JP6201524B2

JP6201524B2 - 車両用エンジンのターボ過給装置

Info

Publication number: JP6201524B2
Application number: JP2013174164A
Authority: JP
Inventors: 慶幸上刎; 潤司梅村; 篤宏旗生
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-08-26
Also published as: US9416725B2; US20150052891A1; JP2015042850A

Description

本発明は、車両に設けられてエンジンに供給される吸気を過給するための車両用エンジンのターボ過給装置に関する。

従来より、エンジンにより多くの吸気を供給するために車両に過給機を設けることが行われている。また、この過給機のコンプレッサをバイパスするバイパス通路およびこのバイパス通路を開閉するバイパスバルブを設け、運転条件に応じて、過給機により吸気を過給する場合と、吸気をバイパス通路に通して過給を行わない場合とに切り替える装置が知られている。

例えば、特許文献１には、２つの過給機と、下流側に設けられた過給機のコンプレッサをバイパスするバイパス通路およびこのバイパス通路を開閉するバイパスバルブとを有し、運転条件に応じて、駆動する過給機を変更する装置が開示されている。

特開２０１２−１２９９０号公報

前記のように、過給機を有するとともにこの過給機をバイパスするバイパス通路およびこのバイパス通路を開閉するバイパスバルブを有する装置では、バイパス通路を通過する吸気に含まれるオイルがバイパスバルブ、特にバイパスバルブのシート面に付着してタール化し、バイパスバルブが固着する、または、バイパスバルブの動きが鈍くなり、適切な吸気制御が実現されない場合がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、過給機をバイパスするバイパス通路に設けられたバイパスバルブの動作を良好に維持して適切な吸気制御を実現することのできる車両用エンジンのターボ過給装置の提供を目的とする。

前記課題を解決するために、本願の第１発明は、車両用エンジンのターボ過給装置であって、吸気通路を流通する吸気を過給可能なコンプレッサおよびこれを収容するコンプレッサハウジングを含む過給機と、前記コンプレッサハウジングの一部を構成して前記コンプレッサに吸気を導入する導入通路と、前記コンプレッサから吐出された吸気が流通する導出通路と、前記導入通路と前記導出通路とを接続して前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉可能なバイパスバルブと、前記吸気通路に接続されて、エンジンから排出された排気を当該吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路と、前記吸気通路に接続されて、ブローバイガスを当該吸気通路に導入するためのブローバイガス導入通路とを備え、前記導入通路は、前記バイパス通路との接続部分よりも上流側の部分に設けられて所定の方向に膨出するように湾曲する湾曲部を有し、前記湾曲部の内周面のうち当該湾曲部の中心軸よりも曲率半径において内径側となる部分に、前記導入通路の流路面積を絞る絞り部が形成されており、前記ＥＧＲ通路および前記ブローバイガス導入通路は、前記吸気通路のうち前記絞り部よりも上流側の部分に接続されていることを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置を提供する（請求項１）。

この装置によれば、導入通路の内周面に絞り部を設けるという簡単な構成で、この絞り部によりバイパス通路に導入される吸気の流速を高めてバイパスバルブにオイルが付着するのを抑制し、これにより、バイパスバルブの動きを良好に維持することができる。しかも、絞り部が導入通路を通過する吸気の全体の流れを阻害するのが抑制され、より確実に吸気の流速を高めることができる。
また、ブローバイガスを適切に処理し、かつ、吸気にＥＧＲガスを導入して排気性能を高めつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。
すなわち、バイパス通路に流入する吸気にブローバイガスが含まれる場合には、バイパス通路を通過するオイルの量が増大してこのオイルの付着によりバイパスバルブの動作が
悪化するおそれがあるが、本発明では、バイパス通路に流入する吸気の高速化によりバイパスバルブへのオイルの付着が抑制されるため、ブローバイガスを吸気に導入してエンジンでの燃焼処理を実現しつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。

また、本願の第２発明は、車両用エンジンのターボ過給装置であって、吸気通路を流通する吸気を過給可能なコンプレッサおよびこれを収容するコンプレッサハウジングを含む過給機と、前記吸気通路のうち前記過給機よりも上流側の部分の吸気を過給可能なコンプレッサを含む上流側過給機と、前記コンプレッサハウジングの一部を構成して前記上流側過給機のコンプレッサから吐出された吸気を前記過給機のコンプレッサに導入する導入通路と、前記コンプレッサから吐出された吸気が流通する導出通路と、前記導入通路と前記導出通路とを接続して前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉可能なバイパスバルブと、前記吸気通路に接続されて、ブローバイガスを当該吸気通路に導入するためのブローバイガス導入通路とを備え、前記導入通路は、前記バイパス通路との接続部分よりも上流側の部分に設けられて所定の方向に膨出するように湾曲する湾曲部を有し、前記湾曲部の内周面のうち当該湾曲部の中心軸よりも曲率半径において内径側となる部分に、前記導入通路の流路面積を絞る絞り部が形成されており、前記ブローバイガス導入通路は、前記吸気通路のうち前記絞り部よりも上流側の部分に接続されていることを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置を提供する（請求項２）。
また、本願の第１発明において、前記吸気通路のうち前記過給機の上流側の部分の吸気を過給可能な上流側過給機をさらに備え、前記導入通路は前記上流側過給機のコンプレッサと前記過給機のコンプレッサとの間に設けられて前記上流側過給機のコンプレッサから吐出された吸気を前記過給機のコンプレッサに導入するのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、上流側過給機による吸気の高圧化を実現しつつ、バイパスバルブの動作を良好に維持することができる。すなわち、過給機の上流側にさらに上流側過給機を設けた場合には、この上流側過給機により高圧高温化された吸気がバイパス通路に流入するため、バイパスバルブにオイルが付着してタール化しやすくなるが、本発明では、バイパス通路に導入される吸気の流速が高められることでバイパスバルブへのオイルの付着が抑制されるため、上流側過給機による過給を行いつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。しかも、絞り部が導入通路を通過する吸気の全体の流れを阻害するのが抑制され、より確実に吸気の流速を高めることができる。

また、本発明において、前記導入通路は、上流側通路と、当該上流側通路を通過した吸気を上流側へ巻き返す底面を備えた容積部とを有し、前記導入通路の内周面のうち前記容積部の底面から上流側に巻き返す吸気のよどみ点よりも下流側の部分に、この導入通路の内側に向かって突出する突起が設けられているのが好ましい（請求項４）。

ここで、導入通路に底面を備えた容積部が設けられておりこの底面に吸気が衝突して上流側に巻き返す場合において吸気の流速を高めようとすると、底面に向かう吸気の流れに高速の巻き返しの流れが衝突することによってよどみ点が安定せず流れが不安定になるおそれがある。これに対して、この構成では、よどみ点よりも下流側に突起が設けられており、この突起によってよどみ点に巻き返し流れが衝突するのを回避することができるため、バイパス通路に流入する吸気の流速を高めつつ安定した流れを確保することができる。

また、本発明において、前記コンプレッサの導入部に接続される吸気通路にエンジンから排出された排気を還流するためのＥＧＲ通路が接続されているのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、吸気にＥＧＲガスを導入して排気性能を高めつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。

すなわち、バイパス通路に流入する吸気にＥＧＲガスが含まれる場合には、吸気がより高温化するため、バイパスバルブに付着したオイルがタール化してバイパスバルブの動作が悪化しやすいが、本発明では、バイパス通路に流入する吸気の高速化によりバイパスバルブへのオイルの付着が抑制されるため、ＥＧＲガスを吸気に導入しつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。

このようにすれば、ブローバイガスを適切に処理しつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。

すなわち、バイパス通路に流入する吸気にブローバイガスが含まれる場合には、バイパス通路を通過するオイルの量が増大してこのオイルの付着によりバイパスバルブの動作が悪化するおそれがあるが、本発明では、バイパス通路に流入する吸気の高速化によりバイパスバルブへのオイルの付着が抑制されるため、ブローバイガスを吸気に導入してエンジンでの燃焼処理を実現しつつバイパスバルブの動作を良好に維持することができる。

以上説明したように、本発明によれば、過給機をバイパスするバイパス通路に設けられたバイパスバルブの動作を良好に維持して適切な吸気制御を実現することができる。

本発明の実施形態に係る車両用エンジンのターボ過給装置が適用されるエンジンの吸排気システムを示す概略図である。車両用エンジンのターボ過給装置の一部を示す正面図である。車両用エンジンのターボ過給装置の一部を示す側面図である。図２の一部を破断して示した図である。図２のＶ−Ｖ線断面図である。図４をＶＩ方向に見た矢視図である。コンプレッサ間通路の内周面を示した図である。コンプレッサ間通路の内周面を示した図である。絞り部の形状を示した図である。（ａ）〜（ｅ）コンプレッサ間通路の流れの演算結果を示した図である。本発明の実施形態に係る車両用エンジンのターボ過給装置におけるコンプレッサ間通路の流れの演算結果を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用エンジンのターボ過給装置１０が適用される車両の吸排気システムの概要を示した図である。このターボ過給装置１０は、大型の第１過給機（上流側過給機）２０と小型の第２過給機（過給機）３０とを備えたいわゆる２ステージターボ過給装置である。

エンジン２の吸気通路３には、上流から順にエアクリーナ３ａ、第１過給機２０のコンプレッサである第１コンプレッサ２１、第２過給機３０のコンプレッサである第２コンプレッサ３１、インタークーラー３ｂ、スロットル３ｃが配設されている。また、吸気通路３には、第１コンプレッサ２１の吐出部２３と第２コンプレッサ３１の導入部３２とを接続するコンプレッサ間通路（導入通路）６０と、第２コンプレッサ３１の吐出部３３に接続される導出通路４２と、これらコンプレッサ間通路６０と導出通路４２とを接続して第２コンプレッサ３１をバイパスするバイパス通路４３とが設けられている。バイパス通路４３には、このバイパス通路４３を開閉可能なバイパスバルブ４４が設けられている。また、吸気通路３のうちエアクリーナ３ａと第１コンプレッサ２１の導入部２２との間の部分には、吸気通路３にブローバイガスを導入するブローバイガス導入通路５３が接続されている。このブローバイガスは吸気とともにエンジン２に導入され、エンジン２内で燃焼処理される。

エンジン２の排気通路４には、上流から順に第２過給機３０のタービンである第２タービン３５、第１過給機２０のタービンである第１タービン２５、触媒４ａが設けられている。また、排気通路４には、第２タービン３５をバイパスする第２タービンバイパス通路４ｄと、第１タービン２５をバイパスする第１タービンバイパス通路４ｃとが設けられている。各タービンバイパス通路４ｄ、４ｃには、これら通路を開閉可能なバルブ４ｂ、４ｅが設けられている。

各バイパス通路４３、４ｄ、４ｃに設けられたバルブ４４、４ｂ、４ｅは、運転条件に応じてそれぞれ開閉され、運転条件に応じて、第１過給機２０のみによる過給、第２過給機３０のみによる過給、両過給機２０、３０による過給あるいは無過給運転が実施される。例えば、低回転低負荷領域では、第２過給機３０による過給のみが行われ、中回転中負荷領域では第１過給機２０と第２過給機３０との両方による過給が行われ、高回転高負荷領域では第１過給機２０による過給のみが行われる。

また、このシステムには、排気性能を高めるべく、排気通路４の第２タービン３２よりも上流側の部分と吸気通路３のスロットル３ｃよりも下流側の部分とを接続してエンジン２から排出された高圧の排気を比較的圧力の高い部位へ還流するＨＰ（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅ）−ＥＧＲシステム５１が設けられている。また、このシステムには、排気性能を高めるべく、排気通路４のうち触媒４ａよりも下流側の部分と吸気通路３のうちエアクリーナ３ａと第１コンプレッサ２１の導入部２２との間の部分とを接続して低圧の排気を比較的圧力の低い部位へ還流するＬＰ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅ）−ＥＧＲシステム５２とが設けられている。具体的には、排気通路３のうち触媒４ａよりも下流側の部分と吸気通路３のうちエアクリーナ３ａと第１コンプレッサ２１の導入部２２との間の部分とを接続するＥＧＲ通路５２ａが設けられており、このＥＧＲ通路５２ａにＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラー５２ｂおよびＥＧＲ通路５２ａを開閉可能なＥＧＲバルブ５２ｃが設けられている。これらＥＧＲシステム５１，５２による排気の還流は、運転条件に応じて適宜行われる。

ここで、このシステムでは、前記のように、吸気通路３に第２コンプレッサ３１をバイパスするバイパス通路４３およびこのバイパス通路４３を開閉するバイパスバルブ４４が設けられている。そのため、このバイパスバルブ４４にオイルが付着してこのオイルがタール化すると、バイパスバルブ４４の動作が鈍くなり適切な吸気制御が行われないおそれがある。特に、このシステムでは、バイパス通路４３よりも上流側の部分に第１コンプレッサ２１が設けられており、第１コンプレッサ２１による過給によって、バイパス通路４３に流入する吸気の温度が高温化してオイルがタール化しやすい。また、このシステムでは、バイパス通路４３よりも上流側の部分にＥＧＲ通路５２が接続されており、このＥＧＲ通路５２を通って吸気に還流されるＥＧＲガスによって吸気の温度が高められることによってもオイルがタール化しやすい。さらに、このシステムでは、バイパス通路４３よりも上流側の部分にブローバイガス導入通路５３が接続されており、バイパス通路４３にはブローバイガスが混入した吸気が導入される。そのため、ブローバイガスに含まれるオイルがバイパスバルブ４４に付着しやすい。これに対して、本装置では、以下に説明するように、コンプレッサ間通路６０のうちバイパス通路４３との連結部分よりも上流側の部分にコンプレッサ間通路６０の流路面積を絞る絞り部６５を設けて、この絞り部６５によりコンプレッサ間通路６０を通過する吸気の流速を高めることでバイパスバルブ４４へのオイルの付着の抑制を実現している。

図２〜図９を用いて、本装置の具体的構成、特にコンプレッサ間通路６０の詳細構造について説明する。図２は、過給機２０、３０周辺の正面図である。図３は、過給機２０、３０周辺の側面図である。図４は、図２の一部を破断して、内側に形成される空間の内周面を示した図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図４をＶＩ方向に見た図である。図７は、図５と同方向から見たコンプレッサ間通路６０の内周面を示した図である。図８は、図６と同方向から見たコンプレッサ間通路６０の内周面を示した図である。

図２、図３等に示すように、第２過給機３０は、第１過給機２０の下方であって、これら過給機２０、３０のタービンシャフトがそれぞれ水平に、かつ、平面視で重なり合うように配置されている。以下において、このタービンシャフトの軸方向を前後方向といい、コンプレッサ側を前側、タービン側を後側という場合がある。また、この前後方向および上下方向と直交する方向すなわち図３の左右を左右方向といい、図３の右側を右側、図３の左側を左側という場合がある。

第１コンプレッサ２１および第２コンプレッサ３１は、コンプレッサハウジング２４内に収容さされており、コンプレッサ間通路６０は、このコンプレッサハウジング２４内に形成されている。

図３、図５に示すように、第１コンプレッサ２１の吐出部２３は、コンプレッサハウジング２４のうち第１コンプレッサ２１が収容されている部分２４ａから下方に延びている。この吐出部２３は下方に向かって開口している。第２コンプレッサ３１の導入部３２は、コンプレッサハウジング２４のうち第２コンプレッサ３１が収容されている部分２４ｂの中央に設けられており、水平方向に延びている。この導入部３２は前方に向かって開口している。

コンプレッサ間通路６０は、第１コンプレッサ２１の吐出部２３の下端から下方に延びた後下斜め左側に向かって湾曲しつつ第２コンプレッサ３１の導入部３２付近まで延びている。具体的には、コンプレッサ間通路６０は、第１コンプレッサ２１の吐出部２３の下端から流路面積一定で下向きに延びるストレート部（上流側通路）６２と、このストレート部６２の下端から湾曲しつつ左斜め下に向かって延びる湾曲部（上流側通路）６３と、この湾曲部の下流端から左斜め下に延びて他の部分よりも流路面積が大きく設定された容積部６４とで構成されている。

図７、図８に示すように、コンプレッサ間通路６０の内周面６０ａは有底の筒状であり、容積部６４は、コンプレッサ間通路６０の通路方向すなわち容積部６４内への吸気の流入方向と略直交する方向に延びて吸気が衝突する底面６４ａを有している。第２コンプレッサ３１の導入部３２の導入口６１ａは、容積部６４の内周面のうちコンプレッサ間通路６０の通路方向に沿って延びる側面（本実施形態では後側面）に形成されている。従って、本実施形態では、コンプレッサ間通路６０に流入した吸気は、下方に向かって進行した後、容積部６４においてその向きを水平方向（後方）に変更しつつ導入口６１ａを介して第２コンプレッサ３１の導入部３２に流入する。

本実施形態では、容積部６４の流路面積が大きく設定されていることで、吸気は容積部６４内で旋回し、これにより、スムーズに導入部３２に流入することができる。また、本実施形態では、このように、コンプレッサ間通路６０の通路方向に沿って延びる側面に第２コンプレッサ３１の導入部３２の導入口６１ａが形成されているため、このコンプレッサ間通路６０を導入部３２と同方向に延びるように接続する場合に比べてコンプレッサ間通路６０の長さが短くなり装置が小型化されている。

容積部６４の内周面のうち第２コンプレッサ３１の導入部３２の導入口６１ａが形成された面と対向する面（前側面）には、導入口６１ａと対向する位置近傍にバイパス通路４３の導入口６１ｂが形成されており、バイパス通路４３はこの導入口６１ｂを介してコンプレッサ間通路６０と連通している。具体的には、コンプレッサハウジング２４の前端面には、内側にバイパス通路４３が形成されたバイパスバルブハウジング４５が連結されている。バイパス通路４３は、バイパスバルブハウジング４５の後端面に後方に向かって開口しており、この開口部４３ａと前記導入口６１ｂとが連通することで、バイパス通路４３とコンプレッサ間通路６０とが連通している。

バイパスバルブハウジング４５には、バイパスバルブ４４が設けられている。本実施形態では、バイパスバルブ４４は、図４の破線で示すように、バイパス通路４３とコンプレッサ間通路６０との連通部分に設けられており、この連通部分を開閉する。なお、第２コンプレッサ３１の吐出部３３に接続される導出通路４２は、コンプレッサハウジング２４とバイパスバルブハウジング４５とにわたって形成されている。

図７、図８に示すように、コンプレッサ間通路６０を通過する吸気の流速を高めるための前記絞り部６５は、コンプレッサ間通路６０のうち前記湾曲部６３の内周面に形成されている。この絞り部６５は、湾曲部６３の内側に膨出して湾曲部６３の流路面積を絞っている。絞り部６５は、この湾曲部６３の内側部分、すなわち、湾曲部の中心軸よりも曲率半径において内径側となる部分に設けられている。換言すると、絞り部６５は、湾曲部６３の内周面のうち、湾曲部６３が膨出する側と反対側の部分に設けられている。本実施形態では、湾曲部６３は右下に向かって膨出しており、絞り部６５は、湾曲部６３の左上側の面に形成されている。図７の破線は、湾曲部６３の流路面積を上下流方向に沿って一定とした場合の仮想線であり、この破線との比較より明らかなように、本実施形態では、絞り部６５は、上下流方向において湾曲部６３ののほぼ全体にわたって形成されている。すなわち、湾曲部６３のうち上下流方向中央よりも下流側の所定部位Ｓ１において、湾曲部６３の流路面積は最小となっている。そして、湾曲部６３は、その上流端からこの流路面積最小部位Ｓ１に向かって流路面積が漸減し、この流路面積最小部位Ｓ１から下流に向かって流路面積が漸増するように構成されている。

また、図９に、湾曲部６３の絞り部６５が形成された部分の断面Ａ１（図７参照）と、湾曲部６３の上流端付近であって絞り部６５が形成されていない部分の断面Ａ２（図７参照）とを比較して示す。この図９は、上側を湾曲部６３の内側とし、下側を湾曲部６４の外側として示している。この図９に示されるように、本実施形態では、絞り部６５は、湾曲部６３の中心を通り湾曲部６３を内外に２分割する線よりも上側の部分のほぼ全体すなわち半周分にわたって形成されている。

このように、本実施形態では、コンプレッサ間通路６０の湾曲部６３に絞り部６５が形成されており、この絞り部６５によって湾曲部６３を通過する吸気の流速が速められる。これにより、湾曲部６３よりも下流に位置するバイパス通路４３を通過する吸気の流速が高められ、バイパスバルブ４４にオイルが付着するのが抑制される。

特に、この実施形態では、湾曲部６３の内側部分に絞り部６５が形成されているため、絞り部６５がバイパス通路６０全体の流れを阻害するのが抑制され、吸気の流れを安定にしつつ吸気の流速を高めることができる。

また、本実施形態では、コンプレッサ間通路６０の内周面６０ａのうち後述するよどみ点Ｐよりも下流側の部分に、通路内側に向かって突出する突起６６が設けられており、この突起６６によって、コンプレッサ間通路６０内の吸気の流れが安定化されている。この突起６６は、容積部６４の内周面の上側部分であって絞り部６５の下流側に設けられている。この突起６６の上下流方向の幅およびコンプレッサ間通路６０の周方向の幅は、絞り部６５に比べて非常に小さく、突起６６は、容積部６４の内周面の内側端（上端）付近にのみ設けられている。

前記突起６６の作用効果について、次に説明する。

前記のように湾曲部６３に絞り部６５を設けたことによって、吸気の流速を高めることが可能となった。一方、本発明者らは、種々のエンジンで実験を行った結果、絞り部６５を設けたことで吸気の圧力変動が増大する場合があることを発見した。この点について詳細に調べたところ、図１０の（ａ）〜（ｅ）に示す現象が生じ、これにより圧力変動が増大することを突き止めた。図１０の（ａ）〜（ｅ）は、湾曲部６３に絞り部６５が設けられたコンプレッサ間通路６０内の流れを数値計算した結果であり、図９において色の濃い方が流速が低いことを示している。また、図１０の（ａ）〜（ｅ）は、異なる時間での流れの様子であり、（ａ）から（ｅ）に向かって時間が進行している。

まず、図１０の（ａ）に示すように、流速の高い吸気が絞り部６５の下流側すなわち容積部６４に流入すると、湾曲部６３と容積部６４との接続部分付近であって絞り部６５の流路面積を最小とする部分よりも下流側の部分によどみ点Ｐが発生する。しかしながら、矢印に示すように、容積部６４の底面６４ａで上流側に巻き返した流速の速い吸気がよどみ点Ｐに衝突し、この衝突により、図１０の（ｂ）に示すように、よどみ点は崩壊する。そして、よどみ点が発生していた場所の周囲の速度が低下し、低速領域が広がる。このように流速の低い領域が広がった状態で上流から新たに高速の吸気が流入すると、図１０の（ｃ）の矢印で示すように、新規の吸気は低速領域にまで進行し、その速度が低下する。詳細には、高速の新規の吸気が、低速の吸気を下流側におし戻し、これにより新規の吸気の通過領域が広がり新規の吸気が減速する。新規の吸気の速度が低下すると、これに伴って巻き返しの速度も低下するため、図１０の（ｄ）で示すように絞り部６５の下流部分Ｑ（よどみ点Ｐとほぼ同位置）で剥離が生じ、その後、図１０の（ｅ）に示すようによどみ点Ｐが復活する。図１０の（ｅ）で示した状態の後は、再び図１０の（ａ）で示す状態に戻る。このようにして、図１０の（ａ）から（ｅ）のように、よどみ点Ｐが発生し崩壊するという現象が繰り返し生じるため、容積部６４ひいてはコンプレッサ間通路６０内の吸気の流れは安定せず圧力変動が増大する。

この問題に対して、鋭意研究の結果、本発明者らは、前記現象に伴う圧力変動を回避するための構成として、前記のように、コンプレッサ間通路６０の内周面６０ａのうちよどみ点Ｐよりも下流側の部分に、通路内側に向かって突出する突起６６を設けるという構成を発明した。そして、この構成を用いることで、図１１に示すように、安定した吸気の流れを実現した。すなわち、よどみ点Ｐよりも下流側の部分に通路内側に向かって突出する突起６６が設けられていることで、高速で巻き返した吸気がよどみ点Ｐに衝突するのが回避され、よどみ点Ｐが安定して維持されるようになり、吸気の流れが安定化された。

以上のように、本実施形態に係る装置では、吸気の流れを安定にしつつバイパス通路４３に流入する吸気の流速を高くすることができ、バイパスバルブ４４へのオイルの付着をより確実に抑制することができる。

ここで、本装置が適用されるシステムは前記に限らない。ただし、バイパス通路４３よりも上流に第１コンプレッサ２１が設けられたものでは、第１コンプレッサ２１による過給によって、バイパス通路４３に流入する吸気の温度が高温化してオイルがタール化しやすいため、このようなシステムに適用されれば、効果的である。また、バイパス通路４３よりも上流にＥＧＲ通路５２が接続されたものでは、このＥＧＲ通路５２を通って吸気に還流されるＥＧＲガスによって吸気の温度が高められることによってオイルがタール化しやすいため、このようなシステムに適用されれば、効果的である。また、バイパス通路４３よりも上流にブローバイガス導入通路５３が接続されており、バイパス通路４３にブローバイガスが混入した吸気が導入されるものでは、バイパス通路４３に多くのオイルが流入してバイパスバルブ４４にオイルが付着しやすいため、このようなシステムに適用されれば、効果的である。

また、絞り部６５の位置は前記に限らない。ただし、湾曲部の内側部分に設けられていれば、絞り部６５が吸気の流れを阻害するのをより確実に回避でき、吸気の流れを安定に維持することができる。

また、前記突起６６は省略可能である。ただし、前記のように、吸気が巻き返し、これにより吸気の圧力脈動が大きくなるような場合には、前記突起６６を設けて、圧力脈動を抑制するのが好ましい。

１０車両用エンジンのターボ過給装置
２０第１過給機（上流側過給機）
３０第２過給機（過給機）
４３バイパス通路
６０コンプレッサ間通路
６５絞り部
６６突起

Claims

車両用エンジンのターボ過給装置であって、
吸気通路を流通する吸気を過給可能なコンプレッサおよびこれを収容するコンプレッサハウジングを含む過給機と、
前記コンプレッサハウジングの一部を構成して前記コンプレッサに吸気を導入する導入通路と、
前記コンプレッサから吐出された吸気が流通する導出通路と、
前記導入通路と前記導出通路とを接続して前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉可能なバイパスバルブと、
前記吸気通路に接続されて、エンジンから排出された排気を当該吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路と、
前記吸気通路に接続されて、ブローバイガスを当該吸気通路に導入するためのブローバイガス導入通路とを備え、
前記導入通路は、前記バイパス通路との接続部分よりも上流側の部分に設けられて所定の方向に膨出するように湾曲する湾曲部を有し、
前記湾曲部の内周面のうち当該湾曲部の中心軸よりも曲率半径において内径側となる部分に、前記導入通路の流路面積を絞る絞り部が形成されており、
前記ＥＧＲ通路および前記ブローバイガス導入通路は、前記吸気通路のうち前記絞り部よりも上流側の部分に接続されていることを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置。
車両用エンジンのターボ過給装置であって、
吸気通路を流通する吸気を過給可能なコンプレッサおよびこれを収容するコンプレッサハウジングを含む過給機と、
前記吸気通路のうち前記過給機よりも上流側の部分の吸気を過給可能なコンプレッサを含む上流側過給機と、
前記コンプレッサハウジングの一部を構成して前記上流側過給機のコンプレッサから吐出された吸気を前記過給機のコンプレッサに導入する導入通路と、
前記コンプレッサから吐出された吸気が流通する導出通路と、
前記導入通路と前記導出通路とを接続して前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉可能なバイパスバルブと、
前記吸気通路に接続されて、ブローバイガスを当該吸気通路に導入するためのブローバイガス導入通路とを備え、
前記導入通路は、前記バイパス通路との接続部分よりも上流側の部分に設けられて所定の方向に膨出するように湾曲する湾曲部を有し、
前記湾曲部の内周面のうち当該湾曲部の中心軸よりも曲率半径において内径側となる部分に、前記導入通路の流路面積を絞る絞り部が形成されており、
前記ブローバイガス導入通路は、前記吸気通路のうち前記絞り部よりも上流側の部分に接続されていることを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置。
請求項１に記載の車両用エンジンのターボ過給装置において、
前記吸気通路のうち前記過給機の上流側の部分の吸気を過給可能な上流側過給機をさらに備え、
前記導入通路は、前記上流側過給機のコンプレッサと前記過給機のコンプレッサとの間に設けられて前記上流側過給機のコンプレッサから吐出された吸気を前記過給機のコンプレッサに導入することを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用エンジンのターボ過給装置において、
前記導入通路は、上流側通路と、当該上流側通路を通過した吸気を上流側へ巻き返す底面を備えた容積部とを有し、
前記導入通路の内周面のうち前記容積部の底面から上流側に巻き返す吸気のよどみ点よりも下流側の部分に、この導入通路の内側に向かって突出する突起が設けられていることを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置。
請求項２に記載の車両用エンジンのターボ過給装置において、
前記コンプレッサの導入部に接続される吸気通路に、エンジンから排出された排気を還流するためのＥＧＲ通路が接続されていることを特徴とする車両用エンジンのターボ過給装置。