JP4810522B2 - 内燃機関のブローバイガス還流装置 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1に記載のブローバイガス還流装置では、ボルトにより蓋部材が吸気マニホールドに固定されている。このため、PCVバルブの点検をする際には、これらのボルトおよび蓋部材を取り外し、さらにPCVバルブを取り外す必要がある。
このように、従来のブローバイガス還流装置では、PCVバルブの点検作業が煩雑になる。
本発明の課題は、内燃機関のブローバイガス還流装置において、PCVバルブの点検作業の簡略化を図ることにある。
このブローバイガス還流装置では、圧力可変機構によりPCVバルブの排出口側に形成された中間通路の圧力を変化させることができる。PCVバルブは、吸入口側と排出口側との圧力差に応じて弁体がケーシングの内部を移動し、ブローバイガスの流量を調節する。例えば、この圧力差が小さくなるように中間通路の圧力を変化させると、PCVバルブは閉状態となる。このとき、弁体が固着していない場合は、弁体がケーシングに衝突し、PCVバルブにおいて衝突音が発生する。弁体が固着している場合は、圧力可変機構により中間通路の圧力を変化させても、この衝突音は発生しない。
〔第1実施形態〕
<内燃機関の全体構成>
図1を用いて本発明の第1実施形態に係るブローバイガス還流装置3が採用された内燃機関1について説明する。図1に内燃機関1の概略構成図を示す。
図1に示すように、内燃機関1は主に、シリンダブロック11と、シリンダヘッド20と、ヘッドカバー2と、クランクケース12と、から構成されている。シリンダブロック11およびクランクケース12により、クランクシャフト17が配置されたクランク室10が形成されている。
シリンダブロック11は複数のシリンダ13を有している。シリンダ13にはピストン14が移動可能に配置されている。シリンダヘッド20はシリンダブロック11の上部に設けられている。シリンダヘッド20、シリンダ13およびピストン14により燃焼室15が形成されている。燃焼室15には、吸気通路18と排気通路19とが接続されている。ピストン14はコンロッド16を介してクランクシャフト17に連結されている。シリンダヘッド20の上部にはヘッドカバー2が取り付けられている。
図1に示すように、内燃機関1には、クランク室10内のブローバイガスを吸気通路18に導くブローバイガス還流装置3が組み込まれている。ここで、図1〜図5を用いてブローバイガス還流装置3の全体構成について説明する。図2はバルブカバー5およびヘッドカバー2の分解斜視図である。図3はバルブカバー5の平面図である。図4および図5は図3のV−V断面図である。なお、図1ではブローバイガス還流装置3の主要な構成が示されており、他の構成は省略されている。
図1に示すように、ブローバイガス還流装置3は主に、クランク室10と吸気通路18とを接続する還流通路Pと、還流通路Pに設けられブローバイガスの流量を調節するPCVバルブ4と、から構成されている。還流通路Pは、PCVバルブ4の吸入口44とクランク室10とを接続する第1還流通路P1と、PCVバルブ4の排出口45と吸気通路18とを接続する第2還流通路P2と、を有している。
図1に示すように、第1還流通路P1は、シリンダブロック11に設けられた第1通路31と、ヘッドカバー2に設けられた第2通路22と、を有している。第1通路31はクランク室10と第2通路22とを接続している。第2通路22は、オイルセパレータ23を有しており、PCVバルブ4の吸入口44に接続されている。
(2)PCVバルブ
図4に示すように、PCVバルブ4は、グロメット46を介してヘッドカバー2に装着されており、カバー部材としてのバルブカバー5により覆われている。PCVバルブ4は、概ね筒状のケーシング41と、ケーシング41内に移動可能に配置された弁体42と、スプリング43と、を有している。スプリング43が予め圧縮された状態でケーシング41および弁体42の間に配置されているため、弁体42はスプリング43によりケーシング41に押し付けられている。
(3)第2還流通路
図1に示すように、第2還流通路P2は、バルブカバー5とヘッドカバー2との間に形成された第3通路27(中間通路)と、ヘッドカバー2に設けられた第4通路26と、シリンダブロック11に設けられた第5通路32と、を有している。ヘッドカバー2には、第4通路26に含まれる孔25が形成されている。孔25およびPCVバルブ4はバルブカバー5により覆われている。PCVバルブ4の排出口45と孔25とは第3通路27により接続されている。第3通路27は、第4通路26および第5通路32を介して吸気通路18に接続されている。
<バルブカバーの構成>
(1)バルブカバーの概要
前述のように、ブローバイガス還流装置3は、ヘッドカバー2に装着されたバルブカバー5を有している。
具体的には図2〜図4に示すように、バルブカバー5は、例えばアルミニウム製あるいは断熱性の比較的高い樹脂製であり、PCVバルブ4および孔25を覆うように2つのボルト59によりヘッドカバー2の外壁面29に固定されている。ヘッドカバー2には、外壁面29よりも内側へ凹んだ凹部24が形成されている。PCVバルブ4は凹部24内に配置されている。PCVバルブ4の大部分は凹部24に収容されている。第4通路26に含まれる孔25は凹部24内に形成されている。バルブカバー5は凹部24を覆うようにヘッドカバー2に取り付けられている。凹部24およびバルブカバー5により第3通路27が形成されている。
(2)カバー本体
カバー本体51は、カバー部51aと、フランジ51bと、を有している。カバー部51aはPCVバルブ4の一部を収容する部分である。フランジ51bは、ボルト59によりヘッドカバー2に固定される部分であり、外壁面29に当接している。カバー部51aの側方には圧力可変機構52が設けられている。
(3)圧力可変機構
圧力可変機構52は、カバー部51aから突出する開口部としての円筒部53と、円筒部53に装着された蓋部材としての蓋54と、を有している。
蓋54は、円筒部53を介して第3通路27に空間Sの空気が流れ込まないように、円筒部53に嵌め込まれている。具体的には、蓋54は、円筒状の蓋本体54aと、蓋本体54aの一方の端部を閉じる閉塞部54bと、を有している。蓋54を円筒部53から取り外したり円筒部53に装着したりすることで、円筒部53の孔53aの開閉が可能となる。蓋54は例えばゴム製である。
蓋54と円筒部53との間から外気が第3通路27へ漏れ込まないように、例えば蓋本体54aの内径は円筒部53の外径よりもわずかに小さく設定されている。内燃機関1の運転時には、吸気通路18が負圧になるため、第3通路27の圧力は空間Sの圧力よりも低くなり、第3通路27側に蓋54は引っ張られている。このため、外力を加えない限りは蓋54が円筒部53から脱落することはない。
<ブローバイガス還流装置の動作>
図1〜図5を用いてブローバイガス還流装置3の動作について説明する。
図4に示すように、PCVバルブ4の排出口45周辺の空間である第3通路27は吸気通路18につながっている。このため、内燃機関1の運転時においては、第3通路27の圧力は第2通路22の圧力よりも低くなり、PCVバルブ4の吸入口44側と排出口45側とで圧力差が生じる。これにより、スプリング43のバネ力に逆らって弁体42が排出口45側へ移動し、ケーシング41と弁体42との間の隙間を通ってブローバイガスが第3通路27へ流れ込む。
<PCVバルブの点検作業>
ブローバイガスには油分が含まれているため、PCVバルブ4が油分などにより固着するおそれがある。このため、PCVバルブ4の弁体42が正常に動作するか否かを定期的に点検する必要がある。
そこで、このブローバイガス還流装置3では、バルブカバー5に圧力可変機構52が設けられている。この圧力可変機構52により簡単にPCVバルブ4の動作確認を行うことができる。
蓋54を円筒部53に装着すると、第3通路27の圧力が第2通路22の圧力よりも低くなり、この圧力差に応じて弁体42が排出口45側へ移動する。これにより、弁体42が図4に示す位置(開位置)に移動し、ブローバイガスが第1還流通路P1、PCVバルブ4および第2還流通路P2を介して吸気通路18へ流れ込む。
<特徴>
ブローバイガス還流装置3の特徴は以下の通りである。
(1)
このブローバイガス還流装置3では、圧力可変機構52によりPCVバルブ4の排出口45側(第3通路27)の圧力を変化させることができる。具体的には、蓋54を円筒部53から取り外すことで、第3通路27(PCVバルブ4の排出口45側)の圧力をバルブカバー5の外側(空間S)の圧力とほぼ同じにすることができ、吸入口44側と排出口45側との間の圧力差が小さくなる。この結果、ケーシング41内で弁体42が固着していない場合は、PCVバルブ4の弁体42がスプリング43のバネ力により吸入口44側へ移動し、ケーシング41に弁体42が衝突する。この弁体42の衝突音を確認することで、弁体42が固着しているか否かを確認することができる。
(2)
このブローバイガス還流装置3では、円筒部53が孔25よりも高い位置に設けられているため、ブローバイガスから分離した水分や油分がバルブカバー5内に溜まっても、円筒部53の孔53aから水分や油分が漏れるのを防止できる。
(3)
このブローバイガス還流装置3では、PCVバルブ4がヘッドカバー2の凹部24に設けられているため、PCVバルブ4がヘッドカバー2の外側に大きく突出するのを防止でき、内燃機関1の小型化が可能となる。
ブローバイガス中の水分がPCVバルブ4からバルブカバー5側に排出されると、水分がバルブカバー5内に溜まり外気で冷やされて氷結する場合がある。
このブローバイガス還流装置3では、孔25がPCVバルブ4の排出口45よりも低い位置に配置されているため、水分が氷結することによりPCVバルブ4の排出口45が閉塞するのを防止できる。
(5)
このブローバイガス還流装置3では、バルブカバー5およびヘッドカバー2により第3通路27が形成されているため、PCVバルブ4の排出口45と孔25とをホースなどで接続している場合に比べて、シリンダブロック11およびヘッドカバー2から伝わる熱により第3通路27が暖められやすい。これにより、第3通路27においてブローバイガス中の水分が氷結するのを防止でき、ブローバイガス還流装置3の動作の安定化を図ることができる。
〔第2実施形態〕
ここでは、前述の実施形態と実質的に同じ機能を有する構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
<カバーの構成>
前述の第1実施形態では、バルブカバー5に円筒部53および蓋54が設けられているが、図6〜図8に示すバルブカバー105も考えられる。
図6に示すように、このバルブカバー105は、カバー本体151と、カバー本体151に設けられた圧力可変機構152と、を有している。カバー本体151は、固定部151bと、固定部151bから延びる概ね筒状の側壁部151aと、を有している。固定部151bはヘッドカバー2に固定される部分である。
カバープレート153は、カバー本体151よりも柔らかい材料(例えばゴムなど)により構成されている。変形部155はPCVバルブ4の排出口45と対向するように配置されており、変形部155と排出口45との間には隙間が確保されている。PCVバルブ4の排出口45と接触するように、変形部155は第3通路27側に弾性変形可能である。このため、図9に示すように、変形部155に対して外力を加えることにより、変形部155によりPCVバルブ4の排出口45を塞ぐことができる。つまり、変形部155を外部から押さえるだけで、PCVバルブ4の排出口45側の圧力を変化させることができる。
内燃機関1が運転中の場合に、図9に示すようにカバープレート153の変形部155をPCVバルブ4側へ押すと、変形部155が弾性変形し、PCVバルブ4の排出口45が閉塞される。この結果、PCVバルブ4の排出口45と第3通路27との接続が遮断され、吸入口44側と排出口45側との間の圧力差が小さくなる。この結果、ケーシング41内で弁体42が固着していない場合は、PCVバルブ4の弁体42が閉状態に戻り、弁体42がケーシング41に衝突する。このとき、PCVバルブ4において弁体42の衝突音が発生する。
このように、このバルブカバー105では、変形部155を外側から押さえるだけで、弁体42の衝突音に基づいてPCVバルブ4の動作確認を行うことができ、PCVバルブ4の点検作業の簡略化が可能となる。
本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。なお、前述の実施形態と実質的に同じ機能を有する構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(A)
前述の第1実施形態では、圧力可変機構52が円筒部53および蓋54を有しているが、圧力可変機構52の構成はこれらに限定されない。例えば図10に示すバルブカバー205であってもよい。
このバルブカバー205は、カバー本体251と、圧力可変機構252と、を有している。カバー本体251は前述のカバー本体51とほぼ同じ形状を有している。圧力可変機構252は、カバー本体251に形成された孔253と、孔253に嵌め込まれた蓋254と、を有している。蓋254は、例えばゴム製であり、孔253に挿入される中間部254bと、中間部254bの第1端部に形成された第1頭部254aと、中間部254bの第2端部に形成された第2頭部254cと、を有している。第1頭部254aおよび第2頭部254cの外径は、孔253の内径よりも若干大きく設定されている。このため、蓋254により孔253を確実に閉状態としつつ、孔253に対する蓋254の取り外しおよび装着が容易となる。
(B)
バルブカバーの形状は前述の実施形態に限定されない。例えば、第1実施形態の変形例として図11に示すバルブカバー305が考えられる。このバルブカバー305は、カバー本体351がプレート状である。カバー本体351には第1実施形態と同様に圧力可変機構52が設けられている。この場合、凹部324が前述の凹部24よりも深く形成されており、凹部324によりPCVバルブ4が外壁面29よりも内側に収容されている。
また、図11の場合と同様に、第2実施形態の変形例として図12に示すバルブカバー405が考えられる。このバルブカバー405は、固定部454および変形部455を有している。変形部455は、前述の変形部155に対応しており、排出口45側に弾性変形可能である。
いずれの場合も、PCVバルブ4の点検の簡略化を可能としつつ、バルブカバーの構成を簡素化できる。
(C)
ヘッドカバーの形状は前述の実施形態に限定されない。例えば、第1実施形態の変形例として図14に示すヘッドカバー602が考えられる。このヘッドカバー602は、前述の凹部24を有しておらず、外壁面629からPCVバルブ4が突出している。また、外壁面629に孔25が形成されている。
いずれの場合も、PCVバルブ4の点検の簡略化を可能としつつ、ヘッドカバーの構成を簡素化できる。
10 クランク室
11 シリンダブロック
12 クランクケース
18 吸気通路
19 排気通路
2 ヘッドカバー
24 凹部
25 孔
3 ブローバイガス還流装置
4 PCVバルブ
41 ケーシング
42 弁体
43 スプリング
44 吸入口
45 排出口
5 バルブカバー(カバー部材)
51 カバー本体
52 圧力可変機構
53 円筒部(開口部)
53a 孔
54 蓋(蓋部材)
105 バルブカバー(カバー部材)
155 変形部
P 還流通路
P1 第1還流通路
31 第1通路
22 第2通路
P2 第2還流通路
27 第3通路(中間通路)
26 第4通路
32 第5通路
Claims (6)
- 内燃機関のクランク室と吸気通路とを接続する還流通路に含まれる孔を有するヘッドカバーと、
前記還流通路に設けられ前記ヘッドカバーに装着されたPCVバルブと、
前記PCVバルブおよび孔を覆うように前記ヘッドカバーの外部に装着される部材であって、前記還流通路に含まれ前記PCVバルブの排出口と前記孔とを接続する中間通路を前記ヘッドカバーとともに形成し、前記中間通路の圧力を変化させることができる圧力可変機構を有する、カバー部材と、
を備えた内燃機関のブローバイガス還流装置。 - 前記カバー部材は、前記PCVバルブおよび孔を覆うカバー本体と、前記カバー本体に設けられた前記圧力可変機構と、を有しており、
前記圧力可変機構は、前記カバー本体に設けられ前記中間通路と前記カバー部材の外側の空間とをつなぐ開口部と、前記開口部の開閉が可能なように設けられた蓋部材と、を有している、
請求項1に記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。 - 前記開口部は、前記孔よりも高い位置に設けられている、
請求項2に記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。 - 前記カバー部材は、前記圧力可変機構の少なくとも一部であって前記PCVバルブの排出口と隙間を介して対向するように配置され前記PCVバルブの排出口と接触するように前記排出口側へ変形可能な変形部を有している、
請求項1に記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。 - 前記ヘッドカバーは、外壁面から凹んだ凹部を有しており、
前記PCVバルブは、前記凹部に設けられている、
請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。 - 前記孔は、前記PCVバルブの排出口よりも低い位置に設けられている、
請求項1から5のいずれかに記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。
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