(57)【要約】【課題】気液分離効率を高めることができるエンジンの気液分離装置を提供する。【解決手段】本発明に係るエンジンの気液分離装置５０は、エンジン本体１１に取り付けられる吸気マニホールド２０に、オイルを流通させるためのオイル通路５５を設け、このオイル通路においてオイルから分離されたガスを取り出すためのガス導出部を設けたことを特徴とする。オイル通路５５内を流れるガス分が混入されたオイルを、吸気マニホールド２０内を流れる吸気により冷却し、ガスとオイルとの分離効率を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体に取り付けられる吸気マニホールドに、オイルを流通させるためのオイル通路を設け、該オイル通路においてオイルから分離されたガスを取り出すためのガス導出部を設けたことを特徴とするエンジンの気液分離装置。
【請求項２】
前記吸気マニホールドが高さ方向に延びる延在部を有し、前記オイル通路が前記延在部に沿って延びる部分を有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの気液分離装置。
【請求項３】
前記オイル通路が、前記吸気マニホールドに巻き付く巻回部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの気液分離装置。
【請求項４】
前記吸気マニホールドの前記延在部にサージタンクが接続され、前記オイル通路が、前記サージタンクに巻き付く巻回部を有することを特徴とする請求項２記載のエンジンの気液分離装置。
【請求項５】
前記サージタンクに、スロットルバルブを収容するスロットルボディが接続され、前記オイル通路が、前記スロットルボディに巻き付く巻回部を有することを特徴とする請求項４記載のエンジンの気液分離装置。
【請求項６】
前記オイル通路が、オイルを旋回させつつ下流側に導くサイクロン室を有することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの気液分離装置。
【請求項７】
前記オイル通路が、前記吸気マニホールドの外周部に設けられることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載のエンジンの気液分離装置。
【請求項８】
前記オイル通路が前記吸気マニホールドに一体的に設けられることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載のエンジンの気液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの気液分離装置に係り、特に、エンジンにおける潤滑油としてのオイルと、ブローバイガス等のガスとの分離に用いられるエンジンの気液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンにおいては、潤滑用オイルをエンジン内部の各潤滑部に循環させて供給する潤滑装置が設けられている。一方、エンジンの圧縮行程においてピストンとシリンダとの隙間からクランクケース内に漏れ抜ける有害な未燃焼ガス、即ちブローバイガスを、吸気系に戻して再燃焼させるシステム即ちブローバイガス還元装置も知られている。クランクケース内ではオイルとブローバイガスとが混在しており、ブローバイガスが混入したオイルを循環させようとすると循環効率悪化などの不具合を招き、他方、オイルが混在したブローバイガスを還元させようとするとＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）バルブの劣化促進やオイル消費量増大などの不具合を招く。このため、オイル分とガス分とはできるだけ分離した状態としておくのが望ましく、このオイル分とガス分との分離のため、エンジンには気液分離装置が設けられる。
【０００３】
例えば特許文献１には、クランクケースの側方に、ブローバイガス中のオイル分を分離するオイル分離装置を設ける構成が開示されている。このオイル分離装置はサイクロン室を有し、サイクロン室に流入したブローバイガスは、ここで旋回流となり、オイル分が分離される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６４３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１記載の構成では、クランクケースの側方という比較的高温である部位にオイル分離装置が設けられているため、十分な分離効率を得られない虞がある。その理由は、分離対象であるガス及びオイルが高温となるため、ガス中におけるオイル分の凝縮ないし液化が促進されず、また、オイルの蒸発が促進されてガス分が増大する虞があるからである。
【０００６】
そこで本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、気液分離効率を高めることができるエンジンの気液分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るエンジンの気液分離装置は、エンジン本体に取り付けられる吸気マニホールドに、オイルを流通させるためのオイル通路を設け、該オイル通路においてオイルから分離されたガスを取り出すためのガス導出部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
この本発明の一形態によれば、吸気マニホールドにオイル通路が設けられるため、オイル通路内を流れるガス分が混入されたオイルを、吸気マニホールド内を流れる吸気により冷却し、これによりガス中のオイル分の凝縮・液化を促進すると共に、オイルの蒸発・ガス化を防いで気液分離効率を高めることができる。
【０００９】
ここで、前記吸気マニホールドが高さ方向に延びる延在部を有し、前記オイル通路が前記延在部に沿って延びる部分を有するのが好ましい。これによれば、オイル通路のうち延在部に沿って延びる部分に高低差ができ、その高低差を利用してオイルの流速を早め、気液分離効率を高めることができる。
【００１０】
また、前記オイル通路が、前記吸気マニホールドに巻き付く巻回部を有するのが好ましい。これによれば、オイルが巻回部を流れるときにオイルを旋回させ、遠心力を利用して気液分離を実行できる。これにより気液分離効率を高めることができる。
【００１１】
好ましくは、前記吸気マニホールドの前記延在部にサージタンクが接続され、前記オイル通路が、前記サージタンクに巻き付く巻回部を有する。これによっても、オイルが巻回部を流れるときにオイルを旋回させ、遠心力を利用して気液分離を実行でき、気液分離効率を高めることができる。
【００１２】
好ましくは、前記サージタンクに、スロットルバルブを収容するスロットルボディが接続され、前記オイル通路が、前記スロットルボディに巻き付く巻回部を有する。これによっても、オイルが巻回部を流れるときにオイルを旋回させ、遠心力を利用して気液分離を実行でき、気液分離効率を高めることができる。
【００１３】
好ましくは、前記オイル通路が、オイルを旋回させつつ下流側に導くサイクロン室を有する。これによっても、オイルがサイクロン室で旋回されるときに遠心力を利用して気液分離を実行でき、気液分離効率を高めることができる。
【００１４】
好ましくは、前記オイル通路が、前記吸気マニホールドの外周部に設けられる。これによれば、吸気マニホールド内を流れる吸気に加え、外気特にエンジンが車載された場合には走行風によっても、オイル通路内のオイル及びガスを冷却し、気液分離効率を高めることができる。
【００１５】
好ましくは、前記オイル通路が前記吸気マニホールドに一体的に設けられる。これにより構成をシンプル、小型且つ低コストとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、気液分離効率を高めることができるエンジンの気液分離装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１に本発明の第１実施形態に係るエンジン（内燃機関）１０を示す。本実施形態のエンジン１０は多気筒エンジン、特に直列４気筒エンジンである。ただしエンジンの形態（気筒数、気筒配置方法等）に特に制限はない。
【００１９】
エンジン１０はエンジン本体１１を含み、エンジン本体１１はシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の頂部に取り付けられたシリンダヘッド１３とを含む。エンジン本体１１はさらに、シリンダヘッド１３の頂部に取り付けられたヘッドカバー１４と、シリンダブロック１２の底部に取り付けられたオイルパン１５をも含む。シリンダヘッド１３はカムシャフト１６の高さ位置で上下に二分割されている。シリンダブロック１２は、その下部にクランクケース１７を一体的に有し、このクランクケース１７の底部にオイルパン１５が取り付けられている。詳しくは後述するが、本実施形態のエンジン１０はドライサンプ式の潤滑方式を採用しており、オイルパン１５は通常のウェットサンプ式のものよりも高さ方向に薄く形成されている。
【００２０】
エンジン１０は、エンジン本体１１から一側側（図１の左側）に延出する吸気系部材としての吸気マニホールド２０を備える。図２も参照して、吸気マニホールド２０は気筒毎に計４本設けられ、共通の取付部であるフランジ部２１を一体的に有する。このフランジ部２１がシリンダヘッド１３の一側面部にボルト等により取り付けられることで吸気マニホールド２０の取り付けがなされる。吸気マニホールド２０の材質は任意であり、例えば鉄、アルミ等の金属や樹脂又はプラスチックであってよい。シリンダヘッド１３の内部には吸気ポート２２が気筒毎に形成されており、吸気ポート２２と吸気マニホールド２０とが気筒毎に連通接続されて気筒毎の吸気通路が形成される。各吸気マニホールド２０の上流端には吸気集合部をなすサージタンク２３が接続され、サージタンク２３に導入された吸気が各吸気マニホールド２０を通じて各気筒に分配供給される。なお吸気ポート２２は、吸気側カムシャフト１６により駆動される吸気弁２４により開閉される。
【００２１】
図１及び図２に示すように、サージタンク２３はエンジン長手方向（クランク軸方向）に延在されると共に、その一端が、シリンダブロック１２に一体的に突出形成されたポンプケーシング部１８に取り付け支持されている。サージタンク２３の他端部ないし上流側には、開閉可能なスロットルバルブ２５が収容されるスロットルボディ２６が取り付けられ、スロットルボディ２６の上流側には吸気管２７が接続される。吸気管２７の上流側には、エアクリーナ（図示せず）を収容するエアクリーナボックス２８が取り付けられる。
【００２２】
エンジン１０は、エンジン本体１１から他側側（図１の右側）に延出する排気系部材としての排気マニホールド３０をも備える。排気マニホールド３０も吸気マニホールド２０と同様に、気筒毎に計４本設けられ、シリンダヘッド１３内部の気筒毎の排気ポート３１にそれぞれ接続される。排気マニホールド３０は２本ずつ集合された後、二つの触媒コンバータ３２にそれぞれ接続される。なお排気ポート３１は、排気側カムシャフト１６により駆動される排気弁３３により開閉される。
【００２３】
前述したように、本実施形態のエンジン１０はドライサンプ式エンジンである。ここでドライサンプ式エンジンとは、エンジン潤滑用オイルを収容するオイル室が、エンジンのクランク軸を収容するクランク室から独立されているエンジンをいう。本実施形態の場合、オイル室を区画形成するオイルタンク４０がエンジン本体１１とは別の場所に設置され、例えば車両の所定箇所に設置される。また、クランクケース１７とオイルパン１５との内部は図示しない隔壁により上部のクランク室４１と下部のオイル室４２とに仕切られる。隔壁には図示しないリードバルブが設けられ、下部のオイル室４２にはスカベンジングポンプ４３が接続される。スカベンジングポンプ４３が作動されると、スカベンジングポンプ４３がオイル室４２のオイルを吸引し、この負圧でリードバルブが開弁され、クランク室４１内にあるオイルがリードバルブを通じてオイル室４２に導かれる。
【００２４】
ここで、本実施形態のエンジンにおける潤滑装置及びブローバイガス還元装置について説明する。なお図中、オイルの流れを実線矢印で示し、ブローバイガスを含むガスの流れを二点鎖線の矢印で示す。まず潤滑装置について述べると、スカベンジングポンプ４３により吸引されたオイルは気液分離装置５０の入口部５１に送られ、気液分離装置５０によりオイル中のガスを分離された後、気液分離装置５０の出口部５２に送られ、オイルタンク４０に回収される。他方、エンジン本体１１のポンプケーシング部１８にフィードポンプ５３が配設されており、フィードポンプ５３はオイルタンク４０内のオイルを吸引し、エンジン本体１１内にある各潤滑部に向けて吐出する。各潤滑部で潤滑に供された後のオイルは、シリンダヘッド１３及びシリンダブロック１２に縦方向に貫通形成されたオイル穴（図示せず）等を通じてクランク室４１に落下、回収される。
【００２５】
次にブローバイガス還元装置について述べると、ピストンＰ及びシリンダＣ間を漏れ抜けてクランク室４１に入り込んだブローバイガスは、シリンダヘッド１３及びシリンダブロック１２に縦方向に貫通形成されたガス穴（図示せず）を通じて、ヘッドカバー１４内のヘッド室４４に至る。そして、図２に示されるように、ヘッド室４４から、スロットルボディ２６に設けられたガス導入部４５に送られ、スロットルボディ２６内のガス通路４６を通じてスロットルバルブ２５の直下流側の吸気通路に供給される。こうしてブローバイガスは新気である吸気に混入されて燃焼され、最終的に触媒により浄化される。スロットルバルブ下流側の吸気負圧に応じてブローバイガス流量を調節するためのＰＣＶバルブ４７がヘッドカバー１４に設けられる。また、ヘッド室４４は、スロットルバルブ上流側の吸気通路、より具体的にはエアクリーナ下流側のエアクリーナボックス２８内に、エア配管４８を介して連通されており、ヘッド室４４ひいてはクランク室４１に新気を導入可能となっている。
【００２６】
次に、本実施形態における気液分離装置５０について説明する。気液分離装置５０は、吸気マニホールド２０に設けられオイルを流通させるためのオイル通路５５と、このオイル通路５５においてオイルから分離されたガスを取り出すためのガス導出部５６とを備える。
【００２７】
オイル通路５５は入口部５１及び出口部５２を有し、入口部５１及び出口部５２はそれぞれ入口管５１Ａ及び出口管５２Ａにより形成される。オイル通路５５は、図２に示されるようにエンジン長手方向の最も一端側（図２の右側）に位置する気筒（＃１気筒）の吸気マニホールド２０Ａに設けられ、且つその吸気マニホールド２０Ａに一体に形成されている。特に各吸気マニホールド２０は、図１に示すように、その長手方向の中間部からサージタンク２３までの間の部分が、高さ方向に延びる延在部２０Ｂとされており、オイル通路５５は、その吸気マニホールド２０Ａの延在部２０Ｂに沿ってほぼ全体が螺旋状に巻き付けられて形成されている。このようにオイル通路５５は吸気マニホールド２０に巻き付く巻回部を有している。入口管５１Ａは、延在部２０Ｂの上端部からエンジン幅方向の一側側（図１の左側）に向かって突出され、他方、出口管５２Ａは、延在部２０Ｂの下端部からエンジン幅方向の他側側（図１の右側）に向かって突出されている。
【００２８】
ガス導出部５６はガス導出管５６Ａからなり、ガス導出管５６Ａは、入口部５１の直後のオイル通路５５に接続され、且つ、延在部２０Ｂの上端部に位置するオイル通路５５の上端部に位置される。ガス導出管５６Ａはオイル通路５５に対し上向きに配置されている。ガス導出部５６はヘッド室４４に接続される。
【００２９】
この気液分離装置５０によれば、スカベンジングポンプ４３により吸引吐出された、例えばボイド流のような、ガス分の多いオイルが、入口部５１からオイル通路５５内に導入される。ここでオイル中に含まれるガスには、ブローバイガスのほかにオイルミスト、水蒸気、空気等が含まれる。またオイル中にも水分やスラッジ等が含まれる。
【００３０】
オイル通路５５に導入されたオイルは、オイル通路５５内を旋回しながら上方から下方へと流れ落ち、出口部５２から排出され、オイルタンク４０へと回収される。このオイル通路５５内を流通する過程で、吸気マニホールド２０Ａによる冷却作用と、旋回による遠心分離作用と、密度差による気液分離作用（即ち、密度の大なるオイルは沈み、密度の小なるガスは浮上する）とが相俟って、オイルからガスが効率よく分離される。しかも、オイル通路５５が高さ方向に延びているので、その高低差ないし落差を利用してオイルの流速を早め、特に遠心分離作用を増強することができる。オイルタンク４０に回収されたオイルはガス含有量が極めて少ないので、オイルタンク４０内のオイルを全体的に気泡のない状態に保持し、フィードポンプ５３で吸引するときの吸引効率悪化や、ガス咬み込みによるキャビテーション等を防止できる。他方、分離されたガスは、ガス導出部５６からヘッド室４４へと送られ、前述したように燃焼に供される。
【００３１】
このように本実施形態によれば、吸気マニホールド２０Ａにオイル通路５５が設けられるので、オイル通路５５内のガス及びオイルを、吸気マニホールド２０Ａ内を流れる新気としての吸気により冷却し、これによりガス中のオイル分の凝縮・液化を促進すると共に、オイルの蒸発を防いで気液分離効率を高めることができる。また、オイル通路５５が吸気マニホールド２０Ａに巻き付いており、特に本実施形態では螺旋状に形成されるので、オイルに旋回成分を与えて遠心力を利用した気液分離を実行できる。前述したようにオイル通路５５は、高さ方向に延びる吸気マニホールド２０Ａの延在部２０Ｂに沿って設けられるので、その高低差を利用してオイルの流速を早め、気液分離効率を高めることができる。
【００３２】
オイル通路５５が吸気マニホールド２０Ａに一体に形成されているので、構成をシンプル、小型且つ低コストとすることができる。また、オイル通路５５が吸気マニホールド２０Ａの外周部に設けられるので、吸気マニホールド２０Ａ内を流れる吸気に加え、外気特にエンジンが車載された場合における走行風によっても、オイル通路５５内のガス及びオイルを冷却することができる。特に、図１に示されるエンジン幅方向の一側側（図１の左側）を車両前方側に向けるようにエンジンを車載するのが好ましい。こうすることにより走行風がオイル通路５５の外壁５５Ａに直接当たるようになるからである。
【００３３】
なお、本実施形態の変形例は様々なものが考えられる。例えばオイル通路を吸気マニホールドから独立した配管で構成し、これを吸気マニホールドに取り付けるようにしてもよい。また、複数気筒（例えば２気筒或いは全気筒）の吸気マニホールドの全体に巻き付くようにオイル通路を形成しても良い。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態を図３及び図４に基づき説明する。なお、前記第１実施形態と同様の構成については図中同一符号を付して説明を省略し、以下相違点を中心に説明を行う。
【００３５】
この第２実施形態は前記第１実施形態と比較して気液分離装置の構成が異なる。本実施形態の気液分離装置１５０において、オイル通路６０は、吸気マニホールド２０Ａの延在部２０Ｂにその長手方向に沿って設けられる鉛直部６１と、鉛直部６１の下端から一側側（図１の左側）に向かった後サージタンク２３に略１周巻き付く巻回部６２とを有している。鉛直部６１は、吸気マニホールド２０Ａの延在部２０Ｂのエンジン幅方向一側側の外周部に、その高さ方向に沿って直線状に且つ一体に形成されている。巻回部６２は、図４に示されるようにエンジン本体１１側で斜めに曲げられ、隣の気筒（＃２気筒）の吸気マニホールド２０Ｃとの間の位置に、図示しないオイル配管を差し込み可能とするよう出口部５２を有する。出口部５２をなす出口管５２Ａは、サージタンク２３の上面に沿って一側側に向かって配置されている。ガス導出部５６をなすガス導出管５６Ａは、出口管５２Ａの上端部に上向きに配置されている。
【００３６】
この気液分離装置１５０によれば、スカベンジングポンプ４３から供給されたガス分の多いオイルが、入口部５１からオイル通路５５内へと導入される。オイル通路５５内に導入されたオイルは、鉛直部６１に沿って真っ直ぐ流れ落ち、流速を与えられた後、巻回部６２に沿って略１周旋回され、出口部５２から水平方向に排出される。このとき、巻回部６２に沿ってオイルが旋回されるので、遠心分離による気液分離作用が与えられる。分離されたガスはガス導出部５６からヘッド室４４へと送られる。
【００３７】
本実施形態によっても前記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。特に、オイルが巻回部６２を流れる過程において、オイルに旋回を与え、オイルとガスとの遠心分離を実行することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では巻回部６２を略１周する構成としたが、それ以外の巻回数、例えば１周半や２周などとすることも可能である。オイル通路を独立配管等で構成できる点は前記第１実施形態と同様である。
【００３９】
次に、本発明の第３実施形態を図５に基づき説明する。なお、前記実施形態と同様の構成については図中同一符号を付して説明を省略し、以下相違点を中心に説明を行う。
【００４０】
この第３実施形態は前記第１実施形態と比較して気液分離装置の構成が異なり、また、この第３実施形態の気液分離装置は前記第２実施形態の気液分離装置と構成が類似する。本実施形態の気液分離装置２５０において、オイル通路７０は、エンジン長手方向の最も他端側（図５の左側）に位置する気筒（＃４気筒）の吸気マニホールド２０Ｄと、サージタンク２３と、スロットルボディ２６との外周部に一体的に設けられており、且つ、吸気マニホールド２０Ｄの延在部２０Ｂの上端部から下端部に延びた後、サージタンク２３からスロットルボディ２６にかけて螺旋状に巻き付きながら延びるようになっている。オイル通路７０は、吸気マニホールド２０Ｄの延在部２０Ｂの一側側（図中紙面手前側）の側面に上方から下方に延びて設けられた第１通路６５と、サージタンク２３においてその上面から一側側の側面に延びて設けられた第２通路６６と、スロットルボディ２６の一側側の側面、下面、他側側（図中紙面奥側）の側面及び上面というように略１周延びる第３通路６７とから分割されてなる。第３通路６７が、スロットルボディ２６に巻き付く巻回部をなしている。第３通路６７の下流端において、出口部５２をなす出口管５２Ａがスロットルボディ２６の上面に沿って配置されて一側側に向いている。
【００４１】
この気液分離装置２５０によっても第２実施形態と同様の作用効果がもたらされる。なお本実施形態では第２通路６６と第３通路６７とで略１周する構成であるが、それ以外の巻回数を採ることも任意である。
【００４２】
次に、本発明の第４実施形態を図６及び図７に基づき説明する。なお、前記第１実施形態と同様の構成については図中同一符号を付して説明を省略し、以下相違点を中心に説明を行う。
【００４３】
この第４実施形態は前記第１実施形態と比較して気液分離装置と吸気マニホールドとの構成が異なる。本実施形態において、吸気マニホールド３２０は、全気筒（４気筒）分が纏まって一体として形成され、その内部に気筒毎の吸気通路即ちインマニ通路８０が形成されている。気液分離装置３５０は、吸気マニホールド３２０の延在部３２０Ｂの一側側の側面部に一体的に形成されたオイル通路８１と、オイル通路８１に設けられたガス導出部８２としてのガス導出管８２Ａとを備える。オイル通路８１は、延在部３２０Ｂの上端から上向きに突出してオイルを導入する入口部５１としての入口管５１Ａと、オイルを旋回させつつ下流側に導く二つのサイクロン室８３と、入口管５１Ａに導入されたオイルを各サイクロン室８３に導く供給路８４と、サイクロン室８３の下流端部にてオイルを導出する出口部５２としての出口管５２Ａとを備える。
【００４４】
サイクロン室８３は、図６に示すように一側側からの側面視において略逆台形状を呈しており、その下部が上部に比べ幅狭に形成されており、また、図６及び図７から分かるように、エンジン長手方向の幅に比べエンジン幅方向の厚みが小さい扁平形状とされている。サイクロン室８３は、図６に示すように、エンジン長手方向の一端側の２気筒（＃１，＃２気筒）及び他端側の２気筒（＃３，＃４気筒）のそれぞれの占める領域に各一つずつ設けられ、最下流部となる下端部にはオイルを収集するための窪み部８５が設けられる。
【００４５】
供給路８４は、図６に示すように全体として逆Ｔ字状に形成され、入口管５１Ａから導入されたオイルを流下させた後、左右に振り分けてサイクロン室８３に供給するようになっている。供給路８４の出口８４Ａは、図７から分かるように、各サイクロン室８３の上端部で且つインマニ通路８０側のコーナー部に開口されており、そのインマニ通路８０側の壁面に沿うように接線方向に開口されている。各サイクロン室８３の中心部にガス導出管８２Ａが上方から所定長さ挿入されている。各サイクロン室８３の最下端に位置する窪み部８５に出口管５２Ａが接続され、ここからオイルの導出がなされる。
【００４６】
本実施形態によれば、入口管５１Ａから導入されたオイルが供給路８４の縦に延びる部分である前半部８４Ｂを流下し、ここで流速が与えられた後、供給路８４の横に延びる部分である後半部８４Ｃを通じて出口８４Ａから各サイクロン室８３に供給される。出口８４Ａから噴出されたオイルは、図中矢示されるように各サイクロン室８３内を旋回しながら落下する。この旋回によりオイル分とガス分との遠心分離が実行される。分離後のオイルはサイクロン室８３の下端部にある窪み部８５に一旦溜まり、そこから出口管５２Ａを通じてオイルタンクに向けて排出される。他方、分離後のガスはガス導出管５２Ａ内に入り、ガス導出管５２Ａ内を上方に向かって流れ、最終的にヘッド室４４へと送られる。
【００４７】
本実施形態の気液分離装置３５０によっても前記実施形態と同様の作用効果がもたらされる。特に、サイクロン室８３によってオイルを旋回させることができるので、遠心力を利用した気液分離を確実に実行できる。また、サイクロン室８３の手前の供給路８４が、延在部３２０Ｂに沿って高さ方向に延びる前半部８４Ｂを有するので、ここを流れる過程でオイルの流速を早め、気液分離効率を高めることができる。
【００４８】
なお、サイクロン室を一つしか設けない構成も可能であり、逆により多数のサイクロン室を設ける構成も可能である。
【００４９】
次に、本発明の第５実施形態を図８に基づき説明する。この第５実施形態は前記第４実施形態と同様にオイル通路９０が吸気マニホールド３２０に一体に形成されたサイクロン室９１を有する。サイクロン室９１の上端部には入口部５１としての入口管５１Ａが直接的に接線方向に且つ水平方向に挿入されており、サイクロン室９１内にオイルの旋回流を作るようになっている。なお、サイクロン室９１のエンジン幅方向の厚みは前記第４実施形態のものよりも厚くされている。
【００５０】
スカベンジングポンプからのオイルをオイル通路９０に供給するためのオイル配管９３が入口管５１Ａに挿入接続されている。オイル配管９３は、入口管５１Ａの直前部分で上向きに曲げられ、高さ方向に延在する延在部９３Ａを有する。また、分離後のガスを導出するガス導出部としてのガス導出管９４は、オイル配管９３の延在部９３Ａに挿入され、その延在部９３Ａの途中から分離後のガスを取り出すようになっている。延在部９３Ａに挿入されたガス導出管９４の先端部は、下向きに屈曲されると共に、延在部９３Ａの中心部に位置される。サイクロン室９１内でオイルから分離されたガスは、入口管５１Ａからオイル配管９３に入り、オイルとの密度差により延在部９３Ａ内を浮上し、ガス導出管９４内に入って最終的にヘッド室４４に送られる。また、オイル配管９３の延在部９３Ａ内を下向きに流れるオイルのうち、これに含まれるガス分がガス導出管９４内に入って、ヘッド室４４に送られる。
【００５１】
この本実施形態の気液分離装置によっても前記実施形態と同様の作用効果がもたらされる。特に、サイクロン室９１によってオイルを旋回させることができるので、遠心力を利用してガスとオイルとを確実に分離できる。また、本実施形態のように、オイル通路９０の上流側のオイル配管９３から分離後のガスを取り出すようにしても、ブローバイガスの還元処理を確実に実行することができる。
【００５２】
以上の実施形態は本発明をドライサンプ式エンジンに適用したものである。ドライサンプ式エンジンではスカベンジングポンプによりオイルを強制的に吸引するため、吸引したオイル中にガスが多く含まれるようになり、オイルの流れはしばしばガスが混入した二相流のようになる。前記実施形態は、これらオイルとガスとを確実に且つ高効率で分離できるので、ドライサンプ式エンジンに非常に好適である。しかしながら本発明は、図９に示される第６実施形態のように、より一般的なウェットサンプ式エンジンにも好適に適用可能である。この第６実施形態は図１に示された前記第１実施形態において基本の潤滑装置の構成をウェットサンプ式に変更したものである。図９に示されるように、オイルパン１５Ａは前記第１実施形態のものよりも大容量のものに変更され、このオイルパン１５Ａ内にオイルが収容され、このオイルパン１５Ａ内のオイルをフィードポンプ５３で直接吸引し、エンジン本体１１内にある各潤滑部に向けて吐出するようになっている。
【００５３】
エンジン本体１１に存在する潤滑経路の一箇所から、オイルが、気液分離装置５０のオイル通路５５の入口部５１に送られる。ここで本実施形態ではエンジン本体１１の上端部付近の位置、具体的にはシリンダヘッド１３から、オイルを取り出して気液分離装置５０に送るようになっており、これにより落差を利用して気液分離装置５０内でのオイルの流速を最大限上げることができる。そして、気液分離装置５０によって分離された後のオイルはクランク室４１に戻される。
【００５４】
図１０には、オイル中に含まれるスラッジや水分の量と、オイルの寿命との関係が示される。図示されるように、オイル中に含まれるスラッジや水分の量が多いほど、オイル寿命は短くなり、オイルの劣化は早く進行する。
【００５５】
図１１には、ブローバイガス中に含まれるオイルミストの量と、クランクケース内に溜まるスラッジの量との関係が示される。図示されるように、ブローバイガス中に含まれるオイルミスト量が多いほど、クランクケース内に溜まるスラッジ量が多くなるという一般的傾向がある。本発明の実施形態によれば、気液分離装置によってブローバイガスからオイルを高効率で分離することができる。よって図示されるように、本発明の場合は気液分離装置の無い通常の構成と比較してスラッジ量を減少することができる。このことは、図１０のグラフから分かるように、オイル寿命を長期化するというメリットをもたらす。
【００５６】
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明の実施形態は他にも様々なものが可能である。例えばＶ型エンジンのように気筒群毎（バンク毎）に吸気マニホールドが設けられる場合には、各気筒群毎に気液分離装置を設けることができる。また本発明は車両用のエンジンに限らず種々の用途のエンジンに適用し得るものである。前記第１乃至第６実施形態の構成は、可能な限りにおいて組み合わせることが可能である。
【００５７】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンを示す部分断面正面図である。
【図２】第１実施形態のエンジンの要部を示す側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るエンジンを示す部分断面正面図である。
【図４】第２実施形態のエンジンの要部を示す側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るエンジンの要部を示す側面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るエンジンの要部を示す側面図である。
【図７】第４実施形態における気液分離装置を示す縦断正面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るエンジンの気液分離装置を示す縦断正面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係るエンジンを示す部分断面正面図である。
【図１０】オイル中に含まれるスラッジや水分の量と、オイルの寿命との関係を示すグラフである。
【図１１】ブローバイガス中に含まれるオイルミストの量と、クランクケース内に溜まるスラッジの量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１１  エンジン本体
２０，３２０  吸気マニホールド
２０Ｂ，３２０Ｂ  延在部
２３  サージタンク
２５  スロットルバルブ
２６  スロットルボディ
５０，１５０，２５０，３５０  気液分離装置
５５，６０，７０，８１，９０  オイル通路
５６，８２，９４  ガス導出部
６２  巻回部
６７  第３通路（巻回部）
８３，９１  サイクロン室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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