JP2009133235A

JP2009133235A - Oil separator

Info

Publication number: JP2009133235A
Application number: JP2007308834A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hashimoto; 英次橋本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-11-29
Also published as: JP5076841B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil separator capable of appropriately separating oil from gas containing oil in a flow rate range wider than before. <P>SOLUTION: The oil separator 20A is provided with a body 21 including a cylindrical separation part 23, a gas introduction pipe 28 connected to the body 21 to introduce gas to the separation part 23 from a tangential direction of the separation part 23, a liquid discharge pipe 24 connected to a lower part of the body 21, and a gas discharge pipe 22 connected to an upper part of the body 21, applies gas liquid separating action using centrifugal force on gas containing oil flowing in the separation part 23 from the gas introduction pipe 28, discharges provided oil from the liquid discharge pipe 24, and discharges remaining gas from the gas discharge pipe 22. The separator is provided with a section area adjustment mechanism 30 changing a channel section area of an outlet part 28a of the gas introduction pipe 28 according to separator before and after pressure difference which is difference between pressure in the gas introduction pipe 28 and pressure in the gas discharge pipe 22. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、オイルを含んだガスに遠心力を利用した気液分離作用を与えてオイルを分離するオイルセパレータに関する。 The present invention relates to an oil separator that separates oil by applying a gas-liquid separation action using centrifugal force to gas containing oil.

内燃機関は、ピストンとシリンダとの間からクランク室に漏出したブローバイガスを吸気通路に導入して処理するブローバイガス装置（ＰＣＶシステムとも呼ばれる。）を備えている。周知のようにこのブローバイガスにはオイルが含まれているため、そのまま吸気通路に導入するとブローバイガスとともにオイルも処理され、オイルの消費量が増大する。そこで、ブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータを備えたブローバイガス還元装置が知られている。ブローバイガス還元装置に設けられるオイルセパレータとして、共通の吸入管からブローバイガスが導入され、かつ有効断面径が互いに異なる２つのサイクロン部を備え、オイルセパレータに流入するブローバイガスの流量に応じて各サイクロン部に導かれるブローバイガス量が変更されるように吸入管に設けられる切替弁を制御するものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。 The internal combustion engine includes a blow-by gas device (also referred to as a PCV system) that introduces and processes blow-by gas leaked into the crank chamber from between the piston and the cylinder into the intake passage. As is well known, since this blow-by gas contains oil, if it is introduced into the intake passage as it is, the oil is treated together with the blow-by gas, and the amount of oil consumption increases. Therefore, a blow-by gas reduction device provided with an oil separator for separating oil from blow-by gas is known. As an oil separator provided in the blow-by gas reduction device, each cyclone is provided with two cyclone portions into which blow-by gas is introduced from a common suction pipe and having different effective cross-sectional diameters. There is known one that controls a switching valve provided in a suction pipe so that the amount of blow-by gas guided to the section is changed (see Patent Document 1). In addition, there are Patent Documents 2 to 4 as prior art documents related to the present invention.

特開２００５−１０６０１９号公報JP-A-2005-106019 特表２００３−５３５２５２号公報Special Table 2003-535252 特開平５−２３１１２１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-231121 特開平１１−２６４３１２号公報JP-A-11-264312

特許文献１のオイルセパレータでは、オイルを分離することが可能なブローバイガスの流量の下限値が有効断面径の小さいサイクロン部の大きさによって決まる。そのため、オイルを分離可能なブローバイガスの流量の下限値を下げるためには、有効断面径の小さいサイクロン部をより小型化する必要がある。この場合、２つのサイクロン部の有効断面径の差が大きくなりすぎると小量のブローバイガス及び大量のブローバイスには対応できるが、その中間の流量域における分離効率が低下するおそれがある。そのため、有効断面径の小さいサイクロン部の小型化にも限界があり、このオイルセパレータでオイルを分離可能なブローバイガスの流量範囲が制限される。また、このオイルセパレータでは、２つのサイクロン部が必要であるため、装置が大型化するおそれがある。 In the oil separator of Patent Document 1, the lower limit value of the flow rate of blow-by gas capable of separating oil is determined by the size of the cyclone portion having a small effective sectional diameter. Therefore, in order to lower the lower limit value of the flow rate of blow-by gas that can separate oil, it is necessary to further reduce the size of the cyclone portion having a small effective cross-sectional diameter. In this case, if the difference between the effective cross-sectional diameters of the two cyclone portions becomes too large, it can cope with a small amount of blow-by gas and a large amount of blow-by, but there is a risk that the separation efficiency in the intermediate flow rate region is lowered. For this reason, there is a limit to downsizing the cyclone portion having a small effective cross-sectional diameter, and the flow range of blow-by gas in which oil can be separated by this oil separator is limited. Moreover, since this oil separator requires two cyclone parts, there exists a possibility that an apparatus may enlarge.

そこで、本発明は、従来よりも広い流量範囲においてオイルを含むガスからオイルを適切に分離することが可能なオイルセパレータを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the oil separator which can isolate | separate oil appropriately from the gas containing oil in the flow range wider than before.

本発明のオイルセパレータは、円筒状の分離部を有する本体と、前記分離部に前記分離部の接線方向からガスが導入されるように前記本体に接続される導入管と、前記本体の下部に接続される液体排出管と、前記本体の上部に接続される気体排出管と、を備え、前記導入管から前記分離部に流入したオイルを含むガスに遠心力を利用した気液分離作用を与え、得られたオイルを前記液体排出管から排出し、残余のガスを前記気体排出管から排出するオイルセパレータにおいて、前記導入管内の圧力と前記気体排出管内の圧力との差であるセパレータ前後圧力差又は前記セパレータ前後圧力差と相関する物理量の少なくともいずれか一方に応じて前記導入管の出口部の流路断面積を変更する流路断面積変更手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。 An oil separator according to the present invention includes a main body having a cylindrical separation portion, an introduction pipe connected to the main body so that gas is introduced into the separation portion from a tangential direction of the separation portion, and a lower portion of the main body. A liquid discharge pipe connected to the upper portion of the main body, and a gas-liquid separation action using centrifugal force applied to the gas containing oil flowing into the separation portion from the introduction pipe. In the oil separator which discharges the obtained oil from the liquid discharge pipe and discharges the remaining gas from the gas discharge pipe, the pressure difference between the front and rear of the separator which is the difference between the pressure in the introduction pipe and the pressure in the gas discharge pipe Or by providing a channel cross-sectional area changing means for changing the channel cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe according to at least one of the physical quantities correlated with the pressure difference across the separator. To resolve (claim 1).

本発明のオイルセパレータによれば、導入管の出口部の流路断面積を変更できるので、導入管から分離部に流入するガスの流量が変化してもその流量に応じて流路断面積を変化させることにより、ガスから適切にオイルを分離させることが可能な流速でガスを分離部に流入させることができる。本発明のオイルセパレータにおいては、導入管から本体にガスが流入し、気体排出管から残余のガスが流出するので、分離部に流入するガスの流量は気体排出管の圧力と導入管の圧力との差であるセパレータ前後圧力差に影響される。そのため、このセパレータ前後圧力差又はセパレータ前後圧力差と相関する物理量の少なくともいずれか一方に応じて導入管の出口部の流路断面積を変更することにより、分離部に流入するガスの流速を適切に調整し、このガスから適切にオイルを分離することができる。これにより、従来よりも広い流量範囲においてオイルを含むガスからオイルを適切に分離することができる。また、本発明のオイルセパレータでは、一つの分離部で対応できるので、大型化を抑制することができる。 According to the oil separator of the present invention, the flow passage cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe can be changed, so that even if the flow rate of the gas flowing from the introduction pipe into the separation portion changes, the flow passage cross-sectional area is changed according to the flow rate. By changing the gas, the gas can be flowed into the separation section at a flow rate capable of appropriately separating the oil from the gas. In the oil separator of the present invention, the gas flows into the main body from the introduction pipe, and the remaining gas flows out from the gas discharge pipe. Therefore, the flow rate of the gas flowing into the separation unit is the pressure of the gas discharge pipe and the pressure of the introduction pipe. It is influenced by the pressure difference across the separator, which is the difference between the two. Therefore, the flow velocity of the gas flowing into the separation unit is appropriately adjusted by changing the flow path cross-sectional area of the outlet part of the introduction pipe according to at least one of the separator front-rear pressure difference or the physical quantity correlated with the separator front-rear pressure difference. The oil can be properly separated from this gas. Thereby, oil can be appropriately separated from a gas containing oil in a wider flow rate range than in the past. Moreover, in the oil separator of this invention, since it can respond with one isolation | separation part, the enlargement can be suppressed.

本発明のオイルセパレータの一形態において、前記流路断面積変更手段は、前記セパレータ前後圧力差が小さい場合に前記セパレータ前後圧力差が大きい場合と比べて前記導入管の出口部の流路断面積が小さくなるように前記セパレータ前後圧力差又は前記物理量の少なくともいずれか一方に応じて前記導入管の流路断面積を変更してもよい（請求項２）。セパレータ前後圧力差が小さい場合は分離部に流入するガスの流量が少なくなり、セパレータ前後圧力差が大きい場合はこのガスの流量が多くなる。そのため、このように導入管の出口部の流路断面積を変更することにより、分離部に流入するガスの流速をそのガスから適切にオイルを分離することが可能な流速に調整できる。 In one embodiment of the oil separator according to the present invention, the flow path cross-sectional area changing means is configured such that the flow path cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe is larger when the separator front-rear pressure difference is smaller than when the separator front-rear pressure difference is large. The flow passage cross-sectional area of the introduction pipe may be changed in accordance with at least one of the pressure difference across the separator and the physical quantity so as to decrease (Claim 2). When the separator front-rear pressure difference is small, the flow rate of the gas flowing into the separation portion decreases, and when the separator front-rear pressure difference is large, the gas flow rate increases. Therefore, by changing the flow passage cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe in this way, the flow rate of the gas flowing into the separation unit can be adjusted to a flow rate at which oil can be appropriately separated from the gas.

本発明のオイルセパレータの一形態において、前記液体排出管には、前記本体と連通するように設けられて前記本体から排出されたオイルが貯留されるオイル貯留部と、前記オイル貯留部から外部へのオイルの流出を許容するとともに外部から前記オイル貯留部へのオイルの流入を阻止し、かつ所定の開弁差圧で開弁する逆止弁と、が設けられ、前記流路断面積変更手段は、前記逆止弁の前後の差圧が前記開弁差圧よりも小さくなるように前記セパレータ前後圧力差又は前記物理量の少なくともいずれか一方に応じて前記導入管の流路断面積を変更してもよい（請求項３）。この場合、逆止弁からの逆流を防止しつつ分離部におけるオイルの捕集効率を高めることができる。 In one form of the oil separator of the present invention, the liquid discharge pipe is provided in communication with the main body, and stores an oil storage portion that stores oil discharged from the main body, and from the oil storage portion to the outside. A non-return valve that allows the oil to flow out from the outside and prevents the oil from flowing from the outside into the oil reservoir, and opens at a predetermined valve opening differential pressure. Changes the cross-sectional area of the introduction pipe according to at least one of the pressure difference across the separator and the physical quantity so that the pressure difference across the check valve is smaller than the valve opening differential pressure. (Claim 3). In this case, the oil collection efficiency in the separation unit can be increased while preventing the backflow from the check valve.

本発明のオイルセパレータの一形態においては、前記流路断面積変更手段として、前記導入管の出口部の流路断面積を変更可能なように前記導入管を全開する全開位置と前記全開位置より閉じ側に設定される所定の最小面積位置との間で移動可能であり、かつ一端がガス流れの上流側に、他端がガス流れの下流側にそれぞれ配置され、さらに前記導入管内に前記一端を中心に回転可能に設けられる弁体と、前記導入管の流路断面積が減少する方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、が設けられてもよい（請求項４）。この形態では、セパレータ前後圧力差が小さくガスの流量が少ない場合、付勢手段によって弁体が最小面積位置に駆動される。そのため、導入管の出口部の流路断面積が小さくなり、分離部に流入するガスの流速が高くなる。一方、セパレータ前後圧力差が大きくガスの流量が多い場合は、このガスによって弁体が押されて開けられるので、導入管の出口部の流路断面積が大きくなる。そのため、分離部にガスを速やかに導入することができる。 In one form of the oil separator of the present invention, as the flow passage cross-sectional area changing means, a fully open position for fully opening the introduction pipe so as to change a flow passage cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe, and the fully open position It is movable between a predetermined minimum area position set on the closed side, one end is disposed on the upstream side of the gas flow, the other end is disposed on the downstream side of the gas flow, and the one end is further disposed in the introduction pipe. And a biasing means for biasing the valve body in a direction in which the flow passage cross-sectional area of the introduction pipe decreases (Claim 4). In this embodiment, when the pressure difference between the front and rear of the separator is small and the gas flow rate is small, the valve body is driven to the minimum area position by the biasing means. Therefore, the cross-sectional area of the flow path at the outlet portion of the introduction pipe is reduced, and the flow velocity of the gas flowing into the separation portion is increased. On the other hand, when the pressure difference between the front and back of the separator is large and the gas flow rate is large, the valve body is pushed and opened by this gas, so that the flow path cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe increases. Therefore, gas can be quickly introduced into the separation part.

この形態において、前記弁体は、前記導入管の壁面のうち前記分離部の中心に近い側に位置する壁面に設けられてもよい（請求項５）。この場合、弁体の他端が導入管の壁面のうち分離部の中心に対して遠い側に位置する壁面に向かって動くため、弁体によってガスを分離部の外周側に流入させることができる。そのため、ガスに対してよる強い遠心力を作用させ、これによるガスに与えられる気液分離作用を強めることができる。そのため、オイルの捕集効率をさらに向上させることができる。 In this embodiment, the valve body may be provided on a wall surface located on a side closer to the center of the separation portion in the wall surface of the introduction pipe. In this case, since the other end of the valve body moves toward the wall surface located farther from the center of the separation portion in the wall surface of the introduction pipe, the valve body can cause gas to flow into the outer peripheral side of the separation portion. . Therefore, a strong centrifugal force can be applied to the gas, and the gas-liquid separation action applied to the gas can be enhanced. Therefore, the oil collection efficiency can be further improved.

本発明のオイルセパレータの一形態においては、前記流路断面積変更手段として、前記導入管の出口部の流路断面積を変更可能なように前記導入管を全開する全開位置と前記全開位置より閉じ側に設定される所定の最小面積位置との間で移動可能であり、かつ一端がガス流れの上流側に、他端がガス流れの下流側にそれぞれ配置され、さらに前記導入管内に前記一端を中心に回転可能に設けられる弁体と、前記弁体を駆動する駆動手段と、前記セパレータ前後圧力差を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段が検出したセパレータ前後圧力差に基づいて前記弁体の開度が変更されるように前記駆動手段を制御する制御手段と、が設けられてもよい（請求項６）。このように弁体を駆動手段で駆動することにより、弁体の開度をセパレータ前後圧力差に応じた開度に確実に変更することができる。そのため、より確実にガスからオイルを分離することができる。 In one form of the oil separator of the present invention, as the flow passage cross-sectional area changing means, a fully open position for fully opening the introduction pipe so as to change a flow passage cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe, and the fully open position It is movable between a predetermined minimum area position set on the closed side, one end is disposed on the upstream side of the gas flow, the other end is disposed on the downstream side of the gas flow, and the one end is further disposed in the introduction pipe. Based on the pressure difference detected by the differential pressure detection means, the differential pressure detection means for detecting the pressure difference across the separator, the drive means for driving the valve body, the differential pressure detection means for detecting the differential pressure across the separator And a control means for controlling the drive means so that the opening degree of the valve body is changed (Claim 6). Thus, by driving the valve body with the driving means, the opening degree of the valve body can be reliably changed to an opening degree corresponding to the pressure difference between the front and rear of the separator. Therefore, oil can be more reliably separated from the gas.

この形態において、前記オイルセパレータは、ブローバイガスからオイルを分離するべく内燃機関に設けられ、前記制御手段は、前記ブローバイガスに含まれるオイルの量と相関関係を有する前記内燃機関の運転パラメータに基づいて前記弁体の開度を補正してもよい（請求項７）。このように弁体の開度を補正することにより、ブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。例えば、ブローバイガスに含まれるオイルの量が多い場合は弁体の開度を閉じ側に補正する。これにより、分離部に流入するブローバイガスの流速を高めることができるので、ブローバイガスからより多くのオイルを分離することができる。そのため、ブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。 In this embodiment, the oil separator is provided in the internal combustion engine to separate the oil from the blow-by gas, and the control means is based on an operating parameter of the internal combustion engine having a correlation with the amount of oil contained in the blow-by gas. Thus, the opening of the valve body may be corrected (claim 7). By correcting the opening of the valve body in this way, oil can be appropriately separated from blow-by gas. For example, when the amount of oil contained in the blow-by gas is large, the opening of the valve body is corrected to the closed side. Thereby, since the flow velocity of the blow-by gas flowing into the separation unit can be increased, more oil can be separated from the blow-by gas. Therefore, oil can be appropriately separated from blow-by gas.

また、前記内燃機関の運転パラメータは、前記内燃機関のオイルの温度、前記内燃機関の暖機状態、前記内燃機関に設けられるターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気の圧力のうちの少なくともいずれか一つであってもよい（請求項８）。オイルの温度が高い場合はオイルの温度が低い場合と比較してブローバイガス中のオイルの量が増加する。また、コンプレッサより下流の吸気の圧力、いわゆる過給圧が高い場合は、過給圧が低い場合と比較してブローバイガス中のオイルの量が増加する。さらに、内燃機関の暖機が不十分の場合は、内燃機関の暖機が十分に行われた後と比較してブローバイガス中のオイルの量が増加する。そのため、これらの運転パラメータに応じて弁体の開度を補正することにより、ブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。 The operating parameter of the internal combustion engine is at least one of an oil temperature of the internal combustion engine, a warm-up state of the internal combustion engine, and a pressure of intake air downstream from a compressor of a turbocharger provided in the internal combustion engine. There may be one (claim 8). When the temperature of the oil is high, the amount of oil in the blow-by gas increases compared to when the temperature of the oil is low. Further, when the pressure of the intake air downstream from the compressor, so-called supercharging pressure, is high, the amount of oil in the blow-by gas increases as compared with the case where the supercharging pressure is low. Further, when the internal combustion engine is not sufficiently warmed up, the amount of oil in the blow-by gas is increased as compared with after the internal combustion engine is sufficiently warmed up. Therefore, oil can be appropriately separated from blow-by gas by correcting the opening of the valve body in accordance with these operating parameters.

以上に説明したように、本発明のオイルセパレータによれば、流路断面積変更手段によって導入管の出口部の流路断面積を変更できるので、従来よりも広い流量範囲においてオイルを含むガスからオイルを適切に分離することができる。 As described above, according to the oil separator of the present invention, the flow passage cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe can be changed by the flow passage cross-sectional area changing means. Oil can be properly separated.

（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係るオイルセパレータが組み込まれた内燃機関の概略を示している。図１の内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるものであり、複数（図１では４つ）の気筒２を有する機関本体３と、各気筒２に接続される吸気通路４及び排気通路５とを備えている。吸気通路４には、吸気濾過用のエアクリーナ６、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ７、ターボ過給機８のコンプレッサ８ａ、及び吸気を冷却するためのインタークーラ９が設けられている。排気通路５には、ターボ過給機８のタービン８ｂが設けられている。また、エンジン１は、機関本体３で発生したブローバイガスを吸気通路４に導くためのブローバイガス還元装置１０を備えている。ブローバイガス還元装置１０は、スロットルバルブ７より下流かつコンプレッサ８ａより上流の吸気通路４と機関本体３のクランク室（不図示）とを連通するブローバイガス通路１１と、ブローバイガス通路１１に設けられてブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータ２０Ａとを備えている。 (First form)
FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine in which an oil separator according to a first embodiment of the present invention is incorporated. An internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as an engine) 1 in FIG. 1 is mounted on a vehicle as a driving power source, and has an engine body 3 having a plurality of (four in FIG. 1) cylinders 2. An intake passage 4 and an exhaust passage 5 connected to each cylinder 2 are provided. The intake passage 4 is provided with an air cleaner 6 for intake air filtration, a throttle valve 7 for adjusting the intake air amount, a compressor 8a of the turbocharger 8, and an intercooler 9 for cooling the intake air. In the exhaust passage 5, a turbine 8b of the turbocharger 8 is provided. The engine 1 also includes a blow-by gas reduction device 10 for guiding blow-by gas generated in the engine body 3 to the intake passage 4. The blow-by gas reduction device 10 is provided in the blow-by gas passage 11 and the blow-by gas passage 11 that connect the intake passage 4 downstream from the throttle valve 7 and upstream from the compressor 8 a and the crank chamber (not shown) of the engine body 3. And an oil separator 20A for separating oil from blow-by gas.

図２及び図３を参照してオイルセパレータ２０Ａについて説明する。なお、図２は、オイルセパレータ２０Ａを拡大して示す図であり、図３は、図２のIII−III線におけるオイルセパレータ２０Ａの断面を示す図である。オイルセパレータ２０Ａは、その内部にてガスを旋回させ、このガスに遠心力を利用した気液分離作用を与える周知のサイクロン方式のオイルセパレータである。オイルセパレータ２０Ａは、本体２１と、本体２１の中央に本体２１内に突出するように設けられる中空円筒状の気体排出管２２とを備えている。気体排出管２２は、ブローバイガス通路１１の一部を形成するガス排出通路１１ａ（図１参照）を介して吸気通路４と接続される。本体２１は、気体排出管２２を取り囲むように配置された円筒状の円筒部２１ａと、その円筒部２１ａの下方に連なる漏斗状の回収部２１ｂとを備えている。そして、円筒部２１ａによって本体２１の内部に円筒状の分離部２３が形成される。回収部２１ｂの下部には液体排出管２４が接続され、この液体排出管２４にはブローバイガスから分離したオイルを一時貯留するためのオイル貯留部２５が設けられている。オイル貯留部２５は、図１に示したようにリターン通路２６を介して機関本体３のクランク室と接続されている。オイル貯留部２５とリターン通路２６との接続部には、オイル貯留部２５からリターン通路２６へのオイルの流出は許容し、リターン通路２６からオイル貯留部２５へのオイルの流入は阻止するための逆止弁２７が設けられている。逆止弁２７は、図２の上下方向に移動自在に設けられる弁体２７ａと、逆止弁２７が閉状態になるように弁体２７ａを図２の上方向に付勢するスプリング２７ｂとを備えている。スプリング２７ｂの強さは、オイル貯留部２５に貯留されているオイルの量が所定量に達した場合、又は逆止弁２７の前後の圧力の差が予め設定した所定の開弁差圧に達した場合に弁体２７ａが図２の下方向に移動して逆止弁２７が開くように設定されている。 The oil separator 20A will be described with reference to FIGS. 2 is an enlarged view of the oil separator 20A, and FIG. 3 is a view showing a cross section of the oil separator 20A along the line III-III in FIG. The oil separator 20A is a well-known cyclone type oil separator that swirls gas inside and gives a gas-liquid separation action using centrifugal force to the gas. The oil separator 20 </ b> A includes a main body 21 and a hollow cylindrical gas discharge pipe 22 provided at the center of the main body 21 so as to protrude into the main body 21. The gas exhaust pipe 22 is connected to the intake passage 4 via a gas exhaust passage 11a (see FIG. 1) that forms a part of the blow-by gas passage 11. The main body 21 includes a cylindrical cylindrical portion 21a disposed so as to surround the gas discharge pipe 22, and a funnel-shaped recovery portion 21b continuous below the cylindrical portion 21a. A cylindrical separation portion 23 is formed inside the main body 21 by the cylindrical portion 21a. A liquid discharge pipe 24 is connected to the lower part of the recovery part 21b. The liquid discharge pipe 24 is provided with an oil storage part 25 for temporarily storing oil separated from blow-by gas. The oil reservoir 25 is connected to the crank chamber of the engine body 3 via the return passage 26 as shown in FIG. The connecting portion between the oil reservoir 25 and the return passage 26 allows oil to flow from the oil reservoir 25 to the return passage 26, and prevents oil from flowing from the return passage 26 to the oil reservoir 25. A check valve 27 is provided. The check valve 27 includes a valve body 27a provided so as to be movable in the vertical direction in FIG. 2 and a spring 27b that urges the valve body 27a upward in FIG. 2 so that the check valve 27 is closed. I have. The strength of the spring 27b is such that when the amount of oil stored in the oil reservoir 25 reaches a predetermined amount, or the difference in pressure before and after the check valve 27 reaches a predetermined valve opening differential pressure. In this case, the check valve 27 is set so that the valve body 27a moves downward in FIG.

図２及び図３に示したように本体２１の円筒部２１ａには、導入管としてのガス導入管２８が接続されている。ガス導入管２８にはブローバイガス通路１１が接続され、機関本体３で発生したブローバイガスはこのガス導入管２８を介して分離部２３に導入される。ガス導入管２８は、図２及び図３に矢印Ｆで示したようにブローバイガスが分離部２３に分離部２３の接線方向から流入するように設けられている。このようにガス導入管２８を設けることにより、分離部２３に導入したブローバイガスを分離部２３の壁面に沿って旋回させることができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, a gas introduction pipe 28 as an introduction pipe is connected to the cylindrical portion 21 a of the main body 21. The blow-by gas passage 11 is connected to the gas introduction pipe 28, and blow-by gas generated in the engine body 3 is introduced into the separation unit 23 through the gas introduction pipe 28. The gas introduction pipe 28 is provided such that blow-by gas flows into the separation part 23 from the tangential direction of the separation part 23 as indicated by an arrow F in FIGS. 2 and 3. By providing the gas introduction pipe 28 in this way, the blow-by gas introduced into the separation unit 23 can be swung along the wall surface of the separation unit 23.

ガス導入管２８の出口部２８ａには、ガス導入管２８の流路断面積を変更可能な流路断面積変更手段としての断面積調整機構３０が設けられている。図２及び図３に示したように断面積調整機構３０は、ガス導入管２８を全開する全開位置と所定の最小面積位置との間で移動可能な弁体３１と、弁体３１の一端に弁体３１と一体に設けられ、弁体３１がこの一端を中心に回転するように弁体３１を支持する回転軸３２と、ガス導入管２８の流路断面積が減少する方向（以下、閉方向と称することがある。）に弁体３１を付勢する付勢手段としてのリターンスプリング３３と、回転軸３２の突起部３２ａと当接して弁体３１が最小面積位置までしか閉方向に回転しないように弁体３１の動作を制限するストッパ３４とを備えている。弁体３１の最小面積位置には、全開位置とガス導入管２８を全閉する全閉位置との間の位置が設定され、例えばアイドリング運転時における吸気通路４とクランク室との差圧において、分離部２３に流入する際のブローバイガスの流速を分離部２３にてこのガスからオイルが分離する流速範囲内に調整することが可能な位置が設定される。このような位置は、ガス導入管２８の直径や分離部２３の直径などにより変化するため、これらに応じて適宜変更してよい。 A cross-sectional area adjusting mechanism 30 as a flow path cross-sectional area changing unit capable of changing the flow cross-sectional area of the gas introduction pipe 28 is provided at the outlet portion 28 a of the gas introduction pipe 28. As shown in FIGS. 2 and 3, the cross-sectional area adjusting mechanism 30 includes a valve body 31 that is movable between a fully open position where the gas introduction pipe 28 is fully opened and a predetermined minimum area position, and one end of the valve body 31. Rotating shaft 32 that is provided integrally with valve body 31 and supports valve body 31 so that valve body 31 rotates around this one end, and the direction in which the cross-sectional area of the gas introduction pipe 28 decreases (hereinafter referred to as closing). The return spring 33 as an urging means for urging the valve body 31 and the protrusion 32a of the rotating shaft 32 are in contact with each other and the valve body 31 rotates only in the closing direction to the minimum area position. A stopper 34 that restricts the operation of the valve body 31 is provided. A position between the fully open position and the fully closed position where the gas introduction pipe 28 is fully closed is set as the minimum area position of the valve body 31. For example, in the differential pressure between the intake passage 4 and the crank chamber during idling operation, The position at which the flow rate of the blow-by gas when flowing into the separation unit 23 can be adjusted within the flow rate range in which oil is separated from the gas by the separation unit 23 is set. Such a position changes depending on the diameter of the gas introduction pipe 28, the diameter of the separation portion 23, and the like, and may be appropriately changed according to these.

図３に示したように弁体３１は、上流側に位置する一端が回転軸３２によって回転可能に支持され、下流側に位置する他端がガス導入管２８内に突出するようにリターンスプリング３３にて付勢される。また、弁体３１は、ガス導入管２８の壁面のうち円筒部２１ａの中心Ｃに近い側に位置する壁面に設けられる。リターンスプリング３３の強さは、リターンスプリング３３にて弁体３１が最小面積位置に維持されている際に分離部２３の圧力が上昇して逆止弁２７の前後の圧力の差が所定の開弁差圧に達しないように設定される。言い換えると、リターンスプリング３３の強さは、このリターンスプリング３３にて弁体３１の開度が調整されている間、すなわちリターンスプリング３３による弁体３１の開度の調整範囲内においては分離部２３の圧力が過度に上昇して逆止弁２７の前後の圧力の差が逆止弁２７の開弁差圧に達しないように設定される。 As shown in FIG. 3, the valve body 31 has a return spring 33 such that one end located on the upstream side is rotatably supported by the rotating shaft 32 and the other end located on the downstream side protrudes into the gas introduction pipe 28. It is energized at. Further, the valve body 31 is provided on the wall surface of the wall surface of the gas introduction pipe 28 located on the side closer to the center C of the cylindrical portion 21a. The strength of the return spring 33 is such that when the valve body 31 is maintained at the minimum area position by the return spring 33, the pressure of the separation portion 23 rises and the difference in pressure before and after the check valve 27 becomes a predetermined opening. It is set not to reach the valve differential pressure. In other words, the strength of the return spring 33 is such that the separating portion 23 is within the adjustment range of the opening degree of the valve body 31 by the return spring 33 while the opening degree of the valve body 31 is adjusted by the return spring 33. Is set so that the pressure difference between the pressure before and after the check valve 27 does not reach the valve opening differential pressure.

次に第１の形態に係るオイルセパレータ２０Ａによるオイルの分離方法について説明する。このオイルセパレータ２０Ａによれば、ガス導入管２８から分離部２３に導入されたブローバイガスが分離部２３にて旋回流を形成するので、遠心力を利用してブローバイガスに含まれているオイルを分離部２３の壁面に付着させて捕集することができる。捕集したオイルは、回収部２１ｂ及び液体排出管２４を介してオイル貯留部２５に排出される。そして、オイル貯留部２５のオイルが所定量に達すると逆止弁２７が開き、オイル貯留部２５からリターン通路２６を介して機関本体３のクランク室にオイルが戻される。一方、残余のブローバイガスは気体排出管２２から排出されて吸気通路４に導かれる。これにより、吸気通路４へのオイルの導入を抑制することができる。 Next, an oil separation method using the oil separator 20A according to the first embodiment will be described. According to this oil separator 20A, the blow-by gas introduced into the separation unit 23 from the gas introduction pipe 28 forms a swirling flow in the separation unit 23, so that the oil contained in the blow-by gas is utilized using centrifugal force. It can be collected by adhering to the wall surface of the separation part 23. The collected oil is discharged to the oil reservoir 25 via the recovery part 21 b and the liquid discharge pipe 24. When the oil in the oil reservoir 25 reaches a predetermined amount, the check valve 27 is opened, and the oil is returned from the oil reservoir 25 to the crank chamber of the engine body 3 through the return passage 26. On the other hand, the remaining blow-by gas is discharged from the gas discharge pipe 22 and led to the intake passage 4. Thereby, the introduction of oil into the intake passage 4 can be suppressed.

分離部２３に流入するブローバイガスの流速は、ガス導入管２８に設けた断面積調整機構３０によって調整される。例えば、断面積調整機構３０よりも上流のガス導入管２８内の圧力と気体排出管２２内の圧力との差であるセパレータ前後圧力差が小さく、そのために分離部２３に流入するブローバイガスの流量が少ない場合は、リターンスプリング３３によって弁体３１が閉方向に駆動されるので、ガス導入管２８の流路断面積が小さくなり分離部２３に流入する際のブローバイガスの流速が高められる。これにより、分離部２３に強い旋回流を形成することができるので、ブローバイガスの流量が少なくてもブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。一方、セパレータ前後圧力差が大きく、分離部２３に流入するブローバイガスの流量が多い場合は、そのブローバイガスに押されて弁体３１が閉方向とは逆の開方向に駆動されるので、ガス導入管２８の流路断面積が大きくなる。そして、セパレータ前後圧力差が所定値以上になり、ブローバイガスの流量が所定量以上になると、弁体３１が全開位置に駆動され、ガス導入管２８が全開となる。そのため、分離部２３にブローバイガスを速やかに導入することができる。なお、このようにブローバイガスの流量が多い場合は、全開のガス導入管２８から流入したブローバイガスの流速が分離部２３にブローバイガスからオイルを十分に分離可能な流速範囲内になるため、ブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。 The flow rate of blow-by gas flowing into the separation unit 23 is adjusted by a cross-sectional area adjusting mechanism 30 provided in the gas introduction pipe 28. For example, the pressure difference between the front and rear of the separator, which is the difference between the pressure in the gas introduction pipe 28 upstream of the cross-sectional area adjustment mechanism 30 and the pressure in the gas discharge pipe 22, is small, and therefore the flow rate of blow-by gas flowing into the separation unit 23 When there is little, the valve body 31 is driven in the closing direction by the return spring 33, so that the cross-sectional area of the flow path of the gas introduction pipe 28 is reduced and the flow velocity of blow-by gas when flowing into the separation portion 23 is increased. Thereby, since a strong swirl flow can be formed in the separation part 23, oil can be appropriately separated from the blow-by gas even if the flow rate of the blow-by gas is small. On the other hand, when the pressure difference across the separator is large and the flow rate of the blow-by gas flowing into the separator 23 is large, the valve body 31 is driven in the opening direction opposite to the closing direction by being pushed by the blow-by gas. The flow passage cross-sectional area of the introduction pipe 28 is increased. When the pressure difference between the front and back of the separator becomes a predetermined value or more and the flow rate of blow-by gas becomes a predetermined amount or more, the valve body 31 is driven to the fully open position and the gas introduction pipe 28 is fully opened. Therefore, blow-by gas can be quickly introduced into the separation unit 23. When the flow rate of the blow-by gas is large as described above, the flow rate of the blow-by gas flowing from the fully-open gas introduction pipe 28 is within the flow rate range in which oil can be sufficiently separated from the blow-by gas into the separation unit 23. The oil can be properly separated from the gas.

以上に説明したように、第１の形態に係るオイルセパレータ２０Ａによれば、断面積調整機構３０によりセパレータ前後圧力差が小さくブローバイガスの流量が少ない場合は分離部２３に流入するブローバイガスの流速を高め、オイルセパレータ２０Ａにてブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。一方、セパレータ前後圧力差が大きくブローバイガスの流量が多い場合はガス導入管２８の流路断面積が全開になるため、分離部２３にブローバイガスを速やかに導入することができる。このように本発明のオイルセパレータ２０Ａによれば、広い流量範囲においてブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。また、断面積調整機構３０は、ガス導入管２８内に設けられるので、オイルセパレータ２０Ａの大型化を抑制することができる。さらに、この形態では、弁体３１がリターンスプリング３３及びブローバイガスにて回転駆動されるので、弁体３１を駆動するための駆動装置を設ける必要がない。 As described above, according to the oil separator 20A according to the first embodiment, the flow rate of the blow-by gas flowing into the separation unit 23 when the cross-sectional area adjustment mechanism 30 has a small pressure difference across the separator and the flow rate of the blow-by gas is small. The oil can be appropriately separated from the blow-by gas by the oil separator 20A. On the other hand, when the separator pressure difference is large and the flow rate of blow-by gas is large, the flow passage cross-sectional area of the gas introduction pipe 28 is fully opened, so that blow-by gas can be quickly introduced into the separation part 23. Thus, according to the oil separator 20A of the present invention, oil can be appropriately separated from blow-by gas in a wide flow rate range. Moreover, since the cross-sectional area adjustment mechanism 30 is provided in the gas introduction pipe 28, the oil separator 20A can be prevented from being enlarged. Furthermore, in this embodiment, since the valve body 31 is rotationally driven by the return spring 33 and blow-by gas, it is not necessary to provide a drive device for driving the valve body 31.

（第２の形態）
次に図４〜図８を参照して本発明の第２の形態に係るオイルセパレータについて説明する。図４は第２の形態に係るオイルセパレータが組み込まれた内燃機関の概略を示す図であり、図５はオイルセパレータを拡大して示す図である。また、図６は、図５のVI−VI線におけるオイルセパレータの断面を示す図である。すなわち、図４〜図６は第１の形態の図１〜図３にそれぞれ対応する図である。そのため、図４〜図６において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。 (Second form)
Next, an oil separator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view showing an outline of an internal combustion engine in which the oil separator according to the second embodiment is incorporated, and FIG. 5 is an enlarged view showing the oil separator. Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the cross section of the oil separator in the VI-VI line of FIG. 4 to 6 correspond to FIGS. 1 to 3 of the first embodiment, respectively. Therefore, in FIG. 4 to FIG. 6, the same reference numerals are given to portions common to the first embodiment, and the description thereof is omitted.

第２の形態のオイルセパレータ２０Ｂでは、リターンスプリング３３に代わって弁体３１が駆動手段としてのアクチュエータ４０にて駆動される点が異なる。図５に示したようにアクチュエータ４０の出力軸には、回転軸３２が一体に回転するように連結される。なお、アクチュエータ４０には、出力軸の回転位置を検出するためのレゾルバ、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ４０ａが内蔵されている。また、オイルセパレータ２０Ｂは、断面積調整機構３０より上流のガス導入管２８内の圧力と気体排出管２２内の圧力との差（セパレータ前後圧力差）に対応する信号を出力する差圧検出手段としての差圧センサ４１と、逆止弁２７が閉弁状態に維持されるように弁体２７ａの移動を禁止する禁止位置と弁体２７ａの移動を許可する許可位置とに切り替え可能な逆止弁動作禁止機構４２とを備えている。なお、通常、この逆止弁動作禁止機構４２は許可位置に切り替えられており、逆止弁２７は開弁可能な状態に維持される。 The oil separator 20B of the second embodiment is different in that the valve body 31 is driven by an actuator 40 as a driving means instead of the return spring 33. As shown in FIG. 5, the rotary shaft 32 is connected to the output shaft of the actuator 40 so as to rotate integrally. The actuator 40 incorporates a position detection sensor 40a such as a resolver and a rotary encoder for detecting the rotational position of the output shaft. The oil separator 20B also outputs a differential pressure detecting means for outputting a signal corresponding to the difference between the pressure in the gas introduction pipe 28 upstream of the cross-sectional area adjusting mechanism 30 and the pressure in the gas discharge pipe 22 (separator front-rear pressure difference). And a check position that can be switched between a prohibition position for prohibiting the movement of the valve element 27a and a permission position for permitting the movement of the valve element 27a so that the check valve 27 is maintained in a closed state. And a valve operation prohibiting mechanism 42. Normally, the check valve operation prohibiting mechanism 42 is switched to the permitted position, and the check valve 27 is maintained in a state where it can be opened.

アクチュエータ４０及び逆止弁動作禁止機構４２の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、種々のセンサからの出力信号を参照してスロットルバルブ７などの動作を制御し、これによりエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ５０には、例えばコンプレッサ８ａより下流の吸気の圧力（過給圧）に対応する信号を出力する過給圧センサ５１、コンプレッサ８ａより下流の吸気の温度（以下、過給温度と称することがある。）に対応する信号を出力する吸気温センサ５２、エンジン１のオイルの温度に対応する信号を出力する油温センサ５３、及びエンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ５４などが接続されている。また、図５に示したようにＥＣＵ５０には、差圧センサ４１及びアクチュエータ４０の位置検出センサ４０ａも接続されている。 The operations of the actuator 40 and the check valve operation prohibiting mechanism 42 are controlled by an engine control unit (ECU) 50, respectively. The ECU 50 is configured as a computer including a microprocessor and peripheral devices such as RAM and ROM necessary for its operation, and controls the operation of the throttle valve 7 with reference to output signals from various sensors. It is a well-known computer unit that controls the operating state of one. For example, the ECU 50 may output a signal corresponding to the pressure of the intake air (supercharging pressure) downstream from the compressor 8a, and the temperature of the intake air downstream of the compressor 8a (hereinafter referred to as supercharging temperature). )), An oil temperature sensor 53 that outputs a signal corresponding to the oil temperature of the engine 1, and a signal that corresponds to the engine speed (rotation speed) of the engine 1. A crank angle sensor 54 and the like are connected. Further, as shown in FIG. 5, the ECU 50 is also connected with a differential pressure sensor 41 and a position detection sensor 40 a of the actuator 40.

図７は、ＥＣＵ５０が弁体３１の開度を制御するためにエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する弁動作制御ルーチンを示すフローチャートである。図７の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ５０が本発明の制御手段として機能する。 FIG. 7 is a flowchart showing a valve operation control routine that the ECU 50 repeatedly executes at a predetermined cycle during operation of the engine 1 in order to control the opening degree of the valve body 31. By executing the control routine of FIG. 7, the ECU 50 functions as the control means of the present invention.

図７の制御ルーチンにおいてＥＣＵ５０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、セパレータ前後圧力差、過給温度、過給圧、オイルの温度、及び回転数などが取得される。続くステップＳ１２においてＥＣＵ５０は、取得したセパレータ前後圧力差に基づいて弁体３１の開度を算出する。弁体３１の開度の算出は、例えば図８に一例を示したようにセパレータ前後圧力差と弁体３１の開度との関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ５０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照して行えばよい。上述したようにセパレータ前後圧力差が小さい場合はオイルセパレータ２０Ｂに導かれるブローバイガスの流量が少なく、セパレータ前後圧力差が大きいほどブローバイガスの流量が増加する。そこで、弁体３１の開度としては、図８に一例を示したようにセパレータ前後圧力差が小さい場合はガス導入管２８の流路断面積が小さくなる閉じ側の開度が算出される。なお、図８に示したように弁体３１は、最も閉じ側に駆動された場合においても最小面積位置までしか駆動されず、ガス導入管２８が全閉にならないように制御される。一方、セパレータ前後圧力差が大きい場合はガス導入管２８の流路断面積が大きくなる開き側の開度が算出される。また、セパレータ前後圧力差が予め設定した所定値以上になった場合はガス導入管２８が全開になるように全開位置が算出される。次のステップＳ１３においてＥＣＵ５０は、弁体３１の開度が算出した開度になるようにアクチュエータ４０を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。 In the control routine of FIG. 7, the ECU 50 first acquires the operating state of the engine 1 in step S11. As the operating state of the engine 1, a separator front-rear pressure difference, a supercharging temperature, a supercharging pressure, an oil temperature, a rotational speed, and the like are acquired. In subsequent step S12, the ECU 50 calculates the opening degree of the valve body 31 based on the acquired pressure difference across the separator. For example, as shown in FIG. 8, for example, the opening degree of the valve body 31 is obtained by previously obtaining the relationship between the pressure difference between the separator front and back and the opening degree of the valve body 31 and storing it in the ROM of the ECU 50 as a map. It is sufficient to refer to this map. As described above, when the pressure difference across the separator is small, the flow rate of blow-by gas guided to the oil separator 20B is small, and the flow rate of blow-by gas increases as the pressure difference across the separator increases. Therefore, as the opening degree of the valve body 31, as shown in an example in FIG. 8, when the pressure difference between the front and rear of the separator is small, the opening degree on the closed side where the flow path cross-sectional area of the gas introduction pipe 28 becomes small is calculated. In addition, as shown in FIG. 8, even when the valve body 31 is driven to the most closed side, the valve body 31 is driven only to the minimum area position, and the gas introduction pipe 28 is controlled not to be fully closed. On the other hand, when the pressure difference across the separator is large, the opening on the opening side where the flow path cross-sectional area of the gas introduction pipe 28 is large is calculated. Further, when the pressure difference across the separator is greater than or equal to a predetermined value set in advance, the fully opened position is calculated so that the gas introduction pipe 28 is fully opened. In the next step S13, the ECU 50 controls the actuator 40 so that the opening degree of the valve body 31 becomes the calculated opening degree. Thereafter, the current control routine is terminated.

この第２の形態のオイルセパレータ２０Ｂによれば、セパレータ前後圧力差が小さくブローバイガスの流量が少ない場合は弁体３１が閉じ側に制御されるので、分離部２３に流入するブローバイガスの流速を高め、分離部２３に強い旋回流を形成することができる。そのため、ブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。一方、セパレータ前後圧力差が大きくブローバイガスの流量が多い場合は弁体３１が開き側に制御されるので、分離部２３に速やかにブローバイガスを導入できる。そのため、従来よりも広い流量範囲においてブローバイガスからオイルを適切に分離することができる。また、このようにアクチュエータ４０で弁体３１を制御することにより、逆止弁２７の前後の圧力の差が所定の開弁差圧に達しないように分離部２３の圧力を精度良く制御することができる。なお、弁体３１を制御するためのパラメータは、セパレータ前後圧力差に限定されない。叙述したようにブローバイガスの流量はセパレータ前後圧力差と相関しているので、ブローバイガスの流量を推定したり検出したりして取得し、取得したブローバイガスの流量に応じて弁体３１を制御してもよい。 According to the oil separator 20B of the second embodiment, when the separator front-rear pressure difference is small and the flow rate of blow-by gas is small, the valve body 31 is controlled to the closed side, so the flow rate of blow-by gas flowing into the separation unit 23 is reduced. It is possible to form a strong swirl flow in the separation part 23. Therefore, oil can be appropriately separated from blow-by gas. On the other hand, when the separator front-rear pressure difference is large and the flow rate of blow-by gas is large, the valve body 31 is controlled to open, so that blow-by gas can be quickly introduced into the separation unit 23. Therefore, oil can be appropriately separated from blow-by gas in a wider flow range than before. In addition, by controlling the valve body 31 with the actuator 40 in this way, the pressure of the separation unit 23 is accurately controlled so that the pressure difference before and after the check valve 27 does not reach a predetermined valve opening differential pressure. Can do. Note that the parameter for controlling the valve body 31 is not limited to the pressure difference across the separator. As described above, since the flow rate of blow-by gas correlates with the pressure difference across the separator, it is obtained by estimating or detecting the flow rate of blow-by gas, and the valve body 31 is controlled according to the obtained flow rate of blow-by gas. May be.

弁体３１の制御方法は、上述した制御方法に限定されない。例えば、セパレータ前後圧力差に基づいて算出した弁体３１の開度をセパレータ前後圧力差以外のエンジン１の運転状態を示すパラメータに応じて補正し、この補正後の開度に調整されるように弁体３１を制御してもよい。過給温度が高いほど吸気通路４に導かれたオイルが吸気通路４や吸気通路４に設けられた機器に固着し易くなり、オイルコーキングが発生し易くなる。そして、サイクロン方式のオイルセパレータにおいては、分離部に流入するガスの流速を高くするほど、小さい粒子のオイルミストの捕集効率を向上させることができる。そこで、過給温度が高い場合は過給温度が低い場合と比較して分離部２３に流入するブローバイガスの流速が速くなるように弁体３１の開度を閉じ側に補正してもよい。このように弁体３１の開度を補正することにより、吸気通路４に導かれるオイルの量をさらに低減させ、オイルコーキングの発生を抑制することができる。 The control method of the valve body 31 is not limited to the control method mentioned above. For example, the opening degree of the valve body 31 calculated based on the separator front-rear pressure difference is corrected according to a parameter indicating the operating state of the engine 1 other than the separator front-rear pressure difference, and adjusted to the corrected opening degree. The valve body 31 may be controlled. The higher the supercharging temperature, the easier the oil guided to the intake passage 4 adheres to the intake passage 4 and the equipment provided in the intake passage 4, and oil coking is more likely to occur. In the cyclone type oil separator, the collection efficiency of the oil mist of small particles can be improved as the flow rate of the gas flowing into the separation unit is increased. Therefore, when the supercharging temperature is high, the opening degree of the valve body 31 may be corrected to the close side so that the flow rate of blow-by gas flowing into the separation unit 23 becomes faster than when the supercharging temperature is low. By correcting the opening degree of the valve body 31 in this way, the amount of oil guided to the intake passage 4 can be further reduced, and the occurrence of oil coking can be suppressed.

また、弁体３１の開度は、過給圧、オイルの温度、及びエンジン１の暖機状態などに応じて補正してもよい。これらの運転パラメータは、ブローバイガスに含まれるオイルの量と相関関係を有している。例えば、過給圧が高い場合は過給圧が低い場合と比較してブローバイガスに含まれるオイルの量が増加する。また、オイルの温度が高い場合もオイルの温度が低い場合と比較してブローバイガスに含まれるオイルの量が増加する。さらに、暖機中のエンジン１では、暖機完了後のエンジン１と比較してブローバイガス中のオイルの量が多くなる。そこで、過給圧が高い場合、オイルの温度が高い場合、又はエンジン１が暖機中の場合は、弁体３１の開度を閉じ側に補正する。このように弁体３１の開度を補正することにより、オイルセパレータ２０Ｂにおいてより多くのオイルをブローバイガスから分離することができるので、吸気通路４へのオイルの流入を抑制できる。 Further, the opening degree of the valve body 31 may be corrected according to the supercharging pressure, the oil temperature, the warm-up state of the engine 1, and the like. These operating parameters have a correlation with the amount of oil contained in the blowby gas. For example, when the supercharging pressure is high, the amount of oil contained in the blow-by gas increases compared to when the supercharging pressure is low. Also, when the oil temperature is high, the amount of oil contained in the blow-by gas increases compared to when the oil temperature is low. Further, in the engine 1 that is warming up, the amount of oil in the blow-by gas is larger than that in the engine 1 after completion of warming up. Therefore, when the supercharging pressure is high, when the oil temperature is high, or when the engine 1 is warming up, the opening degree of the valve body 31 is corrected to the closed side. By correcting the opening degree of the valve body 31 in this way, more oil can be separated from the blow-by gas in the oil separator 20B, so that the inflow of oil into the intake passage 4 can be suppressed.

なお、このように弁体３１の開度を補正する場合、分離部２３の圧力が高くなって逆止弁２７の前後の差圧と開弁差圧との差が殆ど無くなり、逆止弁２７が開いてオイルが逆流するおそれがある。そこで、このように分離部２３の圧力が高くなると予想される場合は逆止弁動作禁止機構４２を禁止位置に切り替えてもよい。これにより、逆止弁２７を介したオイルの逆流を防止することができる。 When the opening degree of the valve body 31 is corrected in this way, the pressure of the separation portion 23 increases, and the difference between the differential pressure before and after the check valve 27 and the valve opening differential pressure almost disappears. May open and the oil may flow backward. Therefore, when the pressure of the separation unit 23 is expected to increase as described above, the check valve operation prohibiting mechanism 42 may be switched to the prohibit position. Thereby, the backflow of oil through the check valve 27 can be prevented.

本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明のオイルセパレータが適用される装置は内燃機関に限定されず、オイルを含んだガスが発生し、そのガスからオイルを分離する必要がある種々の装置に適用してよい。 This invention is not limited to each form mentioned above, It can implement with a various form. For example, an apparatus to which the oil separator of the present invention is applied is not limited to an internal combustion engine, and may be applied to various apparatuses that generate a gas containing oil and need to separate the oil from the gas.

本発明の第１の形態に係るオイルセパレータが組み込まれた内燃機関の概略を示す図。The figure which shows the outline of the internal combustion engine in which the oil separator which concerns on the 1st form of this invention was integrated. 第１の形態に係るオイルセパレータを拡大して示す図。The figure which expands and shows the oil separator which concerns on a 1st form. 図２のIII−III線におけるオイルセパレータの断面を示す図。The figure which shows the cross section of the oil separator in the III-III line of FIG. 本発明の第２の形態に係るオイルセパレータが組み込まれた内燃機関の概略を示す図。The figure which shows the outline of the internal combustion engine in which the oil separator which concerns on the 2nd form of this invention was integrated. 第２の形態に係るオイルセパレータを拡大して示す図。The figure which expands and shows the oil separator which concerns on a 2nd form. 図５のVI−VI線におけるオイルセパレータの断面を示す図。The figure which shows the cross section of the oil separator in the VI-VI line of FIG. ＥＣＵが実行する弁動作制御ルーチンを示すフローチャート。The flowchart which shows the valve operation control routine which ECU performs. セパレータ前後圧力差と弁体の開度との関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship between a separator front-back pressure difference and the opening degree of a valve body.

符号の説明Explanation of symbols

１内燃機関
８ターボ過給機
８ａコンプレッサ
２０Ａ、２０Ｂオイルセパレータ
２１本体
２２気体排出管
２３分離部
２４液体排出管
２５オイル貯留部
２７逆止弁
２８ガス導入管（導入管）
２８ａ出口部
３０断面積調整機構（流路断面積変更手段）
３１弁体
３３リターンスプリング（付勢手段）
４０アクチュエータ（駆動手段）
４１差圧センサ（差圧検出手段）
５０エンジンコントロールユニット（制御手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 8 Turbocharger 8a Compressor 20A, 20B Oil separator 21 Main body 22 Gas discharge pipe 23 Separation part 24 Liquid discharge pipe 25 Oil storage part 27 Check valve 28 Gas introduction pipe (introduction pipe)
28a Outlet part 30 Cross-sectional area adjustment mechanism (channel cross-sectional area changing means)
31 Valve body 33 Return spring (biasing means)
40 Actuator (drive means)
41 Differential pressure sensor (Differential pressure detection means)
50 Engine control unit (control means)

Claims

円筒状の分離部を有する本体と、前記分離部に前記分離部の接線方向からガスが導入されるように前記本体に接続される導入管と、前記本体の下部に接続される液体排出管と、前記本体の上部に接続される気体排出管と、を備え、
前記導入管から前記分離部に流入したオイルを含むガスに遠心力を利用した気液分離作用を与え、得られたオイルを前記液体排出管から排出し、残余のガスを前記気体排出管から排出するオイルセパレータにおいて、
前記導入管内の圧力と前記気体排出管内の圧力との差であるセパレータ前後圧力差又は前記セパレータ前後圧力差と相関する物理量の少なくともいずれか一方に応じて前記導入管の出口部の流路断面積を変更する流路断面積変更手段を備えることを特徴とするオイルセパレータ。 A main body having a cylindrical separation part, an introduction pipe connected to the main body so that gas is introduced into the separation part from a tangential direction of the separation part, and a liquid discharge pipe connected to a lower part of the main body A gas exhaust pipe connected to the upper part of the main body,
A gas-liquid separation action using centrifugal force is applied to the gas containing oil flowing into the separation part from the introduction pipe, and the obtained oil is discharged from the liquid discharge pipe, and the remaining gas is discharged from the gas discharge pipe. In the oil separator
The flow path cross-sectional area of the outlet part of the introduction pipe according to at least one of the separator front-rear pressure difference or the physical quantity correlated with the separator front-rear pressure difference, which is the difference between the pressure in the introduction pipe and the pressure in the gas discharge pipe An oil separator comprising a channel cross-sectional area changing means for changing the flow rate.

前記流路断面積変更手段は、前記セパレータ前後圧力差が小さい場合に前記セパレータ前後圧力差が大きい場合と比べて前記導入管の出口部の流路断面積が小さくなるように前記セパレータ前後圧力差又は前記物理量の少なくともいずれか一方に応じて前記導入管の流路断面積を変更する請求項１に記載のオイルセパレータ。 The flow path cross-sectional area changing means is configured to reduce the pressure difference across the separator so that the flow path cross-sectional area at the outlet of the introduction pipe is smaller when the pressure difference across the separator is small than when the pressure difference across the separator is large. The oil separator according to claim 1, wherein a flow path cross-sectional area of the introduction pipe is changed according to at least one of the physical quantities.

前記液体排出管には、前記本体と連通するように設けられて前記本体から排出されたオイルが貯留されるオイル貯留部と、前記オイル貯留部から外部へのオイルの流出を許容するとともに外部から前記オイル貯留部へのオイルの流入を阻止し、かつ所定の開弁差圧で開弁する逆止弁と、が設けられ、
前記流路断面積変更手段は、前記逆止弁の前後の差圧が前記開弁差圧よりも小さくなるように前記セパレータ前後圧力差又は前記物理量の少なくともいずれか一方に応じて前記導入管の流路断面積を変更する請求項１又は２に記載のオイルセパレータ。 The liquid discharge pipe is provided so as to communicate with the main body and stores an oil storage section for storing oil discharged from the main body, and allows the oil to flow out from the oil storage section to the outside and from the outside. A check valve that prevents oil from flowing into the oil reservoir and opens at a predetermined valve opening differential pressure; and
The flow path cross-sectional area changing means is configured to change the pressure in the introduction pipe according to at least one of the separator front-rear pressure difference and the physical quantity so that the differential pressure before and after the check valve is smaller than the valve opening differential pressure. The oil separator according to claim 1 or 2, wherein the flow path cross-sectional area is changed.

前記流路断面積変更手段として、前記導入管の出口部の流路断面積を変更可能なように前記導入管を全開する全開位置と前記全開位置より閉じ側に設定される所定の最小面積位置との間で移動可能であり、かつ一端がガス流れの上流側に、他端がガス流れの下流側にそれぞれ配置され、さらに前記導入管内に前記一端を中心に回転可能に設けられる弁体と、前記導入管の流路断面積が減少する方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、が設けられる請求項１〜３のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。 As the flow path cross-sectional area changing means, a fully open position for fully opening the introduction pipe so as to be able to change a flow path cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe, and a predetermined minimum area position set on the closed side from the full open position And a valve body provided at one end on the upstream side of the gas flow and at the other end on the downstream side of the gas flow, and further provided in the introduction pipe so as to be rotatable around the one end. The oil separator according to any one of claims 1 to 3, further comprising an urging unit that urges the valve body in a direction in which a flow path cross-sectional area of the introduction pipe decreases.

前記弁体は、前記導入管の壁面のうち前記分離部の中心に近い側に位置する壁面に設けられる請求項４に記載のオイルセパレータ。 5. The oil separator according to claim 4, wherein the valve body is provided on a wall surface located on a side closer to a center of the separation portion of the wall surface of the introduction pipe.

前記流路断面積変更手段として、前記導入管の出口部の流路断面積を変更可能なように前記導入管を全開する全開位置と前記全開位置より閉じ側に設定される所定の最小面積位置との間で移動可能であり、かつ一端がガス流れの上流側に、他端がガス流れの下流側にそれぞれ配置され、さらに前記導入管内に前記一端を中心に回転可能に設けられる弁体と、前記弁体を駆動する駆動手段と、前記セパレータ前後圧力差を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段が検出したセパレータ前後圧力差に基づいて前記弁体の開度が変更されるように前記駆動手段を制御する制御手段と、が設けられる請求項１又は２に記載のオイルセパレータ。 As the flow path cross-sectional area changing means, a fully open position for fully opening the introduction pipe so as to be able to change a flow path cross-sectional area of the outlet portion of the introduction pipe, and a predetermined minimum area position set on the closed side from the full open position And a valve body provided at one end on the upstream side of the gas flow and at the other end on the downstream side of the gas flow, and further provided in the introduction pipe so as to be rotatable around the one end. The opening degree of the valve body is changed based on the drive means for driving the valve body, the differential pressure detection means for detecting the pressure difference across the separator, and the pressure difference across the separator detected by the differential pressure detection means The oil separator according to claim 1, further comprising a control unit that controls the driving unit.

前記オイルセパレータは、ブローバイガスからオイルを分離するべく内燃機関に設けられ、
前記制御手段は、前記ブローバイガスに含まれるオイルの量と相関関係を有する前記内燃機関の運転パラメータに基づいて前記弁体の開度を補正する請求項６に記載のオイルセパレータ。 The oil separator is provided in the internal combustion engine to separate oil from blow-by gas,
The oil separator according to claim 6, wherein the control unit corrects the opening degree of the valve body based on an operation parameter of the internal combustion engine having a correlation with an amount of oil contained in the blow-by gas.

前記内燃機関の運転パラメータは、前記内燃機関のオイルの温度、前記内燃機関の暖機状態、前記内燃機関に設けられるターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気の圧力のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載のオイルセパレータ。 The operating parameter of the internal combustion engine is at least one of an oil temperature of the internal combustion engine, a warm-up state of the internal combustion engine, and a pressure of intake air downstream from a compressor of a turbocharger provided in the internal combustion engine. The oil separator according to claim 7, wherein: