JP4284952B2

JP4284952B2 - Blow-by gas reduction device for dry sump engine

Info

Publication number: JP4284952B2
Application number: JP2002273188A
Authority: JP
Inventors: 知広加納
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP2004108282A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのブローバイガス還元装置に係り、更に詳細にはドライサンプ式エンジンのブローバイガス還元装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平８−２４０１１３号公報
自動車等の車輌のドライサンプ式エンジンに適用されるブローバイガス還元装置の一つとして、例えば上記特許文献１に記載されている如く、潤滑オイルを貯留するオイルタンクと、該オイルタンク内の潤滑オイルをエンジン本体内に供給する給油ポンプと、給油ポンプよりも吐出量が大きくエンジン本体内の潤滑オイル及びブローバイガスをオイルタンクへ戻す排出ポンプと、オイルタンク内のブローバイガスをエンジン本体の吸気管のスロットルバルブの上流側に還流する還流通路と、吸気管の還流通路が接続された部分の上流側からエンジン本体内に新気を導入する新気通路とを備えたブローバイガス還元装置が従来より知られている。
【０００３】
かかるブローバイガス還元装置によれば、排出ポンプの吐出量と給油ポンプの吐出量との差によってオイルタンク内が常時加圧されると共にエンジン内が常時減圧されるので、ブローバイガスの還流及びエンジン内部の換気を強制的に行うことができ、確実にブローバイガスを還元することができ、またエンジン本体とは別置のオイルタンク内にてブローバイガスと潤滑オイルとが分離されるので、容易に且つ確実に気液分離を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来のドライサンプ式エンジンのブローバイガス還元装置に於いては、エンジン全体の潤滑オイル及びブローバイガスが一つの排出ポンプによってエンジンより排出されなければならないため、オイルパンに設けられ潤滑後の潤滑オイルを集合させるオイル集合部の大きさが大きくならざるを得ず、また排出ポンプとして高出力のポンプが使用されなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、エンジン全体の潤滑オイル及びブローバイガスが一つの排出ポンプによってエンジンより排出されるよう構成された従来のドライサンプ式エンジンのブローバイガス還元装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、エンジンよりの潤滑オイルの排出経路を分けることにより、オイル集合部の大きさを小さくすると共に排出ポンプに要求される出力性能を低下させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち潤滑オイルを貯留するオイルタンクと、前記オイルタンク内の潤滑オイルをエンジンへ供給する供給ポンプと、前記エンジンのクランク室内の潤滑オイルをブローバイガスと共に前記オイルタンクへ戻す第一の排出ポンプと、前記エンジンのヘッド部の潤滑オイルを前記オイルタンクへ戻す第二の排出ポンプと、前記オイルタンク内のブローバイガスを前記エンジンの吸気管へ還流させる還流通路と、前記還流通路の接続部よりも上流側の前記吸気管より前記エンジン内へ新気を導入する新気通路と、前記ヘッド部と前記クランク室とを連通接続する接続通路とを有し、前記接続通路は前記ヘッド部内の潤滑オイルが前記接続通路へ流入することを抑制する手段を有し、前記第一の排出ポンプの吐出量は前記第二の排出ポンプの吐出量よりも高く、前記第一及び第二の排出ポンプの合計の吐出量は前記供給ポンプの吐出量よりも高いことを特徴とするドライサンプ式エンジンのブローバイガス還元装置、又は請求項２の構成、即ち潤滑オイルを貯留するオイルタンクと、前記オイルタンク内の潤滑オイルをエンジンへ供給する供給ポンプと、前記エンジンのクランク室内の潤滑オイルをブローバイガスと共に前記オイルタンクへ戻す第一の排出ポンプと、前記エンジンのヘッド部の潤滑オイルを前記オイルタンクへ戻す第二の排出ポンプと、前記オイルタンク内のブローバイガスを前記エンジンの吸気管へ還流させる還流通路と、前記還流通路の接続部よりも上流側の前記吸気管より前記エンジン内へ新気を導入する新気通路と、前記ヘッド部と前記クランク室とを連通接続する接続通路とを有し、前記第二の排出ポンプは前記ヘッド部内の潤滑オイルを前記接続通路より前記オイルタンクへ戻し、前記第一の排出ポンプの吐出量は前記第二の排出ポンプの吐出量よりも高く、前記第一及び第二の排出ポンプの合計の吐出量は前記供給ポンプの吐出量よりも高いことを特徴とするドライサンプ式エンジンのブローバイガス還元装置によって達成される。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１及び２の構成によれば、ブローバイガス還元装置は、潤滑オイルを貯留するオイルタンクと、オイルタンク内の潤滑オイルをエンジンへ供給する供給ポンプと、エンジンのクランク室内の潤滑オイルをブローバイガスと共にオイルタンクへ戻す第一の排出ポンプと、エンジンのヘッド部の潤滑オイルをオイルタンクへ戻す第二の排出ポンプとを有する。
【００１０】
従って第一の排出ポンプによってクランク室内の潤滑オイルをブローバイガスと共にオイルタンクへ戻すと共に、第二の排出ポンプによってエンジンのヘッド部の潤滑オイルをオイルタンクへ戻すことができ、これによりクランク室のオイル集合部の大きさを従来に比して小さくすることができ、また第一の排出ポンプに要求される出力性能を低下させることができる。
【００１１】
またブローバイガス還元装置は、オイルタンク内のブローバイガスをエンジンの吸気管へ還流させる還流通路と、還流通路の接続部よりも上流側の吸気管よりエンジン内へ新気を導入する新気通路と、ヘッド部とクランク室とを連通接続する接続通路とを有し、第一の排出ポンプの吐出量は第二の排出ポンプの吐出量よりも高く、第一及び第二の排出ポンプの合計の吐出量は供給ポンプの吐出量よりも高い。
【００１２】
従って第二の排出ポンプの出力性能は第一の排出ポンプの出力性能よりも低くてよく、クランク室内の圧力及びヘッド部内の圧力を吸気管内の圧力よりも低くすると共に、オイルタンク内の圧力を吸気管内の圧力よりも高くし、これにより第一及び第二の排出ポンプによるオイルの排出、第一の排出ポンプによるブローバイガスの排出、オイルタンクより吸気管へのブローバイガスの還流、吸気管よりエンジンへの新気の供給を確実に行わせることができる。
【００１３】
特に上記請求項１の構成によれば、接続通路はヘッド部内の潤滑オイルが接続通路へ流入することを抑制する手段を有し、また上記請求項２の構成によれば、第二の排出ポンプはヘッド部内の潤滑オイルを接続通路よりオイルタンクへ戻すよう構成されているので、実質的にヘッド部内の潤滑済の潤滑オイルのみを第二の排出ポンプによってオイルタンクへ戻すことができると共に、ヘッド部内へ漏洩したブローバイガスをクランク室へ導き、クランク室へ漏洩したブローバイガス及びクランク室内の潤滑済の潤滑オイルと共に第一の排出ポンプによって確実にオイルタンクへ戻すことができる。
【００１４】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、還流通路はオイルタンク内のブローバイガスを吸気管のスロットルバルブより上流側へ還流させるよう構成される（好ましい態様１）。
【００１５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、新気通路はスロットルバルブより上流側の吸気管よりエンジン内へ新気を導入するよう構成される（好ましい態様２）。
【００１６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、第一及び第二の排出ポンプは制御装置により制御される電動機により駆動され、制御装置は第一及び第二の排出ポンプの電動機を制御することにより、第一の排出ポンプの吐出量が第二の排出ポンプの吐出量よりも高く、第一及び第二の排出ポンプの合計の吐出量が供給ポンプの吐出量よりも高くなるよう構成される（好ましい態様３）。
【００１７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、新気通路はヘッド部へ新気を導入するよう構成される（好ましい態様４）。
【００１８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様４の構成に於いて、制御装置は第一及び第二の排出ポンプの電動機を制御することにより、オイルタンク内の圧力が吸気管内の圧力よりも高く、ヘッド部内の圧力が吸気管内の圧力よりも低く、クランク室内の圧力がヘッド部内の圧力よりも低くなるよう構成される（好ましい態様５）。
【００１９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、第一の排出ポンプの吐出量を制御する制御装置と、オイルタンク内の潤滑オイルの劣化度合を検出する手段とを有し、制御装置は潤滑オイルの劣化度合が高いほど第一の排出ポンプの吐出量が大きくなるよう、潤滑オイルの劣化度合に応じて第一の排出ポンプの吐出量を制御するよう構成される（好ましい態様６）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００２１】
第一の実施形態
図１は本発明によるブローバイガス還元装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。尚図１に於いて、実線の矢印はオイルの流れを示し、破線の矢印はブローバイガスの流れを示しており、このことは図２についても同様である。
【００２２】
図１に於いて、符号１０はエンジンを示し、エンジン１０はシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の上端に固定されたシリンダヘッド１４と、シリンダブロック１２の下端に固定されシリンダブロック１２と共働してクランク室１６を郭定するオイルパン１８とを有している。シリンダブロック１２は複数のシリンダボア２０を有し、各シリンダボア２０にはシリンダヘッド１４と共働して燃焼室２２を郭定するピストン２４が往復動可能に配置されている。
【００２３】
クランク室１４内にはエンジン１０の長手方向に沿って、即ち図１の紙面に垂直に延在するクランクシャフト２６が配置され、クランクシャフト２６はシリンダブロック１２により軸線２８の周りに回転可能に支持されている。ピストン２４に取り付けられたピストンピン３０及びクランクシャフト２６のピン３２はコネクティングロッド３４により互いに接続され、これによりピストン２４の往復運動がクランクシャフト２６の回転運動に変換される。
【００２４】
図には示されていないが、シリンダヘッド１４内には燃焼室２２と連通する吸気ポート及び排気ポートが設けられており、これらのポートはそれぞれ吸気バルブ３６及び排気バルブ３８によって開閉される。吸気バルブ３６及び排気バルブ３８はそれぞれカムシャフト４０及び４２の回転により駆動され、カムシャフト４０及び４２はクランクシャフト２６により図１には示されていないチェーンを介して回転駆動される。吸気ポートには吸気管４４が接続されており、エンジン１０の運転時にはエアクリーナー４６にて浄化された新気が吸気管４２及び吸気ポートを経て燃焼室２２内へ断続的に供給される。
【００２５】
特に図示の第一の実施形態に於いては、シリンダヘッド１４の内部空間はシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１４に設けられた接続通路４８によりクランク室１６と連通接続されており、接続通路４８は燃焼室２２より吸気バルブ３６及び排気バルブ３８の摺動支持部等を経てシリンダヘッド１４の内部空間へ漏洩したブローバイガスをクランク室１６へ導く。接続通路４８の上端はシリンダヘッド１４の底壁の上面よりも高く、これにより該上端は潤滑オイルが接続通路４８へ流入することを抑制する手段として機能するようになっている。
【００２６】
また図１に於いて、符号５０は潤滑オイル５２を貯留するオイルタンクを示している。オイルタンク５０の下端部は供給導管５４によりエンジン１０のメインギャラリー５６に接続されており、オイルタンク５０内の潤滑オイル５２は供給導管５４に設けられた供給ポンプ５８により供給導管５４及びメインギャラリー５６を経てエンジン１０の各駆動部へ供給されるようになっている。シリンダブロック１２内の各駆動部を潤滑した潤滑オイルはオイルパン１８内へ落下し、シリンダヘッド１４内の各駆動部を潤滑した潤滑オイルはシリンダヘッド１４の底壁上へ落下する。
【００２７】
オイルパン１８にはオイル集合部６０が設けられており、オイル集合部６０はオイル排出導管６２によりオイルタンク５０内の下方部と接続されている。オイル排出導管６２には第一の排出ポンプとしてのメイン排出ポンプ６４が設けられ、メイン排出ポンプ６４はオイル集合部６０に集合した潤滑オイルをオイル排出導管６２を経てオイルタンク５０へ戻す。この場合燃焼室２２よりシリンダボア２０とピストン２４との間を経てクランク室１６へ漏洩するブローバイガス及びシリンダヘッド１４内より接続通路４８を経てクランク室１６へ流れるブローバイガスもメイン排出ポンプ６４により潤滑オイルと共にオイルタンク５０へ移動される。
【００２８】
シリンダヘッド１４の下端部にはシリンダヘッド内の空間と連通するオイル排出導管６６の一端が接続され、オイル排出導管６６の他端はメイン排出ポンプ６４とオイルタンク５０との間のオイル排出導管６２に接続されている。オイル排出導管６６には第二の排出ポンプとしてのサブ排出ポンプ６８が設けられており、シリンダヘッド１４の底壁上に溜まった潤滑オイルはサブ排出ポンプ６８によりオイル排出導管６６及びオイル排出導管６２の一部を経てオイルタンク５０へ戻される。
【００２９】
オイルタンク５０の上端部はブローバイガス環流導管７０により吸気管４４のスロットルバルブ７２より上流側の部分に接続されている。また吸気管４４のブローバイガス環流導管７０が接続された部分より上流側の部分には新気供給導管７４の一端が接続され、新気供給導管７４の他端はシリンダヘッド１４の内部空間に連通接続されている。尚オイルタンク５０はそれに戻される潤滑オイルとブローバイガスとを気液分離により分離し、潤滑オイルはオイルタンク５０の下方部に貯留され、ブローバイガスはオイルタンク５０の上方部に貯留される。
【００３０】
供給ポンプ５８、メイン排出ポンプ６４、サブ排出ポンプ６８はそれぞれ図１には示されていない電動機により駆動され、それらの電動機は電子制御装置７６により制御される。電子制御装置７６はメイン排出ポンプ６４の吐出量がサブ排出ポンプ６８の吐出量よりも高く、メイン排出ポンプ６４及びサブ排出ポンプ６８の合計の吐出量が供給ポンプ５８の吐出量よりも高くなるよう各電動機を制御し、これによりシリンダヘッド１４内の圧力をＰhとし、クランク室１４内の圧力をＰcとし、オイルタンク５０内の圧力をＰoとし、吸気管４４内の圧力をＰaとすると、これらの間の圧力が下記の不等式を満たすようになっている。
Ｐo＞Ｐa＞Ｐh＞Ｐc
【００３１】
またオイルタンク５０の下端には該オイルタンク内に貯留される潤滑オイル５２の劣化度合を検出するオイル劣化センサ７８が設けられており、該センサにより検出された潤滑オイルの劣化度合を示す信号は電子制御装置７６へ供給される。電子制御装置７６は潤滑オイル５２の劣化度合が高いほどメイン排出ポンプ６４の吐出量が高くなるよう、潤滑オイルの劣化度合に応じてメイン排出ポンプ６４の吐出量を可変制御する。
【００３２】
第二の実施形態
図２は本発明によるブローバイガス還元装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。尚図２に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００３３】
この実施形態に於いては、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１４に設けられシリンダヘッド１４の内部空間とクランク室１６とを連通接続する接続通路４８は、オイル落し通路として形成されている。即ち接続通路４８の上端は上記第一の実施形態に於ける接続通路４８とは異なり、シリンダヘッド１４の底壁の上面と同一の高さにあり、シリンダヘッド１４内の各駆動部を潤滑した潤滑オイルはシリンダヘッド１４の底壁上へ落下し、更に接続通路４８内を下方へ流れるようになっている。
【００３４】
特に図示の実施形態に於いては、接続通路４８は互いに横方向へオフセットされ互いに接続された上側部分及び下側部分を有し、上側部分と下側部分との接続部にはオイル集合部８０が設けられている。オイル集合部８０は上側部分の下方に位置し、接続通路４８内を下方へ流れる潤滑オイルを集合させるようになっており、オイル排出導管６６の一端はオイル集合部８０に接続されている。
【００３５】
従ってシリンダヘッド１４内の各駆動部を潤滑した潤滑オイルは、サブ排出ポンプ６８により接続通路４８の上側部分、オイル集合部８０、オイル排出導管６６及びオイル排出導管６２の一部を経てオイルタンク５０へ戻され、また燃焼室２２より吸気バルブ３６及び排気バルブ３８の摺動支持部等を経てシリンダヘッド１４の内部空間へ漏洩したブローバイガスは接続通路４８の上側部分及び下側部分を経てクランク室１６へ導かれる。
【００３６】
尚この第二の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態の場合と同様に構成され、また供給ポンプ５８、メイン排出ポンプ６４、サブ排出ポンプ６８はシリンダヘッド１４内の圧力Ｐh、クランク室１４内の圧力Ｐc、オイルタンク５０内の圧力Ｐo、吸気管４４内の圧力Ｐaが上記不等式を満たすよう制御される。
【００３７】
以上の説明より解る如く、上述の第一及び第二の実施形態によれば、クランク室１６内の潤滑済の潤滑オイルはメイン排出ポンプ６４によりブローバイガスと共にオイルタンク５０へ戻され、シリンダヘッド１４内の潤滑済の潤滑オイルはサブ排出ポンプ６８によりオイルタンク５０へ戻されるので、エンジン１０より潤滑オイル及びブローバイガスを排出する排出ポンプに要求される出力性能を従来に比して低下させることができ、排出ポンプとして小型のポンプを使用することができる。
【００３８】
また上述の各実施形態によれば、メイン排出ポンプ６４は上述の如く従来に比して小型のポンプであってよく、サブ排出ポンプ６８の吐出量とは独立してメイン排出ポンプ６４の吐出量を制御することができるので、例えば上述の各実施形態の如く、オイル劣化センサ７８により検出されるオイルタンク５０内の潤滑オイルの劣化度合に応じてメイン排出ポンプ６４の吐出量、即ち潤滑オイル及びブローバイガスの流量を応答性よく制御することができる。
【００３９】
また上述の各実施形態によれば、メイン排出ポンプ６４の吐出量がサブ排出ポンプ６８の吐出量よりも高く、メイン排出ポンプ６４及びサブ排出ポンプ６８の合計の吐出量が供給ポンプ５８の吐出量よりも高くなるよう各ポンプが制御され、これによりクランク室１６内の圧力Ｐcがシリンダヘッド１４内の圧力Ｐhよりも低く、シリンダヘッド１４内の圧力Ｐhが吸気管４４内の圧力Ｐaよりも低く、吸気管４４内の圧力Ｐaがオイルタンク５０内の圧力Ｐoよりも低くなるよう各圧力が制御されるので、メイン排出ポンプ６４及びサブ排出ポンプ６８によるオイルの排出、メイン排出ポンプ６４によるブローバイガスの排出、オイルタンク５０より吸気管４４へのブローバイガスの還流、吸気管４４よりシリンダヘッド１４への新気の供給、シリンダヘッド１４内よりクランク室１６へのブローバイガス及び新気の移動を確実に行わせることができる。
【００４０】
特に図示の第一の実施形態によれば、シリンダヘッド１４の内部空間とクランク室１６とを連通接続する接続通路４８の上端はシリンダヘッド１４の底壁の上面よりも高く、これにより該上端は潤滑オイルが接続通路４８へ流入することを抑制する手段として機能するので、複雑な構造を要することなく潤滑オイルが接続通路４８へ流入することを効果的に抑制することができる。
【００４１】
また図示の第二の実施形態によれば、接続通路４８はオイル落し通路として形成されており、該接続通路４８の途中に設けられたオイル集合部８０より潤滑オイルが取り出され、サブ排出ポンプ６８によりオイルタンク５０へ戻されるので、接続通路４８内を流れるブローバイガス及び新気の流れにより潤滑オイルがシリンダヘッド１４よりオイル集合部８０へ能率的に流れる状況を確保することができる。
【００４２】
また図示の第二の実施形態によれば、接続通路４８は互いに横方向へオフセットされ互いに接続された上側部分及び下側部分を有し、オイル集合部８０は上側部分の下方にて上側部分と下側部分との接続部に設けられているので、例えばオイル集合部が直線的に延在する接続通路４８の途中に設けられる場合に比して、接続通路４８内を下方へ流れる潤滑オイルを確実に集合させることができる。
【００４３】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４４】
例えば上述の各実施形態に於いては、供給ポンプ５８、メイン排出ポンプ６４、サブ排出ポンプ６８はそれぞれ対応する電動機により駆動されるようになっているが、少なくとも供給ポンプ５８はエンジン１０により駆動されてもよく、その場合には各ポンプの吐出量及び各圧力の関係が上述の関係を満たすよう、エンジン１０の回転数に応じてメイン排出ポンプ６４及びサブ排出ポンプ６８の回転数が制御されることが好ましい。
【００４５】
また上述の各実施形態に於いては、ブローバイガス環流導管７０は吸気管４４のスロットルバルブ７２より上流側の部分に接続されているが、スロットルバルブ７２より下流側又はエアクリーナ４６の上流側に接続されてもよい。また新気供給導管７４は吸気管４４のブローバイガス環流導管７０が接続された部分より上流側である限り、吸気管４４又はエアクリーナ４６の任意の部分に接続されてよい。
【００４６】
また上述の各実施形態に於いては、オイルタンク５０にはオイル劣化センサ７８が設けられ、電子制御装置７６により潤滑オイルの劣化度合に応じてメイン排出ポンプ６４の吐出量が可変制御されるようになっているが、オイル劣化センサ７８や電子制御装置７６が省略され、各ポンプの吐出容量が上記吐出量の関係を満たすよう構成されてもよい。
【００４７】
更に上述の第二の実施形態に於いては、接続通路４８は互いに横方向へオフセットされ互いに接続された上側部分及び下側部分を有し、オイル集合部８０は上側部分と下側部分との接続部に設けられているが、接続通路４８は第一の実施形態と同様直線的に延在し、オイル集合部８０がその接続通路の途中に設けられるよう修正されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブローバイガス還元装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明によるブローバイガス還元装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…シリンダブロック
１４…シリンダヘッド
１６…クランク室
１８…オイルパン
２２…燃焼室
２４…ピストン
２６…クランクシャフト
３６…吸気バルブ
３８…排気バルブ
４４…吸気管
４８…接続通路
５０…オイルタンク
５２…潤滑オイル
５６…メインギャラリー
５８…供給ポンプ
６０…オイル集合部
６４…メイン排出ポンプ
６８…サブ排出ポンプ
７０…ブローバイガス環流導管
７２…スロットルバルブ
７４…新気供給導管
７６…電子制御装置
７８…オイル劣化センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine blow-by gas reduction device, and more particularly to a dry sump engine blow-by gas reduction device.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
As one of blow-by gas reduction devices applied to a dry sump engine of a vehicle such as an automobile, for example, as described in Patent Document 1, an oil tank that stores lubricating oil, An oil supply pump that supplies lubricating oil in the oil tank into the engine body, a discharge pump that discharges larger than the oil pump and returns the lubricating oil and blow-by gas in the engine body to the oil tank, and a blow-by gas in the oil tank A blow-by gas provided with a recirculation passage that recirculates to the upstream side of the throttle valve of the intake pipe of the engine body and a new air passage that introduces fresh air into the engine body from the upstream side of the portion where the recirculation passage of the intake pipe is connected A reduction device is conventionally known.
[0003]
According to such a blow-by gas reduction device, the oil tank is constantly pressurized and the engine is constantly depressurized due to the difference between the discharge amount of the discharge pump and the discharge amount of the oil supply pump. Ventilation can be forcibly performed, blowby gas can be reliably reduced, and blowby gas and lubricating oil are separated in an oil tank separate from the engine body, so that Gas-liquid separation can be performed reliably.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional dry sump engine blow-by gas reduction device as described above, the lubricating oil and blow-by gas of the entire engine must be discharged from the engine by a single discharge pump. There is a problem that the size of the oil collecting part for collecting lubricating oil must be large, and a high-output pump must be used as a discharge pump.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems in the blow-by gas reduction device of a conventional dry sump engine configured such that the lubricating oil and blow-by gas of the entire engine are discharged from the engine by a single discharge pump. Therefore, the main problem of the present invention is to reduce the output performance required for the discharge pump while reducing the size of the oil collecting portion by dividing the discharge path of the lubricating oil from the engine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the main problem described above is the structure of claim 1, that is, an oil tank that stores lubricating oil, a supply pump that supplies the lubricating oil in the oil tank to the engine, and a crank chamber of the engine. A first discharge pump for returning the lubricating oil to the oil tank together with the blow-by gas, a second discharge pump for returning the lubricating oil of the head portion of the engine to the oil tank, and the blow-by gas in the oil tank to the engine A recirculation passage for recirculation to the intake pipe, a fresh air passage for introducing fresh air into the engine from the intake pipe upstream of the connection portion of the recirculation passage, and the head portion and the crank chamber are connected in communication. connected and a passage for the connecting passage has a means for suppressing the lubricating oil in the head portion flows into the connecting passage, the first A dry sump type wherein the discharge amount of the discharge pump is higher than the discharge amount of the second discharge pump, and the total discharge amount of the first and second discharge pumps is higher than the discharge amount of the supply pump An engine blow-by gas reduction device , or the configuration of claim 2, that is, an oil tank that stores lubricating oil, a supply pump that supplies the lubricating oil in the oil tank to the engine, and blow-by lubricating oil in the crank chamber of the engine. A first exhaust pump that returns to the oil tank together with gas; a second exhaust pump that returns lubricating oil from the engine head to the oil tank; and blow-by gas in the oil tank is returned to the intake pipe of the engine A recirculation passage to be introduced and new air for introducing fresh air into the engine from the intake pipe upstream of the connection portion of the recirculation passage A passage, and a connection passage that communicates and connects the head portion and the crank chamber, and the second discharge pump returns the lubricating oil in the head portion to the oil tank from the connection passage, A dry sump type wherein the discharge amount of the discharge pump is higher than the discharge amount of the second discharge pump, and the total discharge amount of the first and second discharge pumps is higher than the discharge amount of the supply pump This is achieved by an engine blow-by gas reduction device .
[0009]
[Action and effect of the invention]
According to the first and second aspects of the present invention, the blow-by gas reduction device includes an oil tank that stores lubricating oil, a supply pump that supplies the lubricating oil in the oil tank to the engine, and lubricating oil in the crank chamber of the engine. A first exhaust pump that returns the oil to the oil tank together with the blow-by gas, and a second exhaust pump that returns the lubricating oil of the engine head to the oil tank.
[0010]
Accordingly, the lubricating oil in the crank chamber can be returned to the oil tank together with the blow-by gas by the first discharge pump, and the lubricating oil for the engine head can be returned to the oil tank by the second discharge pump. The size of the gathering portion can be reduced as compared with the conventional case, and the output performance required for the first discharge pump can be reduced.
[0011]
The blow-by gas returning device comprises a fresh air passage for introducing the recirculation passage for recirculating blow-by gas in the oil tank to the intake pipe of the engine, the fresh air into the engine from the upstream side of the intake pipe of the connection portion of the return passage A connecting passage that connects the head portion and the crank chamber in communication, and the discharge amount of the first discharge pump is higher than the discharge amount of the second discharge pump, and is the sum of the first and second discharge pumps. The discharge amount is higher than the discharge amount of the supply pump.
[0012]
Therefore, the output performance of the second exhaust pump may be lower than the output performance of the first exhaust pump, and the pressure in the crank chamber and the pressure in the head portion are made lower than the pressure in the intake pipe, and the pressure in the oil tank is reduced. Higher than the pressure in the intake pipe, thereby discharging the oil by the first and second discharge pumps, discharging the blow-by gas by the first discharge pump, returning the blow-by gas from the oil tank to the intake pipe, from the intake pipe It is possible to reliably supply fresh air to the engine.
[0013]
Particularly, according to the configuration of the first aspect, the connection passage has a means for suppressing the lubricating oil in the head portion to flow into the connecting passage, and in accordance with the foregoing aspect 2, the second discharge of the Since the pump is configured to return the lubricating oil in the head portion to the oil tank from the connection passage, substantially only the lubricated lubricating oil in the head portion can be returned to the oil tank by the second discharge pump, The blow-by gas leaked into the head portion can be guided to the crank chamber, and can be reliably returned to the oil tank by the first discharge pump together with the blow-by gas leaked into the crank chamber and the lubricated lubricating oil in the crank chamber.
[0014]
[Preferred Embodiment of Problem Solving Means]
According to one preferable aspect of the present invention, in the configuration of claim 1 or 2 , the return passage is configured to return the blow-by gas in the oil tank to the upstream side from the throttle valve of the intake pipe (preferably). Aspect 1).
[0015]
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 1 or 2 , the fresh air passage is configured to introduce fresh air into the engine from an intake pipe upstream of the throttle valve. (Preferred embodiment 2).
[0016]
According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of claim 1 or 2 , the first and second discharge pumps are driven by an electric motor controlled by a control device, and the control device is a first control device. And by controlling the electric motor of the second discharge pump, the discharge amount of the first discharge pump is higher than the discharge amount of the second discharge pump, and the total discharge amount of the first and second discharge pumps is supplied. It is comprised so that it may become higher than the discharge amount of a pump (Preferable aspect 3).
[0017]
According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of claim 1 or 2 , the fresh air passage is configured to introduce fresh air into the head portion (preferred embodiment 4).
[0018]
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the preferred aspect 4 described above, the control device controls the motors of the first and second discharge pumps, so that the pressure in the oil tank is adjusted in the intake pipe. The pressure in the head portion is lower than the pressure in the intake pipe, and the pressure in the crank chamber is lower than the pressure in the head portion (Preferable Mode 5).
[0019]
According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of claim 1 or 2 , the controller for controlling the discharge amount of the first discharge pump and the degree of deterioration of the lubricating oil in the oil tank are determined. The control device controls the discharge amount of the first discharge pump according to the deterioration degree of the lubricating oil so that the discharge amount of the first discharge pump increases as the deterioration degree of the lubricating oil increases. (Preferred aspect 6).
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to some of the preferred embodiments (hereinafter simply referred to as embodiments) with reference to the accompanying drawings.
[0021]
First embodiment Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a blow-by gas reduction apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the solid line arrows indicate the flow of oil, and the broken line arrows indicate the flow of blow-by gas. The same applies to FIG.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an engine. The engine 10 cooperates with the cylinder block 12, a cylinder head 14 fixed to the upper end of the cylinder block 12, and a cylinder block 12 fixed to the lower end of the cylinder block 12. And an oil pan 18 for defining the crank chamber 16. The cylinder block 12 has a plurality of cylinder bores 20, and pistons 24 that define the combustion chamber 22 in cooperation with the cylinder head 14 are reciprocally arranged in each cylinder bore 20.
[0023]
A crankshaft 26 extending in the longitudinal direction of the engine 10, that is, perpendicular to the paper surface of FIG. 1, is disposed in the crank chamber 14, and the crankshaft 26 is supported by the cylinder block 12 so as to be rotatable around an axis 28. Has been. The piston pin 30 attached to the piston 24 and the pin 32 of the crankshaft 26 are connected to each other by a connecting rod 34, whereby the reciprocating motion of the piston 24 is converted into the rotational motion of the crankshaft 26.
[0024]
Although not shown in the drawing, an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber 22 are provided in the cylinder head 14, and these ports are opened and closed by an intake valve 36 and an exhaust valve 38, respectively. The intake valve 36 and the exhaust valve 38 are driven by the rotation of camshafts 40 and 42, respectively. The camshafts 40 and 42 are driven by the crankshaft 26 through a chain not shown in FIG. An intake pipe 44 is connected to the intake port, and fresh air purified by the air cleaner 46 is intermittently supplied into the combustion chamber 22 through the intake pipe 42 and the intake port when the engine 10 is operated.
[0025]
In particular, in the illustrated first embodiment, the internal space of the cylinder head 14 is connected to the crank chamber 16 by a connection passage 48 provided in the cylinder block 12 and the cylinder head 14, and the connection passage 48 is combusted. The blow-by gas leaked from the chamber 22 to the internal space of the cylinder head 14 through the sliding support portions of the intake valve 36 and the exhaust valve 38 is guided to the crank chamber 16. The upper end of the connection passage 48 is higher than the upper surface of the bottom wall of the cylinder head 14, whereby the upper end functions as a means for suppressing the lubricating oil from flowing into the connection passage 48.
[0026]
In FIG. 1, reference numeral 50 denotes an oil tank that stores lubricating oil 52. The lower end of the oil tank 50 is connected to the main gallery 56 of the engine 10 by a supply conduit 54, and the lubricating oil 52 in the oil tank 50 is supplied by a supply pump 58 provided in the supply conduit 54 to the supply conduit 54 and the main gallery 56. After that, it is supplied to each drive unit of the engine 10. Lubricating oil that has lubricated each driving part in the cylinder block 12 falls into the oil pan 18, and lubricating oil that has lubricated each driving part in the cylinder head 14 falls onto the bottom wall of the cylinder head 14.
[0027]
The oil pan 18 is provided with an oil collecting portion 60, and the oil collecting portion 60 is connected to a lower portion in the oil tank 50 by an oil discharge conduit 62. The oil discharge conduit 62 is provided with a main discharge pump 64 as a first discharge pump. The main discharge pump 64 returns the lubricating oil collected in the oil collecting portion 60 to the oil tank 50 through the oil discharge conduit 62. In this case, blow-by gas that leaks from the combustion chamber 22 through the cylinder bore 20 and the piston 24 to the crank chamber 16 and blow-by gas that flows from the inside of the cylinder head 14 through the connection passage 48 to the crank chamber 16 are also lubricated by the main discharge pump 64. At the same time, it is moved to the oil tank 50.
[0028]
One end of an oil discharge conduit 66 communicating with the space in the cylinder head is connected to the lower end portion of the cylinder head 14, and the other end of the oil discharge conduit 66 is an oil discharge conduit 62 between the main discharge pump 64 and the oil tank 50. It is connected to the. The oil discharge conduit 66 is provided with a sub discharge pump 68 as a second discharge pump, and the lubricating oil accumulated on the bottom wall of the cylinder head 14 is supplied to the oil discharge conduit 66 and the oil discharge conduit 62 by the sub discharge pump 68. Is returned to the oil tank 50.
[0029]
The upper end portion of the oil tank 50 is connected to a portion upstream of the throttle valve 72 of the intake pipe 44 by a blow-by gas circulation conduit 70. One end of a fresh air supply conduit 74 is connected to a portion of the intake pipe 44 upstream of the portion where the blow-by gas circulation conduit 70 is connected, and the other end of the fresh air supply conduit 74 communicates with the internal space of the cylinder head 14. It is connected. The oil tank 50 separates the lubricating oil and the blow-by gas returned to each other by gas-liquid separation, the lubricating oil is stored in the lower part of the oil tank 50, and the blow-by gas is stored in the upper part of the oil tank 50.
[0030]
The supply pump 58, the main discharge pump 64, and the sub discharge pump 68 are driven by electric motors not shown in FIG. 1, and these electric motors are controlled by an electronic control device 76. In the electronic control unit 76, the discharge amount of the main discharge pump 64 is higher than the discharge amount of the sub discharge pump 68, and the total discharge amount of the main discharge pump 64 and the sub discharge pump 68 is higher than the discharge amount of the supply pump 58. When each motor is controlled, the pressure in the cylinder head 14 is set to Ph, the pressure in the crank chamber 14 is set to Pc, the pressure in the oil tank 50 is set to Po, and the pressure in the intake pipe 44 is set to Pa. The pressure in between satisfies the following inequality.
Po>Pa>Ph> Pc
[0031]
An oil deterioration sensor 78 for detecting the degree of deterioration of the lubricating oil 52 stored in the oil tank 50 is provided at the lower end of the oil tank 50. A signal indicating the degree of deterioration of the lubricating oil detected by the sensor is It is supplied to the electronic control unit 76. The electronic control unit 76 variably controls the discharge amount of the main discharge pump 64 according to the deterioration degree of the lubricating oil so that the discharge amount of the main discharge pump 64 becomes higher as the deterioration degree of the lubricating oil 52 becomes higher.
[0032]
Second embodiment Fig. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the blow-by gas reduction apparatus according to the present invention. 2, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
[0033]
In this embodiment, the connecting passage 48 provided in the cylinder block 12 and the cylinder head 14 and connecting the internal space of the cylinder head 14 and the crank chamber 16 is formed as an oil drain passage. That is, the upper end of the connection passage 48 is at the same height as the upper surface of the bottom wall of the cylinder head 14 unlike the connection passage 48 in the first embodiment, and each drive section in the cylinder head 14 is lubricated. The lubricating oil drops onto the bottom wall of the cylinder head 14 and further flows downward in the connection passage 48.
[0034]
In particular, in the illustrated embodiment, the connection passage 48 has an upper portion and a lower portion that are laterally offset and connected to each other, and an oil collecting portion 80 is provided at the connection between the upper portion and the lower portion. Is provided. The oil collecting portion 80 is located below the upper portion and collects lubricating oil flowing downward in the connection passage 48, and one end of the oil discharge conduit 66 is connected to the oil collecting portion 80.
[0035]
Accordingly, the lubricating oil that has lubricated the respective drive portions in the cylinder head 14 passes through the upper portion of the connection passage 48, the oil collecting portion 80, the oil discharge conduit 66, and a part of the oil discharge conduit 62 by the sub discharge pump 68. The blow-by gas leaked from the combustion chamber 22 through the sliding support portions of the intake valve 36 and the exhaust valve 38 into the internal space of the cylinder head 14 passes through the upper portion and the lower portion of the connection passage 48, and the crank chamber. 16 leads to.
[0036]
The other points of the second embodiment are configured in the same manner as in the first embodiment, and the supply pump 58, the main discharge pump 64, and the sub discharge pump 68 are configured with the pressure Ph in the cylinder head 14, The pressure Pc in the crank chamber 14, the pressure Po in the oil tank 50, and the pressure Pa in the intake pipe 44 are controlled so as to satisfy the above inequality.
[0037]
As understood from the above description, according to the first and second embodiments described above, the lubricated lubricating oil in the crank chamber 16 is returned to the oil tank 50 together with the blow-by gas by the main discharge pump 64, and the cylinder head 14. Since the lubricated lubricating oil is returned to the oil tank 50 by the sub-discharge pump 68, the output performance required for the discharge pump that discharges the lubricating oil and blow-by gas from the engine 10 can be reduced as compared with the conventional case. A small pump can be used as the discharge pump.
[0038]
Further, according to each of the above-described embodiments, the main discharge pump 64 may be a smaller pump than the conventional pump as described above, and the discharge amount of the main discharge pump 64 is independent of the discharge amount of the sub discharge pump 68. For example, as in the above-described embodiments, the discharge amount of the main discharge pump 64, that is, the lubricating oil and the amount of the lubricating oil in accordance with the degree of deterioration of the lubricating oil in the oil tank 50 detected by the oil deterioration sensor 78 is controlled. The flow rate of blow-by gas can be controlled with good responsiveness.
[0039]
Further, according to the above-described embodiments, the discharge amount of the main discharge pump 64 is higher than the discharge amount of the sub discharge pump 68, and the total discharge amount of the main discharge pump 64 and the sub discharge pump 68 is the discharge amount of the supply pump 58. Each pump is controlled so that the pressure Pc in the crank chamber 16 is lower than the pressure Ph in the cylinder head 14, and the pressure Ph in the cylinder head 14 is lower than the pressure Pa in the intake pipe 44. Since each pressure is controlled so that the pressure Pa in the intake pipe 44 is lower than the pressure Po in the oil tank 50, the oil is discharged by the main discharge pump 64 and the sub discharge pump 68, and the blow-by gas by the main discharge pump 64 Exhaust, recirculation of blow-by gas from the oil tank 50 to the intake pipe 44, supply of fresh air from the intake pipe 44 to the cylinder head 14, From Daheddo Within 14 movement of the blow-by gas and fresh air into the crank chamber 16 can be reliably performed.
[0040]
In particular, according to the illustrated first embodiment, the upper end of the connection passage 48 that connects the internal space of the cylinder head 14 and the crank chamber 16 is higher than the upper surface of the bottom wall of the cylinder head 14. Since it functions as a means for suppressing the lubricating oil from flowing into the connection passage 48, it is possible to effectively suppress the lubricating oil from flowing into the connection passage 48 without requiring a complicated structure.
[0041]
Further, according to the second embodiment shown in the figure, the connection passage 48 is formed as an oil dropping passage, and the lubricating oil is taken out from the oil collecting portion 80 provided in the middle of the connection passage 48, and the sub discharge pump 68. Therefore, the situation in which the lubricating oil efficiently flows from the cylinder head 14 to the oil collecting portion 80 by the flow of blow-by gas and fresh air flowing in the connection passage 48 can be ensured.
[0042]
Further, according to the second embodiment shown in the figure, the connection passage 48 has an upper part and a lower part that are laterally offset from each other and connected to each other, and the oil collecting part 80 is connected to the upper part below the upper part. Since it is provided in the connecting portion with the lower portion, for example, the lubricating oil flowing downward in the connecting passage 48 is less than in the case where the oil collecting portion is provided in the middle of the connecting passage 48 extending linearly. It can be reliably assembled.
[0043]
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
[0044]
For example, in each of the above-described embodiments, the supply pump 58, the main discharge pump 64, and the sub discharge pump 68 are each driven by a corresponding electric motor, but at least the supply pump 58 is driven by the engine 10. In this case, the rotational speeds of the main exhaust pump 64 and the sub exhaust pump 68 are controlled in accordance with the rotational speed of the engine 10 so that the relationship between the discharge amount of each pump and the respective pressures satisfies the above relationship. It is preferable.
[0045]
In each of the embodiments described above, the blow-by gas circulation conduit 70 is connected to a portion of the intake pipe 44 upstream of the throttle valve 72, but is connected downstream of the throttle valve 72 or upstream of the air cleaner 46. May be. The fresh air supply conduit 74 may be connected to any portion of the intake pipe 44 or the air cleaner 46 as long as it is upstream of the portion of the intake pipe 44 to which the blow-by gas circulation conduit 70 is connected.
[0046]
In each of the above-described embodiments, the oil tank 50 is provided with the oil deterioration sensor 78 so that the discharge amount of the main discharge pump 64 is variably controlled by the electronic control device 76 according to the degree of deterioration of the lubricating oil. However, the oil deterioration sensor 78 and the electronic control unit 76 may be omitted, and the discharge capacity of each pump may be configured to satisfy the relationship of the discharge amount.
[0047]
Furthermore, in the second embodiment described above, the connection passage 48 has an upper portion and a lower portion that are laterally offset and connected to each other, and the oil collecting portion 80 has an upper portion and a lower portion. Although provided in the connection portion, the connection passage 48 may extend linearly as in the first embodiment, and the oil collecting portion 80 may be modified to be provided in the middle of the connection passage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a blow-by gas reduction apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the blow-by gas reduction device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine 12 ... Cylinder block 14 ... Cylinder head 16 ... Crank chamber 18 ... Oil pan 22 ... Combustion chamber 24 ... Piston 26 ... Crankshaft 36 ... Intake valve 38 ... Exhaust valve 44 ... Intake pipe 48 ... Connection passage 50 ... Oil tank 52 ... Lubricating oil 56 ... Main gallery 58 ... Supply pump 60 ... Oil collecting part 64 ... Main discharge pump 68 ... Sub discharge pump 70 ... Blow-by gas recirculation conduit 72 ... Throttle valve 74 ... Fresh air supply conduit 76 ... Electronic control device 78 ... Oil deterioration sensor

Claims

An oil tank that stores lubricating oil, a supply pump that supplies the lubricating oil in the oil tank to the engine, a first discharge pump that returns the lubricating oil in the crank chamber of the engine together with blow-by gas to the oil tank, A second discharge pump for returning lubricating oil from the engine head to the oil tank, a return passage for returning the blow-by gas in the oil tank to the intake pipe of the engine, and an upstream side of a connection portion of the return passage said fresh air passage for introducing fresh air into said engine from the intake pipe, and a connecting passage connecting communicating the crank chamber and the head portion, the connecting passage lubricating oil in the head portion is the has a means for suppressing flowing into the connecting passage, the discharge amount of the first discharge pump than the discharge amount of the second discharge pump Ku, blowby gas returning device of the dry sump type engine the total discharge amount of the first and second discharge pump being higher than the discharge amount of the supply pump.

An oil tank that stores lubricating oil, a supply pump that supplies the lubricating oil in the oil tank to the engine, a first discharge pump that returns the lubricating oil in the crank chamber of the engine together with blow-by gas to the oil tank, A second discharge pump for returning lubricating oil from the engine head to the oil tank, a return passage for returning the blow-by gas in the oil tank to the intake pipe of the engine, and an upstream side of a connection portion of the return passage A fresh air passage for introducing fresh air into the engine from the intake pipe, and a connection passage for connecting the head portion and the crank chamber to each other, and the second discharge pump is used to lubricate the head portion. It returns to the oil tank from the connecting passage to the oil discharge amount of the first discharge pump than the discharge amount of the second discharge pump Ku, said first and second total discharge amount blowby gas returning apparatus in de Raisanpu engine you being higher than the discharge amount of the supply pump discharge pump.