JP2012002192A - 排気ターボ過給機付き内燃機関におけるブローバイガスの処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エアクリーナ１１から排気ターボ過給機のブロワー圧縮機８に至る吸気通路１４に，ブローバイガスの吸入ポート１５を開口して成るブローバイガスの処理装置において，前記吸入ポートの部分でブローバイガス中の凝縮水が凍結することを低減する。
【解決手段】前記吸気通路１４にバイパス通路１６を設けて，このバイパス通路の入口端１６ａを，前記吸入ポート１５よりも上流側の部分に，前記吸気通路内を流れる吸気の一部を当該バイパス通路内に導入するように接続する一方，前記バイパス通路における出口端１６ｂを，前記吸入ポートが開口する部分に接続する。
【選択図】 図２
【解決手段】前記吸気通路１４にバイパス通路１６を設けて，このバイパス通路の入口端１６ａを，前記吸入ポート１５よりも上流側の部分に，前記吸気通路内を流れる吸気の一部を当該バイパス通路内に導入するように接続する一方，前記バイパス通路における出口端１６ｂを，前記吸入ポートが開口する部分に接続する。
【選択図】 図２
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装置に関するものである。
一般に，排気ターボ過給機を備えた内燃機関においては，その内燃機関から排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ることによって処理するという構成にしている。
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通路に，ブローバイガス吸入ポートを，当該吸入ポートが吸気通路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吸気通路内に導入するという構成にすることが記載されている。
しかし，この先行技術の構成によると，内燃機関におけるブローバイガスを，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ることによって処理することができるが，その反面，以下に述べるような問題があった。
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吸気通路内に導入される。
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吸気通路内に入る凝縮水が多いにもかかわらず，前記吸気通路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く，従って，前記吸入ポートが吸気通路内に開口する部分における吸気の流れ速度も遅いから，前記ブローバイガスと一緒に吸気通路内に入った凝縮水は，直ちに，吸気通路内における吸気の流れに乗ることなく，前記吸入ポートが吸気通路内に開口する部分に，凝縮水のままで溜まるという状態になる。
前記吸入ポートが開口する部分に溜まった凝縮水は，寒冷地等のように気温が低いときにおいて凍結して氷になる。
この氷は，やがて成長して欠けて落ちるか，暖気運転が終わったときに剥離し段落して，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という問題があった。
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。
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通路に，ブローバイガスの吸入ポートを開口して成る内燃機関におけるブローバイガスの処理装置において，
前記吸気通路にこれよりも小さい通路断面積のバイパス通路を設けて，このバイパス通路における入口端を，前記吸気通路のうち前記吸入ポートが開口する部分よりも上流側の部分に，前記吸気通路内を流れる吸気の一部を当該バイパス通路内に導入するように接続する一方，前記バイパス通路における出口端を，前記吸気通路のうち前記吸入ポートが開口する部分に接続する。」
ことを特徴としている。
「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通路に，ブローバイガスの吸入ポートを開口して成る内燃機関におけるブローバイガスの処理装置において，
前記吸気通路にこれよりも小さい通路断面積のバイパス通路を設けて，このバイパス通路における入口端を，前記吸気通路のうち前記吸入ポートが開口する部分よりも上流側の部分に，前記吸気通路内を流れる吸気の一部を当該バイパス通路内に導入するように接続する一方，前記バイパス通路における出口端を，前記吸気通路のうち前記吸入ポートが開口する部分に接続する。」
ことを特徴としている。
また，請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記バイパス通路に，当該バイパス通路内を流れる吸気を暖める手段を設ける。」
ことを特徴としている。
「前記請求項１の記載において，前記バイパス通路に，当該バイパス通路内を流れる吸気を暖める手段を設ける。」
ことを特徴としている。
請求項１によると，吸気通路内をブロワー圧縮機に向かって流れる吸気は，そのまま吸気通路内を下流側に向かって流れるものと，バイパス通路内にその入口端から入ってこのバイパス通路内を下流側に向かって流れるものとに分岐する。
前記吸気通路内をその下流側に向かって流れる吸気は，そのままブロワー圧縮機に吸い込まれる。
一方，前記バイパス通路内をその下流側に向かって流れる吸気は，吸気通路内のうちブローバイガスの吸入ポートが開口する部分に至り，これに吸入ポートからのブローバイガスが混合されたのち，前記吸気通路内を流れる吸気に合流して，ブロワー圧縮機に吸い込まれる。
これにより，前記吸気通路内のうち吸入ポートが開口する部分に，前記バイパス通路にて，吸気を積極的に誘導することができて，内燃機関の始動直後における暖気運転中においても，早くて強い流れを確保できるから，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，ブローバイガス中の凝縮水が前記吸気通路内のうち吸入ポートが開口する部分に溜まること，ひいては，寒冷地等のように気温が低いときにおいて前記凝縮水が凍結し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。
また，請求項２によると，前記バイパス通路を通って吸入ポートが開口する部分に至る吸気を暖めることにより，前記吸入ポートが吸気通路内に開口する部分で凝縮水が凍結することを更に低減できるから，前記した効果を，前記吸気通路内を流れる吸気を暖めることによる充填効率の低下を回避した状態のもとで，一層助長することができる。
以下，本発明の実施の形態を，図１〜図３の図面について説明する。
これらの図において，符号１は，複数個の気筒を備えた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。
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。
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。
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，大気への排気管路９が接続されている。
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るためのエアクリーナ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に接続されていて，前記ブロワー圧縮機８において圧縮した吸気を前記内燃機関１における各気筒に送り込むように構成されている。
前記エアクリーナ１１から前記ブロワー圧縮機８に至る吸気管路１２における途中部分，例えば，前記吸気管路１２のうち前記ブロワー圧縮機８に隣接する部分には，上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エルボ状に曲がる形状にした吸気通路１４が設けられている。
この吸気通路１４は，アルミニウム等の軽合金製であり，曲がり部１４ａと，この曲がり部１４ａより上流の入口部１４ｂと，前記曲がり部１４ａより下流の出口部１４ｃを備えて，前記出口部１４ｃ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，前記入口部１４ｂ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。
また，前記吸気通路１４のうち出口部１４ｃの上側には，吸入ポート１５が，前記出口部１４ｃ内に開口するように設けられ，この吸入ポート１５に，前記内燃機関１におけるブローバイガスの集合部４から延びるブローバイガス抽出管路５が接続されている。
前記吸気通路１４には，その途中の適宜長さの部分を迂回するバイパス通路１６が一体に設けられており，このバイパス通路１６は，前記吸気通路１４のうち曲がり部１４ａにおける曲がりの半径方向の外側の部分に配設され，且つ，前記曲がり部１４ａに沿って円弧状に曲がるように構成されている。
前記バイパス通路１６における入口端１６ａを，前記吸気通路１４における曲がり部１４ａのうち入口部１４ｂとの境界付近に接続することにより，前記入口部１４ａ内を下流に向かって流れる吸気の一部が前記入口端１６ａからバイパス通路１６内に流れ込むように構成している。
一方，前記バイパス通路１６における出口端１６ｂを，前記吸気通路１４内のうち前記吸入ポート１５が開口する部分に接続することにより，前記バイパス通路１６内からの吸気が，前記吸気通路１４内のうち前記吸気ポート１５が開口する部分に至り，この部分から前記出口部１４ｃ内を流れる吸気に合流するように構成している。
また，前記吸気通路１４には，少なくとも，前記バイパス通路１６内を流れる吸気を暖める手段としてのジャケット１７が，前記バイパス通路１６及び前記吸入ポート１５が開口する部分の外側を囲うように一体に設けられており，このジャケット１７内に，前記内燃機関１に対する冷却水の一部を流すことにより，前記バイパス通路１６内を流れる吸気，及び前記吸入ポート１５が開口する部分を暖めるように構成している。
前記バイパス通路１６を暖める手段してとは，前記ジャケット１７に限らず，電気ヒータ等を適用できることは勿論である。
前記した構成において，吸気管路１２の途中における吸気通路１４内をブロワー圧縮機８に向かって流れる吸気は，図１に実線矢印Ａで示すように，そのまま吸気通路１４内を下流側に向かって流れるものと，点線矢印Ｂで示すように，バイパス通路１６内にその入口端１６ａから入ってこのバイパス通路１６内を下流側の出口端１６ｂに向かって流れるものとの二つに分岐する。
前記吸気通路１４内をその下流側に向かって流れる実線矢印Ａの吸気は，そのままブロワー圧縮機８に吸い込まれる。
一方，前記バイパス通路１６内をその下流側における出口端１６ｂに向かって流れる点線矢印Ｂの吸気は，吸気通路１４内のうちブローバイガスの吸入ポート１５が開口する部分に至り，これに吸入ポート１５から一点鎖線の矢印Ｃで示すように導入されるブローバイガスが混合されたのち，前記吸気通路１４内を流れる吸気に合流して，ブロワー圧縮機８に吸い込まれる。
これにより，前記吸気通路１４内のうち吸入ポート１５が開口する部分に，前記バイパス通路１６にて，吸気を積極的に誘導することができて，内燃機関の始動直後における暖気運転中においても，早くて強い吸気の流れを確保できるから，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，ブローバイガス中の凝縮水が前記吸気通路１４内のうち吸入ポート１５が開口する部分に溜まること，ひいては，寒冷地等のように気温が低いときにおいて前記凝縮水が凍結することを確実に低減できる。
また，前記バイパス通路１６内を流れる吸気は，これに設けたジャケット１７等の暖める手段にて暖められるから，前記吸気通路１４内のうち前記吸入ポート１５が開口する部分において凝縮水が凍結することを，前記吸気通路１４内を流れる吸気を暖めることによる充填効率の低下を回避した状態のもとで，一層に低減できる。
なお，図示した実施の形態においては，前記バイパス通路１６における入口端１６ａを，吸気通路１４における曲がり部１４ａのうち入口部１４ｂとの境界付近に，当該入口端１６ａにおける軸線１６ａ′を前記入口部１４ｂの軸線１４ｂ′を平行又は略平行にした状態で，吸気流れの上流側に向けて開口するという構成にしており，これにより，前記吸気通路１４内をその上流側に向かって流れる吸気の前記バイパス通路１６内への導入を，当該吸気流れの動圧を利用して促進することができる。
また，図示した実施の形態においては，前記バイパス通路１６を，その通路断面積を入口端１６ａから出口端１６ｂに向かって次第に縮小するように先細のテーパ状に形成しており，これにより，前記バイパス通路１６から前記吸入ポート１５が開口する部分に向かう吸気の流れ速度をアップすることができる。
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 吸気通路
１４ａ 吸気通路の曲がり部
１４ｂ 吸気通路の入口部
１４ｃ 吸気通路の出口部
１５ ブローバイガスの吸入ポート
１６ バイパス通路
１６ａ バイパス通路の入口端
１６ｂ バイパス通路の出口端
１７ ジャケット（暖める手段）
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 吸気通路
１４ａ 吸気通路の曲がり部
１４ｂ 吸気通路の入口部
１４ｃ 吸気通路の出口部
１５ ブローバイガスの吸入ポート
１６ バイパス通路
１６ａ バイパス通路の入口端
１６ｂ バイパス通路の出口端
１７ ジャケット（暖める手段）
Claims (2)
- 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通路に，ブローバイガスの吸入ポートを開口して成る内燃機関におけるブローバイガスの処理装置において，
前記吸気通路にこれよりも小さい通路断面積のバイパス通路を設けて，このバイパス通路における入口端を，前記吸気通路のうち前記吸入ポートが開口する部分よりも上流側の部分に，前記吸気通路内を流れる吸気の一部を当該バイパス通路内に導入するように接続する一方，前記バイパス通路における出口端を，前記吸気通路のうち前記吸入ポートが開口する部分に接続することを特徴とする内燃機関におけるブローバイガスの処理装置。 - 前記請求項１の記載において，前記バイパス通路に，当該バイパス通路内を流れる吸気を暖める手段を設けることを特徴とする内燃機関におけるブローバイガスの処理装置。
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