(57)【要約】【課題】エンジン体格を変更することなく搭載が可能で、既存エンジンにも反映可能で、コンプレッサでのオイル蒸発、デポジット堆積を抑制し、エンジンの出力低下を回避可能にする。【解決手段】ブローバイガス還流装置は、排気通路２６に設けられたタービン２７と、吸気通路２０に設けられタービン２７により駆動されるコンプレッサ２２とを具備するターボチャージャー２１を備えた内燃機関のブローバイガス還流装置である。そして、ヘッドカバー１９内でオイルセパレータによりオイルの分離作用を受けたブローバイガスを吸気通路２０に導くＰＣＶ経路３１の形状を、ＰＣＶ経路３１に流入したブローバイガスに旋回流を生じさせる形状にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられ前記タービンにより駆動されるコンプレッサとを備えるターボチャージャーを備えた内燃機関のブローバイガス還流装置であって、
ヘッドカバー内でオイルセパレータによりオイルの分離作用を受けたブローバイガスを前記吸気通路に導くＰＣＶ経路の形状を、前記ＰＣＶ経路に流入したブローバイガスに旋回流を生じさせる形状にしたことを特徴とするブローバイガス還流装置。
【請求項２】
前記ＰＣＶ経路は、内径が入口側から出口側に向かって徐々に縮小する部分を有し、ブローバイガスの流入口は、ブローバイガスが前記ＰＣＶ経路内に斜めに流入するように設けられている請求項１に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項３】
前記ＰＣＶ経路は、入口側が出口側より低く設けられている請求項１又は請求項２に記載のブローバイガス還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク室に漏れ出たブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンには性能向上のため、ターボチャージャー（過給機）が搭載されている。ターボチャージャーは、タービンとコンプレッサの対で構成されている。ターボチャージャーは、エンジンの排気エネルギーを利用してタービンが回転し、同軸でコンプレッサを駆動する。コンプレッサはエアークリーナより吸気通路の下流側に配置され、外気を吸引圧縮してエンジンのシリンダ内に供給する。コンプレッサとエアークリーナ間にはＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）経路が設置され、エンジン内からオイルミストを含むガスが還流される。このＰＣＶ経路の問題点として、還流されたオイルミストがコンプレッサ内でデポジット化し、コンプレッサ経路を閉塞させることにより過給効率が低下し、燃費および排気が悪化することが挙げられる。
【０００３】
従来、ブローバイガス還流装置として、ブローバイガスからオイルを分離するための複数のオイルセパレータを有するものが知られている。特許文献１には、シリンダブロックの側面に第１のオイルセパレータを設けるとともに、シリンダヘッドの上面とシリンダヘッドカバーとで囲まれる空間に第２のオイルセパレータを設けている。そして、これら第１及び第２のオイルセパレータを連通路によって連通し、連通路の全体をシリンダブロック及びシリンダヘッドの内部に形成するようにしたブローバイガス還流装置が提案されている。このブローバイガス還流装置は、ブローバイガスに含まれる水分が第１のオイルセパレータと第２のオイルセパレータとを連通する連通路内において凍結することを抑制することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０１８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、ＰＣＶ通路を経て還流されたオイルミストがコンプレッサ内でデポジット化して堆積することを回避または抑制することに関しては、何ら記載がない。コンプレッサでのデポジット堆積を回避する手段としては、（１）コンプレッサ表面温度低下、（２）ＰＣＶオイルミスト量削減、（３）油中スーツ（煤）低減がある。
【０００６】
しかし、（１）のコンプレッサ表面温度低下は、エンジンの出力低下を伴うためエンジンとしての商品性を下げる。（２）のＰＣＶオイルミスト量削減は、ＰＣＶ（多くのエンジンではヘッドカバーに内蔵）容量拡大を伴いエンジンの全高大となり、搭載が困難である。また、（３）の油中スーツ低減は燃焼改善等が必要であり、燃焼現象解明が必要（現在の技術では未解明の分野）である。このため、現状の温度条件およびエンジンレイアウトを変更することなくオイルミスト量を低減する手段がコンプレッサのデポジット堆積低減には有効である。
【０００７】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジン体格を変更することなく搭載が可能で、既存エンジンにも反映可能で、コンプレッサでのオイル蒸発、デポジット堆積を抑制し、エンジンの出力低下を回避可能なブローバイガス還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するブローバイガス還流装置は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられ前記タービンにより駆動されるコンプレッサとを具備するターボチャージャーを備えた内燃機関のブローバイガス還流装置であって、ヘッドカバー内でオイルセパレータによりオイルの分離作用を受けたブローバイガスを前記吸気通路に導くＰＣＶ経路の形状を、前記ＰＣＶ経路に流入したブローバイガスに旋回流を生じさせる形状にした。
【０００９】
この構成によれば、オイルミストを含んだ状態でブローバイガスがＰＣＶ経路の入口からＰＣＶ経路内に流入すると、ブローバイガスは旋回流となってＰＣＶ経路内を出口に向かって進む。ブローバイガスが旋回流となってＰＣＶ経路内を進むと、ブローバイガス中に含まれるオイルミストがブローバイガスから分離されてＰＣＶ経路の壁面に液滴となって付着する。そのため、オイルミストがコンプレッサまでブローバイガスによって運ばれる量が減少して、コンプレッサにおけるデポジット堆積が抑制される。
【００１０】
前記ＰＣＶ経路は、内径が入口側から出口側に向かって徐々に縮小する部分を有し、ブローバイガスの流入口は、ブローバイガスが前記ＰＣＶ経路内に斜めに流入するように設けられている。この構成によれば、ＰＣＶ経路の入口からＰＣＶ経路内に流入したブローバイガスが旋回流となる構成を簡単に形成することができる。
【００１１】
前記ＰＣＶ経路は、入口側が出口側より低く設けられている。この構成によれば、ＰＣＶ経路内で液滴化したオイルは、エンジン停止中にヘッドカバー内に逆流し、オイルをシリンダヘッド内に還流させる。そのため、エンジンのオイル消費を低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジン体格を変更することなく搭載が可能で、既存エンジンにも反映可能で、コンプレッサでのオイル蒸発、デポジット堆積を抑制し、エンジンの出力低下を回避可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ブローバイガス還流装置の全体構成を示す概略図。
【図２】ヘッドカバーとＰＣＶホースとコンプレッサインレットパイプの関係を示す模式分解斜視図。
【図３】ＰＣＶホースの内のガスの状態を示す模式図。
【図４】別の実施形態の模式分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化したディーゼルエンジンにおけるブローバイガス還流装置の一実施形態を図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、エンジン１０は、エンジンオイルＯを貯留するオイルパン１１と、シリンダブロック１２と、シリンダヘッド１３とを有する。オイルパン１１とシリンダブロック１２とによりクランクケース（クランク室）１４が形成されている。シリンダブロック１２に設けられたシリンダボア内にピストン１５が収容されている。
【００１５】
シリンダブロック１２のピストン１５より上側が燃焼室１６を形成している。シリンダヘッド１３には燃焼室１６に連通する吸気ポート１７及び排気ポート１８が形成されている。吸気ポート１７は図示しない吸気弁によって開閉される。排気ポート１８は図示しない排気弁によって開閉される。シリンダヘッド１３内には燃料噴射弁（図示せず）が備えられている。
【００１６】
シリンダヘッド１３の上側にはシリンダヘッド１３を覆うヘッドカバー１９が設けられている。ヘッドカバー１９内には図示しないオイルセパレータが設けられている。
吸気ポート１７は、吸気通路２０を介してターボチャージャー２１のコンプレッサ２２に接続されている。吸気通路２０の途中にはインタークーラ２３が設けられている。コンプレッサ２２はエアークリーナ２４で浄化された外気を、吸気通路２０を介して取り込む。排気ポート１８は、排気通路２６を介してターボチャージャー２１のタービン２７に接続されており、エンジン１０の排気のエネルギーでタービン２７が駆動される。タービン２７の回転はシャフトを介してコンプレッサ２２に伝達されて、コンプレッサ２２が回転する。このコンプレッサ２２の回転によって吸気が圧縮され、ターボチャージャー２１が過給を行う。
【００１７】
シリンダブロック１２には、シリンダブロック１２とピストン１５との隙間からクランクケース１４内へ漏出してくるブローバイガスを排出するためのブローバイガス排出路３０が設けられている。ブローバイガス排出路３０は、複数設けられ、複数のブローバイガス排出路３０はヘッドカバー１９内で合流し、ＰＣＶ経路３１を経て吸気通路２０へ供給される。ＰＣＶ経路３１は、吸気通路２０に対してエアークリーナ２４とコンプレッサ２２との間において接続されている。
【００１８】
詳述すると、図２に示すように、ＰＣＶ経路３１は、ホース３２で形成されている。ホース３２は、ヘッドカバー１９内でオイルセパレータによりオイルの分離作用を受けた後、ＰＣＶ経路３１、即ちホース３２に流入したブローバイガスに旋回流を生じさせる形状に形成されている。
【００１９】
この実施形態では、ホース３２は、図３に示すように、内径が入口側から出口側に向かって徐々に縮小する部分を有し、ブローバイガスの流入口は、ブローバイガスがホース３２内に斜めに流入するように設けられている。なお、図３にはブローバイガスの流れが破線の矢印で図示されている。
【００２０】
また、図２に示すように、ホース３２は、ＰＣＶ経路３１の入口側３２ａ、即ちヘッドカバー１９に突接された連結部１９ａに接続される側が、出口側３２ｂ、即ちコンプレッサ２２に接続される側より低くなる状態でコンプレッサ２２のコンプレッサインレットパイプ３３の連結部３３ａに連結されるようになっている。即ち、ＰＣＶ経路３１は、入口側が出口側より低く設けられている。
【００２１】
次に前記のように構成されたブローバイガス還流装置の作用を説明する。
ターボチャージャー２１は、エンジン１０の排気ポート１８から排出される排気ガスのエネルギーを利用してタービン２７を回転させ、タービン２７の回転によりコンプレッサ２２が回転される。このコンプレッサ２２の回転によって吸気が圧縮されて、ターボチャージャー２１が過給を行う。
【００２２】
燃焼室１６からピストン１５とシリンダボアとの隙間からクランクケース１４内に侵入したブローバイガスは、ブローバイガス排出路３０を経てヘッドカバー１９内に流入する。そして、ヘッドカバー１９内に設けられたオイルセパレータによってオイルミストの一部が分離された後、ＰＣＶ経路３１を構成するホース３２内に流速を向上した状態で流入する。
【００２３】
オイルミストを含んだブローバイガスは、ホース３２内に流入すると、旋回流となってホース３２内を出口に向かって進む。ブローバイガスが旋回流となってホース３２内を進むと、ブローバイガス中に含まれるオイルミストの一部がブローバイガスから分離されてホース３２の壁面に液滴となって付着する。そのため、コンプレッサ２２までブローバイガスによって運ばれるオイルミストの量が減少して、コンプレッサ２２におけるデポジット堆積が抑制される。
【００２４】
また、ブローバイガスの流速が向上することにより、オイルミストの粒径が大きくなり、熱容量が増えて蒸発し難くなる。オイルミストを含んだ状態でブローバイガスがＰＣＶ経路３１の入口からＰＣＶ経路３１内に流入すると、ブローバイガスは旋回流となってＰＣＶ経路３１内を出口に向かって進む。ブローバイガスが旋回流となってＰＣＶ経路３１内を進むと、ブローバイガス中に含まれるオイルミストの一部がホース３２の内壁面に液滴となって付着し易くなる。また、ブローバイガスの流速が上がることにより、オイルミストが凝集することで液滴化し易くなり、ホース３２の内壁面に液滴となってより付着し易くなる。
【００２５】
ホース３２を通過する間に液滴となってホース３２の壁面に付着しなかった残りのオイルミストは、ブローバイガスとともにコンプレッサインレットパイプ３３を経てコンプレッサ２２に流入する。ブローバイガスは流速を上げてコンプレッサ２２内に流入するため、オイルミストは凝集して液滴になり、コンプレッサ２２に付着する。オイルミストが液滴になると、コンプレッサ２２におけるデポジット堆積が抑制される。また、オイルミストが凝集して液滴になることにより、熱容量が増え蒸発し難くなる。
【００２６】
エンジン運転中は、ホース３２内及びコンプレッサ２２内に吸気のガス流れがあるため、ホース３２内及びコンプレッサ２２内で液滴化したオイルミスト、即ちオイルは、コンプレッサインレットパイプ３３及びコンプレッサ２２の表面を伝いシリンダブロック１２内に流入する。また、ホース３２は、入口側３２ａが出口側３２ｂより低く形成されているため、ホース３２内で液滴化したオイルは、エンジン停止中にはヘッドカバー１９内に逆流し、オイルをシリンダヘッド１３内に還流させる。
【００２７】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ブローバイガス還流装置は、排気通路２６に設けられたタービン２７と、吸気通路２０に設けられタービン２７により駆動されるコンプレッサ２２とを具備するターボチャージャー２１を備えた内燃機関のブローバイガス還流装置である。そして、ヘッドカバー１９内でオイルセパレータによりオイルの分離作用を受けたブローバイガスを吸気通路２０に導くＰＣＶ経路３１の形状を、ＰＣＶ経路３１に流入したブローバイガスに旋回流を生じさせる形状にした。
【００２８】
この構成によれば、オイルミストを含んだ状態でブローバイガスがＰＣＶ経路３１の入口からＰＣＶ経路３１内に流入すると、ブローバイガスは旋回流となってＰＣＶ経路３１内を出口に向かって進む。ブローバイガスが旋回流となってＰＣＶ経路３１内を進むと、ブローバイガス中に含まれるオイルミストがブローバイガスから分離されてＰＣＶ経路３１の壁面に液滴となって付着する。そのため、オイルミストがコンプレッサ２２までブローバイガスによって運ばれる量が減少して、コンプレッサ２２におけるデポジット堆積が抑制される。
【００２９】
また、ＰＣＶ経路３１を構成するホース３２は、外気に触れる面積がヘッドカバー１９内より多いため、温度が低く、ホース３２内で旋回したガスが壁面に接触することでガス温度が低下し、オイルミストが液滴化し易くなる。
【００３０】
（２）ＰＣＶ経路３１を構成するホース３２は、内径が入口側３２ａから出口側３２ｂに向かって徐々に縮小する部分を有し、ブローバイガスの流入口は、ブローバイガスがＰＣＶ経路３１内に斜めに流入するように設けられている。この構成によれば、ＰＣＶ経路３１の入口からＰＣＶ経路３１内に流入したブローバイガスが旋回流となる構成を簡単に形成することができる。
【００３１】
（３）ＰＣＶ経路３１を構成するホース３２は、入口側３２ａが出口側３２ｂより低く設けられている。この構成によれば、ＰＣＶ経路３１内で液滴化したオイルは、エンジン停止中にヘッドカバー１９内に逆流し、オイルをシリンダヘッド１３内に還流させる。そのため、エンジンのオイル消費を低減することが可能になる。
【００３２】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  ＰＣＶ経路３１を構成するホース３２は、図３に示すように内径が入口側３２ａから出口側３２ｂに向かって徐々に縮小する部分を途中まで有する形状に限らず、ホース３２の全長にわたって内径が入口側３２ａから出口側３２ｂに向かって徐々に縮小する形状としてもよい。
【００３３】
○  ホース３２は、断面が円形に限らず、例えば楕円形や長円形（一対の円弧が２本の直線で連結された形状）であってもよい。
○  ＰＣＶ経路３１を構成するホース３２は、入口側３２ａが出口側３２ｂと同じ高さに設けたり、入口側３２ａが出口側３２ｂより高く設けたりしてもよい。
【００３４】
○  ホース３２の入口側３２ａ側に連結される連結部１９ａ及び出口側３２ｂに連結される連結部３３ａが直接ホース３２に連結される構成に限らず、例えば、図４に示すように、連結部１９ａ及び連結部３３ａがホース３２に対して、連結パイプ３５ａ，３５ｂを介して連結される構成としてもよい。この場合、形状や大きさの異なるホース３２に対する連結や、ブローバイガスがホース３２内に流入する角度を旋回流が生じやすい角度に調整することが容易になる。
【００３５】
○  ディーゼルエンジンにおけるブローバイガス還流装置に限らず、ガソリンエンジンにおけるブローバイガス還流装置に適用してもよい。ガソリンエンジンでは、バルブを設けてＰＣＶ経路を使う場合と使わない場合とに切り替える。
【符号の説明】
【００３６】
１９…ヘッドカバー、２０…吸気通路、２１…ターボチャージャー、２２…コンプレッサ、２６…排気通路、２７…タービン、３１…ＰＣＶ経路、３２ａ…入口側、３２ｂ…出口側。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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