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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors und betrifft insbesondere Technologie zum Unterbinden eines Gefrierens der in dem Blow-by-Gas enthaltenen Feuchtigkeit in einem stromaufwärts eines Turboladers enthaltenen Lufteinlasskanal.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmlicherweise umfasst eine Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors einen Blow-by-Gas-Rückführungskanal (nachstehend als ”Rückführungskanal” bezeichnet) zum Rückführen des Blow-by-Gases, das aus einem Spalt zwischen dem Zylinder und dem Kolben eines Kolbenmotors in das Kurbelgehäuse ausgetreten ist, zu einem Lufteinlasskanal eines Motors, ohne es in die Atmosphäre freizusetzen (siehe zum Beispiel die
japanische Gebrauchsmusteranmeldung Veröffentlichung Nr. S58-33713 : nachstehend einfach 'JP1'). Bei einem mit einem Turbolader ausgestatteten Motor ist der Rückführungskanal mit einem Kanalteil verbunden, der sich in dem Lufteinlasskanal weiter stromaufwärts als der Turbolader befindet (siehe zum Beispiel die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2002-155720 : nachstehend einfach 'JP2').
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Indessen besteht in kalten Regionen und dergleichen das Problem, dass die in dem Blow-by-Gas enthaltene Feuchtigkeit nahe der Verbindung des Lufteinlasskanals und des Rückführungskanals an dem Innenwandteil eines Rohrs anhaftet und dann gefriert. Daher ist Technologie zum Erwärmen des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungsrohrs, der den Rückführungskanal bildet, unter Verwenden einer elektronischen Heizvorrichtung allgemein bekannt.
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Hier wird mit der Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung von JP1 ein Teil des Abgases des Motors mittel des Abgasrückführungskanals zu dem Lufteinlasskanal rückgeführt, doch ist der Rückführungskanal mit dem Kanalteil verbunden, der sich in dem Lufteinlasskanal weiter stromabwärts als die Verbindung mit dem Abgasrückführungskanal befindet. JP1 offenbart eine Technologie zum Verhindern, dass sich Verunreinigungssubstanzen wie etwa Kohlestoffpartikel, die in dem Abgas enthalten sind, an dem stromabwärts befindlichen offenen Ende des Rückführungsrohrs sammeln und folglich die Rückführung des Blow-by-Gases behindern.
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In den in JP1 beschriebenen Ausführungsformen wird veranlasst, dass das Rückführungsrohr in das Lufteinlassrohr ragt, das den Lufteinlasskanal bildet, und der vordere Endabschnitt desselben ist in einer geneigten Weise ausgebildet, so dass er in einer Ebene positioniert ist, die nicht orthogonal zur Achsenlinie des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungsrohrs ist. Da die Fläche des stromabwärts befindlichen offenen Endes des Rückführungsrohrs zunimmt, behindert, selbst wenn sich etwas Verunreinigungssubstanz an dem stromabwärts befindlichen offenen Ende desselben sammelt, dieses somit nicht die Rückführung des Blow-by-Gases. Um es Verunreinigungssubstanzen zu erschweren, sich an dem stromabwärts befindlichen offenen Ende des Rückführungsrohrs zu sammeln, wird zudem der Spitzenteil an der obersten stromaufwärts befindlichen Seite des Lufteinlasskanals (zunehmende Luftströmung) in dem vorderen Endabschnitt des Rückführungsrohrs positioniert.
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Bei einer herkömmlichen Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines mit einem Turbolader ausgestatteten Motors ist der Rückführungskanal mit einem Kanalteil verbunden, der sich in dem Lufteinlasskanal weiter stromaufwärts als der Turbolader befindet, wenn aber die in dem Blow-by-Gas enthaltene Feuchtigkeit an dem Innenwandteil eines Rohrs (insbesondere dem Innenwandteil eines Lufteinlassrohrs) nahe der Verbindung des Rückführungskanals und des Lufteinlasskanals anhaftet und dann gefriert und die Eismasse derselben in den Turbolader eingeleitet wird, besteht die Möglichkeit, dass das Flügelrad des Turboladers beschädigt werden kann. Auch wenn herkömmlicherweise eine Technologie zum Erwärmen des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungsrohrs mit einer elektronischen Heizvorrichtung bekannt ist, ist es nicht möglich, ein Anhaften der Feuchtigkeit, die von dem Rückführungskanal in den Lufteinlasskanal eingeleitet wird, an dem Innenwandteil der Lufteinlassrohre und anschließend deren Gefrieren zu unterbinden.
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Zu beachten ist, dass die Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung von JP1 eine Technologie zum Verhindern eines Sammelns von Verunreinigungssubstanzen wie etwa in dem Abgas enthaltene Kohlenstoffpartikel an dem stromabwärts befindlichen offenen Ende des Rückführungsrohrs und folglich eines Behinderns der Rückführung des Blow-by-Gases betrifft, und um diese Aufgabe zu verwirklichen, wird veranlasst, dass das Rückführungsrohr in das Lufteinlassrohr ragt, der vordere Endabschnitt desselben wird in geneigter Weise ausgebildet, so dass er in einer Ebene positioniert ist, die nicht orthogonal zur Achsenlinie des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungsrohrs ist, und der Spitzenteil wird an der obersten stromaufwärts befindlichen Seite des Lufteinlasskanals in dem vorderen Endabschnitt desselben positioniert.
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Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors vorzusehen, die ein Anhaften der in dem Blow-by-Gas enthaltenen Feuchtigkeit an dem Innenwandteil eines Rohrs nahe der Verbindung des Lufteinlasskanals des Motors und des Rückführungskanals des Blow-by-Gases und anschließendes Gefrieren derselben verhindern kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, umfasst die Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Rückführungskanal (51) zum Rückführen von Blow-by-Gas eines Motors zu einem sich stromaufwärts eines Turboladers (8) befindlichen Kanalteil eines Lufteinlasskanals (14, 15, 16) des Motors; und eine Drallströmungserzeugungseinrichtung (14b) zum Erzeugen einer Drallströmung (b) in einer gleichen Richtung wie eine Drehrichtung eines Flügelrads des Turboladers (8) mindestens in einer Luftströmung in einem Lufteinlasskanal an einem Anschluss (61), mit dem der Rückführungskanal (51) verbunden ist, der Lufteinlasskanäle (14, 15, 16). Ferner umfasst ein Innenumfangswandteil (55) zum Bilden eines stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals (51) einen Vorsprung (55a), der mehr hin zu einer Seite der Lufteinlasskanal-Achsenlinie (a1) als einer Innenwandfläche (61) ragt, die den Lufteinlasskanal (14, 15, 16) an dem Anschluss (61d) bildet, ein vorderer ('apikaler') Endabschnitt des Vorsprungs (55a) ist relativ zu einer Ebene geneigt, die zu einer Achsenlinie (a2) des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals (51) orthogonal ist, und ein Spitzenteil (55b) des vorderen Endabschnitts ist in der Drallströmung (b) weiter stromaufwärts als ein hinterster Teil (55c) positioniert, wobei der Spitzenteil (55b) niedriger als der hinterste Teil (55c) positioniert ist.
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Da gemäß der Konfiguration der vorstehend beschriebenen Erfindung der vordere Endabschnitt des Vorsprungs relativ zu der Ebene geneigt ist, die orthogonal zur Achsenlinie (a2) des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals (51) ist, und der Spitzenteil des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs weiter stromaufwärts von der durch die Drallströmungserzeugungseinrichtung erzeugten Drallströmung als der hinterste Teil positioniert und niedriger als dieser positioniert ist, kann die Drallströmung verwendet werden, um zu bewirken, dass die in dem Blow-by-Gas enthaltene Feuchtigkeit zu relativ großen Wassertropfen wird und nahe der Lufteinlasskanal-Achsenlinie in den Lufteinlasskanal ausgestoßen wird. Demgemäß ist es möglich zu unterbinden, dass die in den Lufteinlasskanal ausgestoßene Feuchtigkeit (Wassertropfen) an der den Lufteinlasskanal bildenden Innenwandfläche anhaftet und dann gefriert; d. h. es ist möglich, das Wachstum einer Eismasse an der Innenwandfläche zu unterbinden. Somit ist es möglich zu verhindern, dass eine Eismasse, die von der Innenwandfläche gelöst wird, in den Turbolader eingeleitet wird und das Flügelrad beschädigt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Rückansicht des Motors gemäß den Ausführungsformen;
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2 ist eine Draufsicht auf den Motor;
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3 ist eine Draufsicht auf den relevanten Teil des Lufteinlasssystems des Motors;
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4 ist eine perspektivische Ansicht von der Rückseite des relevanten Teils des Lufteinlasssystems des Motors;
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5 ist ein Konfigurationsdiagramm des Lufteinlasssystems und der Abgasanlage des Motors;
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6 ist eine Draufsicht auf den relevanten Teil der Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung;
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7 ist eine perspektivische Ansicht von der Rückseite des relevanten Teil der Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung;
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8 ist ein Querschnitt an Linie VIII-VIII von 7;
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9 ist ein Querschnitt an Linie IX-XI von 7;
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10 ist ein Querschnitt an Linie X-X von 9; und
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11 ist eine perspektivische Ansicht des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungsrohrs der Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die Verfahrensweisen zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezug auf die Ausführungsformen erläutert. Zu beachten ist, dass die folgende Erläuterung mit der Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs als Richtung vorne/hinten und mit der Richtung links-rechts von dem Heck des Fahrzeugs gesehen als der Richtung links-recht vorgesehen wird.
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Wie in 1 und 2 gezeigt umfasst ein Reihen-Vier-Dieselmotor 1 zum Beispiel einen Zylinderblock 2, einen an dem oberen Teil des Zylinderblocks 2 angeordneten Zylinderkopf 3, einen Zylinderkopfdeckel 4, der den oberen Teil des Zylinderkopfs 3 abdeckt, und eine in der Nähe des linken Endes des Zylinderblocks 2 angeordnete Getriebeeinrichtung 5. Der Motor 1 ist quer eingebaut, so dass sich die Kurbelwelle entlang der Richtung links-rechts erstreckt und so dass das Luftansaugrohr an der Frontseite des Fahrzeugs positioniert ist und die Auslassöffnung an der Heckseite des Fahrzeugs positioniert ist.
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Wie in 1 bis 5 gezeigt ist, umfasst das Lufteinlasssystem des Motors 1 zum Beispiel einen Luftfilter 6, der Staub und dergleichen in der Ansaugluft beseitigt, einen ersten Laderkompressor 7a eines ersten Turboladers 7 kleiner Kapazität hauptsächlich zum Laden der Ansaugluft, wenn sich das Fahrzeug bei einer langsamen Geschwindigkeit fortbewegt, einen zweiten Laderkompressor 8a eines zweiten Turboladers 8 mit einer Kapazität, die größer als die des ersten Turboladers 7 ist, hauptsächlich zum Laden der Ansaugluft, wenn sich das Fahrzeug bei einer mittleren bis hohen Geschwindigkeit fortbewegt, einen Ladeluftkühler 9 zum Kühlen der Ansaugluft hoher Temperatur, die durch Druckbeaufschlagung hervorgerufen wird, und einen Ansaugkrümmer 10 zum Leiten der Ansaugluft zu den jeweiligen Luftansaugrohren 3a des Motors 1.
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Der erste Turbolader 7 umfasst einen ersten Kompressor 7a, eine erste Turbine 7b, eine erste Turbinenwelle 7c, die den ersten Kompressor 7a und die erste Turbine 7b koppelt, ein erstes Kompressorgehäuse 21, das den Außenumfang des ersten Laderkompressors 7a abdeckt, ein erstes Turbinengehäuse 22, das den Außenumfang der ersten Turbine 7b abdeckt, und ein erstes mittleres Gehäuse 23, das die erste Turbinenwelle 7c in drehbarer Weise schwenkbar lagert und den Außenumfang der ersten Turbinenwelle 7c abdeckt. Der erste Turbolader 7 ist an der hinteren Seite des Motors 1 angeordnet, so dass die erste Turbinenwelle 7c im Wesentlichen parallel zu der Kurbelwelle des Motors 1 wird.
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Der zweite Turbolader 8 umfasst einen zweiten Kompressor 8a, eine zweite Turbine 8b, eine zweite Turbinenwelle 8c koppelt den zweiten Kompressor 8a und die zweite Turbine 8b, ein zweites Kompressorgehäuse 31, das den Außenumfang des zweiten Kompressors 8a abdeckt, ein zweites Turbinengehäuse 32, das den Außenumfang der zweiten Turbine 8b abdeckt, und ein zweites mittleres Gehäuse 33, das die zweite Turbinenwelle 8c in einer drehbaren Weise schwenkbar lagert und das den Außenumfang der zweiten Turbinenwelle 8c abdeckt. Der zweite Turbolader 8 ist oberhalb des ersten Turboladers 7 an der hinteren Seite des Motors 1 angeordnet, so dass die zweite Turbinenwelle 8c im Wesentlichen parallel zu der Kurbelwelle des Motors 1 wird.
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Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, ist in dem Lufteinlasssystem des Motors 1 ein Ansauglufteinströmkanal 14, der sich von dem Luftfilter 6 erstreckt, mit dem einleitenden Teil des zweiten Laderkompressors 8a verbunden, und der Auslassteil des zweiten Laderkompressors 8a und der einleitende Teil des ersten Laderkompressors 7a sind mittels eines Kompressorverbindungskanals 15 verbunden. Von dem Mittelströmungsteil des Kompressorverbindungskanals 15 ist ein Ansaugluftzufuhrkanal 16 zum Senden von Ansaugluft zu dem Ansaugkrümmer 10 mittels des Ladeluftkühlers 9 abgezweigt, und ein Ansaugluft-Absperrventil 17, das durch einen Aktuator 17a betrieben wird, ist an dem Ansaugluftzufuhrkanal 16 vorgesehen. Ein stromabwärts des Kompressors befindlicher Kanal 18 ist mit dem Auslassteil des ersten Laderkompressors 7a verbunden, und der stromabwärts des Kompressors befindliche Kanal 18 ist mit dem Ansaugluft-Zufuhrkanal 16 an der stromabwärts befindlichen Seite des Ansaugluftabsperrventils 17 verbunden.
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Wie in 1 bis 3 und 5 gezeigt ist, umfasst die Abgasanlage des Motors 1 zum Beispiel einen Abgaskrümmer 11 zum Leiten und Sammeln des Abgases von den jeweiligen Auslassöffnungen in eines, eine erste Laderturbine 7b des ersten Turboladers 7, die durch die Abgasenergie angetrieben wird, eine zweite Laderturbine 8b des zweiten Turboladers 8, die analog durch die Abgasenergie angetrieben wird, eine Abgasreinigungseinrichtung 12 und einen AGR-Kanal 13 zum Rückführen eines Teils des Abgases zu dem Abgaskrümmer 10.
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Die Abgasanlage des Motors 1 ist zum Beispiel mit einem Zwischenturbinenkanal 41, der sich von dem Auslassteil der ersten Turbine 7b zu der zweiten Turbine 8b erstreckt, einem einleitenden Kanal 42, der das Abgas von dem Abgaskrümmer 11 in den einleitenden Teil der ersten Turbine 7b einleiten kann, einem ersten Bypass-Kanal 43, der den einleitenden Kanal 42 und den Zwischenturbinenkanal 41 verbindet, und einem Regelventil 44, das durch einen Aktuator 44a zum Öffnen und Schließen des ersten Bypass-Kanals 43 und Steuern der Strömung desselben betrieben wird, versehen.
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Ferner ist die Abgasanlage des Motors 1 zusätzlich mit einem stromabwärts der Turbine befindlichen Kanal 45, der sich von dem Auslassteil der zweiten Turbine 8b zu der Abgasreinigungseinrichtung 12 erstreckt, einem zweiten Bypasskanal 46, der den Zwischenturbinenkanal 41 und den stromabwärts der Turbine befindlichen Kanal 45 verbindet, und einem Ladedruckregelventil 47, das durch einen Aktuator 47a zum Öffnen und Schließen des zweiten Bypasskanals 45 und Steuern der Strömung desselben betrieben wird, versehen. Zu beachten ist, dass der AGR-Kanal 13 einen ersten AGR-Kanal 13a und einen zweiten AGR-Kanal 13b, der von dem ersten AGR-Kanal 13a abzweigt, umfasst und der erste AGR-Kanal 13a mit einem AGR-Steuerventil 48 und einem AGR-Kühler 49 versehen ist.
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Zu beachten ist, dass als Motorsteuerung ein Modus niedriger Drehzahl M1, ein Modus mittlerer Drehzahl M2, ein Modus mittlerer bis hoher Drehzahl M3 und ein Modus hoher Drehzahl M4 entsprechend der Fahrbedingung des Fahrzeug gesetzt werden und der Einlass/Auslass des Motors 1 mittels des Ansaugluft-Absperrventils 17, des Regelventils 44, des Ladedruckregelventils 47 und des AGR-Steuerventils 48 gemäß fünf Betriebsarten M0 bis M4, einschließlich einer Startbetriebsart M0, gesteuert wird.
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Nun wird die Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung 50 des Motors 1 erläutert.
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Wie in 3 bis 11 gezeigt ist, umfasst die Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung 50 einen Rückführungskanal 51, der das Blow-by-Gas des Motors 1 zu dem Ansauglufteinströmkanal 14 als Kanalteil, der sich weiter stromaufwärts als der zweite Turbolader 8 (zweiter Kompressor 8a) in dem Lufteinlasskanal (Ansauglufteinströmkanal 14, Kompressorverbindungskanal 15, Ansaugluftzufuhrkanal 16 und dergleichen) des Motors 1 befindet, zurückführt. Bei dem Rückführungskanal 51 ist das stromaufwärts befindliche Ende desselben mit dem Kurbelgehäuse in dem Zylinderblock 2 des Motors 1 verbunden, und das stromabwärts befindliche Ende desselben ist mit einem Kanalteil verbunden, der relativ nah zu dem zweiten Kompressor 8a in dem Ansauglufteinströmkanal 14 ist.
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Der Großteil des Ansauglufteinströmkanals 14 ist aus einem Metallansauglufteinströmrohr 60 gebildet, und der Ansauglufteinströmkanal 14 ist aus dem vorstehenden Ansauglufteinströmrohr 60 und einem Gummiverbindungsrohr 61 (entspricht dem Anschluss) gebildet, das das Ansauglufteinströmrohr 60 mit dem zweiten Kompressorgehäuse 31 des zweiten Kompressors 8a verbindet. Beide Endabschnitte des Verbindungsrohrs 61 sind jeweils und außen mit dem Ansauglufteinströmrohr 60 und dem einleitenden Zylinderteil 31a des zweiten Kompressorgehäuses 31 ausgestattet und durch Bandelemente 61b, 61c befestigt. Ein Rückführungsrohr 52, das den Rückführungskanal 51 bildet, ist mit dem Verbindungsrohr 61 verbunden.
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Wie in 10 gezeigt ist ein Lufteinlasskanalabschnitt in der Nähe des Verbindungsrohrs 61 in dem Ansauglufteinströmkanal 14 an einem geraden Kanalabschnitt 14a ausgebildet, der sich im Wesentlichen horizontal in der Richtung links-rechts erstreckt, und der gerade Kanalabschnitt 14a ist direkt mit dem zweiten Kompressor 8a verbunden. In dem Ansauglufteinströmkanal 14 ist ein gebogener Lufteinlasskanalabschnitt 14b, der weiter stromaufwärts als der gerade Kanalabschnitt 14a angeordnet ist, vorgesehen. In dem Ansauglufteinströmkanal 14 ist eine Drallströmungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Drallströmung in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung des Flügelrads des zweiten Kompressors 8a mindestens zu der Luftströmung in dem Ansauglufteinströmkanal 14 in dem Verbindungsrohr 61, mit dem der Rückführungskanal 51 verbunden ist, angeschlossen.
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Zum Beispiel dreht das Flügelrad des zweiten Kompressors 8a von der linken Seitenfläche gesehen (siehe 8) in der Uhrzeigerrichtung, und der gebogene Lufteinlasskanalabschnitt 14b biegt sich von seinem stromaufwärts befindlichen Seitenabschnitt nach unten und biegt sich dann nach rechts, um mit dem geraden Kanalabschnitt 14a (siehe 10) in Verbindung zu stehen, um eine Drallströmung in der gleichen Richtung mindestens in der Luftströmung in dem Ansauglufteinströmkanal 14 in dem Verbindungsrohr 61 (siehe 10) zu erzeugen.
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Das Rückführungsrohr 52 ist aus einem Hauptrückführungsrohr 53 gebildet, das den Großteil davon bildet, einem stromabwärts befindlichen Kunstharzrückführungsrohr 54, das das Hauptrückführungsrohr 53 mit dem Verbindungsrohr 61 verbindet, und einem Kupferrückführungsinnenrohr 55, das in einer Weise befestigt ist, dass es innen in dem stromabwärts befindlichen Rückführungsrohr 54 eingebaut ist, und das Rückführungsinnenrohr 55 entspricht dem Innenumfangswandteil, der den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals 51 bildet. Das Rückführungsinnenrohr 55 ragt von dem stromabwärts befindlichen Rückführungsrohr 54 leicht hin zu der stromabwärts befindlichen Seite.
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Ein Verbindungsrohrteil 61a ist integral mit dem Verbindungsrohr 61 ausgebildet, und der Verbindungsrohrteil 61a ist außen mit einem Endabschnitt des stromabwärts befindlichen Rückführungsrohrs 54 ausgestattet und durch das Bandelement 54a befestigt. Das Hauptrückführungsrohr 53 ist außen mit dem anderen Endseitenabschnitt des stromabwärts befindlichen Rückführungsrohrs 54 ausgestattet und durch das Bandelement 54b befestigt. Eine Heizvorrichtung 56 (siehe 9) ist an dem mittleren Abschnitt in der Längsrichtung des stromabwärts befindlichen Rückführungsrohrs 54 von der Außenumfangsseite desselben montiert, und ein Steckerelement 57 zum Liefern von Antriebsleistung ist in die Heizvorrichtung 56 eingesteckt. Das Rückführungsinnenrohr 55 wird durch die Heizvorrichtung 56 erwärmt.
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Das Rückführungsinnenrohr 55 umfasst einen Vorsprung 55a. Der Vorsprung 55a ragt von der Innenwandfläche 61d, die den Ansauglufteinströmkanal 14 (Verbindungskanal 14c) in dem Verbindungsrohr 61 bildet, in dem Verbindungskanal 14c schräg nach unten (zum Beispiel der Richtung, die bei etwa 30 Grad relativ zu einer vertikalen Position geneigt ist) mehr hin zu der Seite der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 als der Innenwandfläche 61d. Zu beachten ist, dass der vordere Endabschnitt des Vorsprungs 55a relativ zu der Ebene geneigt ist, die orthogonal zu der Achsenlinie (a2) des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals (51) ist, und der Spitzenteil 55b des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a ist weiter stromaufwärts der Drallströmung (in 8 und 9 mit Pfeil b gezeigt) als der hinterste Teil 55c und niedriger als dieser positioniert.
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Im Einzelnen weist der Vorsprung 55a des Rückführungsinnenrohrs 55 eine Länge von in etwa 1/4 des Innendurchmessers des Verbindungsrohrs 61 auf, und der vordere Endabschnitt des Vorsprungs 55a ist relativ zu der Ebene, die orthogonal zu der Achsenlinie a2 ist, in etwa um 30 Grad geneigt. Der Spitzenteil 55b und der hinterste Teil 55c des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a befinden sich in der gleichen Ebene, die sich bezüglich der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 orthogonal erstreckt. Ferner ist der Spitzenteil 55b des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a weiter stromaufwärts als der hinterste Teil 55c in der Drallströmung positioniert, der Spitzenteil 55b ist an dem niedrigsten Ende positioniert und der hinterste Teil 55c ist an dem obersten Ende in dem vorderen Endabschnitt des Vorsprungs 55a positioniert. Zu beachten ist, dass das stromabwärts befindliche Rückführungsrohr 54 auch leicht hin zu der Seite der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 als der Innenwandfläche 61d (siehe 9) ragt.
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Das Rückführungsinnenrohr 55 umfasst einen flachen Wandteil 55d und einen teilzylindrischen Wandteil 55e (siehe 11), und die Form der Querschnittöffnung ist in einer Teilkreisform ausgebildet. Die ganze Spitze des flachen Wandteils 55d bildet den hintersten Teil 55c, und der mittlere Teil in der Umfangsrichtung der Spitze des teilzylindrischen Wandteils 55e bildet den Spitzenteil 55b. Der flache Wandteil 55d ist so angeordnet, dass er mittels des stromabwärts befindlichen Rückführungsrohrs 54 der elektronischen Keramikheizvorrichtung 56 zugewandt ist. Ferner ist der vordere Endabschnitt des Rückführungsinnenrohrs 55 in einer Weise ausgebildet, dass er relativ zu der Ebene geneigt ist, die orthogonal zu der Achsenlinie a2 ist, und in dem vorderen Endabschnitt des Rückführungsinnenrohrs 55 ist der apikale Teil des flachen Wandteils 55d an dem obersten Ende positioniert und der mittlere Teil in der Umfangsrichtung des apikalen Teils des teilzylindrischen Wandteils 55e ist an dem untersten Ende positioniert.
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Das Rückführungsinnenrohr 55 umfasst einen Einengungsteil 55f, der so ausgebildet ist, dass eine Querschnittöffnungsfläche, die orthogonal zu der Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, hin zur apikalen Seite kleiner wird. Der Einengungsteil 55f ist in einer geneigten Weise ausgebildet, so dass an dem apikalen Seitenabschnitt des Rückführungsinnenrohrs 55 der teilzylindrische Wandteil 55e hin zur apikalen Seite einen kleineren Durchmesser hat und sich insgesamt der Achsenlinie a2 nähert.
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Nun werden die Arbeitsweise und die Wirkung der Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung 50 erläutert.
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Da der Vorsprung 55a des Rückführungsinnenrohrs 55, das den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals 51 bildet, mehr zu der Seite der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 als der Innenwandfläche 61d ragt, die den Ansauglufteinströmkanal 14 an dem Verbindungsrohr 61 bildet, und hin zu der apikalen Seite niedriger positioniert ist, läuft die Feuchtigkeit des Blow-by-Gases, die an dem Rückführungsinnenrohr 55 anhaftete, den Vorsprung 55a in dem Ansauglufteinströmkanal 14 hinunter und strömt (nach unten) zur apikalen Seite davon und wird nicht unmittelbar in den Ansauglufteinströmkanal 14 abgelassen. Da zudem der vordere Endabschnitt des Vorsprungs 55a des Rückführungsinnenrohrs 55 so ausgebildet ist, dass er relativ zu der Ebene geneigt ist, die orthogonal zur Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, und der Spitzenteil 55b des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a niedriger als der hinterste Teil 55c positioniert ist, kann sich die Feuchtigkeit, die den Vorsprung 55a hinunter läuft und strömt, leichter konzentrieren und zu Wassertropfen werden.
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Da beruhend auf der Drallströmungserzeugungseinrichtung eine Drallströmung in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung des Flügelrads des Turboladers 8 in der Luftströmung in dem Ansauglufteinströmkanal 14 in dem Verbindungsrohr 61 innerhalb des Ansauglufteinströmkanals 14 erzeugt wird, wird die Betriebslast des Turboladers 8 verringert und der Ladewirkungsgrad verbessert. Da ferner der Spitzenteil 55b des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a des Rückführungsinnenrohrs 55 weiter stromaufwärts als der hinterste Teil 55c in der Drallströmung positioniert ist, wird die Feuchtigkeit, die aufgrund der Drallströmung an dem Vorsprung 55a zum Anhaften kam, nicht leicht nahe der Innenwandfläche 61d in dem Ansauglufteinströmkanal 14 in Form von relativ kleinen Wassertropfen abgelassen. Aufgrund der Drallströmung wird die Feuchtigkeit in der Nähe des Spitzenteils 55b des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a mit anderen Worten zu relativ großen Wassertropfen und wird in dem Ansauglufteinströmkanal 14 nahe der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 abgelassen.
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Die Wassertropfen, die nahe der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 abgelassen werden, haften nicht leicht an der den Ansauglufteinströmkanal 14 bildenden Innenwandfläche an und werden beruhend auf der zunehmenden Strömung von Luft mit einem schnellen Durchsatz nahe der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 in den Turbolader 8 eingeleitet. Diese Wassertropfen beschädigen jedoch nicht das Flügelrad. Da es mit anderen Worten möglich ist, das Wachstum von Eismasse auf der Innenwandfläche 61d zu hemmen, ist es möglich zu verhindern, dass das Flügelrad infolge der Eismasse, die von der Innenwandfläche 61d gelöst in den Turbolader 8 eingeleitet wird, beschädigt wird.
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Da der Spitzenteil 55b des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs 55a weiter stromaufwärts als der hinterste Teil 55c in der Drallströmung positioniert ist, ist es dennoch möglich, die Fläche der Form von dem Querschnitt einer Ebene aus gesehen, die orthogonal zur Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 des Vorsprungs 55a ist, zu verringern. Der Vorsprung 55a kann mit anderen Worten so angeordnet werden, dass der Vorsprung 55a nicht das zunehmende Strömen von Luft in dem Ansauglufteinströmkanal 14 behindert und dass der Spitzenteil 55b des Vorsprungs 55a sich der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 nähert.
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Da der Vorsprung 55a von der Innenwandfläche 61d, die den Ansauglufteinströmkanal 14 in dem Verbindungsrohr 61 bildet, schräg nach unten ragt, läuft die Feuchtigkeit den Vorsprung 55a hinunter, strömt, wird konzentriert und wird zu relativ großen Wassertropfen, und die Feuchtigkeit kann zuverlässig als relativ große Wassertropfen in den Lufteinlasseinleitkanal 14 abgelassen werden. Da der Lufteinlasskanalabschnitt 14a in der Nähe des Verbindungsrohrs 61 an einem geraden Kanalabschnitt 14a ausgebildet ist, der sich im Wesentlichen horizontal erstreckt, und die Drallströmungserzeugungseinrichtung durch einen gebogenen Lufteinlasskanalabschnitt 14b konfiguriert ist, der weiter stromaufwärts als der gerade Kanalabschnitt 14a angeordnet ist, kann die Drallströmung zuverlässig erzeugt werden, und die Erzeugung einer solchen Drallströmung kann durch Bearbeiten der Kanalform des Ansauglufteinströmkanals 14 leicht verwirklicht werden.
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Da der gerade Kanalabschnitt 14a direkt mit dem Turbolader 8 verbunden ist, ist es möglich, die Drallströmung zu nutzen und gleichzeitig den Ladewirkungsgrad des Turboladers 8 zu verbessern und die Gefrierhemmungswirkung zu erreichen. Da eine elektronische Keramikheizvorrichtung 56 zum Erwärmen des Rückführungsinnenrohrs 55, das den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals 51 bildet, vorgesehen ist, ist es möglich, das Gefrieren der Feuchtigkeit des Blow-by-Gases in dem Rückführungsinnenrohr 55 zuverlässig zu verhindern. Da es zudem möglich ist, zuverlässig zu bewirken, dass die Feuchtigkeit an dem Rückführungsinnenrohr 55 anhaftet, ist es möglich, das Gefrieren der Feuchtigkeit aufgrund von Ablassen von nebelartiger Feuchtigkeit in den Ansauglufteinströmkanal 14 zu unterbinden.
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Da das Rückführungsinnenrohr 55, das den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals 14 bildet, auch einen Verengungsteil 55f umfasst, der so ausgebildet ist, dass eine Öffnungsfläche in einem Querschnitt, die orthogonal zur Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, hin zur apikalen Seite kleiner wird, ist es möglich, den Durchsatz des Blow-by-Gases mit dem vorstehenden Verengungsteil 55f zu vergrößern und die Wassertropfen näher an der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 zuverlässiger abzulassen, und die Bildung von Eismasse an der Innenwandfläche 61d des Lufteinlasseinleitkanals 14 kann weiter unterbunden werden.
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Zu beachten ist, dass die vorstehende Ausführungsform wie folgt abgewandelt werden kann.
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Statt des Bewirkens, dass der Vorsprung 55a des Rückführungsinnenrohrs 55 von der Innenwandfläche 61d des Verbindungsrohrs 61 schräg unten ragt, ist es möglich, das Rückführungsinnenrohr 55 eine vertikale Stellung einnehmen zu lassen und es von der Innenwandfläche 61d nach unten ragen zu lassen. Statt des Positionierens des Spitzenteils 55b an der obersten stromaufwärts befindlichen Seite der Drallströmung in dem vorderen Endabschnitt des Vorsprungs 55a kann er unter Berücksichtigung der zunehmenden Luftströmung ferner auch an der obersten stromaufwärts befindlichen Seite der Spiralströmung positioniert werden.
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Die vorstehenden Ausführungsformen können innerhalb eines Schutzumfangs, der nicht von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abweicht, unterschiedlich abgewandelt und umgesetzt werden. Die vorstehenden Ausführungsformen erläuterten einen Fall, bei dem die vorliegende Erfindung bei einer Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines mit einem ersten und zweiten Turbolader ausgestatteten Motors angewendet wurde, doch kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten von Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtungen eines Motors übertragen werden, wie etwa eine Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors, der mit einem Turbolader ausgestattet ist, der das Blow-by-Gas zu einem Lufteinlasskanalabschnitt rückführt, der weiter stromaufwärts als der Turbolader ist.
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<Zusammenfassung der Ausführungsformen>
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors vor, welche umfasst: einen Rückführungskanal 51 zum Rückführen von Blow-by-Gas eines Motors zu einem sich stromaufwärts eines Turboladers 8 befindenden Teil von Lufteinlasskanälen 14, 15, 16 des Motors; und eine Drallströmungserzeugungseinrichtung 14b zum Erzeugen einer Drallströmung (b) in einer gleichen Richtung wie eine Drehrichtung eines Flügelrads des Turboladers 8 mindestens in einer Luftströmung in einem Lufteinlasskanal an einem Anschluss 61, mit dem der Rückführungskanal 51 verbunden ist, der Lufteinlasskanäle 14, 15, 16. Ein Innenumfangswandteil 55 zum Bilden eines stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 umfasst einen Vorsprung 55a, der mehr hin zu einer Seite der Lufteinlasskanal-Achsenlinie a1 als einer Innenwandfläche 61d, die den Lufteinlasskanal 14, 15, 16 an dem Anschluss 61 bildet, ragt. Ein vorderer Endabschnitt ('apischer Abschnitt') des Vorsprungs 55a ist relativ zu einer Ebene, die orthogonal zu einer Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, geneigt. Ein Spitzenteil 55b des vorderen Endabschnitts ist weiter stromaufwärts der Drallströmung (b) als ein hinterster Teil 55c des vorderen Endabschnitts positioniert, und wobei der Spitzenteil 55b niedriger als der hinterste Teil 55c positioniert ist.
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Da mit der vorstehenden Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung der Vorsprung des Innenumfangswandteils, der den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals bildet, mehr zu der Seite der Lufteinlasskanal-Achsenlinie als der Innenwandfläche ragt, die den Lufteinlasskanal an dem Anschluss bildet, und hin zu der apikalen Seite niedriger positioniert ist, läuft die Feuchtigkeit des Blow-by-Gases, die an dem Innenumfangswandteil anhaftete, den Vorsprung des Innenumfangswandteils in dem Lufteinlasskanal hinunter und strömt zu der apikalen Seite davon und wird nicht unmittelbar in den Lufteinlasskanal abgelassen. Da zudem der vordere Endabschnitt des Vorsprungs so ausgebildet ist, dass er relativ zu der Ebene geneigt ist, die orthogonal zur Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, und der Spitzenteil des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs niedriger als der hinterste Teil positioniert ist, kann sich die Feuchtigkeit, die den Vorsprung hinunter läuft und strömt, leichter konzentrieren und zu Wassertropfen werden.
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Da beruhend auf der Drallströmungserzeugungseinrichtung eine Drallströmung in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung des Flügelrads des Turboladers mindestens in der Luftströmung in einem Lufteinlasskanal an dem Anschluss innerhalb des Lufteinlasskanals erzeugt wird, wird die Betriebslast des Turboladers verringert und der Ladewirkungsgrad verbessert. Da ferner der Spitzenteil des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs weiter stromaufwärts als der hinterste Teil in der Drallströmung positioniert ist, wird die Feuchtigkeit, die an dem Vorsprung zum Anhaften kam, aufgrund der Drallströmung nicht leicht nahe der Innenwandfläche in dem Lufteinlasskanal in Form von relativ kleinen Wassertropfen abgelassen. Aufgrund der Drallströmung wird die Feuchtigkeit in der Nähe des Spitzenteils des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs mit anderen Worten zu relativ großen Wassertropfen und wird in dem Lufteinlasskanal nahe der Lufteinlasskanal-Achsenlinie abgelassen. Demgemäß wird die in den Lufteinlasskanal abgelassene Feuchtigkeit (Wassertropfen) nicht leicht an der Innenwandfläche, die den Lufteinlasskanal bildet, anhaften und dann gefrieren.
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Da gemäß der Konfiguration der vorstehend beschriebenen Erfindung der vordere Endabschnitt des Vorsprungs relativ zu der Ebene geneigt ist, die orthogonal zur Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, und der Spitzenteil des vorderen Endabschnitts des Vorsprungs weiter stromaufwärts von der durch die Drallströmungserzeugungseinrichtung erzeugten Drallströmung als der hinterste Teil und niedriger als dieser positioniert ist, kann die Drallströmung verwendet werden, um zu bewirken, dass die in dem Blow-by-Gas enthaltene Feuchtigkeit zu relativ großen Wassertropfen wird und nahe der Lufteinlasskanal-Achsenlinie in den Lufteinlasskanal ausgestoßen wird. Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass die in den Lufteinlasskanal ausgestoßene Feuchtigkeit (Wassertropfen) an der den Lufteinlasskanal bildenden Innenwandfläche anhaftet und dann gefriert; d. h. es ist möglich, das Wachstum einer Eismasse an der Innenwandfläche zu unterbinden. Somit ist es möglich zu verhindern, dass eine Eismasse, die von der Innenwandfläche gelöst wird, in den Turbolader eingeleitet wird und das Flügelrad beschädigt.
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Als ein Vorgehensweise der vorliegenden Erfindung ist die Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors vorzugsweise so konfiguriert, dass der Vorsprung 55a von der Innenwandfläche 61d, die den Lufteinlasskanal an dem Anschluss 61 bildet, schräg nach unten ragt.
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Da gemäß der vorstehenden Konfiguration der Vorsprung von der Innenwandfläche, die den Lufteinlasskanal an dem Anschluss bildet, schräg nach unten ragt, läuft die Feuchtigkeit den Vorsprung nach unten, strömt, wird konzentriert und wird zu relativ großen Wassertropfen, und die Feuchtigkeit kann zuverlässig als relativ große Wassertropfen in den Lufteinlasskanal abgelassen werden.
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Als weitere Vorgehensweise der vorliegenden Erfindung ist die Blow-by-Gas-Rückführungsvorrichtung eines Motors vorzugsweise so konfiguriert, dass ein Lufteinlasskanalabschnitt in der Nähe des Anschlusses 61 an einem geraden Kanalabschnitt 14a ausgebildet ist, der sich im Wesentlichen horizontal erstreckt, und die Drallströmungserzeugungseinrichtung 14b durch einen gebogenen Lufteinlasskanalabschnitt 14b konfiguriert ist, der weiter stromaufwärts als der gerade Kanalabschnitt 14a angeordnet ist.
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Da gemäß der vorstehenden Konfiguration der Lufteinlasskanalabschnitt in der Nähe des Anschlusses an einem geraden Kanalabschnitt ausgebildet ist, der sich im Wesentlichen horizontal erstreckt, und die Drallströmungserzeugungseinrichtung durch einen gebogenen Lufteinlasskanalabschnitt konfiguriert ist, der weiter stromaufwärts des geraden Kanalabschnitts angeordnet ist, kann die Drallströmung zuverlässig erzeugt werden, und die Erzeugung einer solchen Drallströmung kann durch Bearbeiten der Kanalform des Lufteinlasskanals leicht verwirklicht werden.
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Als noch weitere Verfahrensweise der vorliegenden Erfindung ist der gerade Kanalabschnitt 14a ferner vorzugsweise direkt mit dem Turbolader 8 verbunden.
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Da gemäß der vorstehenden Konfiguration der gerade Kanalabschnitt direkt mit dem Turbolader verbunden ist, ist es möglich, die Drallströmung zu nutzen und gleichzeitig den Ladewirkungsgrad des Turboladers zu verbessern und die Gefrierhemmungswirkung zu erreichen.
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Als noch weitere Verfahrensweise der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, eine elektronische Heizvorrichtung 56 zum Erwärmen des Innenumfangswandteils 55, der den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals 51 bildet, vorzusehen.
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Da gemäß der vorstehenden Konfiguration eine elektronische Heizvorrichtung zum Erwärmen des Innenumfangswandteils, der den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals bildet, vorgesehen ist, ist es möglich, das Gefrieren der Feuchtigkeit des Blow-by-Gases an dem Innenumfangswandteil zuverlässig zu verhindern. Da es zudem möglich ist, zuverlässig zu bewirken, dass die Feuchtigkeit an dem Innenumfangswandteil anhaftet, ist es möglich, das Gefrieren der Feuchtigkeit aufgrund von Ablassen von nebelartiger Feuchtigkeit in den Lufteinlasskanal zu unterbinden.
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Ferner kann der Innenumfangswandteil 55, der den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals 51 bildet, auch einen Verengungsteil 55f umfassen, der so ausgebildet ist, dass eine Öffnungsfläche in einem Querschnitt, der orthogonal zu der Achsenlinie a2 des stromabwärts befindlichen Abschnitts des Rückführungskanals 51 ist, hin zur Spitze kleiner wird.
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Da gemäß der vorstehenden Konfiguration der Innenumfangswandteil, der den stromabwärts befindlichen Abschnitt des Rückführungskanals bildet, einen Verengungsteil umfasst, der so ausgebildet ist, dass seine Querschnittöffnungsfläche hin zur apikalen Seite kleiner wird, ist es möglich, den Durchsatz des Blow-by-Gases mit dem vorstehenden Verengungsteil zu erhöhen und die Wassertropfen näher zu der Lufteinlasskanal-Achsenlinie zuverlässiger abzulassen, und die Bildung einer Eismasse an der Innenwandfläche des Lufteinlasskanals kann weiter unterbunden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 58-33713 [0002]
- JP 2002-155720 [0002]
