JP6540541B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関に関する。

排気により過給機を回転させることで、燃焼用の空気を過給し、過給された空気を内燃機関本体に供給する技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開平８−１４１２７号公報

過給機のコンプレッサで過給された吸気をコンプレッサの上流側に還流させるため、バイパス通路を設け、さらにバイパス通路のガスの流量を調整するためのバイパスバルブを設けることがある。しかし、低温環境下においては、過給された高温の空気が低温のバイパスバルブにより冷却され、空気中の水分が凝縮し、凝縮水によりバイパスバルブが凍結することがある。これにより、バイパスバルブが適切に動作しない可能性がある。

そこで、バイパスバルブにおける凝縮水の発生およびバイパスバルブの凍結を抑制することが可能な内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的は、内燃機関本体に接続された吸気通路と、前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路を流れる空気を過給するコンプレッサと、前記吸気通路のうち前記コンプレッサよりも下流側の部分と、前記コンプレッサよりも上流側の部分とを接続し、前記コンプレッサにより過給された空気の一部を前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側の部分に供給するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、一部が樹脂で形成され、別の一部が金属により形成された取付器具と、前記取付器具に取り付けられ、前記バイパス通路を流れる空気の流量を調整するためのバルブと、を具備し、前記取付器具のうち、前記金属で形成された部分は、前記樹脂で形成された部分よりも高い熱伝導率を有し、前記バルブが閉じた状態において、前記バルブは前記取付器具の前記金属で形成された部分に接触する内燃機関によって達成できる。

バイパスバルブにおける凝縮水の発生およびバイパスバルブの凍結を抑制することが可能な内燃機関を提供できる。

図１は内燃機関の概略構成図である。 図２（ａ）は締結座を例示する側面図である。図２（ｂ）は締結座を例示する平面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図３はエアバイパスバルブを締結座に装着した状態を例示する断面図である。

以下、図面を参照して本実施例の内燃機関１００について説明する。図１は内燃機関１００の概略構成図である。図１に示す内燃機関１００は、例えばガソリンを燃料とし、自動車に搭載される。内燃機関１００はエンジン本体１０（内燃機関本体）および過給機２０を含んでいる。エンジン本体１０は吸気通路１２および排気通路１４が接続されている。過給機２０はコンプレッサ２２およびタービン２４を含む。

吸気通路１２には、上流側からコンプレッサ２２、インタークーラ１６、およびスロットルバルブ１８が設けられている。吸気通路１２のコンプレッサ２２より上流側の部分と下流側の部分とを接続するバイパス通路２６が設けられている。バイパス通路２６にはエアバイパスバルブ（Air Bypass Valve：ＡＢＶ）２８が設けられている。後述するように、バイパス通路２６には締結座が設けられており、締結座にＡＢＶ２８が取り付けられる。

排気通路１４には、上流側から、タービン２４および後処理装置１９が設けられている。排気通路１４のタービン２４より上流側の部分と下流側の部分とを接続するバイパス通路３０が設けられている。バイパス通路３０にはウェイストゲートバルブ（Waste Gate Valve：ＷＧＶ）３２が設けられている。吸気通路１２、バイパス通路２６、およびＡＢＶ２８は例えば樹脂により形成されている。排気通路１４、バイパス通路３０、およびＷＧＶ３２は金属により形成されている。

図１において、空気および排気の流れを矢印で示す。吸気通路１２を通じて空気がエンジン本体１０に供給される。インタークーラ１６は空気を冷却し、スロットルバルブ１８は空気の流量を調節する。エンジン本体１０は燃料と空気との混合気を燃焼し、排気を排気通路１４に排出する。排気は後処理装置１９により浄化され、車両の外部に排出される。排気通路１４に設けられたタービン２４は、排気によって回転する。コンプレッサ２２はタービン２４と連結されており、タービン２４の回転に伴いコンプレッサ２２が回転する。吸気通路１２を流れる空気は、コンプレッサ２２により圧縮され、エンジン本体１０に供給される。

タービン２４の保護および安定した過給圧の供給のため、排気の一部を、バイパス通路３０を通じて、排気通路１４のタービン２４より下流側に流通させることがある。ＷＧＶ３２の開閉により、バイパス通路３０における排気の流量を調整することができる。

過給機２０のサージを抑制するため、コンプレッサ２２により過給された空気の一部を、バイパス通路２６を通じて、吸気通路１２のコンプレッサ２２より上流側に還流させることがある。ＡＢＶ２８の開閉により、バイパス通路２６内の空気の流量を調整することができる。ＡＢＶ２８は図２（ａ）から図２（ｃ）に示す締結座４０（取付器具）によりバイパス通路２６に取り付けられる。

図２（ａ）は締結座４０を例示する側面図である。図２（ｂ）は締結座４０を例示する平面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、締結座４０は通路部４２および台座部４４を備える。通路部４２は筒状であり、バイパス通路２６に接続される。台座部４４には、図２（ａ）および図２（ｃ）の上側からＡＢＶ２８が取り付けられ、下側からバイパス通路２６が取り付けられる。図２（ｂ）に示すように、台座部４４には３つの穴４１が設けられている。

図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、台座部４４には金属カラー４６および４８が設けられている。金属カラー４６および４８は例えば鉄（Ｆｅ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの金属により形成された、筒状の部材である。通路部４２および台座部４４は例えば樹脂などにより形成されている。台座部４４と金属カラー４８との間には、例えばゴムで形成されたＯリング５０が設けられている。

図３はＡＢＶ２８を締結座４０に装着した状態を例示する断面図であり、ＡＢＶ２８は閉弁している。図３に示すように、ＡＢＶ２８は胴体部２８ａおよび可動部２８ｂを有する。台座部４４にＡＢＶ２８を載せ、図２（ｂ）に示した穴４１にネジを挿入することで、ＡＢＶ２８の胴体部２８ａを台座部４４に固定する。図３に示すように、閉弁時において可動部２８ｂは金属カラー４６の上面に接触する。このときバイパス通路２６に空気は流れない。図３に矢印で示すように、可動部２８ｂは上下方向に移動可能である。可動部２８ｂが上方向に移動し、金属カラー４６から離れることで、ＡＢＶ２８が開弁する。すなわち、台座部４４の金属カラー４６に囲まれた空洞と、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した通路部４２とが接続される。これにより、締結座４０を通じて、吸気通路１２からバイパス通路２６に空気が流れる。また、金属カラー４８と胴体部２８ａとの間には、例えばゴムで形成されたＯリング５２が設けられている。

本実施例によれば、金属カラー４６および４８は樹脂に比べて高い熱伝導率を有する。このため、過給された高温の空気から金属カラー４６および４８へと熱が効率的に伝わる。ＡＢＶ２８の閉弁状態においてＡＢＶ２８の可動部２８ｂが金属カラー４６に接触している。このため、金属カラー４６からＡＢＶ２８に熱が伝わり、ＡＢＶ２８の温度が上昇しやすい。したがって、ＡＢＶ２８における凝縮水の発生およびＡＢＶ２８の凍結が抑制され、ＡＢＶ２８の動作不良が抑制される。例えば低温環境下で車両を使用する際、暖機により速やかにＡＢＶ２８の温度を上昇させることができる。

締結座４０の少なくとも一部が金属であればよく、特にＡＢＶ２８と接触する部分が金属であることが好ましい。ＡＢＶ２８の温度を効果的に上昇させることができる。金属カラー４６および４８は、ＦｅおよびＡｌ以外に、樹脂よりも高い熱伝導率を有する金属で形成されればよい。締結座４０の熱伝導率をより高めるために、締結座４０の全体を金属で形成してもよい。

締結座４０の金属カラー４８とＡＢＶ２８とが接触し、Ｏリング５２はこれらに挟まれる。金属カラー４８とＡＢＶ２８とがＯリング５２を両側から押さえつけることで、Ｏリング５２は反発力を発生させる。これにより締結座４０とＡＢＶ２８との間をシールすることができる。しかし締結座４０が劣化する（へたる）と、Ｏリング５２の反発力が低下し、シール性が悪化してしまう。本実施例によれば、金属カラー４８は樹脂に比べて劣化しにくい。このため、Ｏリング５２の反発力は低下しにくく、シール性の悪化が抑制される。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ エンジン本体
１２ 吸気通路
１４ 排気通路
２０ 過給機
２２ コンプレッサ
２４ タービン
２６、３０ バイパス通路
２８ エアバイパスバルブ
２８ａ 胴体部
２８ｂ 可動部
３２ ウェイストゲートバルブ
４０ 締結座
４２ 通路部
４４ 台座部
４６、４８ 金属カラー
５０、５２ Ｏリング
１００ 内燃機関

Claims (1)

1. 内燃機関本体に接続された吸気通路と、
   前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路を流れる空気を過給するコンプレッサと、
   前記吸気通路のうち前記コンプレッサよりも下流側の部分と、前記コンプレッサよりも上流側の部分とを接続し、前記コンプレッサにより過給された空気の一部を前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側の部分に供給するバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられ、一部が樹脂で形成され、別の一部が金属により形成された取付器具と、
   前記取付器具に取り付けられ、前記バイパス通路を流れる空気の流量を調整するためのバルブと、を具備し、
   前記取付器具のうち、前記金属で形成された部分は、前記樹脂で形成された部分よりも高い熱伝導率を有し、
   前記バルブが閉じた状態において、前記バルブは前記取付器具の前記金属で形成された部分に接触する内燃機関。
   

Images