JP2017044143A - エンジン装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】寒冷地、特に−20℃以下の極寒地の使用においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスと吸気(外部空気)との合流部分の管路が着氷で塞がれることのない、信頼性および安全性の高いエンジン装置を提供することを目的とする。【解決手段】エンジン装置は、ブローバイガス混合継手(20,20A,20B,20C)に流れる吸気と還元ホース(12)から導入されるブローバイガスとの混合領域における温度を上昇させるために加温手段(21,22,23,24,25,26)を備え、当該加温手段における加熱源として冷却水が用いられる。【選択図】図3
Description
本開示は、作業車両、農業機械、発電機および冷凍機などの各種動力機器における動力源として搭載されるディーゼルエンジンなどのエンジン装置に係り、特に、ブローバイガスを吸気系に還元するブローバイガス還元機構を備えるエンジン装置に関する。
近年、内燃機関であるエンジン装置に対する排出ガス規制は年々厳しくなっており、エンジン装置においては排出ガス規制に対応すべく各種対策が提案されている。従来からのディーゼルエンジンなどにおける排気ガス対策としては、排気ガスの一部を吸気側に還元させるEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気ガス再循環)装置を設けて、燃焼温度を低く抑えて、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)の量を低減させる対策が施されていた。例えば、ディーゼルエンジンに用いられる排気ガス浄化装置を改善した構成(例えば、特許文献1参照)や、ブローバイガス還元装置の部品点数を削減し、保守点検作業を簡略化した構成(例えば、特許文献2参照)などが提案されている。また、燃焼室から漏れ出るブローバイガスから潤滑油を分離し、潤滑油が分離されたブローバイガスを吸気系統に戻して再循環させる技術が提案されている。
燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを吸気系統に戻す構成において、ブローバイガスには潤滑油である油分とともに水分が含まれているため、寒冷地、特に−20℃以下の極寒地の使用においては大きな課題を有していた。寒冷地、特に−20℃以下の極寒地においては、吸気(外部空気)とブローバイガスとの合流部分において、ブローバイガスが急激に冷やされて、ブローバイガスに含まれる水分が凍り、ブローバイガスが流れる管路に着氷するという現象が生じる。この結果、ブローバイガスの管路が氷で塞がれてしまい、エンジン装置のクランクケース内の圧力が上昇し、内部の潤滑油が漏出するという不具合が生じていた。さらに、潤滑油が漏出した結果、潤滑油が不足し、機器(例えば、過給器)が破損するおそれがあった。
本開示は、上記の課題を解決するものであり、寒冷地、特に−20℃以下の極寒地の使用においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスの管路、特に、吸気(外部空気:新気)とブローバイガスとの合流部分の管路において着氷で塞がれることのない、信頼性および安全性の高いエンジン装置を提供することを目的とする。
本開示に係る一態様は、燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気が流れる吸気管に還流させるブローバイガス還元機構を有するエンジン装置において、
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、
前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における吸気温度を上昇させる加温手段と、を備え、
前記加温手段における加熱源として当該エンジン装置における冷却水を用いて構成されている。
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、
前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における吸気温度を上昇させる加温手段と、を備え、
前記加温手段における加熱源として当該エンジン装置における冷却水を用いて構成されている。
本開示によれば、寒冷地、特に外気温度が−20℃以下の極寒地においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスの管路、特に、吸気とブローバイガスとが合流部分が氷で塞がれることがなく、信頼性および安全性の高いエンジン装置を提供することができる。
本開示に係る第1の態様は、燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気が流れる吸気管に還流させるブローバイガス還元機構を有するエンジン装置において、
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、
前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における吸気温度を上昇させる加温手段と、を備え、
前記加温手段における加熱源として当該エンジン装置における冷却水を用いて構成されている。
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、
前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における吸気温度を上昇させる加温手段と、を備え、
前記加温手段における加熱源として当該エンジン装置における冷却水を用いて構成されている。
上記のように構成された本開示に係る第1の態様のエンジン装置は、寒冷地、特に−20℃以下の極寒地の使用においても、燃焼室から漏れ出たブローバイガスと吸気(外気)との混合領域の管路において着氷で塞がれることを防止して、信頼性および安全性の高いエンジン装置となる。
本開示に係る第2の態様のエンジン装置は、前記の第1の態様における前記加温手段を、前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における前記ブローバイガス混合継手の外周面に前記冷却水が流れるように構成してもよい。このように構成された本開示に係る第2の態様のエンジン装置は、ブローバイガス混合継手に流れる吸気と還元ホースから導入されるブローバイガスとの混合領域が温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
本開示に係る第3の態様のエンジン装置は、前記の第1の態様における前記加温手段を、前記ブローバイガス混合継手において、前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスの導入領域より上流側の外周面に前記冷却水が流れるように構成してもよい。このように構成された本開示に係る第3の態様のエンジン装置は、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス混合継手における還元ホースから導入されるブローバイガスの導入領域より上流側の吸気が温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
本開示に係る第4の態様のエンジン装置は、前記の第1の態様における前記加温手段を、前記ブローバイガス混合継手において、前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスの導入領域より上流側および下流側の外周面に前記冷却水が流れるように構成してもうよい。このように構成された本開示に係る第4の態様のエンジン装置においては、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス混合継手における還元ホースから導入されるブローバイガスの導入領域より上流側および下流側の吸気が温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
本開示に係る第5の態様のエンジン装置は、前記の第1の態様における前記加温手段を、前記還元ホースを流れるブローバイガスを前記冷却水により温めるように配設した冷却水管路で構成してもよい。このように構成された本開示に係る第5の態様のエンジン装置においては、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス混合継手における還元ホースから導入されるブローバイガスが温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
本開示に係る第6の態様のエンジン装置は、前記の第1の態様における前記加温手段を、前記ブローバイガス混合継手におけるブローバイガスが導入される領域より上流側に配設した冷却水管路で構成してもよい。このように構成された本開示に係る第6の態様のエンジン装置は、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス混合継手におけるブローバイガスが導入される領域より上流側の吸気が温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
本開示に係る第7の態様のエンジン装置は、前記の第1の態様における前記加温手段が、前記ブローバイガス混合継手における少なくとも一部に設けられた熱伝導性を有する部材で構成され、
前記加温手段が、前記還元ホースが接続されるブローバイガス導入パイプと、
前記ブローバイガス導入パイプが熱伝導するように固着され、前記ブローバイガス混合継手の外周面に熱伝導するように密着した間座と、
前記ブローバイガス導入パイプと前記間座に熱伝導するように密着して配設され、前記冷却水が流れる冷却水パイプと、を備える構成としてもよい。このように構成された本開示に係る第7の態様のエンジン装置は、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス混合継手におけるブローバイガスが導入される混合領域が温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
前記加温手段が、前記還元ホースが接続されるブローバイガス導入パイプと、
前記ブローバイガス導入パイプが熱伝導するように固着され、前記ブローバイガス混合継手の外周面に熱伝導するように密着した間座と、
前記ブローバイガス導入パイプと前記間座に熱伝導するように密着して配設され、前記冷却水が流れる冷却水パイプと、を備える構成としてもよい。このように構成された本開示に係る第7の態様のエンジン装置は、例えば、極寒地の使用においても、ブローバイガス混合継手におけるブローバイガスが導入される混合領域が温められるため、混合領域の管路に着氷することが抑制され、当該管路は閉塞されることが防止されている。
以下、本開示に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態の記載の構成によって本発明の構成が限定されるものではない。本開示のエンジン装置においては、以下の実施の形態においてはディーゼルエンジンを例示として説明するが、実施の形態のディーゼルエンジンの構成に限定されるものではなく、実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて構成されるエンジン装置を含むものである。
(実施の形態1)
本開示に係る実施の形態1のエンジン装置としてディーゼルエンジンについて添付の図面を参照して説明する。なお、図において、矢印UPの方向を上方向として説明する。
本開示に係る実施の形態1のエンジン装置としてディーゼルエンジンについて添付の図面を参照して説明する。なお、図において、矢印UPの方向を上方向として説明する。
図1は、本開示に係る実施の形態1のディーゼルエンジン1の全体構成を示す斜視図である。図2は、実施の形態1のディーゼルエンジン1におけるシリンダヘッドの上面部分を覆うヘッドカバーの近傍を示す斜視図であり、一部を断面で示している。実施の形態1のディーゼルエンジン1は、連続再生式の排気ガス浄化装置2を備えている。
実施の形態1のディーゼルエンジン1には、燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを吸気系(吸気管)に還流させるブローバイガス還元機構3(図2参照)が設けられている。ディーゼルエンジン1のシリンダヘッドの上面部分に設けられた吸気弁および排気弁などを覆うヘッドカバー10にブローバイガス還元機構3が設けられている。ブローバイガス還元機構3は、ヘッドカバー10の上面の一部が上方に膨出して形成されたガス調圧部4を有する。ガス調圧部4の内部にはディーゼルエンジン1の燃焼室などから漏れ出たブローバイガスが取り入れられるブローバイガス取入れ室5と、ブローバイガス取入れ室5内のブローバイガスがガス調圧弁を介して供給されるブローバイガス膨張室6が形成されている。ブローバイガス膨張室6の底面には当該ブローバイガス膨張室6に潤滑油成分が溜まったとき、その潤滑油成分の重みにより回動して潤滑油成分をシリンダヘッドの上面側に落下させる逆止弁、例えば、重みにより下方に曲がる板バネ、が設けられている。上記のように、ブローバイガス膨張室6に溜まった潤滑油成分は、シリンダヘッドの上面側に落下して、ディーゼルエンジン内に回収される構成である。
なお、実施の形態1の構成においては、ブローバイガス膨張室6の底面に板バネである逆止弁が設けられているため、シリンダヘッドの上面側から逆止弁に向けて潤滑油が飛散しても、飛散した潤滑油がブローバイガス膨張室6に混入することが防止されている。
ブローバイガス膨張室6には、例えば、複数の仕切板を設けて複数の迷路状通路が形成されており、ブローバイガスが複数の迷路状通路において膨出することにより、ブローバイガス中の潤滑油成分が除去される構成である。除去された潤滑油成分はブローバイガス膨張室の底面に溜まり、その自重により板バネが曲がりシリンダヘッドの上面側に落下し、ディーゼルエンジン内に回収される。
一方、ブローバイガス膨張室6内において潤滑油成分が除去されたブローバイガスは、ブローバイガス膨張室6の排気口11に接続された還元ホース12(図2参照)の管路を介して、吸気管13(後述の図3参照)の管路内に送り込まれるよう構成されている。ブローバイガス膨張室6の排気口11は、ヘッドカバー10に一体成形されており、ヘッドカバー10の上面に突設されている。
図3は、実施の形態1のディーゼルエンジン1におけるヘッドカバー10を含む一部を上方から見た平面図である。図3においては、ヘッドカバー10に形成されたブローバイガス膨張室6の排気口11と吸気管13との間を還元ホース12により接続されている状態を示している。
図3に示す吸気管13は、吸気(外部空気:新気)がエアークリーナ(図示なし)を介して過給器(ターボチャージャ)7の方へ流れる吸気管路であり、図3に示す吸気管13においては吸気が上から下へ流れている。吸気管13の管路上には、ヘッドカバー10内のブローバイガス膨張室6からのブローバイガスを吸気管13内に導入するためのブローバイガス混合継手20が設けられている。吸気管13に接続されたブローバイガス混合継手20とブローバイガス膨張室6の排気口11とを接続する還元ホース12は、耐熱性および耐寒性を有する可撓性材料、例えばゴム材で形成されている。
図4は、ブローバイガス混合継手20における吸気の流れ方向に直交する方向の断面図である。図4においては、断面が円形の還元ホース12が接合されるブローバイガス導入口20b(後述)の中心を含む断面を示している。図5は、ブローバイガス混合継手20を吸気の流れ方向(吸気方向)に沿って切断した断面図である。
図4および図5に示すように、ブローバイガス混合継手20は三方継手構造を有しており、吸気管13の管路に繋がる吸気通路20aにブローバイガス導入口20bが設けられた構成である。ブローバイガス導入口20bには還元ホース12の一端が接続されている。
実施の形態1のディーゼルエンジン1において、ブローバイガス混合継手20には温度センサ14(図3参照)が設けられており、吸気通路20aにおける吸気温度を検出している。温度センサ14は、吸気通路20aの吸気方向に直交する方向に挿入されており、吸気通路20aの外周面から外側へ導出するセンサ保持部20c(図4参照)により保持されている。実施の形態1の構成においては、温度センサ14が装着された保持板(図示なし)がセンサ保持部20cに螺着されて、温度センサ14がセンサ保持部20cに保持される構成である。
実施の形態1の構成においては、温度センサ14の温度検出領域がブローバイガス導入口20bの導入方向に延びる中心線を含む吸気方向に直交する面を含んでいる。即ち、温度センサ14は、ブローバイガス混合継手20のブローバイガス導入口20bの近傍に設けられている。
なお、実施の形態1においては、上記のように、温度センサ14をブローバイガス導入口20bの近傍に設けた例で説明するが、温度センサ14を吸気方向におけるブローバイガス導入口20bの位置より上流側及び/又は下流側にオフセットした位置に配置して、ブローバイガスが導入される前、及び/又は導入された後の吸気温度を検出する構成でもよい。また、実施の形態1の構成においては、ブローバイガス導入口20bの導入方向と温度センサ14の配設方向(ブローバイガス混合継手20への挿入方向:図4における上下方向)が直交する構成で説明するが、この構成についても、ディーゼルエンジン1における部品配置構成に応じて適宜変更される。
実施の形態1のディーゼルエンジン1においては、図4および図5に示すように、ブローバイガス混合継手20におけるブローバイガス導入口20bの導出部分の近傍に加温手段である加温部21が設けられている。加温部21は、エンジン冷却水の循環路内に設けられており、エンジン冷却水が供給される冷却水導入口21aと、ブローバイガス混合継手20を加温した後に排出される冷却水排水口21bとを備えている。加温部21は、ブローバイガス混合継手20の外周面に密着して設けられており、ブローバイガス混合継手20の吸気通路20aを流れる吸気と、ブローバイガス導入口20bから供給されたブローバイガスとの混合領域を、例えば、約70℃のエンジン冷却水が加温部21の内部に流れて温める加温手段としての機能を有する。加温部21は、耐熱性の樹脂材で形成されており、樹脂材で形成されたブローバイガス混合継手20と一体成形で構成してもよい。
なお、図5における断面図においては、説明を容易なものとするために、ブローバイガス混合継手20のブローバイガス導入口20b、加温部21の冷却水導入口21a、および加温部21の冷却水排水口21bの配設位置を同じ断面上に描いているが、それぞれの実際上の配置は、当該ディーゼルエンジン1における部品構成に応じて適宜変更される。
エンジン装置としてのディーゼルエンジン1を動力源として備えた機器が極寒地(例えば、外気温度が−20℃)で用いられている場合、吸気温度(新気温度)は、例えば、−20℃となる。このような吸気温度の吸気に対して、燃焼室から漏れ出るクランクケース内のブローバイガスを単純に混合した場合には、ブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍り、吸気とブローバイガスとの混合領域の管路において着氷が生じて、管路を閉塞させてしまうという大きな問題を有する。
以下、上記のように構成された実施の形態1のエンジン装置であるディーゼルエンジン1を動力源とした機器が極寒地に用いられた場合について考察する。実施の形態1のディーゼルエンジン1の構成においては、例えば、−20℃の外気がエアークリーナを通して吸気管13に供給されているとき、ブローバイガス混合継手20の吸気通路20aはその外周面に設けられている加温部21により0℃以上となるように温められている。即ち、加温部21に流れているエンジン冷却水(例えば、約70℃)によりブローバイガス混合継手20の吸気通路20aとブローバイガス導入口20bとの接合部分近傍、即ち、吸気とブローバイガスとの混合領域が温められている。このため、ブローバイガス導入口20bからブローバイガスが吸気通路20aに導入されても、ブローバイガスに含まれる水分が吸気通路20aの吸気により急激に冷やされることが防止されており、ブローバイガス導入口20bの近傍の吸気通路20aにおける管壁に着氷することが防止されている。
上記のように、実施の形態1のディーゼルエンジン1を動力源とした機器を極寒地に用いた場合においても、加温手段である加温部21がブローバイガス混合継手20の外周面に密着して、エンジン冷却水の熱をブローバイガス混合継手20に熱伝導するように設けられている。このため、ブローバイガス混合継手20のブローバイガス導入口20bの近傍、および/または吸気通路20aにおいて、ブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍って管壁に着氷することが防止されており、当該管路を閉塞させることがない構成となる。
なお、実施の形態1の構成においては、エンジン冷却水が流れる配管の管路上に加温部21を用いた構成で説明したが、本開示においてはEGRクーラー用冷却水配管、またはオイルクーラー用配管を利用して加温部21に冷却水を流すように構成してもよい。さらに、エンジン装置であるディーゼルエンジン1における冷却水の取り出しとしては、冷却水ポンプの出口から導入するように構成してもよい。これらの冷却水の取り出し方法などは、以下において説明するそれぞれの実施の形態の構成においても適用できる。
(実施の形態2)
次に、本開示に係る実施の形態2のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態2のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態1の構成と異なる点はブローバイガス混合継手に設けた加温手段である加温部の構成であり、その他の構成は、実施の形態1と同じである。従って、実施の形態2の説明においては、実施の形態1と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
次に、本開示に係る実施の形態2のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態2のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態1の構成と異なる点はブローバイガス混合継手に設けた加温手段である加温部の構成であり、その他の構成は、実施の形態1と同じである。従って、実施の形態2の説明においては、実施の形態1と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
図6は、本開示に係る実施の形態2のディーゼルエンジン1におけるブローバイガス混合継手20Aの吸気方向に沿って切断した断面図である。図6に示すように、実施の形態2においては、加温手段である加温部22がブローバイガス混合継手20Aのブローバイガス導入口20bより上流側の吸気通路20aの外周面に密着して、加温部22の熱を熱伝導するよう設けられている。加温部22には冷却水導入口22aおよび冷却水排水口22bが設けられており、エンジン冷却水の循環路の経路内に配設されている。
上記のように、実施の形態2の構成においては、加温部22がブローバイガス導入口20bより上流側の吸気通路20aの外周面に設けられている。このため、例えば、極寒地(例えば、外気温度が−20℃)において、実施の形態2のエンジン装置が動力源として用いられた場合においても、ブローバイガス混合継手20Aのブローバイガス導入口20bより上流側の吸気通路20aを流れている吸気(新気)は、加温部22を流れているエンジン冷却水(例えば、約70℃)により0℃以上となるように温められる。その結果、ブローバイガス混合継手20Aのブローバイガス導入口20bから導入されたブローバイガスにおいては、水分が瞬時に凍ることが防止されている。結果として、ブローバイガス導入口20bからのブローバイガスが吸気通路20aに導入される混合領域において、ブローバイガスが流れる管路の管壁に着氷して、当該管路を閉塞させるような事故の発生を防止することができる。
なお、上記の実施の形態2の構成においては、加温部22がブローバイガス導入口20bより上流側の吸気通路20aの外周面に設けられた例で説明したが、加温手段である加温部22をブローバイガス導入口20bに接続される還元ホースの外周面に密着して設け、加温部22の熱を還元ホースに熱伝導するように構成してもよい。
(実施の形態3)
次に、本開示に係る実施の形態3のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態3のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態1の構成と異なる点は、ヘッドカバーの上面に突設され排気口からブローバイガス混合継手のブローバイガス導入口までの管路を構成する還元ホースなどに設けた加温手段の構成である。実施の形態3のエンジン装置における、その他の構成は、実施の形態1と同じ構成である。従って、実施の形態3の説明においては、実施の形態1と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
次に、本開示に係る実施の形態3のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態3のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態1の構成と異なる点は、ヘッドカバーの上面に突設され排気口からブローバイガス混合継手のブローバイガス導入口までの管路を構成する還元ホースなどに設けた加温手段の構成である。実施の形態3のエンジン装置における、その他の構成は、実施の形態1と同じ構成である。従って、実施の形態3の説明においては、実施の形態1と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
図7は、本開示に係る実施の形態3のディーゼルエンジン1におけるヘッドカバー10の排気口11からブローバイガス混合継手20Bのブローバイガス導入口20bまでを繋ぐ還元ホース12を示す断面図である。図7に示すように、還元ホース12の内部には、冷却水管路23が配設されている。冷却水管路23は、エンジン冷却後の冷却水であるエンジン冷却水が流れる配管であり、還元ホース12の略全長に設けられている。なお、還元ホース12の内部に配設される加温手段である冷却水管路23は、少なくともブローバイガス混合継手20Bのブローバイガス導入口20bの近傍まで設けらている。
なお、実施の形態3の構成における加温手段の冷却水管路23としては、エンジン冷却後の冷却水であるエンジン冷却水が流れる配管に接続された構成で説明するが、本開示においては他の実施の形態の構成と同様に、EGRクーラー用冷却水配管、またはオイルクーラー用配管を利用した冷却水管路23を還元ホース12の内部に設けてもよい。
また、図7に示した冷却水管路23は還元ホース12の内部に配設した例で説明したが、冷却水管路を還元ホース12の外周面に密着して、例えば、冷却水の流れに沿った直線状、または曲がりくねった形状で構成してもよく、若しくは還元ホースの外周面を螺旋状に巻き付けて配設してもよい。
上記のように、実施の形態3の構成においては、冷却水が通る冷却水管路23が還元ホース12に設けられている。このため、例えば、極寒地(例えば、外気温度が−20℃)において実施の形態3のエンジン装置が動力源として用いられた場合においても、ディーゼルエンジン1におけるヘッドカバー10の排気口11からブローバイガス混合継手20Bのブローバイガス導入口20bまでの細い還元ホース12の内部を流れるブローバイガスは、冷却水管路23を流れているエンジン冷却水(例えば、約70℃)により0℃以上となるように温められる。その結果、還元ホース12の内部のブローバイガスにおいては、水分が瞬時に凍ることがなく、還元ホース12、ブローバイガス導入口20b、およびブローバイガス導入口20bと吸気通路20aとの混合領域において、それぞれの管路の管壁に着氷して当該管路を閉塞させるような事故の発生が防止されている。
なお、冷却水が流れる加温手段としての冷却水管路23は、ブローバイガス混合継手20Bにおいて、ブローバイガスが導入される領域より上流側に設けてもよい。このように構成することにより、ブローバイガスが導入される領域より上流側の吸気を温めて、ブローバイガス混合継手20Bに流れる吸気と還元ホース12から導入されるブローバイガスとの混合領域における吸気温度を上昇させることが可能となり、冷却水管路23を還元ホース12に設けた場合の前述の効果と同様の効果を奏する。
(実施の形態4)
次に、本開示に係る実施の形態4のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態4のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態1の構成と異なる点は、ブローバイガス混合継手の構成である。実施の形態4のエンジン装置における、その他の構成は、実施の形態1と同じ構成である。従って、実施の形態4の説明においては、実施の形態1と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
次に、本開示に係る実施の形態4のエンジン装置としてのディーゼルエンジンについて、前述の実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態4のディーゼルエンジンにおいて、実施の形態1の構成と異なる点は、ブローバイガス混合継手の構成である。実施の形態4のエンジン装置における、その他の構成は、実施の形態1と同じ構成である。従って、実施の形態4の説明においては、実施の形態1と同じ機能、構成、作用を有する要素には同じ参照符号を付し、それらの同じ参照符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
図8は、本開示に係る実施の形態4のディーゼルエンジン1におけるブローバイガス混合継手20Cを示す斜視図である。図9は、図8に示したブローバイガス混合継手20Cの吸気方向に沿って切断した断面図である。
実施の形態4のディーゼルエンジン1におけるブローバイガス混合継手20Cは、前述の実施の形態1から実施の形態3の構成と同様に、吸気管13の管路上に設けられて、燃焼室内から漏れたヘッドカバー内のブローバイガスを吸気管13内に導入している。図8および図9に示すように、吸気管13に接続されるブローバイガス混合継手20Cには還元ホース12が接続されるブローバイガス導入パイプ24が設けられている。また、ブローバイガス混合継手20Cには、ブローバイガス導入パイプ24をブローバイガス混合継手20Cに固定するための間座25が設けられている。さらに、エンジン冷却後のエンジン冷却水が流れる冷却水パイプ26がブローバイガス導入パイプ24および間座25に対して接触して固着されている。ブローバイガス導入パイプ24と間座25と冷却水パイプ26は、熱伝導の良い金属、例えば銅、アルミ、真鍮などにより構成されており、溶接などを用いて良好の熱伝導を保持して互いに固着されている。
実施の形態4の構成においては、ブローバイガス混合継手20Cの吸気通路20aは耐熱性を有する樹脂材で構成されているため、吸気通路20aの管壁に間座25を防液状態で密着させてボルトにより固定されている。吸気通路20aの管壁と間座25との間は熱伝導するように所定の接触面積が確保されている。
上記のように、実施の形態4の構成においては、エンジンからの冷却水が通る冷却水パイプ26が、還元ホース12が接続されているブローバイガス導入パイプ24と、吸気通路20aの管壁と接触している間座25とに熱伝導するように設けられている。このため、例えば、極寒地(例えば、外気温度が−20℃)において実施の形態4のエンジン装置が動力源として用いられた場合、ブローバイガス混合継手20Cにおける水分を含むブローバイガスと吸気との混合領域は、冷却水パイプ26が流れているエンジン冷却水(例えば、約70℃)により0℃以上となるように温められている。このため、ブローバイガスと吸気との混合領域において、ブローバイガスに含まれる水分が瞬時に凍ることがなく、混合領域における管路の管壁に着氷して、当該管路を閉塞させるような事故の発生が防止されている。
上記のように、本開示のエンジン装置においては、燃焼室から漏れ出るエンジン本体内のブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還元機構が設けられており、そのブローバイガス還元機構において吸気とブローバイガスが合流する混合領域近傍の管路に冷却水の循環路を配設して加温している。このように、ブローバイガス還元機構に冷却水の循環路を設けることにより、例えば、寒冷地、又は極寒地において本開示のエンジン装置を動力源として用いた場合においても、ブローバイガス還元機構においてブローバイガスに含まれる水分が管壁に着氷することが抑制され、管路が氷により閉塞されることが予防される構成となる。
なお、上記の実施の形態において説明した構成のうちの任意の構成を適宜組み合わせることにより、それぞれが有する優れた効果を奏することができる。
本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
本開示は、作業車両、農業機械、発電機および冷凍機などの各種動力機器における動力源として搭載されるディーゼルエンジンなどのエンジン装置に用いられ、特に、寒冷地、極寒地において用いられるエンジン装置に有用である。
1 ディーゼルエンジン(エンジン装置)
10 ヘッドカバー
11 ブローバイガス膨張室の排気口
12 還元ホース
13 吸気管
14 温度センサ
20,20A,20B,20C ブローバイガス混合継手
20a 吸気通路
20b ブローバイガス導入口
20c センサ保持部
21,22 加温部
21a,22a 冷却水導入口
21b,22b 冷却水排水口
23 冷却水管路
24 ブローバイガス導入パイプ
25 間座
26 冷却水パイプ
10 ヘッドカバー
11 ブローバイガス膨張室の排気口
12 還元ホース
13 吸気管
14 温度センサ
20,20A,20B,20C ブローバイガス混合継手
20a 吸気通路
20b ブローバイガス導入口
20c センサ保持部
21,22 加温部
21a,22a 冷却水導入口
21b,22b 冷却水排水口
23 冷却水管路
24 ブローバイガス導入パイプ
25 間座
26 冷却水パイプ
Claims (7)
- 燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気が流れる吸気管に還流させるブローバイガス還元機構を有するエンジン装置において、
前記燃焼室からの前記ブローバイガスが流れる還元ホースと、
前記吸気管に前記還元ホースに流れる前記ブローバイガスを導入するためのブローバイガス混合継手と、
前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における温度を上昇させる加温手段と、を備え、
前記加温手段における加熱源として当該エンジン装置における冷却水を用いて構成されたエンジン装置。 - 前記加温手段は、前記ブローバイガス混合継手に流れる吸気と前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスとの混合領域における前記ブローバイガス混合継手の外周面に前記冷却水が流れるように構成された請求項1に記載のエンジン装置。
- 前記加温手段は、前記ブローバイガス混合継手において、前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスの導入領域より上流側の外周面に前記冷却水が流れるように構成された請求項1に記載のエンジン装置。
- 前記加温手段は、前記ブローバイガス混合継手において、前記還元ホースから導入される前記ブローバイガスの導入領域より上流側および下流側の外周面に前記冷却水が流れるように構成された請求項1に記載のエンジン装置。
- 前記加温手段は、前記還元ホースを流れるブローバイガスを前記冷却水により温めるように配設した冷却水管路で構成された請求項1に記載のエンジン装置。
- 前記加温手段は、前記ブローバイガス混合継手におけるブローバイガスが導入される領域より上流側に配設された冷却水管路で構成された請求項1に記載のエンジン装置。
- 前記加温手段は、前記ブローバイガス混合継手における少なくとも一部に設けられた熱伝導性を有する部材で構成されており、
前記加温手段が、前記還元ホースが接続されるブローバイガス導入パイプと、
前記ブローバイガス導入パイプが熱伝導するように固着され、前記ブローバイガス混合継手の外周面に熱伝導するように密着した間座と、
前記ブローバイガス導入パイプと前記間座に熱伝導するように密着して配設され、前記冷却水が流れる冷却水パイプと、を備えた請求項1に記載のエンジン装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2015167117A JP2017044143A (ja) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | エンジン装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2019210906A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 株式会社クボタ | ブローバイガス還流装置 |
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WO2024116507A1 (ja) * | 2022-11-30 | 2024-06-06 | 株式会社クボタ | ブローバイガス処理装置およびブローバイガス処理装置を備えるエンジン |
-
2015
- 2015-08-26 JP JP2015167117A patent/JP2017044143A/ja active Pending
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