JP2010090802A - 内燃機関のブローバイガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新気とブローバイガスの流れが一方向となって新気とブローバイガスが途中で混合されることなく換気できるようにしかつブローバイガスのチェーンカバー内での滞留を防止して内燃機関内の換気性能を向上し、オイル劣化や白濁の発生を抑制する。
【解決手段】ヘッドカバー５に、カム室内とは独立させて一端部に吸気系８への出口を有する第１のブローバイガス通路２５を設けるとともに、新気１５をカム室内に供給する新気通路２２を第１のブローバイガス通路２５とは独立させて設け、チェーンカバー４内に、クランクルーム７内と第１のブローバイガス通路２５を連通する第２のブローバイガス通路３０を設け、クランクルーム７内から第１のブローバイガス通路２５に連通する第１の連通路２８と新気１５をカム室からクランクルーム７内に導く第２の連通路２４を相互に独立させて設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のクランクルームにおけるブローバイガスを、そのブローバイガス中のオイルを分離して吸気に還流させる内燃機関のブローバイガス還流装置に関するものである。

内燃機関において、クランクルーム内のブローバイガスを吸気系に還流して処理するとともに、そのブローバイガス中のオイル分を前もって分離除去するため、ブローバイガス通路にオイルセパレータ部（気液分離室）を設けることは従来から知られている。また、ブローバイガス通路をシリンダブロックの側面部に配設してその途中にオイルセパレータ室を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、吸気系のスロットルバルブの上流側からクランクケース内に新気を導入するとともに、クランクケース内におけるブローバイガスをシリンダブロック、シリンダヘッド及びヘッドカバーに設けたブローバイガス通路を通して吸気系のスロットルバルブの下流側に還流させるようにしたＰＣＶ（Positive Crankroom Ventilation）方式のブローバイガス還流装置も知られている。

このＰＣＶ方式のプローバイガス還流装置として、図８に示すように、吸気系６１のスロットルバルブ６２の上流側で取り込んだ新気６３（破線で示す）を、ヘッドカバー６４からシリンダヘッド６５のカム室及びシリンダブロック６６に設けられたオイル落し穴６７を通してクランクルーム６８内に導入し、クランクルーム６８内におけるブローバイガス７０を、実線矢印で示すように、シリンダブロック６６及びシリンダヘッド６５を貫通しかつその途中のシリンダブロック６６の側面にオイルセパレータ室７２が設けられているブローバイガス通路７１と、ヘッドカバー６４に設けられたブローバイガス通路７３とを通してＰＣＶバルブ７４を介して吸気系６１のスロットルバルブ６２の下流側に還流させるようにした構成が考えられる。

また、チェーンカバーに、エンジンマウント装置の慣性主軸上のマウント用取付部を設け、その内部空間に、ブローバイガスからオイルを分離するブリーザ室を設け、チェーンカバー内のブローバイガス通路を通してブリーザ室にブローバイガスを導入するようにしてスペースの有効利用を図ったものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−９６４７号公報 特開平１０−４７１５７号公報

ところが、図８に示したような構成においては、クランクルーム６８内からチェーンカバー７５内にブローバイガス７０が入り込み、仮想線で囲んで示したようなブローバイガス溜り７６を発生するとともに、その一部がシリンダヘッド６５のカム室内に流入し、このカム室内からオイル落し穴６７を通ってクランクルーム６８に流入する新気６３に混合するため、効率良くブローバイガス７０を換気することができないという問題があり、またブローバイガス７０がチェーンカバー７５内に滞留してそのオイルが油滴となって付着したり、滞留しているブローバイガス７０の一部がカム室に入って高温下で激しい攪拌作用を受けることでオイル劣化や白濁を生じ易いという問題があり、またシリンダブロック６６の側面のオイルセパレータ室７２は、シリンダブロック６６の側面に形成した凹部の開口をカバープレートで閉蓋して構成されているが、そのカバープレートの接合部のシールのために組み付け工数がかかるとともに、接合部から外部にオイル漏れを生じる恐れかあるという問題がある。

一方、特許文献２に開示された構成は、クランクルーム内のブローバイガスをチェーンカバー内のブローバイガス通路とブリーザ室を通して直接吸気系に還流させているだけであり、チェーンカバー内のブローバイガスの滞留を防止することはできるが、クランクルーム内のブローバイガスを効率良く換気するという問題点の解決手段を示唆するものではない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ＰＣＶ方式で導入される新気とブローバイガスの流れが一方向となって新気とブローバイガスが途中で混合されることなく換気できかつブローバイガスのチェーンカバー内での滞留を防止できて内燃機関内の換気性能を向上でき、オイル劣化や白濁の発生を抑制することができる内燃機関のブローバイガス還流装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関のブローバイガス還流装置は、一端部に吸気系への出口を有する第１のブローバイガス通路をシリンダヘッド内に開放されたカム室内とは独立させてヘッドカバーに設け、クランクルーム内から第１のブローバイガス通路の他端部に連通する第１の連通路をシリンダブロック及びシリンダヘッドを貫通して設け、一端部がクランクルーム内に連通し、他端部が第１のブローバイガス通路に接続される第２のブローバイガス通路をチェーンカバー内に設け、新気をカム室内に供給する新気通路を第１のブローバイガス通路とは独立させてヘッドカバーに設け、新気をカム室からクランクルーム内に導く第２の連通路を第１の連通路とは独立してシリンダブロックに設けたものである。

この構成によると、ＰＣＶ方式で導入される新気はヘッドカバーに設けた新気通路を通ってカム室に入り、シリンダブロックに設けた第２の連通路を通ってクランクルーム内に入り、クランクルーム内のブローバイガスは、シリンダブロック及びシリンダヘッドを貫通して設けた設けた第１の連通路とヘッドカバーに設けた第１のブローバイガス通路を通ってその一端の吸気系への出口に至る第１の経路と、チェーンカバー内に設けた第２のブローバイガス通路を通って上記第１のブローバイガス通路に至る第２の経路とを経て吸気系に還流されるので、新気とブローバイガスの流れが一方向となって新気とブローバイガスが途中で混合されることなく換気でき、かつブローバイガスの第２の経路がチェーンカバー内を通ることでチェーンカバー内にブローバイガスが滞留するのを防止できるとともにブローバイガスがカム室を通らないので、内燃機関内の換気性能を向上できるとともにオイル劣化や白濁の発生を抑制することができ、またシリンダブロックの側面にオイルセパレータ部を設けないので、組み付け工数を削減できてコスト低下を図ることができるとともに、オイルセパレータ部からのオイル漏れの恐れも無くすことができるという効果を奏することができる。

また、第１のブローバイガス通路は、一端部と他端部の間にオイルセパレータ部を有し、第２のブローバイガス通路は、チェーンカバーのエンジンマウント部の裏面側の凹部空間に配置されたオイルセパレータボックスにてその一部を構成するとともに、このオイルセパレータボックスから延出した接続ダクトを第１のブローバイガス通路の一端部に接続した構成とすると、第１の経路を通るブローバイガスはヘッドカバーに設けたオイルセパレータ部にて、第２の経路を通るブローバイガスはチェーンカバーのエンジンマウント部の裏面側の凹部空間に配置したオイルセパレータボックスにてそれぞれオイルを気液分離でき、両経路を通るブローバイガスのオイルを確実に分離除去できるとともに、エンジンマウント部の裏面側のデッドスペースを有効利用して省スペースを図ることができる。

本発明の内燃機関のブローバイガス還流装置によれば、新気がブローバイガス経路と独立した経路を通ってクランクルーム内に流入し、クランクルーム内のブローバイガスはシリンダブロックとシリンダヘッドを貫通してヘッドカバーに設けた第１のブローバイガス通路を通る第１の経路と、チェーンカバー内に設けた第２のブローバイガス通路を通る第２の経路との両経路を経て吸気系に還流されるので、新気とブローバイガスの流れが一方向となって新気とブローバイガスが途中で混合されることなく換気でき、かつチェーンカバー内にブローバイガスが滞留するのを防止できるとともにブローバイガスがカム室を通らないので、内燃機関内の換気性能を向上できるとともにオイル劣化や白濁の発生を抑制することができ、またシリンダブロックの側面にオイルセパレータ部を設けないので、組み付け工数を削減できてコスト低下を図ることができるとともに、オイルセパレータ部からのオイル漏れの恐れも無くすことができる。

以下、本発明の内燃機関のブローバイガス還流装置の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。

図１において、１は内燃機関で、上部に複数の気筒が並列配設され、下部にクランクルーム７の上部を形成するシリンダブロック２と、シリンダブロック２上に配置され、下部に各気筒に対応する燃焼室が、上部にカム室が形成されたシリンダヘッド３と、シリンダブロック２とシリンダヘッド３にわたってそれらの前面、すなわちタイミングチェーンや補機が配置される側の端面に配置されたチェーンカバー４と、シリンダヘッド３とチェーンカバー４の上部に配置され、カム室の上部を覆うヘッドカバー５と、シリンダブロック２の下部に配置され、クランクルーム７の下部とオイル溜め部６ａを形成するオイルパン６にて構成されている。

内燃機関１は、シリンダヘッド３の各燃焼室に吸気エアを供給する吸気系８と排気ガスを排出する排気系（図示せず）とを備えており、その吸気系８は外気をエアクリーナ９を通して取り入れ、スロットルバルブ１０にて吸気量を制御して吸気マニホールドと吸気バルブを介して各燃焼室に供給するように構成されている。一方、内燃機関１の運転に伴って燃焼ガスの一部がクランクルーム７内に漏れ出してブローバイガス１１が発生し、クランクルーム７にブローバイガス滞留領域１２が形成される。

このブローバイガス滞留領域１２に吸気系８の新気を導入し、ブローバイガス１１をクランクルーム７から押し出して吸気系８に還流させるＰＣＶ方式のブローバイガス還流装置１３が配設されている。ブローバイガス還流装置１３は、吸気系８のスロットルバルブ１０より上流位置に設けられた新気取出口１４ａから取り出した新気１５を、新気供給管１４及び破線矢印で示す新気導入経路１６を通してクランクルーム７内のブローバイガス滞留領域１２に向けて導入するとともに、ブローバイガス滞留領域１２のブローバイガス１１を、実線矢印で示すブローバイガス還流経路１７を通してヘッドカバー５に配設されたＰＣＶバルブ１８に至らせ、このＰＣＶバルブ１８にて流量制御してブローバイガス管１９を通して吸気系８のスロットルバルブ１０より下流位置に設けられたブローバイガス流入口１９ａから吸気中に混入させるように構成されている。

新気導入経路１６は、ヘッドカバー５の上面に設けられた新気入口２１とヘッドカバー５の下面に設けられた出口開口２３との間を連通し、新気をシリンダヘッド３のカム室内に導入する新気通路２２と、シリンダヘッド３のカム室からシリンダブロック２を貫通してクランクルーム７内に新気を導入する第２の連通路２４にて構成されている。この第２の連通路２４は具体的には、オイルをシリンダヘッド３からオイルパン６に戻すためにシリンダブロック２に複数形成されているオイル落し穴が兼用されている。

ブローバイガス還流経路１７は、ヘッドカバー５の上面に配設された出口としてのＰＣＶバルブ１８とヘッドカバー５の下面に設けられた第１の流入口２７との間を連通し、その間にオイルセパレータ部２６を有する第１のブローバイガス通路２５と、第１のブローバイガス通路２５の流入口２７とクランクルーム７内との間を連通するようにシリンダヘッド２及びシリンダブロック３を貫通して設けられた第１の連通路２８と、第１のブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ１８の近傍位置に連通してヘッドカバー５の下面に設けられた第２の流入口２９とクランクルーム７内との間をチェーンカバー４内を通して連通し、その間にオイルセパレータボックス３１が配設された第２のブローバイガス通路３０にて構成されている。なお、ブローバイガスが流通する第１の連通路２８と新気が流通する第２の連通路２４とは相互に独立して形成されており、また第１のブローバイガス通路２５はシリンダヘッド３のカム室及び新気通路２２に対して独立して形成されている。

次に、新気導入経路１６とブローバイガス還流経路１７の具体的な構成を、図２〜図７を参照して説明する。ヘッドカバー５は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、シリンダヘッド３の上部との間でカム室を形成するカム室形成空間３２が下部に設けられ、その中央部の上部は各気筒の燃焼室に装着される点火プラグが配置される点火プラグ配置空間３３とされている。この点火プラグ配置空間３３の周囲が上方に突出され、その突出空間とカム室形成空間３２を仕切板３４にて区画することで新気通路２２と第１のブローバイガス通路２５が構成されている。すなわち、新気通路２２と第１のブローバイガス通路２５の周側壁の下部が垂下され、その下端と仕切板３４が図２（ａ）に斜線で示すように溶着等にて接合して形成されている。なお、新気通路２２と第１のブローバイガス通路２５は、仕切壁３５ａ、３５ｂにて相互に仕切られて相互に独立して形成されている。

新気通路２２の一端の新気入口２１は、ヘッドカバー５の後部近傍の一側部に配設され、ヘッドカバー５の前部の他側位置に、新気通路２２の他端部からヘッドカバー５の下端まで延びる第１の接続筒部３６が設けられ、その下端開口が新気通路２２の出口開口２３を構成し、新気をカム室内に供給するように構成されている。また、ヘッドカバー５の後部近傍の他側位置に、図２（ａ）と図３に示すように、第１のブローバイガス通路２５の他端部からヘッドカバー５の下端まで延びる第２の接続筒部３７が設けられ、その下端開口が第１のブローバイガス通路２５の第１の流入口２７を構成し、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３を貫通して形成された第１の連通路２８に接続されている。

第１のブローバイガス通路２５の中間部に設けられているオイルセパレータ部２６は、第１のブローバイガス通路２５の両側壁から交互に突出された複数の邪魔板３８にてジグザグ状の流路を形成し、各邪魔板３８の先端と側壁との間にオリフィス部を構成することで気液分離作用を持たせることで構成されている。

ヘッドカバー５の前端の一側近傍位置に、図２（ａ）と図４に示すように、第１のブローバイガス通路２５の一端部近傍からヘッドカバー５の下端まで延びる第３の接続筒部３９が設けられ、その下端開口が第１のブローバイガス通路２５の第２の流入口２９を構成し、チェーンカバー４内を通る第２のブローバイガス通路３０に接続されている。第２の流入口２９から流入したブローバイガスが第１のブローバイガス通路２５を流通してきたブローバイガスに合流させる手前位置には仕切板３４から平面視でＬ字状に邪魔板３８ａが突設され、さらにＰＣＶバルブ１８の手前位置にも第１のブローバイガス通路２５を横断するように邪魔板３８ｂが突設されている。

第２のブローバイガス通路３０の上部は、図４、図５に示すように、チェーンカバー４に設けられているエンジンマウント部４０の裏面側の凹部空間４１に配置されたオイルセパレータボックス３１にて構成され、このオイルセパレータボックス３１から上方に延出された接続ダクト４２の上端開口４２ａが第２の流入口２９に接続される。オイルセパレータボックス３１は、合成樹脂成形品にて構成され、図６、図７に示すように、正面視が略倒立台形状でかつ凹部空間４１内に丁度嵌り込むように前方に向けて突出した形状に形成され、その下部に入口４３が、上面に接続ダクト４２が延出される出口４４が設けられている。オイルセパレータボックス３１内には、入口４３に対向して倒立山形の邪魔板４５が前後に横断するように配設され、邪魔板４５の両側にラビリンス部が形成されて気液分離作用を奏するように構成されている。４６は、オイル逃がし穴である。

このオイルセパレータボックス３１は、その上端部両側と下端部から取付片４７ａ、４７ｂ、４７ｃが突設され、その先端部のボルト穴４８に通した取付ボルト５０にてチェーンカバー４の内面に突設された取付ボス４９に締結固定されている。なお、図４、図５において、５１はカムシャフト、５２はカムシャフト５１の前端に固定されたカムスプロケット、５３はクランクシャフトの前端に固定されたクランクスプロケット（図示せず）とカムスプロケット５２間に巻き掛けられたタイミングチェーンである。。

以上の構成の内燃機関１のブローバイガス還流装置１３においては、吸気系８のスロットルバルブ１０の上流位置で取り出された新気１５が、ヘッドカバー５に設けられた新気通路２２を通ってシリンダヘッド３のカム室に入り、シリンダブロック２に設けられたオイル落し穴から成る第２の連通路２４を通ってクランクルーム７内に入る。一方、クランクルーム７内のブローバイガス滞留領域１２のブローバイガス１１は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３を貫通して設けられた第１の連通路２８とヘッドカバー５に設けられた第１のブローバイガス通路２５を通ってその一端に配設された出口のＰＣＶバルブ１８に至るとともに、もう一方のチェーンカバー４内に設けられた第２のブローバイガス通路３０を通って上記第１のブローバイガス通路２５にＰＣＶバルブ１８の近傍で合流し、ＰＣＶバルブ１８からブローバイプガス管１９を通って吸気系８のスロットルバルブ１０の下流位置に還流される。

従って、新気１５とブローバイガス１１の流れが一方向となって新気１５とブローバイガス１１が途中で混合されることなくＰＣＶ方式で効率的に換気できる。また、ブローバイガス１１がチェーンカバー４内に設定された第２のブローバイガス通路３０を通ることでチェーンカバー４内にブローバイガス１１が滞留するのを防止でき、内燃機関１内の換気性能を向上でき、またブローバイガス１１がカム室を通らないのでオイル劣化や白濁の発生を抑制することができる。また、従来例のようにシリンダブロック２の側面に第１の連通路２８を設けるだけで、オイルセパレータ部を設けないので、組み付け工数を削減できてコスト低下を図ることができるとともに、オイルセパレータ部からのオイル漏れの恐れも無くすことができるという効果を奏することができる。

また、ヘッドカバー５に配設された第１のブローバイガス通路２５にオイルセパレータ部２６を設けるとともに、チェーンカバー４内を通る第２のブローバイガス通路３０の一部を、チェーンカバー４のエンジンマウント部４０の裏面側の凹部空間４１に配置されたオイルセパレータボックス３１にて構成し、このオイルセパレータボックス３１から延出した接続ダクト４２を第１のブローバイガス通路２５に接続した構成としているので、ブローバイガス１１は、第１のブローバイガス通路２５と第２のブローバイガス通路３０の両方を通って、かつそれぞれオイルセパレータ部２６とオイルセパレータボックス３１にてオイルを気液分離されるので、ブローバイガス１１のオイルを確実に分離除去できるとともに、エンジンマウント部４０の裏面側のデッドスペースを有効利用して省スペースを図ることができる。

また、合成樹脂成形品から成るオイルセパレータボックス３１をチェーンカバー４の凹部空間４１に配置して第２のブローバイガス通路３０のシリンダブロック２の上部とシリンダヘッド３に対向する部分を構成しているので、ブローバイガス１１の通路が合成樹脂層を有する２層構造となり、断熱効果が発揮されてブローバイガス１１から分離されるオイルの劣化をさらに抑制することができる。

本発明のブローバイガス還流装置は、新気とブローバイガスの流れが一方向となって新気とブローバイガスが途中で混合されることなく換気でき、かつチェーンカバー内にブローバイガスが滞留するのを防止できるとともにブローバイガスがカム室を通らないので、内燃機関内の換気性能を向上できるとともに、オイル劣化や白濁の発生を抑制することができるので、各種内燃機関のブローバイガス還流装置に好適に利用できる。

本発明の内燃機関のブローバイガス還流装置の一実施形態の概略構成図。 同実施形態のヘッドカバーを示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。 同実施形態のシリンダブロックとシリンダヘッドを貫通するブローバイガス通路の縦断面図。 同実施形態のチェーンカバーを通るブローバイガス通路の縦断面図。 同実施形態のオイルセパレータボックスの配設状態を示すチェーンカバーの背面図。 同実施形態のオイルセパレータボックスを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。 同実施形態のオイルセパレータボックスの内部構造を示す縦断面図。 従来例の内燃機関のブローバイガス還流装置の概略構成図。

符号の説明

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ チェーンカバー
５ ヘッドカバー
７ クランクルーム
８ 吸気系
１１ ブローバイガス
１３ ブローバイガス還流装置
１５ 新気
１８ ＰＣＶバルブ（出口）
２２ 新気通路
２４ 第２の連通路（オイル落し穴）
２５ 第１のブローバイガス通路
２６ オイルセパレータ部
２８ 第１の連通路
３０ 第２のブローバイガス通路
３１ オイルセパレータボックス
４０ エンジンマウント部
４１ 凹部空間
４２ 接続ダクト

Claims (2)

1. 一端部に吸気系への出口を有する第１のブローバイガス通路をシリンダヘッド内に開放されたカム室内とは独立させてヘッドカバーに設け、
   クランクルーム内から第１のブローバイガス通路の他端部に連通する第１の連通路をシリンダブロック及びシリンダヘッドを貫通して設け、
   一端部がクランクルーム内に連通し、他端部が第１のブローバイガス通路に接続される第２のブローバイガス通路をチェーンカバー内に設け、
   新気をカム室内に供給する新気通路を第１のブローバイガス通路とは独立させてヘッドカバーに設け、
   新気をカム室からクランクルーム内に導く第２の連通路を第１の連通路とは独立してシリンダブロックに設けた
   ことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還流装置。
2. 第１のブローバイガス通路は、一端部と他端部の間にオイルセパレータ部を有し、
   第２のブローバイガス通路は、チェーンカバーのエンジンマウント部の裏面側の凹部空間に配置されたオイルセパレータボックスにてその一部を構成するとともに、このオイルセパレータボックスから延出した接続ダクトを第１のブローバイガス通路の一端部に接続した
   ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。

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