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JP2009270474A - Blow-by gas recirculation system - Google Patents

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JP2009270474A
JP2009270474A JP2008120946A JP2008120946A JP2009270474A JP 2009270474 A JP2009270474 A JP 2009270474A JP 2008120946 A JP2008120946 A JP 2008120946A JP 2008120946 A JP2008120946 A JP 2008120946A JP 2009270474 A JP2009270474 A JP 2009270474A
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JP
Japan
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blow
gas
turbine
impeller
recirculation system
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Application number
JP2008120946A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Kitada
孝佳 北田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】簡略な構成で、ブローバイガス中に含まれるオイルを効率的に分離する。
【解決手段】過給機11のコンプレッサ11Cにより加圧された空気を、インタークーラ14を介して吸気マニホルド16へと供給する。インタークーラ14の出口から、吸気取出通路22を介してオイル分離装置21のタービン入口へと吸気を導く。オイル分離装置21のタービン出口から排気された加圧空気をコンプレッサ11Cの上流側へと還流する。オイル分離装置21のタービンにタービンシャフトを介して羽根車を連結する。羽根車にブローバイガスを供給し、ブローバイガス中に含まれるオイルを羽根車による遠心力により分離する。オイル分離がなされたブローバイガスを中空のタービンシャフト内を通して、オイル分離装置21のタービン側へと導き、加圧空気とともにコンプレッサ11Cの上流側へと還流する。
【選択図】図1
The present invention efficiently separates oil contained in blow-by gas with a simple configuration.
Air pressurized by a compressor 11C of a supercharger 11 is supplied to an intake manifold 16 via an intercooler 14. The intake air is guided from the outlet of the intercooler 14 to the turbine inlet of the oil separation device 21 via the intake air extraction passage 22. The pressurized air exhausted from the turbine outlet of the oil separator 21 is returned to the upstream side of the compressor 11C. An impeller is connected to the turbine of the oil separator 21 via a turbine shaft. Blow-by gas is supplied to the impeller, and oil contained in the blow-by gas is separated by centrifugal force generated by the impeller. The blow-by gas that has undergone oil separation is guided to the turbine side of the oil separation device 21 through the hollow turbine shaft, and is returned to the upstream side of the compressor 11C together with the pressurized air.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ブローバイガスに含まれるオイルを分離するオイル分離装置を備えたブローバイガス還流システムに関する。   The present invention relates to a blow-by gas recirculation system including an oil separation device that separates oil contained in blow-by gas.

内燃機関に設けられたブローバイガス還流システムでは、クランクケースなどに漏れ出したブローバイガス(未燃焼ガス)を吸気系に還流する。吸気系に還流されるブローバイガスは、通常オイル分離装置を介して吸気系に戻され、ブローバイガス中に含まれるエンジンオイルなどのオイルミストがブローバイガスから分離、回収される。オイルの分離には、遠心分離を用いるものが知られており、遠心分離器の回転動力としては様々な動力源が用いられる。例えば、ブローバイガスをオイル分離装置内へと流通させ、ブローバイガスの流動圧によりオイル分離装置内に設けた羽根車を回転させ、羽根車の遠心力により質量の大きいオイルを分離、回収する構成が提案されている(特許文献1)。
特開2005−113799号公報
In a blow-by gas recirculation system provided in an internal combustion engine, blow-by gas (unburned gas) leaked into a crankcase or the like is recirculated to an intake system. The blow-by gas recirculated to the intake system is returned to the intake system via an oil separation device, and oil mist such as engine oil contained in the blow-by gas is separated and recovered from the blow-by gas. For oil separation, one using centrifugal separation is known, and various power sources are used as rotational power of the centrifugal separator. For example, a configuration in which blow-by gas is circulated into the oil separator, an impeller provided in the oil separator is rotated by the flow pressure of the blow-by gas, and oil having a large mass is separated and recovered by the centrifugal force of the impeller. It has been proposed (Patent Document 1).
JP 2005-113799 A

しかし、特許文献1の構成では羽根車の回転がブローバイガスの流量に依存するため、回転力が不足して運転状態によってはオイルの分離が不充分となることがある。オイルの分離が不十分であると、オイルコーキングの発生やオイル消費量の増大という問題を発生する。   However, in the configuration of Patent Document 1, since the rotation of the impeller depends on the flow rate of blow-by gas, the rotational force is insufficient, and oil separation may be insufficient depending on the operating state. Insufficient oil separation causes problems such as oil coking and increased oil consumption.

本発明は、簡略な構成で、効率的にオイル分離を行なうことができるブローバイガス還流システムを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a blow-by gas recirculation system capable of efficiently separating oil with a simple configuration.

本発明のブローバイガス還流システムは、遠心作用によりブローバイガス中からオイルを分離する羽根車と、羽根車に連結されるタービンとを備え、タービンがインタークーラ下流側から供給される空気により作動され、タービンから排出される空気およびブローバイガスが過給機のコンプレッサの上流側へと還流されることを特徴としている。   The blow-by gas recirculation system of the present invention includes an impeller for separating oil from blow-by gas by a centrifugal action, and a turbine connected to the impeller, and the turbine is operated by air supplied from the downstream side of the intercooler, The air and blow-by gas discharged from the turbine are returned to the upstream side of the compressor of the supercharger.

インタークーラ下流側からタービンへと空気を流通する吸気取出通路と、吸気取出通路に設けられた制御弁とを備え、制御弁の開閉がコンプレッサ出口温度に基づいて制御されることが好ましい。これにより、運転状態に合わせてタービンの作動を制御することができる。   It is preferable that an intake air intake passage for flowing air from the intercooler downstream side to the turbine and a control valve provided in the intake air intake passage are provided, and the opening and closing of the control valve is controlled based on the compressor outlet temperature. Thereby, the operation of the turbine can be controlled in accordance with the operation state.

羽根車に設けられたベーンは、ブローバイガスから流体力を受けて、羽根車に回転力を与えることが好ましく、制御弁閉弁時にはブローバイガスによる回転力により羽根車が回転される。これにより、過給圧が低い時には、ブローバイガスの流体力のみでオイル分離を行なうことができる。   The vane provided in the impeller preferably receives a fluid force from the blow-by gas and gives a rotational force to the impeller, and the impeller is rotated by the rotational force of the blow-by gas when the control valve is closed. Thereby, when the supercharging pressure is low, oil separation can be performed only by the fluid force of blow-by gas.

制御弁は、コンプレッサ出口温度が所定値以上のときに開弁される。これにより、過給圧が高く、コンプレッサ出口温度が高いときに、タービンを作動させてオイル分離作用を高めることができる。また、インタークーラ下流側から空気を抽気することにより、コンプレッサ入り口側の温度を下げ、オイルコーキングの発生を抑止することができる。   The control valve is opened when the compressor outlet temperature is equal to or higher than a predetermined value. Thereby, when the supercharging pressure is high and the compressor outlet temperature is high, the turbine can be operated to enhance the oil separation action. Further, by extracting air from the downstream side of the intercooler, the temperature on the compressor inlet side can be lowered and the occurrence of oil coking can be suppressed.

また制御弁は、スロットル弁開度が閉方向へと操作されたときに開弁される。これにより、減速時などのように過給圧が瞬時に増大するときに、インタークーラの出口側の加圧空気を還流させることで、コンプレッササージの発生を抑え、これに起因する騒音の発生を防止することができるとともに、このときのオイル分離効率が高められる。   The control valve is opened when the throttle valve opening is operated in the closing direction. As a result, when the supercharging pressure increases instantaneously, such as during deceleration, the compressed air on the outlet side of the intercooler is recirculated to suppress the occurrence of compressor surge and to reduce noise caused by this. This can be prevented, and the oil separation efficiency at this time is enhanced.

羽根車とタービンは中空のタービンシャフトにより連結され、タービンシャフトの羽根車側の側面には孔が設けられる。これにより、ブローバイガスは、孔を通してタービンシャフト内へと流入し、タービンシャフトのタービン側端部の開放された開口部からタービン出口へと流出する。これにより、ブローバイガスとインタークーラ下流側から抽気された空気とを同じ経路を用いて効率的に還流させることができる。   The impeller and the turbine are connected by a hollow turbine shaft, and a hole is provided on a side surface of the turbine shaft on the impeller side. Thereby, blow-by gas flows into the turbine shaft through the hole, and flows out from the open opening at the turbine side end of the turbine shaft to the turbine outlet. Thereby, blow-by gas and the air extracted from the intercooler downstream side can be efficiently recirculated using the same path.

羽根車は、タービンシャフトに連結される第1の円盤と、タービンシャフトに同軸的な中空のブローバイガス導入シャフトと、ブローバイガス導入シャフトに連結される第2の円盤とを備えることが好ましい。第1および第2の円盤は平行に配置され、ベーンは第1および第2の円盤の間に放射状に配置される。ブローバイガスはブローバイガス導入シャフトの先端開口部からブローバイガス導入シャフト内を通って第1の円盤と第2の円盤との間の空間に流入され、第1の円盤により径方向へと放射状に流れを変更される。これにより、簡略な構成でブローバイガスに遠心力を与えることができるとともに、ブローバイガスの流体力により羽根車を回転させることができる。   The impeller preferably includes a first disk coupled to the turbine shaft, a hollow blowby gas introduction shaft coaxial with the turbine shaft, and a second disk coupled to the blowby gas introduction shaft. The first and second disks are arranged in parallel, and the vanes are arranged radially between the first and second disks. The blow-by gas flows from the tip opening of the blow-by gas introduction shaft through the blow-by gas introduction shaft into the space between the first disk and the second disk, and radially flows in the radial direction by the first disk. Will be changed. Thereby, while being able to give centrifugal force to blowby gas by simple composition, an impeller can be rotated with the fluid force of blowby gas.

また、ブローバイガスから効率的に羽根車の回転力を得るとともに、ベーンによる損失を低減するには、ベーンは弧状湾曲面形状とされることが好ましい。   Further, in order to efficiently obtain the rotational force of the impeller from blow-by gas and reduce the loss due to the vanes, it is preferable that the vanes have an arcuate curved surface shape.

以上のように、本発明によれば、簡略な構成で、効率的にオイル分離を行なうことができるブローバイガス還流システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a blow-by gas recirculation system that can efficiently perform oil separation with a simple configuration.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるオイル分離装置を用いたブローバイガス還流システムの構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a blow-by gas recirculation system using an oil separation device according to an embodiment of the present invention.

ブローバイガス還流システム10は、過給機11を備えた過給機付内燃機関12に適用される。すなわち、エアクリーナ13から吸入された空気は、過給機11のコンプレッサ11Cにおいて加圧され、その後インタークーラ14、スロットル弁15を介して吸気マニホルド16へと供給される。本実施形態において過給機11はターボ過給機であり、排気マニホルド17からの排気は、過給機11のタービン11T、排気触媒18を介して外部へと排出される。また、内燃機関12は、吸気マニホルド16と排気マニホルド17とを連通し、EGRバルブ19、EGRクーラ20を備えたEGRシステムを備えている。なお、過給機11はターボ過給機に限定されるものではなく、いかなる形式の過給機であってもよい。   The blow-by gas recirculation system 10 is applied to a supercharged internal combustion engine 12 including a supercharger 11. That is, the air sucked from the air cleaner 13 is pressurized in the compressor 11C of the supercharger 11 and then supplied to the intake manifold 16 via the intercooler 14 and the throttle valve 15. In the present embodiment, the supercharger 11 is a turbocharger, and the exhaust from the exhaust manifold 17 is discharged to the outside through the turbine 11T and the exhaust catalyst 18 of the supercharger 11. Further, the internal combustion engine 12 includes an EGR system that communicates an intake manifold 16 and an exhaust manifold 17 and includes an EGR valve 19 and an EGR cooler 20. The supercharger 11 is not limited to a turbocharger, and may be any type of supercharger.

吸気通路のインタークーラ14とスロットル弁15との間には、オイル分離装置21のタービン入口に接続される吸気取出通路22が接続され、コンプレッサ11Cの上流側にはオイル分離装置21のタービン出口に接続される還流通路23が接続される。また、吸気取出通路22には制御弁24が設けられ、コンプレッサ11Cの出口近傍には、温度センサ25が設けられる。ECU26には、温度センサ25により検出されたコンプレッサ出口温度Tやスロットル弁15の開度などが入力され、制御弁24の開閉動作は、コンプレッサ出口温度Tおよびスロットル弁開度に基づいてECU26より制御される。   An intake air intake passage 22 connected to the turbine inlet of the oil separator 21 is connected between the intercooler 14 and the throttle valve 15 in the intake passage. The upstream side of the compressor 11C is connected to the turbine outlet of the oil separator 21. The reflux path 23 to be connected is connected. Further, a control valve 24 is provided in the intake air extraction passage 22, and a temperature sensor 25 is provided in the vicinity of the outlet of the compressor 11C. The ECU 26 receives the compressor outlet temperature T detected by the temperature sensor 25, the opening degree of the throttle valve 15, and the like, and the opening / closing operation of the control valve 24 is controlled by the ECU 26 based on the compressor outlet temperature T and the throttle valve opening degree. Is done.

図2は、オイル分離装置21の構成を示す模式的な断面図である。オイル分離装置21は、遠心式のオイル分離装置であり、羽根車27を備える。羽根車27はタービンシャフト28を介してタービンホイール29に連結され、タービンシャフト28は軸受け30を介して、センターハウジング31に回転自在に保持される。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the oil separation device 21. The oil separator 21 is a centrifugal oil separator and includes an impeller 27. The impeller 27 is connected to a turbine wheel 29 via a turbine shaft 28, and the turbine shaft 28 is rotatably held by a center housing 31 via a bearing 30.

タービンホイール29は、タービンハウジング32内に収容され、タービンハウジング32に設けられたスクロール32Sのタービン入口には、吸気取出通路22が接続される。また、タービンハウジング32は、タービンシャフト28の軸方向に開口するタービン出口32Aが形成され、還流通路23が接続される。   The turbine wheel 29 is accommodated in the turbine housing 32, and the intake air intake passage 22 is connected to a turbine inlet of a scroll 32 </ b> S provided in the turbine housing 32. Further, the turbine housing 32 is formed with a turbine outlet 32 </ b> A that opens in the axial direction of the turbine shaft 28, and the reflux passage 23 is connected thereto.

羽根車27は、平行に配置された略同じ外径を有する2枚の円盤27A、27Bを備える。円盤27A、27Bの間には、放射状に配列された複数のベーン33が配置される。円盤27Aは、同軸的にタービンシャフト28に連結され、円盤27Bはタービンシャフト28と同軸的に配置されたブローバイガス導入シャフト34に連結される。なお、羽根車27の外周部は開放されており、円盤27A、27Bに挟まれた空間は、外部と連通する。   The impeller 27 includes two disks 27A and 27B having substantially the same outer diameter arranged in parallel. A plurality of vanes 33 arranged radially are arranged between the disks 27A and 27B. The disk 27 </ b> A is coaxially connected to the turbine shaft 28, and the disk 27 </ b> B is connected to a blow-by gas introduction shaft 34 disposed coaxially with the turbine shaft 28. The outer peripheral portion of the impeller 27 is open, and the space between the disks 27A and 27B communicates with the outside.

羽根車27は、オイル分離ハウジング35内に収容され、オイル分離ハウジング35には、ブローバイガス導入シャフト34が嵌挿される円形の開口部35Aが形成される。開口部35Aには、ブローバイガス導入シャフト34の外径よりもその内径が大きいブローバイガス通路36が連結される。ブローバイガス通路36は、内燃機関12のクランクケースなどに接続される通路であり、ブローバイガスは、ブローバイガス通路36を介してオイル分離装置21へと供給される。   The impeller 27 is accommodated in an oil separation housing 35, and the oil separation housing 35 is formed with a circular opening 35A into which the blow-by gas introduction shaft 34 is inserted. A blowby gas passage 36 having an inner diameter larger than the outer diameter of the blowby gas introduction shaft 34 is connected to the opening 35A. The blow-by gas passage 36 is a passage connected to a crankcase or the like of the internal combustion engine 12, and the blow-by gas is supplied to the oil separation device 21 through the blow-by gas passage 36.

オイル分離ハウジング35の開口部35Aを通してブローバイガス通路36内へと延出したブローバイガス導入シャフト34の外周面とブローバイガス通路36の内周面との間には、例えばリップシール37が介挿される。ブローバイガス導入シャフト34は、リップシール37を介してブローバイガス通路36やオイル分離ハウジング35に対して回転自在に保持される。   For example, a lip seal 37 is interposed between the outer peripheral surface of the blowby gas introduction shaft 34 that extends into the blowby gas passage 36 through the opening 35 </ b> A of the oil separation housing 35 and the inner peripheral surface of the blowby gas passage 36. . The blow-by gas introduction shaft 34 is rotatably held with respect to the blow-by gas passage 36 and the oil separation housing 35 via a lip seal 37.

またオイル分離ハウジング35の外周部35Bは例えば傾斜面とされ、窪み部の下側には、内燃機関12のオイルパンへと連通されるドレイン通路38が接続される。なお、外周部35Bの形状は、分離され外周部35Bの壁面に付着したオイルがドレイン通路38へと流れる形状であればいかなる形状であってもよい。   Further, the outer peripheral portion 35B of the oil separation housing 35 is, for example, an inclined surface, and a drain passage 38 communicating with the oil pan of the internal combustion engine 12 is connected to the lower side of the hollow portion. The shape of the outer peripheral portion 35B may be any shape as long as the oil separated and attached to the wall surface of the outer peripheral portion 35B flows into the drain passage 38.

ブローバイガス導入シャフト34は、中空のシャフトであり、その基端部は円盤27Bの中心に設けられた開口部27Cに連結される。また、ブローバイガス導入シャフト34の先端部はブローバイガス通路36内において通路軸方向に開口する。したがって、ブローバイガス通路36から供給されるブローバイガスは、ブローバイガス導入シャフト34の先端開口部からシャフト内を通って、円盤27A、27Bによって画成される空間(羽根車27内)へと軸方向に沿って流入する。   The blow-by gas introduction shaft 34 is a hollow shaft, and a base end portion thereof is connected to an opening portion 27C provided at the center of the disk 27B. The tip of the blow-by gas introduction shaft 34 opens in the passage axial direction in the blow-by gas passage 36. Therefore, the blow-by gas supplied from the blow-by gas passage 36 passes through the shaft from the tip opening of the blow-by gas introduction shaft 34 to the space (inside the impeller 27) defined by the disks 27A and 27B in the axial direction. Inflow along.

タービンシャフト28も中空のシャフトとして構成され、タービンシャフト28の円盤27A側の端部は円盤27Aにより閉塞される。円盤27Aの近傍であって、オイル分離ハウジング35内に配置されたタービンシャフト28の側壁には、タービンシャフト28の内部へと連通する1つ以上の孔28Aが形成される。また、タービンシャフト28の他端は、タービンホイール29を挿通し、タービン出口32A方向へと開放される。   The turbine shaft 28 is also configured as a hollow shaft, and the end of the turbine shaft 28 on the disk 27A side is closed by the disk 27A. One or more holes 28A communicating with the interior of the turbine shaft 28 are formed in the side wall of the turbine shaft 28 disposed in the oil separation housing 35 in the vicinity of the disk 27A. The other end of the turbine shaft 28 is inserted through the turbine wheel 29 and opened toward the turbine outlet 32A.

図3は、円盤27A(27B)における、ベーン33の配置を示す平面図である。ベーン33は、円盤27Bの開口部27Cよりも外側の所定の位置から円盤27A(27B)の外周部まで延在し、その面は円盤27A、27Bに対して垂直に配置される。ベーン33は、例えば弧状湾曲面として形成され、ベーン33のキャンバーラインは、前縁部において例えば径方向に沿って配置される。またベーン33のキャンバーラインは、後縁部に向かって、徐々に羽根車27の回転方向Aとは逆向きに反り返る。   FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the vanes 33 in the disk 27A (27B). The vane 33 extends from a predetermined position outside the opening 27C of the disk 27B to the outer periphery of the disk 27A (27B), and its surface is disposed perpendicular to the disks 27A and 27B. The vane 33 is formed, for example, as an arcuate curved surface, and the camber line of the vane 33 is disposed, for example, along the radial direction at the front edge portion. The camber line of the vane 33 gradually warps in the direction opposite to the rotational direction A of the impeller 27 toward the rear edge.

次に、オイル分離装置21のオイル分離動作および吸気取出通路22に設けられた制御弁24の制御動作について説明する。   Next, the oil separation operation of the oil separation device 21 and the control operation of the control valve 24 provided in the intake air extraction passage 22 will be described.

制御弁24は、インタークーラ14の下流側からオイル分離装置21のタービンへと供給される加圧空気の流通を制御する弁である。内燃機関12の出力が増大すると、過給圧が上昇するためコンプレッサ11Cの出口温度Tも上昇し、同時にブローバイガス量も増大する。このような条件の下では、ブローバイガス中にオイルが残留し易く、コンプレッサ11Cの出口通路においてオイルコーキングが発生してコンプレッサ効率を低下させる恐れがある。   The control valve 24 is a valve that controls the flow of pressurized air supplied from the downstream side of the intercooler 14 to the turbine of the oil separator 21. When the output of the internal combustion engine 12 increases, the supercharging pressure increases, so the outlet temperature T of the compressor 11C also increases, and at the same time the amount of blow-by gas increases. Under such conditions, oil is likely to remain in the blow-by gas, and oil coking may occur in the outlet passage of the compressor 11C, thereby reducing the compressor efficiency.

したがって、このような条件下では、オイル分離の効率を高めるために羽根車27の回転を上昇させる必要がある。本実施形態では、温度センサ25を用いてコンプレッサ11Cの出口温度をモニタし、コンプレッサ出口温度が所定値T1以上のときに制御弁24を開き、オイル分離装置21に設けられたタービンにより羽根車27を高速回転する。   Therefore, under such conditions, it is necessary to increase the rotation of the impeller 27 in order to increase the efficiency of oil separation. In this embodiment, the temperature sensor 25 is used to monitor the outlet temperature of the compressor 11 </ b> C, the control valve 24 is opened when the compressor outlet temperature is equal to or higher than the predetermined value T <b> 1, and the impeller 27 is driven by the turbine provided in the oil separator 21. Rotate at high speed.

なお、コンプレッサ出口温度Tが所定値T1よりも低く、制御弁24が閉じられているときには、羽根車27はブローバイガスの流体力により回転される。すなわち、ブローバイガス通路36を通って供給されるブローバイガスは、ブローバイガス導入シャフト34を介して、軸方向に羽根車27内へと導入される。羽根車27内へと流入したブローバイガスは、軸方向に直交する円盤27Aの壁面に衝突し、径方向へと流れを変え、羽根車27の外周部から放射状にオイル分離ハウジング35の壁面35Bに向けて流出する。   When the compressor outlet temperature T is lower than the predetermined value T1 and the control valve 24 is closed, the impeller 27 is rotated by the fluid force of blow-by gas. That is, the blowby gas supplied through the blowby gas passage 36 is introduced into the impeller 27 in the axial direction via the blowby gas introduction shaft 34. The blow-by gas that has flowed into the impeller 27 collides with the wall surface of the disk 27A orthogonal to the axial direction, changes the flow in the radial direction, and radially reaches the wall surface 35B of the oil separation housing 35 from the outer periphery of the impeller 27. It flows out towards.

このとき、ベーン33は、流出するブローバイガスにより揚力を得て、羽根車27は図3におけるA方向へと回転され、ブローバイガス中に含まれるオイルは、羽根車27の回転による遠心作用により、オイル分離ハウジング35の壁面35Bに付着する。   At this time, the vane 33 gains lift by the blow-by gas flowing out, the impeller 27 is rotated in the direction A in FIG. 3, and the oil contained in the blow-by gas is caused by centrifugal action due to the rotation of the impeller 27 It adheres to the wall surface 35B of the oil separation housing 35.

また、コンプレッサ出口温度Tが所定値T1以上のときには制御弁24が開かれるため、オイル分離装置21のタービンホイール29には、吸気取出通路22を介して、過給機11のコンプレッサ11Cで加圧され、インタークーラ14において冷却された加圧空気が供給される。これにより、タービンホイール29が制御弁24の閉弁時よりも高速で回転され、タービンシャフト28を介してタービンホイール29に連結された羽根車27が高速回転される。すなわち、羽根車27の遠心作用により質量の大きいオイルは壁面35Bに付着する。なお、壁面35Bに付着したオイルは壁面35Bに沿ってドレイン通路38へと至り、オイルパンへと回収される。   Further, since the control valve 24 is opened when the compressor outlet temperature T is equal to or higher than the predetermined value T1, the turbine wheel 29 of the oil separator 21 is pressurized by the compressor 11C of the supercharger 11 via the intake air extraction passage 22. Then, pressurized air cooled in the intercooler 14 is supplied. Thereby, the turbine wheel 29 is rotated at a higher speed than when the control valve 24 is closed, and the impeller 27 connected to the turbine wheel 29 via the turbine shaft 28 is rotated at a high speed. That is, oil with a large mass adheres to the wall surface 35 </ b> B by the centrifugal action of the impeller 27. The oil adhering to the wall surface 35B reaches the drain passage 38 along the wall surface 35B and is collected into the oil pan.

一方、オイルが分離されたブローバイガスは、タービンシャフト28に設けられた孔28Aを通ってタービンシャフト28内へと流入し、タービンホイール29側に設けられたタービンシャフト28の開口部28Bを介して還流通路23へと排出される。環流通路23へ流出したブローバイガスは、還流通路23を通って過給機11のコンプレッサ11Cの上流側(負圧側)へと還流され、制御弁24が開かれているときには、ブローバイガスは加圧空気とともにコンプレッサ11Cの上流側(負圧側)へと還流される。   On the other hand, the blow-by gas from which the oil has been separated flows into the turbine shaft 28 through a hole 28A provided in the turbine shaft 28 and passes through an opening 28B of the turbine shaft 28 provided on the turbine wheel 29 side. It is discharged to the reflux passage 23. The blow-by gas that has flowed out into the circulation passage 23 is returned to the upstream side (negative pressure side) of the compressor 11C of the supercharger 11 through the reflux passage 23, and when the control valve 24 is open, the blow-by gas is pressurized. It is recirculated to the upstream side (negative pressure side) of the compressor 11C together with the air.

また、スロットルが戻された場合(スロットル弁15が閉方向に操作された場合)には、インタークーラ14の出口圧力が瞬時に上昇する。このような過給圧の急上昇は、コンプレッササージを引き起こし、騒音を発生させる場合がある。したがって、本実施形態では、コンプレッサ出口温度Tによる判定とは別に、減速時などスロットル弁15が閉方向に操作された場合に、制御弁24を開き、インタークーラ14の出口圧力をオイル分離装置21に導き、これをコンプレッサ11Cの上流側へ戻すことで、コンプレッササージの発生を抑え、これに起因する騒音の発生を防止する。   Further, when the throttle is returned (when the throttle valve 15 is operated in the closing direction), the outlet pressure of the intercooler 14 increases instantaneously. Such a sudden increase in the supercharging pressure may cause a compressor surge and generate noise. Therefore, in this embodiment, apart from the determination based on the compressor outlet temperature T, when the throttle valve 15 is operated in the closing direction such as during deceleration, the control valve 24 is opened and the outlet pressure of the intercooler 14 is set to the oil separator 21. And returning this to the upstream side of the compressor 11C, it is possible to suppress the occurrence of compressor surge and prevent the occurrence of noise.

図4に上述した制御弁24の開閉動作処理のフローチャートを示す。なお、この制御弁開閉動作処理はECU26において、所定のタイミングで繰り返し実行される。   FIG. 4 shows a flowchart of the opening / closing operation process of the control valve 24 described above. The control valve opening / closing operation process is repeatedly executed in the ECU 26 at a predetermined timing.

ステップS100では、スロットル弁開度が閉方向へ操作されたか否かが判定される。スロットル弁開度が閉方向へ操作されていない場合には、ステップS102において、コンプレッサ出口温度Tが所定値T1以上であるか否かが判定される。ステップS100においてスロットル弁開度が閉方向へ操作されたと判断された場合や、ステップS102において、コンプレッサ出口温度Tが所定値T1以上であると判定された場合には、ステップS104において制御弁24が開弁され、この制御弁開閉動作処理は終了する。一方、ステップS102において、コンプレッサ出口温度Tが所定値T1よりも低いと判定された場合には、ステップS106において、制御弁24が閉じられ、または閉じた状態に維持されてこの制御弁開閉動作処理は終了する。   In step S100, it is determined whether or not the throttle valve opening has been operated in the closing direction. If the throttle valve opening is not operated in the closing direction, it is determined in step S102 whether the compressor outlet temperature T is equal to or higher than a predetermined value T1. If it is determined in step S100 that the throttle valve opening has been operated in the closing direction, or if it is determined in step S102 that the compressor outlet temperature T is equal to or higher than the predetermined value T1, the control valve 24 is turned on in step S104. The valve is opened, and the control valve opening / closing operation process ends. On the other hand, if it is determined in step S102 that the compressor outlet temperature T is lower than the predetermined value T1, the control valve 24 is closed or maintained in the closed state in step S106, and this control valve opening / closing operation processing is performed. Ends.

以上のように本実施形態によれば、簡略な構成でブローバイガス中に含まれるオイルを様々な運転状態において、より効率的に分離することが可能となる。すなわち、羽根車27の回転動力には、ブローバイガスのエネルギまたはインタークーラ出口圧力を利用しているため、エンジンカムシャフトから動力を伝達する場合や、電動モータを用いる場合などに比べ、損失が小さく構成も簡略である。なお、インタークーラ出口から加圧空気を抽気しても、内燃機関の運転性能には殆ど影響を与えない。   As described above, according to the present embodiment, oil contained in blow-by gas can be more efficiently separated in various operating states with a simple configuration. That is, since the rotational power of the impeller 27 uses the energy of blow-by gas or the intercooler outlet pressure, the loss is small compared to the case where power is transmitted from the engine camshaft or the case where an electric motor is used. The configuration is also simple. Note that even if the pressurized air is extracted from the intercooler outlet, the operation performance of the internal combustion engine is hardly affected.

また、制御弁24の開弁時には、インタークーラで温度が下げられた空気が、オイル分離装置21のタービンにおいて更に温度が下げられるため、コンプレッサ11Cの入口側に還流される空気およびブローバイガスの温度が下がり、その分コンプレッサ11Cの出口側の温度が低下する。これによりオイルコーキングの抑制効果が更に高められる。   Further, when the control valve 24 is opened, the temperature of the air that has been lowered by the intercooler is further lowered in the turbine of the oil separation device 21, so that the temperature of the air and the blow-by gas that is recirculated to the inlet side of the compressor 11C And the temperature on the outlet side of the compressor 11C decreases accordingly. Thereby, the suppression effect of oil coking is further enhanced.

また、本実施形態では、スロットルを戻したときにも制御弁24を開くため、コンプレッササージによる騒音の発生を防止でき、このような場合にはオイル分離効率も更に高めることができる。   Further, in the present embodiment, since the control valve 24 is opened even when the throttle is returned, the generation of noise due to the compressor surge can be prevented, and in such a case, the oil separation efficiency can be further improved.

なお、本実施形態では、ベーンを弧状湾曲面としたが、ベーンに平板を用い、羽根車の径方向に対して所定の角度で配置する構成としてもよい。   In this embodiment, the vane has an arcuate curved surface, but a flat plate may be used for the vane and the vane may be arranged at a predetermined angle with respect to the radial direction of the impeller.

本実施形態では、コンプレッサ出口温度が所定値に達するまでは制御弁を閉じた状態に維持し、所定値以上になったときに開弁する構成としたが、温度の上昇とともにスロットル弁開度を増大させる構成としてもよい。例えば所定の温度範囲において、その下限値から制御弁を開き始め、その上限値で最大開度とすることも可能である。   In this embodiment, the control valve is kept closed until the compressor outlet temperature reaches a predetermined value, and the valve is opened when the compressor outlet temperature exceeds the predetermined value. It is good also as a structure to increase. For example, in a predetermined temperature range, it is possible to start opening the control valve from the lower limit value and to set the maximum opening at the upper limit value.

本発明の一実施形態であるオイル分離装置を用いたブローバイガス還流システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the blowby gas recirculation system using the oil separation apparatus which is one Embodiment of this invention. ブローバイガス還流システムの構成を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of a blowby gas recirculation | reflux system. 羽根車に設けられたベーンの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the vane provided in the impeller. 制御弁を開閉動作させる処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which opens and closes a control valve.

符号の説明Explanation of symbols

10 ブローバイガス還流システム
11 過給機
11C 過給機コンプレッサ
12 内燃機関
14 インタークーラ
15 スロットル弁
21 オイル分離装置
22 吸気取出通路
23 還流通路
24 制御弁
25 温度センサ
26 ECU
27 羽根車
28 タービンシャフト
28A 孔
28B 開口部
29 タービンホイール(タービン)
33 ベーン
34 ブローバイガス導入シャフト
35 オイル分離ハウジング
36 ブローバイガス通路
38 ドレイン通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blow-by gas recirculation system 11 Supercharger 11C Supercharger compressor 12 Internal combustion engine 14 Intercooler 15 Throttle valve 21 Oil separator 22 Intake take-out passage 23 Recirculation passage 24 Control valve 25 Temperature sensor 26 ECU
27 impeller 28 turbine shaft 28A hole 28B opening 29 turbine wheel (turbine)
33 Vane 34 Blow-by gas introduction shaft 35 Oil separation housing 36 Blow-by gas passage 38 Drain passage

Claims (9)

遠心作用によりブローバイガス中からオイルを分離する羽根車と、
前記羽根車に連結されるタービンとを備え、
前記タービンがインタークーラ下流側から供給される空気により作動され、前記タービンから排出される前記空気および前記ブローバイガスが過給機のコンプレッサの上流側へと還流される
ことを特徴とするブローバイガス還流システム。
An impeller for separating oil from blow-by gas by centrifugal action;
A turbine connected to the impeller,
The turbine is operated by air supplied from the downstream side of the intercooler, and the air discharged from the turbine and the blowby gas are returned to the upstream side of the compressor of the supercharger. system.
前記インタークーラ下流側から前記タービンへと空気を流通する吸気取出通路と、前記吸気取出通路に設けられた制御弁とを備え、前記制御弁の開閉がコンプレッサ出口温度に基づいて制御されることを特徴とする請求項1に記載のブローバイガス還流システム。   An intake air intake passage through which air flows from the downstream side of the intercooler to the turbine, and a control valve provided in the intake air intake passage, and the opening and closing of the control valve is controlled based on a compressor outlet temperature. The blow-by gas recirculation system according to claim 1. 前記羽根車に設けられたベーンが、前記ブローバイガスから流体力を受けて、前記羽根車に回転力を与えることを特徴とする請求項2に記載のブローバイガス還流システム。   The blow-by gas recirculation system according to claim 2, wherein a vane provided in the impeller receives a fluid force from the blow-by gas and gives a rotational force to the impeller. 前記制御弁の閉弁時には前記ブローバイガスによる回転力により前記羽根車が回転されることを特徴とする請求項3に記載のブローバイガス還流システム。   The blow-by gas recirculation system according to claim 3, wherein the impeller is rotated by a rotational force of the blow-by gas when the control valve is closed. 前記制御弁が、前記コンプレッサ出口温度が所定値以上のときに開弁されることを特徴とする請求項4に記載のブローバイガス還流システム。   The blow-by gas recirculation system according to claim 4, wherein the control valve is opened when the compressor outlet temperature is equal to or higher than a predetermined value. 前記制御弁が、スロットル弁開度が閉方向へと操作されたときに開弁されることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか一項に記載のブローバイガス還流システム。   The blow-by gas recirculation system according to any one of claims 1 to 5, wherein the control valve is opened when a throttle valve opening degree is operated in a closing direction. 前記羽根車と前記タービンとを連結する中空のタービンシャフトを備え、前記タービンシャフトの前記羽根車側の側面に孔が設けられ、前記ブローバイガスが、前記孔を通して前記タービンシャフト内へと流入し、前記タービンシャフトのタービン側端部の開放された開口部から前記タービン出口へと流出することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のブローバイガス還流システム。   A hollow turbine shaft that connects the impeller and the turbine is provided, a hole is provided on a side surface of the turbine shaft on the impeller side, and the blow-by gas flows into the turbine shaft through the hole, The blow-by gas recirculation system according to any one of claims 1 to 6, wherein the blow-by gas recirculation system flows out from an open opening at a turbine side end of the turbine shaft to the turbine outlet. 前記羽根車が、前記タービンシャフトに連結される第1の円盤と、前記タービンシャフトに同軸的な中空のブローバイガス導入シャフトと、前記ブローバイガス導入シャフトに連結される第2の円盤とを備え、前記第1および第2の円盤が平行に配置され、前記ベーンが前記第1および第2の円盤の間に放射状に配置され、前記ブローバイガスが前記ブローバイガス導入シャフトの先端開口部から前記ブローバイガス導入シャフト内を通って前記第1の円盤と前記第2の円盤との間の空間に流入されるとともに、前記第1の円盤により径方向へと放射状に流れを変更されることを特徴とする請求項3に記載のブローバイガス還流システム。   The impeller includes a first disk coupled to the turbine shaft, a hollow blowby gas introduction shaft coaxial with the turbine shaft, and a second disk coupled to the blowby gas introduction shaft; The first and second disks are arranged in parallel, the vanes are arranged radially between the first and second disks, and the blow-by gas flows from the tip opening of the blow-by gas introduction shaft to the blow-by gas. The air flows into the space between the first disk and the second disk through the introduction shaft, and the flow is radially changed by the first disk in a radial direction. The blow-by gas recirculation system according to claim 3. 前記ベーンが、弧状湾曲面形状とされたことを特徴とする請求項9に記載のブローバイガス還流システム。   The blowby gas recirculation system according to claim 9, wherein the vane has an arcuate curved surface shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013124588A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Aisin Seiki Co Ltd Oil separator
US10024230B2 (en) 2013-12-24 2018-07-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Engine system and controller, control system and control method for engine system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013521426A (en) * 2010-03-02 2013-06-10 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Internal combustion engine
JP2013124588A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Aisin Seiki Co Ltd Oil separator
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