JP3588857B2 - 機械式過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

機械式過給機付エンジンの吸気装置 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、機械式過給機付エンジンの吸気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自然吸気式の普通のエンジンでは、ピストンの下降に伴って生じる負圧によって燃料燃焼用の空気を燃焼室内に吸入する関係上(以下、この燃料燃焼用の空気を吸入空気という)、吸気行程におけるシリンダ内圧力は基本的には大気圧以上には高まらず、したがって吸気充填効率ひいては単位排気量当たりのエンジン出力はさほど高くはならない。そこで、排気量をあまり大きくせずにエンジン出力を高めようとする場合は、吸入空気を加圧する過給機を吸気通路に介設するといった対応がなされる。そして、かかる過給機としては従来より種々のタイプのもの(例えば、排気ターボ式過給機、機械式過給機等)が用いられているが、とくに低速時におけるエンジン出力を高める必要がある場合は、エンジン出力軸によって駆動される機械式過給機(例えば、ルーツ式ポンプ、リショルム式ポンプ等)が用いられる。なお、機械式過給機付エンジンには、普通、吸気充填効率をさらに高めるために、機械式過給機から吐出された高温の吸入空気を冷却するインタクーラが設けられる。
【0003】
かかる機械式過給機付エンジンにおいては、エンジン本体近傍に、共通吸気通路、機械式過給機、インタクーラ、バイパス吸気通路、バイパス吸気通路開閉弁、サージタンク(吸気集合部)、独立吸気通路(吸気マニホールド)等の各部材が配置されるが、エンジンルーム内の限られた空間部を有効に利用するために、これらの各部材を、全体としてできるだけコンパクトな形状を呈するように形成あるいはレイアウトする必要がある。このため、従来の機械式過給機付エンジンにおいては、通常、吸気装置の全体的な形状をコンパクト化するために、機械式過給機、インタクーラ、バイパス吸気通路、バイパス吸気通路開閉弁、サージタンク、独立吸気通路(吸気マニホールド)等が、エンジン本体の一方の側方にまとめて配置されている(例えば、特開平4−308320号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の機械式過給機付エンジンにおいては、吸気装置を構成する各部材をエンジン本体の一方の側方にまとめて配置して吸気装置のコンパクト化を図ろうとはしているものの、機械式過給機、インタクーラ、サージタンク等の各部材を接続する通路、あるいはバイパス吸気通路がかさばるなどして、コンパクト化が十分には成し遂げられていない。このため、エンジンルーム内での、吸気装置を構成する各部材以外の各種部材、例えばブレーキの真空倍力装置(マスターバック)等のレイアウトがなかなかむずかしいなどといった問題がある。
【0005】
さらには、吸気装置をエンジン本体に組み付ける際の組付性ないしは作業性が悪いといった問題がある。
また、例えば特開平4−308320号公報に開示されている機械式過給機付エンジンでは、インタクーラがエンジン本体の中位側方に配置されているので、エンジン本体によって該インタクーラへの通風が妨げられ(走行風が十分にはあたらず)、インタクーラの冷却性能が十分には高められないといった問題がある。
加えて、吸気装置を構成する各部材に作用する振動モードが異なる場合、振動モードが互いに異なる部材間の接続部には強い力がかかり、該部材の保持性あるいは該接続部の耐久性が低くなるといった問題がある。例えば、ベルト駆動式の機械式過給機には上下方向及び横方向の振動が惹起される一方、インタクーラには上下方向の振動しか惹起されないので、機械式過給機とインタクーラとの間の接続部には強い力がかかりその耐久性が低くなるといった問題がある。
【0006】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、エンジンルーム内での各種部材のレイアウトを容易にするコンパクトな構造の機械式過給機付エンジンの吸気装置を得ることを目的とする。また、組付性ないしは作業性の良い機械式過給機付エンジンの吸気装置を得ることを目的とする。さらには、振動に対する耐久性の高い機械式過給機付エンジンの吸気装置を得ることを目的とする。加えて、インタクーラの冷却性能を高めることができる機械式過給機付エンジンの吸気装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するためになされた本発明の第1の態様は、吸入空気を加圧する機械式過給機と、該機械式過給機から吐出された吸入空気を冷却するインタクーラと、該インタクーラから流出する吸入空気を受け入れるサージタンクとが、夫々エンジン出力軸軸線と略平行となるような位置関係で、エンジン本体の一方の側方に配置されている機械式過給機付エンジンの吸気装置において、機械式過給機とインタクーラとサージタンクとが、機械式過給機及びサージタンクがインタクーラに対して相対的にエンジン本体に近い側に位置するような位置関係でもって配置され、エンジン出力軸軸線方向にみて、インタクーラの一方の端部に吸入空気流入口が設けられ、他方の端部に吸入空気流出口が設けられ、エンジン出力軸軸線方向にみて、機械式過給機の吸入空気吐出口がインタクーラの吸入空気流入口に対応する位置に配設され、サージタンクの吸入空気受入口がインタクーラの吸入空気流出口に対応する位置に配設されていることを特徴とするものである。
【0008】
本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置において、サージタンクがエンジン出力軸軸線方向に延びる細長い形状の吸入空気集合通路であって、該サージタンクが機械式過給機の上方に配置され、サージタンクの吸入空気受入口が、エンジン出力軸軸線方向にみて機械式過給機からずれた位置に配置されていることを特徴とするものである。
【0009】
本発明の第3の態様は、本発明の第1又は第2の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置において、インタクーラが、エンジン出力軸軸線方向の両端部に夫々吸入空気タンクを備えた積層型熱交換器であって、一方の吸入空気タンクに吸入空気流入口が設けられ、他方の吸入空気タンクに吸入空気流出口が設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の第4の態様は、本発明の第2又は第3の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置において、サージタンクが機械式過給機よりも高い位置に配置され、さらにインタクーラがサージタンクよりも高い位置に配置され、インタクーラの吸入空気流入口及び吸入空気流出口が、インタクーラの下端部に配設されていることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の第5の態様は、本発明の第1〜第4の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置において、エンジンが、エンジン出力軸軸線と車軸軸線とが同一方向を向くようにして、車体に横置き搭載されていて、インタクーラが、エンジンの前後方向にみてインタクーラ前端部がエンジン前端部よりも後方に位置するような位置関係でもって配置されていることを特徴とするものである。
【0012】
本発明の第6の態様は、本発明の第1〜第5の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置において、機械式過給機よりも上流側の吸気通路が、エンジン出力軸軸線方向にみてインタクーラの吸入空気流出口が配置された側に配置されていることを特徴とするものである。
【0013】
本発明の第7の態様は、本発明の第1〜第7の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置において、機械式過給機が、巻き掛け部材を介してエンジン出力軸によって回転駆動されるようになっていて、インタクーラと機械式過給機とを接続する通路と、インタクーラとサージタンクとを接続する通路とが、夫々弾性体を介してインタクーラに連結されていることを特徴とするものである。
【0014】
【作用】
本発明の第1の態様においては、機械式過給機の吸入空気吐出口とインタクーラの吸入空気流入口とが互い近接した位置に配置されるので、機械式過給機とインタクーラとを接続する通路が非常に短くなる。また、サージタンクの吸入空気受入口とインタクーラの吸入空気流出口とが互いに近接した位置に配置されるので、サージタンクとインタクーラとを接続する通路も非常に短くなる。
また、重量の大きい機械式過給機がエンジン本体に近い位置に配置される一方、重量の小さいインタクーラがエンジン本体から離れた位置に配置されるので、吸気装置の組付性が良くなるとともに、吸気装置の支持が容易となる。
【0015】
本発明の第2の態様においては、基本的には本発明の第1の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の作用が生じる。さらに、サージタンクの吸入空気受入口が、エンジン出力軸軸線方向にみて機械式過給機からずれた位置に配置されているので、インタクーラとサージタンクとを接続する通路が、機械式過給機に対してこれと干渉し合うことなく近接して配置される。
【0016】
本発明の第3の態様においては、基本的には本発明の第1又は第2の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の作用が生じる。さらに、インタクーラが、エンジン出力軸軸線方向の両端部に夫々吸入空気タンクを備えた積層型熱交換器とされるので、インタクーラが軽量化・小型化される。
【0017】
本発明の第4の態様においては、基本的には本発明の第2又は第3の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の作用が生じる。さらに、インタクーラがサージタンクよりも高い位置、すなわち一般的にはエンジン本体上端部よりも高い位置に配置されるので、インタクーラへの通風性が良くなり、すなわちインタクーラに走行風があたりやすくなる。また、インタクーラの吸入空気流入口及び吸入空気流出口がインタクーラの下端部に配設されているので、インタクーラと、サージタンクあるいは機械式過給機との接続が容易となり、吸気装置の組付性が良くなる。
【0018】
本発明の第5の態様においては、基本的には本発明の第1〜第4の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の作用が生じる。さらに、エンジンが車体に横置き搭載され、インタクーラがその前端部がエンジン前端部よりも後方に位置するように配置される。すなわち、インタクーラが車体幅方向にみてエンジンルーム内の中寄り位置に配置される。このため、エンジンルーム内において車体幅方向(左右方向)両端部付近には空き空間が確保される。
【0019】
本発明の第6の態様においては、基本的には本発明の第1〜第5の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の作用が生じる。さらに、機械式過給機よりも上流側の吸気通路が、エンジン出力軸軸線方向にみてインタクーラの吸入空気流出口が配置された側に配置されているので、上記吸気通路と、インタクーラとサージタンクとを接続する通路とが近接した位置に配置される。このため、両通路を一体形成することが可能となる。
【0020】
本発明の第7の態様においては、基本的には本発明の第1〜第6の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の作用が生じる。また、機械式過給機が巻き掛け部材を介してエンジン出力軸によって回転駆動されるようになっているので、機械式過給機には、上下振動に加えて巻き掛け部材の張力に起因する横方向の振動が惹起される。他方、インタクーラには上下方向の振動しか惹起されない。つまり、機械式過給機とインタクーラとでは振動モードが異なる。しかしながら、インタクーラと機械式過給機とを接続する通路が弾性体を介してインタクーラに取り付けられているので、インタクーラと機械式過給機との間での振動モードの食い違いが弾性体によって吸収される。
【0021】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
まず、図7を参照しつつ、本発明にかかる吸気装置を備えた機械式過給機付エンジンの概略的な構造及び機能について説明する。
図7に示すように、4気筒エンジン1は、独立吸気通路2(4本)から供給された混合気(空気と燃料の混合物)を各燃焼室(図示せず)内で燃焼させ、燃焼ガス(排気ガス)を独立排気通路3(4本)を介して共通排気通路4に排出するようになっている。ここで、共通排気通路4には、排気ガス中のNOx、HC等の有害成分を除去(浄化)する三元触媒を用いた触媒コンバータ5が介設されている。
【0022】
そして、エンジン1に燃料燃焼用の空気(以下、これを吸入空気という)を供給する共通吸気通路6が設けられている。この共通吸気通路6には、吸入空気の流れ方向にみて上流側から順に、吸入空気中の浮遊塵を除去するエアクリーナ7と、アクセルペダル(図示せず)と連動して開閉されるスロットル弁8と、Vベルト(巻き掛け部材)を介してエンジン出力軸17(クランクシャフト)によって駆動されるリショルム型の機械式過給機9(リショルム式ポンプ)と、該過給機9によって加圧されて高温化した吸入空気を冷却するインタクーラ10とが設けられている。共通吸気通路6の下流端は、吸入空気の流れを安定化するサージタンク11に接続され、このサージタンク11に前記の各独立吸気通路2の上流端が接続されている。
【0023】
共通吸気通路6の、過給機9よりも上流側の部分6aとインタクーラ10よりも下流側の部分6cとを接続するバイパス吸気通路12が設けられ、このバイパス吸気通路12にはこれを開閉する開閉弁13が設けられている。なお、開閉弁13はアクチュエータ14によって開閉駆動されるようになっている。ここで、開閉弁13は、過給時において過給圧が高いときには該過給圧に応じた開度で開弁され、過給機下流の吸入空気の一部がバイパス吸気通路12を通して過給機上流にリリーフされ、過給圧が所定の上限値以下に保持されるようになっている。また、非過給時には開閉弁13は全開され、吸入空気がバイパス吸気通路12を通して燃焼室に供給されるようになっている。
【0024】
さらに、エンジン1には、夫々共通排気通路4内の排気ガスの一部を取り出してEGRガスとして吸気系に供給する第1EGR装置Eと第2EGR装置Eとが設けられている。ここで、第1EGR装置Eは、非過給領域(低速低負荷領域)で吸気系に比較的高温のEGRガスを供給し、吸入空気の温度を高めて混合気の燃焼性ないしは着火性を高めるととともに、ポンピングロスを低減するようになっている(ホットEGR)。他方、第2EGR装置Eは、過給領域(高速領域あるいは高負荷領域)で吸気系に比較的低温のEGRガスを供給し、燃焼温度を低下させてNOx発生量を低減するとともに、排気ガスの高温化に起因する排気系での熱害の発生を防止するようになっている(コールドEGR)。
【0025】
第1EGR装置Eには、一方の端部(EGRガス流れ方向にみて上流端)が排気ガス流れ方向にみて触媒コンバータ5より上流側で共通排気通路4に接続され、他方の端部(EGRガス流れ方向にみて下流端)が吸入空気流れ方向にみてインタクーラ10より下流側で共通吸気通路6cに接続された第1EGR通路15が設けられている。そして、この第1EGR通路15には、該第1EGR通路15を開閉する第1EGR制御弁16が介設されている。
【0026】
他方、第2EGR装置Eには、一方の端部(EGRガス流れ方向にみて上流端)が排気ガス流れ方向にみて触媒コンバータ5より下流側で共通排気通路4に接続され、他方の端部(EGRガス流れ方向にみて下流端)が吸入空気流れ方向にみて過給機9より上流側で共通吸気通路6aに接続された第2EGR通路18が設けられている。そして、この第2EGR通路18には、EGRガス流れ方向にみて上流側から順に、該第2EGR通路18を開閉する第2EGR制御弁19と、EGRガス中のカーボン等の粒子を除去するカーボントラップ22とが介設されている。
【0027】
ここにおいて、過給領域では、第1EGR制御弁16が閉弁される一方、第2EGR制御弁19が開弁され、第2EGR通路18を通して吸気系にEGRガスが供給されるようになっている。他方、非過給領域では、第1EGR制御弁16が開弁される一方、第2EGR制御弁19が閉弁され、第1EGR通路15を通して吸気系にEGRガスが供給されるようになっている。
【0028】
以下、図1〜図3を参照しつつ、エンジン1及びその吸気装置の具体的な構造と機能とについて説明する。なお、以下ではとくに断らない限り、エンジン1の前側(図1及び図2では右側)と後側(図1及び図2では左側)とを夫々単に「前」、「後」といい、エンジン1の前方に向かって右側(図1では紙面の表側、図3では左側)と左側(図1では紙面の裏側、図3では右側)とを夫々単に「右」、「左」ということにする。
【0029】
図1〜図3に示すように、エンジン1は、エンジン出力軸17(図7参照)の軸線と前輪車軸23の軸線とが同一方向(車体幅方向)を向くようにして、車体に横置き搭載されている。なお、エンジン1の前端は車体の右側側部と対向し、エンジン1の後端は車体の左側側部と対向し、エンジン1の左側面は車体前端部と対向している。
【0030】
エンジン1においては、エンジン出力軸17(図7参照)の前端部にクランクプーリ41が同軸に取り付けられ、過給機9の回転軸の前端部に過給機駆動用プーリ42が同軸に取り付けられ、さらにウォータポンプ(図示せず)の回転軸の前端部にウォータポンプ駆動用プーリ43が同軸に取り付けられ、これらのプーリ41、42、43にVベルト44(巻き掛け部材)が巻き掛けられている。ここで、Vベルト44の張力はオートテンショナ45によって自動的に調整されるようになっている。さらに、エンジン1においては、前記の過給機9及びウォータポンプのほか、パワーステアリングポンプ46、オルタネータ47、エアコン用コンプレッサ48等がエンジン出力軸17によって駆動されるようになっている。なお、49はアイドラプーリである。
【0031】
エンジン1の吸気装置においては、スロットルボディ25との当接部から過給機9に至る共通吸気通路6a(上流側吸気通路部)と、インタクーラ10からサージタンク11に至る共通吸気通路6cの一部(下流側吸気通路部)と、バイパス吸気通路12とが、後で説明する単一のエアケーシング26内に一体形成されている。つまり、図7中において破線で囲まれた部分Rがエアケーシング26とされている。なお、インタクーラ10からサージタンク11に至る共通吸気通路6c(接続吸気通路)は、後で説明するように、第2コネクタ29と、第2接続通路30と、上記の下流側吸気通路部等とで構成されている。また、過給機9からインタクーラ10に至る共通吸気通路6bは、第1接続通路27と第1コネクタ28とで構成されている。
【0032】
そして、エンジン1の吸気装置においては、吸入空気を加圧する過給機9と、該過給機9から吐出された吸入空気を冷却するインタクーラ10と、該インタクーラ10から流出した吸入空気を受け入れるサージタンク11とが、夫々エンジン出力軸17の軸線と平行ないしは略平行となるような位置関係で、エンジン1の右側方に配置されている。具体的には、リショルム式の過給機9は、その回転軸の軸線がエンジン出力軸軸線(前後方向)と平行となるように配置されている。インタクーラ10はその広がり面がエンジン出力軸軸線と平行となるように、すなわち広がり面が車体前方を向くように配置されている。サージタンク11は、その長手方向の軸線がエンジン出力軸軸線と平行となるように配置されている。なお、サージタンク11は吸気マニホールド31と一体形成された、エンジン出力軸軸線方向に延びる細長い形状の吸入空気集合通路である。つまり、吸気マニホールド31は、サージタンク11と独立吸気通路2とを含む単一の部材である。
【0033】
ここで、吸気マニホールド31はボルト締結によりエンジン本体に強固に固定され、過給機9は第1取付ブラケット32と第2取付ブラケット33とを介してエンジン本体に強固に固定されている。また、インタクーラ10は、後で説明するように基本的には浮かし構造とされているが、第1ステー34及び第2ステー35を用いてエンジン本体側に固定され、その揺動が防止されるようになっている。なお、両ステー34、35は弾性材(例えば、ラバー)を介してエンジン本体側に固定され、エンジン本体側の振動のインタクーラ10への伝播が抑制ないしは防止されるようになっている。
【0034】
そして、過給機9とインタクーラ10とサージタンク11(吸気マニホールド31の一部)とは、次のような位置関係で配置されている。
すなわち、左右方向に関しては、過給機9及びサージタンク11は、インタクーラ10に対して相対的に左側、換言すればエンジン1に近い側に配置されている。上下方向に関しては、サージタンク11が過給機9よりも高い位置に配置され、さらにインタクーラ10がサージタンク11よりも高い位置に配置されている。
【0035】
また、前後方向に関しては、過給機9は、エンジン1の前端位置から中央部よりもやや後寄りの位置にわたって配置されている。そして、インタクーラ10は、その前端部がエンジン前端部よりも後方に位置し、その後端部がエンジン後端部よりも前方に位置するような位置関係でもって配置されている。つまり、インタクーラ10の前側と後側とには、夫々、空き空間部が形成されている。
【0036】
かかる配置構造によれば、重量の大きい過給機9及び吸気マニホールド31がエンジン本体に近い位置に配置される一方、重量の小さいインタクーラ10がエンジン本体から離れた位置に配置されるので、吸気装置の組付性が良くなるとともに、吸気装置の支持が容易となる。
【0037】
また、インタクーラ10がサージタンク11よりも高い位置、すなわちエンジン本体上端部よりも高い位置に配置されるので、インタクーラ10への通風性が良くなり、すなわちインタクーラ10に走行風があたりやすくなり、インタクーラ10の冷却性能ひいては吸気充填効率が高められる。
さらに、サージタンク11の上方には、インタクーラ10へ冷却風(走行風)を案内するダクト40が設けられているので、インタクーラ10への通風性がさらに良くなり、インタクーラの冷却性能が一層高められる。
【0038】
さらに、インタクーラ10の前側と後側とには、夫々、空き空間部が形成され、したがってインタクーラ10は車体幅方向にみてエンジンルーム内の中寄り位置に配置されている。このため、エンジンルーム内において車体幅方向両端部付近には空き空間が確保される。そして、この空き空間はブレーキの真空倍力装置36(マスターバック)を配置するのに適した位置であるので、該真空倍力装置36のレイアウトが容易となる。なお、真空倍力装置36は、ハンドルの位置(左右)に応じて左右のいずれか一方に配置されるものであるが、このように左右のいずれにも空き空間が確保されているので、ハンドルを左右のいずれに配置しても、真空倍力装置36を容易にレイアウトすることができる。
【0039】
インタクーラ10は、その前端部に入口側吸入空気タンク10aを備える一方、その後端部に出口側吸入空気タンク10bを備えた積層型熱交換器であって、入口側吸入空気タンク10aの底部(下端部)には過給機9から吸入空気を受け入れる吸入空気流入口が設けられ、出口側吸入空気タンク10bの底部(下端部)にはサージタンク側に吸入空気を送り出す吸入空気流出口が設けられている。ここで、前後方向にみて、インタクーラ10の吸入空気流入口は過給機9の吸入空気吐出口に対応する位置に配設され、インタクーラ10の吸入空気流出口はサージタンク11の吸入空気受入口に対応する位置に配置されている。かかる構造によれば、インタクーラ10が軽量化・小型化されるので、吸気装置が一層コンパクト化される。また、インタクーラ10の吸入空気流入口及び吸入空気流出口がインタクーラ10の下端部に配設されているので、インタクーラ10と、サージタンク11あるいは機械式過給機9との接続が容易となり、吸気装置の組付性が良くなる。
【0040】
ここで、インタクーラ10の吸入空気流出口とサージタンク11の吸入空気受入口とは、過給機9の後端部よりも後方(過給機9からずれた位置)に配置されている。このため、インタクーラ10とサージタンク11とを接続する通路が、過給機9に対してこれと干渉し合うことなく近接して配置され、吸気装置がさらにコンパクト化される。
【0041】
過給機9の吸入空気吐出口からインタクーラ10の吸入空気流入口へは、第1接続通路27を通して吸入空気が流れるようになっているが、該吸入空気吐出口と該吸入空気流入口とが前後方向に関しては近接した位置に配置されているので、第1接続通路27の経路長は非常に短くなっている。また、インタクーラ10の吸入空気流出口からサージタンク11の吸入空気受入口へは、第2接続通路30とエアケーシング26内の下流側吸気通路部とを通して吸入空気が流れるようになっているが、該吸入空気流出口と該吸入空気受入口とが前後方向に関しては近接した位置に配置されているので、第2接続通路30の経路長は非常に短くなっている。このように、第1接続通路27及び第2接続通路30が非常に短いので、吸気装置がコンパクト化されるととともにその組付性が良くなる。
【0042】
ここで、第1接続通路27は弾性体(例えば、ラバー)からなる第1コネクタ28を介してインタクーラ10に接続され、他方第2接続通路30は弾性体(例えば、ゴム)からなる第2コネクタ29を介してインタクーラ10に接続されている。つまり、インタクーラ10は、いわゆる浮き構造となっている。このため、過給機9の振動のインタクーラ10への伝播が第1コネクタ28によって抑制ないしは防止され、サージタンク11の振動のインタクーラ10への伝播が第2コネクタ29によって抑制ないしは防止される。
【0043】
前記したとおり、過給機9がVベルトを介してエンジン出力軸17によって回転駆動されるようになっているので、過給機9には、上下振動に加えてVベルトの張力に起因する横方向の振動が惹起される。他方、インタクーラ10には上下方向の振動しか惹起されない。つまり、基本的には過給機9とインタクーラ10とでは振動モードが異なる。しかしながら、このように、インタクーラ10は、弾性体を介して過給機9又はサージタンク11と接続されているので、インタクーラ10と過給機9ないしはサージタンク11との接続部には強い応力が作用せず、吸気装置の耐久性ないしは信頼性が高められる。
【0044】
以下、エアケーシング26(一体化通路)の具体的な構造及び機能について説明する。
エアケーシング26は過給機9のすぐ後側に配置され、該過給機9の後端部に固定されている。つまり、エアケーシング26は実質的には過給機9と一体化され、したがって過給機9とほぼ同一モードで振動することになる。
インタクーラ10は、前端部では第1接続通路27及び第1コネクタ28を介して過給機9に接続される一方、後端部では第2接続通路30及び第2コネクタ29を介してエアケーシング26に接続されているが、過給機9とエアケーシング26とがこのように同一モードで振動するので、インタクーラ10の前端部と後端部とに伝達される振動モードが同一となり、インタクーラ10にさほど強い応力が惹起されず、インタクーラ10ひいては吸気装置の耐久性が高められる。なお、過給機9あるいはエアケーシング26からインタクーラ10への振動の伝達が弾性体で形成された第1コネクタ28又は第2コネクタ29によって抑制ないしは防止されるのは前記したとおりである。
【0045】
図4〜図6にも示すように、エアケーシング26には、第1〜第4開口部51〜54(接続端)が設けられている。ここで、第1開口部51はスロットルボディ25にボルト締結され、第2開口部52は過給機9のケーシング(吸入空気吸込口)にボルト締結され、第3開口部53は接続管(図示せず)を介してサージタンク11(吸気マニホールド31)に接続され、第4開口部54は第2接続通路30に接続されている。
【0046】
そして、エアケーシング26内には、第1開口部51と第2開口部52とを連通する上流側吸気通路部60と、第3開口部53と第4開口部54とを連通する下流側開口部61とが形成されている。なお、上流側吸気通路部60は過給機9より上流側の共通吸気通路6aの一部であり、下流側吸気通路部61はインタクーラ10より下流側の共通吸気通路6cの一部である。ここで、エアケーシング26がエンジン1に装着された状態においては、下流側吸気通路部61は上流側吸気通路部60の上側に位置するようになっている。
【0047】
上流側吸気通路部60と下流側吸気通路部61とは、一部では仕切壁63のみによって仕切られた構造とされている。この仕切壁63を貫通して上流側吸気通路部60と下流側吸気通路部61とを連通させる連通孔が設けられ、この連通孔が前記のバイパス吸気通路12とされている。そして、前記の開閉弁13はこのバイパス吸気通路12(連通孔)を開閉するようになっている。なお、エアケーシング26は、開閉弁13のバルブケースを兼ねているので、格別なバルブケースを設ける必要はなく、この分吸気装置がコンパクト化される。
【0048】
このように、エアケーシング26が、過給機9の後方に生じた空き空間を有効に利用して配置されるので、その分吸気装置がコンパクト化される。また、このように単一のエアケーシング26が複数の吸入通路を兼ねているので、吸気装置の部品点数が少なくなり、その構造が簡素化される。さらに、このようにエアケーシング26を支持するだけで、吸気通路系統の大半を支持することができるので、吸気通路系統を十分な支持剛性でもって支持するのが容易となる。
かつ、バイパス吸気通路12が仕切壁63を貫通する連通孔とされているので、格別にバイパス吸気通路を設ける必要がなくなり、吸気装置が一層コンパクト化される。
【0049】
バイパス吸気通路12(連通孔)近傍において下流側吸気通路部61には、前記の第1EGR装置E(ホットEGR)の第1EGRガス導入口65(すなわち、第1EGR通路15の下流端)が開口している。ここで、第1EGRガス導入口65は、吸入空気流れ方向にみて、バイパス吸気通路12(連通孔)よりも上流側に配置されている。なお、上流側吸気通路部60には、前記の第2EGR装置E(コールドEGR)の第2EGRガス導入口66(すなわち、第2EGR通路18の下流端)が開口している。
【0050】
かくして、第1EGR装置Eにおいては、EGRガスがバイパス吸気通路12より上流側で吸気系に導入され、したがってEGRガスが吸入空気の主流からはずれた位置に導入されることになるので、EGRガスの吸入空気中への分散性が良くなる。また、EGRガス中の水蒸気が凝縮して生じた凝縮水が、開閉弁13の開弁時に、下流側吸気通路部61からバイパス吸気通路12(連通孔)を通して上流側吸気通路部60に重力で流下し、この後過給機9内で気化される。このため、腐食性の強い凝縮水がエアケーシング26内に滞留せず、エアケーシング26での腐蝕あるいはさびの発生が防止ないしは低減され、その耐久性が高められる。
【0051】
前記したとおり、インタクーラ10の吸入空気流出口からサージタンク11の吸入空気受入口に至る一連の吸気通路(以下、これを接続吸気通路という)は、第2コネクタ29と、第2接続通路30と、エアケーシング26内に形成された下流側吸気通路部61と、接続管とで構成されるが、該接続吸気通路は、そのサージタンク11への接続部における軸線と、独立吸気通路2のサージタンク11への接続部の軸線とが90°以下の角度(鋭角)をなすようにして、下側からサージタンク11に接続されている。さらに、この接続吸気通路は、略U字状に湾曲し、一端がインタクーラ10の吸入空気流出口に接続され、他端がサージタンク11の吸入空気受入口に接続されている。
【0052】
接続吸気通路が、このような形状に形成されているので、接続吸気通路からサージタンク11に流入した吸入空気はまずサージタンク11の天井面にぶつかり、該天井面ではね返された後各独立吸気通路2に流入することになる。ここで、吸入空気がサージタンク11の天井面にぶつかってはね返る際にサージタンク11内で四方八方に散乱する。このため、吸入空気が各独立吸気通路2にまんべんなく分配され、各独立吸気通路2への吸入空気の分配率が均一化され、エンジン1の回転安定性が高められる。
また、接続吸気通路が略U字状に湾曲してインタクーラ10の吸入空気流出口とサージタンク11の吸入空気受入口とに接続されているので、インタクーラ10と吸気マニホールド31(サージタンク11)とを左右方向に近接して配置することができ、吸気装置を一層コンパクト化することができる。
【0053】
なお、前記の第1EGR導入口65が略U字状の接続吸気通路の、下端部よりも上方に位置するので、EGRガス中の水蒸気が凝縮して生じる腐食性の強い凝縮水が第1EGR通路15に流入せず、第1EGR通路15の耐久性が高められる。
【0054】
【発明の効果】
本発明の第1の態様においては、機械式過給機とインタクーラとを接続する通路が非常に短くなり、かつサージタンクとインタクーラとを接続する通路も非常に短くなるので、吸気装置がコンパクト化されるとともに、吸気装置の組付性が良くなる。また、重量の大きい機械式過給機がエンジン本体に近い位置に配置される一方、重量の小さいインタクーラがエンジン本体から離れた位置に配置されるので、吸気装置の組付性が良くなるとともに、吸気装置の支持が容易となる。
【0055】
本発明の第2の態様によれば、基本的には本発明の第1の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の効果が得られる。さらに、インタクーラとサージタンクとを接続する通路が、機械式過給機に対してこれと干渉し合うことなく近接して配置されるので、吸気装置がさらにコンパクト化される。
【0056】
本発明の第3の態様においては、基本的には本発明の第1又は第2の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の効果が得られる。さらに、インタクーラが軽量化・小型化されるので、吸気装置が一層コンパクト化される。
【0057】
本発明の第4の態様においては、基本的には本発明の第2又は第3の態様にかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の効果が得られる。さらに、インタクーラへの通風性が良くなるので、インタクーラの冷却性能ひいては吸気充填効率が高められる。また、インタクーラと、サージタンクあるいは機械式過給機との接続が容易となり、吸気装置の組付性が良くなる。
【0058】
本発明の第5の態様においては、基本的には本発明の第1〜第4の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の効果が得られる。さらに、エンジンルーム内において車体幅方向(左右方向)両端部付近には空き空間が確保され、この空き空間はブレーキの真空倍力装置(マスターバック)を配置するのに適した位置であるので、該真空倍力装置のレイアウトが容易となる。
【0059】
本発明の第6の態様においては、基本的には本発明の第1〜第5の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の効果が得られる。さらに、吸気通路と、インタクーラとサージタンクとを接続する通路とが近接した位置に配置されるので、両通路を一体形成することが可能となり、このように両通路を一体形成すれば吸気装置がより一層コンパクト化される。
【0060】
本発明の第7の態様においては、基本的には本発明の第1〜第6の態様のいずれか1つにかかる機械式過給機付エンジンの吸気装置と同様の効果が得られる。さらに、機械式過給機とインタクーラとでは振動モードが異なるものの、インタクーラと機械式過給機とを接続する通路が弾性体を介してインタクーラに取り付けられているので、インタクーラと機械式過給機との間での振動モードの食い違いが弾性体によって吸収され、インタクーラと機械式過給機との接続部には強い応力が作用せず、吸気装置の耐久性ないしは信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる吸気装置を備えたエンジンの側面説明図である。
【図2】図1に示すエンジンの平面説明図である。
【図3】図1に示すエンジンの正面説明図である。
【図4】エアケーシングの平面説明図である。
【図5】エアケーシングの正面説明図である。
【図6】エアケーシングの側面説明図である。
【図7】図1に示すエンジンの吸気装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
…第1EGR装置
…第2EGR装置
1…エンジン
2…独立吸気通路
3…独立排気通路
4…共通排気通路
6…共通吸気通路
9…過給機
10…インタクーラ
10a…入口側吸入空気タンク
10b…出口側吸入空気タンク
11…サージタンク
12…バイパス吸気通路
13…開閉弁
15…第1EGR通路
17…エンジン出力軸
18…第2EGR通路
23…前輪車軸
26…エアケーシング
27…第1接続通路
28…第1コネクタ
29…第2コネクタ
30…第2接続通路
31…吸気マニホールド
32,33…第1,第2取付ブラケット
40…ダクト
44…Vベルト
60…上流側吸気通路部
61…下流側吸気通路部
63…仕切壁
65…第1EGR導入口
66…第2EGR導入口

Claims (7)

  1. 吸入空気を加圧する機械式過給機と、該機械式過給機から吐出された吸入空気を冷却するインタクーラと、該インタクーラから流出する吸入空気を受け入れるサージタンクとが、夫々エンジン出力軸軸線と略平行となるような位置関係で、エンジン本体の一方の側方に配置されている機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    機械式過給機とインタクーラとサージタンクとが、機械式過給機及びサージタンクがインタクーラに対して相対的にエンジン本体に近い側に位置するような位置関係でもって配置され、
    エンジン出力軸軸線方向にみて、インタクーラの一方の端部に吸入空気流入口が設けられ、他方の端部に吸入空気流出口が設けられ、
    エンジン出力軸軸線方向にみて、機械式過給機の吸入空気吐出口がインタクーラの吸入空気流入口に対応する位置に配設され、サージタンクの吸入空気受入口がインタクーラの吸入空気流出口に対応する位置に配設されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
  2. 請求項1に記載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    サージタンクがエンジン出力軸軸線方向に延びる細長い形状の吸入空気集合通路であって、該サージタンクが機械式過給機の上方に配置され、
    サージタンクの吸入空気受入口が、エンジン出力軸軸線方向にみて機械式過給機からずれた位置に配置されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    インタクーラが、エンジン出力軸軸線方向の両端部に夫々吸入空気タンクを備えた積層型熱交換器であって、一方の吸入空気タンクに吸入空気流入口が設けられ、他方の吸入空気タンクに吸入空気流出口が設けられていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
  4. 請求項2又は請求項3に記載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    サージタンクが機械式過給機よりも高い位置に配置され、さらにインタクーラがサージタンクよりも高い位置に配置され、
    インタクーラの吸入空気流入口及び吸入空気流出口が、インタクーラの下端部に配設されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    エンジンが、エンジン出力軸軸線と車軸軸線とが同一方向を向くようにして、車体に横置き搭載されていて、
    インタクーラが、エンジンの前後方向にみてインタクーラ前端部がエンジン前端部よりも後方に位置するような位置関係でもって配置されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    機械式過給機よりも上流側の吸気通路が、エンジン出力軸軸線方向にみてインタクーラの吸入空気流出口が配置された側に配置されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載された機械式過給機付エンジンの吸気装置において、
    機械式過給機が、巻き掛け部材を介してエンジン出力軸によって回転駆動されるようになっていて、
    インタクーラと機械式過給機とを接続する通路と、インタクーラとサージタンクとを接続する通路とが、夫々弾性体を介してインタクーラに連結されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
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