JPS60122213A - 吹抜けガスをクランクケーシングから過給機関系へ戻す装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、駆動媒体によって駆動されるガス搬送ユニッ
トによって吹抜はガスをクランクケーシングから過給機
関系へ戻す装置でちって、前記ガス搬送ユニットが、吸
気管内に設けられた調整装置を介してクランクケーシン
グ内に負圧を生ぜしめる形式のものに関する。

従来の技術 内燃機関のばあい、燃焼室のソールはピストン及びピス
トンリングによって完全ではない。

全体の作業遊びにわたってガスがシリンダからクランク
ケーシング内に侵入する。このガスは吹抜はガス（ブロ
ーパイガス、以下にＢＢ　−ガスと言う）であシ、この
ガスはクランクケーシングから逃がさなければならず、
このことは一般的に弁カバーあるいは機関ゾロツクを開
放することによって行なわれる。

環境保護により、イ幾関からのオイル流出を回避するこ
とが望捷れる。吸気式機関のばあいに、クランクケーシ
ングから排気されるオイル噴霧（ＢＢ　−ガス）は再び
機関の吸気部に導ひかれ、このことによって外方へのオ
イル漏れが避けられる。ガソリン機関のばあいには、こ
のような処理がやはり多くの国で規定されてきた。

このような技術がディーゼル機関においても導入される
ことが提案されている。

オツド機関のばあいには、幾つかの国で、夛ランクケー
シング内で全負荷−及び全回転数範囲にわたって負圧を
生ぜしめなければならな℃・と規定されており、このこ
とによってオイル流出がクランクケーシングの７−ルに
よって回１１ｆｆされる。原理的にはクランクケーシン
グ内では運転範囲全体てわたってわずかな負圧しか生じ
ないであろう。なぜならば負圧が大きくなればなる程、
オイルが不都合にもＢＢ　−ガスと一緒に多量に吸込ま
れるからである。このばあい、ＢＢ　−ガスは空気フイ
、ルタの前で内燃機関の吸気管内に戻されるかある℃・
はオイル分離器を介して外へ導かれるのが普通である。

ＢＢ　−ガスを吸気管内に戻すばあいに、このことは非
潤滑における１つの利点として見なされるが、しかし非
潤滑のためにＢＥ−ガス戻しは必要でないと見る向きも
ある。

オイル分離器は弁カバーに組込むこともできあるいは付
加部材として取付けることもできる。オイル分離器はＢ
Ｂ　−ガス内に含せれたオイル成分を、ＢＢ　−ガスが
外に排出されるあるいは機関に戻される前に分離する。

市販されているオイル分離器を使用するばあいにも依然
として著しい量のオイルを分離することができる。しか
し従来では、このような良好なりＥ　−ガス浄化度のオ
イル分離器を使用することによシ、クランクケーシング
内ｒ負圧を生ぜしめるという要求に応じることができな
い。

つまり、良好なオイル分離器により分離器内で大きな圧
力損失が生ぜしめられ、このことによってクランクケー
シング内で所望の負圧を保証することができなくなる。

１イッ連邦共和国特許出願公告第２ｏ○６３２９号明細
書におし・て、ターボ過給機えよって過給される機関が
公知であり、このばあいには、エゼクタ又はジェットポ
ンプとして形成されているポンプ系を介して、ＥＢ　−
ガスがクランクケーシングから吸出される。このばあ℃
・駆動媒体としてたとえば過給空気が使用される。クラ
ンクケーシングから吸出されたＢＢ　−ガスは、吸気管
に設けられた調整装置を流過し、この調整装置がクラン
クケーシング内の所望の負圧を調整する。吸込捷れたＢ
Ｅ　−ガスは、次いで機関系内に戻きれる。このような
回路によって、機関に関連する媒体による強い吸込みを
得ようとする。

ところで、装入された駆動媒体が十分にチャージされた
エネルギを有していると仮定する。

このことは、ほかと無関係に考えれば全負荷時のばあい
である。機関が部分負荷で回転するばあいにはそうでは
ない。これらのばあい過給圧は、調整装置を回避するば
あいＫざえ、クランクケーシングからのＢＢ　−ガスの
吸込みをほとんど保持することができない。さらにポン
プ系の後にオイル分離器を設けると、クランクケーシン
グ内で得ようとする負圧はもはや生ぜしめられない。

発明の課題 本発明の課題は、クランクケーシング内で全運転範囲に
わたＱて調整されたかつ制限された負圧を生ぜしめ、さ
らにＢＢ　−ガスを、機関系内に戻される前に、適当に
設言１されかつガス搬送ユニットの前に設けられたオイ
ル分離器内で十分に浄化することのできる前述の形式の
装置を提供することである。

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、機関がガス
動力学的な圧力波チャージャーにょつて過給されており
、さらにガス搬送ユニットのための駆動媒体がガス動力
学的な圧力波チャージャーのプロセスから取出されるガ
スであり、このガスが、駆動媒体導管内に設けられた調
整装置によって、クランクケーシング内で全運転範囲に
おいて一５０ミリバールより大きくならない負圧を生せ
しめるように調整されるようになっていることにある。

さらに有利には、ガス動力学的な圧力波チャージャーに
よって過給される機関のばあいには、ガス搬送ユニット
が駆動ガスによって運転され、駆動ガス導管が空気側で
ガス動力学的な圧力波チャージャーの後方に設けられた
スタート弁フラツプの前方で分岐している。

本発明の有オリな実施態様妬よれば、調整装置は駆動ガ
ス調量装飴又は調圧装置である。

さらに有利な実施態様によれば、ガス搬送ユニットは、
排気管に設けられているベンチュリディフューザである
。このばあ（・ベンチュリ管は走行するさいの風によっ
て与えられるエゼクタによって補充されることもでき、
従って少なくとも走行中ば４ンテユリデイフユーザの吸
気作用が強化される。

本発明の有利な別の実施態様によれば、浄化されたＢＢ
　−ガスはクランクケーシングから機関系の低圧−排気
管内へ戻される。このごとにより、この個所の温度が、
分留プロセスにならない程に低下されるという利点があ
る。著しく高い分離度のオイル分離器を設けることによ
って、排気系から実際にオイルを含まないガスを排出す
ることができる。

さらに有利には、ＥＢ−ガスがクランクケーシングから
、機関のアイｂ％　ＩＪング運転時に弁潤滑部へ引出さ
れる。ここに設けられた逆止弁は、機関の負荷開始時に
過給空気がＥＢ　−ガスの導管内に流入することを阻止
する。

実施例 図面において本願発明を理解する上で直接必要でない部
材は省略する。作業媒体の流れ方向が矢印で示されてい
る。種々の図面において同一部材には同一符号が付けら
れている。

第１図による機関ｌは、空気側で過給空気導管１３を介
してガス動力学的な圧力波チャージャー１０と接続され
ている。圧力波チャージャーは低圧側でフレッシュ空気
用の吸気管１４を備えている。ガス動力学的な圧力波チ
ャージャー１０の作用形式は、スイス国特許第φ１８７
３０号明細書において記載されている。機関排ガス１２
が圧力波チャージャーｌＯに達し、ここから機関排ガス
は、そのエネルギを引渡した後に排気管１５を介して外
気へ排出される。圧力波チャージャー１０とスタート弁
フラップ１９との間で駆動ガス導管１６が分岐している
。

駆動ガス導管内の過給空気導管１３から受け取られる駆
動ガスが、ガス搬送ユニット、図示の実施例ではエーピ
クタ２０’へ搬送され、かつクランクケーシングｂ に使用される。クランクケーシングｌ’ａから流出する
ＢＢ　−ガス２がオイル分離器牛を通りかつ浄化された
ＢＢ　−ガス７としてエゼクタ２０を介して、次いでＢ
Ｂ　−ガス／駆動ガス混合物７ａとして排気管１５内へ
達する。オイル分離器＋において分離されたオイルは、
オイル戻し路６を介して機関系１．ｌａに戻され、この
ことによってオイル漏れは著しく減少される。オイル戻
し路内に設けられた安全弁３は、オイルが機関ｌもしく
はクランクケーシング１ａからオイル分離器年内へ逆流
しないように配慮されている。機関ｌにおいて圧力低下
された状態、とシわげ部分負荷のばあいに、スター１−
　弁フラツプ１９が接続され、従ってその前に作業され
た圧力波チャージャー１０によって迅速に過給空気導管
１３内に圧力低下が形成される。ここから出された駆動
ガス（１６）は、機関１の部分負荷段階中にもエゼクタ
２０内で必要な吸込み作用を確実に調節するために十分
な大きさのエネルギを有している。この段階中、機関ｌ
のためのフレツンユ空気供給はスタート弁パイノξス１
９ａによって得られる。

駆動ガス導管１６内の調整装置８は、調整シグナル９に
よって、クランクケーシングｌａ内の負圧の大きさが　
規定の値を越えて強くならないようにする働きをする。

なぜならば、とりわけ全負荷のばあいに多量のオイルが
機関ｌから吸出されるという大きな危険がこの回路内に
存在するからである。

第２図は第１図とは別の実施例を示す回路である。第２
図においては、フレッシュ空気を吸込むばあし・及び浄
化されたＢＢ　−ガス７を機関ｌの系内へ戻ずばあいの
切換可能性につ℃・て述べるだけである。さらにガス搬
送ユニット５がエゼクタ２０を必要とせずに、同様に良
好なｓｒタンプ利用することが示さ牡て℃・る。吸気管
１４ａ内の空気は空気フィルり１８を流過し、ろ過され
た空気が圧力波チャージャー１０内で機関排ガス１２に
よって機関１のための過給空気（１３）に圧縮される。

駆動ガス（１６）を含む浄化されたＢＢ−ガス７は、す
でに第１図で示されたように、混合物７ａとして排気管
１５内へ戻される。回路の設計に応じて、混合物＆主導
管７ｂを介して空気フィルタ１８の前方の吸気管ｌｌａ
内へ、あるいは導管７Ｃを介して空気フィルタ１８の後
方の吸気管１４ｂ内へ、あるいは導管７ｄを介して過給
空気導管１３内へ戻される。ＢＢ　−ガス２は機関ｌの
アイ−リング運転時に弁潤滑部１７に引込丑れ、このば
あい逆止弁３ａは、機関１の負荷開始時に過給空気（１
３）がＢＢ　−ガス２内へ流れることを阻止する０ 第３図は所属の調整装置を有するエゼクタ２０の使用を
示す。このばあい、ここに示された駆動ガス調量装置８
ａはガス動力学的な圧力波チャージャー１０の過給空気
導管１３からの駆動ガスによる負荷（第１図参照）に限
定されるものでは７よいということを注意しておく。第
３図によれば、駆動ガスとして使用される作業ガス２２
は蓄圧器２１から取出される。作業ガス２２としての機
関排ガスは、ＢＢ　−ガスの汚’ｈ−及びコークス化を
阻止するために、ユニット２３内で冷却されかつ浄化さ
れる。もちろん駆動ガスはガス動力学的な圧力波チャー
ジャーのポケットからも取出される。駆動ガス調量装置
８ａは、すでに述べたように、作業ガス２２もしくは駆
動ガス量を最低の必要滑に限定するという働きをする。

浄化されりＢＢ　−ガス７がダイヤフラム室２牛内を流
過しかつ次いでエゼクタ２０の吸込み接続部２Ｏａ内に
流入する。ダイヤフラム２５の位置がダイヤフラムの両
側の圧力差によって調節され、このばあいばね２６は自
動的に絞りの度合を制御し、この絞りによって作業ガス
２２は駆動ガス調量装置６ａ内に入ることになる。作業
ガス２２が流入開口２７な通って駆動ガス調量装置８ａ
内に流入し、膨張室２８を充てんし、次いで調整された
出口開口２９から駆動ガス〔１６〕として再び流出する
。作業ガス２２の絞る量を少なくすればする程、調整さ
れた作業ガス−以下に駆動ガス（１６）として示す−の
圧力は高くなり、かつ駆動媒体接続部２０ｂを流過する
駆動ガス（１６）の量は多くなシ、このことによシエゼ
クタ２０の高い吸込み能力が生ぜしめられる。エゼクタ
２０の吸込み能力が高められると、クランクケーシング
１ａ内の負圧が上昇し、このばあいこの負圧は駆動ガス
調量装置８ａによって所定の値に保持される。

混合物７ａがエゼクタ２０の圧力接続部２０Ｃを流過し
、次いで排気管１５内へ戻される。

ダイヤフラム２５によって操作されるニーＰル２５ａが
直接駆動媒体接続部２Ｏｂ内にも沈みかつその位置によ
って、駆動ガス装入量を規定する駆動媒体接続部−人口
面あるいは駆動ノズル出口面を変化させる。クランクケ
ーシング１ａ内の負圧は調圧装置８ｂによっても制限さ
れる。駆動媒体接続部２０ｂ内の予め規定された負圧が
大きくなると、漏し弁３０が開き、空気３１が流入し、
このことによってバランスが整えられる。

第牛図に示されたエゼクタ２０は、大体において吸込接
続部２０ａ、駆動媒体接続部２０ｂ、圧力接続部２０ｃ
１駆動ノズル２．Ｏｄ、混合管２０θ及びディフューザ
２Ｏｆから成って℃・る。駆動ガス（１６，）が駆動媒
体接続部２０　ｂを介してエゼクタ２０内に達しかつ駆
動ノズル２０ｄ内で加速される。浄化されたＢＢ　−ガ
ス７が吸込み接続部２０ａ内に流入する。混合管２Ｏｅ
内で駆動ガス（１６）とＢＩ３　−ガス７とが混合され
、このばあいＢＢ　−ガス７がノξルス交換によって加
速される。ディフューザ２Ｏｆは、ガス混合物７ａの速
度エネルギを圧力エネルギに変換する働きがある。

はぼ２００ｍ１の全長と、至る所はぼ５０ｍｍの高さを
有するその質量が極めて取付は易くなっているエゼクタ
２０は、任意の個所で組込まれる。エゼクタは自１１１
にホースに懸架することができ、ある℃・はクランプ又
はクリップによって機関（（固定される。このような位
置によって、コスト及び圧力損失を減少するために導管
を短くすることができ、並びに有利に接近できる。

駆動ガスを案内する導管は、’７ｍｍの最低の内径を下
回るところはどこにもなく、２・ζ−ルの過給圧及び最
高１６０℃の駆動ガス温度に耐えうる。エゼクタ２０の
残りの結合部には、一般的な自動車標準を越える要求は
ない。

第５図はポンプとしてディフューザ３３を有するベンチ
ュリ管３４−を示し、該ベンチュリ管は排気管１５に配
置されている。低圧ガスのエネルギは、排気管１５内に
負圧を生ぜしめかつ浄化されｉＢＢ　−ガス７をそこへ
排気するために使用される。このような装置を使用する
ための限界を、克服されなげればならない排ガス背圧が
形成する。この排ガス背圧は、直接ガス動力学的な圧力
波チャージャーにより、流速に応じてほぼ６００〜８０
０ｍｍＷＳ、になる。さらにこのばあ（・特に高い分離
度を有するであろうオイル分離器（第１図の符号４）に
おいて圧力損失も生じる。それ故にベンチュリ管３４は
有オＵには、排気管端部の直前に組込まれ、要するに排
気背圧が実際に外気圧と同じになる場所に組込まれる。

接続されたディフューザ３３内では、流出速度はゆっく
りであシもしくは圧力は取シ戻される。

ベンチュリディフューザ３５は構成的には、高い車両速
度のばあ℃・に走行するさいの風３２もベンチュリ管３
４−内の負圧を生せしめるために引入れられるようにな
っている。それ故に、エゼクタ作用が付加的に駆動ガス
としての走行するさいの風３２によって得られる。この
ことにより付加的に、ガス動力学的な圧力波チャージャ
ーの低圧掃気が改善される。

付加的にディフューザ３３は、圧力戻しのための図示さ
れないストッパプレートを備えることもできる。

発明の効果 本発明によって得られる利点は、機関内が圧力低下状態
であるばあいにスタート弁フラツプが閉鎖され、このこ
とによってその前で空気側で分岐された駆動ガスが、ガ
ス動力学的な圧力波チャージャーの圧縮機から十分なエ
ネルギを得ることができることにある。たとえばエゼク
タであるガス搬送ユニットが、全運転範囲にわたって十
分に大きい駆動ガスエネルギによって運転されるという
ことが保証され、このことによってオイル分離器を介し
てクランクケーシング内に負圧を生ぜしめるという課題
が解決される。さらに浄化された媒体を流過させる、駆
動ガス導管内に設けられた調整装置によって、はとんど
のばあい、しかも全負荷のばあいにクランクケーシング
内の負圧を所定の値に維持することができ、このことに
よって過給圧及び過給空気温度に関する損失が減少され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の第１実施例を示す回路図、
第２図は第２実施例を示す回路図、第３図は駆動ガス調
量装置、調圧装置及びエゼクタを有するＢＢ　−ガス搬
送ユニットを示す回路図、第４図はガス搬送ユニットの
別の実施例を示す図、第５図はガス搬送ユニットのさら
に別の実施例を示す図である。 ｌ・・・機関、ｌａ・・・クランクケーシング、２１．
。 ＢＢ−ガス、３・・・安全弁、３ａ・・・逆止弁、牛・
・・オイル分離器、５・・ガス搬送ユニット、６・・・
オイル戻し路、７・・・浄化されたＢＢ−ガス、７ａ・
・・ＢＢ−ガス／駆動ガス混合物、’ｒ’ｂ、７ｃ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、駆動媒体によって駆動されるガス搬送ユニットによ
   って吹抜はガスをクランクケーシングから過給機関系へ
   戻す装置であって、前記ガス搬送ユニットが、吸気管内
   に設けられた調整装置を介してクランクケーシング内に
   負圧を生ぜしめる形式のものてお見・て、機関（１）が
   ガス動力学的な圧力波チャージャー（１０）によって過
   給されておｐｌさらにガス搬送ユニット（５）のための
   駆動媒体がガス動力学的な圧力波チャージャー（１０）
   のプロセスから取出されるガスであシ、このガスが、駆
   動媒体導管（１６）内に設けられた調整装置（８）によ
   って、クランクケーシング（１ａ）内で全運転範囲にお
   ℃・て−５０ミリパールよシ大きくならない負圧を生せ
   しめるように調整されるようになっていることを特徴と
   する、吹抜はガスをクランクケーシングから過給機関系
   へ戻す装置。 ２、駆動媒体導管（１６）が空気側でガス動力学的な圧
   力波チャージャー（ｌＯ）の後方で、及びスタート弁フ
   ラツプ（１９）の前方で分岐している特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ３　駆動媒体導管（１６）が、ガス動力学的な圧力波チ
   ャージャー（１０）のポケットの１つと接続されている
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４、　ガス搬送ユニツｌ−（５）がエゼクタ（２０）で
   ある特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、　エゼクタ（２０）がプラスチックから成っている
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６、　エゼクタ（２０）がホースによって機関系と接続
   されて（・る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ７　ガス搬送ユニット（５）の前方にオイル分４器（４
   ）が接続されている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８、　クランクケーシング（ｌａ）内の負圧の度合が駆
   動ガス調量装置（８ａ）Ｋよって調整される特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ９、　クランクケーシング（１ａ）内の負圧の度合が調
   圧装置（８ｂ）によって調整される特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 １０、ガス搬送ユニッｌ−（５）が、排気管（１５）に
   設けられたベンチュリ管（３牛）であって、このベンチ
   ュリ管が走行するさいの風（３２）によって補助されて
   ℃・る特許請求の範囲第１項記載の装置。 １１、浄化されたガス（７）がクランクケーシング（ｌ
   ａ）からガス動力学的な圧力波チャージャー（ｌＯ）の
   −個所へ、生ぜしめられた負圧によって戻される特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 １２、吹抜はガス（２）がクランクケーシング（ｌａ）
   から機関（１）のアイロリング運転時に弁潤滑部（１７
   ）に使用され、このばあい逆止弁（３ａ）が、機関（１
   ）の負荷開始時に過給空気（１３）が吹抜はガス（２）
   の導管内に流入することを阻止している特許請求の範囲
   第１項記載の装置。