(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのブローバイガス出口部と前記エンジンの吸気系とを接続して、前記エンジンで発生したブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス配管と、
前記エンジンのインジェクタから燃料の少なくとも一部を燃料タンクに戻す燃料リターン配管と、
前記ブローバイガス配管に介装されてブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータと、
前記燃料リターン配管の少なくとも一部を前記ブローバイガス配管内に管軸方向に挿入して構成され、前記燃料リターン配管内を流れる燃料と前記ブローバイガス配管内を流れるブローバイガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、
前記燃料リターン配管が前記オイルセパレータよりも上流側のブローバイガス配管内に挿入され、前記オイルセパレータよりも上流側を流れるブローバイガスを当該ブローバイガスよりも高温の燃料によって昇温させる
ことを特徴とするエンジン装置。
【請求項２】
エンジンのブローバイガス出口部と前記エンジンの吸気系とを接続して、前記エンジンで発生したブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス配管と、
前記エンジンのインジェクタから燃料の少なくとも一部を燃料タンクに戻す燃料リターン配管と、
前記ブローバイガス配管に介装されてブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータと、
前記燃料リターン配管の少なくとも一部を前記ブローバイガス配管内に管軸方向に挿入して構成され、前記燃料リターン配管内を流れる燃料と前記ブローバイガス配管内を流れるブローバイガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、
前記燃料リターン配管が前記オイルセパレータよりも上流側のブローバイガス配管内及び前記オイルセパレータよりも下流側のブローバイガス配管内の両方に挿入され、前記オイルセパレータよりも上流側を流れるブローバイガス及び前記オイルセパレータよりも下流側を流れるブローバイガスの両方を当該ブローバイガスよりも高温の燃料によって昇温させる
ことを特徴とするエンジン装置。
【請求項３】
前記ブローバイガス配管内に挿入された前記燃料リターン配管の外周面に熱交換用のフィンが設けられた
請求項１又は２に記載のエンジン装置。
【請求項４】
前記燃料リターン配管が、前記ブローバイガス配管内のブローバイガスの流れに対して燃料の流れが逆向きとなるように前記ブローバイガス配管に挿入された
請求項１から３の何れか一項に記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン装置に関し、特に、エンジンで発生したブローバイガスを吸気系に還流するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出たブローバイガスを吸気系に還流するＰＣＶ装置が実用化されている。
【０００３】
寒冷地等の低温環境下においては、ブローバイガスを還流させる配管が外気によって冷却されると、ブローバイガス中に含まれる水分が凍結して配管を閉塞し、クランクケース内の圧力を上昇させることで、オイル漏れ等の不具合を生じる場合がある。
【０００４】
このような課題に着目した技術として、例えば、特許文献１には、エンジン冷却水を流通させる外管に、ブローバイガスを流通させる内管を挿入して、ブローバイガスをエンジン冷却水と熱交換させるようにした構造が開示されている。また、特許文献２には、ブローバイガス流通経路の略全体を吸気マニホールドの投影面内に収まるように配置することで、走行風によるブローバイガス流通経路の冷却を抑止するようにした構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１５９２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１記載の技術では、エンジン冷却水を用いているため、冷却水温の低いエンジン始動から暖機に至るまで間はブローバイガスの温度低下を十分に防止できない可能性がある。また、上記特許文献２記載の技術では、走行風の影響のみを考慮した構造のため、外気温度が極めて低い極寒環境下では、十分な効果を得られない可能性がある。
【０００７】
本開示の技術は、ブローバイガスの温度低下を効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の技術は、エンジンのブローバイガス出口部と前記エンジンの吸気系とを接続して、前記エンジンで発生したブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス配管と、前記エンジンのインジェクタから燃料の少なくとも一部を燃料タンクに戻す燃料リターン配管と、前記燃料リターン配管の少なくとも一部を前記ブローバイガス配管に隣接配置させて、前記燃料リターン配管内を流れる燃料と前記ブローバイガス配管内を流れるブローバイガスとを熱交換させる熱交換部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記熱交換部が、前記燃料リターン配管の少なくとも一部を前記ブローバイガス配管内に管軸方向に挿入して構成されてもよい。
【００１０】
また、前記ブローバイガス配管内に挿入された前記燃料リターン配管の外周面に熱交換用のフィンが設けられてもよい。
【００１１】
また、前記燃料リターン配管が、前記ブローバイガス配管内のブローバイガスの流れに対して燃料の流れが逆向きとなるように前記ブローバイガス配管に挿入されてもよい。
【００１２】
また、前記ブローバイガス配管に介装されてブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータをさらに備え、前記燃料リターン配管が前記オイルセパレータよりも上流側のブローバイガス配管内に挿入されてもよい。
【００１３】
また、前記ブローバイガス配管に介装されてブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータをさらに備え、前記燃料リターン配管が前記オイルセパレータよりも上流側のブローバイガス配管内及び、前記オイルセパレータよりも下流側のブローバイガス配管内の両方に挿入されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の技術によれば、ブローバイガスの温度低下を効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＰＶＣ装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料噴射システムを示す模式的な全体構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱交換部を示す模式的な断面図である。
【図４】他の実施形態に係る熱交換部を示す模式的な図である。
【図５】他の実施形態に係る熱交換部を示す模式的な図である。
【図６】他の実施形態に係る熱交換部を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジン装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るＰＣＶ装置３０の全体構成を説明する模式図である。ディーゼルエンジン（以下、単にエンジン）１０のシリンダブロック１１の上部には、シリンダヘッド１２が設けられている。シリンダヘッド１２の上部には、シリンダヘッドカバー１３が設けられている。シリンダブロック１１には、図示しないクランクシャフトを収容するクランクケース部１１Ａが設けられ、クランクケース部１１Ａの下部にはオイルを貯留するオイルパン１４が設けられている。
【００１８】
シリンダヘッド１２の側部には、吸気マニホールド１４及び、排気マニホールド１５が設けられている。吸気マニホールド１４には、新気を導入する吸気管１６が接続され、吸気管１６には、吸気上流側から順に、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１、インタークーラ１７等が設けられている。排気マニホールド１５には、排気を導出する排気管１８が接続され、排気管１８には、ターボチャージャ２０のタービン２２等が設けられている。
【００１９】
ＰＣＶ装置３０は、ブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータ３１と、シリンダヘッドカバー１３のブローバイガス出口部とオイルセパレータ３１のブローバイガス入口部とを接続する第１ブローバイガス配管３２と、オイルセパレータ３１のブローバイガス出口部とコンプレッサ２１よりも上流側の吸気管１６とを接続する第２ブローバイガス配管３３と、オイルセパレータ３１のブローバイガス出口部に隣接して設けられた逆止弁のＰＣＶバルブ３４と、オイルセパレータ３１のオイル出口部とシリンダブロック１１のオイル入口部とを接続すると共に、オイルセパレータ３１で分離されたオイルをオイルパン１４に戻すリターン配管３５とを備えている。本実施形態において、第１ブローバイガス配管３２には、詳細を後述する熱交換部６０が設けられている。
【００２０】
次に、図２に基づいて、本実施形態に係る燃料噴射システム４０の詳細構成について説明する。燃料噴射システム４０は、燃料タンク４１と、燃料吸入配管４２と、燃料フィルタ４３と、フィードポンプ４４Ａと、高圧ポンプ４４Ｂと、燃料供給配管４５と、コモンレール４６と、各気筒内に燃料を噴射する複数のインジェクタ４７Ａ〜Ｄと、圧力制御弁４８と、リターン配管４９Ａ，Ｂとを備えている。
【００２１】
燃料タンク４１は、燃料（例えば、軽油）を貯留する。燃料吸入配管４２は、一端側を燃料タンク４１内の燃料に浸漬させると共に、他端側をフィードポンプ４４Ａの吸入口に接続されている。燃料フィルタ４３は、燃料吸入配管４２に介装されており、フィードポンプ４４Ａによって汲み上げられる燃料中の異物を除去する。
【００２２】
フィードポンプ４４Ａ及び、高圧ポンプ４４Ｂは、エンジン１０の動力で駆動する。フィードポンプ４４Ａは、燃料タンク４１から燃料吸入配管４２を介して汲み上げた燃料を高圧ポンプ４４Ｂに供給する。高圧ポンプ４４Ｂは、何れも図示しないシャフトの回転によって往復駆動するプランジャを備えており、プランジャの往復運動によって燃料を加圧して吐出する。高圧ポンプ４４Ｂで加圧された高圧燃料は、燃料供給配管４５を介してコモンレール４６に供給される。
【００２３】
コモンレール４６は、高圧ポンプ４４Ｂから供給される高圧燃料を蓄圧すると共に、燃料分配管４６Ａ〜Ｄを介して高圧燃料を各インジェクタ４７Ａ〜Ｄに分配する。各インジェクタ４７Ａ〜Ｄは、第１燃料リターン配管４９Ａを介して燃料タンク４１に接続されており、過剰な燃料は第１燃料リターン配管４９Ａから燃料タンク４１に戻されるようになっている。また、コモンレール４６には、圧力制御弁４８が設けられており、コモンレール４６内の過剰な高圧燃料は第２燃料リターン配管４９Ｂから第１燃料リターン配管４９Ａを介して燃料タンク４１に戻されるようになっている。
【００２４】
本実施形態において、各インジェクタ４７Ａ〜Ｄから燃料タンク４１に燃料を戻す第１燃料リターン配管４９Ａには、熱交換部６０が設けられている。
【００２５】
より詳しくは、図３（Ａ）に示すように、熱交換部６０は、第１ブローバイガス配管３２内に、当該第１ブローバイガス配管３２よりも小径に形成された第１燃料リターン配管４９Ａの一部（例えば、上流側）を管軸方向に挿入して構成されている。好ましくは、図３（Ｂ）に示すように、第１ブローバイガス配管３２内に挿入された第１燃料リターン配管４９Ａの外周面には、熱交換面積を拡張させる複数枚のフィン６１が設けられている。
【００２６】
以上詳述したように、本実施形態によれば、高温のリターン燃料を流通させる第１燃料リターン配管４９Ａを第１ブローバイガス配管３２内に挿入したことで、第１ブローバイガス配管３２内を流れるブローバイガスが高温のリターン燃料との熱交換により昇温されるようになり、ブローバイガスの温度低下を効果的に抑止することできる。また、第１燃料リターン配管４９Ａの外周面に複数枚のフィン６１（図３（Ｂ）参照）を設けることで、高温のリターン燃料とブローバイガスとの熱交換面積が効果的に確保されるようになり、ブローバイガスの凍結を確実に防止することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００２８】
例えば、図４に示すように、熱交換部６０は、第１燃料リターン配管４９Ａを分岐させると共に、当該分岐された２本の第１燃料リターン配管４９Ａの間に、ラバーホース等で形成された第１ブローバイガス配管３２を挟持させて構成してもよい。この場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００２９】
また、図５に示すように、熱交換部６０は、第１ブローバイガス配管３２及び、第２ブローバイガス配管３３の両方に適用することもできる。この場合は、第１燃料リターン配管４９Ａを略Ｕ字状に湾曲させて、第１及び第２ブローバイガス配管３２，３３内にそれぞれ挿入すればよい。このように構成すれば、ブローバイガスが高温のリターン燃料によってオイルセパレータ３１の上流側及び下流側の二段階で昇温されるようになり、ブローバイガスの温度低下や凍結をより効果的に防止することが可能になる。
【００３０】
また、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１ブローバイガス配管３２内のブローバイガスの流れに対してリターン燃料が逆向きに流れるように、第１燃料リターン配管４９Ａを挿入して構成してもよい。このように、リターン燃料とブローバイガスとを逆向きに流すことで、熱交換前の高温のリターン燃料が下流側の低温ブローバイガスに当てられようになり、ブローバイガスの昇温効果を確実に向上することができる。
【００３１】
また、熱交換部６０を適用する部位は、各インジェクタ４７Ａ〜Ｄから燃料を戻す第１燃料リターン配管４９Ａに限定されず、コモンレール４６から燃料を戻す第２燃料リターン配管４９Ｂに適用することもできる。
【００３２】
また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  エンジン
１１  シリンダブロック
１２  シリンダヘッド
１３  シリンダヘッドカバー
１４  吸気マニホールド
１５  排気マニホールド
１６  吸気管
１７  インタークーラ
１８  排気管
２０  ターボチャージャ
２１  コンプレッサ
２２  タービン
３０  ＰＣＶ装置
３１  オイルセパレータ
３２  第１ブローバイガス配管
３３  第２ブローバイガス配管
４０  燃料噴射システム
４１  燃料タンク
４２  燃料吸入配管
４３  燃料フィルタ
４４Ａ  フィードポンプ
４４Ｂ  高圧ポンプ
４５  燃料供給配管
４６  コモンレール
４７Ａ〜Ｄ  インジェクタ
４８  圧力制御弁
４９Ａ，Ｂ  リターン配管
６０  熱交換部
６１  フィン
【図１】
0006776604.tif 000002
【図２】
0006776604.tif 000003
【図３】
0006776604.tif 000004
【図４】
0006776604.tif 000005
【図５】
0006776604.tif 000006
【図６】
0006776604.tif 000007