KR101970854B1 - 엔진 장치 - Google Patents

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토모아키 키타가와
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얀마 가부시키가이샤
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Abstract

가스 조압 밸브(112)를 압력 조정뿐만 아니라, 윤활유의 제거에 활용할 수 있도록 한 엔진 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치(111)를 구비하는 엔진 장치에 있어서, 가스 조압 밸브(112)로부터 상기 블로우바이 가스를 도입하는 팽창실(114)을 형성하고, 상기 블로우바이 가스에 포함되어 있는 윤활유를 팽창실(114)에서 분리하여 팽창실(114)로부터 엔진(1)의 흡기측으로 상기 블로우바이 가스를 환원하도록 구성한 것이다.

Description

엔진 장치{ENGINE APPARATUS}
본원 발명은, 예를 들면 스키드 스티어 로더 또는 백호우 또는 포크리프트카 등의 작업 차량, 트랙터 또는 콤바인 등의 농업 기계, 정치형 발전기 또는 냉동기 등에 탑재하는 디젤 엔진 등의 엔진 장치에 관한 것이며, 보다 자세하게는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치를 구비하는 엔진 장치에 관한 것이다.
종래, 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스로부터 윤활유를 분리하고, 윤활유가 제거된 블로우바이 가스를 엔진의 흡기측(흡기 매니폴드 등)으로 리턴시키는 기술이 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).
종래, 복수의 오일 트랩재(여과망)를 각각 갖는 방을 형성하여 윤활유를 제거하는 기술(특허문헌 1) 또는 나선 피치가 변경가능한 나선 형상 부재를 설치하여 윤활유를 제거하는 기술(특허문헌 2)이 있다.
일본 특허 공개 제 2003-90204호 공보 일본 특허 공개 제 2010-216315호 공보
특허문헌 1 또는 2에서는 복수의 오일 트랩재(여과망) 또는 나선 형상 부재 등이 필요하며, 블로우바이 가스 환원 장치의 구성 부품수를 삭감할 수 없음과 아울러 블로우바이 가스 환원 장치 등의 보수 작업을 간략화할 수 없는 등의 문제가 있다.
그래서, 본원 발명은 이들 현상황을 검토하여 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하려는 것이다.
청구항 1의 발명은 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치를 구비하는 엔진 장치에 있어서, 가스 조압 밸브로부터 상기 블로우바이 가스를 도입하는 팽창실을 형성하고, 상기 블로우바이 가스에 포함되어 있는 윤활유를 상기 팽창실에서 분리하고, 상기 팽창실로부터 엔진의 흡기측으로 상기 블로우바이 가스를 환원하도록 구성한 것이다.
청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 팽창실에서 분리된 윤활유를 상기 엔진 내로 리턴시키는 윤활유 리턴 포트를 형성하는 구조로서, 상기 팽창실의 윤활유 리턴 포트에 체크 밸브 형상 판스프링체를 개폐가능하게 설치한 것이다.
청구항 3의 발명은 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 팽창실로부터 엔진의 흡기측으로 블로우바이 가스 출구를 통해서 상기 블로우바이 가스를 환원하는 구조로서, 상기 팽창실이 형성되는 헤드 커버 내의 좌우 폭의 중앙 부근에 상기 블로우바이 가스 출구를 형성한 것이다.
(발명의 효과)
청구항 1의 발명에 의하면 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치를 구비하는 엔진 장치에 있어서, 가스 조압 밸브로부터 상기 블로우바이 가스를 도입하는 팽창실을 형성하고, 상기 블로우바이 가스에 포함되어 있는 윤활유를 상기 팽창실에서 분리하고, 상기 팽창실로부터 엔진의 흡기측으로 상기 블로우바이 가스를 환원하도록 구성한 것이기 때문에 상기 가스 조압 밸브로부터 블로우바이 가스를 상기 팽창실에 넣음으로써 상기 가스 조압 밸브의 좁은 간극을 간헐적으로 기세 좋게 블로우바이 가스가 통과하여 블로우바이 가스 중의 미스트 형상 윤활유가 고속으로 충돌하고, 미스트 형상 윤활유의 액화가 촉진되어 블로우바이 가스 중의 미스트화된 윤활유가 상기 팽창실에서 액화되어 제거된다. 상기 가스 조압 밸브를 압력 조정뿐만 아니라, 윤활유의 제거에 활용할 수 있어 여과망이 불필요해진다. 블로우바이 가스 환원 구조를 간략화할 수 있어 미스트 세퍼레이터를 설치할 필요가 없다. 엔진의 윤활유의 소비량이 저감되기 때문에 배기 가스 정화 장치(디젤 파티큘레이트 필터)를 설치하는 엔진에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치의 촉매 열화나 클로깅이 저감되어 연비를 향상시킬 수 있다.
청구항 2의 발명에 의하면 상기 팽창실에서 분리된 윤활유를 상기 엔진 내로 리턴시키는 윤활유 리턴 포트를 형성하는 구조로서, 상기 팽창실의 윤활유 리턴 포트에 체크 밸브 형상 판스프링체를 개폐가능하게 설치한 것이기 때문에 상기 엔진측으로부터 상기 팽창실을 향해서 윤활유가 분출하는 것을 방지할 수 있는 것이면서 상기 팽창실에서 회수된 윤활유를 상기 엔진측으로 간단하게 리턴시킬 수 있다. 예를 들면, 헤드 커버에 밀폐 구조의 상기 팽창실을 적은 부품수로 간단하게 설치할 수 있다.
청구항 3의 발명에 의하면 상기 팽창실로부터 엔진의 흡기측으로 블로우바이 가스 출구를 통해서 상기 블로우바이 가스를 환원하는 구조로서, 상기 팽창실이 형성되는 헤드 커버 내의 좌우 폭의 중앙 부근에 상기 블로우바이 가스 출구를 형성한 것이기 때문에 상기 엔진이 좌우 어느 한 방향으로 기울어 상기 팽창실 내에서 분리된 윤활유면이 높아져도 상기 윤활유면에 대하여 상기 블로우바이 가스 출구를 항상 이간할 수 있다. 상기 팽창실에서 회수된 윤활유가 상기 블로우바이 가스 출구에 유입되는 것을 간단하게 방지할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태를 나타내는 디젤 엔진의 정면도이다.
도 2는 동 배면도이다.
도 3은 동 우측면도이다.
도 4는 동 좌측면도이다.
도 5는 동 평면도이다.
도 6은 동 좌측으로부터 본 사시도이다.
도 7은 동 우측으로부터 본 사시도이다.
도 8은 헤드 커버부를 좌측으로부터 본 사시도이다.
도 9는 헤드 커버를 저면측으로부터 본 사시도이다.
도 10은 헤드 커버의 부분 확대 저면도이다.
도 11은 헤드 커버를 저면측으로부터 본 부분 확대 사시도이다.
도 12는 헤드 커버를 상면측으로부터 본 부분 단면 사시도이다.
도 13은 헤드 커버의 부분 확대 평면도이다.
도 14는 헤드 커버의 측부 단면 사시도이다.
도 15는 헤드 커버의 단면 측면도이다.
도 16은 헤드 커버를 저면측으로부터 본 부분 확대 단면 사시도이다.
이하, 도 1~도 16을 참조하여 본원 발명의 엔진 장치의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 건설 기계 또는 토목 기계 또는 농업 기계 또는 하역 기계 등에 원동기로서 탑재하는 디젤 엔진(1)에 연속 재생식의 배기 가스 정화 장치(2)(디젤 파티큘레이트 필터)를 구비한다. 배기 가스 정화 장치(2)에 의해 디젤 엔진(1)의 배기 가스 중의 입자상 물질(PM)의 제거에 추가하여 디젤 엔진(1)의 배기 가스 중의 일산화 탄소(CO)나 탄화 수소(HC)를 저감하도록 구성하고 있다.
디젤 엔진(1)은 엔진 출력용 크랭크축(3)과 피스톤(도시 생략)을 내장하는 실린더 블록(4)을 구비한다. 실린더 블록(4)에 실린더 헤드(5)를 상재하고 있다. 실린더 헤드(5)의 우측면에 흡기 매니폴드(6)를 배치한다. 실린더 헤드(5)의 좌측면에 배기 매니폴드(7)를 배치한다. 실린더 헤드(5)의 상측면에 헤드 커버(8)를 배치한다. 실린더 블록(4) 앞측면에 냉각팬(9)을 설치한다. 실린더 블록(4)의 후측면에 플라이휠 하우징(10)을 설치한다. 플라이휠 하우징(10) 내에 플라이휠(11)을 배치한다.
크랭크축(3)(엔진 출력축)에 플라이휠(11)을 축지(軸支)한다. 작업 차량(백호우나 포크리프트 등)의 작동부에 크랭크축(3)을 통해서 디젤 엔진(1)의 동력을 인출하도록 구성하고 있다. 또한, 실린더 블록(4)의 하면에는 오일팬(12)을 배치한다. 오일팬(12) 내의 윤활유는 실린더 블록(4)의 측면에 배치된 오일 필터(13)를 통해서 디젤 엔진(1)의 각 윤활부에 공급된다.
실린더 블록(4)의 측면 중 오일 필터(13)의 상방(흡기 매니폴드(6)의 하방)에는 연료를 공급하기 위한 연료 공급 펌프(14)를 부착한다. 전자 개폐 제어형의 연료 분사 밸브(도시 생략)를 갖는 4기통분의 각 인젝터(15)를 디젤 엔진(1)에 설치한다. 각 인젝터(15)에 연료 공급 펌프(14) 및 원통상의 커먼레일(16) 및 연료 필터(17)를 통해서 작업 차량에 탑재되는 연료 탱크(도시 생략)를 접속한다.
상기 연료 탱크의 연료가 연료 필터(17)를 통해서 연료 공급 펌프(14)로부터 커먼레일(16)로 압송되어 고압의 연료가 커먼레일(16)에 축적된다. 각 인젝터(15)의 연료 분사 밸브를 각각 개폐 제어함으로써 커먼레일(16) 내의 고압의 연료가 각 인젝터(15)로부터 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 분사된다. 또한, 플라이휠 하우징(10)에 엔진 시동용 스타터(18)를 설치하고 있다.
실린더 블록(4)의 앞면 좌측의 부위에는 냉각수 윤활용의 냉각수 펌프(21)가 냉각팬(9)의 팬축과 동축 형상으로 배치되어 있다. 크랭크축(3)의 회전으로 냉각팬 구동용 V 벨트(22)를 통해서 냉각팬(9)과 함께 냉각수 펌프(21)가 구동된다. 작업 차량에 탑재되는 라디에이터(도시 생략) 내의 냉각수가 냉각수 펌프(21)의 구동으로 냉각수 펌프(21)에 공급된다. 그리고, 실린더 블록(4) 및 실린더 헤드(5)에 냉각수가 공급되어 디젤 엔진(1)을 냉각한다. 또한, 냉각수 펌프(21)의 좌측방에는 얼터네이터(23)가 설치되어 있다.
실린더 블록(4)의 좌우 측면에 기관 다리 부착부(24)가 각각 형성되어 있다. 각 기관 다리 부착부(24)에는 방진 고무를 갖는 기관 다리체(도시 생략)가 각각 볼트 체결된다. 디젤 엔진(1)은 상기 각 기관 다리체를 통해서 작업 차량(백호우, 포크리프트카 등의 엔진 부착 섀시)에 방진 지지된다.
또한, EGR 장치(26)(배기 가스 재순환 장치)를 설명한다. 위를 향해 돌출되는 흡기 매니폴드(6)의 입구부에 EGR 장치(26)(배기 가스 재순환 장치)를 통해서 에어 클리너(도시 생략)를 연결한다. 신기(외부 공기)가 상기 에어 클리너로부터 EGR 장치(26)를 통해서 흡기 매니폴드(6)로 보내진다.
EGR 장치(26)는 디젤 엔진의 배기 가스의 일부(배기 매니폴드로부터의 EGR 가스)와 신기(新氣)(에어 클리너로부터의 외부 공기)를 혼합시켜서 흡기 매니폴드(6)에 공급하는 EGR 본체 케이스(콜렉터)(도시 생략)와, 상기 에어 클리너에 EGR 본체 케이스(27)를 연통시키는 흡기 스로틀 부재(도시 생략)와, 배기 매니폴드(7)에 EGR 쿨러(29)를 통해서 접속되는 환류관로로서의 재순환 배기 가스관(30)과, 재순환 배기 가스관(30)에 상기 EGR 본체 케이스를 연통시키는 EGR 밸브 부재(도시 생략)를 구비하고 있다.
즉, 흡기 매니폴드(6)와 신기 도입용의 상기 흡기 스로틀 부재가 상기 EGR 본체 케이스를 통해서 접속되어 있다. 그리고, 상기 EGR 본체 케이스에는 배기 매니폴드(7)로부터 연장되는 재순환 배기 가스관(30)의 출구측이 연통되어 있다. 또한, 상기 EGR 본체 케이스는 흡기 매니폴드(6)의 입구부에 착탈가능하게 볼트 체결되어 있다.
또한, 재순환 배기 가스관(30)의 출구측이 EGR 장치(26)에 연결되어 있다. 재순환 배기 가스관(30)의 입구측은 EGR 쿨러(29)를 통해서 배기 매니폴드(7)에 연결되어 있다. EGR 장치(26) 내의 EGR 밸브(도시 생략)의 개도를 조절함으로써 EGR 장치(26)로의 EGR 가스의 공급량을 조절한다.
상기 구성에 의해 상기 에어 클리너로부터 상기 흡기 스로틀 부재를 통해서 EGR 장치(26) 내에 신기(외부 공기)를 공급하는 한편, 배기 매니폴드(7)로부터 EGR 장치(26) 내에 EGR 가스(배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부)를 공급한다. 상기 에어 클리너로부터의 신기와 배기 매니폴드(7)로부터의 EGR 가스가 EGR 장치(26) 내에서 혼합된 후, EGR 장치(26) 내의 혼합 가스가 흡기 매니폴드(6)에 공급된다. 즉, 디젤 엔진(1)으로부터 배기 매니폴드(7)로 배출된 배기 가스의 일부가 흡기 매니폴드(6)로부터 디젤 엔진(1)으로 환류됨으로써 고부하 운전시의 최고 연소 온도가 저하되어 디젤 엔진(1)으로부터의 NOx(질소 산화물)의 배출량이 저감된다.
이어서, 배기 가스 정화 장치(2)에 대해서 설명한다. 배기 가스 정화 장치(2)는 정화 입구관(36)을 갖는 배기 가스 정화 케이스(38)를 구비한다. 배기 가스 정화 케이스(38)의 내부에 이산화 질소(NO2)를 생성하는 백금 등의 디젤 산화 촉매(39)(가스 정화체)와, 포집된 입자상 물질(PM)을 비교적 저온에서 연속적으로 산화 제거하는 벌집 구조의 수트 필터(40)(가스 정화체)를 배기 가스의 이동 방향(도 1의 하측으로부터 상측)으로 직렬로 정렬한다. 또한, 배기 가스 정화 케이스(38)의 배기 가스 출구(38a)에 도시하지 않은 배기관을 통해서 소음기를 연결하고, 상기 소음기를 통해서 배기 가스를 기외로 배출한다.
상기 구성에 의해 디젤 산화 촉매(39)의 산화 작용에 의해 생성된 이산화 질소(NO2)가 수트 필터(40) 내에 일측 단면(도입측 단면)으부터 공급된다. 디젤 엔진(1)의 배기 가스 중에 포함된 입자상 물질(PM)은 수트 필터(40)에 포집되어서 이산화 질소(NO2)에 의해 연속적으로 산화 제거된다. 디젤 엔진(1)의 배기 가스 중의 입자상 물질(PM)의 제거에 추가하여 디젤 엔진(1)의 배기 가스 중의 일산화 탄소(CO)나 탄화 수소(HC)의 함유량이 저감된다.
또한, 서미스트형의 상류측 가스 온도 센서(42)와 하류측 가스 온도 센서(43)가 배기 가스 정화 케이스(38)에 부설된다. 디젤 산화 촉매(39)의 가스 유입측 단면의 배기 가스 온도를 상류측 가스 온도 센서(42)에서 검출한다. 디젤 산화 촉매의 가스 유출측 단면의 배기 가스 온도를 하류측 가스 온도 센서(43)에서 검출한다. 상기 각 센서(42, 43)에서 배기 가스의 온도를 전기 신호로 변환하여 엔진 컨트롤러(도시 생략)로 출력하도록 구성하고 있다.
또한, 배기 가스 정화 케이스(38)에 배기 가스 압력 센서로서의 차압 센서(44)를 부설한다. 수트 필터(40)의 상류측과 하류측 사이의 배기 가스의 압력차를 차압 센서(44)로 검출한다. 상기 배기 가스의 압력차를 전기 신호로 변환하여 엔진 컨트롤러(도시 생략)로 출력한다. 수트 필터(40)의 상류측과 하류측 사이의 배기 압력차에 의거하여 수트 필터(40)에 있어서의 입자상 물질의 퇴적량이 연산되어 수트 필터(40) 내의 클로깅 상태를 파악할 수 있도록 구성하고 있다.
도 1, 도 11에 나타내는 바와 같이 배기 가스 정화 케이스(38)의 출구 협지 플랜지(45)에 센서 브래킷(46)을 볼트 체결하여 배기 가스 정화 케이스(38)의 외면측에 센서 브래킷(46)을 배치시킨다. 전기 배선 커넥터를 일체적으로 설치한 차압 센서(44)가 센서 브래킷(46)에 부착된다. 배기 가스 정화 케이스(38)의 외측면에 차압 센서(44)가 배치된다. 차압 센서(44)에는 상류측 센서 배관(47)과 하류측 센서 배관(48)의 일단이 각각 접속된다. 배기 가스 정화 케이스(38) 내의 수트 필터(40)를 사이에 두도록 상류측과 하류측의 각 센서 배관 보스체(49, 50)가 배기 가스 정화 케이스(38)에 배치된다. 각 센서 배관 보스체(49, 50)에 상류측 센서 배관(47)과 하류측 센서 배관(48)의 타단이 각각 접속된다.
상기 구성에 의해 수트 필터(40)의 유입측의 배기 가스 압력과, 수트 필터(40)의 유출측의 배기 가스 압력의 차(배기 가스의 차압)가 차압 센서(44)를 통해서 검출된다. 수트 필터(40)에 포집된 배기 가스 중의 입자상 물질의 잔류량이 배기 가스의 차압에 비례하기 때문에 수트 필터(40)에 잔류하는 입자상 물질의 양이 소정 이상으로 증가했을 때에 차압 센서(44)의 검출 결과에 의거하여 수트 필터(40)의 입자상 물질량을 감소시키는 재생 제어(예를 들면, 배기 온도를 상승시키는 제어)가 실행된다. 또한, 재생 제어가능 범위 이상으로 입자상 물질의 잔류량이 더 증가했을 때에는 배기 가스 정화 케이스(38)를 착탈 분해하여 수트 필터(40)를 청소하여 입자상 물질을 인위적으로 제거하는 유지보수 작업이 행해진다.
또한, 상류측 가스 온도 센서(42)와 하류측 가스 온도 센서(43)의 전기 배선 커넥터(53)를 센서 브래킷(46)에 고착한다. 차압 센서(44)의 전기 배선 커넥터와, 상류측 가스 온도 센서(42)와 하류측 가스 온도 센서(43)의 전기 배선 커넥터(53)의 각 접속 방향을 동일 방향을 향한 자세로 상기 각 커넥터(53)를 지지한다.
이어서, 디젤 엔진(1)에 배기 가스 정화 장치(2)를 부설하는 구조에 대해서 설명한다. 배기 매니폴드(7)에 터보 과급기(91)를 설치한다. 배기 매니폴드(7)와 터보 과급기(91)에 상기 하우징 지지체(92)가 볼트 체결되어 있다. 하우징 지지체(92)에 대하여 배기 가스 정화 장치(2)의 전후 방향의 부착 위치를 전후동가능하게 조절할 수 있다. 하우징 지지체(92)의 중공부를 통해서 디젤 엔진(1)의 배기 가스를 배기 매니폴드(7)로부터 배기 가스 정화 장치(2)로 공급한다.
또한, 입구측 브래킷체(93)와 출구측 브래킷체(94)를 설치한다. 배기 가스 정화 장치(2)의 배기 가스 이동 방향과 디젤 엔진(1)의 크랭크축(3) 축심선(출력 축심선)을 평행하게 형성한다. 입구측 브래킷체(93)와 출구측 브래킷체(94)는 크랭크축(3) 축심선과 교차하는 방향으로 폭 넓게 형성된 판상으로 형성한다.
실린더 헤드(5)의 앞면에 출구측 브래킷체(94)의 두 갈래 형상 하단부를 볼트 체결시켜 실린더 헤드(5)의 후면에 입구측 브래킷체(93)의 하단부를 볼트 체결한다. 실린더 헤드(5)의 앞면과 후면의 2면에 출구측 브래킷체(94)와 입구측 브래킷체(93)를 입설시킨다. 출구측 브래킷체(94)와 입구측 브래킷체(93)에 의해 디젤 엔진(1)의 실린더 헤드(5)에 가스 정화 하우징(60)의 배기 가스 입구측과 배기 가스 출구측을 각각 지지시키고 있다.
이어서, 도 8~도 16을 참조하여 디젤 엔진(1)의 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치의 구조를 설명한다. 실린더 헤드(5) 상면부에 설치하는 흡기 밸브 및 배기 밸브(도시 생략) 등을 덮는 헤드 커버(8)에 블로우바이 가스 환원 장치(111)를 설치한다. 블로우바이 가스 환원 장치(111)는 헤드 커버(8)의 상면부에 배치되는 가스 조압 밸브(112)를 갖는다.
또한, 헤드 커버(8) 상면의 일부를 상방을 향해서 팽출시켜서 가스 조압부(8a)를 형성한다. 가스 조압부(8a)의 내부에 디젤 엔진(1)의 연소실 등으로부터 실린더 헤드(5) 상면측에 누출된 블로우바이 가스를 도입하는 블로우바이 가스 도입실(113)과, 블로우바이 가스 도입실(113) 내의 블로우바이 가스가 가스 조압 밸브(112)로부터 공급되는 블로우바이 가스 팽창실(114)을 형성한다. 가스 조압부(8a) 내의 저부에 차폐판(115)을 비스(117)로 막아 고정한다. 헤드 커버(8) 상면측에 대하여 블로우바이 가스 도입실(113)과 블로우바이 가스 팽창실(114)의 저면측이 차폐판(115)으로 폐쇄되어 있다.
헤드 커버(8) 상면측으로부터 블로우바이 가스를 도입하는 블로우바이 가스 도입실(113)의 저면측 개구에 실린더 헤드(5)측으로부터 윤활유가 들어가는 것을 방지하는 가이드체(116)와, 블로우바이 가스 중의 미스트 형상 윤활유를 포착하는 스틸울 등의 여과망(118)과, 차폐판(115)의 상면측(블로우바이 가스 도입실(113) 내부)에 여과망(118)을 지지하는 여과망 지지체(119)를 설치한다. 블로우바이 가스 도입실(113)의 저면측 개구를 가이드체(116)로 차폐하고, 실린더 헤드(5)측으로부터 액상의 윤활유가 블로우바이 가스 도입실(113)로 직접 들어가는 것을 방지하면서 여과망(118)을 통해서 블로우바이 가스 도입실(113)에 헤드 커버(8) 상면측으로 누출된 블로우바이 가스를 도입한다.
가스 조압 밸브(112)는 가스 조압부(8a)의 상면부에 압력 제어실(120)을 형성하는 밸브 케이스(121)와, 압력 제어실(120)에 내설하는 압력 제어용 다이어프램(122)을 갖는다. 블로우바이 가스 도입실(113)의 상면측에 압력 제어실(120)을 연통하는 입구 통로(123)와, 압력 제어실(120)에 블로우바이 가스 팽창실(114)을 연통하는 출구 통로(124)를 가스 조압부(8a)에 형성한다. 블로우바이 가스 도입실(113)로부터 입구 통로(123)와, 다이어프램(122)의 밸브 본체(125)와, 출구 통로(124)를 통해서 블로우바이 가스 팽창실(114)에 블로우바이 가스를 도입한다.
또한, 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에 복수의 구획벽체(126, 127, 128)로 형성하는 복수의 미로 형상 통로(129, 130, 131)를 형성한다. 블로우바이 가스 팽창실(114)의 상면에 복수의 구획벽체(126, 127, 128)의 상단측을 일체적으로 연결한다. 헤드 커버(8)에 복수의 구획벽체(126, 127, 128)가 일체 형성되어 있다. 복수의 구획벽체(126, 127, 128) 중 디젤 엔진(1)의 전후 방향으로 폭 넓게 형성된 구획벽체(126, 127, 128)의 벽면에 의해 디젤 엔진(1)이 좌우 방향으로 기울었을 때에 출구 통로(124)가 위치하는 중앙부에 윤활유가 고이는 것을 방지하는 구조로 구획벽체(126, 127, 128)의 벽면을 헤드 커버(8) 내에 배치하고 있다. 출구 통로(124)로부터 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에 도입된 블로우바이 가스는 복수의 미로 형상 통로(129, 130, 131)로 팽출한다. 복수의 미로 형상 통로(129, 130, 131)를 통해서 블로우바이 가스 팽창실(114) 내로 이동한 블로우바이 가스는 출구 통로(124)로부터의 팽출에 의해 블로우바이 가스 중의 윤활유 성분이 제거된다.
또한, 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에 블로우바이 가스 출구(132)를 개구한다. 헤드 커버(8)에 일체 형성한 출구 통상체(133)의 내측 단부에 블로우바이 가스 출구(132)를 설치한다. 출구 통상체(133)의 외측 단부에 조인트(134)를 통해서 환원 호스(135)의 일단측을 접속하고, 환원 호스(135)의 타단측에 환원 파이프(136)의 일단측을 접속하고, 환원 파이프(136)의 타단측을 통해서 터보 과급기(91)의 흡기부에 블로우바이 가스 출구(132)를 연통한다. 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에서 윤활유 성분이 제거된 블로우바이 가스는 터보 과급기(91)를 통해서 흡기 매니폴드(6)로 환원된다. 또한, 환원 파이프(136)는 파이프 지지체(137)로 헤드 커버(8)에 고정된다.
또한, 블로우바이 가스 팽창실(114)이 형성되는 헤드 커버(8) 내의 좌우폭의 중앙 부근에 블로우바이 가스 출구(132)를 배치한다. 예를 들면, 블로우바이 가스로부터 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에서 분리 제거된 윤활유 성분이 블로우바이 가스 팽창실(114) 저부에 고인 상태에서 디젤 엔진(1)이 좌우 방향으로 경동해도 그 윤활유 성분이 블로우바이 가스 팽창실(114) 저부의 좌우 측부로 치우치고, 그 결과 블로우바이 가스 팽창실(114) 저부의 윤활유 성분이 블로우바이 가스 출구(132)에 유입되기 어렵도록 구성하고 있다. 구획벽체(126, 127, 128)의 벽면이 디젤 엔진(1)의 전후 방향으로 폭 넓게 형성되어 있기 때문에 디젤 엔진(1)이 좌우 방향으로 기울어도 출구 통로(124)가 위치하는 중앙부 부근에 윤활유가 고이는 것을 방지할 수 있다.
한편, 차폐판(115)의 대략 중앙 부근에 윤활유 리턴 포트(141)를 개설한다. 또한, 차폐판(115)의 하면측에 가늘고 긴 설편형의 판스프링체(142)의 일단측을 비스(143)로 막아 고정한다. 윤활유 리턴 포트(141)의 하면측 통로를 판스프링체(142)의 타단측에서 개폐가능하게 폐쇄하고 있다. 즉, 블로우바이 가스 팽창실(114)에서 분리된 윤활유를 디젤 엔진(1) 내로 리턴시키는 윤활유 출구인 윤활유 리턴 포트(141)가 블로우바이 가스 팽창실(114)의 저부를 구성하는 차폐판(115)에 형성되어 있다. 블로우바이 가스 팽창실(114)의 윤활유 리턴 포트(141)에 체크 밸브의 작용을 하는 판스프링체(142)가 개폐가능하게 설치되어 있다.
상기 구성에 의해 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에서 블로우바이 가스로부터 제거된 윤활유 성분이 차폐판(115)의 상면측에 고였을 때, 그 윤활유 성분의 무게에 의해 판스프링체(142)가 개동하고, 그 윤활유 성분이 윤활유 리턴 포트(141)로부터 하방의 실린더 헤드(5) 상면측으로 낙하하여 디젤 엔진(1) 내에 회수된다. 또한, 예를 들면 실린더 헤드(5) 상면측으로부터 윤활유 리턴 포트(141)를 향해서 윤활유가 비산되어도 그 비산 윤활유에 의해 판스프링체(142)가 폐동하여 비산 윤활유가 윤활유 리턴 포트(141)로부터 블로우바이 가스 팽창실(114) 내로 침입하는 것을 저지한다.
도 9~도 16에 나타내는 바와 같이 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치(111)를 구비하는 엔진 장치에 있어서 가스 조압 밸브(112)로부터 상기 블로우바이 가스를 도입하는 블로우바이 가스 팽창실(114)을 형성하고, 상기 블로우바이 가스에 포함되어 있는 윤활유를 블로우바이 가스 팽창실(114)에서 분리하여 블로우바이 가스 팽창실(114)로부터 디젤 엔진(1)의 흡기측으로 상기 블로우바이 가스를 환원하도록 구성한 것과 같이 구성하고 있다. 따라서, 가스 조압 밸브(112)로부터 블로우바이 가스를 블로우바이 가스 팽창실(114)에 넣음으로써 블로우바이 가스 중의 미스트화된 윤활유를 블로우바이 가스 팽창실(114)에서 액화하여 제거할 수 있다. 가스 조압 밸브(112)를 압력 조정뿐만 아니라 윤활유의 제거에 활용할 수 있어 여과망이 불필요해진다. 블로우바이 가스 환원 구조를 간략화할 수 있어 미스트 세퍼레이터를 설치할 필요가 없다. 배기 가스 정화 장치(2)(디젤 파티큘레이트 필터)를 설치하는 디젤 엔진(1)에 있어서 상기 배기 가스 정화 장치(2)의 촉매 열화나 클로깅이 저감되어 연비를 향상시킬 수 있다.
도 9, 도 10, 도 16에 나타내는 바와 같이 블로우바이 가스 팽창실(114)에서 분리된 윤활유를 디젤 엔진(1) 내로 리턴시키는 윤활유 리턴 포트(141)를 설치하는 구조로서, 블로우바이 가스 팽창실(114)의 윤활유 리턴 포트(141)에 체크 밸브 형상 판스프링체(142)를 개폐가능하게 설치하고 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)측으로부터 블로우바이 가스 팽창실(114)을 향해서 윤활유가 분출하는 것을 방지할 수 있는 것이면서 블로우바이 가스 팽창실(114)에서 회수된 윤활유를 디젤 엔진(1)측으로 간단하게 리턴시킬 수 있다. 예를 들면, 헤드 커버(8)에 밀폐 구조의 블로우바이 가스 팽창실(114)을 적은 부품수로 간단하게 형성할 수 있다.
도 10, 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이 블로우바이 가스 팽창실(114)로부터 디젤 엔진(1)의 흡기측으로 블로우바이 가스 출구(132)를 통해서 상기 블로우바이 가스를 환원하는 구조로서, 블로우바이 가스 팽창실(114)이 형성되는 헤드 커버(8) 내의 좌우폭의 중앙 부근에 블로우바이 가스 출구(132)를 형성하고 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)이 좌우 어느 방향으로 기울어 블로우바이 가스 팽창실(114) 내에서 분리된 윤활유면이 높아져도 상기 윤활유면에 대하여 블로우바이 가스 출구(132)를 항상 이간할 수 있다. 블로우바이 가스 팽창실(114)에서 회수된 윤활유가 블로우바이 가스 출구(132)로 유입되는 것을 간단하게 방지할 수 있다.
1 : 디젤 엔진 8 : 헤드 커버
111 : 블로우바이 가스 환원 장치 112 : 가스 조압 밸브
114 : 블로우바이 가스 팽창실 132 : 블로우바이 가스 출구
141 : 윤활유 리턴 포트 142 : 판스프링체

Claims (3)

  1. 연소실로부터 누출되는 블로우바이 가스를 흡기계로 환원하는 블로우바이 가스 환원 장치를 구비하는 엔진 장치에 있어서,
    실린더 헤드의 상측면에 배치되는 헤드 커버 내에,
    가스 조압 밸브로부터 상기 블로우바이 가스를 도입하는 팽창실을 형성하고, 상기 블로우바이 가스에 포함되어 있는 윤활유를 상기 팽창실에서 분리하여, 상기 팽창실로부터 블로우바이 가스 출구를 통하여 엔진의 흡기측으로 상기 블로우바이 가스를 환원하도록 구성하고 있고,
    상기 가스 조압 밸브의 출구 통로는, 상기 헤드 커버 내의 좌우 폭의 중앙부 부근에 배치됨과 함께 상기 팽창실의 상방에서 연통되고,
    상기 블로우바이 가스 출구는, 상기 헤드 커버 내의 좌우 폭의 중앙부 부근에 배치됨과 함께 상기 팽창실의 상방에서 연통되고,
    상기 팽창실의 저면측은 차폐판으로 폐색되어 있고,
    상기 팽창실 내에는 복수의 구획벽체에 의해 복수의 미로 형상 통로가 형성됨과 함께 상기 복수의 구획벽체는 상기 엔진의 전후 방향으로 폭 넓게 형성되어 상기 출구 통로와 상기 블로우바이 가스 출구를 구획하고,
    상기 팽창실에서 분리된 윤활유를 상기 엔진 내로 리턴시키는 윤활유 리턴 포트가 상기 차폐판에 형성되는 구조로서,
    상기 팽창실의 윤활유 리턴 포트에 체크 밸브 형상 판스프링체가 개폐 가능하게 상기 차폐판의 하면에 설치되고,
    상기 윤활유 리턴 포트는 상기 복수의 미로 형상 통로 내, 상기 블로우바이 가스 출구에 면하는 미로 형상 통로에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
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