JPS6040717A - 内燃機関用クランクケ−ス強制換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関のクランクケースを強制換気する装
置に関する。クランクケース内には、通常水蒸気および
燃料蒸気が発生し、さらに次々にブローパイガスが流入
しており、本発明は、これらのガス特にブローパイガス
を強制的に吸気管に戻すための装置に関する。

従来技術 従来、クランクケース強制換気装置としては、例えば第
１図に示すようなものがある。この図は、燃料噴射装置
付の内燃機関に、従来のクランクケース強制換気装置を
設けたものである。すなわち、この図において、１は吸
気管、２はスロットル弁、３は燃料噴射ノズル、４は燃
料噴射用制御回路である。そしてクランクケース強制換
気装置として、一端がへラドカバ−５を介してクランク
ケースに連通し他端がスロットル弁２の上流側で吸気管
１と連通ずるブローバイガス通路６と、一端がヘッドカ
バー５を介してクランクケースに連通し他端がスロット
ル弁２の下流側で吸気管１と連通ずるブローパイガス戻
し通路７とが設けられている。

さらに、この従来装置では、ブローパイガス戻し通路７
の吸気管１への開口部８の内径は１〜２間に絞ってあり
、一方でブローバイガス通路６の吸気ｇ１への開口部９
の内径は４〜８顛となっている。

このように構成された従来装置の作用を説明すると、ニ
アクリーナ１０を経由して吸気管１に導入される空気の
うち、その一部が開口部９からゾロ−バイガス通路６に
流入する。ブローバイガス通路６に流入した空気は、矢
印Ｆ１の方向に流れてヘッドカバー５に流入し、さらに
クランクケースまで下降する。クランクケースにおいて
ブローパイガスを含んだ空気は、ヘッドカバー５を経て
ブローパイガス戻し通路７に流入し、矢印Ｆ３の方向に
流れて、開口部８から吸気管１に流入する。

吸気管１に戻ったブローパイガスは、スロットル弁２を
通過してきた吸入空気および燃料噴射ノズル３から噴射
された燃料とともに燃焼室に供給されて、そこで燃焼す
る。

ブローバイガス通路６およびブローパイガス戻し通路７
における空気の流れは、スロットル弁２の下流側におけ
る吸気管１内の負圧と、大気圧抜たはクランクケース内
の圧力どの圧力差によってひき起こされるものである。

次に、内燃機関の軽負荷運転状態における、この従来装
置の作用を説明する。このときのスロットル弁２の開度
は小さく、スロットル弁２の下流側における吸気管１内
の負圧は大きい。したがって、ブローパイガス戻し通路
７から吸気管１に流入する空気量は増加する傾向を有す
るが、このときの流入量を抑制するために、開口部８の
内径は、あらかじめ１〜”２ｎｒｔｔと小さい値に設定
されている。

もしこの流入量が太きすぎると内燃機関の空燃比を著し
く乱し、正常な軽負荷運転を損うことになる。また、ス
ロットル弁２の上流側にある、ブローバイガス通路６の
開口部９については、クランクケースの内圧が所定の負
圧よりも高くならないように、２間以上の内径が必要と
なる。

一方、高負荷運転状態では、クランクケース内でブロー
バイガスの発生量が増加するのに対して、スロットル弁
２の下流側における吸気管１内の圧力が上昇し、開口部
８を紅白して吸気管１に流入するブローバイガスはむし
ろ減少する。したがって、ブローバイガス戻し通路７か
ら吸気管１に流入しきれないブローバイガスはクランク
ケースにたまり、クランクケース内の圧力上昇に伴って
ブローバイガス通路６を矢印Ｆ２の方向に逆流すること
になり、開口部９から吸気管１に流入する。

このとき開口部９の内径が小さすぎると、クランクケー
ス内の圧力が異常に上昇して、内燃機関各部のガスケッ
ト部からオイルかにじみ出る等の不具合が生じることに
なる。そのため、開口部９の内径は、あらかじめ４〜８
　ｍｍに設定されている。

この値は、上述の軽負荷運転時に要求される開口部９の
内径２　ｒｎｍよりもかなり大きな値である。

ところで、この従来装置においては、クランクケース内
で生じるブローバイガスの圧力脈動が、開口部９を通じ
てスロットル弁２の上流側に伝わるから、この開口部９
の内径が太きいと、特に内燃機関の軽負荷、低回転域に
おいて、クランクケース内の大きな圧力脈動がスロット
ル弁２の上流側に伝わることになる。（例えば実開昭５
６−１１１２５１号を参照。） したがって、第１図に示すように、回動式のせき止め板
１１を用いた空気流量計１２を使用するときは、スロッ
トル弁２の上流側に伝わるクランクケース内の圧力脈動
によって、せき止め板１１が振動し、せき止め板１１の
回動軸と連動する電気接点１３（！：せき止め板１１０
開度を電気信号に変換するポテンショメータ１４との間
に、空気流量の測定に有害な相対運動を生じる。アイド
リング時のような内燃機関の無負荷、低回転域では、ク
ランクケース内の圧力脈動が太きく、シたがって上記の
相対運動も大きくなり、アイドリング状態において安定
した吸入空気量の測定が困難となる。

発明の目的 本発明の目的は、特にアイドリング時のような軽負荷、
低回転域において、クランクケース内の圧力脈動がブロ
ーバイガス通路を通じてスロットル弁上流側の吸気管に
伝わるのを低減し、吸気管に流入する空気量を安定して
測定できるクランクケース強制換気装置を提供すること
にある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明のクランクケース強
制換気装置は、ブローバイガス通路の途中に設けた流路
断面積制御機構と、内燃機関の負荷状態を検知する検知
装置と、この検知装置で検知された負荷状態に応じて流
路断面積制御機構の開度を制御する制御装置とを有する
。

作用 上記のように構成されたクランクケース強制換気装置は
次のように作用する。まず内燃機関の負荷状態例えばス
ロットル弁の開度を、検知装置例えばスロットル弁の回
動軸の回転角を測定する装置によって検知し、このスロ
ットル弁の開度に応じて、制御装置例えばスロットル弁
の開度の測定結果を受信する制御回路とこの制御回路の
出力信号を受ける電磁アクチュエータとの組合せによる
装置によって、ブローバイガス通路の途中に設けた流路
断面積制御機構の開度を制御する動作を行う。

実施例 以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第２図は、本発明に係るクランクケース強制換気装置の
一実施例を示す模式図である。この実施例のクランクケ
ース強制換気装置は、燃料噴射装置付の内燃機関に設け
られたものである。この図において、１５は内燃機関本
体、１６はピストン、１７はディストリビュータ、３は
燃料噴射ノズル、５はへッドカパーであり、このヘッド
カバー５は連通路１８を介してクランクケース１９に連
通している。吸気管１の途中にはスロットル弁２を設け
、スロットル弁２と連動するポテンショメータ２０によ
ってスロットル弁２の開度を検出する。

吸気管１のスロットル弁２の上流側には、空気流量計１
２を構成するせき止め板１１を設け、このせき止め板１
１は回動軸２１を中心に回動可能である。せき止め板１
１には電気接点１３が連動し、この電気接点１３はポテ
ンショメータ１４を動作させる・。１０は吸気管入口の
エアクリーナである。

、ヘッドカバー５にはブローバイガス通路６の一端が接
続し、このブローバイガス通路６の他端は、スロットル
弁２の上流側で吸気管１に開口している。９はその開口
部である。さらに、ヘッドカバー５にはブローバイガス
戻し通路７が接続し、このブローバイガス戻し通路７の
他端の開口部８は、スロットル弁２の下流側で吸気管１
に接続する。

ブローバイガス通路６の途中には流路断面積制御機構２
２が配置される。以下、この流路断面積制御機構を単に
絞り弁２２と称する。この絞り弁２２は、仕切壁２３と
弁体２４とを有し、弁体２４は電磁アクチュエータ２５
によって駆動される。

一方、内燃機関の駆動を統一的に制御するために制御回
路２６があり、この制御回路２６は、ディストリビュー
タ１７、空気流量計１２のポテンショメータ１４および
スロットル弁２の開度を検出するポテンショメータ２０
の各出力信号を受信するように構成され、さらに燃料噴
射ノズル３および電磁アクチュエータ２５に対して燃料
噴射信号および絞り弁開度信号を与えるように構成され
ている。

次に、この実施例の作用について説明する。まず、内燃
機関の軽負荷、低回転域における作用について説明する
と、エアクリーナ１０を経て吸気管１に吸入される空気
のうち、その一部はブローバイガス通路６に流入し、矢
印Ｆ１の方向に流れて、ヘッドカバー５を経由してクラ
ンクケース１９に流入する。クランクケース１９でプロ
ーバ、イガスを含んだ空気は、クランクケース１９から
ヘッドカバー５を経由してブローバイガス戻し通路７に
流入し、矢印Ｆ３の方向に流れて吸気管１に流入する。

内燃機関の軽負荷時はスロットル弁２の開度ぽ小さく、
この開度はポテンショメーク２０で検出される。一方、
ディストリビュータ３によって内燃機関の回転信号が検
出される。これらのスロットル弁開度信号および内燃機
関の回転信号は、制御回路２６に送られ、この制御回路
２６は、絞り弁２２の開度を小さくするような信号を電
磁アクチュエータ２５に供給する。したがって、絞り弁
２２の弁体２４と仕切壁２３との間のすき間は狭くなり
、この部分の流路断面積か減少する。その結果１クラン
クケースに生じた圧力脈動は、この絞り弁２２のところ
で減衰し、スロットル弁２の上流側の吸気管１にはほと
んど伝わらない。

一方、内燃機関の軽負荷運転時以外では、クランクケー
ス１９でブローバイガスの発生量が増加するのに対して
、スロットル弁２の開度が大きくなってスロットル弁２
の下流側における吸気管１内の圧力が上昇し、開口部８
を経て吸気管１に流入するブローバイガスはむしろ減少
することになる。したがって、ブローバイガス戻し通路
７から吸気管１に流入しきれないブローバイガスはクラ
ンクケース１９にたまり、クランクケース１９内の圧力
上昇に伴ってブローバイガス通路６を矢印Ｆ２の方向に
逆流し、開口部９から吸気管１に流入する。内燃機関の
軽負荷運転時以外ではスロットル弁２の開度は大きく、
このスロットル弁２の開度信号および内燃機関の回転信
号に基づいて、制御回路２６は、絞り弁２２の開贋を太
きくするような信号を電磁アクチュエータ２５に供給す
る。

したがって、絞り弁２２のところでは、矢印Ｆ２の方向
のブローバイガスの流量に見合った流路断面積が得られ
る。

第６図は、本発明の他の実施例を示す部分的模式図であ
る。この実施例は、第２図に示ず実施例において、スロ
ットル弁２の開度を検出するポテンショメータ２０と電
磁アクチュエータ２５とを、機械的な絞り弁制御機構に
置き換えたものである。

すなわち、スロットル弁２の回動軸２７に、これと連動
するレバー２８を連結する。このレバー２８は回動軸２
７に固定連結されているのではなく、スロットル弁２の
全閉方向に向かつて付勢されて連結される。一方で、絞
り弁２２に密接して制御室２９を設け、この制御室２９
の働きによって絞り弁２２の弁体２４を制御する。制御
室２９は、絞り弁２２の弁体２４に結合された第１プレ
ート３０と、この第１プレート３０とゾロ−バイガス通
路６の外壁との間に密封結合された第１ベローズ３１と
、一端がブローバイガス通路６の外壁に密封固定されか
つ弁体２４の軸線と同じ軸線を有する第２ベローズ３２
と、この第２ベローズ３２の他端に密側結合された第２
プレート３３とによって画定される。さらにこの制御室
２９は、細管３４を介して、スロットル弁２の下流側で
吸気管１に連通し、スロットル弁２の下流側の吸気管１
内の負圧に応じてその体積が増減するように構成されて
いる。

第２プレート３３は、この第２プレート３３を貫通して
かつ第２プレート３３に密封結合されたロッド３５を有
する。制御室２９の内部においては、第１プレート３０
とブローバイガス通路６の外壁との間には、第２ベロー
ズ３２と同軸に、第１コイルはね、３６を配置し、さら
に第２プレート３０とブローバイガス通路６の外壁との
間には、ベローズ３２と同軸に、第２コイルはね３７を
配置する。そして、レバー２８の先端、ロッド３５、弁
体２４は、それぞれ弁体２４の軸線上に並び、レバー２
８の動きに応じて、ロッド３５および弁体２４が変位で
きるように構成される。

次に、この実施例の作用を説明する。スロットル弁２の
開度が小さいときは、レバー２８の先端は、第６図の右
方向に移動して、ワンド３５０大気側端面に尚接し、第
２コイルばね３７に抗してロッド３５を第６図の右方向
に移動させる。ロッド３５が一定量だけ移動すると、ロ
ッド３５の制御室側端面が第１プレート３０に当接し、
その結果、第１コイルばね３６に抗して弁体−２４を第
６図の右方向に移動させる。したがって、ブローバイガ
ス通路６は、絞り弁２２のところで流路断面積が減少す
る。

スロットル弁２の開度が大きくなると、レバー２８は第
６図の左方向に戻り、ロッド３５および第１プレート３
０は、第１および第２コイルばね３６．３７の弾性力に
よって、第６図の左方向に戻る。その結果、絞り弁２２
のところで、ブローバイガス通路６の流路断面積が増加
する。

内燃機関が高負荷状態から軽負荷状態に急激に変化する
ときは、スロットル弁２か大開度から小開度に急激に液
化する。このとき、スロットル弁２の急激な開度変化に
対応して瞬時にブローバイガス通路６の流路断面積を小
さくすると、高負荷状態における多量のブローバイガス
を、ブローバイガス通路６を介して吸気管１に戻すこと
ができなくなる。そこで、この実施例では、上述の制御
室２９を設けて、瞬時にはブローバイガス通路６の流路
断面積を減少させないようにしている。すなわち、制御
室２９は、細管３４を介して、スロットル弁２の下流側
の位置３８で吸気管１に連通しており、位置３８の負圧
が小さいときすなわち内燃機関の高負荷状態では、制御
室２９の体積は比較的大きくなる。このときスロットル
弁２が急激に閉じると、レバー２８の先端は第６図の右
方向に移動してロッド３５に当接する。しかし、細管３
４を介して制御室２９内の空気を吸気管１に押し出すの
に時間がかかるため、ロッド３５が第１プレート３０を
押すまでに若干の遅れが生じる。

この遅れ時間の間に、ブローバイガスを十分に吸気管１
に戻すことが可能となる。

さらに他の実施例としては、第２図に示した実施例にお
いて、スロットル弁の開度を検出するポテンショメータ
２０に代えて、スロットル弁２の下流側の吸気管１に圧
力検出器を取り付け、その圧力信号に基づいて絞り弁２
２を制御することもできる。すなわち、内燃機関の負荷
状態を検知する検知装置としては、上述の各実施例に用
いられた検知手段のほかに任意の既知の検知手段を用い
ることができ、さらにこれらの検知手段に対応して最も
適した既知の制御方式をもって絞り弁を制御すればよい
。要するに、内燃機関の負荷状態に応じてブローパイガ
ス通路の流路断面積を変化させることができれば、本発
明の目的を達成するものである。

発明の効果 本発明のクランクケース強制換気装置は、内燃機関の負
荷状態に応じてブローバイガス通路の流路断面積を変化
させることができるので、軽負荷運転状態ではブローバ
イガス通路の流路断面積を小さくすることができ、軽負
荷運転状態におけるクランクケース内の比較的大きな圧
力脈動が吸気管のスロットル弁上流側に伝わるのを防止
できる。

その結果、吸気管に流入する空気流を測定するために使
用され不せき止め板の有害な振動を防止できて、安定し
た流入空気量の測定を可能にする。

また、本発明は、せき止め板以外の空気流量検出用素子
を設けた吸気管にも効果があり、このときは、吸気管に
伝わる圧力脈動によって生じる電気的出力の変動を防止
でき、同様に安定した吸入空気量の測定ができる。

さらに、吸入空気量の測定にとどまらず、スロットル弁
の上流側に設置されるそれ以外の機器類にとっても、圧
力脈動を原因とする電気的出力の変動による測定誤差を
除去する上で大きな効果がある。

一方、高負荷運転状態では、ブローバイガス通路の流路
断面積を大きくすることができ、クランクケース内に発
生する比較的多量のブローパイガスを、ブローバイガス
通路を通じて十分に吸気管に戻すことができる。その結
果、クランクケース内の異常な圧力上昇を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクランクケース強制換気装置の模式図、
第２図は本発明に係るクランクケース強制換気装置の一
実施例を示す模式図、第６図は本発明に係るクランクケ
ース強制換気装置の別の実施例の部分拡大模式図である
。 １・・・吸気管 ２・・・スロットル弁 ６・・・ブローバイガス通路 ７・・・ブローバイガス戻し通路 １７・・・ディストリビュータ １９・・・クランクケース ２０・・・ポテンショメータ ２２・・・絞り弁 ２４・・・弁体 ２５・・電磁アクチュエータ ２６・・・制御回路 ２８・・・レバー ２９・・・制御室 ３０・・・第１プレート ３１・・・第１ベローズ ３２・・・第２ベローズ ３３・・・第２プレート ３４・・・細管 ３５・・・ロンド ３６・・・第１コイルはね ３７・・・第２コイルばね 代理人　浅　村　晧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一端がクランクケースに連通し他端がスロットル
   弁の上流側で吸気管に連通ずるブローバイガス通路と、 一端がクランクケースに連通し他端がスロットル弁の下
   流側で吸気管に連通するブローパイガス戻し通路とを有
   する内燃機関用クランクケース強制換気装置において、 このクランクケース強制換気装置が、 前記ブローバイガス通路の途中に設けた流路断面積制御
   機構と、 内燃機関の負荷状態を検知する検知装置と、この検知装
   置で検知された負荷状態に応じて前記流路断面積制御機
   構の開度を制御する制御装置とを有することを特徴とす
   るクランクケース強制換気装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載のクランクケース強制
   換気装置において、前記制御装置が、前記検知装置から
   の信号を受けてこの信号に応じて前記流路断面積制御機
   構を作動させるための信号を発生する制御回路と、この
   制御回路からの信号を受けて前記流路断面積制御機構を
   作動する電磁アクチュエータとを有することを特徴きす
   るクランクケース強制換気装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載のクランクケース強制
   換気装置において、前記検知装置が、スロットル弁の開
   度を検出する装置と、内燃機関の回転数を検出する装置
   とを有することを特徴とするクランクケース強制換気装
   置。 （４）特許請求の範囲第２項記載のクランクケース強制
   換気装置において、前記検知装置が、スロットル弁下流
   の吸気管内の圧力を検出する装置と、内燃機関の回転数
   を検出する装置とを有することを特徴とするクランクケ
   ース強制換気装置。 （５）特許請求の範囲第１項記載のクランクケース強制
   換気装置において、 前記検知装置が、スロットル弁の回動軸き連動しかつス
   ロットル弁の全閉方向に向かつて付勢されたレバーであ
   り、 前記制御装置が、前記レバーの動きを前記流路断面積制
   御機構に伝達するための制御室を有し、この制御室は、 前記流路断面積制御機構の弁体に結合された第１プレー
   トと、 この第１プレートと前記ブローバイガス通路の外壁との
   間に密封結合された第１ベローズと、一端が前記ブロー
   バイガス通路の外壁に密封固定された第２ベローズと、 この第２ベローズの他端に密封結合された第２プレート
   とによって画定され、かつ前記制御室は細管を介してス
   ロットル弁の下流側で前記吸気管に連通し、 前記第２プレートは、この第２プレートを貫通してこの
   第２プレートに密封結合されたロッドを有し、 前記第１プレートと前記ブローバイガス通路の外壁との
   間には第１コイルばねを配置し、前記第２プレートと前
   記ブローバイガス通路の外壁との間には第２コイルばね
   を配置し、 もって、前記レバーの動きに応じて、前記レバーの一端
   と前記ロンドの一端との間で並びに前記ロンドの他端と
   前記第２プレートとの間で、接触による変位の伝達が行
   われるように構成されたクランクケース強制換気装置。