JP2011047358A - Blow-by gas treatment device in internal combustion engine with exhaust turbocharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,排気ターボ過給機を備えた内燃機関において,この内燃機関から排出されるブローバイガスを,前記排気ターボ過給機のうちブロワー圧縮機に吸い込ませて処理するようにした装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine equipped with an exhaust turbocharger, wherein blowby gas discharged from the internal combustion engine is sucked into a blower compressor of the exhaust turbocharger and processed. It is.
一般に,排気ターボ過給機を備えた内燃機関においては,その内燃機関から搬出されるブローバイガスを,前記排気ターボ過給機におけるブロワー圧縮機に吸い込ませて処理するように構成している。 In general, in an internal combustion engine equipped with an exhaust turbocharger, blow-by gas carried from the internal combustion engine is sucked into a blower compressor in the exhaust turbocharger and processed.
この場合,先行技術としての特許文献1には,大気空気を取り入れるエアクリーナから前記排気ターボ過給機のブロワー圧縮機における吸い込み口に至る吸気経路の途中にエルボ管を設け,このエルボ管のうちその曲がり管部より下流における出口管部を横向きにして,この出口管部のうちその軸線よりも上側の部分に,ブローバイガス吸入ポートを,前記出口管部内に開口するように設けて,内燃機関からのブローバイガスを,前記ブローバイガス吸入ポートから前記エルボ管内に導入するという構成にすることが記載されている。 In this case, in Patent Document 1 as a prior art, an elbow pipe is provided in the middle of an intake path from an air cleaner that takes in atmospheric air to a suction port in the blower compressor of the exhaust turbocharger. An outlet pipe section downstream from the bent pipe section is turned sideways, and a blow-by gas intake port is provided in a portion of the outlet pipe section above the axis so as to open into the outlet pipe section. The blow-by gas is introduced into the elbow pipe from the blow-by gas intake port.
しかし,この先行技術のものは,前記エルボ管内へのブローバイガス吸入ポートを,前記ブロワー圧縮機の向かう方向に開口するという構成にしている。 However, in this prior art, the blow-by gas intake port into the elbow pipe is opened in the direction toward the blower compressor.
この構成においては,前記吸入ポートからエルボ管に導入するブローバイガスを,前記エルボ管内における吸気の流れに円滑に乗せることができるから,ブローバイガスの吸気に対する混合性が高いという利点を有するが,その反面,以下に述べるような問題があった。 In this configuration, the blow-by gas introduced into the elbow pipe from the suction port can be smoothly put on the flow of the intake air in the elbow pipe. On the other hand, there were the following problems.
すなわち,ブローバイガスに含まれる水分の一部は,凝縮水になってブローバイガスと一緒にエルボ管内に入る。 That is, a part of the water contained in the blow-by gas becomes condensed water and enters the elbow pipe together with the blow-by gas.
この場合,内燃機関を始動した直後における暖気運転の状態では,前記ブローバイガス吸入ポートからブローバイガスと一緒にエルボ管内に入る凝縮水が多いにもかかわらず,前記エルボ管内を流れる吸気の流れ速度は,暖気運転中であることにより遅いから,前記ブローバイガスと一緒にエルボ管内に入った凝縮水は,ブローバイガスのように吸気の流れに乗ることなく,前記ブローバイガス吸入ポートの開口部の縁より水滴になって滴り落ちるという状態になる。 In this case, in the state of the warm-up operation immediately after starting the internal combustion engine, the flow rate of the intake air flowing through the elbow pipe is high even though there is much condensed water entering the elbow pipe together with the blow-by gas from the blow-by gas suction port. The condensate that has entered the elbow pipe together with the blow-by gas does not get on the flow of the intake air like the blow-by gas because it is slow due to the warm-up operation, and from the edge of the opening of the blow-by gas intake port. It becomes a state of dripping as water drops.
前記水滴になって垂れ落ちる凝縮水は,寒冷地等のように気温が低いときにおいて,氷柱状に氷結することになる。 Condensed water that drips in the form of water droplets freezes in an icicle shape when the temperature is low, such as in a cold region.
この氷柱は,振動等にて折れるか欠けて,ブロワー圧縮機に吸い込まれることになるから,ブロワー圧縮機におけるインペラの破損を招来するおそれが大きいのである。 This icicle is broken or chipped by vibration or the like, and is sucked into the blower compressor, so that there is a high risk of impeller damage in the blower compressor.
また,ブローバイガス吸入ポートがエルボ管内に突出するような形状となるため,寒冷地等のように気温が低いときにおいては,ブローバイガス吸入ポートが吸入空気に晒されることよって冷却されてしまい,ブローバイガス吸入ポート内で凝縮水が氷結して当該ポートの開口部を閉塞してしまうおそれがあった。 Also, since the blow-by gas intake port protrudes into the elbow pipe, the blow-by gas intake port is cooled by being exposed to the intake air when the temperature is low, such as in a cold district, and the blow-by gas intake port is cooled. There is a possibility that condensed water freezes in the gas intake port and closes the opening of the port.
本発明は,この問題を解消することを技術的課題としている。 The present invention has a technical problem to solve this problem.
この技術的課題を達成するため請求項1は,
「エアクリーナから排気ターボ過給機におけるブロワー圧縮機に至る吸気経路の途中に,前記ブロワー圧縮機に向かって横向きに曲がるようにしたエルボ管を設け,このエルボ管のうちその曲がり管部より下流の出口管部における上側に,当該エルボ管内へのブローバイガスの吸入ポートを設けて成る内燃機関におけるブローバイガス処理装置において,
前記エルボ管のうち前記出口管部の内面には,当該内面からの凹み溝が,前記出口管部の軸線方向に延びるように設けられ,この凹み溝内には前記吸入ポートが開口しており,前記凹み溝のうち上流側における一端は,前記吸入ポートを越えて前記エルボ管のうち前記曲がり管部の部分から始まるか,又はこの曲がり管部より上流の入口管部の部分から始まる構成にされている。」
ことを特徴としている。
In order to achieve this technical problem, claim 1
“In the middle of the intake path from the air cleaner to the blower compressor in the exhaust turbocharger, there is an elbow pipe that bends sideways toward the blower compressor. In the blow-by gas processing apparatus for an internal combustion engine, which is provided with an intake port for blow-by gas into the elbow pipe on the upper side of the outlet pipe portion,
A concave groove from the inner surface is provided on the inner surface of the outlet pipe portion of the elbow pipe so as to extend in the axial direction of the outlet pipe portion, and the suction port is opened in the concave groove. The one end of the recessed groove on the upstream side starts from the bent pipe portion of the elbow pipe beyond the suction port, or starts from the inlet pipe portion upstream of the bent pipe portion. Has been. "
It is characterized by that.
請求項2は,
「前記請求項1の記載において,前記凹み溝のうち下流側における他端は,前記吸入ポートを越えてその下流の部分で終わる構成にされている。」
ことを特徴としている。
“In the first aspect of the present invention, the other end on the downstream side of the recessed groove is configured to end at the downstream portion beyond the suction port.”
It is characterized by that.
請求項3は,
「前記請求項1又は2の記載において,前記凹み溝における左右両側面のうち少なくとも一方の内側面には,前記吸入ポートにおける開口部の一部を塞ぐようにした突起部が設けられている。」
ことを特徴としている。
請求項4は,
「前記請求項3の記載において,前記突起部のうち前記吸入ポートの開口部に対向する表面は,前記凹み溝のうち前記開口部より下流に向かって前記開口部から離れるように傾斜している。」
ことを特徴としている。
“In the first or second aspect of the present invention, at least one inner side surface of the left and right side surfaces of the recessed groove is provided with a protruding portion that blocks a part of the opening portion of the suction port. "
It is characterized by that.
“In the description of
It is characterized by that.
請求項1によると,エルボ管内をブロワー圧縮機に向かって流れる吸気は,前記エルボ管のうち曲がり管部において,横向きに方向変換するとき,その一部が,凹み溝内に導入され,前記凹み溝内をその長さ方向に流れる。 According to claim 1, when the intake air flowing toward the blower compressor in the elbow pipe is changed in the horizontal direction in the bent pipe portion of the elbow pipe, a part of the intake air is introduced into the concave groove, and the depression It flows in the length direction in the groove.
この場合,前記凹み溝のうち上流側の一端は,吸入ポートを越えて前記エルボ管のうち前記曲がり管部の部分から始まるか,又はこの曲がり管部より上流の入口管部の部分から始まっていて,この凹み溝に吸気を積極的に導入することができるから,前記凹み溝内には,内燃機関の始動直後における暖気運転中においても,吸気の強い流れを形成することができる。 In this case, one end on the upstream side of the recessed groove starts from the bent pipe part of the elbow pipe beyond the suction port or starts from the inlet pipe part upstream of the bent pipe part. Since intake air can be positively introduced into the recess groove, a strong flow of intake air can be formed in the recess groove even during the warm-up operation immediately after the start of the internal combustion engine.
これにより,前記吸入ポートの開口部からエルボ管内に導入されるブローバイガス及び凝縮水は,直ちに,前記凹み溝内における吸気の強い流れにスムースに乗せられるから,前記ブローバイガスの吸気への混合性を確保した状態の上で,前記凝縮水が開口部の縁から水滴になって滴り落ちること,ひいては,寒冷地等のように気温が低いときにおいて,凝縮水による氷柱ができてブロワー圧縮機の破損を招来することを確実に低減できる。 As a result, the blowby gas and the condensed water introduced into the elbow pipe from the opening of the suction port are immediately smoothly put on the strong flow of the intake air in the recessed groove, so that the mixability of the blowby gas into the intake air is increased. The condensate drops as water droplets from the edge of the opening, and when the air temperature is low such as in a cold region, an ice column is formed by the condensate. The occurrence of damage can be reliably reduced.
次に,請求項2によると,前記凹み溝のうち下流側の他端は吸入ポートを越えてその下流の部分で終わっていることにより,前記凹み溝内における吸気の強い流れは,前記吸入ポートの開口部を吹き抜けることになって,ブローバイガス及び凝縮水をよりスムースに吸気の流れに乗せることができるから,前記した効果を助長できる。 According to a second aspect of the present invention, since the other downstream end of the recessed groove exceeds the suction port and ends at the downstream portion thereof, a strong flow of intake air in the recessed groove is caused by the suction port. Since the blow-by gas and the condensed water can be smoothly put on the flow of the intake air, the above-described effects can be promoted.
また,請求項3によると,前記吸入ポートの開口部からエルボ管内に導入される凝縮水の一部は,前記凹み溝に設けた突起部にて受け止められることにより,ブローバイガス抽出管路より流れてきた際の勢いが低減されるため,凝縮水がエルボ管内に飛び出し,吸入ポートの開口部とは反対側のエルボ管内壁等へと付着し,そこで吸入空気に晒されて氷塊となることを防止できる。さらに,前記吸入ポートの開口部からエルボ管内に導入される凝縮水の一部は,前記凹み溝に設けた突起部のうち前記開口部側の表面にて受け止められることにより大きな水滴に成長できる。この場合,前記突起部のうち前記開口部側の表面にて受け止められた凝縮水には,ブローバイガスが吹き当り続けることになる。ブローバイガスは比較的温度が高いため,受け止められた凝縮水が前記突起部のうち開口部側の表面にて氷塊となることはない。 According to a third aspect of the present invention, a part of the condensed water introduced into the elbow pipe through the opening of the suction port is received by the projection provided in the recessed groove, and flows from the blow-by gas extraction pipe. As the momentum of the water is reduced, the condensed water jumps out into the elbow pipe and adheres to the inner wall of the elbow pipe opposite to the opening of the suction port, where it is exposed to the intake air and forms ice blocks. Can be prevented. Further, a part of the condensed water introduced into the elbow pipe from the opening of the suction port can grow into a large water drop by being received by the surface on the opening side of the projection provided in the recessed groove. In this case, blow-by gas continues to blow into the condensed water received on the surface of the protrusion on the opening side. Since the blow-by gas has a relatively high temperature, the received condensed water does not form an ice block on the surface of the projection on the opening side.
しかも,前記凹み溝に設けた突起部は,凹み溝における左右両側面のうち少なくとも片側に設けられることにより,前記凹み溝内のうち前記開口部付近における吸気の流れ速度を加速することに加えて,前記出口管路内を流れる吸気の前記開口部内への進入を阻止するから,これら三者が相俟って,凝縮水を吸気の流れに乗せることがより確実になり,前記した効果を助長できる。 Moreover, the protrusion provided in the recessed groove is provided on at least one side of the left and right side surfaces of the recessed groove, in addition to accelerating the flow rate of the intake air in the vicinity of the opening in the recessed groove. Since the intake air flowing in the outlet pipe is prevented from entering the opening, it is more reliable that the three members can put condensed water on the flow of the intake air, and promote the above-mentioned effect. it can.
更にまた,請求項4によると,前記突起部にて受け止められた凝縮水は,当該突起部における傾斜に沿って下流に流れるように,前記開口部より下流側に順次排除されることになるから,前記凝縮水による氷柱ができることをより一層に低減できる。
Furthermore, according to
以下,本発明の実施の形態を,図1〜図6の図面について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
これらの図において,符号1は,多気筒の内燃機関を示し,この内燃機関1には,各気筒への吸気マニホールド2と,各気筒からの排気マニホールド3とを備えている。
In these drawings, reference numeral 1 denotes a multi-cylinder internal combustion engine, which is provided with an
また,前記内燃機関1のうちシリンダヘッドカバー又はクランクケース等のようなブローバイガスの集合部4には,当該集合部4からのブローバイガス抽出管路5が接続されている。
In addition, a blow-by
符号6は,排気タービン7とブロワー圧縮機8とを直結して成る排気ターボ過給機を示す。
Reference numeral 6 denotes an exhaust turbocharger in which the
この排気ターボ過給機6のうち排気タービン7における入口には,前記排気マニホールド3が接続され,排気タービン7における出口には,大気への排気管9が接続されている。
Of the exhaust turbocharger 6, the
一方,前記排気ターボ過給機6のうちブロワー圧縮機8における吸い込み側10には,大気空気の取り入れようエアクリーナ11からの吸気管路12が接続され,ブロワー圧縮機8における吐出口は,過給管路13を介して前記吸気マニホールド2に接続されている。
On the other hand, an
前記吸気管路12のうち途中部分には,下向きの方向から前記ブロワー圧縮機8に向かって横向きの方向に曲がるように構成したエルボ管14が設けられている。
An
前記エルボ管14はアルミニウム等の軽合金製であり,曲がり管部15と,この曲がり管部15より上流の入口管部16と,前記曲がり管部15より下流の出口管部17を備えて,前記出口管部17が,前記ブロワー圧縮機8における吸い込み側10に,フランジ接合にて着脱可能に接合されている一方,前記入口管部16に,前記エアクリーナ11からの吸気管路12が接続されている。
The
この場合,前記入口管部16における軸線16aは,前記出口管部17における軸線17aの方向から見て,図3に示すように,前記出口管部17における中心17bよりも適宜寸法Eだけ横方向にずらせる(偏心)ことにより,前記出口管部17内に吸気の流れに,矢印Aで示す方向に旋回させるという構成にしており,また,前記出口管部17の外周には,前記内燃機関1に対する冷却水の一部を流すことによって,前記出口管部17の部分及び後述する吸入ポート19における開口部21の部分を暖めるようにしたジャケット18が一体に設けられている。
In this case, the
前記エルボ管14における出口管部17のうちその軸線17aよりも上側には,出口管部17内に開口する吸入ポート19が,当該吸入ポート19における軸線19aが,図3に示すように,前記出口管部17の中心17b又はその付近に向かうように設けられ,この吸入ポート19には,前記内燃機関1からのブローバイガス抽出管路5が接続されている。
The
そして,前記エルボ管14の出口管部17における内面のうち前記吸入ポート19の部分には,その内面からの凹み溝20が,前記出口管部17における軸線17aの方向に延びるように設けられ,この凹み溝20内に,前記吸入ポート19における開口部21が位置している。
A
この凹み溝20のうち上流側における一端22は,前記吸入ポート19の開口部21を越えて前記エルボ管14のうち前記曲がり管部15の部分において,図2に示すように,その深さが次第に深くなるように始まるという構成にされている一方,前記凹み溝20のうち下流側における他端23は,前記吸入ポート19の開口部21を越えてその下流の部分において,図2に示すように,その深さが零になって終わるように構成されているとともに,図4及び図5に示すように,他端23は,吸気の旋回方向に沿った方向に延びる溝形状となっている。
One
なお,別の実施の形態においては,前記凹み溝20の他端23を,図2に二点鎖線23′で示すように,前記開口部21の箇所で終わるように構成しても良い。
In another embodiment, the
更に,前記凹み溝20における左右両側面20a,20bのうち,矢印Aで示す旋回流に対して下流側に位置する一方の内側面20bには,前記吸入ポート19における開口部21の一部を塞ぐようにした突起部24が一体に設けられている。
Further, of the left and right side surfaces 20a and 20b of the recessed
この突起部24のうち前記開口部21側の表面24aは,前記出口管部17における軸線17aの方向から見て,図3に示すように,吸入ポート19の軸線19aと直角又は略直角であり,前記吸入ポート19における軸線19aと直角の方向から見て,図4に示すように,適宜角度θだけ下流に向かって斜め下向き,つまり,前記開口部21から離れるように傾斜している。
The
この構成において,エルボ管14内をブロワー圧縮機8に向かって流れる吸気は,前記エルボ管14のうち曲がり管部15において,横向きに方向変換するとき,その一部が,凹み溝20内にその一端22の始まり部より導入され,前記凹み溝20内をその長さ方向に流れる。
In this configuration, when the intake air flowing toward the
この場合,前記凹み溝20のうち上流側の一端22は,吸入ポート19を越えて前記エルボ管14のうち前記曲がり管部15の部分から始まっていて,この凹み溝20に吸気を積極的に導入することができるから,前記凹み溝20内には,内燃機関の始動直後における暖気運転中においても,吸気の強い流れを形成することができる。
In this case, one
そして,前記凹み溝20内における吸気の強い流れは,当該凹み溝20のうち下流側の他端23が吸入ポート19を越えてその下流の部分で終わっていることにより,前記吸入ポート19の開口部21を吹き抜けることになるから,前記吸入ポート19の開口部21からエルボ管14内に導入されるブローバイガス及び凝縮水は,直ちに,前記凹み溝20内における吸気の強い流れにスムースに乗せられることになる。
The strong flow of the intake air in the recessed
また,前記吸入ポート19の開口部21からエルボ管14内に導入される凝縮水の一部は,前記凹み溝20に設けた突起部24のうち前記開口部21側の表面24aにて受け止められることにより,ブローバイガス抽出管路5より流れてきた際の勢いが低減されるため,凝縮水がエルボ管14内に飛び出し,吸入ポート19の開口部21とは反対側のエルボ管内壁等へと付着し,そこで吸入空気に晒されて氷塊となることを防止できる。さらに,前記吸入ポート19の開口部21からエルボ管14内に導入される凝縮水の一部は,前記凹み溝20に設けた突起部24のうち前記開口部21側の表面24aにて受け止められることにより大きな水滴に成長できる。この場合,前記突起部24のうち開口部21側の表面24aにて受け止められた凝縮水には,ブローバイガスが吹き当り続けることとなる。ブローバイガスは比較的温度が高いため,受け止められた凝縮水が前記突起部24のうち開口部21側の表面24aにて氷塊となることはない。
A part of the condensed water introduced into the
しかも,前記突起部24は,前記凹み溝20内のうち前記開口部21の付近における吸気の流れ速度を加速する。
In addition, the
更にまた,前記突起部24のうち前記開口部21側の表面24aにて受け止められた凝縮水は,当該表面が24aにおける傾斜に沿って下流に流れるように,前記開口部21より下流側に順次排除されることになる。
Furthermore, the condensed water received by the
前記した実施の形態は,前記凹み溝20における上流側の一端22を,曲がり管部15において始まるように構成した場合であったが,本発明においては,これに限らず,前記凹み溝20における上流側の一端22を,前記曲がり管部15より上流の入口管部16において始まるように構成することができ,これにより,更に多くの吸気を凹み溝20内に導入することができる。
In the above-described embodiment, the
なお,図示の実施の形態の場合,前記突起部24のうち前記開口部21とは反対側の裏面24bは,前記出口管部17における軸線17aの方向から見て,図3に示すように,出口管部17の内面に接線状に傾斜している。
In the case of the illustrated embodiment, the
これにより,前記出口管部17における矢印Aで示す旋回流を,前記開口部21内には進入しないようにガイドすることができ,開口部21内での氷塊発生を防止できる。
As a result, the swirling flow indicated by the arrow A in the
また,図示しない別の実施の形態においては,凹み溝20における左右両内側面20a,20bのうち矢印Aで示す旋回流に対して上流側の内側面20aにも突起部を設けることによって,前記旋回流の開口部21への進入を更に確実に阻止するという構成にすることができる。
In another embodiment (not shown), by providing a protrusion on the
そして,前記吸入ポート19に前記ブローバイガス抽出管路5を接続するに際しては,このブローバイガス抽出管路5を,図3に示すように,前記突起部24とは反対方向に湾曲することにより,このブローバイガス抽出管路5の内面を伝いながら流れる凝縮水は,前記湾曲したことによって,前記突起部24に向かうように集められるから,前記突起部24による効果を助長できる。
When the blow-by
1 内燃機関
2 吸気マニホールド
3 排気マニホールド
4 ブローバイガスの集合部
5 ブローバイガス抽出管路
6 排気ターボ過給機
8 ブロワー圧縮機
10 ブロワー圧縮機の吸い込み側
11 エアクリーナ
12 吸気管路
14 エルボ管
15 エルボ管の曲がり管部
16 エルボ管の入口管部
17 エルボ管の出口管部
19 吸入ポート
20 凹み溝
21 開口部
22 凹み溝の一端
23 凹み溝の他端
24 突起部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記エルボ管のうち前記出口管部の内面には,当該内面からの凹み溝が,前記出口管部の軸線方向に延びるように設けられ,この凹み溝内には前記吸入ポートが開口しており,前記凹み溝のうち上流側における一端は,前記吸入ポートを越えて前記エルボ管のうち前記曲がり管部の部分から始まるか,又はこの曲がり管部より上流の入口管部の部分から始まる構成にされていることを特徴とする内燃機関におけるブローバイガス処理装置。 An elbow pipe is provided in the intake path from the air cleaner to the blower compressor in the exhaust turbocharger so as to bend laterally toward the blower compressor. In the blow-by gas processing apparatus in an internal combustion engine, which is provided with an intake port for blow-by gas into the elbow pipe on the upper side of the pipe part,
A concave groove from the inner surface is provided on the inner surface of the outlet pipe portion of the elbow pipe so as to extend in the axial direction of the outlet pipe portion, and the suction port is opened in the concave groove. One end of the recessed groove on the upstream side starts from the bent pipe portion of the elbow pipe beyond the suction port, or starts from the inlet pipe portion upstream of the bent pipe portion. A blow-by gas processing apparatus for an internal combustion engine.
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