JP2012229677A - Supercharger of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a supercharger that prevents damage to a compressor wheel caused by collision of condensed water to an impeller while suppressing a reduction in the efficiency of supercharging due to pressure loss.SOLUTION: In the supercharger of an internal combustion engine, an exhaust reflux passage 63 for refluxing some of an exhaust gas into a specific section 32t of an intake passage is open at an inlet 67 of a compressor housing 66. A clearance C between an inner peripheral wall surface 66w of the compressor housing 66 and an outer edge surface 62e of a plurality of blades 62 adjacent to the inner peripheral wall surface 66w is greater at an upstream part C1 of the clearance positioned near an upstream end 62a of the blade 62 than a downstream part C2 of the clearance positioned on a side of a downstream end 62b of the blade 62. At the inlet 67, a guide member 64 is disposed for guiding the exhaust gas refluxing from the exhaust reflux passage 63 into the specific section 32t.

Description

本発明は、内燃機関の過給装置に関し、特に内燃機関からの排気再循環経路に組み込まれて還流排気ガスと共に空気を過給する場合に好適な内燃機関の過給装置に関する。   The present invention relates to a supercharging device for an internal combustion engine, and more particularly, to a supercharging device for an internal combustion engine that is suitable for supercharging air together with a recirculated exhaust gas that is incorporated in an exhaust gas recirculation path from the internal combustion engine.

車両用の内燃機関に装備される過給装置として、ターボ式過給装置が知られている。このターボ式過給装置は、内燃機関の排気エネルギを利用してタービンホイールを回転させることで、それに直結された遠心式のコンプレッサホイールを回転させ、内燃機関に空気を過給できるようになっている。   A turbocharger is known as a turbocharger equipped in an internal combustion engine for a vehicle. This turbo-type supercharging device rotates the turbine wheel using the exhaust energy of the internal combustion engine, thereby rotating the centrifugal compressor wheel directly connected thereto and supercharging the air to the internal combustion engine. Yes.

また、車両用の内燃機関においては、NOx(窒素酸化物)の低減に効果的な排気再循環を行うEGR(排気再循環)システムを装着したものが多くなっており、排気後処理装置を通過した後の排気ガスをターボ式過給装置のコンプレッサより上流側に還流させることで低温かつ大量の排気再循環を可能にしたLPL(低圧ループ)−EGR回路を装備するものも普及し始めている。   Moreover, many internal combustion engines for vehicles are equipped with an EGR (exhaust gas recirculation) system that performs exhaust gas recirculation that is effective in reducing NOx (nitrogen oxides), and pass through an exhaust aftertreatment device. After that, an apparatus equipped with an LPL (low-pressure loop) -EGR circuit that enables a large amount of exhaust gas to be recirculated by returning the exhaust gas to the upstream side of the compressor of the turbocharger has begun to spread.

このような内燃機関では、吸気通路側に還流する排気ガス中の水蒸気がその露点温度未満に冷やされることで酸性の凝縮水が発生し易いことから、その凝縮水による吸気系主要部品の腐食の防止を図る工夫がなされている。   In such an internal combustion engine, the water vapor in the exhaust gas recirculated to the intake passage side is cooled below its dew point temperature, so that acidic condensed water is likely to be generated. Ingenuity to prevent is made.

例えば、コンプレッサホイールの周囲で空気の圧力が低下するスロート個所より下流側のシュラウド部分にEGR通路を開口させるようにして、EGR通路の前後差圧を確保するとともに、EGRガスがコンプレッサホイールのインペラの上流端エッジの液滴浸食や損傷を防止するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。   For example, the EGR passage is opened in the shroud portion downstream of the throat where the air pressure is reduced around the compressor wheel to ensure the differential pressure across the EGR passage, and the EGR gas is supplied to the impeller of the compressor wheel. There is one that prevents droplet erosion and damage at the upstream end edge (for example, see Patent Document 1).

また、上述と同様にシュラウド部分にEGR通路を開口させるもので、コンプレッサホイールの周方向に延びる排気ガス還流室と、その排気ガス還流室から径方向に延びてシュラウド部に開口する連通路とが形成された樹脂製のシュラウドピースを備えたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, as described above, an EGR passage is opened in the shroud portion, and an exhaust gas recirculation chamber extending in the circumferential direction of the compressor wheel and a communication passage extending in a radial direction from the exhaust gas recirculation chamber and opening in the shroud portion are provided. What is provided with the resin-made shroud pieces formed is known (for example, refer patent document 2).

さらに、吸気通路内の気体に旋回流を発生させる手段として、メイン吸気通路から分岐した後に吸気口側で再び合流するサブ吸気通路を設けるものが知られている(例えば、特許文献3参照)。   Further, as a means for generating a swirling flow in the gas in the intake passage, there is known a device in which a sub intake passage that branches off from the main intake passage and merges again on the intake port side is provided (for example, see Patent Document 3).

また、異物や液滴をターボ式過給装置のインペラに衝突させないようにEGRガス導入管の開口部を吸気通路の中央部に配置したもの(例えば、特許文献4参照)も知られている。   There is also known an arrangement in which the opening of the EGR gas introduction pipe is arranged at the center of the intake passage so that foreign matter and droplets do not collide with the impeller of the turbocharger (for example, see Patent Document 4).

特開2008−309125号公報JP 2008-309125 A 特開2010−168915号公報JP 2010-168915 A 特開2010−077833号公報JP 2010-077783 A 特開2009−024692号公報JP 2009-024692 A

前述のように過給通路のスロート個所より下流側のシュラウド部分にEGR通路を開口させるようにした従来の内燃機関の過給装置にあっては、凝縮水によるインペラの上流端エッジの液滴浸食や損傷を防止できるとともに、EGR通路の前後差圧を大きくできるので吸気絞り弁や排気絞り弁を閉じなくてもEGRガスを導入でき、機関効率の低下を抑制できるという利点がある。しかしながら、凝縮水がインペラの外縁面(シュラウド面)に向かって流入し、コンプレッサホイールのインペラ部の外縁部分に衝突するため、インペラの浸食や損傷が懸念される。   As described above, in the conventional supercharging device for an internal combustion engine in which the EGR passage is opened in the shroud portion downstream from the throat portion of the supercharging passage, droplet erosion of the upstream end edge of the impeller due to condensed water is performed. As a result, the EGR gas can be introduced without closing the intake throttle valve or the exhaust throttle valve, and the reduction in engine efficiency can be suppressed. However, since condensed water flows toward the outer edge surface (shroud surface) of the impeller and collides with the outer edge portion of the impeller portion of the compressor wheel, there is a concern about erosion and damage of the impeller.

また、吸気通路内の気体に旋回流を発生させる手段を設ける従来の内燃機関の過給装置にあっては、吸入空気流量が少ないときに旋回流による気液分離性能が十分に発揮できないばかりか、旋回流を発生させるスペースが大きくなるために搭載スペースを抑えることが困難になる。   Further, in a conventional supercharging device for an internal combustion engine provided with means for generating a swirling flow in the gas in the intake passage, not only the gas-liquid separation performance by the swirling flow can be sufficiently exhibited when the intake air flow rate is small. Since the space for generating the swirling flow becomes large, it is difficult to suppress the mounting space.

一方、EGRガス導入管の開口部を吸気通路の中央部に配置する従来の内燃機関の過給装置にあっては、EGRガス導入管によって吸気通路内の圧力損失が大きくなり、コンプレッサの過給効率が低下してしまう。   On the other hand, in the conventional supercharging device for an internal combustion engine in which the opening of the EGR gas introduction pipe is arranged at the center of the intake passage, the pressure loss in the intake passage is increased by the EGR gas introduction pipe, and the supercharging of the compressor Efficiency will decrease.

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、圧力損失による過給効率の低下を抑えつつ凝縮水のインペラ部への衝突によるコンプレッサホイールの損傷を防止することのできる過給装置を提供するものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and prevents damage to the compressor wheel due to collision of the condensed water with the impeller portion while suppressing reduction in supercharging efficiency due to pressure loss. A supercharging device that can be used is provided.

本発明に係る内燃機関の過給装置は、上記課題を解決するため、(1)内燃機関の吸気通路のうち特定区間を形成するコンプレッサハウジングと、前記コンプレッサハウジングの内部に配置される複数の羽根を有するコンプレッサホイールと、を備え、前記コンプレッサハウジングが、空気を導入するインレット部と、該インレット部の下流側で前記コンプレッサホイールの前記複数の羽根の外側縁を取り囲むシュラウド部と、前記シュラウド部より下流側に位置するディフューザ部と、を有するとともに、前記インレット部には、前記内燃機関の排気ガスの一部を前記特定区間内に還流させる排気還流通路が開口している内燃機関の過給装置であって、前記コンプレッサハウジングの内周壁面と該内周壁面に近接する前記コンプレッサホイールの前記羽根の外縁面との間のクリアランスが、前記羽根の下流端部側に位置するその下流側部分に対して前記羽根の上流端部の近傍に位置するその上流側部分で大きくなっており、前記コンプレッサハウジングの前記インレット部には、前記排気還流通路から前記特定区間内に還流する排気ガスを前記クリアランス内に案内するガイド部材が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a supercharging device for an internal combustion engine according to the present invention includes: (1) a compressor housing that forms a specific section in an intake passage of the internal combustion engine, and a plurality of blades disposed inside the compressor housing. The compressor housing has an inlet portion for introducing air, a shroud portion surrounding the outer edges of the plurality of blades of the compressor wheel on the downstream side of the inlet portion, and the shroud portion. A turbocharger for an internal combustion engine having a diffuser portion located on the downstream side, and an exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine into the specific section in the inlet portion An inner peripheral wall surface of the compressor housing and the compressor housing adjacent to the inner peripheral wall surface. The clearance between the blade and the outer edge surface of the blade is larger at the upstream portion located near the upstream end of the blade than the downstream portion located at the downstream end of the blade. The inlet portion of the compressor housing is provided with a guide member for guiding the exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation passage into the specific section into the clearance.

この構成により、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に排気ガスが還流すると、その排気ガスがガイド部材によってコンプレッサハウジングの内周壁面とコンプレッサホイールの羽根の外縁面との間のクリアランスに案内される。このとき、還流排気ガス中の水分から凝縮水が生じてそれが吸気通路の特定区間内に流入したとしても、クリアランスの上流側部分が下流側部分に対して大きくなっていることとガイド部材による案内作用とによって、液滴径の大きな凝縮水がコンプレッサホイールの羽根の上流端部付近に衝突することが防止される。また、クリアランスがコンプレッサホイールの羽根の上流端部付近で大きくなっていることにより、吸気抵抗も抑えられる。したがって、圧力損失による過給効率の低下を抑えつつ凝縮水のインペラ部への衝突によるコンプレッサホイールの損傷を防止することのできる過給装置となる。   With this configuration, when the exhaust gas recirculates from the exhaust gas recirculation passage into a specific section of the intake air passage, the exhaust gas is guided to the clearance between the inner peripheral wall surface of the compressor housing and the outer edge surface of the blade of the compressor wheel by the guide member. The At this time, even if condensed water is generated from the water in the recirculated exhaust gas and flows into a specific section of the intake passage, the upstream portion of the clearance is larger than the downstream portion and the guide member The guiding action prevents condensed water having a large droplet diameter from colliding with the vicinity of the upstream end of the blades of the compressor wheel. Further, since the clearance is increased in the vicinity of the upstream end portion of the blade of the compressor wheel, the intake resistance is also suppressed. Therefore, the turbocharger can prevent the compressor wheel from being damaged by the collision of the condensed water with the impeller portion while suppressing the decrease in the supercharging efficiency due to the pressure loss.

本発明の内燃機関の過給装置においては、(2)前記コンプレッサホイールが、前記コンプレッサハウジングの前記インレット部を通し空気を導入するインデューサ部を有し、前記クリアランスが、前記コンプレッサホイールの前記インデューサ部の周囲で、前記羽根の上流端部に近いほど大きくなっていることが好ましい。   In the supercharging device for an internal combustion engine according to the present invention, (2) the compressor wheel has an inducer portion that introduces air through the inlet portion of the compressor housing, and the clearance is the inlet of the compressor wheel. It is preferable that it is larger as it is closer to the upstream end of the blade around the deducer.

この構成により、凝縮水が吸気通路の特定区間内に流入し、クリアランス内に入っても、吸気を導入して加速し始めるコンプレッサホイールのインデューサ部の周囲で凝縮水の液滴径が小さくなり、羽根の下流端部側に達するときには凝縮水の液滴径が十分に小さくなることで、凝縮水の衝突によるコンプレッサホイールの損傷が効果的に防止される。しかも、インデューサ部の上流側付近での吸気抵抗を低減しつつインデューサ部の下流側付近で空気の流速を十分に高めることができる。   With this configuration, even if condensed water flows into a specific section of the intake passage and enters the clearance, the droplet diameter of the condensed water is reduced around the inducer part of the compressor wheel that starts to accelerate by introducing the intake air. When the droplet reaches the downstream end side of the blade, the droplet diameter of the condensed water becomes sufficiently small, so that damage to the compressor wheel due to the collision of the condensed water is effectively prevented. Moreover, it is possible to sufficiently increase the air flow velocity in the vicinity of the downstream side of the inducer part while reducing the intake resistance in the vicinity of the upstream part of the inducer part.

本発明の内燃機関の過給装置においては、(3)前記ガイド部材が、下流端側で前記コンプレッサホイールの前記羽根の上流端部に近接する略円筒状の環状ガイド部を有し、前記インレット部の内周壁面と前記環状ガイド部の外周面との間に、前記クリアランスに連通するとともに前記排気還流通路に連通する環状通路が形成されていることが好ましい。   In the supercharging device for an internal combustion engine of the present invention, (3) the guide member has a substantially cylindrical annular guide portion that is close to the upstream end portion of the blade of the compressor wheel on the downstream end side, and the inlet It is preferable that an annular passage that communicates with the clearance and communicates with the exhaust gas recirculation passage is formed between an inner circumferential wall surface of the portion and an outer circumferential surface of the annular guide portion.

この構成により、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に凝縮水が流入しても、略円筒状の環状通路を通る空気と共に凝縮水が周方向に分散され、液滴径が小さくなるとともに、上流側部分のクリアランスがさほど大きくなくても、所要の還流排気ガスの導入通路断面積を確保できる。   With this configuration, even if condensed water flows from the exhaust gas recirculation passage into a specific section of the intake passage, the condensed water is dispersed in the circumferential direction together with the air passing through the substantially cylindrical annular passage, and the droplet diameter is reduced. Even if the clearance in the upstream portion is not so large, the required recirculation exhaust gas introduction passage cross-sectional area can be secured.

上記(3)の構成を有する内燃機関の過給装置においては、(4)前記ガイド部材の前記環状ガイド部の内周面と前記羽根の上流端部の近傍における前記羽根の外縁面との半径方向の離間距離が、前記クリアランスのうち前記羽根の下流端部側に位置する前記下流側部分と略等しく設定されていることが好ましい。この構成により、ガイド部材の環状ガイド部の内方ではインレット部からコンプレッサホイールに空気が確実に導入され、良好な過給効率が得られる。   In the supercharging device for an internal combustion engine having the configuration of (3) above, (4) a radius between the inner peripheral surface of the annular guide portion of the guide member and the outer edge surface of the blade in the vicinity of the upstream end portion of the blade. It is preferable that the distance in the direction is set to be substantially equal to the downstream portion located on the downstream end side of the blade in the clearance. With this configuration, air is reliably introduced into the compressor wheel from the inlet portion inside the annular guide portion of the guide member, and good supercharging efficiency is obtained.

上記(4)の構成を有する内燃機関の過給装置においては、(5)前記ガイド部材の前記環状ガイド部の外周面と前記羽根の上流端部の近傍における前記シュラウド部または前記インレット部の内周壁面との半径方向の離間距離が、前記クリアランスの前記下流側部分より広く設定されていることが好ましい。この構成により、環状ガイド部の外方で還流排気ガスの導入通路断面積が確保されるだけでなく、環状ガイド部による吸気の圧力の損失も抑えられることになる。   In the supercharging device for an internal combustion engine having the configuration of (4), (5) the inner portion of the shroud portion or the inlet portion in the vicinity of the outer peripheral surface of the annular guide portion of the guide member and the upstream end portion of the blade. It is preferable that a radial distance from the peripheral wall surface is set wider than the downstream portion of the clearance. With this configuration, not only is the recirculation exhaust gas introduction passage cross-sectional area secured outside the annular guide portion, but also the loss of intake air pressure due to the annular guide portion is suppressed.

上記(2)の構成を有する内燃機関の過給装置においては、(6)前記排気還流通路から前記吸気通路の特定区間内への前記排気ガスの導入方向が、前記コンプレッサホイールの回転方向に方向付けられていることが好ましい。この構成により、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に流入する還流排気ガスがコンプレッサホイールの回転方向に流動しつつインデューサ部の周囲のクリアランス内に案内され、コンプレッサホイール側に効率良く導入される。また、還流排気ガスと共に凝縮水が流入しても、コンプレッサホイールの回転方向に流動する空気により効果的に拡散され、液滴径が小さくなる。   In the supercharging device for an internal combustion engine having the configuration of (2) above, (6) the direction of introduction of the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage into a specific section of the intake passage is in the direction of rotation of the compressor wheel It is preferable that it is attached. With this configuration, the recirculated exhaust gas flowing into the specific section of the intake passage from the exhaust recirculation passage is guided in the clearance around the inducer while flowing in the rotation direction of the compressor wheel, and is efficiently introduced to the compressor wheel side. The Further, even if condensed water flows together with the recirculated exhaust gas, it is effectively diffused by the air flowing in the rotation direction of the compressor wheel, and the droplet diameter is reduced.

上記(2)または(6)の構成を有する内燃機関の過給装置においては、(7)前記排気還流通路が前記コンプレッサホイールの前記インデューサ部から一定距離を隔てるよう前記インレット部の内周壁面の全周に及ぶ環状に開口していることが好ましい。この構成により、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に流入する還流排気ガスがコンプレッサホイールの回転方向の全域に均等に導入されつつインデューサ部の周囲のクリアランス内に案内されるので、コンプレッサホイール側に効率良く導入される。   In the supercharging device for an internal combustion engine having the configuration of (2) or (6) above, (7) an inner peripheral wall surface of the inlet portion so that the exhaust gas recirculation passage is spaced apart from the inducer portion of the compressor wheel. It is preferable to open in an annular shape over the entire circumference. With this configuration, the recirculated exhaust gas flowing into the specific section of the intake passage from the exhaust recirculation passage is guided evenly throughout the rotation direction of the compressor wheel and is guided into the clearance around the inducer portion. Efficiently introduced to the side.

上記(3)〜(5)のいずれかの構成を有する内燃機関の過給装置においては、(8)前記ガイド部材の前記環状ガイド部は、前記排気還流通路が前記インレット部の内周壁面に開口する開口範囲よりも上流側で、前記インレット部に支持されているのが望ましい。この構成により、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に流入する還流排気ガスの流れが環状ガイド部の支持部によって遮られたり妨げられたりすることがなく、コンプレッサホイール側に効率良く導入される。   In the supercharging device for an internal combustion engine having any one of the constitutions (3) to (5), (8) the annular guide portion of the guide member has the exhaust gas recirculation passage on the inner peripheral wall surface of the inlet portion. It is desirable that the inlet portion is supported upstream of the opening range. With this configuration, the flow of the recirculated exhaust gas flowing into the specific section of the intake passage from the exhaust recirculation passage is not blocked or hindered by the support portion of the annular guide portion, and is efficiently introduced to the compressor wheel side. .

本発明によれば、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に排気ガスが還流すると、その排気ガスがガイド部材によってコンプレッサハウジングの内周壁面とコンプレッサホイールの羽根の外縁面との間のクリアランスに案内される。このとき、還流排気ガス中の水分から凝縮水が生じてそれが吸気通路の特定区間内に流入したとしても、クリアランスの上流側部分が下流側部分に対して大きくなっていることとガイド部材による案内作用とによって、液滴径の大きな凝縮水がコンプレッサホイールの羽根の上流端部付近に衝突することが防止される。また、クリアランスがコンプレッサホイールの羽根の上流端部付近で大きくなっていることにより、吸気抵抗も抑えられる。したがって、圧力損失による過給効率の低下を抑えつつ凝縮水のインペラ部への衝突によるコンプレッサホイールの損傷を防止することのできる過給装置を提供することができる。   According to the present invention, when the exhaust gas recirculates from the exhaust gas recirculation passage into the specific section of the intake air passage, the exhaust gas is guided to the clearance between the inner peripheral wall surface of the compressor housing and the outer edge surface of the blade of the compressor wheel by the guide member. Guided. At this time, even if condensed water is generated from the water in the recirculated exhaust gas and flows into a specific section of the intake passage, the upstream portion of the clearance is larger than the downstream portion and the guide member The guiding action prevents condensed water having a large droplet diameter from colliding with the vicinity of the upstream end of the blades of the compressor wheel. Further, since the clearance is increased in the vicinity of the upstream end portion of the blade of the compressor wheel, the intake resistance is also suppressed. Therefore, it is possible to provide a supercharging device that can prevent damage to the compressor wheel due to a collision with the impeller portion of condensed water while suppressing a decrease in supercharging efficiency due to pressure loss.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の過給装置の要部の片側断面図である。It is a half sectional view of the principal part of the supercharging device of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の過給装置におけるコンプレッサホイールおよびタービンホイールの近傍の局部断面図である。1 is a local cross-sectional view of a vicinity of a compressor wheel and a turbine wheel in a supercharging device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の概略のシステム構成図である。1 is a schematic system configuration diagram of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図1のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の過給装置におけるガイド部材の近傍の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the vicinity of the guide member in the supercharging device of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る内燃機関の過給装置におけるコンプレッサハウジングの内周壁面とコンプレッサホイールの羽根の外縁面との間のクリアランスの設定条件を説明するグラフであり、縦軸はクリアランスの大きさを、横軸は羽根の上流端から下流端までの範囲における通路長さ方向の位置を、それぞれ示している。FIG. 3 is a graph for explaining a setting condition of a clearance between an inner peripheral wall surface of a compressor housing and an outer edge surface of a blade of a compressor wheel in a supercharging device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and a vertical axis indicates a large clearance. The horizontal axis represents the position in the passage length direction in the range from the upstream end to the downstream end of the blade.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜図6は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の過給装置を示す図である。なお、本実施形態は、本発明を車両用の内燃機関、例えば直列4気筒のディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)に装備されるターボ式過給装置に適用したものである。   FIGS. 1-6 is a figure which shows the supercharging device of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention. In the present embodiment, the present invention is applied to a turbocharger equipped in a vehicle internal combustion engine, for example, an in-line four-cylinder diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine).

まず、図2および図3を用いて、本実施形態の内燃機関の概略のシステム構成とそのターボ式過給装置の概略構成について説明する。   First, the schematic system configuration of the internal combustion engine of the present embodiment and the schematic configuration of the turbocharger will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図3に示すように、本実施形態のエンジン1は、その本体ブロック1Mに複数の気筒1cを有しており、このエンジン1には、各気筒1c内の燃焼室(詳細を図示していない)に燃料を噴射するコモンレール型の燃料噴射装置2が装備されている。また、エンジン1には、燃焼室に空気を吸入させる吸気装置3と、燃焼室からの排気ガスを排気させる排気装置4と、排気装置4内の排気エネルギを利用して吸気装置3内で吸入空気を圧縮し燃焼室に空気を過給するターボ式過給装置5と、このターボ式過給装置5より下流側の排気ガスの一部を吸気側に還流させて再循環させるLPL−EGR装置8(低圧EGR装置)と、が装備されている。   As shown in FIG. 3, the engine 1 of the present embodiment has a plurality of cylinders 1c in a main body block 1M. The engine 1 includes combustion chambers (not shown in detail) in each cylinder 1c. ) Is equipped with a common rail fuel injection device 2 for injecting fuel. Further, the engine 1 includes an intake device 3 that sucks air into the combustion chamber, an exhaust device 4 that exhausts exhaust gas from the combustion chamber, and an intake device 3 that uses exhaust energy in the exhaust device 4 to suck in the exhaust gas. A turbo-type supercharging device 5 that compresses air and supercharges air into the combustion chamber, and an LPL-EGR device that recirculates a part of the exhaust gas downstream from the turbo-type supercharging device 5 to the intake side for recirculation. 8 (low pressure EGR device).

燃料噴射装置2は、図外の燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧の燃圧(燃料圧力)に加圧し吐出する不図示のサプライポンプと、そのサプライポンプからの燃料が導入されるコモンレール21と、このコモンレール21を通して供給される燃料を図外の電子制御ユニット(制御装置;以下、ECUという)からの噴射指令信号に対応するタイミングおよび開度(デューティー比)で燃焼室内に噴射する燃料噴射弁22とを含んで構成されている。なお、サプライポンプは、例えばエンジン1の回転動力を利用して駆動され、コモンレール21はサプライポンプから供給された高圧燃料を均等な圧力に保ちながら複数の燃料噴射弁22に分配・供給する。燃料噴射弁22は、電磁駆動される公知のニードル弁で構成され、噴射指令信号に応じてその開弁時間を制御されることにより噴射指令信号に応じた噴射量の燃料(例えば軽油)を燃焼室内に噴射・供給することができる。   The fuel injection device 2 includes a supply pump (not shown) that draws fuel from a fuel tank (not shown), pressurizes the fuel to a high fuel pressure (fuel pressure), and discharges the fuel, a common rail 21 into which fuel from the supply pump is introduced, A fuel injection valve 22 for injecting fuel supplied through the common rail 21 into the combustion chamber at a timing and opening degree (duty ratio) corresponding to an injection command signal from an electronic control unit (control device; hereinafter referred to as ECU) (not shown); It is comprised including. The supply pump is driven using, for example, the rotational power of the engine 1, and the common rail 21 distributes and supplies the high-pressure fuel supplied from the supply pump to the plurality of fuel injection valves 22 while maintaining a uniform pressure. The fuel injection valve 22 is composed of a known needle valve that is electromagnetically driven, and burns an amount of fuel (for example, light oil) according to the injection command signal by controlling the valve opening time according to the injection command signal. Can be injected and supplied indoors.

吸気装置3には、吸気マニホールド31と、それより上流側の吸気管32と、吸気管32の最上流部でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ33と、ターボ式過給装置5による過給・圧縮で昇温した過給空気をターボ式過給装置5より下流側の吸気管部32b内で冷却するインタークーラ34(冷却器)とが、装着されている。   The intake device 3 includes an intake manifold 31, an intake pipe 32 upstream of the intake manifold 31, an air cleaner 33 that cleans intake air by a filter at the most upstream portion of the intake pipe 32, and supercharging by the turbo-type supercharger 5. An intercooler 34 (cooler) that cools the supercharged air heated by the compression in the intake pipe portion 32b on the downstream side of the turbocharger 5 is mounted.

排気装置4は、排気マニホールド41と、それより下流側の排気管42と、排気マニホールド41に装着された公知の燃料添加弁43と、ターボ式過給装置5より下流側の排気管42に装着された公知の酸化触媒44aおよびDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)44bからなる排気浄化ユニット44と、を含んで構成されている。   The exhaust device 4 is mounted on an exhaust manifold 41, an exhaust pipe 42 on the downstream side thereof, a known fuel addition valve 43 mounted on the exhaust manifold 41, and an exhaust pipe 42 on the downstream side of the turbocharger 5. And an exhaust purification unit 44 including a known oxidation catalyst 44a and a DPF (diesel particulate filter) 44b.

ターボ式過給装置5は、互いに回転方向一体に結合された吸入空気コンプレッサ6および排気タービン7を有し、排気エネルギにより排気タービン7を回転させるとともに吸入空気コンプレッサ6を回転させることで、この吸入空気コンプレッサ6により吸入空気を圧縮してエンジン1内に正圧の空気を供給することができるようになっている。   The turbocharger 5 includes an intake air compressor 6 and an exhaust turbine 7 that are integrally coupled to each other in the rotational direction. The exhaust turbo compressor 7 is rotated by the exhaust energy and the intake air compressor 6 is rotated, whereby the intake air compressor 6 is rotated. The intake air is compressed by the air compressor 6 so that positive pressure air can be supplied into the engine 1.

図2に示すように、ターボ式過給装置5は、タービンシャフト51と、タービンシャフト51の図2中の左端部に一体的に連結されて回転により遠心圧縮作用をなすコンプレッサホイール61と、タービンシャフト51の一端側(図2中の右端側)に一体的に連結され図示しないエンジン1の排気により回転駆動されるタービンホイール71と、タービンシャフト51を回転自在に支持するセンターハウジング56(詳細は図示せず)と、センターハウジング56に連結されてコンプレッサホイール61を収納するとともに吸気管32内の吸気通路32wの特定区間32tを形成するコンプレッサハウジング66と、センターハウジング56に連結されてタービンホイール71を収納するとともに、ノズル型排気通路76nを形成するタービンハウジング76と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the turbocharger 5 includes a turbine shaft 51, a compressor wheel 61 that is integrally connected to the left end of the turbine shaft 51 in FIG. A turbine wheel 71 that is integrally connected to one end side of the shaft 51 (right end side in FIG. 2) and is driven to rotate by exhaust of the engine 1 (not shown), and a center housing 56 that rotatably supports the turbine shaft 51 (Not shown), a compressor housing 66 connected to the center housing 56 to house the compressor wheel 61 and forming a specific section 32t of the intake passage 32w in the intake pipe 32, and a turbine wheel 71 connected to the center housing 56. And a turbine that forms a nozzle type exhaust passage 76n. It includes a housing 76, a.

ここで、センターハウジング56、コンプレッサハウジング66およびタービンハウジング76は、ターボ式過給装置5のハウジングであるターボ本体5Mを構成している。また、タービンシャフト51は、図2に示すノズル型排気通路76nからの排気エネルギによってタービンホイール71が回転駆動されるとき、タービンホイール71と一体に回転するようになっており、このタービンシャフト51の回転によって、コンプレッサホイール61を回転させ、エンジン1に空気を過給するようになっている。   Here, the center housing 56, the compressor housing 66, and the turbine housing 76 constitute a turbo body 5 </ b> M that is a housing of the turbocharger 5. Further, the turbine shaft 51 rotates integrally with the turbine wheel 71 when the turbine wheel 71 is rotationally driven by the exhaust energy from the nozzle type exhaust passage 76n shown in FIG. The compressor wheel 61 is rotated by the rotation, and the engine 1 is supercharged with air.

なお、タービンシャフト51が貫通するセンターハウジング56の中心部には、タービンシャフト51を回転自在に支持するための複数の軸受、例えば一対の浮動ブッシュ軸受等が装着されている。   A plurality of bearings for rotatably supporting the turbine shaft 51, such as a pair of floating bush bearings, are mounted at the center of the center housing 56 through which the turbine shaft 51 passes.

図1に示すように、コンプレッサハウジング66は、エンジン1に吸入される空気を導入するインレット部67と、そのインレット部67の下流側でコンプレッサホイール61の複数の羽根62を外側から取り囲むシュラウド部68と、シュラウド部68より下流側に位置するディフューザ部69と、を有している。   As shown in FIG. 1, the compressor housing 66 includes an inlet portion 67 that introduces air sucked into the engine 1, and a shroud portion 68 that surrounds the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61 on the downstream side of the inlet portion 67 from the outside. And a diffuser portion 69 located on the downstream side of the shroud portion 68.

また、コンプレッサホイール61は、複数の羽根62の上流端部62a付近でコンプレッサハウジング66のインレット部67を通して空気を導入するインデューサ部61iを構成しており、そのインデューサ部61iを構成する複数の羽根62の上流端部62a付近の外縁面62eは、直線もしくは緩やかに湾曲した曲線を母線としてコンプレッサホイール61の軸線回りに回転させた仮想の略円筒面上に位置している。   The compressor wheel 61 constitutes an inducer portion 61i that introduces air through the inlet portion 67 of the compressor housing 66 in the vicinity of the upstream end portion 62a of the plurality of blades 62, and a plurality of components constituting the inducer portion 61i. The outer edge surface 62e in the vicinity of the upstream end portion 62a of the blade 62 is located on a virtual substantially cylindrical surface rotated around the axis of the compressor wheel 61 with a straight line or a gently curved curve as a generating line.

コンプレッサハウジング66の内部に形成される吸気通路32wの特定区間32tは、複数の羽根62の上流端部62aより上流側でインレット部67の内部に位置する上流側通路部分66aと、この上流側通路部分66aの下流側であって複数の羽根62の上流端部62aから下流端部62bまでの範囲内で、コンプレッサホイール61およびシュラウド部68によって上流側通路部分66aの中心部から放射外方へと湾曲させられた中間通路部分66bと、その中間通路部分66bより下流側(複数の羽根62の下流端部62bより下流側)のディフューザ通路部分66cと、によって構成されている。   The specific section 32t of the intake passage 32w formed inside the compressor housing 66 includes an upstream-side passage portion 66a positioned inside the inlet portion 67 upstream of the upstream end portions 62a of the plurality of blades 62, and the upstream-side passage. The compressor wheel 61 and the shroud portion 68 radiate outward from the center of the upstream passage portion 66a on the downstream side of the portion 66a and within the range from the upstream end portion 62a to the downstream end portion 62b of the plurality of blades 62. The curved intermediate passage portion 66b and a diffuser passage portion 66c on the downstream side of the intermediate passage portion 66b (on the downstream side of the downstream end portions 62b of the plurality of blades 62) are configured.

ここで、コンプレッサホイール61より下流側のディフューザ通路部分66cは、コンプレッサホイール61の周りを取り囲むとともに、タービンシャフト51と所定角度で交差(例えば、直交)する略円環状の板状通路となっている。また、ディフューザ通路部分66cは、その外周部に接続された渦巻状通路66dの下流端で、インタークーラ34側の吸気管部32bに接続されている。   Here, the diffuser passage portion 66c on the downstream side of the compressor wheel 61 is a substantially annular plate-like passage that surrounds the compressor wheel 61 and intersects the turbine shaft 51 at a predetermined angle (for example, orthogonal). . The diffuser passage portion 66c is connected to the intake pipe portion 32b on the intercooler 34 side at the downstream end of the spiral passage 66d connected to the outer peripheral portion thereof.

排気タービン7のノズル型排気通路76nは、図2に示すように、その上流側通路部分76aで排気マニホールド41内の排気通路に連通しており、排気マニホールド41からの排気ガスが流入する。また、このノズル型排気通路76nは、上流側通路部分76aからタービンホイール71に向かって放射内方へと湾曲させられたノズル通路部分76bを有しており、そのノズル通路部分76bを通り加速された排気ガスによって、タービンホイール71が駆動されるようになっている。タービンホイール71より下流側通路部分76cは、排気浄化ユニット44の酸化触媒44aの内部に連通している。   As shown in FIG. 2, the nozzle-type exhaust passage 76n of the exhaust turbine 7 communicates with the exhaust passage in the exhaust manifold 41 at the upstream side passage portion 76a, and the exhaust gas from the exhaust manifold 41 flows in. The nozzle type exhaust passage 76n has a nozzle passage portion 76b that is curved radially inward from the upstream passage portion 76a toward the turbine wheel 71, and is accelerated through the nozzle passage portion 76b. The turbine wheel 71 is driven by the exhaust gas. A passage portion 76 c downstream from the turbine wheel 71 communicates with the inside of the oxidation catalyst 44 a of the exhaust purification unit 44.

図3に示すように、LPL−EGR装置8は、排気管42および吸気管32の間に介装されたLPL−EGRパイプ81(低圧側の排気還流管)と、このLPL−EGRパイプ81の途中に装着されて排気ガスの還流量を調整することができるLPL−EGR弁82(低圧EGR弁)と、LPL−EGRパイプ81内を通る排気ガスをその途中で冷却水等との熱交換により冷却することができる排気冷却器としてのLPL−EGRクーラ83と、下流側の排気管42内の排気通路42wのうち排気浄化ユニット44より下流側の通路部分でその通路断面積を絞るように開度を縮小させることができる不図示の排気絞り弁とを有している。   As shown in FIG. 3, the LPL-EGR apparatus 8 includes an LPL-EGR pipe 81 (low-pressure side exhaust recirculation pipe) interposed between the exhaust pipe 42 and the intake pipe 32, and the LPL-EGR pipe 81. The LPL-EGR valve 82 (low pressure EGR valve) that is mounted in the middle and can adjust the recirculation amount of the exhaust gas, and the exhaust gas passing through the LPL-EGR pipe 81 are exchanged with cooling water or the like in the middle. An LPL-EGR cooler 83 as an exhaust cooler that can be cooled, and an exhaust passage 42w in the exhaust pipe 42 on the downstream side are opened so that the passage cross-sectional area is reduced in the passage portion downstream of the exhaust purification unit 44. And an exhaust throttle valve (not shown) capable of reducing the degree.

このLPL−EGR装置8は、LPL−EGRパイプ81によって排気管42のうち排気タービン7より下流側の下流側排気管部42bと吸気管32のうち吸入空気コンプレッサ6より上流側の上流側吸気管部32aとを連通可能に接続させ、排気タービン7や排気浄化ユニット44を抵抗要素としてそれらより下流側で低圧となる低圧側の排気ガスを上流側吸気管部32a内に還流させることができるようになっている。また、LPL−EGR装置8は、還流排気ガスを吸入空気コンプレッサ6のインレット側により吸入させるようになっている。   The LPL-EGR device 8 includes an LPL-EGR pipe 81 and an upstream side intake pipe 42b upstream of the intake air compressor 6 in the intake pipe 32 and a downstream side exhaust pipe portion 42b downstream of the exhaust turbine 7 in the exhaust pipe 42. The exhaust part 7a is connected to be communicable, and the exhaust turbine 7 and the exhaust purification unit 44 are used as resistance elements so that the low-pressure side exhaust gas having a low pressure downstream can be recirculated into the upstream side intake pipe part 32a. It has become. Further, the LPL-EGR device 8 sucks the recirculated exhaust gas from the inlet side of the intake air compressor 6.

具体的には、LPL−EGRパイプ81は、そのLPL−EGRパイプ81が吸気管32に接続される位置J1より下流側の吸気管32およびLPL−EGRパイプ81が排気管42に接続される位置J2より上流側の排気管42と共に、エンジン1に低圧側の排気ガスを再循環させる低圧側排気再循環経路を形成するとともに、その内部に低圧側排気再循環経路の主要部をなす低圧側排気還流通路81wを形成している。   Specifically, the LPL-EGR pipe 81 has a position where the intake pipe 32 and the LPL-EGR pipe 81 downstream of the position J1 where the LPL-EGR pipe 81 is connected to the intake pipe 32 are connected to the exhaust pipe 42. A low-pressure side exhaust recirculation path for recirculating the low-pressure side exhaust gas in the engine 1 is formed together with the exhaust pipe 42 upstream from J2, and the low-pressure side exhaust forming the main part of the low-pressure side exhaust recirculation path is formed therein. A reflux passage 81w is formed.

LPL−EGR弁82は、LPL−EGRクーラ83と吸気管32の上流側吸気管部32aとの間に配置されて低圧側の排気ガスの還流量を制御する、開閉および開度制御可能な弁であり、低圧側排気還流通路81wを開通させる開弁状態と、この低圧側排気還流通路81wの開通を制限(例えば遮断)する閉弁状態とに切替え可能になっている。   The LPL-EGR valve 82 is arranged between the LPL-EGR cooler 83 and the upstream side intake pipe portion 32a of the intake pipe 32 and controls the recirculation amount of the low-pressure side exhaust gas, and can be opened and closed and the opening thereof can be controlled. Thus, it is possible to switch between a valve-opening state in which the low-pressure side exhaust gas recirculation passage 81w is opened and a valve-closing state in which the opening of the low-pressure side exhaust gas recirculation passage 81w is restricted (for example, blocked).

LPL−EGRクーラ83は、詳細を図示しないが、低圧側排気還流通路81wの一部を形成するガス管部と、そのガス管部の周囲に冷却用流体通路を形成するハウジング部とを有しており、ハウジング部に導入される冷却用流体(例えば、冷却水)とガス管部内の低圧側排気還流通路81wの一部を通る還流排気ガスとの間における熱交換によって、低圧側の還流排気ガスを冷却できるようになっている。   Although not shown in detail, the LPL-EGR cooler 83 has a gas pipe part that forms a part of the low-pressure side exhaust recirculation passage 81w, and a housing part that forms a cooling fluid passage around the gas pipe part. The low-pressure side recirculation exhaust gas is obtained by heat exchange between the cooling fluid (for example, cooling water) introduced into the housing portion and the recirculation exhaust gas passing through a part of the low-pressure side exhaust recirculation passage 81w in the gas pipe portion. The gas can be cooled.

上述のように、エンジン1に装備されたターボ式過給装置5の吸入空気コンプレッサ6においては、エンジン1の吸気通路32wのうち特定区間32tを形成するコンプレッサハウジング66の内部に、コンプレッサホイール61が回転可能に配置されており、コンプレッサホイール61は、その回転に伴って複数の羽根62の間の空気に対し遠心圧縮作用をなし、吸気通路32wのうち特定区間32t内の空気に下流側への運動を加速する運動エネルギを与えるようになっている。   As described above, in the intake air compressor 6 of the turbocharger 5 installed in the engine 1, the compressor wheel 61 is disposed inside the compressor housing 66 that forms the specific section 32 t in the intake passage 32 w of the engine 1. The compressor wheel 61 is arranged so as to be rotatable, and as it rotates, the compressor wheel 61 performs a centrifugal compression action on the air between the plurality of blades 62, and the air in the specific section 32 t of the intake passage 32 w is supplied to the downstream side. It gives kinetic energy that accelerates the movement.

このコンプレッサホイール61は、タービンシャフト51に一体的に連結されたハブ部61hと、そのハブ部61hの片面側に複数の羽根62を等角度間隔に装着することでインペラ部61pを構成したものである。   This compressor wheel 61 comprises an impeller portion 61p by mounting a hub portion 61h integrally connected to the turbine shaft 51 and a plurality of blades 62 at equal angular intervals on one side of the hub portion 61h. is there.

コンプレッサハウジング66のインレット部67の壁中には、図4に示すように、エンジン1の排気ガスの一部を低圧側排気還流通路81wから特定区間32t内に還流させる排気還流通路63が略円環状に形成されている。   In the wall of the inlet 67 of the compressor housing 66, as shown in FIG. 4, an exhaust gas recirculation passage 63 that recirculates a part of the exhaust gas of the engine 1 from the low pressure side exhaust gas recirculation passage 81w into the specific section 32t is substantially circular. It is formed in an annular shape.

この排気還流通路63は、図1および図4に示すように、低圧側排気還流通路81wに接続される接続通路部63aと、この接続通路部63aに連通する略矩形断面の一定半径の環状通路部63bと、この環状通路部63bから放射内方側に延びて環状通路部63bと吸気通路32wの特定区間32tとを連通させる環状の連通路63cと、によって構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the exhaust gas recirculation passage 63 includes a connection passage portion 63a connected to the low pressure side exhaust recirculation passage 81w, and an annular passage having a substantially rectangular cross section communicating with the connection passage portion 63a. The portion 63b and an annular communication passage 63c that extends radially inward from the annular passage portion 63b and communicates the annular passage portion 63b and the specific section 32t of the intake passage 32w.

この排気還流通路63では、接続通路部63aが環状通路部63bの接線方向に延在することで、排気還流通路63から吸気通路32wの特定区間32t内への排気ガスの導入方向がコンプレッサホイール61のインデューサ部61iに向かう方向であってコンプレッサホイール61の回転方向に方向付けられている。また、排気還流通路63の環状の連通路63cは、コンプレッサホイール61の複数の羽根62の上流端部62aより上流側で、インレット部67の内周の全域にわたってインレット部67の中心部に向かって開口幅wを持って開口している。すなわち、排気還流通路63は、コンプレッサホイール61のインデューサ部61iから一定の軸方向距離を隔てるようインレット部67における内周壁面66wの全周に及ぶ環状に開口している。この連通路63cの向きは、図中ではコンプレッサホイール61の回転中心軸線に対して直交する向きであるが、この向きに対して傾斜してもよい。   In the exhaust gas recirculation passage 63, the connecting passage portion 63a extends in the tangential direction of the annular passage portion 63b, so that the introduction direction of the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage 63 into the specific section 32t of the intake passage 32w is the compressor wheel 61. The direction toward the inducer portion 61 i of the compressor wheel 61 is directed to the rotation direction of the compressor wheel 61. Further, the annular communication passage 63 c of the exhaust gas recirculation passage 63 is located upstream from the upstream end portion 62 a of the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61 and toward the central portion of the inlet portion 67 over the entire inner periphery of the inlet portion 67. Opening with an opening width w. That is, the exhaust gas recirculation passage 63 is opened in an annular shape extending over the entire circumference of the inner peripheral wall surface 66 w of the inlet portion 67 so as to be spaced from the inducer portion 61 i of the compressor wheel 61 by a certain axial distance. The direction of the communication path 63c is a direction orthogonal to the rotation center axis of the compressor wheel 61 in the drawing, but may be inclined with respect to this direction.

コンプレッサハウジング66の内周壁面66wとその内周壁面66wに近接するコンプレッサホイール61の複数の羽根62の外縁面62eとの間の環状のクリアランスCは、複数の羽根62の下流端部62b側に位置するその下流側部分C2に対して複数の羽根62の上流端部62aの近傍に位置するその上流側部分C1で大きくなっている。   An annular clearance C between the inner peripheral wall surface 66w of the compressor housing 66 and the outer edge surface 62e of the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61 adjacent to the inner peripheral wall surface 66w is provided on the downstream end 62b side of the plurality of blades 62. The upstream portion C1 located in the vicinity of the upstream ends 62a of the plurality of blades 62 is larger than the downstream portion C2 that is positioned.

具体的には、クリアランスCは、コンプレッサホイール61の空気導入部分であるインデューサ部61iの周囲、すなわち、インデューサ部61iを構成する複数の羽根62の上流端部62aから中間部62c付近までの軸方向範囲内において、図6に示すように、複数の羽根62の上流端部62aに近いほど大きくなるように変化する上流側部分C1となっている。また、クリアランスCは、複数の羽根62の中間部62cから下流端部62b側では、一定の隙間値t2に近い下流側部分C2となっている。   Specifically, the clearance C is around the inducer portion 61i that is the air introduction portion of the compressor wheel 61, that is, from the upstream end portion 62a of the plurality of blades 62 constituting the inducer portion 61i to the vicinity of the intermediate portion 62c. Within the axial range, as shown in FIG. 6, the upstream portion C <b> 1 changes so as to increase as it approaches the upstream end portion 62 a of the plurality of blades 62. Further, the clearance C is a downstream portion C2 close to a constant gap value t2 from the intermediate portion 62c of the plurality of blades 62 to the downstream end portion 62b side.

なお、図6中に仮想線で示すクリアランスC´のように、下流側部分C2の隙間クリアランス値(隙間値)が位置によってわずかに変化し、複数の羽根62の上流端部62aから下流端部62b付近までの軸方向範囲内でクリアランスCが連続的に変化するようにしてもよい。ただし、その場合、クリアランスCの変化率(複数の羽根62の上流端部62aに近いほど大きくなる度合い)が複数の羽根62の上流端部62aから中間部62c付近までの上流側の軸方向範囲内において下流側の軸方向範囲内での変化率より大きくなる。また、このようなクリアランスCの変化率の大小関係は、局部的にも成立し、複数の羽根62の上流端部62aに近い上流側部分でのクリアランス変化率が下流側部分でのクリアランス変化率より常に大きくなる。このことは、吸気通路32wの特定区間32tを構成するコンプレッサハウジング66の内周壁面66wには、内径が急減するような段差が形成されないことを意味する。   6, the clearance clearance value (gap value) of the downstream portion C2 slightly changes depending on the position, as indicated by a phantom line in FIG. 6, and the upstream end portions 62a to the downstream end portions of the plurality of blades 62 are changed. The clearance C may continuously change within the axial range up to the vicinity of 62b. However, in that case, the upstream axial range from the upstream end 62a of the plurality of blades 62 to the vicinity of the intermediate portion 62c in which the change rate of the clearance C (the degree of increase as the distance from the upstream ends 62a of the plurality of blades 62 increases) is increased. The rate of change is greater than the rate of change in the axial range on the downstream side. Further, such a magnitude relationship of the change rate of the clearance C is also established locally, and the clearance change rate in the upstream portion near the upstream end portion 62a of the plurality of blades 62 is the clearance change rate in the downstream portion. It always gets bigger. This means that no step is formed on the inner peripheral wall surface 66w of the compressor housing 66 that constitutes the specific section 32t of the intake passage 32w so as to rapidly decrease the inner diameter.

一方、コンプレッサハウジング66のインレット部67の内方には、排気還流通路63から特定区間32t内に還流する排気ガスをクリアランスC内に案内するガイド部材64が設けられている。   On the other hand, a guide member 64 for guiding the exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation passage 63 into the specific section 32t into the clearance C is provided inside the inlet portion 67 of the compressor housing 66.

図5に示すように、このガイド部材64は、その下流端側でコンプレッサホイール61のインペラ部61pの上流端部62aに近接する略円筒状の環状ガイド部64aを有しており、インレット部67における内周壁面66wと環状ガイド部64aの外周面S2との間には、クリアランスCに連通するとともに排気還流通路63に連通する環状通路65が形成されている。   As shown in FIG. 5, the guide member 64 has a substantially cylindrical annular guide portion 64 a that is close to the upstream end portion 62 a of the impeller portion 61 p of the compressor wheel 61 on the downstream end side thereof. An annular passage 65 communicating with the clearance C and communicating with the exhaust gas recirculation passage 63 is formed between the inner circumferential wall surface 66w and the outer circumferential surface S2 of the annular guide portion 64a.

また、ガイド部材64の環状ガイド部64aは、コンプレッサホイール61のインデューサ部61iの先端部分よりわずかに大径になっており、ガイド部材64の環状ガイド部64aの内周面S1と複数の羽根62の上流端部62aの近傍における複数の羽根62の外縁面62eとの半径方向の離間距離t1は、クリアランスCのうち複数の羽根62の下流端部62b側に位置する下流側部分C2の隙間値t2と略等しく設定されている。   The annular guide portion 64a of the guide member 64 is slightly larger in diameter than the tip portion of the inducer portion 61i of the compressor wheel 61, and the inner peripheral surface S1 of the annular guide portion 64a of the guide member 64 and a plurality of blades. The distance t1 in the radial direction from the outer edge surface 62e of the plurality of blades 62 in the vicinity of the upstream end portion 62a of the 62 is a clearance between the downstream portion C2 located on the downstream end portion 62b side of the plurality of blades 62 in the clearance C. It is set approximately equal to the value t2.

また、ガイド部材64の環状ガイド部64aの外周面S2と複数の羽根62の上流端部62aの近傍におけるシュラウド部68またはインレット部67の内周壁面66wとの半径方向の離間距離t3は、クリアランスCのうち下流側部分C2の隙間値t2より大きい値(例えば、隙間値t2が0.3mmである場合に、1mm程度の値)に設定されており、ガイド部材64の環状ガイド部64aの板厚tgは、クリアランスCの下流側部分C2の隙間値t2以下に設定されている。したがって、クリアランスCは、環状通路65の下流端部におけるガイド部材64の環状ガイド部64aの周りの離間距離t3分の環状隙間よりも、その上流側部分C1の入口開口面積が大きくなっている。なお、コンプレッサハウジング66の内周壁面66wは、コンプレッサハウジング66の鉛直方向下方側の特定部分における半径方向の離間距離t3が他の部分(上方側)のそれより大きくなるよう、コンプレッサハウジング66の鉛直方向下方側に広がった形状に設定されていてもよい。   Further, the radial separation distance t3 between the outer peripheral surface S2 of the annular guide portion 64a of the guide member 64 and the inner peripheral wall surface 66w of the shroud portion 68 or the inlet portion 67 in the vicinity of the upstream end portions 62a of the plurality of blades 62 is a clearance. C is set to a value larger than the gap value t2 of the downstream portion C2 (for example, a value of about 1 mm when the gap value t2 is 0.3 mm), and the plate of the annular guide portion 64a of the guide member 64 The thickness tg is set to be equal to or less than the gap value t2 of the downstream portion C2 of the clearance C. Therefore, the clearance C has an inlet opening area of the upstream portion C1 larger than the annular gap of the separation distance t3 around the annular guide portion 64a of the guide member 64 at the downstream end portion of the annular passage 65. Note that the inner peripheral wall surface 66w of the compressor housing 66 is such that the radial separation distance t3 in a specific portion on the lower side in the vertical direction of the compressor housing 66 is larger than that in the other portion (upper side). It may be set in a shape that spreads downward in the direction.

また、ガイド部材64は、コンプレッサハウジング66のインレット部67に嵌着された嵌着部64bおよびその嵌着部64bから放射内方に突出する複数の支柱部64cを有しており、ガイド部材64の環状ガイド部64aは、排気還流通路63がインレット部67における内周壁面66wに開口する開口幅w(図5参照)の範囲よりも上流側で、これら嵌着部64bおよび支柱部64cによってインレット部67に支持されている。   The guide member 64 has a fitting portion 64b fitted to the inlet portion 67 of the compressor housing 66, and a plurality of column portions 64c projecting radially inward from the fitting portion 64b. The annular guide portion 64a is upstream of the range of the opening width w (see FIG. 5) in which the exhaust gas recirculation passage 63 opens to the inner peripheral wall surface 66w of the inlet portion 67, and is inserted into the inlet 64b and the column portion 64c. Supported by part 67.

ガイド部材64の環状ガイド部64aは、このように嵌着部64bおよび支柱部64cを介してインレット部67に同心的に支持された状態で、その内周面S1を複数の羽根62の上流端部62aの近傍における複数の羽根62の外縁面62eに半径方向の離間距離t1を隔てるとともに、その下流側端面64dを実質的にコンプレッサホイール61の複数の羽根62の上流端部62aの先端面と軸方向同一の位置に位置させている。このガイド部材64の下流側端面64dの軸方向位置のずれは、環状ガイド部64aの内周面S1と複数の羽根62の上流端部62aの近傍における外縁面62eとの半径方向の離間距離t1より小さい範囲内に制限されることが好ましい。   The annular guide portion 64a of the guide member 64 is concentrically supported by the inlet portion 67 via the fitting portion 64b and the column portion 64c as described above, and the inner peripheral surface S1 thereof is the upstream end of the plurality of blades 62. The outer edge surfaces 62e of the plurality of blades 62 in the vicinity of the portion 62a are separated from each other by a radial separation distance t1, and the downstream end surface 64d thereof is substantially the tip surface of the upstream end portion 62a of the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61. It is located at the same position in the axial direction. The shift in the axial position of the downstream end surface 64d of the guide member 64 is caused by the radial separation distance t1 between the inner peripheral surface S1 of the annular guide portion 64a and the outer edge surface 62e in the vicinity of the upstream end portions 62a of the plurality of blades 62. Preferably, it is limited to a smaller range.

次に、作用について説明する。   Next, the operation will be described.

上述のように構成された本実施形態の内燃機関の過給装置においては、エンジン1の運転中、エンジン1の排気ガスの一部がLPL−EGR装置8によってターボ式過給装置5の吸入空気コンプレッサ6より上流側に還流される。このとき、LPL−EGR装置8のLPL−EGRクーラ83の付近で、低圧側排気還流通路81w中の還流排気ガスが冷却され、還流排気ガス中の水蒸気がその露点温度未満にまで冷却されると、凝縮水が発生し、その凝縮水に排気ガス中の硫黄化合物等が溶け込むことで凝縮水の酸性度が高くなる可能性がある。したがって、低圧側排気還流通路81wから特定区間32t内に還流させる排気還流通路63内に酸性の凝縮水を含む還流排気ガスが流入し得ることになる。   In the internal combustion engine supercharging device of the present embodiment configured as described above, during operation of the engine 1, a part of the exhaust gas of the engine 1 is taken in by the LPL-EGR device 8 through the intake air of the turbo supercharging device 5. It returns to the upstream side of the compressor 6. At this time, when the recirculated exhaust gas in the low pressure side exhaust recirculation passage 81w is cooled in the vicinity of the LPL-EGR cooler 83 of the LPL-EGR device 8, and the water vapor in the recirculated exhaust gas is cooled to below the dew point temperature. Condensed water is generated, and sulfur compounds in the exhaust gas dissolve in the condensed water, which may increase the acidity of the condensed water. Therefore, the recirculated exhaust gas containing acidic condensed water can flow into the exhaust gas recirculation passage 63 that recirculates from the low pressure side exhaust gas recirculation passage 81w into the specific section 32t.

しかしながら、本実施形態では、排気還流通路63から吸気通路32wの特定区間32t内に排気ガスが還流すると、その排気ガスがガイド部材64によってコンプレッサハウジング66の内周壁面66wとコンプレッサホイール61の複数の羽根62の外縁面62eとの間の環状空間であるクリアランスCの中に案内される。   However, in this embodiment, when the exhaust gas recirculates from the exhaust gas recirculation passage 63 into the specific section 32t of the intake air passage 32w, the exhaust gas is guided by the guide member 64 to the inner peripheral wall surface 66w of the compressor housing 66 and the plurality of compressor wheels 61. It is guided in a clearance C which is an annular space between the outer edge surface 62e of the blade 62.

したがって、還流排気ガス中の水分から凝縮水が生じ、それが吸気通路32wの特定区間32t内に流入したとしても、クリアランスCの上流側部分C1が下流側部分C2に対して大きくなっていることと、ガイド部材64による還流排気ガスのクリアランスC中への案内作用とによって、液滴径の大きな凝縮水がコンプレッサホイール61の複数の羽根62の上流端部62a付近に衝突することが防止される。   Therefore, even if condensed water is generated from the water in the recirculated exhaust gas and flows into the specific section 32t of the intake passage 32w, the upstream portion C1 of the clearance C is larger than the downstream portion C2. By the guiding action of the recirculated exhaust gas into the clearance C by the guide member 64, the condensed water having a large droplet diameter is prevented from colliding with the vicinity of the upstream ends 62a of the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61. .

しかも、クリアランスCがコンプレッサホイール61の複数の羽根62の上流端部62a付近で大きくなっていることにより、コンプレッサホイール61のインデューサ部61iにおける吸気の導入抵抗、すなわち、吸気通路32wの特定区間32tにおける吸気抵抗も十分に抑えられる。したがって、圧力損失によるターボ式過給装置5の過給効率の低下を抑えつつ、複数の羽根62からなるインペラ部61pへの凝縮水の衝突によるコンプレッサホイール61の損傷を防止することができる。   Moreover, since the clearance C is increased in the vicinity of the upstream ends 62a of the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61, the intake air introduction resistance in the inducer portion 61i of the compressor wheel 61, that is, the specific section 32t of the intake passage 32w. Inhalation resistance in the can also be suppressed sufficiently. Therefore, it is possible to prevent the compressor wheel 61 from being damaged due to the collision of condensed water with the impeller portion 61p composed of the plurality of blades 62 while suppressing a decrease in the supercharging efficiency of the turbocharger 5 due to pressure loss.

また、本実施形態では、クリアランスCが、コンプレッサホイール61のインデューサ部61iの周囲で、羽根62の上流端部62aに近いほど大きくなっているので、凝縮水が吸気通路32wの特定区間32t内に流入してクリアランスC内に入っても、吸気を導入して加速し始めるコンプレッサホイール61のインデューサ部61iの周囲で、凝縮水の液滴径は小さくなる。しかも、凝縮水が羽根62の下流端部62b側に達するときには凝縮水の液滴径が十分に小さくなるので、凝縮水の衝突によるコンプレッサホイール61の損傷が効果的に防止されることになる。よって、インデューサ部61iの上流側付近での吸気抵抗を低減しつつ、インデューサ部61iの下流側付近で空気の流速を十分に高めることができる。   Further, in the present embodiment, the clearance C becomes larger around the inducer portion 61i of the compressor wheel 61 and closer to the upstream end portion 62a of the blade 62, so that the condensed water is within the specific section 32t of the intake passage 32w. Even if it flows into the clearance C and enters the clearance C, the droplet diameter of the condensed water decreases around the inducer 61i of the compressor wheel 61 that starts to accelerate by introducing the intake air. Moreover, when the condensed water reaches the downstream end portion 62b side of the blade 62, the droplet diameter of the condensed water becomes sufficiently small, so that the compressor wheel 61 is effectively prevented from being damaged by the collision of the condensed water. Therefore, it is possible to sufficiently increase the air flow velocity near the downstream side of the inducer 61i while reducing the intake resistance near the upstream side of the inducer 61i.

加えて、インレット部67における内周壁面66wと環状ガイド部64aの外周面S2との間に、クリアランスCに連通するとともに排気還流通路63に連通する環状通路65が形成されているので、排気還流通路63から吸気通路32wの特定区間32t内に凝縮水が流入しても、略円筒状の環状通路65を通る上流側からの空気と共に凝縮水が軸方向および周方向に分散され、凝縮水の液滴径が小さくなる。また、クリアランスCの上流側部分C1がさほど大きくなくても、環状通路65の下流端部における所要の還流排気ガスの導入通路断面積を確保できることになる。   In addition, an annular passage 65 communicating with the clearance C and communicating with the exhaust recirculation passage 63 is formed between the inner peripheral wall surface 66w of the inlet portion 67 and the outer peripheral surface S2 of the annular guide portion 64a. Even if the condensed water flows from the passage 63 into the specific section 32t of the intake passage 32w, the condensed water is dispersed in the axial direction and the circumferential direction together with the air from the upstream side passing through the substantially cylindrical annular passage 65. The droplet diameter is reduced. Further, even if the upstream portion C1 of the clearance C is not so large, it is possible to secure a required recirculation exhaust gas introduction passage cross-sectional area at the downstream end portion of the annular passage 65.

本実施形態では、ガイド部材64の環状ガイド部64aの内周面S1と複数の羽根62の上流端部62aの近傍における外縁面62eとの半径方向の離間距離t1が、クリアランスCのうち羽根62の下流端部62b側に位置する下流側部分C2の隙間値t2と略等しく設定されているので、この点からも、ガイド部材64の環状ガイド部64aの内方ではインレット部67からコンプレッサホイール61に空気が確実に導入されることになり、良好な過給効率が得られる。   In the present embodiment, the radial separation distance t1 between the inner peripheral surface S1 of the annular guide portion 64a of the guide member 64 and the outer edge surface 62e in the vicinity of the upstream end portion 62a of the plurality of blades 62 is the blade 62 of the clearance C. Since the clearance value t2 of the downstream portion C2 located on the downstream end portion 62b side of the guide member 64 is set to be approximately equal to this, also from this point, the inlet portion 67 to the compressor wheel 61 is formed inside the annular guide portion 64a of the guide member 64. As a result, air is surely introduced to the tank, and good supercharging efficiency can be obtained.

また、ガイド部材64の環状ガイド部64aの外周面S2と羽根62の上流端部62aの近傍における内周壁面66wとの間の半径方向の離間距離t3が、クリアランスCのうち下流側部分C2の隙間値t2より広く設定されているので、環状ガイド部64aの外方で還流排気ガスの導入通路断面積が確保されるだけでなく、環状ガイド部64aによる圧力の損失も抑えられることになる。   Further, the radial separation distance t3 between the outer peripheral surface S2 of the annular guide portion 64a of the guide member 64 and the inner peripheral wall surface 66w in the vicinity of the upstream end portion 62a of the blade 62 is the downstream portion C2 of the clearance C. Since it is set wider than the gap value t2, not only the recirculated exhaust gas introduction passage cross-sectional area is secured outside the annular guide portion 64a, but also the pressure loss due to the annular guide portion 64a is suppressed.

さらに、排気還流通路63から吸気通路32wの特定区間32t内への排気ガスの導入方向が、コンプレッサホイール61の回転方向に方向付けられているので、排気還流通路63から特定区間32t内に流入する還流排気ガスがコンプレッサホイール61の回転方向に流動しつつインデューサ部61iの周囲のクリアランスC内に案内され、コンプレッサホイール61側に効率良く導入され得ることとなる。また、還流排気ガスと共に凝縮水が流入しても、コンプレッサホイール61の回転方向に流動する空気により効果的に凝縮水滴が拡散され、その液滴径が小さくなる。   Further, since the exhaust gas introduction direction from the exhaust gas recirculation passage 63 into the specific section 32t of the intake passage 32w is directed to the rotation direction of the compressor wheel 61, the exhaust gas flows from the exhaust gas recirculation path 63 into the specific section 32t. The recirculated exhaust gas is guided in the clearance C around the inducer 61 i while flowing in the rotation direction of the compressor wheel 61, and can be efficiently introduced to the compressor wheel 61 side. Further, even if condensed water flows together with the recirculated exhaust gas, the condensed water droplets are effectively diffused by the air flowing in the rotation direction of the compressor wheel 61, and the droplet diameter is reduced.

また、排気還流通路63の環状の連通路63cがコンプレッサホイール61のインデューサ部61iから一定距離を隔てつつ内周壁面66wの全周に及んで環状に開口しているので、排気還流通路63から吸気通路32wの特定区間32t内に流入する還流排気ガスがコンプレッサホイール61の回転方向の全域に均等に導入されつつインデューサ部61iの周囲のクリアランスC内に案内されることになり、この点からも、還流排気ガスがコンプレッサホイール61側に効率良く導入される。   Further, since the annular communication passage 63c of the exhaust gas recirculation passage 63 is annularly opened over the entire circumference of the inner peripheral wall surface 66w while being separated from the inducer portion 61i of the compressor wheel 61 by a predetermined distance, From this point, the recirculated exhaust gas flowing into the specific section 32t of the intake passage 32w is guided into the clearance C around the inducer portion 61i while being uniformly introduced throughout the rotation direction of the compressor wheel 61. However, the recirculated exhaust gas is efficiently introduced into the compressor wheel 61 side.

加えて、ガイド部材64の環状ガイド部64aは、排気還流通路63の連通路63cの開口位置よりも上流側で、インレット部67に支持されているので、排気還流通路63から特定区間32t内に流入する還流排気ガスの流れが環状ガイド部64aの支持部によって遮られたり妨げられたりすることがなく、コンプレッサホイール61側により効率良く導入される。   In addition, the annular guide portion 64a of the guide member 64 is supported by the inlet portion 67 on the upstream side of the opening position of the communication passage 63c of the exhaust gas recirculation passage 63. The flow of the recirculated exhaust gas flowing in is not blocked or hindered by the support portion of the annular guide portion 64a, and is efficiently introduced into the compressor wheel 61 side.

このように、本実施形態の内燃機関の過給装置においては、排気還流通路63から吸気通路32wの特定区間32t内に排気ガスが還流するとき、その排気ガスがガイド部材64によってコンプレッサハウジング66の内周壁面66wとコンプレッサホイール61の羽根62の外縁面62eとの間のクリアランスCに案内されるようにしているので、還流排気ガス中の水分から凝縮水が生じてそれが吸気通路32wの特定区間32t内に流入したとしても、クリアランスCのうち上流側部分C1が下流側部分C2に対して大きくなっていることと、ガイド部材64による還流排気ガスのクリアランスC中への案内作用とによって、液滴径の大きな凝縮水がコンプレッサホイール61の複数の羽根62の上流端部62a付近に衝突することを防止できる。しかも、クリアランスCがコンプレッサホイール61の羽根62の上流端部62a付近で大きくなっていることにより、吸気抵抗も抑えることができる。   As described above, in the supercharging device for the internal combustion engine according to the present embodiment, when the exhaust gas recirculates from the exhaust recirculation passage 63 into the specific section 32t of the intake passage 32w, the exhaust gas flows into the compressor housing 66 by the guide member 64. Since it is guided by the clearance C between the inner peripheral wall surface 66w and the outer edge surface 62e of the blade 62 of the compressor wheel 61, condensed water is generated from the moisture in the recirculated exhaust gas, which is used to specify the intake passage 32w. Even if it flows into the section 32t, the upstream portion C1 of the clearance C is larger than the downstream portion C2, and the guide member 64 guides the recirculated exhaust gas into the clearance C. Condensed water having a large droplet diameter is prevented from colliding with the vicinity of the upstream ends 62 a of the plurality of blades 62 of the compressor wheel 61. It can be. In addition, since the clearance C is increased in the vicinity of the upstream end portion 62a of the blade 62 of the compressor wheel 61, the intake resistance can be suppressed.

その結果、圧力損失による過給効率の低下を抑えつつ凝縮水のインペラ部61pへの衝突によるコンプレッサホイール61の損傷を防止することのできるターボ式過給装置5を提供することができる。   As a result, it is possible to provide the turbocharger 5 that can prevent the compressor wheel 61 from being damaged by the collision of the condensed water with the impeller portion 61p while suppressing the decrease in the supercharging efficiency due to the pressure loss.

なお、上述の一実施形態では、コンプレッサホイール61を排気タービン7側から駆動するターボ式過給装置5として説明したが、本発明の過給装置は、他の回転駆動源を用いる過給装置にも適用可能である。また、本発明は、低圧EGR装置であるLPL−EGR装置8のみを有するエンジン1を例示したが、高圧EGR装置を併有する内燃機関あるいはPCVシステムを有する内燃機関であってもよいことはいうまでもない。また、上述の一実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した場合であったが、本発明にいう内燃機関はディーゼルエンジンに限定されるものでないことはいうまでもない。さらに、本発明は、EGR装置を備えた内燃機関に限らず、凝縮水を生じ得るPCVガス等の他のガスを過給用のコンプレッサホイールによって吸入空気と共に圧縮するような場合には、本発明を適用可能である。   In the above-described embodiment, the turbocharger 5 that drives the compressor wheel 61 from the exhaust turbine 7 side has been described. However, the turbocharger of the present invention is a supercharger that uses another rotational drive source. Is also applicable. Further, the present invention exemplifies the engine 1 having only the LPL-EGR device 8 which is a low pressure EGR device, but it may be an internal combustion engine having a high pressure EGR device or an internal combustion engine having a PCV system. Nor. Moreover, although one above-mentioned embodiment was a case where this invention was applied to the diesel engine, it cannot be overemphasized that the internal combustion engine said to this invention is not limited to a diesel engine. Furthermore, the present invention is not limited to an internal combustion engine equipped with an EGR device, and in the case where other gases such as PCV gas capable of generating condensed water are compressed together with intake air by a supercharging compressor wheel. Is applicable.

以上説明したように、本発明に係る内燃機関の過給装置は、排気還流通路から吸気通路の特定区間内に排気ガスが還流するとき、その排気ガスがガイド部材によってコンプレッサハウジングの内周壁面とコンプレッサホイールの羽根の外縁面との間のクリアランスに案内されるようにしているので、還流排気ガス中の水分から凝縮水が生じてそれが吸気通路の特定区間内に流入したとしても、クリアランスの上流側部分が下流側部分に対して大きくなっていることとガイド部材による還流排気ガスの案内作用とによって、液滴径の大きな凝縮水がコンプレッサホイールの羽根の上流端部付近に衝突することを防止でき、しかも、クリアランスがコンプレッサホイールの羽根の上流端部付近で大きくなっていることにより、吸気抵抗も抑えることができる。その結果、圧力損失による過給効率の低下を抑えつつ凝縮水のインペラ部への衝突によるコンプレッサホイールの損傷を防止することのできる過給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関からの排気再循環経路に組み込まれて還流排気ガスと共に空気を過給する内燃機関の過給装置全般に有用である。   As described above, when the exhaust gas recirculates from the exhaust gas recirculation passage into a specific section of the intake air passage, the supercharging device for an internal combustion engine according to the present invention is guided by the guide member to the inner peripheral wall surface of the compressor housing. Since it is guided by the clearance between the outer peripheral surfaces of the blades of the compressor wheel, even if condensed water is generated from the moisture in the recirculated exhaust gas and flows into a specific section of the intake passage, Due to the fact that the upstream part is larger than the downstream part and the guide action of the reflux exhaust gas by the guide member, the condensed water having a large droplet diameter collides with the vicinity of the upstream end of the blade of the compressor wheel. In addition, since the clearance is increased near the upstream end of the compressor wheel blades, intake resistance can be suppressed. Can. As a result, there is an effect that it is possible to provide a supercharging device capable of preventing damage to the compressor wheel due to collision with the impeller portion of the condensed water while suppressing reduction in supercharging efficiency due to pressure loss, The present invention is useful for a general supercharging device for an internal combustion engine that is incorporated in an exhaust gas recirculation path from the internal combustion engine and supercharges air together with the recirculated exhaust gas.

1 エンジン(内燃機関、ディーゼルエンジン)
5 ターボ式過給装置(過給装置)
6 吸入空気コンプレッサ(遠心圧縮機)
8 LPL−EGR装置(低圧EGR装置)
32w 吸気通路
32t 特定区間
42w 排気通路
44 排気浄化ユニット
61 コンプレッサホイール
61h ハブ部
61i インデューサ部
61p インペラ部
62 羽根(複数の羽根)
62a 上流端部
62b 下流端部
62e 外縁面
63 排気還流通路
64 ガイド部材
64a 環状ガイド部
65 環状通路
66 コンプレッサハウジング
66w 内周壁面
67 インレット部
68 シュラウド部
69 ディフューザ部
81w 低圧側排気還流通路
C クリアランス
C1 上流側部分(クリアランスの上流側部分)
C2 下流側部分(クリアランスの下流側部分)
S1 内周面(環状ガイド部の内周面)
S2 外周面(環状ガイド部の外周面)
t1 離間距離
t2 下流側部分の隙間値
t3 半径方向の離間距離
1 engine (internal combustion engine, diesel engine)
5 Turbo-type supercharger (supercharger)
6 Intake air compressor (centrifugal compressor)
8 LPL-EGR equipment (low pressure EGR equipment)
32w Intake passage 32t Specific section 42w Exhaust passage 44 Exhaust purification unit 61 Compressor wheel 61h Hub portion 61i Inducer portion 61p Impeller portion 62 Blades (multiple blades)
62a upstream end portion 62b downstream end portion 62e outer edge surface 63 exhaust recirculation passage 64 guide member 64a annular guide portion 65 annular passage 66 compressor housing 66w inner peripheral wall 67 inlet portion 68 shroud portion 69 diffuser portion 81w low pressure side exhaust recirculation passage C clearance C1 Upstream part (upstream part of clearance)
C2 Downstream part (downstream part of clearance)
S1 Inner peripheral surface (inner peripheral surface of the annular guide)
S2 outer peripheral surface (the outer peripheral surface of the annular guide)
t1 Separation distance t2 Gap value in downstream portion t3 Radial separation distance

Claims (8)

内燃機関の吸気通路のうち特定区間を形成するコンプレッサハウジングと、
前記コンプレッサハウジングの内部に配置される複数の羽根を有するコンプレッサホイールと、を備え、
前記コンプレッサハウジングが、空気を導入するインレット部と、該インレット部の下流側で前記コンプレッサホイールの前記複数の羽根の外側縁を取り囲むシュラウド部と、前記シュラウド部より下流側に位置するディフューザ部と、を有するとともに、
前記インレット部には、前記内燃機関の排気ガスの一部を前記特定区間内に還流させる排気還流通路が開口している内燃機関の過給装置であって、
前記コンプレッサハウジングの内周壁面と該内周壁面に近接する前記コンプレッサホイールの前記羽根の外縁面との間のクリアランスが、前記羽根の下流端部側に位置するその下流側部分に対して前記羽根の上流端部の近傍に位置するその上流側部分で大きくなっており、
前記コンプレッサハウジングの前記インレット部には、前記排気還流通路から前記特定区間内に還流する排気ガスを前記クリアランス内に案内するガイド部材が設けられていることを特徴とする内燃機関の過給装置。
A compressor housing forming a specific section of the intake passage of the internal combustion engine;
A compressor wheel having a plurality of blades disposed inside the compressor housing,
The compressor housing includes an inlet portion for introducing air; a shroud portion that surrounds an outer edge of the plurality of blades of the compressor wheel on the downstream side of the inlet portion; and a diffuser portion positioned on the downstream side of the shroud portion; And having
The supercharging device for an internal combustion engine in which an exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine into the specific section is opened in the inlet portion,
The clearance between the inner peripheral wall surface of the compressor housing and the outer edge surface of the blade of the compressor wheel adjacent to the inner peripheral wall surface is smaller than the downstream portion of the blade located on the downstream end side of the blade. Is larger at its upstream part located near the upstream end of
A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that a guide member for guiding exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation passage into the specific section into the clearance is provided in the inlet portion of the compressor housing.
前記コンプレッサホイールが、前記コンプレッサハウジングの前記インレット部を通し空気を導入するインデューサ部を有し、
前記クリアランスが、前記コンプレッサホイールの前記インデューサ部の周囲で、前記羽根の上流端部に近いほど大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の過給装置。
The compressor wheel has an inducer for introducing air through the inlet of the compressor housing;
2. The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the clearance is larger around the inducer portion of the compressor wheel and closer to an upstream end portion of the blade.
前記ガイド部材が、下流端側で前記コンプレッサホイールの前記羽根の上流端部に近接する略円筒状の環状ガイド部を有し、
前記インレット部の内周壁面と前記環状ガイド部の外周面との間に、前記クリアランスに連通するとともに前記排気還流通路に連通する環状通路が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の過給装置。
The guide member has a substantially cylindrical annular guide portion adjacent to an upstream end portion of the blade of the compressor wheel on a downstream end side;
2. An annular passage communicating with the clearance and communicating with the exhaust gas recirculation passage is formed between an inner peripheral wall surface of the inlet portion and an outer peripheral surface of the annular guide portion. Item 3. The supercharging device for an internal combustion engine according to Item 2.
前記ガイド部材の前記環状ガイド部の内周面と前記羽根の上流端部の近傍における前記羽根の外縁面との半径方向の離間距離が、前記クリアランスのうち前記羽根の下流端部側に位置する前記下流側部分と略等しく設定されていることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の過給装置。   A radial separation distance between the inner peripheral surface of the annular guide portion of the guide member and the outer edge surface of the blade in the vicinity of the upstream end portion of the blade is located on the downstream end side of the blade in the clearance. The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the supercharging device is set to be substantially equal to the downstream portion. 前記ガイド部材の前記環状ガイド部の外周面と前記羽根の上流端部の近傍における前記シュラウド部または前記インレット部の内周壁面との半径方向の離間距離が、前記クリアランスの前記下流側部分より広く設定されていることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の過給装置。   A radial separation distance between the outer peripheral surface of the annular guide portion of the guide member and the inner peripheral wall surface of the shroud portion or the inlet portion in the vicinity of the upstream end portion of the blade is wider than the downstream portion of the clearance. The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the supercharging device is set. 前記排気還流通路から前記吸気通路の特定区間内への前記排気ガスの導入方向が、前記コンプレッサホイールの回転方向に方向付けられていることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の過給装置。   The supercharging of the internal combustion engine according to claim 2, wherein a direction of introduction of the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage into a specific section of the intake passage is directed to a rotation direction of the compressor wheel. apparatus. 前記排気還流通路が前記コンプレッサホイールの前記インデューサ部から一定距離を隔てるよう前記インレット部の内周壁面の全周に及ぶ環状に開口していることを特徴とする請求項2または請求項6に記載の内燃機関の過給装置。   The said exhaust gas recirculation | circulation passage is opened in the cyclic | annular form covering the perimeter of the inner peripheral wall surface of the said inlet part so that a fixed distance may be spaced apart from the said inducer part of the said compressor wheel, The Claim 2 or Claim 6 characterized by the above-mentioned. The internal combustion engine supercharging device described. 前記ガイド部材の前記環状ガイド部は、前記排気還流通路が前記インレット部の内周壁面に開口する開口範囲よりも上流側で、前記インレット部に支持されていることを特徴とする請求項3ないし請求項5のうちいずれか1の請求項に記載の内燃機関の過給装置。   The annular guide portion of the guide member is supported by the inlet portion on the upstream side of an opening range in which the exhaust gas recirculation passage opens on the inner peripheral wall surface of the inlet portion. The supercharging device for an internal combustion engine according to any one of claims 5 to 6.
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