JP6221161B2 - ２段分離ブローバイガス再循環系統を有する内燃エンジン - Google Patents

Description

本発明は、遠心分離機を含むブローバイガス再循環系統を備える内燃エンジンに関する。

内燃エンジン内のブローバイガスは、オイルサンプ内の燃焼室から来るガスの分散により生成される。ブローバイガスは、オイルサンプ内の可動部によるオイルの飛散に由来するサスペンション内の油粒子を保持する。最新のエンジンは、エンジンのオイルサンプからブローバイガスを取り出し、それを、サスペンション内でオイルを分離した後、エンジンの吸気マニホールドに送るブローバイガスの再循環系統を備える。

ブローバイガスの濾過を実行するために、従来技術において、様々なタイプのオイルセパレータ、例えば、ラビリンスセパレータ、遠心分離機などが提供されている。

文献DE 102004045630には、内燃エンジンのオイルサンプから来る排気ガスからオイルを分離するための遠心分離機が記載されている。この文献に記載されている遠心分離機は、精製された空気の出口のための中空シャフト、およびシャフトから回転駆動されて、オイルの遠心分離が実行される回転チャンバを備える。遠心分離機は、分離室とともに回転するラビリンスプリセパレータを備える。

本発明は、内燃エンジンのブローバイガスに含まれるオイルの分離を最大化することを目的とする。

本発明によれば、この目的は、請求項１の主題を形成する複数の特徴を有する内燃エンジンにより達成される。

本発明は、クランクケースのバランストンネル内で回転するエンジンのバランスシャフト上に遠心分離機を取り付けること、およびバランストンネルを通じてブローバイガスを通すことをもくろむ。バランスシャフトの高速の回転および偏心形状は、１次分離が実行される遠心分離機のバランストンネルアップストリームの複数の壁上でオイルの２次分離を実行する、バランストンネルを渡るブローバイガスに旋回運動を与える。バランストンネルを通るブローバイガス内に浮遊するオイルは、バランスシャフトの複数の軸受の潤滑の有益な効果を有する。

特許請求の範囲は、発明に関して提供される開示内容の欠くことのできない部分を形成する。

ここで、本発明は、単に非限定的な例として与えられる添付の図面を参照して詳細に記載されるであろう。
本発明に係る内燃エンジンを示す透視断面図である。 図１のエンジンの概略断面図である。 図２のラインIII-IIIに係る断面である。 図２内の矢印IVにより示される遠心分離機の分解斜視図である。

図１から図３を参照すると、符号１０は、本発明に係る内燃エンジンを示す。エンジン１０は、複数のシリンダ１４が形成されるクランクケース１２を備える。エンジン１０は、エンジンシャフト１８が収容されるオイルサンプ１６を有する。

エンジン１０は、クランクケース１２内に形成されるバランストンネル２０内に、縦軸Ａについて回転可能に取り付けられる少なくとも１つのバランスシャフト２０を備える。図３に示されるように、エンジン１０は、それぞれのバランストンネル２２内に取り付けられる２つのバランスシャフト２０が提供されることができる。次の説明において、単一のバランスシャフト２０が参照され、１つのバランスシャフトを参照して記載されることが、他のバランスシャフトに適用されることもできることがわかる。

バランストンネル２２は、第１の端部２２ａ、第２の端部２２ｂ、および第１および第２の端部２２ａ，２２ｂの間に延びる中央部２２ｃを有する。バランストンネル２２の第１および第２の端部２２ａ，２２ｂは、軸Ａについて回転可能にバランスシャフト２０をサポートするそれぞれの軸受２４ａ，２４ｂを支える。バランストンネル２２の第１の端部２２ａにおいて、ギアホイール２６が収容され、バランスシャフト２０に固定され、１または複数のトランスミッションギアホイール２８，３０によりエンジンシャフト１８に接続される（図１）。バランスシャフト２０は、例えば、チェーントランスミッションまたは歯付ベルトトランスミッションにより、図示されるギアホイールトランスミッションと異なるタイプのトランスミッションを用いて回転駆動されることができる。バランスシャフト２０は、少なくともバランストンネル２２の中央部２２ｃに、偏心部を有する。

エンジン１０は、ブローバイガスの再循環系統３２を備える。ブローバイガスの再循環系統３２は、オイルサンプ１６からブローバイガスを取り出し、油粒子の除去を実行し、オイルから精製されるガスの流れを、図３内に３７により概略的に示されるエンジンのエアマニホールドに送る。

ブローバイガスの再循環系統３２は、オイルサンプ１６の内側に通じる入口チャネル３４、吸気マニホールド３７に通じる出口チャネル３６、および入口チャネル３４と出口チャネル３６との間に配置される遠心分離機３８を備える。ブローバイガスの再循環系統３２は、オイルサンプ１６に開口し、ブローバイガスから分離された液体をオイルレベルより低いオイルサンプ１６にガイドする、少なくとも１つの排液チャネル４０を備える。図２に示される例において、２つの排液チャネル４０が提供される。入口、出口、および排液チャネル３４，３６，４０は、クランクケース１２の内側に形成される。

ブローバイガスの再循環系統３２の入口チャネル３４は、バランストンネル２２の第１の端部２２ａに通じる。遠心分離機３８は、バランストンネル２２の第２の端部２２ｂ内に収容される。遠心分離機３８は、ブローバイガスの再循環系統３２の出口チャネル３６に通じるガス出口４２を有する。このように、図１および図２に示されるように、ブローバイガスは、バランストンネル２２の中央部２２ｃ、および入口チャネル３４から出口チャネル３６への経路内の複数の軸受２４ａ，２４ｂを通る。

動作中、バランスシャフト２０は、高速（最大１０，０００ＲＰＭ）で軸Ａの周りを回転する。バランストンネル２２の中央部２２ｃでのバランスシャフト２０およびバランスシャフト２０の偏心部の高速の回転は、バランストンネル２２の中央部２２ｃにおいて、ブローバイガスの流れに旋回経路を与える。図１及び図２において、複数の矢印Ｂは、入口チャネル３４から出口チャネル３６へ、再循環系統３２を通るブローバイガスの経路を示す。バランストンネル２２の中央部２２ｃ内のブローバイガスの渦は、ガス中に浮遊するオイルの液滴を径方向を外向きに射出して、ガスからオイルの２次遠心分離を実行する。バランストンネル２２の内壁上に堆積されるオイルは、排液チャネル４０を介してオイルサンプ１６に戻る。バランストンネル２０を通るブローバイガスの流れの中に浮遊するオイルは、バランスシャフト２０の複数の軸受２４ａ，２４ｂを潤滑する。

バランストンネル２２内で起こる２次分離は、遠心分離機３８により実行されるメインの遠心分離の予備分離アップストリームである。遠心分離機３８は、任意の既知の分離装置から形成されることができる。図４に、遠心分離機３８の望ましい実施形態が示される。図４に示される遠心分離機３８は、複数のスルーホール４６を有するその側壁上に備えられた中空ブッシュ４４を備える。ブッシュ４４の一端は、遠心分離機３８のガス出口４２を形成する。ブッシュ４４の逆端は、バランスシャフト２０の一端４８上に固定される。遠心分離機３８は、複数の径方向のチャネル５４を提供する径方向の壁５２を有するインペラ５０を備える。インペラ５０は、ブッシュ４４の複数の孔４６に並べられた複数の孔５８を備えるハブ５６を有する。インペラ５０のハブ５６は、ブッシュ４４上に固定される。遠心分離機３８は、インペラ５０の径方向の壁５２の外端に固定された開放端を有するカップ形状要素６０も備える。カップ形状要素６０は、インペラ５０のハブ５６を囲むガス導入口を有する。カップ形状要素６０は、ブローバイガスの流れの中に浮遊するオイルの遠心分離が起こる分離室６８を区画する。

図２および図４を参照すると、カバー６２は、バランストンネル２２のオープンエンドに近接して、クランクケース１２に固定される。カバー６２は、バランストンネル２２の第２の端部２２ｂを外側シールする。カバー６２は、ブッシュ４４の一端に作用するシールリング６４を支える。カバー６２は、遠心分離機３８の出口４２およびブローバイガスの再循環系統３２の出口チャネル３６（図３）に通じるチャンバ６６を有する。

図２を参照すると、カバー６２のチャンバ６６および遠心分離機３８の出口４２は、順に、エンジン１０の吸気マニホールド３７（図３）に接続される出口チャネル３６に通じる。

動作中、ブローバイガスの流れは、カップ形状要素６０内に区画される分離室６８に入る。ブローバイガスの流れの中に浮遊するオイルの液滴は、インペラ５０の複数の径方向のチャネル５４を通じて径方向を外向きに射出される。サスペンション内でオイルから精製された空気の流れは、インペラ５０およびブッシュ４４の孔５８，４６の中を通り、カバー６２のチャンバ６６および出口チャネル３６を通じてエンジンの吸気マニホールド３７に送られる。

もちろん、本発明の原理を害することなく、構成の詳細および実施形態は、次の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、説明および図示されたものに関して広く変更されてもよい。

Claims (6)

1. クランクケースと、
   オイルサンプと、
   前記クランクケース内に形成されるバランストンネル内の軸の周りに回転可能に取り付けられ、回転するように駆動される少なくとも１つのバランスシャフトであり、前記バランストンネルは、第１の端部、第２の端部、および前記第１の端部および前記第２の端部の間に延びる中央部を有し、前記バランストンネルの前記第１の端部および前記第２の端部は、それぞれ、前記軸の周りに回転可能なように前記バランスシャフトをサポートする軸受を支え、前記バランスシャフトは、少なくとも前記バランストンネルの前記中央部において偏心断面を有する、バランスシャフトと、
   前記オイルサンプに通じる入口チャネルと、吸気マニホールドに通じる出口チャネルと、前記入口チャネルと前記出口チャネルとの間に配置される遠心分離機と、分離された液体を排出するための前記オイルサンプに開口する少なくとも１つの排液チャネルと、を有するブローバイガス再循環系統と、を備え、
   前記ブローバイガス再循環系統の前記入口チャネルは、前記バランストンネルの前記第１の端部に通じ、
   前記遠心分離機は、前記バランストンネルの前記第２の端部内に収容され、前記バランスシャフトにより回転駆動され、
   前記ブローバイガス再循環系統の前記出口チャネルは、前記遠心分離機のガス出口に通じ、それにより、前記バランスシャフトの前記回転および前記バランストンネルの前記中央部における前記バランスシャフトの前記偏心断面が、前記バランストンネルの前記中央部においてブローバイガスの流れに対して旋回経路を与えることで、前記遠心分離機により実行されるメインの遠心分離の上流において前記ブローバイガスからのオイルの予備的遠心分離を実行するように、動作中、前記ブローバイガスの流れは、前記入口チャネルから前記出口チャネルへの経路内において、逐次、前記バランストンネルの前記中央部を通り、前記遠心分離機を通って流れる内燃エンジン。
2. 動作中、ブローバイガスの前記流れは、前記入口チャネルから前記出口チャネルへの前記経路内の前記バランスシャフトの複数の前記軸受を通る、請求項１に記載の内燃エンジン。
3. 前記遠心分離機は、前記バランスシャフトの一端に固定された中空ブッシュと、前記中空ブッシュ上に固定されたインペラと、前記インペラに固定され、回転分離室を区画するカップ形状要素と、を含む、請求項１または請求項２に記載の内燃エンジン。
4. 前記中空ブッシュは、前記ガス出口を区画するオープンエンドを有する、請求項３に記載の内燃エンジン。
5. 前記クランクケースに固定されて、前記バランストンネルの前記第２の端部のオープンエンドをシールするカバーを備え、前記カバーは、前記ガス出口および前記出口チャネルに通じるチャンバを有する、請求項３または請求項４に記載の内燃エンジン。
6. 前記カバーは、前記中空ブッシュの外面に作用するシールリングを支える、請求項５に記載の内燃エンジン。

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