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特許7498387ブローバイガス供給装置およびブローバイガス供給装置を備えるエンジン
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-04
(45)【発行日】2024-06-12
(54)【発明の名称】ブローバイガス供給装置およびブローバイガス供給装置を備えるエンジン
(51)【国際特許分類】
   F01M 13/00 20060101AFI20240605BHJP
   F02M 35/104 20060101ALI20240605BHJP
   F01M 13/04 20060101ALI20240605BHJP
   F02M 35/112 20060101ALN20240605BHJP
【FI】
F01M13/00 G
F02M35/104 P
F01M13/04 E
F02M35/112
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2021037803
(22)【出願日】2021-03-09
(65)【公開番号】P2022138033
(43)【公開日】2022-09-22
【審査請求日】2023-06-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000001052
【氏名又は名称】株式会社クボタ
(74)【代理人】
【識別番号】100187377
【弁理士】
【氏名又は名称】芳野 理之
(74)【代理人】
【識別番号】100098796
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 全
(74)【代理人】
【識別番号】100121647
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 和孝
(72)【発明者】
【氏名】藤田 健介
(72)【発明者】
【氏名】大西 崇之
(72)【発明者】
【氏名】天呑 将成
(72)【発明者】
【氏名】篠原 祐次
(72)【発明者】
【氏名】松延 新吾
【審査官】稲本 遥
(56)【参考文献】
【文献】特開2002-322953(JP,A)
【文献】特開2014-051947(JP,A)
【文献】特開2016-205319(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2018/0372037(US,A1)
【文献】特開平07-083019(JP,A)
【文献】特開2018-168749(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F01M 11/00 -13/06
F02M 35/104
F02M 35/112
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンに生じるブローバイガスを前記エンジンの複数の気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置であって、
吸入空気を吸入する空気吸入口部を有し、前記空気吸入口部を通過した前記吸入空気を複数の前記気筒の前記吸気口に供給する吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドに接続され、前記吸気マニホールドに前記ブローバイガスを導入するブローバイガス供給配管と、
を備え、
前記空気吸入口部は、複数の前記気筒の前記吸気口のすべてに対して、複数の前記気筒の前記吸気口の配列方向における一方の端部の側に配置され、
前記ブローバイガス供給配管から前記吸気マニホールドの内部に前記ブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、前記空気吸入口部から前記吸気マニホールドの前記内部に前記吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差し、前記配列方向の成分を有するとともに、複数の前記気筒の前記吸気口の上方から前記配列方向に対して斜め下方に向けて設定されており
前記ブローバイガス導入方向が有する前記配列方向の成分の向きは、前記吸気マニホールドの前記内部において前記一方の端部から前記配列方向における他方の端部へ向かう向きと同じであることを特徴とするブローバイガス供給装置。
【請求項2】
前記配列方向に対する前記斜め下方の方向は、30度以上80度未満であることを特徴とする請求項に記載のブローバイガス供給装置。
【請求項3】
前記配列方向に対する前記斜め下方の方向は、45度であることを特徴とする請求項に記載のブローバイガス供給装置。
【請求項4】
前記吸気マニホールドは、前記空気吸入口部の形状に合わせて形成された円弧形状部分を有し、
前記ブローバイガス供給配管は、前記円弧形状部分に対して接線方向に接続されたことを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載のブローバイガス供給装置。
【請求項5】
エンジンに生じるブローバイガスを前記エンジンの複数の気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置であって、
吸入空気を吸入する空気吸入口部と前記空気吸入口部の形状に合わせて形成された円弧形状部分とを有し、前記空気吸入口部を通過した前記吸入空気を複数の前記気筒の前記吸気口に供給する吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドの前記円弧形状部分に対して接線方向に接続され、前記吸気マニホールドに前記ブローバイガスを導入するブローバイガス供給配管と、
を備え、
前記空気吸入口部は、複数の前記気筒の前記吸気口のすべてに対して、複数の前記気筒の前記吸気口の配列方向における一方の端部の側に配置され、
前記ブローバイガス供給配管から前記吸気マニホールドの内部に前記ブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、前記空気吸入口部から前記吸気マニホールドの前記内部に前記吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差し、前記配列方向の成分を有し、
前記ブローバイガス導入方向が有する前記配列方向の成分の向きは、前記吸気マニホールドの前記内部において前記一方の端部から前記配列方向における他方の端部へ向かう向きと同じであることを特徴とするブローバイガス供給装置。
【請求項6】
エンジンに生じるブローバイガスを前記エンジンの複数の気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置を備えるエンジンであって、
前記ブローバイガス供給装置は、
吸入空気を吸入する空気吸入口部を有し、前記空気吸入口部を通過した前記吸入空気を複数の前記気筒の前記吸気口に供給する吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドに接続され、前記吸気マニホールドに前記ブローバイガスを導入するブローバイガス供給配管と、
を有し、
前記空気吸入口部は、複数の前記気筒の前記吸気口のすべてに対して、複数の前記気筒の前記吸気口の配列方向における一方の端部の側に配置され、
前記ブローバイガス供給配管から前記吸気マニホールドの内部に前記ブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、前記空気吸入口部から前記吸気マニホールドの前記内部に前記吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差し、前記配列方向の成分を有するとともに、複数の前記気筒の前記吸気口の上方から前記配列方向に対して斜め下方に向けて設定されており
前記ブローバイガス導入方向が有する前記配列方向の成分の向きは、前記吸気マニホールドの前記内部において前記一方の端部から前記配列方向における他方の端部へ向かう向きと同じであることを特徴とするエンジン。
【請求項7】
エンジンに生じるブローバイガスを前記エンジンの複数の気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置を備えるエンジンであって、
前記ブローバイガス供給装置は、
吸入空気を吸入する空気吸入口部と前記空気吸入口部の形状に合わせて形成された円弧形状部分とを有し、前記空気吸入口部を通過した前記吸入空気を複数の前記気筒の前記吸気口に供給する吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドの前記円弧形状部分に対して接線方向に接続され、前記吸気マニホールドに前記ブローバイガスを導入するブローバイガス供給配管と、
を有し、
前記空気吸入口部は、複数の前記気筒の前記吸気口のすべてに対して、複数の前記気筒の前記吸気口の配列方向における一方の端部の側に配置され、
前記ブローバイガス供給配管から前記吸気マニホールドの内部に前記ブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、前記空気吸入口部から前記吸気マニホールドの前記内部に前記吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差し、前記配列方向の成分を有し、
前記ブローバイガス導入方向が有する前記配列方向の成分の向きは、前記吸気マニホールドの前記内部において前記一方の端部から前記配列方向における他方の端部へ向かう向きと同じであることを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブローバイガスを各気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置およびブローバイガス供給装置を備えるエンジンに関する。
【背景技術】
【0002】
例えばディーゼルエンジンは、ブローバイガス処理装置を備えている。ブローバイガス処理装置は、エンジン内に発生したブローバイガスをオイル成分と未燃焼ガス等のガス成分とに分離する。オイル成分から分離されたガス成分は、エンジンの吸気系の吸気マニホールドに戻され、エンジンの各気筒において再燃焼する。これにより、オイル成分から分離されたガス成分がエンジンの外部に放出することを抑え、エンジンの環境性能を向上させることができる。
【0003】
ところで、ブローバイガス処理装置によってブローバイガスをオイル成分とガス成分とに完全に分離することは、困難である。そのため、オイル成分から分離されたガス成分は、僅かに残留オイルを含んでいる。そして、ブローバイガスのガス成分が吸気マニホールドに戻される位置や方向によっては、複数の気筒の吸気口における残留オイルの付着量に偏りが生じる。例えば、ブローバイガスのガス成分が吸気マニホールドに戻される位置から相対的に近い位置に存在する気筒の吸気口における残留オイルの付着量は、ブローバイガスのガス成分が吸気マニホールドに戻される位置から相対的に遠い位置に存在する気筒の吸気口における残留オイルの付着量よりも多い。そうすると、ブローバイガスのガス成分や新規な吸入空気が、複数の気筒に均等に吸入されないおそれがある。ブローバイガスのガス成分や新規な吸入空気が複数の気筒に均等に吸入されないと、エンジンの燃費が低下したり、排気スモークの発生が増加したりする懸念がある。
【0004】
特許文献1には、多気筒エンジンのクランク室のクローズドブリーザ装置が開示されている。特許文献1に開示されたエンジンでは、ブローバイガス案内路が複数本の分岐出口路を有する。複数本の分岐出口路は、吸気マニホールドの吸気分流室の長さ方向の複数個所にそれぞれ間隔をおいて接続されている。ブローバイガスは、複数本の分岐出口路から吸気分流室に分散状に吸い込まれる。そのため、ブローバイガスの残留オイルは、複数の気筒に略均一に分散できる。これにより、多気筒エンジンの燃焼性能の低下を軽減できるとともに、各気筒の吸気弁へのカーボン堆積量を少なくできる。
【0005】
しかし、特許文献1に記載のクローズドブリーザ装置では、ブローバイガス案内路が複数本の分岐出口路を有し、複数本の分岐出口路が吸気マニホールドの吸気分流室の長さ方向の複数個所にそれぞれ間隔をおいて接続されている。このため、ブローバイガスを吸気マニホールドへ供給する配管系統が大型化する傾向にあり、エンジンの小型化を図るという点において改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平7-83019号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、複数の気筒の吸気口における残留オイルの付着量に偏りが生ずることを抑えることができるとともに、エンジンの小型化を図ることができるブローバイガス供給装置およびブローバイガス供給装置を備えるエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題は、エンジンに生じるブローバイガスを前記エンジンの複数の気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置であって、吸入空気を吸入する空気吸入口部を有し、前記空気吸入口部を通過した前記吸入空気を複数の前記気筒の前記吸気口に供給する吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに接続され、前記吸気マニホールドに前記ブローバイガスを導入するブローバイガス供給配管と、を備え、前記ブローバイガス供給配管から前記吸気マニホールドの内部に前記ブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、前記空気吸入口部から前記吸気マニホールドの前記内部に前記吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差し、複数の前記気筒の前記吸気口の配列方向の成分を有することを特徴とする本発明に係るブローバイガス供給装置により解決される。
【0009】
本発明に係るブローバイガス供給装置では、ブローバイガス供給配管から吸気マニホールドの内部にブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、空気吸入口部から吸気マニホールドの内部に吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差している。また、ブローバイガス導入方向は、複数の気筒の吸気口の配列方向の成分を有する。これにより、ブローバイガスの主にガス成分は、吸入空気と混ざりながら、複数の気筒の吸気口の配列方向へ導かれる。そのため、ブローバイガスおよび吸入空気は、複数の気筒の吸気口に均一に供給される。このため、ブローバイガスの主にガス成分が特定の気筒に偏って供給されることを回避して、複数の気筒の吸気口における残留オイルの付着量に偏りが生ずることを抑えることができる。また、ブローバイガスおよび吸入空気が複数の気筒の吸気口に均一に供給されるため、ブローバイガスが吸気マニホールドに戻される位置から相対的に遠い位置に存在する気筒の吸気口においても、空気と燃料との混合が良好となる。これにより、エンジンの燃費の向上を図ることができるとともに、排気スモークの発生を抑えることができる。また、本発明に係るブローバイガス供給装置は、ブローバイガス供給配管が吸気マニホールドに接続された単純な構造を有しているので、エンジンの小型化を図ることができる。
【0010】
本発明に係るブローバイガス供給装置において、好ましくは、前記ブローバイガス導入方向は、複数の前記気筒の前記吸気口の上方から前記配列方向に対して斜め下方に向けて設定されていることを特徴とする。
本発明に係るブローバイガス供給装置では、ブローバイガス導入方向が複数の気筒の吸気口の上方から配列方向に対して斜め下方に向けて設定されているため、ブローバイガス供給装置が搭載されたエンジンが傾いた場合であっても、ブローバイガスのガス成分に含まれる残留オイルが吸気マニホールドからブローバイガス供給配管に向かって逆流することを抑えることができる。これにより、残留オイルがブローバイガス供給配管に溜まることを抑えることができる。
【0011】
本発明に係るブローバイガス供給装置において、好ましくは、前記配列方向に対する前記斜め下方の方向は、30度以上80度未満であることを特徴とする。
本発明に係るブローバイガス供給装置では、ブローバイガス導入方向が複数の気筒の吸気口の配列方向に対して斜め下方に向けて設定された角度は、30度以上80度未満である。そのため、ブローバイガス供給装置が搭載されたエンジンが30度傾いた場合であっても、ブローバイガスのガス成分に含まれる残留オイルが吸気マニホールドからブローバイガス供給配管に向かって逆流することを抑えることができる。これにより、残留オイルがブローバイガス供給配管に溜まることをより確実に抑えることができる。
【0012】
本発明に係るブローバイガス供給装置において、好ましくは、前記配列方向に対する前記斜め下方の方向は、45度であることを特徴とする。
本発明に係るブローバイガス供給装置では、ブローバイガス導入方向が複数の気筒の吸気口の配列方向に対して斜め下方に向けて設定された角度は、45度である。そのため、ブローバイガス供給装置が搭載されたエンジンが傾いた場合であっても、ブローバイガスのガス成分に含まれる残留オイルが吸気マニホールドからブローバイガス供給配管に向かって逆流することをより確実に抑えることができる。これにより、残留オイルがブローバイガス供給配管に溜まることをより一層確実に抑えることができる。
【0013】
本発明に係るブローバイガス供給装置において、好ましくは、前記吸気マニホールドは、前記空気吸入口部の形状に合わせて形成された円弧形状部分を有し、前記ブローバイガス供給配管は、前記円弧形状部分に対して接線方向に接続されたことを特徴とする。
本発明に係るブローバイガス供給装置では、ブローバイガス供給配管は、空気吸入口部の形状に合わせて形成された吸気マニホールドの円弧形状部分に対して接線方向に接続されている。そのため、ブローバイガスの主にガス成分は、ブローバイガス導入方向に沿って吸気マニホールドの内部に供給されると、円弧形状部分に沿って円滑に案内される。そのため、ブローバイガスの主にガス成分が吸気マニホールドの内部において滞留することを抑えることができる。これにより、ブローバイガスおよび吸入空気は、複数の気筒の吸気口により一層均一に供給される。このため、ブローバイガスの主にガス成分が特定の気筒に偏って供給されることをより確実に回避して、複数の気筒の吸気口における残留オイルの付着量に偏りが生ずることをより確実に抑えることができる。また、ブローバイガスおよび吸入空気が複数の気筒の吸気口により一層均一に供給されるため、ブローバイガスが吸気マニホールドに戻される位置から相対的に遠い位置に存在する気筒の吸気口においても、空気と燃料との混合がより良好となる。これにより、エンジンの燃費のより一層の向上を図ることができるとともに、排気スモークの発生をより確実に抑えることができる。
【0014】
前記課題は、エンジンに生じるブローバイガスを前記エンジンの複数の気筒の吸気口に供給するブローバイガス供給装置を備えるエンジンであって、前記ブローバイガス供給装置は、吸入空気を吸入する空気吸入口部を有し、前記空気吸入口部を通過した前記吸入空気を複数の前記気筒の前記吸気口に供給する吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに接続され、前記吸気マニホールドに前記ブローバイガスを導入するブローバイガス供給配管と、を有し、前記ブローバイガス供給配管から前記吸気マニホールドの内部に前記ブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、前記空気吸入口部から前記吸気マニホールドの前記内部に前記吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差し、複数の前記気筒の前記吸気口の配列方向の成分を有することを特徴とする本発明に係るエンジンにより解決される。
【0015】
本発明のブローバイガス供給装置を備えるエンジンでは、ブローバイガス供給配管から吸気マニホールドの内部にブローバイガスを導入するブローバイガス導入方向は、空気吸入口部から吸気マニホールドの内部に吸入空気を供給する吸入空気供給方向と交差している。また、ブローバイガス導入方向は、複数の気筒の吸気口の配列方向の成分を有する。これにより、ブローバイガスの主にガス成分は、吸入空気と混ざりながら、吸気口の配列方向へ導かれる。そのため、ブローバイガスおよび吸入空気は、複数の気筒の吸気口に均一に供給される。このため、ブローバイガスの主にガス成分が特定の気筒に偏って供給されることを回避して、複数の気筒の吸気口における残留オイルの付着量に偏りが生ずることを抑えることができる。また、ブローバイガスおよび吸入空気が複数の気筒の吸気口に均一に供給されるため、ブローバイガスが吸気マニホールドに戻される位置から相対的に遠い位置に存在する気筒の吸気口においても、空気と燃料との混合が良好となる。これにより、エンジンの燃費の向上を図ることができるとともに、排気スモークの発生を抑えることができる。また、本発明に係るエンジンが備えるブローバイガス供給装置は、ブローバイガス供給配管が吸気マニホールドに接続された単純な構造を有しているので、エンジンの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、複数の気筒の吸気口における残留オイルの付着量に偏りが生ずることを抑えることができるとともに、エンジンの小型化を図ることができるブローバイガス供給装置およびブローバイガス供給装置を備えるエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明の実施形態に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンを示す斜視図である。
図2】本実施形態に係るエンジンを示す側面図である。
図3】本実施形態に係るエンジンを示す断面図である。
図4】比較例に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0019】
(エンジン1の概要)
図1は、本発明の実施形態に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンを示す斜視図である。
図2は、本実施形態に係るエンジンを示す側面図である。
【0020】
図1図2に示すエンジン1は、内燃機関であって、例えば産業用ディーゼルエンジンである。図1図2において、X方向は、図1に示すエンジン1の前後方向であるクランク軸方向である。Y方向は、エンジン1の左右方向であり、クランク軸方向とは直交している。Z方向は、エンジン1の上下方向である。X、Y、Z方向は、互いに直交している。
【0021】
エンジン1は、例えば自然吸気の3気筒エンジンや4気筒エンジン等の多気筒エンジンである。図1に示す例では、エンジン1は、例えば自然吸気の3気筒エンジンである。エンジン1は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両等に搭載される。
【0022】
(エンジン1の構造例)
図1図2に示すように、エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、ヘッドカバー4と、ブローバイガス供給装置30と、ブローバイガス処理装置100(図2に示す)と、を備える。シリンダヘッド3は、シリンダブロック2の上に組付けられている。ヘッドカバー4は、シリンダヘッド3の上に組付けられている。
図1図2に示すエンジン1の圧縮行程および燃焼行程の少なくともいずれかにおいて、ブローバイガスが発生することがある。図示しないシリンダとピストンとの隙間から漏れ出したブローバイガスは、例えばヘッドカバー4内へ上昇する。
【0023】
ブローバイガス処理装置100が、ヘッドカバー4内に設けられている。ブローバイガス処理装置100は、ヘッドカバー4内において、ブローバイガスをオイル成分とガス成分とに分離する。ブローバイガス処理装置100は、出口部110を有する。出口部110は、ヘッドカバー4の上面部4Tに設けられていて、X方向に関して後側の位置、すなわちエンジン1の後部側の位置に配置されている。出口部110には、例えば調圧弁(ダイヤフラム)120が設けられている。
【0024】
(ブローバイガス供給装置30)
次に、図1図2を参照して、本実施形態に係るブローバイガス供給装置30の好ましい構造例を説明する。
ブローバイガス供給装置30は、ブローバイガス供給配管40と、吸気マニホールド50と、を有する。ブローバイガス供給装置30は、エンジン1内に生じるブローバイガスGをオイル成分とガス成分とに分離し、オイル成分から分離されたガス成分をエンジン1の複数の気筒の吸気口に戻す。そして、ブローバイガスGのガス成分が、エンジン1において再燃焼する。これにより、オイル成分から分離されたガス成分がエンジン1の外部に放出することを抑え、エンジン1の環境性能を向上する。
【0025】
ブローバイガス供給配管40は、吸気マニホールド50に接続されており、複数の気筒の吸気口に向けてブローバイガスGの主にガス成分を吸気マニホールド50に導入する。吸気マニホールド50は、新規な吸入空気ARを吸入する空気吸入口部60を有し、新規な吸入空気ARを複数の気筒の吸気口に供給する。これにより、吸気マニホールド50は、ブローバイガス供給配管40から導入されたブローバイガスGのガス成分と、空気吸入口部60から吸入された新規な吸入空気ARと、を混合して、複数の気筒の吸気口に供給する。
【0026】
<ブローバイガス供給配管40>
次に、ブローバイガス供給配管40の好ましい構造例を、図1図2を参照して説明する。
ブローバイガス供給配管40は、断面円形の筒状の出口接続配管41と、断面円形の筒状の入口接続配管51と、の間に着脱可能に接続されている。出口接続配管41と入口接続配管51とは、ブローバイガス供給配管40を介して互いに接続されている。出口接続配管41は、上述した出口部110の調圧弁120に接続されており、X方向とY方向とにより形成される平面内において例えば45度の傾斜角度を持って斜め後方に向けて突き出して設けられている。
【0027】
入口接続配管51は、吸気マニホールド50の空気吸入口部60の付近に設けられ、空気吸入口部60に接続されている。入口接続配管51は、X方向とZ方向により形成される平面において、空気吸入口部60から所定の傾斜角度θだけ上方に向けて傾けた状態で突き出して設けられている。ブローバイガス供給配管40は、弾性変形可能な断面円形の筒状の部材である。ブローバイガス供給配管40の入口側接続端部42は、出口接続配管41にはめ込まれ、取付金具43で固定されている。ブローバイガス供給配管40の出口側接続端部44は、入口接続配管51にはめ込まれ、取付金具45で固定されている。
【0028】
ブローバイガスGの主にガス成分は、ブローバイガス処理装置100の調圧弁120と、出口接続配管41と、ブローバイガス供給配管40と、入口接続配管51と、を介して、吸気マニホールド50の後端部52の内部へ供給される。調圧弁120からブローバイガス供給配管40により吸気マニホールド50の内部に供給されるブローバイガスGの主にガス成分は、オイル成分を除いた例えば未燃焼ガス成分や燃焼ガス成分である。なお、ブローバイガス処理装置100によってブローバイガスGをオイル成分とガス成分とに完全に分離することは、困難である。そのため、ブローバイガスGの主にガス成分には、僅かにオイル成分が残留していることがある。本実施形態では、説明の便宜上、ブローバイガスGから分離されたガス成分に僅かに残ったオイル成分を「残留オイル」と称する。なお、ブローバイガスGから分離されたオイル成分(潤滑剤成分)は、例えばヘッドカバー4とシリンダヘッド3等を通じて、エンジン1内に回収される。
【0029】
<吸気マニホールド50>
次に、吸気マニホールド50の好ましい構造例を、図1から図3を参照して説明する。
図3は、本実施形態に係るエンジンを示す断面図である。
図3では、吸気マニホールド50とブローバイガス供給配管40と入口接続配管51との内部を示すために、吸気マニホールド50の全体とブローバイガス供給配管40の一部分と入口接続配管51とを断面で示している。吸気マニホールド50は、複数のボルト53とガスケットとを用いて、シリンダヘッド3の側面に着脱可能に固定されている。
【0030】
図3に示すように、吸気マニホールド50は、シリンダヘッド3に設けられた複数の気筒の吸気口71,72,73を覆っている。吸気口71は、吸気マニホールド50の前端部59に位置しており、第1気筒に対応している。そのため、新規な吸入空気ARおよびブローバイガスGの主にガス成分は、吸気口71を通過し、エンジン1の第1気筒に導かれる。吸気口72は、吸気マニホールド50の中間部58に位置しており、第2気筒に対応している。そのため、新規な吸入空気ARおよびブローバイガスGの主にガス成分は、吸気口72を通過し、エンジン1の第2気筒に導かれる。吸気口73は、吸気マニホールド50の後端部52に位置しており、第3気筒に対応している。そのため、新規な吸入空気ARおよびブローバイガスGの主にガス成分は、吸気口73を通過し、エンジン1の第3気筒に導かれる。
【0031】
吸気マニホールド50が有する空気吸入口部60は、新規な吸入空気ARを吸気マニホールド50の内部に導入する。そして、吸気マニホールド50は、空気吸入口部60を通して吸気マニホールド50の内部に導入された新規な吸入空気ARを複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDと平行なX1方向に沿って送って、複数の吸気口73,72,71に対して均一に供給する。
【0032】
図1から図3に示すように、空気吸入口部60は、断面円形の筒状の部材であり、吸気マニホールド50の後端部52において、Y方向(図3の紙面垂直方向)に突き出して形成されている。すなわち、空気吸入口部60が吸気マニホールド50内に新規な吸入空気ARを供給する際の吸入空気供給方向Sは、図3の紙面垂直方向であるY方向である。
【0033】
一方、図3に示すように、ブローバイガスGの主にガス成分は、出口接続配管41とブローバイガス供給配管40と入口接続配管51とを通じて、吸気マニホールド50内に供給される。ブローバイガスGの主にガス成分が吸気マニホールド50の内部に流入するブローバイガス導入方向Pは、吸入空気供給方向Sと交差している。具体的には、ブローバイガス導入方向Pは、吸入空気供給方向Sと直交している。また、ブローバイガス導入方向Pは、複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDの成分を有する。図3に表した例では、ブローバイガス導入方向Pは、配列方向SDにおける右向きの成分を有する。
【0034】
また、図3に表したように、ブローバイガス導入方向Pは、複数の吸気口73,72,71の上方から複数の吸気口73,72,71の配列方向SDに対して斜め下方に設定されている。すなわち、ブローバイガス導入方向Pは、複数の吸気口73,72,71の配列方向SDに対して、X方向とZ方向で形成される平面において所定の傾斜角度θだけ上側から斜め下方向に傾くように設定されている。これにより、ブローバイガスGの主にガス成分は、傾斜角度θだけ傾斜して吸気マニホールド50の後端部52内に供給される。そのため、ブローバイガスGの主にガス成分が送られる方向の成分として、複数の吸気口73,72,71の配列方向SDの成分が生ずる。従って、ブローバイガスGの主にガス成分は、複数の吸気口73,72,71に均一に供給される。
【0035】
傾斜角度θは、ブローバイガス供給配管40によるブローバイガス導入方向Pと、複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDと、の間の関係として設定されている。傾斜角度θは、好ましくは、30度以上80度未満の範囲で設定されている。傾斜角度θは、さらに好ましくは、45度に設定される。
【0036】
図3に示すように、吸気マニホールド50は、空気吸入口部60の円筒形状に合わせて形成された円弧形状部分55を有する。円弧形状部分55は、空気吸入口部60の底部に相当する吸気マニホールド50の内部に形成されている。
【0037】
ブローバイガス供給配管40は、吸気マニホールド50の円弧形状部分55に対して接線方向に接続されている。そのため、ブローバイガス供給配管40によるブローバイガス導入方向Pは、円弧形状部分55の接線方向に平行になっている。ブローバイガスGの主にガス成分は、ブローバイガス導入方向Pに沿って、しかも円弧形状部分55の接線方向に沿って、上方から斜め下方に傾斜するようにして、吸気マニホールド50の後端部52の内部に流入する。
【0038】
(比較例)
ここで、比較例に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンを、図4を参照して説明する。
図4は、比較例に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンを示す断面図である。
【0039】
図4に示す比較例に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンでは、ブローバイガス供給配管200が、吸気マニホールド150の端部、すなわち第3気筒に対応する吸気口173の近傍に接続されている。ブローバイガス供給配管200から供給されるブローバイガスの供給方向Nは、複数の吸気口173,172,171の配列方向Hに対して直交している。そのため、ブローバイガスの供給は、特定の気筒の吸気口173に集中してしまう。
【0040】
そのため、ブローバイガスのガス成分に含まれる残留オイルの付着量は、吸気口171,172と比較して、吸気口173において最も多い。このように、比較例に係るブローバイガス供給装置を備えるエンジンでは、吸気マニホールド150内における複数の気筒の吸気口173,172,171における残留オイルの付着量に偏りが生じる。残留オイルの付着量に偏りが生じると、ブローバイガスのガス成分や新規な吸入空気が、複数の気筒に均等に吸入されないおそれがある。図4に表した比較例では、残留オイルの付着量が吸気口171,172よりも多い吸気口173に対応する気筒に吸入されるブローバイガスのガス成分や新規な吸入空気が、吸気口171,172のそれぞれに対応する気筒に吸入されるブローバイガスのガス成分や新規な吸入空気よりも多い。そのため、エンジンの燃費が低下したり、排気スモークの発生が増加したりすることがある。
【0041】
これに対して、本実施形態に係るブローバイガス供給装置30では、図1図3に関して前述したように、ブローバイガス供給配管40から吸気マニホールド50の内部にブローバイガスGを導入するブローバイガス導入方向Pは、空気吸入口部60から吸気マニホールド50の内部に吸入空気ARを供給する吸入空気供給方向Sと交差している。また、ブローバイガス導入方向Pは、複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDの成分を有する。これにより、ブローバイガスGの主にガス成分は、吸入空気ARと混ざりながら、複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDへ導かれる。そのため、ブローバイガスGおよび吸入空気ARは、複数の気筒の吸気口71,72,73に均一に供給される。このため、ブローバイガスGの主にガス成分が特定の気筒に偏って供給されることを回避して、複数の気筒の吸気口71,72,73における残留オイルの付着量に偏りが生ずることを抑えることができる。また、ブローバイガスGおよび吸入空気ARが複数の気筒の吸気口71,72,73に均一に供給されるため、ブローバイガスGが吸気マニホールド50に戻される位置(本実施形態では入口接続配管51が空気吸入口部60に接続された位置)から相対的に遠い位置に存在する気筒の吸気口71,72においても、空気と燃料との混合が良好となる。これにより、エンジン1の燃費の向上を図ることができるとともに、排気スモークの発生を抑えることができる。また、本実施形態に係るブローバイガス供給装置30は、ブローバイガス供給配管40が吸気マニホールド50に接続された単純な構造を有しているので、エンジン1の小型化を図ることができる。
【0042】
また、ブローバイガス導入方向Pが複数の気筒の吸気口71,72,73の上方から配列方向に対して斜め下方に向けて設定されているため、ブローバイガス供給装置30が搭載されたエンジン1が傾いた場合であっても、ブローバイガスGのガス成分に含まれる残留オイルが吸気マニホールド50からブローバイガス供給配管40に向かって逆流することを抑えることができる。これにより、残留オイルがブローバイガス供給配管40に溜まることを抑えることができる。
【0043】
ブローバイガス導入方向Pが複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDに対して斜め下方に向けて設定された傾斜角度θは、30度以上80度未満である。そのため、ブローバイガス供給装置30が搭載されたエンジン1が30度傾いた場合であっても、ブローバイガスGのガス成分に含まれる残留オイルが吸気マニホールド50からブローバイガス供給配管40に向かって逆流することを抑えることができる。これにより、残留オイルがブローバイガス供給配管40に溜まることをより確実に抑えることができる。
【0044】
ブローバイガス導入方向Pが複数の気筒の吸気口73,72,71の配列方向SDに対して斜め下方に向けて設定された傾斜角度θは、好ましくは45度である。そのため、ブローバイガス供給装置30が搭載されたエンジン1が傾いた場合であっても、ブローバイガスGのガス成分に含まれる残留オイルが吸気マニホールド50からブローバイガス供給配管40に向かって逆流することをより確実に抑えることができる。これにより、残留オイルがブローバイガス供給配管40に溜まることをより一層確実に抑えることができる。
【0045】
また、本実施形態に係るブローバイガス供給装置30では、ブローバイガス供給配管40は、空気吸入口部60の形状に合わせて形成された吸気マニホールド50の円弧形状部分55に対して接線方向に接続されている。そのため、ブローバイガスGの主にガス成分は、ブローバイガス導入方向Pに沿って吸気マニホールド50の内部に供給されると、円弧形状部分55に沿って円滑に案内される。そのため、ブローバイガスGの主にガス成分が吸気マニホールド50の内部において滞留することを抑えることができる。これにより、ブローバイガスGおよび吸入空気ARは、複数の気筒の吸気口71,72,73により一層均一に供給される。このため、ブローバイガスGの主にガス成分が特定の気筒に偏って供給されることをより確実に回避して、複数の気筒の吸気口71,72,73における残留オイルの付着量に偏りが生ずることをより確実に抑えることができる。また、ブローバイガスGおよび吸入空気ARが複数の気筒の吸気口71,72,73により一層均一に供給されるため、ブローバイガスGが吸気マニホールド50に戻される位置から相対的に遠い位置に存在する気筒の吸気口71,72においても、空気と燃料との混合がより良好となる。これにより、エンジン1の燃費のより一層の向上を図ることができるとともに、排気スモークの発生をより確実に抑えることができる。
【0046】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
例えば、エンジン1は、自然吸気式の多気筒のディーゼルエンジンに限定されるわけではなく、ターボチャージ付きの過給式の高出力な多気筒のディーゼルエンジンであっても良い。また、エンジン1は、ディーゼルエンジンに限定されるわけではなく、自然吸気式の多気筒のガソリンエンジンやターボチャージャ付きの過給式の多気筒のガソリンエンジンであってもよい。エンジン1は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両以外の種類の車両にも搭載可能であり、小排気量であっても、大排気量であっても良い。
【符号の説明】
【0047】
1:エンジン、 2:シリンダブロック、 3:シリンダヘッド、 4:ヘッドカバー、 4T:上面部、 30:ブローバイガス供給装置、 40:ブローバイガス供給配管、 41:出口接続配管、 42:入口側接続端部、 43:取付金具、 44:出口側接続端部、 45:取付金具、 50:吸気マニホールド、 51:入口接続配管、 52:後端部、 53:ボルト、 55:円弧形状部分、 58:中間部、 59:前端部、 60:空気吸入口部、 71、72、73:吸気口、 100:ブローバイガス処理装置、 110:出口部、 120:調圧弁、 150:吸気マニホールド、 171、172、173:吸気口、 200:ブローバイガス供給配管、 AR:吸入空気、 G:ブローバイガス、 H:配列方向、 N:供給方向、 P:ブローバイガス導入方向、 S:吸入空気供給方向、 SD:配列方向

図1
図2
図3
図4