JPWO2013073052A1

JPWO2013073052A1 - 過給機付き内燃機関

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Publication number: JPWO2013073052A1
Application number: JP2013544074A
Authority: JP
Inventors: 隼平塩田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2031-11-18
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Abstract

本発明における過給機付き内燃機関は、コンプレッサインペラ（２０ｂ３）を収容するインペラ部（２０ｂ４）を有する遠心式コンプレッサ（２０ｂ）を吸気通路（２６）の途中に備えるターボ過給機（２０）を備える。上記過給機付き内燃機関では、ＥＧＲガス導入部（４０ａ）およびブローバイガス導入部（４８ａ）を介して遠心式コンプレッサ（２０ｂ）に吸入させる態様でＥＧＲガスとブローバイガスとが吸気系に導入される。上記過給機付き内燃機関は、ＥＧＲガスとブローバイガスとがインペラ部（２０ｂ４）に入るまでの間に混ざらないように、ＥＧＲガスおよびブローバイガスを遠心式コンプレッサ（２０ｂ）に向けて案内する隔壁（５２）を更に備える。

Description

この発明は、過給機付き内燃機関に係り、特に、遠心式コンプレッサを備える過給機付き内燃機関に関する。

従来、例えば特許文献１には、遠心式のコンプレッサを有するターボ過給機付きの内燃機関が開示されている。この従来の内燃機関は、再循環排気ガス（ＥＧＲガス）を排気系からコンプレッサの上流側の吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路を備えている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。

上記特許文献１に記載の内燃機関のようにＥＧＲガスをコンプレッサの入口近傍の部位から吸気系に導入すると、高温のＥＧＲガスと低温（常温）の新気との混合不足により、コンプレッサの内部に局所的に高温となる部位が生ずることとなる。このようにコンプレッサの内部に局所的な高温部が存在する状況下において、ブローバイガスをコンプレッサの入口近傍の部位から吸気系に導入する場合、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが上記高温部に触れることによって、ディフューザ部等のコンプレッサの内部にデポジットが生成して堆積することがある。そして、そのようなデポジットの堆積が進行すると、ターボ過給機の性能低下が生ずるおそれがある。

日本特開２００６−３４８７８１号公報日本特開２０１０−７１１４０号公報日本特開２００５−２３７９２号公報日本特開２００７−３０９２５７号公報日本特開２０１１−２１５６１号公報

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、遠心式コンプレッサを有する過給機と、再循環排気ガスとブローバイガスとを吸気系に導入する構成とを備える内燃機関において、ブローバイガス中に含まれるオイルに起因するデポジットが遠心式コンプレッサの内部に堆積するのを良好に防止することのできる過給機付き内燃機関を提供することを目的とする。

本発明は、過給機付き内燃機関であって、過給機と、再循環排気ガス通路と、ブローバイガス通路とを備えている。
過給機は、コンプレッサインペラを収容するインペラ部を有する遠心式コンプレッサを吸気通路の途中に備えるものである。再循環排気ガス通路は、前記吸気通路に接続される再循環排気ガス導入部を含み、再循環排気ガスが流れるものである。ブローバイガス通路は、前記吸気通路に接続されるブローバイガス導入部を含み、ブローバイガスが流れるものである。そして、前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部を介して前記遠心式コンプレッサに吸入させる態様で再循環排気ガスとブローバイガスとが吸気系に導入される。
更に、本発明は、再循環排気ガスとブローバイガスとが前記遠心式コンプレッサの前記インペラ部に入るまでの間に混ざらないように、再循環排気ガスおよびブローバイガスを前記遠心式コンプレッサに向けて案内するガス案内部材を更に備えている。

本発明によれば、上記ガス案内部材を備えたことにより、吸気通路に導入される再循環排気ガスとブローバイガスとが遠心式コンプレッサのインペラ部に入るまでの間に混ざらないようにすることができる。遠心式コンプレッサの内部では、ガスは旋回しながら下流側に流れていく。このため、入口において互いに隔離させた状態で遠心式コンプレッサの内部に導入された再循環排気ガスとブローバイガスは、遠心式コンプレッサの内部を通過する際にも混ざることはない。このため、本発明によれば、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが、高温の再循環排気ガスによって生じた遠心式コンプレッサ内部の高温部に触れないようにすることができる。これにより、遠心式コンプレッサの内部へのデポジットの堆積を良好に防止することができる。

また、本発明における前記ガス案内部材は、前記遠心式コンプレッサの入口付近の前記吸気通路を、前記再循環排気ガス導入部を介して再循環排気ガスが導入される再循環排気ガス導入路と、前記ブローバイガス導入部を介してブローバイガスが導入されるブローバイガス導入路とに区画し、再循環排気ガスとブローバイガスとを互いに隔離するための隔壁であってもよい。
ガス案内部材として上記構成を有する隔壁を備えたことにより、吸気通路に導入される再循環排気ガスとブローバイガスとが遠心式コンプレッサのインペラ部に入るまでの間に確実に混ざらないようにすることができる。

また、本発明における前記隔壁は、前記遠心式コンプレッサの上流側における前記吸気通路に対する前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部のそれぞれの接続位置よりも上流側の位置から、前記遠心式コンプレッサの入口部の内部または当該入口部の直前まで及び、かつ、吸気の流れと平行に延びるように形成されたものであってもよい。
ガス案内部材としての隔壁を上記のように構成したことにより、吸気通路に導入される再循環排気ガスとブローバイガスとが遠心式コンプレッサのインペラ部に入るまでの間により確実に混ざらないようにすることができる。

また、本発明における前記ガス案内部材には、前記コンプレッサインペラの中心軸を間に挟んだ態様で当該コンプレッサインペラの半径方向において離れた場所に位置するように設定された再循環ガス開口端部およびブローバイガス開口端部であって、前記コンプレッサの入口部に近接する場所に設置された再循環ガス開口端部およびブローバイガス開口端部をそれぞれ有する前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部が相当するようになっていてもよい。
ガス案内部材に相当する部材として上記構成を有する再循環排気ガス導入部およびブローバイガス導入部を備えたことにより、吸気通路に導入される再循環排気ガスとブローバイガスとが遠心式コンプレッサのインペラ部に入るまでの間に確実に混ざらないようにすることができる。

また、本発明における前記ガス案内部材には、前記インペラ部もしくは当該インペラ部よりも吸気の上流側のコンプレッサ入口部に対して、前記コンプレッサインペラの半径方向における異なる場所において開口するように設定された再循環ガス開口端部およびブローバイガス開口端部をそれぞれ有する前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部が相当するようになっていてもよい。
ガス案内部材に相当する部材として上記構成を有する再循環排気ガス導入部およびブローバイガス導入部を備えたことにより、吸気通路に導入される再循環排気ガスとブローバイガスとが遠心式コンプレッサのインペラ部に入るまでの間に確実に混ざらないようにすることができる。

本発明の実施の形態１の内燃機関のシステム構成を説明するための図である。本発明の実施の形態１における遠心式コンプレッサの入口周りの特徴的な構成を表した断面図である。図２に示す本発明の実施の形態１の特徴的な構成を有していない一般的な遠心式コンプレッサの入口周りの構成を表した図である。コンプレッサ入口およびディフューザ部内の温度分布を表した図である。図２に示す本発明の実施の形態１における遠心式コンプレッサの入口周りの特徴的な構成を採用した場合のコンプレッサ入口およびディフューザ部内の温度分布を表した図である。本発明の実施の形態２における遠心式コンプレッサの入口周りの特徴的な構成を表した断面図である。本発明の実施の形態３における遠心式コンプレッサの入口周りの特徴的な構成を表した断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。ここでは、内燃機関１０は、一例として、４サイクルのディーゼルエンジン（圧縮着火式内燃機関）１０であり、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。尚、本発明における内燃機関は、ディーゼルエンジンに限定されるものではなく、火花点火式内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）であってもよい。本実施形態の内燃機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。

内燃機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４内には、サプライポンプ（図示省略）によって加圧された高圧の燃料が供給されている。そして、このコモンレール１４から各気筒のインジェクタ１２へ燃料が供給される。各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド１８ａによって集合され、排気通路１８に流入する。

内燃機関１０は、ターボ過給機２０を備えている。ターボ過給機２０は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２０ａと、連結軸２０ｃ（後述の図２参照）を介してタービン２０ａと一体的に連結され、タービン２０ａに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動されるコンプレッサ２０ｂとを有している。コンプレッサ２０ｂは、後述の図２に示すように、遠心式のコンプレッサである。ターボ過給機２０のタービン２０ａは、排気通路１８の途中に配置されている。タービン２０ａよりも下流側の排気通路１８には、排気ガスを浄化するために、酸化触媒２２およびＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２４が上流側から順に設置されている。

内燃機関１０の吸気通路２６の入口付近には、エアクリーナ２８が設けられている。エアクリーナ２８を通って吸入された空気は、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ｂで圧縮された後、インタークーラ３０で冷却される。インタークーラ３０を通過した吸入空気は、吸気マニホールド２６ａにより分配されて、各気筒に流入する。吸気通路２６におけるインタークーラ３０と吸気マニホールド２６ａとの間には、吸気絞り弁３２が設置されている。また、吸気通路２６におけるエアクリーナ２８の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３４が設置されている。

また、図１に示すシステムは、高圧排気ガス還流通路（ＨＰＬ：High Pressure Loop）３６を備えている。ＨＰＬ３６は、タービン２０ａの上流側に位置する排気マニホールド１８ａとコンプレッサ２０ｂの下流側に位置する吸気マニホールド２６ａとを連通するように構成されている。このＨＰＬ３６の途中には、ＨＰＬ３６を通って吸気マニホールド２６ａに還流する再循環排気ガス（ＥＧＲガス）の量を調整するためのＨＰＬ−ＥＧＲ弁３８が配置されている。

更に、図１に示すシステムは、低圧排気ガス還流通路（ＬＰＬ：Low Pressure Loop）４０を備えている。ＬＰＬ４０は、タービン２０ａよりも下流側かつＤＰＦ２４よりも下流側の排気通路１８とコンプレッサ２０ｂよりも上流側の吸気通路２６とを連通するように構成されている。このＬＰＬ４０の途中には、ＥＧＲガスの流れの上流側から順に、ＬＰＬ４０を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２、および、ＬＰＬ４０を通って吸気通路２６に還流するＥＧＲガス量を調整するためのＬＰＬ−ＥＧＲ弁４４が設けられている。また、ＬＰＬ４０と排気通路１８との接続部位よりも下流側の排気通路１８には、排気絞り弁４６が配置されている。

更に、図１に示すシステムは、図示省略するヘッドカバーの内部とコンプレッサ２０ｂよりも上流側の吸気通路２６とを連通するブローバイガス通路４８を備えている。ブローバイガス通路４８は、内燃機関１０の内部で発生したブローバイガスを処理するためのブローバイガス処理装置（図示省略）の構成要素の１つである。

更に、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したエアフローメータ３４に加え、エンジン回転数や過給圧等を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したインジェクタ１２、吸気絞り弁３２、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁３８、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４４および排気絞り弁４６等の内燃機関１０の運転を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、それらのセンサ出力に基づいて、所定のプログラムに従って上記各種のアクチュエータを駆動することにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。

図２は、本発明の実施の形態１におけるコンプレッサ２０ｂの入口周りの特徴的な構成を表した断面図である。
コンプレッサ２０ｂは、吸気通路２６の途中に介在し、その内部は、吸気通路２６の一部として機能する。図２に示すように、ターボ過給機２０におけるコンプレッサ２０ｂ側のハウジング２０ｂ１には、吸気の上流側の吸気通路２６に接続されるコンプレッサ入口部２０ｂ２と、連結軸２０ｃに固定されたコンプレッサインペラ２０ｂ３を収容するインペラ部２０ｂ４と、渦巻き状のスクロール部２０ｂ５と、インペラ部２０ｂ４とスクロール部２０ｂ５との間においてインペラ部２０ｂ４よりも外周側に位置し、円板状の通路であるディフューザ部２０ｂ６とが形成されている。

コンプレッサ入口部２０ｂ２からコンプレッサ２０ｂの内部に取り込まれた新気（吸気）は、インペラ部２０ｂ４およびディフューザ部２０ｂ６を通る際に加圧されたうえで、スクロール部２０ｂ５を通ってコンプレッサ２０ｂの下流側の吸気通路２６に排出されるようになっている。

また、上述したＬＰＬ４０およびブローバイガス通路４８のそれぞれの吸気側の導入部分であるＥＧＲガス導入部４０ａおよびブローバイガス導入部４８ａは、図２に示すように、コンプレッサ入口部２０ｂ２の近傍において吸気通路２６に接続されている。すなわち、本実施形態の内燃機関１０では、ＥＧＲガス（ＬＰＬ−ＥＧＲガス）およびブローバイガスは、コンプレッサ２０ｂに吸入させる態様で吸気系（吸気通路２６）に導入されるようになっている。

本実施形態の内燃機関１０は、ＥＧＲガスとブローバイガスとがインペラ部２０ｂ４に入るまでの間に混ざらないように両者をコンプレッサ２０ｂに向けて案内（導入）するためのガス案内部材として、図２に示すように、コンプレッサ入口部２０ｂ２近傍の吸気通路２６内に隔壁５２を備えている。

より具体的には、隔壁５２は、コンプレッサ入口部２０ｂ２付近の吸気通路２６を、ＥＧＲガスが導入されるＥＧＲガス導入路２６ｂ１と、ブローバイガスが導入されるブローバイガス導入路２６ｂ２とに区画し、ＥＧＲガスとブローバイガスとを互いに隔離するための板状の部材である。隔壁５２は、図２に示すように、ＥＧＲガス導入部４０ａおよびブローバイガス導入部４８ａのそれぞれの接続位置よりも上流側の位置からコンプレッサ入口部２０ｂ２の内部にまで及び、かつ、吸気の流れと平行に延びるように形成されている。尚、ここでは、隔壁５２は、コンプレッサ入口部２０ｂ２の内部にまで及ぶように形成しているが、本発明の隔壁は、このように形成されたものに代え、コンプレッサ入口部２０ｂ２の直前まで及ぶように形成されたものであってもよい。

次に、図３および図４を参照して、コンプレッサ２０ｂへのデポジットの堆積に起因するターボ過給機２０の性能低下の課題について説明する。
図３は、図２に示す本発明の実施の形態１の特徴的な構成を有していない一般的なコンプレッサの入口周りの構成を表した図である。また、図４は、コンプレッサ入口およびディフューザ部内の温度分布を表した図である。

図３に示すように、ＥＧＲガスをＬＰＬを介してコンプレッサの入口近傍の部位から吸気通路に導入すると、高温のＥＧＲガスと低温（常温）の新気との混合不足によって、図４に示すようにコンプレッサ入口のガス温度にむらが生ずる。コンプレッサに流入したガスは、図４中に「インペラ回転方向」と付して示す方向でコンプレッサインペラが回転することを受けて図４中に「コンプレッサ内部の流れ」と付して示すような方向で旋回しながらコンプレッサの内部を流れていく。その結果、図４に示すような態様で、ディフューザ部内に上記混合不足に起因する局所的な高温部が生ずることになる。このようにコンプレッサの内部に局所的な高温部が存在する状況下において、ブローバイガスをブローバイガス通路を介してコンプレッサの入口近傍の部位から吸気系に導入すると、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが上記高温部に触れることによって蒸発する。この場合のオイルが劣化したもの（スートを含んだもの）であった場合には、デポジットとしてディフューザ部に堆積してしまう。そして、そのようなデポジットの堆積が進行すると、ターボ過給機の性能低下が生ずるおそれがある。

図５は、図２に示す本発明の実施の形態１におけるコンプレッサ２０ｂの入口周りの特徴的な構成を採用した場合のコンプレッサ入口およびディフューザ部２０ｂ６内の温度分布を表した図である。
上述した課題に対し、本実施形態の内燃機関１０は、図２に示すように、ＥＧＲガスとブローバイガスとがインペラ部２０ｂ４に入るまでの間に混ざらないように両者をコンプレッサ２０ｂに向けて案内（導入）するためのガス案内部材として、図２に示すように、コンプレッサ入口部２０ｂ２近傍の吸気通路２６内に隔壁５２を備えている。上述したように、隔壁５２は、ＥＧＲガス導入部４０ａおよびブローバイガス導入部４８ａのそれぞれの接続位置よりも上流側の位置からコンプレッサ入口部２０ｂ２の内部にまで及ぶように形成されている。

上記隔壁５２を有しない従来の構成（図３参照）によれば、ＥＧＲガスとブローバイガスとがコンプレッサの入口において成り行きで混合してしまう。これに対し、本実施形態の内燃機関１０によれば、上記隔壁５２によりＥＧＲガス導入路２６ｂ１とブローバイガス導入路２６ｂ２とが互いに隔離されているので、高温のＥＧＲガスと低温のブローバイガスとがコンプレッサ２０ｂに入るまでの間に混ざることはない。より具体的には、ブローバイガス導入路２６ｂ２には、新気とブローバイガスが流通し、ＥＧＲガス導入路２６ｂ１には、ＥＧＲガスと新気のうちの主にＥＧＲガスが流通することになる。

既述したように、コンプレッサ２０ｂの内部では、ガスは旋回しながら下流側に流れていく。このため、上記隔壁５２によってコンプレッサ２０ｂの入口において互いに隔離させた状態でＥＧＲガス導入路２６ｂ１およびブローバイガス導入路２６ｂ２からコンプレッサ２０ｂの内部に導入されたＥＧＲガスとブローバイガスは、コンプレッサ２０ｂの内部（インペラ部２０ｂ４およびディフューザ部２０ｂ６）を通過する際にも混ざることはない。より具体的には、例えば、ＥＧＲガス導入路２６ｂ１からのＥＧＲガスの導入によって図５に示すような位置においてコンプレッサ２０ｂの内部に局所的な高温部が生じた場合、ＥＧＲガス導入路２６ｂ１とは異なるブローバイガス導入路２６ｂ２からコンプレッサ２０ｂの入口に導入されるブローバイガスは、ディフューザ部２０ｂ６における上記高温部以外の低温部を通過してスクロール部２０ｂ５に排出されることになる。その結果、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが上記高温部において蒸発してデポジットが生ずるのを防止することができる。これにより、ディフューザ部２０ｂ６へのデポジットの堆積によるターボ過給機２０の性能低下を防止することができる。

また、本実施形態の隔壁５２は、ＥＧＲガス導入部４０ａおよびブローバイガス導入部４８ａのそれぞれの接続位置よりも吸気の上流側の位置からコンプレッサ入口部２０ｂ２の内部にまで及ぶように形成されている。このような範囲において隔壁５２を形成しておくことで、コンプレッサ入口部２０ｂ２において、ＥＧＲガスとブローバイガスとがより確実に混ざらないようにすることができる。

実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。

図６は、本発明の実施の形態２におけるコンプレッサ２０ｂの入口周りの特徴的な構成を表した図である。より具体的には、図６（Ａ）は、吸気の上流側からコンプレッサインペラ２０ｂ３を見た図であり、図６（Ｂ）は、コンプレッサ２０ｂの入口周りの断面図である。尚、図６において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

本実施形態の内燃機関は、図６に示す構成が上記図２に示す構成と異なる点を除き、上述した実施の形態１の内燃機関１０と同様に構成されているものとする。すなわち、本実施形態の内燃機関は、ＥＧＲガスとブローバイガスとがインペラ部２０ｂ４に入るまでの間に混ざらないように両者をコンプレッサ２０ｂに向けて案内（導入）するためのガス案内部材として、次のように構成されたＬＰＬ６０のＥＧＲガス導入部６０ａとブローバイガス通路６２のブローバイガス導入部６２ａとを備えている。

図６（Ａ）に示すように、ＥＧＲガス導入部６０ａのＥＧＲガス開口端部６０ａ１とブローバイガス導入部６２ａのブローバイガス開口端部６２ａ１は、コンプレッサ入口部２０ｂ２を吸気の流れ方向から見て、コンプレッサインペラ２０ｂ３の中心軸（連結軸２０ｃ）を間に挟んだ態様で当該コンプレッサインペラ２０ｂ３の半径方向において離れた場所に位置するように設定されている。言い換えれば、これらの開口端部６０ａ１、開口端部６２ａ１は、図６（Ａ）に示す方向から見て、コンプレッサインペラ２０ｂ３の中心軸に対して、当該コンプレッサインペラ２０ｂ３の半径方向において反対側にそれぞれオフセットした場所に配置されている。

更に、これらの開口端部６０ａ１、６２ａ１は、当該開口端部６０ａ１、６２ａ１から吸気通路２６に導入されたＥＧＲガスおよびブローバイガスがインペラ部２０ｂ４に入るまでの間で混ざらないように、図６（Ｂ）に示すように、吸気の流れ方向においてコンプレッサ入口部２０ｂ２に近接する場所に設置されている。

以上説明したＥＧＲガス導入部６０ａとブローバイガス導入部６２ａとを備える構成によれば、図６（Ａ）に示すように、それぞれの開口端部６０ａ１、６２ａ１を、コンプレッサ入口部２０ｂ２を吸気の流れ方向から見て、コンプレッサインペラ２０ｂ３の中心軸を間に挟んだ態様で当該コンプレッサインペラ２０ｂ３の半径方向において離れた場所に位置するように設定している。これにより、これらの開口端部６０ａ１、６２ａ１からのＥＧＲガスおよびブローバイガスが新気と合流する際に、ＥＧＲガスとブローバイガスとが混合しないようにすることができる。また、図６（Ｂ）に示すように、これらの開口端部６０ａ１、６２ａ１を吸気の流れ方向においてコンプレッサ入口部２０ｂ２に近接する場所に設置したことにより、ＥＧＲガスとブローバイガスとが混合する前に、これらのガスがコンプレッサ２０ｂに取り込まれるようにすることができる。

以上のように、上記図６に示す構成（ガス案内部材）を有する本実施形態の内燃機関によっても、高温のＥＧＲガスと低温のブローバイガスとがコンプレッサ２０ｂに入るまでの間に混ざることはなく、かつ、このようにしてコンプレッサ２０ｂに導入されたＥＧＲガスとブローバイガスは、コンプレッサ２０ｂの内部（インペラ部２０ｂ４およびディフューザ部２０ｂ６）を通過する際にも混ざることはない。その結果、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが上記高温部において蒸発してデポジットが生ずるのを防止することができる。これにより、ディフューザ部２０ｂ６へのデポジットの堆積によるターボ過給機２０の性能低下を防止することができる。

また、本実施形態のガス案内部材によれば、隔壁５２を利用する上述した実施の形態１とは異なり、吸気通路２６内に障害物が存在しないため、吸気通路２６を通過するガスに圧力損失が生じないようにすることができる。また、本実施形態のガス案内部材は、吸気通路２６へのＬＰＬ６０およびブローバイガス通路６２の接続部位（ＥＧＲガス導入部６０ａおよびブローバイガス導入部６２ａ）の配置の工夫によって実現されるものであるため、上述した実施の形態１と比べ、コスト面においても有利である。

実施の形態３．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。

図７は、本発明の実施の形態３におけるコンプレッサ２０ｂの入口周りの特徴的な構成を表した断面図である。尚、図７において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

本実施形態の内燃機関は、図７に示す構成が上記図２に示す構成と異なる点を除き、上述した実施の形態１の内燃機関１０と同様に構成されているものとする。すなわち、本実施形態の内燃機関は、ＥＧＲガスとブローバイガスとがインペラ部２０ｂ４に入るまでの間に混ざらないように両者をコンプレッサ２０ｂに向けて案内（導入）するためのガス案内部材として、次のように構成されたＬＰＬ７０のＥＧＲガス導入部７０ａとブローバイガス通路７２のブローバイガス導入部７２ａとを備えている。

図７に示すように、本実施形態のＥＧＲガス導入部７０ａおよびブローバイガス導入部７２ａは、ターボ過給機２０におけるコンプレッサ２０ｂ側のハウジング２０ｂ７を貫通し、かつ、ＥＧＲガス開口端部７０ａ１およびブローバイガス開口端部７２ａ１のそれぞれがコンプレッサインペラ２０ｂ３の半径方向における異なる場所においてインペラ部２０ｂ４に対して開口するように構成されている。つまり、ＥＧＲガス導入部７０ａおよびブローバイガス導入部７２ａは、ＥＧＲガスとブローバイガスとを独立して直接的に（コンプレッサ２０ｂの内部に位置する吸気通路２６の一部に相当する）インペラ部２０ｂ４に導入できるように構成されている。

より具体的には、図７に示すように、これらの開口端部７０ａ１、７２ａ１は、コンプレッサインペラ２０ｂ３の中心軸を間に挟んだ態様で当該コンプレッサインペラ２０ｂ３の半径方向において離れた（反対側の）場所に位置するように設定されている。また、これらの開口端部７０ａ１、７２ａ１は、インペラ部２０ｂ４において吸気ガスの過給が開始される前の部位に位置するように設定されている。

以上説明したＥＧＲガス導入部７０ａとブローバイガス導入部７２ａとをガス案内部材として備える構成によれば、図７に示すように、ＥＧＲガスとブローバイガスとを独立して直接的に（過給開始前の）インペラ部２０ｂ４に導入できるように構成されている。このような構成によっても、高温のＥＧＲガスと低温のブローバイガスとがコンプレッサ２０ｂに入るまでの間に混ざることはなく、かつ、このようにしてコンプレッサ２０ｂに導入されたＥＧＲガスとブローバイガスは、コンプレッサ２０ｂの内部（インペラ部２０ｂ４およびディフューザ部２０ｂ６）を通過する際にも混ざることはない。その結果、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが上記高温部において蒸発してデポジットが生ずるのを防止することができる。これにより、ディフューザ部２０ｂ６へのデポジットの堆積によるターボ過給機２０の性能低下を防止することができる。

ところで、上述した実施の形態３においては、ガス案内部材として備えるＥＧＲガス導入部７０ａとブローバイガス導入部７２ａとによって、ＥＧＲガスとブローバイガスとを独立して直接的にインペラ部２０ｂ４に導入できるように構成している。しかしながら、本発明におけるガス案内部材は、このような構成に限定されるものではない。すなわち、再循環排気ガス導入部およびブローバイガス導入部の接続先は、インペラ部に限らず、インペラ部よりも上流側のコンプレッサ入口部であってもよい。

ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、遠心式コンプレッサ２０ｂを有する過給機として、排気エネルギを駆動力として利用するターボ過給機を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明に過給機は、遠心式のコンプレッサを備えるものであれば、ターボ過給機に限定されるものではない。すなわち、本発明における過給機は、例えば、内燃機関のクランク軸からの動力を利用して駆動される遠心式コンプレッサを備えるものであってもよく、或いは、電動モータによって駆動される遠心式コンプレッサを備えるものであってもよい。

１０内燃機関
１２インジェクタ
１８排気通路
２０ターボ過給機
２０ａターボ過給機のタービン
２０ｂターボ過給機の遠心式コンプレッサ
２０ｂ１、２０ｂ７遠心式コンプレッサのハウジング
２０ｂ２遠心式コンプレッサのコンプレッサ入口部
２０ｂ３コンプレッサインペラ
２０ｂ４遠心式コンプレッサのインペラ部
２０ｂ５遠心式コンプレッサのスクロール部
２０ｂ６遠心式コンプレッサのディフューザ部
２０ｃターボ過給機の連結軸
２６吸気通路
２６ｂ１再循環排気ガス（ＥＧＲガス）導入路
２６ｂ２ブローバイガス導入路
３６高圧排気ガス還流通路（ＨＰＬ）
３８ＨＰＬ−ＥＧＲ弁
４０、６０、７０低圧排気ガス還流通路（ＬＰＬ）
４０ａ、６０ａ、７０ａＬＰＬの再循環排気ガス（ＥＧＲガス）導入部
４２ＥＧＲクーラ
４４ＬＰＬ−ＥＧＲ弁
４８、６２、７２ブローバイガス通路
４８ａ、６２ａ、７２ａブローバイガス通路のブローバイガス導入部
５０ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２隔壁
６０ａ１、７０ａ１再循環排気ガス（ＥＧＲガス）開口端部
６２ａ１、７２ａ１ブローバイガス開口端部

Claims

コンプレッサインペラを収容するインペラ部を有する遠心式コンプレッサを吸気通路の途中に備える過給機と、
前記吸気通路に接続される再循環排気ガス導入部を含み、再循環排気ガスが流れる再循環排気ガス通路と、
前記吸気通路に接続されるブローバイガス導入部を含み、ブローバイガスが流れるブローバイガス通路と、
を備え、前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部を介して前記遠心式コンプレッサに吸入させる態様で再循環排気ガスとブローバイガスとが吸気系に導入される過給機付き内燃機関であって、
再循環排気ガスとブローバイガスとが前記遠心式コンプレッサの前記インペラ部に入るまでの間に混ざらないように、再循環排気ガスおよびブローバイガスを前記遠心式コンプレッサに向けて案内するガス案内部材を更に備えることを特徴とする過給機付き内燃機関。
前記ガス案内部材は、前記遠心式コンプレッサの入口付近の前記吸気通路を、前記再循環排気ガス導入部を介して再循環排気ガスが導入される再循環排気ガス導入路と、前記ブローバイガス導入部を介してブローバイガスが導入されるブローバイガス導入路とに区画し、再循環排気ガスとブローバイガスとを互いに隔離するための隔壁であることを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関。
前記隔壁は、前記遠心式コンプレッサの上流側における前記吸気通路に対する前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部のそれぞれの接続位置よりも上流側の位置から、前記遠心式コンプレッサの入口部の内部または当該入口部の直前まで及び、かつ、吸気の流れと平行に延びるように形成されていることを特徴とする請求項２記載の過給機付き内燃機関。
前記ガス案内部材には、前記コンプレッサインペラの中心軸を間に挟んだ態様で当該コンプレッサインペラの半径方向において離れた場所に位置するように設定された再循環ガス開口端部およびブローバイガス開口端部であって、前記コンプレッサの入口部に近接する場所に設置された再循環ガス開口端部およびブローバイガス開口端部をそれぞれ有する前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部が相当することを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関。
前記ガス案内部材には、前記インペラ部もしくは当該インペラ部よりも吸気の上流側のコンプレッサ入口部に対して、前記コンプレッサインペラの半径方向における異なる場所において開口するように設定された再循環ガス開口端部およびブローバイガス開口端部をそれぞれ有する前記再循環排気ガス導入部および前記ブローバイガス導入部が相当することを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関。