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JP7206640B2 - supercharged engine - Google Patents
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Description

本発明は、過給機付エンジンに関する。 The present invention relates to a supercharged engine.

以下の特許文献1には、機械式過給機における過給ロータの軸受部に配設されたシール材に掛かる負圧を打ち消すバランスホールを、スロットルバルブの上流の吸気経路と接続し、当該バランスホールによりシール材の姿勢変化を抑制して、シール性の低下を防止する構成が記載されている。 In Patent Document 1 below, a balance hole for canceling negative pressure applied to a seal material disposed in a bearing portion of a supercharger rotor in a mechanical supercharger is connected to an intake path upstream of a throttle valve, and the balance hole A configuration is described in which the hole suppresses a change in the posture of the sealing material to prevent deterioration of the sealing performance.

特開平04-203214号公報JP-A-04-203214

近年、過給機の上流の吸気通路にEGR(排気再循環:Exhaust Gas Recirculation)ガスを導入する構成を採用する場合があり、EGRガスによる煤等のダスト及び凝縮水が、各軸受部及びこれと隣接する各シール材に悪影響を与えるおそれがある。このため、各軸受部及び各シール材の潤滑性、並びにシール性の確保が重要となっている。 In recent years, there is a case of adopting a configuration in which EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas is introduced into the intake passage upstream of the supercharger, and dust such as soot and condensed water due to the EGR gas is generated in each bearing and this. It may adversely affect each sealing material adjacent to the . Therefore, it is important to ensure the lubricity and sealing performance of each bearing portion and each seal material.

本発明は、前記従来の問題を解決し、過給ロータの軸受部及びシール材へのダスト及び凝縮水の浸入の防止を図ると共に、シール材の姿勢変化によるシール性の低下を抑制することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, prevents dust and condensed water from entering the bearing portion of the supercharger rotor and the sealing material, and suppresses deterioration of the sealing performance due to changes in the posture of the sealing material. aim.

前記の目的を達成するため、本発明は、過給ロータの軸受部に、シール材と隣接する環状空間部を設け、設けた環状空間部にスロットルバルブの下流の吸気負圧を作用させる構成とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a configuration in which an annular space adjacent to a seal material is provided in the bearing portion of the supercharging rotor, and intake negative pressure downstream of the throttle valve is applied to the annular space provided. do.

具体的に、本発明は、過給機付エンジンを対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, the present invention is aimed at a supercharged engine, and has taken the following solutions.

すなわち、開示する技術は、吸気通路におけるスロットルバルブの下流部分に配設されるとともに、過給機本体の内部に、吸入側および吐出側の各々の軸受部を介して回転可能に配置された過給ロータを有する駆動式過給機と、前記吸気経路における前記駆動式過給機の上流、且つ、前記スロットルバルブの下流の部分に下流端が接続されて既燃ガスの一部を還流させるEGR通路と、を備えた過給機付エンジンであって、前記過給機本体は、前記軸受部の各々を封止するシール材と、該シール材と隣接し且つ前記過給ロータの回転軸の周囲に形成された吸入側および吐出側の各環状空間部とを有しており、前記吸入側の環状空間部は第1連通路と接続されるとともに、前記吐出側の環状空間部は第2連通路と接続されており、前記第1連通路および前記第2連通路の各々が、前記吸気経路における前記スロットルバルブの下流部分に接続されたメイン通路から分岐し、過給時に、前記環状空間部の吸気が前記第1連通路および前記前記第2連通路を通って前記メイン通路に吸い出されるように構成されている。
That is, the technology disclosed is a supercharger disposed downstream of a throttle valve in an intake passage and rotatably disposed inside a turbocharger main body via bearings on the suction side and the discharge side. A driven turbocharger having a feed rotor, and an EGR having a downstream end connected to a portion upstream of the driven turbocharger in the intake path and downstream of the throttle valve to recirculate part of the burned gas. and a passage , wherein the supercharger main body includes a sealing material that seals each of the bearing portions, and a passage that is adjacent to the sealing material and on the rotating shaft of the supercharging rotor. A suction-side annular space and a discharge-side annular space are formed around the suction -side annular space. Each of the first communication passage and the second communication passage branches from a main passage connected to a downstream portion of the throttle valve in the intake passage, and when supercharging, the annular Intake air in the space is sucked out to the main passage through the first communication passage and the second communication passage.

このように、過給機本体の内部に軸受部のシール材と隣接する環状空間部を設け、設けた環状空間部に、吸気経路におけるスロットルバルブの下流部分と接続された連通路を備えているため、スロットルバルブの下流の吸気負圧を環状空間部に作用させることができる。この負圧の作用により、シール材及び軸受部へのダスト及び凝縮水の浸入を防止できるので、当該シール材及び軸受部の耐久性を向上することができる。さらに、連通路を通してスロットルバルブの下流の吸気負圧等を環状空間部に作用させることができ、これにより、シール材の圧力(気圧)変化による姿勢変化に起因したシール性の低下を抑制することができる。 Thus, an annular space adjacent to the seal material of the bearing is provided inside the supercharger main body, and the provided annular space is provided with a communication passage connected to the downstream portion of the throttle valve in the intake path. Therefore, the intake negative pressure downstream of the throttle valve can be applied to the annular space. The action of this negative pressure can prevent dust and condensed water from entering the sealing material and the bearing, thereby improving the durability of the sealing material and the bearing. Furthermore, the intake negative pressure downstream of the throttle valve can be applied to the annular space through the communication passage, thereby suppressing deterioration of sealing performance due to changes in the posture of the seal material caused by changes in the pressure (atmospheric pressure). can be done.

前記吸入側の環状空間部は、前記過給機本体に設けられた環状段部と前記シール材とによって形成されていてもよい。
The suction-side annular space may be formed by an annular stepped portion provided in the supercharger main body and the sealing material.

これによれば、過給機本体における吸入側の軸受部及びシール材に対して、上記の効果を得ることができる。 According to this, the above effects can be obtained for the suction-side bearing portion and sealing material in the turbocharger main body.

前記吐出側の環状空間部は、前記シール材と該シール材の内側に配置された内側シール材とによって形成されていてもよい。 The discharge-side annular space may be formed by the sealing material and an inner sealing material disposed inside the sealing material.

これによれば、過給機本体における吐出側の軸受部、並びにシール材及び内側シール材に対して、上記の効果を得ることができる。 According to this, the above effects can be obtained for the discharge-side bearing portion, the sealing material, and the inner sealing material in the turbocharger main body.

本発明によれば、過給ロータの軸受部及びシール材へのダスト及び凝縮水の浸入の防止を図ると共に、シール材の姿勢変化によるシール性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent dust and condensed water from entering the bearing portion of the supercharging rotor and the sealing material, and to suppress deterioration of the sealing performance due to a change in the posture of the sealing material.

図1は本発明の一実施形態に係るエンジンを示す模式的な構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine according to one embodiment of the present invention. 図2は本発明の一実施形態に係るエンジンにおける吸気経路の要部を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing essential parts of an intake path in the engine according to one embodiment of the present invention. 図3は本発明の一実施形態に係るエンジンにおける吸気経路の要部を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the main part of the intake path in the engine according to one embodiment of the present invention. 図4は本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気経路における過給時の吸気の流れを示す模式的な構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the flow of intake air during supercharging in the intake path of the engine according to one embodiment of the present invention. 図5は本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気経路における自然吸気時の吸気の流れを示す模式的な構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the flow of intake air during natural intake in the intake path of the engine according to one embodiment of the present invention. 図6は本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気経路に配設される過給機を示す回転軸方向の断面図、VIa-VIa線における右断面図、及びVIb-VIb線における左断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view along the rotational axis direction, a right cross-sectional view taken along line VIa-VIa, and a left cross-sectional view taken along line VIb-VIb, showing a supercharger arranged in an intake path of an engine according to an embodiment of the present invention. is. 図7は本発明の一実施形態に係るエンジンにおける吸気経路の要部を示す背面図である。FIG. 7 is a rear view showing essential parts of an intake path in the engine according to one embodiment of the present invention. 図8は本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気経路に配設される過給機を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a supercharger arranged in an intake path of an engine according to one embodiment of the present invention. 図9は本発明の一実施形態に係るエンジンにおける過給機保守機構を示す模式的な構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a turbocharger maintenance mechanism in an engine according to one embodiment of the present invention. 図10は図9の領域Aを拡大して示す部分断面図である。10 is a partial cross-sectional view showing an enlarged region A of FIG. 9. FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物又はその用途を制限することを意図しない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its applications or its uses.

(一実施形態)
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
(one embodiment)
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施形態に係る駆動式過給機付エンジンであって、ここでは、機械式過給機付エンジン(以下、単に「エンジン」と呼称する。)1の構成を概略的に表している。図2はエンジン1を正面から見て示す図であり、図3はエンジン1を上側から見て示す図である。なお、図2及び図3並びにこれ以降の各図面において、図1に示した構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 1 schematically shows the configuration of a drive-type supercharged engine according to the present embodiment, here, a mechanical supercharged engine (hereinafter simply referred to as "engine") 1. there is FIG. 2 is a front view of the engine 1, and FIG. 3 is a top view of the engine 1. As shown in FIG. In addition, in FIGS. 2 and 3 and subsequent drawings, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

エンジン1は、例えば、自動車に搭載される4ストローク式の内燃機関であり、図1~図3に示すように、機械式の過給機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。 The engine 1 is, for example, a four-stroke internal combustion engine mounted on an automobile, and includes a mechanical supercharger 34, as shown in FIGS. The fuel for the engine 1 is not particularly limited, but is gasoline in this embodiment.

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を備えており、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る、いわゆる直列4気筒の横置きエンジンとして構成されている。これにより、本構成例においては、4つのシリンダ11の配列方向(気筒列方向)であるエンジンの前後方向が車幅方向とほぼ一致していると共に、エンジン幅方向が車両の前後方向とほぼ一致している。 Further, although not shown in detail, the engine 1 includes four cylinders (cylinders) 11 arranged in a row, and the four cylinders 11 are mounted so as to line up along the vehicle width direction. It is configured as a so-called in-line four-cylinder horizontal engine. Thus, in this configuration example, the longitudinal direction of the engine, which is the direction in which the four cylinders 11 are arranged (cylinder row direction), substantially coincides with the vehicle width direction, and the engine width direction substantially coincides with the vehicle longitudinal direction. I am doing it.

なお、直列多気筒エンジンにおいては、気筒列方向と、機関出力軸としてのクランクシャフト15の中心軸方向(機関出力軸方向)とが一致する。以下の記載では、これらの方向を気筒列方向(又は車幅方向)と総称する場合がある。 In an in-line multi-cylinder engine, the direction of the row of cylinders coincides with the direction of the central axis of the crankshaft 15 as the engine output shaft (the direction of the engine output shaft). In the following description, these directions may be collectively referred to as cylinder row direction (or vehicle width direction).

以下、特に断らない限り、前側とは車両の前後方向における前側を指し、後側とは車両の前後方向における後側を指し、左側とは車幅方向における一方側(気筒列方向の一方側であり、エンジンリヤ側)を指し、右側とは車幅方向における他方側(気筒列方向の他方側であり、エンジンフロント側)を指す。 Hereinafter, unless otherwise specified, the front side refers to the front side in the longitudinal direction of the vehicle, the rear side refers to the rear side in the longitudinal direction of the vehicle, and the left side refers to one side in the vehicle width direction (one side in the cylinder row direction). The right side indicates the other side in the vehicle width direction (the other side in the cylinder row direction, the engine front side).

また、以下の記載において、上側とはエンジン1を車両に搭載した状態(以下、「車両搭載状態」ともいう。)における車高方向の上側を指し、下側とは車両搭載状態における車高方向の下側を指す。 Further, in the following description, the upper side refers to the upper side in the vehicle height direction when the engine 1 is mounted on the vehicle (hereinafter also referred to as the "vehicle mounted state"), and the lower side refers to the vehicle height direction when the engine 1 is mounted in the vehicle. pointing to the bottom of the

(エンジンの概略構成)
本実施形態において、エンジン1は、前方吸気/後方排気式に構成されている。すなわち、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、該エンジン本体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と連通する吸気経路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。
(Schematic configuration of the engine)
In this embodiment, the engine 1 is of a front intake/rear exhaust type. That is, the engine 1 includes an engine body 10 having four cylinders 11, an intake path 30 disposed on the front side of the engine body 10 and communicating with each cylinder 11 through an intake port 18, and a rear side of the engine body 10. and an exhaust passage 50 communicating with each cylinder 11 via the exhaust port 19 .

本構成例では、吸気経路30は、吸気を導く複数の通路と、過給機34及びインタークーラ36等の装置と、これらの装置を迂回して燃焼室16に通じるエアバイパス通路(以下、単に「バイパス通路」と呼ぶ。)40とが組み合わされてユニット化された吸気装置を構成している。 In this configuration example, the intake path 30 includes a plurality of passages for guiding intake air, devices such as a supercharger 34 and an intercooler 36, and an air bypass passage (hereinafter simply referred to as (referred to as a "bypass passage") 40 constitutes a unitized intake system.

エンジン本体10は、吸気経路30から供給された吸気と燃料との混合気を、各シリンダ11内で、所定の燃焼順に従って燃焼させ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、該シリンダブロック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の内部には、前述の4つのシリンダ11が形成されている。4つのシリンダ11は、クランクシャフト15の中心軸方向(気筒列方向)に沿って並んでいる。なお、図1では、1つのシリンダのみを示す。
The engine body 10 is configured to burn a mixture of intake air and fuel supplied from an intake path 30 in each cylinder 11 according to a predetermined combustion order. Specifically, the engine body 10 has a cylinder block 12 and a cylinder head 13 mounted on the cylinder block 12 .
The aforementioned four cylinders 11 are formed inside the cylinder block 12 . The four cylinders 11 are arranged along the central axis direction of the crankshaft 15 (cylinder row direction). Note that FIG. 1 shows only one cylinder.

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。各ピストン14は、シリンダ11及びシリンダヘッド13と共に燃焼室16を区画する。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。 A piston 14 is slidably inserted into each cylinder 11 . Each piston 14 is connected with the crankshaft 15 via a connecting rod 141 . Each piston 14 defines a combustion chamber 16 with cylinder 11 and cylinder head 13 . The term "combustion chamber" as used herein is not limited to the space formed when the piston 14 reaches compression top dead center. The term "combustion chamber" is used broadly.

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。 For example, two intake ports 18 are formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11 . Only one intake port 18 is shown in FIG. The two intake ports 18 are adjacent to each other in the cylinder row direction and communicate with the corresponding cylinders 11, respectively.

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。 An intake valve 21 is arranged in each of the two intake ports 18 . The intake valve 21 opens and closes between the combustion chamber 16 and each intake port 18 . The intake valve 21 is opened and closed at a predetermined timing by an intake valve mechanism.

吸気動弁機構は、本構成例においては、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。 In this configuration example, the intake valve mechanism has a variable valve mechanism 23, as shown in FIG. The variable valve mechanism 23 is configured to continuously change the rotation phase of the intake camshaft within a predetermined angular range. As a result, the opening timing and closing timing of each intake valve 21 continuously change.

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。 For example, two exhaust ports 19 are formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11 . Only one exhaust port 19 is shown in FIG. The two exhaust ports 19 are adjacent in the cylinder row direction and communicate with the corresponding cylinders 11 respectively.

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。 An exhaust valve 22 is arranged in each of the two exhaust ports 19 . The exhaust valve 22 opens and closes between the combustion chamber 16 and each exhaust port 19 . The exhaust valve 22 is opened and closed at a predetermined timing by an exhaust valve mechanism.

排気動弁機構は、本構成例においては、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。 In this configuration example, the exhaust valve mechanism has a variable valve mechanism 24, as shown in FIG. The variable valve mechanism 24 is configured to continuously change the rotational phase of the exhaust camshaft within a predetermined angular range. As a result, the opening timing and closing timing of each exhaust valve 22 continuously change.

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、本構成例においては、例えば多噴口型の燃料噴射弁であり、各燃焼室16内に、燃料を直接に噴射するように構成されている。 An injector 6 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11 . Each injector 6 is, for example, a multi-hole type fuel injection valve in this configuration example, and is configured to directly inject fuel into each combustion chamber 16 .

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、該燃料タンク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。 A fuel supply system 61 is connected to each injector 6 . The fuel supply system 61 includes a fuel tank 63 that stores fuel and a fuel supply path 62 that connects the fuel tank 63 and the injector 6 to each other. A fuel pump 65 and a common rail 64 are interposed in the fuel supply path 62 .

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は、その先端が燃焼室16に臨む配置として取り付けられており、燃焼室16中の混合気に強制的に点火をする。 A spark plug 25 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11 . The spark plug 25 is mounted so that its tip faces the combustion chamber 16 and forcibly ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 16 .

また、本実施形態に係る吸気経路30は、エンジン本体10の一側面(具体的には、前側の側面)と接続されており、各シリンダ11の吸気ポート18と連通している。すなわち、吸気経路30は、燃焼室16に導入される吸気が流れる通路であり、従って各吸気ポート18を介して燃焼室16と接続されている。 Also, the intake path 30 according to the present embodiment is connected to one side surface (specifically, the front side surface) of the engine body 10 and communicates with the intake port 18 of each cylinder 11 . That is, the intake path 30 is a passage through which intake air introduced into the combustion chamber 16 flows, and is therefore connected to the combustion chamber 16 via each intake port 18 .

吸気経路30におけるエアクリーナ31とサージタンク38との間には、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、その開度を調整することによって、燃焼室16に導入される新気の量を調整するように構成されている。 A throttle valve 32 is arranged between the air cleaner 31 and the surge tank 38 in the intake path 30 . The throttle valve 32 is configured to adjust the amount of fresh air introduced into the combustion chamber 16 by adjusting its opening.

吸気経路30におけるスロットルバルブ32の下流部分には、過給機34が配設されている。過給機34は、各燃焼室16に導入される吸気を過給するように構成されている。本構成例において、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の過給機である。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。 A supercharger 34 is arranged in the intake path 30 downstream of the throttle valve 32 . The supercharger 34 is configured to supercharge the intake air introduced into each combustion chamber 16 . In this configuration example, the supercharger 34 is a mechanical supercharger driven by the engine 1 (specifically, power transmitted from the crankshaft 15). The supercharger 34 is configured as, for example, a two-shaft rotor type Roots blower.

過給機34とクランクシャフト15との間には、例えば電磁クラッチ34aが介設されている。電磁クラッチ34aは、過給機34とクランクシャフト15との間で駆動力を伝達したり、駆動力の伝達を遮断したりする。後述するように、ECU(Engine Control Unit)等、不図示の制御手段が電磁クラッチ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、本エンジン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。 For example, an electromagnetic clutch 34 a is interposed between the supercharger 34 and the crankshaft 15 . The electromagnetic clutch 34a transmits driving force between the supercharger 34 and the crankshaft 15, and interrupts transmission of the driving force. As will be described later, control means (not shown) such as an ECU (Engine Control Unit) switches between disengagement and connection of the electromagnetic clutch 34a, thereby switching the supercharger 34 between an on state and an off state. That is, by switching the supercharger 34 between an on state and an off state, the engine 1 operates to supercharge the intake air to be introduced into the combustion chamber 16 (supercharging operation) and to supercharge the intake air to be introduced into the combustion chamber 16. Operation without supercharging (natural aspiration operation) can be switched.

吸気経路30における過給機34の下流部分には、インタークーラ36が配設されている。インタークーラ36は、過給機34を通過したガスとの間で熱交換をするように構成されたコア(不図示)を収容して成り、過給機34において圧縮された吸気を冷却するように構成されている。ここでのインタークーラ36は、例えば水冷式である。 An intercooler 36 is arranged in the intake path 30 downstream of the supercharger 34 . The intercooler 36 contains a core (not shown) configured to exchange heat with the gas passing through the supercharger 34 to cool the intake air compressed in the supercharger 34. is configured to The intercooler 36 here is, for example, water-cooled.

また、吸気経路30に組み込まれた各種の装置を結ぶ通路として、吸気経路30は、エアクリーナ31よりも下流側に配設され、該エアクリーナ31によって浄化された吸気を過給機34へ導く第1通路33と、過給機34によって圧縮された吸気をインタークーラ36へ導く第2通路35と、インタークーラ36によって冷却された吸気をサージタンク(吸気集合部)38へ導く第3通路37とを有している。 Further, the intake path 30 is arranged downstream of the air cleaner 31 as a passage connecting various devices incorporated in the intake path 30 and guides the intake air purified by the air cleaner 31 to the supercharger 34 . A passage 33, a second passage 35 that guides intake air compressed by the supercharger 34 to an intercooler 36, and a third passage 37 that guides intake air cooled by the intercooler 36 to a surge tank (intake air collecting portion) 38. have.

また、吸気経路30において、第1通路33、第2通路35、第3通路37及びサージタンク38は、吸気の流れ方向に沿って上流側から順に過給機34及びインタークーラ36が介設された「主吸気経路」を構成している。以下、主吸気経路に対して符号“30A”を付す。 In the intake path 30, the first passage 33, the second passage 35, the third passage 37, and the surge tank 38 are interposed with the supercharger 34 and the intercooler 36 in order from the upstream side along the flow direction of the intake air. It constitutes the "main intake path". Hereinafter, the reference numeral "30A" is attached to the main intake path.

また、吸気経路30は、上述の主吸気経路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、主吸気経路30Aにおいて過給機34の上流側から分岐してインタークーラ36の下流側、具体的にはサージタンク38と接続されている。 Further, the intake path 30 is provided with a bypass passage 40 that bypasses the supercharger 34 and the intercooler 36 separately from the above-described main intake path 30A. Specifically, the bypass passage 40 branches off from the upstream side of the supercharger 34 in the main intake passage 30A and is connected to the downstream side of the intercooler 36, specifically the surge tank 38 .

バイパス通路40には、該バイパス通路40の流路断面積を変更するエアバイパスバルブ(以下、単に「バイパスバルブ」と呼ぶ。)41が配設されている。バイパスバルブ41は、バイパス通路40の流路断面積を変更することによって、バイパス通路40を流れる吸気の流量を調節する。 The bypass passage 40 is provided with an air bypass valve (hereinafter simply referred to as “bypass valve”) 41 that changes the cross-sectional area of the bypass passage 40 . Bypass valve 41 adjusts the flow rate of intake air flowing through bypass passage 40 by changing the cross-sectional area of bypass passage 40 .

図4及び図5に吸気経路30における吸気の流れを過給時と自然吸気時とで比較して示す。 4 and 5 show a comparison of the flow of intake air in the intake path 30 during supercharging and during natural intake.

図4に示すように、過給機34をオンにしたとき(つまり、電磁クラッチ34aを接続したとき)には、バイパスバルブ41の開度を適宜調整する。これにより、吸気経路30において過給機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。このように、バイパスバルブ41の開度を調整することによって、吸気の逆流量を調節できるので、この逆流量により、燃焼室16に導入する吸気の過給圧を調節することができる。本構成例においては、過給機34とバイパス通路40とバイパスバルブ41とによって、過給システムが構成されている。 As shown in FIG. 4, when the turbocharger 34 is turned on (that is, when the electromagnetic clutch 34a is connected), the opening of the bypass valve 41 is appropriately adjusted. As a result, part of the intake air that has passed through the turbocharger 34 in the intake path 30 flows back upstream of the turbocharger 34 through the bypass passage 40 . By adjusting the opening degree of the bypass valve 41 in this way, the reverse flow rate of the intake air can be adjusted. In this configuration example, the supercharger 34, the bypass passage 40, and the bypass valve 41 constitute a supercharging system.

一方、図5に示すように、過給機34をオフにしたとき(つまり、電磁クラッチ34aを遮断したとき)には、バイパスバルブ41を全開にする。これにより、吸気経路30を流れる吸気は、過給機34をバイパスしてサージタンク38に流入し、独立通路39を介して燃焼室16に導入される。この場合、エンジン1は、非過給、つまり自然吸気によって運転する。 On the other hand, as shown in FIG. 5, when the supercharger 34 is turned off (that is, when the electromagnetic clutch 34a is disconnected), the bypass valve 41 is fully opened. As a result, the intake air flowing through the intake path 30 bypasses the supercharger 34 and flows into the surge tank 38 and is introduced into the combustion chamber 16 via the independent passage 39 . In this case, the engine 1 is non-supercharged, that is, driven by natural aspiration.

これに対し、図1に示すように、排気通路50は、エンジン本体10の他側面(具体的には、後側の側面)と接続されており、各シリンダ11の排気ポート19と連通している。排気通路50は、燃焼室16から排出された排気が流れる通路である。詳細な図示は省略するが、排気通路50の上流部分は、シリンダ11毎に分岐する独立通路を構成している。それら独立通路の上流端が、各シリンダ11の排気ポート19と接続されている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the exhaust passage 50 is connected to the other side surface (specifically, the rear side surface) of the engine body 10 and communicates with the exhaust port 19 of each cylinder 11. there is The exhaust passage 50 is a passage through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber 16 flows. Although not shown in detail, the upstream portion of the exhaust passage 50 constitutes an independent passage that branches for each cylinder 11 . The upstream ends of these independent passages are connected with the exhaust port 19 of each cylinder 11 .

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いる。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。 An exhaust purification system having one or more catalytic converters 51 is arranged in the exhaust passage 50 . Catalytic converter 51 includes a three-way catalyst. Note that the exhaust gas purification system is not limited to a configuration including only a three-way catalyst.

吸気経路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、既燃ガスの一部を吸気経路30に還流させるための通路である。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の下流部分と接続されている。一方、EGR通路52の下流端は、吸気経路30における過給機34の上流で且つスロットルバルブ32の下流部分に位置するEGRガス導入部33aと接続されている。 An EGR passage 52 that constitutes an external EGR system is connected between the intake passage 30 and the exhaust passage 50 . The EGR passage 52 is a passage for recirculating part of the burned gas to the intake passage 30 . Specifically, the upstream end of the EGR passage 52 is connected to the downstream portion of the catalytic converter 51 in the exhaust passage 50 . On the other hand, the downstream end of the EGR passage 52 is connected to an EGR gas introduction portion 33 a positioned upstream of the turbocharger 34 in the intake passage 30 and downstream of the throttle valve 32 .

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、既燃ガスを冷却するように構成されている。EGR通路52を流れる既燃ガスの流量は、EGRバルブ54によって調節されるように構成されている。EGRバルブ54は、図1の図面上では、EGR通路52の上に配設されているように図示されているものの、実際の構成では、後述するように、バイパス通路40の上に配設されている。EGRバルブ54の開度を調整することにより、冷却された既燃ガス、つまり外部EGRガスの還流量を調節することができる。 A water-cooled EGR cooler 53 is arranged in the EGR passage 52 . The EGR cooler 53 is configured to cool the burned gas. The flow rate of burnt gas flowing through the EGR passage 52 is configured to be adjusted by an EGR valve 54 . Although the EGR valve 54 is illustrated as being disposed above the EGR passage 52 in the drawing of FIG. 1, it is actually disposed above the bypass passage 40 as will be described later. ing. By adjusting the opening of the EGR valve 54, it is possible to adjust the recirculation amount of the cooled burned gas, that is, the external EGR gas.

本構成例において、EGRシステム55は、EGR通路52及びEGRバルブ54を含めて構成される外部EGRシステムと、前述した吸気側の可変動弁機構23及び排気側の可変動弁機構24を含めて構成される内部EGRシステムとによって構成されている。 In this configuration example, the EGR system 55 includes an external EGR system including the EGR passage 52 and the EGR valve 54, and the above-described intake-side variable valve mechanism 23 and exhaust-side variable valve mechanism 24. It is composed of an internal EGR system that is composed.

また、エンジン1には、前述した燃料ポンプ65以外にも、各種の補機が付設されている。当該エンジン1は、このような補機として、図示はしていないが、電気系統で使用する交流電流を発生するオルタネータと、空調用のエアコンディショナと、冷却水を循環させるウォータポンプとを備えている。 In addition to the fuel pump 65 described above, the engine 1 is also provided with various accessories. Although not shown, the engine 1 includes an alternator that generates an alternating current used in the electric system, an air conditioner for air conditioning, and a water pump that circulates cooling water as such auxiliary equipment. ing.

図2に示すように、エンジン本体10における右端側の上方には、過給機34を駆動する駆動プーリ34dが配置されている。詳細は省略するが、駆動プーリ34dは、過給機34を駆動するためのタイミングベルトが巻き掛けられるように構成され且つ配置されている。なお、本実施形態においては、過給機34の動力源としてエンジン本体10の出力を用いる機械式過給機としたが、これに代えて、電気モータを動力源に用いる電気式過給機としてもよい。 As shown in FIG. 2, a driving pulley 34d for driving the supercharger 34 is arranged above the right end of the engine body 10. As shown in FIG. Although details are omitted, the drive pulley 34d is constructed and arranged so that a timing belt for driving the turbocharger 34 is wound thereon. In the present embodiment, the mechanical supercharger using the output of the engine body 10 as the power source of the supercharger 34 is used. good too.

また、吸気経路30には、燃料タンク63からの蒸発燃料を還流する蒸発燃料通路66が配設されている。詳細には、図1に示すように、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、吸気経路30の第1通路33における過給機34の上流側に配設されたパージバルブ68と接続されている。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。 Further, an evaporated fuel passage 66 for recirculating the evaporated fuel from the fuel tank 63 is arranged in the intake path 30 . More specifically, as shown in FIG. 1, the vaporized fuel passage 66 extends from the upper portion of the fuel tank 63 through the canister 67 to a purge valve disposed upstream of the supercharger 34 in the first passage 33 of the intake passage 30 . 68 is connected. Note that the canister 67 is a container that temporarily stores the evaporated fuel.

また、本実施形態の特徴として、エンジン1には、過給機34を自動的に保守する過給機保守機構70が配設されている。図1に示すように、過給機保守機構70は、メイン通路71、第1連通路73及び第2連通路74を有している。メイン通路71の一端は、バイパス通路40における第1通路33との接続部の上流側と接続されている。メイン通路71の他端は、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とに分岐している。第1連通路73及び第2連通路74の具体的な構成例は後述する。 Further, as a feature of this embodiment, the engine 1 is provided with a supercharger maintenance mechanism 70 for automatically maintaining the supercharger 34 . As shown in FIG. 1 , the supercharger maintenance mechanism 70 has a main passage 71 , a first communication passage 73 and a second communication passage 74 . One end of the main passage 71 is connected to the upstream side of the connecting portion of the bypass passage 40 to the first passage 33 . The other end of the main passage 71 branches into a first communication passage 73 connected to the suction side of the supercharger 34 and a second communication passage 74 connected to the discharge side of the supercharger 34 . A specific configuration example of the first communication path 73 and the second communication path 74 will be described later.

(吸気経路の構成)
以下、吸気経路30の要部の構成について詳細に説明する。
(Structure of intake path)
The configuration of the main parts of the intake path 30 will be described in detail below.

吸気経路30を構成する各部は、いずれもエンジン本体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。 Each part constituting the intake path 30 is arranged along the front side of the engine body 10 , specifically, along the front surfaces of the cylinder head 13 and the cylinder block 12 .

また、前述したように、吸気経路30は、吸気を導く複数の通路(具体的には、第1通路33、第2通路35、第3通路37、サージタンク38及び独立通路39)と、過給機34及びインタークーラ36等の装置と、これらの装置を迂回するバイパス通路40とが組み合わされて構成されている。また、吸気経路30を構成する主吸気経路30Aは、バイパス通路40の下方に配置されている。 Further, as described above, the intake path 30 includes a plurality of passages (specifically, the first passage 33, the second passage 35, the third passage 37, the surge tank 38, and the independent passage 39) that guide the intake air, Devices such as the feeder 34 and the intercooler 36 are combined with a bypass passage 40 that bypasses these devices. A main intake path 30A that forms the intake path 30 is arranged below the bypass passage 40 .

前述したように、過給機34は、2軸ロータ式のルーツブロワとして構成されている。すなわち、図6に示すように、過給機34は、ケーシング34bの内部において、回転軸81の軸心方向に延びる第1ロータ341と、該第1ロータ341に対して平行に延び且つ中心軸に対して直交する方向において第1ロータ341と隣接して配置された第2ロータ342と、第1ロータ341及び第2ロータ342を収容するロータ室343とを備えている。ここでは、第2ロータ342の回転軸81が駆動プーリ34dの回転軸として構成されている。 As described above, the supercharger 34 is configured as a twin-rotor roots blower. That is, as shown in FIG. 6, the turbocharger 34 includes a first rotor 341 extending in the axial direction of the rotating shaft 81 inside the casing 34b, and a central axis extending parallel to the first rotor 341. and a rotor chamber 343 that accommodates the first rotor 341 and the second rotor 342 . Here, the rotating shaft 81 of the second rotor 342 is configured as the rotating shaft of the drive pulley 34d.

また、図6のVIa-VIa線における右断面図に示すように、ケーシング34bにおける吸気側には、吸気口34cが開口されている。一方、2つのロータ341、342によって圧縮された吸気は、ケーシング34bの側面にV字状に開口する吐出口34eから、図2に示す第2通路35に吐出される。 Further, as shown in the right sectional view taken along the line VIa-VIa of FIG. 6, an intake port 34c is opened on the intake side of the casing 34b. On the other hand, the intake air compressed by the two rotors 341, 342 is discharged to the second passage 35 shown in FIG.

なお、本構成例においては、各回転軸81の軸心方向は、気筒列方向と一致している(図2及び図3を参照。)。このため、以下の記載では軸心方向(中心軸方向)を単に気筒列方向と呼ぶ。 In this configuration example, the axial direction of each rotating shaft 81 coincides with the direction of the row of cylinders (see FIGS. 2 and 3). Therefore, in the following description, the axial direction (central axis direction) is simply referred to as the cylinder row direction.

また、図1及び図2に示すように、本実施形態に係るエンジン1は、過給レスポンスを高めるべく、吸気ポート18の上流端部の近傍に、過給機34とインタークーラ36とを集約して配設している。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the engine 1 according to the present embodiment integrates the supercharger 34 and the intercooler 36 near the upstream end of the intake port 18 in order to improve the supercharging response. are arranged.

以下、これらの構成要素の概略的なレイアウトについて説明をする。図3に示すように、過給機34は、サージタンク38を挟んでエンジン本体10の反対側(前側)に対向して配置されている。過給機34の後面とエンジン本体10の前面との間には、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の左端側において気筒列方向に沿って延設されており、過給機34の左端部と接続されている。 A schematic layout of these components is described below. As shown in FIG. 3 , the supercharger 34 is arranged to face the opposite side (front side) of the engine body 10 with the surge tank 38 interposed therebetween. Between the rear surface of the turbocharger 34 and the front surface of the engine body 10, there is a gap corresponding to the dimensions of the surge tank 38. - 特許庁The first passage 33 extends along the cylinder row direction on the left end side of the supercharger 34 and is connected to the left end portion of the supercharger 34 .

また、図2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沿って並設されており、この上下方向に隣接している。第2通路35は、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、過給機34とエンジン本体10との間に配置されており(図3及び図7を参照。)、吸気ポートの上流端部に対して、複数の独立通路39を挟んで反対側に対向して配置されている。第3通路37は、インタークーラ36及び過給機34と、エンジン本体10との間の隙間を縫うように延設されており、インタークーラ36がサージタンク38よりも下方に位置するように、インタークーラ36の後部とサージタンク38の底部とを接続している(図7を参照。)。バイパス通路40は、第1通路33の途中から分岐して上方へ延びた後、エンジン本体10の内方(右方)へ向かって延びるように形成されており、下流側において二股に分岐した上でサージタンク38の上部と接続されている(図3及び図7を参照。)。 Moreover, as shown in FIG. 2, the supercharger 34 and the intercooler 36 are arranged side by side in this order along the vertical direction and are adjacent to each other in this vertical direction. The second passage 35 extends substantially vertically so as to connect the front portion of the supercharger 34 and the front portion of the intercooler 36 . The surge tank 38 is arranged between the supercharger 34 and the engine body 10 (see FIGS. 3 and 7), and is arranged across a plurality of independent passages 39 from the upstream end of the intake port. They are arranged opposite to each other. The third passage 37 extends through a gap between the intercooler 36 and the supercharger 34 and the engine body 10, and the intercooler 36 is located below the surge tank 38. It connects the rear portion of the intercooler 36 and the bottom portion of the surge tank 38 (see FIG. 7). The bypass passage 40 is formed to extend inward (to the right) of the engine body 10 after branching from the middle of the first passage 33 and extending upward. is connected to the top of the surge tank 38 (see FIGS. 3 and 7).

-過給機保守機構の構成-
以下、本実施形態に係る過給機保守機構70の詳細な構成について図1、図6及び図8~図10を参照しながら説明する。
- Configuration of turbocharger maintenance mechanism -
A detailed configuration of the turbocharger maintenance mechanism 70 according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1, 6, and 8 to 10. FIG.

EGR通路52を介して還流される既燃ガスに含まれる水分は、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に流れ込むおそれがある。 Moisture contained in the burned gas recirculated through the EGR passage 52 may become condensed water in the EGR passage 52 and the bypass passage 40, flow into the first passage 33 from the bypass passage 40, and eventually flow into the supercharger 34. There is

そこで、本実施形態においては、図1及び図8に示すように、過給機保守機構70として、過給機34の吸入側及び吐出側の各軸受部に設けた空間部(環状空間部)と、それぞれケーシング34bを通して連通する2本の連通路73、74をまとめるメイン通路71を、バイパス通路40の第1通路33との分岐部の上流部分と接続している。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 8, as the supercharger maintenance mechanism 70, space portions (annular space portions) provided in the bearing portions on the suction side and the discharge side of the supercharger 34 are provided. , and a main passage 71 connecting two communication passages 73 and 74 communicating through the casing 34b, respectively, is connected to the upstream portion of the bypass passage 40 branching off from the first passage 33. As shown in FIG.

図9に本実施形態に係る過給機保守機構70の構成例を模式的に示す。 FIG. 9 schematically shows a configuration example of a supercharger maintenance mechanism 70 according to this embodiment.

まず、図9に示すように、本実施形態に係る過給機34には、吸入側の2つの軸受部83の内側(ロータ室343側)の側面をシールする各シール材(オイルシール)91を露出する環状空間部34fがそれぞれ設けられている。また、吸入側の各環状空間部34fには、図9の領域Aを拡大した図10に示すように、過給機34のケーシング34bに環状段部34f1をそれぞれ設けている。この環状段部34f1によって、環状空間部34fの容積が増大される。なお、この環状段部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。 First, as shown in FIG. 9, in the turbocharger 34 according to the present embodiment, each sealing member (oil seal) 91 for sealing the inner side surface (rotor chamber 343 side) of the two bearings 83 on the suction side. An annular space 34f is provided to expose the . Further, as shown in FIG. 10, which is an enlarged view of the region A of FIG. 9, an annular stepped portion 34f1 is provided in the casing 34b of the supercharger 34 in each annular space 34f on the intake side. The annular stepped portion 34f1 increases the volume of the annular space portion 34f. The annular stepped portion 34f1 can be formed by cutting the inner portion of each sealing material 91 in the casing 34b using an end mill or the like.

メイン通路71から分岐する第1連通路73は、過給機34の吸入側の軸受部83の周囲が拡大された各環状空間部34fと接続されている。さらに、図6の右断面図に示すように、2つの環状空間部34fは、単一の第1接続路34gによって互いに接続されている。このようにすると、2つの環状空間部34f同士を接続する加工(例えば、ドリル加工)を容易に行うことができる。なお、各軸受部83には、グリス(grease)が塗布されている。 A first communication passage 73 branched from the main passage 71 is connected to each annular space 34f formed by enlarging the circumference of the bearing 83 on the intake side of the supercharger 34 . Furthermore, as shown in the right sectional view of FIG. 6, the two annular spaces 34f are connected to each other by a single first connection path 34g. By doing so, it is possible to easily perform processing (for example, drilling) for connecting the two annular spaces 34f. Grease is applied to each bearing portion 83 .

一方、過給機34における吐出側の2つの軸受部84の内側(ロータ室343側)には、軸受部84の内側の側面をシールする各外側シール材92の内側(ロータ室343側)の側面と、ロータ室343における吐出側の隔壁の外側で各回転軸81をシールする内側シール材93の外側の側面とから形成された環状空間部34hがそれぞれ設けられている。 On the other hand, on the inside (rotor chamber 343 side) of the two bearing portions 84 on the discharge side of the supercharger 34, the inner side (rotor chamber 343 side) of each outer seal material 92 that seals the inner side surface of the bearing portion 84 is provided. An annular space 34h is formed by a side surface and an outer side surface of an inner seal member 93 that seals each rotary shaft 81 outside the partition wall on the discharge side of the rotor chamber 343. As shown in FIG.

また、メイン通路71から分岐する第2連通路74は、過給機34の吐出側の軸受部84の周囲の各環状空間部34hと接続されている。図6の左断面図に示すように、2つの環状空間部34hは、第2接続路34iによって互いに接続されている。また、各軸受部84は、ケーシング34b内の歯車室に貯留の潤滑オイルで潤滑されている。 A second communication passage 74 branching from the main passage 71 is connected to each annular space 34 h around the bearing 84 on the discharge side of the supercharger 34 . As shown in the left sectional view of FIG. 6, the two annular spaces 34h are connected to each other by a second connection path 34i. Each bearing 84 is lubricated with lubricating oil stored in the gear chamber in the casing 34b.

-過給機保守機構の作用/効果-
本実施形態においては、過給機保守機構70として、第1連通路73及び第2連通路74を、上記のように、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のそれぞれの近傍の領域に設けた環状空間部34f、34hと接続する構成としている。これにより、以下のような作用及び効果を得ることができる。
-Function/Effect of Turbocharger Maintenance Mechanism-
In this embodiment, as the supercharger maintenance mechanism 70, the first communication path 73 and the second communication path 74 are connected to the suction side bearing portion 83 and the discharge side bearing portion 84 of the supercharger 34 as described above. are connected to annular space portions 34f and 34h provided in regions near the respective regions. Thereby, the following actions and effects can be obtained.

(過給時)
まず、過給機34が過給動作を行っている場合、図9に示す吐出側の環状空間部34hの内圧は過給により、第2連通路74のメイン通路71との分岐部に対して正圧となる。一方、吸入側の環状空間部34fの内圧は、負圧ではあるものの、第1連通路73のメイン通路71との分岐部における負圧よりも高いため、相対的に正圧となる。
(when supercharging)
First, when the supercharger 34 is performing a supercharging operation, the internal pressure of the annular space 34h on the discharge side shown in FIG. positive pressure. On the other hand, although the internal pressure of the suction-side annular space 34f is negative, it is higher than the negative pressure at the branch of the first communication passage 73 from the main passage 71, so it is relatively positive.

これにより、環状空間部34f、34hの吸気は、その内部からそれぞれ第1連通路73及び第2連通路74を通ってメイン通路71に吸い出される。従って、各軸受部83、84から、主にEGRガスによるダスト及び凝縮水等を吸い出すことができる。また、運転モードによっては、過給機34による過給動作が続く場合には、これらダスト及び凝縮水等の環状空間部34f、34hへの浸入を防止することができる。 As a result, the intake air in the annular spaces 34f and 34h is sucked out from the inside through the first communication passage 73 and the second communication passage 74 to the main passage 71, respectively. Therefore, dust, condensed water, and the like, mainly due to EGR gas, can be sucked out from the bearings 83 and 84 . Further, depending on the operation mode, when the supercharging operation by the supercharger 34 continues, it is possible to prevent dust, condensed water, and the like from entering the annular spaces 34f and 34h.

(自然吸気時)
次に、過給機34が過給動作を行っていない場合は、本願発明者らの種々の検討により、図9に示す吐出側の環状空間部34hの内圧(負圧)は、低負荷時及び中負荷時においても、第2連通路74のメイン通路71との分岐部での圧力(負圧)とほとんど差が生じない。これに対し、吸入側の環状空間部34fの内圧は、負圧ではあるものの、低負荷時及び中負荷時において、第1連通路73のメイン通路71との分岐部における負圧よりも若干低いため、やや負圧となる。
(at the time of natural aspiration)
Next, when the supercharger 34 is not performing a supercharging operation, various investigations by the inventors of the present application show that the internal pressure (negative pressure) of the discharge-side annular space 34h shown in FIG. And even under medium load, there is almost no difference from the pressure (negative pressure) at the branching portion of the second communication passage 74 from the main passage 71 . On the other hand, although the internal pressure of the suction-side annular space 34f is negative, it is slightly lower than the negative pressure at the branch of the first communication passage 73 from the main passage 71 under low and medium loads. Therefore, the pressure becomes slightly negative.

これにより、吐出側の環状空間部34hには、吸気の流入及び流出がほとんど生じず、一方、吸入側の環状空間部34fには、メイン通路71を流通する吸気が、その内部に導入される。その結果、図9に模式的に示すように、メイン通路71からの吸気が第1連通路73を通って環状空間部34fに導入される。これにより、シール材の圧力変化による姿勢変化に起因したシール性の低下を抑制することができる。 As a result, almost no intake air flows into or out of the discharge-side annular space 34h, while intake air flowing through the main passage 71 is introduced into the intake-side annular space 34f. . As a result, as schematically shown in FIG. 9, the intake air from the main passage 71 passes through the first communication passage 73 and is introduced into the annular space 34f. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the sealing performance due to the posture change due to the pressure change of the sealing material.

なお、本願発明者らは、過給機34が過給動作を行っていない場合における、各環状空間部34f、34hとブローバイガス通路71との圧力差は、エンジン1の運転状況によって、その正負が相対的に入れ替わることを確認している。 The inventors of the present application have found that the pressure difference between the annular spaces 34f and 34h and the blow-by gas passage 71 when the turbocharger 34 is not performing a supercharging operation depends on the operating conditions of the engine 1. are confirmed to be relatively replaced.

本発明は、過給ロータの軸受部及びシール材へのダスト及び凝縮水の浸入の防止を図ると共に、シール材の姿勢変化によるシール性の低下を抑制でき、過給機付エンジンとして有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can prevent dust and condensed water from entering the bearing portion and sealing material of a supercharged rotor, and can suppress deterioration in sealing performance due to changes in the posture of the sealing material, and is useful as a supercharged engine. .

1 エンジン(機械式過給機付エンジン)
10 エンジン本体
17 クランクケース
26 シリンダヘッドカバー
30 吸気経路
32 スロットルバルブ
33 第1通路
33a EGRガス導入部
34 過給機(駆動式過給機)
34a 電磁クラッチ
34b ケーシング(過給機本体)
34c 吸気口
34d 駆動プーリ
34e 吐出口
34f 環状空間部(空間部)
34f1 環状段部
34g 第1接続路
34h 環状空間部(空間部)
34i 第2接続路
341,342 過給ロータ
343 ロータ室
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(エアバイパス通路)
41 バイパスバルブ(エアバイパスバルブ)
70 過給機保守機構
71 メイン通路
73 第1連通路(連通路)
74 第2連通路(連通路)
81 回転軸
83 軸受部(吸入側)
84 軸受部(吐出側)
91 シール材
92 外側シール材(シール材)
93 内側シール材
1 engine (engine with mechanical supercharger)
10 Engine Body 17 Crankcase 26 Cylinder Head Cover 30 Intake Path 32 Throttle Valve 33 First Path 33a EGR Gas Introduction Port 34 Turbocharger (Driving Type Turbocharger)
34a electromagnetic clutch 34b casing (supercharger body)
34c Intake port 34d Drive pulley 34e Discharge port 34f Annular space (space)
34f1 Annular step 34g First connection path 34h Annular space (space)
34i Second connection passages 341, 342 Supercharging rotor 343 Rotor chamber 35 Second passage 36 Intercooler 37 Third passage 38 Surge tank 39 Independent passage 40 Bypass passage (air bypass passage)
41 bypass valve (air bypass valve)
70 turbocharger maintenance mechanism 71 main passage 73 first communication passage (communication passage)
74 Second communication path (communication path)
81 Rotating shaft 83 Bearing (suction side)
84 Bearing (discharge side)
91 sealing material 92 outer sealing material (sealing material)
93 Inner sealing material

Claims (3)

吸気通路におけるスロットルバルブの下流部分に配設されるとともに、過給機本体の内部に、吸入側および吐出側の各々の軸受部を介して回転可能に配置された過給ロータを有する駆動式過給機と、
前記吸気経路における前記駆動式過給機の上流、且つ、前記スロットルバルブの下流の部分に下流端が接続されて既燃ガスの一部を還流させるEGR通路と、
を備えた過給機付エンジンであって、
前記過給機本体は、前記軸受部の各々を封止するシール材と、該シール材と隣接し且つ前記過給ロータの回転軸の周囲に形成された吸入側および吐出側の各環状空間部とを有しており、
前記吸入側の環状空間部は第1連通路と接続されるとともに、前記吐出側の環状空間部は第2連通路と接続されており、
前記第1連通路および前記第2連通路の各々が、前記吸気経路における前記スロットルバルブの下流部分に接続されたメイン通路から分岐し、
過給時に、前記環状空間部の吸気が前記第1連通路および前記前記第2連通路を通って前記メイン通路に吸い出される、過給機付エンジン。
A driven supercharger having a supercharger rotor disposed downstream of a throttle valve in an intake passage and rotatably disposed inside a supercharger body via bearings on the suction side and the discharge side. a feeder;
an EGR passage whose downstream end is connected to a portion of the intake passage upstream of the drive-type supercharger and downstream of the throttle valve, and which recirculates part of the burned gas ;
A supercharged engine comprising
The supercharger main body includes a sealing material for sealing each of the bearings, and annular spaces on a suction side and a discharge side adjacent to the sealing material and formed around a rotating shaft of the supercharging rotor. and
The suction-side annular space is connected to a first communication path, and the discharge-side annular space is connected to a second communication path,
each of the first communication passage and the second communication passage branches off from a main passage connected to a downstream portion of the throttle valve in the intake passage;
A supercharged engine, wherein, during supercharging, intake air in the annular space is sucked into the main passage through the first communication passage and the second communication passage.
請求項1に記載の過給機付エンジンにおいて、
前記吸入側の環状空間部は、前記過給機本体に設けられた環状段部と前記シール材とによって形成されている、過給機付エンジン。
In the supercharged engine according to claim 1,
The turbocharged engine, wherein the suction-side annular space is formed by an annular stepped portion provided in the turbocharger main body and the sealing material.
請求項2に記載の過給機付エンジンにおいて、
前記吐出側の環状空間部は、前記シール材と該シール材の内側に配置された内側シール材とによって形成されている、過給機付エンジン。
In the supercharged engine according to claim 2,
The supercharged engine, wherein the annular space on the discharge side is formed by the sealing member and an inner sealing member arranged inside the sealing member.
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