JP6970252B1 - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
また、オイル出口傾斜案内部は、流速上昇操作部の表面とオイル案内部とに接続され、流速上昇操作部の表面からオイル案内部へ向かって下方に傾斜している。そして、オイル出口傾斜案内部は、流速上昇操作部の表面に沿って流れたオイルをオイル案内部へ導く。ここで、オイル出口傾斜案内部の水平面に対する傾斜角度は、流速上昇操作部の表面の水平面に対する傾斜角度よりも大きい。これにより、オイル出口傾斜案内部は、ブローバイガスから分離され流速上昇操作部の表面に沿って流れたオイルをオイル案内部へと速やかに導くことができる。また、オイルが流速上昇操作部の表面の近傍で滞留することを抑え、ブローバイガスから分離されたオイルが再びブローバイガス中に混入することを抑えることができる。
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、流速上昇操作部は、ブローバイガスを通過させてフィルタへ供給する絞り孔を有する。そして、絞り孔の軸は、衝突板の内面に対して直交している。そのため、流速上昇操作部の絞り孔を通過し流速が上昇したブローバイガスは、衝突板の内面に対して垂直に衝突する。これにより、ブローバイガスは、衝突板からより強い衝撃力を受け、オイルとガスとにより確実に分離される。そして、絞り孔の軸が鉛直方向に対して傾斜した方向に沿って延びているため、衝突板においてブローバイガスから分離されたオイルは、衝突板の内面に衝突するブローバイガスの流れの方向とは異なる方向(すなわち鉛直方向)に向かって流速上昇操作部の表面に落下する。そのため、衝突板においてブローバイガスから分離されたオイルが、絞り孔に入ることを抑え、絞り孔を塞ぐことを抑えることができる。これにより、ブローバイガスを衝突板に衝突させてオイルとガスとに分離する動作がより確実に実行される。
本発明に係るブローバイガス処理装置によれば、流速上昇操作部の表面の傾斜方向に沿ってオイル案内部に導かれるオイルが、例えば複数の絞り孔のうち下流側に配置された絞り孔に入ることを抑え、下流側の絞り孔を塞ぐことを抑えることができる。これにより、ブローバイガスを衝突板に衝突させてオイルとガスとに分離する動作がより確実に実行される。
また、ブローバイガス処理装置のオイル出口傾斜案内部は、流速上昇操作部の表面とオイル案内部とに接続され、流速上昇操作部の表面からオイル案内部へ向かって下方に傾斜している。そして、オイル出口傾斜案内部は、流速上昇操作部の表面に沿って流れたオイルをオイル案内部へ導く。ここで、オイル出口傾斜案内部の水平面に対する傾斜角度は、流速上昇操作部の表面の水平面に対する傾斜角度よりも大きい。これにより、オイル出口傾斜案内部は、ブローバイガスから分離され流速上昇操作部の表面に沿って流れたオイルをオイル案内部へと速やかに導くことができる。また、オイルが流速上昇操作部の表面の近傍で滞留することを抑え、ブローバイガスから分離されたオイルが再びブローバイガス中に混入することを抑えることができる。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施形態に係るブローバイガス処理装置を備えるエンジンを示す断面図である。
図1に示すエンジン1は、内燃機関であって、例えば産業用ディーゼルエンジンである。エンジン1は、例えばターボチャージャ付きの過給式の高出力な3気筒エンジンや4気筒エンジン等の多気筒エンジンである。エンジン1は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両等に搭載される。
エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、ヘッドカバー4と、オイルパン7と、ブローバイガス処理装置100と、を備える。シリンダヘッド3は、シリンダブロック2の上に組付けられている。ヘッドカバー4は、シリンダヘッド3の上に組付けられている。シリンダブロック2は、上部のシリンダ5と、下部のクランクケース6と、を有する。オイルパン7は、クランクケース6の下部に配置されている。ピストン8は、シリンダ5内に配置されている。クランク軸9は、クランクケース6内に配置されている。ピストン8は、コンロッド10を介してクランク軸9に連結されている。
次に、図1に示すブローバイガス処理装置100の好ましい構造例を、図2から図4を参照して説明する。
図2は、本実施形態に係るブローバイガス処理装置の構造例を示すX−Z平面における断面図である。
図3は、本実施形態に係るブローバイガス処理装置の分離部とその周辺領域の構造例を示す斜視図である。
図4は、図3に示す本実施形態に係るブローバイガス処理装置の分離部とその周辺領域のY方向に沿ったD−D線における断面図である。
まず、ブローバイガス処理装置100の主要構造部101の好ましい構造例を、図1および図2を参照して説明する。
図1および図2に示すように、主要構造部101は、ヘッドカバー4内に収容されている。具体的には、ヘッドカバー4は、上面部4Aと、前面部4Bと、後面部4Cと、左右面部4Dと、を有している。主要構造部101は、上面部4Aと、前面部4Bと、後面部4Cと、左右面部4Dと、で囲まれた空間に配置されている。図2に示すように、主要構造部101は、ブローバイガスBGを取り入れて案内し、ブローバイガスBGから、ブローバイガスBGに含まれるオイルOLと、ガスGと、を分離する。そして、主要構造部101は、ブローバイガスBGから分離されたオイルOLおよびガスGがエンジン1の外部に漏れないように、オイルOLおよびガスGを別々の経路で案内する。そのために、ヘッドカバー4は、ヘッドカバー4の内部がヘッドカバー4の外部に対して気密性を保った状態でシリンダヘッド3に保持されている。これにより、ブローバイガスBGと、ブローバイガスBGから分離されたオイルOLおよびガスGと、がエンジン1の外部に漏れることが抑えられている。
次に、第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112について、図2を参照して説明する。
第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112とは、仕切り壁部200と案内板295とにより形成された孔であり、ブローバイガスBGを取り入れる。仕切り壁部200は、分離部330を中心にして、第1案内下面部231側と第2案内下面部232側とに分かれている。第1ブローバイガス取り入れ部111は、前面部4B寄りの位置(すなわちエンジン1の前側)に設けられて前側からブローバイガスBGを取り入れる。また、第2ブローバイガス取り入れ部112は、後面部4C寄りの位置(すなわちエンジン1の後側)に設けられて後側からブローバイガスBGを取り入れる。
図2に示す案内板295は、第1案内下面部231と第2案内下面部232とに対面するようにして仕切り壁部200から離れた部分を有し、X−Y平面に沿って配置されている。
次に、分離部330の好ましい構造例を、図2から図4を参照して、説明する。
図2に示す分離部330は、インパクタ式セパレータとも言い、インパクタ120と、フィルタ130と、衝突板133と、を有し、エンジン1の前後方向において第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112との間に設けられている。より具体的には、分離部330は、エンジン1の前後方向において第1オイルドレン161と第2オイルドレン162との間の中央部すなわち中央位置RPに設けられている。
<分離部330のインパクタ120>
図2に表すインパクタ120は、ノズルあるいはオリフィスの機能を有している。図4に表すように、インパクタ120は、好ましくは少なくとも2つの絞り孔121を有している。絞り孔121は、インパクタ120を貫通する孔である。絞り孔121の軸121Cの方向は、Z方向である鉛直方向あるいは上下方向に沿っているのではなく、上述した傾斜角度θだけ、Z方向に対して傾斜している。つまり、絞り孔121の軸121Cは、衝突板133の内面に対して直交している。
図2および図3に示すように、フィルタ130は、仕切り壁部200の上、すなわち設定部400,400の上に交換可能に取り付けられている。フィルタ130は、例えばグラスウール等の材質により作られている。但し、フィルタ130の材質は、特に限定されるわけではない。フィルタ130は、衝突板133と、インパクタ120の設定部400,400と、の間に挟まれるようにして、取付用のネジ139,139により固定されている。つまり、フィルタ130の下面には、流速上昇操作部としてのインパクタ120が配置されている。フィルタ130の上面には、衝突板133が配置されている。衝突板133は、例えば金属板であり、インパクタ120の上面122に対して平行方向に延びている。衝突板133は、例えば2つの取付用のネジ139,139を通すためのネジ孔138,138を有する。
次に、オイル出口傾斜案内部500とオイル傾斜案内戻し部600とを、図3および図4を参照して、説明する。
図3および図4に表したように、オイル出口傾斜案内部500が、オイル案内隙間領域401と、第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152と、の間に設けられている。オイル出口傾斜案内部500は、オイル案内隙間領域401におけるインパクタ120の上面122と、第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152と、に接続され、インパクタ120の上面122から第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152へ向かって下がる方向に傾斜して形成されている。すなわち、オイル出口傾斜案内部500は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されインパクタ120の上面122に沿って流れたオイルOLを、オイル案内部としての第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152へ導くために、インパクタ120の上面122から第1オイル案内溝部151と第2オイル案内溝部152へ向かって下がる方向に傾斜して形成されている。
図2に示す第1オイル案内溝部151は、溝形状を呈し、ヘッドカバー4の前面部4Bからフィルタ130の近傍にまで設けられ、フィルタ130からヘッドカバー4の前面部4Bへ向かって下方に傾斜している。同様にして、第2オイル案内溝部152は、溝形状を呈し、ヘッドカバー4の後面部4Cからフィルタ130の近傍にまで設けられ、フィルタ130からヘッドカバー4の後面部4Cへ向かって下方に傾斜している。第1オイル案内溝部151および第2オイル案内溝部152は、分離部330によりブローバイガスBGから分離されたオイルOLを案内する。第1オイル案内溝部151は、本発明の「第1オイル案内部」の具体的な構造例であり、フィルタ130から放出されるオイルOLを、図1のエンジン1が前側に傾斜した時にはX1方向で示す前方へ案内して前側の第1オイルドレン161に導くことができる。同様にして、第2オイル案内溝部152は、本発明の「第2オイル案内部」の具体的な構造例であり、フィルタ130から放出されるオイルOLを、図1のエンジン1が後側に傾斜した時にはX2方向で示す後方へ案内して後側の第2オイルドレン162に導くことができる。
第1オイルドレン161は、エンジン1の前側に設けられ、例えば筒状を呈する。第1オイルドレン161は、仕切り壁部200の第1案内下面部231の前方位置において、ヘッドカバー4内においてZ1方向である下向きに設けられている。第1オイルドレン161は、逆止弁を有し、第1オイル案内溝部151により案内されたオイルOLを一時的に貯留するとともにエンジン1内に排出する。同様にして、第2オイルドレン162は、エンジン1の後側に設けられ、例えば筒状を呈する。第2オイルドレン162は、仕切り壁部200の第2案内下面部232の後方位置において、ヘッドカバー4内においてZ1方向である下向きに設けられている。第2オイルドレン162は、逆止弁を有し、第2オイル案内溝部152により案内されたオイルOLを一時的に貯留するとともにエンジン1内に排出する。
次に、上述したエンジン1におけるブローバイガス処理装置100の作用例を、図1から図3を参照しながら説明する。
図1に示すピストン8とシリンダ5との間から漏れたブローバイガスBGは、図2に示すヘッドカバー4の下部領域4Pに達する。ブローバイガスBGは、第1ブローバイガス取り入れ部111と第2ブローバイガス取り入れ部112とを通って、第1案内下面部231と案内板295との間、および第2案内下面部232と案内板295との間に取り入れられ、分離部330に向かって案内される。そして、分離部330に向かって案内されたブローバイガスBGは、中央位置RPにある分離部330のインパクタ120に達する。
Claims (9)
- エンジンに生じるブローバイガスを処理するブローバイガス処理装置であって、
前記ブローバイガスの流速を鉛直方向に対して傾斜した方向に沿って上昇させる流速上昇操作部と、
前記流速上昇操作部により流速の上がった前記ブローバイガスを衝突させてオイルとガスとに分離する衝突板と、
前記ブローバイガスから分離された前記オイルを前記エンジンの内部へ向かって案内するオイル案内部と、
前記衝突板と対向する前記流速上昇操作部の表面と前記オイル案内部とに接続されるとともに前記表面から前記オイル案内部へ向かって下方に傾斜し、前記表面に沿って流れた前記オイルを前記オイル案内部へ導くオイル出口傾斜案内部と、
を備え、
前記表面は、前記オイル案内部に向かって下方に傾斜し、
前記オイル出口傾斜案内部の水平面に対する傾斜角度は、前記表面の水平面に対する傾斜角度よりも大きいことを特徴とするブローバイガス処理装置。 - 前記流速上昇操作部と前記衝突板との間に設けられ、前記ブローバイガスを通すフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のブローバイガス処理装置。
- 前記フィルタおよび前記衝突板が載置され、前記フィルタおよび前記衝突板を前記オイル案内部に向かって下方に傾斜させるための設定部をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載のブローバイガス処理装置。
- 前記設定部は、前記表面から外側に向かって突出し、前記表面と前記フィルタとの間の空間としてオイル案内隙間領域を形成し、
前記ブローバイガスから分離された前記オイルは、前記オイル案内隙間領域における前記表面に沿って流れることを特徴とする請求項3に記載のブローバイガス処理装置。 - 前記流速上昇操作部は、前記ブローバイガスを通過させて前記衝突板へ供給する絞り孔を有し、
前記絞り孔の軸は、前記鉛直方向に対して傾斜した方向に沿って延び、前記衝突板の内面に対して直交していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のブローバイガス処理装置。 - 前記流速上昇操作部は、複数の前記絞り孔を有し、
前記複数の絞り孔は、前記表面の傾斜方向に対して交差する方向に互いにずれた位置に配置されたことを特徴とする請求項5に記載のブローバイガス処理装置。 - 前記オイル案内部からみて前記オイル出口傾斜案内部とは反対側に設けられ、前記オイル出口傾斜案内部の最も下部から前記オイル出口傾斜案内部の勾配とは逆勾配を有するように傾斜して形成されたオイル傾斜案内戻し部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のブローバイガス処理装置。
- 前記オイル案内部が延びた方向において、前記オイル傾斜案内戻し部の長さは、前記オイル出口傾斜案内部の長さよりも長いことを特徴とする請求項7に記載のブローバイガス処理装置。
- エンジンに生じるブローバイガスを処理するブローバイガス処理装置を備えるエンジンであって、
前記ブローバイガス処理装置は、
前記ブローバイガスの流速を鉛直方向に対して傾斜した方向に沿って上昇させる流速上昇操作部と、
前記流速上昇操作部により流速の上がった前記ブローバイガスを衝突させてオイルとガスとに分離する衝突板と、
前記ブローバイガスから分離された前記オイルを前記エンジンの内部へ向かって案内するオイル案内部と、
前記衝突板と対向する前記流速上昇操作部の表面と前記オイル案内部とに接続されるとともに前記表面から前記オイル案内部へ向かって下方に傾斜し、前記表面に沿って流れた前記オイルを前記オイル案内部へ導くオイル出口傾斜案内部と、
を有し、
前記表面は、前記オイル案内部に向かって下方に傾斜し、
前記オイル出口傾斜案内部の水平面に対する傾斜角度は、前記表面の水平面に対する傾斜角度よりも大きいことを特徴とするエンジン。
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