JPH0893436A

JPH0893436A - 内燃機関のブローバイガス換気装置

Info

Publication number: JPH0893436A
Application number: JP22443294A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sugizaki; 聡杉崎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】内燃機関のブローバイガス換気装置において、
オイル劣化防止性能を十分に得つつ、オイルセパレータ
の小型化を図ることを目的とする。【構成】エンジンＥの低・中速運転時に、電磁開閉弁２
９を開にして負圧導入管２８を開き、吸気マニホールド
１内負圧を負圧導入管２８を介して弁体作動用のアクチ
ュエータ２７に導入して、弁体２６を開口部２５を閉
じ、かつ通路部２４を開く位置に動作することにより、
クランク室３内にて放出されるブローバイガスを、直接
通路部２４を介してオイルセパレータ２０に導入して吸
気マニホールド１へと排出する一方、エンジンＥの高速
運転時に、電磁開閉弁２９を閉にして、負圧導入管２８
を閉じ、弁体２６を開口部２５を開き、かつ通路部２４
を閉じる位置に動作することにより、クランク室３内に
て放出されるブローバイガスを、ロッカ室７内から開口
部２５を介してオイルセパレータ２０に導入して吸気マ
ニホールド１へと排出するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のブローバイ
ガス換気装置に関し、特に、クランク室内ブローバイガ
スを吸気系に導出するブローバイガス排出通路の構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関（以下、エンジンと言
う）において、クランクケースのクランク室内から放出
されるブローバイガスを換気する装置として、例えば図
５に示すようなものがある〔新型車解説書（Ｎ１４−
１）、NISSAN パルサーＮ１４型系車、１９９０年８
月日産自動車株式会社発行、Ｂ−７７頁等参照〕。

【０００３】このものでは、クランク室内で放出される
ブローバイガスを吸気マニホールドに導出すると同時
に、新気を吸気ダクト若しくはエアクリーナからエンジ
ン本体内、即ち、ロッカ室内及びクランク室内に導入す
ることによって、エンジン本体内部のブローバイガス濃
度を低減し、ブローバイガスによるオイル劣化を防止す
るようにしており、具体的には次のように構成される。

【０００４】即ち、エンジンＥの吸気マニホールド１と
クランクケース２のクランク室３とを連通するブローバ
イガス排出通路４が設けられている。クランク室３内部
のブローバイガスはミスト状のオイルを含んでいるた
め、このオイルをセパレートするオイルセパレータ５が
ブローバイガス排出通路４の途中に介装されている。こ
のオイルセパレータ５は、ロッカカバー６のロッカ室７
内上部に内蔵されており、オイルセパレータ５の出口部
には、ブローバイガスコントロールバルブ（ＰＣＶバル
ブ）８が介装されている。

【０００５】一方、エアクリーナ９下流の吸気ダクト１
０とクランク室３内部とを、ロッカ室７を介して連通す
る新気導入通路１１が設けられている。かかる構成にお
いて、エンジンＥの低負荷運転時においては、クランク
室３内にて放出されたブローバイガスが、吸気マニホー
ルド１内の負圧の作用によってブローバイガス排出通路
４からオイルセパレータ５及びＰＣＶバルブ８を通って
吸気マニホールド１に導入される一方、新気が新気導入
通路１１を介してロッカ室７を経由してクランク室３内
に導入される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ブローバイ
ガス排出通路４のエンジンＥ本体側の開口部は、図５の
従来技術のように、ブローバイガス濃度の高いクランク
室３内に設定する方が、ロッカ室７に設定する場合と比
較して、オイル劣化防止を行うにあたって有利である。

【０００７】しかし、クランク室３内部は、クランクシ
ャフトの回転やピストンの往復動により、ロッカ室７内
と比較してオイルミストの発生量が非常に多く、ブロー
バイガス排出通路４のエンジン本体Ｅ側の開口部をクラ
ンク室３内に設定した場合には、クランク室３内部から
多量のオイルミストがブローバイガス排出通路４に流入
し、オイルセパレータ５にて多量のオイルミストを処理
する必要がある。

【０００８】このため、オイルセパレータ５の能力を高
める必要があり、オイルセパレータ５の大型化を余儀な
くされ、製品コストも高くなるという問題点を生起す
る。又、オイルセパレータ５の大型化によりエンジンＥ
の大型化を来し、エンジンレイアウト上にも制約を受け
易くなる。一方、ブローバイガス排出通路４のエンジン
Ｅ本体側の開口部をロッカ室７内に設定すれば、上記問
題点を解消でき、オイルセパレータ５の小型化を図れる
が、オイル劣化防止を行うにあたっては不利である。

【０００９】本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、機関回転速度に応じて、ブローバイガス通路のエン
ジン本体内に開口する開口部の位置を、クランク室側と
ロッカ室側とに切り換えることにより、オイル劣化防止
性能を十分に得つつ、オイルセパレータの小型化を図る
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、吸気系の負圧によりクランク室内ブローバイ
ガスをオイルセパレータを介して吸気系に導出するブロ
ーバイガス排出通路を備えた内燃機関のブローバイガス
換気装置において、前記ブローバイガス排出通路のエン
ジン本体内に開口する開口部として、クランク室内に開
口するクランク室側開口部と、前記クランク室内と連通
するロッカ室内に開口するロッカ室側開口部と、を設
け、前記２つの開口部を選択的に開閉するべく切り換え
られる開閉手段を設ける一方、機関回転速度を検出する
回転速度検出手段と、該回転速度検出手段から出力され
る検出信号に基づいて、機関の低・中速運転時にクラン
ク室側開口部を開き、高速運転時にロッカ室側開口部を
開くように前記開閉手段を切換制御する制御手段と、を
含んで構成した。

【００１１】請求項２記載の発明は、前記開閉手段を、
一方の開口部を開いたときに他方の開口部を閉じる弁体
と、該弁体を作動するダイヤフラム式アクチュエータ
と、該アクチュエータに吸気系の負圧を導入する負圧導
入通路と、該負圧導入通路に介装される電磁式開閉弁
と、を含んで構成し、前記アクチュエータを、電磁開閉
弁の開動作による負圧導入時に、変形するダイヤフラム
により弁体をロッカ室側開口部が閉じられる位置に動作
させ、電磁開閉弁の閉動作による非負圧導入時に、常態
のダイヤフラムにより弁体をクランク室側開口部が閉じ
られる位置に動作させる構成とした。

【００１２】請求項３記載の発明は、吸気系からの新気
をロッカ室内からクランク室内に導入する新気導入通路
を備えた。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明において、ロッカ室側開口
部を閉じ、かつクランク室側開口部を開くと、クランク
室内にて放出されるブローバイガスは、該クランク室内
から直接クランク室側開口部を介してオイルセパレータ
に導入され、ここから吸気系へと導出される。

【００１４】一方、クランク室側開口部を閉じ、かつロ
ッカ室側開口部を開くと、クランク室内にて放出される
ブローバイガスは、ロッカ室内に至り、該ロッカ室内か
らロッカ室側開口部を介してオイルセパレータに導入さ
れ、ここから吸気系へと導出される。機関の低・中速運
転は全運転条件の大部分を占めており、オイル劣化の影
響が大きい。このときに、ブローバイガスをクランク室
内から直接ブローバイガス排出通路に導出させることに
より、十分なオイル劣化防止性能を得ることができる。

【００１５】又、このときのクランク室内におけるオイ
ルミストの発生量は、比較的少ないから、クランク室内
から直接オイルセパレータにブローバイガスを導入して
いても、オイルセパレータの能力は小さくて良い。一
方、機関の高速運転時には、クランク室内におけるオイ
ルミストの発生量は多いが、ブローバイガスを、クラン
ク室内から直接オイルセパレータに導入せずに、オイル
ミストの少ないロッカ室内からオイルセパレータに導入
するようにしているから、この場合にもオイルセパレ
ータの能力は小さくて良い。

【００１６】請求項２記載の発明において、電磁開閉弁
を開とすると、負圧導入通路が開かれ、吸気系内の負圧
が負圧導入通路を介してアクチュエータのダイヤフラム
に作用し、ダイヤフラムにより弁体がロッカ室側開口部
を閉じ、クランク室側開口部を開く位置に動作される。
又、電磁開閉弁を閉とすると、負圧導入通路が閉じら
れ、吸気系内の負圧がアクチュエータのダイヤフラムに
作用しなくなり、ダイヤフラムにより弁体がロッカ室側
開口部を開き、クランク室側開口部を閉じる位置に動作
される。

【００１７】請求項３記載の発明において、吸気系から
の新気は、ロッカ室内に導入されると共に、燃焼室にて
発生したブローバイガスが充満していてブローバイガス
濃度の高いクランク室内に導入され、機関本体内のブロ
ーバイガス濃度の低減をより効果的に図り、ブローバイ
ガスによるオイル劣化性能を向上する。

【００１８】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１及び図２は、請求項１〜３記載の発明の一
実施例の概略断面図を示しており、図５と同一要素のも
のには同一符号を付してある。これらの図において、吸
気マニホールド１内の負圧によりクランクケース２のク
ランク室３内ブローバイガスをオイルセパレータ２０を
介して吸気マニホールド１に導出するブローバイガス排
出通路２１が設けられている。前記オイルセパレータ２
０は、ロッカカバー６内上部に内蔵されており、オイル
セパレータ２０の出口部には、ブローバイガスコントロ
ールバルブ（ＰＣＶバルブ）８が介装されている。

【００１９】一方、エアクリーナ９下流の吸気ダクト１
０からの新気をロッカ室７内からクランク室３内に導入
する新気導入通路２２が設けられている。新気導入通路
２２の途中にはオイルセパレータ２３が介装されてお
り、このオイルセパレータ２３は、ロッカカバー６内上
部に前記オイルセパレータ２０と並列して内蔵されてい
る。

【００２０】ここで、前記ブローバイガス排出通路２１
のエンジンＥ本体内に開口する開口部として、クランク
室３内に開口するクランク室側開口部としての通路部２
４と、前記クランク室３内と連通するロッカ室７内に開
口するロッカ室側開口部２５と、が設けられている。即
ち、前記通路部２４は、エンジンＥ本体内に設けられ、
一端部がクランク室３内と連通し、他端部が前記オイル
セパレータ２０に連通される。

【００２１】又、前記ロッカ室側開口部２５は、前記オ
イルセパレータ２０に直接開設されて、ロッカ室７と連
通される。この場合、オイルセパレータ２０の壁部にお
いて、通路部２４の開口端と開口部２５とが横方向に隣
接して並設されている。そして、前記通路部２４とロッ
カ室側開口部２５を選択的に開閉するべく切り換えられ
る開閉手段を設ける一方、機関回転速度を検出する回転
速度検出手段と、該回転速度検出手段から出力される検
出信号に基づいて前記開閉手段を切換制御する制御手段
と、が設けられている。

【００２２】かかる構成を詳述すると、前記開閉手段
は、通路部２４とロッカ室側開口部２５のうち一方を開
いたときに他方を閉じる弁体２６と、該弁体２６を作動
するダイヤフラム式アクチュエータ２７と、該アクチュ
エータ２７に吸気系の負圧を導入する負圧導入管２８
と、該負圧導入管２８に介装される電磁式開閉弁２９
と、を含んで構成される。

【００２３】前記弁体２６は、図３に示すように、第１
の板部２６ａと第２の板部２６ｂとからなる略Ｌ字形状
の板部材から構成されており、その角部に支軸２６Ａが
固定取付され、該支軸２６Ａは前記通路部２４の周壁上
端部の、該通路部２４と開口部２５の境部に回動自由に
支承される。従って、弁体２６を支軸２６Ａの回動によ
り回動すると、両板部２６ａ，２６ｂが支軸２６Ａを中
心として揺動し、第１の板部２６ａが通路部２４の開口
端を開いて第２の板部２６ｂが開口部２５を閉じる状態
と（図３（Ａ）参照）、第１の板部２６ａが通路部２４
の開口端を閉じて第２の板部２６ｂが開口部２５を開く
状態と（図３（Ｂ）参照）、に選択的に動作される。

【００２４】前記支軸２６Ａにはリンク部材３０の一端
部が連結され、該リンク部材３０の他端は作動ロッド３
１を介して前記アクチュエータ２７のダイヤフラム２７
ａと連係される。この構成については後に詳述する。前
記アクチュエータ２７は、アクチュエータ本体２７Ａ
と、該アクチュエータ本体２７Ａ内に当該本体２７Ａ内
を圧力室Ｘと大気圧室Ｙとに仕切るダイヤフラム２７ａ
と、該ダイヤフラム２７ａに連結された作動ロッド３１
と、前記ダイヤフラム２７ａを常時は大気圧室Ｙ側に変
形した状態に弾性付設するスプリング２７ｂとから構成
される。

【００２５】前記作動ロッド３１は弁体２６側のリンク
３０の他端部に回動自由に連結される。又、アクチュエ
ータ本体２６Ａの圧力室Ｘ側の壁に開設された負圧導入
口２６ｃには、前記負圧導入管２８の一端部が連結され
る。この負圧導入管２８の他端部は、吸気マニホールド
１に連通接続される。

【００２６】更に、前記負圧導入管２８の途中には前記
電磁式開閉弁２９が介装され、該電磁式開閉弁２９の開
動作により負圧導入管２８を開くと、吸気マニホールド
１内の負圧が負圧導入管２８を介してアクチュエータ２
７の圧力室Ｘに導入され、電磁式開閉弁２９の閉動作に
より負圧導入管２８を閉じると、アクチュエータ２７の
圧力室Ｘへの負圧導入が停止される。

【００２７】そして、上述のアクチュエータ２７と弁体
２６とは、前記アクチュエータ２７への負圧導入時に、
弁体２６がロッカ室側開口部２５を閉じる位置に動作
し、アクチュエータ２７への非負圧導入時に、弁体２６
が通路部２４を閉じる位置に動作するように関連付けら
れている。一方、前記回転速度検出手段としての回転セ
ンサ３３から出力される回転速度信号は、前記制御手段
の機能をソフトウェア的に装備したコントロールユニッ
ト３２に入力され、該コントロールユニット３２から前
記電磁式開閉弁２９に制御信号が出力される。

【００２８】次に、かかる構成の作用について説明す
る。エンジンＥの低・中速運転時において、コントロー
ルユニット３２は、回転センサ３３からの信号に基づい
て、電磁開閉弁２９を開とする。これにより、負圧導入
管２８が開かれ、吸気マニホールド１内の負圧が負圧導
入管２８を介してアクチュエータ２７の圧力室Ｘに導入
される。従って、図３（Ａ）に示すように、ダイヤフラ
ム２７ａがスプリング２７ｂの弾性力に抗して圧力室Ｘ
側に変形し、作動ロッド３１が縮動作され、リンク３０
を介して弁体２６が開口部２５が閉じ、かつ通路部２４
を開く位置に動作される。

【００２９】この結果、図１に示すように、クランク室
３内にて放出されるブローバイガスは、該クランク室３
内から直接通路部２４を介してオイルセパレータ２０に
導入され、ここからＰＣＶバルブ８を介して吸気マニホ
ールド１へと導出される。又、吸気ダクト１０からの新
気は、オイルセパレータ２３を介してロッカ室７内に導
入されると共に、燃焼室にて発生したブローバイガスが
充満していてブローバイガス濃度の高いクランク室３内
に導入される。

【００３０】一方、エンジンＥの高速運転時において、
コントロールユニット３２は、回転センサ３３からの信
号に基づいて、電磁開閉弁２９を閉とする。これによ
り、負圧導入管２８が閉じられ、吸気マニホールド１内
の負圧がアクチュエータ２７の圧力室Ｘに導入されなく
なる。従って、ダイヤフラム２７ａがスプリング２７ｂ
の弾性力によって大気圧室Ｙ側に変形し、作動ロッド３
１が伸動作され、リンク３０を介して弁体２６が開口部
２５が開き、かつ通路部２４を閉じる位置に動作され
る。

【００３１】この結果、図２に示すように、クランク室
３内にて放出されるブローバイガスは、新気導入通路２
２からロッカ室７に至り、該ロッカ室７内から開口部２
５を介してオイルセパレータ２０に導入され、ここから
ＰＣＶバルブ８を介して吸気マニホールド１へと導出さ
れる。この場合にも、吸気ダクト１０からの新気は、ロ
ッカ室７内に導入されると共に、クランク室３内に導入
される。

【００３２】ここで、エンジンＥの低・中速運転は全運
転条件の大部分を占めており、オイル劣化への影響が大
きい。このときに、ブローバイガスをクランク室３内か
ら直接ブローバイガス排出通路２１に導出させることに
より、十分なオイル劣化防止性能を得ることができる。
又、このときのクランク室３内におけるオイルミストの
発生量は、図４に示すように比較的少ないから、クラン
ク室３内から直接オイルセパレータ２０にブローバイガ
スを導入していても、オイルセパレータ２０の能力は小
さくて良い。

【００３３】一方、エンジンＥの高速運転には、クラン
ク室３内におけるオイルミストの発生量は、図４に示す
ように多いが、ブローバイガスを、クランク室３内から
直接オイルセパレータ２０に導入せずに、オイルミスト
の少ないロッカ室７内からオイルセパレータ２０に導入
するようにしているから、この場合にもオイルセパレ
ータ２０の能力は小さくて良い。

【００３４】結局、オイルセパレータ２０の能力は、エ
ンジンＥの全回転域にわたってブローバイガス排出通路
２１のエンジンＥ本体側開口部をクランク室３に設定す
る場合と比較して大幅に低くすることができ、オイルセ
パレータ２０の小型化を図れ、製品コストも低減でき、
ひいてはエンジンＥの小型化に寄与し、エンジンレイア
ウト性を向上できる一方、オイル劣化の影響が大きいエ
ンジンの低・中速運転において、ブローバイガス排出通
路２１のエンジンＥ本体側開口部をクランク室３に設定
することにより、該エンジンＥ本体側開口部をロッカ室
７に設定する場合と比較して、高いオイル劣化防止性能
を得ることができる。

【００３５】尚、かかるブローバイガス排出通路２１の
エンジンＥ本体側開口部の切り換えは、オイルミストの
発生量の大・小に対応して行われるものであり、このオ
イルミストの発生量と関連するエンジン回転速度によっ
て上記切り換えを行うようにしている。即ち、エンジン
回転によるオイルポンプ回転数、回転物による攪拌に応
じてオイル供給量は変化するから、オイルミストの発生
量はエンジン回転に依存しており、エンジン負荷に応じ
ては殆ど変化しない。よって、エンジン回転速度でブロ
ーバイガス排出通路２１のエンジンＥ本体側開口部の切
り換えるのである。

【００３６】又、上記の構成において、電磁開閉弁２９
やアクチュエータ２７が何等かな故障により作動不良と
なってアクチュエータ２７への負圧導入ができなくなっ
た場合、アクチュエータ２７に負圧導入がなされない常
態においは、スプリング２７ｂの弾性力によってダイヤ
フラム２７ａは、弁体２６を開口部２５開、通路部２４
閉の状態に保持しているから、クランク室３から多量の
オイルミストがオイルセパレータ２０に流入することに
よるオイルの吸気系への持ち出しはなく、オイルの吸気
系への持ち出しによる例えばエアフロメータの特性変化
や補助空気通路の閉塞等と言った急な不具合の発生は回
避される。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、オイルセパレータの能力を、機関の全回転
域にわたってブローバイガス排出通路の機関本体側開口
部をクランク室に設定する場合と比較して大幅に低くす
ることができ、オイルセパレータの小型化を図れ、製品
コストも低減でき、ひいてはエンジンの小型化に寄与
し、エンジンレイアウト性を向上できる一方、オイル劣
化の影響が大きい機関の低・中速運転において、ブロー
バイガス排出通路の機関本体側開口部をクランク室内に
設定することにより、該機関本体側開口部をロッカ室内
に設定する場合と比較して、高いオイル劣化防止性能を
得ることができる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、吸気系の負
圧を利用して駆動される開閉手段により、クランク室側
開口部とロッカ室側開口部を選択的に開閉することがで
きる。請求項３記載の発明によれば、吸気系からの新気
をクランク室内に導入させることにより、機関本体内の
ブローバイガス濃度の低減をより効果的に図れ、ブロー
バイガスによるオイル劣化性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜３記載の発明の一実施例の概略断
面図

【図２】同様の概略断面図

【図３】同上実施例における開閉手段の構成を示す断
面図

【図４】エンジン回転速度とオイルミスト発生量との
関係を示す特性図

【図５】従来例の概略断面図

【符号の説明】

１吸気マニホールド３クランク室７ロッカ室２０オイルセパレータ２１ブローバイガス排出通路２２新気導入通路２４通路部（クランク室側開口部）２５ロッカ室側開口部２７ダイヤフラム式アクチュエータ２８負圧導入管２９電磁式開閉弁３２コントロールユニット３３回転センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気系の負圧によりクランク室内ブローバ
イガスをオイルセパレータを介して吸気系に導出するブ
ローバイガス排出通路を備えた内燃機関のブローバイガ
ス換気装置において、前記ブローバイガス排出通路のエ
ンジン本体内に開口する開口部として、クランク室内に
開口するクランク室側開口部と、前記クランク室内と連
通するロッカ室内に開口するロッカ室側開口部と、を設
け、前記２つの開口部を選択的に開閉するべく切り換え
られる開閉手段を設ける一方、機関回転速度を検出する
回転速度検出手段と、該回転速度検出手段から出力され
る検出信号に基づいて、機関の低・中速運転時にクラン
ク室側開口部を開き、高速運転時にロッカ室側開口部を
開くように前記開閉手段を切換制御する制御手段と、を
含んで構成したことを特徴とする内燃機関のブローバイ
ガス換気装置。
【請求項２】前記開閉手段は、一方の開口部を開いたと
きに他方の開口部を閉じる弁体と、該弁体を作動するダ
イヤフラム式アクチュエータと、該アクチュエータに吸
気系の負圧を導入する負圧導入通路と、該負圧導入通路
に介装される電磁式開閉弁と、を含んで構成され、前記
アクチュエータは、電磁開閉弁の開動作による負圧導入
時に、変形するダイヤフラムにより弁体をロッカ室側開
口部が閉じられる位置に動作させ、電磁開閉弁の閉動作
による非負圧導入時に、常態のダイヤフラムにより弁体
をクランク室側開口部が閉じられる位置に動作させる構
成であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のブ
ローバイガス換気装置。
【請求項３】吸気系からの新気をロッカ室内からクラン
ク室内に導入する新気導入通路を備えたことを特徴とす
る請求項１又は２記載の内燃機関のブローバイガス換気
装置。