JP2018501427A

JP2018501427A - クランクケース換気吸引器

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Publication number: JP2018501427A
Application number: JP2017533523A
Authority: JP
Inventors: ディヴィッド・フレッチャー; ブライアン・エム・グレイチェン; ジェームズ・エイチ・ミラー; キース・ハンプトン
Original assignee: Dayco IP Holdings LLC
Current assignee: Dayco IP Holdings LLC
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-01-06
Also published as: EP3242997B1; CN107110007B; US20160201552A1; US10100720B2; JP6480589B2; KR20170102868A; EP3242997A4; BR112017012297A2; KR102255542B1; WO2016112063A1; WO2016112063A8; CN107110007A; EP3242997A1

Abstract

ターボ過給式エンジンエアシステムが開示される。当該システムは、真空消費デバイスと、エンジンの吸気マニホールドに流体的に接続されたコンプレッサーを有するターボチャージャーと、コンプレッサーの上流に配置された第１のチェックバルブと、コンプレッサーの下流でかつ吸気マニホールドの上流に配置された第２のチェックバルブと、吸引器とを具備する。吸引器は、収束原動セクションと、開拡排出セクションと、少なくとも一つの吸引ポートと、収束原動セクションの出口端部と開拡排出セクションの入口端部との間に配置された少なくとも一つのベンチュリー間隙とを備える。吸引器の開拡排出セクションは、第１のチェックバルブと第２のチェックバルブの両方に流体的に接続される。吸引ポートは真空消費デバイスに流体的に接続される。

Description

本出願は、２０１５年１月９日出願された米国仮出願第６２／１０１，６５２号の利益を主張する。

本出願は、吸引器を使用して真空を発生させるオペレーティングシステムに関し、特に、吸引器がターボ過給式エンジンエアシステムのクランクケース換気システムにあらゆる動作条件で真空を提供するオペレーティングシステムに関する。

あるビークルでは、真空は、さまざまなデバイスを動作させあるいはその動作を支援するために使用される。例えば、真空は、ドライバー使用ビークルブレーキ、クランクケース換気、ターボチャージャー動作、燃料蒸気パージング、加熱および換気システム作動、および駆動系コンポーネント作動を支援するために使用できる。ビークルが、吸気マニホールドからのように自然に真空を発生しない場合、そのようなデバイスを動作させるために別個の真空源が必要とされる。例えば、吸気マニホールド圧力が大気圧よりも高い圧力であることが多い、いくつかの昇圧エンジンでは、吸気マニホールド真空は、吸引器からの真空で置き換えられたり、あるいはそれによって増強されたりすることがある。

本明細書で使用される場合、吸引器は、三つの接続部、原動ポート、排出ポートおよび真空を必要とするデバイスに接続された吸引ポートを有する収束・開拡ノズルアセンブリとして規定される。吸引器は、原動および排出ポートの圧力に応じて、エジェクターまたはアスピレーターであってもよい。具体的には、吸引器の原動ポートの圧力が大気圧であり、排出ポートが大気圧よりも低い場合、吸引器はアスピレーターとして動作することができる。吸引器の原動ポートの圧力が大気圧よりも高く、吸引器の排出ポートが原動ポートの圧力よりも低いが少なくとも大気圧である場合、吸引器はエジェクターとして動作する。空気を真空リザーバーから引き出すことができるか、あるいは空気が真空を必要とするデバイスに直接作用し、これによって真空リザーバーまたは真空を必要とするデバイス内の圧力を減少させることができるように、吸引器内に低圧領域を作り出すことができる。

当業者であれば、昇圧されたエンジン（すなわち出力および全体効率を改善するためにターボチャージャーを含むエンジン）が、全ての運転条件でクランクケース換気を必要とすることを容易に理解する。したがって、当技術分野では、ターボ過給式エンジンエアシステムのクランクケース換気システムに全ての動作条件で真空を提供する吸引器が引き続き必要とされている。

一実施形態では、ターボ過給式エンジンエアシステムが開示される。当該システムは、真空消費デバイスと、エンジンの吸気マニホールドに流体的に接続されたコンプレッサーを有するターボチャージャーと、コンプレッサーの上流に配置された第１のチェックバルブおよびコンプレッサーの下流でかつ吸気マニホールドの上流に配置された第２のチェックバルブと、吸引器とを具備する。吸引器は、収束原動セクションと、開拡排出セクションと、少なくとも一つの吸引ポートと、収束原動セクションの出口端部と開拡排出セクションの入口端部との間に配置された少なくとも一つのベンチュリー間隙とを備える。吸引器の開拡排出セクションは、第１のチェックバルブと第２のチェックバルブの両方に流体的に接続される。吸引ポートは真空消費デバイスに流体的に接続される。第１のチェックバルブおよび第２のチェックバルブは、吸引器の収束原動セクションにおける圧力が常に開拡排出セクションの圧力を上回ることを保証する。

別の実施形態では、ターボ過給式エンジンエアシステムが開示される。当該システムは、出口を備えたオイルミストセパレーターを有するクランクケース換気システムと、エンジンの吸気マニホールドに流体的に接続されたコンプレッサーを有するターボチャージャーと、コンプレッサーの上流に配置された第１のチェックバルブおよびコンプレッサーの下流でかつ吸気マニホールドの上流に配置された第２のチェックバルブと、吸引器とを備える。吸引器は、収束原動セクションと、開拡排出セクションと、少なくとも一つの吸引ポートと、収束原動セクションの出口端部と開拡排出セクションの入口端部との間に配置された少なくとも一つのベンチュリー間隙とを備える。吸引器の開拡排出セクションは、第１のチェックバルブと第２のチェックバルブの両方に流体的に接続される。吸引ポートはクランクケース換気システムのオイルミストセパレーターの出口に流体的に接続される。第１のチェックバルブおよび第２のチェックバルブは、吸引器の収束原動セクションにおける圧力が常に開拡排出セクションの圧力を上回ることを保証する。

吸引器を含む内燃エンジンターボシステムの一実施形態の流路および流れ方向を含む概略図である。図１に示す吸引器の一実施形態の斜視図である。図２に示す吸引器の断面図である。図１に示す吸引器の別な実施形態の斜視図である。図４に示す吸引器の断面図である。図１に示す吸引器のさらに別の実施形態の斜視図である。図６に示す吸引器の断面図である。オイルミストセパレーターの出口に接続された、図２および図３に示す吸引器を示す図である。オイルミストセパレーターの出口に接続された、図４および図５に示す吸引器を示す図である。第１の動作条件の間の、図２および図３に示される吸引器およびオイルミストセパレーター内の流体の流れを示すベクトル図である。第２の動作条件の間の、図２および図３に示される吸引器およびオイルミストセパレーター内の流体の流れを示すベクトル図である。第１の動作条件の間の、図４および図５に示される吸引器およびオイルミストセパレーター内の流体の流れを示すベクトル図である。第２の動作条件の間の、図４および図５に示される吸引器およびオイルミストセパレーター内の流体の流れを示すベクトル図である。

以下の詳細な説明は本発明の一般的な原理を説明するものであり、その例が添付図面にさらに示されている。図面において、同様の参照数字は同一または機能的に類似の要素を示す。本明細書で使用される場合、流体という用語は、液体、懸濁液、コロイド、気体、プラズマまたはそれらの組み合わせを含み得る。

図１を参照すると、真空を提供するための例示的なターボ過給式エンジンエアシステム１０が開示されている。このエンジンエアシステム１０は、内燃エンジン１２、エアクリーナー１４、吸引器２０、コンプレッサー２４、タービン２６、スロットル２８、給気クーラー（ＣＡＣ）３０、第１のチェックバルブ３２および第２のチェックバルブ３４を含み得る。内燃エンジン１２は、例えば、スパーク点火（ＳＩ）エンジンまたは圧縮点火（ＣＩ）エンジンであってもよい。一実施形態では、内燃エンジン１２は、ハイブリッドビークルの一部である電気モーター／バッテリーシステムに含まれていてもよい。図１に示す実施形態では、内燃エンジン１２は昇圧される。これは、コンプレッサー２４およびタービン２６が、内燃エンジン１２の出力および全体効率を向上させるためのターボチャージャーの一部であり得ることを意味する。タービン２６は、（図１には示していない）タービンホイールを備えていてもよく、これは排気エネルギーを利用し、（図１には示されていない）コンプレッサーホイールを回転させるために共通シャフト４０を介して排気エネルギーを機械的仕事へと変換する。コンプレッサーホイールは、空気を取り込み、それを圧縮し、それを内燃エンジン１２の吸気マニホールド４２内に高い作動圧力で供給する。

吸引器２０にはコンプレッサー２４から空気が供給される。具体的には、大気圧の清浄空気は、エアクリーナー１４を出て、吸引器２０を通過する前にコンプレッサー２４によって圧縮されてもよい。以下に詳細に説明するように、吸引器２０は、エンジン１２のクランクケース換気システム５２に真空を提供するために利用できる。特に、吸引器２０は、エンジン１２が全ての条件で作動するとき（すなわち、エンジン１２が昇圧下でかつ部分負荷状態である間）、積極的なクランクケース換気を可能にする。

ＣＡＣ３０は、コンプレッサー２４の下流でかつスロットル２８の上流に配置されてもよい。スロットル２８は、エアクリーナー１４、コンプレッサー２４およびＣＡＣ３０の下流であって、かつ、内燃エンジン１２の吸気マニホールド４２の上流に配置されてもよい。スロットル２８は、オペレータがアクセルペダル（図示せず）を踏み込んだ時に開かれてもよい。スロットル２８が開かれると、コンプレッサー２４からの圧縮空気は、内燃エンジン１２の吸気マニホールド４２を自由に満たすことができ、これによって吸気マニホールド４２の圧力を上昇させる。当業者は、スロットル２８が、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に基づいて複数の部分的に開いた位置に配置可能であることを理解する。エンジンエアシステム１０がターボ過給されるので、吸気マニホールド４２の圧力は、スロットル２８が開かれると、大気よりも高い圧力まで増加し得る。

吸引器２０は、第１のエンジンエア接続部４４と、第２のエンジンエア接続部４６と、空気圧作動式真空ポンプ５０とを含むことができる。空気圧作動式真空ポンプ５０の一実施形態を図２に示し、以下でより詳しく説明する。図１に戻ると、吸引器２０の第１のエンジンエア接続部４４は、ＣＡＣ３０の上流でかつコンプレッサー２４の下流の位置で、エンジンエアシステム１０に流体的に接続されてもよい。しかしながら、代替実施形態では、第１のエンジンエア接続部４４は、ＣＡＣ３０の下流でかつスロットル２８の上流に配置することができる。

接合部６０が、エンジンエアシステム１０の第２のエンジンエア接続部４６に沿って配置されてもよい。接合部６０は、二つの別個の位置６２，６４でエンジンエアシステム１０に流体的に接続された二つの流体導管へと分岐し得る。第１の位置６２は、コンプレッサー２４の上流であり、かつ、エアクリーナー１４の下流にある。第１のチェックバルブ３２は、第１の位置６２および接合部６０に接続された流体導管６６内に配置することができる。第２の位置６４は、吸気マニホールド４２の上流でかつスロットル２８の下流に配置される。第２のチェックバルブ３４は、第２の位置６４および接合部６０に接続された流体導管６８内に配置することができる。

図２は、図１に示される吸引器２０の一実施形態の斜視図であり、空気圧作動式真空ポンプ５０を示している。図１および図２の両方を参照すると、空気圧作動式真空ポンプ５０はエンジンエアシステム１０内でエジェクターとして動作し得る。すなわち、空気圧作動式の真空ポンプ５０は、大気圧よりも高い圧力源（例えば、コンプレッサー４２からのブースト圧力）に接続され、過給圧よりも低いシステム１０の部分に空気を排出する。

引き続き図１および図２を参照すると、本明細書で使用されるように、空気圧作動式真空ポンプ５０は、三つ以上の接続部を有する収束・開拡ノズルアセンブリであってもよい。空気圧作動式真空ポンプ５０は、エンジンエア接続部４４に流体的に接続された原動ポート７０と、エンジンエア接続部４６に流体的に接続された排出ポート７４と、内燃エンジン１２のクランクケース換気システム５２に流体的に接続された一つ以上の吸引ポート７２とを含み得る。図は、クランクケース換気システム５２に流体的に接続された吸引ポート７２を示しているが、吸引ポート７２はまた、例えばブレーキブーストキャニスターといった他のタイプの真空消費デバイスに接続されてもよいことを理解されたい。空気圧作動式真空ポンプ５０の原動ポート７０は、コンプレッサー２４の下流の位置でエンジンエアシステム１０と流体連通状態であってもよく、そして空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４は、第１の位置６２および第２の位置６４の両方でエンジンエアシステム１０と流体連通状態であってもよい。一実施形態では、空気圧作動式真空ポンプ５０の吸引ポート７２は、内燃エンジン１２のクランクケース換気システム５２に対して、クランクケース換気システム５２のオイルミストセパレーターの出口において流体的に接続されてもよい。オイルミストセパレーターは図８に示されている。しかしながら、図８に示すオイルミストセパレーターは空気圧作動式真空ポンプ５０の代替実施形態に設置されていることを理解されたい。

一実施形態では、空気圧作動式真空ポンプ５０は、ターボチャージャーのコンプレッサー２４を出る空気の上昇した温度に対応するために、少なくとも２００℃の温度に耐える材料で構成することができる。例えば、一実施形態では、空気圧作動式真空ポンプ５０は、Ryton（登録商標）の商品名で販売されているポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などのプラスチック、アルミニウムまたはマグネシウムなどの金属材料、および（単独であるいはガラス繊維、ミネラルまたはその他の強化剤のようなさまざまなフィラーと共に）ポリプロピレンから構成することができる。

図３は、図２に示す空気圧作動式真空ポンプ５０の断面図である。図２および図３を参照すると、空気圧作動式真空ポンプ５０はマルチベンチュリー吸引器であってもよい。図２および図３は本質的に単なる例示であり、本開示はマルチベンチュリー吸引器に限定されるものではないことを理解されたい。例えば、代替実施形態では、シングルベンチュリー吸引器を代わりに使用することができる。しかしながら、当業者であれば、マルチベンチュリー吸引器の一つの利点は、吸引器が、単一のベンチュリー間隙のみを有する吸引器と比較して、より広い範囲の流体流れ圧力（例えば、ブースト圧力）にわたって、使用可能な真空を生成できることであることを容易に理解する。

空気圧作動式真空ポンプ５０は、下側本体部分１０６と、一つに組み立てられたとき下側本体部分１０６の第１のベンチュリー間隙１１２と整列させられる第１の部分１１４および下側本体部分１０６の第２のベンチュリー間隙１１６と整列させられる第２の部分１１８を画定する上側本体部分１０８とを含む。空気圧作動式真空ポンプ５０の下側本体部分１０６は、導管１２２を収束セクション１２４および開拡セクション１２６へと分離する第１のベンチュリー間隙１１２を含む導管１２２を画定する。収束セクション１２４および開拡セクション１２６はいずれも、それらが第１のベンチュリー間隙１１２に近づくにつれて狭くなると共に高圧流体が収束セクション１２４から開拡セクション１２６内へと移動するとき高圧流体にベンチュリー効果をもたらす、連続的に徐々に先細になる内部通路を画定する。第２のベンチュリー間隙１１６は第１のベンチュリー間隙１１２の下流に配置され、空気圧作動式真空ポンプ５０の開拡セクション１２６を第１の部分１３０および第２の部分１３２へと分離させる。第１の部分１３０は、第１および第２のベンチュリー間隙１１２，１１６間に配置され、そして第１のベンチュリー間隙１１２の排出部１３４を含む。第２の部分１３２は、第２のベンチュリー間隙１１６の排出部１３５の下流に配置され、そして空気圧作動式真空ポンプ５０の排出口１３６まで延在する。

導管１２２の収束セクション１２４は、空気圧作動式真空ポンプ５０の原動ポート７０に流体的に接続されている。空気圧作動式真空ポンプ５０の原動入口７０は、エンジンエアシステムの第１のエンジンエア接続部４４（図１）に接続可能である。導管１２２の開拡セクション１２６は、空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４に流体的に接続される。空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４は、エンジンエアシステム１０の第２のエンジンエア接続部４６（図２）に接続可能である。空気圧作動式真空ポンプ５０の上側本体部分１０８は吸引ポート７２を画定する。上側本体部分１０８はまた、第１の部分１１４および第１のベンチュリー間隙１１２と流体連通する一つ以上の第１の開口１４８をそれ自体に画定することができる。上側本体部分１０８はさらに、第２の部分１１８および第２のベンチュリー間隙１１６と流体連通する一つ以上の第２の開口１４９をそれ自体に画定することができる。空気圧作動式真空ポンプ５０の吸引ポート７２は、エンジンエアシステム１０の（図１に示す）クランクケース換気システム５２に接続可能である。

空気圧作動式真空ポンプ５０のベンチュリー間隙１１２，１１６は、クランクケース換気システム５２のオイルミストセパレーターの出口から空気にさらされてもよい（オイルミストセパレーターは図８に示されており、以下でより詳細に説明する）。図３に示すように、空気圧作動式真空ポンプ５０のベンチュリー間隙１１２，１１６は、互いに分離されており、互いに空気を吸引しない（すなわち、ベンチュリー間隙１１２，１１６の間にクロスフローはない）。代わりに、空気圧作動式真空ポンプ５０のベンチュリー間隙１１２，１１６は、オイルミストセパレーターから空気を引き出すだけである。空気圧作動式真空ポンプ５０の完全な説明は、２０１４年７月１０日に出願された同時係属出願第６２／０２２，８３９号、２０１４年１月２０日に出願された第６１／９２９，２６４号、および２０１３年１０月８日に出願された第６１／８８８，１８６号に記載されており、その全体が参照により本明細書中に組み込まれる。

図３に示す実施形態では、空気圧作動式真空ポンプ５０は、この空気圧作動式真空ポンプ５０の第１の部分１１４または第２の部分１１８のいずれかに配置された、いかなるタイプのチェックバルブ要素も含まない。すなわち本開示の図１に示す吸引器２０は、チェックバルブを含まない。したがって、シーリング部材は、空気圧作動式真空ポンプ５０の第１の部分１１４または第２の部分１１８のいずれにも配置されない。しかしながら、別の実施形態では、チェックバルブは同様に含まれ得ることを理解されたい。

図１ないし図３を参照すると、エンジンエアシステム１０のチェックバルブ３２，３４は空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４に流体的に接続される。具体的には、第１のチェックバルブ３２は、専ら、空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４からの空気をコンプレッサー入口８０内へと通過させる。第２のチェックバルブ３４は、専ら、空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４からの空気をエンジン１２の吸気マニホールド４２内へと通過させる。チェックバルブ３２，３４は、空気圧作動式真空ポンプ５０の原動入口７０の圧力が、常に、空気圧作動式真空ポンプ５０の排出ポート７４の圧力よりも高い（すなわち、空気圧作動式真空ポンプ５０を横切って正の差圧が常に存在する）ことを保証するために設けられる。

図４および図５は、空気圧作動式真空ポンプ２５０のさらに別の実施形態を示している。図４および図５に示す実施形態では、空気圧作動式真空ポンプ２５０は、コンプレッサー４２（図１）に流体的に接続されると共にそれから圧縮空気が供給される原動ポート７０と、クランクケース換気システム５２（図１）に流体的に接続された吸引ポート７２と、ブースト圧よりも低い圧力に流体的に接続されると共にそれに空気を排出する排出ポート７４とを含む。図５を参照すると、空気圧作動式真空ポンプ２５０の通路２５４は、通路２５４の原動セクション２８０内の第１のテーパー部分２７２を含むことができる。通路２５４はまた、この通路２５４の排出セクション２７４内に、第２のテーパー部分２７３（原動コーンとも呼ばれる）を含むことができる。通路２５４の第１のテーパー部分２７２は、入口端部２８４および出口端部２８６を含むことができる。同様に、通路２５４の第２のテーパー部分２７３はまた、入口端部２８８および出口端部２９０を含むことができる。

図５から分かるように、空気圧作動式真空ポンプ２５０の第１のテーパー部分２７２は、ベンチュリー間隙２８２Ａによって、第２のテーパー部分２７３に流体的に結合することができる。ベンチュリー間隙２８２Ａは、吸引ポート７２を、空気圧作動式真空ポンプ２５０の原動セクション２８０および排出セクション２７４と流体連通状態とする流体接合部であってもよい。空気圧作動式真空ポンプ２５０の通路２５４の入口端部２８４，２８８および出口端部２８６，２９０は、これに限定されないが、円形、楕円形またはその他の多角形のような、いかなるタイプの輪郭を含んでいてもよい。さらに、通路２５４の入口端部２８４，２８８および出口端部２８６，２９０から延びる徐々に連続的に先細になる内径は、双曲面、放物面または円錐を画定することができる。第１のテーパー部分２７２の出口端部２８６および第２のテーパー部分２７３の入口端部２８８に関する、いくつかの例示的な構成が、２０１４年６月３日に出願された同時係属米国特許出願第１４／２９４，７２７４号の図４ないし図６に存在しており、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれる。

複数の付加的な間隙２８２Ｂ，２８２Ｃ，２８２Ｄを、空気圧作動式真空ポンプ２５０の第２のテーパー部分２７３に沿って、ベンチュリー間隙２８２Ａの下流に配置することができる。この実施形態では、図４および図５に示すように、空気圧作動式真空ポンプ２５０は合計四つの間隙を含み、三つの間隙２８２Ｂ，２８２Ｃ，２８２Ｄはベンチュリー間隙２８２Ａの下流に配置される。この説明は、空気圧作動式真空ポンプ２５０の単なる例示的な実施形態であることを理解されたい。当業者は、ベンチュリー間隙２８２Ａの下流に任意の数の間隙を配置することができることを容易に理解する。空気圧作動式真空ポンプ２５０の完全な説明は、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれる２０１４年８月６日に出願された同時係属米国特許出願第１４／４５２，６５１号に示されている。だが、図２および図３に示す実施形態と同様、吸引器２５０はチェックバルブを含まないことを理解されたい。特に、空気圧作動式真空ポンプ２５０の上面２９６に沿って配置されたチェックバルブ要素は存在しないことを理解されたい。

図６および図７は、空気圧作動式真空ポンプ３５０のさらに別な実施形態を示す。空気圧作動式真空ポンプ３５０は、コンプレッサー４２（図１）に流体的に接続されると共にそれから圧縮空気が供給される原動ポート７０と、クランクケース換気システム５２（図１）に流体的に接続された吸引ポート７２と、ブースト圧力よりも低い圧力に流体的に接続されると共にそこに空気を排出する排出ポート７４とを含む。図４および図５に示す実施形態と同様、吸引器３５０はまた、通路３５４の原動セクション３８０において第１のテーパー部分３７２を画定する通路３５４を含む。通路３５４はまた、この通路３５４の排出セクション３７４に第２のテーパー部分３７３を含むことができる。さらに、上述しかつ図４および図５に示す実施形態と同様に、空気圧作動式真空ポンプ３５０は、ベンチュリー間隙３８２Ａと、空気圧作動式真空ポンプ３５０の第２のテーパー部分３７３に沿ってベンチュリー間隙３８２Ａの下流に配置された複数の付加的な間隙３８２Ｂ，３８２Ｃ，３８２Ｄを含む。空気圧作動式真空ポンプ２５０ならびに空気圧作動式真空ポンプ３５０は、空気圧作動式真空ポンプ３５０がこの空気圧作動式真空ポンプ３５０の上面３９６に沿って実質的に尖ったあるいは「Ｖ」形状の輪郭を含む以外は、類似の構造を含む。上面３９６に沿った空気圧作動式真空ポンプ３５０の輪郭はまた、階段状形態と呼ぶこともできる。

図６および図７の両方を引き続き参照すると、さまざまな高さの一連の壁３９８Ａ，３９８Ｂ，３９８Ｃ，３９８Ｄ，３９８Ｅは、ベンチュリー間隙３８２Ａと、ベンチュリー間隙３８２Ａの下流に位置する間隙３８２Ｂ，３８２Ｃ，３８２Ｄとを画定する。特に、壁３９８Ａ，３９８Ｂはベンチュリー間隙３８２Ａを画定する。壁３９８Ｂ，３９８Ｃは間隙３８２Ｂを画定する。壁３９８Ｃ，３９８Ｄは間隙３８２Ｃを画定する。壁３９８Ｄ，３９８Ｅは間隙３８２Ｄを画定する。壁３９８Ａおよび３９８Ｅは、空気圧作動式真空ポンプ３５０のハウジング３９２の対向する端部４００に配置される。また、壁３９８Ａおよび３９８Ｅは、ハウジング３９２の底面４１０から測定される高さＨ１を含む。壁３９８Ｂおよび３９８Ｄは、ハウジング３９２の底面４１０からの高さＨ２を含み、ここで高さＨ２は高さＨ１よりも大きい。最後に、壁３９８Ｂと壁３９８Ｄとの間で中央に配置される壁３９８Ｃは、ハウジング３９２の底面４１０から測定した高さＨ３を含む。図６および図７から分かるように、壁３９８Ｃの高さＨ３は壁３９８Ｂおよび３９８Ｄの高さＨ２よりも大きい。壁３９８Ａ，３９８Ｂ，３９８Ｃ，３９８Ｄ，３９８Ｅは、空気圧作動式真空ポンプ３５０の上面３９６に沿って配置された尖った輪郭を形成し、ベンチュリー間隙３８２Ａと間隙３８２Ｂ，３８２Ｃ，３８２Ｄとの間のクロスフローの量を減少させるか、実質的に排除する。

図２および図３ならびに図４および図５に示しかつ上述した実施形態と同様、吸引器３５０はまたチェックバルブを含まないことを理解されたい。特に、空気圧作動式真空ポンプ３５０の上面３９６に沿って配置されたチェックバルブ要素は存在しないことを理解されたい。

図８は、（図１に示す）クランクケース換気システム５２のオイルミストセパレーターに組み付けられた空気圧作動式真空ポンプ２５０を示す図である。図８から分かるように、空気圧作動式真空ポンプ２５０の吸引ポート７２は、オイルミストセパレーター５００の出口５０２に流体的に接続されている。図９は空気圧作動式真空ポンプ３５０を示す図であり、空気圧作動式真空ポンプ３５０の吸引ポート７２はまた、オイルミストセパレーター５００の出口５０２に流体的に接続されている。

図１０および図１１は、吸引器２５０の吸引ポート７２とオイルミストセパレーター５００の入口５０２との間の流体の流れを示すベクトル図である。矢印は、吸引器２５０とオイルミストセパレーター５００の入口５０２との間の流体の流れの方向を示す。図１０は、吸引器２５０の原動入口７０（図１に示す）の圧力が大気圧を４ｋＰａ上回りかつオイルセパレーター５０２の入口５０２の圧力が大気圧を４ｋＰａ下回る第１の動作条件の間の流体の流れを示している。図１１は、吸引器２５０の原動入口７０（図１に示す）の圧力が大気圧を２０ｋＰａ上回りかつオイルセパレーター５０２の入口５０２の圧力が大気圧を４ｋＰａ下回る第２の動作条件を示している。図１０から分かるように、第１の動作条件の間、ベンチュリー間隙２８２Ａおよび間隙２８２Ｂの間には、オイルミストセパレーター５００の領域Ａにクロスフローが存在する。図１１を参照すると、第２の動作条件の間、ベンチュリー間隙２８２Ａおよび間隙２８２Ｃの間には、オイルミストセパレーター５００の領域Ｂにクロスフローが存在する。

図１２および図１３は、吸引器３５０の吸引ポート７２とオイルミストセパレーター５００の入口５０２との間の流体の流れを示すベクトル図である。特に、図１２は、吸引器３５０の原動入口７０（図１に示す）の圧力が大気圧を４ｋＰａ上回りかつオイルセパレーター５００の入口５０２の圧力が大気圧を４ｋＰａ下回る第１の動作条件における流体の流れを示している。図１３は、吸引器３５０の原動入口７０（図１に示す）の圧力が大気圧を２０ｋＰａ上回りかつオイルセパレーター５００の入口５０２の圧力が大気圧を４ｋＰａ下回る第２の動作条件を示している。概して図１０ないし図１３を参照すると、吸引器３５０の尖った輪郭は吸引器３５０の間隙３８２Ａと間隙３８２Ｂ，３８２Ｃ，３８２Ｄとの間に実質的にクロスフローを生じさせないことが分かる。

図を全体的に参照すると、開示された吸引器は、昇圧されたエンジンの全ての動作状態においてクランクケース換気システムに真空を提供するための比較的簡単で費用対効果の高いアプローチを提供する。現在入手可能ないくつかの吸引器とは異なり、開示された吸引器は、ターボ過給式エンジンエアシステム内の流体の流れを制限するチェックバルブを含まない。しかしながら、開示されたターボ過給式エンジンエアシステムは、エンジンエアシステム内の別個の導管内に配置された二つのチェックバルブを含むことができ、これは両方とも吸引器の排出ポートに流体的に接続される。チェックバルブは、吸引器の収束原動セクションの圧力が常に開拡排出セクションの圧力よりも高いことを保証する。

図面に示され、上述された本発明の実施形態は、特許請求の範囲内でなされ得る多くの実施形態の例示である。開示されたアプローチを利用して本開示の多数のその他の形態を創出し得ると考えられる。要するに、本明細書に由来する特許の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定されることが出願人の意図である。

１０ターボ過給式エンジンエアシステム
１２内燃エンジン
１４エアクリーナー
２０吸引器
２４コンプレッサー
２６タービン
２８スロットル
３０給気クーラー（ＣＡＣ）
３２第１のチェックバルブ
３４第２のチェックバルブ
４０共通シャフト
４２吸気マニホールド
４４第１のエンジンエア接続部
４６第２のエンジンエア接続部
５０空気圧作動式真空ポンプ
５２クランクケース換気システム
６０接合部
６２第１の位置
６４第２の位置
６６流体導管
６８流体導管
７０原動ポート
７２吸引ポート
７４排出ポート
８０コンプレッサー入口
１０６下側本体部分
１０８上側本体部分
１１２第１のベンチュリー間隙
１１４第１の部分
１１６第２のベンチュリー間隙
１１８第２の部分
１２２導管
１２４収束セクション
１２６開拡セクション
１３０第１の部分
１３２第２の部分
１３４排出部
１３５排出部
１３６排出口
１４８第１の開口
１４９第２の開口
２５０空気圧作動式真空ポンプ
２５４通路
２７２第１のテーパー部分
２７３第２のテーパー部分
２７４排出セクション
２８０原動セクション
２８２Ａベンチュリー間隙
２８２Ｂ〜Ｄ間隙
２８４入口端部
２８６出口端部
２８８入口端部
２９０出口端部
２９６上面
３５０空気圧作動式真空ポンプ
３５４通路
３７２第１のテーパー部分
３７３第２のテーパー部分
３７４排出セクション
３８０原動セクション
３８２Ａベンチュリー間隙
３８２Ｂ〜Ｄ間隙
３９２ハウジング
３９６上面
３９８Ａ〜Ｅ壁
４００端部
４１０底面
５００オイルミストセパレーター
５０２入口

Claims

ターボ過給式エンジンエアシステムであって、
真空消費デバイスと、
エンジンの吸気マニホールドに流体的に接続されたコンプレッサーを有するターボチャージャーと、
前記コンプレッサーの上流に配置された第１のチェックバルブおよび前記コンプレッサーの下流でかつ前記吸気マニホールドの上流に配置された第２のチェックバルブと、
吸引器と、を具備し、前記吸引器は、
収束原動セクションと、開拡排出セクションと、少なくとも一つの吸引ポートと、前記収束原動セクションの出口端部と前記開拡排出セクションの入口端部との間に配置された少なくとも一つのベンチュリー間隙と、を備え、前記吸引器の前記開拡排出セクションは、前記第１のチェックバルブおよび前記第２のチェックバルブの両方に流体的に接続され、かつ、前記吸引ポートは前記真空消費デバイスに流体的に接続され、かつ、前記第１のチェックバルブおよび前記第２のチェックバルブは、前記吸引器の前記収束原動セクションにおける圧力が常に前記開拡排出セクションの圧力を上回ることを保証する、ターボ過給式エンジンエアシステム。
前記ターボチャージャーのコンプレッサーの下流に配置された給気クーラー（ＣＡＣ）を備える、請求項１に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記ＣＡＣの上流でかつ前記ターボチャージャーの前記コンプレッサーの下流に配置された第１のエンジンエア接続部を備え、かつ、第２のエンジンエア接続部が前記吸引器の前記開拡排出セクションに流体的に接続されている、請求項２に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
接合部が第２のエンジンエア接続部に沿って配置され、かつ、二つの別個の位置で前記ターボ過給式エンジンエアシステムに接続される、請求項３に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記真空消費デバイスは、内燃エンジンのクランクケース換気システムである、請求項１に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器の前記吸引ポートが、前記クランクケース換気システムのオイルミストセパレーターの出口に流体的に接続されている、請求項５に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器は複数のベンチュリー間隙を含む、請求項６に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記複数のベンチュリー間隙は、前記複数のベンチュリー間隙が互いに空気を引き込まず、前記オイルミストセパレーターからのみ空気を引き込むように、互いに分離されている、請求項７に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記複数のベンチュリー間隙が表面を画定し、かつ、前記表面が実質的に尖った輪郭を含む、請求項７に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器は、少なくとも２００℃の温度に耐える材料で構成される、請求項１に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、金属材料およびポリプロピレンの一つから構成される、請求項１に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
ターボ過給式エンジンエアシステムであって、
出口を備えたオイルミストセパレーターを有するクランクケース換気システムと、
エンジンの吸気マニホールドに流体的に接続されたコンプレッサーを有するターボチャージャーと、
前記コンプレッサーの上流に配置された第１のチェックバルブおよび前記コンプレッサーの下流でかつ前記吸気マニホールドの上流に配置された第２のチェックバルブと、
吸引器と、を備え、前記吸引器は、
収束原動セクションと、開拡排出セクションと、少なくとも一つの吸引ポートと、前記収束原動セクションの出口端部と前記開拡排出セクションの入口端部との間に配置された少なくとも一つのベンチュリー間隙と、を備え、前記吸引器の前記開拡排出セクションは、前記第１のチェックバルブおよび前記第２のチェックバルブの両方に流体的に接続され、かつ、前記吸引ポートは前記クランクケース換気システムの前記オイルミストセパレーターの前記出口に流体的に接続され、かつ、前記第１のチェックバルブおよび前記第２のチェックバルブは、前記吸引器の前記収束原動セクションにおける圧力が常に前記開拡排出セクションの圧力を上回ることを保証する、ターボ過給式エンジンエアシステム。
前記ターボチャージャーのコンプレッサーの下流に配置された給気クーラー（ＣＡＣ）を含む、請求項１２に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記ＣＡＣの上流でかつ前記ターボチャージャーの前記コンプレッサーの下流に配置された第１のエンジンエア接続部を備え、かつ、第２のエンジンエア接続部が前記吸引器の前記開拡排出セクションに流体的に接続されている、請求項１３に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
接合部が前記第２のエンジンエア接続部に沿って配置され、かつ、二つの別個の位置でターボ過給式エンジンエアシステムに接続される、請求項１４に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器は複数のベンチュリー間隙を含む、請求項１２に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記複数のベンチュリー間隙は、前記複数のベンチュリー間隙が互いに空気を引き込まないように互いに分離されており、かつ、前記複数のベンチュリー間隙は前記オイルミストセパレーターからのみ空気を引き込む、請求項１６に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記複数のベンチュリー間隙が表面を画定し、かつ、前記表面が実質的に尖った輪郭を含む、請求項１６に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器は少なくとも２００℃の温度に耐える材料で構成される、請求項１２に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。
前記吸引器は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、金属材料およびポリプロピレンの一つから構成される、請求項１２に記載のターボ過給式エンジンエアシステム。