JP7196428B2 - 過給機付エンジン - Google Patents

Description

本発明は、過給機付エンジンに関し、その中でも特に、吸気通路にブローバイガスを還流させるエンジンに関する。なお、ブローバイガスは、一般に、エンジンの燃焼室から漏れ出すガスを意味しており、ブローバイガスにはオイルミストが含まれている。

特許文献１には、吸気通路にブローバイガスを還流させる過給機付エンジンが開示されている。このエンジンでは、スーパーチャージャ（過給機）の気密性を向上させるために、ブローバイガスに含まれるオイルミストが利用されている。

具体的には、少量のブローバイガスがスーパーチャージャに導入されるようにしている。そのブローバイガスがスーパーチャージャのロータ室を通過する際、ブローバイガスに含まれるオイルが、ロータ軸とロータ本体との隙間に侵入して付着する。それにより、ブローバイガスのオイルをシール剤として機能させ、ロータ室内の気密性を向上させている。

特開平０４－２０３２１３号公報

特許文献１では、少量のブローバイガスをロータ室に導入し、ロータ室を通過する時に、ロータ軸等に付着するオイルを利用する。ブローバイガスのロータ室への導入量は少量であるうえに、そのオイルはロータ室の全体に広がる。そのため、軸受部等の駆動部位に付着するオイルは微量である。従って、シール剤や潤滑油として十分とはいえず、改良の余地がある。

加えて、ロータ室の全体にオイルが付着するため、ロータ室がオイルで汚れる。

開示する技術の目的は、ブローバイガスに含まれるオイルミストを利用して、効率的に、過給機の軸受部の潤滑性、シール性を向上させることにある。

開示する技術は、燃焼室に吸気を導入する吸気通路の途中に過給機を備えたエンジンに関する。

前記エンジンは、前記エンジンで発生し、オイルミストを含むブローバイガスを、前記吸気通路における前記過給機よりも上流側の部位に導入するブローバイガス通路を備え、前記過給機は、吸気を送り出すロータの軸受部の近傍に隙間からなる空間部を有し、前記ブローバイガス通路に、ブローバイガスからオイルを分離して前記空間部にそのオイルを供給するオイル分離供給部が設けられている。

具体的には、前記エンジンはまた、前記吸気通路における前記過給機よりも上流側の部位に配置されていて、前記エンジンの運転状態に応じて制御されるスロットルバルブと、前記エンジンで発生し、オイルミストを含むブローバイガスを、前記吸気通路における前記スロットルバルブと前記過給機との間の部位に導入するブローバイガス通路と、前記ブローバイガス通路の上流側に配置され、ブローバイガスの流量を可変するＰＣＶバルブと、を備える。

前記過給機は、吸気を吸入する吸入口、及び吸気を吐出する吐出口が形成された過給機本体と、前記過給機本体の内部に、軸受部を介して軸支され、回転することによって前記吸入口から前記吐出口に吸気を送り出すロータと、前記軸受部の近傍に形成された隙間からなる空間部と、を有している。

そして、前記ブローバイガス通路における前記ＰＣＶバルブの下流側の部位から分岐して、前記空間部に連通する連通路が設けられていて、前記連通路の上流側に、ブローバイガスからオイルを分離して前記連通路にそのオイルを供給するオイル分離供給部が設けられている、としてもよい。

すなわち、このような過給機付エンジンによれば、過給機が、その軸受部の近傍に隙間からなる空間部を有しており、ブローバイガス通路に、ブローバイガスからオイルを分離して、その空間部にそのオイルを供給するオイル分離供給部が設けられている。従って、過給機の軸受部に、空間部を通じて、ブローバイガスが含むオイルを供給することができ、ブローバイガスが含むオイルで、過給機の軸受部の潤滑性を、効率的に向上させることができる。

またその結果、オイル分離供給部でオイルが分離され、オイル含量が少なくなったブローバイガスが、吸気通路に導入される。従って、吸気通路や過給機のロータ室等のオイル汚れも抑制できる。

前記エンジンはまた、前記オイル分離供給部が、前記ブローバイガス通路によって構成されていて、ブローバイガスからオイルを慣性によって分離し、前記連通路にオイルを導入するストレート部と、前記ストレート部の下流側から曲がるように分岐して、前記吸気通路に向かうクロス部とを有している、としてもよい。

この場合、別途装置を設けることなく、簡単でコンパクトな構造でオイル分離供給部を実現できる。従って、部材コストが低減でき、僅かなスペースにも配置できるので、組み付け性に優れ、軽量化も図れる。

前記エンジンはまた、前記過給機が、更に、前記軸受部の近傍に当該軸受部をシールするシール材を有し、前記空間部が前記シール材に隣接している、としてもよい。

この場合、導入するオイルによってシール性も向上できるので、過給機の性能を長期にわたって安定して維持できる。

開示する技術によれば、ブローバイガスに含まれるオイルミストを利用して、効率的に、過給機の軸受部の潤滑性、シール性を向上させることができる。

過給機付エンジンの主な構成を示す図である。 吸気ユニットの具体的な構造を示す概略上面図である。 図２で示す矢印Ａの方向から吸気ユニットを見た概略前面図である。 図２で示す矢印Ｂの方向から吸気ユニットを見た概略後面図である。 （ｂ）は、過給機の縦断面図である。（ａ）は、（ｂ）のＶａ－Ｖａ線における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＶｃ－Ｖｃ線における断面図である。 過給機とブローバイガス還元システムとの接続を示す模式図である。 （ａ）は、ブローバイガス通路の要部の構造を具体的に示す概略上面図である。（ｂ）は、（ａ）に対応した概略後面図である。 過給時の吸気の流れを示す概略図である。 非過給時の吸気の流れを示す概略図である。 過給時における要部での吸気の流れを示す概略図である。 非過給時における要部での吸気の流れを示す概略図である。

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図１に、開示する技術を適用した、過給機３４を備えたエンジン１（単にエンジン１ともいう）の主な構成を示す。図２～図４に、エンジン１が備える吸気ユニット３の具体的な構造を示す。図２は、吸気ユニット３を上側から見た図である。図３は、図２で示す矢印Ａの方向（前方）から吸気ユニット３を見た図である。図４は、図２で示す矢印Ｂの方向（後方）から吸気ユニット３を見た図である。

エンジン１は、例えば、自動車（車両）に搭載される４ストローク式の内燃機関であり、機械式又は駆動式の過給機３４を備えている。エンジン１の燃料は、特に限定はされないが、本実施形態においてはガソリンである。

また、エンジン１は、詳細な図示は省略するが、列状に配置された４つのシリンダ（気筒）１１を備えている。エンジン１は、４つのシリンダ１１が車幅方向に沿って並ぶように搭載された、いわゆる直列４気筒の横置きエンジン１である。

これにより、４つのシリンダ１１が配列する方向（気筒列方向）であるエンジン１の左右方向は、車幅方向とほぼ一致している。直列多気筒エンジン１では、気筒列方向と、クランクシャフト１５が延びる方向とが一致する。

上下左右等の方向を各図に示す。特に断らない限り、「前」とは、自動車の前側を指し、「後」とは、自動車の後側を指し、「左」とは、車幅方向における一方側を指し、「右」とは、車幅方向における他方側を指す。また、「上」とは、エンジン１を自動車に搭載した状態の上側を指し、「下」とは、その下側を指す。

（エンジン１の概略構成）
エンジン１は、４つのシリンダ１１を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０の前側に配置され、吸気ポート１８を介して各シリンダ１１と連通する吸気通路３０と、エンジン本体１０の後側に配置され、排気ポート１９を介して各シリンダ１１と連通する排気通路５０とを備えている。

吸気通路３０は、吸気（空気等のガス）が流れる複数の通路と、これらの途中に配置されたエアクリーナ３１、過給機３４、インタークーラ３６、サージタンク３８等の装置とで、一体に組み合わされた吸気ユニット３を構成している。エンジン本体１０は、吸気ユニット３を通じて供給される吸気と、燃料とからなる混合気を、各シリンダ１１内に形成された燃焼室１６で燃焼させ、燃焼によって生じる排気ガスを、排気通路５０を通じて排気するように構成されている。

具体的に、エンジン本体１０は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の上に載置されるシリンダヘッド１３とを有している。シリンダブロック１２の内部に、４つのシリンダ１１が形成されている。これらシリンダ１１は、クランクシャフト１５が延びる方向に沿って並んでいる（図１では、１つのシリンダのみを示す）。

各シリンダ１１の内部には、ピストン１４が、それぞれ摺動自在に挿入されている。各ピストン１４は、コネクティングロッド１４１を介してクランクシャフト１５と連結されている。ピストン１４、シリンダ１１、及びシリンダヘッド１３により、燃焼室１６が区画形成されている。なお、ここでいう「燃焼室」は、ピストン１４が圧縮上死点に至ったときに形成される空間のみの意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる。

シリンダヘッド１３には、１つのシリンダ１１につき、例えば２つの吸気ポート１８が形成されている（図１には、１つの吸気ポート１８のみを示す）。２つの吸気ポート１８は、気筒列方向に隣接しており、それぞれ対応するシリンダ１１と連通している。

２つの吸気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ２１が配設されている。吸気バルブ２１は、燃焼室１６と各吸気ポート１８との間を開閉する。吸気バルブ２１は、吸気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。

吸気動弁機構は、図１に示すように、可変動弁機構２３を有している。可変動弁機構２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲で連続的に変更するよう構成されている。これにより、各吸気バルブ２１の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。

また、シリンダヘッド１３には、１つのシリンダ１１につき、例えば２つの排気ポート１９が形成されている（図１には、１つの排気ポート１９のみを示す）。２つの排気ポート１９は、気筒列方向に隣接しており、それぞれ対応するシリンダ１１と連通している。

２つの排気ポート１９には、それぞれ排気バルブ２２が配設されている。排気バルブ２２は、燃焼室１６と各排気ポート１９との間を開閉する。排気バルブ２２は、排気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。

排気動弁機構は、図１に示すように、可変動弁機構２４を有している。可変動弁機構２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲で連続的に変更するよう構成されている。これにより、各排気バルブ２２の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎にインジェクタ６が取り付けられている。各インジェクタ６は、例えば多噴口型の燃料噴射弁であり、各燃焼室１６の内部に、燃料を直接に噴射するように構成されている。

各インジェクタ６には、燃料供給システム６１が接続されている。燃料供給システム６１は、燃料を貯留する燃料タンク６３と、燃料タンク６３とインジェクタ６とを互いに連結する燃料供給路６２とを備えている。燃料供給路６２には、燃料ポンプ６５とコモンレール６４とが介設されている。

また、シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５の先端は、燃焼室１６の内部に臨んでいる。点火プラグ２５の作動により、燃焼室１６の中の混合気は、強制的に点火される。

（吸気ユニット３）
吸気通路３０の上流側の端部には、新気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。サージタンク３８は、吸気を一時的に貯める容器状の装置であり、吸気通路３０の下流側の端部、すなわち、吸気通路３０における吸気ポート１８の上流側の部位に配設されている。吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側の部位に、スロットルバルブ３２が配設されている。スロットルバルブ３２は、エンジン１の運転状態に応じて、その開度が制御される。それにより、燃焼室１６に導入される新気の量が調整される。

吸気通路３０におけるスロットルバルブ３２の下流側の部位に、過給機３４が配設されている。過給機３４は、各燃焼室１６に導入する吸気を過給する。過給機３４は、エンジン１（具体的には、クランクシャフト１５から伝達される動力）によって駆動される（機械式）。過給機３４は、例えば、２軸ロータ式のルーツブロワとして構成されている。

過給機３４とクランクシャフト１５との間には、電磁クラッチ３４ａ及び駆動プーリ３４ｄが介設されている。駆動プーリ３４ｄとクランクシャフト１５とには、環状のタイミングベルトが巻き掛けられていて、これらが連動して回転するように構成されている。なお、過給機３４は、電気で駆動する電気式としてもよい。

電磁クラッチ３４ａは、過給機３４とクランクシャフト１５との間を接続して駆動力を伝達したり、駆動力の伝達を遮断したりする。ＥＣＵ７（制御装置）が電磁クラッチ３４ａの遮断及び接続を切り替えることによって、過給機３４のオン状態とオフ状態とが切り替わる。

すなわち、エンジン１は、過給機３４のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、燃焼室１６に導入する吸気を過給する運転（過給運転）と、燃焼室１６に導入する吸気を過給しない運転（自然吸気運転）とを切り替えることができる。過給機３４の詳細については、別途後述する。

インタークーラ３６は、吸気通路３０における過給機３４の下流側の部位に配設されている。インタークーラ３６は、過給機３４を通過した吸気との間で熱交換を行い、過給機３４で圧縮された吸気を冷却する。インタークーラ３６は、例えば水冷式である。

吸気通路３０は、スロットルバルブ３２の下流側であって過給機３４の上流側の部位を構成する第１通路３３と、過給機３４の下流側であってインタークーラ３６の上流側の部位を構成する第２通路３５と、インタークーラ３６の下流側であってサージタンク３８の上流側の部位を構成する第３通路３７と、サージタンク３８の下流側であって、各吸気ポート１８の上流側の部位を構成する独立通路３９とを有している。

独立通路３９は、吸気ポート１８毎に、サージタンク３８から複数に分岐するように形成されている。第１通路３３、第２通路３５、第３通路３７、及び独立通路３９は、吸気通路３０の主体となる主吸気通路３０Ａを構成している。

吸気通路３０には、この主吸気通路３０Ａとは別に、過給機３４及びインタークーラ３６を迂回するバイパス通路４０が設けられている。詳細には、バイパス通路４０は、第１通路３３の途中の部位（上流側分岐部３３ａ）から分岐して、サージタンク３８（下流側分岐部）と連通するように接続されている。

バイパス通路４０には、バイパス通路４０の流路断面積を変更するバイパスバルブ４１が配設されている。バイパスバルブ４１は、エンジン１の運転状態に応じて、バイパス通路４０の流路断面積を変更する。それにより、バイパスバルブ４１は、バイパス通路４０を流れる吸気の流量を調節する。

吸気通路３０には、燃料タンク６３で発生する蒸発燃料を、吸気通路３０に導入する蒸発燃料通路６６が配設されている。蒸発燃料通路６６は、燃料タンク６３の上部からキャニスタ６７を介し、第１通路３３に配設されたパージバルブ６８に接続されている。なお、キャニスタ６７は、蒸発した燃料を一時的に貯留する容器である。

（排気通路５０）
排気通路５０は、吸気通路３０とは逆の、エンジン本体１０の後側に接続されている。図示は省略するが、排気通路５０の上流側の端部は、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。それら独立通路が、各シリンダ１１の排気ポート１９と接続されている。

排気通路５０には、１つ以上の触媒コンバータ５１を有する排気浄化システムが配設されている。触媒コンバータ５１は、三元触媒を含んで構成されており、排気通路５０における排気ポート１９の下流側に隣接して配置されている（いわゆる直キャタリスト）。なお、排気浄化システムは、三元触媒のみを含む構成に限られない。

吸気通路３０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、排気ガスの一部を吸気通路３０に導入する。詳しくは、ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における触媒コンバータ５１の下流側の部位に接続されていて、排気通路５０と連通している。

一方、ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路３０における過給機３４より上流側であってスロットルバルブ３２の下流側の部位に連通するように構成されている（詳細は後述）。

ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラ５３が配設されている。ＥＧＲクーラ５３は、ＥＧＲ通路５２を流れる排気ガスを冷却する。ＥＧＲ通路５２を流れる排気ガスの流量は、ＥＧＲバルブ５４によって調節される。ＥＧＲバルブ５４の開度を調整することにより、冷却された排気ガス（外部ＥＧＲガス）の、吸気通路３０への導入量が調節される。

（ブローバイガス還元システム７０）
また、エンジン１には、燃焼室１６から漏れ出すガス（ブローバイガス）を、吸気通路３０に導入して燃焼室１６に還元する、ブローバイガス還元システム７０が配設されている。ブローバイガスは、オイルミストを含む。

詳細には、図１に示すように、エンジン本体１０のシリンダヘッドカバー２６の上部には、ＰＣＶバルブ７２が設けられている。ブローバイガス還元システム７０を構成するブローバイガス通路７１は、その上流側の端部が、このＰＣＶバルブ７２と接続されている。ＰＣＶバルブ７２は、ブローバイガス通路７１に流入するブローバイガスの流量を可変する。

ブローバイガス通路７１の下流側の端部は、バイパス通路４０の上流側の部位に接続されている。ブローバイガス通路７１は、過給機３４の吸入側と接続される第１連通路７３と、過給機３４の吐出側と接続される第２連通路７４とを有している。ブローバイガス通路７１の詳細は後述する。

（過給機３４）
図５に示すように、過給機３４は、内部にロータ室３４３及びギア室３４４が形成されたケーシング３４ｂ（過給機本体）を有している。ロータ室３４３及びギア室３４４の内部には、駆動側及び従動側からなる一対の回転軸８１，８２が、気筒列方向に平行して延びるように配置されている。これら回転軸８１，８２の各々は、吸入側及び吐出側からなる一対の軸受部８３，８４によって回転自在に軸支されている。

図６にも示すように、ロータ室３４３の左側には、各回転軸８１，８２の端部を収容する小容量の軸受室３４５が、ケーシング３４ｂから突出するように設けられている。軸受室３４５には、吸入側の軸受部８３を構成するボールベアリングが収容されている。軸孔３４５ａを通じて軸受室３４５に突出した各回転軸８１，８２の端部が、そのボールベアリングを介して軸支されている。軸受室３４５にはシール材（吸入側シール材９１）が設けられていて、この吸入側シール材９１が、軸孔３４５ａと各回転軸８１，８２との間の隙間を塞いでいる。

ギア室３４４は、ロータ室３４３の右側に隣接して配置されている。軸孔３４４ａを通じて各回転軸８１，８２がギア室３４４に突出している。ギア室３４４にも、軸孔３４４ａと各回転軸８１，８２との間の隙間を塞ぐシール材が設けられている。ギア室３４４には、軸受室３４５とは異なり、２つのシール材９２，９３が設けられているが、これについては後述する。

ギア室３４４には、駆動側の回転軸８１と従動側の回転軸８２とを連動して回転させるギア３４６が収容されている。吐出側の軸受部８４は、ギア３４６と共に、ギア室３４４に収容されている。ギア室３４４には、潤滑用のオイルが適量、充填されている。

ロータ室３４３には、第１ロータ３４１及び第２ロータ３４２が、互いに隣接して部分的に噛み合うように収容されている。第１ロータ３４１は、従動側の回転軸８２に一体に固定され、第２ロータ３４２は駆動側の回転軸８１に一体に固定されている。駆動側の回転軸８１は、従動側の回転軸８２よりも長く延びて、ギア室３４４から突出し、電磁クラッチ３４ａに連結されている。

図５の右側においてＶｃ－Ｖｃ線で示す断面図（ｃ）のように、ケーシング３４ｂの左側の端部には、ロータ室３４３に連通する吸入口３４ｃが開口している。一方、ケーシング３４ｂの前側の側面には、ロータ室３４３を露出させるＶ字状ないし三角形状に開口する吐出口３４ｅが開口している。

吸入口３４ｃは、第１通路３３に連通している。吐出口３４ｅは、第２通路３５に連通している。第１ロータ３４１及び第２ロータ３４２が回転することにより、第１通路３３を流れる吸気は、吸入口３４ｃを通じてロータ室３４３に吸入される。ロータ室３４３に吸入された吸気は、右側に向かって送り出され、圧縮される。圧縮された吸気は、吐出口３４ｅから吐出される。

（吸気ユニット３のレイアウト）
図２に示すように、吸気ユニット３は、エンジン本体１０の前側、具体的には、シリンダヘッド１３及びシリンダブロック１２の前面に沿うように配置されている。特に、過給機３４とインタークーラ３６とは、過給レスポンスを高めるべく、吸気ポート１８の上流側の端部の近傍に集約して配置されている。

過給機３４は、左右方向に延びる横長なサージタンク３８を間に挟むようにして、エンジン本体１０の前側に配置されている。過給機３４の後部とエンジン本体１０の前部との間には、サージタンク３８の寸法に応じた隙間が空いている。第１通路３３は、過給機３４の左側に気筒列方向に延設されており、吸入口３４ｃが開口している、過給機３４の左端部と接続されている。

また、図３に示すように、過給機３４及びインタークーラ３６は、この順に上下方向に並設されており、上下に隣接している。第２通路３５は、吐出口３４ｅがある過給機３４の前部と、インタークーラ３６の前部とを接続するように、ほぼ上下方向に延設されている。

サージタンク３８は、図２、図４に示すように、過給機３４の後部と、複数の独立通路３９との間の隙間に配置されている。第３通路３７は、過給機３４の下方を通過するように延設されている。インタークーラ３６は、サージタンク３８よりも下方に位置しており、インタークーラ３６の後部とサージタンク３８の底部とが、第３通路３７によって接続されている。

バイパス通路４０は、第１通路３３の上流側分岐部３３ａから分岐して上方へ延びた後、右方へ延びている。バイパス通路４０の下流側の端部は、二股に分岐し、サージタンク３８の上部と接続されている（図２、図４、図９Ａを参照。）。

（過給機３４へのブローバイガスの利用）
外部ＥＧＲガスには、煤や酸化物などのダスト、水蒸気等が含まれる。これら水蒸気等は、外部ＥＧＲガスの吸気への導入に伴って、過給機３４のロータ室３４３に流入する。水蒸気は、ＥＧＲクーラ５３で冷却されることにより、ＥＧＲ通路５２及びバイパス通路４０において凝縮水となり、バイパス通路４０から第１通路３３に流入し、ひいては過給機３４のロータ室３４３に流れ込むおそれがある。

これらダストや凝縮水が、過給機３４のロータ室３４３に流れ込むと、軸受部やシール材に作用し、劣化させるおそれがある。そこで、このエンジン１では、ブローバイガス還元システム７０を利用することにより、エンジン１の運転状態に応じて、軸受部やシール材の周辺の吸気を吸引したり、軸受部やシール材の周辺へオイルを供給したりできるように工夫されている。

具体的には、図１に示すように、ブローバイガス通路７１におけるＰＣＶバルブ７２の下流側の部位から分岐する第１連通路７３及び第２連通路７４が設けられている。そして、図６に示すように、これらが過給機３４のケーシング３４ｂを通して、吸入側及び吐出側の各軸受部８３，８４の近傍に設けた、各軸受部８３，８４に通ずる隙間からなる空間部（吸入側環状空間部３４ｆ、吐出側環状空間部３４ｈ）に連通している。

図６に、ブローバイガス通路７１の要部を模式的に示す。図７に、ブローバイガス通路７１の要部を具体的に示す。これら図に示すように、ブローバイガス通路７１の下流側の端部は、下流側導入路７１ａ、上流側導入路７１ｂ、第１分岐路７３ａ、及び第２分岐路７４ａなどで構成されている。

下流側導入路７１ａは、バイパス通路４０における上流側分岐部３３ａの近傍の部位（後述する分岐基部４２）に接続されていて、その接続部位に開口する導入口（ブローバイガス導入口７５）から、ブローバイガスが吸気通路３０に導入されるようになっている。

そして、下流側導入路７１ａにおけるブローバイガス導入口７５の上流側の部位から、第１分岐路７３ａと第２分岐路７４ａとが分岐している。第１分岐路７３ａは、第２分岐路７４ａよりも上流側に位置している。第１分岐路７３ａは、第１連通路７３に連通し、第２分岐路７４ａは第２連通路７４に連通している。

上流側導入路７１ｂは、下流側導入路７１ａの上流側に交差した状態で連なっている。詳細には、上流側導入路７１ｂは、気筒列方向に延びており、下流側導入路７１ａは、上流側導入路７１ｂの下流側から曲がるように分岐して、気筒列方向と略垂直な横方向に延びている。そして、第１分岐路７３ａは、上流側導入路７１ｂと真っ直ぐに連なるように、上流側導入路７１ｂと下流側導入路７１ａとの屈曲部位から気筒列方向に延びている。

対して、第２分岐路７４ａは、下流側導入路７１ａの途中から、第１分岐路７３ａと平行して気筒列方向に延びている。上流側導入路７１ｂは、第１分岐路７３ａ及び第２分岐路７４ａよりも、大径の管で構成されている（流路面積が大きい）。

詳細は後述するが、このような上流側導入路７１ｂ、下流側導入路７１ａ、及び第１分岐路７３ａは、ブローバイガスからオイルを分離して、そのオイルを第１連通路７３に供給するオイル分離供給部ＯＰを構成している。そして、上流側導入路７１ｂはストレート部を構成し、下流側導入路７１ａはクロス部を構成している。

図２、図４に示すように、第１連通路７３及び第２連通路７４は、過給機３４と、その上方に配置されたバイパス通路４０との間を通って配設されている。そして、オイル分離供給部ＯＰは、第１通路３３とバイパス通路４０との間の僅かな隙間に配置されていて、ブローバイガス通路７１によってコンパクトに構成されている。それにより、ブローバイガス通路７１と各連通路７３、７４とのレイアウトは、有機的且つコンパクトに構成されている。また、各連通路７３、７４を気筒列方向に配設しているので、吸気はスムーズに流れるし、レイアウトに関してもコンパクト化が図れる。

図５、図６に示すように、ケーシング３４ｂの各軸受室３４５に臨む軸孔３４５ａの周囲には、環状の隙間からなる吸入側環状空間部３４ｆが、それぞれ設けられている。吸入側環状空間部３４ｆには、図６に拡大して示すように、軸孔３４ａよりも大径の環状段部３４ｆ１が、それぞれ設けられている。吸入側シール材９１は、環状段部３４ｆ１を介して、吸入側環状空間部３４ｆに隣接し、かつ臨んでいる。環状段部３４ｆ１は、吸入側環状空間部３４ｆの容積を増大させる。なお、環状段部３４ｆ１は、ケーシング３４ｂにおける各シール材の９１の内側部分を、エンドミル（ｅｎｄ ｍｉｌｌ）等を用いて切削することにより形成することができる。

図５の断面図（ｃ）に示すように、２つの吸入側環状空間部３４ｆ，３４ｆは、縦孔からなる単一の第１接続路３４ｇによって互いに接続されている。従って、２つの吸入側環状空間部３４ｆ，３４ｆは、ドリル加工によって容易に連通させることができる。

一方、ケーシング３４ｂのギア室３４４に臨む各軸孔３４４ａの周囲にも、環状の隙間からなる吐出側環状空間部３４ｈがそれぞれ設けられている。ギア室３４４に臨む各軸孔３４４ａの周囲には、隙間を隔てて、２つのシール材（外側シール材９２及び内側シール材９３）が配置されている。外側シール材９２は、ギア室３４４の側に位置し、内側シール材９３はロータ室３４３の側に位置している。

これら外側シール材９２と内側シール材９３との間に、吐出側環状空間部３４ｈが設けられている。外側シール材９２及び内側シール材９３の各々は、吐出側環状空間部３４ｈに隣接し、かつ臨んでいる。図５において左側に示す断面図（ａ）のように、２つの吐出側環状空間部３４ｈ，３４ｈもまた、吸入側環状空間部３４ｆと同様に、縦孔からなる第２接続路３４ｉによって互いに接続されている。

第１連通路７３は、第１接続路３４ｇを介して、各吸入側環状空間部３４ｆと接続されている。第２連通路７４は、第２接続路３４ｉを介して、各吐出側環状空間部３４ｈと接続されている。

このように、ブローバイガス通路７１から、オイル分離供給部ＯＰを通じて分岐する第１連通路７３及び第２連通路７４の各々は、過給装置３４における吸入側の軸受部８３及び吐出側の軸受部８４のそれぞれの近傍に設けられた吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの各々に連通している。従って、エンジン１の運転状態に応じて、軸受部８３，８４やシール材９１，９２，９３の周辺の吸気を吸引したり、軸受部８３，８４やシール材９１，９２，９３の周辺へオイルを供給したりできるようになっている。その一例を、過給時と非過給時（自然吸気時）との場合により、説明する。

（過給時）
図８Ａ及び図９Ａに、吸気通路３０における過給時の吸気の流れを示す。例えば、アクセルが踏まれて加速が要求された場合などには、ＥＣＵ７は、自動車の走行中に過給機３４を作動（つまり、電磁クラッチ３４ａを接続）し、バイパスバルブ４１の開度を適宜調整する。

このとき、スロットルバルブ３２は、通常、略全開に調整され、新気が負荷なく吸気通路３０へ導入される。また、エンジン１の運転状態に応じて、ＥＧＲバルブ５４の開度が適宜調整されることにより、外部ＥＧＲガスが、吸気通路３０へ導入される。更に、ＰＣＶバルブ７２の開度が適宜調整されることにより、ブローバイガスも、吸気通路３０へ導入される。

これにより、新気、外部ＥＧＲガス、及びブローバイガス（単に吸気ともいう）は、主吸気通路３０Ａを通じ、過給された状態で燃焼室１６に導入される。このとき、バイパスバルブ４１の開度調整により、過給機３４を通過した吸気の一部は、バイパス通路４０を通って過給機３４の上流に逆流する。吸気の逆流量により、燃焼室１６に導入する吸気の過給圧が調節される。

このように過給機３４が作動している場合には、ロータ室３４３の内部は高圧になる。そのため、ロータ室３４３の近傍に位置し、軸孔３４４ａ，３４５ａを通じてロータ室３４３と連通している吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの内圧も、過給圧に応じて高くなる。通常、ブローバイガス通路７１の内圧よりも、これら吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの各々の内圧の方が高い。

従って、軸受部８３，８４やシール材９１，９２，９３の周辺に付着するダストや凝縮水は、吸気と共に、吸入側環状空間部３４ｆ及び第１連通路７３や、吐出側環状空間部３４ｈ及び第２連通路７４を通ってブローバイガス通路７１に吸い出すことができる。その結果、軸受部８３，８４やシール材９１，９２，９３の劣化を抑制できる。

（非過給時）
図８Ｂ及び図９Ｂに、吸気通路３０における非過給時（自然吸気時）の吸気の流れを示す。例えば、アイドリングや惰性走行の場合などには、ＥＣＵ７は、過給機３４の作動を停止（つまり、電磁クラッチ３４ａを遮断）し、バイパスバルブ４１を全開にする。

このとき、スロットルバルブ３２は、エンジン１の運転状態に応じて、適宜開度が調整され、適量の新気が吸気通路３０へ導入される。また、エンジン１の運転状態に応じて、ＥＧＲバルブ５４の開度が適宜調整されることにより、外部ＥＧＲガスが、吸気通路３０へ導入される。更に、ＰＣＶバルブ７２の開度が適宜調整されることにより、ブローバイガスも、吸気通路３０へ導入される。

これにより、吸気通路３０を流れる吸気は、過給機３４をバイパスして、自然吸気の状態で燃焼室１６に導入される。このように過給機３４が作動していない場合には、ロータ室３４３の内部は、非加圧状態になる。そのため、吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの内圧も、高くなることはない。

そのため、ブローバイガス通路７１の内圧と、吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの各々の内圧との差は相対的に小さく、エンジン１の運転状態によって、ブローバイガス通路７１の内圧よりも吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの各々の内圧の方が高くなったり、吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈの各々の内圧の方がブローバイガス通路７１の内圧よりも高くなったりする。

例えば、本願発明者らの種々の検討によれば、低負荷運転時又は中負荷運転時は、吐出側環状空間部３４ｈの内圧（負圧）は、ブローバイガス通路７１の圧力（負圧）とほとんど差が生じない。それに対し、吸入側環状空間部３４ｆの内圧は、ブローバイガス通路７１よりも低くなる。

このように、エンジン１の運転状態によって、吸入側環状空間部３４ｆや吐出側環状空間部３４ｈに、ブローバイガスが導入される場合がある。その場合、図６に模式的に示すように、ブローバイガスは、第１分岐路７３ａ及び第２分岐路７４ａを経由して、吸入側環状空間部３４ｆ及び吐出側環状空間部３４ｈに導入される。

このとき、第１分岐路７３ａは、直線状に延びる上流側導入路７１ｂ（ストレート部）と、直線状に連なっている。そのため、ブローバイガスに含まれるオイルミストは、慣性によって第１連通路７３に流入し易い。オイルミストよりも軽量なブローバイガスは、下流側導入路７１ａ（クロス部）に流入し易い。その結果、比較的オイルを多量に含むブローバイガスが、第１連通路７３に分配されて、吸入側環状空間部３４ｆに流入する。

吸入側環状空間部３４ｆは、ギア室３４４とは異なり、オイルが十分で無く、潤滑不良になり易い軸受室３４５の近傍に位置している。そのため、これらにオイルを多量に含むブローバイガスを供給することで、吸入側シール材９１のシール性、及び吸入側の軸受部８３の潤滑性を高めることができる。

（吸気通路３０に対するブローバイガス通路７１の工夫）
ブローバイガスはオイルミストを含む。そのため、ブローバイガスを吸気通路３０に導入すると、そのオイルミストが吸気通路３０の内部に付着し、オイル汚れが発生する。特に、バルブ等が配置されている部位は、吸気の流れが乱れるため、オイルが集中して付着する傾向がある。そのような部位では、時間の経過により、オイルが溜まって変質する。その結果、オイルが高粘度になると、バルブの作動を阻害するおそれがある。

そこで、このエンジン１では、そのようなオイル汚れに基づくトラブルが抑制できるように、吸気通路３０やブローバイガス通路７１の構造や配置が工夫されている。

図９Ａや図９Ｂに示すように、バイパス通路４０の上流側の部位には、吸気通路３０と交差する方向に上流側分岐部３３ａから分岐する分岐基部４２と、分岐基部４２の下流側に連なって屈曲した屈曲部４３と、屈曲部４３の下流側に連なって過給機３４に沿って延びる延出部４４とが設けられている。

具体的には、分岐基部４２は、左右の気筒列方向に延びる吸気通路３０（第１通路３３）の上部から上方に小さく分岐している。吸気通路３０における分岐基部４２が分岐する部位が、上流側分岐部３３ａである。屈曲部４３は、その分岐基部４２から、サージタンク３８から離れる左側に向かって、斜め上方に延びた後、Ｕ又はＶ状に屈曲し、右斜め上方に向いている。

延出部４４は、その屈曲部４３の下流側に連なり、過給機３４を避けるようにして、右方に延びている。延出部４４の下流側は、二股に分岐してサージタンク３８の上部に接続されている（図２及び図４を参照）。

延出部４４における上流側の部位には、バイパスバルブ４１が配置されている。更にその上流側である、バイパス通路４０における屈曲部４３とバイパスバルブ４１との間の部位には、ＥＧＲ通路５２が側方（後方）から接続されている。図９Ａや図９Ｂでは、紙面手前側から、ＥＧＲ通路５２はバイパス通路４０に接続されている（ＥＧＲ通路５２を示すため、便宜上、ＥＧＲ通路５２の接続方向を変えて示す）。

そのバイパス通路４０とＥＧＲ通路５２との接続部位に、ＥＧＲバルブ５４が設置されている。ＥＧＲバルブ５４は、ダイヤフラムバルブであり、バイパス通路４０を流れる吸気の流れに対して、略直交する方向にバルブが制御される。ＥＧＲバルブ５４は、バイパスバルブ４１に隣接している。

分岐基部４２の上部に、上方に小さく突出する凹部４２ａ（ブローバイガス導入部）が設けられている。そして、この凹部４２ａにブローバイガス導入口７５が開口し、凹部４２ａを通じて分岐基部４２はブローバイガス通路７１と連通している。

吸気通路３０の上流側分岐部３３ａにおける分岐基部４２の下流側の部位（過給機３４の上流側の部位）であって、分岐基部４２が分岐している上側の部位に、パージバルブ６８が配置されている。そして、その部位に、蒸発燃料通路の導入口（蒸発燃料導入口６８ａ）が開口しており、蒸発燃料導入口６８ａから蒸発燃料が吸気通路３０に導入されるようになっている。

過給時には、例えば、図９Ａに示すように、主吸気通路３０を通じて燃焼室１６に、新気、外部ＥＧＲガス、還流ガス（バイパス通路４０を通じて戻されるガス）、ブローバイガス等からなる吸気が、混合した状態で導入される。このとき、ブローバイガスは、分岐基部４２から導入されるので、外部ＥＧＲガス及び還流ガスの流れに乗って、スムーズに主吸気通路３０Ａに導入することができ、分散させることができる。

外部ＥＧＲガス及び還流ガスの流れに妨げられるため、ＥＧＲバルブ５４やバイパスバルブ４１に、ブローバイガスが含むオイルが影響することはない。

蒸発燃料導入口６８ａは、比較的小さな孔であるため、オイルが付着して堆積すると、蒸発燃料を適切に吸気通路３０に導入できなくなるおそれがある。それに対し、このエンジン１では、蒸発燃料導入口６８ａが分岐基部４２の下流側であってその分岐側に配置されている。従って、ブローバイガスに含まれるオイルは、分岐基部４２の壁面（第１オイル規制部４５）によって蒸発燃料導入口６８ａに向かうのが妨げられるので、蒸発燃料導入口６８ａのオイル汚れが抑制できる。

非過給時には、例えば、図９Ｂに示すように、バイパス通路４０を通じて燃焼室１６に、新気、外部ＥＧＲガス、ブローバイガス等の吸気が、混合した状態で導入される。このとき、ブローバイガスは、分岐基部４２から導入されるので、新気の流れに乗って、スムーズにバイパス通路４０に導入することができ、分散させることができる。

また、新気の流れに妨げられるため、蒸発燃料導入口６８ａに、ブローバイガスが含むオイルが影響することはない。

一方、ブローバイガスはＥＧＲバルブ５４やバイパスバルブ４１を通過するので、ブローバイガスが含むオイルが、ＥＧＲバルブ５４やバイパスバルブ４１に付着して堆積するおそれがある。

しかし、このエンジン１では、ブローバイガスは、分岐基部４２から導入されるので、ＥＧＲバルブ５４に至る前に、屈曲部４３を通過する。屈曲部４３でブローバイガスの流れは偏向されるので、ブローバイガスに含まれるオイルは、慣性により、屈曲部４３の壁面（第２オイル規制部４６）に付着し易くなっている。従って、ＥＧＲバルブ５４やバイパスバルブ４１のオイル汚れが抑制できる。

また、ＥＧＲ通路４０からバイパス通路４０に導入される外部ＥＧＲガスは、バイパス通路４０を流れる吸気の流れに対して略直交する方向から合流する。それによって吸気の流れが乱れるので、よりいっそう第２オイル規制部４６にオイルが付着し易くなっている。従って、ＥＧＲバルブ５４やバイパスバルブ４１のオイル汚れがよりいっそう抑制できる。

屈曲部４３の壁面に付着したオイルは、壁面を伝って吸気通路３０に滴下し、スロットルバルブ３２に悪影響を及ぼすおそれがある。しかし、スロットルバルブ３２は、上流側分岐部３３ａよりも上流側に配置されているので、スロットルバルブ３２がオイルで汚れるおそれはない。

なお、開示する技術にかかる過給機付エンジンは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、実施形態では、ブローバイガス通路７１によって構成したオイル分離供給部ＯＰを示したが、オイル分離供給部ＯＰは、それに限らない。例えば、ブローバイガス通路７１の途中に遠心分離器を設置し、オイルと吸気とを積極的に分離してもよい。

１ エンジン
３ 吸気ユニット
１０ エンジン本体
３０ 吸気通路
３０Ａ 主吸気通路
３１ エアクリーナ
３２ スロットルバルブ
３３ 第１通路
３３ａ 上流側分岐部
３４ 過給機
３４ｆ 吸入側環状空間部
３４ｈ 吐出側環状空間部
３４３ ロータ室
３４４ ギア室
３５ 第２通路
３６ インタークーラ
３７ 第３通路
３８ サージタンク
３９ 独立通路
４０ バイパス通路
４１ バイパスバルブ
４２ 分岐基部
４３ 屈曲部
４４ 延出部
５０ 排気通路
５１ 触媒コンバータ
５２ ＥＧＲ通路
５３ ＥＧＲクーラ
５４ ＥＧＲバルブ
６１ 燃料供給システム
７０ ブローバイガス還元システム
７１ ブローバイガス通路
７１ａ 下流側導入路（クロス部）
７１ｂ 上流側導入路（ストレート部）
７２ ＰＣＶバルブ
７３ 第１連通路（連通路）
７３ａ 第１分岐路
７４ 第２連通路
７４ａ 第２分岐路
７５ ブローバイガス導入口
８１ 回転軸（駆動側）
８２ 回転軸（従動側）
８３ 軸受部（吸入側）
８４ 軸受部（吐出側）
９１ 吸入側シール材
９２ 外側シール材
９３ 内側シール材

Claims (2)

1. 燃焼室に吸気を導入する吸気通路の途中に過給機を備えたエンジンであって、
   前記吸気通路における前記過給機よりも上流側の部位に配置されていて、前記エンジンの運転状態に応じて制御されるスロットルバルブと、
   前記エンジンで発生し、オイルミストを含むブローバイガスを、前記吸気通路における前記スロットルバルブと前記過給機との間の部位に導入するブローバイガス通路と、
   前記ブローバイガス通路の上流側に配置され、ブローバイガスの流量を可変するＰＣＶバルブと、
   を備え、
   前記過給機は、
   吸気を吸入する吸入口、及び吸気を吐出する吐出口が形成された過給機本体と、
   前記過給機本体の内部に、軸受部を介して軸支され、回転することによって前記吸入口から前記吐出口に吸気を送り出すロータと、
   前記軸受部の近傍に形成された隙間からなる空間部と、
   を有し、
   前記ブローバイガス通路における前記ＰＣＶバルブの下流側の部位から分岐して、前記空間部に連通する連通路が設けられ、
   前記連通路の上流側に、ブローバイガスからオイルを分離して前記連通路にそのオイルを供給するオイル分離供給部が設けられ、
   前記オイル分離供給部は、
   前記ブローバイガス通路によって構成されていて、
   ブローバイガスからオイルを慣性によって分離し、前記連通路にオイルを導入するストレート部と、
   前記ストレート部の下流側から曲がるように分岐して、前記吸気通路に向かうクロス部と、
   を有している、過給機付エンジン。
2. 請求項１に記載の過給機付エンジンにおいて、
   前記過給機は、更に、前記軸受部の近傍に当該軸受部をシールするシール材を有し、
   前記空間部が前記シール材に隣接している、過給機付エンジン。

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