JP2011185168A - Blow-by gas treating device of engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機付エンジンのブローバイガス処理装置に関する。 The present invention relates to a blow-by gas processing device for a supercharged engine.
エンジンからの排ガスにより回転するタービンインペラと、該タービンインペラと同軸で回転して空気を圧縮することにより燃焼用の圧縮空気を前記エンジンに供給するようにしたコンプレッサインペラとからなる過給機を備えた過給機付エンジンは知られている。 A turbocharger comprising: a turbine impeller that rotates by exhaust gas from an engine; and a compressor impeller that rotates coaxially with the turbine impeller and compresses air to supply compressed air for combustion to the engine. Supercharged engines are known.
自動車等のエンジンのクランクケースには、シリンダとピストンリングの隙間から漏出するブローバイガス(未燃焼ガス)が導かれるようになっており、このブローバイガスは未燃成分を含んでいるためにそのまま外部に排出することはできない。このため、前記クランクケース内と、空気の吸引によって負圧が発生するコンプレッサインペラ上流の吸気通路との間をガス流路で接続し、クランクケース内のブローバイガスを前記コンプレッサインペラ上流の吸気通路によって吸引することによりクランクケース内を換気するようにしたものがある。(特許文献1、2参照)。
Blow-by gas (unburned gas) leaking from the gap between the cylinder and piston ring is introduced to the crankcase of an engine such as an automobile. Since this blow-by gas contains unburned components, it is directly exposed to the outside. Cannot be discharged. For this reason, a gas flow path connects between the inside of the crankcase and the intake passage upstream of the compressor impeller where negative pressure is generated by air suction, and blow-by gas in the crankcase is connected by the intake passage upstream of the compressor impeller. There is one that ventilates the inside of the crankcase by suction. (See
特許文献1、2のような過給機付エンジンにおいて、エンジン回転数とブローバイガス流量とは図5に示すようにエンジン回転数が増加するとブローバイガス流量Aが増加する関係にあり、エンジンが高回転領域で運転している時は、過給機も高回転で運転することができるために、コンプレッサインペラによる吸気通路の負圧を大きく保持して、クランクケース内のブローバイガスの吸引を良好に行って換気することができる。
In supercharged engines such as
しかし、エンジンが低回転領域で運転される時は、過給機の回転も低回転となるために、コンプレッサインペラによる吸気通路の負圧が小さくなってクランクケース内のブローバイガスを良好に吸引することは困難となり、特に、エンジンの低回転時に高負荷で運転される低回転高負荷運転時には、クランクケースへのブローバイガスの漏出が増加するためより大きな吸引力で吸引する必要があるにも拘らず吸引力が不足し、ブローバイガスの換気を充分に行うことができないという問題を有していた。 However, when the engine is operated in the low speed region, the rotation of the turbocharger is also low, so the negative pressure in the intake passage by the compressor impeller is reduced and the blow-by gas in the crankcase is sucked well. In particular, when the engine is running at a low load and a high load when the engine is running at a low speed, the leakage of blow-by gas to the crankcase increases. Therefore, there was a problem that the suction force was insufficient and the blow-by gas could not be sufficiently ventilated.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、低回転高負荷運転時においても、クランクケース内のブローバイガスをコンプレッサインペラ上流の吸気通路により効果的に吸引してクランクケース内の換気を充分に行えるようにした過給機付エンジンのブローバイガス処理装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. Even during low-speed and high-load operation, the blow-by gas in the crankcase is effectively sucked by the intake passage upstream of the compressor impeller, An object of the present invention is to provide a blow-by gas processing apparatus for an engine with a supercharger that allows sufficient ventilation.
本発明は、エンジンの排ガスにより回転するタービンインペラと、該タービンインペラと同軸に回転して燃焼用の圧縮空気を前記エンジンに供給するコンプレッサインペラとからなる過給機を備え、前記エンジンのクランクケースとコンプレッサインペラ上流の吸気通路との間をガス流路により接続するようにした過給機付エンジンのブローバイガス処理装置であって、前記コンプレッサインペラの上流に、角度調整機構によりベーン体の角度を変えて吸気通路の通路断面積を変更可能な可変インレットガイドベーンを設け、該可変インレットガイドベーンと前記コンプレッサインペラとの間に、一端が前記クランクケースに接続されたガス流路の他端を接続し、エンジンが規定回転数以下で且つ規定負荷以上で運転される低回転高負荷運転時に通路断面積を減少させるように前記角度調整機構を介して可変インレットガイドベーンのベーン体の角度を調整する制御器を備えたことを特徴とする過給機付エンジンのブローバイガス処理装置、に係るものである。 The present invention includes a turbo impeller that is rotated by exhaust gas from an engine, and a supercharger that rotates coaxially with the turbine impeller and supplies compressed air for combustion to the engine. And an intake passage upstream of the compressor impeller by a gas flow path, and a blow-by gas processing device for an engine with a supercharger, wherein the angle of the vane body is adjusted upstream of the compressor impeller by an angle adjusting mechanism. A variable inlet guide vane that can change the cross-sectional area of the intake passage is provided, and the other end of the gas flow path having one end connected to the crankcase is connected between the variable inlet guide vane and the compressor impeller. Low engine speed and high load operation where the engine is operated below the specified speed and above the specified load A blow-by gas processing device for a supercharged engine, comprising a controller for adjusting the angle of the vane body of the variable inlet guide vane via the angle adjusting mechanism so as to reduce the cross-sectional area of the passage. It is related.
上記過給機付エンジンのブローバイガス処理装置において、前記可変インレットガイドベーンは、コンプレッサインペラを有するコンプレッサハウジング内に備えられ、前記可変インレットガイドベーンとコンプレッサインペラとの間のコンプレッサハウジングに、前記ガス流路の他端に連通するガス導孔を備えたことは好ましい。 In the blow-by gas processing device for an engine with a supercharger, the variable inlet guide vane is provided in a compressor housing having a compressor impeller, and the gas flow is introduced into the compressor housing between the variable inlet guide vane and the compressor impeller. It is preferable that a gas guide hole communicating with the other end of the path is provided.
本発明の過給機付エンジンのブローバイガス処理装置によれば、エンジンが規定回転数以下で且つ規定負荷以上で運転される低回転高負荷運転時に、可変インレットガイドベーンの通路断面積が減少するようベーン体の角度を自動的に調整するようにしたので、より大きな吸引力が要求される低回転高負荷運転時にコンプレッサインペラ入口の負圧を大きくして、クランクケース内のブローバイガスを効果的に吸引できるという優れた効果を奏し得る。 According to the blow-by gas processing device for an engine with a supercharger according to the present invention, the passage cross-sectional area of the variable inlet guide vane is reduced at the time of low-rotation and high-load operation in which the engine is operated at a specified speed or less and at a specified load or more. The vane body angle is automatically adjusted so that the negative pressure at the compressor impeller inlet is increased during low-rotation and high-load operation where a larger suction force is required to effectively reduce the blow-by gas in the crankcase. It is possible to achieve an excellent effect of being able to suck.
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は発明の一実施例である過給機付エンジンのブローバイガス処理装置の全体構成図であり、1はエンジン、2は過給機である。エンジン1の排ガスは排気通路3を介して過給機2のタービンインペラ4に供給されて該タービンインペラ4を回転駆動しており、該タービンインペラ4と軸5aで連結されたコンプレッサインペラ5が回転すると、エアフィルタ6を通して吸気通路7に取り入れた空気を圧縮し、インタークーラ8により冷却した後燃焼用の圧縮空気として前記エンジン1に供給するようにしている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a blow-by gas processing apparatus for a supercharged engine according to an embodiment of the present invention.
9はエンジン1に備えられるクランクケースであり、クランクケース9内には、オイル10が貯留されていると共に、ピストン11のピストンリング12とシリンダ13との隙間から漏出したブローバイガス(未燃焼ガス)が導かれるようになっている。
前記コンプレッサインペラ5の上流の吸気通路7には、吸気通路7の通路断面積を変更できるようにした可変インレットガイドベーン14を設けており、一端が前記クランクケース9に接続されたガス流路15の他端を、前記可変インレットガイドベーン14と前記コンプレッサインペラ5との間に接続し、クランクケース9内のブローバイガス16をコンプレッサインペラ5の入口に導くようにしている。図中17はガス流路15に備えてブローバイガス16中のオイルミストを分離して分離したオイルをクランクケース9に戻すオイル分離器である。
The
図2は前記過給機2の一部を示した断面図であり、コンプレッサインペラ5を包囲するコンプレッサハウジング18におけるコンプレッサインペラ5入口の入口通路19には、可変インレットガイドベーン14が固定リング21によって固定されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the
可変インレットガイドベーン14は、頂点が過給機2の軸線に向かう略三角形状のベーン体22を周方向へ複数個等間隔に配置しており、各ベーン体22の外側に固定されて放射方向に延びる回動軸23が前記コンプレッサハウジング18と固定リング21によって回転可能に挾持されている。各回動軸23には、コンプレッサハウジング18に設けた室20の位置において、例えば扇形を有する歯車24が設けられており、又、回動軸23の一側の室20には、全ての回動軸23の歯車24に噛み合う環状歯車25が配置されており、更に環状歯車25は、板バネ等の付勢手段26により付勢されて、全ての歯車24と常に噛み合うようになっている。図中23aシールプレートである。
The variable
前記回動軸23のうちの一本の外側端には、コンプレッサハウジング18の外側から駆動軸27の一端が嵌合部28を介して連結されている。嵌合部28は、回動軸23に形成した板状部28aに、駆動軸27に形成した凹状部28bが嵌合することにより、抜き差し可能、回転不能に連結されるようになっている。
One end of the
前記駆動軸27の他端におけるコンプレッサハウジング18の外側位置には、直角方向に曲げられたレバー29が一体に設けてあり、更に、コンプレッサハウジング18の外側には、図3に示すように、レバー29を押し引きして前記駆動軸27を回転させるシリンダ等の駆動装置30を設けて角度調整機構31を構成している。
A
図4は前記角度調整機構31の他の例を示すもので、この例では前記シリンダによる駆動装置30に代えて、前記駆動軸27と同芯の従動ピニオン32を設け、該従動ピニオン32に噛合する駆動ピニオン33を駆動するモータからなる駆動装置34を備えた場合を示している。
FIG. 4 shows another example of the
前記駆動装置30,34により駆動軸27を回転させて1本の回動軸23が回転すると、各回動軸23の歯車24と噛合している環状歯車25によって各回動軸23は同時に回転され、図2中実線断面で示すようにベーン体22が過給機2の軸線と直交する方向に向いて入口通路19を閉じる方向に断面積を減少させた状態と、二点鎖線で示すようにベーン体22が過給機2の軸線と平行な方向に向いて入口通路19を全開する方向に断面積を増加させた状態との間でベーン体22を回動させて、入口通路19の断面積を任意に変更できるようにしている。
When the driving
前記したように、コンプレッサインペラ5の入口に備えた可変インレットガイドベーン14では、コンプレッサインペラ5の回転数に応じてコンプレッサインペラ5に向かう空気の流れを整流することによりサージングの発生を抑制することができ、これによって過給機2の安定運転領域を拡大できるという効果がある。
As described above, the variable
前記可変インレットガイドベーン14とコンプレッサインペラ5との間におけるコンプレッサハウジング18には、前記ガス流路15の他端に連通するガス導孔35を設けている。
The
図1中、36は制御器であり、該制御器36には、エンジンの負荷を表わすアクセル開度、吸入空気量等の負荷信号37と共に、エンジン回転数38が入力されて、エンジンの負荷と回転数の状態が判断されており、更に、制御器36には開度指令39が入力されており、制御器36は、前記開度指令39に応じて角度調整機構31の駆動装置30,34に制御指令40を出力してベーン体22の開度制御を行うようになっていると共に、前記制御器36がエンジンの負荷と回転数の状態に基づいて例えば回転数が3000rpmの設定回転数以下でしかも負荷が任意に設定した設定負荷以上である低回転高負荷運転時と判断した時には、前記開度指令39は無視し、通路断面積を減少させてコンプレッサインペラ入口の負圧が増加するように前記角度調整機構31を介して可変インレットガイドベーン14のベーン体22の角度を閉じる方向に調整するようにしている。
In FIG. 1,
次に、上記実施例の作動を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
エンジン1が高回転領域で運転している時は、過給機2も高回転で運転することができるため、コンプレッサインペラ5による吸気通路7の負圧は大きく保持することができ、よって、ガス流路15によりクランクケース9内のブローバイガス16を効果的に吸引してクランクケース9を換気することができる。このとき、同時に、コンプレッサインペラ5に向かう空気の流れをベーン体22の角度を調整して整流することによりサージングの発生を抑制し、これによって過給機2の安定運転領域を拡大することができる。
When the
一方、エンジン1が低回転領域で運転される時は、過給機2の回転も低回転となってしまうために、コンプレッサインペラ5による吸気通路7の負圧が小さくなってクランクケース9内のブローバイガス16を良好に吸引することが困難となり、特に、エンジン1の低回転時に高負荷で運転される低回転高負荷運転時には、従来では、クランクケース9へのブローバイガスの漏出が増加するためより大きな吸引力で吸引する必要があるにも拘らず吸引力が不足し、ブローバイガスの換気を充分に行うことができない。
On the other hand, when the
しかし、上記実施例では、負荷信号37とエンジン回転数38が制御器36に入力されており、制御器36が回転数が3000rpmの設定回転数以下の低回転数でしかも負荷が任意に設定した設定負荷以上の高負荷である低回転高負荷運転時と判断した時には、制御器36は低回転高負荷運転の程度に応じて、入口通路19の通路断面積を減少させてコンプレッサインペラ5入口の負圧が増加するように前記角度調整機構31を介してベーン体22の角度を閉じる方向に調整する。
However, in the above embodiment, the
このように、ベーン体22の角度が閉じる方向に調整されることにより、コンプレッサインペラ5入口の負圧は増加されるので、ガス流路15による吸引力が高められ、低回転高負荷運転時にもクランクケース9内のブローバイガス16を効果的に吸引してクランクケース9を換気できるようになる。
In this way, the negative pressure at the inlet of the
又、可変インレットガイドベーン14は、図2に示すようにコンプレッサハウジング18に備えることにより、コンパクトな構成とすることができる。
Moreover, the variable
尚、本発明の過給機付エンジンのブローバイガス処理装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, the blow-by gas processing apparatus for an engine with a supercharger according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. .
1 エンジン
2 過給機
3 排気通路
4 タービンインペラ
5 コンプレッサインペラ
7 吸気通路
9 クランクケース
14 可変インレットガイドベーン
15 ガス流路
16 ブローバイガス
18 コンプレッサハウジング
22 ベーン体
31 角度調整機構
35 ガス導孔
36 制御器
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