专利名称：内燃机的油分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油分离装置的改良，该油分离装置设置于内燃机的汽缸头盖内，从通过该气缸头盖而被带出到外部的渗漏气体中分离油雾。
背景技术：
在例如汽车用内燃机等中，众所周知，将从燃烧室中泄漏到曲轴箱内的含有未燃烧成分的渗漏气体与从外部引入的新空气一起导入内燃机进气系统而使之燃烧。并且，由于通过曲轴箱内的渗漏气体含有油雾，因此，为了防止向内燃机进气系统的油被带走， 如专利文献1、2公开的那样，形成如下构成在汽缸头盖的一部分上设有油分离装置，在通过该油分离装置将油分离除去之后，取出渗漏气体。另外，一般来说，在汽缸头盖上连接有2个渗漏气体通路，在通常的运转条件下，从一方的通路导入新空气，但是，在高负载条件下，由于渗漏气体流经双方的通路，因此，在汽缸头盖上设有相对于各自的油分离装置。专利文献1、2的油分离装置为所谓的惯性碰撞方式的油分离装置，其形成在油分离室内配设具备多个小孔的隔壁，同时配置有邻接该隔壁而与小孔相对向的碰撞板的构成，通过含有油雾的渗漏气体经过隔壁的小孔，从而流速变高，在离开小孔而以高速与碰撞板进行碰撞时，油雾附着于碰撞板而被回收。在碰撞板的下端设有狭缝状的开口部，通过碰撞板分离而发展成大的液滴的油经由该开口部而向下游侧流到分离室的底面，并且从设置于油分离室的底面的排泄管的下端排出口滴下到气门室内。(现有技术文献)(专利文献)(专利文献I)日本特开2005-120855号公报(专利文献2):日本特开2009-121281号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)在如上述的惯性碰撞方式的油分离装置中，附着于碰撞板而被回收的油渐渐地发展成大的液滴，而以横切上述狭缝状开口部的形式从碰撞板下缘滴下到油分离室的底面，但是，由于同时渗漏气体(除去油雾之后的渗漏气体)以高速流经上述狭缝开口部，因此，在油的液滴从碰撞板滴下到油分离室的底面时，一部分再飞散到渗漏气体的流动中，从渗漏气体出口被带出到外部(内燃机进气系统)。(用于解决课题的方法)本发明所涉及的内燃机的油分离装置设置于内燃机的气缸头盖内，从通过该气缸头盖而被带出到外部的渗漏气体中分离油雾，所述内燃机的油分离装置的特征在于包括分离室，在一端部上具有渗漏气体入口，同时在另一端上具有渗漏气体出口；隔壁，被设置成将所述分离室内隔开成所述渗漏气体入口侧的入口室与所述渗漏气体出口侧的出口室，并且贯通形成多个小孔；碰撞板，以与所述小孔相对向的方式邻接于所述隔壁，而设置于所述出口室内；开口部，在该碰撞板的宽度的一部分或整体，在该碰撞板的下端与所述分尚室的底面之间设置成狭缝状；排泄部，将分离的油从所述分离室的底面排出到内燃机的气门室内。此外，还包括立壁，邻接于所述开口部，而配置于所述碰撞板的下游侧，并且从所述分离室的底面与所述碰撞板平行地立起；缺口部，为了允许沿着所述分离室的底面的油流动，沿着所述分离室的底面而设置于所述立壁的一部分上。因此，从渗漏气体入口被导入的渗漏气体在从渗漏气体入口向渗漏气体出口流动而流经分离室内的期间，通过隔壁的小孔而变成高速流动，以高速与碰撞板碰撞。由此，渗漏气体中所含有的油雾被分离，附着于碰撞板的表面。该油雾渐渐地发展成大液滴，而以从碰撞板下缘横切开口部的方式滴下到油分离室的底面，从该开口部流经油分离室的底面而从排泄部排出。这里，通过以高速流经开口部的渗漏气体的流动，从而从碰撞板落下的油的液滴的一部分有再飞散的趋势，但是，在本发明中，由于立壁位于碰撞板的下游侧，因此，将要与渗漏气体一起再飞散的油雾与立壁发生碰撞而再次被捕捉。由于该立壁沿分离室的底面具有缺口部，因此，沿分离室的底面的油的流动不会损失。
优选的是，上述油分离装置具备隔开间隔而平行配置的多个立壁。并且，这些多个立壁的高度以越下游侧的立壁越高的方式各自不同。像这样设置多个立壁，如果在开口部附近的立壁变低，离开开口部的立壁变高，就能够更牢靠地捕捉将要再飞散的油雾，另一方面，不会过度地使通气阻力过度地变坏。特别是，如果各个立壁具有与从所述碰撞板到各立壁的距离成正比的高度，就一边避免通气阻力的过度增加一边可以进行最有效的捕捉。(发明的效果)根据本发明所涉及的内燃机的油分离装置，由于在从碰撞板滴下到油分离室的底面时，将要再飞散的油在其正下方被捕捉，因此，减少从渗漏气体出口向外部流出的油雾，提高了作为油分离装置整体的油雾捕捉性能。
图I为具备本发明所涉及的油分离装置的内燃机的模式的剖面图。图2为表示油分离装置的一个实施例的剖面图。图3为沿图2的A-A线的剖面图。图4为扩大表示开口部和立壁的一部分的说明图。图5为具备缺口部的立壁的立体图。图6为表示缺口部不同的实例的立壁的立体图。图7为与在立壁的两侧具备缺口部的实施例的油分离装置的图3相同的剖面图。图8为以实施例与现有例将油雾捕捉效率进行对比而表示的特性图。符号说明I油分离装置7汽缸头盖21壳体部22分离装置盖
23分离室27 隔壁28 入口室29 出口室30 小孔32碰撞板33 开口部35排泄管 41、42、43 立壁45 缺口部。
具体实施例方式下面，基于附图对本发明的一个实施例进行详细说明。图I为示意表示本发明所涉及的具备油分离装置I的内燃机的构成，通过汽缸体2和油盘3区划曲轴箱4，同时该曲轴箱4与气缸头5内的气门室6相互连通。在构成渗漏气体处理装置的一部分的汽缸头盖7中，设有连接于未图示的内燃机进气系统的节流阀的上游侧(例如空气滤清器)的新空气导入口 8、以及连接于节流阀的下游侧(例如进气歧管)的渗漏气体取出口 9，在渗漏气体取出口 9中设有根据压力差而控制渗漏气体的流量的公知的 PCV(Pressure Control Valve,压力调节阀)阀 10。在这样的构成中，通过节流阀上下的压力差而从新空气导入口 8导入新空气，并且曲轴箱4内以及气门室6内被换气。曲轴箱4内和气门室6内的渗漏气体与该新空气一起通过渗漏气体取出口 9的PCV阀10而被导入节流阀的下游侧。并且，为了除去混入该渗漏气体的油雾，在设有上述渗漏气体取出口 9的汽缸头盖7的内侧上一体设置有油分离装置I。另外，图I的箭头表示内燃机在低/中负载时的气体流动，但是，在节流阀处于全开附近的高负载时，渗漏气体的一部分从新气体入口 8被排出到进气系统。因此，一般在新空气导入口 8侧也设有相同的油分离装置，本发明的油分离装置I都能够适用于渗漏气体取出口 9侧的油分离装置或者新空气导入口 8侧的油分离装置。图2和图3以单体表示如上述的一体化于汽缸头盖7中的油分离装置I。该油分离装置I将下面开口的形成细长的通路状的壳体部21作为合成树脂制的汽缸头盖7的一部分成形于该汽缸头盖7的顶面上，同时通过以覆盖该壳体部21的下面开口的方式将合成树脂制的分离装置盖22安装于汽缸头盖7上而构成。另外，本发明并不限定于此，也可以构成为具备与气缸头盖7另外成形的独立的壳体部21。上述油分离装置I沿着例如与汽缸列垂直的方向(内燃机的宽度方向)而细长地延伸，在上述壳体部21与上述分离装置盖22之间，区划矩形截面的细长的分离室23。渗漏气体入口 24位于该分离室23的长度方向的一端部上,渗漏气体出口 25位于另一端部上，因此，基本上渗漏气体在分离室23内沿其长度方向直线性地流动。上述渗漏气体入口 24由开口形成于上述分离装置盖22的矩形的开口部构成。即，在本实施例中，渗漏气体入口 24开口于分离室23的底面上，分离室23通过该渗漏气体入口 24而连通于气门室6。此外，在本实施例中，上述渗漏气体出口 25配置于壳体部21的上面，换言之，贯通汽缸头盖7的顶壁而被设置。如前所述，在该油分离装置I设置于渗漏气体取出口 9侧的情况下，上述渗漏气体出口 25成为渗漏气体取出口 9，未图示的PCV阀被安装。另外，上述渗漏气体出口 25也有配置于细长的分离室23的端面(比较上方的位置)上的情况。在上述分离室23的长度方向的中间部中设有与该分离室23的长度方向垂直的板状的隔壁27，分离室23通过该隔壁27被分割成渗漏气体入口 24侧的入口室28、以及渗漏气体出口 25侧的出口室29。该隔壁27在图示例中与分离装置盖22 —体成形，并且向上方延伸至达到壳体部21的顶面的高度为止。与此相反，也可以将隔壁27与壳体部21即汽缸头盖7 —体成形。该隔壁27具有为了提高渗漏气体的流速的成为节流的多个小孔30，在图示例中，多个小孔30在隔壁27的中间高度位置上排列成一列而贯通形成。另外，为了将在入口室28内成为液滴的油流动到出口室29侧，也可以在隔壁27的下端的两角部上设有缺口部 31。
在出口室29内配置有与上述隔壁27相邻接并与该隔壁27平行的碰撞板32。该碰撞板32为了从以高速流入的渗漏气体中分离油雾，通过适当的间隔与上述小孔30相对向。在图示例中，该碰撞板32与隔壁27同样，与分离装置盖22—体成形，向上方延伸至达到壳体部21的顶面的高度为止。与此相反，也可以将碰撞板32—体成形于壳体部21侦U。另外，为了提高油雾的捕捉/分离性能，也可以将碰撞板32的表面形成凹凸面，例如形成多个沿上下方向的凹槽的凹凸面。在该碰撞板32的下端部中设有在与分离室23的底面之间开口呈狭缝状的开口部33。在图示例中，由于碰撞板32以从分离装置盖22的底面立起的方式与该分离装置盖22 —体成形，因此，上述开口部33呈矩形的窗状开口成形于碰撞板32的宽度方向的中央部上，宽度方向的两端部为了支撑碰撞板32而残留。在将碰撞板32与壳体部21侧一体成形等情况下，也可以在碰撞板32的整个宽度上设置开口部33。在碰撞板32的表面分离的油向下方流落，通过该开口部33而沿分离室23的底面向下游侧流动。并且，在上述出口室29的底面上，作为用于将汇集的油向气门室6侧排出的排泄部，排泄管35与分离装置盖22 —体成形。该排泄管35朝向气门室6而向下方呈筒状延伸，在下端上具备小的排出口。这里，在本发明中，在上述碰撞板32与上述排泄管35之间设有三个立壁41、42、43。这些立壁41、42、43为从分离室23的底面与碰撞板32平行立起的板状物，在图示例中，与分离装置盖22 —体成形。第一立壁41与上述开口部33邻接，具有与开口部33的高度相同程度的高度或比开口部33的高度稍微低的高度。第二立壁42从第一立壁41以适当的间隔位于下游侧，并且第三立壁43从第二立壁42以相同间隔位于下游侧。并且，第二立壁42的高度高于第一立壁41的高度，第三立壁43的高度更高于第二立壁42的高度。特别是，在本实施例中，各个的立壁41、42、43具有与从碰撞板32到各立壁41、42、43的距离成正比的高度,如图4扩大所示，三个立壁41、42、43的上端位于一直线上。另外，当这些立壁41、42、43的高度过高时，通气阻力变坏。为了捕捉在开口部33再飞散的油雾，只要相对于分离室23的全高比较低就足够，例如如图2所示，当从正面所视时，不需要遮挡从开口部33到达渗漏气体出口 25的直线状的流线的高度。另外，如图3所示，当从上面所视时，形成从开口部33朝向渗漏气体25的渗漏气体的流动方向与各立壁41、42、43相交叉的位置关系O在上述各立壁41、42、43上，为了使沿着分离室23的底面的油的流动不会损失，在沿分离室23的底面的位置上，设有图5或者图6例示的缺口部45。图5为在立壁41、42、43的宽度方向的中间部设置缺口部45的实例，图6为在立壁41、42、43的两角部设置缺口部45的实例。对于三个立壁41、42、43也可以组合其而使用。此外，如图7所示，也可以在立壁41、42、43的整个高度上设置两侧的缺口部45。SP，在该实例中，实际上各立壁41、42、43的侧缘从分离室23的侧壁面分开。在如上述构成的油分离装置I中，从渗漏气体入口 24向渗漏气体出口 25流动而在分离室23内流动的渗漏气体通过在隔壁27的小孔30上通路面积缩小而成为高速流，与碰撞板32发生碰撞。因此,分离渗漏气体中所含有的油雾附着于碰撞板32的表面。这样，被捕捉的油雾渐渐地发展成大液滴，作为油滴50如图4的模式所示，以从碰撞板32的下缘(换言之开口部33的上缘)横切开口部33的形式滴下到分离室23的底面，并在该底面上向下游侧流动。此时，由于渗漏气体(油雾被除去后的渗漏气体)通过开口部33而以高速 流动，因此，从开口部33落下的油滴50的一部分再飞散于渗漏气体的流动中。但是，通过在位于开口部33的正下方的立壁41、42、43上干涉渗漏气体的流动，再飞散的油雾被再捕捉，并回收于分离室23的底面。图4中以箭头G模式地表示从开口部33流出的渗漏气体的流动。由于立壁的上端缘的位置依次变高，因此，不使通气阻力过度增加就可得到较高的再捕捉性能。特别是，最接近开口部33的立壁41的高度比较低，因此，可避免通气阻力的过度增加。另外，在各立壁41、42、43上再捕捉的油以及在碰撞板32不进行再飞散而流入分离室23的底面的油通过立壁41、42、43的缺口部45向下游侧流动，最终从排泄管35向气门室6滴下。图8为对不具备立壁41、42、43的现有例的油分离装置与如图4的具备三个立壁41、42、43的实施例的油分离装置I进行比较油雾的捕捉性能的图，如图所示，在本发明的实施例中，在广范围的粒径范围中可得到10 %左右的捕捉率的提高。以上，对本发明的一个实施例进行了详细说明，但是，本发明并不限定于上述实施例，可以进行各种变更。例如，在上述实施例中，具备三个立壁41、42、43，但是，可以为少于该数量的立壁，相反也可以为更多个立壁。此外，在具备多个立壁的情况下，也可以未必为如上述与从碰撞板32到各立壁的距离成正比的高度。但是，根据本发明人进行的实验，以从碰撞板32到各立壁的距离成正比的形式将各立壁顺次变高的构成为通气阻力与捕捉效率平衡之后最好的构成。此外，在上述实施例中，隔壁27、碰撞板32以及立壁41、42、43作为合成树脂制的分离装置盖22的一部分一体成形，但是，本发明并不限定于此，可以将这些的其中几个或者全部与气缸头盖7—体成形，或者也可以装配另外成形的部件。另外，图2、图3表不作为完全正立方体的壳体部21,但是,实际上根据气缸头盖7的外形等，一般为有些异形的形状。
权利要求
1.一种内燃机的油分离装置，设置于内燃机的气缸头盖内，从通过该气缸头盖而被带出到外部的渗漏气体中分离油雾，所述内燃机的油分离装置的特征在于包括 分离室，在一端部上具有渗漏气体入口，同时在另一端上具有渗漏气体出口 ； 隔壁，被设置成将所述分离室内隔开成所述渗漏气体入口侧的入口室与所述渗漏气体出口侧的出口室，并且贯通形成多个小孔； 碰撞板，以与所述小孔相对向的方式邻接于所述隔壁，而设置于所述出口室内； 开口部，在该碰撞板的宽度的一部分或整体，在该碰撞板的下端与所述分离室的底面之间设置成狭缝状； 排泄部，将分离的油从所述分离室的底面排出到内燃机的气门室内； 立壁，邻接于所述开口部，而配置于所述碰撞板的下游侧，并且从所述分离室的底面与所述碰撞板平行地立起；以及 缺口部，为了允许沿着所述分离室的底面的油流动，沿着所述分离室的底面而设置于所述立壁的一部分上。
2.根据权利要求I所述的内燃机的油分离装置，其特征在于，具备隔开间隔平行配置的多个立壁，并且这些多个立壁的高度以越下游侧的立壁变得越高的方式各自不同。
3.根据权利要求2所述的内燃机的油分离装置，其特征在于，各个立壁具有与从所述碰撞板到各立壁的距离成正比的高度。
全文摘要
本发明提供一种内燃机的油分离装置，当汇集于碰撞板(32)的油滴滴下到分离室(23)的底面时，通过流经开口部(33)的渗漏气体而再飞散，被带出到外部。设置于气缸头盖(7)内的油分离装置(1)在渗漏气体入口(24)与渗漏气体出口(25)之间，具有小孔(30)贯通的隔壁(27)，通过渗漏气体以高速与邻接的碰撞板(32)发生碰撞，从而油雾被分离。与碰撞板(32)的开口部(33)相邻接，而在碰撞板(32)的下游侧设有立壁(41、42、43)。立壁(41、42、43)分别具有与距碰撞板(32)的距离成正比的高度。由于在开口部(33)中再飞散的油雾被立壁(41、42、43)再捕捉，因此，提高作为油分离装置(1)整体的捕捉效率。
文档编号F01M13/04GK102817671SQ20111034943
公开日2012年12月12日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年6月8日
发明者小林章宏, 须藤正范 申请人:株式会社马勒滤清系统