JP2012122370A

JP2012122370A - ブローバイガスのオイルミスト分離装置

Info

Publication number: JP2012122370A
Application number: JP2010272583A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Tsuchida; 和真土田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-06-28

Abstract

【課題】ブローバイガスのオイルミスト分離装置において、オイル消費量の低減が十分に図れ、かつ、装置の構成を簡略化できるようにする。
【解決手段】ブローバイガス入口２０からブローバイガス出口２１へ流れるブローバイガスに含まれるオイルミストを分離する通路部２５と、を備えるものにあって、通路部２５は、ブローバイガスが上流から下流へ直進する方向を変えながら流れるように構成され、ブローバイガスから分離されて隔室１２の溜まるオイルが下壁１３に沿ってブローバイガス入口２０へ流れるのを許容するオイル流路を開通させる通孔２７を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関のブローバイガスに含まれるオイルミストを分離する装置に関する。

内燃機関においては、クランク室のブローバイガス（運転中にシリンダとピストンとの隙間から吹き抜ける燃焼ガス）を大気に開放あるいは吸気系に戻して再燃焼させる技術がよく知られる。

このような従来技術においては、オイル消費量が増えるのを防ぐため、ブローバイガスの経路（大気に開放あるいは吸気系に戻すための通路）にブローバイガス中のオイルミストを分離する装置が設けられる（特許文献１，特許文献２）。

図５は、従来のオイルミスト分離装置の一例を示すものである。図において、オイルミスト分離装置５０は、内燃機関のヘッドカバー（バルブカバーのロッカ室の開口する上面を覆う部品であり、バルブカバーと共にシリンダヘッドを構成する）に内蔵される。

５１はハウジングであり、ヘッドカバーに隔室５２を形成する。隔室５２は、下壁と上壁５８とこれらの周囲を囲む側壁５４〜５７とから画成される。隔室５２の一側にブローバイガス入口６０（インレット）、入口６０から離隔する他側にブローバイガス出口６１（アウトレット）、が設けられる。入口６０は、隔室５２の下壁５３に開口され、内燃機関のクランク室に接続される。出口６１は、隔室５２の側壁５５に開口され、内燃機関の吸気系に接続される。図の(a），(b)においては、ハウジング５１の上壁５８を切り取って上面を開口した形態が示される。

入口６０と出口６１との間にラビリンス６５（迷路）に形成される。ラビリンス６５は、複数の互いに平行する流路に仕切られ、これら流路が九十九折り状に連通するようになっている。６６は流路間を仕切る衝立であり、下壁５３から上壁５８へ突出するものと、上壁５８から下壁５３へ突出するものと、が交互に配置される。

隔室５２に溜まるオイルを排出するため、下壁５３から上壁５８へ突出する衝立６６間に仕切られる下壁５３上の区間Ｓ１、側壁５５と下壁５３から上壁５８へ突出する衝立６６との間に仕切られる下壁５３上の区間Ｓ２、のそれぞれにオイルの排出孔６８（ドレン孔）が設けられる。各排出孔６８は、下壁５３上の区間を下方のロッカ室に開口する。

クランク室から入口６０を通して最上流の流路に導入されるブローバイガスは、九十九折り状のラビリンス６５を点線矢印のように直進する方向を変えながら流れる。その過程でオイルミストが慣性によってブローバイガスから分離されて隔室５２の壁面に付着する。壁面に付着したオイルは、下壁５３へ流れ落ちて排出孔６８から下方のロッカ室へ排出される。最上流の流路の壁面に付着したオイルは、壁面を流れ落ちてブローバイガス入口６０からクランク室へ戻されることになる。

特開２００８−１１５８００号公報特開２００９−２０３９７７号公報

このような従来例においては、内燃機関の運転状態によっては、オイルの排出孔６８からロッカ室の空気と共にオイルミストが吸い込まれ、ブローバイガス出口６１から吸気系へ持ち出される可能性がある。つまり、オイルの排出孔６８が新たなオイルミストの発生源となり、オイル消費の低減効果を損なう、という不具合が考えられる。

この発明は、このような不具合の解消するための手段の提供を目的とする。

この発明は、上壁と下壁とこれらの周囲をかこむ側壁とから形成される隔室と、前記隔室の一側に開口されるブローバイガス入口と、前記隔室の他側に開口されるブローバイガス出口と、前記隔室を前記ブローバイガス入口から前記ブローバイガス出口へ流れるブローバイガスに含まれるオイルミストを分離する通路部と、を備えるものにあって、前記ブローバイ入口は隔室の下壁に開口され、前記通路部は、ブローバイガスが上流から下流へ直進する方向を変えながら流れるように構成され、ブローバイガスから分離されるオイルミストによって隔室の下壁に溜まるオイルを排出するべく、オイルが下壁上をブローバイガス入口へ流れるのを許容するオイル流路を通路部に開通させる通孔を備えることを特徴とするブローバイガスのオイルミスト分離装置である。

この発明においては、ブローバイガス入口がオイルの排出孔として兼用できるので、従来のようにオイルの排出孔を専用に設ける必要がなく、装置の構成を簡略化することができる。また、オイルミストの発生源となり兼ねない、従来のオイル排出孔を持たないので、オイル消費量の低減が促進される。

第１実施形態の概略構成を説明するものであり、(a)は概要図、(b)は斜視図、(c)はＡ矢示方向（側方）からみる縦断面図である。第２実施形態の概略構成を説明するものであり、(a)は概要図、(b)は斜視図、(c)はＡ矢示方向（上方）からみる平面図である。第３実施形態の概略構成を説明するものであり、(a)は概要図、(b)は斜視図、(c)は側方からみる縦断面図である。第４実施形態の概略構成を説明するものであり、(a)は概要図、(b)は斜視図、(c)はＡ矢示方向（側方）からみる縦断面図である。従来技術の概略構成を説明するものであり、(a)は概要図、(b)は斜視図、(c)はＡ矢示方向（側方）からみる縦断面図である。

図１は、第１実施形態に係る、ブローバイガスのオイルミスト分離装置の概要構成を示すものであり、図に基づいてラビリンス型（迷路方式）のオイルミスト分離装置への適用例を説明する。

図１において、オイルミスト分離装置１０は、内燃機関のヘッドカバー（バルブカバーのロッカ室の開口する上面を覆う部品であり、バルブカバーと共にシリンダヘッドを構成する）に内蔵される。

１１はハウジングであり、ヘッドカバーに隔室１２を形成する。隔室１２は、下壁１３と上壁１８とこれらの周囲を囲む側壁１４〜１７とから画成される。隔室１２の一側にブローバイガス入口２０（インレット）、入口２０から離隔する他側にブローバイガス出口２１（アウトレット）、が設けられる。入口２０は、隔室１２の下壁１３に開口され、内燃機関のクランク室に接続される。出口２１は、隔室１２の側壁１５に開口され、内燃機関の吸気系に接続される。図の(a），(b)においては、ハウジング１１の上壁１８を切り取って上面を開口した形態が示される。

ブローバイガス入口２０からブローバイガス出口２１へ流れるブローバイガスに含まれるオイルミストを分離する通路部としてラビリンス２５が設けられる。ラビリンス２５は、複数の互いに平行する流路に仕切られ、これら流路が九十九折り状に連通するようになっている。

２６は流路間を仕切る衝立であり、下壁１３から上壁１８へ突出するものと、上壁１８から下壁１３へ突出するものと、が交互に配置される。ラビリンス２５は、ブローバイガスを垂直方向の上下に直進させる流路が九十九折り状に連通する縦型に構成される。

隔室１２に溜まるオイルを排出するため、通孔２７がラビリンス２５に設けられる。通孔２７は、下壁１３から突出する衝立２６を切り欠いて形成され、下壁１３上を衝立２６によって仕切られる区間（図５のＳ１，Ｓ２、参照）をそこに溜まるオイルが最上流のブローバイガス入口２０へ流れるのを許容するオイル流路（実線矢印、参照）として開通させるように設定される。

クランク室から入口２０を通して最上流の流路に導入されるブローバイガスは、九十九折り状のラビリンス２５を点線矢印のように直進する方向を変えながら流れる。その過程でオイルミストが慣性によってブローバイガスから分離されて隔室１２の壁面に付着する。

最上流の流路の壁面に付着したオイルは、壁面を流れ落ちてブローバイガス入口２０からクランク室へ戻される。最上流の流路より下流側の流路の壁面に付着したオイルは、壁面を流れ落ちて下壁１３上に溜まるが、通孔２７および衝立２６と下壁１３との間（ラビリンスの九十九折り状の連通部分）を抜けて流れ、ブローバイガス入口２０からクランク室へ戻される。

このような構成により、ブローバイガス入口２０がオイルの排出孔として兼用できるので、従来のようにオイルの排出孔を専用に設ける必要がなく、装置の構成を簡略化することができる。また、従来のオイル排出孔（図５、参照）は、オイルミストの発生源となり兼ねないが、それが不要となるので、オイル消費量の低減が促進される。

図２は、第２実施形態に係る、ブローバイガスのオイルミスト分離装置の概要構成を示すものであり、図に基づいてラビリンス型（迷路方式）のオイルミスト分離装置への適用例を説明する。図の(a）〜(c)においては、ハウジング１１の上壁を切り取って上面を開口した形態が示される。

ラビリンス２５は、複数の衝立２６により、ブローバイガスを水平方向の左右へ直進させるように導く流路が九十九折り状に連通する横型に構成される。ラビリンス２５は、流路が下壁１３上を九十九折り状に連通するので、隔室１２に溜まるオイルは下壁１３上をラビリンス２５に沿ってブローバイガス入口２０へ流れるようになるが、このオイルの排出性を高める上から、通孔２７ａが設けられる。通孔２７ａは、ラビリンス２５を直線状に短絡するオイル流路として開通させるように形成される。

クランク室から入口を通して最上流の流路に導入されるブローバイガスは、九十九折り状のラビリンス２５を直進する方向を変えながら流れる。その過程でオイルミストが慣性によってブローバイガスから分離されて隔室１２の壁面に付着する。

最上流の流路の壁面に付着したオイルは、壁面を流れ落ちてブローバイガス入口２０からクランク室へ戻される。最上流の流路より下流側の流路の壁面に付着したオイルは、壁面を流れ落ちて下壁１３上に溜まり、通孔２７ａおよび衝立２６と側壁１７との間（ラビリンス２５の九十九折り状の連通部分）を抜けてラビリンス２５を短絡させるように流れ、入口２０からクランク室へ戻される。

図３は、第３実施形態に係る、ブローバイガスのオイルミスト分離装置の概要構成を示すものであり、図に基づいてラビリンス型（迷路方式）のオイルミスト分離装置への適用例を説明する。図の(a），(c)においては、ハウジング１１の上壁を切り取って上面を開口した形態が示される。

ラビリンス２５は、第１実施形態（図１）と同じく縦型に構成される。この場合、オイルの排出性をさらに高める上から、下壁１３の上に溝３０が配設される。溝３０は、九十九折り状のラビリンスを直線状に短絡させる幹溝３０Ａと、衝立２６に沿って延びるように形成されて幹溝３０Ａに合流する枝溝３０Ｂ，３０Ｃと、から構成される。

溝３０Ａの衝立２６を横切る部分が通孔（図１の２７，図２の２７a、参照）となる。枝溝３０Ｂは、衝立２６の下端に対向して開口され、衝立２６の下端から流れ落ちるオイルを受け入れられるように形成される。枝溝３０Ｃは、その一側が衝立２６の上流側の壁面に沿って開口され、壁面からオイルが溝内へスムーズに流れ落ちるように形成される。

このような構成により、隔室１２の壁面に付着したオイルは、枝溝３０Ｂ，３０Ｃによって幹溝３０Ａに集められ、幹溝３０Ａからブローバイガス入口２０へ導かれる。従って、オイルを効率よくクランク室へ戻せるようになる。

図４は、第４実施形態に係る、ブローバイガスのオイルミスト分離装置の概要構成を示すものであり、図に基づいてインパクタ型（慣性衝突方式）のオイルミスト分離装置への適用例を説明する。図の(a），(b)においては、ハウジング１１の上壁を切り取って上面を開口した形態が示される。

図において、３５は隔室１２を上流側と下流側に仕切る隔壁であり、流路を絞る穴３６が開口される。隔壁３５の下流側に衝立２６が備えられ、隔壁３５の穴３６に衝立２６の壁面が対向する。衝立２６は、上壁から下壁１３へ突出され、その下端と下壁１３との間にブローバイガスの流れが回り込める流路を形成する。つまり、衝立２６は、ブローバイガスの流路を長くするばかりでなく、隔壁３５の穴３６から吹き出るブローバイガスの衝突面を構成する。

クランク室から入口２０（隔壁３５上流の下壁１３に開口される）を通して最上流の流路に導入されるブローバイガスは、点線矢印のように流れ、隔壁３５の穴３６によって絞られ、流速を高めて衝立２６の壁面に衝突する。その後、衝立２６に沿って流れ、衝立２６の下端を回り込み、最下流の流路に入り、ブローバイガス出口２１から吸気系へ吸い出される。

ブローバイガス中のオイルミストは、衝立２６の壁面に吹き付けられ、衝立２６の壁面に付着する。また、ブローバイガスが点線矢印のように直進する方向を変えながらブローバイガス出口２１へ流れる過程において、ブローバイガス中のオイルミストは、ブローバイガスから慣性によって分離されて隔室１２の壁面に付着する。

オイルを排出するため、隔壁３５に通孔２７ｂが開口される。隔壁３５の上流側に溜まるオイルは、実線矢印のように通孔２７ｂを抜け、ブローバイガス入口２０からクランク室へ戻される。

このような構成により、第４実施形態においても、ブローバイガス入口２０がオイルの排出孔として兼用できるので、従来のようにオイルの排出孔を専用に設ける必要がなく、装置の構成を簡略化することが可能となる。また、従来のオイル排出孔（図５、参照）は、オイルミストの発生源となり兼ねないが、それが不要となるので、オイル消費量の低減が促進されるのである。図２〜図４において、図１と機能が同様の部品および部位については、同一の符号を付けて重複説明を省略する。

第１実施形態〜第４実施形態において、ブローバイガス出口２１は、内燃機関の吸気系に接続されるが、大気開放とする構成であっても良い。また、この発明は、ラビリンス型またはインパクタ側のオイルミスト分離装置に限定されるものでなく、別方式のオイルミスト分離装置へ適用することも考えられる。

１２隔室
１３下壁
１４〜１７側壁
１８上壁
２０ブローバイガス入口
２１ブローバイガス出口
２５ラビリンス
２６衝立
２７２７ａ２７ｂ通孔
３０溝
３５隔壁
３６吹き付け穴

Claims

上壁と下壁とこれらの周囲をかこむ側壁とから形成される隔室と、前記隔室の一側に開口されるブローバイガス入口と、前記隔室の他側に開口されるブローバイガス出口と、前記隔室を前記ブローバイガス入口から前記ブローバイガス出口へ流れるブローバイガスに含まれるオイルミストを分離する通路部と、を備えるものにあって、前記ブローバイガス入口は隔室の下壁に開口され、前記通路部は、ブローバイガスが上流から下流へ直進する方向を変えながら流れるように構成され、ブローバイガスから分離されるオイルミストによって隔室の下壁に溜まるオイルを排出するべく、オイルが下壁上をブローバイガス入口へ流れるのを許容するオイル流路を通路部に開通させる通孔を備えることを特徴とするブローバイガスのオイルミスト分離装置。
前記通路部は、ラビリンスを構成する衝立を備えることを特徴とする請求項１に記載のオイルミスト分離装置。
前記通孔は、衝立を切り欠いて形成されることを特徴とする請求項２に記載のオイルミスト分離装置。
前記オイル通路は、下壁上の溝によって形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオイルミスト分離装置。
前記溝は、下壁上をブローバイガス入口へ向けて延びる幹溝と、下壁上を衝立に沿って延びて幹溝に合流する枝溝と、から構成されることを特徴とする請求項４に記載のオイルミスト分離装置。
前記通路部は、隔室を仕切る隔壁と、隔壁に開口して下流側の壁面にブローバイガスを吹き付けるための穴と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のオイルミスト分離装置。
前記通路部は、前記隔壁に前記通孔を備えることを特徴とする請求項６に記載のオイルミスト分離装置。