JP6502596B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、ドライサンプ式の内燃機関に関し、詳細には内燃機関の潤滑装置及びブローバイガス還流装置に関する。 The present invention relates to a dry sump type internal combustion engine, and more particularly to a lubrication system and blow-by gas recirculation system for an internal combustion engine.
ドライサンプ式の内燃機関として、クランク室と分離されたオイルタンクと、クランク室の底部に溜まった潤滑油をオイルタンクに圧送するスカベンジポンプと、オイルタンク内に貯留された潤滑油を内燃機関の各摺動部に圧送するフィードポンプとを有するものが公知である。このような内燃機関は、クランク室の下部にオイルパンを設ける必要がないため、内燃機関の上下高さを小さくすることができる。また、クランク室内に滞留する潤滑油量が少ないため、クランクシャフトの油没を回避しつつ、内燃機関の傾斜角(シリンダ軸線と鉛直線とがなす角度)を大きくすることができ、内燃機関の上下高さを一層小さくすることができる。 As a dry sump type internal combustion engine, an oil tank separated from the crank chamber, a scavenge pump for pumping the lubricating oil accumulated at the bottom of the crank chamber to the oil tank, lubricating oil stored in the oil tank for each internal combustion engine It is known to have a feed pump that pumps to the sliding part. Such an internal combustion engine does not need to provide an oil pan at the lower part of the crank chamber, so the vertical height of the internal combustion engine can be reduced. In addition, since the amount of lubricating oil retained in the crank chamber is small, the inclination angle of the internal combustion engine (the angle between the cylinder axis and the vertical line) can be increased while avoiding oil immersion of the crankshaft. The vertical height can be further reduced.
ドライサンプ式の内燃機関において、スカベンジポンプを省略すべく、クランク室とオイルタンクとを接続する通路にクランク室側からオイルタンク側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する一方向弁を設け、ピストンの往復動に伴うクランク室の圧力脈動を利用してクランク室からオイルタンクに潤滑油を輸送するようにしたものがある(例えば、特許文献1)。 In a dry sump type internal combustion engine, in order to omit the scavenge pump, a passage connecting the crank chamber and the oil tank is allowed to flow from the crank chamber side to the oil tank side, while a one-way valve to prevent reverse flow is provided. There is one that is provided to transport lubricating oil from the crank chamber to the oil tank using pressure pulsations of the crank chamber accompanying reciprocating motion of the piston (e.g., Patent Document 1).
クランク室からオイルタンクに輸送される流体には、潤滑油を含む液体とブローバイガスを含む気体とが含まれる。そのため、オイルタンクへの潤滑油の輸送を円滑に行うためには、オイルタンクからガス成分を外部に排出し、オイルタンクの内圧上昇を抑制する必要がある。特許文献1では、クランク室とオイルタンクとを2つの通路で接続し、一方の通路を介してクランク室からオイルタンクに潤滑油を含む流体を輸送し、他方の通路を介してオイルタンクからクランク室にガス成分を戻している。そして、クランク室とエンジンの吸気通路とを接続するブローバイガス通路を別に設け、ブローバイガス通路を介してブローバイガスを吸気通路に輸送している。このように、特許文献1では、潤滑油及びブローバイガスを輸送するために多くの通路が必要になり、構成が複雑である。また、各通路には流れ方向を規制するために一方向弁を設ける必要があり、更にブローバイガス通路に気液分離通路を設けた場合には分離した潤滑油をオイルタンクに戻す通路が必要になる。 The fluid transported from the crank chamber to the oil tank includes a liquid containing a lubricating oil and a gas containing a blowby gas. Therefore, in order to transport the lubricating oil to the oil tank smoothly, it is necessary to discharge the gas component from the oil tank to the outside to suppress the increase in internal pressure of the oil tank. In Patent Document 1, a crank chamber and an oil tank are connected by two passages, a fluid containing lubricating oil is transported from the crank chamber to the oil tank through one passage, and a crank from the oil tank is passed through the other passage. The gas component is returned to the chamber. Further, a blowby gas passage connecting the crank chamber and the intake passage of the engine is separately provided, and the blowby gas is transported to the intake passage via the blowby gas passage. Thus, in Patent Document 1, many passages are required to transport the lubricating oil and the blowby gas, and the configuration is complicated. In addition, each passage must be provided with a one-way valve to regulate the flow direction, and if a gas-liquid separation passage is provided in the blowby gas passage, a passage must be provided to return the separated lubricating oil to the oil tank. Become.
本発明は、以上の背景を鑑み、ドライサンプ式の内燃機関において、簡素な構成で潤滑油の循環及びブローバイガスの還流を可能にすることを課題とする。 An object of the present invention is, in view of the above background, to enable circulation of lubricating oil and reflux of blowby gas with a simple configuration in a dry sump type internal combustion engine.
上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関(E)であって、シリンダ(3)内を往復動するピストン(11)によって内圧が脈動するクランク室(2)と、潤滑油が貯留されたオイルタンク(47)と、前記シリンダに燃焼用空気を供給する吸気通路(29)と、前記クランク室の鉛直方向における下部(2A)と前記オイルタンクとを接続する第1還流通路(45)と、前記オイルタンクの気相部分と前記吸気通路とを接続するブローバイガス通路(51、52)と、前記オイルタンクの液相部分と当該内燃機関の摺動部とを接続するオイル供給通路(65)と、前記オイル供給通路に設けられ、前記オイルタンクから前記摺動部に向けて潤滑油を圧送するフィードポンプ(66)と、前記第1還流通路に設けられ、前記クランク室側から前記オイルタンク側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する第1一方向弁(48)とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, the present invention is an internal combustion engine (E), and a crank chamber (2) whose internal pressure is pulsated by a piston (11) which reciprocates in a cylinder (3), lubricating oil is stored. First return passage (45) connecting the oil tank (47), the intake passage (29) for supplying combustion air to the cylinder, the lower portion (2A) in the vertical direction of the crank chamber, and the oil tank ), A blowby gas passage (51, 52) connecting the gas phase portion of the oil tank and the intake passage, and an oil supply passage connecting the liquid phase portion of the oil tank and the sliding portion of the internal combustion engine (65), a feed pump (66) provided in the oil supply passage for pumping lubricating oil from the oil tank toward the sliding portion, and provided in the first return passage, the crank chamber While allowing flow to the oil tank side from and having first one-way valve that prevents reverse flow and (48).
この構成によれば、ピストンが下降し、クランク室の圧力が高くなったときに、第1一方向弁が開かれ、クランク室の下部に溜まった潤滑油がオイルタンクに回収されると共に、ブローバイガスが第1還流通路及びブローバイガス通路を通過して吸気通路に戻される。そのため、オイルタンクからクランク室にブローバイガスを戻す通路や、クランク室から吸気通路にブローバイガスを流す通路を設ける必要がなく、内燃機関の通路の構成が簡素になる。また、第1還流通路及びブローバイガス通路の間にはオイルタンクが設けられているため、ブローバイガス中に含まれる潤滑油はブローバイガスから分離され、オイルタンクに捕集される。 According to this configuration, when the piston descends and the pressure in the crank chamber becomes high, the first one-way valve is opened, and the lubricating oil accumulated in the lower portion of the crank chamber is recovered to the oil tank and Gas is returned to the intake passage through the first return passage and the blowby gas passage. Therefore, it is not necessary to provide a passage for returning the blowby gas from the oil tank to the crank chamber or a passage for flowing the blowby gas from the crank chamber to the intake passage, and the configuration of the passage of the internal combustion engine is simplified. Further, since the oil tank is provided between the first return passage and the blowby gas passage, the lubricating oil contained in the blowby gas is separated from the blowby gas and collected in the oil tank.
また、上記の発明において、前記第1還流通路及び前記ブローバイガス通路は、気液分離装置(46)を介して前記オイルタンクに接続されているとよい。 In the above invention, the first reflux passage and the blowby gas passage may be connected to the oil tank via a gas-liquid separation device (46).
この構成によれば、ブローバイガス及び潤滑油を含む気液混合流体が、気液分離装置を通過することによって、ブローバイガスを含む気体と潤滑油を含む液体とに一層確実に分離される。 According to this configuration, the gas-liquid mixed fluid containing the blow-by gas and the lubricating oil is more reliably separated into the gas containing the blow-by gas and the liquid containing the lubricating oil by passing through the gas-liquid separation device.
また、上記の発明において、前記吸気通路には過給機(24)が設けられ、前記ブローバイガス通路は、前記気液分離装置と前記吸気通路の前記過給機よりも上流側部分とを接続する第1ブローバイガス通路(51)と、前記気液分離装置と前記吸気通路の前記過給機よりも下流側部分とを接続する第2ブローバイガス通路(52)とを有し、前記第2ブローバイガス通路には、前記オイルタンク側から前記吸気通路側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する第2一方向弁(53)が設けられているとよい。 In the above invention, a supercharger (24) is provided in the intake passage, and the blow-by gas passage connects the gas-liquid separation device and a portion of the intake passage upstream of the supercharger. First blow-by gas passage (51), and a second blow-by gas passage (52) connecting the gas-liquid separation device and a portion of the intake passage downstream of the supercharger, The blow-by gas passage may be provided with a second one-way valve (53) that allows the flow from the oil tank side to the intake passage side while blocking the reverse flow.
この構成によれば、過給機が作動していない場合は、吸気通路の下流側部分に生じる吸気負圧によってブローバイガスが第2ブローバイガス通路を介して吸気通路に供給される。一方、過給機が作動している場合には、吸気通路の下流側部分の圧力が高くなるため、第2一方向弁が閉じられる。そして、オイルタンクと吸気通路の上流側部分との差圧を駆動力として、ブローバイガスが第1ブローバイガス通路を介して吸気通路に供給される。このように、吸気通路に過給機を設けた場合でもブローバイガスを効率良く吸気通路に供給することができる。 According to this configuration, when the supercharger is not operating, blow-by gas is supplied to the intake passage via the second blow-by gas passage by the intake negative pressure generated in the downstream portion of the intake passage. On the other hand, when the supercharger is operating, the pressure in the downstream portion of the intake passage becomes high, so the second one-way valve is closed. Then, the blow-by gas is supplied to the intake passage via the first blow-by gas passage, using the differential pressure between the oil tank and the upstream side portion of the intake passage as a driving force. As described above, even when a supercharger is provided in the intake passage, blowby gas can be efficiently supplied to the intake passage.
また、上記の発明において、吸排気バルブ(33、34)を駆動する動弁機構(35)が配置された動弁室(6)と、前記クランク室と前記動弁室とを接続する第2還流通路(56)と、前記吸気通路と前記動弁室とを接続する新気通路(61)とを更に有するとよい。 In the above invention, the valve operating chamber (6) in which the valve operating mechanism (35) for driving the intake and exhaust valves (33, 34) is disposed, and the second connecting the crank chamber and the valve operating chamber. The fuel cell system may further include a return passage (56) and a fresh air passage (61) connecting the intake passage and the valve operating chamber.
この構成によれば、動弁室に溜まった潤滑油が第2還流通路を介してクランク室に輸送される。また、ピストンが上昇してクランク室が負圧になったときに、新気通路、動弁室、及び第2還流通路を介して吸気通路から動弁室及びクランク室に新気が導入され、換気が行われる。 According to this configuration, the lubricating oil accumulated in the valve operating chamber is transported to the crank chamber via the second reflux passage. Also, when the piston moves up and the crank chamber becomes negative pressure, fresh air is introduced from the intake passage to the valve operating chamber and the crank chamber through the new air passage, the valve operating chamber and the second return passage, Ventilation is performed.
また、上記の発明において、前記第2還流通路には、前記動弁室側から前記クランク室側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する第3一方向弁(57)が設けられているとよい。また、前記新気通路には、前記吸気通路から前記動弁室側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する第4一方向弁(62)が設けられているとよい。 Further, in the above invention, the second return flow passage is provided with a third one-way valve (57) which allows flow from the valve operating chamber side to the crank chamber side while blocking reverse flow. Good to have. Further, the fresh air passage may be provided with a fourth one-way valve (62) which allows the flow from the intake passage to the valve-operating chamber side while blocking the reverse flow.
この構成によれば、ピストンの下降によってクランク室の圧力が高くなる場合にも、クランク室から動弁室への潤滑油及びブローバイガスの逆流が抑制される。 According to this configuration, even when the pressure in the crank chamber increases due to the lowering of the piston, the backflow of the lubricating oil and the blowby gas from the crank chamber to the valve operating chamber is suppressed.
また、上記の発明において、前記動弁室の鉛直方向における下部を画定する壁部(6B、6C)は、鉛直方向における最下部(6D)に向けて連続的に下る形状に形成され、前記第2還流通路の前記動弁室側の開口端は、前記動弁室の前記壁部の最下部に開口しているとよい。 Further, in the above invention, the wall portions (6B, 6C) which define the lower portion in the vertical direction of the valve operating chamber are formed in a shape continuously falling toward the lowermost portion (6D) in the vertical direction, The open end of the return passage on the valve operating chamber side may be open at the lowermost portion of the wall of the valve operating chamber.
この構成によれば、動弁機構の潤滑に使用され、動弁室の壁部に落下した潤滑油は重力によって第2還流通路の動弁室側の開口端に流れる。 According to this configuration, the lubricating oil, which is used to lubricate the valve operating mechanism, flows to the opening end on the valve operating chamber side of the second return passage by gravity.
また、上記の発明において、前記第2還流通路は、前記動弁室側の開口端から前記クランク室側の開口端に向けて連続的に下るように延びているとよい。 Further, in the above invention, the second reflux passage may extend continuously downward from the open end on the valve operating chamber side to the open end on the crank chamber side.
この構成によれば、潤滑油は、重力によって第2還流通路を動弁室側からクランク室側に流れる。 According to this configuration, the lubricating oil flows from the valve operating chamber side to the crank chamber side by gravity from the valve operating chamber side.
また、上記の発明において、前記動弁室を画定する壁部は、前記新気通路の前記動弁室側の開口端を囲む環状の障壁(6E)を有するとよい。 Further, in the above invention, the wall portion which defines the valve operating chamber may have an annular barrier (6E) surrounding an open end on the valve operating chamber side of the fresh air passage.
この構成によれば、障壁が動弁室の壁部に付着した潤滑油の新気通路への移動を阻害するため、潤滑油の新気通路及び吸気通路への侵入が防止される。 According to this configuration, the barrier inhibits movement of the lubricating oil adhering to the wall of the valve chamber to the fresh air passage, so that the lubricating oil is prevented from entering the fresh air passage and the intake passage.
また、上記の発明において、前記オイル供給通路の前記フィードポンプよりも前記摺動部側の部分にはオイルフィルタ(68)が設けられ、前記オイルフィルタは、当該内燃機関の停止時に前記オイルタンクに貯留された潤滑油の油面よりも高い位置に配置されているとよい。 Further, in the above invention, an oil filter (68) is provided at a portion closer to the sliding portion than the feed pump of the oil supply passage, and the oil filter is mounted on the oil tank when the internal combustion engine is stopped. It may be disposed at a position higher than the oil level of the stored lubricating oil.
この構成によれば、内燃機関の停止時においてオイルタンクから内燃機関の各摺動部に潤滑油が流出することが防止される。 According to this configuration, the lubricating oil is prevented from flowing out from the oil tank to the sliding portions of the internal combustion engine when the internal combustion engine is stopped.
以上の構成によれば、ドライサンプ式の内燃機関において、簡素な構成で潤滑油の循環及びブローバイガスの還流を可能にすることができる。 According to the above configuration, in the dry sump type internal combustion engine, circulation of the lubricating oil and reflux of the blowby gas can be enabled with a simple configuration.
以下、図面を参照して、本発明を自動車用の内燃機関に適用した実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、内燃機関Eの機関本体1は、後部にクランク室2が形成されると共に、前部にシリンダ3が形成されたシリンダブロック4と、シリンダブロック4の前部に結合されたシリンダヘッド5と、シリンダヘッド5の前部に結合され、シリンダヘッド5との間に動弁室6を形成するヘッドカバー7とを有する。シリンダ3の軸線Aは水平面に対して角度を有し、機関本体1はクランク室2側が動弁室6側よりも低くなるように傾斜している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the engine body 1 of the internal combustion engine E has a cylinder block 4 having a
シリンダ3にはピストン11が軸線Aに沿って往復動可能に収容されている。ピストン11は、クランク室2に回転可能に配置されたクランクシャフト12にコンロッド13を介して連結されている。クランクシャフト12の軸線Bは、シリンダ3の軸線Aと直交する方向に延び、水平面と平行に配置されている。シリンダヘッド5のシリンダ3と対向する部分には、半球状に凹設された燃焼室凹部14が形成されている。燃焼室凹部14は、シリンダ3及びピストン11の頭頂部と協働して燃焼室15を形成する。
A
機関本体1におけるシリンダ3の数、及び各ピストン11の位相差は任意であるが、各ピストン11の往復動に応じてクランク室2の内圧が正圧及び負圧の間で周期的に脈動するように設定されている。例えば、機関本体1は、単気筒、2気筒、3気筒であってよい。2気筒の場合、2つのピストン11の位相差は、同位相や90°にするとよい。3気筒の場合、各ピストン11の位相は、0°−180°−0°や、0°−180°−90°にするとよい。
Although the number of cylinders 3 in the engine body 1 and the phase difference between the
シリンダヘッド5には、燃焼室15からシリンダヘッド5の一側の側面に延びる2つの吸気ポート16と、燃焼室15からシリンダヘッド5の他側の側面に延びる2つの排気ポート17とが形成されている。シリンダ3の軸線A及びクランクシャフト12の軸線Bに直交する方向であって、シリンダヘッド5の吸気ポート16が設けられた側を吸気側、排気ポート17が設けられた側を排気側とする。図1では、吸気側が排気側に対して上方となっている。
The
各吸気ポート16には、燃焼室15に燃焼用空気を供給するための吸気装置21が接続されている。吸気装置21は、上流側から順に、吸気入口22、フィルタエレメント23Aを有するエアクリーナ23、過給機24のコンプレッサ24A、インタークーラ25、スロットルバルブ26、及び吸気マニホールド27を有し、吸気マニホールド27において吸気ポート16に接続されている。吸気装置21は、吸気ポート16と共に一連の吸気通路29を形成する。過給機24は、本実施形態では排気ターボチャージャである。他の実施形態では、過給機24は、スーパーチャージャ等の公知の過給機に置換してもよい。
An
各排気ポート17には、燃焼室15で発生した既燃焼ガス(排気ガス)を外部に排出するための排気装置(不図示)が接続されている。排気装置は、上流側から順に、排気マニホールド、過給機24のタービン24B、触媒コンバータ、消音器、及び排気出口を有し、排気マニホールドにおいて排気ポート17に接続されている。排気装置は、排気ポート17と共に一連の排気通路を形成する。
Each
シリンダヘッド5には、吸気ポート16及び排気ポート17を開閉するポペット型の吸気弁33及び排気弁34(合わせて吸排気弁33、34という)が設けられている。吸排気弁33、34は、そのステムエンド33A、34Aが動弁室6に配置され、バルブスプリング(不図示)によって閉方向に付勢されている。吸排気弁33、34は、動弁機構35によって、クランクシャフト12の回転に同期して開閉駆動される。
The
動弁機構35は、動弁室6に配置された吸気カムシャフト36及び排気カムシャフト37と、吸気ロッカシャフト38に回動可能に支持された基端39A及び吸気弁33のステムエンド33Aを押圧する先端39Bを有する吸気ロッカアーム39と、排気ロッカシャフト41に回動可能に支持された基端42A及び排気弁34のステムエンド34Aを押圧する先端42Bを有する排気ロッカアーム42とを有する。吸気カムシャフト36、排気カムシャフト37、吸気ロッカシャフト38、及び排気ロッカシャフト41は、クランクシャフト12と平行に配置されている。吸気カムシャフト36及び排気カムシャフト37は、動力伝達機構(不図示)を介してクランクシャフト12に連結され、クランクシャフト12と同期して、クランクシャフト12の1/2の回転数で回転する。動力伝達機構は、例えば各シャフト12、36、37に結合されたスプロケットと、各スプロケットに掛け渡されたチェーンとを含む公知のチェーン伝達機構であってよい。
The
図2に示すように、クランクシャフト12の軸線Bに沿った方向から見て、シリンダ3の軸線Aに対して、動弁機構35は吸気側(上方)にオフセットして配置されている。詳細には、クランクシャフト12の軸線Bに沿った方向から見て、吸気カムシャフト36よりも排気カムシャフト37の方が軸線Aに近い位置に配置されている。また、吸気ロッカシャフト38よりも排気ロッカシャフト41の方が軸線Aに近い位置に配置されている。また、吸気ロッカアーム39は、先端39Bよりも基端39Aが吸気側に配置され、排気ロッカアーム42は、先端42Bよりも基端42Aが吸気側に配置されている。動弁機構35が吸気側(上側)にオフセットして配置されることによって、動弁室6は、吸気側に対して排気側(下側)の空間を縮小することができる。これにより、動弁室6及びシリンダヘッド5が、シリンダブロック4に対して排気側(下方)に張り出すことが避けられる。
As shown in FIG. 2, when viewed from the direction along the axis B of the
動弁室6の排気側への張り出しを抑制することによって、動弁室6の壁部6Aの内で排気側部分を形成する壁部6Bをシリンダブロック4側に連続して下るように形成することができる。動弁室6の下部は、主に排気側の壁部6Bと、燃焼室15側(シリンダブロック4側)の壁部6Cとによって形成され、排気側の壁部6Bと、燃焼室15側の壁部6Cとの境界部が、動弁室6の最下部6Dとなる。動弁室6の壁部6B、6Cに付着した潤滑油は、壁部6B、6Cを伝って最下部6Dに流れる。
By suppressing the protrusion of the
クランク室2の鉛直方向における最下部2Aは、第1還流通路45及び第1気液分離装置46を介してオイルタンク47に接続されている。第1還流通路45には、クランク室2側からオイルタンク47側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第1一方向弁48が設けられている。第1一方向弁48は、初期状態においては閉じており、クランク室2側の圧力がオイルタンク47側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。本実施形態では、第1一方向弁48はリード弁であり、第1還流通路45のクランク室2側の端部に設けられている。
The
オイルタンク47は、機関本体1と一体に形成されてもよく、機関本体1と分離したタンクであってもよい。オイルタンク47の内部は、所定量の潤滑油が貯留され、液体の潤滑油による液相部分と、液相部分の上方に存在するガス(空気)による気相部分と有する。気相部分のガスには、ブローバイガスや潤滑油がミスト化(霧化)したオイルミスト等が含まれている。
The
第1気液分離装置46は、第1還流通路45から供給される潤滑油及びブローバイガスを含む気液混合流体を、潤滑油を含む液体成分と、ブローバイガスを含む気体成分に分離する装置である。第1気液分離装置46は、遠心力を利用して気液分離を行うサイクロン式の分離装置や、バッフルプレートによって流路を蛇行させたラビリンス式の分離装置であってよい。本実施形態では、第1気液分離装置46はオイルタンク47の上部に設けられ、その液体排出口がオイルタンク47の内部に接続されている。また、第1気液分離装置46の気体排出口は、第1ブローバイガス通路51によって吸気通路29のコンプレッサ24Aよりも上流側部分であるエアクリーナ23とコンプレッサ24Aとの間の部分に接続されている。また、第1気液分離装置46の気体排出口は、第2ブローバイガス通路52によって吸気通路29のコンプレッサ24Aよりも下流側部分である吸気マニホールド27に接続されている。
The first gas-
第2ブローバイガス通路52には、第1気液分離装置46側から吸気通路29側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断するPCVバルブ53(第2一方向弁)が設けられている。PCVバルブ53は、初期状態においては閉じており、吸気通路29側の圧力が第1気液分離装置46(オイルタンク47)の内部の圧力よりも所定値以上低くなった場合に開く。
The second blow-by
シリンダブロック4及びシリンダヘッド5には、動弁室6の最下部6Dとクランク室2とを接続する第2還流通路56が形成されている。第2還流通路56は、動弁室6側の端部からクランク室2側の端部に向けて連続的に下るように延びている。すなわち、液体が第2還流通路56を動弁室6側からクランク室2側に重力によって流れるようになっている。
The cylinder block 4 and the
第2還流通路56には、動弁室6側からクランク室2側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第3一方向弁57が設けられている。第3一方向弁57は、初期状態においては閉じており、クランク室2側の圧力が動弁室6側の圧力よりも所定値以上低くなった場合に開く。本実施形態では、第3一方向弁57はリード弁であり、第2還流通路56のクランク室2側の端部に設けられている。
The
動弁室6と、吸気通路29のエアクリーナ23のフィルタエレメント23Aとコンプレッサ24Aとの間の部分とは、新気通路61によって接続されている。新気通路61には、吸気通路側から第4一方向弁62、及び第2気液分離装置63が記載の順序で直列に設けられている。第4一方向弁62は、吸気通路29側から動弁室6側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する。第4一方向弁62は、初期状態においては閉じており、動弁室6側の圧力が吸気通路29側の圧力よりも所定値以上低くなった場合に開く。
The
第2気液分離装置63は、通過する気体内に含まれるオイル等の液体を分離する装置である。第2気液分離装置63は、第1気液分離装置46と同様に、サイクロン式の分離装置やラビリンス式の分離装置等の公知の分離装置であってよい。本実施形態では、第2気液分離装置63は、ラビリンス式の分離装置であり、ヘッドカバー7に形成されている。内燃機関Eが複数のシリンダ3を直列に有する場合には、第2気液分離装置63はシリンダ3の配列方向に延びているとよい。
The second gas-
第2気液分離装置63内の通路は、一端において第4一方向弁62に接続され、他端において動弁室6の上部に接続されている。図2に示すように、動弁室6の壁部6Aには、第2気液分離装置63内の通路の一端と動弁室6とを接続する通路孔64が形成されている。通路孔64の周囲には、動弁室6を形成する壁部6Aから通路孔64の周囲を囲むように環状に突設された障壁6Eが形成されている。障壁6Eは、動弁室6の壁部6Aに付着し、壁部6Aを伝って流れる潤滑油が通路孔64に到達できないようにする。これにより、第2気液分離装置63への潤滑油の侵入が抑制される。他の実施形態では、通路孔64は、筒状をなし壁部6Aから突出していてもよい。
The passage in the second gas-
オイルタンク47の液相部分は、オイル供給通路65を介して内燃機関Eのメインギャラリ69に接続されている。メインギャラリ69は、内燃機関Eの各摺動部に延びる複数の分岐管を有している。内燃機関Eの摺動部には、クランクシャフト12とその軸受との摺動部や各カムシャフト36、37とその軸受部との摺動部、各カムシャフト36、37とロッカアーム39、42との摺動部、ロッカアーム39、42とロッカシャフト38、41との摺動部、シリンダ3の内壁とピストン11との摺動部、過給機24の摺動部間等が含まれる。オイル供給通路65には、オイルタンク47側から摺動部に潤滑油を圧送するフィードポンプ66が設けられている。フィードポンプ66は、公知のトロコイドポンプであり、スプロケット及びチェーンを含む動力伝達装置67によってクランクシャフト12と連結され、クランクシャフト12の駆動力を受けて回転する。
The liquid phase portion of the
メインギャラリ69には、過給機24の軸受(摺動部)を経由し、下流端においてオイルタンク47に接続される過給機用オイル通路71の上流端が接続されている。他の実施形態では、過給機用オイル通路71の下流端は、クランク室2や第2還流通路56に接続されてもよい。
The
また、オイル供給通路65のフィードポンプ66の下流側には、オイルフィルタ68が設けられている。オイルフィルタ68は、通路を形成するケーシングと、ケーシング内配置されたフィルタエレメントとを有し、通過する潤滑油から異物を除去する。オイルフィルタ68は、内燃機関Eの停止時におけるオイルタンク47内の潤滑油の油面よりも高い位置に配置されている。
Further, an
次に、図1を参照して内燃機関Eの作動について説明する。内燃機関Eの停止時には、潤滑油はオイルタンク47に貯留され、一部がオイル供給通路65や第1還流通路45に存在する。オイルフィルタ68がオイルタンク47内の潤滑油の油面より上方に配置されているため、内燃機関Eの停止時にはオイルタンク47から内燃機関Eの各摺動部に潤滑油が自然に流出することはない。
Next, the operation of the internal combustion engine E will be described with reference to FIG. When the internal combustion engine E is stopped, the lubricating oil is stored in the
内燃機関Eが駆動すると、クランクシャフト12が回転し、フィードポンプ66が駆動される。これにより、オイルタンク47の潤滑油がオイル供給通路65を介して内燃機関Eの各摺動部に圧送される。クランクシャフト12等のクランク室2内にある摺動部に供給された潤滑油は、重力によって落下し、クランク室2の最下部2Aに集まる。また、各カムシャフト36、37等の動弁室6にある摺動部に供給された潤滑油は、重力によって落下し、動弁室6の最下部6Dに集まる。
When the internal combustion engine E is driven, the
ピストン11が往復動すると、クランク室2に圧力脈動が生じ、この圧力脈動を駆動力として動弁室6の潤滑油がクランク室2に輸送され、クランク室2の潤滑油がオイルタンク47に輸送される。また、クランク室2のブローバイガスが吸気通路29に供給されると共に、吸気通路29の新気が動弁室6及びクランク室2に供給される。
When the
ピストン11の下降時には、クランク室2の体積が収縮してクランク室2の圧力が上昇し、クランク室2の圧力がオイルタンク47及び動弁室6よりも高くなる。そのため、第1一方向弁48が開かれ、第3一方向弁57が閉じられる。これにより、潤滑油及びブローバイガスが第1還流通路45を通過して第1気液分離装置46に流れる。第1気液分離装置46では、液体である潤滑油と、気体であるブローバイガスとが分離され、潤滑油はオイルタンク47に供給される。
When the
内燃機関Eの低負荷運転時等の過給機24が駆動されていない状態では、吸気通路29の下流側部分(吸気マニホールド27)は吸気負圧によって第1気液分離装置46より圧力が低くなり、PCVバルブ53が開かれ、第1気液分離装置46で分離されたブローバイガスが第2ブローバイガス通路52を通過して吸気通路29に流れる。このとき、第1気液分離装置46と大気圧である吸気通路29の上流側部分(エアクリーナ23)との圧力差に応じて第1ブローバイガス通路51を通過して吸気通路29から第1気液分離装置46に新気が流入する。
When the
内燃機関Eの中及び高負荷運転時等の過給機24が駆動されている状態では、吸気通路29の下流側部分(吸気マニホールド27)は第1気液分離装置46より圧力が高く、PCVバルブ53が閉じられる。そのため、第1気液分離装置46で分離されたブローバイガスが、第1気液分離装置46と大気圧である吸気通路29の上流側部分(エアクリーナ23)との圧力差によって第1ブローバイガス通路51を通過して第1気液分離装置46から吸気通路29に流れる。
In a state where the
ピストン11の上昇には、クランク室2の体積が膨張してクランク室2の圧力が低下し、クランク室2の圧力がオイルタンク47及び動弁室6よりも低くなる。そのため、第1一方向弁48が閉じられ、第3一方向弁57が開かれる。これにより、動弁室6の潤滑油が第2還流通路56を通過してクランク室2に流れる。また、動弁室6の圧力が、大気圧である吸気通路29の上流側部分(エアクリーナ23)の圧力よりも低くなることによって、第4一方向弁62が開かれ、吸気通路29から第2気液分離装置63を含む新気通路61を通って動弁室6に新気が供給され、動弁室6に供給された新気は潤滑油と共に第2還流通路56を通過してクランク室2に流れる。
When the
以下、本実施形態に係る内燃機関Eの効果を説明する。内燃機関Eでは、潤滑油及びブローガスを共に第1還流通路45によってクランク室2から排出するため、潤滑油及びブローバイガスを排出する通路を簡素化することができる。また、第1還流通路45を流れる気液混合流体は、ブローバイガスを含む気体と潤滑油を含む液体とに分離され、液体がオイルタンク47に捕集され、ブローバイガスが第1又は第2ブローバイガス通路51、52を通過して吸気通路29に供給される。また、第1還流通路45、第1及び第2ブローバイガス通路51、52、及びオイルタンク47の間に第1気液分離装置46が設けられているため、気液分離が一層確実に行われる。
Hereinafter, the effects of the internal combustion engine E according to the present embodiment will be described. In the internal combustion engine E, since both the lubricating oil and the blow gas are discharged from the
また、クランク室2と動弁室6とが第2還流通路56によって接続され、動弁室6と吸気通路29とが新気通路61によって接続されているため、動弁室6に溜まった潤滑油がクランク室2に排出されると共に、吸気通路29から新気が導入され、動弁室6及びクランク室2が換気される。
Further, since the
第2還流通路56に第3一方向弁57が設けられているため、内燃機関Eを搭載した車両が坂道等を走行するときに、第2還流通路56のクランク室2側が動弁室6側よりも高くなったとしても、クランク室2から動弁室6へのオイルの逆流が防止される。
Since the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記の実施形態では、過給機24を設けた例を記載したが、過給機24は省略してもよい。この場合、第1ブローバイガス通路51も合わせて省略してもよい。また、上記の実施形態では、第3一方向弁57及び第4一方向弁62の両方を設けた例を記載したが、他の実施形態では第3一方向弁57及び第4一方向弁62は少なくとも一方を内燃機関Eに設ければよい。
Although the description of the specific embodiment is finished above, the present invention can be widely modified and implemented without being limited to the above embodiment. Although the example which provided the
また、他の実施形態では、第1気液分離装置46を省略してもよい。第1気液分離装置46を省略する場合は、第1還流通路45、第1及び第2ブローバイガス通路51、52をオイルタンク47に直接に接続し、ブローバイガスが第1還流通路45からオイルタンク47内の気相部分を介して第1及び第2ブローバイガス通路51、52に流れるようにするとよい。
In other embodiments, the first gas-
1 :機関本体
2 :クランク室
2A :最下部
3 :シリンダ
6 :動弁室
6A :壁部
6B :壁部
6C :壁部
6D :最下部
6E :障壁
11 :ピストン
15 :燃焼室
24 :過給機
27 :吸気マニホールド
29 :吸気通路
33 :吸気弁
34 :排気弁
35 :動弁機構
45 :第1還流通路
46 :第1気液分離装置
47 :オイルタンク
48 :第1一方向弁
51 :第1ブローバイガス通路
52 :第2ブローバイガス通路
53 :PCVバルブ(第2一方向弁)
56 :第2還流通路
57 :第3一方向弁
61 :新気通路
62 :第4一方向弁
63 :第2気液分離装置
65 :オイル供給通路
66 :フィードポンプ
67 :動力伝達装置
68 :オイルフィルタ
E :内燃機関
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Engine main body 2: Crank
56: second return passage 57: third one-way valve 61: fresh air passage 62: fourth one-way valve 63: second gas-liquid separator 65: oil supply passage 66: feed pump 67: power transmission 68: oil Filter E: Internal combustion engine
Claims (9)
シリンダ内を往復動するピストンによって内圧が脈動するクランク室と、
潤滑油が貯留されたオイルタンクと、
前記シリンダに燃焼用空気を供給する吸気通路と、
前記クランク室の鉛直方向における下部と前記オイルタンクとを接続する第1還流通路と、
前記オイルタンクの液相部分と当該内燃機関の摺動部とを接続するオイル供給通路と、
前記オイル供給通路に設けられ、前記オイルタンクから前記摺動部に向けて潤滑油を圧送するフィードポンプと、
前記第1還流通路に設けられ、前記クランク室側から前記オイルタンク側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する第1一方向弁とを有し、
前記第1還流通路は、気液分離装置を介して前記オイルタンクに接続され、
前記気液分離装置の気体排出口は、ブローバイガス通路によって前記吸気通路に直接に接続されていることを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine,
A crank chamber in which the internal pressure pulsates by a piston reciprocating in the cylinder;
An oil tank containing lubricating oil,
An intake passage for supplying combustion air to the cylinder;
A first return passage connecting a lower portion of the crank chamber in the vertical direction and the oil tank ;
And an oil supply passage that connects the sliding portion of the liquid-phase portion and the internal combustion engine before Symbol oil tank,
A feed pump provided in the oil supply passage for pumping lubricating oil from the oil tank toward the sliding portion;
A first one-way valve provided in the first return passage to allow flow from the crank chamber side to the oil tank side while blocking reverse flow;
The first reflux passage is connected to the oil tank via a gas-liquid separator .
An internal combustion engine , wherein a gas outlet of the gas-liquid separation device is directly connected to the intake passage by a blow-by gas passage .
前記ブローバイガス通路は、前記気液分離装置と前記吸気通路の前記過給機よりも上流側部分とを接続する第1ブローバイガス通路と、前記気液分離装置と前記吸気通路の前記過給機よりも下流側部分とを接続する第2ブローバイガス通路とを有し、
前記第2ブローバイガス通路には、前記オイルタンク側から前記吸気通路側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する第2一方向弁が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 A supercharger is provided in the intake passage,
The blow-by gas passage is a first blow-by gas passage connecting the gas-liquid separation device and a portion of the intake passage upstream of the turbocharger, the gas-liquid separation device, and the turbocharger of the intake passage. And a second blow-by gas passage connecting the downstream portion with
Wherein the second blow-by gas passage, the one that allows the flow to the intake passage side from the oil tank, according to claim 1, characterized in that the second one-way valve that prevents reverse flow is provided Internal combustion engine according to claim 1.
前記クランク室と前記動弁室とを接続する第2還流通路と、
前記吸気通路と前記動弁室とを接続する新気通路とを更に有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関。 A valve operating chamber in which a valve operating mechanism for driving intake and exhaust valves is disposed;
A second return passage connecting the crank chamber and the valve operating chamber;
The internal combustion engine according to claim 1 or 2 , further comprising a fresh air passage connecting the intake passage and the valve operating chamber.
前記第2還流通路の前記動弁室側の開口端は、前記動弁室の前記壁部の最下部に開口していることを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれか1つの項に記載の内燃機関。 The wall portion which defines the lower portion in the vertical direction of the valve operating chamber is formed in a shape which is continuously lowered toward the lowermost portion in the vertical direction,
The open end on the valve operating chamber side of the second return passage is open at the lowermost portion of the wall portion of the valve operating chamber, The valve according to any one of claims 3 to 5 , Internal combustion engine according to claim 1.
前記オイルフィルタは、当該内燃機関の停止時に前記オイルタンクに貯留された潤滑油の油面よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つの項に記載の内燃機関。 An oil filter is provided at a portion closer to the sliding portion than the feed pump of the oil supply passage.
The oil filter, any one of claims 1 to claim 8, characterized in that it is arranged at a position higher than the oil level of the lubricating oil stored in the oil tank when said suspension of the internal combustion engine Internal combustion engine according to claim 1.
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