JP2013096269A - Blow-by gas reducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載エンジンの内部を循環するブローバイガスの還元に適用して有益なブローバイガス還元装置に関する。 The present invention relates to a blow-by gas reduction apparatus that is useful when applied to the reduction of blow-by gas that circulates inside an in-vehicle engine.
一般に、自動車に搭載される車載エンジンには、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に導くためのポジティブクランクケースベンチレーション装置、すなわちＰＣＶ装置が備えられている。そして、このＰＣＶ装置によって、未燃焼の混合気や燃焼ガスを含むブローバイガスをエンジンの吸気系を経て燃焼室に送り込むことにより、このブローバイガスの大気中への放出を防止したり、オイルパンに貯留されているエンジンオイルの劣化を防止したりするようにしている。 In general, an in-vehicle engine mounted on an automobile is provided with a positive crankcase ventilation device, that is, a PCV device, for guiding blowby gas blown into a crankcase through a gap between a cylinder and a piston to an intake system. This PCV device sends blow-by gas containing unburned mixture and combustion gas to the combustion chamber through the intake system of the engine to prevent the blow-by gas from being released into the atmosphere, or to the oil pan. It prevents the stored engine oil from deteriorating.
また、ＰＣＶ装置には通常、ブローバイガス中のオイルを捕集するオイルセパレータが設けられている。そして、このオイルセパレータによってブローバイガスに含まれているオイルのミストが捕集され、この捕集されたオイル（ミスト）がオイルパンに案内される。また、オイルセパレータによりオイルのミストが分離除去された後のブローバイガスがエンジンの吸気系に還流される。なお、オイルセパレータには、ＰＣＶバルブが備えられており、上記オイルミストが分離除去された後のブローバイガスは、このＰＣＶバルブの開放動作に伴ってエンジンの吸気系に還流される。 Moreover, the PCV apparatus is usually provided with an oil separator that collects oil in blow-by gas. The oil separator collects the mist of oil contained in the blow-by gas, and the collected oil (mist) is guided to the oil pan. The blow-by gas after the oil mist is separated and removed by the oil separator is returned to the engine intake system. The oil separator is provided with a PCV valve, and the blowby gas after the oil mist is separated and removed is returned to the intake system of the engine with the opening operation of the PCV valve.
一方、こうしたオイルセパレータとしては、例えば特許文献１に見られるように、複数のサイクロンを備えるものが知られている。この特許文献１に記載のオイルセパレータでは、ブローバイガスがオイルセパレータを通過する際、各サイクロンで旋回流が発生し、その遠心力によってブローバイガスからオイルミストが分離される。
On the other hand, as such an oil separator, as shown in
なお、従来はこの他、パンチングプレートを備えたオイルセパレータもある。このパンチングプレートを備えたオイルセパレータにあっては、オイルセパレータに取り込まれたブローバイガスがパンチングプレートを通過する際、ブローバイガス中のオイルミストがパンチングプレートに捕集されることにより、ブローバイガス中のオイルミストが除去される。 In addition, conventionally, there is an oil separator provided with a punching plate. In the oil separator provided with this punching plate, when the blow-by gas taken into the oil separator passes through the punching plate, the oil mist in the blow-by gas is collected by the punching plate. Oil mist is removed.
ところで、ブローバイガスに含まれるオイルミストの量は流動的に変化するものであり、車載エンジンの運転状態等によってはオイルミストが大量に発生することもある。そして、このようにオイルミストが大量に発生するようなことがあると、オイルセパレータでオイルミストを十分に捕集することができず、オイルミストを含んだブローバイガスがオイルセパレータを通過してしまうこともある。 By the way, the amount of oil mist contained in the blow-by gas changes in a fluid manner, and a large amount of oil mist may be generated depending on the operating state of the in-vehicle engine. If a large amount of oil mist is generated in this way, the oil separator cannot sufficiently collect the oil mist, and blow-by gas containing the oil mist passes through the oil separator. Sometimes.
一方、このようなオイルセパレータをブローバイガスが通過する際には、ブローバイガスが上述したサイクロンやパンチングプレートに衝突することにより、圧損が少なからず発生する。すなわち、オイルセパレータによるオイルミストの捕集能力を高めようとすると、オイルセパレータとしての構造の複雑化が避けられず、またこの複雑化に伴い、オイルセパレータでの圧損の増大も避けられない。さらに、エンジンの運転状態の変化等に伴い、オイルセパレータによるオイルの排出能力を超える大量のオイルミストが捕集されるようなことがあると、オイルセパレータからオイルが一気に噴出するなどの事態も起こしかねない。 On the other hand, when blow-by gas passes through such an oil separator, the blow-by gas collides with the above-described cyclone or punching plate, so that pressure loss is not a little generated. That is, when trying to increase the oil mist collecting capability of the oil separator, the structure of the oil separator cannot be complicated, and along with this complexity, an increase in pressure loss in the oil separator cannot be avoided. In addition, when a large amount of oil mist exceeding the oil discharge capacity of the oil separator is collected due to changes in the operating state of the engine, etc., a situation may occur in which oil is ejected from the oil separator all at once. It might be.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造のオイルセパレータを採用しながらも、エンジン内部でのオイルミストの円滑な循環を促すことのできるブローバイガス還元装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide a blow-by gas that can promote smooth circulation of oil mist inside the engine while employing an oil separator having a simple structure. It is to provide a reduction device.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、車載エンジンのクランクケース内に発生するブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス通路と該ブローバイガス通路を還流するブローバイガスからオイルミストを捕集するオイルセパレータとを備えるブローバイガス還元装置であって、前記ブローバイガス通路は、前記ブローバイガスに含まれる特定の質量以上のオイルミストの流速を前記オイルセパレータの入口から見て「０」以下とせしめる通路断面積及び通路長さを満たすかたちで形成されてなることを要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a blow-by gas passage for recirculating blow-by gas generated in a crankcase of an in-vehicle engine to an intake passage, and an oil separator for collecting oil mist from the blow-by gas recirculating through the blow-by gas passage. A blow-by gas reduction apparatus comprising: a blow-by gas passage having a passage cross-sectional area and a passage that cause an oil mist flow rate of a specific mass or more contained in the blow-by gas to be not more than "0" when viewed from an inlet of the oil separator. The gist is that it is formed in a form that satisfies the length.
上記構成によれば、ブローバイガス通路を流通するオイルミストのうち特定の質量のオイルミストの流速が、ブローバイガス通路に接続されたオイルセパレータに到達する以前に「０」以下となるように減速させられる。このため、ブローバイガスがブローバイガス通路を流通する過程で、同ブローバイガスに含まれる特定の質量を有するオイルミストの流速が低下し、ブローバイガスからオイルミストが分離される。そして、このオイルミストの流速がオイルセパレータに到達する以前に「０」以下となることにより、特定の質量を有するオイルミストはオイルセパレータに流入せずにクランクケース側へと戻されることとなる。したがって、オイルセパレータは、流速が「０」以下とならない一部のオイルミストだけを捕集すれば足りる。よって、たとえ大量のオイルミストが発生したとしても、この大量のオイルミストがオイルセパレータに流入することもなく、オイルセパレータによるオイルの処理能力を超えるオイルミストが同オイルミストに取り込まれることが抑制される。これにより、オイルセパレータには、その手前で流速が「０」以下とならない一部のオイルミストを捕集可能な機能を設ければよく、オイルセパレータの構造上の簡略化が図られるようになる。また、これにより、オイルセパレータによるオイルの処理能力を超えるオイルミストが同オイルセパレータに流入することが抑制され、オイルセパレータを介したオイルの円滑な循環が図られるようにもなる。さらに、これにより、オイルセパレータの捕集能力を超える大量のオイルミストがオイルセパレータに流入することが抑制されることから、オイルセパレータで捕集しきれないオイルミストが外部に漏れることもなく、オイルをエンジン内で長期的に循環させることが可能となる。 According to the above configuration, the oil mist having a specific mass out of the oil mist flowing through the blow-by gas passage is decelerated so that the flow velocity becomes “0” or less before reaching the oil separator connected to the blow-by gas passage. It is done. For this reason, in the process in which blowby gas distribute | circulates a blowby gas channel | path, the flow rate of the oil mist which has the specific mass contained in the blowby gas falls, and oil mist is isolate | separated from blowby gas. When the flow rate of the oil mist reaches “0” or less before reaching the oil separator, the oil mist having a specific mass is returned to the crankcase without flowing into the oil separator. Therefore, it is sufficient for the oil separator to collect only a part of the oil mist whose flow rate does not become “0” or less. Therefore, even if a large amount of oil mist is generated, the large amount of oil mist does not flow into the oil separator, and the oil mist exceeding the oil processing capacity of the oil separator is prevented from being taken into the oil mist. The Accordingly, the oil separator may be provided with a function capable of collecting a part of the oil mist whose flow velocity does not become “0” or less before the oil separator, and the structure of the oil separator can be simplified. . This also suppresses the oil mist exceeding the oil processing capacity of the oil separator from flowing into the oil separator, and the oil can be smoothly circulated through the oil separator. Furthermore, this prevents a large amount of oil mist exceeding the oil separator's collection capability from flowing into the oil separator, so that oil mist that cannot be collected by the oil separator does not leak to the outside, and the oil Can be circulated in the engine for a long time.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブローバイガス還元装置において、前記ブローバイガス通路は鉛直方向に延びる態様で形成されてなり、前記ブローバイガス通路の通路断面積及び通路長さは、前記オイルミストに働く重力と抵抗力とが加味されて設定されてなることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the blow-by gas reduction device according to the first aspect, the blow-by gas passage is formed in a mode extending in a vertical direction, and a cross-sectional area and a passage length of the blow-by gas passage are The gist is that the gravity and resistance acting on the oil mist are set in consideration.
鉛直方向に延設されたブローバイガス通路を流通するオイルミストには、その質量に相関する重力とオイルミストの断面積等に相関する抵抗力とがそれぞれ働く。よって、オイルミストの流速は、同オイルミストに重力や抵抗力が加わることにより次第に低下することとなる。 In the oil mist flowing through the blow-by gas passage extending in the vertical direction, gravity that correlates with the mass and resistance force that correlates with the cross-sectional area of the oil mist and the like act. Accordingly, the flow rate of the oil mist gradually decreases due to the addition of gravity and resistance to the oil mist.
そこで、上記構成によるように、こうしたオイルミストの特性を踏まえてブローバイガス通路の通路断面積と通路長さとを形成することとすれば、ブローバイガスとともにブローバイガス通路を流通するオイルミストそのものの減速特性を踏まえてブローバイガス通路を形成することが可能となる。これにより、オイルミストの減速特性を利用して、同オイルミストがオイルセパレータに到達する以前に特定の質量のオイルミストの流速を「０」以下とすることが可能となる。 Therefore, if the passage cross-sectional area and the passage length of the blow-by gas passage are formed based on the characteristics of the oil mist as described above, the deceleration characteristics of the oil mist itself that flows through the blow-by gas passage together with the blow-by gas. Based on the above, it becomes possible to form a blow-by gas passage. This makes it possible to reduce the flow rate of the oil mist having a specific mass to “0” or less before the oil mist reaches the oil separator by using the deceleration characteristic of the oil mist.
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のブローバイガス還元装置において、前記ブローバイガス通路の通路長さを「ｈ」、前記通路断面積を「Ｓ」、前記ブローバイガス通路におけるブローバイガスの流量を「Ｑ」、前記ブローバイガス通路の両端の圧力差を「ΔＰ」、前記オイルミストに働く抵抗力を「Ｆ」、重力を「ｇ」、前記オイルミストの質量を「ｍ」とするとき、前記ブローバイガス通路の長さ「ｈ」は、
ｈ＞（ｍＱ２／２Ｓ２＋ΔＰ−Ｆ）／ｍｇ
なる条件を満たすかたちで設定されてなることを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the blow-by gas reduction device according to the second aspect, the passage length of the blow-by gas passage is “h”, the passage cross-sectional area is “S”, and the blow-by gas in the blow-by gas passage is The flow rate of the oil mist is “Q”, the pressure difference between both ends of the blow-by gas passage is “ΔP”, the resistance acting on the oil mist is “F”, the gravity is “g”, and the mass of the oil mist is “m”. When the length of the blowby gas passage “h” is
h> (mQ 2 / 2S 2 + ΔP−F) / mg
The gist is that it is set in a form that satisfies the following conditions.
上記条件を満たすかたちで上記ブローバイガス通路の通路長さや通路断面積を設定することとすれば、大部分のオイルミストの流速をオイルセパレータの入口手前で「０」以下とすることが可能であることが発明者によって確認されている。そして、上記条件に基づいてブローバイガスの通路長さや通路断面積を設定することにより、特定の質量のオイルミストの流速をオイルセパレータの入口以前でより確実に「０」以下とすることが可能となる。これにより、上記ブローバイガス通路を有するブローバイガス還元装置としての高機能化が図られるようになるとともに汎用性の向上が図られるようになる。 If the passage length and passage cross-sectional area of the blow-by gas passage are set so as to satisfy the above conditions, the flow rate of most of the oil mist can be made "0" or less before the oil separator inlet. It has been confirmed by the inventors. And by setting the passage length and passage cross-sectional area of blow-by gas based on the above conditions, the flow rate of the oil mist with a specific mass can be more reliably set to "0" or less before the oil separator inlet. Become. As a result, the function of the blow-by gas reduction device having the blow-by gas passage is enhanced, and the versatility is improved.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置において、前記オイルミストの特定の質量が、前記オイルミストに働く抵抗力が前記ブローバイガスに含まれるオイルミストのなかで相対的に大きいオイルミストの質量であることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the blow-by gas reduction device according to any one of the first to third aspects, the specific mass of the oil mist includes a resistance force acting on the oil mist in the blow-by gas. The main point is that the oil mist has a relatively large mass.
抵抗力の大きいオイルミストほど、ブローバイガス通路を流通する際の減速度が大きく、オイルセパレータ入口に到達する以前に流速が「０」以下となり易い。よって、抵抗力の大きなオイルミストがオイルセパレータの入口に到達することが好適に抑制され、オイルセパレータへのオイルミストの流入量が好適に低減されるようになる。 The oil mist having a greater resistance force has a larger deceleration when flowing through the blow-by gas passage, and the flow rate tends to be “0” or less before reaching the oil separator inlet. Therefore, oil mist having a large resistance is preferably suppressed from reaching the inlet of the oil separator, and the amount of oil mist flowing into the oil separator is preferably reduced.
また、抵抗力の大きいオイルミストの質量は、例えば断面積等が大きく、抵抗力が小さいオイルミストの質量と比較して大きくなる。よって、こうした質量の大きいオイルミストがオイルセパレータに大量に流入することが抑制されることにより、オイルセパレータに流入するオイルミスト量の低減が図られるようになる。 Further, the mass of the oil mist having a large resistance is larger than that of the oil mist having a large cross-sectional area and the like and having a small resistance. Therefore, a large amount of oil mist having a large mass is suppressed from flowing into the oil separator, so that the amount of oil mist flowing into the oil separator can be reduced.
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置において、前記オイルミストの特定の質量が、前記ブローバイガス通路の長さに伴う流速の低減量が前記ブローバイガスに含まれるオイルミストのなかで相対的に大きいオイルミストの質量であることを要旨とする。
The invention according to
通常、ブローバイガス通路の長さに伴う流速の低減量が大きいオイルミストほどブローバイガス通路の長さに比例して流速が低下し、オイルセパレータ入口に到達する以前に流速が「０」以下となり易い。よって、流速の低減量が大きいオイルミストがオイルセパレータの入口に到達することが好適に抑制され、オイルセパレータへのオイルミストの流入量が好適に低減されるようになる。 Normally, oil mist with a larger amount of flow velocity reduction associated with the length of the blow-by gas passage decreases in proportion to the length of the blow-by gas passage, and the flow velocity tends to be "0" or less before reaching the oil separator inlet. . Therefore, the oil mist having a large flow rate reduction amount is preferably suppressed from reaching the inlet of the oil separator, and the amount of oil mist flowing into the oil separator is suitably reduced.
また、流速の低減量が相対的に大きいオイルミストは、ブローバイガス通路を流通する際の抵抗力が大きいために流速の低減量が大きくなる。そして、抵抗力が大きいオイルミストは断面積等が大きく、その質量は、抵抗力が小さいオイルミストよりも大きくなる。よって、こうした質量の大きいオイルミストがオイルセパレータに大量に流入することが抑制されることにより、オイルセパレータに流入するオイルミスト量の低減が図られるようになる。 Moreover, since the oil mist with a relatively large reduction amount of the flow velocity has a large resistance when flowing through the blow-by gas passage, the reduction amount of the flow velocity becomes large. The oil mist having a large resistance force has a large cross-sectional area and the like, and its mass is larger than that of the oil mist having a small resistance force. Therefore, a large amount of oil mist having a large mass is suppressed from flowing into the oil separator, so that the amount of oil mist flowing into the oil separator can be reduced.
さらに、流速の低減量が大きいオイルミストと流速の低減量が小さいオイルミストとでは、流速の低減量が大きいオイルミストの方が先に流速が「０」以下となる。よって、上記構成によれば、このように流速の低減量が大きいオイルミストを対象としてブローバイガス通路の長さを設定することで、ブローバイガス通路の長さを必要最小限の長さに設定することが可能となる。これにより、ブローバイガス通路の長さを必要最小限に抑えつつ、特定の質量を有するオイルミストがオイルセパレータに流入することを的確に抑制することが可能となる。 Further, between an oil mist having a large flow rate reduction amount and an oil mist having a small flow rate reduction amount, the oil mist having the large flow rate reduction amount has a flow velocity of “0” or less first. Therefore, according to the above configuration, the length of the blow-by gas passage is set to the minimum necessary length by setting the length of the blow-by gas passage for the oil mist whose flow rate reduction amount is large as described above. It becomes possible. This makes it possible to accurately suppress the oil mist having a specific mass from flowing into the oil separator while minimizing the length of the blow-by gas passage.
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置において、前記オイルミストの特定の質量が、前記ブローバイガスの流速との速度差が前記ブローバイガスに含まれるオイルミストのなかで相対的に大きいオイルミストの質量であることを要旨とする。
The invention according to
通常、ブローバイガスの流速との速度差が大きいオイルミストほど、オイルセパレータの入口に至るまでに流速が大幅に低下し、オイルセパレータに到達する以前に流速が「０」以下となりやすい。よって、このようにブローバイガスの流速との速度差が大きいオイルミストを対象としてブローバイガス通路の長さを設定することで、ブローバイガス通路の長さを必要最小限としつつ、こうした特性を有するオイルミストがオイルセパレータに流入することを的確に抑制することが可能となる。 Normally, the oil mist having a large speed difference from the flow rate of the blow-by gas significantly decreases the flow rate before reaching the inlet of the oil separator, and the flow rate tends to become “0” or less before reaching the oil separator. Therefore, by setting the length of the blow-by gas passage for the oil mist having a large speed difference from the flow velocity of the blow-by gas, the oil having such characteristics while minimizing the length of the blow-by gas passage. It is possible to accurately suppress the mist from flowing into the oil separator.
さらに、流速の低減量が大きいオイルミストと流速の低減量が小さいオイルミストとでは、流速の低減量が大きいオイルミストの方が先に流速が「０」以下となる。よって、上記構成によれば、このように流速の低減量が大きいオイルミストを対象としてブローバイガス通路の長さを設定することで、ブローバイガス通路の長さを必要最小限の長さに設定することが可能となる。これにより、ブローバイガス通路の長さを必要最小限に抑えつつ、特定の質量を有するオイルミストがオイルセパレータに流入することを的確に抑制することが可能となる。 Further, between an oil mist having a large flow rate reduction amount and an oil mist having a small flow rate reduction amount, the oil mist having the large flow rate reduction amount has a flow velocity of “0” or less first. Therefore, according to the above configuration, the length of the blow-by gas passage is set to the minimum necessary length by setting the length of the blow-by gas passage for the oil mist whose flow rate reduction amount is large as described above. It becomes possible. This makes it possible to accurately suppress the oil mist having a specific mass from flowing into the oil separator while minimizing the length of the blow-by gas passage.
請求項７に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置において、前記オイルミストの特定の質量が、前記ブローバイガスに含まれるオイルミストのうち、単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストの質量であることを要旨とする。
The invention according to claim 7 is the blow-by gas reduction device according to any one of
上記構成によれば、上記ブローバイガス通路の長さが、ブローバイガスに含まれるオイルミストのうちの単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストの流速をオイルセパレータの入口手前で「０」以下とせしめるかたちで設定される。これにより、単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストがオイルセパレータに流入することが抑制されることとなり、オイルセパレータに流入するオイルミストの量が大幅に低減することとなる。 According to the above configuration, the length of the blow-by gas passage allows the flow rate of the oil mist having the largest flow rate per unit time of the oil mist contained in the blow-by gas to be “0” or less before the inlet of the oil separator. It is set in the form. As a result, the oil mist having the largest flow rate per unit time is prevented from flowing into the oil separator, and the amount of oil mist flowing into the oil separator is greatly reduced.
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置において、前記オイルセパレータが、前記車載エンジンのヘッドカバー内に設けられてなり、前記ブローバイガス通路の前記ブローバイガスの流通方向下流となる一端が、前記オイルセパレータに接続されてなることを要旨とする。
The invention according to
一般にブローバイガスは、エンジンブロック中に設置される。そしてこのような構成ででは、ブローバイガス通路のブローバイガスの進行方向上流側の端からオイルセパレータの距離を十分に確保することは難しい。 Generally, blow-by gas is installed in an engine block. With such a configuration, it is difficult to secure a sufficient distance between the oil separator and the end of the blow-by gas passage on the upstream side in the direction in which the blow-by gas travels.
そこで、上記構成によるように、オイルセパレータをエンジンブロックよりも鉛直方向上方に形成されるヘッドカバー内に設けるとともに、ブローバイガス通路のオイルミストの進行方向下流となる一端をオイルセパレータに接続する。このため、ブローバイガス通路の一端が接続されるオイルセパレータの設置位置を変えるだけで、ブローバイガス通路の長さの長大化を図ることが可能となり、長大化されたブローバイガス通路中でのオイルミストの分離を助長させることが可能となる。 Therefore, as described above, the oil separator is provided in the head cover that is formed vertically above the engine block, and one end downstream of the blow-by gas passage in the traveling direction of the oil mist is connected to the oil separator. For this reason, it is possible to increase the length of the blow-by gas passage only by changing the installation position of the oil separator to which one end of the blow-by gas passage is connected, and the oil mist in the lengthened blow-by gas passage It becomes possible to promote the separation of.
以下、本発明にかかるブローバイガス還元装置を具体化した一実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態のブローバイガス還元装置が適用されるエンジン１は、大きくは、シリンダヘッド３及びシリンダブロック４を備えて構成されている。このうち、シリンダヘッド３にはヘッドカバー２が固定されており、このヘッドカバー２とシリンダヘッド３とにより動弁室３４が形成されている。この動弁室３４には、図示は省略するが、燃焼室１５に吸気を取り込むとともに燃焼後の排気を排出するための動弁機構が設けられている。
Hereinafter, an embodiment embodying a blow-by gas reducing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
また、エンジン１は、エンジンオイルが貯留されるオイルパン５を備えており、このオイルパン５と上記シリンダブロック４とによって、クランクシャフト（図示省略）が収容されるクランクケース１０が形成されている。このクランクケース１０には、クランクシャフトの回転運動を利用して駆動される油圧ポンプ（図示省略）が設けられている。また、シリンダヘッド３及びシリンダブロック４には、それらを冷却する冷却水が流通するウォータジャケット等が設けられている。そして、このウォータジャケットに接続された冷却水ポンプの駆動を通じてウォータジャケット内を冷却水が流通することにより、この冷却水との熱交換を通じてシリンダヘッド３及びシリンダブロック４が冷却される。
Further, the
また、シリンダヘッド３に形成されている吸気ポート３１には、吸気マニホールド６が接続されている。この吸気マニホールド６の上流側はサージタンク９やスロットルバルブを備えた吸気管７に連通されており、吸気管７の上流側にはエアクリーナ８が設けられている。これにより、上記エアクリーナ８から吸気管７内に導入された空気は、サージタンク９を通じて吸気マニホールド６に導入される。
An
また、エンジン１には、シリンダの内面とピストンの外面との隙間からクランクケース１０内に吹き抜けたブローバイガスＢＧを吸気系に導くためのブローバイガス還元装置２０が設けられている。
Further, the
ブローバイガス還元装置２０は、クランクケース１０内に吹き抜けたブローバイガスＢＧを抜き出すためのブローバイガス通路２１と、このブローバイガス通路２１によって抜き出されたブローバイガスＢＧからオイルミストを分離するためのオイルセパレータ２２とを備えている。また、ブローバイガス還元装置２０は、オイルセパレータ２２からブローバイガスＢＧを吸気系に導くためのブローバイガス供給配管２４を備えている。なお、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストの粒径及び同粒径に相関する質量は一定ではなく、例えば、「極小」、「小」、「中」、及び「大」といった態様で各々相違するものとなっている。また、オイルミストの粒径が大きいほど、換言すれば、オイルミストの質量が大きいほど、ブローバイガス通路２１を流通するオイルミストに働く抵抗力は大きくなる。すなわち、粒径及び質量が「大」となるオイルミストに働く抵抗力は、粒径及び質量が「極小」、「小」、及び「中」となるオイルミストに働く抵抗力よりも大きくなる。
The blow-by
ブローバイガス通路２１は、シリンダブロック４からシリンダヘッド３に亘って鉛直方向に延びる通路として形成されている。そして、このブローバイガス通路２１により、クランクケース１０と動弁室３４とが連通されている。また、ブローバイガスＢＧの回収時には、このブローバイガス通路２１によってクランクケース１０内のブローバイガスＢＧが動弁室３４に導入されるようになっている。
The blow-by
なお、本実施の形態のブローバイガス通路２１の長さは、ブローバイガスＢＧに含まれる特定の質量（粒径）以上のオイルミストの流速をオイルセパレータ２２の入口から見て「０」以下とせしめる通路断面積及び通路長さを満たすかたちで形成されている。
The length of the blow-by
オイルセパレータ２２は、ヘッドカバー２の鉛直方向下方の面に取り付けられている。このオイルセパレータ２２は、例えば、同セパレータケース内に複数配置されてブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストを捕集するバッフルプレートとセパレータケースとを備えて構成されている。このオイルセパレータ２２には、同オイルセパレータ２２でブローバイガスＢＧから分離されたオイルをオイルパン５に案内するオイル戻し油路２２ａが接続されている。そして、オイルセパレータ２２により捕集されたオイルは、このオイル戻し油路２２ａを介してオイルパン５に戻される。また、オイルセパレータ２２には、オイルミストと分離されたブローバイガスＢＧを吸気系に案内するブローバイガス供給配管２４が接続されている。このブローバイガス供給配管２４の下流端は、上記吸気管７の途中に配置されるスロットルバルブの直下流側に接続されている。
The
こうしたオイルセパレータ２２とブローバイガス通路２１との接続部分には、ブローバイガス通路２１を流通するブローバイガスＢＧの流量を調整するＰＣＶバルブ２３が設けられている。
A
ＰＣＶバルブ２３は、例えば、開閉自在な電磁弁により構成されており、図示を省略する車載制御装置から入力される制御信号を受けて開閉動作する。そして、このＰＣＶバルブ２３の開動作時には、オイルセパレータ２２内でオイルが分離除去された後のブローバイガスＢＧが、当該ＰＣＶバルブ２３を経てブローバイガス供給配管２４に案内される。その後、ブローバイガス供給配管２４に導入されたブローバイガスＢＧはエンジン１の吸気系に案内されることになる。
The
次に、本実施の形態のブローバイガス還元装置の原理を図２〜図５を参照して説明する。
図１の領域α１の拡大構造を図２に示すように、ブローバイガス通路２１を流通するオイルミストＯｍの流速Ｖは、ブローバイガス通路２１の通路断面積を「Ｓ」、ブローバイガス通路２１中のブローバイガスＢＧの流量を「Ｑ」とするとき、以下の式（イ）によって示される。
Next, the principle of the blow-by gas reduction device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the flow velocity V of the oil mist Om flowing through the blow-by
Ｖ＝Ｑ／Ｓ …（イ）
また、こうした流速Ｖを有するオイルミストＯｍには、ブローバイガスＢＧの進行方向とは反対側に重力と抵抗力とが働く。すなわち、オイルミストＯｍには、オイルセパレータ２２側に進行するブローバイガスＢＧの進行方向とは反対側の力が働く。
V = Q / S (B)
In addition, gravity and resistance force act on the oil mist Om having such a flow velocity V on the side opposite to the traveling direction of the blow-by gas BG. That is, the oil mist Om is subjected to a force on the side opposite to the traveling direction of the blowby gas BG traveling toward the
そして、こうしたオイルミストＯｍに働く重力及び抵抗力は、重力を「Ｆα」、抵抗力を「Ｆβ」とするとき、それぞれ以下の式（ロ）、（ハ）によって示される。
Ｆα＝ｍｇ …（ロ）
ｍ：オイルミストの質量（ｍ＝４πｒ３ρ／３）
ｇ：重力加速度
Ｆβ＝ρＶ２ＡＣｄ／２ …（ハ）
ρ：空気密度
Ｖ：ブローバイガスの流速
Ａ：オイルミストの断面積
Ｃｄ：抵抗力係数
そして、こうした重力Ｆαと抵抗力ＦβとがオイルミストＯｍに働くことによって、ブローバイガスＢＧにより運ばれるオイルミストＯｍの流速Ｖがブローバイガス通路２１を流通する過程で次第に低下することとなる。
The gravity and resistance force acting on the oil mist Om are expressed by the following equations (b) and (c), respectively, where gravity is “F α ” and resistance force is “F β ”.
F α = mg (B)
m: mass of oil mist (m = 4πr 3 ρ / 3)
g: Gravity acceleration
F β = ρV 2 ACd / 2 (C)
ρ: Air density
V: Flow rate of blow-by gas
A: Cross section of oil mist
Cd: Resistance coefficient
The gravity F α and the resistance force F β act on the oil mist Om, so that the flow velocity V of the oil mist Om carried by the blow-by gas BG gradually decreases in the process of flowing through the blow-by
また、図３に示すように、鉛直方向に形成されたブローバイガス通路２１中を流通するオイルミストＯｍに成り立つエネルギー保存の法則は、ベルヌーイの定理（式（ニ））に基づいて以下のように示される。なお、ここでは、ブローバイガス通路２１のブローバイガスＢＧの進行方向上流端、換言すれば、鉛直方向下方端におけるオイルミストＯｍの流速が「Ｖ１」、内部圧力が「Ｐ１」、高さが「ｈ１」として表される。同様に、ブローバイガス通路２１のブローバイガスＢＧの進行方向下流端、換言すれば、鉛直方向上方端におけるオイルミストＯｍの流速が「Ｖ２」、内部圧力が「Ｐ２」、高さが「ｈ２」として表される。
As shown in FIG. 3, the law of conservation of energy that holds for the oil mist Om that flows in the blow-by
１／２ｍＶ２＋Ｐ＋ｍｇｈ＝ｃｏｎｓｔ …（ニ）
そして、上記式（ニ）に、流速「Ｖ１」、「Ｖ２」、内部圧力「Ｐ１」、「Ｐ２」、高さ「ｈ１」、「ｈ２」をそれぞれ代入すると、以下の式（ホ）が得られる。
1/2 mV 2 + P + mgh = const (D)
When the flow rates “V 1 ”, “V 2 ”, the internal pressures “P 1 ”, “P 2 ”, the heights “h 1 ”, “h 2 ” are substituted into the above formula (d), Equation (e) is obtained.
１／２ｍＶ１ ２＋Ｐ１＋ｍｇｈ１＝１／２ｍＶ２ ２＋Ｐ２＋ｍｇｈ２＋Ｆβ …（ホ）
ここで、Ｖ２＝０、すなわち、オイルミストＯｍがブローバイガス通路２１の下流端に接続されたオイルセパレータ２２に到達するときの流速が「０」であり、Ｐ１−Ｐ２＝ΔＰ、ｈ１−ｈ２＝ｈとすると、
１／２ｍＶ１ ２＋ΔＰ−ｍｇｈ＋Ｆβ＝０…（ヘ）
となる。そして、上記式（ヘ）を「ｈ」について解くと、
ｈ＝（１／２ｍＶ１ ２＋ΔＰ−Ｆβ）／ｍｇ …（ト）
が得られる。ここで、上記式（イ）を上記式（ト）に代入すると、以下の式（リ）が得られる。
1/2 mV 1 2 + P 1 + mgh 1 = 1/2 mV 2 2 + P 2 + mgh 2 + F β (e)
Here, V 2 = 0, that is, the flow velocity when the oil mist Om reaches the
1/2 mV 1 2 + ΔP−mgh + F β = 0 (f)
It becomes. And solving the above equation (f) for “h”,
h = (1/2 mV 1 2 + ΔP−F β ) / mg (G)
Is obtained. Here, when the above formula (A) is substituted into the above formula (G), the following formula (I) is obtained.
ｈ＝（ｍＱ２／２Ｓ２＋ΔＰ−Ｆβ）／ｍｇ …（リ）
そして、上記式（リ）を満たすことにより、Ｖ２＝０、すなわち、ブローバイガス通路２１の下流端であるオイルセパレータ２２の入口部２２ｂにおけるオイルミストＯｍの流速が「０」となる。よって、以下の条件（ヌ）を満たすかたちでブローバイガス通路２１の長さ「ｈ」を設定することとすれば、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂにおけるオイルミストＯｍの流速は「０」よりも小さくなる。
h = (mQ 2 / 2S 2 + ΔP−F β ) / mg (R)
By satisfying the above expression (Li),
ｈ＞（ｍＱ２／２Ｓ２＋ΔＰ−Ｆβ）／ｍｇ …（ヌ）
すなわち、ブローバイガス通路２１を介してブローバイガスＢＧによりクランクケース１０側からオイルセパレータ２２側へと運ばれる質量ｍのオイルミストＯｍの流速Ｖは、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂに到達する以前に「０」以下に低下する。この結果、クランクケース１０側からオイルセパレータ２２側に向かって進行する質量ｍのオイルミストＯｍは、オイルセパレータ２２に到達する以前に自然落下し、オイルセパレータ２２に流入しないこととなる。そこで、本実施の形態では、こうした特性を踏まえて、ブローバイガス通路２１の長さｈが上記条件（ヌ）を満たすかたちで形成されることとなる。
h> (mQ 2 / 2S 2 + ΔP−F β ) / mg (nu)
That is, the flow velocity V of the oil mist Om having a mass m conveyed from the
次に、本実施の形態のブローバイガス通路２１を流通するオイルミストＯｍの落下特性を図４を参照して説明する。なお、図４において、破線で示す推移Ｌ１は、オイルセパレータ２２の出口部におけるオイルミストＯｍの単位時間当たりの流量を粒径の別に示している。また、一点鎖線で示す推移Ｌ２は、ブローバイガス通路２１の下流端であるオイルセパレータ２２の入口部２２ｂにおけるオイルミストＯｍの単位時間当たりの流量を粒径の別に示している。また、二点鎖線で示す推移Ｌ３は、ブローバイガス通路２１の中央付近におけるオイルミストＯｍの単位時間当たりの流量を粒径の別に示している。また、実践で示す推移Ｌ４は、ブローバイガス通路２１の上流端であるクランクケース１０との接続部におけるオイルミストＯｍの単位時間当たりの流量を粒径の別に示している。なお、オイルミストＯｍの粒径は、同オイルミストＯｍの質量に相関するものとなっている。
Next, the drop characteristic of the oil mist Om flowing through the blow-by
図４に示すように、推移Ｌ４→推移Ｌ３→推移Ｌ２→推移Ｌ１といった順、すなわち、ブローバイガスＢＧの進行方向の上流であるクランクケース１０側から同進行方向の下流であるオイルセパレータ２２側に向かうにつれて、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍの量が低減する。特に、推移Ｌ４、Ｌ３、Ｌ２は、オイルミストＯｍに働く重力Ｆα及び抵抗力Ｆβによって、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍがブローバイガス通路２１を流通する途中で同オイルミストＯｍがブローバイガスＢＧから自然分離されていることを示している。また、推移Ｌ１は、ブローバイガスＢＧがオイルセパレータ２２を通過する際に、このブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２により除去されていることを示している。また、同図４に示されるように、特定の粒径Ｒｓの範囲において、単位時間当たりのオイルミストＯｍの流量の低減量が顕著となっている。
As shown in FIG. 4, in the order of transition L4 → transition L3 → transition L2 → transition L1, that is, from the
そこで、本実施の形態では、こうした特定の粒径Ｒｓ、ひいては、特定の粒径Ｒｓに相関する質量を有するオイルミストＯｍを、ブローバイガス通路２１の長さ「ｈ」の設定を通じてブローバイガスＢＧの中から自然分離する。
Therefore, in the present embodiment, the oil mist Om having a mass that correlates with the specific particle size Rs, and thus the specific particle size Rs, is supplied to the blow-by gas BG through the setting of the length “h” of the blow-by
次に、図５を参照して、ブローバイガス通路２１の長さ、同ブローバイガス通路２１内のブローバイガスＢＧの流速Ｖ（＝流量Ｑ／通路断面積Ｓ）、及びブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍの粒径（質量）の関係を詳述する。
Next, referring to FIG. 5, the length of the blow-by
なお、図５において、推移Ｓ１は、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのうち、粒径が極めて小さく、質量が極小となるオイルミストの特性を示している。また、各推移Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はそれぞれ、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのうち、粒径及び質量が「小」、「中」、「大」のオイルミストの特性を示している。 In FIG. 5, the transition S <b> 1 indicates the characteristics of the oil mist having a very small particle diameter and a minimum mass among the oil mist Om contained in the blow-by gas BG. The transitions S2, S3, and S4 indicate the characteristics of oil mists having a particle size and mass of “small”, “medium”, and “large” among the oil mists Om included in the blow-by gas BG.
ここで、例えば、ブローバイガス通路２１内を流通するブローバイガスＢＧの流速が「Ｖｘ」であるとき、推移Ｓ４として示すように、ブローバイガス通路２１の長さを「ｈｘ３」とすれば、粒径及び質量が「大」のオイルミストＯｍはオイルセパレータ２２に到達しないこととなる。すなわち、推移Ｓ４は、ブローバイガス通路２１の長さが「ｈｘ３」に設定されると、粒径及び質量が「大」のオイルミストＯｍは、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂに到達する以前に速度が「０」以下となり、オイルセパレータ２２に流入しないことを示している。なお、粒径及び質量が「大」のオイルミストＯｍに働く抵抗力Ｆβは、その粒径が大きいために、その他の粒径及び質量を有するオイルミストＯｍよりも大きくなっている。また、粒径及び質量が「大」のオイルミストＯｍとブローバイガスＢＧとの速度差は、粒径及び質量が「大」となるオイルミストＯｍに働く抵抗力Ｆβが大きいために、その他の粒径及び質量を有するオイルミストＯｍとブローバイガスＢＧとの速度差よりも相対的に大きくなっている。
Here, for example, when the flow velocity of the blow-by gas BG flowing through the blow-by
また、ブローバイガス通路２１の長さを「ｈｘ２」とすれば、推移Ｓ３、Ｓ４として示すように、粒径及び質量が「中」、「大」のオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に到達しないこととなる。すなわち、推移Ｓ３、Ｓ４は、ブローバイガス通路２１の長さが「ｈｘ２」に設定されると、粒径及び質量が「中」、「大」の各オイルミストＯｍは、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂに到達する以前に速度が「０」以下となり、オイルセパレータ２２に流入しないことを示している。
If the length of the blow-by
そして、さらにブローバイガス通路２１の長さを延ばして「ｈｘ１」とすれば、推移Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３として示すように、粒径及び質量が「小」、「中」、「大」のオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に到達しないこととなる。すなわち、推移Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、ブローバイガス通路２１の長さが「ｈｘ１」に設定されると、粒径及び質量が「小」、「中」、「大」の各オイルミストＯｍは、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂに到達する以前に流速Ｖが「０」以下となり、オイルセパレータ２２に流入しないことを示している。
If the length of the blow-by
さらに、同図５に推移Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４として示すように、例えば、粒径及び質量が「小」、「中」、及び「大」のオイルミストＯｍは、粒径及び質量が「極小」のオイルミストＯｍよりも、ブローバイガス通路２１の長さに伴う流速Ｖの低減量が相対的に大きくなっている。
Further, as shown as transitions S2, S3, and S4 in FIG. 5, for example, oil mists Om having a particle size and mass of “small”, “medium”, and “large” have a particle size and mass of “minimal”. The amount of reduction in the flow velocity V associated with the length of the blow-by
よって、このような特性に鑑み、オイルセパレータ２２への流入を抑制するオイルミストＯｍの粒径及び質量を予め選定してブローバイガス通路２１の長さｈを設定することにより、粒径や質量が異なるオイルミストＯｍのうち、特定の粒径及び質量を有するオイルミストＯｍのオイルセパレータ２２への流入量を低減することが可能となる。
Therefore, in view of such characteristics, by selecting the particle size and mass of the oil mist Om that suppresses the flow into the
以下、先の図１を参照して、本実施の形態のブローバイガス還元装置の作用を説明する。なお、ここでの例では、上記式（ヌ）右辺のオイルミストＯｍの質量ｍとして、粒径及び質量が「大」となるオイルミストＯｍの質量が設定されている。また、例えば、こうした粒径及び質量を有するオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に流入することを抑制すべく、先の図５に示した特性、及び上記式（ヌ）に基づいて、例えばブローバイガス通路２１の長さは「ｈｘ３」に設定されている。
Hereinafter, the operation of the blow-by gas reduction apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this example, as the mass m of the oil mist Om on the right side of the above formula (nu), the mass of the oil mist Om whose particle size and mass are “large” is set. Further, for example, in order to suppress the oil mist Om having such a particle size and mass from flowing into the
図１に示すように、まず、車両の走行時においてエンジン１が運転状態にあり、ＰＣＶバルブ２３が開放しているとき、エンジン１の圧縮行程や膨張行程においてシリンダとピストンとの隙間からクランクケース１０内に吹き抜けたブローバイガスＢＧは、ブローバイガス通路２１を介して、クランクケース１０からオイルセパレータ２２へと案内される。また、このブローバイガスＢＧには、エンジンオイル等がミスト化したオイルミストＯｍが含まれたものとなっている。なお、ＰＣＶバルブ２３の開量は、ブローバイガスＢＧの流量に応じて調整される。また、ブローバイガスＢＧの流量は、例えば、エンジン１の回転数やスロットルバルブの開度等に基づきブローバイガスＢＧの発生量が推定され、この推定結果に基づいて算出される。
As shown in FIG. 1, first, when the
ここで、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍに重力「Ｆα」及び抵抗力「Ｆβ」が働くことによって、ブローバイガスＢＧにより運ばれるオイルミストＯｍの流速Ｖが鉛直方向に延びるブローバイガス通路２１を流通する過程で低下する。この際、重力「Ｆα」及び抵抗力「Ｆβ」が最大となるオイルミストＯｍ、すなわち、粒径及び質量が「大」となるオイルミストＯｍの流速Ｖの低減量が特に大きくなる。 Here, when gravity “F α ” and resistance force “F β ” act on the oil mist Om included in the blow-by gas BG, the blow-by gas passage in which the flow velocity V of the oil mist Om carried by the blow-by gas BG extends in the vertical direction. Decreases in the process of distributing 21. At this time, the reduction amount of the flow velocity V of the oil mist Om at which the gravity “F α ” and the resistance force “F β ” are maximized, that is, the oil mist Om at which the particle size and mass are “large” becomes particularly large.
そして、ブローバイガス通路２１の長さが「ｈｘ３」に設定されていることによって、粒径及び質量が「大」となるオイルミストＯｍの流速Ｖは、同オイルミストＯｍがオイルセパレータ２２の入口部２２ｂに到達する以前に「０」以下に低下する。すなわち、クランクケース１０からオイルセパレータ２２に向かっていたオイルミストＯｍの流速Ｖが「０」まで低下したのちに自然落下し、このオイルミストＯｍがブローバイガスＢＧから分離される。よって、オイルセパレータ２２には、粒径及び質量が「大」となるオイルミストＯｍが流入せず、その他の粒径及び質量を有するオイルミストＯｍのみが流入することとなる。
Since the length of the blow-by
そして、ブローバイガス通路２１を通過する途中でブローバイガスＢＧから分離されなかったオイルミストＯｍがブローバイガスＢＧとともにオイルセパレータ２２に流入すると、このオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２により捕集される。これにより、オイルセパレータ２２に流入したブローバイガスＢＧからオイルミストＯｍが分離される。次いで、ブローバイガスＢＧから分離されたオイルミストＯｍは、オイル戻し油路２２ａを経由してクランクケース１０に戻される。なお、このときオイルセパレータ２２に流入するオイルミストＯｍは、粒径及び質量が大きく、一つ当たりのオイル量が多いオイルミストＯｍが既に分離された状態となっている。よって、オイルセパレータ２２にオイルミストＯｍが過剰に流入することが抑制され、オイルセパレータ２２にオイルミストＯｍが大量に溜まることなく、オイル戻し油路２２ａを介してオイルパン５へと円滑に戻されることとなる。
When the oil mist Om that has not been separated from the blow-by gas BG in the middle of passing through the blow-by
こうして、クランクケース１０に吹き出したオイルミストＯｍが、クランクケース１０、ブローバイガス通路２１、オイルセパレータ２２、及びオイル戻し油路２２ａを循環することとなる。これにより、オイルミストＯｍと化したオイルがオイルセパレータ２２に接続されたブローバイガス供給配管２４、吸気管７に漏れることが抑制されるようになる。
Thus, the oil mist Om blown to the
一方、ブローバイガス通路２１及びオイルセパレータ２２を通過する過程でオイルミストＯｍが分離されたブローバイガスＢＧは、ブローバイガス供給配管２４を介して吸気管７に導入されることとなる。
On the other hand, the blowby gas BG from which the oil mist Om has been separated in the process of passing through the
以上説明したように、本実施の形態にかかるブローバイガス還元装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ブローバイガス通路２１を、ブローバイガスＢＧに含まれる特定の質量以上のオイルミストの流速Ｖをオイルセパレータ２２の入口から見て「０」以下とせしめる通路断面積Ｓ及び通路長さｈを満たすかたちで形成した。これにより、オイルセパレータ２２には、その手前で流速Ｖが「０」以下とならない一部のオイルミストＯｍを捕集可能な機能を設ければよく、オイルセパレータ２２としての構造上の簡略化が図られるようになる。また、これにより、オイルセパレータ２２によるオイルの処理能力を超えるオイルミストＯｍが同オイルセパレータ２２に流入することが抑制され、オイルセパレータ２２からオイル戻し油路２２ａへのオイルの円滑な循環が図られるようにもなる。さらに、これにより、オイルセパレータ２２の捕集能力を超える大量のオイルミストＯｍが同オイルセパレータ２２に流入することが抑制されることから、オイルセパレータ２２で捕集しきれないオイルミストＯｍが吸気管７側に漏れることもなく、オイルをエンジン内で長期的に循環させることが可能となる。
As described above, according to the blow-by gas reducing apparatus according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The passage cross-sectional area S and the passage length h that cause the blow-by
（２）ブローバイガス通路２１を鉛直方向に延びる態様で形成した。また、ブローバイガス通路２１の通路断面積Ｓ及び通路長さｈを、オイルミストＯｍに働く重力Ｆαと抵抗力Ｆβとを加味して設定した。これにより、鉛直方向に延びるブローバイガス通路２１を流通するオイルミストＯｍに働く重力Ｆα及び抵抗力Ｆβを利用して、同オイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に到達する以前に特定の質量（粒径）のオイルミストＯｍの流速Ｖを「０」以下とすることが可能となる。
(2) The blow-by
（３）ブローバイガス通路２１の長さ「ｈ」を、上記条件（ヌ）を満たすかたちで設定した。このため、特定の質量のオイルミストＯｍの流速Ｖをオイルセパレータ２２の入口以前でより確実に「０」以下とすることが可能となる。これにより、ブローバイガス通路２１を有するブローバイガス還元装置としての汎用性、実現性の向上が図られるようになる。
(3) The length “h” of the blow-by
（４）オイルミストＯｍの特定の質量として、オイルミストＯｍに働く抵抗力ＦβがブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのなかで相対的に大きいオイルミストの質量を選定した。これにより、抵抗力Ｆβがの大きなオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２の入口に到達することが好適に抑制され、オイルセパレータ２２へのオイルミストＯｍの流入量が好適に低減されるようになる。また、これにより、オイルセパレータ２２に流入するオイルミストＯｍの流入量の効果的な低減が図られるようになる。
(4) as a specific mass of oil mist Om, resistance acting on the oil mist Om F beta has selected the mass of relatively large oil mist among the oil mist Om contained in the blow-by gas BG. Thus, a large oil mist Om resistance F beta is is is suitably suppressed to reach the inlet of the
（５）オイルミストＯｍの特定の質量として、ブローバイガス通路２１の長さに伴う流速Ｖの低減量がブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのなかで相対的に大きいオイルミストの質量を選定した。これにより、流速Ｖの低減量が大きいオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２の入口に到達することが好適に抑制され、オイルセパレータ２２へのオイルミストＯｍの流入量が好適に低減されるようになる。また、これにより、流速Ｖの低減量が大きいオイルミストＯｍ、換言すれば、質量の大きいオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に大量に流入することが抑制されることにより、オイルセパレータ２２に流入するオイルミストＯｍの量の低減が図られるようになる。さらに、これにより、ブローバイガス通路２１の長さを必要最小限に抑えつつ、特定の質量を有するオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に流入することを的確に抑制することが可能となる。
(5) As the specific mass of the oil mist Om, the mass of the oil mist having a relatively large reduction amount of the flow velocity V associated with the length of the blow-by
（６）オイルミストＯｍの特定の質量として、ブローバイガスＢＧの流速Ｖとの速度差が同ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのなかで相対的に大きいオイルミストの質量を選定した。これにより、ブローバイガス通路２１の長さを必要最小限としつつ、こうした特性を有するオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に流入することを的確に抑制することが可能となる。また、これにより、ブローバイガス通路２１の長さを必要最小限に抑えつつ、特定の質量を有するオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に流入することを的確に抑制することが可能となる。
(6) As the specific mass of the oil mist Om, the mass of the oil mist having a relatively large speed difference from the flow velocity V of the blow-by gas BG is selected from the oil mist Om included in the blow-by gas BG. This makes it possible to accurately suppress the oil mist Om having such characteristics from flowing into the
（７）オイルセパレータ２２を、エンジン１のヘッドカバー２内に設けた。そして、ブローバイガス通路２１のブローバイガスＢＧの流通方向下流となる一端を、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂに接続する構成とした。これにより、ブローバイガス通路２１の一端が接続されるオイルセパレータ２２の設置位置を変えるだけで、ブローバイガス通路２１の長さの長大化を図ることが可能となり、長大化されたブローバイガス通路２１中でのオイルミストＯｍの分離を助長させることが可能となる。
(7) The
なお、上記実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・オイルセパレータ２２を、エンジン１のヘッドカバー２内に設けた。そして、ブローバイガス通路２１のブローバイガスＢＧの流通方向下流となる一端を、オイルセパレータ２２の入口部２２ｂに接続する構成とした。これに限らず、オイルセパレータ２２をシリンダブロック４内に設けてもよい。そして、ブローバイガス通路２１の途中にオイルセパレータ２２を介在させる構成としてもよい。この構成では、ブローバイガス通路２１のうち、クランクケース１０に接続される部分からオイルセパレータ２２が介在される部分までの長さが上記条件（ヌ）を満たすかたちで形成される。この構成であれ、上記（１）〜（６）の効果を得ることは可能である。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms.
An
・オイルミストＯｍの特定の質量として、（ａ）ブローバイガスＢＧの流速Ｖとの速度差が同ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのなかで相対的に大きいオイルミストの質量を選定した。また、オイルミストＯｍの特定の質量として、（ｂ）ブローバイガス通路２１の長さに伴う流速Ｖの低減量がブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのなかで相対的に大きいオイルミストの質量を選定した。さらに、オイルミストＯｍの特定の質量として、（ｃ）オイルミストＯｍに働く抵抗力ＦβがブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのなかで相対的に大きいオイルミストの質量を選定した。これに限らず、これら（ａ）〜（ｃ）のうち、一つの条件を満たす質量を有するオイルミストＯｍを、上記特定の質量のオイルミストＯｍとして選定することも可能である。また、この他、オイルミストＯｍの特定の質量として、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのうち、単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストの質量を選定してもよい。このように、単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストの質量を選定することとすれば、ブローバイガスＢＧに含まれるオイルミストＯｍのうちの単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストの流速Ｖがオイルセパレータ２２の入口手前で「０」となる。このため、単位時間当たりの流量が最も多いオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に流入することが抑制されることとなる。よって、ブローバイガス通路２１を流通するオイルミストＯｍの大部分は同ブローバイガス通路２１を流通する過程で自然落下し、オイルセパレータ２２に流入されない。これにより、オイルセパレータ２２に流入するオイルミストが大幅に低減することとなり、オイルセパレータ２２は、ブローバイガス通路２１を流通する過程で自然落下しなかった僅かなオイルミストＯｍのみを捕集するだけでよく、同オイルミストＯｍの確実な捕集とより円滑な循環処理とが図られるようになる。
As the specific mass of the oil mist Om, (a) the mass of the oil mist having a relatively large speed difference from the flow velocity V of the blow-by gas BG is selected from the oil mist Om included in the blow-by gas BG. Further, as the specific mass of the oil mist Om, (b) the mass of the oil mist that is relatively large in the oil mist Om included in the blowby gas BG in which the amount of reduction in the flow velocity V associated with the length of the
・ブローバイガス通路２１の長さ「ｈ」を、上記条件（ヌ）を満たすかたちで設定した。これに限らず、ブローバイガス通路２１の長さ「ｈ」とは、ブローバイガス通路２１を流通するオイルミストＯｍに働く重力Ｆα及び抵抗力Ｆβを利用して、オイルセパレータ２２に到達する以前にオイルミストＯｍの流速Ｖを「０」以下とせしめる長さであればよい。
-The length “h” of the blow-by
・ブローバイガス通路２１を鉛直方向に延びる態様で形成した。これに限らず、ブローバイガス通路２１を、鉛直方向に対して所定の傾斜を有した方向に延びる態様で形成してもよい。また、ブローバイガス通路２１を、水平方向に延びる態様で形成してもよい。これらの構成であれ、ブローバイガス通路２１を流通するオイルミストＯｍに重力Ｆαや抵抗力Ｆβが働くことによって、同オイルミストＯｍの流速Ｖが低下させられ、オイルセパレータ２２に到達するオイルミストＯｍが低減することとなる。
The blow-by
・ブローバイガス通路２１の通路断面積Ｓ及び通路長さｈを、オイルミストＯｍに働く重力Ｆαと抵抗力Ｆβとを加味して設定した。これに限らず、ブローバイガス通路２１の通路断面積Ｓ及び通路長さｈを、オイルミストＯｍに働く重力Ｆα及び抵抗力Ｆβのいずれか一つのみを加味して設定してもよい。またこの他、ブローバイガス通路２１の通路断面積Ｓ及び通路長さｈとは、特定の質量（粒径）を有するオイルミストＯｍがオイルセパレータ２２に到達する以前に同オイルミストＯｍの流速Ｖを「０」以下に低下せしめるものであればよい。
The passage cross-sectional area S and the passage length h of the blow-by
１…エンジン、２…ヘッドカバー、３…シリンダヘッド、４…シリンダブロック、５…オイルパン、６…吸気マニホールド、７…吸気管、８…エアクリーナ、９…サージタンク、１０…クランクケース、１５…燃焼室、２０…ブローバイガス還元装置、２１…ブローバイガス通路、２２…オイルセパレータ、２２ａ…オイル戻し油路、２２ｂ…オイルセパレータ入口部、２３…ＰＣＶバルブ、２４…ブローバイガス供給配管、３１…吸気ポート、３４…動弁室、ｈ…ブローバイガス通路の長さ、ｍ…オイルミストの質量、Ｓ…ブローバイガス通路の通路断面積、Ｖ…ブローバイガスの流速、ＢＧ…ブローバイガス、Ｆα…オイルミストに働く重力、Ｆβ…オイルミストに働く抵抗力、Ｏｍ…オイルミスト。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ブローバイガス通路は、前記ブローバイガスに含まれる特定の質量以上のオイルミストの流速を前記オイルセパレータの入口から見て「０」以下とせしめる通路断面積及び通路長さを満たすかたちで形成されてなる
ことを特徴とするブローバイガス還元装置。 A blow-by gas reduction device comprising a blow-by gas passage for recirculating blow-by gas generated in a crankcase of an in-vehicle engine to an intake passage and an oil separator for collecting oil mist from the blow-by gas recirculating through the blow-by gas passage,
The blow-by gas passage is formed so as to satisfy a passage cross-sectional area and a passage length that make the flow rate of oil mist of a specific mass or more contained in the blow-by gas not more than “0” when viewed from the inlet of the oil separator. A blow-by gas reduction device characterized by comprising:
前記ブローバイガス通路の通路断面積及び通路長さは、前記オイルミストに働く重力と抵抗力とが加味されて設定されてなる
請求項１に記載のブローバイガス還元装置。 The blow-by gas passage is formed in a manner extending in the vertical direction,
The blow-by gas reduction device according to claim 1, wherein a passage cross-sectional area and a passage length of the blow-by gas passage are set in consideration of gravity and resistance acting on the oil mist.
ｈ＞（ｍＱ２／２Ｓ２＋ΔＰ−Ｆ）／ｍｇ
なる条件を満たすかたちで設定されてなる
請求項２に記載のブローバイガス還元装置。 The passage length of the blowby gas passage is “h”, the passage cross-sectional area is “S”, the flow rate of blowby gas in the blowby gas passage is “Q”, and the pressure difference between both ends of the blowby gas passage is “ΔP”, When the resistance acting on the oil mist is “F”, the gravity is “g”, and the mass of the oil mist is “m”, the length “h” of the blow-by gas passage is:
h> (mQ 2 / 2S 2 + ΔP−F) / mg
The blow-by gas reduction device according to claim 2, wherein the blow-by gas reduction device is set in a form satisfying the following condition.
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置。 The specific mass of the oil mist is a mass of the oil mist having a relatively large resistance force acting on the oil mist in the oil mist contained in the blow-by gas. Blow-by gas reduction device.
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置。 The specific mass of the oil mist is a mass of the oil mist that is relatively large in the oil mist contained in the blow-by gas, in which the amount of reduction in the flow rate associated with the length of the blow-by gas passage is increased. The blow-by gas reduction apparatus as described in any one of Claims.
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置。 The specific mass of the oil mist is a mass of the oil mist that has a relatively large speed difference from the flow velocity of the blow-by gas in the oil mist contained in the blow-by gas. The blowby gas reduction apparatus as described in 2.
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置。 The blow-by gas reduction according to any one of claims 1 to 3, wherein the specific mass of the oil mist is a mass of an oil mist having the largest flow rate per unit time among the oil mists included in the blow-by gas. apparatus.
前記ブローバイガス通路の前記ブローバイガスの流通方向下流となる一端が、前記オイルセパレータに接続されてなる
請求項１〜７のいずれか一項に記載のブローバイガス還元装置。 The oil separator is provided in the head cover of the in-vehicle engine,
The blow-by gas reduction device according to any one of claims 1 to 7, wherein one end of the blow-by gas passage that is downstream in the flow direction of the blow-by gas is connected to the oil separator.
Priority Applications (1)
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| JP2011238222A JP2013096269A (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Blow-by gas reducing device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108952886A (en) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 铃木株式会社 | The blow-by gas processing unit of internal combustion engine |
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-
2011
- 2011-10-31 JP JP2011238222A patent/JP2013096269A/en active Pending
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