回転域に入った状態で、吸気管４の空気流量が
少なく、かつクランク室の内圧が低下していくときに、
コントローラ１８がそれまでは開弁されていた開閉バル
ブ１７を閉弁させて、バイパス通路１６を遮断するよう
に構成されている。

【００１９】このようなエンジン１においては、エアク
リーナ２からの空気がエアフロメータ６、スロットルバ
ルブ７、およびスーパーチャージャ８を通ってサージタ
ンク３に至って、該サージタンク３から分岐管５，５を
経て各気筒の吸気ポートに供給される。その場合、高回
転域以外の運転状態では、吸気管４内におけるスロット
ルバルブ７の上流と下流との空気の圧力差によって、相
対的に圧力が高い上流側から空気供給用連通管９ならび
にそのバイパス通路１６を通して空気がクランク室に送
られ、相対的に圧力が低い下流側に、クランク室のブロ
ーバイガスを含む空気が空気排出用連通管１１を通して
戻される。

【００２０】これに対し、エンジン１が高回転域に入る
と、コントローラ１８は内圧センサ１９と、回転数セン
サ２０と、空気流量センサ２１とからの入力信号に基づ
き、吸気管４のエアクリーナ２とスーパーチャージャ８
との間に大きな負圧が発生し、かつクランク室の内圧が
低下するような傾向となったと判断したときに、開閉バ
ルブ１７を閉弁させ、バイパス通路１６を遮断する。こ
のため低回転域ではパイパス通路１６が開かれているた
めに少なかった空気供給用連通管９の通路抵抗が増大
し、上記の大きな負圧によってクランク室から空気供給
用連通管９を介して吸気管４に吸引されようとする空気
の流れが抑制され、図３において曲線Ｘ１に示すよう
に、高回転域であってもクランク室の内圧が極端に低下
するのが防止される。したがって、内圧低下によるクラ
ンクシャフトのリングシール部のシール破壊が防止でき
ることになる。

【００２１】また、低回転域では、開閉バルブ１７が開
弁されているので、バイパス通路１６によって空気供給
用連通管９の通路抵抗が少なくなって、吸気管４から該
空気供給用連通管９を通してクランク室に至る空気の流
れがスムースになって、クランク室の換気を良好に行え
る。

【００２２】図２は本発明の第２実施例を示すもので、
スロットルバルブ７の上流側から２本の空気供給用連通
管２２，２３を取り出し、第１の空気供給用連通管２２
を前述の第１実施例における空気供給用連通管９と同様
にクランク室に連通させると共に、第２の空気供給用連
通管２３を先に述べた一方向バルブ１４とバキュームポ
ンプ１５とを結ぶ吸引管２４に接続し、かつ第２空気供
給用連通管２３の途中部に開閉バルブ２５を設け、該開
閉バルブ２５をコントローラ１８によって開閉制御する
ようにしている。

【００２３】上記のコントローラ１８には第１実施例と
同様に内圧センサ１９と、回転数センサ２０と、空気流
量センサ２１とが接続されると共に、一方向バルブ１４
につながっているバキュームタンク１３の内圧を検出す
る内圧センサ２７が接続される。

【００２４】この第２実施例においては、エンジン１の
低回転域では、開閉バルブ２６が閉弁されて、第２空気
供給用連通管２６とバキュームポンプ１５との連通が断
たれており、したがって、第１空気供給連通管２２のみ
からクランク室に空気が供給されて換気が行われる。

【００２５】そして、高回転域に移って、エンジン回転
数が高まり、吸気管４内の空気流量が低下し、かつクラ
ンク室の内圧が低下傾向をみせたとき、加えて内圧セン
サ２７がバキュームタンク１３が負圧利用部材の作動を
妨げないように充分に負圧状態となっていることを検出
しているときに、コントローラ１８は開閉バルブ２６を
開弁させて、第２空気供給用連通管２３をバキュームポ
ンプ１５に連通させる。これによってバキュームポンプ
１５の吸引力が第２空気供給用連通管２３を通して吸気
管４に働き、空気が強制的にバキュームポンプ１５から
クランク室に送り込まれる。

【００２６】したがって、高回転域において、第１空気
供給用連通管２２を通してクランク室の空気が吸気管４
に引かれても、第２空気供給用連通管２３からの空気供
給によって、図３において曲線Ｘ２で示すように、クラ
ンク室の内圧が極端に低下することが防止されることに
なる。また、第１空気供給用連通管２２の通路抵抗を小
さくしておけば、低回転域においては、第１実施例と同
様に安定してクランク室に吸気管４から空気を供給でき
て、良好な換気を行うことができる。

【００２７】さらに、高回転域での第２空気供給用連通
管２３の使用は、バキュームタンク１３内に充分な負圧
が保たれている状態で行うので、負圧利用部材の作動の
妨げとなることはない。

【００２８】なお、第２空気供給用連通管２３をバキュ
ームポンプ１５に連通させている状態で、内圧センサ２
７がバキュームタンク１３の負圧が充分でなくなる虞れ
があることを検出するときは、コントローラ１８は直ち
に開閉バルブ２６を閉弁して、第２空気供給用連通管２
３を遮断し、負圧利用部材の障害とならないようにする
必要があるが、その場合、図２における開閉バルブ２６
をＥＧＲバルブタイプにして、バキュームタンク１３の
内圧を利用してデューティソレノイドで制御することも
できる。

【００２９】さらに、クランク室の内圧のモニタは、ス
ロットルポジション信号とエンジン回転数で代用するこ
ともできる。

【００３０】

【発明の効果】以上の記載によって明かなように、本発
明によれば、内燃機関の高回転域においてエアクリーナ
と過給機との間で大きな負圧が発生しても、制御手段に
よってクランク室の内圧が極端に低下するのが防止され
るので、該内圧の低下に基づくクランクシャフトのリン
グシール部のシール破壊を防止できる。

【００３１】また、内燃機関の高回転時には、空気供給
用連通管に設けられているバイパス通路がバルブによっ
て閉じられて、空気供給用連通管の通路抵抗が増大する
ので、該空気供給用連通管を通して吸気管に吸引されよ
うとする空気の流れが抑制され、クランク室の内圧の低
下が抑制され、同様にシール破壊を防止できる。

【００３２】さらに、内燃機関の高回転時に、空気供給
用連通管から吸気管にクランク室の空気が吸引されて
も、該高回転時には別の空気供給用連通管がバキューム
ポンプに連通されて、吸気管内の空気が強制的にクラン
ク室に送り込まれるため、クランク室の内圧の低下が抑
制され、同様にシール破壊を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例にかかるエンジンの概
略構成図。

【図２】 第２実施例にかかるエンジンの概略構成
図。

【図３】 エンジン回転数とクランク室内圧との関係
を示すグラフ。

【図４】 従来例におけるエンジンの概略構成図。

【符号の説明】

１ エンジン ２ エアクリーナ ４ 吸気管 ７ スロットルバルブ ８ スーパーチャージャ ９ 空気供給用連通管 １０ クランクシャフト １１ 空気排出用連通管 １３ バキュームタンク １５ バキュームポンプ １６ バイパス通路 １７，２６ 開閉バルブ ２２ 第１空気供給用連通管 ２３ 第２空気供給用連通管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 昭則 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアクリーナと内燃機関とをむすぶ吸気
   管にスロットルバルブと、その下流に配置された過給機
   とが設けられ、上記吸気管のエアクリーナとスロットル
   バルブとの間とクランク室とが空気供給用連通管によっ
   て連通され、かつ上記クランク室と吸気管のスロットル
   バルブと過給機との間とが空気排出用連通管によって連
   通されると共に、負圧利用手段からの吸引空気をクラン
   ク室に排気するバキュームポンプが設けられているクラ
   ンク室内圧調整装置であって、上記内燃機関の高回転時
   に、上記空気供給用連通管に、クランク室の内圧が低下
   するのを防止する制御手段が設けられていることを特徴
   とする内燃機関のクランク室内圧調整装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、空気供給用連通管に設けら
   れているバイパス通路と、該バイパス通路に内燃機関の
   高回転時に閉弁するように装備されているバルブとから
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃
   機関のクランク室内圧調整装置。
3. 【請求項３】 制御手段は、バキュームポンプに接続さ
   れた別個の空気供給用連通管と、該空気供給用連通管を
   内燃機関の高回転時にのみ上記バキュームポンプに連通
   させるバルブとから構成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関のクランク室内圧調整装置。