JPS5813731B2 - ブロ−バイガス処理制御機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関のエンジンクランクケース内発生ブ
ローバイガス処理制御機構において、エンジンシリンダ
ヘッドとキャブレタのバレル間にブローバイガス処理パ
イプを配設して換気するようにした制御機構に関する発
明であり、特に）該ブローバイガス処理パイプにＰＣＶ
バルブを用いことなく該ブローバイガス処理パイプの１
端をスロットルバルブ上流のバレル負圧部に、他端をシ
リングヘッドに接続し、吸入混合気流量に応じて発生す
る負圧を利用してブローバイガス換気し、又、該ブロー
バイガス処理パイプとエアクリーナとの間にオリフイス
を有するブリードパイプを接続してクランクケース内圧
力が自動的にバランスするようにしたブローバイガス処
理制御機構に係る発明である。

周知の如く、内燃機関のエンジンにおいては圧縮行程と
爆発行程でピストンリングよりリークする吸入混合気と
排ガスとによって所謂ブローバイガスがクランクケース
に発生するため、これを吸入混合気と共に再循環させて
燃焼させるブローバイガス処理が強制式クランクケース
換気システムとして各国において広く開発され。

順次法制化されるようになって来ている。

ところで、一般にブローバイガスの性質としては次のこ
とが分っている。

即ち、 （１）ブローバイガスは吸入混合気と排ガスとの混合気
体であり、その前者と後者の比率は８５：１５で、その
比率の通りほとんど吸入混合気体であって再燃焼可能ガ
スである。

（２）ガス中には炭托水素を２０．０００ｐｐｍＣ含ん
でおり、空燃比に換算すれば、１５に相当する。

（３）ガス中には１０ｌ中に０．５ｇｒの水分を含んで
いる。

（４）該含有水分はｐＨ２を呈示し、更にＳＯ４−一を
２００〜４０ｏｐｐｍ，ｃｌ−一を３０ 〜６０ｐｐｍ
含んでいる。

而して、従来一般に用いられて来た上記ブローバイガス
の換気システムは第１図に示す様にインテークマニホル
ド負圧を用いるＰＣＶバルブ利用式のものであり、エン
ジン１のシリンダヘッド２のヘッド力バー３に１端を、
インテークマニホルド４に他端を接続配管されたブロー
バイガス処理パイプ５はその基部にインテークヤニホル
ド負圧を利用する周知の所詣ＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ
Ｃｒｎｋｃａｓｅ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ Ｖａｌｖ
ｅ）５を介装しており、又、エアクリーナ７にパイプ８
を連通接続し、実線で示すブローバイガス９をキャブレ
タ１０からの点線で示す新混合気１１と混合させ、再燃
焼して換気するようにされている。

そして、その稼動態様は上述の如＜ｐｃｖバルブ６がイ
ンテークマニホルド負圧Ｐ（横軸Ｐ）を用いるため、ア
イドル■から中負荷領域ＭにおいてはＰＣ■バルフ６を
流過する流量Ｑ．（縦軸Ｑ）がブローバイガス放出量Ｑ
２より多いことにより該ＰＣＶバルブ６からブローバイ
ガ人処理パイプ５を経てインテークマニホルド４へ流過
する該ブローバイガス放出量Ａに対してエアクリーナＩ
からクランクケース１２に流入する新気量Ｂが存在する
ようにされ、したがって、発生ブローバイガス９は全量
ブローバイガス処理パイプ５を経由することになる。

又、全負荷域Ｆではブローバイガス放出量ｑは当然のこ
とながら図示の様に増量するもの５インテークマニホル
ド負圧が低下するため、前述の如く該インテークマニホ
ルド負圧を利用するＰＣ■バルブ６を通る流量が減少し
、本来的には換気能力が低下する。

これに対処するに減小量分をクランクケース１２からパ
イプ８を介して矢印の様にエアクリーナ７に押し出し、
キャブレク１０を流過させて新混合気と混合させ再燃焼
させて換気するようにされている。

したがって、エンジンの負荷変動による運転状況に対応
してブローバイガス９の流路を２つに変更し弾力的に換
気することが出来るようにしてはあるもの５、ブローバ
イガス９の１部がキャブレタ１０ヘエアクリーナ７を流
過して下流していくためブローバイガス９中のオイルミ
スト、水分がエアブリード等の小孔を汚したり閉塞した
りして空燃比特性を変化させる欠点があった。

又、これによってエアクリーナのエレメント、或は、エ
アクリーナの内部に該オイルミスト、水分が付着し、吸
入エアのＰ過抵抗を増大し、エンジンの出力を低下させ
ることのみならず、キャブレタのスモールベンチュリ部
にアイシングを発生させるおそれがあり、スムースなエ
ンジン作動がし難くなる難点があった。

そして、可変ベンチュリキャブレタにおいてはサクショ
ンピストンに上記オイルミストや水分が付着すると可動
部の摺動抵抗が増加し、円滑な動作を阻害し、場合によ
っては作動しなくなる不具合もあった。

この発明の目的は上述従来技術に基づくブローバイガス
処理の問題点を解決すべき技術的課題とし、ＰＣＶバル
ブを付設することなく、又、エアフィルタ、ブリードポ
ート等の機能を阻害することなく吸入空気量に比例して
発生するブローバイガスを自動的に処理することが出来
るようにして自動車産業における排ガス処理利用分野に
益する優れたブローバイガス処理制御機構を提供せんと
するものである。

上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は前述問題点を解決するためにエンジンのクラ
ンクケース内に発生したブローバイガスをシリンダヘッ
ドよりキャブレクのバレルのスロットルバルブ上部負圧
部に吸入混合気量に応じた負圧によりブローバイガス処
理パイプを介して常に吸入し、新混合気と共に再循環燃
焼させて換気するようにし、又、ブ崩一バイガス発生量
が少い場合はクランクケース内の過度の負圧発生を防止
するためにブリードエアをエアクリーナよりブリードパ
イプを介し上記ブローバイガス処理パイプからクランク
ケース内のブローバイガスに供給するようにし、更には
上記ブリードパイプをクランクケース内オーバー圧の緊
急安全バイパス通路としてエアクリーナに１時的に連通
させるようにし、このブリードエアはオリフイスにより
調整されるようにした技術的手段を講じたものである。

次にこの発明の実施例を第３図以下の図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。

尚、第１図と同一態様部分は同一符号を用いて説明する
ものとする。

第３図に示す実施例の固定ベンチュリタイプの態様に於
て、１はレシプロエンジンであり、ガスケット部１３を
有するクランクケース１２上のシリンダ１４内で燃焼室
１４′を上位にして作動するピストン１５のピストンリ
ング１６からは前述の如や混合気、及び、爆発ガスのリ
ークによる実線で示すブローバイガス９が該クランクケ
ース１２内に充満する。

そして、ガスケット部１７を介して上設されるシリンダ
ヘッド２のカバー３の所定部位と、ヒートライザ部１８
を有するインテークマニホルド４に上設したキャブレタ
１０のスロットルバルブ１９上位バレル２０の負圧部２
１との間にはブローバイガス処理パイプ５′が両端を固
定して接続配管されており、又、該ブローバイガス処理
パイプ５ｂ中間部に１端を、キャブレタ１０上設エアク
リーナ７のエレメントＩ内部に他端を臨ませてオリフィ
ス２２を有するブリードパイプ８′が連接々続されてい
る。

尚、２３はスモールベンチュリであり、２４はエキゾー
ストマニホルドである。

上述構成において、エンジン１が稼動すると、前述の如
くブローバイガス９がクランクケース１２内に充満し、
所定プロセスでヘッド力バー３内に達するようになる。

而して、キャブレタ１０内においては上記バレル負圧部
２１で第４図に示す様にインテークマニホルド負圧Ｐ（
横軸）と流量Ｑ（縦軸）との間にはアイドル■から中負
荷Ｍ１及び、全負荷Ｆ領域にかけて吸入混合気量Ｑφ≦
負荷に応じて増量される様にされ、又、ブローバイガス
９も吸入混合気量ｑのカーブに近似するカーブでアイド
ル■から中負荷Ｍ１全負荷Ｆ領域まで増量していくよう
にされている。

したがって、ヘッド力バー３内に充満したブローバイガ
ス９はブローバイガス処理パイプ５′を介して負荷に則
応した吸引負圧を受けることになる。

そのため、ブローバイガス処理パイプ５′を介して吸引
されたブローバイガス９は負圧部２１、スロットルバル
ブ１９を通り新吸入混合気と共にミキシングチャンバで
混合され、インテークマニホルド４から燃焼室１４′内
に入り再燃焼され換気排出される。

上述サイクルにおいて、実験によると、上述の如く第４
図に示す様に、ブローバイガス放出量ｑはインテークヤ
ニホルド負圧Ｐとの関係では前記吸入混合気量ｑとは第
２図の場合に比しほぼ近似関係にある様になっている。

而して、スロットルバルブ１９上位のバレル２０の負圧
部２１の負圧は混合気吸入量Ｑに比例して高くなるよう
になっており、このことは又ブローバイガス９の発生に
同期していることにもなり、したがって該ブローバイガ
ス９の吸引リサイクルに最も適していることが分る。

ところで、エンジンの稼動状態によってブローバイガス
９の発生には変動が生ずる場合があり、異常に増量発生
した場合はクランクケース１２内圧が高まって、ガスケ
ット部１３よりオイル漏れを生じたりするおそれがあり
、又、少量に発生した場合は該ガスケット部１３より外
気侵入のおそれがある。

そこで、この発明においては前述の構成の通りブローバ
イガス処理パイプ５′の中間部に１端を、他端をエアフ
ィルタ７内に臨ませてオリフイス２２を有するブリード
パイプ８′を介装接続してあることにより、前者の作用
の場合、ブローバイガス９は該ブリードパイプ８′を通
りエアクリーナ７をバイパスに負圧部２１に流過してい
くが、そのような事態は先述の如く該負圧部２１の作用
により吸入混合気量とブローバイガス発生量が自動的に
バランスしていることにより通常はめったに生ぜず、極
めて不測にして発生するわずかの頻度であるため自動的
緊急対処手段として機能するに過ぎない。

そして、後者の場合、アイドル時のようなブローバイガ
ス９の発生量が少い状態では、該ブリ一ドパイプ８′に
よりエアクリーナ７からブローバイガス処理パイプ５′
にエアブリードを行い、クランクケース１２内の換気を
行い過ぎて低圧になることを避け外気侵入を防止するよ
うにすることが出来る。

この場合、オリフイス２２が介設されてあることにより
新気ばかり吸引してブローバイガス９の換気が出来なく
なるのを該オリフイス２２が防止して調整する。

又、第５図に示す実施例はサクションピストン２５を有
する可変ベンチュリキャブレタ１０にフローバイガス制
御機構を付設した態様であるが、当該実施例においても
作用効果は上述実施例と実質的に同一である。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限るものでな
いことは勿論であり、例えば、ブリードパイプのオリフ
イスを可変式にし、エアブリード量を適宜制御すること
により高速運転時に生ずる触媒コンバータの過熱防止に
も用いる様にすることが出来る等種々の態様が可能であ
る。

又、寒冷地走行に際し、前述の如くブローバイガス９の
キヤプレクリターンプロセスにおいてはスモールベンチ
ュリ２３よりもスロットルバルブ１９にアイシング発生
が考えられるが、該スロットルバルブ１９はエキゾース
トマニホルド２４、及び、ヒートライザ部１８に近接し
ているためアイシングの発生するおそれはほとんどない
。

以上この発明によれば、エンジンのシリンダへッドカバ
ーとキャブレクのスロットルバルブ上位のスロットルバ
レル負圧部との間にブローバイガス処理パイプを配管接
続したことにより、基本的に吸入混合気量と吸入負圧と
が比例する部分の負圧をブローバイガス循環吸引用負圧
に用いるようにしたことによりブローバイガス発生量と
吸入混合気量吉が同期しているこ吉を巧みに用いるとと
になり、したがって、ブローバイガスはバレル上流負圧
部を介して再燃焼プロセスに供されることが出来、イン
テークマニホルド負圧、即ち、負荷領域の変動にか＼わ
りなく有させることが出来、構造及び作動が極めて簡易
になる優れよ効果が奏される。

そのため、キャブレタで計量された空燃比を乱すことが
なくなり、安定したエンジン作動が得られ、しかも、そ
の間、上述の如きブローバイガス処理が行える利点があ
り、又、ブローバイガスはその発生竜に応じて吸引され
るため、クランクケース内圧力が原則的に適正に保た糺
、オイル漏れ、外気侵入のおそれもない効果本ある。

更に、インテークマニホルド負圧が低い場合の運転にお
いても、ブローバイガスをキャブレク上流、就中、エア
クリーナ内に還流させないようにすることが出来、よっ
て、エアクリーナエレメント、エアブリードを汚したり
、詰らせたりするおそれがなく、したがって、キャブレ
クの機能が損われることなく、エンジン稼動が安定して
持続出来る優れた効果が奏される。

更に又、ＰＣ■バルブを用いることがないのでそれだけ
コストが安価になり、構造が簡単であるためメンテナス
も不要となる利点もあり、小部品点数としてコンパクト
化が企れる優れた効果もある。

そして、上記ブローバイガス処理パイプとエアクリーナ
との間にオリフイスを備えたブリードパイプを付設接続
したことにより万−クランクケース内ブローバイガス圧
が低くアンバランス状態になっても該ブローパイプによ
りエアが補給され、圧力バランスを自動的に保つことが
出来、一方、不測にして高圧になればその場合のみブロ
ーバイガスが該ブリードパイプよりバイパスする安全弁
作用が行える勅果もあり、加えて、オリフイスによりエ
アブリード量を制御することが出来るので低圧の場合新
気ばかり吸引されることなくブ賜一バイガスは充分に換
気される効果もあり、加えて高速ｉ転時の触媒コンバー
クの過熱防止にも益する漏果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づくフ七−バイガス処理システム
の概略説明断面図、第２図は同システムに於ｉるインテ
ークマニホルド負圧とＰＣ■バルブ流量及びブローバイ
ガス放出流量関係説明グラフ図、第３図以下はこの発明
の実施例を示すものであり、第３図は１実施例の概略説
明断面図、第４図はス話ノトルバレル負圧部のインテー
クマニホルド負圧と吸入混合気量の関係説明グラフ図、
第５図は他の実施例の概略説明断面図である。 １富鵡エンジン、３ゑ…シリンダへッドカバー、ｉｏ，
ｉｏ’見―キャフレタ、２０……バレル、１２…ぷクラ
ンクケース、９……ブローバイガス、５′……ブローバ
イガス処理パイプ、１９……スロットルバルブ、２１田
…負圧部、Ｉ……エアクリーナ、８……ブリードパイプ
、２２……オリフイス○

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンのシリンダヘッドと該エンジンに併設され
   たキャブレタのバレルとの間にクランクケースのブロー
   バイガス処理パイプを配管しているブローバイガス処理
   制御機構において、上記ブローバイガス処理パイプの両
   端がそれぞれ前記エンジンのシリンダヘッドとキャブレ
   タのスロットルバルブ上部のバレル負圧部とに接続配管
   され、而して該ブローバイガス処理パイプの中間部とエ
   アクリーナとの間にオリフイスを備えたブリードパイプ
   を連通させていることを特徴とするブローバイガス処理
   制御機構。