JP2009203977A - 内燃機関のブリーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 気油分離性能の向上等を実現した内燃機関のブリーザ装置を提供する。
【解決手段】 チャンバ収容凹部７に流入したブローバイガスは、ブローバイガス流入孔２１からブローバイガス室３２に流入し、ラビリンス２４によってその流れ方向をそれぞれ複数回変えられながら進行した後、ブローバイパイプ１４およびブローバイホース４１を経て吸気管に導入される。ブローバイガスに含まれているオイルミストは、ブローバイガス室３２内でブローバイガスの流れ方向が変化する際に、その慣性によってラビリンス２４の壁面に衝突・付着した後、セパレータプレート１２の上面に流れ落ちてオイル滴となる。セパレータプレート１２の上面に流れ落ちたオイル滴は、オイル落下孔３１からオイル室３４に落下し、ブローバイガスの流れによって押し流されてドレインパイプ１５およびドレインパイプ保持孔４２を経てクランクケース２に還流する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車等に搭載される内燃機関のブリーザ装置に係り、詳しくは、気油分離性能の向上等を実現する技術に関する。

自動車用のレシプロエンジンでは、その圧縮行程や膨張行程において、シリンダとピストンとの間隙からブローバイガスがクランクケース内に漏出することが避けられない。ブローバイガスは未燃焼混合気（ＨＣ）や酸、水分等を含むため、エンジンオイルの劣化や大気汚染を抑制すべく、クランクケースから吸気系に導入して新気とともに燃焼させる必要がある。また、ブローバイガスにはクランクケース内に浮遊する霧状のエンジンオイル（オイルミスト）が混入しているため、そのまま吸気系に導入した場合、エンジンオイルによって吸気系部品が汚損される他、エンジンオイルの消費量が増大する問題があった。

そこで、多くのエンジンでは、ブローバイガスを一時的に滞留させるブリーザチャンバを設け、ブリーザチャンバ内でエンジンオイルを分離させたブローバイガスを吸気系に導入させる方法が採られている。ブリーザチャンバとしては、ラビリンス構造（迷路）によってエンジンオイルを分離させたブローバイガスを吸気系に流出させる一方、底部に接続されたオイル戻り通路を介して、分離したエンジンオイルをクランクケース下部のオイルパンに還流させるものが公知となっている（特許文献１参照）。
特開２００２−１２９９２７号公報

特許文献１のブリーザチャンバでは、ブローバイガスの発生量が増加する高負荷高速運転時等において、ブローバイガスからのエンジンオイルの分離が必ずしも効果的に行われない問題があった。すなわち、ブローバイガスの流入量が増加した場合、ブリーザチャンバ内でのブローバイガスの流速が高くなるため、一旦分離されたエンジンオイルが上方を通過する高速のブローバイガスによって巻き上げられ、ブローバイガスとともに吸気系に流入してしまうのである。また、Ｖ型エンジンにおいてＶバンク内にブリーザチャンバを設置した場合には、ブリーザチャンバ側のオイル排出口からＶバンク内にエンジンオイルが漏出し、そのエンジンオイルが吸気系部品（インテークマニホールド等）のブローバイガス導入路に吸い込まれてしまうことがあった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、気油分離性能の向上等を実現した内燃機関のブリーザ装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係る内燃機関のブリーザ装置は、ブローバイガスの気油分離に供される内燃機関のブリーザ装置であって、ブローバイガス流入口およびブローバイガス流出口を有するとともに、当該ブローバイガスから分離されたエンジンオイルを落下させるオイル落下孔がその下壁に穿設されたブローバイガス室と、前記ブローバイガス室の下方に形成され、前記オイル落下孔から落下したエンジンオイルが流通するとともに、当該エンジンオイルを排出するオイル排出口がその下部に形成されたオイル室とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明に係る内燃機関のブリーザ装置において、前記ブローバイガスの流れ方向を変えるラビリンス構造が前記ブローバイガス室の内部に形成されたことを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明に係る内燃機関のブリーザ装置において、前記ブローバイガス流出口が前記ブローバイガス室の上方に開口し、前記エンジンオイル排出孔が前記オイル室の下方に開口し、当該ブローバイガス流出口と当該エンジンオイル排出孔とが平面視においてオフセットした状態で配置されていることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１〜第３の発明に係る内燃機関のブリーザ装置において、前記内燃機関が第１の気筒列と第２の気筒列とを所定の角度間隔をもって配置してなるＶ型機関であり、前記第１の気筒列と前記第２の気筒列との間のＶバンクに設置されたことを特徴とする。

また、第５の発明は、第４の発明に係る内燃機関のブリーザ装置において、前記Ｖバンクが蓋体によって覆われ、前記蓋体の下部に着脱可能に結合されたことを特徴とする。

また、第６の発明は、第５の発明に係る内燃機関のブリーザ装置において、前記蓋体が金属を素材とし、樹脂を素材とすることを特徴とする。

また、第７の発明は、第１〜第６の発明に係る内燃機関のブリーザ装置において、前記ブローバイガス流出口が相手側部材に形成されたブローバイガス通路に連通し、前記オイル排出口が相手側部材に形成されたオイル通路に連通し、前記ブローバイガス流出口と前記ブローバイガス導入路との間と、前記オイル排出口と前記オイル環流路との間とがシール部材によってそれぞれシールされたことを特徴とする。

第１の発明によれば、ブローバイガス室のオイル落下孔からオイル室に落下したエンジンオイルは、ブローバイガス室内でのブローバイガスの流速が高くなった場合にも、ブローバイガスによって巻き上げられることなくオイル排出口から排出される。また、第２の発明によれば、ブローバイガス室に流入したブローバイガスはラビリンス内を通過する際にその進行方向が何度も変えられ、比重の大きいエンジンオイルがラビリンスの壁面に衝突・付着することで効果的な分離が行われる。また、第３の発明によれば、ブローバイガス流出口に流入するブローバイガスの流速が高くなっても、エンジンオイル排出孔から排出されるエンジンオイルがブローバイガスによって巻き上げられ難くなる。また、第４の発明によれば、Ｖ型エンジンにおけるＶバンクの有効利用が図れるとともに、ブリーザ装置へのブローバイガスの導入が容易となる。また、第５の発明によれば、蓋体とブリーザ装置とが別体であるため、エンジンチューニングのためにブリーザ装置の内部構造を変更することや、蓋体の上面に過給機設置用の座面を形成すること等が容易となる。また、第６の発明によれば、エンジンのＶバンク近傍の剛性を高めつつ、軽量化や低コスト化等を図ることができる。また、第７の発明によれば、ブリーザ装置内で分離されたエンジンオイルが吸気系部品のブローバイガス導入路に吸い込まれ難くなる。

以下、図面を参照して、本発明をＶ型６気筒ディーゼルエンジン（以下、単にエンジン
と記す）に適用した２つの実施形態を詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
図１は第１実施形態に係るエンジンの要部を示す斜視図であり、図２は図１中II部の分解斜視図であり、図３は第１実施形態に係るブリーザチャンバの要部断面斜視図であり、図４は第１実施形態に係るチャンバ本体の下面図であり、図５は第１実施形態に係るエンジンの要部縦断面図である。

＜第１実施形態の構成＞
図１に示すように、エンジンＥのシリンダブロック１は、クランクケース２の上部に各３気筒の左右シリンダバンク（気筒列）３，４を所定の角度間隔をもってＶ型に配置したものであり、Ｖバンク５（左右シリンダバンク３，４の間）の中央にブリーザチャンバ１０が締結・一体化されている。図２に示すように、ブリーザチャンバ１０は、シリンダブロック１に形成されたチャンバ収容凹部７に収容されており、図３にも示すように、下面が開放されたチャンバ本体１１と、チャンバ本体１１の内部に締結されたセパレータプレート１２と、チャンバ本体１１の下面を覆うアンダカバー１３と、チャンバ本体１１の上面に立設されたブローバイパイプ１４と、アンダカバー１３の下面に突設されたドレインパイプ１５とから構成されている。

チャンバ本体１１は、アルミニウム合金を素材とする鋳造品であり、図４に示すように、クランクケース２側からのブローバイガスが流入する一対のブローバイガス流入孔２１，２２を一端側の側壁に有するとともに、前述したブローバイパイプ１４が圧入されるボス２３を他端側に有している。また、チャンバ本体１１には２つのラビリンス２４，２５がその内部に設けられており、両ブローバイガス流入孔２１，２２から流入したブローバイガスは、これらラビリンス２４，２５を経てブローバイパイプ１４に至るようになっている。チャンバ本体１１には下面より所定量上方に段部２６が形成されており、この段部２６にセパレータプレート１２が締結される。

セパレータプレート１２は、鋼板またはアルミニウム合金板を素材とするプレス成形品であり、図４に二点鎖線で示すように、いずれもラビリンス２４，２５の屈曲部位に配置された複数のオイル落下孔３１を有し、チャンバ本体１１と伴にブローバイガス室３２を画成している。また、アンダカバー１３は、アルミニウム合金を素材とする鋳造品であり、前述したドレインパイプ１５が圧入されるボス３３を下面に有し、チャンバ本体１１およびセパレータプレート１２と伴にオイル室３４を画成している。

第１実施形態の場合、図４に示すように、ブローバイパイプ１４とドレインパイプ１５とは、平面視においてオフセットした状態で配置されている。なお、ブローバイパイプ１４はブローバイホース４１を介して図示しない吸気管に接続され、ドレインパイプ１５はクランクケース２に形成されたドレインパイプ保持孔４２に嵌挿されている。

＜第１実施形態の作用＞
エンジンＥが運転を開始すると、シリンダとピストンとの間隙（図示せず）からクランクケース２内にブローバイガスが漏出し、このブローバイガスが、図５に示すように、クランクケース２に形成された複数のブローバイガス排出孔４３からチャンバ収容凹部７内に流入する。チャンバ収容凹部７に流入したブローバイガスは、ブローバイガス流入孔２１，２２からブローバイガス室３２に流入し、図４中に矢印で示すように、両ラビリンス２４，２５によってその流れ方向をそれぞれ複数回変えられながら進行した後、ブローバイパイプ１４およびブローバイホース４１を経て吸気管に導入される。

ブローバイガスに含まれているオイルミストは、ブローバイガス室３２内でブローバイガスの流れ方向が変化する際に、その慣性によってラビリンス２４，２５の壁面に衝突・付着した後、セパレータプレート１２の上面に流れ落ちてオイル滴となる。セパレータプレート１２の上面に流れ落ちたオイル滴は、オイル落下孔３１からオイル室３４に落下し、ブローバイガスの流れによって押し流されてドレインパイプ１５およびドレインパイプ保持孔４２を経てクランクケース２に還流する。この際、ブローバイパイプ１４とドレインパイプ１５とが平面視においてオフセットしているため、ブローバイパイプ１４に流入するブローバイガスの流速が高くなっても、ドレインパイプ１５から排出されるエンジンオイルがブローバイガスによって巻き上げられ難い。

第１実施形態では、上述した構成を採ったことにより、ブローバイガスの気油分離が非常に効果的に行われるようになり、吸気管にオイルミストを殆ど含まないブローバイガスが導入される一方、分離されたエンジンオイルが円滑にクランクケース２に還流するようになる。

≪第２実施形態≫
図６は第２実施形態に係るエンジンの要部を示す分解斜視図であり、図７は第２実施形態に係るブリーザチャンバおよびバンクカバーの要部縦断面図であり、図８は図７中のＶIII−ＶIII断面図である。

図６に示すように、第２実施形態のブリーザチャンバ５０は、アルミニウム合金を素材とするダイキャスト成形品のバンクカバー（蓋体：相手側部材）６０に締結された状態で、クランクケース２におけるＶバンク５の中央に形成されたチャンバ収容凹部（図６には示さず：第１実施形態と同様のもの）に収容される。

ブリーザチャンバ５０は樹脂を素材とする射出成型品であり、図７，図８に示すように、クランクケース２側からのブローバイガスが流入するブローバイガス流入孔５１を側壁に有するとともに、その上面にブローバイガス流出筒部（ブローバイガス流出口）５２が突設され、その下面にオイル排出筒部（オイル排出口）５３がブローバイガス流出筒部５２と同軸に突設されている。ブリーザチャンバ５０内にはラビリンス５４が形成されており、ブローバイガス流入孔５１から流入したブローバイガスは、このラビリンス５４を経てブローバイガス流出筒部５２に至るようになっている。ラビリンス５４の下方には複数のオイル落下孔５８を有する板状のセパレータ５５が一体に成形されており、このセパレータ５５によってブリーザチャンバ５０がブローバイガス室３２とオイル室３４とに画成されている。

エンジンＥの完成状態において、ブローバイガス流出筒部５２はバンクカバー６０に形成されたブローバイガス導入孔（ブローバイガス通路）７１に嵌入する一方、オイル排出筒部５３はクランクケース（相手側部材）２に形成されたオイル環流孔（オイル通路）７２に嵌入する。ブローバイガス流出筒部５２およびオイル排出筒部５３には、その先端に耐油ゴムを素材とするＯリング５６，５７がそれぞれ装着されており、これらＯリング５６，５７によってブローバイガス導入孔７１やオイル環流孔７２との間のシールがなされている。

＜第２実施形態の作用＞
エンジンＥが運転を開始すると、チャンバ収容凹部７内のブローバイガスは、ブローバイガス流入孔５１からブリーザチャンバ５０のブローバイガス室３２に流入し、図７中に矢印で示すように、ラビリンス５４によってその流れ方向を複数回変えられながら進行した後、ブローバイガス流出筒部５２を経てバンクカバー６０のブローバイガス導入孔７１に導入される。

ブローバイガスに含まれているオイルミストは、ブローバイガス室３２内でブローバイガスの流れ方向が変化する際に、その慣性によってラビリンス５４の壁面に衝突・付着した後、セパレータ５５の上面に流れ落ちてオイル滴となる。セパレータ５５の上面に流れ落ちたオイル滴は、オイル落下孔５８からオイル室３４に落下した後にブローバイガスの流れによって押し流され、オイル排出筒部５３からクランクケース２のオイル環流孔７２に落下してクランクケース２に還流する。第２実施形態の場合、ブローバイガス流出筒部５２とオイル排出筒部５３とが同軸に配置されているが、ブローバイガス室３２とオイル室３４との間にセパレータ５５が存在するため、ブローバイガス流出筒部５２に流入するブローバイガスの流速が高くなっても、オイル排出筒部５３から排出されるエンジンオイルがブローバイガスによって巻き上げられ難い。

一方、第２実施形態では、ブローバイガス流出筒部５２とブローバイガス導入孔７１との嵌合部がＯリング５６によってシールされ、オイル排出筒部５３とオイル環流孔７２との嵌合部がＯリング５７によってシールされている。そのため、オイル排出筒部５３に流入したエンジンオイルがインテークマニホールド等のブローバイガス導入路に吸い込まれず、エンジンオイルによって吸気系部品が汚損されることや、エンジンオイルの消費量が増大することが効果的に抑制される。

また一方、本実施形態では、バンクカバー６０をアルミニウム合金製とし、ブリーザチャンバ５０を樹脂製としたため、エンジンＥのＶバンク５近傍の剛性を高めつつ、軽量化や低コスト化等を図ることができる。そして、例えば、上面に過給機設置用の座面が形成されたバンクカバー６０を用いること等により、仕様の異なるエンジンＥ間で同一のブリーザチャンバ５０を共用することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態はＶ型ディーゼルエンジン用のブリーザ装置に本発明を適用したものであるが、直列型エンジンやガソリンエンジンにも当然に適用可能である。また、ブローバイガス流入口やブローバイガス流出口、オイル排出口、ラビリンス等の形状を始め、ブローバイガス室やオイル室の具体的通路構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。

第１実施形態に係るエンジンの要部を示す斜視図である。 図１中II部の分解斜視図である。 第１実施形態に係るブリーザチャンバの要部断面斜視図である。 第１実施形態に係るチャンバ本体の下面図である。 第１実施形態に係るエンジンの要部縦断面図である。 第２実施形態に係るエンジンの要部分解斜視図である。 第２実施形態に係るブリーザチャンバおよびバンクカバーの縦断面図である。 図７中のＶIII−ＶIII断面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ クランクケース（相手側部材）
３，４ シリンダバンク（気筒列）
５ Ｖバンク
１０ ブリーザチャンバ（ブリーザ装置）
１１ チャンバ本体
１２ セパレータプレート
１３ アンダカバー
１４ ブローバイパイプ（ブローバイガス流出口）
１５ ドレインパイプ（エンジンオイル排出孔）
２１，２２ ブローバイガス流入孔（ブローバイガス流入口）
２１ ブローバイガス流入孔
２４，２５ ラビリンス
３１ オイル落下孔
３２ ブローバイガス室
３４ オイル室
５０ ブリーザチャンバ
５１ ブローバイガス流入孔５１
５２ ブローバイガス流出筒部（ブローバイガス流出口）
５３ オイル排出筒部（オイル排出口）
５４ ラビリンス
５５ セパレータ
５６ Ｏリング（シール部材）
５７ Ｏリング（シール部材）
６０ バンクカバー（蓋体：相手側部材）
７１ ブローバイガス導入孔（ブローバイガス通路）
７２ オイル環流孔（オイル通路）
Ｅ エンジン（内燃機関）

Claims (7)

1. ブローバイガスの気油分離に供される内燃機関のブリーザ装置であって、
   ブローバイガス流入口およびブローバイガス流出口を有するとともに、当該ブローバイガスから分離されたエンジンオイルを落下させるオイル落下孔がその下壁に穿設されたブローバイガス室と、
   前記ブローバイガス室の下方に形成され、前記オイル落下孔から落下したエンジンオイルが流通するとともに、当該エンジンオイルを排出するオイル排出口がその下部に形成されたオイル室と
   を備えたことを特徴とする内燃機関のブリーザ装置。
2. 前記ブローバイガスの流れ方向を変えるラビリンス構造が前記ブローバイガス室の内部に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関のブリーザ装置。
3. 前記ブローバイガス流出口が前記ブローバイガス室の上方に開口し、前記エンジンオイル排出孔が前記オイル室の下方に開口し、当該ブローバイガス流出口と当該エンジンオイル排出孔とが平面視においてオフセットした状態で配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の内燃機関のブリーザ装置。
4. 前記内燃機関が第１の気筒列と第２の気筒列とを所定の角度間隔をもって配置してなるＶ型機関であり、
   前記第１の気筒列と前記第２の気筒列との間のＶバンクに設置されたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザ装置。
5. 前記Ｖバンクが蓋体によって覆われ、
   前記蓋体の下部に着脱可能に結合されたことを特徴とする、請求項４に記載の内燃機関のブリーザ装置。
6. 前記蓋体が金属を素材とし、
   樹脂を素材とすることを特徴とする、請求項５に記載の内燃機関のブリーザ装置。
7. 前記ブローバイガス流出口が相手側部材に形成されたブローバイガス導入路に連通し、
   前記オイル排出口が相手側部材に形成されたオイル環流路に連通し、
   前記ブローバイガス流出口と前記ブローバイガス導入路との間と、前記オイル排出口と前記オイル環流路との間とがシール部材によってそれぞれシールされたことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザ装置。

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