(57)【要約】【課題】エンジンにおける過給機のコンプレッサのサージング防止に供するバイパス通路で発生する気流音を低減させることを課題とする。【解決手段】エアバイパス装置１は、スロットルバルブ１６の上流に配置されたインタクーラ１５とターボチャージャ４のコンプレッサ１２との間で吸気配管５から分岐する導入管１７と、導入管１７と連通する空気通路１８と、空気通路１８と連通するクランクケース９内部と、により構成されてスロットルバルブ１６をバイパスするエアバイパス通路と、導入管１７を開閉するエアバイパスバルブ２０と、を備え、コンプレッサ１２で圧縮された吸入空気をエンジン本体内部３へ導入し、エンジン外部に気流音が伝播することを抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機のコンプレッサとスロットルバルブとの間で吸気配管から分岐し、エンジン本体内部を通過して前記スロットルバルブをバイパスするエアバイパス通路と、
当該エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、
を備えたことを特徴とするエアバイパス装置。
【請求項２】
請求項１記載のエアバイパス装置において、
前記エアバイパス通路は、ヘッドカバーでエンジン本体に接続されるとともに、
前記エアバイパスバルブは、ヘッドカバーに配置されたことを特徴とするエアバイパス装置。
【請求項３】
請求項１記載のエアバイパス装置において、
前記エアバイパス通路は、クランクケース内部と、
当該クランクケース内部と前記吸気配管の前記コンプレッサの上流側とを接続する第一排気通路と、
当該第一排気通路の開閉を行う第一開閉弁と、
を備えたことを特徴とするエアバイパス装置。
【請求項４】
請求項１記載のエアバイパス装置において、
前記エアバイパス通路は、クランクケース内部と、
当該クランクケース内部と前記吸気配管の前記スロットルバルブの下流側とを接続する第二排気通路と、
当該第二排気通路の開閉を行う第二開閉弁と、
を備えたことを特徴とするエアバイパス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えたエンジンのエアバイパス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャ等の過給機を備えたエンジンにおいて、エンジンの高負荷となる状態からスロットルバルブが急速に閉じられるように操作がされた場合、過給機のコンプレッサの継続した圧縮により、スロットルバルブとコンプレッサを接続する管路内の圧力が一時的に急上昇する。このような圧力上昇は、コンプレッサにサージングを発生させることがある。従来、このようなサージングの発生を防止すべく、コンプレッサの下流側と上流側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路上に配置されるエアバイパスバルブとを備えたエアバイパス装置が提案されている。このようなエアバイパス装置は、ユーザによってスロットルバルブが急激に閉じられるような操作がされ、サージングが発生する状況になると、エアバイパスバルブが開弁され、コンプレッサの下流側と上流側とを連通させる。これにより、高圧となっているコンプレッサ下流側の吸入空気をコンプレッサ上流側へ戻し、コンプレッサの過給圧の上昇を防止する。このようなエアバイパス装置を改良したものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８０１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このようなエアバイパス装置は、コンプレッサの下流側の高圧である吸入空気を、バイパス通路を介してコンプレッサ上流側へ戻すときに気流音を発生させる。このような気流音は、吸気管内を伝わり、エアクリーナ内に侵入し、エアクリーナで増幅される。増幅された気流音は、車室内にて騒音として認識され、乗員の快適性を損なう。このような気流音を抑制するために、コンプレッサ下流側と体積の大きなエアクリーナとを連通するエアバイパス通路と、エアバイパス通路の下流側にエアバイパスバルブを装着する構成が考えられる。このような構成とすれば、エアバイパス通路内を流通する空気の流速を低下させ、気流音を低減させることができる。しかしながら、このような構成とすると、エアバイパス通路には高圧である吸入空気が通過するため、これに対処すべく高圧用の配管としなければならない。高圧用の配管は、重量が大きく、加工が容易でなく高価である。このため、高圧用の配管を用いた通路を長くとると、エンジンの重量増加を招き、さらに、エンジンの生産コストを上昇させることにもなる。
【０００５】
そこで、本発明は、エンジンにおける過給機のコンプレッサのサージング防止に供するバイパス通路で発生する気流音を低減させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決する本発明のエアバイパス装置は、過給機のコンプレッサとスロットルバルブとの間で吸気配管から分岐し、エンジン本体内部を通過して前記スロットルバルブをバイパスするエアバイパス通路と、当該エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、を備えたことを特徴とする（実施例１）。このような構成とすることにより、エアバイパス装置は、コンプレッサで圧縮された吸入空気をエンジン本体内部へ導入し、気流音がエンジン外部に伝播することを抑制することができる。エンジン本体の隔壁は管路の肉厚と比較して厚いため、音の伝播を減衰する。これにより、エアバイパス装置は車室内を快適に維持することができる。
【０００７】
このようなエアバイパス装置において、前記エアバイパス通路は、ヘッドカバーでエンジン本体に接続されるとともに、前記エアバイパスバルブは、ヘッドカバーに配置された構成とすることができる（請求項２）。このような構成とすることにより、エアバイパス装置は、ヘッドカバーからクランクケースへ向けて吸入空気を導入し、エンジンの燃焼室から漏洩するブローバイガスを掃気することができる。また、吸気配管がヘッドカバーの近くを通過するエンジンでは、吸気配管の分岐箇所とヘッドカバーとを接続するエアバイパス通路の管路が短く形成できる。
【０００８】
このようなエアバイパス装置において、前記エアバイパス通路は、クランクケース内部と、当該クランクケース内部と前記吸気配管の前記コンプレッサの上流側とを接続する第一排気通路と、当該第一排気通路の開閉を行う第一開閉弁と、
を備えた構成とすることができる（請求項３）。また、前記エアバイパス通路は、クランクケース内部と、当該クランクケース内部と前記吸気配管の前記スロットルバルブの下流側とを接続する第二排気通路と、当該第二排気通路の開閉を行う第二開閉弁と、を備えた構成とすることができる（請求項４）。このような構成とすることにより、クランクケース内からブローバイガスを積極的に掃気することができる。クランクケース内には、エアバイパス通路を通じて高圧の空気が導入される。このような空気により、クランクケース内の気体が押され、排気通路から排出される。このようにして、クランクケース内のブローバイガスを掃気することができる。また、このようなエアバイパス通路の吐出口と排気通路の排出口とをクランクケースの対角の位置に形成することにより、さらに掃気効果の向上を図ることができる。例えば、クランクケースの上部から吸気し、下部から排気することにより、効果的に掃気することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエアバイパス装置は、コンプレッサで圧縮された吸入空気をエンジン本体内部へ導入することにより、導入された吸入空気によって発生する気流音のエンジン外部への伝播を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例のエアバイパス装置１を組みつけたエンジン２の概略構成を示した説明図である。エンジン２は、エンジン本体３、ターボチャージャ４、吸気配管５を備えている。
【００１２】
エンジン本体３は、ヘッドカバー６、シリンダヘッド７、シリンダブロック８、クランクケース９を備えている。ターボチャージャ４は、本発明の過給機に相当し、エンジン２の排気ガスによって駆動されるタービン１０とシャフト１１で連結したコンプレッサ１２において、吸入した空気を圧縮する。吸気配管５は、エンジン２の外部からインテークマニホールド１３へ空気を取り入れる管路であり、ヘッドカバー６の近くを通過するように構成されている。吸気管４の管路上には、上流側から順に、エアクリーナ１４、コンプレッサ１２、インタクーラ１５、スロットルバルブ１６が配置されている。
【００１３】
エアバイパス装置１は、導入管１７と空気通路１８、第一排気通路１９を備えている。導入管１７、空気通路１８、クランクケース９内の空間、第一排気通路１９は、本発明のエアバイパス通路を構成する。
【００１４】
インタクーラ１５は、コンプレッサ１２とスロットルバルブ１６との間に配置されている。導入管１７は、このインタクーラ１５とコンプレッサ１２との間で吸気配管５から分岐し、ヘッドカバー６に接続する通路である。ヘッドカバー６の導入管１７の接続部に、エアバイパスバルブ２０が配置されている。エアバイパスバルブ２０は、吸気配管５側からヘッドカバー６内へ吸入空気を流通させる逆止弁である。エアバイパスバルブ２０は、吸気配管５側とヘッドカバー６側の圧力差が、圧力Ｐ１以上に達すると開弁する。この圧力Ｐ１は、エンジンの諸元、運転状態に応じて予め設定された値である。
【００１５】
空気通路１８は、ヘッドカバー６、シリンダヘッド７、シリンダブロック８のそれぞれの内部を通過するように形成されており、導入管１７とクランクケース９とを連通している。
【００１６】
第一排気通路１９は、クランクケース９とエアクリーナ１４とを接続している。第一排気通路１９には、第一開閉弁２１が配置されている。第一開閉弁２１は、クランクケース９側からエアクリーナ１４側へクランクケース９内部の空気を流通させ、その逆の流れを遮断する逆止弁である。また、第一開閉弁２１は、クランクケース９側とエアクリーナ１４側の圧力差が、圧力Ｐ２以上に達すると開弁する。この圧力Ｐ２は、エンジンの諸元、運転状態に応じて予め設定された値である。
【００１７】
次に、このように構成されたエアバイパス装置１の動作について説明する。エンジン２では、エアクリーナ１４で浄化された空気がターボチャージャ４のコンプレッサ１２により圧縮される。コンプレッサ１２で圧縮された空気は、インタクーラ１５において冷却され、スロットルバルブ１６を通過してインテークマニホールド１３へ流入し、エンジン２の各筒内の燃焼室２２へ送られる。このような運転中にスロットルバルブ１６が急激に閉じられるように操作されると、コンプレッサ１２とスロットルバルブ１６との間の吸気配管５の圧力が一時的に急上昇する。
【００１８】
このような圧力上昇により、導入管１７のエアバイパスバルブ２０の吸気配管５側とヘッドカバー６側の圧力差が、圧力Ｐ１を超えると、エアバイパスバルブ２０は開弁する。これにより、吸気配管５内の高圧である吸入空気が、導入管１７を空気通路１８へ向けて流通する。空気通路１８へ流れ込んだ吸入空気は、クランクケース９へ流入する。このように吸気配管５内の吸入空気がクランクケース９へ流入することにより、コンプレッサ１２とスロットルバルブ１６との間の吸気配管５内の圧力を低下させる。これにより、コンプレッサ１２のサージングの発生を抑制することができる。
【００１９】
また、エアバイパスバルブ２０を通過した吸入空気は、吸気配管５側と比較して圧力の低いクランクケース９側へ流れる際に流速が上昇し、気流音を発生させる。エアバイパス装置１は、このような空気の通路が肉厚のあるエンジン本体３内に形成されているため、気流音のエンジン外部への伝播を減衰する。このように、気流音のエンジン外部への伝播が抑制され、車室内が快適に維持される。
【００２０】
さらに、クランクケース９へ流入した吸入空気は、燃焼室２２からクランクケース９へ漏洩したブローバイガスを掃気する。エアクリーナ１４内は流通する空気により圧力が低下し、クランクケース９側と圧力差が生じる。このような圧力差が圧力Ｐ２を超えると、第一開閉弁２１が開弁する。これにより、クランクケース９内の吸入空気が第一排気通路１９をエアクリーナ１４へ向けて排出される。このとき、ブローバイガスが吸入空気とともにエアクリーナ１４へ向けて排出される。このように、クランクケース９内のブローバイガスを掃気することができる。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２について説明する。図２は、本実施例のエアバイパス装置３１を組みつけたエンジン３２の概略構成を示した説明図である。本実施例のエアバイパス装置３１は、実施例１のエアバイパス装置１と同様の構成をしている。但し、本実施例のエアバイパス装置３１は、実施例１のエアバイパス装置１と排気通路が異なっている。すなわち、エアバイパス装置１は、クランクケース９とエアクリーナ１４とを接続する第一排気通路１９を備えていたのに対し、エアバイパス装置３１は、クランクケース９とインテークマニホールド１３とを接続する第二排気通路３３を備えている点でエアバイパス装置１と相違している。また、エアバイパス装置３１の第二排気通路３３には、第二開閉弁３４が配置されている。第二開閉弁３４は、クランクケース９側からインテークマニホールド１３側へクランクケース９内部の空気を流通させ、その逆の流れを遮断する逆止弁である。また、第二開閉弁３４は、クランクケース９側とインテークマニホールド１３側の圧力差が、圧力Ｐ３以上に達すると開弁する。この圧力Ｐ３は、エンジンの諸元、運転状態に応じて予め設定された値である。なお、エアバイパス装置３１のその他の構成は実施例１のエアバイパス装置１と同一であるため、エアバイパス装置１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
次に、このように構成されたエアバイパス装置３１の効果について説明する。エアバイパス装置３１は、エンジン３２の運転中にスロットルバルブ１６が急激に閉じられるように操作されることにより吸気配管５内が高圧となると、吸気配管５内の吸入空気をクランクケース９へ流入させる。これにより、コンプレッサ１２とスロットルバルブ１６との間の吸気配管５内の圧力を低下させ、コンプレッサ１２のサージングの発生を抑制することができる。
【００２３】
このようにエアバイパスバルブ２０を通過した吸入空気は、吸気配管５側と比較して圧力の低いクランクケース９側へ流れる際に流速が上昇され、気流音を発生させる。エアバイパス装置３１は、このような空気の通路が肉厚のあるエンジン本体３内に形成されているため、気流音のエンジン外部への伝播を抑制する。
【００２４】
さらに、クランクケース９へ流入した吸入空気は、燃焼室２２からクランクケース９へ漏洩したブローバイガスを掃気する。インテークマニホールド１３内は流通する空気により圧力が低下し、クランクケース９側と圧力差が生じる。このような圧力差が圧力Ｐ３を超えると、第二開閉弁３４が開弁する。これにより、クランクケース９内の吸入空気が第二排気通路３３をインテークマニホールド１３へ向けて排出される。このとき、ブローバイガスが吸入空気とともにインテークマニホールド１３へ向けて排出される。このように、クランクケース９内のブローバイガスを掃気することができる。なお、このような第二開閉弁３４はクランクケース９側に配置されるＰＣＶバルブとしてもよい。
【００２５】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００２６】
例えば、実施例の導入管１７は、インタクーラ１５とスロットルバルブ１６との間で吸気配管５から分岐し、ヘッドカバー６に接続するような構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のエアバイパス装置を組みつけたエンジンの概略構成を示した説明図である。
【図２】実施例２のエアバイパス装置を組みつけたエンジンの概略構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、３１  エアバイパス装置
２、３２  エンジン
３  エンジン本体
４  ターボチャージャ
５  吸気配管
６  ヘッドカバー
７  シリンダヘッド
８  シリンダブロック
９  クランクケース
１２  コンプレッサ
１３  インテークマニホールド
１４  エアクリーナ
１５  インタクーラ
１６  スロットルバルブ
１７  導入管
１８  空気通路
１９  第一排気通路
２０  エアバイパスバルブ
２１  第一開閉弁
２２  燃焼室
３３  第二排気通路
３４  第二開閉弁
【図１】
2009030535.tif 000003
【図２】
2009030535.tif 000004