JP3870451B2 - 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１２に示すようなものがある(実開昭６１−１６２４号公報、参照)。
【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、インテークマニホールド１０の上方に取付けられたスーパチャージャハウジング９４は外気にさらされる構造となっており、スーパチャージャハウジング９４から外気への放熱が促されるため、スーパチャージャ９６を構成するロータ９１，９２とスーパチャージャハウジング９４の温度差が大きくなり、両者間のクリアランスを小さく保つことが難しい。
【０００８】
ロータ９１，９２とスーパチャージャハウジング９４間のクリアランス変化が大きいと、スーパチャージャ９６の効率が低下するとともに、ロータ９１，９２どうしの干渉やロータ９１，９２とスーパチャージャハウジング９４の干渉が起き、音振性が悪化する可能性がある。これに対処して、ロータ９１，９２等の表面にコーティングを施す必要が生じ、製品のコストアップを招くという問題点が考えられる。
【０００９】
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が制約されるため、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では、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。
【００１０】
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、性能の向上をはかることを目的とする。
【００１１】
【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、ロータの回転によって吸気を過給する過給機を備え、過給機にロータを収装するハウジングを備え、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と過給機をそれぞれＶ型に対向する左右のバンクの間に配置し、インテークマニホールドに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るＶ型エンジンの過給装置において、前記過給機のハウジングの上部に吸気を吐出する吐出口を開口させ、コレクタ部に吐出口とバイパス吸込口を共に開口させ、バイパス吸込口をエンジン運転条件に応じて開閉するバイパスバルブを備え、吐出口に連通するコレクタ部を少なくともハウジングの上部を覆うように配置し、各ブランチ部を少なくともハウジングの側部を囲むよう配置し、インテークマニホールドの一部をハウジングによって画成し、過給機から吐出される吸気がハウジングのまわりを通って各気筒に導かれる構成とする。
【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、前記過給機にエンジンの動力を伝達するギア装置を備え、コレクタ部をギア装置の少なくとも上部を覆うように配置する。
【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、前記インテークマニホールドを金属板をプレス加工して形成する。
【００１４】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項３に記載の発明において、前記過給機のハウジングを鋳造により形成し、板金製インテークマニホールドをハウジングに鋳ぐるむ。
【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。
【００１７】
請求項６に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から５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。
【００１８】
請求項７に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から６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配設し、インテークマニホールドに各ブランチ部が集合する左右のコレクタ部を備え、バイパス通路を各コレクタ部の間に配置する。
【００１９】
請求項８に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から７のいずれか一つに記載の発明において、前記インテークマニホールドを過給機のハウジングと一体化して形成し、インテークマニホールドをエンジン本体に締結する。
【００２０】
【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。
【００２１】
過給機は吸気を加圧するのに伴ってハウジングの温度が上昇するが、そのハウジングの上部がコレクタ部によって覆われるとともに、ハウジングの側部がブランチ部によって覆われているため、ハウジングから外気への放熱が抑えられる。
【００２２】
インテークマニホールドの一部をハウジングによって画成し、過給機から吐出される吸気がハウジングのまわりを通って各気筒に導かれる構成としたため、過給機から吐出される温度上昇した吸気によってインテークマニホールドが加熱され、ウジングからインテークマニホールドへの放熱が抑えられる。
【００２３】
こうして、過給機のハウジングから外気への放熱が抑えられることにより、過給機を構成するロータとハウジングの温度差を小さくして、両者間のクリアランスを小さく保つことが可能となり、過給機の効率を高められる。
【００２４】
また、ロータとハウジングの温度差を小さくして、ロータどうしの干渉やロータとハウジングの干渉が防止されることにより、過給機から発生する騒音や振動の低減がはかられる。この結果、ロータ等の表面にコーティングを施す必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【００２５】
さらに、過給機のハウジングから外気への放熱が抑えられることにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００２６】
インテークマニホールドのコレクタ部がハウジングの上部に配置され、各ブランチ部がハウジングを囲むようにして延びる構造とする。また、コレクタ部が、過給機から吐出する吸気を再びバイパス吸込口に導くバイパス通路としての機能を果たすように、コレクタ部に過給機の吐出口とバイパス吸込口を共に開口させ、この過給機のバイパス吸込口にバイパスバルブを介装する。これにより、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。
【００２７】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置において、コレクタ部をギア装置の少なくとも上部を覆うように配置するため、ギア装置から発生する歯打ち音等の騒音がインテークマニホールドによって遮られ、外部へ伝わる騒音の低減がはかれる。
【００２８】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置において、インテークマニホールドが金属板をプレス加工して形成される構造のため、インテークマニホールドを薄肉化して、吸気系の軽量化がはかれる。また、インテークマニホールドを薄肉化することにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００２９】
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のハウジングを囲むようにして延びる構造のため、インテークマニホールドはその剛性がハウジングと共同して高められる。このため、インテークマニホールドはその肉厚を小さく形成しても、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、インテークマニホールドから振動や騒音が発生することを防止できる。
【００３０】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置において、板金製インテークマニホールドを過給機のハウジングに鋳ぐるむ構造のため、インテークマニホールドがハウジングに対して高い剛性をもって結合される。この結果、インテークマニホールドの肉厚を小さく形成しても、ギア装置から伝わる振動やインテークマニホールド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、インテークマニホールドから振動や騒音が発生することを防止できる。
【００３１】
請求項５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。
【００３４】
請求項６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。
【００３５】
請求項７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、インタークーラを通って冷却された後に左右の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。
【００３６】
インタークーラ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、バイパス通路が左右のコレクタ部の間に配置される構造のため、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。
【００３７】
請求項８に記載のＶ型エンジンの過給装置において、過給機のハウジング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ボルトにより締結されているため、それぞれの支持剛性が高められる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、過給機のハウジングから外気への放熱が抑えられることにより、過給機を構成するロータとハウジングの温度差を小さくして、両者間のクリアランスを小さく保って過給機の効率を高められる。
【００３９】
また、ロータどうしの干渉やロータとハウジングの干渉が防止されることにより、ロータ等の表面にコーティングを施す必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【００４０】
さらに、バイパス通路の機能を果たすコレクタ部と、バイパスバルブを過給機のバイパス吸込口に介装されるバイパスバルブにより、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、エンジン出力の向上がはかれる。
【００４１】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、ギア装置の上部を覆うコレクタ部により、ギア装置から発生する歯打ち音等の騒音が遮られ、静粛性の向上がはかれる。
【００４２】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、板金製インテークマニホールドにより、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００４３】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、板金製インテークマニホールドを過給機のハウジングに鋳ぐるむ構造のため、インテークマニホールドがハウジングに対して高い剛性をもって結合され、エンジンの音振性をさらに高められる。
【００４４】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、互いに交差して左右のバンクに接続する各ブランチ部により、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、エンジン出力の向上がはかれる。
【００４６】
請求項６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過給機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。この結果、従来のエンジン冷却水をスロットルチャンバに循環させるための配管等を廃止して、構造の簡素化がはかれる。
【００４７】
請求項７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、左右のコレクタ部の間に配置されるバイパス通路により、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、エンジン出力の向上がはかれる。
【００４８】
請求項８に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、インテークマニホールドおよび過給機のハウジングは、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。
【００４９】
【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。
【００５０】
図５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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、２つのロッカカバー２５は各シリンダヘッド２２上に動弁室２６を画成している。
【００５３】
左右シリンダヘッド２２の外側に形成された排気ポート２４に図示しない排気管が接続されている。
【００５４】
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。
【００５５】
本実施形態では、吸気を過給する過給機として、圧縮容積型のスーパーチャージャ６が設けられる。スーパチャージャ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。スクリュータイプの各ロータ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。
【００５６】
なお、他の実施形態として、過給機を非圧縮容積型であるルーツブロワタイプのスーパーチャージャで構成してもよい。
【００５７】
図２に示すように、スーパチャージャハウジング３４の前方にはエンジンの回転がベルトを介して伝達されるプーリ１５が設けられるとともに、スーパチャージャハウジング３４とプーリ１５の間にギア装置１６が設けられる。ギア装置１６はプーリ１５の回転を増速する増速ギア４５と、各ロータ３１，３２を互いに同期して反転させる駆動ギア４６を備える。
【００５８】
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。
【００５９】
スロットルチャンバ４には２つのスロットルバルブ５が設けられる。バタフライ式の各スロットルバルブ５は、アクセルペダルに応動して回動することにより、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。
【００６０】
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。
【００６１】
図４にも示すように、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インテークマニホールド１０と一体化して形成される。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。
【００６２】
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４１，４２により弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルト４１，４２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。
【００６３】
このように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。
【００６４】
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。
【００６５】
インテークマニホールド１０はコレクタ部１１の上方を画成するコレクタ天井部１８が別体で形成される。コレクタ部１８はインテークマニホールド１０に複数のボルト１９を介して締結される。
【００６６】
スーパーチャージャ６の吐出口３３はスーパチャージャハウジング３４の前方上部に開口する。コレクタ部１１はスーパーチャージャ６の上方を覆うように配置される。スーパーチャージャ６の吐出口３３はコレクタ部１１に開口し、スーパーチャージャ６で加圧された吸気は、吐出口３３から直接にコレクタ部１１に吐出される。
【００６７】
スーパチャージャハウジング３４の後方上部にはバイパス吸込口３８が開口される。スーパチャージャハウジング３４のバイパス吸込口３８はコレクタ部１１に開口する。スーパーチャージャ６の吐出口３３から吐出する吸気がコレクタ部１１を通ってバイパス吸込口３８に吸込まれることにより、スーパチャージャ６の吐出圧が抑えられる。
【００６８】
バイパス吸込口３８を開閉するバイパスバルブ７２が設けられる。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。
【００６９】
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。
【００７０】
各吸気ポート２７はそれぞれの一端が左右シリンダヘッド２２の上部に開口し、それぞれの他端がシリンダヘッド２２の燃焼室壁に開口している。
【００７１】
図３にも示すように、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１において線分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。各通路中心線Ｉは、図１の正面図上において、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。
【００７２】
各ブランチ部１２は互いに連接し、スーパチャージャハウジング３４の側部と下部の大部分を隙間なく覆う。各ブランチ部１２の通路幅はスーパチャージャハウジング３４の側部を覆う部位で下部を囲む部位より倍増している。
【００７３】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００７４】
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。
【００７５】
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の側部を囲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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１６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。
【００７８】
スーパチャージャ６は吸気を加圧するのに伴ってそのスーパチャージャハウジング３４の温度が上昇するが、スーパチャージャ６の上部がコレクタ部１１によって覆われるとともに、スーパチャージャ６の側部と下部の大部分が各ブランチ部１２によって覆われているため、スーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられる。
【００７９】
コレクタ部１１にスーパチャージャ６の吐出口３３を開口させたため、スーパチャージャ６から吐出される温度上昇した吸気によってインテークマニホールド１０が加熱され、スーパチャージャハウジング３４からインテークマニホールド１０への放熱が抑えられる。
【００８０】
こうして、スーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられることにより、スーパチャージャ６を構成する各ロータ３１，３２とスーパチャージャハウジング３４の温度差を小さくして、両者間のクリアランスを小さく保つことが可能となり、スーパチャージャ６の効率を高められる。
【００８１】
また、各ロータ３１，３２とスーパチャージャハウジング３４の温度差を小さくして、各ロータ３１，３２どうしの干渉や各ロータ３１，３２とスーパチャージャハウジング３４の干渉が防止されることにより、スーパチャージャ６から発生する騒音や振動の低減がはかられる。この結果、各ロータ３１，３２等の表面にコーティングを施す必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【００８２】
さらに、インテークマニホールド１０によってスーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられることにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００８３】
コレクタ部１１をギア装置１６の上部を覆うように配置しているため、ギア装置１６から発生する歯打ち音やベアリングから発生する転動音等の騒音がインテークマニホールド１０によって遮られ、外部へ伝わることを抑えられる。
【００８４】
コレクタ部１１にスーパチャージャ６の吐出口３３とバイパス吸込口３８を共に開口させる構造のため、スーパチャージャ６から吐出する吸気を、図中矢印で示すように、再びバイパス吸込口３８に導くバイパス通路の機能をコレクタ部１１が果たし、バイパス通路を設けることによってエンジンの全高が増大することを回避できる。
【００８５】
バイパスバルブ７２をスーパチャージャ６のバイパス吸込口３８に介装する構造のため、バイパスバルブ７２の介装スペースによってエンジンの全高が増大することを回避できる。この結果、各ブランチ部１２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る。
【００８６】
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。
【００８７】
次に、図６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。
【００８８】
インテークマニホールド１０の外壁部は金属板をプレス加工して形成される。インテークマニホールド１０の外壁部は金属板をプレス加工して形成されるコレクタ枠体５１、コレクタ上板５２、ブランチ外板５３等によって構成され、これらが鋳造にて形成されるスーパチャージャハウジング５４に鋳ぐるまれる。
【００８９】
図７にも示すように、コレクタ枠体５１は金属板をプレス加工して四角い枠状に形成される。
【００９０】
コレクタ上板５２は金属板をプレス加工して四角い板状に形成される。
【００９１】
ブランチ外板５３は金属板をプレス加工して各ブランチ部を画成する形状に形成される。
【００９２】
コレクタ枠体５１の下縁部５５とブランチ外板５３の周縁部５６はスーパチャージャハウジング５４に鋳ぐるまれる。
【００９３】
この場合、インテークマニホールド１０の外壁部が金属板をプレス加工して形成される構造のため、インテークマニホールド１０を薄肉化して、吸気系の軽量化がはかれる。また、インテークマニホールド１０を薄肉化することにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００９４】
板金製コレクタ枠体５１およびブランチ外板５３がスーパチャージャハウジング３４に鋳ぐるむ構造のため、これらがスーパチャージャハウジング３４に対して高い剛性をもって結合される。
【００９５】
コレクタ枠体５１がスーパチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ外板５３がスーパチャージャハウジング３４を囲むようにして延びる構造のため、板金製コレクタ枠体５１およびブランチ外板５３はその剛性がスーパチャージャハウジング３４と共同して高められ、それぞれの肉厚を小さく形成しても、ギア装置から伝わる振動やインテークマニホールド１０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、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。
【００９６】
次に、図８〜図１０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。
【００９７】
図１０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。
【００９８】
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ことを促す熱交換器の働きをする。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。
【００９９】
図８、図９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から外気への放熱を促す左右のコア部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て左右のコレクタ部６１に導入する４つダクト部６９とを備える。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。バイパスバルブ７２は図示しないアクチュエータを介して開閉駆動される。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。
【０１０５】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【０１０６】
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を通って冷却された後、各ダクト部６９を介してコレクタ部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。
【０１０７】
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、バイパス通路７１と各インタークーラ７およびコレクタ部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を囲むよう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。
【０１０８】
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が各コレクタ部１１の間に配置される構造のため、エンジンの全高を抑えつつインタークーラ７を配置することが可能となる。
【０１０９】
次に、図１１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。
【０１１０】
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。各通路中心線Ｉは、図６の正面図上において、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
スーパチャージャ６は、スーパチャージャ６の上部がコレクタ部１１によって覆われるとともに、スーパチャージャ６の側部が各ブランチ部１２によって覆われているため、スーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられる。
【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】同じく吸気系の平面図。
【図３】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】同じく吸気系の側面図。
【図５】同じく吸気系の構成図。
【図６】他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図７】同じく吸気系の平面図。
【図８】さらに他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図９】同じく吸気系の平面図。
【図１０】同じく吸気系の構成図。
【図１１】さらに他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図１２】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
１６ ギア装置
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
３８ バイパス吸込口
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１２に示すようなものがある(実開昭６１−１６２４号公報、参照)。
【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、インテークマニホールド１０の上方に取付けられたスーパチャージャハウジング９４は外気にさらされる構造となっており、スーパチャージャハウジング９４から外気への放熱が促されるため、スーパチャージャ９６を構成するロータ９１，９２とスーパチャージャハウジング９４の温度差が大きくなり、両者間のクリアランスを小さく保つことが難しい。
【０００８】
ロータ９１，９２とスーパチャージャハウジング９４間のクリアランス変化が大きいと、スーパチャージャ９６の効率が低下するとともに、ロータ９１，９２どうしの干渉やロータ９１，９２とスーパチャージャハウジング９４の干渉が起き、音振性が悪化する可能性がある。これに対処して、ロータ９１，９２等の表面にコーティングを施す必要が生じ、製品のコストアップを招くという問題点が考えられる。
【０００９】
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が制約されるため、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では、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。
【００１０】
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、性能の向上をはかることを目的とする。
【００１１】
【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、ロータの回転によって吸気を過給する過給機を備え、過給機にロータを収装するハウジングを備え、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と過給機をそれぞれＶ型に対向する左右のバンクの間に配置し、インテークマニホールドに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るＶ型エンジンの過給装置において、前記過給機のハウジングの上部に吸気を吐出する吐出口を開口させ、コレクタ部に吐出口とバイパス吸込口を共に開口させ、バイパス吸込口をエンジン運転条件に応じて開閉するバイパスバルブを備え、吐出口に連通するコレクタ部を少なくともハウジングの上部を覆うように配置し、各ブランチ部を少なくともハウジングの側部を囲むよう配置し、インテークマニホールドの一部をハウジングによって画成し、過給機から吐出される吸気がハウジングのまわりを通って各気筒に導かれる構成とする。
【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、前記過給機にエンジンの動力を伝達するギア装置を備え、コレクタ部をギア装置の少なくとも上部を覆うように配置する。
【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、前記インテークマニホールドを金属板をプレス加工して形成する。
【００１４】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項３に記載の発明において、前記過給機のハウジングを鋳造により形成し、板金製インテークマニホールドをハウジングに鋳ぐるむ。
【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。
【００１７】
請求項６に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から５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。
【００１８】
請求項７に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から６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配設し、インテークマニホールドに各ブランチ部が集合する左右のコレクタ部を備え、バイパス通路を各コレクタ部の間に配置する。
【００１９】
請求項８に記載のＶ型エンジンの過給装置は、請求項１から７のいずれか一つに記載の発明において、前記インテークマニホールドを過給機のハウジングと一体化して形成し、インテークマニホールドをエンジン本体に締結する。
【００２０】
【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。
【００２１】
過給機は吸気を加圧するのに伴ってハウジングの温度が上昇するが、そのハウジングの上部がコレクタ部によって覆われるとともに、ハウジングの側部がブランチ部によって覆われているため、ハウジングから外気への放熱が抑えられる。
【００２２】
インテークマニホールドの一部をハウジングによって画成し、過給機から吐出される吸気がハウジングのまわりを通って各気筒に導かれる構成としたため、過給機から吐出される温度上昇した吸気によってインテークマニホールドが加熱され、ウジングからインテークマニホールドへの放熱が抑えられる。
【００２３】
こうして、過給機のハウジングから外気への放熱が抑えられることにより、過給機を構成するロータとハウジングの温度差を小さくして、両者間のクリアランスを小さく保つことが可能となり、過給機の効率を高められる。
【００２４】
また、ロータとハウジングの温度差を小さくして、ロータどうしの干渉やロータとハウジングの干渉が防止されることにより、過給機から発生する騒音や振動の低減がはかられる。この結果、ロータ等の表面にコーティングを施す必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【００２５】
さらに、過給機のハウジングから外気への放熱が抑えられることにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００２６】
インテークマニホールドのコレクタ部がハウジングの上部に配置され、各ブランチ部がハウジングを囲むようにして延びる構造とする。また、コレクタ部が、過給機から吐出する吸気を再びバイパス吸込口に導くバイパス通路としての機能を果たすように、コレクタ部に過給機の吐出口とバイパス吸込口を共に開口させ、この過給機のバイパス吸込口にバイパスバルブを介装する。これにより、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。
【００２７】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置において、コレクタ部をギア装置の少なくとも上部を覆うように配置するため、ギア装置から発生する歯打ち音等の騒音がインテークマニホールドによって遮られ、外部へ伝わる騒音の低減がはかれる。
【００２８】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置において、インテークマニホールドが金属板をプレス加工して形成される構造のため、インテークマニホールドを薄肉化して、吸気系の軽量化がはかれる。また、インテークマニホールドを薄肉化することにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００２９】
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のハウジングを囲むようにして延びる構造のため、インテークマニホールドはその剛性がハウジングと共同して高められる。このため、インテークマニホールドはその肉厚を小さく形成しても、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、インテークマニホールドから振動や騒音が発生することを防止できる。
【００３０】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置において、板金製インテークマニホールドを過給機のハウジングに鋳ぐるむ構造のため、インテークマニホールドがハウジングに対して高い剛性をもって結合される。この結果、インテークマニホールドの肉厚を小さく形成しても、ギア装置から伝わる振動やインテークマニホールド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、インテークマニホールドから振動や騒音が発生することを防止できる。
【００３１】
請求項５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。
【００３４】
請求項６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。
【００３５】
請求項７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、インタークーラを通って冷却された後に左右の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。
【００３６】
インタークーラ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、バイパス通路が左右のコレクタ部の間に配置される構造のため、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。
【００３７】
請求項８に記載のＶ型エンジンの過給装置において、過給機のハウジング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ボルトにより締結されているため、それぞれの支持剛性が高められる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、過給機のハウジングから外気への放熱が抑えられることにより、過給機を構成するロータとハウジングの温度差を小さくして、両者間のクリアランスを小さく保って過給機の効率を高められる。
【００３９】
また、ロータどうしの干渉やロータとハウジングの干渉が防止されることにより、ロータ等の表面にコーティングを施す必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【００４０】
さらに、バイパス通路の機能を果たすコレクタ部と、バイパスバルブを過給機のバイパス吸込口に介装されるバイパスバルブにより、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、エンジン出力の向上がはかれる。
【００４１】
請求項２に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、ギア装置の上部を覆うコレクタ部により、ギア装置から発生する歯打ち音等の騒音が遮られ、静粛性の向上がはかれる。
【００４２】
請求項３に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、板金製インテークマニホールドにより、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００４３】
請求項４に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、板金製インテークマニホールドを過給機のハウジングに鋳ぐるむ構造のため、インテークマニホールドがハウジングに対して高い剛性をもって結合され、エンジンの音振性をさらに高められる。
【００４４】
請求項５に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、互いに交差して左右のバンクに接続する各ブランチ部により、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、エンジン出力の向上がはかれる。
【００４６】
請求項６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過給機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。この結果、従来のエンジン冷却水をスロットルチャンバに循環させるための配管等を廃止して、構造の簡素化がはかれる。
【００４７】
請求項７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、左右のコレクタ部の間に配置されるバイパス通路により、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、エンジン出力の向上がはかれる。
【００４８】
請求項８に記載のＶ型エンジンの過給装置によれば、インテークマニホールドおよび過給機のハウジングは、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。
【００４９】
【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。
【００５０】
図５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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、２つのロッカカバー２５は各シリンダヘッド２２上に動弁室２６を画成している。
【００５３】
左右シリンダヘッド２２の外側に形成された排気ポート２４に図示しない排気管が接続されている。
【００５４】
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。
【００５５】
本実施形態では、吸気を過給する過給機として、圧縮容積型のスーパーチャージャ６が設けられる。スーパチャージャ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。スクリュータイプの各ロータ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。
【００５６】
なお、他の実施形態として、過給機を非圧縮容積型であるルーツブロワタイプのスーパーチャージャで構成してもよい。
【００５７】
図２に示すように、スーパチャージャハウジング３４の前方にはエンジンの回転がベルトを介して伝達されるプーリ１５が設けられるとともに、スーパチャージャハウジング３４とプーリ１５の間にギア装置１６が設けられる。ギア装置１６はプーリ１５の回転を増速する増速ギア４５と、各ロータ３１，３２を互いに同期して反転させる駆動ギア４６を備える。
【００５８】
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。
【００５９】
スロットルチャンバ４には２つのスロットルバルブ５が設けられる。バタフライ式の各スロットルバルブ５は、アクセルペダルに応動して回動することにより、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。
【００６０】
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。
【００６１】
図４にも示すように、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インテークマニホールド１０と一体化して形成される。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。
【００６２】
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４１，４２により弾性体を介さずに固定的に締結される。各ボルト４１，４２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。
【００６３】
このように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。
【００６４】
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。
【００６５】
インテークマニホールド１０はコレクタ部１１の上方を画成するコレクタ天井部１８が別体で形成される。コレクタ部１８はインテークマニホールド１０に複数のボルト１９を介して締結される。
【００６６】
スーパーチャージャ６の吐出口３３はスーパチャージャハウジング３４の前方上部に開口する。コレクタ部１１はスーパーチャージャ６の上方を覆うように配置される。スーパーチャージャ６の吐出口３３はコレクタ部１１に開口し、スーパーチャージャ６で加圧された吸気は、吐出口３３から直接にコレクタ部１１に吐出される。
【００６７】
スーパチャージャハウジング３４の後方上部にはバイパス吸込口３８が開口される。スーパチャージャハウジング３４のバイパス吸込口３８はコレクタ部１１に開口する。スーパーチャージャ６の吐出口３３から吐出する吸気がコレクタ部１１を通ってバイパス吸込口３８に吸込まれることにより、スーパチャージャ６の吐出圧が抑えられる。
【００６８】
バイパス吸込口３８を開閉するバイパスバルブ７２が設けられる。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。
【００６９】
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。
【００７０】
各吸気ポート２７はそれぞれの一端が左右シリンダヘッド２２の上部に開口し、それぞれの他端がシリンダヘッド２２の燃焼室壁に開口している。
【００７１】
図３にも示すように、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１において線分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。各通路中心線Ｉは、図１の正面図上において、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。
【００７２】
各ブランチ部１２は互いに連接し、スーパチャージャハウジング３４の側部と下部の大部分を隙間なく覆う。各ブランチ部１２の通路幅はスーパチャージャハウジング３４の側部を覆う部位で下部を囲む部位より倍増している。
【００７３】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００７４】
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。
【００７５】
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の側部を囲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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１６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。
【００７８】
スーパチャージャ６は吸気を加圧するのに伴ってそのスーパチャージャハウジング３４の温度が上昇するが、スーパチャージャ６の上部がコレクタ部１１によって覆われるとともに、スーパチャージャ６の側部と下部の大部分が各ブランチ部１２によって覆われているため、スーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられる。
【００７９】
コレクタ部１１にスーパチャージャ６の吐出口３３を開口させたため、スーパチャージャ６から吐出される温度上昇した吸気によってインテークマニホールド１０が加熱され、スーパチャージャハウジング３４からインテークマニホールド１０への放熱が抑えられる。
【００８０】
こうして、スーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられることにより、スーパチャージャ６を構成する各ロータ３１，３２とスーパチャージャハウジング３４の温度差を小さくして、両者間のクリアランスを小さく保つことが可能となり、スーパチャージャ６の効率を高められる。
【００８１】
また、各ロータ３１，３２とスーパチャージャハウジング３４の温度差を小さくして、各ロータ３１，３２どうしの干渉や各ロータ３１，３２とスーパチャージャハウジング３４の干渉が防止されることにより、スーパチャージャ６から発生する騒音や振動の低減がはかられる。この結果、各ロータ３１，３２等の表面にコーティングを施す必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【００８２】
さらに、インテークマニホールド１０によってスーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられることにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００８３】
コレクタ部１１をギア装置１６の上部を覆うように配置しているため、ギア装置１６から発生する歯打ち音やベアリングから発生する転動音等の騒音がインテークマニホールド１０によって遮られ、外部へ伝わることを抑えられる。
【００８４】
コレクタ部１１にスーパチャージャ６の吐出口３３とバイパス吸込口３８を共に開口させる構造のため、スーパチャージャ６から吐出する吸気を、図中矢印で示すように、再びバイパス吸込口３８に導くバイパス通路の機能をコレクタ部１１が果たし、バイパス通路を設けることによってエンジンの全高が増大することを回避できる。
【００８５】
バイパスバルブ７２をスーパチャージャ６のバイパス吸込口３８に介装する構造のため、バイパスバルブ７２の介装スペースによってエンジンの全高が増大することを回避できる。この結果、各ブランチ部１２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る。
【００８６】
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。
【００８７】
次に、図６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。
【００８８】
インテークマニホールド１０の外壁部は金属板をプレス加工して形成される。インテークマニホールド１０の外壁部は金属板をプレス加工して形成されるコレクタ枠体５１、コレクタ上板５２、ブランチ外板５３等によって構成され、これらが鋳造にて形成されるスーパチャージャハウジング５４に鋳ぐるまれる。
【００８９】
図７にも示すように、コレクタ枠体５１は金属板をプレス加工して四角い枠状に形成される。
【００９０】
コレクタ上板５２は金属板をプレス加工して四角い板状に形成される。
【００９１】
ブランチ外板５３は金属板をプレス加工して各ブランチ部を画成する形状に形成される。
【００９２】
コレクタ枠体５１の下縁部５５とブランチ外板５３の周縁部５６はスーパチャージャハウジング５４に鋳ぐるまれる。
【００９３】
この場合、インテークマニホールド１０の外壁部が金属板をプレス加工して形成される構造のため、インテークマニホールド１０を薄肉化して、吸気系の軽量化がはかれる。また、インテークマニホールド１０を薄肉化することにより、冷機時における吸気の温度上昇が速められ、エンジンの暖機を促進し、未燃焼ＨＣの排出量を低減することができる。
【００９４】
板金製コレクタ枠体５１およびブランチ外板５３がスーパチャージャハウジング３４に鋳ぐるむ構造のため、これらがスーパチャージャハウジング３４に対して高い剛性をもって結合される。
【００９５】
コレクタ枠体５１がスーパチャージャハウジング３４の上部に配置され、各ブランチ外板５３がスーパチャージャハウジング３４を囲むようにして延びる構造のため、板金製コレクタ枠体５１およびブランチ外板５３はその剛性がスーパチャージャハウジング３４と共同して高められ、それぞれの肉厚を小さく形成しても、ギア装置から伝わる振動やインテークマニホールド１０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、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。
【００９６】
次に、図８〜図１０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。
【００９７】
図１０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。
【００９８】
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ことを促す熱交換器の働きをする。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。
【００９９】
図８、図９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から外気への放熱を促す左右のコア部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て左右のコレクタ部６１に導入する４つダクト部６９とを備える。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。バイパスバルブ７２は図示しないアクチュエータを介して開閉駆動される。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。
【０１０５】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【０１０６】
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を通って冷却された後、各ダクト部６９を介してコレクタ部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。
【０１０７】
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、バイパス通路７１と各インタークーラ７およびコレクタ部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を囲むよう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。
【０１０８】
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が各コレクタ部１１の間に配置される構造のため、エンジンの全高を抑えつつインタークーラ７を配置することが可能となる。
【０１０９】
次に、図１１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。
【０１１０】
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。各通路中心線Ｉは、図６の正面図上において、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
スーパチャージャ６は、スーパチャージャ６の上部がコレクタ部１１によって覆われるとともに、スーパチャージャ６の側部が各ブランチ部１２によって覆われているため、スーパチャージャハウジング３４から外気への放熱が抑えられる。
【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】同じく吸気系の平面図。
【図３】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】同じく吸気系の側面図。
【図５】同じく吸気系の構成図。
【図６】他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図７】同じく吸気系の平面図。
【図８】さらに他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図９】同じく吸気系の平面図。
【図１０】同じく吸気系の構成図。
【図１１】さらに他の実施形態を示すエンジンの正面図。
【図１２】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
１６ ギア装置
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
３８ バイパス吸込口
７１ バイパス通路
７２ バイパスバルブ
Claims (8)
- ロータの回転によって吸気を過給する過給機を備え、
過給機にロータを収装するハウジングを備え、
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と過給機をそれぞれＶ型に対向する左右のバンクの間に配置し、
インテークマニホールドに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るＶ型エンジンの過給装置において、
前記過給機のハウジングの上部に吸気を吐出する吐出口を開口させ、
前記コレクタ部に前記吐出口とバイパス吸込口を共に開口させ、
前記バイパス吸込口をエンジン運転条件に応じて開閉するバイパスバルブを備え、
吐出口に連通するコレクタ部を少なくともハウジングの上部を覆うように配置し、
各ブランチ部を少なくともハウジングの側部を囲むよう配置し、
インテークマニホールドの一部をハウジングによって画成し、
過給機から吐出される吸気がハウジングのまわりを通って各気筒に導かれる構成としたことを特徴とするＶ型エンジンの過給装置。 - 前記過給機にエンジンの動力を伝達するギア装置を備え、
コレクタ部を少なくともギア装置の上部を覆うように配置し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。 - 前記インテークマニホールドを金属板をプレス加工して形成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。
- 前記過給機のハウジングを鋳造により形成し、
板金製インテークマニホールドをハウジングに鋳ぐるむことを特徴とする請求項３に記載の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。
- 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５のいずれか一つに記載のＶ型エンジンの過給装置。 - 前記過給機から吐出する吸気と外気の熱交換を促す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配設し、
インテークマニホールドに各ブランチ部が集合する左右のコレクタ部を備え、
バイパス通路を各コレクタ部の間に配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のＶ型エンジンの過給装置。 - 前記インテークマニホールドを過給機のハウジングと一体化して形成し、
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請求項１から７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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