JP3804106B2 - Ｖ型エンジンの過給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型エンジンの過給装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン等にあっては、吸気を過給する過給機として、エンジンによって増速ギア装置を介して駆動されるスーパーチャージャを備えるものがある。
【０００３】
従来のＶ型エンジンの過給装置として、例えば図９に示すようなものがある。
【０００４】
これについて説明すると、Ｖ型エンジンはＶ型に傾斜する左右バンク間にインテークマニホールド９０が接続され、インテークマニホールド９０の上部に吸気を過給するスーパーチャージャ９６が設けられる。
【０００５】
スーパーチャージャ９６はその回転により吸気を圧送する一対のロータ９１，９２と、各ロータ９１，９２を収装するスーパーチャージャハウジング９４等から構成される。各ロータ９１，９２にはエンジンの回転が図示しない増速ギア装置を介して伝達される。各ロータ９１，９２が高速回転することにより、スーパーチャージャハウジング９４の上部に開口した吸込口９８から吸気が吸い込まれ、スーパーチャージャハウジング９４の下部に開口した吐出口９９から吸気が吐出される。吐出口９９から吐出される吸気は、インテークマニホールド９０を介して左右バンクの各気筒に分配される。
【０００６】
スーパーチャージャハウジング９４はインテークマニホールド９０と別体で形成され、シリンダヘッド８２に対して複数のボルト８３により弾性体８４を介して締結される。スーパーチャージャハウジング９４が弾性体８４を介してシリンダヘッド８２に対して相対変位することにより、寸法交差やエンジン運転中の熱膨張差が吸収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＶ型エンジンの過給装置にあっては、スーパーチャージャハウジング９４がインテークマニホールド９０と別体で形成され、弾性体８４を介してシリンダヘッド８２に対して相対変位する構造により、増速ギア装置から伝わる振動、スーパーチャージャ９６内に生じる圧力波によって共振する可能性があり、スーパーチャージャハウジング９４から振動や騒音が発生するという問題点がある。
【０００８】
また、自動車のエンジンルームの限られたスペースによりエンジンの全高は制約されるが、インテークマニホールド９０が、スーパーチャージャハウジング３４の下方に配置される構造により、インテークマニホールド９０および吸気ポート８５の通路長を十分に確保できず、吸気の充填効率を高められない問題点が考えられる。
【０００９】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、Ｖ型エンジンの過給装置において、音振性の向上および吸気効率の向上をはかることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置は、
吸気を過給する過給機を備え、
過給機から吐出される吸気を各気筒に導くインテークマニホールドを備え、
インテークマニホールドをＶ型に対向する左右のバンクの間に配置するＶ型エンジンの過給装置において、
前記インテークマニホールドは各気筒に向けて分岐するブランチ部と各ブランチ部が集合するコレクタ部を備え、
コレクタ部を過給機の上方に配置し、
過給機の吐出口をコレクタ部に開口させ、
前記ブランチ部が過給機のまわりを囲むようにして過給機とインテークマニホールドとが一体化して形成され、
インテークマニホールドをエンジン本体に締結する。
【００１２】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１に記載の発明において、
前記左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させる。
【００１３】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１または２に記載の発明において、
前記過給機の吐出口と吸込口を連通するバイパス通路を備え、
バイパス通路を開閉するバイパスバルブを備え、
バイパスバルブを過給機に介装する。
【００１４】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、
前記過給機から吐出する吸気と外気の熱交換を促す２つのインタークーラを過給機の上方に配置し、
過給機の吐出口と吸込口を連通するとともに各インタークーラに吸気を分配するバイパス通路を各インタークーラの間に配置する。
【００１５】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、
前記過給機に吸入される吸気を絞るスロットルバルブを備え、
スロットルバルブを収装するスロットルチャンバを備え、
スロットルチャンバを過給機に接続する。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置において、過給機の吐出口からコレクタ部に吸気が吐出され、コレクタ部から各ブランチ部と吸気ポートを通って各気筒に分配される。
【００１７】
過給機とインテークマニホールドは、互いに一体化され、エンジン本体に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結されているため、それぞれの支持剛性が高められる。インテークマニホールドおよび過給機は、それぞれのエンジン本体に対する支持剛性が高められることにより、増速ギア装置から伝わる振動やその内部に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、振動や騒音が発生することを防止できる。
【００１８】
また、インテークマニホールドのコレクタ部が過給機の上部に配置され、各ブランチ部が過給機を囲むようにして延びる構造のため、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００１９】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置において、左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させる構造のため、各ブランチ部および吸気ポートの通路長をさらに大きくすることが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００２０】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置において、バイパスバルブを過給機に介装する構造のため、バイパスバルブによってエンジンの全高が増大することを抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００２１】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置において、スーパーチャージャの吐出口からバイパス通路に吐出する吸気は、中央のバイパス通路から左右のインタークーラを通って冷却されつつコレクタ部へと流入し、左右のコレクタ部から各ブランチ部と吸気ポートを通って各気筒に分配される。
【００２２】
インタークーラとバイパス通路が、スーパーチャージャハウジングの上方に配置されるものの、バイパス通路が各インタークーラの間に配置される構造のため、バイパス通路の上下方向にインタークーラが配置される構造に比べて、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００２３】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置において、スロットルチャンバが過給機に接続される構造により、スロットルチャンバが過給機からの伝熱によって加熱される。これにより、寒冷時にスロットルバルブが凍結して作動不良となることを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図２に示すように、自動車用エンジンに備えられる吸気通路は、吸気を取り込むエアクリーナ１と、スロットルバルブ５を収装するスロットルチャンバ４と、吸気を過給するスーパーチャージャ（機械駆動式過給機）６と、各気筒に吸気を分配するインテークマニホールド１０等によって構成される。
【００２６】
エアクリーナ１は図示しない車体側に取付けられる。エアクリーナ１とスロットルチャンバ４はダクト３を介して連通される。ダクト３には吸気量を検出するエアフロメータ２が取付けられる。
【００２７】
図１に示すように、Ｖ型エンジンはＶ型に傾斜する左右バンクを有し、左右バンクに点火順序の連続しない気筒どうしが並んでいる。シリンダブロック２０の上部に左右シリンダヘッド２２が設けられる。図中２５はロッカカバーであり、各シリンダヘッド２２上に動弁室２６を画成する。
【００２８】
左右シリンダヘッド２２の外側に形成さた排気ポート２４に図示しない排気管が接続されている。
【００２９】
左右シリンダヘッド２２の内側に各気筒に連通する各吸気ポート２７が形成され、各吸気ポート２７にインテークマニホールド１０が接続される。図中２８はインジェクタであり、インジェクタ２８から各吸気ポート２７に燃料を噴射するようになっている。
【００３０】
スーパーチャージャ６はその回転により吸気を圧送する一対のロータ３１，３２と、各ロータ３１，３２を収装するスーパーチャージャハウジング３４等から構成される。各ロータ３１，３２は左右シリンダヘッド２２の上方にクランクシャフトと平行に配置される。
【００３１】
各ロータ３１，３２にはエンジンの回転が図示しない増速ギア装置を介して伝達される。各ロータ３１，３２が高速回転することにより、スーパーチャージャハウジング３４の図示しない吸込口から吸気が吸い込まれ、スーパーチャージャハウジング３４の前部に開口した吐出口３３から吸気が吐出されるようになっている。
【００３２】
スロットルチャンバ４に収装されるスロットルバルブ５は、アクセルペダルに応動して開閉し、スーパーチャージャ６に吸入される吸気流を絞るようになっている。
【００３３】
スーパーチャージャ６の吸込口はスーパーチャージャハウジング３４の後端部に開口する。スーパーチャージャハウジング３４の後端部にはスロットルチャンバ４が直接に接続される。
【００３４】
スーパーチャージャハウジング３４はインテークマニホールド１０に囲まれるようにして一体化され、インテークマニホールド１０はシリンダヘッド（エンジン本体）２２に固定的に締結される。
【００３５】
インテークマニホールド１０は左右シリンダヘッド２２の上部にわたって接合し、図示しない複数のボルトにより弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルトはインテークマニホールド１０のフランジを貫通し、シリンダヘッド２２に形成されたネジ穴に螺合する。インテークマニホールド１０と左右シリンダヘッド２２の間にはガスケットが介装され、吸気通路の密封がはかられる。
【００３６】
インテークマニホールド１０は各気筒に向けて分岐するブランチ部１２と、各ブランチ部１２が集合するコレクタ部１１とから構成される。
【００３７】
コレクタ部１１はスーパーチャージャ６の上方に配置され、スーパーチャージャ６の吐出口３３はコレクタ部１１に開口する。したがって、スーパーチャージャ６の吐出口３３から吐出する吸気が直接にコレクタ部１１に導入される。
【００３８】
各吸気ポート２７は左右シリンダヘッド２２の上部に開口している。
【００３９】
各ブランチ部１２はスーパーチャージャ６のまわりを囲むようにして鉛直方向に延びる。図中線分Ｉは、各ブランチ部１２と各吸気ポート２７の通路中心線である。図１の正面図上において、各通路中心線Ｉは、スーパーチャージャ６を挟むようにして鉛直方向に延びている。すなわち、左シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の左側に開口し、右シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の右側に開口している。
【００４０】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４１】
スーパーチャージャ６は各ロータ３１，３２の回転によってその吐出口３３からコレクタ部１１に吸気を吐出し、コレクタ部１１から各ブランチ部１２と吸気ポート２７を通って各気筒に分配される。
【００４２】
自動車のエンジンルームの限られたスペースによりエンジンの全高が制約されるものの、インテークマニホールド１０のコレクタ部１１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ部１２がスーパーチャージャハウジング３４を挟むようにして鉛直方向に延びている構造のため、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気の填効率を高められる。
【００４３】
スーパーチャージャハウジング３４とインテークマニホールド１０は、互いに一体化され、シリンダヘッド２２に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結されているため、シリンダヘッド２２に対する支持剛性が高められる。
【００４４】
この結果、スーパーチャージャハウジング３４は、増速ギア装置から伝わる振動やスーパーチャージャ６内に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、スーパーチャージャハウジング３４やインテークマニホールド１０から振動や騒音が発生することを防止できる。
【００４５】
次に、図３に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００４６】
左右のバンクに接続する各ブランチ部１２はスーパーチャージャ６のまわりを囲むようにして互いに交差して延びる。図中線分Ｉは、各ブランチ部１２と各吸気ポート２７の通路中心線である。図３の正面図上において、各通路中心線Ｉは、スーパーチャージャ６を挟むようにしてＸ字形に交差して延びている。すなわち、左シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の右側に開口し、右シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の左側に開口している。
【００４７】
インテークマニホールド１０は左右シリンダヘッド２２の上部にわたって接合し、複数のボルト４１により弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルト４１はインテークマニホールド１０のフランジ４２を貫通し、シリンダヘッド２２に形成されたネジ穴４３に螺合する。インテークマニホールド１０と左右シリンダヘッド２２の間にはガスケットが介装され、吸気通路の密封がはかられる。
【００４８】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４９】
インテークマニホールド１０のコレクタ部１１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ部１２がスーパーチャージャハウジング３４を挟むようにして交差して延びる構造のため、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長をさらに大きく設定することが可能となり、低速域における吸気の充填効率を高められる。
【００５０】
スーパーチャージャハウジング３４とインテークマニホールド１０は、互いに一体化され、シリンダヘッド２２に対してボルト４１により弾性体を介さずに締結されているため、シリンダヘッド２２に対する支持剛性が高められる。
【００５１】
この結果、スーパーチャージャハウジング３４は、増速ギア装置から伝わる振動やスーパーチャージャ６内に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、スーパーチャージャハウジング３４やインテークマニホールド１０から振動や騒音が発生することを防止できる。
【００５２】
次に、図４〜図８に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００５３】
図４に示すように、自動車用エンジンに備えられる吸気通路は、吸気を取り込むエアクリーナ１と、スロットルバルブ５を収装するスロットルチャンバ４と、吸気を過給するスーパーチャージャ６と、スーパーチャージャ６から吐出する吸気を冷却する２つのインタークーラ７と、各気筒に吸気を分配するインテークマニホールド１０等によって構成される。
【００５４】
各インタークーラ７は、スーパーチャージャ６によって圧縮されることにより温度上昇した吸気の熱を外気に放熱する働きをする。エンジンに送られる吸気が各インタークーラ７で冷却されることにより、エンジンのノッキングを抑えつつ吸気充填効率を高めて高出力化がはかれる。
【００５５】
図６、図７に示すように、各インタークーラ７は、図中矢印で示すように流れる吸気と外気の熱交換を促すコア部６８と、スーパーチャージャ６の吐出口３３から吐出される吸気をコア部６８に導入するバイパス通路７１と、各コア部６８を通過した吸気を集める左右のコレクタ部６１とを備える。
【００５６】
スーパーチャージャ６はその回転により吸気を圧送する一対のロータ３１，３２と、各ロータ３１，３２を収装するスーパーチャージャハウジング３４等から構成される。各ロータ３１，３２は左右シリンダヘッド２２の上方にクランクシャフトと平行に配置される。
【００５７】
中央のバイパス通路７１および左右のコレクタ部６１はスーパーチャージャ６の上方にクランクシャフトと平行に配置される。
【００５８】
各インタークーラ７を収装するハウジング６０とインテークマニホールド１０は別体で形成される。中央のバイパス通路７１はハウジング６０とインテークマニホールド１０の間に画成される。
【００５９】
各ロータ３１，３２が高速回転することにより、スーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９から吸気が吸い込まれ、スーパーチャージャハウジング３４の前部に開口した吐出口３３から吸気が吐出されるようになっている。
【００６０】
図８に示すように、バイパス通路７１はスーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９と吐出口３３を結ぶ。バイパス通路７１を開閉するバイパスバルブ７２が設けられる。
【００６１】
バタフライ式のバイパスバルブ７２は、スーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９に回動可能に収装される。
【００６２】
バイパスバルブ７２はアクチュエータ７３を介して開閉駆動される。図示しないコントロールユニットは、例えばエンジン負荷の小さい運転時にバイパスバルブ７２を開弁させて、スーパーチャージャ６による過給圧を小さく調節し、スーパーチャージャ６の駆動損失を低減するようになっている。
【００６３】
スーパーチャージャ６の吸込口３９はスーパーチャージャハウジング３４の後端部に開口する。スーパーチャージャハウジング３４の後端部にはスロットルチャンバ４が直接に接続される。
【００６４】
スーパーチャージャハウジング３４はインテークマニホールド１０に囲まれるようにして一体化され、インテークマニホールド１０はシリンダヘッド２２に固定的に締結される。
【００６５】
インテークマニホールド１０は左右シリンダヘッド２２の上部にわたって接合し、複数のボルト４１により弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルト４１はインテークマニホールド１０のフランジ４２を貫通し、シリンダヘッド２２に形成されたネジ穴４３に螺合する。インテークマニホールド１０と左右シリンダヘッド２２の間にはガスケットが介装され、吸気通路の密封がはかられる。
【００６６】
左右のバンクに接続する各ブランチ部１２はスーパーチャージャ６のまわりを囲むようにして互いに交差して延びる。図中線分Ｉは、各ブランチ部１２と各吸気ポート２７の通路中心線である。図５の正面図上において、各通路中心線Ｉは、スーパーチャージャ６を挟むようにしてＸ字形に交差して延びている。すなわち、左シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の右側に開口し、右シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の左側に開口している。
【００６７】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００６８】
スーパーチャージャ６は各ロータ３１，３２の回転によってその吐出口３３からバイパス通路７１に吐出し、中央のバイパス通路７１から左右のコア部６８を通って冷却されつつコレクタ部１１へと流入し、左右のコレクタ部１１から各ブランチ部１２と吸気ポート２７を通って各気筒に分配される。
【００６９】
自動車のエンジンルームの限られたスペースによりエンジンの全高が制約されるものの、各インタークーラ７とコレクタ部１１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ部１２がスーパーチャージャハウジング３４を挟むようにして鉛直方向に延びている構造のため、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となる。
【００７０】
そして、各インタークーラ７とバイパス通路７１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置されるものの、バイパス通路７１が各インタークーラ７の間に配置される構造のため、バイパス通路７１の上下方向にインタークーラ７が配置される構造に比べて、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となる。
【００７１】
さらに、バイパスバルブ７２をスーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９に介装する構造のため、バイパスバルブ７２によってエンジンの全高が増大することを抑えつつ、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００７２】
スーパーチャージャハウジング３４とインテークマニホールド１０は、互いに一体化され、シリンダヘッド２２に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結されているため、シリンダヘッド２２に対する支持剛性が高められる。
【００７３】
この結果、スーパーチャージャハウジング３４は、増速ギア装置から伝わる振動やスーパーチャージャ６内に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、スーパーチャージャハウジング３４やインテークマニホールド１０から振動や騒音が発生することを防止できる。
【００７４】
スロットルチャンバ４がスーパーチャージャハウジング３４の後端部に直接に接続される構造により、スロットルチャンバ４がスーパーチャージャハウジング３４からの伝熱によって加熱される。これにより、寒冷時にスロットルバルブ５が凍結して作動不良となることを防止できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、過給機とインテークマニホールドは、互いに一体化され、エンジン本体に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結される構造のため、それぞれの支持剛性が高められ、増速ギア装置から伝わる振動やその内部に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、振動や騒音が発生することを防止できる。
【００７６】
さらに、インテークマニホールドのコレクタ部が過給機の上部に配置され、各ブランチ部が過給機を囲むようにして延びる構造のため、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、エンジン出力の向上がはかれる。
【００７７】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させる構造のため、各ブランチ部および吸気ポートの通路長をさらに大きくすることが可能となり、エンジン出力の向上がはかれる。
【００７８】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、バイパスバルブを過給機に介装する構造のため、バイパスバルブによってエンジンの全高が増大することを抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００７９】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、インタークーラとバイパス通路が、スーパーチャージャハウジングの上方に配置されるものの、バイパス通路が各インタークーラの間に配置される構造のため、バイパス通路の上下方向にインタークーラが配置される構造に比べて、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００８０】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、スロットルチャンバがスーパーチャージャハウジングに接続される構造のため、スロットルチャンバがスーパーチャージャハウジングからの伝熱によって加熱され、寒冷時にスロットルバルブが凍結して作動不良となることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図２】同じく吸気系の構成図。
【図３】他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図４】さらに他の実施形態を示す吸気系の構成図。
【図５】同じくエンジンの正面図。
【図６】同じく吸気系の平面図。
【図７】同じく吸気系の正面図。
【図８】同じく図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図９】従来例を示すエンジンの正面図。
【符号の説明】
４ スロットルチャンバ
５ スロットルバルブ
６ スーパーチャージャ
７ インタークーラ
１０ インテークマニホールド
１１ コレクタ部
１２ ブランチ部
１３ 吸気弁
２２ シリンダヘッド
２７ 吸気ポート
３１ ロータ
３２ ロータ
３３ 吐出口
３４ スーパーチャージャハウジング
７１ バイパス通路
７２ バイパスバルブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型エンジンの過給装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン等にあっては、吸気を過給する過給機として、エンジンによって増速ギア装置を介して駆動されるスーパーチャージャを備えるものがある。
【０００３】
従来のＶ型エンジンの過給装置として、例えば図９に示すようなものがある。
【０００４】
これについて説明すると、Ｖ型エンジンはＶ型に傾斜する左右バンク間にインテークマニホールド９０が接続され、インテークマニホールド９０の上部に吸気を過給するスーパーチャージャ９６が設けられる。
【０００５】
スーパーチャージャ９６はその回転により吸気を圧送する一対のロータ９１，９２と、各ロータ９１，９２を収装するスーパーチャージャハウジング９４等から構成される。各ロータ９１，９２にはエンジンの回転が図示しない増速ギア装置を介して伝達される。各ロータ９１，９２が高速回転することにより、スーパーチャージャハウジング９４の上部に開口した吸込口９８から吸気が吸い込まれ、スーパーチャージャハウジング９４の下部に開口した吐出口９９から吸気が吐出される。吐出口９９から吐出される吸気は、インテークマニホールド９０を介して左右バンクの各気筒に分配される。
【０００６】
スーパーチャージャハウジング９４はインテークマニホールド９０と別体で形成され、シリンダヘッド８２に対して複数のボルト８３により弾性体８４を介して締結される。スーパーチャージャハウジング９４が弾性体８４を介してシリンダヘッド８２に対して相対変位することにより、寸法交差やエンジン運転中の熱膨張差が吸収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＶ型エンジンの過給装置にあっては、スーパーチャージャハウジング９４がインテークマニホールド９０と別体で形成され、弾性体８４を介してシリンダヘッド８２に対して相対変位する構造により、増速ギア装置から伝わる振動、スーパーチャージャ９６内に生じる圧力波によって共振する可能性があり、スーパーチャージャハウジング９４から振動や騒音が発生するという問題点がある。
【０００８】
また、自動車のエンジンルームの限られたスペースによりエンジンの全高は制約されるが、インテークマニホールド９０が、スーパーチャージャハウジング３４の下方に配置される構造により、インテークマニホールド９０および吸気ポート８５の通路長を十分に確保できず、吸気の充填効率を高められない問題点が考えられる。
【０００９】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、Ｖ型エンジンの過給装置において、音振性の向上および吸気効率の向上をはかることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置は、
吸気を過給する過給機を備え、
過給機から吐出される吸気を各気筒に導くインテークマニホールドを備え、
インテークマニホールドをＶ型に対向する左右のバンクの間に配置するＶ型エンジンの過給装置において、
前記インテークマニホールドは各気筒に向けて分岐するブランチ部と各ブランチ部が集合するコレクタ部を備え、
コレクタ部を過給機の上方に配置し、
過給機の吐出口をコレクタ部に開口させ、
前記ブランチ部が過給機のまわりを囲むようにして過給機とインテークマニホールドとが一体化して形成され、
インテークマニホールドをエンジン本体に締結する。
【００１２】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１に記載の発明において、
前記左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させる。
【００１３】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１または２に記載の発明において、
前記過給機の吐出口と吸込口を連通するバイパス通路を備え、
バイパス通路を開閉するバイパスバルブを備え、
バイパスバルブを過給機に介装する。
【００１４】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、
前記過給機から吐出する吸気と外気の熱交換を促す２つのインタークーラを過給機の上方に配置し、
過給機の吐出口と吸込口を連通するとともに各インタークーラに吸気を分配するバイパス通路を各インタークーラの間に配置する。
【００１５】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、
前記過給機に吸入される吸気を絞るスロットルバルブを備え、
スロットルバルブを収装するスロットルチャンバを備え、
スロットルチャンバを過給機に接続する。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置において、過給機の吐出口からコレクタ部に吸気が吐出され、コレクタ部から各ブランチ部と吸気ポートを通って各気筒に分配される。
【００１７】
過給機とインテークマニホールドは、互いに一体化され、エンジン本体に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結されているため、それぞれの支持剛性が高められる。インテークマニホールドおよび過給機は、それぞれのエンジン本体に対する支持剛性が高められることにより、増速ギア装置から伝わる振動やその内部に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、振動や騒音が発生することを防止できる。
【００１８】
また、インテークマニホールドのコレクタ部が過給機の上部に配置され、各ブランチ部が過給機を囲むようにして延びる構造のため、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００１９】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置において、左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させる構造のため、各ブランチ部および吸気ポートの通路長をさらに大きくすることが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００２０】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置において、バイパスバルブを過給機に介装する構造のため、バイパスバルブによってエンジンの全高が増大することを抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００２１】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置において、スーパーチャージャの吐出口からバイパス通路に吐出する吸気は、中央のバイパス通路から左右のインタークーラを通って冷却されつつコレクタ部へと流入し、左右のコレクタ部から各ブランチ部と吸気ポートを通って各気筒に分配される。
【００２２】
インタークーラとバイパス通路が、スーパーチャージャハウジングの上方に配置されるものの、バイパス通路が各インタークーラの間に配置される構造のため、バイパス通路の上下方向にインタークーラが配置される構造に比べて、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００２３】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置において、スロットルチャンバが過給機に接続される構造により、スロットルチャンバが過給機からの伝熱によって加熱される。これにより、寒冷時にスロットルバルブが凍結して作動不良となることを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図２に示すように、自動車用エンジンに備えられる吸気通路は、吸気を取り込むエアクリーナ１と、スロットルバルブ５を収装するスロットルチャンバ４と、吸気を過給するスーパーチャージャ（機械駆動式過給機）６と、各気筒に吸気を分配するインテークマニホールド１０等によって構成される。
【００２６】
エアクリーナ１は図示しない車体側に取付けられる。エアクリーナ１とスロットルチャンバ４はダクト３を介して連通される。ダクト３には吸気量を検出するエアフロメータ２が取付けられる。
【００２７】
図１に示すように、Ｖ型エンジンはＶ型に傾斜する左右バンクを有し、左右バンクに点火順序の連続しない気筒どうしが並んでいる。シリンダブロック２０の上部に左右シリンダヘッド２２が設けられる。図中２５はロッカカバーであり、各シリンダヘッド２２上に動弁室２６を画成する。
【００２８】
左右シリンダヘッド２２の外側に形成さた排気ポート２４に図示しない排気管が接続されている。
【００２９】
左右シリンダヘッド２２の内側に各気筒に連通する各吸気ポート２７が形成され、各吸気ポート２７にインテークマニホールド１０が接続される。図中２８はインジェクタであり、インジェクタ２８から各吸気ポート２７に燃料を噴射するようになっている。
【００３０】
スーパーチャージャ６はその回転により吸気を圧送する一対のロータ３１，３２と、各ロータ３１，３２を収装するスーパーチャージャハウジング３４等から構成される。各ロータ３１，３２は左右シリンダヘッド２２の上方にクランクシャフトと平行に配置される。
【００３１】
各ロータ３１，３２にはエンジンの回転が図示しない増速ギア装置を介して伝達される。各ロータ３１，３２が高速回転することにより、スーパーチャージャハウジング３４の図示しない吸込口から吸気が吸い込まれ、スーパーチャージャハウジング３４の前部に開口した吐出口３３から吸気が吐出されるようになっている。
【００３２】
スロットルチャンバ４に収装されるスロットルバルブ５は、アクセルペダルに応動して開閉し、スーパーチャージャ６に吸入される吸気流を絞るようになっている。
【００３３】
スーパーチャージャ６の吸込口はスーパーチャージャハウジング３４の後端部に開口する。スーパーチャージャハウジング３４の後端部にはスロットルチャンバ４が直接に接続される。
【００３４】
スーパーチャージャハウジング３４はインテークマニホールド１０に囲まれるようにして一体化され、インテークマニホールド１０はシリンダヘッド（エンジン本体）２２に固定的に締結される。
【００３５】
インテークマニホールド１０は左右シリンダヘッド２２の上部にわたって接合し、図示しない複数のボルトにより弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルトはインテークマニホールド１０のフランジを貫通し、シリンダヘッド２２に形成されたネジ穴に螺合する。インテークマニホールド１０と左右シリンダヘッド２２の間にはガスケットが介装され、吸気通路の密封がはかられる。
【００３６】
インテークマニホールド１０は各気筒に向けて分岐するブランチ部１２と、各ブランチ部１２が集合するコレクタ部１１とから構成される。
【００３７】
コレクタ部１１はスーパーチャージャ６の上方に配置され、スーパーチャージャ６の吐出口３３はコレクタ部１１に開口する。したがって、スーパーチャージャ６の吐出口３３から吐出する吸気が直接にコレクタ部１１に導入される。
【００３８】
各吸気ポート２７は左右シリンダヘッド２２の上部に開口している。
【００３９】
各ブランチ部１２はスーパーチャージャ６のまわりを囲むようにして鉛直方向に延びる。図中線分Ｉは、各ブランチ部１２と各吸気ポート２７の通路中心線である。図１の正面図上において、各通路中心線Ｉは、スーパーチャージャ６を挟むようにして鉛直方向に延びている。すなわち、左シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の左側に開口し、右シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の右側に開口している。
【００４０】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４１】
スーパーチャージャ６は各ロータ３１，３２の回転によってその吐出口３３からコレクタ部１１に吸気を吐出し、コレクタ部１１から各ブランチ部１２と吸気ポート２７を通って各気筒に分配される。
【００４２】
自動車のエンジンルームの限られたスペースによりエンジンの全高が制約されるものの、インテークマニホールド１０のコレクタ部１１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ部１２がスーパーチャージャハウジング３４を挟むようにして鉛直方向に延びている構造のため、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気の填効率を高められる。
【００４３】
スーパーチャージャハウジング３４とインテークマニホールド１０は、互いに一体化され、シリンダヘッド２２に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結されているため、シリンダヘッド２２に対する支持剛性が高められる。
【００４４】
この結果、スーパーチャージャハウジング３４は、増速ギア装置から伝わる振動やスーパーチャージャ６内に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、スーパーチャージャハウジング３４やインテークマニホールド１０から振動や騒音が発生することを防止できる。
【００４５】
次に、図３に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００４６】
左右のバンクに接続する各ブランチ部１２はスーパーチャージャ６のまわりを囲むようにして互いに交差して延びる。図中線分Ｉは、各ブランチ部１２と各吸気ポート２７の通路中心線である。図３の正面図上において、各通路中心線Ｉは、スーパーチャージャ６を挟むようにしてＸ字形に交差して延びている。すなわち、左シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の右側に開口し、右シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の左側に開口している。
【００４７】
インテークマニホールド１０は左右シリンダヘッド２２の上部にわたって接合し、複数のボルト４１により弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルト４１はインテークマニホールド１０のフランジ４２を貫通し、シリンダヘッド２２に形成されたネジ穴４３に螺合する。インテークマニホールド１０と左右シリンダヘッド２２の間にはガスケットが介装され、吸気通路の密封がはかられる。
【００４８】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４９】
インテークマニホールド１０のコレクタ部１１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ部１２がスーパーチャージャハウジング３４を挟むようにして交差して延びる構造のため、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長をさらに大きく設定することが可能となり、低速域における吸気の充填効率を高められる。
【００５０】
スーパーチャージャハウジング３４とインテークマニホールド１０は、互いに一体化され、シリンダヘッド２２に対してボルト４１により弾性体を介さずに締結されているため、シリンダヘッド２２に対する支持剛性が高められる。
【００５１】
この結果、スーパーチャージャハウジング３４は、増速ギア装置から伝わる振動やスーパーチャージャ６内に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、スーパーチャージャハウジング３４やインテークマニホールド１０から振動や騒音が発生することを防止できる。
【００５２】
次に、図４〜図８に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００５３】
図４に示すように、自動車用エンジンに備えられる吸気通路は、吸気を取り込むエアクリーナ１と、スロットルバルブ５を収装するスロットルチャンバ４と、吸気を過給するスーパーチャージャ６と、スーパーチャージャ６から吐出する吸気を冷却する２つのインタークーラ７と、各気筒に吸気を分配するインテークマニホールド１０等によって構成される。
【００５４】
各インタークーラ７は、スーパーチャージャ６によって圧縮されることにより温度上昇した吸気の熱を外気に放熱する働きをする。エンジンに送られる吸気が各インタークーラ７で冷却されることにより、エンジンのノッキングを抑えつつ吸気充填効率を高めて高出力化がはかれる。
【００５５】
図６、図７に示すように、各インタークーラ７は、図中矢印で示すように流れる吸気と外気の熱交換を促すコア部６８と、スーパーチャージャ６の吐出口３３から吐出される吸気をコア部６８に導入するバイパス通路７１と、各コア部６８を通過した吸気を集める左右のコレクタ部６１とを備える。
【００５６】
スーパーチャージャ６はその回転により吸気を圧送する一対のロータ３１，３２と、各ロータ３１，３２を収装するスーパーチャージャハウジング３４等から構成される。各ロータ３１，３２は左右シリンダヘッド２２の上方にクランクシャフトと平行に配置される。
【００５７】
中央のバイパス通路７１および左右のコレクタ部６１はスーパーチャージャ６の上方にクランクシャフトと平行に配置される。
【００５８】
各インタークーラ７を収装するハウジング６０とインテークマニホールド１０は別体で形成される。中央のバイパス通路７１はハウジング６０とインテークマニホールド１０の間に画成される。
【００５９】
各ロータ３１，３２が高速回転することにより、スーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９から吸気が吸い込まれ、スーパーチャージャハウジング３４の前部に開口した吐出口３３から吸気が吐出されるようになっている。
【００６０】
図８に示すように、バイパス通路７１はスーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９と吐出口３３を結ぶ。バイパス通路７１を開閉するバイパスバルブ７２が設けられる。
【００６１】
バタフライ式のバイパスバルブ７２は、スーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９に回動可能に収装される。
【００６２】
バイパスバルブ７２はアクチュエータ７３を介して開閉駆動される。図示しないコントロールユニットは、例えばエンジン負荷の小さい運転時にバイパスバルブ７２を開弁させて、スーパーチャージャ６による過給圧を小さく調節し、スーパーチャージャ６の駆動損失を低減するようになっている。
【００６３】
スーパーチャージャ６の吸込口３９はスーパーチャージャハウジング３４の後端部に開口する。スーパーチャージャハウジング３４の後端部にはスロットルチャンバ４が直接に接続される。
【００６４】
スーパーチャージャハウジング３４はインテークマニホールド１０に囲まれるようにして一体化され、インテークマニホールド１０はシリンダヘッド２２に固定的に締結される。
【００６５】
インテークマニホールド１０は左右シリンダヘッド２２の上部にわたって接合し、複数のボルト４１により弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルト４１はインテークマニホールド１０のフランジ４２を貫通し、シリンダヘッド２２に形成されたネジ穴４３に螺合する。インテークマニホールド１０と左右シリンダヘッド２２の間にはガスケットが介装され、吸気通路の密封がはかられる。
【００６６】
左右のバンクに接続する各ブランチ部１２はスーパーチャージャ６のまわりを囲むようにして互いに交差して延びる。図中線分Ｉは、各ブランチ部１２と各吸気ポート２７の通路中心線である。図５の正面図上において、各通路中心線Ｉは、スーパーチャージャ６を挟むようにしてＸ字形に交差して延びている。すなわち、左シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の右側に開口し、右シリンダヘッド２２に接続する各ブランチ部１２はコレクタ部１１の左側に開口している。
【００６７】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００６８】
スーパーチャージャ６は各ロータ３１，３２の回転によってその吐出口３３からバイパス通路７１に吐出し、中央のバイパス通路７１から左右のコア部６８を通って冷却されつつコレクタ部１１へと流入し、左右のコレクタ部１１から各ブランチ部１２と吸気ポート２７を通って各気筒に分配される。
【００６９】
自動車のエンジンルームの限られたスペースによりエンジンの全高が制約されるものの、各インタークーラ７とコレクタ部１１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ部１２がスーパーチャージャハウジング３４を挟むようにして鉛直方向に延びている構造のため、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となる。
【００７０】
そして、各インタークーラ７とバイパス通路７１が、スーパーチャージャハウジング３４の上部に配置されるものの、バイパス通路７１が各インタークーラ７の間に配置される構造のため、バイパス通路７１の上下方向にインタークーラ７が配置される構造に比べて、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となる。
【００７１】
さらに、バイパスバルブ７２をスーパーチャージャハウジング３４の吸込口３９に介装する構造のため、バイパスバルブ７２によってエンジンの全高が増大することを抑えつつ、各ブランチ部１２および吸気ポート２７の通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００７２】
スーパーチャージャハウジング３４とインテークマニホールド１０は、互いに一体化され、シリンダヘッド２２に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結されているため、シリンダヘッド２２に対する支持剛性が高められる。
【００７３】
この結果、スーパーチャージャハウジング３４は、増速ギア装置から伝わる振動やスーパーチャージャ６内に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、スーパーチャージャハウジング３４やインテークマニホールド１０から振動や騒音が発生することを防止できる。
【００７４】
スロットルチャンバ４がスーパーチャージャハウジング３４の後端部に直接に接続される構造により、スロットルチャンバ４がスーパーチャージャハウジング３４からの伝熱によって加熱される。これにより、寒冷時にスロットルバルブ５が凍結して作動不良となることを防止できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、過給機とインテークマニホールドは、互いに一体化され、エンジン本体に対して複数のボルトにより弾性体を介さずに締結される構造のため、それぞれの支持剛性が高められ、増速ギア装置から伝わる振動やその内部に生じる圧力波によって共振することが抑えられ、振動や騒音が発生することを防止できる。
【００７６】
さらに、インテークマニホールドのコレクタ部が過給機の上部に配置され、各ブランチ部が過給機を囲むようにして延びる構造のため、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、エンジン出力の向上がはかれる。
【００７７】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させる構造のため、各ブランチ部および吸気ポートの通路長をさらに大きくすることが可能となり、エンジン出力の向上がはかれる。
【００７８】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、バイパスバルブを過給機に介装する構造のため、バイパスバルブによってエンジンの全高が増大することを抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００７９】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、インタークーラとバイパス通路が、スーパーチャージャハウジングの上方に配置されるものの、バイパス通路が各インタークーラの間に配置される構造のため、バイパス通路の上下方向にインタークーラが配置される構造に比べて、エンジンの全高を抑えつつ、各ブランチ部および吸気ポートの通路長を十分に確保することが可能となり、低速域における吸気効率を高められる。
【００８０】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、スロットルチャンバがスーパーチャージャハウジングに接続される構造のため、スロットルチャンバがスーパーチャージャハウジングからの伝熱によって加熱され、寒冷時にスロットルバルブが凍結して作動不良となることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図２】同じく吸気系の構成図。
【図３】他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図４】さらに他の実施形態を示す吸気系の構成図。
【図５】同じくエンジンの正面図。
【図６】同じく吸気系の平面図。
【図７】同じく吸気系の正面図。
【図８】同じく図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図９】従来例を示すエンジンの正面図。
【符号の説明】
４ スロットルチャンバ
５ スロットルバルブ
６ スーパーチャージャ
７ インタークーラ
１０ インテークマニホールド
１１ コレクタ部
１２ ブランチ部
１３ 吸気弁
２２ シリンダヘッド
２７ 吸気ポート
３１ ロータ
３２ ロータ
３３ 吐出口
３４ スーパーチャージャハウジング
７１ バイパス通路
７２ バイパスバルブ
Claims (5)
- 吸気を過給する過給機を備え、
過給機から吐出される吸気を各気筒に導くインテークマニホールドを備え、
インテークマニホールドをＶ型に対向する左右のバンクの間に配置するＶ型エンジンの過給装置において、
前記インテークマニホールドは各気筒に向けて分岐するブランチ部と各ブランチ部が集合するコレクタ部を備え、
コレクタ部を過給機の上方に配置し、
過給機の吐出口をコレクタ部に開口させ、
前記ブランチ部が過給機のまわりを囲むようにして過給機とインテークマニホールドとが一体化して形成され、
インテークマニホールドをエンジン本体に締結したことを特徴とするＶ型エンジンの過給装置。 - 前記左右のバンクに接続する各ブランチ部を互いに交差させたことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置。
- 前記過給機の吐出口と吸込口を連通するバイパス通路を備え、
バイパス通路を開閉するバイパスバルブを備え、
バイパスバルブを過給機に介装したことを特徴とする請求項１または２に記載のＶ型エンジンの過給装置。 - 前記過給機から吐出する吸気と外気の熱交換を促す２つのインタークーラを過給機の上方に配置し、
過給機の吐出口と吸込口を連通するとともに各インタークーラに吸気を分配するバイパス通路を各インタークーラの間に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のＶ型エンジンの過給装置。 - 前記過給機に吸入される吸気を絞るスロットルバルブを備え、
スロットルバルブを収装するスロットルチャンバを備え、
スロットルチャンバを過給機に接続したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のＶ型エンジンの過給装置。
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