JPS6116255A - 内燃機関のオイル消費低減装置 - 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、自動車等の車輌に用いられる内燃機関のオイ
ル消費低減装置に係り、特に排気ガス再循環装置を有す
る内燃機関のオイル消費低減ｅ装置に係る。

従来の技術 内燃機関、特に吸気通路の途中に吸入空気量制御用のス
ロットル弁を有する絞り調速式の内燃機間に於ては、減
速時の如くスロットル弁が閉じられて吸気管負圧が大き
くなると、スロットル弁より下流側の吸気通路の圧力と
クランク室及び動弁室の如き機関内空の圧力との差が増
大することによって吸気弁とその弁ガイド部材との間隙
或いはピストンとシリンダボアとの間隙から機関潤滑用
のオイルが吸気ポート或いは燃焼室内に吸出される現象
が生じ、この吸出されオイルは燃焼室内にて焼失するた
め、吸出されオ“イル量が多いと、オイル消費量が増大
するという不具合が生じる。

上述の如きオイルの吸出しによるオイル消費量番低減す
るために、減速時に大きい吸気管負圧が発生しないよう
に減速時にスロットル弁が急速にアイドル位置にまで戻
ることを禁止したり、スロットル弁より下流側の吸気通
路に新気を導入することが従来より考えられている。

発明が解決しようとする問題点 上述の如き対策が行われると、減速時のオイルの吸出し
によるオイル消費量が低減するが、しかし、たとえ燃料
カットが行われても壁面付着燃料の如き吸気通路の残存
燃料の燃焼が生じ、このため減速時の機関出力の低下が
迅速且十分に行われなくなり、エンジンブレーキ効果が
減少するという不具合が生じる。

本発明は、エンジンブレーキ効果を減少することなく減
速時のオイルの吸出しによるオイル消費量を低減するこ
とができ、特に大気汚染防止のために設けられている排
気ガス再循環装置を有効に　−利用したオイル消費低減
装置を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、排気ガス再循環装置として、吸気通
路をスロットル弁より下流側の吸気通路に連通せしめる
排気ガス再゛循環通路と、前記排気ガス再循環通路の途
中に設けられた排気ガス再循環制御弁とを有している内
燃機関のオイル消費低減装置に於て、減速時には前記排
気ガス再循環制御弁を所定の開弁量に開弁させる制御手
段を有している如き内燃機関のオイル消費量低減装置に
よって達成される。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、減速運転時には排気ガスがス
ロットル弁より下流側の吸気通路に導入されることによ
りスロットル弁より下流側の吸気通路に大きい吸気管負
圧が生じることが回避され、これにより減速時に機関内
空の圧力とスロットル弁より下流側の吸気通路の圧力と
の差が増大することが回避され、吸気弁とその弁ガイド
部材との間隙或いはピストンとシリンダボアとの間隙か
らオイルが吸気ポート或いは燃焼室内に吸出されること
が回避され、オイルの吸出しによるオイル消１＆量の増
大が防止される。

本発明によるオイル消費低減装置は、既存の排気ガス再
循環装置を有効に利用しているから、排気ガス再循環装
置を備えた内燃機関に対して大きい変更を要することな
〈実施される。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明によるオイル消費低減装置を備えた内燃
機関の一つの実施例を示している。図に於て、１は機関
本体を示しており、機関本体１はシリンダボア２内にピ
ストン３を図にて上下方向に移動可能°に受入れている
。ピストン３は図にて上方に機関本体１と共働して燃焼
室４を郭定しており、コネクティングロッド５によって
クランク室６のクランク軸７に駆動連結されている。機
関本体１には吸気ポート８と排気ポート９とが設けられ
ており、吸気ポート８は吸気弁１０によって、排気ポー
ト９は排気弁１１によって各々開閉されるようになって
いる。吸気弁１０及び排気弁１４１は、各々機関本体１
に取付けられた弁ガイドスリーブ１２．１３によって機
関本体１より支持され、動弁室１４内に設けられた図に
は示されていない一般的構造の動弁装置によってクラン
ク軸７の回転に同期して開閉されるようになっている。

クランク室６と動弁室１４とはｍ開本体１内に設けられ
た図には示されていない通路によって互いに連通し・て
いる。

吸気ポート８には、吸気マニホールド１５と、スロット
ル弁１６を備えた気化器１７と、エアクリーナ１８とが
順に接続されており、これらによって構成された機関吸
気系より燃料と空気との混合気が供給されるようになっ
ている。

排気ポート９には排気マニホールド１９が接続されてい
る。

排気マニホールド１９には排気ガス取入ボート２０が設
けられており、該排気ガス取入ボートは導管２１、流量
制御用の絞り要素２３、排気ガス再循環制御弁２４及び
導管２５を経て吸気マニホールド１５に設けられた排気
ガス注入ボート２６に連通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２４は弁ポート２７を開閉プる弁
要素２８を含んでおり、弁要素２８は、弁ロッド２９に
よってダイヤフラム装置３０に駆動連結され、ダイヤフ
ラム３１の一方の側に設けられたダイヤフラム室３２に
負圧が導入されていない時には圧縮コイルばね３３のば
ね力によって押下げられて弁ボート２７を閉じ、これに
対しダイヤフラム室３２に負圧が導入されている時には
圧縮コイルばね３３のばね力に抗して持上げられて弁ボ
ート２７を開くようになっている。

ダイヤフラム室３２は導管“３４によって１ｉＩＩｉ１
制御弁３５のポートａに接続されている。電磁制御弁３
５は、ボートａ以外にポートｂとポートＣとを有してお
り、通電時にはポートａとポートＣに接続し、これに対
し非通電時にはポートａをポートＣに接続するようにな
っている。ポートｂは導管３６によって吸気マニホール
ド１５に設けられた吸気管負圧取出しポート３７に接続
され、ポートＣはエアフィルタ３８を経て大気中に開放
されている。

電磁制御弁３５の通電制御は電気式の制御装置３９によ
り行われるようになっている。制御装置３９は、スロッ
トルスイッチ４０よりスロットル弁１６がアイ１ｚル開
度位置にあるか否かに関する情報を、機関点火系のディ
ストリビュータ４１より機関回転数に関する情報を、圧
力センサ４２より吸気管負圧に関する情報を各々与えら
れ、数量回転数がｉ５ｏｏｒｐｍ以上で且吸気管負圧が
一２５０１１１１１ＨＯより小さい時、即ち中乃至高負
荷運転時或いはスロットル弁１６がアイドル開度位置に
あり且機関回転数が２０００　ｒｐｍ以上の時、即ち減
速時には電磁制御弁３５に通電を行うようになっている
。

中乃至高負荷運転時には電磁制御弁３５に通電が行われ
てこれのポートａがポートｂに接続されることにより、
排気ガス再循環制御弁２４のダイヤフラム室３２に負圧
が導入され、排気ガス再循環制御弁２４が開弁する。従
ってこの時には排気ガス中のＮＯＸの低減のために排気
ガス再循環が行われる。

減速運転時には電磁制御弁３５に通電が行われてこれの
ポートａがポートｂに接続されることにより排気ガス再
循環制御弁２４のダイヤフラム室３２に負圧が導入され
、排気ガス再循環制御弁３０が開弁する。排気ガス再循
環制御弁２４が開弁することによって吸気マニホールド
１９を流れる排気ガスの一部が排気ガス注入ポート２６
より吸気マニホールド１５に注入され、これによってス
ロットル弁１６より下流側の吸気通路の吸気管負圧が増
大することが回避され、吸気弁１０とその弁ガイドスリ
ーブ１２との間隙或いはピストン３とシリンダボア２と
の間隙からオイルが吸気ボート８或いは燃焼室４内に吸
出されることが回避され、オイルの吸出しによるオイル
消費量の増大が防止される。

第２図は本発明によるオイル消費低減装置を備えた内燃
機関の他の−うの実施例を示している。

尚、第２図に於て第１図に対応する部分は第１図に付し
た符号と同一の符号により示されている。

かかる実施例に於ては１．排気ガス再循環制御弁２４の
ダイヤフラム室３２は、導管４５、絞り要素４６及び導
管４７を経て気化器１７に設けられた吸気管負圧取出し
ポート４已に接続されている。

吸気管負圧取出しポート４８は、スロットル弁１６が図
示されている如きアイドル開度位置にある時にはそれよ
り上流側に位置し、スロットル弁１６がアイドル開度位
置より所定開度以上開かれた時にそれより下流側に位置
するように設けられている。

また排気ガス再循環制御弁２４のダイヤフラム室３１は
、導管４９、開閉弁５０及び導管５１を経て気化器１７
に設けられたもう一つの吸気管負圧取出しポート５２に
接続されている。吸気管負圧取出しポート５２はアイド
ル開度位置にあるスロットル弁１６の下流側に位置する
ように設けられている。

開閉弁５０は弁ポート５３を開閉する弁要素５４を含ん
でおり、弁要素５４は、弁ロッド５５ににつてダイヤフ
ラム５６に駆動連結され、ダイヤフラム室５７に所定値
より大きい負圧を導入されていない時には圧縮コイルば
ね５８のぼり力によって図にて左方へ駆動されて弁ポー
ト５３を閉じ、これに対しダイヤフラム室５７に所定値
、例えば−６００ｍｍ１−１ｇより大きい負圧を導入さ
れている時には圧縮コイルばね５８のばね力に抗して図
にて右方へ移動して弁ボート５３を開くようになってい
る。ダイヤフラム室５７は、導管５９によって導管５１
の途中に接続され、吸気管負圧取出しポート５２の吸気
管負圧を及ぼされるようになっている。

スロットル弁１６がアイドル開度位置より所定値以上開
かれた中乃至高負荷運転時に於ては、吸気管負圧取出し
ポート４８がスロットル弁１６より下流側に位置するこ
とにより、該吸気管負圧取出しポートに吸気管負圧が及
ぼされ、この吸気管負圧が、導管４７、絞り要素４６及
び導管４５を経てダイヤフラム室３２に導入されること
により排気ガス再循環制御弁２４が開弁し、排気ガス中
のＮＯＸの低減のために排気ガス再循環が行われる。尚
、この時にはさほど大きい吸気管負圧が発生することが
ないから開閉弁５０は閉弁している。

減速運転時にはアイドル開度位置にあるスロットル弁１
６より下流側に比較的大きい吸気管負圧が生じ、この吸
気管負圧が吸気管負圧取出しポート５２より、導管５１
及び５９を経てダイヤフラム室５７に導入されることに
より開閉弁５０が開弁じ、この吸気管負圧がダイヤフラ
ム室３２に導入されるようになる。これにより排気ガス
再循環制御弁２４が開弁し、スロットル弁１６より下流
側の吸気通路に排気ガスが注入され、スロットル−弁１
６より下流側の吸気通路に大きい吸気管負圧が発生する
ことが回避される。

第３図は本発明によるオイル消費低減装置を備えた内燃
機関の他の一つの実施例を示している。

尚、第３図に於て第２図に対応する部分は第２図に付し
た符号と同一の符号により示されている。

かかる実施例に於ては、排気ガス取入れポート２０は、
導管２１、流量制御弁６０．圧力制御Ｉ空６１、排気ガ
ス再循環制御弁２４及び導管２５を経て排気ガス注入ボ
ート２６に接続されている。

流量制御弁６０は常開の絞りポート６２と弁要素６４に
よって開閉される絞りポート６３とを有している。弁要
素６４は、弁ロッド６５によってダイヤフラム装置６６
に連結され、ダイヤフラム６７の一方の側に設けられた
ダイヤフラム室６８に所定値より、例えば−６００ｍｍ
Ｈ１ｌｌ大きい負圧を導入されている時には圧縮コイル
ばね６９のばね力に抗して図にて右方へ移動して絞りポ
ート６３を閉じ、これに対しダイヤフラム室６８に所定
値より大きい負圧が導入されていない時には圧縮コイル
ばね６９のばね力により図で左方へ駆動されて絞りポー
ト６３を開くようになっている。ダイヤフラム室６８は
導管７０によって吸気管負圧取出しポート５２に連通接
続されている。

排気ガス再循環制御弁２４のダイヤフラム室３２は導管
７１によって負圧制御弁７２のポートａに接続されてい
る。負圧制御弁７２は、ボートａ以外にポートｂとＣと
を有しており、ダイヤフラム室７３に所定値、例えば−
６００１１１ｍＨｇより大きい負圧が導入されている時
には圧縮コイルばね７４のばね力に抗して弁要素７５が
図にて右方へ移動することによりポートａをポートＣに
接続し、これに対しダイヤフラム室７３に所定値より大
きい負圧が導入されていない時には圧縮コイルばね７４
のばね力によって弁要素７５が図にて左方へ移動するこ
とによりポートａをポートｂに接続するようになってい
る。ポートｂは導管７６によって吸気管負圧取出しポー
ト４８に接続され、またポート０は導管７０によって吸
気管負圧取出しポート５２に接続されている。ダイヤフ
ラム室７３は、導管７７によって導管７０の途中に接続
され、吸気管負圧取出しポート５２の吸気管負圧を及ぼ
されるようになっている。

導管７６の途中には調圧弁７８が接続されている。調圧
弁７８は、弁ポート７９を開閉する弁要素８０及び該弁
要素を担持したダイヤフラム８１とを有しており、ダイ
ヤフラム８１は、一方の側に大気ボート８２を経て大気
中、に開放された大気開放室８３を郭定し、また他方の
側に背圧室８４を郭定している。背圧室８４は、導管８
６によって圧力制御室６１に連通接続され、排気ガス圧
力を導入されるようになっている。ダイヤフラム８１は
背圧室８４に所定値以上の排気ガス圧力が導入されてい
ない時には圧縮コイルばね８５のばね力によって弁要素
８０を弁ポート７９より引き離してこれを開く位置に位
置し、これに対し背圧室８４に所定値以上の排気ガス圧
力が導入された時には圧縮コイルばね８５のばね力に抗
して図にて上方へ変位して弁要素８０によって弁ボート
７９を閉じる位置に位置するようになっている。

上述の如き構成の調整弁７８及び可変オリフィス装置で
ある流量制御弁６０よりなる構造は圧力制御室６１の排
気ガス圧力をほぼ一定に保つように排気ガス再循環制御
弁２４のダイヤフラム室３２に供給する負圧を調整すべ
く作用する。これによって負圧制御弁７２のポートａが
尿−トｂに接続されている時には排気ガス再循環流量の
吸入空気量に対する比率、即ちＥＧＲ率はほぼ一定に保
たれる。

スロットル弁１６がアイドル開度位置より所定の開度以
上開かれた中乃至高負荷運転時には吸気管負圧取出しポ
ート４８に吸気管負圧が及ぼされ、且負圧制御弁７２の
ポートａがポートｂに接続されていることにより、排気
ガス再循環制御弁２４のダイヤフラム室３２には調整弁
７８によって調整された負圧が導入され、これによりほ
ぼ一定のＥＧＲ率にて排気ガス再循環が行われる。尚、
この時には流量制御弁６０の弁要素６４は絞りポート６
３を開いた位置にある。

減速運転時に於てスロットル弁１６より下流側に大きい
吸気管負圧が発生すると、この吸気管負圧が吸気管負圧
取出しポート５２より流量制御弁６０のダイヤフラム室
６８と負圧制御弁７２のダイヤフラム室７３に導入され
るようになる。この時には弁要素６４較りポート６３を
閉じ、またポートａはポートＣに接続され、排気ガス再
循環制御弁２４のダイヤフラム室３２には吸気管負圧取
出しポート５２に現れた吸気管負圧が導入されるように
なり、これにより排気ガス再循環制御弁は開弁する。排
気ガス再循環制御弁２４が開弁することによって排気ガ
スが排気ガス注入ボート２６より吸気マニホールド１５
に注入され、これによってスロットル弁１６より下流側
の吸気管負圧が大きくなることが回避され、オイルの吸
出しによるオイル消費量の低減が行われる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく
、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるオイル消費低減装置を備えた内燃
機関の一つのの実施例を示す概略構成図、第２図及び第
３図は各々本発明によるオイル消費低減装置を備えた内
燃機関の他の実施例を示す概略構成図である。 １・・・機関本体、２・・・シリンダボア、３・・・ピ
ストン、４・・・燃焼室、５・・・コネクティングロッ
ド、６・・・クランク室、７・・・クランク軸、８・・
・吸気ボート。 ９・・・排気ポート、１０・・・吸気弁、１１・・・排
気弁。 １２．１３・・・弁ガイドスリーブ、１４・・・動弁室
。 １５・・・吸気マニホールド、１６・・・スロットル弁
。 １７・・・気化器、１８・・・エアクリーナ、１９・・
・排気マニホールド、２０・・・排気ガス取入れポート
、２１・・・導管、２３・・・絞り要素、２４・・・排
気ガス再循環制御弁、２５・・・導管、２６・・・排気
ガス注入ポート、２７・・・弁ポート、２８・・・弁要
素、２９・・・弁ロッド、３０・・・ダイヤフラム装置
、３１・・・ダイヤフラム、３２・・・ダイヤフラム室
、３３・・・圧縮コイルばね、３４・・・導管、３５・
・・電磁制御弁、３６・・・導管、３７・・・吸気管負
圧取出しポート、３８・・・エアフィルタ、３９・・・
制御装置、４０・・・アイドルスイツヂ、４１・・・デ
ィストリビュータ、４２・・・圧力スイッチ、４５・・
・導管、４６・・・絞り要素、４７・・・導管、４８・
・・吸気管負圧取出しポート、４９・・・導管。 ５０・・・開閉弁、５１・・・導管、５２・・・吸気管
負圧取出しポート、５３・・・弁ポー１〜，５４・・・
弁要素、５５・・・弁ロッド、５６・・・ダイヤフラム
、５７・・・ダイヤフラム室、５８・・・圧縮コイルば
ね、５９・・・ｉ＃管。 ６０・・・流量制御弁、６１・・・圧力制御室、６２．
６３・・・絞りポート、６４・・・弁要素、６５・・・
弁ロッド。 ６６・・・ダイヤフラム装置、６７・・・ダイヤフラム
。 ６８・・・ダイヤフラム室、６９・・・圧縮コイルばね
。 ７０．７１・・・導管、７２・・・負圧制御弁、７３・
・・ダイヤフラム室、７４・・・圧縮コイルばね、７４
．７５・・・弁要素、７６．７７・・・導管、７８・・
・圧力調整弁、７９・・・弁ポート、８０・・・弁要素
、８１・・・ダイヤフラム、８２・・・大気開放ボート
、８３・・・人気開成案、８４・・・背圧室、８５・・
・圧縮コイルばね、８６・・・導管 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気通路をスロットル弁より下流側の吸気通路に連通せ
   しめる排気ガス再循環通路と、前記排気ガス再循環通路
   の途中に設けられた排気ガス再循環制御弁とを有する内
   燃機関のオイル消費低減装置に於て、減速運転時には前
   記排気ガス再循環制御弁を所定の開弁量に開弁させる制
   御手段を有している内燃機関のオイル消費低減装置。