WO2013168232A1 - 内燃機関 - Google Patents

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WO2013168232A1
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tubular member
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隼平 塩田
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Toyota Motor Corp
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    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine provided with a blow-by gas recirculation mechanism.
  • Patent Document 1 discloses a first PCV pipe that connects a cylinder head and an intake pipe downstream of a throttle valve, and a second PCV pipe that connects the cylinder head and an intake pipe upstream of a compressor.
  • a blowby gas recirculation mechanism is disclosed. According to the blow-by gas recirculation mechanism of Patent Document 1, the blow-by gas can be reintroduced into the internal combustion engine and combusted through two paths of the first PCV pipe and the second PCV pipe.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-293464 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-281317 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-116292 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-264158 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-048734
  • blow-by gas contains soot derived from carbon-based fuel and oil in the crankcase. Most of this oil is present in the blow-by gas with the soot incorporated therein. Therefore, when blow-by gas is introduced, soot-containing oil contacts and adheres to the intake pipe inner wall and other intake system components, and as a result, changes to deposits and deposits. Deposit accumulation leads to a reduction in intake performance and thus engine performance. Therefore, it is desirable that the generation of soot-containing oil can be suppressed.
  • Patent Document 1 a removal device for removing oil in blow-by gas is provided in the second PCV pipe.
  • a removal device for removing oil in blow-by gas
  • soot-containing oil flows into the intake pipe.
  • an oil mist having a particle size of 1 ⁇ m or less hereinafter referred to as “small particle size oil mist”
  • small particle size oil mist has a property that it is difficult to be captured by a removing device and is easily vaporized because of its small particle size. Therefore, when soot-containing oil flows into the intake pipe as a small particle size oil mist and comes into contact with or adheres to the inner wall of the intake pipe or the like, it changes to deposit with a high probability.
  • further improvements were necessary.
  • an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can suppress generation or accumulation of deposits derived from oil mist.
  • a first invention is an internal combustion engine, A PCV pipe for introducing blow-by gas containing oil into the intake pipe of the internal combustion engine; Enlarged oil distribution means for enlarging the particle size of the oil in the blow-by gas introduced from the PCV pipe to the intake pipe and distributing the expanded oil along the inner peripheral wall of the intake pipe When, It is characterized by providing.
  • the second invention is the first invention, wherein
  • the large particle size oil circulation means includes an intake pipe inner member having a curved outer peripheral wall disposed on a blow-by gas passage through which blow-by gas introduced into the intake pipe flows.
  • the PCV pipe is connected to the intake pipe from above in the vertical direction, The opening of the PCV pipe to the intake pipe and the outer peripheral wall are arranged to face each other.
  • the third invention is the second invention, wherein
  • the compressor further includes a compressor connected to the intake pipe downstream of the intake pipe inner member and compressing a gas flowing through the intake pipe.
  • 4th invention is 2nd or 3rd invention
  • Fluidity lowering means for reducing fluidity on the outer peripheral wall of the oil in the blow-by gas introduced into the intake pipe is provided on the outer peripheral wall.
  • the fifth invention is the fourth invention, wherein
  • the fluidity reducing means is a plurality of means extending in the upstream and downstream direction of the intake pipe and spaced apart in the circumferential direction of the outer peripheral wall.
  • An EGR pipe for introducing EGR gas into the intake pipe from the upstream side of the opening of the PCV pipe to the intake pipe;
  • the intake pipe inner member is an internal pipe having a smaller diameter than the intake pipe, The upstream end opening of the internal pipe opens toward the opening of the EGR pipe to the intake pipe.
  • the oil in the blow-by gas can be circulated along the inner peripheral wall of the intake pipe while enlarging the particle diameter by the oil sizing means for increasing the particle size.
  • the oil mist in the blow-by gas is increased in viscosity by losing the oil component in the blow-by gas, and is easily attached when contacting the inner wall of the intake pipe.
  • the particle size of the oil can be increased by the oil distribution means for increasing the particle size, the speed of increasing the viscosity can be slowed down. Therefore, adhesion of oil mist to the inner wall of the intake pipe can be suppressed. Therefore, according to the first invention, it is possible to suppress the generation of deposits.
  • the oil having a large particle diameter and having a large oil particle diameter can take oil having a small particle diameter into the oil. For this reason, if the oil having a large particle size flows along the inner peripheral wall of the intake pipe, the oil adhering to the passage and depositing can be uniformly washed and removed. Therefore, according to the first aspect, deposit accumulation can be suppressed.
  • the blow-by gas can flow along the outer peripheral wall.
  • the PCV pipe is connected to the intake pipe from above in the vertical direction, and further, the opening of the PCV pipe to the intake pipe and the outer peripheral wall are arranged to face each other, so that the oil with a large particle diameter is placed on the outer peripheral wall. It can be generated and distributed uniformly along the outer peripheral wall according to the flow of blowby gas and gravity.
  • the intake pipe inner member having a curved outer peripheral wall is disposed on the blow-by gas flow path upstream of the compressor, so that the oil particle diameter is increased. Can be uniformly distributed along the outer peripheral wall and introduced into the compressor. Therefore, it is possible to suppress deposit generation and accumulation inside the compressor.
  • the fluidity of the oil on the outer peripheral wall can be lowered by the fluidity lowering means. If the fluidity of the oil can be reduced, the oil particles can be increased in size before contacting the intake pipe inner wall or the like. Therefore, according to the present invention, the oil particle size can be reliably increased.
  • the oil having a large particle size circulates along the outer peripheral wall in accordance with the flow of blowby gas and gravity.
  • the fluidity reducing means is a plurality of means extending in the upstream and downstream direction of the intake pipe and spaced apart along the outer peripheral wall, the flow direction of the blow-by gas And the mobility in the vertical direction can be balanced. Therefore, the oil having a large particle size can be more uniformly distributed along the outer peripheral wall.
  • the EGR gas is introduced into the intake pipe from the upstream side of the blow-by gas.
  • the EGR gas is a high-temperature gas
  • the upstream end opening of the internal pipe having a smaller diameter than the intake pipe opens toward the opening of the EGR pipe to the intake pipe, so that EGR gas is introduced into the internal pipe. It becomes possible to introduce. Therefore, since mixing of EGR gas and blow-by gas can be prevented, the increase in viscosity of oil mist can be prevented.
  • FIG. 2 is a diagram for describing a system configuration according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a cross-sectional enlarged view of the compressor 12b vicinity of FIG. It is a cross-sectional enlarged view of the compressor 12b vicinity of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • It is a figure for demonstrating the behavior of the droplet oil 38 inside the compressor 12b. It is a figure for demonstrating the generation
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the behavior of droplet oil 56 inside the compressor 58.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment. It is a figure for demonstrating the characteristic part of the tubular member in Embodiment 2, and the effect by this characteristic part.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a modification of the second embodiment. It is a figure for demonstrating the characteristic part of the tubular member in Embodiment 3, and the effect by this characteristic part. It is a figure for demonstrating the characteristic part of the tubular member in Embodiment 4, and the effect by this characteristic part.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a problem of the tubular member 70 according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a system configuration of a fifth embodiment.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a compressor 12b in FIG. It is AA 'sectional drawing of FIG. It is a figure showing temperature distribution inside compressor 12b at the time of L
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment.
  • the system of this embodiment includes an engine 10 as an internal combustion engine.
  • Each cylinder of the engine 10 is provided with a piston, an intake valve, an exhaust valve, a fuel injector, and the like. Note that the number of cylinders and the cylinder arrangement of the engine 10 are not particularly limited.
  • the system of the present embodiment includes a supercharger 12.
  • the supercharger 12 includes a turbine 12 a provided in the exhaust pipe 14 and a compressor 12 b provided in the intake pipe 16.
  • the turbine 12a and the compressor 12b are connected to each other.
  • the turbine 12a rotates by receiving the exhaust pressure, thereby driving the compressor 12b and compressing the gas flowing into the compressor 12b.
  • the intake pipe 16 is provided with an intercooler 18 for cooling the compressed gas.
  • the system of the present embodiment includes a blow-by gas recirculation mechanism that recirculates the blow-by gas.
  • the blow-by gas is a gas that flows into the crankcase from the gap between the piston of the engine 10 and the cylinder wall surface.
  • This blow-by gas recirculation mechanism includes a PCV pipe 20.
  • the PCV pipe 20 connects the intake pipe 16 upstream of the compressor 12b and a cylinder head cover (not shown) of the engine 10.
  • the blow-by gas is reintroduced into the engine 10 by flowing through the PCV pipe 20 and the intake pipe 16 in this order.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 12b of FIG.
  • the compressor 12 b includes an impeller 22, a housing 24, and a connecting shaft 26.
  • the housing 24 rotatably supports a connecting shaft 26 that supports the impeller 22 so as not to rotate.
  • the housing 24 includes an inlet portion 28 that guides intake air to the suction side 22 a of the impeller 22, a spiral scroll 30 disposed on the outer periphery of the impeller 22, and a diffuser 32 that communicates the discharge side 22 b of the impeller 22 and the scroll 30. And are provided.
  • the connecting shaft 26 is connected to a turbine wheel (not shown) of the turbine 12a.
  • a tubular member 34 is arranged inside the intake pipe 16.
  • the tubular member 34 and the intake pipe 16 are arranged so that their central axes coincide.
  • a gap 36 is formed between the tubular member 34 and the intake pipe 16.
  • the tubular member 34 preferably has an outer diameter of 85% to about 99% of the inner diameter of the intake pipe 16.
  • the use of the tubular member 34 having such a size is preferable because it makes it easier for liquid oil (described later) to flow along its outer peripheral wall.
  • the downstream end 34 a of the tubular member 34 is disposed so as to face the inlet portion 28.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 12b of FIG.
  • the blow-by gas that has flowed into the intake pipe 16 from the PCV pipe 20 flows toward the inlet portion 28 together with the intake gas flowing through the gap 36.
  • the blow-by gas collides with the outer peripheral wall of the tubular member 34, and then flows along the outer peripheral wall of the tubular member 34 (that is, the inner peripheral wall of the intake pipe 16).
  • the blow-by gas includes oil mist in which the oil in the crankcase is mist.
  • the oil mist here is oil having a particle size of about 5 ⁇ m or less.
  • droplet oil 38 a part of oil mist in the collision gas is liquefied.
  • the droplet oil 38 successively takes in oil mist in the blow-by gas flowing into the intake pipe 16 and moves on the outer peripheral wall of the tubular member 34 according to the flow of the intake gas and gravity while maintaining the liquefied state.
  • the droplet oils 38 a and 38 b shown in FIG. 3 schematically show a temporary liquid pool state of the droplet oil 38.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • the PCV pipe 20 is connected to the intake pipe 16 from above in the gravity direction (that is, above in the vertical direction). Therefore, the droplet oil 38 generated by the collision of the blow-by gas flows down the outer peripheral wall of the tubular member 34 according to gravity, and diffuses to the entire outer peripheral wall while maintaining a liquefied state.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the behavior of the droplet oil 38 inside the compressor 12b.
  • the droplet oil 38 diffuses over the entire outer peripheral wall of the tubular member 34 while maintaining a liquefied state. Therefore, the droplet oil 38 flows from the inlet portion 28 while maintaining this liquefied state, uniformly flows into the surface of the impeller 22, and is discharged to the scroll 30 side. Therefore, according to the intake system structure of FIG. 2, it is possible to uniformly clean the surface of the diffuser 32 with the droplet oil 38 kept in a liquefied state, thereby suppressing the generation or accumulation of deposits on the surface. .
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a deposit generation mechanism.
  • blow-by gas contains oil in the crankcase. And this oil contains a lot of oil mist. This is because the blow-by gas immediately after discharging the cylinder head is hot, and a part of the oil in the blow-by gas exists in a gaseous state and is misted during the circulation of the PCV pipe 20.
  • soot-containing oil in which soot having a particle size of about 0.1 ⁇ m is taken.
  • the oil mist shown in FIG. 6 schematically shows such a soot-containing oil.
  • the soot-containing oil flows into the compressor 12b from the inlet 28 (FIG. 6 (1)).
  • the particle size of the soot-containing oil is about 5 ⁇ m or less.
  • the gas flowing into the compressor 12b that is, the gas including the suction gas and the blow-by gas
  • the temperature rises further in the compression region. For this reason, the internal temperature of the soot-containing oil increases as the temperature of the internal inflowing gas increases. Therefore, the soot-containing oil loses its internal oil component due to evaporation and gradually becomes smaller in particle size.
  • the soot-containing oil loses the oil component by evaporation due to the high temperature of the internal inflow gas, thereby reducing the particle size and increasing the viscosity (FIG. 6 (2)). ).
  • the soot-containing oil having a reduced particle size and increased viscosity flows on the surface of the diffuser 32 or flows further downstream without landing (FIG. 6 (3)).
  • the soot-containing oil that has flowed further downstream loses most of the oil component inside (FIG. 6 (4)).
  • the soot-containing oil adheres to the surface of the diffuser 32 and deposits.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the behavior of oil mist in the diffuser 32.
  • the oil mist (soot-containing oil) loses its internal oil component to reduce the particle size.
  • the fluidity of the oil mist is lost during the circulation and deposits are formed (FIG. 7A).
  • the fluidity of the oil mist is kept high and passes through the diffuser 32 and reaches the scroll 30 side (FIG. 7B). From this, it can be seen that if the oil particle size is large, landing on the surface of the diffuser 32 and the like can be avoided, and depositing can be suppressed.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the behavior of a large particle size oil mist (referred to as an oil mist having a particle size larger than 1 ⁇ m; hereinafter the same) in the diffuser 32.
  • an oil mist having a particle size larger than 1 ⁇ m hereinafter the same
  • FIG. 8 shows that when the large particle size oil mist (oil mist A) flows in from the diffuser 32 inlet, it comes into contact with the oil mist (oil mist B) that has already landed on the diffuser 32 surface (FIG. 8 ( 1)). Then, the oil mist B is taken into the oil mist A and becomes an oil mist C having a larger particle size (FIG. 8 (2)). And the oil mist C flows to the diffuser 32 exit, maintaining fluidity (FIG. 8 (3)). From this, it is also understood that the oil mist having a large particle diameter can remove the oil mist that has been deposited or the like.
  • FIG. 9 is a view for explaining the flow of blow-by gas or the like in the conventional intake system structure.
  • the conventional intake system structure is the same as the intake system structure of the present embodiment except that the tubular member 34 is not installed. Therefore, the detailed description regarding the component of FIG. 9 shall be abbreviate
  • the blow-by gas that has flowed into the intake pipe 52 from the PCV pipe 50 flows toward the inlet 54 together with the intake gas flowing through the intake pipe 52.
  • blow-by gas collides with the inner peripheral wall of the intake pipe 52.
  • a part of the oil mist in the blow-by gas becomes a liquefied state (droplet oil 56).
  • the droplet oil 56 successively takes in the oil mist in the blow-by gas that has flowed into the intake pipe 52 and moves toward the inlet 54 according to the flow of the intake gas while maintaining the liquefied state.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the behavior of the droplet oil 56 inside the compressor 58.
  • the droplet oil 56 moves toward the inlet 54 according to the flow of the suction gas while maintaining the liquefied state. Therefore, the droplet oil 56 that has flowed from the inlet portion 54 flows from a part of the surface of the impeller 60 and is discharged to the diffuser 64 side. Accordingly, as shown in FIG. 10, the surface of the diffuser 64 is cleaned along the locus drawn by the droplet oil 56. In other words, in the intake system structure of FIG. 9, the surface of the diffuser 64 can be cleaned only partially.
  • the droplet oil 38 described with reference to FIGS. 3 to 5 is an aggregate of oil mist having a particle size far larger than that of the large particle size oil mist. Therefore, oil mist and deposits deposited on the surface of the impeller 22 by the droplet oil 38 can be washed uniformly. Therefore, according to the intake system structure of FIG. 2, deposit accumulation on the entire surface of the diffuser 32 can be suppressed. Further, the droplet oil 38 can reach the scroll 30 side without landing on the surface of the diffuser 32. Therefore, according to the intake system structure of FIG. 2, it is possible to suppress the occurrence of deposits on the entire surface of the diffuser 32.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment.
  • a tubular member 40 having a shape in which a lower portion in the gravity direction of the tubular member 34 is cut out is used, and a blow-by gas is caused to collide with the tubular member 40 to generate droplet oil 38. It can also be distributed along the wall (FIG. 11A).
  • the gas throttle member (liquefaction promoting member) 41 provided at the outlet of the PCV pipe 20 on the intake pipe 16 side and the vertically lower part of the tubular member 34 are cut out larger than the cutout of the tubular member 40. It can also be used in combination with the tubular member 42 (FIG. 11B). More specifically, the gas throttle member 41 is a truncated conical tubular member, and the end portion having the larger diameter is connected to the connection portion between the PCV pipe 20 and the intake pipe 16 and has a diameter. The smaller end is a member located inside the intake pipe 16.
  • a gas collision member (liquefaction promoting member) 43 provided at a connection portion between the PCV pipe 20 and the intake pipe 16 and a tubular member 44 in which the tubular member 34 is cut out from a substantially right half are used in combination.
  • the gas collision member 43 is a member that extends from a part of the connection portion between the PCV pipe 20 and the intake pipe 16 toward the central axis of the PCV pipe 20 and toward the inside of the intake pipe 16.
  • the tubular member 44 extends from the end of the intake pipe 16 of the gas collision member 43 to the lower area in the vertical direction of the intake pipe 16 along the inner peripheral surface of the intake pipe 16 through the lower side of the opening of the PCV pipe 20. It is an existing member.
  • a tubular member 45 having a smaller diameter than the tubular member 40 and a tubular member 46 having a shape in which the upper portion of the tubular member 40 is cut out can be used in combination (FIG. 11D).
  • the droplet oils 38c, 38d, 38e, and 38f shown in FIG. 11 schematically show a temporary liquid pool state of the droplet oil 38.
  • the tubular member 34 and the intake pipe 16 were arrange
  • the tubular member 34 of the first embodiment can be used as long as it is a means capable of flowing along the inner peripheral wall of the intake pipe 16 while increasing the particle size of the oil in the blowby gas. Note that the present modification can be similarly applied to each embodiment described later.
  • the intake system structure of the first embodiment can be similarly applied to a system not equipped with a supercharger. That is, in view of the deposit generation mechanism, it can be said that if the soot-containing oil is exposed to a high-temperature environment, it becomes easier to change to a deposit. Therefore, even in a system without a supercharger, if the tubular member 34 of the first embodiment is arranged in the vicinity of the intake valve (for example, the intake manifold or the intake pipe upstream of the intake manifold), the droplet oil 38 causes The vicinity of the intake valve can be cleaned uniformly. Accordingly, it is possible to suppress the generation or accumulation of deposits in the vicinity of the intake valve. Note that the present modification can be similarly applied to each embodiment described later.
  • the tubular members 34 and 40, the gas throttle member 41 and the tubular member 42 are combined, the gas collision member 43 and the tubular member 44 are combined, and the tubular members 45 and 46 are combined.
  • the combination corresponds to the “large particle size oil distribution means” in the first invention.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the central axis of the tubular member 34 is a circle, but the cross-sectional shape is an ellipse or a polygon (for example, a pentagon, a hexagon, etc.). May be.
  • the tubular members 34, 40, 42, 44, and 45 correspond to the “intake pipe member” in the second invention.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the present embodiment is characterized in that the tubular member 34 of the first embodiment is replaced with a tubular member 66 shown in FIG. Therefore, in the following, this characteristic part will be mainly described, and the system configuration and other contents already described in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the characteristic part of the tubular member according to the second embodiment and the effect of the characteristic part.
  • a tubular member 66 is disposed inside the intake pipe 16. Therefore, the droplet oil 38 can be generated on the outer peripheral wall of the tubular member 66.
  • the PCV pipe 20 is connected to the intake pipe 16 from above in the gravity direction. Therefore, the generated droplet oil 38 flows down the outer peripheral wall of the tubular member 66 according to gravity, and diffuses over the entire outer peripheral wall while maintaining a liquefied state.
  • the tubular member 66 is formed with a tube port restricting portion 66a in the middle thereof. Therefore, it is possible to suppress the movement of the droplet oil 38 in the direction of the compressor 12b in the pipe port restricting portion 66a and to promote the movement in the direction of gravity (the arrow direction in the drawing). As a result, a temporary liquid pool state is generated in the tube opening restricting portion 66a (droplet oil 38g), and the droplet oil 38g can flow along the tube opening restricting portion 66a. Therefore, it is possible to spread the droplet oil 38 over the entire outer peripheral wall of the tubular member 66. In this regard, since the tubular member 34 of the first embodiment is a straight tubular member, the droplet oil 38 may be sucked into the compressor 12b before reaching the entire outer peripheral wall of the tubular member 34.
  • the droplet oil 38g in a liquid pool state is caused to flow along the outer periphery of the tube mouth restricting portion 66a, and the droplet oil 38 is applied to the entire outer peripheral wall of the tubular member 66. Can be reliably distributed. Therefore, the droplet oil 38 can be brought into contact with the surface of the diffuser 32 in a more uniform state. Therefore, it is possible to more effectively suppress the generation or deposition of deposits on the surface of the diffuser 32.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a modification of the second embodiment.
  • a tubular member 68 in which a groove 68a is formed can be used instead of the tubular member 66.
  • the groove 68a is formed so as to go around the outer peripheral wall of the tubular member 68.
  • a liquid pool state of the droplet oil 38 is generated in the groove portion 68 a (droplet oil 38 h), and can flow along the groove portion 68 a. Therefore, it is possible to spread the droplet oil 38 over the entire outer peripheral wall of the tubular member 68. Therefore, substantially the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • Embodiment 3 FIG. [Features of Embodiment 3]
  • Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the present embodiment is characterized in that the tubular member 34 of the first embodiment is replaced with a tubular member 70 shown in FIG. Therefore, in the following, this characteristic part will be mainly described, and the system configuration and other contents already described in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the characteristic part of the tubular member according to the third embodiment and the effect of the characteristic part.
  • a tubular member 70 is disposed inside the intake pipe 16.
  • the tubular member 70 is a straight tubular member similar to the tubular member 34 of FIG. Therefore, droplet oil (not shown) can be generated on the outer peripheral wall of the tubular member 70 and can flow to the outer peripheral wall.
  • a coating portion 70a made of a lipophilic material is formed in the middle of the outer peripheral wall of the tubular member 70 (specifically, a portion immediately downstream of the connection port of the PCV pipe 20).
  • the coating part 70a is formed so that the outer peripheral wall of the said tubular member 70 may wrap around in a strip
  • the movement of the droplet oil in the direction of the compressor 12b in the coating portion 70a can be suppressed, and the movement in the direction of gravity (the arrow direction in the figure) can be promoted.
  • the coating part 70a corresponds to the “fluidity lowering means” in the third invention.
  • Embodiment 4 FIG. [Features of Embodiment 4]
  • a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the present embodiment is characterized in that the tubular member 34 of the first embodiment is replaced with a tubular member 72 shown in FIG. Therefore, in the following, this characteristic part will be mainly described, and the system configuration and other contents already described in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the characteristic part of the tubular member according to the fourth embodiment and the effect of the characteristic part.
  • a tubular member 72 is disposed inside the intake pipe 16.
  • the tubular member 72 is a straight tubular member similar to the tubular member 34 of FIG. Therefore, droplet oil (not shown) can be generated on the outer peripheral wall of the tubular member 72 and can flow to the outer peripheral wall.
  • a coating portion 72 a made of a lipophilic material is formed on the outer peripheral wall of the tubular member 72 along the gas flow direction.
  • the coating portions 72a are formed at a predetermined interval in the circumferential direction of the tubular member 72, and the outer peripheral wall of the tubular member 72 is exposed between the coating portions 72a. That is, it can be said that the highly lipophilic part (coating part 72a) and the low lipophilic part (the outer peripheral wall of the tubular member 72) are alternately formed on the outer peripheral wall of the tubular member 72.
  • tubular member 72 of the present embodiment it is possible to further enhance the effects of the tubular members of the first to third embodiments by combining the highly lipophilic portion and the low lipophilic portion. Become. That is, since the tubular member 34 of the first embodiment is a straight tubular member, the droplet oil 38 may be sucked into the compressor 12b before reaching the entire outer peripheral wall of the tubular member 34. Further, in the tubular members 66, 68, and 70 of the second and third embodiments, the particle diameter of the droplet oil 38 in the liquid reservoir state becomes too large, and the inside of the intake pipe 16 on the side opposite to the PCV pipe 20 connection port is inside. There is a possibility of reaching the peripheral wall.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the problem of the tubular member 70 of the third embodiment.
  • a coating portion 70 a is formed on the outer peripheral wall of the tubular member 70. Therefore, it is possible to flow the droplet oil 38 along the coating part 70a.
  • the droplet oil 38i may accumulate on the inner peripheral wall of the intake pipe 16. Then, since the droplet oil 38i flows into the compressor 12b from a part of the impeller 22, the surface of the diffuser 32 can be cleaned only partially.
  • the amount of droplet oil 38i described with reference to FIG. 16 can be reduced by the arrangement of the coating portion 72a described above. Therefore, the droplet oil 38 can be effectively and uniformly brought into contact with the surface of the diffuser 32.
  • the tubular member 72 having the coating portion 72a is used.
  • a tubular member having a groove portion may be used instead of the coating portion 72a. If the groove is formed along the gas flow direction, and the groove is formed at a predetermined interval in the circumferential direction of the tubular member, a temporary oil sump can be generated in the groove. Therefore, substantially the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
  • the coating portion 72a corresponds to the “fluidity lowering means” in the fourth invention.
  • FIG. 5 a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized by the intake system structure shown in FIG. 18 in the system configuration shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a system configuration according to the fifth embodiment.
  • the system of this embodiment includes an LPL-EGR mechanism that introduces LPL-EGR (Low Pressure Loop Exhaust Gas Recirculation) gas.
  • the LPL-EGR mechanism includes an LPL-EGR pipe 74.
  • the LPL-EGR pipe 74 connects the exhaust pipe 14 on the downstream side of the turbine 12 a and the intake pipe 16 on the upstream side of the connection portion between the PCV pipe 20 and the intake pipe 16. Since the configuration other than the LPL-EGR mechanism is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 12b of FIG.
  • a tubular member 76 is disposed inside the intake pipe 16.
  • the tubular member 76 is a straight tubular member similar to the tubular member 34 of FIG. Therefore, the droplet oil 38 can be generated on the outer peripheral wall of the tubular member 76 and can flow to the outer peripheral wall.
  • the droplet oils 38j and 38k shown in FIG. 18 schematically show a temporary liquid pool state of the droplet oil 38.
  • the downstream end 76 a of the tubular member 76 is disposed so as to face the inlet portion 28. Therefore, blow-by gas flows from the PCV pipe 20 into the intake pipe 16 and flows along the outer peripheral wall of the tubular member 76 (that is, the inner peripheral wall of the intake pipe 16) together with the intake gas flowing through the gap 36, and enters the inlet portion 28. Head to.
  • the upstream end 76b of the tubular member 76 is inclined toward the LPL-EGR pipe 74 side. That is, the upstream end opening of the tubular member 76 opens toward the opening of the LPL-EGR pipe 74 to the intake pipe 16. Therefore, most of the LPL-EGR gas flows into the tubular member 76 and travels toward the inlet 28 together with the suction gas.
  • FIGS. 19 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • blow-by gas flows through the gap 36, and LPL-EGR gas flows through the inside of the tubular member 76.
  • the LPL-EGR gas is a high-temperature gas (about 90 ° C.). Therefore, the temperature of the intake gas (that is, the EGR gas-containing gas) when reaching the discharge side 22b of the impeller 22 is higher than the gas temperature when the normal intake gas (that is, air) reaches the discharge side 22b. .
  • the soot-containing oil becomes smaller in particle size and higher in viscosity near the inlet 28, and the surface of the diffuser 32 increases. Deposit with probability.
  • gas mixing before the compressor 12b flows can be suppressed.
  • FIG. 20 is a diagram showing the temperature distribution inside the compressor 12b when the LPL-EGR gas is introduced in a configuration in which the tubular member 76 is not provided.
  • the LPL-EGR gas since the LPL-EGR gas has a high temperature, a local high temperature portion is formed on the surface of the diffuser 32 along the gas flow of the LPL-EGR gas.
  • oil mist siot-containing oil
  • LPL-EGR gas flows from the inside of the tubular member 76 into the compressor 12b. Therefore, mixing of the soot-containing oil and the local high temperature part can be reduced even inside the compressor 12b. Therefore, according to the intake system structure of FIG. 18, it is possible to exert the cleaning effect by the droplet oil 38 while suppressing the mixing of the soot-containing gas and the LPL-EGR gas.
  • tubular member 76 corresponds to the “internal pipe” in the sixth invention.

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Abstract

　この発明は、内燃機関に関し、オイルミスト由来のデポジットの発生または堆積を抑制可能な内燃機関を提供することを目的とする。　ブローバイガス中にはクランクケース内のオイルミスト（粒径約５μｍ以下のオイル）が含まれる。そのため、管状部材３４の外周壁にブローバイガスが衝突すれば、衝突ガス中のオイルミストの一部が液化する（液滴オイル３８）。液滴オイル３８は、吸気管１６に流入するブローバイガス中のオイルミストを次々に取り込み、液化状態を保ちながら吸入ガスの流れや重力に従って管状部材３４の外周壁を移動する。液滴オイル３８は、この液化状態を保ちつつ入口部２８から流入し、インペラ２２の表面に一様に流入しスクロール３０側に吐出される。従って、液化状態を保った液滴オイル３８によってディフューザ３２表面を一様に洗浄して、当該表面におけるデポジットの発生または堆積を抑制することが可能となる。

Description

内燃機関
　本発明は、内燃機関に関し、より詳細には、ブローバイガス還流機構を備える内燃機関に関する。
　従来、内燃機関のピストンとシリンダ壁面の隙間からクランクケース内に流入するガスを、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）管や吸気管を経由させて内燃機関に再導入するブローバイガス還流機構が知られている。例えば、特許文献１には、スロットル弁よりも下流側において、シリンダヘッドと吸気管とを接続する第１ＰＣＶ管と、コンプレッサよりも上流側において、シリンダヘッドと吸気管とを接続する第２ＰＣＶ管とを備えるブローバイガス還流機構が開示されている。上記特許文献１のブローバイガス還流機構によれば、第１ＰＣＶ管、第２ＰＣＶ管という２つの経路によってブローバイガスを内燃機関に再導入して燃焼させることができる。
日本特開２００９－２９３４６４号公報 日本特開２００９－２８１３１７号公報 日本特開２００４－１１６２９２号公報 日本特開２００９－２６４１５８号公報 日本特開２００５－０４８７３４号公報
　ところで、ブローバイガス中には、炭素系燃料由来のスートや、クランクケース内のオイルが含まれている。このオイルの多くは、上記スートをその内部に取り込んだ状態でブローバイガス中に存在する。そのため、ブローバイガスを導入すればスート含有オイルが吸気管内壁その他の吸気系部品に接触・付着し、その結果、デポジットへと変わり堆積してしまう。デポジットの堆積は、吸気性能ひいては機関性能の低下に繋がる。故に、スート含有オイルについては、その発生を抑制できることが望ましい。
　この点に関し、上記特許文献１では、ブローバイガス中のオイルを除去する除去装置を第２ＰＣＶ管に設けている。しかし、当該除去装置を用いたとしてもオイルの完全除去は困難であり、吸気管にはスート含有オイルが流入してしまう。特に、粒径１μｍ以下のオイルミスト（以下「小粒径オイルミスト」と称す。）は、除去装置での捕捉が困難である上、小粒径が故に気化し易いという性質を有する。そのため、スート含有オイルが小粒径オイルミストとして吸気管に流入し、吸気管内壁等に接触・付着した場合には、高確率でデポジットに変わってしまう。このように、小粒径オイルミスト由来のデポジット対策のためには、更なる改良が必要であった。
　本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、オイルミスト由来のデポジットの発生または堆積を抑制可能な内燃機関を提供することを目的とする。
　第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
　内燃機関の吸気管にオイルを含むブローバイガスを導入するＰＣＶ管と、
　前記ＰＣＶ管から前記吸気管に導入されたブローバイガス中のオイルの粒径を拡大させると共に該粒径を拡大されたオイルを前記吸気管の内周壁に沿って流通させる大粒径化オイル流通手段と、
　を備えることを特徴とする。
　また、第２の発明は、第１の発明において、
　前記大粒径化オイル流通手段は、前記吸気管に導入されたブローバイガスが流れるブローバイガス流路上に配置された湾曲状の外周壁を有する吸気管内部材を備え、
　前記ＰＣＶ管は、鉛直方向上方から前記吸気管に接続され、
　前記吸気管への前記ＰＣＶ管の開口と、前記外周壁とが対向配置されることを特徴とする。
　また、第３の発明は、第２の発明において、
　前記吸気管内部材よりも下流側において前記吸気管に接続され、前記吸気管を流れるガスを圧縮するコンプレッサを更に備えることを特徴とする。
　また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
　前記吸気管に導入されたブローバイガス中のオイルの前記外周壁上における流動性を低下させる流動性低下手段が、前記外周壁に設けられることを特徴とする。
　また、第５の発明は、第４の発明において、
　前記流動性低下手段が、前記吸気管の上下流方向に延在し、かつ前記外周壁の周方向に間隔を隔てた複数の手段であることを特徴とする。
　また、第６の発明は、第２乃至第５の発明のうちの何れか１つにおいて、
　前記吸気管への前記ＰＣＶ管の開口よりも上流側から前記吸気管にＥＧＲガスを導入するＥＧＲ管を更に備え、
　前記吸気管内部材は、前記吸気管よりも小口径の内部配管であり、
　前記内部配管の上流端開口が前記吸気管への前記ＥＧＲ管の開口に向かって開口していることを特徴とする。
　第１の発明によれば、大粒径化オイル流通手段によって、ブローバイガス中のオイルについて、その粒径を拡大させながら、吸気管の内周壁に沿って流通させることができる。ブローバイガス中のオイルミストは、その内部のオイル成分を失うことで高粘度化し、吸気管内壁等への接触時に付着し易くなる。この点、大粒径化オイル流通手段によってオイルの粒径を拡大できれば、この高粘度化速度を鈍化できる。よって、オイルミストの吸気管内壁等への付着を抑制できる。従って、第１の発明によれば、デポジット発生を抑制できる。また、オイル粒径の拡大した大粒径化オイルは、小粒径のオイルをその内部に取り込むことができる。そのため、大粒径化オイルが吸気管の内周壁に沿って流通すれば、その流路途中に付着しデポジット化しつつあるオイルを一様に洗浄除去できる。従って、第１の発明によれば、デポジットの堆積をも抑制できる。
　第２の発明によれば、ブローバイガス流路上に湾曲状の外周壁を有する吸気管内部材を配置するので、当該外周壁に沿ってブローバイガスを流すことができる。また、ＰＣＶ管は鉛直方向上方から上記吸気管に接続され、更に、吸気管へのＰＣＶ管の開口と、上記外周壁とが対向配置されるので、上記外周壁において上記大粒径化オイルを発生させ、ブローバイガスの流れおよび重力に従って上記外周壁に沿って一様に流通させることができる。
　コンプレッサを備える内燃機関においては、当該コンプレッサにおいてブローバイガスが圧縮される。そのため、上記コンプレッサ内部は、ブローバイガス中のオイルミストが高粘度化し易い環境下にあると言える。この点、第３の発明によれば、コンプレッサよりも上流側の上記ブローバイガス流路上に、湾曲状の外周壁を有する吸気管内部材を配置するので、オイル粒径が拡大した大粒径化オイルを、上記外周壁に沿って一様に流通させて上記コンプレッサ内部に導入させることができる。従って、コンプレッサ内部におけるデポジット発生や堆積を抑制できる。
　第４の発明によれば、流動性低下手段によって、上記外周壁上におけるオイルの流動性を低下させることができる。オイルの流動性を低下できれば、吸気管内壁等への接触前に、オイル粒子の大粒径化を促進できる。従って、本発明によれば、オイル粒径を確実に拡大できる。
　上述したように、上記大粒径化オイルは、ブローバイガスの流れおよび重力に従って上記外周壁に沿って流通する。第５の発明によれば、上記流動性低下手段が、上記吸気管の上下流方向に延在し、かつ上記外周壁に沿って間隔を隔てた複数の手段であるので、ブローバイガスの流れ方向および鉛直方向への移動性のバランスを取ることができる。従って、上記大粒径化オイルを上記外周壁に沿ってより一様に流通させることができる。
　上記吸気管への上記ＰＣＶ管の開口よりも上流側から上記吸気管にＥＧＲガスを導入するＥＧＲ管を備える場合、ＥＧＲガスはブローバイガスよりも上流側から上記吸気管に導入されることになる。ここで、ＥＧＲガスは高温ガスであるため、ＥＧＲガスがブローバイガスと混合すれば、ブローバイガス中のオイルミストが高粘度化し易くなる。この点、第６の発明によれば、吸気管よりも小口径の内部配管の上流端開口が吸気管へのＥＧＲ管の開口に向かって開口しているので、ＥＧＲガスを上記内部配管内に導入することが可能となる。従って、ＥＧＲガスとブローバイガスとの混合を防止できるので、オイルミストの高粘度化を防止できる。
実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 図１のコンプレッサ１２ｂ近傍の断面拡大図である。 図１のコンプレッサ１２ｂ近傍の断面拡大図である。 図３のＡ－Ａ´断面図である。 コンプレッサ１２ｂ内部における液滴オイル３８の挙動を説明するための図である。 デポジットの発生メカニズムを説明するための図である。 ディフューザ３２におけるオイルミストの挙動を説明するための図である。 ディフューザ３２における大粒径オイルミストの挙動を説明するための図である。 従来の吸気系構造におけるブローバイガス等の流れを説明するための図である。 コンプレッサ５８内部における液滴オイル５６の挙動を説明するための図である。 実施の形態１の変形形態を説明するための図である。 実施の形態２における管状部材の特徴部分と、この特徴部分による効果とを説明するための図である。 実施の形態２の変形形態を説明するための図である。 実施の形態３における管状部材の特徴部分と、この特徴部分による効果とを説明するための図である。 実施の形態４における管状部材の特徴部分と、この特徴部分による効果とを説明するための図である。 実施の形態３の管状部材７０の課題を説明するための図である。 実施の形態５のシステム構成を説明するための図である。 図１７のコンプレッサ１２ｂ近傍の断面拡大図である。 図１８のＡ－Ａ´断面図である。 ＬＰＬ－ＥＧＲガス導入時におけるコンプレッサ１２ｂ内部の温度分布を示した図である。
実施の形態１．
［システム構成の説明］
　先ず、図１乃至図１１を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の各気筒には、ピストン、吸気弁、排気弁、燃料インジェクタ等が設けられている。なお、エンジン１０の気筒数および気筒配置は特に限定されない。
　また、本実施形態のシステムは、過給機１２を備えている。過給機１２は、排気管１４に設けられたタービン１２ａと、吸気管１６に設けられたコンプレッサ１２ｂとを備えている。タービン１２ａとコンプレッサ１２ｂとは相互に連結されている。過給機１２の作動時には、タービン１２ａが排気圧を受けて回転し、これによりコンプレッサ１２ｂが駆動され、コンプレッサ１２ｂ内部に流入したガスが圧縮される。吸気管１６には、圧縮ガスを冷却するインタークーラ１８が設けられている。
　また、本実施形態のシステムは、ブローバイガスを還流するブローバイガス還流機構を備えている。ブローバイガスとは、エンジン１０のピストンとシリンダ壁面との隙間からクランクケース内に流入するガスである。このブローバイガス還流機構は、ＰＣＶ管２０を備えている。ＰＣＶ管２０は、コンプレッサ１２ｂよりも上流側の吸気管１６と、エンジン１０のシリンダヘッドカバー（不図示）とを接続するものである。ブローバイガスは、ＰＣＶ管２０、吸気管１６をこの順に流れることで、エンジン１０に再導入される。
［実施の形態１の特徴］
　次に、図２乃至図１０を参照しながら、本実施形態の特徴について説明する。先ず、図２を参照しながら、本実施形態の特徴部分に相当する吸気系の構造について説明する。図２は、図１のコンプレッサ１２ｂ近傍の断面拡大図である。図２に示すように、コンプレッサ１２ｂは、インペラ２２とハウジング２４と連結軸２６とを備えている。ハウジング２４は、インペラ２２を回転不能に支持する連結軸２６を回転自在に支持するものである。ハウジング２４には、インペラ２２の吸入側２２ａに吸気を導く入口部２８と、インペラ２２の外周に配置される渦巻き状のスクロール３０と、インペラ２２の吐出側２２ｂとスクロール３０とを連通するディフューザ３２とが設けられている。連結軸２６は、タービン１２ａのタービンホイール（不図示）に接続されている。
　また、図２に示すように、吸気管１６の内部には、管状部材３４が配置されている。管状部材３４および吸気管１６は、それらの中心軸線が一致するように配置されている。これにより、管状部材３４と吸気管１６との間には隙間３６が形成される。このような隙間３６を形成するため、管状部材３４には、その外径が吸気管１６の内径の８５％～約９９％のサイズのものが好ましく用いられる。このようなサイズの管状部材３４を用いれば、液滴オイル（後述）をその外周壁に沿って流し易くなるので好ましい。管状部材３４の下流端３４ａは、入口部２８と向かい合うように配置されている。
　続いて、図３乃至図５を参照しながら、図２の吸気系構造におけるブローバイガス等の流れを説明する。図３は、図１のコンプレッサ１２ｂ近傍の断面拡大図である。図３に矢印で示すように、ＰＣＶ管２０から吸気管１６に流入したブローバイガスは、隙間３６を流れる吸入ガスと共に入口部２８側に流れる。この際、ブローバイガスは管状部材３４の外周壁に衝突し、その後、管状部材３４の外周壁（即ち、吸気管１６の内周壁）を沿うように流れる。
　ここで、上述したように、ブローバイガス中にはクランクケース内のオイルがミスト化したオイルミストが含まれる。ここでいうオイルミストとは、粒径約５μｍ以下のオイルである。管状部材３４の外周壁にブローバイガスが衝突すれば、衝突ガス中のオイルミストの一部が液化する（液滴オイル３８）。液滴オイル３８は、吸気管１６に流入するブローバイガス中のオイルミストを次々に取り込み、液化状態を保ちながら吸入ガスの流れや重力に従って管状部材３４の外周壁を移動する。なお、図３に示す液滴オイル３８ａ，３８ｂは、液滴オイル３８の一時的な液溜り状態を模式的に示したものである。
　図４乃至図５を参照しながら、図２の吸気系構造における液滴オイル３８の流れについて詳述する。先ず、図４を参照しながら、管状部材３４の外周壁における液滴オイル３８の挙動について説明する。図４は、図３のＡ－Ａ´断面図である。図４に示すように、ＰＣＶ管２０は、重力方向上方（すなわち、鉛直方向上方）から吸気管１６に接続している。そのため、ブローバイガスの衝突により生じた液滴オイル３８は、重力に従い管状部材３４の外周壁を流れ落ち、液化状態を保ちながら当該外周壁の全体に拡散する。
　図５は、コンプレッサ１２ｂ内部における液滴オイル３８の挙動を説明するための図である。図４で説明したように、液滴オイル３８は、液化状態を保ちつつ管状部材３４の外周壁全体に拡散する。そのため、液滴オイル３８は、この液化状態を保ちつつ入口部２８から流入し、インペラ２２の表面に一様に流入しスクロール３０側に吐出される。従って、図２の吸気系構造によれば、液化状態を保った液滴オイル３８によってディフューザ３２の表面を一様に洗浄して、当該表面におけるデポジットの発生または堆積を抑制することが可能となる。
　上述した図２の吸気系構造による効果について、図６乃至図１０を参照しながら説明する。先ず、図６乃至図８を参照しながら、デポジットの発生メカニズムや、ディフューザ３２におけるオイルミストの挙動について説明する。図６は、デポジットの発生メカニズムを説明するための図である。何度か述べたように、ブローバイガス中にはクランクケース内のオイルが含まれる。そして、このオイルの中には、オイルミストが多く含まれる。何故なら、シリンダヘッド排出直後のブローバイガスは高温であり、ブローバイガス中のオイルの一部は気体状態で存在し、ＰＣＶ管２０流通中にミスト化するためである。
　また、オイルミストの中には、粒径約０．１μｍのスートをその内部に取り込んだスート含有オイルが存在する。図６に示すオイルミストは、このようなスート含有オイルを模式的に示したものである。図６に示すように、スート含有オイルは、入口部２８からコンプレッサ１２ｂ内部に流入する（図６（１））。この際、スート含有オイルの粒径は約５μｍ以下である。ここで、コンプレッサ１２ｂ内部に流入したガス（つまり、吸入ガス、ブローバイガスを含むガス）は、入口部２８の通過後、インペラ２２を通過する際に圧縮されて一気に高温化し、更に、ディフューザ３２という圧縮領域にてより一層高温化する。そのため、この内部流入ガスの高温化に伴い、スート含有オイルの内部温度も上昇する。よって、スート含有オイルはその内部のオイル成分を蒸発により失い、徐々に小粒径化することになる。
　即ち、図６に示すように、吐出側２２ｂ近傍においては、内部流入ガスの高温化に伴いスート含有オイルはオイル成分を蒸発により失い、小粒径化、高粘度化する（図６（２））。小粒径化、高粘度化したスート含有オイルは、ディフューザ３２表面に着床し、または着床することなく更に下流側へ流れる（図６（３））。そして、更に下流側へ流れたスート含有オイルは、その内部のオイル成分の殆どを失う（図６（４））。こうして、スート含有オイルがディフューザ３２表面に固着し、デポジット化してしまう。
　図７は、ディフューザ３２におけるオイルミストの挙動を説明するための図である。図６で説明したように、ディフューザ３２流通中、オイルミスト（スート含有オイル）はその内部のオイル成分を失い小粒径化する。特に、ディフューザ３２入口におけるオイル粒径が小さい場合、その流通中にオイルミストの流動性が失われデポジット化してしまう（図７（Ａ））。一方、オイル粒径が大きい場合、オイルミストの流動性が高く保たれ、ディフューザ３２を通過してスクロール３０側に到達する（図７（Ｂ））。このことから、オイル粒径が大きければ、ディフューザ３２表面への着床等を回避でき、デポジット化を抑制できることが分かる。
　図８は、ディフューザ３２における大粒径オイルミスト（粒径が１μｍよりも大きいオイルミストをいう。以下同じ。）の挙動を説明するための図である。図８に示すように、大粒径オイルミスト（オイルミストＡ）がディフューザ３２入口から流入すると、既にディフューザ３２表面に着床等していたオイルミスト（オイルミストＢ）と接触する（図８（１））。そうすると、オイルミストＢはオイルミストＡに取り込まれ、より粒径の大きいオイルミストＣになる（図８（２））。そして、オイルミストＣは流動性を保ったままディフューザ３２出口へと流れていく（図８（３））。このことから、大粒径オイルミストは、着床等したオイルミストを除去できるということも分かる。
　次に、図９乃至図１０を参照しながら、図７乃至図８で述べた効果について補足説明する。図９は、従来の吸気系構造におけるブローバイガス等の流れを説明するための図である。なお、従来の吸気系構造は、管状部材３４を非設置とする点を除き本実施形態の吸気系構造と同様である。そのため、図９の構成部品に関する詳細な説明は省略するものとする。
　図９に示すように、ＰＣＶ管５０から吸気管５２に流入したブローバイガスは、吸気管５２を流れる吸入ガスと共に入口部５４側に流れる。この際、ブローバイガスは吸気管５２の内周壁に衝突する。ブローバイガスが吸気管５２の内周壁に衝突すれば、ブローバイガス中のオイルミストの一部が液化状態となる（液滴オイル５６）。液滴オイル５６は、吸気管５２に流入したブローバイガス中のオイルミストを次々に取り込み、液化状態を保ちながら吸入ガスの流れに従って入口部５４側に移動する。
　図１０は、コンプレッサ５８内部における液滴オイル５６の挙動を説明するための図である。図９で説明したように、液滴オイル５６は、液化状態を保ちながら吸入ガスの流れに従って入口部５４側に移動する。そのため、入口部５４から流入した液滴オイル５６は、インペラ６０の表面の一部分から流入し、ディフューザ６４側に吐出される。従って、図１０に示すように、液滴オイル５６が描く軌跡に沿ってディフューザ６４表面が洗浄される。換言すれば、図９の吸気系構造では、ディフューザ６４表面を部分的にしか洗浄できない。
　この点、図３乃至図５で説明した液滴オイル３８は、大粒径オイルミストよりも遥かに大きい粒径のオイルミストの集合体である。そのため、液滴オイル３８によってインペラ２２表面に着床等したオイルミストやデポジットを一様に洗浄できる。従って、図２の吸気系構造によれば、ディフューザ３２の表面全体におけるデポジット堆積を抑制可能となる。また、液滴オイル３８はディフューザ３２表面に着床等することなくスクロール３０側に到達できる。従って、図２の吸気系構造によれば、ディフューザ３２表面全体におけるデポジット発生をも抑制可能となる。
　ところで、上記実施の形態１においては、ブローバイガスを管状部材３４に衝突させて液滴オイル３８を発生させ、発生させた液滴オイル３８を管状部材３４の外周壁に沿うように流通させたが、管状部材３４以外の手段を用いて液滴オイル３８を発生、流通させることも可能である。
　図１１は、上記実施の形態１の変形形態を説明するための図である。例えば、管状部材３４の代わりに、管状部材３４の重力方向下方部を切り欠いた形状の管状部材４０を用い、この管状部材４０にブローバイガスを衝突させて液滴オイル３８を発生させ、その外周壁に沿うように流通させることもできる（図１１（Ａ））。また、例えば、ＰＣＶ管２０の吸気管１６側出口に設けたガス絞り部材（液化促進部材）４１と、管状部材３４の鉛直方向下方部を、上記管状部材４０の切り欠きよりも大きく切り欠いた管状部材４２とを組み合わせて用いることもできる（図１１（Ｂ））。なお、上記ガス絞り部材４１は、より具体的には、切頭円錐管状の部材であって、径が大きい方の端部がＰＣＶ管２０と吸気管１６との接続部位に接続されて径が小さい方の端部が吸気管１６の内部に位置している部材である。更に、例えば、ＰＣＶ管２０と吸気管１６との接続部位に設けたガス衝突用部材（液化促進部材）４３と、管状部材３４を略右半分を切り欠いた管状部材４４とを組み合わせて用いることもできる（図１１（Ｃ））。なお、上記ガス衝突用部材４３は、ＰＣＶ管２０と吸気管１６との接続部位の一部からＰＣＶ管２０の中心軸線に向かって且つ吸気管１６内部に向かって延在する部材であり、上記管状部材４４は、上記ガス衝突用部材４３の吸気管１６の端部からＰＣＶ管２０の開口の下側を通って吸気管１６の内周面に沿って吸気管１６の鉛直方向下方領域まで延在する部材である。更にまた、管状部材４０よりも管径の小さい管状部材４５と、管状部材４０の上方部を切り欠いた形状の管状部材４６とを組み合わせて用いることもできる（図１１（Ｄ））。なお、図１１に示す液滴オイル３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆは、液滴オイル３８の一時的な液溜り状態を模式的に示したものである。
　また、上記実施の形態１においては、管状部材３４および吸気管１６は、両者の中心軸が一致するように配置した。しかしながら、これらの中心軸は必ずしも一致していなくてもよい。即ち、図１１（Ｂ）で示したように、管状部材３４の中心軸が吸気管１６の中心軸に対して重力方向下方となるように配置してもよい。
　このように、ブローバイガス中のオイルの粒径を拡大させつつ吸気管１６の内周壁に沿うように流通させることが可能な手段であれば、上記実施の形態１の管状部材３４に代用できる。なお、本変形例は後述する各実施形態においても同様に適用が可能である。
　また、上記実施の形態１においては、過給機１２を備えるシステムを前提として説明を行った。しかしながら、上記実施の形態１の吸気系構造は、過給機非搭載のシステムにおいても同様に適用が可能である。即ち、デポジットの発生メカニズムに鑑みれば、スート含有オイルが高温環境下に晒されればデポジットに変わり易くなると言える。そのため、過給機非搭載のシステムであっても、吸気弁近傍（例えば吸気マニホルドや吸気マニホルド上流の吸気管）に上記実施の形態１の管状部材３４を配置すれば、液滴オイル３８によって当該吸気弁近傍を一様に洗浄できる。従って、当該吸気弁近傍におけるデポジットの発生または堆積を抑制することが可能となる。なお、本変形例は後述する各実施形態においても同様に適用が可能である。
　なお、上記実施の形態１やその変形形態においては、管状部材３４，４０や、ガス絞り部材４１、管状部材４２の組み合わせ、ガス衝突用部材４３、管状部材４４の組み合わせ、管状部材４５，４６の組み合わせが上記第１の発明における「大粒径化オイル流通手段」に相当している。
　また、上記実施の形態１において、管状部材３４の中心軸線に対して垂直な断面形状は、円形であるが、当該断面形状は、楕円形や多角形（たとえば、五角形、六角形等）であってもよい。
　また、上記実施の形態１やその変形形態においては、管状部材３４，４０，４２，４４，４５が上記第２の発明における「吸気管内部材」に相当している。
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
　次に、図１２乃至図１３を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態においては、上記実施の形態１の管状部材３４を、図１２に示す管状部材６６に置き換えた点をその特徴とする。そのため、以下においてはこの特徴部分を中心に説明し、システム構成その他既に上記実施の形態１で説明した内容については省略する。
　図１２は、実施の形態２における管状部材の特徴部分と、この特徴部分による効果とを説明するための図である。図１２に示すように、吸気管１６の内部には、管状部材６６が配置されている。そのため、管状部材６６の外周壁において液滴オイル３８を発生させることができる。また、図１２に示すように、ＰＣＶ管２０は、重力方向上方から吸気管１６に接続している。そのため、発生した液滴オイル３８は、重力に従い管状部材６６の外周壁を流れ落ち、液化状態を保ちながら当該外周壁の全体に拡散する。
　ここで、管状部材６６には、その途中に管口絞り部６６ａが形成されている。そのため、この管口絞り部６６ａにおいて液滴オイル３８のコンプレッサ１２ｂ方向への移動を抑制し、重力方向（図中の矢印方向）への移動を促進できる。これにより、この管口絞り部６６ａにおいて一時的な液溜り状態を生ぜしめ（液滴オイル３８ｇ）、液滴オイル３８ｇを管口絞り部６６ａに沿って流すことが可能となる。よって、管状部材６６の外周壁の全体に液滴オイル３８を行き渡らせることが可能となる。この点、上記実施の形態１の管状部材３４は直管状部材であるため、液滴オイル３８が管状部材３４の外周壁の全体に行き渡る前に、コンプレッサ１２ｂに吸入される可能性がある。
　このように、本実施形態の管状部材６６によれば、液溜り状態とした液滴オイル３８ｇを管口絞り部６６ａの外周に沿って流し、管状部材６６の外周壁の全体に液滴オイル３８を確実に行き渡らせることが可能となる。従って、液滴オイル３８をより均一状態でディフューザ３２の表面に接触させることが可能となる。従って、ディフューザ３２表面におけるデポジットの発生または堆積をより効果的に抑制することが可能となる。
　ところで、上記実施の形態２においては、管口絞り部６６ａが形成された管状部材６６を用いたが、管口絞り部６６ａ以外の加工が施された管状部材を用いることも可能である。図１３は、上記実施の形態２の変形形態を説明するための図である。例えば、管状部材６６の代わりに、溝部６８ａが形成された管状部材６８を用いることもできる。なお、溝部６８ａは、管状部材６８の外周壁を一周するように形成されている。管状部材６８によれば、溝部６８ａにおいて液滴オイル３８の液溜り状態を生ぜしめ（液滴オイル３８ｈ）、溝部６８ａに沿って流すことが可能となる。よって、管状部材６８の外周壁の全体に液滴オイル３８を行き渡らせることが可能となる。従って、上記実施の形態２とほぼ同様の効果を得ることができる。
　なお、上記実施の形態２やその変形形態においては、管口絞り部６６ａ、溝部６８ａが上記第３の発明における「流動性低下手段」に相当している。
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
　次に、図１４を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態においては、上記実施の形態１の管状部材３４を、図１４に示す管状部材７０に置き換えた点をその特徴とする。そのため、以下においてはこの特徴部分を中心に説明し、システム構成その他既に上記実施の形態１で説明した内容については省略する。
　図１４は、実施の形態３における管状部材の特徴部分と、この特徴部分による効果とを説明するための図である。図１４に示すように、吸気管１６の内部には、管状部材７０が配置されている。管状部材７０は、図２の管状部材３４同様の直管状の管状部材である。そのため、管状部材７０の外周壁において液滴オイル（不図示）を発生させ、当該外周壁に流すことができる。
　また、図１４に示すように、管状部材７０の外周壁の途中（具体的には、ＰＣＶ管２０接続口の直下流部分）には、親油性材料からなるコーティング部７０ａが形成されている。なお、コーティング部７０ａは、管状部材７０の中心軸線を中心として当該管状部材７０の外周壁を帯状に一周するように形成されている。そのため、このコーティング部７０ａにおいて液滴オイルのコンプレッサ１２ｂ方向への移動を抑制し、重力方向（図中の矢印方向）への移動を促進できる。これにより、このコーティング部７０ａにおいて液滴オイルの一時的な液溜り状態を生ぜしめ、液滴オイルをコーティング部７０ａに沿って流すことが可能となる。よって、管状部材７０の外周壁の全体に液滴オイルを行き渡らせることが可能となる。従って、本実施形態の管状部材７０によれば、上記実施の形態２とほぼ同様の効果を得ることが可能となる。
　ところで、上述した実施の形態３においては、コーティング部７０ａが形成された管状部材７０を用いたが、コーティング部７０ａを形成する代わりに、当該形成箇所の外周壁を粗面で形成してもよい。このように、液滴オイルの一時的な液溜り状態を生ぜしめることが可能な手段であれば、上記実施の形態３の管状部材７０に代用できる。なお、本変形例は後述する実施形態４においても同様に適用が可能である。
　なお、上記実施の形態３やその変形形態においては、コーティング部７０ａが上記第３の発明における「流動性低下手段」に相当している。
実施の形態４．
［実施の形態４の特徴］
　次に、図１５を参照しながら、本発明の実施の形態４について説明する。本実施形態においては、上記実施の形態１の管状部材３４を、図１５に示す管状部材７２に置き換えた点をその特徴とする。そのため、以下においてはこの特徴部分を中心に説明し、システム構成その他既に上記実施の形態１で説明した内容については省略する。
　図１５は、実施の形態４における管状部材の特徴部分と、この特徴部分による効果とを説明するための図である。図１５に示すように、吸気管１６の内部には、管状部材７２が配置されている。管状部材７２は、図２の管状部材３４同様の直管状部材である。そのため、管状部材７２の外周壁において液滴オイル（不図示）を発生させ、当該外周壁に流すことができる。
　また、図１５に示すように、管状部材７２の外周壁には、親油性材料からなるコーティング部７２ａがガス流れ方向に沿って形成されている。コーティング部７２ａは管状部材７２の周方向に所定間隔をもって形成され、各コーティング部７２ａ間には管状部材７２の外周壁そのものが露出している。つまり、管状部材７２の外周壁には、親油性の高い部位（コーティング部７２ａ）と、親油性の低い部位（管状部材７２の外周壁）とが交互に形成されていると言える。このように形成することで、高親油性の部位から低親油性の部位へのオイル移動性を低下させて、高親油性の部位に油溜りを生じさせることができる。更に、この油溜りは質量を持つので一定量溜まることで下方向に流れる。従って、管状部材７２の外周壁の周方向に所定間隔をもって油溜りができる。
　このように、本実施形態の管状部材７２によれば、高親油性の部位と低親油性の部位との組み合わせにより、上記実施の形態１乃至３の管状部材の効果を更に高めることが可能となる。即ち、上記実施の形態１の管状部材３４は直管状部材であるため、液滴オイル３８が管状部材３４の外周壁の全体に行き渡る前に、コンプレッサ１２ｂに吸入される可能性がある。また、上記実施の形態２や３の管状部材６６，６８，７０は、液溜り状態とした液滴オイル３８の粒径が大きくなり過ぎ、ＰＣＶ管２０接続口の反対側の吸気管１６の内周壁にまで到達してしまう可能性がある。
　図１６は、上記実施の形態３の管状部材７０の課題を説明するための図である。図１６に示すように、管状部材７０の外周壁にはコーティング部７０ａが形成されている。そのため、液滴オイル３８をコーティング部７０ａに沿って流すことが可能となる。しかし、コンプレッサ１２ｂへの吸入前に、液滴オイル３８がコーティング部７０ａを流れ切った場合には、吸気管１６の内周壁に液滴オイル３８ｉとして溜まる可能性がある。そうすると、液滴オイル３８ｉがインペラ２２の一部分からコンプレッサ１２ｂに流入するので、ディフューザ３２表面を部分的にしか洗浄できない。
　この点、本実施形態の管状部材７２によれば、上述したコーティング部７２ａの配置により、図１６で説明した液滴オイル３８ｉの発生量を低減可能となる。従って、液滴オイル３８をディフューザ３２の表面により効果的に均一接触させることが可能となる。
　ところで、上記実施の形態４においては、コーティング部７２ａが形成された管状部材７２を用いたが、コーティング部７２ａの代わりに、溝部を形成した管状部材を用いてもよい。当該溝部をガス流れ方向に沿って形成し、尚且つ、当該溝部を管状部材の周方向に所定間隔をもって形成すれば、当該溝部において一時的な油溜りを生ぜしめることができる。従って、上記実施の形態４とほぼ同様の効果を得ることができる。
　なお、上記実施の形態４やその変形形態においては、コーティング部７２ａが上記第４の発明における「流動性低下手段」に相当している。
実施の形態５．
　次に、図１７乃至図２０を参照しながら、本発明の実施の形態５について説明する。本実施形態は、図１７のシステム構成において、図１８の吸気系構造とすることをその特徴とする。
［システム構成の説明］
　図１７は、実施の形態５のシステム構成を説明するための図である。図１７に示すように、本実施形態のシステムは、ＬＰＬ－ＥＧＲ（Low Pressure Loop Exhaust Gas Recirculation）ガスを導入するＬＰＬ－ＥＧＲ機構を備えている。ＬＰＬ－ＥＧＲ機構は、ＬＰＬ－ＥＧＲ管７４を備えている。ＬＰＬ－ＥＧＲ管７４は、タービン１２ａよりも下流側の排気管１４と、ＰＣＶ管２０と吸気管１６との接続部位よりも上流側の吸気管１６とを接続するものである。ＬＰＬ－ＥＧＲ機構以外の構成については、上記実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
［実施の形態５の特徴］
　次に、図１８乃至図２０を参照しながら、本実施形態の特徴について説明する。先ず、図１８を参照しながら、本実施形態の特徴部分に相当する吸気系構造と、当該吸気系構造におけるブローバイガス等の流れを説明する。図１８は、図１７のコンプレッサ１２ｂ近傍の断面拡大図である。図１８に示すように、吸気管１６の内部には、管状部材７６が配置されている。管状部材７６は、図２の管状部材３４同様の直管状の管状部材である。そのため、管状部材７６の外周壁において液滴オイル３８を発生させ、当該外周壁に流すことができる。なお、図１８に示す液滴オイル３８ｊ，３８ｋは、液滴オイル３８の一時的な液溜り状態を模式的に示したものである。
　管状部材７６の下流端７６ａは、入口部２８と向かい合うように配置されている。そのため、ブローバイガスは、ＰＣＶ管２０から吸気管１６に流入し、隙間３６を流れる吸入ガスと共に管状部材７６の外周壁（即ち、吸気管１６の内周壁）を沿うように流れ、入口部２８へと向かう。一方、管状部材７６の上流端７６ｂは、ＬＰＬ－ＥＧＲ管７４側に傾斜している。すなわち、管状部材７６の上流端開口が吸気管１６へのＬＰＬ－ＥＧＲ管７４の開口に向かって開口している。そのため、ＬＰＬ－ＥＧＲガスの殆どは、管状部材７６の内部に流入し、吸入ガスと共に入口部２８へと向かう。
　次に、上述した図１８の吸気系構造による効果について、図１９乃至図２０を参照しながら説明する。図１９は、図１８のＡ－Ａ´断面図である。図１９に示すように、ブローバイガスは隙間３６を流れ、ＬＰＬ－ＥＧＲガスは管状部材７６の内部を流れる。ここで、ＬＰＬ－ＥＧＲガスは高温（約９０℃）のガスである。従って、インペラ２２の吐出側２２ｂに至るときの吸気ガス（すなわち、ＥＧＲガス含有ガス）の温度は、通常の吸気ガス（すなわち、空気）が吐出側２２ｂに至るときのガス温度よりも高温となる。故に、コンプレッサ１２ｂへの流入前にブローバイガスとＬＰＬ－ＥＧＲガスとが混合した場合には、入口部２８付近でスート含有オイルの小粒径化、高粘度化が進行し、ディフューザ３２表面において高確率でデポジット化してしまう。この点、図１８の吸気系構造によれば、コンプレッサ１２ｂ流入前のガス混合を抑制できる。
　図２０は、管状部材７６を設けない構成において、ＬＰＬ－ＥＧＲガス導入時におけるコンプレッサ１２ｂ内部の温度分布を示した図である。上述したように、ＬＰＬ－ＥＧＲガスは高温であるため、ディフューザ３２表面においては、ＬＰＬ－ＥＧＲガスのガス流れに沿って局所高温部が形成される。この点、図１８の吸気系構造によれば、管状部材７６の外周壁を沿うようにオイルミスト（スート含有オイル）が流入し、ＬＰＬ－ＥＧＲガスは管状部材７６の内部からコンプレッサ１２ｂに流入するため、コンプレッサ１２ｂ内部においてもスート含有オイルと局所高温部との混合を低減できる。従って、図１８の吸気系構造によれば、スート含有ガスとＬＰＬ－ＥＧＲガスとの混合を抑制しつつ、液滴オイル３８による洗浄効果を発揮させることが可能となる。
　なお、上記実施の形態５においては、管状部材７６が上記第６の発明における「内部配管」に相当している。
　１０　エンジン
　１２　過給機
　１２ａ　タービン
　１２ｂ　コンプレッサ
　１６，５２　吸気管
　２０，５０　ＰＣＶ管
　２２，６０　インペラ
　２２ａ　吸入側
　２２ｂ　吐出側
　３２，６４　ディフューザ
　３４，４０，４２，４４，４５，６６，６８，７０，７６　管状部材
　３４ａ，７６ａ　下流端
　３６　隙間
　３８，５６　液滴オイル
　４１　ガス絞り部材
　４３　ガス衝突用部材
　６６ａ　管口絞り部
　６８ａ　溝部
　７０ａ，７２ａ　コーティング部
　７４　ＬＰＬ－ＥＧＲ管
　７６ｂ　上流端

Claims (6)

  1. 　内燃機関の吸気管にオイルを含むブローバイガスを導入するＰＣＶ管と、
    　前記ＰＣＶ管から前記吸気管に導入されたブローバイガス中のオイルの粒径を拡大させると共に該粒径を拡大されたオイルを前記吸気管の内周壁に沿って流通させる大粒径化オイル流通手段と、
    　を備えることを特徴とする内燃機関。
  2. 　前記大粒径化オイル流通手段は、前記吸気管に導入されたブローバイガスが流れるブローバイガス流路上に配置された湾曲状の外周壁を有する吸気管内部材を備え、
    　前記ＰＣＶ管は、鉛直方向上方から前記吸気管に接続され、
    　前記吸気管への前記ＰＣＶ管の開口と、前記外周壁とが対向配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
  3. 　前記吸気管内部材よりも下流側において前記吸気管に接続され、前記吸気管を流れるガスを圧縮するコンプレッサを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
  4. 　前記吸気管に導入されたブローバイガス中のオイルの前記外周壁上における流動性を低下させる流動性低下手段が、前記外周壁に設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関。
  5. 　前記流動性低下手段が、前記吸気管の上下流方向に延在し、かつ前記外周壁の周方向に間隔を隔てた複数の手段であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
  6. 　前記吸気管への前記ＰＣＶ管の開口よりも上流側から前記吸気管にＥＧＲガスを導入するＥＧＲ管を更に備え、
    　前記吸気管内部材は、前記吸気管よりも小口径の内部配管であり、
    　前記内部配管の上流端開口が前記吸気管への前記ＥＧＲ管の開口に向かって開口していることを特徴とする請求項２乃至５何れか１項に記載の内燃機関。
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