JP4072890B2 - Horizontally opposed engine with turbocharger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガスによって駆動される過給機を備えた水平対向型エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
水平対向型のエンジンは、クランク軸方向の長さを短く構成することができるため、車載時には、一般に、エンジンルームに縦置き配置される。そして、各気筒の吸気ポートは左右各バンクの上部にそれぞれ臨まされ、排気ポートは左右各バンクの下部にそれぞれ臨まされることが一般的である。
【0003】
この種の水平対向型エンジンに過給機を適用する場合、例えば特開平5−306622号公報や実開平7−25229号公報等に開示されているように、過給機は、インタークーラ等とともにエンジン本体の上部後方寄りに配置されることが一般的である。そして、過給機のタービン側には、排気管等を介して各排気ポートが連通され、ブロワ側には、インタークーラ等を介して各吸気ポートが連通される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように構成された過給機付き水平対向型エンジンにおいて、各排気ポートから過給機まで排気ガスを導くための排気管は、エンジン本体の下部から上方まで引き回されるため、その管路長が長大化する。そして、長大化した排気管が、過給機の動力性能やレスポンス等の更なる向上を図る上で妨げとなる虞がある。
【0005】
また、各排気ポートから過給機までの管路長が長大化することは、その下流に連通される触媒までの管路長をも長大化させることとなり、エンジンの冷始動時に触媒を早期活性化することが困難となる。すなわち、エンジン本体からの排気ガスは、長大化した排気管路によって、触媒に到達するまでの間に冷やされてしまうため、エンジンの冷始動時に触媒を早期活性化することが困難となる。なお、これに対処し、各排気ポートから触媒までの排気管路の長大化を緩和すべく、触媒を過給機の直下流に配設することも考えられる。しかしながら、このような場合、狭隘なエンジンルーム内の上方に触媒が配設されることとなるため、エンジンルーム内上方における各部材のレイアウトに制限が生じ、例えば、前突時等の衝突ストロークを十分に確保することが困難となる等の虞がある。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、過給機の性能を向上することができるとともに、エンジンの冷始動時に触媒を早期活性化することのできる過給機付き水平対向型エンジンを提供することを目的とする。
【0007】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明による過給機付き水平対向型エンジンは、一対のバンクの上部に各気筒の吸気ポートが臨まされているとともに上記各バンクの下部に上記各気筒の排気ポートが臨まされた水平対向型のエンジン本体に加圧空気を供給する過給機を、上記排気ポートの直下に配設したことを特徴とする。
【0008】
また、請求項2記載の発明による過給機付き水平対向型エンジンは、請求項1記載の発明において、上記過給機からの加圧空気を冷却するインタークーラを上記エンジン本体の上部に有し、上記エンジン本体の後方を経由する吸気管を介して上記過給機と上記インタークーラとを連通させたことを特徴とする。
【0009】
また、請求項3記載の発明による過給機付き水平対向型エンジンは、請求項1記載の発明において、上記過給機からの加圧空気を冷却するインタークーラを上記エンジン本体の上部に有し、上記エンジン本体の前方を経由する吸気管を介して上記過給機と上記インタークーラとを連通させたことを特徴とする。
【0010】
また、請求項4記載の発明による過給機付き水平対向型エンジンは、請求項1記載の発明において、上記過給機からの加圧空気を冷却するインタークーラを上記エンジン本体の上部に有し、複数の上記過給機を上記インタークーラにそれぞれ連通するための複数の吸気管を中途で集合させて上記エンジン本体の上部に配管したことを特徴とする。
【0011】
また、請求項5記載の発明による過給機付き水平対向型エンジンは、請求項1記載の発明において、上記過給機からの加圧空気を冷却するインタークーラを、ラジエータに対向させて上記エンジン本体の前部に配設したことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1,2は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1は過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図、図2は過給機付き水平対向型エンジンの上面図である。
【0013】
図1において符号1は車体を示し、車体1の前方が、トーボード2によって、エンジンルーム3と車室4とに区画されている。そして、エンジンルーム3内には、過給機付き水平対向型エンジン20(本実施の形態においては4気筒エンジン)と、このエンジン20の出力軸(図示せず)に連結された変速機10とが縦置き配置で搭載されている。なお、本実施の形態において、変速機10は、ケース11内に、トルクコンバータ及び変速機本体とともに、フロントディファレンシャル装置、センターディファレンシャル装置(何れも図示せず)が一体的に収容された所謂トランスアクスル型の自動変速機で構成されている。
【0014】
図1,2に示すように、過給機付き水平対向型エンジン20はエンジン本体21を有し、エンジン本体21は、クランクケース22の左右バンク23,24に、シリンダヘッド25,26が水平に連結されることで、軸方向に短く且つ薄型のエンジン本体に構成されている。エンジン本体21は、左バンク23側に図示しない#2,#4気筒を、右バンク24側に図示しない#1,#3気筒を有する。そして、各シリンダヘッド25,26には、各気筒に対応する吸気ポート27がそれぞれ上方に臨まされて開口されているとともに、各気筒に対応する排気ポート28がそれぞれ下方に臨まされて開口されている。
【0015】
また、各シリンダヘッド25,26の直下には、各バンク23,24に対応して、各気筒に加圧空気を供給するためのターボ過給機31,32がそれぞれ配設されている。そして、左側のターボ過給機31のタービンハウジング33には、マニホルドアダプタ35を介して#2,#4気筒の排気ポート28,28が連通され、同様に、右側のターボ過給機32のタービンハウジング34には、マニホルドアダプタ36を介して#1,#3気筒の排気ポート28,28が連通されている。
【0016】
さらに、各タービンハウジング33,34の下流側には、アダプタ33a,34aを介して排気管37,38がそれぞれ連通されている。排気管37,38はエンジン本体21の後方で集合され、これらの集合部39の直下流には、触媒40が介装されている。
【0017】
また、左右のターボ過給機31,32のブロワハウジング45,46には、ターボ過給機31,32で加圧されて昇温した吸入空気を冷却するためのインタークーラ49が、吸気管47,48を介して連通されている。本実施の形態において、インタークーラ49は、エンジン本体21の上部後方寄りに配設されており、インタークーラ49の上方には冷却風取込用のエアスクープ50が臨まされている。また、インタークーラ49の下流側は、スロットルボディ51及びチャンバ52を介して各バンク23,24の吸気マニホルド53,54に連通され、これらが対応する各吸気ポート27に連通されている。
【0018】
ここで、各吸気管47,48は、エンジン本体21の後方(具体的にはシリンダヘッド25,26の後方)をそれぞれ経由してインタークーラ49に配管されることで、各ブロワハウジング45,46を最短距離でインタークーラ49に連通するようになっている。
【0019】
なお、図1に示すように、エンジン本体21の前部には動弁系のベルトカバー55が固設され、ベルトカバー55の前方にはラジエータ56が対向して配置されている。
【0020】
このように構成された実施の形態によれば、ターボ過給機31,32をエンジン本体21の下部に配設することにより、各排気ポート28からターボ過給機31,32までの管路長を短縮することができる。すなわち、エンジン本体21の下部に臨まされた各排気ポート28とターボ過給機31,32とを連通するための長大な排気管等をエンジン本体21の上方まで引き回す必要がなく、各排気ポート28からターボ過給機31,32(タービンハウジング33,34)までの管路長を短縮することができる。
【0021】
従って、各排気ポート28から排出される排気ガスのエネルギーをタービン(図示せず)に効率よく伝達することができ、ターボ過給機31,32の動力性能やレスポンスの更なる向上を図ることができる。
【0022】
また、各排気ポート28から触媒40までの管路長を短縮することができるので、エンジン20の冷始動時における触媒40の早期活性化を実現することができ、排気ガスの浄化性能を向上することができる。この場合、管路長短縮のために触媒40をエンジンルーム3の上方に配設する必要がないため、エンジンルーム3の上方における前突時の衝突ストロークの確保等が容易となることは勿論である。
【0023】
ここで、本実施の形態においては、特に、ターボ過給機を各バンク23,24に対応する2つのターボ過給機31,32に分割し、これらをバンク23,24毎の排気ポート28直下にそれぞれ配設することにより、排気ポート28からターボ過給機31,32までの管路長を飛躍的に短縮することができる。
【0024】
しかも、ターボ過給機を2つのターボ過給機31,32に分割構成することは、各ターボ過給機31,32の小型化を実現することができ、ターボ過給機をエンジン本体21の下部に配設した場合にも、車両の最低地上高を十分に確保することができる。
【0025】
また、エンジン本体21の上部後方寄りに配設されたインタークーラ49と各ターボ過給機31,32とを連通する吸気管47,48を、エンジン本体21の後方を経由させてインタークーラ49に配管することで、各ターボ過給機31,32を最短距離でインタークーラ49に連通することができ、加圧空気を効率よくインタークーラ49に伝達することができる。
【0026】
次に、図3,4は本発明の第2の実施の形態に係わり、図3は過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図、図4は過給機付き水平対向型エンジンの上面図である。なお、本実施の形態において、上述の第1の実施の形態と同様な構成については、同符号を付して説明を省略する。
【0027】
図3,4に示すように、ターボ過給機31,32のブロワハウジング45,46は、吸気管61,62を介してそれぞれインタークーラ49に連通されている。
【0028】
この場合、各吸気管61,62は、エンジン本体21の前方(具体的にはシリンダヘッド25,26の前方)をそれぞれ経由して、各ブロワハウジング45,46をインタークーラ49に連通するようになっている。
【0029】
このような実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態と略同様の効果に加え、吸気管61,62を、エンジン本体21の前方を経由させてインタークーラ49に配管することにより、各吸気管61,62へのエンジン本体21からの熱害を低減してターボ過給機31,32による吸入空気の充填効率を向上するという効果を奏する。
【0030】
次に、図5,6は本発明の第3の実施の形態に係わり、図5は過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図、図6は過給機付き水平対向型エンジンの上面図である。なお、本実施の形態において、上述の第1の実施の形態と同様な構成については、同符号を付して説明を省略する。
【0031】
図5,6に示すように、ターボ過給機31,32のブロワハウジング45,46には、吸気管71,72がそれぞれ連通されている。これら吸気管71,72の下流側は中途で吸気管73に集合され、吸気管73が、エンジン本体21の側部(本実施の形態においては右側部)において下方から上方に配管された後、インタークーラ49に連通されている。
【0032】
このような実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態と略同様の効果に加え、各吸気管71,72を中途で吸気管73に集合してエンジン本体21の下方から上方に配管することにより、エンジンルーム3内において吸気管スペースを省略することができるという効果を奏する。
【0033】
次に、図7,8は本発明の第4の実施の形態に係わり、図7は過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図、図8は過給機付き水平対向型エンジンの上面図である。なお、本実施の形態において、上述の第1の実施の形態と同様な構成については、同符号を付して説明を省略する。
【0034】
図7,8に示すように、インタークーラ49はラジエータ56の前面に対向してエンジン本体21の前部に配設されている。そして、各ターボ過給機31,32のブロワハウジング45,46は、吸気管81,82を介してインタークーラ49に連通されているとともに、インタークーラ49の下流側が、スロットルボディ51及び吸気管83を介してチャンバ52に連通されている。
【0035】
このような実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態と略同様の効果に加え、インタークーラ49をラジエータ56に対向配置することにより、インタークーラ49に供給する冷却風の風量を増加させることができ、インタークーラ49の冷却効率を向上することができるという効果を奏する。
【0036】
なお、上述の各実施の形態においては、各バンクに対応して2つのターボ過給機を設けた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単一のターボ過給機等をエンジン本体の下部中央に配設して両バンクの排気ポートを連通する構成としてもよく、さらに、2つ以上のターボ過給機等をエンジン本体の下部に適宜配設してもよい。また、過給機としては、上述のターボ過給機に限定されるものではなく、例えばスーパーチャージャ等であってもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、過給機の性能を向上することができるとともに、エンジンの冷始動時に触媒を早期活性化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わり、過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図
【図2】同上、過給機付き水平対向型エンジンの上面図
【図3】本発明の第2の実施の形態に係わり、過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図
【図4】同上、過給機付き水平対向型エンジンの上面図
【図5】本発明の第3の実施の形態に係わり、過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図
【図6】同上、過給機付き水平対向型エンジンの上面図
【図7】本発明の第4の実施の形態に係わり、過給機付き水平対向型エンジンの車載状態を示す側面図
【図8】同上、過給機付き水平対向型エンジンの上面図
【符号の説明】
20 … 水平対向型エンジン
21 … エンジン本体
23,24 … バンク
31,32 … ターボ過給機(過給機)
47,48 … 吸気管
49 … インタークーラ
56 … ラジエータ
61,62 … 吸気管
71,72 … 吸気管
73 … 吸気管
81,82 … 吸気管
83 … 吸気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a horizontally opposed engine including a supercharger driven by exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
Since a horizontally opposed engine can be configured to have a shorter length in the crankshaft direction, it is generally placed vertically in the engine room when mounted on a vehicle. In general, the intake port of each cylinder faces the upper part of each of the left and right banks, and the exhaust port faces the lower part of each of the left and right banks.
[0003]
When a supercharger is applied to this type of horizontally opposed engine, the supercharger is used together with an intercooler or the like as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-306622 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-25229. It is common to be arranged near the upper rear of the engine body. And each exhaust port is connected to the turbine side of a supercharger via an exhaust pipe etc., and each intake port is connected to the blower side via an intercooler etc.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the horizontally opposed engine with a supercharger configured as described above, the exhaust pipe for guiding the exhaust gas from each exhaust port to the supercharger is routed upward from the lower part of the engine body, The pipe length becomes longer. And the lengthened exhaust pipe may hinder the further improvement of the power performance and response of the turbocharger.
[0005]
In addition, an increase in the length of the pipeline from each exhaust port to the turbocharger also increases the length of the pipeline to the catalyst connected downstream of the exhaust port. It becomes difficult to make it. That is, the exhaust gas from the engine body is cooled by the lengthened exhaust pipe before reaching the catalyst, so that it is difficult to activate the catalyst early at the time of cold start of the engine. It is also conceivable to arrange the catalyst immediately downstream of the supercharger in order to cope with this and to reduce the length of the exhaust pipe from each exhaust port to the catalyst. However, in such a case, since the catalyst is disposed above the narrow engine room, the layout of each member in the upper part of the engine room is limited. There is a risk that it may be difficult to ensure sufficient capacity.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a horizontally opposed engine with a supercharger capable of improving the performance of the supercharger and activating the catalyst early at the time of cold start of the engine. The purpose is to do.
[0007]
In order to solve the above-mentioned problems, in the horizontally opposed engine with a supercharger according to the first aspect of the present invention, an intake port of each cylinder is exposed at the upper part of a pair of banks, and each cylinder is provided at the lower part of each bank. A supercharger that supplies pressurized air to a horizontally opposed engine body that faces the exhaust port is disposed immediately below the exhaust port .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a horizontally opposed engine with a supercharger according to the first aspect of the present invention, wherein the engine has an intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger in the upper part of the engine body. The supercharger and the intercooler are communicated with each other through an intake pipe passing through the rear of the engine body.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a horizontally opposed engine with a supercharger according to the first aspect of the present invention, wherein the intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger is provided at an upper portion of the engine body. The supercharger and the intercooler are communicated with each other through an intake pipe passing through the front of the engine body.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a horizontally opposed engine with a supercharger according to the first aspect of the present invention, wherein an intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger is provided on the upper portion of the engine body. A plurality of intake pipes for communicating the plurality of superchargers with the intercooler are gathered in the middle and are piped on the upper part of the engine body.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a horizontally opposed engine with a supercharger according to the first aspect of the present invention, wherein the intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger is opposed to the radiator. It is arranged at the front part of the main body.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger, and FIG. 2 is a top view of the horizontally opposed engine with a supercharger. It is.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vehicle body, and the front of the vehicle body 1 is partitioned into an
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the supercharged horizontally opposed
[0015]
Further,
[0016]
Further,
[0017]
The
[0018]
Here, the
[0019]
As shown in FIG. 1, a valve
[0020]
According to the embodiment configured as described above, the
[0021]
Therefore, the energy of the exhaust gas discharged from each
[0022]
Further, since the pipe length from each
[0023]
Here, in the present embodiment, in particular, the turbocharger is divided into two
[0024]
In addition, by dividing the turbocharger into the two
[0025]
In addition,
[0026]
Next, FIGS. 3 and 4 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger, and FIG. 4 is a horizontally opposed engine with a supercharger. FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0027]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0028]
In this case, the
[0029]
According to such an embodiment, in addition to substantially the same effects as those of the first embodiment described above, the
[0030]
Next, FIGS. 5 and 6 relate to a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger, and FIG. 6 is a horizontally opposed engine with a supercharger. FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0031]
As shown in FIGS. 5 and 6,
[0032]
According to such an embodiment, in addition to substantially the same effects as those of the first embodiment described above, the
[0033]
Next, FIGS. 7 and 8 relate to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 7 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger, and FIG. 8 is a horizontally opposed engine with a supercharger. FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0034]
As shown in FIGS. 7 and 8, the
[0035]
According to such an embodiment, in addition to substantially the same effects as those of the first embodiment described above, the
[0036]
In each of the above-described embodiments, an example in which two turbochargers are provided corresponding to each bank has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, a single turbo A turbocharger or the like may be arranged in the center of the lower part of the engine body so that the exhaust ports of both banks communicate with each other, and two or more turbochargers or the like may be appropriately arranged in the lower part of the engine body. Also good. The supercharger is not limited to the turbocharger described above, and may be a supercharger, for example.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the performance of the supercharger can be improved, and the catalyst can be activated early when the engine is cold-started.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view of the horizontally opposed engine with a supercharger. 3 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a top view of a horizontally opposed engine with a supercharger. FIG. FIG. 6 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a top view of the horizontally opposed engine with a supercharger. FIG. 8 is a side view showing a vehicle-mounted state of a horizontally opposed engine with a supercharger according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a top view of the horizontally opposed engine with a supercharger.
20 ... Horizontally opposed
47, 48 ...
Claims (5)
上記エンジン本体の後方を経由する吸気管を介して上記過給機と上記インタークーラとを連通させたことを特徴とする請求項1記載の過給機付き水平対向型エンジン。An intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger is provided at the top of the engine body,
The horizontally opposed engine with a supercharger according to claim 1, wherein the supercharger and the intercooler are communicated with each other through an intake pipe passing through the rear of the engine body.
上記エンジン本体の前方を経由する吸気管を介して上記過給機と上記インタークーラとを連通させたことを特徴とする請求項1記載の過給機付き水平対向型エンジン。An intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger is provided at the top of the engine body,
The horizontally opposed engine with a supercharger according to claim 1, wherein the supercharger and the intercooler are communicated with each other through an intake pipe passing through the front of the engine body.
複数の上記過給機を上記インタークーラにそれぞれ連通するための複数の吸気管を中途で集合させて上記エンジン本体の上部に配管したことを特徴とする請求項1記載の過給機付き水平対向型エンジン。An intercooler for cooling the pressurized air from the supercharger is provided at the top of the engine body,
2. The horizontally opposed supercharger according to claim 1, wherein a plurality of intake pipes for communicating the plurality of superchargers with the intercooler are gathered in the middle and piped on the upper part of the engine body. Type engine.
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