JP5122418B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は自動車等に搭載される内燃機関に係り、詳しくは、過給機の内燃機関への固定構造に関するものである。

従来、自動車の内燃機関に過給機が一般的に使用されている。過給機には、内燃機関からの排気ガスのエネルギーを利用した排気ターボチャージャがある。ターボチャージャには、高温の排気ガスによる温度上昇を抑制するために、ハウジング内に冷却水通路を備えた水冷式のターボチャージャがある。

水冷式のターボチャージャでは、冷却水通路への冷却水の供給を行う供給路をターボチャージャの支持ブラケット内に形成することによって、配管を簡潔にするとともに、その管路を短くしたものがある（例えば、特許文献１）
特開２００２−１１５５５５号公報

しかしながら、ターボチャージャの周辺には冷却水の供給路だけでなくブローバイガスを吸気通路に送り込むためのブローバイ通路が設けられることがあり、配管レイアウトが複雑になることがある。また、このブローバイ通路の経路が長くなる場合には、外気の影響によりブローバイガスの温度が低下し、通路内でブローバイガス中のオイルミストや水分が液化するという問題がある。

本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、ブローバイ通路の配管レイアウトを簡潔にするとともに、ブローバイガス中のオイルミストや水分の液化を防止することができる内燃機関を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、過給機（ターボチャージャ５０）を有する内燃機関（エンジンＥ）であって、前記過給機を内燃機関本体（シリンダブロック１）に搭載するためのブラケット（ターボチャージャブラケット２０）を有し、前記ブラケットは、前記内燃機関本体の冷却水通路（ウォータジャケット１３，１４、エンジン冷却水通路１５，１６）に連通する冷却水通路（２２）と、前記内燃機関本体のブリーザ室（８）に連通するブローバイ通路（２３）とを備え、前記冷却水通路と前記ブローバイ通路とが隣接していることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関本体に連通する冷却水通路およびブローバイ通路が過給機のブラケットに形成されるため、配管が簡潔になるとともに、部品点数を削減することができる。また、冷却水通路には内燃機関の冷却水通路（ウォータジャケット等）を通過した高温の冷却水が通水されるため、隣接するブローバイ通路は冷却水通路からの伝熱によって比較的高温に維持される。その結果、ブローバイ通路内でのブローバイガス中のオイルミストおよび水分の液化を防止することができる。

第２の発明は第１の発明において、前記過給機は、コンプレッサ（５０ａ）とタービン（５０ｂ）とを備えた排気ターボチャージャ（５０）であり、前記ブローバイ通路の下流端が前記コンプレッサに隣接していることを特徴とする。

この構成によれば、ブローバイ通路の下流端と過給機のコンプレッサとの距離を短くすることができる。そのため、ブローバイ通路の下流端とコンプレッサに連結される吸気通路との距離を短縮することができ、ブローバイ通路と吸気通路とを連結するブローバイホース等を短縮することができる。ブローバイホース等が短くなることにより、その内部を流れるブローバイガスの温度低下が抑制され、ブローバイガス中のオイルミストおよび水分の液化が防止される。

第３の発明は第１または第２の発明において、前記内燃機関本体は、クランクケース（２）の上部に所定の角度間隔をもって一対のシリンダバンク（３，４）が形成されたＶ型内燃機関であり、前記ブラケットが前記一対のシリンダバンク間に配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、過給機をシリンダバンク間に配置して、内燃機関をコンパクトにすることができる。

以上のように過給機のブラケットに冷却水通路およびブローバイ通路を形成することによって、配管の簡潔化および部品点数の削減が図れるとともに、冷却水通路からの伝熱を利用してブローバイ通路内でのブローバイガス中のオイルミストおよび水分の液化を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明をＶ型６気筒エンジンに適用した一実施形態について詳細に説明する。図１は実施形態に係るエンジンＥの要部を示す斜視図であり、図２は実施形態に係るエンジンＥの要部を示す分解斜視図であり、ともに吸気配管、排気配管およびシリンダヘッド等を取り除いた状態を示す。図３は図１のIII−III断面図である。本実施形態に係るエンジンは、図１および図２の紙面の右上方側が車両の前方側となるようにエンジンルームに横置きに配置されている。以下、車両の進行方向を前方、車幅方向を右方または左方として説明する。なお、他の実施形態おいてはエンジンＥをエンジンルームに縦置きに配置してもよい。

図１および図２に示すように、エンジンＥのシリンダブロック１は、クランクケース２の上部に各３気筒の左右シリンダバンク３，４を所定の角度間隔をもってＶ型に配置したものである。図２に示すように、その上部には左右シリンダバンク３，４と右壁部５および左壁部６とによって囲まれた凹部７が形成されている。シリンダブロック１の上面にはターボチャージャブラケット２０が締結され、図３に示すように、このターボチャージャブラケット２０と凹部７とによってブリーザ室８が画成される。シリンダブロック１には、クランク室１０とブリーザ室８とを連通する連通孔９が穿設されており、クランク室１０内のブローバイガスがこの連通孔９を介してブリーザ室８に導かれる。

シリンダブロック１の左壁部６の上面６ａには、シリンダブロック１の左右のシリンダバンク３，４に形成されたウォータジャケット１３，１４のそれぞれに連通するエンジン冷却水通路１５，１６の下流端が開口している。また、左壁部６の上面６ａには、オイルポンプ（図示しない）に連通するオイル供給通路１７とオイル戻り通路１８とが形成されている。

図２に示すように、ターボチャージャブラケット２０の上面左端には、ターボチャージャ５０が締結されるターボチャージャ締結座２１が突設されている。ターボチャージャ締結座２１の上面２１ａは、ターボチャージャ５０の下面と面接触するように平滑に形成されている。

図４は、ターボチャージャブラケット２０の平面図であり、ターボチャージャブラケット２０の内部に形成された冷却水通路２２、ブローバイ通路２３、第１オイル通路２４，第２オイル通路２５を実線で示し、ターボチャージャブラケット２０の外形を２点鎖線で示す。図４に示すように、ターボチャージャ締結座２１の内部には冷却水通路２２、第１オイル通路２４、第２オイル通路２５が形成されており、ターボチャージャ締結座２１の側部には冷却水通路２２に沿うようにしてブローバイ通路２３が形成されている。図中の白抜き矢印は水の流れる方向、黒塗り矢印はブローバイガスの流れる方向、ハッチング付き矢印はオイルの流れる方向を示している。

冷却水通路２２は、上流端および下流端がそれぞれ２股に分岐した通路である。図５は、ターボチャージャブラケット２０を示す底面図である。図４および図５に示すように、冷却水通路２２の上流端は、ターボチャージャブラケット２０のシリンダブロック１の左壁部６との接合面２０ａであって、エンジン冷却水通路１５，１６の下流端と一致する位置に第１冷却水通路入口２２ａおよび第２冷却水通路入口２２ｂとして開口している。また、冷却水通路２２の下流端は、図２及び図４に示すように、一方がターボチャージャ締結座２１の側部に第１冷却水通路出口２２ｃとして開口するとともに、他方がターボチャージャ締結座２１の上面２１ａに第２冷却水通路出口２２ｄとして開口している。第１冷却水通路出口２２ｃはラジエータへと到る通路（図示しない）に連結され、第２冷却水通路出口２２ｄはターボチャージャ５０に連結されている。

第１オイル通路２４は、一端がターボチャージャブラケット２０の接合面２０ａのオイル供給通路１７と一致する位置に第１オイル通路入口２４ａとして開口し、他端がターボチャージャ締結座２１の上面２１ａに第１オイル通路出口２４ｂとして開口して、オイルポンプ（図示しない）からターボチャージャ５０にエンジンオイルを供給するための通路の一部を構成する。第２オイル通路２５は、一端がターボチャージャブラケット２０の接合面２０ａのオイル戻り通路１８と一致する位置に第２オイル通路出口２５ａとして開口し、他端がターボチャージャ締結座２１の上面２１ａに第２オイル通路入口２５ｂとして開口して、ターボチャージャ５０からオイルポンプにエンジンオイルを戻すための通路の一部を構成する。

ブローバイ通路２３は、一端がターボチャージャブラケット２０の下面にブローバイ通路入口２３ａとして開口し、他端がターボチャージャブラケット２０の上面にブローバイ通路出口２３ｂとして開口している。図６は、図４の矢印ＶＩ−ＶＩの方向から見た断面図である。図６に示すように、ブローバイ通路２３と冷却水通路２２とは互いに近接した位置に配置されており、ブローバイ通路２３は冷却水通路２２からの伝熱を受けるようになっている。ブローバイ通路出口２３ｂには、後述する吸気通路３０とブローバイ通路２３とを連結するブローバイホース３１の一端を固定するためのジョイント２７が嵌入されている。

図７は、実施形態に係るエンジンＥの要部を示す斜視図であって、吸気配管３０およびブローバイホース３１をエンジンＥに取り付けた状態を示す。図１、図２および図７に示すように、ターボチャージャ５０は、コンプレッサ５０ａとタービン５０ｂとを備えた排気ターボチャージャである。ターボチャージャ５０は、ブローバイ通路出口２３ｂに対して、ターボチャージャ５０のコンプレッサ５０ａがタービン５０ｂよりも近接するようにターボチャージャ締結座２１に固定されている。

ターボチャージャ５０は、そのハウジング内にいずれも図示しないターボチャージャ冷却水通路およびターボチャージャ潤滑油通路を有する。ターボチャージャ冷却水通路はターボチャージャブラケット２０の第２冷却水通路出口２２ｄに連通し、ターボチャージャ潤滑油通路は第１オイル通路出口２４ｂおよび第２オイル通路入口２５ｂに連通し、ターボチャージャブラケット２０を介して冷却水およびエンジンオイルの供給を受ける。

コンプレッサ５０ａは略円盤状を呈し、その中心部に吸気入口５０ｃを備え、その円周部に吸気出口５０ｄを備えている。吸気入口５０ｃには、上流端がエアクリーナ等を介してエアインレット（図示しない）に連続する吸気通路３０の下流端が連結されている。吸気通路３０はブローバイガス導入部３０ａを備え、ブローバイガス導入部３０ａには一端がブローバイ通路出口２３ｂにジョイント２７を介して連結されたブローバイホース３１の他端が連結されている。

以上のように構成したエンジンの作用効果について説明する。ブローバイ通路２３をターボチャージャブラケット２０に形成したことにより、ターボチャージャブラケット２０を迂回してブローバイ通路を設ける必要がなくなるためブリーザ室８から吸気通路３０までの経路長を短くすることができる。

ターボチャージャブラケット２０は、その冷却水通路２２にエンジンＥのウォータジャケット１３，１４を通過して約９０℃に加熱された水が流入するため高温に維持され、ブローバイ通路２３も同様に高温に維持される。また、ブローバイ通路２３は冷却水通路２２に近接して配置されているため、冷却水通路２２の影響を大きく受けて冷却水通路２２と同程度の温度に維持される。そのため、ブローバイ通路２３内でのブローバイガス中のオイルミストおよび水分の液化（凝縮）が防止される。ブローバイ通路２３の温度は、冷却水通路２２との距離を変更することにより所望の温度に調整することが可能である。

また、ターボチャージャブラケット２０は、第１オイル通路２４および第２オイル通路２５を通過するエンジンＥを通過したエンジンオイルおよびターボチャージャ５０を通過したエンジンオイルによっても昇温される。

ブローバイ通路２３のブローバイ通路出口２３ｂをターボチャージャ５０のコンプレッサ５０ａ側に設けたことにより、ブローバイホース３１の長さは短縮される。これにより、ブローバイホース３１内を通過するブローバイガスの温度低下が緩和され、ブローバイガスの液化が防止される。また、ブローバイホース３１が短くなることから配管構造が簡潔となる。

ターボチャージャブラケット２０に冷却水通路２２，ブローバイ通路２３，第１オイル通路２４，第２オイル通路２５を一体的に形成したため部品点数を削減および配管レイアウトの簡潔化が図れる。また、ターボチャージャブラケット２０は、ブリーザ室８を画成する蓋部材として使用されるため、さらに部品点数の削減が図れる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本実施形態ではＶ型エンジンに適用した例について説明したが直列エンジン等に適用することも可能である。その他制御装置の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係るエンジンの要部を示す斜視図である。 実施形態に係るエンジンの要部を示す分解斜視図である。 図１のIII−III断面図である。 ターボチャージャブラケットの冷却水通路およびブローバイ通路を示す平面図である。 ターボチャージャブラケットを示す底面図である。 図４のVI−VI断面図である。 実施形態に係るエンジンの要部を示す斜視図である。

符号の説明

１：シリンダブロック、２：クランクケース、３，４：シリンダバンク、６：左壁部、８：ブリーザ室、１３，１４：ウォータジャケット、１５，１６：エンジン冷却水通路、１７：オイル供給通路、１８：オイル戻り通路、２０：ターボチャージャブラケット、２０ａ：接合面、２１：ターボチャージャ締結座、２１ａ：上面、２２：冷却水通路、２３：ブローバイ通路、２４：第１オイル通路、２５：第２オイル通路、３０：吸気通路、３１：ブローバイホース、５０：ターボチャージャ、５０ａ：コンプレッサ、Ｅ：エンジン

Claims (2)

1. コンプレッサとタービンとを備えた排気ターボチャージャを有する内燃機関であって、
   クランクケースの上部に所定の角度間隔をもって形成された一対のシリンダバンクと、前記一対のシリンダバンクの間に形成された凹部とを有する内燃機関本体と、
   前記ターボチャージャを内燃機関本体に搭載するためのブラケットとを有し、
   前記ブラケットは、前記一対のシリンダバンク間に配置され、前記凹部と共にブリーザ室を画成し、前記内燃機関本体の冷却水通路に連通する冷却水通路と、前記ブリーザ室に連通するブローバイ通路と、前記内燃機関本体のオイル供給通路から前記ターボチャージャにオイルを流すための第１オイル通路と、前記ターボチャージャから前記内燃機関本体のオイル戻り通路にオイルを流すための第２オイル通路とを備え、
   前記冷却水通路と前記ブローバイ通路とが隣接し、
   前記ブローバイ通路の下流端が前記コンプレッサに隣接していることを特徴とする内燃機関。
2. 前記冷却水通路は、前記内燃機関本体に形成された２つのエンジン冷却水通路の下流端にそれぞれ連通するように互いに分岐した２つの冷却水通路入口と、互いに分岐した、ラジエータに冷却水を供給するための第１冷却水通路出口及び前記ターボチャージャに冷却水を供給するための第２冷却水通路出口とを有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。

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