JP3559878B2 - 多気筒v型エンジン - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気系にアイドル調整弁を備える多気筒V型エンジンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、車両に搭載されるエンジンには、吸気系にアイドル調整弁を備え、スロットル全閉時のアイドル時に、吸入空気量の調整を行ない、アイドル性能を向上させるものがある。
【0003】
このように、アイドル調整弁を備えるものでは、温水通路を設けたスペーサを入れたり、アイドル調整弁をヒータ等で暖めて所定の温度の吸気にして燃料の霧化を向上させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、温水通路を設けたスペーサを入れるものでは、スペーサを入れるスペースを確保することが容易でない。また、アイドル調整弁をヒータ等で暖めるものは、高価である。しかも、ヒータ等の制御には、電子制御装置を付加する必要がある。
【0005】
このように、吸気系では、アイドル調整弁の下流側にサージタンク、スロットルボディが接続されるが、これらや車両部品のメンテナンスの際に容易に着脱可能な構造にすると共に、吸気効率を向上させるような構造が要望される。
【0006】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、所定の吸気温度にしてアイドル性能を向上させ、さらにメンテナンスが容易であると共に、吸気効率を向上させる多気筒V型エンジンを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、請求項1記載の発明は、角度をなして分岐する組のシリンダバンクを有し、前記各シリンダバンクに取り付けたシリンダヘッドの吸気通路に吸気系を接続し、前記吸気系にアイドル調整弁を備えるスロットルボディを配置した多気筒V型エンジンにおいて、
前記アイドル調整弁を取り付ける前記吸気系の一部に温水通路を形成し、この温水通路をエンジンの冷却系と連通させ、
前記スロットルボディは、接続吸気管と接合して一体化され、
前記接続吸気管は、ゴム部材を介して分割可能にサージタンクに取り付け、
前記サージタンクは、前記シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーの上方に配置し、
前記各シリンダバンクの谷にコントロールボディを固定して前記各シリンダヘッドの吸気通路に連通させ、
前記サージタンクの下流側に分割した吸気管を介して前記コントロールボディを接続し、
前記分割した吸気管はサージタンク側とシリンダヘッド側に分けて取り付け、両者間を弾性部材を介して連結し、
前記サージタンクと前記サージタンク側吸気管は一体として、前記弾性部材と前記ゴム部材の所から取り外し可能であることを特徴としている。
アイドル調整弁を取り付ける吸気系の一部に温水通路を形成し、エンジンを冷却した温水を流すことで所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好でアイドル性能が向上する。また、吸気系の一部を利用して温水通路を形成しており、従来の温水通路を設けたスペーサやアイドル調整弁を暖めるヒータ等が不要であり、配置スペースの確保が容易で、しかも安価である。
また、例えば、点火プラグ等車両部品等のメンテナンスの際に、上部に位置するサージタンクを一体に取り外すことで、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、コントロールボディがエンジン側に残り、シリンダヘッドへの異物の侵入が防止可能で、かつコントロールリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0009】
請求項2記載の発明の多気筒V型エンジンは、前記吸気系に、エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことを特徴としている。エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことにより、エバポパージガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのA/Fのばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0010】
請求項3記載の発明の多気筒V型エンジンは、前記吸気系に、EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことを特徴としている。EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことにより、EGRガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのEGR率のばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の多気筒V型エンジンの実施例を図面に基づいて説明する。図1は吸気装置を備える多気筒V型エンジンの側面図、図2は吸気装置を備える多気筒V型エンジンの平面図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図、図4は図1のIV−IV線に沿う断面図、図5は図3のV−V線に沿う断面図、図6はサージタンクとアイドル調整弁との取付部を示す平面図、図7は図6の右側面図、図8はアイドル調整弁の断面図、図9はサージタンクの正面図、図10はサージタンクの平面図、図11は図10の右側面図、図12は図9のXII−XII線に沿う断面図、図13は図9のXIII−XIII線に沿う断面図、図14は図9のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【0012】
吸気装置を備える多気筒エンジン1は、8気筒V型エンジンであり、ダブルオーバーヘッドカム軸タイプが用いられている。このエンジン1は、クランクケース2を有し、さらにクランクケース2の下部にオイルパン3を、上部にシリンダブロック4を有している。シリンダブロック4は、角度をなして分岐する組のシリンダバンク5及びシリンダバンク6を有している。各気筒のシリンダバンク5,6には、4つのシリンダ5a,6aが形成されている。図中左気筒のシリンバンク5のシリンダ5aと、右気筒のシリンダバンク6のシリンダ6aとはある角度をなして配置され、そして、図示された実施態様において、この角度は、略60度である。
【0013】
エンジン1のようなV型エンジンは、間に中央谷を有し、この中央谷は外側に分岐しているシリンダバンク5及びシリンダバンク6によって形成される。各シリンダバンク5、またはシリンダバンク6の内側の側面は、谷に隣接した側面であり、一方、外側の側面は、谷の方を向いていない側面である。しかしながら、ここで挙げるある面は、他の配置のエンジン及びシリンダバンクの間の角度が60度以外の各シリンダバンクに他の数のシリンダを有するエンジンにも有益である。
【0014】
エンジン1は、一般に車両のエンジンルーム7の中に、かつ、傾斜しているエンジンフード8の下に、クランク軸9が車両の縦軸を横切って配置されている。ラジエータ10は、エンジン1が取り付けられる車両の前端に位置する。
【0015】
シリンダブロック4のシリンダ5a.6aに設けられたピストン11は、コンロッド12を介してクランク軸9に連結され、クランク軸9がピストン11により回転される。クランク軸9の一端にはフライホイール13が、他端には駆動プーリ14が固定されている。
【0016】
クランク軸9は、シリンダブロック4の下側に配置されるクランクケース2の中で回転するように軸支される。ベルト15は、駆動プーリ14のまわり及び複数の同平面のエンジン装置の駆動プーリのまわりへ伸びる。特に、ベルト15は空気コンディションコンプレッサ、または、パワーステアリングポンプ16の駆動プーリ17、燃料ポンプ18の駆動プーリ19及び交流発電機20の駆動プーリ21を駆動する。更に、複数の稼働していないプーリ22は前述の装置の駆動プーリ間に配置されて、ベルト15の張力及びベルト15の望ましい通り道の張力を維持する。
【0017】
右のシリンダヘッド26は右のシリンダバンク6の上部に取り付けられ、一方、左のシリンダヘッド24は、左のシリンダバンク5の上部に取り付けられる。各シリンダバンク5及び6は、ピストン11が往復運動するように支持されるシリンダ5a,6aの各列を備える。各シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26には、各シリンダ5a,6aに対向して形成される凹部空洞25を有している。各シリンダ5a,6a、ピストン11及び凹部空洞25は、エンジン1の燃焼室27を形成している。
【0018】
燃焼室27への、或いは燃焼室27からの、燃焼ガスの流れを制御するために、1組の吸気バルブ30及び1組の排気バルブ31が、各凹部空洞25に位置する。各シリンダヘッド24またはシリンダヘッド26には、排気通路32が形成され、排気通路32は燃焼室27への開口部から伸び、それぞれの排気管33に連通している。排気バルブ31は、シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26の各々において相互に支持され、排気通路32と燃焼室27との連通を制御する。各排気バルブ31は、適当な方法によって、つまり、例えばシンブルタペット34を経て上方に取り付けられる排気カム軸35によって操作される。1つのシリンダには普通は、2つの排気バルブ31があるが、その数は変えることが出来る。燃焼室27への排気通路32の開口部は燃焼室27の外側の側面に位置している
排気バルブ31を経た燃焼室27の内側の側面で、各シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26は、吸気装置40から通じる1組の吸気通路41が形成されている。排気通路32と殆ど同じように、吸気通路41は、吸気バルブ30によって選択的に開閉され、燃焼室27まで伸びている。吸気バルブ30は、シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26の各々において支持され、吸気通路41と燃焼室27との連通を制御する。各吸気バルブ30は、適当な方法、つまり、オーバーヘッド搭載の吸気カム軸42によって操作される。吸気カム軸42は、例えばシンブルタペット43を経るような既知の方法で、吸気バルブ30を動かす。
【0019】
シリンダバンク5及びシリンダバンク6につき、4本のバルブ及び2本のカム軸がある。吸気カム軸42は、シリンダバンク5及びシリンダバンク6の間の谷に隣接するシリンダヘッド24,26の内側の側面に配置され、一方、排気カム軸35は、シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26の外側の側面に配置される。
【0020】
このエンジン1は、吸気装置40を組み込むが、吸気装置40によりコンパクトなエンジン配置、及び、異なるエンジンスピード範囲のために各シリンダに2本の異なる吸気通路41を調整することが可能となる。吸気装置40は、シリンダヘッド24上のシリンダヘッドカバー44の上に取り付けられる単一のサージタンク50、複数のランナによって一般に形成される吸気管51,52及びコントロールボディ53の中に燃料噴射装置54を有する燃料噴射システムを含む。吸気装置40及び燃料噴射システムの中央位置は、吸気通路41の内側にあり、従って、吸気カム軸42が内側に位置し、排気カム軸35が外側に位置している。燃料通路55は、燃料を燃料噴射装置54に供給する。
【0021】
エンジン1は、軸のような偏心バランス軸60を利用して、クランク軸9、ピストン11及び関連する構成部材によって生じる不釣り合いな圧力を釣り合わせる。バランス軸60は、エンジン1のシリンダバンク5,6間の谷で回転可能に軸支される。バランス軸60は、シリンダブロック4に設けられた1組のベアリング61を用いて、回転するように軸支される。バランス軸60は、前方のベアリング61の前方にあるスペース62の中へ伸び、スペース62には駆動スプロケット63が取り付けられる。駆動スプロケット63は、タイミングチェーンのようなたわみトランスミッタ64により、クランク軸9の駆動スプロケット69に連結され、バランス軸60はクランク軸9と同じスピードで、正反対に駆動する。バランス軸61の中央部分は、クランクケース2と吸気装置40との間にあるシリンダブロック4の谷のスペース65の中で回転する。
【0022】
シリンダから出るブロウバイガスは、クランクケース2を経て循回し、バランス軸60を通ることができる。オイルセパレータ66は、シリンダバンク5とシリンダバンク6との間の谷の中、吸気装置40の下方に配置される。オイルセパレータ66は、クランクケース2を換気することで生じる気化した炭化水素を取り戻すための新規な配置によりガスが供給され、オイルセパレータ66の内部ではオイルを分離することができる。
【0023】
オイルセパレータ66の下壁66aは、中で凝縮する全てのオイルを、開口部66bを経てバランス軸60のスペース65へと逆流させ、また、スペース65からクランクケース2へ、上壁67の不図示の開口部を経て逆流させる。クランクケース2の換気ガスは、オイルセパレータ66の後部から伸びる導管68を経て燃焼室27に再び導びかれる。バランス軸60のスペース65は、こうして吸気装置40と連通する。放出された、気化した炭化水素は、スペース65及び導管68を通り、吸気装置40の中で再循環及び再燃焼されることができる。
【0024】
バルブ列駆動アセンブリは、たわみトランスミッタ64を含み、たわみトランスミッタ64は、バランス軸60を駆動するだけでなく、各シリンダバンク5及びシリンダバンク6の中の1組のカム軸35,42のうち、1本のカム軸をカム軸駆動装置が駆動する。カム軸駆動装置は、クランク軸9に回転可能に取り付けられる駆動スプロケット69、たわみトランスミッタ64、4本のカム軸のうちの2本の前端に固定される1組の被動スプロケット70及びバランス軸60の駆動スプロケット63を含む。
【0025】
吸気装置40の単一のサージタンク50は、車両後側の気筒の上方に配置され、サージタンク50の上流端に入口開口部50aを有し、入口開口部50aから大気を取り入れる。この単一のサージタンク50は、図3に示すように、断面を三角形にし、その座面に対向する1辺の面を気筒のシリンダヘッドカバー44に沿わせて配置されている。このように、単一のサージタンク50の断面形状を略三角形とし、しかも1辺の面を車両後側の気筒のシリンダヘッドカバー44に沿わせた配置とすることで、エンジン幅と高さを抑えながら、サージタンク50の容量が確保でき、満足する吸気性能を得ることができる。
【0026】
サージタンク50には、各気筒のシリンダに吸気する吸気管51,52に接続される第1エアホーン80及び第2エアホーン81が備えられ、第1エアホーン80及び第2エアホーン81は分割構造となっており、この分割された第1エアホーン80及び第2エアホーン81は、単一のサージタンク50に別々に取り付けられている。
【0027】
それぞれのシリンダバンク5及びシリンダバンク6に接続される吸気管51,52は、サージタンク側とシリンダ側に2分割され、このサージタンク側吸気管51aの両側には取付部51a1,51a2が、サージタンク側吸気管52aの両側には取付部52a1,52a2が形成され、シリンダ側吸気管51bの両側には取付部51b1,51b2が、シリンダ側吸気管51b,52bの両側には取付部51b1,52b2が形成されている。
【0028】
サージタンク側吸気管51aとシリンダ側吸気管51bは、取付部51a2と取付部51b1が弾性部材91であるゴムバンドにより連結されている。同様に、サージタンク側吸気管52aとシリンダ側吸気管52bは、取付部52a2と取付部52b1が弾性部材93であるゴムバンドにより連結されている。
【0029】
この吸気管51,52の取り付けは、まず下方位置の吸気管52を取り付けてから、上方位置の吸気管51を取り付ける。吸気管52はシリンダ側吸気管52bの取付部52b2をコントロールボディ53にネジ止めし、サージタンク側吸気管52aの取付部52a1は、第2エアホーン81に当てがい図示しないボルトをサージタンク50に螺着して締付固定される。
【0030】
吸気管51はシリンダ側吸気管51bの取付部51b2をコントロールボディ53にネジ止めし、サージタンク側吸気管51aの取付部51a1は、第1エアホーン80に当てがい図示しないボルトをサージタンク50に螺着して締付固定される。
【0031】
このように、サージタンク50の下流側に、分割した吸気管51,52を介してコントロールボディ53を取り付けている。即ち、それぞれの吸気管51,52を、サージタンク側とシリンダヘッド側に分けて取り付け、このそれぞれの取付部を弾性部材91,93で連結することで、気筒に設けられた点火プラグの点検や交換等を行なう場合、吸気管51,52のサージタンク側51a,52aを弾性部材91,93から取り外せばよく、吸気系全体を取り外す必要がなく、作業が簡単でしかも短時間に行なうことができ、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、コントロールボディ53がエンジン側に残り、シリンダヘッド26への異物の侵入が防止可能で、かつスロットルリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0032】
また、サージタンク50の上流端の入口開口部50aには、接続吸気管110を介してスロットルボディ120が取り付けられ、スロットルボディ120にはスロットル弁121が備えられている。スロットルボディ120の上流側には、ゴムで形成された断熱管101を介してエアクリーナ102が接続されている。接続吸気管110は、サージタンク50の入口開口部50aにゴム部材130で接続され、この接続部はゴム部材130により断熱されている。このように、吸気系の一部を断熱することで、所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好で、アイドル性能を向上することができる。
【0033】
接続吸気管110とスロットルボディ120は接合して一体化され、接続吸気管110とスロットルボディ120との間には、バイパス通路111,122が形成されている。接続吸気管110とスロットルボディ120の間には、アイドル調整弁140が配置され、アイドル調整弁140に設けたアイドル通路141がバイパス通路111,122を連通しており、アイドル通路141には調整弁体142が配置され、この調整弁体142は、スロットル全閉時のアイドル時に吸入空気量の調整を行ない、アイドル性能を向上させる。このように、アイドル調整弁140を取り付ける吸気系の一部を断熱することで、所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好で、アイドル性能を向上することができる。
【0034】
接続吸気管110とスロットルボディ120の接合開口部には、それぞれ溝部112,123が形成され、この溝部112,123の接合で吸気系の一部に温水通路150が形成される。接続吸気管110には、温水導入口部113が設けられ、この温水導入口部113にエンジン側のウォータジャケット等で形成される冷却系180から温水を導く温水導入パイプ114が接続されている。また、スロットルボディ120には、温水排出口部124が設けられ、この温水排出口部124にエンジン側の冷却系180に温水を戻す温水排出パイプ125が接続されている。このように、アイドル調整弁140を取り付ける吸気系の一部に温水通路150を形成し、エンジンを冷却した温水を流すことで所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好でアイドル性能が向上する。また、吸気系の一部を利用して温水通路150を形成しており、従来の温水通路を設けたスペーサやアイドル調整弁を暖めるヒータ等が不要であり、配置スペースの確保が容易で、しかも安価である。
【0035】
また、アイドル調整弁140を備えるスロットルボディ120を、分割可能な接続吸気管110を介して下流側のサージタンク50に取り付けたから、例えば、点火プラグ等車両部品等のメンテナンスの際に、上部に位置するサージタンク50を接続吸気管110から一体に取り外すことで、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、スロットルボディ120がエンジン側に残り、シリンダヘッド26への異物の侵入が防止可能で、かつスロットルリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0036】
また、サージタンク50の入口開口部50aには、図2、図9及び図14に示すように、エバポパージガス導入部160の吸気系入口160aが吸気上流側を向くように形成され、このエバポパージガス導入部160にエバポパージガスパイプ161が接続されている。エバポパージガスパイプ161は、燃料タンク181に接続され、燃料タンク181で生じるエバポパージガスをエバポパージガス導入部160に導き、エバポパージガス導入部160の吸気系入口160aから、エバポパージガスが空気の流れに対向させて供給される。このように、エバポパージガスの吸気系入口160aを空気の流れに対向させたことにより、エバポパージガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのA/Fのばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0037】
また、サージタンク50の入口開口部50aには、図2、図9、図10、図12、図13に示すように、EGRガス導入部170の吸気系入口170aが吸気上流側を向くように形成され、このEGRガス導入部170にEGRガスパイプ171が接続されている。EGRガスパイプ171は、EGR182に接続され、排気系で生じるEGRガスをEGRガス導入部170に導き、EGRガス導入部170の吸気系入口170aから、EGRガスが空気の流れに対向させて供給される。このように、EGRガスの吸気系入口170aを空気の流れに対向させたことにより、EGRガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのEGR率のばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0038】
【発明の効果】
前記したように、請求項1記載の発明は、アイドル調整弁を取り付ける吸気系の一部に温水通路を形成したから、エンジンを冷却した温水を流すことで所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好でアイドル性能が向上する。また、吸気系の一部を利用して温水通路を形成したから、従来の温水通路を設けたスペーサやアイドル調整弁を暖めるヒータ等が不要であり、配置スペースの確保が容易で、しかも安価である。
また、例えば、点火プラグ等車両部品等のメンテナンスの際に、上部に位置するサージタンクを一体に取り外すことで、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、コントロールボディがエンジン側に残り、シリンダヘッドへの異物の侵入が防止可能で、かつコントロールリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0040】
請求項2記載の発明は、エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたから、エバポパージガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのA/Fのばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0041】
請求項3記載の発明は、EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたから、EGRガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのEGR率のばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸気装置を備える多気筒V型エンジンの側面図である。
【図2】吸気装置を備える多気筒V型エンジンの平面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】図1のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図3のV−V線に沿う断面図である。
【図6】サージタンクとアイドル調整弁との取付部を示す平面図である。
【図7】図6の右側面図である。
【図8】アイドル調整弁の断面図である。
【図9】サージタンクの正面図である。
【図10】サージタンクの平面図である。
【図11】図10の右側面図である。
【図12】図9のXII−XII線に沿う断面図である。
【図13】図9のXIII−XIII線に沿う断面図である。
【図14】図9のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気系にアイドル調整弁を備える多気筒V型エンジンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、車両に搭載されるエンジンには、吸気系にアイドル調整弁を備え、スロットル全閉時のアイドル時に、吸入空気量の調整を行ない、アイドル性能を向上させるものがある。
【0003】
このように、アイドル調整弁を備えるものでは、温水通路を設けたスペーサを入れたり、アイドル調整弁をヒータ等で暖めて所定の温度の吸気にして燃料の霧化を向上させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、温水通路を設けたスペーサを入れるものでは、スペーサを入れるスペースを確保することが容易でない。また、アイドル調整弁をヒータ等で暖めるものは、高価である。しかも、ヒータ等の制御には、電子制御装置を付加する必要がある。
【0005】
このように、吸気系では、アイドル調整弁の下流側にサージタンク、スロットルボディが接続されるが、これらや車両部品のメンテナンスの際に容易に着脱可能な構造にすると共に、吸気効率を向上させるような構造が要望される。
【0006】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、所定の吸気温度にしてアイドル性能を向上させ、さらにメンテナンスが容易であると共に、吸気効率を向上させる多気筒V型エンジンを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、請求項1記載の発明は、角度をなして分岐する組のシリンダバンクを有し、前記各シリンダバンクに取り付けたシリンダヘッドの吸気通路に吸気系を接続し、前記吸気系にアイドル調整弁を備えるスロットルボディを配置した多気筒V型エンジンにおいて、
前記アイドル調整弁を取り付ける前記吸気系の一部に温水通路を形成し、この温水通路をエンジンの冷却系と連通させ、
前記スロットルボディは、接続吸気管と接合して一体化され、
前記接続吸気管は、ゴム部材を介して分割可能にサージタンクに取り付け、
前記サージタンクは、前記シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーの上方に配置し、
前記各シリンダバンクの谷にコントロールボディを固定して前記各シリンダヘッドの吸気通路に連通させ、
前記サージタンクの下流側に分割した吸気管を介して前記コントロールボディを接続し、
前記分割した吸気管はサージタンク側とシリンダヘッド側に分けて取り付け、両者間を弾性部材を介して連結し、
前記サージタンクと前記サージタンク側吸気管は一体として、前記弾性部材と前記ゴム部材の所から取り外し可能であることを特徴としている。
アイドル調整弁を取り付ける吸気系の一部に温水通路を形成し、エンジンを冷却した温水を流すことで所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好でアイドル性能が向上する。また、吸気系の一部を利用して温水通路を形成しており、従来の温水通路を設けたスペーサやアイドル調整弁を暖めるヒータ等が不要であり、配置スペースの確保が容易で、しかも安価である。
また、例えば、点火プラグ等車両部品等のメンテナンスの際に、上部に位置するサージタンクを一体に取り外すことで、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、コントロールボディがエンジン側に残り、シリンダヘッドへの異物の侵入が防止可能で、かつコントロールリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0009】
請求項2記載の発明の多気筒V型エンジンは、前記吸気系に、エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことを特徴としている。エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことにより、エバポパージガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのA/Fのばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0010】
請求項3記載の発明の多気筒V型エンジンは、前記吸気系に、EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことを特徴としている。EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことにより、EGRガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのEGR率のばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の多気筒V型エンジンの実施例を図面に基づいて説明する。図1は吸気装置を備える多気筒V型エンジンの側面図、図2は吸気装置を備える多気筒V型エンジンの平面図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図、図4は図1のIV−IV線に沿う断面図、図5は図3のV−V線に沿う断面図、図6はサージタンクとアイドル調整弁との取付部を示す平面図、図7は図6の右側面図、図8はアイドル調整弁の断面図、図9はサージタンクの正面図、図10はサージタンクの平面図、図11は図10の右側面図、図12は図9のXII−XII線に沿う断面図、図13は図9のXIII−XIII線に沿う断面図、図14は図9のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【0012】
吸気装置を備える多気筒エンジン1は、8気筒V型エンジンであり、ダブルオーバーヘッドカム軸タイプが用いられている。このエンジン1は、クランクケース2を有し、さらにクランクケース2の下部にオイルパン3を、上部にシリンダブロック4を有している。シリンダブロック4は、角度をなして分岐する組のシリンダバンク5及びシリンダバンク6を有している。各気筒のシリンダバンク5,6には、4つのシリンダ5a,6aが形成されている。図中左気筒のシリンバンク5のシリンダ5aと、右気筒のシリンダバンク6のシリンダ6aとはある角度をなして配置され、そして、図示された実施態様において、この角度は、略60度である。
【0013】
エンジン1のようなV型エンジンは、間に中央谷を有し、この中央谷は外側に分岐しているシリンダバンク5及びシリンダバンク6によって形成される。各シリンダバンク5、またはシリンダバンク6の内側の側面は、谷に隣接した側面であり、一方、外側の側面は、谷の方を向いていない側面である。しかしながら、ここで挙げるある面は、他の配置のエンジン及びシリンダバンクの間の角度が60度以外の各シリンダバンクに他の数のシリンダを有するエンジンにも有益である。
【0014】
エンジン1は、一般に車両のエンジンルーム7の中に、かつ、傾斜しているエンジンフード8の下に、クランク軸9が車両の縦軸を横切って配置されている。ラジエータ10は、エンジン1が取り付けられる車両の前端に位置する。
【0015】
シリンダブロック4のシリンダ5a.6aに設けられたピストン11は、コンロッド12を介してクランク軸9に連結され、クランク軸9がピストン11により回転される。クランク軸9の一端にはフライホイール13が、他端には駆動プーリ14が固定されている。
【0016】
クランク軸9は、シリンダブロック4の下側に配置されるクランクケース2の中で回転するように軸支される。ベルト15は、駆動プーリ14のまわり及び複数の同平面のエンジン装置の駆動プーリのまわりへ伸びる。特に、ベルト15は空気コンディションコンプレッサ、または、パワーステアリングポンプ16の駆動プーリ17、燃料ポンプ18の駆動プーリ19及び交流発電機20の駆動プーリ21を駆動する。更に、複数の稼働していないプーリ22は前述の装置の駆動プーリ間に配置されて、ベルト15の張力及びベルト15の望ましい通り道の張力を維持する。
【0017】
右のシリンダヘッド26は右のシリンダバンク6の上部に取り付けられ、一方、左のシリンダヘッド24は、左のシリンダバンク5の上部に取り付けられる。各シリンダバンク5及び6は、ピストン11が往復運動するように支持されるシリンダ5a,6aの各列を備える。各シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26には、各シリンダ5a,6aに対向して形成される凹部空洞25を有している。各シリンダ5a,6a、ピストン11及び凹部空洞25は、エンジン1の燃焼室27を形成している。
【0018】
燃焼室27への、或いは燃焼室27からの、燃焼ガスの流れを制御するために、1組の吸気バルブ30及び1組の排気バルブ31が、各凹部空洞25に位置する。各シリンダヘッド24またはシリンダヘッド26には、排気通路32が形成され、排気通路32は燃焼室27への開口部から伸び、それぞれの排気管33に連通している。排気バルブ31は、シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26の各々において相互に支持され、排気通路32と燃焼室27との連通を制御する。各排気バルブ31は、適当な方法によって、つまり、例えばシンブルタペット34を経て上方に取り付けられる排気カム軸35によって操作される。1つのシリンダには普通は、2つの排気バルブ31があるが、その数は変えることが出来る。燃焼室27への排気通路32の開口部は燃焼室27の外側の側面に位置している
排気バルブ31を経た燃焼室27の内側の側面で、各シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26は、吸気装置40から通じる1組の吸気通路41が形成されている。排気通路32と殆ど同じように、吸気通路41は、吸気バルブ30によって選択的に開閉され、燃焼室27まで伸びている。吸気バルブ30は、シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26の各々において支持され、吸気通路41と燃焼室27との連通を制御する。各吸気バルブ30は、適当な方法、つまり、オーバーヘッド搭載の吸気カム軸42によって操作される。吸気カム軸42は、例えばシンブルタペット43を経るような既知の方法で、吸気バルブ30を動かす。
【0019】
シリンダバンク5及びシリンダバンク6につき、4本のバルブ及び2本のカム軸がある。吸気カム軸42は、シリンダバンク5及びシリンダバンク6の間の谷に隣接するシリンダヘッド24,26の内側の側面に配置され、一方、排気カム軸35は、シリンダヘッド24及びシリンダヘッド26の外側の側面に配置される。
【0020】
このエンジン1は、吸気装置40を組み込むが、吸気装置40によりコンパクトなエンジン配置、及び、異なるエンジンスピード範囲のために各シリンダに2本の異なる吸気通路41を調整することが可能となる。吸気装置40は、シリンダヘッド24上のシリンダヘッドカバー44の上に取り付けられる単一のサージタンク50、複数のランナによって一般に形成される吸気管51,52及びコントロールボディ53の中に燃料噴射装置54を有する燃料噴射システムを含む。吸気装置40及び燃料噴射システムの中央位置は、吸気通路41の内側にあり、従って、吸気カム軸42が内側に位置し、排気カム軸35が外側に位置している。燃料通路55は、燃料を燃料噴射装置54に供給する。
【0021】
エンジン1は、軸のような偏心バランス軸60を利用して、クランク軸9、ピストン11及び関連する構成部材によって生じる不釣り合いな圧力を釣り合わせる。バランス軸60は、エンジン1のシリンダバンク5,6間の谷で回転可能に軸支される。バランス軸60は、シリンダブロック4に設けられた1組のベアリング61を用いて、回転するように軸支される。バランス軸60は、前方のベアリング61の前方にあるスペース62の中へ伸び、スペース62には駆動スプロケット63が取り付けられる。駆動スプロケット63は、タイミングチェーンのようなたわみトランスミッタ64により、クランク軸9の駆動スプロケット69に連結され、バランス軸60はクランク軸9と同じスピードで、正反対に駆動する。バランス軸61の中央部分は、クランクケース2と吸気装置40との間にあるシリンダブロック4の谷のスペース65の中で回転する。
【0022】
シリンダから出るブロウバイガスは、クランクケース2を経て循回し、バランス軸60を通ることができる。オイルセパレータ66は、シリンダバンク5とシリンダバンク6との間の谷の中、吸気装置40の下方に配置される。オイルセパレータ66は、クランクケース2を換気することで生じる気化した炭化水素を取り戻すための新規な配置によりガスが供給され、オイルセパレータ66の内部ではオイルを分離することができる。
【0023】
オイルセパレータ66の下壁66aは、中で凝縮する全てのオイルを、開口部66bを経てバランス軸60のスペース65へと逆流させ、また、スペース65からクランクケース2へ、上壁67の不図示の開口部を経て逆流させる。クランクケース2の換気ガスは、オイルセパレータ66の後部から伸びる導管68を経て燃焼室27に再び導びかれる。バランス軸60のスペース65は、こうして吸気装置40と連通する。放出された、気化した炭化水素は、スペース65及び導管68を通り、吸気装置40の中で再循環及び再燃焼されることができる。
【0024】
バルブ列駆動アセンブリは、たわみトランスミッタ64を含み、たわみトランスミッタ64は、バランス軸60を駆動するだけでなく、各シリンダバンク5及びシリンダバンク6の中の1組のカム軸35,42のうち、1本のカム軸をカム軸駆動装置が駆動する。カム軸駆動装置は、クランク軸9に回転可能に取り付けられる駆動スプロケット69、たわみトランスミッタ64、4本のカム軸のうちの2本の前端に固定される1組の被動スプロケット70及びバランス軸60の駆動スプロケット63を含む。
【0025】
吸気装置40の単一のサージタンク50は、車両後側の気筒の上方に配置され、サージタンク50の上流端に入口開口部50aを有し、入口開口部50aから大気を取り入れる。この単一のサージタンク50は、図3に示すように、断面を三角形にし、その座面に対向する1辺の面を気筒のシリンダヘッドカバー44に沿わせて配置されている。このように、単一のサージタンク50の断面形状を略三角形とし、しかも1辺の面を車両後側の気筒のシリンダヘッドカバー44に沿わせた配置とすることで、エンジン幅と高さを抑えながら、サージタンク50の容量が確保でき、満足する吸気性能を得ることができる。
【0026】
サージタンク50には、各気筒のシリンダに吸気する吸気管51,52に接続される第1エアホーン80及び第2エアホーン81が備えられ、第1エアホーン80及び第2エアホーン81は分割構造となっており、この分割された第1エアホーン80及び第2エアホーン81は、単一のサージタンク50に別々に取り付けられている。
【0027】
それぞれのシリンダバンク5及びシリンダバンク6に接続される吸気管51,52は、サージタンク側とシリンダ側に2分割され、このサージタンク側吸気管51aの両側には取付部51a1,51a2が、サージタンク側吸気管52aの両側には取付部52a1,52a2が形成され、シリンダ側吸気管51bの両側には取付部51b1,51b2が、シリンダ側吸気管51b,52bの両側には取付部51b1,52b2が形成されている。
【0028】
サージタンク側吸気管51aとシリンダ側吸気管51bは、取付部51a2と取付部51b1が弾性部材91であるゴムバンドにより連結されている。同様に、サージタンク側吸気管52aとシリンダ側吸気管52bは、取付部52a2と取付部52b1が弾性部材93であるゴムバンドにより連結されている。
【0029】
この吸気管51,52の取り付けは、まず下方位置の吸気管52を取り付けてから、上方位置の吸気管51を取り付ける。吸気管52はシリンダ側吸気管52bの取付部52b2をコントロールボディ53にネジ止めし、サージタンク側吸気管52aの取付部52a1は、第2エアホーン81に当てがい図示しないボルトをサージタンク50に螺着して締付固定される。
【0030】
吸気管51はシリンダ側吸気管51bの取付部51b2をコントロールボディ53にネジ止めし、サージタンク側吸気管51aの取付部51a1は、第1エアホーン80に当てがい図示しないボルトをサージタンク50に螺着して締付固定される。
【0031】
このように、サージタンク50の下流側に、分割した吸気管51,52を介してコントロールボディ53を取り付けている。即ち、それぞれの吸気管51,52を、サージタンク側とシリンダヘッド側に分けて取り付け、このそれぞれの取付部を弾性部材91,93で連結することで、気筒に設けられた点火プラグの点検や交換等を行なう場合、吸気管51,52のサージタンク側51a,52aを弾性部材91,93から取り外せばよく、吸気系全体を取り外す必要がなく、作業が簡単でしかも短時間に行なうことができ、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、コントロールボディ53がエンジン側に残り、シリンダヘッド26への異物の侵入が防止可能で、かつスロットルリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0032】
また、サージタンク50の上流端の入口開口部50aには、接続吸気管110を介してスロットルボディ120が取り付けられ、スロットルボディ120にはスロットル弁121が備えられている。スロットルボディ120の上流側には、ゴムで形成された断熱管101を介してエアクリーナ102が接続されている。接続吸気管110は、サージタンク50の入口開口部50aにゴム部材130で接続され、この接続部はゴム部材130により断熱されている。このように、吸気系の一部を断熱することで、所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好で、アイドル性能を向上することができる。
【0033】
接続吸気管110とスロットルボディ120は接合して一体化され、接続吸気管110とスロットルボディ120との間には、バイパス通路111,122が形成されている。接続吸気管110とスロットルボディ120の間には、アイドル調整弁140が配置され、アイドル調整弁140に設けたアイドル通路141がバイパス通路111,122を連通しており、アイドル通路141には調整弁体142が配置され、この調整弁体142は、スロットル全閉時のアイドル時に吸入空気量の調整を行ない、アイドル性能を向上させる。このように、アイドル調整弁140を取り付ける吸気系の一部を断熱することで、所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好で、アイドル性能を向上することができる。
【0034】
接続吸気管110とスロットルボディ120の接合開口部には、それぞれ溝部112,123が形成され、この溝部112,123の接合で吸気系の一部に温水通路150が形成される。接続吸気管110には、温水導入口部113が設けられ、この温水導入口部113にエンジン側のウォータジャケット等で形成される冷却系180から温水を導く温水導入パイプ114が接続されている。また、スロットルボディ120には、温水排出口部124が設けられ、この温水排出口部124にエンジン側の冷却系180に温水を戻す温水排出パイプ125が接続されている。このように、アイドル調整弁140を取り付ける吸気系の一部に温水通路150を形成し、エンジンを冷却した温水を流すことで所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好でアイドル性能が向上する。また、吸気系の一部を利用して温水通路150を形成しており、従来の温水通路を設けたスペーサやアイドル調整弁を暖めるヒータ等が不要であり、配置スペースの確保が容易で、しかも安価である。
【0035】
また、アイドル調整弁140を備えるスロットルボディ120を、分割可能な接続吸気管110を介して下流側のサージタンク50に取り付けたから、例えば、点火プラグ等車両部品等のメンテナンスの際に、上部に位置するサージタンク50を接続吸気管110から一体に取り外すことで、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、スロットルボディ120がエンジン側に残り、シリンダヘッド26への異物の侵入が防止可能で、かつスロットルリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0036】
また、サージタンク50の入口開口部50aには、図2、図9及び図14に示すように、エバポパージガス導入部160の吸気系入口160aが吸気上流側を向くように形成され、このエバポパージガス導入部160にエバポパージガスパイプ161が接続されている。エバポパージガスパイプ161は、燃料タンク181に接続され、燃料タンク181で生じるエバポパージガスをエバポパージガス導入部160に導き、エバポパージガス導入部160の吸気系入口160aから、エバポパージガスが空気の流れに対向させて供給される。このように、エバポパージガスの吸気系入口160aを空気の流れに対向させたことにより、エバポパージガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのA/Fのばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0037】
また、サージタンク50の入口開口部50aには、図2、図9、図10、図12、図13に示すように、EGRガス導入部170の吸気系入口170aが吸気上流側を向くように形成され、このEGRガス導入部170にEGRガスパイプ171が接続されている。EGRガスパイプ171は、EGR182に接続され、排気系で生じるEGRガスをEGRガス導入部170に導き、EGRガス導入部170の吸気系入口170aから、EGRガスが空気の流れに対向させて供給される。このように、EGRガスの吸気系入口170aを空気の流れに対向させたことにより、EGRガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのEGR率のばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0038】
【発明の効果】
前記したように、請求項1記載の発明は、アイドル調整弁を取り付ける吸気系の一部に温水通路を形成したから、エンジンを冷却した温水を流すことで所定の吸気温度にすることができ、燃料の霧化が良好でアイドル性能が向上する。また、吸気系の一部を利用して温水通路を形成したから、従来の温水通路を設けたスペーサやアイドル調整弁を暖めるヒータ等が不要であり、配置スペースの確保が容易で、しかも安価である。
また、例えば、点火プラグ等車両部品等のメンテナンスの際に、上部に位置するサージタンクを一体に取り外すことで、点火プラグ等車両部品等の脱着が容易になる。また、コントロールボディがエンジン側に残り、シリンダヘッドへの異物の侵入が防止可能で、かつコントロールリンク等の車両部品の取り外しが不要になる。
【0040】
請求項2記載の発明は、エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたから、エバポパージガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのA/Fのばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【0041】
請求項3記載の発明は、EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたから、EGRガスが吸入空気に均一に混ざりあい、複数の気筒間でのEGR率のばらつきが減少し吸気性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸気装置を備える多気筒V型エンジンの側面図である。
【図2】吸気装置を備える多気筒V型エンジンの平面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】図1のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図3のV−V線に沿う断面図である。
【図6】サージタンクとアイドル調整弁との取付部を示す平面図である。
【図7】図6の右側面図である。
【図8】アイドル調整弁の断面図である。
【図9】サージタンクの正面図である。
【図10】サージタンクの平面図である。
【図11】図10の右側面図である。
【図12】図9のXII−XII線に沿う断面図である。
【図13】図9のXIII−XIII線に沿う断面図である。
【図14】図9のXIV−XIV線に沿う断面図である。
Claims (3)
- 角度をなして分岐する組のシリンダバンクを有し、前記各シリンダバンクに取り付けたシリンダヘッドの吸気通路に吸気系を接続し、前記吸気系にアイドル調整弁を備えるスロットルボディを配置した多気筒V型エンジンにおいて、
前記アイドル調整弁を取り付ける前記吸気系の一部に温水通路を形成し、この温水通路をエンジンの冷却系と連通させ、
前記スロットルボディは、接続吸気管と接合して一体化され、
前記接続吸気管は、ゴム部材を介して分割可能にサージタンクに取り付け、
前記サージタンクは、前記シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーの上方に配置し、
前記各シリンダバンクの谷にコントロールボディを固定して前記各シリンダヘッドの吸気通路に連通させ、
前記サージタンクの下流側に分割した吸気管を介して前記コントロールボディを接続し、
前記分割した吸気管はサージタンク側とシリンダヘッド側に分けて取り付け、両者間を弾性部材を介して連結し、
前記サージタンクと前記サージタンク側吸気管は一体として、前記弾性部材と前記ゴム部材の所から取り外し可能であることを特徴とする多気筒V型エンジン。 - 前記吸気系に、エバポパージガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことを特徴とする請求項1に記載の多気筒V型エンジン。
- 前記吸気系に、EGRガスの吸気系入口を空気の流れに対向させたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多気筒V型エンジン。
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