JP2004270640A - エンジン上部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの弁腕室の上部に設けられるブリーザの通気孔（入口）に設けられる邪魔板及びエンジン始動補助剤の注入通路の形状を工夫することで、排気エミッションやオイルハンマ等を防止し、さらに、これらブリーザや始動補助剤注入部をコンパクトに集約配置したエンジン上部構造を提供する。
【解決手段】ブリーザ３０の通気孔３６周辺に形成される邪魔板３３に下方を開放するスリット３４を設け、また、始動補助剤注入部４０の注入通路４２に絞り４５を形成し、前記ブリーザ３０及び注入通路４２を弁腕ケース２１に一体的に構成した。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにおけるエンジン上部構造に関する。詳しくは、ブリーザ部から吸気部のシリンダヘッドの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンにおいては、シリンダヘッドの上方を覆う弁腕ケース内にブリーザ室を設けて、弁腕ケース内と外気圧との間の圧力を調整するとともに、オイルミストが機外に放出されないように、該ブリーザ室によりオイルミストを含むブローバイガスをガス成分とオイル成分とに分離するようにしたものがある。
このブリーザ室は、弁腕ケース（ブリーザケース）の側壁や、該弁腕ケース裏面に対して一定間隔をあけて設けられる底板により囲まれた空間で構成されており、ブリーザ室に配設したろ網などによりブローバイガス中のオイル分を捕獲するように構成されている。
このようなブリーザ装置において、前記ブリーザケースの側壁や底板などを一体的に形成することによって、部品点数や組立工数の削減を図り生産性を高め、エンジンの振動に起因する騒音発生を解消する技術などがある（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
また、エンジンの弁腕ケース内が高圧になるのを防ぐためのチェック弁が設けられているブリーザもある。このようなブリーザでは、高圧となった気体が逆流を防ぐチェック弁から抜けていき、吸気ポートに戻っていく構造となっている。このブリーザのブリーザ室内には、弁腕室内に飛散した潤滑油が溜まっており、この潤滑油がある程度溜まってくると、前記チェック弁の入口付近にこの潤滑油が付着し、潤滑油がチェック弁を通って出てしまい、潤滑油を含む気体が吸気ポートに戻ってしまう。この潤滑油は少量であればそれほど影響はないが、どうしても吸い込まれる潤滑油の量が増えると、この潤滑油が燃えて、排気エミッションが発生して、排気が悪くなってしまう。
このような排気エミッションの原因となる潤滑油の浸入をできるだけ防ぐため、ブリーザの通気孔の周辺には邪魔板が設けられている。
【０００４】
一方、冬場や寒冷地などの気温が低いところでは、空気の温度が低く燃焼室の混合気体がなかなか燃焼温度まで達せず、エンジンが始動しにくい場合がある。そこでディーゼルエンジンでは、混合気体が燃焼しやすくなるように圧縮比を上げるため、吸気ポートと連通させた油などの始動補助剤を注入する通路を設け、この通路から始動補助剤を注入し、この始動補助剤が吸気ポートから燃焼室に入るようにしている。このように燃焼室に入れられた始動補助剤の分だけ圧縮比が上がり、混合気体が燃焼し易くなり、エンジンが始動しやすくなるという技術も公知となっている。
【０００５】
【特許文献１】
実開平６−４３１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したブリーザの通気孔周辺に設けられた邪魔板は、弁腕ケースの壁面とともに略筒状の空間を形成しており、ブリーザ室に一定量以上潤滑油が充満してくると、エンジンを移動車などに搭載した場合に、エンジンが傾いたり振動したりして溜まった潤滑油の液面が揺れ、潤滑油をそのまま吸ってしまうという不具合が生じるおそれがある。
また、エンジンの始動補助剤である油を注入するにあたって、従来の始動補助剤の注入通路の形状では、ユーザーによっては規定量以上の油を入れてしまうことがあり、そうすると燃焼室に余分な油が入り、これによりオイルハンマを生じてコネクティングロッド等を破損するおそれもあった。また、この始動補助剤の注入通路を別構成とするとコストアップとなってしまう。
そこで本発明は、これらをコンパクトに集約配置したエンジンの上部構造を提供しようとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、弁腕室の上部にブリーザを設けたエンジンにおいて、前記弁腕室内のブリーザの通気孔周囲に設ける邪魔板の下方を開放するスリットを設けたものである。
【０００９】
請求項２においては、弁腕室の上部にブリーザを設け、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入口を連通したエンジンであって、前記始動補助剤注入通路に絞りを設けたものである。
【００１０】
請求項３においては、前記ブリーザの還流通路と始動補助剤注入通路とを弁腕ケースに一体的に構成したものである。
【００１１】
請求項４においては、弁腕室の上部にブリーザを設け、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入口をシリンダヘッドの吸気ポートと連通したエンジンであって、吸気バルブ上方の前記吸気ポートの外側内面を、平面視でシリンダライナの接線方向に近づく形状としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るエンジンの正面断面図、図２はエンジン上部の側面断面図、図３は弁腕ケースの平面図、図４は同じく底面図、図５は図３におけるＡ−Ａ断面図、図６は同じくＢ−Ｂ断面図、図７はシリンダヘッドの平面断面図である。
【００１３】
まず図１及び図２より、本発明に係るエンジンの全体構成から説明する。
エンジン１は本体の上部をシリンダブロック２、下部をクランクケース１０とし、該シリンダブロック２は中央に上下方向にシリンダライナ１７を形成してピストン４を上下方向摺動自在に収納し、シリンダブロック２の下部ではクランク軸３がクランクケース１０に前後方向に軸支され、該ピストン４とクランク軸３との間はコンロッド１８により連結されている。
前記シリンダブロック２の上部はシリンダヘッド５により覆われ、該シリンダヘッド５に吸気弁２２や排気弁２３や燃料噴射ノズル６等が配置され、該シリンダヘッド５の上方は弁腕ケース２１により覆われ弁腕室２０を構成し、該弁腕ケース２１の一側にマフラー８、他側に燃料タンク９が配置されている。
該弁腕室２０には、吸気弁２２及び排気弁２３の上端部、吸気プッシュロッド２４及び排気プッシュロッドの上端部、弁腕２５及び燃料噴射ノズルの取付部等が内装されるとともに、後述するブリーザ３０が設けられている。
【００１４】
前記シリンダブロック２下部のクランクケース１０内にはガバナ１１が配置され、その上部に燃料噴射ポンプ１２が配置されている。該燃料噴射ポンプ１２はクランク軸３上に設けた歯車を介してカム軸１３に動力が伝えられ、該カム軸１３上に設けたカム１４が前記燃料噴射ポンプ１２のプランジャ１５を押し引きして燃料タンク９からの燃料を吸入して、前記燃料噴射ノズル６に所定のタイミングで所定量の燃料を供給し燃焼室１９へ噴射するようにしている。
【００１５】
また図２に示すように、前記吸気弁２２及び排気弁２３は前記ピストン４の上方に配置され、弁頭２２ａ・２３ａがシリンダヘッド５下面に形成したバルブシートにそれぞれ着座され、前記シリンダライナ１７内の燃焼室１９と、シリンダヘッド５に形成した吸気ポート５ａまたは排気ポート５ｂの間にそれぞれ配置している。
該吸気ポート５ａはエアクリーナと連通され、排気ポート５ｂは排気マニホールド２６を介してマフラー８と連通されている。
前記吸気弁２２及び排気弁２３のそれぞれの弁棒２２ｂ・２３ｂはシリンダヘッド５を上方に貫通して弁腕室２０内に突出され、該弁腕室２０内においてバネ２７・２７を外嵌して吸気弁２２及び排気弁２３を上方に摺動するようにし付勢して該吸気弁２２及び排気弁２３を閉じるようにしている。
【００１６】
続いて、本発明に係るブリーザ３０について図３乃至図６を用いて説明する。
前記弁腕室２０には、上述したように、該弁腕室２０内と外気圧との間の圧力を調整するためのブリーザ３０が前記弁腕ケース２１の吸気ポート５ａ側（本実施例では図２における右側）上部に該弁腕ケース２１と一体的に設けられている。
該ブリーザ３０は、弁腕室２０内の圧力が大きくまたは小さくならないように、機外の大気中と連通しており、その一部は前記弁腕ケース２１と一体的に設けられた逆流を防ぐためのチェック弁３１によって空気を逃がし、この空気がブリーザ還流通路３２を通って弁腕ケース２１に形成された排出口３７から排出され、シリンダヘッド５に形成された通路２８を通って前記吸気ポート５ａに戻って行く構造となっている。
【００１７】
そして、前記弁腕室２０の内部には、該弁腕室２０内に内装される吸気弁２２及び排気弁２３の上端部や弁腕２５等を潤滑するために潤滑油が飛散し、ミスト状となった潤滑油を液体としてクランクケース１０内に戻すようにするために、該ブリーザ３０の入口となる通気孔３６の周辺には邪魔板３３が前記弁腕ケース２１と一体的に設けられている。
つまり、前記ブリーザ３０によって弁腕室２０内の圧力を逃がす際に、前記通気孔３６へ入るときにミスト状の潤滑油が前記邪魔板３３に当たり付着し、小さな粒が成長して液体となり、したたり落ちてプッシュロッド室等をとおりクランクケース１０内に戻すようにしている。
【００１８】
しかし、邪魔板を通気孔３６の下部周囲に設けると、潤滑油が弁腕室２０内に多く溜まったときや本体が傾斜して油面が上昇した時に、ストローの如くそのまま吸い上げられることがある。そこで、前記邪魔板３３は、板部３３ａと板部３３ｂとから構成され、該板部３３ａと板部３３ｂとは略垂直方向にそれぞれの先端部同士が間隔を空けて、弁腕ケース２１と一体的に形成され、チェック弁３１と連通する通気孔３６を囲むように突設している。つまり、板部３３ａと板部３３ｂとの間に下方を開放した上下方向のスリット３４を設けているのである。但し、板部３３ａ及び板部３３ｂと弁腕ケース２１の側壁との間にもスリット３４を設けることもできる。
【００１９】
このように構成することで、図５に示すように邪魔板３３の下端付近まで潤滑油が上昇したり、エンジン１本体が振動したり該エンジン１を移動車に搭載した場合等に揺れたりしても、本発明のように前記邪魔板３３にスリット３４が形成されることによって、該スリット３４から空気を逃がすことができるので弁腕室２０内に溜まっている潤滑油がチェック弁３１へ吸い込まれて行くことを防止できる。
つまり、弁腕室２０に潤滑油が充満しない限りチェック弁３１側への潤滑油の浸入を防げ、該潤滑油が原因で生じる排気エミッションの発生が防止でき、排気性の向上が図れる。
また、前記スリット３４は簡単に成形することが可能なので、該スリット３４の代わりにキリ加工等で別途抜き穴を設ける必要もなく、簡単な構成で上述の効果を得ることができる。
【００２０】
次に、本発明に係る始動補助剤注入部４０の構造について説明する。
前記弁腕ケース２１の一端には図２乃至図５に示すように、始動補助剤注入部４０が前記弁腕ケース２１と一体的に設けられており、該始動補助剤注入部４０から低温時にエンジンの始動を円滑に行うための始動補助剤である油を注入するようになっている。
前記始動補助剤注入部４０は吸気ポート５ａと連通しており、始動補助剤の注入口４１から注入した油は、シリンダヘッド５に形成された通路２８と貫通している注入通路４２を通って吸気ポート５ａへ滴下され、該吸気ポート５ａから燃焼室１９へ入る。そうすることでこの油によって該燃焼室１９内の体積が油の分減少し混合ガスの圧縮比を上げ、エンジン始動がし易くなる。なお、前記注入口４１には、始動補助剤注入時以外はキャップ４４が挿嵌されており、外からの異物混入を防止している。
【００２１】
前記始動補助剤を注入する際、規定量以上の油が前記燃焼室１９に注入され過剰に高圧となりオイルハンマが発生しないように、前記注入通路４２の途中に絞り４５を形成している。
つまり、注入通路４２の途中に絞り４５を設けることにより、注入口４１から注入された油は、この絞り４５に入る前に注入通路４２に形成されている漏斗状の溜り部４２ａに一旦溜まり、その後適量ずつ滴下されるようになっている。
このような構造にすることによって、始動補助剤の油を注入する際、一般の使用者等でも入れる量を目で確認でき、大量の油が一度に燃焼室１９内に吸入されて発生するオーバランやオイルハンマを防ぐことができる。
【００２２】
さらに、前記ブリーザ還流通路３２と始動補助剤の注入通路４２とは、それぞれの排出口を弁腕ケース７に形成された排出口３７としている。つまり、ブリーザ３０と始動補助剤注入部４０とが弁腕ケース２１の吸気ポート５ａ側（図３における右側）に設けられており、ブリーザ還流通路３２と始動補助剤の注入通路４２とがそれぞれ前記弁腕ケース２１と一体的に構成され、一つの排出口３７で連通した構造となっている。
このような構成にすることよって、前記ブリーザ３０と始動補助剤注入部４０とを弁腕ケース２１に集約配置することができ、部品点数を減少してコストの低減化が図れ、また省スペース化も図ることができる。
【００２３】
続いて、本発明に係る吸気ポート５ａの形状について説明する。
本発明に係るエンジン１のようなディーゼルエンジンにおいては特に、燃料を短時間に完全燃焼させるためには空気と燃料がよく混ざる必要がある。そのため、燃焼室内において、空気・混合気・燃焼ガスなどの渦巻き（スワール）が発生するようにエンジンが設計されている。
特に、吸気ポートはスワールの生成を意識した形状に作られており、気流の流れをできるだけ妨げずに強いスワールを作る方法として、吸気ポートを燃焼室に対して偏心して設けたり、弁の形状を工夫したりする方法が開発されている。
【００２４】
そこで、図７に示すように、平面断面視において、吸気弁と排気弁を前後方向に配置し、該吸気弁と排気弁をシリンダ中心に対して右側に偏心して配置した場合において、吸気ポート５ａの吸気口がシリンダライナ１７の中心対して吸気弁と左右反対側（本実施例では機体左右方向左側（図中上側））に配置されるような位置関係としている。そして、シリンダヘッド５に形成された吸気ポート５ａは左側から入り右側に曲げられて、渦状に吸気弁中心向かう通路形状としている。この通路の外側にあたる部分、即ち、外側の内壁５ｃの平面断面形状を、平面視でシリンダライナ１７内周の接線ｔ方向に近づく形状としている。言い換えれば、外側の内壁５ｃにおける吸気ポート５ａの入口から円筒状のシリンダライナ１７内周と交差する直前までは、できるだけシリンダライナ１７の円弧形状（円周形状）に近づくように、滑らかに繋がるような形状としている。そして、内壁５ｃとシリンダライナ１７内周と交差後の前記吸気ポート５ａの外側の内壁５ｃは、平面断面視において、吸気弁２２の外周円ｓに滑らかに繋がり、更に、吸気入口開口外周ｕに滑らかに繋がる放物線状の曲線として、渦巻き状となるような曲線を形成するものとし、かつ十分な空気量を吸入できる広さを持った吸気口を有する形状として、吸気ポート５ａをシリンダヘッド５に配置している。
【００２５】
吸気ポート５ａをこのような形状及び配置にすることによって、該吸気ポート５ａの外側においてもっとも抵抗が小さく空気が流入できるので、外側の空気の流速が速くなる。よって吸気ポート５ａの内側と外側とで吸入される空気の流速の差が大きくなり、気流の渦が発生しやすくなる。つまり、該吸気ポート５ａの形状によりスワールが発生し易くなり、空気と燃料がよく混ざるので燃焼の促進につながるのである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２７】
即ち、請求項１に示す如く、弁腕室の上部にブリーザを設けたエンジンにおいて、前記弁腕室内のブリーザの通気孔周囲に設ける邪魔板の下方を開放するスリットを設けたので、弁腕室内に溜まった潤滑油が邪魔板の下端の位置以上となっても、前記スリットから空気を逃がすことができ、前記通気孔から潤滑油が吸い込まれることがなくなる。つまり簡単な構成によって、潤滑油が燃焼することがなくなり、排気エミッションの発生が防止でき排気性の向上が図れるのである。
【００２８】
請求項２に示す如く、弁腕室の上部にブリーザを設け、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入口を連通したエンジンであって、前記始動補助剤注入通路に絞りを設けたので、該絞りによって始動補助剤の注入量が自動的に制限され、入れ過ぎを防止することができる。また、注入量が制限されてゆっくり入るので、注入量を目で確認しながら入れることができる。
【００２９】
請求項３に示す如く、前記ブリーザの還流通路と始動補助剤注入通路とを弁腕ケースに一体的に構成したので、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入通路とが集約配置でき、部品点数を減少して省コスト化、及び省スペース化が図れる。
【００３０】
請求項４に示す如く、弁腕室の上部にブリーザを設け、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入口をシリンダヘッドの吸気ポートと連通したエンジンであって、吸気バルブ上方の前記吸気ポートの外側内面を、平面視でシリンダライナの接線方向に近づく形状としたので、空気の流れをできるだけ妨げずに強いスワールの発生が容易となり、燃焼効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの正面断面図。
【図２】エンジン上部の側面断面図。
【図３】弁腕ケースの平面図。
【図４】同じく底面図。
【図５】図３におけるＡ−Ａ断面図。
【図６】同じくＢ−Ｂ断面図。
【図７】シリンダヘッドの平面断面図。
【符号の説明】
１ エンジン
５ シリンダヘッド
５ａ 吸気ポート
５ｃ 内壁
１７ シリンダライナ
２０ 弁腕室
２１ 弁腕ケース
３０ ブリーザ
３２ ブリーザ還流通路
３３ 邪魔板
３４ スリット
３６ 通気孔
４０ 始動補助剤注入部
４１ 注入口
４２ 注入通路
４５ 絞り

Claims (4)

1. 弁腕室の上部にブリーザを設けたエンジンにおいて、前記弁腕室内のブリーザの通気孔周囲に設ける邪魔板の下方を開放するスリットを設けたことを特徴とするエンジン上部構造。
2. 弁腕室の上部にブリーザを設け、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入口を連通したエンジンであって、前記始動補助剤注入通路に絞りを設けたことを特徴とするエンジン上部構造。
3. 前記ブリーザの還流通路と始動補助剤注入通路とを弁腕ケースに一体的に構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のエンジン上部構造。
4. 弁腕室の上部にブリーザを設け、該ブリーザの還流通路と始動補助剤注入口をシリンダヘッドの吸気ポートと連通したエンジンであって、吸気バルブ上方の前記吸気ポートの外側内面を、平面視でシリンダライナの接線方向に近づく形状としたことを特徴とするエンジン上部構造。

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