JP4423243B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関するものである。

従来、この種の内燃機関としては、例えば特許文献１に開示されているように、ブローバイガス中の油分を分離する気液分離装置をヘッドカバーに備えるものが提案されている。
この内燃機関では、気液分離装置でブローバイガス中の油分を分離し、油分が分離されたブローバイガスを吸気系へ環流させて再燃焼させるものとしている。
特開２００２−２４２６４６号公報

しかしながら、こうした内燃機関では、ヘッドカバー内が比較的高温であることから、ブローバイガス中の油分を充分に分離することができない場合が生じていた。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、気液分離性能の向上を図ることを目的の１つとし、また部品点数の削減を目的の１つとし、更に振動抑制を目的の１つとするものであり、その請求項１は、ブローバイガス中の油分を分離可能な気液分離手段と、該気液分離手段によって油分を分離された前記ブローバイガスが導入されるヘッドカバー上面に配置されたインテークマニホールドと、を備える内燃機関において、前記気液分離手段は、前記インテークマニホールドの集合部と一体形成され、該集合部を前記ヘッドカバー上面に固定支持する手段であることである。

また請求項２は、前記気液分離手段は、前記ヘッドカバーの内部と連通する第１連通部と、前記集合部の内部と連通する第２連通部とを有し、該第２連通部には逆止弁を備えてなることである。

また請求項３は、前記気液分離手段は、前記ブローバイガスから分離された油分を前記ヘッドカバー内部に返戻可能な返戻孔が形成されてなることである。

また請求項４は、前記気液分離装置は、前記ブローバイガスから分離された油分を前記返戻孔に誘導可能な誘導手段を有することである。

また請求項５は、前記集合部は、吸気量を調整する吸気量調整手段が接続される接続部を有し、前記気液分離手段は、該接続部近傍に形成されてなることである。

また請求項６は、前記インテークマニホールドは、一端が前記集合部に接続され他端が吸気ポートに接続された吸気管を有し、前記気液分離手段は、前記集合部の前記吸気管が接続された側に形成されてなることである。

本発明の内燃機関は、ブローバイガス中の油分を分離可能な気液分離手段と、気液分離手段によって油分を分離されたブローバイガスが導入されるヘッドカバー上面に配置されたインテークマニホールドを備え、気液分離手段はインテークマニホールドの集合部と一体形成され、集合部をヘッドカバー上面に固定支持する手段であることにより、気液分離手段をインテークマニホールドの集合部と一体形成することで、一般にインテークマニホールドの集合部の温度は外気温と略等しく、ヘッドカバー内の温度と比して低温であるから、ヘッドカバー内に気液分離室が形成されたものよりも、ブローバイガスの温度が下がり易いものとなり、その結果、気液分離性能の向上を図ることができるものとなる。
しかも、インテークマニホールドの集合部をヘッドカバー上面に固定支持するのに気液分離室を用いる構成であり、集合部をヘッドカバー上面に固定支持するための部品を別途用意する必要がなく、部品点数を削減できるものとなる。

また、気液分離手段は、ヘッドカバーの内部と連通する第１連通部と、集合部の内部と連通する第２連通部とを有し、第２連通部には逆止弁を備えてなることにより、配管等を無しにブローバイガスを環流させることができ、部品点数を削減でき、また逆止弁を備えているため、ブローバイガスの逆流を良好に防止できるものとなる。

また、気液分離手段は、ブローバイガスから分離された油分をヘッドカバー内部に返戻可能な返戻孔が形成されてなることにより、ブローバイガスから分離された油分をヘッドカバー内部に良好に戻すことができるものとなる。

また、気液分離装置は、ブローバイガスから分離された油分を返戻孔に誘導可能な誘導手段を有することにより、ブローバイガスから分離された油分を良好に返戻孔に誘導することができる。

また、集合部は、吸気量を調整する吸気量調整手段が接続される接続部を有し、気液分離手段は、接続部近傍に形成されてなることにより、吸気量調整手段の重量による集合部の倒れを良好に抑制できるものとなる。

また、インテークマニホールドは、一端が集合部に接続され他端が吸気ポートに接続された吸気管を有し、気液分離手段は、集合部の吸気管が接続された側に形成されてなることにより、内燃機関の振動を効果的に抑制することができるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、内燃機関のヘッドカバー上面に設けられたインテークマニホールドの斜視構成図であり、図２は、図１の平面構成図であり、図３は、ヘッドカバーの平面図であり、図４は、図２のＡ−Ａ線断面構成図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線断面構成図である。

図において、実施例の内燃機関は、図示しないシリンダヘッドの上面に取り付けられるヘッドカバー１と、接続部５に接続される吸気量調整手段である図示しないスロットルチャンバーからの吸気を受け入れる集合部３と、集合部３で受け入れた吸気を図示しないシリンダヘッドに形成された４つの吸気ポートにそれぞれ供給する４本の吸気管４，４，４，４と、内燃機関の内部で発生するブローバイガスの気液分離を行うとともに集合部３をヘッドカバー１の上面に取付固定する集合部３に一体形成された気液分離装置６とから構成されるインテークマニホールド２と、を備える。

ヘッドカバー１には、スロットルチャンバーの上流側から新気を導入してシリンダヘッド内に供給するための新気導入通路１ａと、シリンダヘッド内からのブローバイガスを集合部３に排出するためのブローバイガス排出路１ｂとが形成されており、新気導入通路１ａとブローバイガス排出路１ｂとは、ヘッドカバー１のリブ１ｃにバッフルプレート８を取り付けることで互いに隔離して形成されるとともにシリンダヘッド内部とも隔離して形成されている。

また、新気導入通路１ａおよびブローバイガス排出路１ｂは、バッフルプレート８に形成された連通孔１ｄ，１ｅを介してシリンダヘッド内に連通されるとともに、ブローバイガス排出通路１ｂは、ヘッドカバー１に形成された開口１ｆを介して気液分離装置６に連通されている。
なお、開口１ｆ近傍には、ブローバイガスを後述する気液分離装置６における第１連通部１０からのみ流入させるために、リブ１ｇがリブ１ｃから突出形成されている。

気液分離装置６は、下面側が開放された箱状に形成された本体部が集合部３の接続部５の近傍であって吸気管４が接続された側に一体形成されたものとなっており、本体部の下端外周に形成された外側へ突出したフランジ部６ａをヘッドカバー１の上面にボルト７，７，７を介して固定することで、インテークマニホールド２をヘッドカバー１の上面に固定支持することができるように構成されている。
また、気液分離装置６の本体部の内部には、ブローバイガス中の油分を分離するための気液分離室が形成されている。

気液分離装置６を接続部５の近傍に一体形成したことにより、重量物であるスロットルチャンバーによる集合部３の倒れを良好に抑制でき、また、気液分離装置６を集合部３の吸気管４が接続された側に形成したことにより、気液分離装置６を集合部３を挟んで吸気管４が接続された側とは反対側に形成した場合に比して、内燃機関の振動による吸気管４の吸気ポート側取付部を支点とする集合部３を回転させようとする回転モーメントを小さく抑えることができ、さらに、気液分離装置６によりインテークマニホールド２をヘッドカバー１の上面に固定支持したことにより、別途インテークマニホールド２を固定支持するための部品を用意する必要がなく、部品点数を削減できる。

気液分離装置６の気液分離室は、ヘッドカバー１に形成された開口１ｆと連通する第1連通部１０と、第１連通部１０より流入するブローバイガスを集合部３内の吸気通路３ａに導くとともに、その過程においてブローバイガス中の油分を分離させる折曲状のブローバイガス通路１４と、油分が分離されたブローバイガスを集合部３内の吸気通路３ａに供給する第2連通部１２と、ブローバイガスの逆流を抑えるとともに集合部３の負圧が高すぎるときに過度のブローバイガス吸い込みを制限するオリフィスの役目を果たすＰＣＶバルブ１３とから構成されている。

折曲状のブローバイガス通路１４は、気液分離装置６の本体部を構成する外周壁６ｂの上壁６ｄのほぼ中央部からヘッドカバー１の上面に向かって突出して形成された仕切壁６ｃと、バッフルプレート８から立ち上げ状に外周壁６ｂの上面に向かって設置された第１連通部１０の一部を形成するブローバイ通路形成用プレート９とから構成されており、図４に示すように、気液分離室を、外周壁６ｂとブローバイ通路形成用プレート９とによって仕切られた左室と、ブローバイ通路形成用プレート９と仕切壁６ｃとによって仕切られた中室と、仕切壁６ｃと集合部３側の外周壁６ｂとによって仕切られた右室との３室に区画している。

左室と中室とはブローバイ通路形成用プレート９の上端と上壁６ｄとの間に形成された隙間９ａを通じて連通しており、中室と右室とは仕切壁６ｃの上部部位に形成された連通孔１１を通じて連通しており、右室は集合部３側の外周壁６ｂにおける連通孔１１とほぼ同じ高さ位置に形成された第２連通部１２に取り付けられたＰＣＶバルブ１３を介して集合部３内の吸気通路３ａと連通したものとなっている。
なお、連通孔１１と第2連通部１２は、図４における左側の外周壁６ｂに孔を開けて、この孔からドリル等を通して形成されるものであり、外周壁６ｂ側の孔は後に盲栓６ｅで蓋をすることができる。

また、中室とヘッドカバー１内部とを隔離するヘッドカバー１の上面部には、集合部３側の外周壁６ｂから仕切壁６ｃにかけて下傾状に誘導部１ｈが形成されており、誘導部１ｈと仕切壁６ｃとの間に返戻孔１６が形成されている。
さらに、ブローバイ通路形成用プレート９の根元部に孔８ａが形成され、左室下方側に位置するバッフルプレート８に孔８ｂが形成されており、孔８ａ，８ｂの開口面積は連通孔１１や隙間９ａの開口面積に比して充分小さく形成されている。なお、誘導部１ｈの先端は、孔８ａのほぼ上方に位置して形成されている。

次に、こうして構成された実施例の内燃機関における気液分離装置の動作について説明する。
ヘッドカバー１内のブローバイガス排出路１ｂから第１連通部１０を介して左室に導入されたブローバイガスは、左室内を上昇して隙間９ａから中室へ流入する。中室へ流入したブローバイガスは、連通孔１１を介して右室へと流入し、ＰＣＶバルブ１３を介して集合部３内の吸気通路３ａへと供給される。このとき、ブローバイガス中の油分は、ブローバイガスが上壁６ｄやブローバイ通路形成用プレート９や仕切壁６ｃにぶつかりながらＰＣＶバルブ１３まで導かれる間に良好に分離される。
分離された油分は、中室から孔８ａ，８ｂを通る経路と、右室から返戻孔１６を介して孔８ａ，８ｂを通る経路と、両経路によりシリンダヘッド内部に良好に戻される。

ここで、実施例では、気液分離装置６は、外気温とほぼ等しい集合部３に一体的に形成しているので、シリンダヘッドの燃焼室と連通しているために比較的高温（数百度）となっているヘッドカバー１の内部に気液分離装置６が形成されたものに比べて、気液分離室内の温度を低温とすることができる。これにより、ブローバイガスの温度を下がりやすいものとすることができて、気液分離性能がより向上したものとなる。しかも、配管等を用いずにブローバイガスを還流させることができるので、部品点数を削減することができる。また、中室とヘッドカバー１内部とを隔離するヘッドカバー１の上面部に誘導部１ｈを形成し、この誘導部１ｈの先端を孔８ａのほぼ上方に位置させたことにより、分離された油分を返戻孔１６に誘導して孔８ａ，８ｂからシリンダヘッド内部に良好に戻すことができる。
なお、孔８ａ，８ｂの開口面積が、連通孔１１や隙間９ａの開口面積に比して充分小さく形成されているので、ブローバイガスの流れのほとんどは、左室から隙間９ａ，連通孔１１を介してＰＣＶバルブ１３の経路をたどることとなる。

以上説明した実施例の内燃機関によれば、気液分離装置６をインテークマニホールド２の集合部３に一体形成するから、気液分離室内の温度を低温とすることができ、ブローバイガスの温度を下がりやすいものとすることができる。この結果、気液分離性能の向上を図ることができる。
また、気液分離装置６によりインテークマニホールド２をヘッドカバー１の上面に固定支持するとものとしたから、インテークマニホールド２を固定支持するために別途部品を用いる必要がなく、部品点数を削減できる。さらに、ヘッドカバー１内のブローバイガス排出路から気液分離装置６を介して集合部３内の吸気内通路３ａまで配管等を用いずにブローバイガスを還流することができるので、部品点数を削減することができる。

実施例の内燃機関では、気液分離装置６にのみ、気液分離室を形成するものとしたが、ヘッドカバー１内にも気液分離室を形成するものとしても良い。この場合、ブローバイガス排出路を折曲状に形成することで気液分離室を形成するものとすれば良い。

実施例の内燃機関では、気液分離装置６を集合部３の吸気管４が接続された側に一体的に形成するものとしたが、集合部３の吸気管４が接続された側とは反対側に一体的に形成するものとしても差し支えない。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

ヘッドカバー上に固定されたインテークマニホールドの斜視構成図である。 図１の平面構成図である。 ヘッドカバーの平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面構成図である。 図３のＢ−Ｂ線断面構成図である。

符号の説明

１ ヘッドカバー
１ａ 新規導入通路
１ｂ ブローバイガス排出路
１ｃ，１ｇ リブ
１ｄ，１ｅ 連通孔
１ｆ 開口
１ｈ 誘導部
２ インテークマニホールド
３ 集合部
３ａ 吸気通路
４ 吸気管
５ 接続部
６ 気液分離手段
６ａ フランジ部
６ｂ 外周壁
６ｃ 仕切壁
６ｄ 上壁
７ ボルト
８ バッフルプレート
８ａ，８ｂ 孔
９ ブローバイ通路形成用プレート
９ａ 隙間
１０ 第１連通部
１１ 連通孔
１２ 第２連通部
１３ ＰＣＶバルブ
１４ ブローバイガス通路
１５ オイル通路

Claims (6)

1. ブローバイガス中の油分を分離可能な気液分離手段と、該気液分離手段によって油分を分離された前記ブローバイガスが導入されるヘッドカバー上面に配置されたインテークマニホールドと、を備える内燃機関において、
   前記気液分離手段は、前記インテークマニホールドの集合部と一体形成され、該集合部を前記ヘッドカバー上面に固定支持する手段である内燃機関。
2. 前記気液分離手段は、前記ヘッドカバーの内部と連通する第１連通部と前記集合部の内部と連通する第２連通部とを有し、該第２連通部には逆止弁を備えてなる請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記気液分離手段は、前記ブローバイガスから分離された油分を前記ヘッドカバー内部に返戻可能な返戻孔が形成されてなる請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記気液分離装置は、前記ブローバイガスから分離された油分を前記返戻孔に誘導可能な誘導手段を有する請求項３に記載の内燃機関。
5. 前記集合部は、吸気量を調整する吸気量調整手段が接続される接続部を有し、
   前記気液分離手段は、該接続部近傍に形成されてなる請求項１ないし請求項４いずれかに記載の内燃機関。
6. 前記インテークマニホールドは、一端が前記集合部に接続され、他端が吸気ポートに接続された吸気管を有し、
   前記気液分離手段は、前記集合部の前記吸気管が接続された側に形成されてなる請求項１ないし請求項５いずれかに記載の内燃機関。

Images