JPH0629464Y2 - 過給機付エンジンのブロ−バイガス処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は過給機付エンジンのブローバイガス処理装置に
関するものである。

（従来の技術） 吸気の過給手段のひとつとして従来より圧力波過給機が
知られているが、この圧力波過給機は吸気と排気をセル
内において相互に接触させて排気側の圧力波を吸気側に
伝達しもって吸気を加圧するという構成を有している関
係上、エンジンのブローバイガスを処理する上において
下記するような問題があった。即ち、圧力波過給機付き
エンジンにおいてブローバイガスを処理する場合、通常
はこれをそのまま圧力波過給機より上流側の吸気通路に
還流させてエンジンにおいて再燃焼させる方法をとる。
ところが、本来、ブローバイガスにはオイルミストが含
まれているため、これを圧力波過給機より上流側の吸気
通路に戻した場合には、圧力波過給機のセル内において
吸気と排気とが接触するとブローバイガスに含まれてい
たオイルミストと排気中に含まれているカーボンとが接
触してセル内にカーボンが多量に付着するというおそれ
がある。このため、このようにブローバイガスを圧力波
過給機より上流の吸気通路に還流させるようにした過給
機付エンジンにおいては、例えば実開昭６１−６６６０
８号公報にも開示されるように、加熱装置を設けこの加
熱装置によりブローバイガス中のオイルミストを気化さ
せて圧力波過給機のセル内へのカーボン付着を防止する
ようにしている。

ところが、この公知例の如くした場合には、加熱装置が
必要であるなどその構成が複雑となりしかも吸気加熱に
よる空気の充填効率の低下と共にコストアップを招くと
いう問題があり、あまり好ましいものではなかった。
尚、ブローバイガスを圧力波過給機より下流の吸気通路
中に戻すことも考えられるが、この場合には該吸気通路
内の吸気圧が非常に高いことからブローバイガスの逆流
を招く等の問題があり不適である。

このようなことから、ブローバイガスを吸気通路へでは
なく排気通路側のしかも圧力波過給機の下流側に還流さ
せることが案出された。この場合、いくら圧力波過給機
の下流側とはいっても該圧力波過給機より下流にはまだ
排気消音器、排気浄化装置等が設けられているところか
らの排気圧力は比較的高く、従ってブローバイガスを単
にそのまま圧力波過給機下流の排気通路に還流させる場
合にはやはりブローバイガスの逆流現象が発生するおそ
れがある。このため従来よりブローバイガス排出通路に
エゼクターを取付けて該エゼクターの吸出し効果を利用
してブローバイガスを排気通路内に強制的に還流させる
ようにしている。以下、本考案の説明の都合上、先ず圧
力波過給機付きエンジンにおいてブローバイガスを圧力
波過給機下流の排気通路に還流させるようにするととも
に、ブローバイガス排出通路の通路途中にエゼクターを
設けた過給機付エンジンのブローバイガス処理装置の一
般構造例及びその場合における不具合等について第４図
ないし第６図を参照して説明する。

第５図には自動車用エンジンの吸・排気システム図が示
されている。このエンジン１の吸気マニホールド２には
吸気通路４が、また排気マニホールド３には排気通路５
がそれぞれ接続されている。この吸気通路４と排気通路
５の間に跨って圧力波過給機６が設けられている。

圧力波過給機６は、吸気通路４側に接続されるエアケー
シング６３と、排気通路５側に接続されるガスケーシン
グ６２と、該ガスケーシング６２とエアケーシング６３
の間に配置されたロータケーシング６１とを有してい
る。このロータケーシング６１内には、その内部を隔壁
６５，６５・・により区画して多数のセル６４，６４・
・としたロータ６６が嵌装されている。この圧力波過給
機６は、ロータ６６を回転させてその各セル６４，６４
・・内でガスケーシング６２側の排気とエアケーシング
６３側の吸気とを相互に接触させ排気の圧力波を吸気に
伝達することにより該吸気を加圧するようになってい
る。

又、上記吸気通路４にはエアクリーナ７とインタークー
ラ８とスターティングバルブ９とが設けられている。こ
のスターティングバルブ９は、エンジンの軽負荷時には
圧力波過給機６を介さずにエアクリーナ７から直接エン
ジン１側に自然吸気を導入させるものであり、上記エア
クリーナ７に対して吸気バイパス通路２４を介して接続
されている。

さらに、エンジン１のヘッドカバー１３に設けたブロー
バイガス出口１１と、排気通路５のしかも上記圧力波過
給機６の直下流位置に形成したブローバイガス入口１２
とは、該ブローバイガス出口１１側に接続された上流側
通路２１と上記ブローバイガス入口１２側に接続された
下流側通路２２とからなるブローバイガス排出通路２０
を介して相互に連通せしめられている。また、上記圧力
波過給機６のエアケーシング６３より下流側の吸気通路
４に形成した吸気取出口１９には、圧力導入通路２３が
接続されている。この圧力導入通路２３の他端と上記ブ
ローバイガス排出通路２０の上流側通路２１と下流側通
路２２の三つの通路は後述するエゼクター１０を介して
相互に連通せしめられている。

エゼクター１０は第６図に示す如くブローバイガス排出
通路２０の上流側通路２１の下流端２１ａをその側壁に
開口せしめた適宜容積を有する空室３１と、上記下流側
通路２２の上流端２２ａに形成されしかもその絞口部３
２ａが上記空室３１の一端に開口したベンチュリー部３
２と、上記圧力導入通路２３の一端２３ａに接続される
とともに上記空室３１内において上記ベンチュリー部３
２と同軸状に配置されしかもその噴口３４ａが上記ベン
チュリー部３２の絞口部３２ａに対して両者間に環状隙
間３３を形成した状態で重合せしめられた噴射ノズル３
４とで構成されている。

このように構成されたエゼクター１０を備えたエンジン
１においては、エンジンの運転に伴ってヘッドカバー１
３内に溜ったブローバイガスはブローバイガス排出通路
２０を介して圧力波過給機６の直下流の排気通路５に還
流されるが、その場合、該排気通路５に排圧が存在して
いるにもかかわらず該ブローバイガス排出通路２０に設
けたエゼクター１０の吸出し効果によりブローバイガス
の還流がスムーズに行なわれる。即ち、第６図におい
て、矢印Ｂで示すように過給吸気が噴射ノズル３４の噴
口３４ａからベンチュリー部３２側に向って高速で吹き
出されると、該ベンチュリー部３２の絞口部３２ａ部分
においては吸気流が絞られてその流速が速くなり圧力が
低下する。このため、上流側通路２１側にあるブローバ
イガスは該上流側通路２１の内圧とベンチュリー部３２
側の内圧との圧力差により矢印Ａで示すように環状隙間
３３を通ってベンチュリー部３２側に吸い出され、さら
に矢印Ｃで示すように下流側通路２２側に押し出され順
次排気通路５側に還流せしめられる。

このエゼクター１０によるブローバイガスの吸出し効果
は、上流側通路２１の内圧とベンチュリー部３２の内圧
との圧力差が大きいほど良好となる。また一方、ベンチ
ュリー部３２の内圧は、噴射ノズル３４から噴出される
吸気流の流速、即ち、圧力導入通路２３の内圧に比例し
て減少する。換言すれば、エゼクター１０におけるブロ
ーバイガスの吸出し効果は、圧力導入通路２３の内圧と
ベンチュリー部３２の内圧との圧力差に比例して増大す
るということが言える。

ところが、このようなエゼクター１０を備えた従来のブ
ローバイガス処理装置においては下記する如き問題があ
った。

即ち、エンジンのクランク室内からブローバイガスを排
出する場合、上述のようにエゼクター１０の吸出し効果
を利用することが有効であるが、しかしこのエゼクター
の吸出し効果によりクランク室内圧が低下し過ぎると燃
焼室内圧とクランク室内圧との圧力差が大きくなりブロ
ーバイガスの発生そのものが増加することになる。従っ
て、エゼクターの吸出し効果を利用してブローバイガス
を排出するものにおいて、クランク室内に溜ったブロー
バイガスの外部への排出作用を促進させることと燃焼室
からクランク室側に漏洩するブローバイガスの量そのも
のを抑制することとを両立させるためには、クランク室
内圧はエンジンの全運転域を通じて大気圧より少し低め
の圧力に設定されていることが望ましい。

ところが、第６図に示す如き従来構造のエゼクター１０
を備えたブローバイガス処理装置にあっては、圧力波過
給機６下流側の吸気圧の高低がそのままベンチュリー部
３２下流のブローバイガス排出通路の内圧の高低として
反映される構成であるため、第４図において曲線Ｌ_１で
示すように、過給圧が比較的低く維持されるエンジンの
軽負荷域においてはエゼクター１０による吸出し効果も
比較的緩く、クランク室内圧は大気圧近くに維持される
が、過給圧そのものが高くなるエンジンの高負荷域にお
いては第４図において曲線Ｌ_２で示すようにクランク室
内圧が大気圧よりも極端に低くなる運転域が生じること
になる。従って、エンジンの軽負荷域においてはブロー
バイガスの排出作用とブローバイガスの発生抑制作用と
がともに比較的良好に維持されるが、エンジンの高負荷
域においてはブローバイガスの排出作用そのものは比較
的良好となるもののブローバイガスの発生量そのものが
増大し結果的にクランク室換気が円滑に行なわれなくな
るという問題があった。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、クランク室内のブローバイガスをブロ
ーバイガス排出通路を介して圧力波過給機の下流の排気
通路に還流させるようにした過給機付エンジンのブロー
バイガス処理装置において、高過給域でのブローバイガ
スの発生そのものを可及的に抑制するとともにクランク
室からのブローバイガスの排出作用を過給域の全域にお
いて積極的に行なわせることを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本考案は上記の目的を達成するための手段として、ケー
ス内に回転可能に支持され多数のセルを形成する多数の
隔壁を備えたロータを有し、該ロータのセルを介してエ
ンジンの排気通路と吸気通路とを接続して排気通路内の
圧力を吸気に与えることによって過給を行なう圧力波過
給機を備えた過給機付エンジンにおいて、上記過給機下
流の排気通路にブローバイガス排出通路を連通させると
共に、該ブローバイガス排出通路に設けられたベンチュ
リー部と、上記過給機下流の吸気通路内の加圧空気を上
記ベンチュリー部へ導く圧力導入通路と、該圧力導入通
路内の過給吸気を上記ベンチュリー部へしかも排気流通
方向に向けて噴射する噴射ノズルと、上記圧力導入部内
の過給圧を検出する過給圧検出手段と該過給圧検出手段
により所定圧以上の過給圧が検出された場合に上記ベン
チュリー部下流の圧力を上昇させる昇圧手段とからなる
圧力調整機構とを備えたことを特徴としている。

（作用） 本考案ではかかる構成とすることにより、過給圧の上昇
により圧力導入通路とベンチュリー部下流のブローバイ
ガス排出通路との圧力差が過度に大きくなりベンチュリ
ー部における吸出し作用が過大となるおそれのある高過
給域においては、圧力調整機構の昇圧手段によりベンチ
ュリー部下流の圧力が上昇せしめられることで上記圧力
差が小ならしめられ、結果的にベンチュリー部における
上記吸出し効果が適正水準に維持されることになる。

（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照して本考案の好適な実
施例を説明する。

本考案の実施例に係る過給機付エンジンのブローバイガ
ス処理装置は、上記従来技術の項で説明したブローバイ
ガス処理装置と基本構成を同じくするものであり、この
ような基本構成の上に、後述する圧力調整機構を付設し
たものであり、従って、以下においては基本構成の説明
は省略し、圧力調整機構とこれに関連する部分のみを詳
述する。

（第１の実施例） 第１図には本考案の第１の実施例に係るブローバイガス
処理装置のエゼクター１０部分が示されている。このエ
ゼクター１０部分の基本構成そのものは上記従来例（第
６図参照）と同じであり、ブローバイガス排出通路２０
の上流側通路２１と下流側通路２２とは空室３１とベン
チュリー部３２を介して直交状態に連通されている。ま
た空室３１を挟んでベンチュリー部３２の反対側にしか
も該ベンチュリー部３２と同軸状に配置された圧力導入
通路２３には噴射ノズル３４が取付けられている。そし
て、圧力導入通路２３を介して圧力波過給機６の下流側
の吸気通路４から導入される過給吸気を噴射ノズル３４
の噴口３４ａからベンチュリー部３２側に吹き出される
ことにより該ベンチュリー部３２において吸出し効果を
生じさせ、この吸出し効果により上流側通路２１側のブ
ローバイガスを下流側通路２２側に強制的に吸引導出さ
せ、もってブローバイガス排出通路２０を介してクラン
ク室から排気通路側へのブローバイガスの排出を促進さ
せるものである。

この場合、エゼクター１０において吸出し効果が期待で
きる過給域の内でも、特に過給圧が上昇する高過給域に
おいては、圧力導入通路２３の内圧と下流側通路２２の
内圧との圧力差が非常に大きくなり、過大な吸出し効果
によりクランク室内圧の負圧度が過度に増大し、ブロー
バイガスの発生そのものを増大させるというおそれのあ
ることは既述の通りである。

このため、この実施例のものにおいては、後述する圧力
調整機構Ｘを付設し、この圧力調整機構Ｘにより圧力導
入通路２３の内圧とベンチュリー部３２下流の下流側通
路２２の内圧との圧力差を適正水準に維持するようにし
ている。

即ち、この圧力調整機構Ｘは、圧力導入通路２３のしか
も上記噴射ノズル３４の直上流位置に設けられた開閉弁
４０と該開閉弁４０をレバー４５を介して開閉作動させ
るためのアクチュエータ４２と該アクチュエータの圧力
室４３に吸気圧を導く圧力通路４１とを有している。こ
のアクチュエータ４２は、ダイヤフラム式の圧力応動弁
で構成されており、圧力通路４１を介して圧力室４３内
に導入される吸気圧（過給圧）とスプリング４４のバネ
力との釣合いに応じてダイヤフラム４６を変位させ、こ
れを作動子４７を介してレバー４５に伝達するようにな
っている。

この圧力調整機構Ｘの作動特性は、次のように設定され
ている。即ち、圧力導入通路２３内の吸気圧が低い時
（低過給域）では開閉弁４０はほぼ吸気の流れ方向にほ
ぼ平行となる全開位置に保持されるが、吸気圧が上昇す
ると開閉弁４０は次第に開弁側に回動作動し吸気圧の高
い高過給域では圧力導入通路２３を適度に絞り得る如く
該開閉弁４０の作動特性を設定している。

このような圧力調整機構Ｘを備えたものにおいては、低
過給域では開閉弁４０が開弁保持されるとともに、もと
もと圧力導入通路２３の内圧と下流側通路２２の内圧と
の圧力差が比較的小さいことから、ベンチュリー部にお
ける吸出し効果もさほど強くはなく、エンジンのクラン
ク室の負圧も大気圧に近い値に維持される。従って、ブ
ローバイガスの発生そのものが抑制されるとともに、ク
ランク室内のブローバイガスはエゼクター１０の吸出し
効果により積極的に排気通路５側に排出されることにな
る。

一方、高過給域においては、過給吸気をそのまま噴射ノ
ズル３４からベンチュリー部３２側に吹き出した場合に
は圧力導入通路２３の内圧と下流側通路２２の内圧との
圧力差が過大となるが、この実施例のものにおいては開
閉弁４０が閉弁方向に作動し該開閉弁４０により圧力導
入通路２３の通路面積が絞られることでノズル３４から
下流側通路２２に向けて噴射される吸気流の流速が低下
し該下流側通路２２内の圧力が上昇する。従って、圧力
導入通路２３の内圧（即ち、過給圧）と下流側通路２２
の内圧との圧力差が低過給域と略同等水準に維持され
る。従って、高過給域であるにもかかわらず、クランク
室内圧の負圧増大が抑制されブローバイガスの発生が可
及的に低減されるとともに、エゼクター１０の適正な吸
出し効果によりクランク室から排気通路５側へのブロー
バイガスの排出がスムーズに行なわれることになる。

即ち、エゼクター１０部分に圧力調整機構Ｘを付設する
ことにより、エンジンの全過給域を通じてブローバイガ
スをスムーズにクランク室から排気通路５側に排出させ
ることができるとともに、ブローバイガスの発生そのも
のをも効果的に抑制することができるものである。

尚、この実施例においては、アクチュエータ４２が実用
新案登録請求の範囲中の過給圧検出手段に該当し、また
開閉弁４０が実用新案登録請求の範囲中の昇圧手段に該
当する。

（第２の実施例） 第２図には本考案の第２の実施例に係るブローバイガス
処理装置の要部が示されている。この実施例のものは、
上記第１の実施例のものが圧力導入通路２３側に開閉弁
４０を設けて該圧力導入通路２３内を流通する吸気を絞
ることによりベンチュリー部下流側の圧力を上昇させて
圧力導入部２３の内圧との圧力差を小ならしめるように
したものであるのに対して、開閉弁４０をベンチュリー
部３２側に設け、該開閉弁４０により噴射ノズル３４か
ら噴出する吸気流の流通を抑制してその速度を低下させ
もって下流側通路２２側の内圧を上昇させ、これにより
圧力導入通路２３の内圧と下流側通路２２の内圧との圧
力差を軽減させるようにしたものである。従って、当然
この場合にも、開閉弁４０は、低過給域においては全開
となり、高過給域においては閉弁方向に作動する如くそ
の作動特性が設定されている。尚、開閉弁４０は第１の
実施例の開閉弁４０と同一構成とされている。

この第２の実施例のブローバイガス処理装置において
も、上記第１の実施例のブローバイガス処理装置と同様
の作用効果が得られることは勿論である。

尚、この実施例においても、上記第１実施例の場合と同
様に、アクチュエータ４２が実用新案登録請求の範囲中
の過給圧検出手段に該当し、開閉弁４０が実用新案登録
請求の範囲中の昇圧手段に該当する。

（第３の実施例） 第３図には本考案の実施例に係るブローバイガス処理装
置の要部が示されている。この実施例のものは、上記２
つの実施例がそれぞれ開閉弁４０の絞り作用を利用して
高過給時における圧力導入通路２３の内圧と下流側通路
２２の内圧との圧力差を軽減するようにしていたのに対
して、第３図に示すように圧力調整機構Ｘを、圧力導入
通路２３とベンチュリー部３２とを相互に連通させる圧
力通路４１（実用新案登録請求の範囲中の昇圧手段に該
当する）と該圧力通路４１の上流端に形成した弁口３９
に設けられた圧力弁の機能をもつ開閉弁（実用新案登録
請求の範囲中の過給圧検出手段に該当する）とで構成
し、高過給域ではこの開閉弁４０を開弁させて圧力導入
通路２３側の吸気の一部を直接ベンチュリー部３２側に
導入してその圧力を上昇させ、もって圧力導入通路２３
の内圧と下流側通路２２の内圧との圧力差を軽減させる
ようにしたものである。従って、この実施例のブローバ
イガス処理装置においては上記各実施例の場合と同様の
作用・効果が得られることは勿論である。

また、上記実施例において、ブローバイガス排出通路２
０の下流側通路２２を、エンジンの高速高負荷時にブロ
ーバイガス中のオイルミストが着火する温度になるよう
な過給機下流の排気通路に連通させると、ブローバイガ
ス量の多い高速高負荷時に圧力導入通路２３からの適量
の空気によってブローバイガスが燃焼して無害化される
という利点を有する。

（考案の効果） 本考案は、ケース内に回転可能に支持され多数のセルを
形成する多数の隔壁を備えたロータを有し、該ロータの
セルを介してエンジンの排気通路と吸気通路とを接続し
て排気通路内の圧力を吸気に与えることによって過給を
行なう圧力波過給機を備えた過給機付エンジンにおい
て、上記過給機下流の排気通路にブローバイガス排出通
路を連通させると共に、該ブローバイガス排出通路に設
けられたベンチュリー部と、上記過給機下流の過給吸気
を上記ベンチュリー部へ導く圧力導入通路と、該圧力導
入通路内の過給吸気を上記ベンチュリー部へしかも排気
流通方向に向けて噴射する噴射ノズルと、上記圧力導入
部内の過給圧を検出する過給圧検出手段と該過給圧検出
手段により所定圧以上の過給圧が検出された場合に上記
ベンチュリー部下流の圧力を上昇させる昇圧手段とから
なる圧力調整機構とを備えたことを特徴とする。

従って、本考案の過給機付エンジンのブローバイガス処
理装置によれば、過給圧の上昇により圧力導入通路とベ
ンチュリー部下流のブローバイガス排出通路との圧力差
が過度に大きくなりベンチュリー部における吸出し効果
が過大となるおそれのある高過給域においては、圧力調
整機構によりベンチュリー部下流側の圧力が昇圧される
ことで上記圧力差が軽減され、ベンチュリー部における
上記吸出し効果が適正水準に維持され、特に高過給域に
おけるクランク室内圧の過度の負圧化が抑制されブロー
バイガスの発生そのものが低減されるとともに、過給域
の全域を通じて適正な吸出し効果によりブローバイガス
を積極的にクランク室から排気通路側に還流させること
ができるという実用的効果が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例に係る過給機付エンジン
のブローバイガス処理装置の要部断面図、第２図は本考
案の第２の実施例に係る過給機付エンジンのブローバイ
ガス処理装置の要部縦断面図、第３図は本考案の第３の
実施例に係る過給機付エンジンのブローバイガス処理装
置の要部縦断面図、第４図はエンジン回転数に対するク
ランク室内圧の変化特性図、第５図は従来一般の過給機
付エンジンのブローバイガス処理装置の全体システム
図、第６図は第５図のVI部拡大縦断面図である。 １……エンジン ２……吸気マニホールド ３……排気マニホールド ４……吸気通路 ５……排気通路 ６……圧力波過給機 ７……エアクリーナ ８……インタークーラ ９……スターティングバルブ １０……エゼクター １１……ブローバイガス出口 １２……ブローバイガス入口 １３……ヘッドカバー １９……吸気取出口 ２０……ブローバイガス排出通路 ２１……上流側通路 ２２……下流側通路 ２３……圧力導入通路 ２４……吸気バイパス通路 ３１……空室 ３２……ベンチュリー部 ３３……環状隙間 ３４……噴射ノズル ４０……開閉弁 ４１……圧力通路 ４２……アクチュエータ Ｘ……圧力調整機構

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケース内に回転可能に支持され多数のセル
   を形成する多数の隔壁を備えたロータを有し、該ロータ
   のセルを介してエンジンの排気通路と吸気通路とを接続
   して排気通路内の圧力を吸気に与えることによって過給
   を行なう圧力波過給機を備えた過給機付エンジンにおい
   て、 上記過給機下流の排気通路にブローバイガス排出通路を
   連通させると共に、 該ブローバイガス排出通路に設けられたベンチュリー部
   と、 上記過給機下流の過給吸気を上記ベンチュリー部へ導く
   圧力導入通路と、 該圧力導入通路内の過給吸気を上記ベンチュリー部へし
   かも排気流通方向に向けて噴射する噴射ノズルと、 上記圧力導入部内の過給圧を検出する過給圧検出手段と
   該過給圧検出手段により所定圧以上の過給圧が検出され
   た場合に上記ベンチュリー部下流の圧力を上昇させる昇
   圧手段とからなる圧力調整機構とを備えたことを特徴と
   する過給機付エンジンのブローバイガス処理装置。