(57)【要約】【課題】効率よくブローバイガスからオイルを分離してクランク室側に排出することのできるオイルセパレータを提供する。【解決手段】このオイルセパレータは、ハウジング５１内からガス導入口５２に挿入される筒状の区画壁６１と、区画壁６１から径方向外側に延びていてハウジング５１内からガス導入口５２の一部を覆うフランジ６２と、を有する通路セパレータ６０を備えている。オイルセパレータでは、ガス導入口５２に挿入されている区画壁６１の先端がガス導入口５２の下端よりも上方に位置しており、ガス導入口５２の上部が、通路セパレータ６０によって、通路セパレータ６０よりも内側の内側通路５２ａと通路セパレータ６０よりも外側の外側通路５２ｂとに区画されている。【選択図】図２
2019135385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室に連通するガス導入口及び吸気通路に連通するガス排出口を有するハウジングと、同ハウジングの内部を仕切る隔壁と、を備え、
前記ガス導入口から流入したガスが前記隔壁に衝突してガスに含まれているオイルが液化し、液化したオイルが前記ハウジング内を伝い落ちて前記ガス導入口から排出されるオイルセパレータであって、
前記ハウジング内から前記ガス導入口に挿入される筒状の区画壁と、同区画壁から径方向外側に延びていて前記ハウジング内から前記ガス導入口の一部を覆うフランジと、を有する通路セパレータを備え、
前記ガス導入口に挿入されている前記区画壁の先端が前記ガス導入口の下端よりも上方に位置しており、
前記ガス導入口の上部が、前記通路セパレータによって、前記通路セパレータよりも内側の内側通路と前記通路セパレータよりも外側の外側通路とに区画されているオイルセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関のオイルセパレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ブローバイガス排出通路の途中に内壁を内側に突出させて通路の径を狭めた縮径部を設けた構成が開示されている。この構成によれば、ガスの流れに押されて壁面を伝い上がってきたオイルを縮径部で堰き止めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブローバイガスに含まれるオイルを分離して液化させるオイルセパレータのガス導入口を狭めてこの縮径部に相当する構成とすることが考えられる。オイルセパレータによって分離し、液化したオイルがガス導入口から排出される場合、オイルはガス導入口の内壁を伝い落ちる。そのため、ガスが勢いよくガス導入口を通じてオイルセパレータ内に流入すると、この内壁に付着しているオイルがガスによって吹き飛ばされ、再びオイルセパレータ内に戻されてしまう。つまり効率よくオイルを分離、回収することができないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのオイルセパレータは、クランク室に連通するガス導入口及び吸気通路に連通するガス排出口を有するハウジングと、同ハウジングの内部を仕切る隔壁と、を備えている。このオイルセパレータでは、前記ガス導入口から流入したガスが前記隔壁に衝突してガスに含まれているオイルが液化し、液化したオイルが前記ハウジング内を伝い落ちて前記ガス導入口から排出される。また、このオイルセパレータは、前記ハウジング内から前記ガス導入口に挿入される筒状の区画壁と、同区画壁から径方向外側に延びていて前記ハウジング内から前記ガス導入口の一部を覆うフランジと、を有する通路セパレータを備えている。そして、このオイルセパレータでは、前記ガス導入口に挿入されている前記区画壁の先端が前記ガス導入口の下端よりも上方に位置しており、前記ガス導入口の上部が、前記通路セパレータによって、前記通路セパレータよりも内側の内側通路と前記通路セパレータよりも外側の外側通路とに区画されている。
【０００６】
クランク室内の圧力はピストンの往復動に伴って脈動している。そのため、オイルセパレータのガス導入口では、この脈動の影響により、ガスの流れの方向が反転する。すなわち、オイルセパレータのガス導入口では、ガスがオイルセパレータに流入したり、オイルセパレータから排出されたりする。
【０００７】
上記構成によれば、ガス導入口の上部が通路セパレータによって外側通路と内側通路に区画されているため、ハウジングを伝い落ちてきたオイルは外側通路を通ってクランク室側に排出される。一方で、ガスは内側通路を通ってオイルセパレータ内に流入する。
【０００８】
すなわち、このオイルセパレータでは、ガスが流れる内側通路とオイルが伝い落ちる外側通路との間には区画壁が存在する。そのため、オイルセパレータ内に流入するガスの流れによってオイルが吹き飛ばされて、再びオイルセパレータ内に戻されてしまうことを抑制できる。
【０００９】
また、このオイルセパレータでは、区画壁の先端がガス導入口の下端よりも上方に位置しており、ガス導入口の下部では内側通路と外側通路とが合流している。そのため、ガスがガス導入口を通じてオイルセパレータからクランク室側に排出されるときには、内側通路を流れてきたガスの流勢によって外側通路の下端部近傍に負圧が発生し、外側通路からオイルが吸い出されるようになる。すなわち、外側通路からのオイルの排出が促進されるようになる。
【００１０】
要するに、上記構成によれば、液化したオイルがガスの流れによってオイルセパレータ内に戻ってしまうことを抑制するとともに、液化したオイルのクランク室側への排出を促進することができる。したがって、効率よくブローバイガスからオイルを分離してクランク室側に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】オイルセパレータを備える内燃機関の断面図。
【図２】オイルセパレータにおけるガス導入口の断面図。
【図３】通路セパレータの上面図。
【図４】通路セパレータが設けられていないオイルセパレータにガスが流入するときのガス導入口近傍の様子を示した断面図。
【図５】通路セパレータが設けられているオイルセパレータにガスが流入するときのガス導入口近傍の様子を示した断面図。
【図６】通路セパレータが設けられているオイルセパレータからガスが排出されるときのガス導入口近傍の様子を示した断面図。
【図７】通路セパレータの変更例を示す断面図。
【図８】ハウジングの底壁の変更例を示す断面図。
【図９】ハウジングの底壁の他の変更例を示す断面図。
【図１０】ガス導入口の変更例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、オイルセパレータの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示されているように、オイルセパレータ５０が搭載されている内燃機関１０のシリンダブロック１１には、シリンダ１３が設けられている。なお、内燃機関１０には４つのシリンダ１３が設けられているが、図１ではそのうちの１つのみを図示している。各シリンダ１３には、ピストン１２が１つずつ往復動可能に収容されている。
【００１３】
シリンダブロック１１の上部にはシリンダヘッド１４が取り付けられている。そして、シリンダヘッド１４の上部にはシリンダヘッドカバー１５が取り付けられている。また、シリンダブロック１１の下部には、クランク室１６が形成されている。そして、クランク室１６の下部には、内燃機関１０の各部を潤滑するオイルが貯留されるオイルパン１７が取り付けられている。
【００１４】
内燃機関１０のシリンダヘッド１４には、吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０には、吸入空気量を調整するスロットルボディ２１が設けられている。そして、吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも下流側には吸入空気の脈動を低減するサージタンク２２が設けられている。
【００１５】
内燃機関１０には、ピストン１２とシリンダ１３との摺接面の隙間を通過してクランク室１６の内部に漏れ出たブローバイガスを換気するブローバイガス換気システム４０が搭載されている。ブローバイガス換気システム４０は、ブローバイガスを換気するときにクランク室１６の内部に空気を導入する新気導入通路と、ブローバイガスを換気するときにクランク室１６の内部から吸気通路２０にブローバイガスを排出するブローバイガス排出通路とを有している。
【００１６】
ブローバイガス換気システム４０の新気導入通路は、上流側新気導入通路４１と、下流側新気導入通路４２と、により構成されている。上流側新気導入通路４１は、吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも上流側の部分とシリンダヘッドカバー１５の内部とを連通させる通路である。なお、上流側新気導入通路４１は、シリンダヘッドカバー１５と吸気通路２０との間を繋ぐ配管によって形成されている。そして、下流側新気導入通路４２は、シリンダヘッドカバー１５の内部とクランク室１６の内部とを連通する通路である。なお、下流側新気導入通路４２は、シリンダヘッド１４及びシリンダブロック１１を貫通している貫通孔によって形成されている。
【００１７】
ブローバイガス換気システム４０のブローバイガス排出通路は、シリンダブロック１１の内部に形成された上流側ブローバイガス排出通路４３と、オイルセパレータ５０と、オイルセパレータ５０と吸気通路２０のサージタンク２２とを繋ぐ下流側ブローバイガス排出通路４４と、によって構成されている。
【００１８】
オイルセパレータ５０のハウジング５１は、シリンダブロック１１と一体に構成されており、ハウジング５１の下部にはガス導入口５２が設けられている。そして、ハウジング５１の上部には、シリンダブロック１１の側面に開口しているガス排出口５３が設けられている。
【００１９】
ガス導入口５２よりもクランク室１６側のブローバイガス排出通路である上流側ブローバイガス排出通路４３は、クランク室１６から上方に延び、オイルセパレータ５０のガス導入口５２に繋がっている。そして、下流側ブローバイガス排出通路４４は、オイルセパレータ５０のガス排出口５３に取り付けられたＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ４５を介してオイルセパレータ５０と接続されている。
【００２０】
機関運転中には、吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも下流側の部分の圧力は大気圧よりも低い負圧になる。ＰＣＶバルブ４５が開弁しているときには、クランク室１６側から上流側ブローバイガス排出通路４３とオイルセパレータ５０と下流側ブローバイガス排出通路４４とを通って吸気通路２０にブローバイガスが吸入される。なお、このときには、上流側新気導入通路４１及び下流側新気導入通路４２からなる新気導入通路を通って吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも上流側の部分からクランク室１６内に空気が導入される。
【００２１】
また、オイルセパレータ５０には、ハウジング５１の内部を仕切る複数の隔壁５４が設けられている。これらの隔壁５４によってハウジング５１の内部、すなわちオイルセパレータ５０内のブローバイガスの流路はラビリンス化されている。ガス導入口５２は、上下方向に延びており、上方に位置する隔壁５４に向かって開口している。そのため、ガス導入口５２を通過したブローバイガスが隔壁５４に衝突するようになっている。
【００２２】
オイルセパレータ５０では、こうしてガス導入口５２から導入したブローバイガスを隔壁５４に衝突させてブローバイガスに含まれているオイルを隔壁５４に付着させ、液化させる。液化したオイルは自重によってハウジング５１内を下方へ伝い落ち、ガス導入口５２からクランク室１６側に排出される。こうしてブローバイガスに含まれているオイルをオイルセパレータ５０において液化させてブローバイガスから分離し、クランク室１６側に排出することによって、ブローバイガスによるオイルの持ち去りを抑制し、オイルの消費量を低減できる。
【００２３】
なお、クランク室１６内の圧力はピストン１２の往復動に伴って脈動している。そのため、オイルセパレータ５０のガス導入口５２では、この脈動の影響により、ガスの流れの方向が反転する。すなわち、オイルセパレータ５０のガス導入口５２では、ガスがオイルセパレータ５０に流入したり、オイルセパレータ５０から排出されたりする。そこで、このオイルセパレータ５０では、ガス導入口５２に、ガス導入口５２の上部を内側通路５２ａと外側通路５２ｂとに区画する通路セパレータ６０を設けている。
【００２４】
図２及び図３に示されているように、通路セパレータ６０は、ガス導入口５２に挿入される筒状の区画壁６１と、区画壁６１の上端から径方向外側に延びている円盤状のフランジ６２とを有しており、環状になっている。なお、図３は通路セパレータ６０の上面図であり、図２は図３における２−２線矢視方向の通路セパレータ６０及びガス導入口５２の断面図である。
【００２５】
図２に示されているように、ガス導入口５２はオイルセパレータ５０のハウジング５１の下端部に位置し、ハウジング５１内と上流側ブローバイガス排出通路４３とを隔てる底壁５５に形成された貫通孔によって形成されている。区画壁６１の直径はガス導入口５２の直径よりも小さくなっており、区画壁６１をガス導入口５２に挿入すると、ガス導入口５２を形成している貫通孔の内周面５５ａと区画壁６１との間に隙間が生じるようになっている。
【００２６】
図２及び図３に示されているように、通路セパレータ６０における区画壁６１とフランジ６２との間には、ストッパ６３が設けられている。ストッパ６３は区画壁６１と平行な側面６３ａと、フランジと平行な下面６３ｂとを有している。そして、ストッパ６３は側面６３ａが貫通孔の内周面５５ａと当接するとともに、下面６３ｂが底壁５５の上面５５ｂと当接することによって、通路セパレータ６０を適切な位置に保持する。なお、この通路セパレータ６０では図３に示されているように、２つのストッパ６３が設けられているが、ストッパ６３は２つに限らず、３つ以上設けるようにしてもよい。
【００２７】
図２に示されているように、通路セパレータ６０が適切な位置に配設された状態では、フランジ６２が上面５５ｂから離間した状態で、ハウジング５１内からガス導入口５２の一部を覆っている。また、ガス導入口５２に挿入されている区画壁６１は、内周面５５ａから離間しており、区画壁６１の先端はガス導入口５２の下端よりも上方に位置している。
【００２８】
これにより、このオイルセパレータ５０では、ガス導入口５２の上部は、通路セパレータ６０によって、通路セパレータ６０よりも内側の内側通路５２ａと、通路セパレータ６０よりも外側の外側通路５２ｂとに区画されている。なお、ガス導入口５２の下端は、貫通孔が底壁５５の下面５５ｃに到達している位置である。
【００２９】
次に、通路セパレータ６０が設けられていないオイルセパレータ５０と比較しながら、以上のように構成されたオイルセパレータ５０の作用、特に通路セパレータ６０が設けられていることによる作用について説明する。
【００３０】
吸気通路２０内の負圧により、吸気通路２０にブローバイガスが吸入されると、ガス導入口５２を通過してブローバイガスがオイルセパレータ５０のハウジング５１内に吸入される。そして、隔壁５４に付着して液化したオイルは自重によってハウジング５１の内壁５１ａを伝って下方へ伝い落ち、ガス導入口５２からクランク室１６側に排出される。
【００３１】
図４に示されているように、通路セパレータ６０が設けられていないオイルセパレータ５０において、白抜き矢印で示すように、ガスが勢いよくガス導入口５２を通じてオイルセパレータ５０内に流入すると、内周面５５ａに付着しているオイルがガスによって吹き飛ばされ、再びオイルセパレータ５０内に戻ってしまう。特に、ガス導入口５２の上端部においてオイルが油膜から引き剥がされやすく、液滴となってオイルセパレータ５０内に飛散する。
【００３２】
図５に示されているように、この実施形態のオイルセパレータ５０では、ガス導入口５２の上部が通路セパレータ６０によって内側通路５２ａと外側通路５２ｂとに区画されている。そのため、ハウジング５１を伝い落ちてきたオイルは外側通路５２ｂを通ってクランク室１６側に排出される。一方で、ガスは内側通路５２ａを通ってオイルセパレータ５０内に流入する。
【００３３】
すなわち、このオイルセパレータ５０では、ガスが流れる内側通路５２ａとオイルが伝い落ちる外側通路５２ｂとの間には区画壁６１が存在する。そのため、オイルセパレータ５０内に流入するガスの流れによってオイルが吹き飛ばされて、再びオイルセパレータ５０内に戻されてしまうことを抑制できる。
【００３４】
また、このオイルセパレータ５０では、区画壁６１の先端がガス導入口５２の下端よりも上方に位置しており、ガス導入口５２の下部では内側通路５２ａと外側通路５２ｂとが合流している。
【００３５】
そのため、図６に示されているように、ガスがガス導入口５２を通じてオイルセパレータ５０からクランク室１６側に排出されるときには、内側通路５２ａを流れてきたガスの流勢によって外側通路５２ｂの下端部近傍に負圧が発生し、外側通路５２ｂからオイルが吸い出されるようになる。すなわち、外側通路５２ｂからのオイルの排出が促進されるようになる。
【００３６】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
・液化したオイルがガスの流れによってオイルセパレータ５０内に戻ってしまうことを抑制するとともに、液化したオイルのクランク室１６側への排出を促進することができる。したがって、効率よくブローバイガスからオイルを分離してクランク室１６側に排出することができる。
【００３７】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・通路セパレータ６０の構成は適宜変更してもよい。すなわち、通路セパレータ６０は、区画壁６１と、フランジ６２と、を有しており、ガス導入口５２に挿入されている区画壁６１の先端がガス導入口５２の下端よりも上方に位置していて、ガス導入口５２の上部を、内側通路５２ａと外側通路５２ｂとに区画するものであればよい。
【００３８】
例えば、図７に示されているように、フランジ６２が斜めに傾斜している構成であってもよい。図７に示されている構成の場合には、上記実施形態の場合と比較して、底壁５５の上面５５ｂとフランジ６２との間の空間、すなわちハウジング５１の内壁５１ａを伝い落ちてきたオイルが溜まる空間が広くなる。
【００３９】
・また、ガス導入口５２が設けられている底壁５５の形状も適宜変更することができる。例えば、図８に示されているように、底壁５５の上面５５ｂをガス導入口５２に近づくほど低くなるように傾斜させた構成を採用してもよい。こうした構成を採用した場合には、ハウジング５１の内壁５１ａを伝い落ちてきたオイルが上面５５ｂの傾斜に沿ってガス導入口５２に向かって流れ落ちやすくなるため、オイルの排出が促進される。
【００４０】
また、図９に示されているように、底壁５５の下面５５ｃを、上流側ブローバイガス排出通路４３とガス導入口５２とを滑らかに接続するように傾斜させた構成を採用することもできる。
【００４１】
さらには、図１０に示されているように、底壁５５に形成されている貫通孔自体が上流側ブローバイガス排出通路４３を構成しており、上流側ブローバイガス排出通路４３全体がガス導入口５２になっていてもよい。
【００４２】
・また、ガス導入口５２の断面形状は円形に限らない。例えば断面の形状が四角形状であっても断面形状に合わせた形状の通路セパレータ６０を設けることによって、上記実施形態と同様にオイルの排出能力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…ピストン、１３…シリンダ、１４…シリンダヘッド、１５…シリンダヘッドカバー、１６…クランク室、１７…オイルパン、２０…吸気通路、２１…スロットルボディ、２２…サージタンク、４０…ブローバイガス換気システム、４１…上流側新気導入通路、４２…下流側新気導入通路、４３…上流側ブローバイガス排出通路、４４…下流側ブローバイガス排出通路、４５…ＰＣＶバルブ、５０…オイルセパレータ、５１…ハウジング、５２…ガス導入口、５２ａ…内側通路、５２ｂ…外側通路、５３…ガス排出口、５４…隔壁、５５…底壁、５５ａ…内周面、５５ｂ…上面、５５ｃ…下面、６０…通路セパレータ、６１…区画壁、６２…フランジ、６３…ストッパ、６３ａ…側面、６３ｂ…下面。
【図１】
2019135385.tif 000003
【図２】
2019135385.tif 000004
【図３】
2019135385.tif 000005
【図４】
2019135385.tif 000006
【図５】
2019135385.tif 000007
【図６】
2019135385.tif 000008
【図７】
2019135385.tif 000009
【図８】
2019135385.tif 000010
【図９】
2019135385.tif 000011
【図１０】
2019135385.tif 000012