JP7206640B2 - supercharged engine - Google Patents
supercharged engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP7206640B2 JP7206640B2 JP2018106859A JP2018106859A JP7206640B2 JP 7206640 B2 JP7206640 B2 JP 7206640B2 JP 2018106859 A JP2018106859 A JP 2018106859A JP 2018106859 A JP2018106859 A JP 2018106859A JP 7206640 B2 JP7206640 B2 JP 7206640B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passage
- supercharger
- intake
- annular space
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
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
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.
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
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
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
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
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
(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
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
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
The aforementioned four
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
-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
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
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
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
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
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
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 (
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
-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
(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
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
(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
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
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
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
34a electromagnetic clutch 34b casing (supercharger body)
34i
41 bypass valve (air bypass valve)
70
74 Second communication path (communication path)
81 Rotating
84 Bearing (discharge side)
91 sealing
93 Inner sealing material
Claims (3)
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018106859A JP7206640B2 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | supercharged engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018106859A JP7206640B2 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | supercharged engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019210845A JP2019210845A (en) | 2019-12-12 |
| JP7206640B2 true JP7206640B2 (en) | 2023-01-18 |
Family
ID=68845018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018106859A Active JP7206640B2 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | supercharged engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7206640B2 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04203214A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-23 | Mazda Motor Corp | Intake device of engine provided with mechanical supercharger |
| JP3344825B2 (en) * | 1994-05-24 | 2002-11-18 | 栃木富士産業株式会社 | Sealing device for screw supercharger |
| JP3632255B2 (en) * | 1995-09-27 | 2005-03-23 | マツダ株式会社 | Exhaust gas recirculation device for engine with mechanical supercharger |
| US9863305B1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-01-09 | Delphi Technologies, Inc. | Low-cost high-efficiency GDCI engines for low octane fuels |
-
2018
- 2018-06-04 JP JP2018106859A patent/JP7206640B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019210845A (en) | 2019-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20150361839A1 (en) | Oil cooling system for supercharged engine | |
| JP6597737B2 (en) | Intake / exhaust device for vehicle engine | |
| JP2009287434A (en) | Exhaust recirculation device for internal combustion engine | |
| JPWO2013073052A1 (en) | Internal combustion engine with a supercharger | |
| US20150240705A1 (en) | Two-Stage Turbocharger System For Internal Combustion Engines Featuring Cylinder Deactivation | |
| CN204082313U (en) | A kind of turbocharger wastegate for motor and exhaust management apparatus | |
| KR101642172B1 (en) | Two-stroke enginge with low consumption and low emissions | |
| JPH03138419A (en) | Supercharger of engine | |
| JP7206640B2 (en) | supercharged engine | |
| JP2016223314A (en) | Ventilation device of internal combustion engine with supercharger | |
| JP7192256B2 (en) | Blow-by gas system for supercharged engines | |
| JP3486912B2 (en) | Engine scavenging device | |
| JP2014114789A (en) | Turbocharged engine | |
| JP2010138812A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP7196629B2 (en) | Blow-by gas system for supercharged engines | |
| JP5983285B2 (en) | Turbocharged engine | |
| JP7196428B2 (en) | supercharged engine | |
| US10927752B2 (en) | Blow-by gas device of supercharger-equipped engine | |
| US11118546B2 (en) | Engine intake system | |
| JP7176232B2 (en) | supercharged engine | |
| EP3670859A1 (en) | Engine provided with mechanical supercharger | |
| JP2010031687A (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
| US20260125996A1 (en) | Blow-by gas recirculation device | |
| JP2012097683A (en) | Internal combustion engine | |
| JP6194870B2 (en) | Exhaust system for turbocharged engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210525 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220628 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220809 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221219 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7206640 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |