JPWO2013129556A1 - Blow-by gas reduction device - Google Patents
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Abstract
クランク室(61)に第1の連通路によって接続されるとともに、吸気通路のスロットル弁(57)より上流側に第2の連通路(84)によって接続されたブローバイガス室(42)を備える。第1の連通路にブローバイガス室(42)側へのみブローバイガスが流れるようにリード弁(67)を備える。ブローバイガス室(42)内の下端部とクランク室(61)内とを連通するオイル戻し通路(油孔)を備える。ブローバイガス室(42)には、第1の連通路と第2の連通路(84)とを接続する気液分離室が形成される。オイル戻し通路は、ブローバイガス室(42)内とクランク室(61)内との圧力差により流入したブローバイガスの運動エネルギーを損失させてブローバイガスの流動が規制されるように形成されている。製造コストを低く抑えることができるとともに、クランク室内の圧力を大気圧より低く保つことが可能なブローバイガス還元装置を提供できる。A blow-by gas chamber (42) connected to the crank chamber (61) by a first communication passage and connected by a second communication passage (84) upstream of the throttle valve (57) in the intake passage is provided. A reed valve (67) is provided in the first communication path so that the blow-by gas flows only to the blow-by gas chamber (42) side. An oil return passage (oil hole) that communicates the lower end of the blow-by gas chamber (42) and the crank chamber (61) is provided. A gas-liquid separation chamber that connects the first communication path and the second communication path (84) is formed in the blow-by gas chamber (42). The oil return passage is formed so that the flow of the blow-by gas is restricted by losing the kinetic energy of the blow-by gas flowing in due to the pressure difference between the blow-by gas chamber (42) and the crank chamber (61). It is possible to provide a blow-by gas reduction device that can keep the manufacturing cost low and keep the pressure in the crank chamber lower than the atmospheric pressure.
Description
本発明は、エンジンのブローバイガスを吸気通路に導くブローバイガス還元装置に関するものである。 The present invention relates to a blow-by gas reduction device that guides blow-by gas of an engine to an intake passage.
従来のブローバイガス還元装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、吸気通路内の負圧を利用してブローバイガスをクランクケース内から吸気通路に吸引するものがある。特許文献1に示すブローバイガス還元装置は、ブローバイガスを動弁カム室から吸引し、スロットル弁の下流側の吸気通路に導く構成が採られている。前記動弁カム室と前記吸気通路とは、パイプ部材によって接続されている。このパイプ部材の中間部には、ベンチレーションバルブが設けられている。
As a conventional blow-by gas reduction device, for example, as described in
前記ベンチレーションバルブは、吸気通路内の圧力が動弁カム室の圧力より低くかつ予め定めた下限圧力より高いときに開き、吸気通路内の圧力が前記下限圧力に達したときに閉じるものである。すなわち、前記吸気通路の負圧が過度に大きくなったときは、ブローバイガスが過度に吸気通路に吸引されることがないように、ベンチレーションバルブが閉じる。 The ventilation valve opens when the pressure in the intake passage is lower than the pressure in the valve operating cam chamber and higher than a predetermined lower limit pressure, and closes when the pressure in the intake passage reaches the lower limit pressure. . That is, when the negative pressure in the intake passage becomes excessively large, the ventilation valve is closed so that blow-by gas is not sucked into the intake passage excessively.
特許文献1に記載されているブローバイガス還元装置には、以下のような二つの問題がある。第1の問題は、製造コストが高くなるという問題である。この理由は、ベンチレーションバルブが高価だからである。
The blow-by gas reduction device described in
第2の問題は、クランク室内の圧力が大気圧より高くなるおそれがあるという問題である。この理由は、ピストンの上昇に伴って新気が前記パイプ部材を通って吸気通路側から動弁カム室内に流入し、動弁カム室と連通しているクランク室の圧力が相対的に上昇した状態でピストンが下降してクランク室内の圧力が上昇するからである。 The second problem is that the pressure in the crank chamber may be higher than atmospheric pressure. This is because the fresh air flows into the valve cam chamber from the intake passage side through the pipe member as the piston rises, and the pressure in the crank chamber communicating with the valve cam chamber relatively increases. This is because the piston descends and the pressure in the crank chamber rises in this state.
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、製造コストを低く抑えることができるとともに、クランク室内の圧力を大気圧より低く保つことが可能なブローバイガス還元装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a blow-by gas reduction device capable of keeping the manufacturing cost low and keeping the pressure in the crank chamber lower than the atmospheric pressure. Objective.
この目的を達成するために、本発明に係るブローバイガス還元装置は、エンジンのクランク室に第1の連通路によって接続されるとともに、吸気通路のスロットル弁より上流側に第2の連通路によって接続されたブローバイガス室と、前記クランク室の圧力より前記ブローバイガス室の圧力が低いときに前記第1の連通路を連通状態としかつクランク室の圧力よりブローバイガス室の圧力が高いときに前記第1の連通路を閉状態とする負圧作動型の逆止弁と、前記ブローバイガス室内の下端部とクランク室内とを連通するオイル戻し通路とを備え、前記ブローバイガス室には、前記第1の連通路と第2の連通路とを接続する気液分離室が形成され、前記オイル戻し通路は、ブローバイガス室内とクランク室内との圧力差により流入したブローバイガスの運動エネルギーを損失させてブローバイガスの流動が規制されるように形成されているものである。 In order to achieve this object, the blow-by gas reduction device according to the present invention is connected to the crank chamber of the engine by a first communication passage and connected to the upstream side of the throttle valve of the intake passage by a second communication passage. When the pressure of the blow-by gas chamber is lower than the pressure of the crank chamber and the pressure of the blow-by gas chamber is in communication with the first communication passage, and the pressure of the blow-by gas chamber is higher than the pressure of the crank chamber A non-pressure actuated check valve that closes the one communication passage, and an oil return passage that communicates the lower end portion of the blow-by gas chamber and the crank chamber, and the blow-by gas chamber includes the first A gas-liquid separation chamber is formed to connect the second communication passage and the second communication passage, and the oil return passage is connected to the blow-in gas flow caused by the pressure difference between the blow-by gas chamber and the crank chamber. Flow of blow-by gas by loss of kinetic energy of Igasu is what is formed so as to be restricted.
本発明によれば、エンジン運転時には、吸気通路のスロットル弁より上流側の負圧が第2の連通路を介してブローバイガス室に伝播される。前記吸気通路内の圧力がクランク室内の圧力より低い場合は、逆止弁が開いてクランク室内のブローバイガスが第1の連通路を通ってブローバイガス室に吸い込まれる。このとき、クランク室内をミスト状になって漂うオイルもブローバイガスとともにブローバイガス室に吸い込まれる。 According to the present invention, during engine operation, the negative pressure upstream of the throttle valve in the intake passage is propagated to the blow-by gas chamber via the second communication passage. When the pressure in the intake passage is lower than the pressure in the crank chamber, the check valve opens and blow-by gas in the crank chamber is sucked into the blow-by gas chamber through the first communication passage. At this time, oil drifting in the form of a mist in the crank chamber is also sucked into the blow-by gas chamber together with the blow-by gas.
前記ブローバイガスは、ブローバイガス室から第2の連通路を通って吸気通路におけるスロットル弁より上流側に吸い込まれる。吸気通路におけるスロットル弁より上流側の圧力は、スロットル弁下流側の圧力より高くなるから、ブローバイガス室に過度に大きな吸気負圧が作用することはない。すなわち、ブローバイガスがブローバイガス室内の気液分離室を過度に速く通過することはなくなる。このため、ブローバイガス室内にブローバイガスとともに吸い込まれたミスト状のオイルは、気液分離室内を流れるときに気液分離室の壁に付着する。この壁に付着したオイルは、ブローバイガス室の下端部に位置するオイル戻し通路を通ってクランク室内に戻される。 The blow-by gas is sucked from the blow-by gas chamber to the upstream side of the throttle valve in the intake passage through the second communication passage. Since the pressure upstream of the throttle valve in the intake passage is higher than the pressure downstream of the throttle valve, an excessively large negative intake pressure does not act on the blow-by gas chamber. That is, blow-by gas does not pass through the gas-liquid separation chamber in the blow-by gas chamber too quickly. For this reason, the mist-like oil sucked into the blow-by gas chamber together with the blow-by gas adheres to the wall of the gas-liquid separation chamber when flowing in the gas-liquid separation chamber. The oil adhering to the wall is returned to the crank chamber through an oil return passage located at the lower end of the blow-by gas chamber.
一方、クランク室内の圧力が前記吸気通路内の圧力と等しいか、低い場合は、逆止弁が開くことはなく、クランク室内の負圧がオイル戻し通路に作用する。本発明に係るオイル戻し通路は、実質的に絞りとして機能する。このため、クランク室内の圧力がブローバイガス室内の圧力より低下したとしても、オイル戻し通路を通ってクランク室に流入するブローバイガスの量はきわめて僅かになる。 On the other hand, when the pressure in the crank chamber is equal to or lower than the pressure in the intake passage, the check valve does not open and the negative pressure in the crank chamber acts on the oil return passage. The oil return passage according to the present invention substantially functions as a throttle. For this reason, even if the pressure in the crank chamber is lower than the pressure in the blow-by gas chamber, the amount of blow-by gas flowing into the crank chamber through the oil return passage is extremely small.
このため、本発明においては、従来のベンチレーションバルブと較べて価格が低い逆止弁を一つ使用するだけでブローバイガスのクランク室への逆流を可及的少なく抑えることができる。
したがって、本発明によれば、製造コストを低く抑えることができるとともに、クランク室内の圧力を大気圧より低く保つことが可能なブローバイガス還元装置を提供することができる。For this reason, in this invention, the backflow of blow-by gas to the crank chamber can be suppressed as much as possible by using only one check valve which is less expensive than the conventional ventilation valve.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a blow-by gas reduction device that can keep the manufacturing cost low and keep the pressure in the crank chamber lower than the atmospheric pressure.
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係るブローバイガス還元装置の第1の実施の形態を図1〜図6によって詳細に説明する。
図1に示すエンジン1は、車両(図示せず)に搭載される2気筒DOHC型のものである。このエンジン1の二つのピストン2の位相差は360度である。図1において、符号3はシリンダボディ、4はオイルパン、5はシリンダヘッド、6はヘッドカバーを示す。(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a blow-by gas reducing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
An
シリンダボディ3の下部には、クランク軸11と、二つのバランサ軸12,13とが回転自在に設けられている。二つのバランサ軸12,13は、軸線がクランク軸11の軸線と平行で、クランク軸11を挟むような位置に設けられている。これらのバランサ軸12,13は、クランク軸11と同じ回転速度で回転するとともにクランク軸11とは逆方向に回転するように、歯車(図示せず)によってクランク軸11に接続されている。
A
シリンダボディ3の下部における前記二つのバランサ軸12,13と隣接する両側部には、バランサ軸組付用の貫通孔14,15がそれぞれ形成されている。これらの貫通孔14,15の外端開口は、それぞれ蓋体16,17によって閉塞されている。これらのバランサ軸12,13のバランスウェイト12a,13aは、回転軌跡を二点鎖線によって示すように、前記貫通孔14,15の中を通って回転する。このため、二つのバランサ軸12,13をシリンダボディ3の下部に収容しているにもかかわらず、シリンダボディ3の小型化と軽量化とを図ることができるとともに、バランサ軸12,13の組付け性が良好になる。
On both sides of the lower portion of the
前記二つの蓋体16,17のうち図1において右側に位置する一方の蓋体17には、上下方向に延びるオイル通路21が形成されている。このオイル通路21は、図1において右側に位置するバランサ軸13のバランスウェイト13aとはクランク軸11の軸線方向に異なる位置に形成されている。オイル通路21は、バランスウェイト13aの回転軌跡に対して図1の紙面の奥側に位置している。
このオイル通路21の上端は、シリンダボディ3の一方の側壁22の上部を上下方向に延びる主オイル戻り通路23に接続されている。主オイル戻り通路23には、シリンダヘッド5の各被潤滑部を潤滑したオイルが集められる。この実施の形態によるエンジン1は、この主オイル戻り通路23を有するシリンダボディ3の側壁22が下に位置するように傾斜した状態で車両に搭載される。図1においては、水平線を二点鎖線Lで示す。以下においては、前記下側に位置する側壁を下側側壁22といい、これとはシリンダ軸線Cを挟んで反対側に位置するシリンダボディ3の他方の側壁を上側側壁24という。An
The upper end of the
前記蓋体17のオイル通路21の下端は、シリンダボディ3内の下部オイル通路25に接続されている。オイル通路21を流下したオイルは、下部オイル通路25からオイル戻し管26を通ってオイルパン4内の下部に戻される。オイルパン4は、シリンダボディ3の下端から下方に延びるように形成されており、シリンダボディ3の下端に固定されている。オイルパン4の上部内には、オイルが波立つことを防ぐためにバッフルプレート31が取付けられている。
A lower end of the
このバッフルプレート31には、オイルストレーナ32を収容する凹部33が形成されている。この凹部33は、バッフルプレート31の一部を下方に凹ませた形状に形成されている。この凹部33の底には、オイルストレーナ32の下端部を挿入可能な穴34が形成されている。この凹部33の底とオイルストレーナ32との間には、オイルを通すことが可能な平面視環状の隙間35が形成されている。オイルストレーナ32は、シリンダボディ3の下端部に支持されており、図示していないオイル吸引用通路に接続されている。オイル吸引用通路は、オイルポンプ(図示せず)のオイル入口に接続されている。
The
前記オイルストレーナ32の下端部には、下方へ延びる延長パイプ36が取付けられている。この延長パイプ36の下端は、図1に示すように、オイルパン4内に溜められたオイルの油面37より下に位置している。すなわち、延長パイプ36の下端は、オイルの中に開口している。このため、オイルパン4内に溜められたオイルは、オイルポンプが動作することによって、オイルパン4内の下端部から前記延長パイプ36に吸い込まれる。
バッフルプレート31に前記凹部33が形成されていることにより、オイルストレーナ32が実質的にバッフルプレート31より上に位置するようになる。このため、シリンダボディ3にオイルパン4を取付けることによって、延長パイプ36がオイルパン4内の下端部に位置するようにオイルストレーナ32を正しく配置することができる。An
By forming the
前記二つの蓋体16,17のうち他方(図1において左側)の蓋体16の上方には、本発明に係るブローバイガス還元装置41のブローバイガス室42が設けられている。このブローバイガス室42は、詳細は後述するが、シリンダボディ3の前記上側側壁24に設けられている。
シリンダボディ3の上部には、ピストン2が嵌合する二つのシリンダ43が設けられている。A blow-
Two
前記シリンダヘッド5は、1気筒当たり2本ずつある吸気弁44および排気弁45と、これらの吸気弁44および排気弁45を駆動するカム軸46,47を有する動弁装置48と、気筒毎の点火プラグ49および燃料噴射弁50などを備えている。前記吸気弁44によって開閉される吸気ポート5aは、シリンダヘッド5における前記シリンダボディ3の上側側壁24と連なる側部に開口している。燃料噴射弁50は、吸気ポート5a内に燃料を噴射する。前記排気弁45によって開閉される排気ポート5bは、シリンダヘッド5における前記シリンダボディ3の下側側壁22と連なる側部に開口している。
The
吸気ポート5aの前記開口部分には、吸気装置51の吸気マニホールド52が接続されている。このため、前記ブローバイガス室42は、吸気マニホールド52の下方に位置することになる。前記排気ポート5bの前記開口部分には、排気装置53の排気マニホールド54が接続されている。
前記吸気マニホールド52は、気筒毎に設けられており、シリンダヘッド5の前記側部からヘッドカバー6の上方に延びてサージタンク55に接続されている。サージタンク55は、管状に形成されており、排気マニホールド54の上方でクランク軸11の軸線方向に延びるようにシリンダヘッド5に支持されている。このサージタンク55の長手方向の一端部には、吸気管56を介してスロットル弁57が取付けられている。An
The
前記吸気管56は、図1に示すように、クランク軸11の軸線方向から見てヘッドカバー6の上方で吸気系側から排気系側へ延びるように形成されている。スロットル弁57は、図示していないバタフライ弁からなる弁体を有するもので、前記吸気管56における前記吸気系側の端部に設けられている。吸気管56には、図示してはいないが、エアクリーナを通過した空気が導かれる。
As shown in FIG. 1, the
前記ブローバイガス還元装置41は、前記上側側壁24に設けられた前記ブローバイガス室42の中でブローバイガスとオイルとを分離させ、ブローバイガスのみを吸気通路内(スロットル弁57の上流側の吸気管56内)に吸引させるものである。
前記上側側壁24の上部には、図2に示すように、クランク室61の内外を連通する貫通穴62が形成されている。この上側側壁24の外面24aには、板状部材63が重ねられている。この板状部材63と前記外面24aとの間には、シール部材64が設けられている。The blow-by
As shown in FIG. 2, a through
板状部材63は、前記貫通穴62の開口より大きい金属板によって形成されており、後述する蓋体65とともに上側側壁24に固定用ボルト66(図3参照)によって固定されている。この実施の形態においては、前記板状部材63と蓋体65とによって前記ブローバイガス室42が形成されている。
板状部材63におけるシリンダボディ3の外側に位置する部位には、図2および図4に示すように、リード弁67と、流路形成用の板68とが取付けられている。The plate-
As shown in FIGS. 2 and 4, a
リード弁67は、図4および図5に示すように、板状部材63に形成された穴63aを開閉する弁体67aと、この弁体67aが過度に開くことを規制するストッパ67bとを備えている。前記ストッパ67bの一端部は、板状部材63に重ねられ、この一端部を貫通する取付用ボルト67cによって板状部材63に固定されている。前記取付用ボルト67cは、板状部材63の反対側(クランク室61側)に位置するナット部材67dにねじ込まれている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
このリード弁67は、前記板状部材63における前記貫通穴62と対応する位置に取付けられている。この実施の形態においては、このリード弁67によって、本発明でいう「負圧作動型の逆止弁」が構成されている。前記ブローバイガス室42は、前記貫通穴62と前記リード弁67とを含む第1の連通路69によってクランク室61に接続されている。
リード弁67は、前記クランク室61の圧力より前記ブローバイガス室42の圧力が低いときに第1の連通路69を連通状態とする。また、リード弁67は、クランク室61の圧力よりブローバイガス室42の圧力が高いときに前記第1の連通路69を閉状態とする。The
The
前記流路形成用の板68は、板状部材63に起立する状態で固定されている。
板状部材63におけるシリンダボディ3内を指向する部位には、図2および図4に示すように、カバー71が取付けられている。このカバー71は、シリンダボディ3内のオイルが前記板状部材63の穴63aに飛び込むことを防ぐためのもので、前記穴63aを板状部材63と協働して水平方向と上方とから覆っている。板状部材63とカバー71との間の空間71aは、リード弁67が閉じている状態においては下方にのみ開口している。The flow
As shown in FIGS. 2 and 4, a
前記板状部材63におけるリード弁67の下方に位置する下端部には、図2、図3および図5Aに示すように、油孔72が穿設されている。この油孔72は、板状部材63を貫通するように形成されている。
油孔72が形成される位置は、リード弁67の下方に限定されることはなく、ブローバイガス室42内の下端部であれば適宜変更することができる。An
The position where the
すなわち、油孔72は、図3中に符号66aで示す凸部分を挟んでリード弁67とは反対側{後述する第3の気室93(図3参照)の下端部}にのみ設けることもできるし、両方の気室に設けてもよい。前記凸部分66aは、前記蓋体65における前記固定用ボルト66が貫通する部分で、ブローバイガス室42の内部に突出するように形成されている。なお、油孔72を一方の気室のみに設ける場合、油孔72が存在しない方の気室下部のオイルは、後述する切り欠き74aを介して反対側の気室へオーバーフローされる。油孔72が存在しない気室から油孔72が存在する気室へオイルを導くためには、ブローバイガス室42の下端部に位置する凸部分66aに二点鎖線で示すように連通孔72aを形成してもよい。
That is, the
油孔72の孔径(通路断面積)は、オイルの流出が妨げられることなくブローバイガスの通過が抑制される最適な寸法に形成されている。油孔72の最適な孔径は、ブローバイガス室42内とクランク室61内との圧力差により油孔72に流入したブローバイガスの運動エネルギーを損失させてブローバイガスの流動が規制される孔径である。
The hole diameter (passage cross-sectional area) of the
また、この油孔72の上下方向の位置は、図3に示すように、前記貫通穴62の開口縁の下端に近接する位置であって、前記下端よりやや上側に位置付けられている。この実施の形態においては、この油孔72によって請求項1記載の「オイル戻し通路」が構成され、請求項2記載の発明でいう「貫通孔」が構成されている。
この実施の形態によるエンジン1は、図1に示すように、車載状態において上述したように傾斜している。このため、この実施の形態による前記板状部材63および前記蓋体65は、図1に示すように、車載状態においては斜め上方を指向するようになる。このように前記板状部材63および前記蓋体65が傾斜するために、油孔72はブローバイガス室42の最も低くなる位置で斜め下方を指向することになるから、オイルがブローバイガス室42内に滞留することはない。Further, as shown in FIG. 3, the vertical position of the
As shown in FIG. 1, the
前記蓋体65は、前記板状部材63と協働してブローバイガス室42を形成するものである。この蓋体65は、図2および図4に示すように、角筒状の枠体65aと、この枠体65aの一方の開口部を閉塞する底板65bとを有し、前記板状部材63に向けて開放する箱状に形成されている。また、この蓋体65は、前記板状部材63と重なる状態で前記上側側壁24に取付けられている。蓋体65の前記枠体65aと板状部材63との間には、図2に示すように、シール部材73が設けられている。
The
この蓋体65には、図3、図6Aおよび図6Bに示すように、ブローバイガス室42内に反転式の流路Aを形成するために、複数の仕切板74〜76が一体成形により一体に形成されている。図6Aは、蓋体65を板状部材63側から見た状態で描いてある。複数の仕切板は、縦型仕切板74と、下部仕切板75と、上部仕切板76とによって構成されている。前記縦型仕切板74は、前記蓋体65内のブローバイガス室42を逆止弁部77と気液分離部78とに分けている。前記下部仕切板75は、前記縦型仕切板74の下部から気液分離部78内に斜め下方に向けて延びている。前記上部仕切板76は、前記枠体65aから気液分離部78内に斜め下方に向けて延びている。これらの仕切板74〜76は、それぞれ前記底板65bから板状部材63に向けて突出するように形成されている。また、これらの仕切板74〜76は、前記枠体65aが前記板状部材63に取付けられた状態で板状部材63と接するか、空気が流通し難い微小な隙間を介して対向するように形成されている。
As shown in FIG. 3, FIG. 6A and FIG. 6B, a plurality of
前記縦型仕切板74は、図3に示すように、逆止弁部77内に前記リード弁67を収容できる位置に形成されている。縦型仕切板74の下部には、逆止弁部77内と気液分離部78内とを連通するための切り欠き74aが形成されている。板状部材63に取付けられている前記流路形成用の板68は、図3および図4に示すように、前記切り欠き74aと隣接するように位置付けられている。言い換えれば、この板68は、逆止弁部77側から切り欠き74aを通して見ることが可能な位置に設けられている。
As shown in FIG. 3, the
前記気液分離部78に位置する下部仕切板75は、縦型仕切板74から気液分離部78内を枠体65aに向けて斜め下方に延びている。この下部仕切板75の先端と枠体65aとの間には、第1の空間79が形成されている。
上部仕切板76は、枠体65aから気液分離部78内を縦型仕切板74に向けて斜め下方に延びている。この上部仕切板76の先端と縦型仕切板74との間には、第2の空間80が形成されている。The
The
前記枠体65aにおける前記上部仕切板76の上方に位置する部位には、図3に示すように、パイプ継手81を介してブローバイガス用パイプ82の下端部が取付けられている。気液分離部78内と前記パイプ82内とは、パイプ継手81を介して連通されている。このパイプ82の上端部は、図1に示すように、前記吸気管56におけるスロットル弁57の上流側にパイプ継手83を介して接続されている。すなわち、ブローバイガス室42は、前記パイプ82とパイプ継手81,83とからなる第2の連通路84によって吸気通路に接続されている。
As shown in FIG. 3, a lower end portion of a blow-
すなわち、前記スロットル弁57の上流側の吸気負圧が第2の連通路84を介してブローバイガス室42に伝わることによって、ブローバイガス室42内のブローバイガスが第2の連通路84を通って吸気通路内に吸い込まれる。
That is, the intake negative pressure upstream of the
前記反転式の流路Aは、図3に示すように、ブローバイガス室42内に設けられた複数の気室91〜94と、これらの気室どうしを連通する相対的に狭い第1〜第3の連通穴95〜97とによって形成されている。この実施の形態においては、この反転式の流路Aによって、本発明でいう「気液分離室」が構成されている。なお、本発明でいう「気液分離室」は、この実施の形態で示す反転式の流路に限定されることはなく、種々の形式のものが考えられる。例えば複数の膨張室を相対的に狭い連通路によって互いに連通させた構成を採ることができる。この場合は、ブローバイガスが膨張と収縮とを繰り返して流れるようになり、この過程でブローバイガスとオイルとが分離される。
前記複数の気室は、第1の連通路69に接続された第1の気室91と、前記第2の連通路84に接続された第2の気室92と、これらの気室の間に設けられた第3、第4の気室93,94である。第3の気室93は、前記下部仕切板75の下方に形成されている。第4の気室94は、前記下部仕切板75と上部仕切板76との間に形成されている。As shown in FIG. 3, the reversing flow path A includes a plurality of
The plurality of air chambers include a
第1の気室91と第3の気室93とは、縦型仕切板74の切り欠き74aによって形成された第1の連通穴95によって互いに接続されている。第3の気室93に第1の連通穴95から流入したブローバイガスは、前記板68に当たる。このため、第3の気室93に流入したブローバイガスの流れる方向は、第3の気室93の中においても変えられる。第1の気室91の最下部と第3の気室93の最下部は、前記油孔72を介してクランク室61内に連通されている。
The
第3の気室93と第4の気室94とは、前記第1の空間79によって形成された第2の連通穴96によって互いに接続されている。
第4の気室94と第2の気室92とは、前記第2の空間80によって形成された第3の連通穴97によって互いに接続されている。
第1〜第3の連通穴95〜97は、前記複数の気室91〜94を介して前記第1の連通路69と前記第2の連通路84とが接続されるように前記気室91〜94どうしを連通している。すなわち、ブローバイガス室42内の気液分離部78は、ブローバイガスが下から上に流れるように形成されている。The
The
The first to third communication holes 95 to 97 are connected to the
第1〜第3の連通穴95〜97の開口部分の断面積(通路断面積)は、第2〜第4の気室92〜94の断面積(通路断面積)より小さい。ここでいう断面積とは、ブローバイガスが流れる方向とは直交する断面の面積である。このため、第2〜第4の気室92〜94を流れるブローバイガスの流速は、第1〜第3の連通穴95〜97を流れるブローバイガスの流速より低くなる。
The cross-sectional area (passage cross-sectional area) of the opening portions of the first to third communication holes 95 to 97 is smaller than the cross-sectional area (passage cross-sectional area) of the second to
このように構成されたブローバイガス還元装置41においては、エンジン運転時に吸気通路が負圧になることによって、吸気負圧が吸気通路から第2の連通路84を介してブローバイガス室42に伝播される。吸気負圧は、ブローバイガス室42の第2の気室92から第4の気室94と第3の気室93とを経て第1の気室91に伝播される。そして、リード弁67が開いてクランク室61内のブローバイガスが第1の連通路69を通ってブローバイガス室42に吸い込まれる。このとき、クランク室61内をミスト状になって漂うオイル(図示せず)もブローバイガスとともにブローバイガス室42内に吸い込まれる。
In the blowby
前記ブローバイガスは、ブローバイガス室42から第2の連通路84を通って吸気通路におけるスロットル弁57より上流側に吸い込まれる。吸気通路におけるスロットル弁57より上流側の圧力は、スロットル弁下流側の圧力より高くなるから、ブローバイガス室に過度に大きな吸気負圧が作用することはない。すなわち、ブローバイガスは、ブローバイガス室42内の反転式の流路Aを過度に速く通過することはなく、反転式の流路Aの壁を伝って流れるようになる。
The blow-by gas is sucked from the blow-
このため、ブローバイガス室42内にブローバイガスとともに吸い込まれたミスト状のオイルは、反転式の流路Aを流れるときにブローバイガス室42の壁や仕切板74〜76に付着する。この壁や仕切板74〜76に付着したオイルは、重力で下方へ流れ、前記流路Aの下端部に位置する前記油孔72を通ってクランク室61内に戻る。この結果、ブローバイガスのみがブローバイガス室42から吸気通路に吸引されるようになる。
For this reason, the mist-like oil sucked into the blow-
一方、クランク室61内の圧力が前記吸気通路内の圧力と等しいか、低い場合は、リード弁67が開くことはなく、クランク室61内の負圧が油孔72に作用する。この実施の形態による油孔72は、実質的に絞りとして機能するから、クランク室61内の圧力がブローバイガス室42内の圧力より低下したとしても、油孔72を通ってクランク室61に逆流するブローバイガスの量はきわめて僅かになる。
On the other hand, when the pressure in the
このため、この実施の形態においては、従来のベンチレーションバルブと較べて価格が低いリード弁67を一つ使用するだけでブローバイガスのクランク室61への逆流を可及的少なく抑えることができる。
したがって、この実施の形態によれば、製造コストを低く抑えることができるとともに、クランク室内の圧力を大気圧より低く保つことが可能なブローバイガス還元装置を提供することができる。For this reason, in this embodiment, the backflow of blow-by gas to the crank
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a blow-by gas reduction device that can keep the manufacturing cost low and keep the pressure in the crank chamber lower than the atmospheric pressure.
この実施の形態による前記反転式の流路Aは、複数の気室91〜94と、これらの気室どうしを連通する相対的に狭い第1〜第3の連通穴95〜97とによって形成されている。前記複数の気室は、前記第1の連通路69に接続された第1の気室91および前記第2の連通路84に接続された第2の気室92を含む。前記連通穴95〜97は、これらの複数の気室を介して前記第1の連通路69と前記第2の連通路84とが接続されるように前記気室どうしを連通している。
The reversible flow path A according to this embodiment is formed by a plurality of
このため、反転式の流路Aを流れるブローバイガスの流速は、ブローバイガスが前記連通穴95〜97を通過するときに上昇し、ブローバイガスが前記連通穴95〜97から出て各気室に入ることによって急速に低下する。一方、オイルの流速は、前記連通穴95〜97を通るときに上昇し、その後、オイルが気室内に入った後に徐々に低下する。オイルの流速が徐々に低下する理由は、オイルの慣性質量がブローバイガスの慣性質量と較べて大きいからである。すなわち、オイルは、気室内でブローバイガスとは異なる方向に飛ぶようになるから、反転式の流路Aの壁に当たり易くなる。
したがって、この実施の形態によれば、オイルをより一層確実に捕捉可能なブローバイガス還元装置を提供することができる。For this reason, the flow velocity of the blow-by gas flowing through the reversing channel A increases when the blow-by gas passes through the communication holes 95 to 97, and the blow-by gas exits from the communication holes 95 to 97 and enters each air chamber. Decreases rapidly by entering. On the other hand, the flow rate of oil increases when passing through the communication holes 95 to 97, and then gradually decreases after the oil enters the air chamber. The reason why the flow rate of oil gradually decreases is because the inertial mass of oil is larger than the inertial mass of blow-by gas. That is, since the oil will fly in a direction different from the blow-by gas in the air chamber, the oil easily hits the wall of the reversible flow path A.
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a blow-by gas reduction device that can capture oil more reliably.
この実施の形態による前記第1の連通路69は、シリンダボディ3の側壁を貫通する貫通穴62とリード弁67からなる前記逆止弁とを含んで構成されている。前記ブローバイガス室42は、前記上側側壁24の外面24aに重ねられた板状部材63と、この板状部材63に重ねられた蓋体65とによって形成されている。板状部材63における前記貫通穴62と対応する部位には前記リード弁67が設けられている。前記反転式の流路Aは、前記蓋体65に前記板状部材63へ向けて突出するように設けられた複数の仕切板74〜76によって形成されている。前記第2の連通路84は、前記蓋体65からスロットル弁上流側の吸気管56に延びるパイプ82とパイプ継手81,83とによって構成されている。
The
このため、この実施の形態によれば、ブローバイガス室42がシリンダボディ3の側部に設けられるから、ブローバイガス室42と吸気装置51との干渉を避けることができ、エンジン1の小型化を図ることができる。すなわち、ブローバイガス室42がヘッドカバー6の近傍に設けられていると、ヘッドカバー6の上方に位置する吸気管56やサージタンク55および吸気マニホールド52などの部材をブローバイガス室42の上方あるいは側方に迂回するように形成しなければならない。このように吸気装置51が形成されると、エンジンの高さが高くなったり、エンジンの幅が広くなってしまい、上述したようにエンジンが大型化してしまう。
For this reason, according to this embodiment, since the blow-
この実施の形態による前記ブローバイガス室42は、前記逆止弁が位置する逆止弁部77と、この逆止弁部77とは前記仕切板の一部(縦型仕切板74)によって仕切られた気液分離部78とを有している。前記気液分離部78は、ブローバイガスが下から上に流れるように形成されている。
このため、オイルを重力によってブローバイガスから分離させることができる。したがって、この実施の形態によれば、オイルの捕捉量が多いブローバイガス還元装置を提供することができる。The blow-
For this reason, oil can be separated from blow-by gas by gravity. Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a blow-by gas reduction device with a large amount of oil trapped.
この実施の形態によるオイル戻し通路は、ブローバイガス室42とクランク室61とを仕切る壁である板状部材63を貫通する油孔72(貫通孔)によって形成されている。このため、油孔72を孔径が設計通りとなるように機械加工によって高い精度で形成することができるから、油孔72を通ってブローバイガスがクランク室61内に逆流することを確実に防ぐことができる。また、この実施の形態によれば、専らオイル戻し通路として機能する部材が不要であるから、製造が容易でしかも安価なブローバイガス還元装置を提供することができる。
The oil return passage according to this embodiment is formed by an oil hole 72 (through hole) that penetrates a plate-
(第2の実施の形態)
オイル戻し通路は図7に示すように形成することができる。図7において、前記図1〜図6によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。(Second Embodiment)
The oil return passage can be formed as shown in FIG. In FIG. 7, the same or equivalent members as described with reference to FIGS. 1 to 6 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7に示すブローバイガス還元装置41は、シリンダボディ3の外側に位置する第1のオイル戻しパイプ101と、クランク室61内に位置する第2のオイル戻しパイプ102とを備えている。これらのパイプ101,102は、ブローバイガス室42内のオイルをクランク室61内に戻すためのものである。この実施の形態による板状部材63には、上述した第1の実施の形態で示した油孔72は形成されていない。
A blow-by
第1のオイル戻しパイプ101の一端部は、ブローバイガス室42を形成する蓋体65にパイプ継手103によって接続されている。パイプ継手103は、上述したパイプ継手81と同様に、第1のオイル戻しパイプ101内とブローバイガス室42内の下端部とを連通している。このパイプ継手103を取付ける位置は、ブローバイガス室42の下端部であれば適宜変えることができる。すなわち、第1のオイル戻しパイプ101の一端部は、ブローバイガス室42の前記逆止弁部77または気液分離室78に接続することができる。
One end of the first
第1のオイル戻しパイプ101の他端部は、前記蓋体65の下方に位置する前記蓋体16にパイプ継手104によって接続されている。このパイプ継手104は、蓋体16を貫通する管体(図示せず)を有するものである。この管体には、前記第2のオイル戻しパイプ102の一端部が接続されている。すなわち、第1のオイル戻しパイプ101の他端部(下端部)は、パイプ継手104を介して第2のオイル戻しパイプ102の一端部(上端部)に接続されている。第2のオイル戻しパイプ102の他端部は、シリンダボディ3の側壁24に沿って下方に延び、オイルパン4の中に挿入されている。第2のオイル戻しパイプ102の下端は、エンジン運転時のオイルの油面105より上に位置している。
The other end portion of the first
この実施の形態においては、前記第1、第2のオイル戻しパイプ101,102と、前記パイプ継手103,104とによってオイル戻し通路106が構成されている。すなわち、ブローバイガス室42内でブローバイガスから分離されたオイルは、ブローバイガス室42内の下端部からオイル戻し通路106を通ってクランク室61内に戻される。
In this embodiment, the first and second
このオイル戻し通路106の通路断面積と長さは、ブローバイガス室42内とクランク室61内との圧力差によりオイル戻し通路106に流入したブローバイガスの運動エネルギーを損失させてブローバイガスの流動が規制される寸法に形成されている。このため、このオイル戻し通路106は、実質的に絞りとして機能するから、クランク室61内の圧力がブローバイガス室42内の圧力より低下したとしても、オイル戻し通路106を通ってクランク室61に流入するブローバイガスの量はきわめて僅かになる。
The passage cross-sectional area and length of the
この実施の形態に示すようにオイル戻し通路106が管部材(第1、第2のオイル戻しパイプ101,102と、前記パイプ継手103,104)によって形成される場合は、この管部材の長さを変えることによって絞りの効果を調節することができる。したがって、この実施の形態によれば、ブローバイガス室42からオイルを排出する機能と、ブローバイガスが流れることを規制する機能とが両立するオイル戻し通路を簡単に実現することができる。
When the
(第3の実施の形態)
オイル戻し通路は図8に示すように形成することができる。図8において、前記図1〜図7によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
図8に示す第2のオイル戻しパイプ102の下端部は、エンジン運転時のオイルパン4内に溜められたオイルの中に挿入されている。すなわち、第2のオイル戻しパイプ102の下端は、クランク室底部に溜められたオイルの中に位置付けられている。(Third embodiment)
The oil return passage can be formed as shown in FIG. In FIG. 8, the same or equivalent members as described with reference to FIGS. 1 to 7 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The lower end portion of the second
このため、この実施の形態によれば、オイル戻し通路106を構成する管部材(第2のオイル戻しパイプ102)の下端がオイルで閉塞されるから、ブローバイガス室42からクランク室61内へブローバイガスが逆流することをさらに確実に防ぐことができる。
Therefore, according to this embodiment, since the lower end of the pipe member (second oil return pipe 102) constituting the
(第4の実施の形態)
オイル戻し通路は図9に示すように形成することができる。図9において、前記図1〜図7によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。(Fourth embodiment)
The oil return passage can be formed as shown in FIG. 9, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図9に示す第1のオイル戻しパイプ101の中間部には、箱部材107が設けられている。この箱部材107の中には、第1のオイル戻しパイプ101内に連通された空間108が形成されている。この空間108は、クランク室61内から第2のオイル戻しパイプ102と第1のオイル戻しパイプ101とを通ってブローバイガス室42に伝播されるクランク室61内の気体の脈動を打ち消すためのものである。すなわち、オイル戻し通路106内をブローバイガス室42に向けて伝播される負圧の脈動が前記箱部材107によって打ち消される。
A
このため、この実施の形態に示すブローバイガス還元装置41においては、第1のオイル戻しパイプ101からブローバイガス室42に伝播されるクランク室61内の負圧が略一定になる。したがって、この実施の形態によれば、ブローバイガスがブローバイガス室からより一層流出し難いブローバイガス還元装置を提供することができる。
For this reason, in the blow-by
上述した各実施の形態によるブローバイガス室42はシリンダボディ3に設けられている。しかし、本発明においては、ブローバイガス室42をヘッドカバー6に設けることができる。この構成を採る場合のオイル戻し通路は、ヘッドカバー6からエンジン内またはエンジン1の外を通るオイル戻しパイプによって形成することができる。
The blow-
本発明に係るブローバイガス還元装置を試作し、クランク室61内の圧力を測定したところ、図10A〜図10Cに示すような結果が得られた。図10A〜図10Cはエンジン回転速度とクランク室圧力の関係を示すグラフである。クランク室61の圧力を測定するにあたっては、オイル戻し通路の形態を仕様A〜Eとして変えて行った。
When the blow-by gas reduction device according to the present invention was prototyped and the pressure in the
仕様Aのオイル戻し通路は、孔径4mmのオイル戻し穴で、ブローバイガス室42の3箇所に形成されている。
仕様Bのオイル戻し通路は、孔径4mmのオイル戻し穴で、ブローバイガス室42の1箇所に形成されている。
仕様Cのオイル戻し通路は、孔径3mmのオイル戻し穴で、ブローバイガス室42の1箇所に形成されている。
仕様Dのオイル戻し通路は、孔径2mmのオイル戻し穴で、ブローバイガス室42の1箇所に形成されている。上述した第1の実施の形態で示す油孔72が仕様Dのオイル戻し穴に該当する。
仕様Eのオイル戻し通路は、油孔72とは異なり、孔径4mmのオイル戻しパイプで、専用のオイル戻し通路が接続されている。このオイル戻し通路の下流端はエンジン運転中もクランク室底部に溜められたオイルの中に位置付けられている。上述した第3の実施の形態で示すオイル戻し通路106が仕様Eのオイル戻し穴に該当する。The oil return passage of the specification A is an oil return hole having a hole diameter of 4 mm and is formed at three locations of the blow-
The oil return passage of the specification B is an oil return hole having a hole diameter of 4 mm, and is formed at one place of the blow-
The oil return passage of the specification C is an oil return hole having a hole diameter of 3 mm, and is formed at one place of the blow-
The oil return passage of the specification D is an oil return hole having a hole diameter of 2 mm, and is formed at one place of the blow-
Unlike the
図10Aは、エンジンをアイドリング運転のような無負荷状態で運転させた場合を示している。この場合は、仕様Aのオイル戻し通路を使用するとエンジン回転速度の全域にわたってクランク室61内が正圧の状態になる。また、この場合は、仕様Dと仕様Eのオイル戻し通路を使用することよって、エンジン回転速度の全域にわたってクランク室61内が負圧の状態に保たれる。クランク室61内の状態は、エンジンの4行程が実施される間にも瞬間的に正圧になる状態と、瞬間的に負圧になる状態とが繰り返されている。瞬間的な正圧の状態は、リード弁67が開き、クランク室61内のブローバイガスがブローバイガス室42に排出されることによって解消される。クランク室61内の圧力が負圧に保たれるということは、オイル戻し穴から外気がクランク室61内に吸入されることがなく、リード弁67が正しく動作していることを意味する。
FIG. 10A shows a case where the engine is operated in a no-load state such as idling operation. In this case, when the oil return passage of the specification A is used, the inside of the
図10Bは、スロットル中負荷となるようにエンジンを運転させた場合を示している。この場合も、仕様Aのオイル戻し通路を使用するとエンジン回転速度の全域にわたってクランク室61内が正圧になる。また、この場合は、仕様Bと仕様Cのオイル戻し通路を使用すると、一部のエンジン回転速度でクランク室61内が正圧の状態もしくは必要最低限の負圧より高い圧力の状態になってしまう。仕様Dと仕様Eのオイル戻し通路を使用すると、エンジン回転速度の全域にわたってクランク室61内が負圧の状態に保たれる。
FIG. 10B shows a case where the engine is operated so as to obtain an intermediate throttle load. Also in this case, when the oil return passage of the specification A is used, the inside of the
図10Cは、スロットル全開(高負荷)となるようにエンジンを運転させた場合を示している。この場合は、仕様Aのオイル戻し通路を使用すると、一部のエンジン回転速度でクランク室61内が正圧になってしまう。また、仕様C〜Eのオイル戻し通路を使用することによって、エンジン回転速度の全域でクランク室61内が負圧に保たれる。
FIG. 10C shows a case where the engine is operated so that the throttle is fully opened (high load). In this case, when the oil return passage of the specification A is used, the inside of the
以上の結果から、実験に使用したエンジンのブローバイガス還元装置においては、エンジン負荷条件にかかわらず、仕様Dと仕様Eのオイル戻し通路を用いることによって、エンジン回転速度の全域にわたってクランク室61内が負圧の状態に保たれる。仕様Dのオイル戻し通路は、構造が簡単で、製造コストも低減可能なものである。
From the above results, in the engine blow-by gas reduction device used in the experiment, the inside of the
したがって、図10A〜図10Cに示すように、オイルの流出が妨げられることなくブローバイガスの通過が抑制されるようにオイル戻し通路の最適化を図ることによって、クランク室61内が常に負圧に保たれることが実証された。また、オイル戻し穴の孔径が大きくても専用のオイル戻し通路(オイル戻しパイプ)を接続することによって、クランク室61内が常に負圧に保たれることが実証された。オイル戻しパイプを利用することにより、オイル戻し通路の下流端が図7および図9に示すようにクランク室61内の油面より上に開口している場合であっても、ブローバイガスの流通が妨げられるから、上記と同等の効果が得られる。
Accordingly, as shown in FIGS. 10A to 10C, by optimizing the oil return passage so that the passage of blow-by gas is suppressed without impeding the oil outflow, the inside of the
1…エンジン、3…シリンダボディ、24…上側側壁、41…ブローバイガス還元装置、42…ブローバイガス室、56…吸気管、57…スロットル弁、61…クランク室、62…貫通穴、63…板状部材、65…蓋体、67…リード弁(逆止弁)、69…第1の連通路、72…油孔、74…縦型仕切板、75…下部仕切板、76…上部仕切板、77…逆止弁部、78…気液分離部、82…パイプ、84…第2の連通路、91…第1の気室、92…第2の気室、93…第3の気室、94…第4の気室、95〜97…第1〜第3の連通穴、101…第1のオイル戻しパイプ、102…第2のオイル戻しパイプ、103,104…パイプ継手、105…油面、106…オイル戻し通路、107…箱部材、A…反転式の流路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記クランク室の圧力より前記ブローバイガス室の圧力が低いときに前記第1の連通路を連通状態としかつクランク室の圧力よりブローバイガス室の圧力が高いときに前記第1の連通路を閉状態とする負圧作動型の逆止弁と、
前記ブローバイガス室内の下端部とクランク室内とを連通するオイル戻し通路とを備え、
前記ブローバイガス室には、前記第1の連通路と第2の連通路とを接続する気液分離室が形成され、
前記オイル戻し通路は、ブローバイガス室内とクランク室内との圧力差により流入したブローバイガスの運動エネルギーを損失させてブローバイガスの流動が規制されるように形成されていることを特徴とするブローバイガス還元装置。A blow-by gas chamber connected to the crank chamber of the engine by a first communication path and connected by a second communication path upstream of the throttle valve of the intake path;
When the pressure in the blow-by gas chamber is lower than the pressure in the crank chamber, the first communication passage is in a communication state, and when the pressure in the blow-by gas chamber is higher than the pressure in the crank chamber, the first communication passage is closed. A negative pressure actuated check valve, and
An oil return passage communicating the lower end of the blow-by gas chamber and the crank chamber;
A gas-liquid separation chamber that connects the first communication path and the second communication path is formed in the blow-by gas chamber,
The oil return passage is formed so as to restrict the flow of blow-by gas by losing the kinetic energy of the blow-by gas flowing in due to the pressure difference between the blow-by gas chamber and the crank chamber. apparatus.
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