CN112424453A - 内燃机的窜缸混合气回流装置 - Google Patents

Abstract

窜缸混合气回流装置(100)包括：窜缸混合气通道(30)，其被连接于进气通道(10)；机油分离器(40)，其被设置于窜缸混合气通道(30)；以及吸附脱离构件(50)，其被设置于位于机油分离器(40)与涡轮增压器(20)的压缩机(21)之间的进气通道(10)及窜缸混合气通道(30)中的至少任意一者，且被构成为吸附窜缸混合气(B)所包含的机油，并使机油的粒径扩大而脱离。

Description

内燃机的窜缸混合气回流装置

技术领域

本公开涉及内燃机的窜缸混合气回流装置，尤其涉及涡轮增压式内燃机的窜缸混合气回流装置。

背景技术

公知一种窜缸混合气回流装置，其使从活塞与汽缸的间隙漏出到曲轴箱内的窜缸混合气回流到进气通道。此外，也公知一种涡轮增压式内燃机，其在进气通道中具备涡轮增压器的压缩机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2014-238032号公报

发明内容

发明要解决的课题

有时，在进气通道中的压缩机的上游侧的位置，会连接有使窜缸混合气回流的窜缸混合气通道。在该情况下，混入到窜缸混合气中的机油也会被回流到进气通道，因该机油，压缩机有时会发生结焦异常。

此外，混入到窜缸混合气的机油中的、主要为大粒径的机油在被设置于窜缸混合气通道中的机油分离器中被分离，而主要为小粒径的机油会不被机油分离器分离地通过。并且，小粒径的机油与大粒径的机油相比，容易因压缩机的热而发生热变性，因此易于发生结焦异常。

因此，本公开鉴于上述情况而开创，其目的在于提供一种内燃机的窜缸混合气回流装置，能够抑制因从机油分离器通过的窜缸混合气所包含的机油导致的压缩机结焦异常。

用于解决课题的手段

根据本公开的一个方案，提供一种内燃机的窜缸混合气回流装置，其特征在于，上述内燃机包括进气通道、以及被设置于上述进气通道上涡轮增压器的压缩机，上述窜缸混合气回流装置包括窜缸混合气通道、机油分离器、以及吸附脱离构件，该窜缸混合气通道在上述压缩机的上游侧的位置处被连接于上述进气通道，该机油分离器被设置于上述窜缸混合气通道，用于从上述窜缸混合气中分离出机油，该吸附脱离构件被设置于位于上述机油分离器与上述压缩机之间的上述进气通道及上述窜缸混合气通道中的至少任意一者，且被构成为吸附从上述机油分离器通过的窜缸混合气所包含的机油，并使机油的粒径扩大而脱离。

优选的是，上述进气通道具有连接有上述窜缸混合气通道的连接部，上述吸附脱离构件被设置于上述连接部中的上述窜缸混合气通道侧的相反侧的内周面。

优选的是，在上述进气通道及上述窜缸混合气通道中的至少一者上形成有弯曲部，上述吸附脱离构件被设置于上述弯曲部中的外角侧的内周面。

优选的是，上述吸附脱离构件由无纺布形成。

发明效果

根据本公开，能够抑制因从机油分离器通过了的窜缸混合气所包含的机油导致的压缩机的结焦异常。

附图的简要说明

图1是表示实施方式的构成的概略图。

图2是图1的II－II剖视图。

图3是表示实施方式的作用效果的图。

图4是表示第1变形例的概略图。

图5是表示第2变形例的概略图。

图6是表示第3变形例的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本公开的实施方式进行说明。另外，应注意的是，本公开不被限定于以下实施方式这点。

图1是表示本公开的实施方式的构成的概略图。此外，图2是图1的II－II剖视图。在这些图中，空心箭头A表示内燃机1的进气的流动，阴影箭头B表示内燃机1的窜缸混合气的流动。另外，这些图中示出的上下左右各方向仅是为了便于说明而确定。

如图1所示，内燃机1为被搭载于车辆(未图示)的多汽缸的压缩点火式内燃机，即柴油引擎。车辆为货车等大型车辆。然而，车辆及内燃机1的种类、形式、用途等并无特别限定，例如车辆也可以是乘用车等小型车辆，内燃机1也可以是火花点火式内燃机，即汽油引擎。

内燃机1包括：作为进气通道的进气管10；以及涡轮增压器20的压缩机21，其被设置于进气管10。另外，内燃机1包括引擎主体(未图示)、以及排气管(未图示)等排气***部件，但在此省略说明。

在进气管10的上游端，连接有空气滤清器2，该空气滤清器2用于除去进气A所包含的灰尘等。此外，进气管10的下游端介由进气歧管(未图示)而被连接于引擎主体的汽缸盖。

此外，如图1及图2所示，本实施方式的进气管10具有连接部11，该连接部11连接有后述的窜缸混合气管30。另外，本实施方式的连接部11为图1所示的双点划线a1、a2之间的部分。此外，在连接部11的轴方向的中央部分，形成有气体入口11a，该气体入口11a用于从窜缸混合气管30导入窜缸混合气B。

涡轮增压器20包括：涡轮(未图示)，其由在排气管中流动的排气旋转驱动；以及压缩机21，其由涡轮的旋转力旋转驱动。压缩机21包括：压缩机外壳21a；以及压缩机叶轮21b，其被可旋转地设置在压缩机外壳21a内。

内燃机1的窜缸混合气回流装置100包括窜缸混合气管30，该窜缸混合气管30在压缩机21的上游侧的位置处被连接于进气管10。此外，窜缸混合气回流装置100包括机油分离器40，该机油分离器40被设置于窜缸混合气管30，用于从窜缸混合气B中分离机油。

此外，窜缸混合气回流装置100包括吸附脱离构件50，该吸附脱离构件50被设置于位于机油分离器40与压缩机21之间的进气管10及窜缸混合气管30中的至少任意一者。在本实施方式中，针对被设置于进气管10的吸附脱离构件50进行说明。

窜缸混合气B为在引擎主体中从活塞与汽缸的间隙漏出到曲轴箱内的气体。本公开的窜缸混合气通道包含：引擎主体侧的气体通道(未图示)，其从曲轴箱内通过汽缸体及汽缸盖而延伸到气缸盖罩内；以及窜缸混合气管30，其被连接于该气体通道的下游端。

对于窜缸混合气管30，例如使用树脂制的软管构件。窜缸混合气管30的下游端被连接于气体入口11a，该气体入口11a被形成于连接部11。

机油分离器40被设置于窜缸混合气管30的中途。机油分离器40包括：壳体41；以及圆筒型滤芯42，其被容纳在壳体41内。此外，机油分离器40包括返回管43，该返回管43用于使以黑色箭头O表示的被分离出的机油返回到曲轴箱内。

具体而言，机油分离器40被构成为：通过从上游侧的窜缸混合气管30向壳体41内导入窜缸混合气B，并且用滤芯42对窜缸混合气B进行过滤，从而对机油进行分离。此外，机油分离器40被构成为：将机油分离后的窜缸混合气B排出到下游侧的窜缸混合气管30，并将被分离出的机油O排出到返回管43。另外，本实施方式的滤芯42分离主要为大粒径(例如1μm左右)的机油，而使主要为小粒径(例如0.5μm左右)的雾状的机油与窜缸混合气B一同通过。

吸附脱离构件50被构成为：吸附从机油分离器40通过了的窜缸混合气B所包含的机油，使机油的粒径扩大而脱离。

此外，本实施方式的吸附脱离构件50被设置于连接部11中的窜缸混合气管30侧的相反侧的内周面11b。此外，吸附脱离构件50被设置于从窜缸混合气管30导入到连接部11内的窜缸混合气B所碰撞到的位置的内周面11b，其详情后述。

此外，吸附脱离构件50由无纺布形成。如图2所示，吸附脱离构件50被形成为半圆筒状，并被遍及半周地铺设于相对于管轴C为气体入口11a的相反侧的内周面11b。此外，吸附脱离构件50在连接部11的管轴方向上，被延伸设置到比气体入口11a的位置靠上游侧及下游侧处。

接着，对本实施方式的窜缸混合气回流装置100的作用效果进行说明。

如图1及图2所示，在内燃机1的工作中，曲轴箱内的窜缸混合气B通过引擎主体侧的气体通道(未图示)及窜缸混合气管30而被回流到进气管10。

在此，有时因被回流到进气管10的窜缸混合气B中混入的机油，会导致压缩机21发生结焦异常。

即，在压缩机21的上游侧，机油还是常温程度的低温，为粘度比较低的液体。然而，当混入有该机油的进气A被以压缩机21压缩，并被升温、升压时，该进气A所包含的机油也会被加热到高温(160～170℃左右)，变性为粘度比较高的液体。于是，该高粘度机油会附着于压缩机外壳21a和压缩机叶轮21b的滑动部，使滑动阻力増大。此外，高粘度机油会附着于压缩机叶轮21b的下游侧的压缩机出口通道，将其部分地堵塞。

如此，将高粘度机油附着于各种位置的情况称为结焦，并将由结焦引起的压缩机21的异常称为结焦异常。并且，当发生结焦异常时，会存在无法发挥压缩机21的原本性能的风险。

与此不同，在本实施方式中，能够通过将机油分离器40设置于窜缸混合气管30来将主要为大粒径(例如1μm左右)的机油O从窜缸混合气B中分离。然而，主要为小粒径(例如0.5μm左右)的雾状的机油(未图示)不被机油分离器40完全分离而是通过。

此外，窜缸混合气B所包含的机油的粒径越小，相对于质量的表面积比就越大，因此会具有因压缩机21的热而容易发生热变性这样的性质。因此，与被机油分离器40分离后的大粒径机油相比，反倒是不被机油分离器40完全分离而是通过了的小粒径机油更容易发生结焦异常。

因此，在本实施方式中，如以图中的附图标记D表示的那样，吸附脱离构件50吸附从机油分离器40通过的窜缸混合气B所包含的机油，使机油的粒径扩大而脱离。

即，吸附脱离构件50吸附不被机油分离器40完全分离而是通过了的小粒径的机油，并通过收集机油来使粒径扩大。并且，粒径扩大了的机油D因超过吸附脱离构件50的吸附允许量等而渗出，并因自重而下落，或是因进气A及窜缸混合气B而飞散到下游侧。由此，能够使大粒径的机油D从吸附脱离构件50脱离。

图3是示意性地表示窜缸混合气B所包含的机油的粒径分布的图。纵轴表示将紧邻压缩机21的上游的进气管10内的机油的粒子量以存在比例进行表示的频率(％)，横轴表示该机油的粒径(μm)。此外，曲线L1表示在不设置吸附脱离构件50的情况下的机油的粒径分布曲线，曲线L2表示设置了吸附脱离构件50的本实施方式中的机油的粒径分布曲线。

对比图3的曲线L1与曲线L2可知，在设置了吸附脱离构件50的本实施方式中，与不进行设置的情况相比，由于机油的粒径被扩大，因而小粒径的机油减少，大粒径的机油増加。并且，粒径被像这样扩大后的机油与被扩大前相比，相对于质量的表面积比会变小，因此难以因压缩机21的热而发生热变性。

因此，当为本实施方式的窜缸混合气回流装置100时，能够抑制因从机油分离器40通过了的窜缸混合气B所包含的机油导致的压缩机21结焦异常的发生。

此外，本实施方式的吸附脱离构件50在进气管10的连接部11中，被设置于窜缸混合气管30侧的相反侧的内周面11b。

在此，作为比较例，假设考虑将吸附脱离构件50设置于进气管10或窜缸混合气管30的直线部分的内周面的情况。在该情况下，窜缸混合气B所包含的机油会与窜缸混合气B一同沿管轴方向流动，简单地从吸附脱离构件50通过。因此，在该比较例中，吸附脱离构件50无法充分吸附机油。

与此不同，在本实施方式中，从窜缸混合气管30导入到连接部11内的窜缸混合气B的流动方向被弯向进气管10的下游侧。因此，窜缸混合气B所包含的机油会因惯性力而不完全弯曲从而撞上外角侧的吸附脱离构件50。因此，吸附脱离构件50能够高效率且可靠地吸附窜缸混合气B所包含的机油。

此外，吸附脱离构件50由无纺布形成。因此，能够仅通过将无纺布粘贴于连接部11的内周面11b来简单地设置吸附脱离构件50。

另一方面，上述基本实施方式能够设为以下那样的变形例。在下述说明中，对与上述实施方式相同的构成要素使用同样的附图标记，并省略它们的详细说明。另外，对于各变形例中的吸附脱离构件，使用附图标记50’或符号50”。

(第1变形例)

如图4所示，在进气管10上，形成有弯曲部12，吸附脱离构件50’也可以被设置于进气管10的弯曲部12中的外角侧的内周面12a。在图示例中，进气管10的弯曲部12为被从连接部11的下游端的位置向右方向弯曲了90゜角度的部分。另外，弯曲部12也可以被以90゜以外的角度弯曲。

虽未图示，但第1变形例的吸附脱离构件50’被遍及半周地铺设于进气管10的弯曲部12中的外角侧的内周面12a。此外，吸附脱离构件50’在管轴方向上被遍及弯曲部12的全长地设置。

在为第1变形例的情况下，窜缸混合气B的流动方向会在进气管10的弯曲部12处被弯曲，因此，窜缸混合气B所包含的机油会因惯性力而不完全弯曲从而撞上吸附脱离构件50’。

因此，当为第1变形例时，与上述基本实施方式相同，吸附脱离构件50’能够高效率且可靠地吸附窜缸混合气B所包含的机油。

(第2变形例)

如图5所示，吸附脱离构件50”也可以被设置于窜缸混合气管30。此外，也可以是，在窜缸混合气管30上形成有弯曲部31，吸附脱离构件50”被设置于窜缸混合气管30的弯曲部31中的外角侧的内周面31a。另外，在图示例中，窜缸混合气管30的弯曲部31为从机油分离器40的出口侧向右方向延伸并被向下弯曲了90゜角度的部分。另外，弯曲部31也可以被以90゜以外的角度弯曲。

虽未图示，但第2变形例的吸附脱离构件50”被遍及半周地铺设于窜缸混合气管30的弯曲部31中的外角侧的内周面31a。此外，吸附脱离构件50”在管轴方向上被遍及弯曲部31的全长地设置。

根据第2变形例，能够使从机油分离器40通过了的窜缸混合气B所包含的机油吸附于窜缸混合气管30内的吸附脱离构件50”，并使机油的粒径扩大而脱离。

此外，通过将吸附脱离构件50”设置于窜缸混合气管30的弯曲部31中的外角侧的内周面31a，从而能够使窜缸混合气B所包含的机油撞上吸附脱离构件50”，并高效率且可靠地发生吸附。

(第3变形例)

如图6所示，也可以是，将上述基本实施方式、第1及第2变形例进行组合，设置多个吸附脱离构件50、50’、50”。

此外，只要是机油分离器40与压缩机21之间的位置，吸附脱离构件50、50’、50”也可以被设置于任意位置。例如，如图6所示，也可以是，将弯曲部32设置于在比第2变形例中示出的弯曲部31靠下游侧的窜缸混合气管30，将吸附脱离构件50”设置于该弯曲部32的外角侧的内周面32a。

(第4变形例)

吸附脱离构件50、50’、50”不被限定于无纺布，能够由任意材料形成。例如，对于吸附脱离构件50、50’、50”，也可以使用由多孔材料形成的过滤器或海绵、网、纺织品、毛毡等材质。

(第5变形例)

虽未图示，但吸附脱离构件例如也可以被遍及整周地铺设于上述弯曲部12、31、32的内周面。此外，如果能够得到所期望的效果，则吸附脱离构件也可以被设置于进气管10或窜缸混合气管30的直线部分的内周面。

本申请基于2018年7月12日申请的日本国专利申请(特愿2018-132235)，并将其内容作为参照援引于此。

工业可利用性

根据本公开，起到能够抑制因从机油分离器通过了的窜缸混合气所包含的机油导致的压缩机的结焦异常这样的效果，在能够应用于涡轮增压式内燃机等内燃机这点上是有用的。

附图标记说明

1 内燃机

10 进气管(进气通道)

11 连接部

20 涡轮增压器

21 压缩机

30 窜缸混合气管(窜缸混合气通道)

40 机油分离器

50 吸附脱离构件

100 窜缸混合气回流装置

A 进气

B 窜缸混合气

D 扩大了粒径的机油

O 由机油分离器分离出的机油

Claims (4)

1.一种内燃机的窜缸混合气回流装置，其特征在于，

所述内燃机包括进气通道、以及被设置于所述进气通道上的涡轮增压器的压缩机；

所述窜缸混合气回流装置包括：

窜缸混合气通道，其在所述压缩机的上游侧的位置处被连接于所述进气通道，

机油分离器，其被设置于所述窜缸混合气通道，用于从所述窜缸混合气中分离机油，以及

吸附脱离构件，其被设置于位于所述机油分离器与所述压缩机之间的所述进气通道及所述窜缸混合气通道中的至少任意一者，且被构成为吸附从所述机油分离器通过了的窜缸混合气所包含的机油，并使机油的粒径扩大而脱离。

2.如权利要求1所述的窜缸混合气回流装置，其中，

所述进气通道具有连接部，该连接部连接有所述窜缸混合气通道；

所述吸附脱离构件被设置于所述连接部中的所述窜缸混合气通道侧的相反侧的内周面。

3.如权利要求1或2所述的窜缸混合气回流装置，其中，

在所述进气通道及所述窜缸混合气通道中的至少一者上形成有弯曲部；

所述吸附脱离构件被设置于所述弯曲部中的外角侧的内周面。

4.如权利要求1～3的任何一项所述的窜缸混合气回流装置，其中，

所述吸附脱离构件由无纺布形成。

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