JP5814537B2

JP5814537B2 - ブローバイガス還流装置

Info

Publication number: JP5814537B2
Application number: JP2010253634A
Authority: JP
Inventors: 雅士山本; 唯野沢
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: JP2012102697A

Description

本発明は、自動車等に搭載されるターボ過給機付きエンジンに用いられるブローバイガス還流装置に関し、特に過給効率の低下を防止する技術に関する。

ターボ過給機付きエンジンにおいて、ブローバイガスをエンジン内に還流する技術が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。この技術は、エンジンのシリンダとピストンリングとの隙間からクランクケースへ漏出してくるブローバイガスをエンジンの吸気通路に導入し、クランクケース内に溜まったブローバイガスをクランクケースの外へ排出し、還流させるようにするものである。

なお、従来からの戻り部形状に対し、ブローバイガスの戻り部の突き出し量を可変とすることで、最適な新気との混合を行う構造も公開されている（例えば、特許文献５参照）。

特開平８−２１０１１８号公報特開２０００−１６１１４７号公報特開２００３−２７８５２１号公報特開２００９−１２１３６０号公報特開２００３−２６９２６０号公報

上述したブローバイガス還流装置では、次のような問題があった。すなわち、ブローバイガス中に含まれるオイル分により、エンジンへの悪影響が生じる虞がある。特に、吸気系（コンプレッサホイールやディヒューザ部等）へオイルが付着するとエンジン性能が大きく低下する。

通常、ブローバイガス中のオイルミスト成分が吸気系に混入することを防ぐため、オイル分離装置が吸気との合流前に設けられるが、ブローバイガス中のオイル成分を完全に取り除くことは困難であり、またオイルミスト量を極少量に低減できたとしても、長時間の堆積により吸気系への付着は避けることができない。

図５に示すように、オイル分離装置を通過したブローバイガスＧは、吸気ダクトＱに直接接続される構造をとっており、ダクト壁面に接続されたホースＴからは、ブローバイガスは新気の流れに抑制され、壁面に沿って、十分な混合のないままにコンプレッサＣへと導かれ、局所的に濃度の高いオイルミストがコンプレッサＣの内部で図６中Ｋに示すように付着をすることが確認されている。

一旦、付着したオイルミストは、その後その箇所を起点に堆積を加速させ、最終的には偏りのある粘着質上のオイル層を形成し、ターボチャージャの効率を低下させ、エンジン性能に悪影響を及ぼすこととなる。

そこで本発明は、新気との混合を促進してオイル密度の低減を図ることで、オイルミストの堆積を抑え、また堆積した場合でも均質な堆積状態とすることで効率の極端な悪化を抑制できるブローバイガス還流装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のブローバイガス還流装置を次のように構成した。

（１）エンジンの排気通路にターボ部、吸気通路にコンプレッサ部が設けられたターボ過給機と、前記エンジンのシリンダに連通して設けられたブローバイガス排出口と、前記ターボ過給機のコンプレッサ部の配設位置よりも上流側の吸気通路とを連通するブローバイガス還流通路と、前記吸気通路内に設けられ、前記ブローバイガス還流通路の出口部と接続された戻り管とを備え、前記戻り管は、先端が閉塞され、かつ、前記吸気通路の中央付近に位置させるとともに、その外周に複数の孔部が設けられている管体を有するものである。

（２）（１）に記載のブローバイガス還流装置において、前記戻り管は、前記管体の外周面側を同軸的に覆うとともに、複数の孔部が形成された外管をさらに備え、前記戻り管の孔部と前記外管の孔部とは、互いのピッチが相異なる、又は、相対向しない位置に設置されている。

（１）に記載したブローバイガス還流装置によれば、ブローバイガス内のオイルミストが吸気通路内で新気に十分に混合するため、オイル濃度の偏りが無く、コンプレッサホイール、カバー部等の吸気系へのオイル付着が低減するとともに、均質なオイル層が形成される。このため、ブローバイガス中のオイルミストがコンプレッサに付着した場合においても、コンプレッサ効率の悪化を抑制することが可能となる。

（２）に記載したブローバイガス還流装置によれば、より混合を促進させることができ、コンプレッサ効率の悪化をより抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係るターボ過給機付きエンジンのブローバイガス還流装置の概略構成を示す説明図。同ブローバイガス還流装置の要部を切欠して示す拡大図。同ブローバイガス還流装置の要部を示す斜視図。同ブローバイガス還流装置の変形例に係る戻り管の機能を示す説明図。従来のブローバイガス還流装置の要部を示す斜視図。同ブローバイガス還流装置を用いた場合のデフューザのオイル堆積状態を示す正面図。

図１は本発明の一実施形態としてのブローバイガス還流装置１０の概略構成を示す説明図、図２は、ブローバイガス還流装置１０の要部を切欠して示す拡大図、図３はブローバイガス還流装置の要部を示す斜視図、図４はブローバイガス還流装置の変形例に係る戻り管の機能を示す説明図である。

ターボ過給機付きエンジンのブローバイガス還流装置１０は、エンジン２０と、ターボ過給機３０と、ブローバイガス還流通路４０とを備えている。

エンジン２０は、クランクケース２１と、このクランクケース２１に一体的に設けられたシリンダ２２と、このシリンダ２２内に動作するピストン２３とを備えている。また、シリンダ２２には、燃焼ガスを排出する排気通路２４と、新気を吸気する吸気通路２５が接続されている。

クランクケース２１には、シリンダ２２とピストン２３との隙間から漏出してくるブローバイガスＢを排出するためのブローバイガス排出口２１ａと、後述するオイル分離装置４２からオイルが戻るオイル戻り口２１ｂとが設けられている。

ターボ過給機３０は、ターボ部３１と、コンプレッサ部３２とを備えている。ターボ部３１には、排気タービン３１ａが組み込まれている。コンプレッサ部３２には、排気タービン３１ａにタービンシャフト３３によって直結されて連動するコンプレッサホイール３２ａを備えている。

さらに、排気タービン３１ａは、排気通路２４に介装され、排気圧によってタービンシャフト３４を回転軸として回転するようになっている。一方、コンプレッサホイール３２ａは吸気通路２５に介装されて、排気タービン３１ａに連動して回転しエンジン２０への過給を行う。なお、図１中３４はインタークーラを示している。

ブローバイガス還流通路４０は、このブローバイガス排出口２１ａと、吸気通路２５のコンプレッサホイール３２の配設位置よりも上流側部分とを戻り管５０を介して連通して接続している。ここで、図２に示すように、戻り管５０は、吸気通路２５の中央付近にその先端が位置する管体５１を有し、その先端５２は閉塞されている。また、外周５３には複数の孔部５４が設けられている。すなわち、エンジン２０にて排出されたブローバイガスＢを還流させて、吸気通路２５から再度エンジン２０へ送り込むことができる。

ブローバイガス還流通路４０上にはオイル分離装置４２が介装されており、このオイル分離装置４２がブローバイガス排出口２１ａから排出されるブローバイガスＢ中に混入するクランクケース２１内の潤滑油の気化成分（オイルミスト）を分離して浄化する。オイル分離装置４２で分離されたオイル成分は、オイル戻り口２１ｂからクランクケース２１内へ戻る。

このように構成されたターボ過給機付きエンジンのブローバイガス還流装置１０は、以下のように作用する。

エンジン２０で生じたブローバイガスＢがブローバイガス排出口２１ａから排出される。ブローバイガスＢ内のオイル成分は、オイル分離装置４２において分離される。その後、オイル成分は、オイル戻り口２１ｂからクランクケース２１内へ戻される。

ブローバイガスＢは僅かなオイル成分を含みながら、ブローバイガス還流通路４０を通って、吸気通路２５に設置された戻り管５０まで送られる。戻り管５０の孔部５４からブローバイガスＢが新気に混合しながら吸気通路２５内に供給される。同時に、ブローバイガスＢに含まれるオイルミストも分散される。戻り管５０の先端５２は、吸気通路２５の中央となる位置に配置されているため、新気の流速の速く、混合が促進されるとともに、コンプレッサホイール３２ａの中央から吸い込まれ、さらに拡散される。

このため、コンプレッサホイール３２ａ等の吸気系部品へのオイル付着が抑制される。また、堆積した場合であっても表面性状が均一化し、オイル堆積部が偏在せず、過給効率の極端な悪化を抑制できる。

上述したように、本実施の形態に係るブローバイガス還流装置１０によれば、ブローバイガスＢを新気の流速がより大きい吸気通路２５の中央付近に細かい孔部５４を介してブローバイガスＢを還流させることで新気への拡散を促進させることができる。このため、ブローバイガスＢが吸気通路内で新気に十分に混合するため、オイル濃度の偏りが無く、コンプレッサホイール３２ａ、カバー部等の吸気系へのオイル付着が低減するとともに、均質なオイル層が形成される。このため、ブローバイガスＢ中のオイルミストがコンプレッサに付着した場合においても、コンプレッサ効率の悪化を抑制することが可能となる。

図４は、変形例に係る戻り管５０Ａの機能を示す説明図である。なお、図４において図２と同一機能部分には同一符号を付した。戻り管５０Ａは、吸気通路２５の中央付近にその先端が位置する管体５１を有し、その先端５２は閉塞されている。また、外周５３には複数の孔部５４が設けられている。さらに、管体５１の外周面側を同軸的に覆う外管６０を備えている。外管６０は、管体６１を有し、その先端６２は閉塞されている。また、外周６３には複数の孔部６４が設けられている。なお、管体５１の孔部５４のピッチＰ１と、外管６０の孔部６４のピッチＰ２とは、相異なるように形成されている。

このように、外管６０が設けられ、孔部５４と孔部６４とのピッチが異なって設けられることでブローバイガスＢはより分散しやすくなり（図４中二点鎖線Ｂ）、新気との混合が促進される。本変形例においても、前述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、ピッチを異ならせる他、孔部５４と孔部６４とを相対向しない位置に設置するようにしてもよい。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

新気との混合を促進してオイル密度の低減を図ることで、オイルミストの堆積を抑え、また堆積した場合でも均質な堆積状態とすることで効率の極端な悪化を抑制できるブローバイガス還流装置が得られる。

１０…ブローバイガス還流装置、２０…エンジン、２１…クランクケース、２２…シリンダ、２４…排気通路、２５…吸気通路、３０…ターボ過給機、３１…ターボ部、３１ａ…排気タービン、３２…コンプレッサ部、３２ａ…コンプレッサホイール、３３…タービンシャフト、４０…ブローバイガス還流通路、４２…オイル分離装置、５０，５０Ａ…戻り管、５１…管体、５４…孔部、６０…外管、６１…管体、６４…孔部。

Claims

エンジンの排気通路にターボ部、吸気通路にコンプレッサ部が設けられたターボ過給機と、
前記エンジンのシリンダに連通して設けられたブローバイガス排出口と、前記ターボ過給機のコンプレッサ部の配設位置よりも上流側の吸気通路とを連通するブローバイガス還流通路と、
前記吸気通路内に設けられ、前記ブローバイガス還流通路の出口部と接続された戻り管とを備え、
前記戻り管は、先端が閉塞され、かつ、前記吸気通路の中央付近に、軸方向を吸気の通流方向と直交させて位置させるとともに、その外周の全周、かつ、軸方向に沿った領域に複数の孔部が設けられている管体を有することを特徴とするブローバイガス還流装置。
前記戻り管は、前記管体の外周面側を同軸的に覆うとともに、複数の孔部が形成された外管をさらに備え、
前記戻り管の孔部と前記外管の孔部とは、互いのピッチが相異なる、又は、相対向しない位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還流装置。