JPH0748966Y2 - 内燃機関のクランクケース換気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は内燃機関のクランクケース内に新気を強制的
に導入してブローバイガスを排出するクランクケース換
気装置に関する。

従来の技術 内燃機関のブローバイガス処理装置には種々の方式のも
のがあるが、一般的には、吸気通路の絞弁上流側からシ
リンダヘッドカバー内部等に位置するオイルセパレータ
を介してクランクケース内へ新気を導入するとともに、
この新気により押し出されたブローバイガスを、同じく
シリンダヘッドカバー内部等に位置するオイルセパレー
タを介して吸気通路の下流側に導く構成となっている。

そして例えば特開昭58−143109号公報には、クランクケ
ースの前後２箇所にシリンダヘッドカバー内部と通じた
連通路を設け、一方から新気を導入するとともに他方か
らブローバイガスを取り出すようにしたクランクケース
換気装置が開示されている。

考案が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、単に絞弁上下の圧力
差によってクランクケース内への新気の導入およびブロ
ーバイガスの排出がなされるため、クランクケース内を
効率良く換気することができない。特に、吸気系に接続
されるシリンダヘッドカバー側の新気入口とブローバイ
ガス出口とはシリンダヘッド内部を通しても連通してお
り、クランクケース側の新気の導入およびブローバイガ
スの排出は殆ど自然換気に近い形でなされることになる
ので、非常に効率が悪い。

課題を解決するための手段 そこで、この考案は、ピストンの上下動によるクランク
ケース内の局部的な圧力変動を利用してクランクケース
への新気の導入を強制的に行うようにしたものである。
すなわち、この考案は、クランクケース内部を複数個の
区画に仕切るようにバルクヘッドがクランクケース上部
に形成されてなる多気筒４サイクル内燃機関において、
上記クランクケースに、クランクシャフトのカウンタウ
エイトの周面もしくは側面に近接した新気導入口を開口
形成するとともに、該新気導入口を含む区画の容積減少
時にカウンタウエイトにて閉塞される位置に、上記新気
導入口を配設したことを特徴としている。

作用 上記クランクケースは全体としては一体になっているも
ののバルクヘッドによって複数個の区画にある程度仕切
られた形となっているため、ピストンが高速で上下動す
ると、局部的に圧力変動が生じる。

ピストン運動に伴って新気導入口を含む区画の容積が増
大すると、クランクケース内の当該区画付近の圧力が低
下する。このとき、新気導入口はカウンタウエイトに覆
われておらず、開放されているため、新気がクランクケ
ース内に取り込まれる。

またピストン運動に伴って新気導入口を含む区画の容積
が減少すると、当該区画付近の圧力が上昇するが、新気
導入口がカウンタウエイトで閉塞されるため、新気の逆
流は殆ど生じない。従って、ピストン上下動に伴い、新
気が強制的に導入される。

実施例 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図および第２図は、この考案を直列４気筒の４サイ
クル内燃機関に適用した一実施例を示している。

図において、１はシリンダブロック、２はこのシリンダ
ブロック１の下面に装着されてクランクケース３を画成
するオイルパン、４は上記シリンダブロック１の各主軸
受部５にベアリングキャップ６を介して支持されるクラ
ンクシャフトを示している。

上記シリンダブロック１は、鋳鉄等によって一体に鋳造
されたもので、＃１〜＃４の４個のシリンダボア７が貫
通形成されているとともに、下部両側にディープスカー
ト形式のスカート部８が形成されている。そして、この
スカート部８内には、各気筒間を仕切るようにバルクヘ
ッド９が形成されており、その下縁中央に上記主軸受部
５がそれぞれ設けられている。すなわち、この実施例で
は気筒毎に一つの区画が構成されている。

オイルパン２は、上記スカート部８の下縁に取り付けら
れており、その前端部つまり＃１気筒側の端部に油溜ま
り部10が設けられているとともに、これ以外の部分では
クランクシャフト４に接近するように比較的浅く形成さ
れている。

クランクシャフト４は、第２図に示すように、主軸受部
５にそれぞれ支持されるジャーナル部11と、各気筒のピ
ストン12にコネクティングロッド13を介して連結される
クランクピン14と、このクランクピン14とジャーナル部
11とを結合するクランクアーム15と、このクランクアー
ム15と一体に形成されたカウンタウエイト16とから構成
されている。上記カウンタウエイト16は、各クランクア
ーム15のクランクピン14と反対側に付設されたもので、
その周面16aがクランクシャフト４の軸心を中心とした
円弧に沿って形成されており、かつ120°程度の角度範
囲に亙る扇形をなしている。尚、＃1,＃４気筒のクラン
クピン14に対し＃2,＃３気筒のクランクピン14が180°
異なる位置にあるので、カウンタウエイト16も同様に＃
1,＃４気筒のものと＃2,＃３気筒のものとで180°異な
った位置にある。

また上記シリンダブロック１の後端部側面、詳しくは最
後端のカウンタウエイト16の周面16aに対向する位置
に、新気導入口21が開口形成されている。この新気導入
口21は、クランクシャフト４の軸心付近の高さ位置にお
いてスカート部８を貫通して形成されており、かつカウ
ンタウエイト16の周面16aに十分近接した位置に開口し
ている。例えば上記周面16aとの間隙が３〜4mm程度に設
定されている。また、上記新気導入口21は、左右のスカ
ート部８の中で＃４気筒のピストン12が下降する際にカ
ウンタウエイト16が通過する側に設けられている。すな
わち、この実施例では、クランクシャフト４が前方（＃
１気筒側）から見て時計回り方向に回転するので、前方
から見て左側のスカート部８（第２図は倒立状態のため
左右が逆になっている）に配設されている。

また上記シリンダブロック１の前端部側面、詳しくは最
前端のカウンタウエイト16の周面16aに対向する位置
に、ガス排出口22が開口形成されている。このガス排出
口22は、新気導入口21と同様にクランクシャフト４の軸
心付近の高さ位置においてスカート部８を貫通してお
り、かつカウンタウエイト16の周面16aに十分近接した
位置に開口している。また、上記ガス排出口22は、新気
導入口21とは逆に、左右のスカート部８の中で、＃１気
筒のピストン12が上昇する際にカウンタウエイト16が通
過する側に設けられている。すなわち、新気導入口21と
は反対に、前方から見て右側のスカート部８に配設され
ている。

上記新気導入口21は、第３図の説明図に示すように、外
部配管からなる新気通路23を介してシリンダヘッドカバ
ー24の新気導入部25に接続されている。そしてガス排出
口22は、外部配管からなるガス通路26を介してシリンダ
ヘッドカバー24のガス出口部27に接続されている。上記
新気導入部25およびガス出口部27はそれぞれ図示せぬオ
イルセパレータを具備しており、新気導入部25が吸気通
路28の絞弁29上流に連通しているとともに、ガス出口部
27が絞弁29下流に連通している。尚、新気導入部25およ
びガス出口部27は同時にシリンダヘッド30内部を通して
連通しており、新気の導入によってシリンダヘッド30内
部の掃気を行うようになっている。

次に上記構成における作用について説明する。

上記シリンダブロック１のスカート部８とオイルパン２
とで画成されるクランクケース３は、機関全体として一
体に連通しているが、その上部がバルクヘッド９によっ
て気筒毎にかなり下方まで仕切られているので、ピスト
ン12が高速で上下動すると、各気筒間で局部的な圧力変
動が生じる。すなわち、ある気筒のピストン12が上昇す
れば、そのピストン12に対応する区画では圧力が低下
し、逆にピストン12が下降すれば圧力は上昇する。

従って、新気導入口21が位置する＃４気筒のピストン12
が上昇すると、新気導入口21周辺の圧力が局部的に低下
するが、このときには新気導入口21がカウンタウエイト
16に覆われておらず、開放された状態となっているの
で、圧力低下に伴ってクランクケース３内に新気が取り
込まれる。また＃４気筒のピストン12が下降に転ずる
と、新気導入口21周辺の圧力が局部的に上昇するが、こ
のピストン下降行程の大部分の期間で新気導入口21がカ
ウンタウエイト16の周面16aにより閉塞されるため、新
気の逆流は殆ど生じない。そして、この＃４気筒のピス
トン12下降時には、隣接する＃３気筒および＃２気筒の
ピストン12が上昇行程となるので、両者の圧力差によ
り、新気は＃４気筒部分から更に＃3,＃２気筒部分へと
流れる。

すなわち、ピストン12の上下動の繰り返しによって、一
種のポンプ作用がなされ、新気導入口21を通して新気が
強制的に導入されるとともに、順次前方へ圧送される。

尚、＃４気筒のピストン12下降時には、カウンタウエイ
ト16の周面16aが新気導入口21前面を高速で通過するこ
とによって、該新気導入口21開口部で圧力低下が生じ、
新気の吸い込み作用が得られる。従って、新気導入口21
をカウンタウエイト16周面16aに可及的に近接させるこ
とで、一層効果的な新気導入が図れる。

一方、機関前端部のガス排出口22は、＃１気筒のピスト
ン12が下降する間つまり圧力上昇時に開放され、かつピ
ストン12の上昇時つまり圧力低下時にカウンタウエイト
16によって閉塞される。

そのため、クランクケース３内部から外部へ向かうよう
にポンプ作用が発揮され、クランクケース３内部のブロ
ーバイガスがガス排出口22を通して強制的に押し出され
る。

従って、仮に絞弁29上流と下流との間で圧力差が殆どな
いような場合であっても、機関後端部の新気導入口21か
ら多量の新気が強制的に導入されるとともに、機関前端
部のガス排出口22から強制的なブローバイガスの取り出
しが行われるので、クランクケース３内を効果的に換気
することができる。

また上記実施例の構成では、クランクケース３内を後方
から前方へ向かって新気およびブローバイガスが流れる
ので、オイルパン２上に滴下した潤滑油がガス流によっ
て押され、油溜まり部10への戻りが良好なものとなる。

また、このようなクランクケース３の換気においては、
潤滑油の持ち出しが問題となるが、上記構成では、カウ
ンタウエイト16が上から下へ進む形でガス排出口22に接
近するので、カウンタウエイト16によりかき上げられた
潤滑油が直接ガス排出口22に流入することはなく、潤滑
油の持ち出しが比較的少なくなる。

次に第４図に示す実施例は、シリンダブロック１の後端
壁1aの内側に新気導入口21Aを開口形成するとともに、
前端壁1bの内側にガス排出口22Aを開口形成したもので
ある。上記新気導入口21Aは、クランクシャフト４の最
後端のカウンタウエイト16の側面16b（第１図参照）に
よって開閉され、またガス排出口22Aはクランクシャフ
ト４最前端のカウンタウエイト16の側面16bによって開
閉される。尚、これらの新気導入口21Aおよびガス排出
口22Aは、シリンダブロック１の外側からドリル加工し
た上で外側部分をプラグで閉塞したものであり、シリン
ダブロック１の後部，前部に形成された新気通路23A,ガ
ス通路26Aに連通している。

この実施例の構成によれば、カウンタウエイト16から遠
心力により周方向に飛散する潤滑油滴がガス排出口22A
や新気導入口21Aに飛び込むことがなく、潤滑油の持ち
出しが一層抑制される。また新気通路23Aやガス通路26A
をシリンダブロック１内部に形成でき、外部配管の削減
が可能となる。

以上、この考案を直列４気筒機関に適用した実施例を説
明したが、この考案は他のＶ型内燃機関等においても同
様に適用することが可能である。

第５図は、一例としてＶ型８気筒内燃機関のシリンダブ
ロック１側部に新気導入口21を設けた実施例を示してい
る。このようなＶ型内燃機関においては、左右のバンク
の一対のピストン12が１個のクランクピン14に連結され
るので、クランクケース３内部が、バルクヘッド９およ
びベアリングキャップ６によって２気筒づつ仕切られた
形となっている。つまり、＃1,＃２気筒の区画と、＃3,
＃４気筒の区画と、＃5,＃６気筒の区画と、＃7,＃８気
筒の区画の４つに仕切られている。そして、上記新気導
入口21は、最後端つまり＃８気筒側の端部に位置するカ
ウンタウエイト16の周面16aに対向するように設けられ
ている。

従って、上記新気導入口21は、最後端の区画つまり＃7,
＃８気筒のシリンダボア７を含む区画の圧力変動を主に
受けることになる。この区画の容積は、クランクピン14
が第５図に示すような最下点に位置するときに最大とな
り、これと180°異なる上方の点に位置するときに最小
となるので、第６図の実線イに示すような特性で変化す
る。これに対し、カウンタウエイト16の周面16aは、第
６図のロに示すような特性で新気導入口21を開閉するの
で、前述した実施例と同様に、新気の強制的な導入が図
れる。尚、この実施例では、上記のような開閉時期を実
現するために、新気導入口21を開閉するカウンタウエイ
ト16（矢印ωが回転方向を示す）が、第５図に示すよう
な非対称形状となっており、クランクピン14を通る中心
線で分けた角度θ₁と角度θ₂とが、θ₂＞θ₁の関係にな
っている。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関
のクランクケース換気装置によれば、ピストン上下動に
伴う圧力変動を利用して、クランクケース内に強制的に
新気を導入するようにしたので、絞弁上下の圧力差等に
依存せずに確実にクランクケース内の換気を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る換気装置の一実施例を示す内燃
機関要部の断面図、第２図はシリンダブロックおよびク
ランクシャフトの斜視図、第３図はこの実施例の通路構
成を示す説明図、第４図はこの考案の異なる実施例を示
すシリンダブロックの斜視図、第５図はＶ型８気筒内燃
機関に適用した実施例を示す断面図、第６図はその容積
変動と新気導入開閉時期との関係を示す特性図である。 １…シリンダブロック、２…オイルパン、３…クランク
ケース、４…クランクシャフト、９…バルクヘッド、16
…カウンタウエイト、21…新気導入口、22…ガス排出
口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクケース内部を複数個の区画に仕切
   るようにバルクヘッドがクランクケース上部に形成され
   てなる多気筒４サイクル内燃機関において、上記クラン
   クケースに、クランクシャフトのカウンタウエイトの周
   面もしくは側面に近接した新気導入口を開口形成すると
   ともに、該新気導入口を含む区画の容積減少時にカウン
   タウエイトにて閉塞される位置に、上記新気導入口を配
   設したことを特徴とする内燃機関のクランクケース換気
   装置。