JP2009002305A - Supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガスによりタービンホイールを回転させ、この回転力によりコンプレッサホイールを回転することで、流体を圧縮して供給する過給機に関するものである。 The present invention relates to a turbocharger that compresses and supplies fluid by rotating a turbine wheel with exhaust gas and rotating a compressor wheel with this rotational force.
従来の内燃機関では、運転性能の向上を図るために、過給機(ターボチャージャ)を備えているものがある。この内燃機関に設けられる過給機は、排気ガスの圧力を利用して回転するタービンホイールと、このタービンホイールの回転に伴って回転することで、空気を圧縮可能なコンプレッサホイールを有している。従って、この内燃機関の運転時に、排気ガスによりタービンホイールが回転し、このタービンホイールの回転によりコンプレッサホイールが回転することで空気を圧縮し、この圧縮空気を燃焼室に供給することとなり、燃焼室の吸入空気量を増加することで、燃料噴射量が増加されるため、内燃機関の出力トルクを増大して運転性能を向上することができる。 Some conventional internal combustion engines include a supercharger (turbocharger) in order to improve operating performance. The supercharger provided in the internal combustion engine has a turbine wheel that rotates using the pressure of exhaust gas, and a compressor wheel that can compress air by rotating with the rotation of the turbine wheel. . Therefore, when the internal combustion engine is operated, the turbine wheel is rotated by the exhaust gas, the compressor wheel is rotated by the rotation of the turbine wheel, the air is compressed, and the compressed air is supplied to the combustion chamber. Since the amount of fuel injection is increased by increasing the amount of intake air, the output torque of the internal combustion engine can be increased to improve the operating performance.
ところで、内燃機関では、内部で発生した未燃ガスやオイルミストなどが圧縮、燃焼行程で燃焼室からクランクケース内に漏れ出てブローバイガスとなり、エンジンオイルを劣化させるほか、金属を腐食させてしまう。そのため、ブローバイガスを吸気管負圧を利用して吸気通路に吸引させて還元するようにしている。 By the way, in an internal combustion engine, unburned gas, oil mist, etc. generated inside leaks from the combustion chamber into the crankcase during the compression and combustion stroke and becomes blow-by gas, which deteriorates engine oil and corrodes metal. . Therefore, blow-by gas is sucked into the intake passage using the intake pipe negative pressure and reduced.
ところが、過給機が設けられた内燃機関では、この過給機の上流側の吸気通路が負圧となることから、ブローバイガスは、過給機におけるコンプレッサホイールより上流側の吸気通路に排出している。そのため、このブローバイガスがコンプレッサのディフューザ通路を通過するとき、ブローバイガスに含まれるオイルがディフューザ通路の壁面に付着する。そして、このディフューザ通路の壁面に付着したオイルが、コンプレッサホイールにより圧縮された高温、高圧の空気により加熱されて炭化し、固形化(コーキング)してディフューザ通路の通路面積を狭め、空気の吸気抵抗となってしまうという問題がある。 However, in an internal combustion engine provided with a supercharger, the intake passage upstream of the supercharger has a negative pressure, so blow-by gas is discharged into the intake passage upstream of the compressor wheel in the supercharger. ing. Therefore, when this blow-by gas passes through the diffuser passage of the compressor, oil contained in the blow-by gas adheres to the wall surface of the diffuser passage. The oil adhering to the wall surface of the diffuser passage is heated and carbonized by the high-temperature and high-pressure air compressed by the compressor wheel, and solidifies (coking) to reduce the passage area of the diffuser passage, thereby reducing the air intake resistance. There is a problem of becoming.
そこで、上述した問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された過給機は、ディフューザ部をディフューザ流路及びディフューザ流路を挾んで対峙するシールプレート臨接部、ハウジング臨接部により構成し、シールプレート臨接部及びハウジング臨接部に少なくともエンジンオイルと親和性のないオイルミストをはじく材質により撥油膜を形成すると共に、少なくともシールプレート臨接部に冷却路を設けることで、このシールプレート臨接部を冷却することで、ディフューザ部へのオイルミストの付着を防止して炭化層が形成されないようにするものである。 In order to solve the above-described problem, for example, there is one described in Patent Document 1 below. The turbocharger described in Patent Document 1 includes a diffuser portion that includes a diffuser passage and a seal plate adjacent portion that faces the diffuser passage and a housing adjacent portion, and the seal plate adjacent portion and the housing adjacent portion. By forming an oil-repellent film with a material that repels at least oil mist that has no affinity for engine oil at the contact portion, and by providing a cooling path at least at the seal plate adjacent portion, this seal plate adjacent portion is cooled, This prevents oil mist from adhering to the diffuser portion so that a carbonized layer is not formed.
ところが、ブローバイガスは、未燃ガスやオイルミストだけではなく、蒸発した水分が多量に混ざっているため、上述した従来の過給機にように、シールプレート臨接部及びハウジング臨接部に撥油膜を形成しても、ブローバイガスに含まれるオイルミストをはじくことが困難である。即ち、ブローバイガスに含まれる水分がシールプレート臨接部及びハウジング臨接部の撥油膜に接触すると、この撥油膜の表面に水膜が形成され、この水膜にオイルミストが付着してしまう。また、オイルミストと水分が混合しているときには、撥油膜がこのオイルミストをはじくことができずに付着してしまう。 However, blow-by gas contains not only unburned gas and oil mist but also a large amount of evaporated water, so that it repels the seal plate adjacent part and the housing adjacent part as in the conventional turbocharger described above. Even if an oil film is formed, it is difficult to repel oil mist contained in blow-by gas. That is, when the moisture contained in the blow-by gas comes into contact with the oil repellent film at the seal plate adjacent portion and the housing adjacent portion, a water film is formed on the surface of the oil repellent film, and oil mist adheres to the water film. When oil mist and moisture are mixed, the oil repellent film cannot repel the oil mist and adheres to it.
本発明は、ディフューザ通路に付着したオイルの固形化を抑制可能とする過給機を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the supercharger which can suppress solidification of the oil adhering to a diffuser channel | path.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の過給機は、吸気通路と排気通路独立して設けられるハウジングと、前記吸気通路上に設けられるコンプレッサホイールと、前記排気通路上に設けられるタービンホイールと、前記ハウジングに回転自在に支持されると共に前記コンプレッサホイールと前記タービンホイールを連結する回転軸とを具えた過給機において、前記吸気通路に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路が設けられ、該ディフューザ通路の壁面に付着したオイル成分を焼却するセラミックヒータが設けられることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a supercharger according to the present invention includes a housing provided independently of an intake passage and an exhaust passage, a compressor wheel provided on the intake passage, and an exhaust passage. A turbo wheel provided on the housing and rotatably supported by the housing and having a rotating shaft that connects the compressor wheel and the turbine wheel. A diffuser passage for converting to static pressure is provided, and a ceramic heater for incinerating oil components adhering to the wall surface of the diffuser passage is provided.
本発明の過給機では、前記セラミックヒータは、前記吸気通路を流れる流体の温度が予め設定された所定温度以下で、且つ、流体の速度が予め設定された所定速度以下であるときに、前記ディフューザ通路の壁面に付着したオイル成分を焼却することを特徴としている。 In the supercharger of the present invention, when the temperature of the fluid flowing through the intake passage is equal to or lower than a predetermined temperature, and the speed of the fluid is equal to or lower than a predetermined speed, the ceramic heater The oil component adhering to the wall surface of the diffuser passage is incinerated.
本発明の過給機では、前記ディフューザ通路における流体の上流側または下流側の少なくとも一方側の通路壁面に撥油膜または親水膜が設けられることを特徴としている。 The supercharger of the present invention is characterized in that an oil repellent film or a hydrophilic film is provided on at least one of the upstream and downstream sides of the fluid in the diffuser passage.
また、本発明の過給機は、吸気通路と排気通路独立して設けられるハウジングと、前記吸気通路上に設けられるコンプレッサホイールと、前記排気通路上に設けられるタービンホイールと、前記ハウジングに回転自在に支持されると共に前記コンプレッサホイールと前記タービンホイールを連結する回転軸とを具えた過給機において、前記吸気通路に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路が設けられ、該ディフューザ通路の壁面に親水性を有する親水膜が設けられることを特徴とするものである。 The turbocharger according to the present invention includes a housing provided independently of an intake passage and an exhaust passage, a compressor wheel provided on the intake passage, a turbine wheel provided on the exhaust passage, and a rotatable in the housing. Is provided with a diffuser passage that communicates with the intake passage and converts a dynamic pressure of fluid into a static pressure, and is provided with a rotating shaft that connects the compressor wheel and the turbine wheel. A hydrophilic film having hydrophilicity is provided on the wall surface of the diffuser passage.
本発明の過給機は、吸気通路と排気通路独立して設けられるハウジングと、前記吸気通路上に設けられるコンプレッサホイールと、前記排気通路上に設けられるタービンホイールと、前記ハウジングに回転自在に支持されると共に前記コンプレッサホイールと前記タービンホイールを連結する回転軸とを具えた過給機において、前記吸気通路に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路が設けられ、該ディフューザ通路の壁面に撥水性及び撥油性を有する撥水撥油膜が設けられることを特徴とするものである。 The supercharger according to the present invention includes a housing provided independently of an intake passage and an exhaust passage, a compressor wheel provided on the intake passage, a turbine wheel provided on the exhaust passage, and a housing rotatably supported by the housing. And a diffuser passage that communicates with the intake passage and converts a dynamic pressure of fluid to a static pressure in a supercharger that includes a rotation shaft that connects the compressor wheel and the turbine wheel, and the diffuser passage. A water / oil repellent film having water repellency and oil repellency is provided on the wall surface.
本発明の過給機によれば、ハウジングの吸気通路に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路を設け、このディフューザ通路の壁面に付着したオイル成分を焼却するセラミックヒータを設けるので、ディフューザ通路の壁面にブローバイガスに含まれるオイル成分が付着しても、セラミックヒータによりこの付着したオイル成分を焼却することで、ディフューザ通路に付着したオイルの固形化を抑制することができる。 According to the supercharger of the present invention, a diffuser passage that communicates with the intake passage of the housing and converts the dynamic pressure of the fluid into a static pressure is provided, and a ceramic heater that incinerates the oil component adhering to the wall surface of the diffuser passage Therefore, even if the oil component contained in the blow-by gas adheres to the wall surface of the diffuser passage, solidification of the oil attached to the diffuser passage can be suppressed by incinerating the attached oil component by the ceramic heater.
また、本発明の過給機によれば、ディフューザ通路の壁面に親水性を有する親水膜を設けるので、ディフューザ通路の壁面にブローバイガスが接触すると、この壁面の親水膜にブローバイガスに含まれる水分が付着して水膜を形成することとなり、ブローバイガスに含まれるオイル成分はこの水膜の表面を流れることで付着が防止され、ディフューザ通路に付着したオイルの固形化を抑制することができる。 Further, according to the supercharger of the present invention, since the hydrophilic film having hydrophilicity is provided on the wall surface of the diffuser passage, when blowby gas comes into contact with the wall surface of the diffuser passage, moisture contained in the blowby gas is brought into contact with the hydrophilic film on the wall surface. Adheres to form a water film, and the oil component contained in the blow-by gas is prevented from adhering by flowing on the surface of the water film, and solidification of the oil adhering to the diffuser passage can be suppressed.
また、本発明の過給機によれば、ディフューザ通路の壁面に撥水性及び撥油性を有する撥水撥油膜を設けるので、ディフューザ通路の壁面にブローバイガスが接触すると、この壁面の撥水撥油膜にブローバイガスに含まれる水分及びオイル成分が接触しても、はじかれて付着が防止され、ディフューザ通路に付着したオイルの固形化を抑制することができる。 Further, according to the supercharger of the present invention, since the water repellent and oil repellent film having water repellency and oil repellency is provided on the wall surface of the diffuser passage, when blowby gas comes into contact with the wall surface of the diffuser passage, the water and oil repellent film on the wall surface Even if the moisture and oil components contained in the blowby gas come into contact with each other, they are repelled and prevented from adhering, and solidification of the oil adhering to the diffuser passage can be suppressed.
以下に、本発明に係る過給機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of a supercharger according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の実施例1に係る過給機を表す断面図、図2は、実施例1の過給機が適用された内燃機関を表す概略構成図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a supercharger according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an internal combustion engine to which the supercharger according to the first embodiment is applied.
実施例1の内燃機関において、図2に示すように、内燃機関としてのディーゼルエンジン11は、シリンダブロック12上にシリンダヘッド13が締結され、複数のシリンダボア14にピストン15がそれぞれ上下移動自在に嵌合して構成されている。そして、シリンダブロック12の下部に図示しないクランクケースが締結され、このクランクケース内にクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン15はコネクティングロッド16を介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
In the internal combustion engine of the first embodiment, as shown in FIG. 2, in a
シリンダブロック12とシリンダヘッド13とピストン15により複数の燃焼室17が構成されており、この燃焼室17は、上部に吸気ポート18及び排気ポート19が対向して形成されており、この吸気ポート18及び排気ポート19に対して吸気弁20及び排気弁21の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁20及び排気弁21は、シリンダヘッド13に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート18及び排気ポート19を閉止する方向に付勢支持されている。また、シリンダヘッド13には、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが回転自在に支持されており、吸気カム及び排気カムが吸気弁20及び排気弁21の上端部に接触している。
The
従って、ディーゼルエンジン11に同期して吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが回転すると、吸気カム及び排気カムが吸気弁20及び排気弁21を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート18及び排気ポート19を開閉し、吸気ポート18と燃焼室17、燃焼室17と排気ポート19とをそれぞれ連通することができる。
Therefore, when the intake cam shaft and the exhaust cam shaft rotate in synchronization with the
吸気ポート18には吸気管22が連結されており、この吸気管22の空気取入口にエアクリーナ23が取付けられている。そして、このエアクリーナ23の下流側にスロットルバルブ24が設けられている。そして、シリンダヘッド13には、各燃焼室17に燃料としての軽油を高圧で噴射可能なインジェクタ25がそれぞれ装着されている。各インジェクタ25は、図示しないデリバリパイプ及び燃料供給管を介して燃料ポンプに連結されており、この燃料ポンプはディーゼルエンジン11によって駆動される。一方、排気ポート19には排気管26が連結されている。
An
また、吸気管22及び排気管26には、可変容量式ターボチャージャ(過給機)27が設けられている。そして、この可変容量式ターボチャージャ27より下流側の吸気管22に、この可変容量式ターボチャージャ27により圧縮されて高温、高圧となった空気を冷却するインタークーラ28が設けられている。
The
排気管26には、排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処理する2つの触媒装置29,30が設けられ、直列に配設されている。第1触媒装置29は、吸蔵還元型NOx触媒であって、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したときに吸蔵したNOxを放出し、添加した還元剤としての燃料(本実施例では、軽油)により還元するものである。第2触媒装置30は、パティキュレートフィルタを有する吸蔵還元型NOx触媒であって、排気ガス中の微粒子(PM:パティキュレート)、特に、黒煙を捕集すると共に、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したときに吸蔵したNOxを放出し、添加した燃料により還元するものである。
The
そして、第1触媒装置29及び第2触媒装置30は、排気ガス中の酸素濃度が低下したときに吸蔵したNOxを放出し、この放出したNOxを燃料により還元するものであることから、排気ポート19に燃料(還元剤としての軽油)を噴射する燃料添加弁31がシリンダヘッド13に設けられている。そして、この燃料添加弁31は、図示しない燃料供給管を介して燃料ポンプに連結されている。
The
また、排気ガスを吸気系に戻す高圧排気再循環(EGR)装置32が設けられている。この高圧EGR装置32は、排気管26における可変容量式ターボチャージャ27より上流側と吸気管22におけるスロットルバルブ24より下流側とを連結して排気ガスの一部を吸気系へ再循環させるEGR通路33と、このEGR通路33に設けられたEGR弁34と、EGR通路33に設けられて排気ガスを冷却するEGRクーラ35とから構成されている。
A high-pressure exhaust gas recirculation (EGR)
更に、ディーゼルエンジン11の内部と可変容量式ターボチャージャ27よりも上流側の吸気管22との間には、PCV(Positive Crankcase Ventilation)通路36が設けられており、このPCV通路36にはPCV弁37が設けられている。
Further, a PCV (Positive Crankcase Ventilation)
ところで、車両には、電子制御ユニット(ECU)38が搭載されており、このECU38は、エンジン運転状態に応じて各インジェクタ25及び燃料添加弁31の燃料噴射を制御可能となっている。即ち、吸気管22の上流側にはエアフローセンサ39が装着され、計測した吸入空気量をECU38に出力している。また、スロットルバルブ24にはスロットルポジションセンサ40が設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ41が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をECU38に出力している。更に、クランクシャフトにはクランク角センサ42が設けられ、検出したクランク角度をECU38に出力し、ECU38はクランク角度に基づいてエンジン回転数を算出する。また、シリンダブロック12には水温センサ43が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU38に出力している。
By the way, an electronic control unit (ECU) 38 is mounted on the vehicle, and the
また、ECU38は、エンジン運転状態に応じて、可変容量式ターボチャージャ27、高圧EGR装置32(EGR弁34)、PCV弁37を制御可能となっている。即ち、エンジン運転状態に応じて、可変容量式ターボチャージャ27におけるベーン開度を設定することで過給圧を制御し、高圧EGR装置32におけるEGR弁34の開度を設定することでEGR量を制御し、PCV弁37を開閉制御することでブローバイガスの還元時期を制御する。
Further, the
ここで、上述した可変容量式ターボチャージャ27について詳細に説明する。この可変容量式ターボチャージャ27において、図1に示すように、コンプレッサハウジング51は、円筒形状をなすハウジング本体52と、リング形状をなす連結部材53と、円板形状をなすシールプレート54とにより構成されている。即ち、ハウジング本体52には、吸気管22(図2参照)の上流側に連通する吸気通路55が形成され、このハウジング本体52の内側に連結部材53が固定されることで、渦巻き形状をなして吸気管22(図2参照)の下流側に連通するスクロール通路56が形成され、ハウジング本体52の端部にシールプレート54が固定されることで、吸気通路55とスクロール通路56を連通して圧縮空気(流体)の動圧を静圧に変換するディフューザ通路57が形成されている。
Here, the
一方、タービンハウジング58は、円筒形状をなすハウジング本体59と、円板形状をなすノズルプレート60とにより構成されている。即ち、ハウジング本体59には、排気管26(図2参照)の下流側に連通する排気通路61が形成されると共に、渦巻き形状をなして排気管26(図2参照)の上流側に連通するスクロール通路62が形成され、ハウジング本体59の端部にノズルプレート60が固定されることで、排気通路61とスクロール通路62を連通する連結通路63が形成されている。
On the other hand, the
そして、コンプレッサハウジング51とタービンハウジング58が円筒形状をなすセンターハウジング64により連結されることで、本発明のハウジングが構成される。
The
センターハウジング64には、その軸心方向に沿って回転軸65が複数の軸受66により回転自在に支持されている。そして、この回転軸65の一端部には、コンプレッサハウジング51の吸気通路55に位置するように、複数のコンプレッサブレード67aを有するコンプレッサホイール67が一体回転可能に固定される一方、回転軸65の他端部には、タービンハウジング58の排気通路61に位置するように、複数のタービンブレード68aを有するタービンホイール68が一体回転可能に固定されている。この場合、回転軸65とコンプレッサホイール67とタービンホイール68を同一の回転中心をもって回転可能となっている。
A
また、タービンハウジング58のセンターハウジング64側には、バリアブルノズル機構69が設けられている。このバリアブルノズル機構69は、スクロール通路62からタービンホイール68へ排気が流入する連結通路63に配置された複数のベーン70と、このベーン70をノズルプレート60に対して揺動可能に保持する連結軸71と、各連結軸71の端部に固定されたアーム72を介して連結軸71を回転させるユニゾンリング73とから構成されている。そして、このユニゾンリング73は、リンク74を介して図示しない駆動装置に連結されている。従って、駆動装置によりリンク74を介してユニゾンリング73を回転すると、このユニゾンリング73と係合しているアーム72が連結軸71を中心にして揺動され、複数のベーン70の開度を変更することができる。
A
燃焼室17から排気管26に排出された排気ガスが可変容量式ターボチャージャ27のタービンホイール68に至ると、この排気ガスによりタービンホイール68が回転し、この回転力が回転軸65を介してコンプレッサホイール67に伝達され、このコンプレッサホイール67が回転する。すると、吸気通路55から吸入された空気が、回転するコンプレッサホイール67により圧縮され、吸気管22を通して燃焼室17に過給することができる。
When the exhaust gas discharged from the
このように構成された本実施例の内燃機関では、図1及び図2に示すように、ディーゼルエンジン11の内部で未燃ガスやオイルミストなどが圧縮、燃焼行程で燃焼室17からクランクケース内に漏れ出てブローバイガスとなる。そのため、ECU38は、エンジン運転状態に応じてPCV弁37を開放することで、ディーゼルエンジン11内のブローバイガスを吸気負圧によりPCV通路36を通して吸気管22に吸入し、この吸気管22を通して燃焼室17に導入して還元している。
In the internal combustion engine of the present embodiment configured as described above, as shown in FIGS. 1 and 2, unburned gas, oil mist, and the like are compressed inside the
ところが、このブローバイガスは、吸気管負圧によりPCV通路36を通して可変容量式ターボチャージャ27におけるコンプレッサホイール67より上流側の吸気管22に吸入されることから、このブローバイガスがコンプレッサハウジング51の吸気通路55、ディフューザ通路57、スクロール通路56を通過するとき、ブローバイガスに含まれるオイルが通路壁面に付着する。すると、この通路壁面に付着したオイルが、コンプレッサホイール67により圧縮された高温、高圧の空気により加熱されて炭化し、固形化(コーキング)することで、特に、通路面積の狭いディフューザ通路57の通路面積を狭め、吸気抵抗となってしまう。
However, since this blow-by gas is sucked into the
そこで、本実施例の過給機では、ディフューザ通路57に、このディフューザ通路57の壁面に付着したオイル成分を焼却するセラミックヒータ81を設けている。このセラミックヒータ81は、ディフューザ通路57の全ての壁面にコーティングにより設けられ、図示しない配線を介してECU38及び電源(図示略)に接続されている。この場合、ECU38は、吸気通路55(または、ディフューザ通路57)を流れる吸気の温度が予め設定された所定温度以下で、且つ、吸気の速度が予め設定された所定速度以下であるときに、セラミックヒータ81に通電することで、ディフューザ通路57の壁面に付着したオイル成分を焼却するようにしている。
Therefore, in the supercharger of the present embodiment, the
即ち、ディーゼルエンジン11のアイドル運転時には、このディーゼルエンジン11自体が低温状態であり、あるいは、エンジン負荷が低いことから、吸気通路55を流れる吸気の温度が予め設定された所定温度以下となる。また、このディーゼルエンジン11のアイドル運転時には、スロットルバルブ24が閉じており、吸入空気量が少ないことから、吸気の速度が予め設定された所定速度以下となる。従って、ディーゼルエンジン11のアイドル運転時には、吸気温度が低温であるためにディフューザ通路57の壁面に付着したオイルが炭化しておらず、また、吸気速度が低速であるためにセラミックヒータ81が昇温しやすくなり、ECU38がこのときに、セラミックヒータ81に通電すると、ディフューザ通路57の壁面に付着したオイル成分を焼却することができる。
That is, during the idling operation of the
また、本実施例の過給機では、ディフューザ通路57より上流側の吸気通路55の壁面に撥油膜82が設けられると共に、ディフューザ通路57より下流側のスクロール通路56の壁面に撥油膜83が設けられている。この撥油膜82,83は、親和性のなくオイル成分をはじく性質を有している。従って、撥油膜82,83により吸気通路55の壁面及びスクロール通路56へのブローバイガスに含まれるオイル成分の付着を防止することができる。
Further, in the supercharger of this embodiment, the
なお、この場合、撥油膜82,83に代えて親水膜を吸気通路55の壁面及びスクロール通路56の壁面に設けてもよい。従って、親水膜により吸気通路55の壁面及びスクロール通路56へブローバイガスに含まれる水分が付着して水膜が形成され、ブローバイガスに含まれるオイル成分がこの水膜の表面を流れることで付着を防止することができる。
In this case, a hydrophilic film may be provided on the wall surface of the
また、ディフューザ通路57の壁面にセラミックヒータと撥油膜または親水膜を吸気の流動方向に対して交互に設けてもよい。
Further, a ceramic heater and an oil repellent film or a hydrophilic film may be alternately provided on the wall surface of the
このように構成された本実施例の過給機にて、ディーゼルエンジン11の内部でブローバイガスが発生し、このブローバイガスが吸気負圧によりPCV通路36を通して可変容量式ターボチャージャ27(コンプレッサホイール67)より上流側の吸気管22に吸入される。ブローバイガスは、吸入空気と共に可変容量式ターボチャージャ27の吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至り、ブローバイガスに含まれるオイルがディフューザ通路57の壁面に付着する。このとき、ECU38は、セラミックヒータ81に通電すると、ディフューザ通路57の壁面に付着したオイル成分が焼却される。
In the supercharger of the present embodiment configured as described above, blow-by gas is generated inside the
また、このブローバイガスが吸気管22に吸入され、吸入空気と共に可変容量式ターボチャージャ27の吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至るとき、吸気通路55の壁面及びスクロール通路56の壁面に撥油膜82,83(または親水膜)が設けられているため、この吸気通路55の壁面及びスクロール通路56へのオイル成分の付着が防止される。
Further, when this blow-by gas is sucked into the
このように実施例1の過給機にあっては、コンプレッサハウジング51の吸気通路55上にコンプレッサホイール67を回転自在に設けると共に、タービンハウジング58の排気通路61上にタービンホイール68を回転自在に支持し、コンプレッサホイール67とタービンホイール68を回転軸65により一体回転可能に連結して可変容量式ターボチャージャ27を構成し、吸気通路55に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路57を設け、このディフューザ通路の壁面に付着したオイル成分を焼却するセラミックヒータ81を設けている。
As described above, in the turbocharger according to the first embodiment, the
従って、ディーゼルエンジン11のブローバイガスが吸気負圧によりPCV通路36を通して吸気管22に吸入され、吸入空気と共に可変容量式ターボチャージャ27の吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至るとき、ブローバイガスに含まれるオイルがディフューザ通路57の壁面に付着しても、セラミックヒータ81によりこの付着したオイル成分を焼却することで、ディフューザ通路57に付着したオイルの固形化を抑制することができる。
Accordingly, when the blow-by gas of the
また、実施例1にて、ECU38は、吸気通路55を流れる空気の温度が予め設定された所定温度以下で、且つ、空気の速度が予め設定された所定速度以下であるときに、セラミックヒータ81に通電してディフューザ通路57の壁面に付着したオイル成分を焼却するようにしている。従って、ディーゼルエンジン11のアイドル運転時など、吸気通路55を流れる空気温度が低温であるときには、ディフューザ通路57の壁面に付着したオイルが炭化しておらず、また、空気速度が低速であるときには、セラミックヒータ81が昇温しやすくなり、ECU38がこのときにセラミックヒータ81に通電すると、ディフューザ通路57の壁面に付着したオイル成分を確実に焼却することができる。
In the first embodiment, the
また、実施例1にて、吸気通路55の壁面及びスクロール通路56の壁面に撥油膜82,83(または親水膜)を設けている。従って、この吸気通路55の壁面及びスクロール通路56へのオイル成分の付着を防止することができる。
In the first embodiment,
更に、実施例1にて、ディフューザ通路57の壁面にセラミックヒータと撥油膜または親水膜を吸気の流動方向に対して交互に設けることで、ディフューザ通路57へのオイル成分の付着を防止することができ、セラミックヒータ81の通電する時間を短縮して消費電力を低減することができる。
Further, in the first embodiment, the ceramic heater and the oil repellent film or the hydrophilic film are alternately provided on the wall surface of the
図3は、本発明の実施例2に係る過給機を表す断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a supercharger according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例2の過給機では、図3に示すように、可変容量式ターボチャージャ27のディフューザ通路57の壁面に親水性を有する親水膜91を設けている。また、このディフューザ通路57より上流側の吸気通路55の壁面に親水膜92が設けられると共に、ディフューザ通路57より下流側のスクロール通路56の壁面に親水膜93が設けられている。この親水膜92,93は、親和性であって、水成分を吸着する性質を有している。
In the supercharger of the second embodiment, as shown in FIG. 3, a
従って、ブローバイガスが吸気負圧により可変容量式ターボチャージャ27のコンプレッサホイール67より上流側の吸気管22に吸入されると、このブローバイガスは、吸入空気と共に吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至り、ブローバイガスに含まれるオイルがディフューザ通路57の壁面に付着しようとする。このとき、ディフューザ通路57の親水膜91にブローバイガスに含まれる水分が付着して水膜が形成され、ブローバイガスに含まれるオイル成分がこの水膜の表面に付着するものの、空気の流速により水膜の表面に付着したオイル成分が流されることとなり、ディフューザ通路57の壁面へのオイル成分の付着が防止される。
Therefore, when blow-by gas is sucked into the
このように実施例2の過給機にあっては、コンプレッサハウジング51の吸気通路55上にコンプレッサホイール67を回転自在に設けると共に、タービンハウジング58の排気通路61上にタービンホイール68を回転自在に支持し、コンプレッサホイール67とタービンホイール68を回転軸65により一体回転可能に連結して構成し、吸気通路55に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路57を設け、このディフューザ通路の壁面に親水膜91を設けている。
As described above, in the turbocharger according to the second embodiment, the
従って、ディーゼルエンジン11のブローバイガスが吸気負圧によりPCV通路36を通して吸気管22に吸入され、吸入空気と共に可変容量式ターボチャージャ27の吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至るとき、ブローバイガスに含まれる水分がディフューザ通路57の親水膜91に付着して水膜が形成され、ブローバイガスに含まれるオイル成分がこの水膜の表面に付着するものの、空気の流速により流されることとなり、ディフューザ通路57の壁面へのオイル成分の付着を防止することで、ディフューザ通路57に付着したオイルの固形化を抑制することができる。
Accordingly, when the blow-by gas of the
また、本実施例の過給機では、ディフューザ通路57より上流側の吸気通路55の壁面に親水膜92が設けられると共に、ディフューザ通路57より下流側のスクロール通路56の壁面に親水膜93が設けられている。従って、親水膜92,93により吸気通路55の壁面及びスクロール通路56へのブローバイガスに含まれるオイル成分の付着を防止することができる。
Further, in the supercharger of the present embodiment, a
図4は、本発明の実施例3に係る過給機を表す断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a supercharger according to a third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例3の過給機では、図4に示すように、可変容量式ターボチャージャ27のディフューザ通路57の壁面に親水性がなく、且つ、親油性のない撥水撥油膜101を設けている。また、このディフューザ通路57より上流側の吸気通路55の壁面に撥水撥油膜102が設けられると共に、ディフューザ通路57より下流側のスクロール通路56の壁面に撥水撥油膜103が設けられている。
In the supercharger of the third embodiment, as shown in FIG. 4, the wall surface of the
従って、ブローバイガスが吸気負圧により可変容量式ターボチャージャ27のコンプレッサホイール67より上流側の吸気管22に吸入されると、このブローバイガスは、吸入空気と共に吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至り、ブローバイガスに含まれるオイルがディフューザ通路57の壁面に付着しようとする。このとき、ディフューザ通路57の撥水撥油膜101によりブローバイガスに含まれる水分やオイル成分がはじかれることとなり、ディフューザ通路57の壁面へのオイル成分の付着が防止される。この場合、ブローバイガスに含まれる水分とオイル成分が混合したエマルジョン状態となっても、撥水撥油膜101によりこのエマルジョン状態の水分とオイル成分の付着が防止される。
Therefore, when blow-by gas is sucked into the
このように実施例3の過給機にあっては、コンプレッサハウジング51の吸気通路55上にコンプレッサホイール67を回転自在に設けると共に、タービンハウジング58の排気通路61上にタービンホイール68を回転自在に支持し、コンプレッサホイール67とタービンホイール68を回転軸65により一体回転可能に連結して構成し、吸気通路55に連通して流体の動圧を静圧に変換するディフューザ通路57を設け、このディフューザ通路の壁面に撥水撥油膜101を設けている。
As described above, in the turbocharger according to the third embodiment, the
従って、ディーゼルエンジン11のブローバイガスが吸気負圧によりPCV通路36を通して吸気管22に吸入され、吸入空気と共に可変容量式ターボチャージャ27の吸気通路55を通ってコンプレッサホイール67に至るとき、ブローバイガスに含まれる水分やオイル成分がディフューザ通路57の撥水撥油膜101にはじかれることとなり、ディフューザ通路57の壁面へのオイル成分の付着を防止することで、ディフューザ通路57に付着したオイルの固形化を抑制することができる。
Accordingly, when the blow-by gas of the
また、本実施例の過給機では、ディフューザ通路57より上流側の吸気通路55の壁面に撥水撥油膜102が設けられると共に、ディフューザ通路57より下流側のスクロール通路56の壁面に撥水撥油膜103が設けられている。従って、撥水撥油膜102,103により吸気通路55の壁面及びスクロール通路56へのブローバイガスに含まれるオイル成分の付着を防止することができる。
Further, in the supercharger of the present embodiment, the water /
以上のように、本発明に係る過給機は、コンプレッサのディフューザ通路に付着したオイルの固形化を抑制するものであり、いずれの種類の過給機に用いても好適である。 As described above, the supercharger according to the present invention suppresses solidification of oil attached to the diffuser passage of the compressor, and is suitable for use in any type of supercharger.
11 ディーゼルエンジン(内燃機関)
17 燃焼室
22 吸気管
26 排気管
27 可変容量式ターボチャージャ(過給機)
36 PCV通路
37 PCV弁
38 電子制御ユニット、ECU
51 コンプレッサハウジング(ハウジング)
55 吸気通路
56 スクロール通路
57 ディフューザ通路
58 タービンハウジング(ハウジング)
64 センターハウジング(ハウジング)
65 回転軸
67 コンプレッサホイール
68 タービンホイール
81 セラミックヒータ
82,83 撥油膜
91,92,93 親水膜
101,102,103撥水撥油膜
11 Diesel engine (internal combustion engine)
17
36
51 Compressor housing (housing)
55
64 Center housing (housing)
65 Rotating
Claims (5)
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WO2015019901A1 (en) | 2013-08-06 | 2015-02-12 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor and supercharger |
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2007
- 2007-06-25 JP JP2007166401A patent/JP2009002305A/en active Pending
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