JP2020090934A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】過給時における過給機からの潤滑油の排出性が向上する内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関１０は、吸気管２０にコンプレッサ２４Ｃが設けられた過給機２４と、コンプレッサ２４Ｃよりも上流側の吸気管２０とコンプレッサ２４Ｃよりも下流側の吸気管２０とを接続するバイパス通路４２と、バイパス通路４２の途中に設けられたエゼクタ４０と、エゼクタ４０とクランクケース１９内とを連通させるブローバイガス通路ＢＰと、過給機２４に供給された潤滑油をクランクケース１９内に戻す戻し通路５０とを備えている。ブローバイガス通路ＢＰのクランクケース１９側の開口部３２ａと戻し通路５０のクランクケース１９側の開口部５０ａとを隣接して配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に関する。

例えば特許文献１に記載の過給機を備える内燃機関は、過給機に供給された潤滑油をクランクケース内に戻す戻し通路を備えている。

特開２０１６−９６３号公報

ところで、過給機による過給が行われない非過給域（自然吸気域）では、内燃機関の吸気通路内の負圧を利用してクランクケース内を負圧にすることが可能なため、そうした非過給域では、戻し通路を介して過給機内の潤滑油を吸引してクランクケース内に排出することができる。

しかし、過給機による過給が行われる過給域では、吸気通路内が正圧になるためにクランクケース内を負圧にすることが困難になる。そのため、過給時には過給機からの潤滑油の排出性が低下するおそれがある。

上記課題を解決する内燃機関は、吸気通路にコンプレッサが設けられた過給機と、前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路の途中に設けられたエゼクタと、前記エゼクタとクランクケース内とを連通させるブローバイガス通路と、前記過給機に供給された潤滑油を前記クランクケース内に戻す戻し通路と、を備えている。そして、前記ブローバイガス通路の前記クランクケース側の開口部と前記戻し通路の前記クランクケース側の開口部とが隣接して配置されている。

同構成によれば、過給機による過給が行われているときには、上記エゼクタで発生する負圧がブローバイガス通路を介してクランクケース内に作用するため、クランクケース内が負圧になる。このようにしてクランクケース内が負圧になると、過給機からクランクケース内には戻し通路を介して潤滑油が排出されるようになる。

ここで、ブローバイガス通路のクランクケース側の開口部は、エゼクタで発生した負圧がクランクケース内において最も強く作用する部位となっている。そこで、同構成では、当該負圧が最も強く作用するブローバイガス通路のクランクケース側の開口部と、戻し通路のクランクケース側の開口部とを隣接して配置している。そのため、それら各開口部が互いに大きく離れた位置に配置されている場合と比較して、戻し通路のクランクケース側の開口部の圧力は低くなり、過給機から戻し通路に吸入されてクランクケース内に排出される潤滑油の量が多くなる。従って、過給時における過給機からの潤滑油の排出性が向上するようになる。

一実施形態にかかる内燃機関を示す模式図。

以下、内燃機関を具体化した一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ヘッドカバー１３、及びオイルパン１４を備えている。シリンダブロック１１のシリンダ１６内には、ピストン１５が往復動可能に設けられている。シリンダ１６の壁面、ピストン１５の冠面、及びシリンダヘッド１２で囲まれる空間によって燃焼室１７が形成されている。

シリンダブロック１１の下部には、クランクシャフト１８を回転可能に支持するクランクケース１９が設けられている。このクランクケース１９の下方には、潤滑油を貯留する上記オイルパン１４が組み付けられている。

シリンダヘッド１２には、サージタンク６０を備える吸気マニホールド２９が接続されており、サージタンク６０の上流には吸気管２０が接続されている。吸気管２０及びサージタンク６０及び吸気マニホールド２９は内燃機関１０の吸気通路を構成している。

吸気管２０には、その上流から順に、エアクリーナ２１、燃焼室１７から出された排気を利用して駆動される過給機２４のコンプレッサ２４Ｃ、インタークーラ２７、及びスロットルバルブ２８が設置されている。

エアクリーナ２１では、吸気管２０に取り込まれる吸気の濾過が行われ、過給機２４では、吸気管２０に取り込まれた空気の圧送（過給）が行われる。また、インタークーラ２７では、コンプレッサ２４Ｃを通過した後の空気の冷却が行われ、スロットルバルブ２８の開度が調整されることによって吸入空気量の調整が行われる。

過給機２４の回転軸２４Ｓには、オイルパン１４に貯留されている潤滑油が供給される。そして、過給機２４には、その供給された潤滑油をクランクケース１９内に戻す戻し通路５０が接続されている。過給機２４に接続された戻し通路５０の末端は、クランクケース１９に接続されている。

内燃機関１０には、燃焼室１７からクランクケース１９内に漏れた燃焼ガス、いわゆるブローバイガスを処理するためのブローバイガス処理装置が設けられている。
このブローバイガス処理装置は、クランクケース１９内のブローバイガスを、ヘッドカバー１３に設けられたオイル分離器であるメインセパレータ３１に導くための吸引路３２を備えている。メインセパレータ３１に接続された吸引路３２の末端は、クランクケース１９内に開口している。

メインセパレータ３１は、差圧弁であるＰＣＶ（positive crankcase ventilation）バルブ３４及びＰＣＶ通路３５を介してサージタンク６０に接続されている。ＰＣＶバルブ３４は、サージタンク６０内の圧力がメインセパレータ３１内の圧力よりも低くなったときに開弁して、メインセパレータ３１からサージタンク６０へのブローバイガスの流入を許容する。

内燃機関１０が非過給状態（自然吸気状態）で運転されているときには、サージタンク６０内の圧力がメインセパレータ３１内の圧力よりも低くなるため、クランクケース１９内のブローバイガスは、吸引路３２、メインセパレータ３１、ＰＣＶバルブ３４、及びＰＣＶ通路３５を介してサージタンク６０内に吸引される。吸引されたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室１７に送られて燃焼される。

また、メインセパレータ３１には、接続通路４１を介してエゼクタ４０が接続されている。エゼクタ４０は、コンプレッサ２４Ｃよりも上流側の吸気管２０とコンプレッサ２４Ｃよりも下流側の吸気管２０とを接続するバイパス通路４２の途中に設けられている。エゼクタ４０は負圧を発生するための絞り部を備えている。

また、ブローバイガス処理装置は、空気をクランクケース１９に導入するための大気導入路３７を備えている。大気導入路３７は、吸気管２０におけるエアクリーナ２１とコンプレッサ２４Ｃの間の部位からヘッドカバー１３を貫通してシリンダヘッド１２及びシリンダブロック１１の内部を通り、クランクケース１９に繋がっている。大気導入路３７の途中には、ヘッドカバー１３内に設置されたオイル分離器である大気側セパレータ３８が設けられている。

内燃機関１０が過給状態で運転されているときには、コンプレッサ２４Ｃの下流側から上流側に向かってバイパス通路４２内を空気が流れることにより、エゼクタ４０の内部空間には負圧が生じる。そして、エゼクタ４０の内部空間に発生した負圧を利用することにより、クランクケース１９内のブローバイガスは、吸引路３２及びメインセパレータ３１及び接続通路４１で構成されるブローバイガス通路ＢＰを介してエゼクタ４０の内部に吸引される。エゼクタ４０に吸引されたブローバイガスは、空気とともにバイパス通路４２を介してコンプレッサ２４Ｃよりも上流側の吸気管２０に導入される。吸気管２０に導入されたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室１７に送られて燃焼される。

そして、本実施形態では、上記ブローバイガス通路ＢＰのクランクケース１９側の開口部、つまり上記吸引路３２のクランクケース１９側の開口部３２ａと、クランクケース１９に接続された戻し通路５０のクランクケース１９側の開口部５０ａとが隣接して配置されている。

次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）過給機２４による過給が行われているときには、エゼクタ４０で発生する負圧がブローバイガス通路ＢＰを介してクランクケース１９内に作用するため、クランクケース１９内が負圧になる。このようにしてクランクケース１９内が負圧になると、過給機２４からクランクケース１９内には戻し通路５０を介して潤滑油が排出されるようになる。

ここで、ブローバイガス通路ＢＰのクランクケース側の開口部、つまり吸引路３２の開口部３２ａは、エゼクタ４０で発生した負圧がクランクケース１９内において最も強く作用する部位となっている。そこで、本実施形態では、当該負圧が最も強く作用するブローバイガス通路ＢＰの開口部３２ａと、戻し通路５０のクランクケース側の開口部５０ａとを隣接して配置している。そのため、それら各開口部３２ａ、５０ａが互いに大きく離れた位置に配置されている場合と比較して、戻し通路５０のクランクケース１９側の開口部５０ａの圧力は低くなり、過給機２４から戻し通路５０に吸入されてクランクケース１９内に排出される潤滑油の量が多くなる。従って、過給時における過給機２４からの潤滑油の排出性が向上するようになる。

ちなみに、本実施形態では、過給機２４からの潤滑油の排出性についてその要求値を満たすために必要な戻し通路５０の開口部５０ａの負圧を要求負圧ＤＮＰとする。そして、上記開口部３２ａの周辺において過給機２４の過給時に上記要求負圧ＤＮＰとなる領域内に上記開口部５０ａが配置されるように、それら各開口部３２ａ、５０ａを隣接して配置することが好ましい。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・過給機２４は、排気を利用して吸気を過給するタイプの過給機であったが、その他のタイプの過給機でもよい。例えば、クランクシャフトやモータを駆動源とする過給機でもよい。

１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ヘッドカバー、１４…オイルパン、１５…ピストン、１６…シリンダ、１７…燃焼室、１８…クランクシャフト、１９…クランクケース、２０…吸気管、２１…エアクリーナ、２４…過給機、２４Ｃ…コンプレッサ、２４Ｓ…回転軸、２７…インタークーラ、２８…スロットルバルブ、２９…吸気マニホールド、３１…メインセパレータ、３２…吸引路、３２ａ…開口部、３４…ＰＣＶバルブ、３５…ＰＣＶ通路、３７…大気導入路、３８…大気側セパレータ、４０…エゼクタ、４１…接続通路、４２…バイパス通路、５０…戻し通路、５０ａ…開口部、６０…サージタンク、ＢＰ…ブローバイガス通路。

Claims (1)

1. 吸気通路にコンプレッサが設けられた過給機と、前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路の途中に設けられたエゼクタと、前記エゼクタとクランクケース内とを連通させるブローバイガス通路と、前記過給機に供給された潤滑油を前記クランクケース内に戻す戻し通路と、を備えており、
   前記ブローバイガス通路の前記クランクケース側の開口部と前記戻し通路の前記クランクケース側の開口部とが隣接して配置されている
   内燃機関。