JP4442813B2 - 内燃機関におけるブローバイガスのオイル分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関において、そのクランクケース内におけるブローバイガスを、吸気系等のブローバイガス処理部に導くに際して、このブローバイガスに含まれるオイルを分離する装置に関するものである。

従来、この種のオイル分離装置は、例えば、特許文献１に記載されているように、シリンダブロックの側面に気液分離室を設けて、この気液分離室内に、クランクケース内のブローバイガスをその下部に導入通路を介して導入したのち上部における排出口から吸気系等のブローバイガス処理部に排出することにより、ブローバイガス中のオイルを分離するように構成している。
実開昭６１−８８０１７号公報

ところで、この従来におけるオイル分離装置は、クランクケース内におけるブローバイガスを、気液分離室内の下部に導入通路を介して導入するものであるが、前記気液分離室内においてブローバイガスから分離したオイルは、前記導入通路を通ってクランクケース内に流下するので、前記導入通路内では、気液分離室へ流れ込むブローバイガスと、気液分離室から流下するオイルとが対向することになる。

そうすると、一旦ブローバイガスから分離したオイルが、前記導入通路内においてブローバイガスに同伴して再び気液分離室に流れ込むおそれが大きく、この同伴分だけオイルの分離率が低下するという問題があった。

本発明は、内燃機関におけるクランクケース内の圧力には、その圧力がピストンの往復動によって高くなったり低くなったりする脈動が存在することに着目し、このことを利用して、前記した問題、つまり、オイルの分離率が低くなることを解消したオイル分離装置を提供するものである。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は、
「内燃機関におけるシリンダブロックの側面に気液分離室を設けて、この気液分離室の底部に前記シリンダブロック下部におけるクランクケース内からのブローバイガス導入通路を開口する一方、前記気液分離室の上部にブローバイガスの排出口を備えて成るオイル分離装置において、
前記ブローバイガス導入通路におけるクランクケース内への開口部を、クランクケース内のうちシリンダボアから遠い部分に位置する一方、前記気液分離室の底部に、前記クランクケース内からの連通路を開口し、この連通路における前記クランクケース内への開口部を、前記クランクケース内のうち前記シリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内に位置する。」
ことを特徴としている。

また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記連通路における気液分離室内への開口部を、前記ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部よりも低い部位に位置する。」
ことを特徴としている。

クランクケース内では、ピストンの往復動で脈動（クランクケース内の圧力が高くなったり低くなったりすること）が生ずる。脈動による圧力変化の差は、クランクケース内のうちシリンダボアに近い箇所、つまり、前記クランクケース内のうちシリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内の箇所の方が大きく、シリンダボアから遠い箇所では、内圧はあまり変化しない。

請求項１の構成によると、ブローバイガス導入通路におけるクランクケース内への開口部を、クランクケース内のうちシリンダボアから遠い部分に位置する一方、前記気液分離室の底部に、前記クランクケース内からの連通路を開口し、この連通路における前記クランクケース内への開口部を、前記クランクケース内のうちシリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内に位置しているので、前記シリンダボア内のピストンが下降動するときは、前記シリンダボア間に位置するバルク部における通気孔内の圧力が大幅に高くなるので、前記ブローバイガス導入通路と前記連通路との両方から前記気液分離室内に向かってブローバイガスが流入する。

一方、ピストンが上昇動するときは、前記バルク部における通気孔内の圧力が大幅に低下するので、前記気液分離室の底部に溜まった分離後のオイルは、前記連通路を介して前記クランクケース内に吸引するようにして排出される。また、前記ブローバイガス導入通路を通って前記気液分離室内に流入するブローバイガスの一部は、前記連通路に向かって流れ込むことになるので、当該ブローバイガスの流れは、前記気液分離室内の底部に溜まったオイルを、前記連通路から前記クランクケース内に強制的に押し出すことになる。
ところで、前記クランクケース内におけるオイルは、クランク軸の回転にて撹拌されてその回転方向に沿って飛散する一方、前記バルク部における通気孔は、バルク部の板厚方向すなわちクランク軸の回転方向に対して交差する方向に貫通していることにより、この通気孔の内部に、前記クランクケース内をクランク軸の回転方向に飛散するオイルが入るおそれはほとんどなく、この通気孔内に、前記気液分離室からクランクケース内に延びる連通路を開口したので、クランクケース側から連通路にオイルが侵入することを確実に回避することができる。

従って、前記気液分離室の底部に溜まった分離後のオイルをピストンの往復動による脈動を利用して効率よく前記クランクケース内に排出できる。これにより、オイルの持ち出しが少なくなり、オイル消費量を節減できるという効果を奏する。

請求項２の構成によると、前記連通路における気液分離室内への開口部が、前記ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部よりも低い部位に位置しているので、前記気液分離室内に溜まったオイルが前記ブローバイガス導入通路に流下することはなくなる。

従って、前記気液分離室において一旦ブローバイガスから分離したオイルが、前記ブローバイガス導入通路内においてブローバイガスに同伴して、再び前記気液分離室に流れ込むことを確実に回避でき、ブローバイガスからのオイルの分離率の向上に寄与するという効果を奏する。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面（図１及び図２）に基づいて説明する。図１は本発明を適用した内燃機関の縦断正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ視拡大縦断側面図である。

図１に示すように、複数の気筒を列状に備えた多気筒内燃機関１には、そのシリンダブロック２下部のクランクケース３の下面に、潤滑用のオイルを貯留するオイルパン４が装着されている。

シリンダブロック２におけるシリンダボア５の側面には、クランクケース３内に漏れたブローバイガスに含まれるオイルを分離するための気液分離室６が形成されている。気液分離室６の上部には、当該気液分離室６内のブローバイガスを吸気系等のブローバイガス処理部（図示せず）に排出するための排出口７が設けられている。

クランクケース３の側面には、縦方向（ピストンの往復動方向）に延びるブローバイガス導入通路８が形成されている。ブローバイガス導入通路８の一端（上端）は、気液分離室６の内部に向かって開口している。ブローバイガス導入通路８の他端（下端）は、クランクケース３内のうちシリンダボア５から遠い（離れた）箇所でオイルパン４の内部に向かって開口している。

この実施形態では、気液分離室６の底部は、側断面視で後述するバルク部１１と重なる箇所が一段下に突出する階段状に凹み形成されている（図２参照）。気液分離室６の底部のうち上層側の上底部６ａに、ブローバイガス導入通路の一端の開口部９が位置している。下層側の下底部６ｂには、後述する連通路１５の一端開口部１６が形成されている。従って、下底部６ｂにおける連通路１５の開口部１６は、上底部６ａにおけるブローバイガス導入通路８の開口部９よりも高さ寸法ＨＴだけ低い箇所に位置している。

クランクケース３内には、各シリンダボア５の間の部位に、クランク軸１０を回転可能に支持する軸受部１２を備えて成る切り壁状のバルク部１１が、クランクケース３に一体的に設けられている。

各バルク部１１のうちシリンダボア５に近い箇所、換言すると、クランク軸１０が貫通する軸受部１２よりも上方の箇所には、バルク部１１で区画された各クランク室１３間の通気性を向上させるための通気孔１４が、板厚方向（クランク軸１０の延びる方向）に貫通形成されている。

側断面視で気液分離室６と重なる箇所にあるバルク部１１には、気液分離室６と通気孔１４とを連通させるための連通路１５が貫通形成されている。連通路１５の一端の開口部１６は気液分離室６の下底部６ｂに位置している。連通路１５の他端の開口部１７は、通気孔１４の内径側に位置している。この実施形態では、連通路１５は、気液分離室６側における一端の開口部１６から通気孔１４側における他端の開口部１７に向かって斜め下向きに傾斜している（図１参照）。

以上の構成において、クランクケース３内では、ピストンの往復動で脈動（クランクケース３内の圧力が高くなったり低くなったりすること）が生ずる。脈動による圧力変化の差は、クランクケース３内のうちシリンダボア５に近い箇所の方が大きく、シリンダボア５から遠い箇所ではあまり変化しない。

従って、シリンダボア５内のピストンが下降動するときは、クランクケース３内のうちシリンダボア５に近い箇所、つまり、バルク部１１の通気孔１４内の圧力が大幅に高くなるので、クランクケース３の下方に位置するオイルパン４に臨むブローバイガス導入通路８と、バルク部１１のうち軸受部１２よりも上方に位置する通気孔１４に臨む連通路１５との両方から、気液分離室６内に向かって流入するブローバイガスの流れが形成される。

気液分離室６内ではブローバイガス中からオイルが分離されるが、この分離されたオイルは、気液分離室６の底部のうち一段下に突出した下底部６ｂに溜め込まれる。

一方、ピストンが上昇動するときは、クランクケース３内のうちシリンダボア５に近い箇所、つまり、バルク部１１の通気孔１４内の圧力が大幅に低下するので、気液分離室６の下底部６ｂに溜まったオイルは、連通路１５を介してクランクケース３内に吸引排出される。また、ブローバイガス導入通路８から流入するブローバイガスの一部は連通路１５に向かって流れ込むことになるので、当該ブローバイガスの流れは、下底部６ｂに溜まったオイルを連通路１５からクランクケース３内に強制的に押し出す作用をする。

従って、気液分離室６の下底部６ｂに溜まった分離後のオイルをピストンの往復動による脈動を利用して効率よく確実にクランクケース３内に排出できるから、オイルの持ち出しが少なくなり、オイル消費量を節減できるのである。

特に、この実施形態では、気液分離室６の下底部６ｂにおける連通路１５の一端の開口部１６は、上底部６ａにおけるブローバイガス導入通路８の一端の開口部９よりも高さ寸法ＨＴだけ低い箇所に位置しているので、気液分離室６内に溜まったオイルがブローバイガス導入通路８に流下することはない。従って、一旦ブローバイガスから分離したオイルが、ブローバイガス導入通路８内においてブローバイガスに同伴して再び気液分離室６に流れ込むことを確実に回避でき、ブローバイガスからのオイルの分離率の向上に寄与するのである。

これに加えて、この実施形態では、バルク部１１のうちシリンダボア５に近い箇所に形成された通気孔１４が、板厚方向すなわちクランク軸１０の回転方向に対して交差する方向に貫通していることにより、クランク軸１０の回転にて撹拌されてクランク室１３内をクランク軸の回転方向に飛散するオイルが、通気孔１４内に入り込むおそれはほとんどない。その通気孔１４の内径側に、連通路１５における他端の開口部１７を開口させているので、クランクケース３側から連通路１５にオイルが侵入することを確実に回避することができるのである。

本発明は、図示の実施形態以外にも、様々な形態に具体化することができる。例えばブローバイガス導入通路及び連通路については、ブローバイガスやオイルの出入量及び流れる向き等に応じて、テーパ状に形成したり各通路や開口する孔の内径を自由に設定したりすることができる。また、本発明に係るオイル分離装置では、ブローバイガス導入通路と連通路との組合せが少なくとも１組あればよい。さらに、連通路における気液分離室内への開口部、ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部とは、気液分離室の底面に限らず、底面近傍の下周壁部等を含んだ底部に形成されていれば足りる。なお、ブローバイガス導入通路８の開口部９と、連通路１５の開口部１６とは、内燃機関の全体を、図１において、そのシリンダの軸線を右方向又は左方向のうちいずれか一方に傾斜した場合においても、常に、前記連通路１５の開口部１６が、前記ブローバイガス導入通路８の開口部９より低い部位に位置するように構成している。

本発明を適用した内燃機関の縦断正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ視拡大縦断側面図である。

符号の説明

１ 多気筒内燃機関
２ シリンダブロック
３ クランクケース
４ オイルパン
５ シリンダボア
６ 気液分離室
６ａ 上底部
６ｂ 下底部
８ ブローバイガス導入通路
９ ブローバイガス導入通路における気液分離室側の開口部
１１ バルク部
１４ 通気孔
１５ 連通路
１６ 連通路における気液分離室側の開口部
１７ 連通路における通気孔側の開口部

Claims (2)

1. 内燃機関におけるシリンダブロックの側面に気液分離室を設けて、この気液分離室の底部に前記シリンダブロック下部におけるクランクケース内からのブローバイガス導入通路を開口する一方、前記気液分離室の上部にブローバイガスの排出口を備えて成るオイル分離装置において、
   前記ブローバイガス導入通路におけるクランクケース内への開口部を、クランクケース内のうちシリンダボアから遠い部分に位置する一方、前記気液分離室の底部に、前記クランクケース内からの連通路を開口し、この連通路における前記クランクケース内への開口部を、前記クランクケース内のうち前記シリンダボア間のバルク部に穿設されている通気孔内に位置することを特徴とする内燃機関におけるブローバイガスのオイル分離装置。
2. 前記請求項１の記載において、前記連通路における気液分離室内への開口部を、前記ブローバイガス導入通路における気液分離室内への開口部よりも低い部位に位置することを特徴とする内燃機関におけるブローバイガスのオイル分離装置。

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