JP2689655B2 - ブローバイガス還元装置 - Google Patents

ブローバイガス還元装置

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JP2689655B2 JP1314158A JP31415889A JP2689655B2 JP 2689655 B2 JP2689655 B2 JP 2689655B2 JP 1314158 A JP1314158 A JP 1314158A JP 31415889 A JP31415889 A JP 31415889A JP 2689655 B2 JP2689655 B2 JP 2689655B2
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/02Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジンのブローバイガス処理装置に関する
もので、特にブローバイガス中に含まれるオイルミスト
を分離し、エンジンのオイル溜へ効率よく回収するブロ
ーバイガス還元装置に関する。
〔従来の技術〕
エンジンのクランク室又はそれと通じているシリンダ
ヘッドのヘッドカバー内(ブローバイガス室)からブロ
ーバイガスを吸引してとり出し、その中に含まれるミス
ト状のオイル分を凝集させて分離回収すると共に、オイ
ル分を分離されたブローバイガスをエンジンの吸気管か
ら燃焼室内に送って焼却するブローバイガス還元装置
は、従来から種々の形式のものが開発されている。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来はブローバイガスの中からオイルミストを如何に
効率よく分離するかということ、つまりセパレータの方
に研究の重点が置かれていて、凝集したオイルをオイル
セパレータのオイル溜手段からエンジンのオイル溜(オ
イルパン等)へ迅速且つ積極的に回収することについて
は未だに満足できる手段が開発されていない。
オイルセパレータのオイル溜に溜ったオイルを回収し
ないで放置しておくと、どのような形式のセパレータで
あってもオイルミストの分離能力が低下するのが普通で
あって、そのためにオイルの消費量の増大や吸気系にお
けるデポジットの堆積、排気公害の問題などが起こって
くる。
しかしながら、オイルセパレータのオイル溜手段か
ら、エンジンのオイル溜へオイルを移送するだけの目的
で特別のポンプを設置することは、コスト面や構造の複
雑化、動力の損失等の問題があるから現実的ではない。
また、エンジンの停止中に重力による自然流動を利用し
て回収する方法は、運転中には使用することができない
ので、エンジンが長時間運転されるときは、オイルセパ
レータのオイル溜が飽和状態になることがある。
本発明は、このような問題を解決するために、一般の
エンジンならば当然備えている普通の機構を利用して、
エンジンの運転中に積極的にセパレータからオイルをエ
ンジンへ回収することができる手段を開発することを発
明の課題とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、
エンジンのクランク室の上部空間又はそれに通じている
シリンダヘッドのヘッドカバー内のブローバイガス室か
らブローバイガスを吸引してエンジンの吸気管へ導くブ
ローバイガス通路の途中に、前記通路を流れるブローバ
イガスの中からオイルミストを分離して捕捉する分離手
段を設けると共に、前記分離手段において分離されて凝
集したオイルを合流させて貯溜する容器状のオイル溜手
段を前記分離手段に付設し、更に、オイルポンプによっ
て加圧されたオイルの一部がエンジンのオイル溜に向か
って噴射される箇所に前記加圧されたオイルの噴流を利
用して負圧を発生させる負圧発生手段を設けて、前記容
器状のオイル溜手段と前記負圧発生手段とをオイル吸引
通路によって接続したことを特徴とするブローバイガス
還元装置を提供するものである。
〔作 用〕
本発明は前記手段のような構成を有するから、エンジ
ンのブローバイガス室等から吸気管へ吸引されるブロー
バイガスは、通路の途中に設けられた分離手段によって
オイルミストが分離され、オイルを殆んど含まない状態
で吸気管からエンジンの燃焼室に入って燃焼する。分離
されたオイルミストは凝集して液状のオイルに戻り、分
離手段に設けられた容器状のオイル溜手段に貯溜され
る。そのオイルの量が多くなると分離手段の機能に悪影
響を及ぼすので、エンジンのオイル溜へ迅速に回収する
必要があるが、本発明では、エンジンのオイルポンプに
よって加圧されたオイルの一部がエンジンのオイル溜に
向って解放されて圧力を喪失する箇所において、圧力差
によるオイルの噴流を生じさせて、その噴流を利用して
負圧を発生させる負圧発生手段を設けているので、分離
手段の容器状のオイル溜手段に溜まるオイルを、オイル
吸引通路を通じて負圧発生手段の負圧によって吸引し、
オイルの噴流と共にエンジンのオイル溜へ戻るようにす
るので、オイルは分離手段に停滞することなく、迅速に
エンジンのオイル溜に回収される。
〔実施例〕
第1図に本発明の第1実施例を示す。図示しないエン
ジンのクランク室の上部空間又はそれに通じているヘッ
ドカバー内のブローバイガス室から、吸気管に連通する
ブローバイガス還元通路の途中にオイルセパレータ1
(ブローバイガスの中からオイルミストを分離する分離
手段の例)が設置されている。
そこで、まずオイルセパレータ1の実施例を第2図及
び第3図によって説明する。図示されたオイルセパレー
タ1は、旋回流発生装置101及び吸引式トラッパ102から
成る。旋回流発生装置101は円筒型で、ブローバイガス
流入口103、円筒型ケーシング104、内筒105、及びブロ
ーバイガス流出口106から成る。上記ケーシング104、内
筒105、ブローバイガス流出口106は同心関係になってお
り、円筒型ケーシング104の側面には接線方向にブロー
バイガス流入口103が開口している。
吸引式トラッパ102は、ブローバイガス流入通路107、
同流出通路108、円筒型ケーシング109さらにオイル吸引
通路110から成る。吸引式トラッパ102は、テーパねじ11
2によりブローバイガス流出口106と同軸上において旋回
流発生装置101にねじ止めされている。ブローバイガス
流入通路107と円筒型ケーシング109の内径は、ブローバ
イガス流入通路107の方が円筒型ケージング109よりも小
の関係になっており、ブローバイガス流入通路107は円
筒型ケーシング109の内壁底面より上方に向って突出し
ていて、ブローバイガス流入通路107の外壁と円筒型ケ
ーシング109の内壁側面及び内壁底面によって環状溝111
(容器状のオイル溜手段の例)を形成している。環状溝
111は、オイル吸引通路110の一端が開口しており、その
開口方向は第3図において明らかなように、旋回流発生
装置101により発生するブローバイガスの旋回方向と同
一の接線方向になる様に構成されている。上記ブローバ
イガス流出通路108は、図示しないブローバイガス還元
通路を介してエンジンの吸気管に連通している。また、
オイル吸引通路110は後述のジェットポンプ2(加圧さ
れたオイルの噴流を利用して負圧を発生させる負圧発生
手段の例)に連通している。
次に、第1実施例のジェットポンプ2の構造を第1図
によって説明する。第1実施例におけるジェットポンプ
2は、ハウジング201、ノズル202から成る。上記ハウジ
ング201は円筒型であり、オイル流入通路203、負圧発生
室204、及びオイル流出通路205をその中に形成してい
る。上記オイル流入通路203、負圧発生室204、オイル流
出通路205はすべて同心関係に連通しており、各通路径
は、オイル流入通路203>負圧発生室204>オイル流出通
路205の関係になっている。ノズル202は、テーパ状に狭
まる絞り部206を有し、オイル流入通路203から負圧発生
室204に向かってハウジング201内に圧入されている。負
圧発生室204には、前記オイルセパレータ1のオイル吸
引通路110が、オイル逆流防止弁207を介して開口してい
る。またハウジング201は、油圧リリーフバルブ3のピ
ストン301の摺動部にオイル流入通路203が開口する様、
後述の油圧リリーフバルブ3のケーシング302にねじ止
めされている。
油圧リリーフバルブ3は、ピストン301、ケーシング3
02、ばね303から成る。ピストン301はケーシング302内
に摺動自在に挿入され、ばね303により、後述のオイル
ポンプ4の吐出する加圧されたオイルの圧力に抗して、
オイル流入通路203を遮断する方向に付勢されている。
オイルポンプ4は、エンジンの各潤滑部にオイルを供
給する為のポンプで、図示しないエンジンのクランク軸
によって駆動されており、オイル吸入通路401、オイル
供給通路402、オイルリリーフ通路403を有する。オイル
リリーフ通路403は、油圧リリーフバルブ3及びジェッ
トポンプ2を介し、図示しないクランク室のオイルパン
(エンジンのオイル溜)に連通することができる。
次に、第1図〜第3図に示した第1実施例の作動を説
明する。オイルミストを含んだブローバイガスは、クラ
ンク室の上部空間又はそれに通じているヘッドカバー内
のブローバイガス室から、オイルセパレータ1の旋回流
発生装置101のブローバイガス流入口103に流入する。流
入したブローバイガスがオイルミストと共にケーシング
104の円筒内壁面に沿って旋回しながら下方に流れた
後、内筒105の内壁面に沿って旋回しながら上昇し、ブ
ローバイガス流出口106を経て吸引式トラッパ102のブロ
ーバイガス流入通路107に侵入する。
この間にブローバイガスに含まれるオイルミストの大
半は慣性力によりブローバイガスから分離し、旋回流発
生装置101のケーシング104、内筒105及び吸引式トラッ
パ102のブローバイガス流入通路107の各内壁面に付着す
ることによって捕捉され液膜化する。さらに吸引式トラ
ッパ102のブローバイガス流入通路107に到着したブロー
バイガス及び液膜化されたオイルが、ブローバイガス流
入通路107の突出部から円筒型ケーシング109に流出す
る。この時通路径の拡大により、ブローバイガス流入通
路107から円筒型ケーシング109への低圧付着渦が発生
し、液膜化したオイルが環状溝111にトラップされて溝
の底部に溜まる。一方、オイル分と分離された清浄なブ
ローバイガスは、ブローバイガス流出通路108から図示
しないブローバイガス還元通路を経てエンジンの吸気管
に吸入され、燃焼室に送られる。なお、旋回流発生装置
101により発生した旋回流の方向とオイル吸引通路110の
開口方向とが同一接線方向である為、環状溝111にトラ
ップされたオイルの吸引回収は円滑に行われる。
次に第1実施例の要部であるジェットポンプ2による
オイルの吸引作動を説明する。オイルポンプ4は、オイ
ル吸入通路401より図示しないエンジンのオイルパンか
らオイルを吸入し、潤滑を必要とするエンジンの各部分
に通じているオイル供給通路402に圧送する。エンジン
回転数が約2,000rpm以上になると、供給油圧が4kg/cm2
以上になり、圧送されたオイルの一部がオイルリリーフ
通路403を通って、油圧リリーフバルブ3のピストン301
をばね303に抗して押し進め、ジェットポンプ2のオイ
ル流入通路203を開くので、オイルはノズル202からオイ
ル流出通路205へ噴射される。この時、オイルの噴流が
周囲の空気を巻き込む結果、負圧発生室204は負圧とな
る。負圧発生室204の圧力が吸引式トラッパ102の環状溝
111の圧力よりも低くなると、環状溝111に溜まっていた
オイルがブローバイガスの一部と共に、オイル吸引通路
110、オイル逆流防止弁207を通って負圧発生室204に吸
引される。吸引されたオイル及び空気は、ノズル202か
ら噴射されるオイルの噴流と共に、オイル流出通路205
を経て図示されないクランク室のオイルパン上に還流さ
れる。
第4図は本発明の第2実施例を示したもので、オイル
セパレータは第1実施例と同じく第2図及び第3図に示
したようなものであってもよいが、それに続く部分が第
1実施例とは異なっている。すなわち、第2実施例で
は、第1実施例における油圧リリーフバルブ3とジェッ
トポンプ2とが一体化されたような構造を有する点に特
徴がある。
第4図に示すように、リリーフバルブ付きのジェット
ポンプ5は本体501内のシリンダ502に挿入された円錐形
頭部を有する弁体503と、ばね504の付勢によって弁体50
3が閉塞する弁口505と、弁口の下流側に形成される負圧
発生室506と、エンジンのクランク室に通じるオイル流
出通路507、及び逆流防止弁508等から成る。
オイルリリーフ通路403における前述のオイルポンプ
4の吐出圧が所定値以上になると、弁体503がばね504に
抗して押し上げられて、オイルが弁口505からオイル流
出通路507に噴出する。その時のオイルの噴流によって
周囲の空気が巻き込まれて、負圧発生室506が負圧にな
るので、逆流防止弁508が開いてオイル吸引通路110を通
してオイルセパレータ1の環状溝111に溜っているオイ
ルが吸引され、弁口505からのオイルの噴流と共に図示
しないクランク室のオイルパン上へ戻るのである。
以上述べた第1及び第2の実施例では、いずれもオイ
ルポンプ4の吐出口における過剰な圧力をリリーフバル
ブによってクランク室のオイルパンへ解放する際に生じ
る圧力差を活用するジェットポンプを設け、ブローバイ
ガス中から分離したオイルを回収するものであるが、第
3実施例として(図示は省略)、例えばクランク室内か
らピストンの内面に向ってオイルを噴射してピストン及
びシリンダを冷却及び潤滑する場合や、シリンダヘッド
カバー内で動弁カム機構にオイルを噴射する場合等に用
いられているオイルノズルを、前述のジェットポンプ2
(第1図)のような構造となし、それによってオイルセ
パレータ1の環状溝111(一般的にはオイル溜手段)か
ら溜っているオイルを吸引して、オイルの噴流に乗せて
冷却、潤滑すべき個所に吹きつけるような構造としても
よい。この場合も、噴射されたオイルはクランク室のオ
イルパンに戻るから、第1及び第2実施例と同様に、オ
イルを環状溝111などから迅速に回収することができ
る。
〔発明の効果〕
本発明により、ブローバイガス中からオイルミストを
分離する分離手段の容器状のオイル溜手段に溜ったオイ
ルは迅速にエンジンのオイル溜へ回収されるので、オイ
ル溜手段が飽和して分離能力が低下するようなおそれが
ない。したがって常に高いオイルミストの分離能力が保
持されて、オイル量の減少を防ぎ、吸気系へのデポジッ
トの堆積や排気公害の発生を回避することができる。
また、本発明ではオイルの回収のために特別の動力ポ
ンプを新設するようなことがなく、一般のエンジンなら
ば必ず有するオイルの循環系の圧力差を利用しているの
で、構造を複雑化したり、コスト高を招いたり、あるい
は動力損失を増大させたりすることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す断面図、第2図はそ
の要部を拡大して示す縦断正面図、第3図は同じくその
平面図、第4図は第2実施例の要部を示す縦断面図であ
る。 1……オイルセパレータ、 2……ジェットポンプ、 3……油圧リリーフバルブ、 4……オイルポンプ、 5……リリーフバルブ付きのジェットポンプ、 101……旋回流発生装置、 102……吸引式トラッパ、 103……ブローバイガス流入口、 104……円筒型ケーシング、105……内筒、 106……ブローバイガス流出口、 107……ブローバイガス流入通路、 108……ブローバイガス流出通路、 109……円筒型ケーシング、 110……オイル吸引通路、111……環状溝、 112……テーパねじ、201……ハウジング、 202……ノズル、 203……オイル流入通路、204……負圧発生室、 205……オイル流出通路、206……絞り部、 207……逆流防止弁、301……ピストン、 302……ケーシング、303……ばね、 401……オイル吸入通路、 402……オイル供給通路、 403……オイルリリーフ通路、501……本体、 502……シリンダ、503……弁体、 504……ばね、505……弁口、 506……負圧発生室、 507……オイル流出通路、 508……逆流防止弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武山 雅樹 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 笹嶋 規雄 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 渡辺 郁男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンのクランク室の上部空間又はそれ
    に通じているシリンダヘッドのヘッドカバー内のブロー
    バイガス室からブローバイガスを吸引してエンジンの吸
    気管へ導くブローバイガス通路の途中に、前記通路を流
    れるブローバイガスの中からオイルミストを分離して捕
    捉する分離手段を設けると共に、前記分離手段において
    分離されて凝集したオイルを合流させて貯溜する容器状
    のオイル溜手段を前記分離手段に付設し、更に、オイル
    ポンプによって加圧されたオイルの一部がエンジンのオ
    イル溜に向かって噴射される箇所に前記加圧されたオイ
    ルの噴流を利用して負圧を発生させる負圧発生手段を設
    けて、前記容器状のオイル溜手段と前記負圧発生手段と
    をオイル吸引通路によって接続したことを特徴とするブ
    ローバイガス還元装置。
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