JP6107874B2 - エンジンの補機レイアウト - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等のエンジンに備えられる補機のレイアウトに関する。より詳しくは、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプをエンジン本体の車両前方側の側面かつリヤ側の端部に配置したエンジンの補機レイアウトの改良に関する。
自動車等において、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジンでは、シリンダブロックを含むエンジン本体の吸気側の側面を車両前方に向け、排気側の側面を車両後方に向けることにより、走行風による排気温度の低下を抑制して排気浄化装置の早期活性化及び活性化の維持が図られる。
その場合、ディーゼルエンジンや直噴エンジン(筒内噴射式エンジン)等のように、燃焼室に燃料を直接噴射するエンジンでは、高圧の燃料圧力が必要になるため、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプの駆動負荷が大きくなる。そのため、高温を避けつつ燃料ポンプをクランク軸でチェーン駆動するためには、燃料ポンプをエンジン本体の吸気側の側面、つまり車両前方側の側面に配置することになり、その結果、燃料ポンプを車両衝突時(前突時)の車両前方からの衝突物から保護する対策が必要になる。
この点に関し、特許文献1には、エンジン端部の車両前方側の側面に燃料ポンプを配設し、燃料ポンプの車両前面側を覆うように衝突保護用のカバープレートを配設することが開示される。これによれば、前突時に燃料ポンプがカバープレートで保護される。
上記のように、燃料ポンプがエンジン本体の車両前方側の側面かつリヤ側(気筒列方向においてクランク軸の変速機への出力側)の端部に配置される横置きエンジンでは、燃料ポンプを前突時に保護する対策が必要になる。
その場合、特許文献1のように、専用の保護部材を別途追加すると、エンジンルームが狭くなるだけでなく、エンジンの重量及びコストの増大を招く。
そこで、本発明は、エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプを前突時の車両前方からの衝突物から保護できるエンジンの補機レイアウトの提供を目的とする。
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒列方向においてクランク軸の変速機への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体を含み、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジンの補機レイアウトであって、エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプと、エンジン始動時にクランク軸を回転させるスタータとが配置され、上記スタータは、上記燃料ポンプよりも車両前方側に突出していることを特徴とする。
本発明によれば、前突時には、燃料ポンプよりも先にスタータが車両前方からの衝突物と当接するので、燃料ポンプが保護される。
本発明においては、エンジン本体のリヤ側端部に、変速機が締結される変速機締結用リブが設けられ、燃料ポンプは上記リブの所定の車両前方部分の上方に配置され、スタータは下方に配置されることが好ましい。
この構成によれば、車両前方からの衝突物との当接により大荷重が加わってスタータが上方に変位する場合でも、スタータの上記変位が上記リブの車両前方部分によって規制されるので、より一層確実に燃料ポンプが保護される。
本発明においては、上記変速機締結用リブと変速機との間に、エンジン本体のリヤ側端面に配設されるチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーが介設されて、上記変速機締結用リブとチェーンカバーと変速機とが共締めされることが好ましい。
この構成によれば、上記リブの剛性が高められるので、スタータの上記変位がより一層確実に規制される。
本発明においては、車両前方から見て吸気マニホールドの一部が燃料ポンプと重なるように吸気マニホールドがエンジン本体の車両前方側側面に配置されることが好ましい。
この構成によれば、吸気マニホールドを燃料ポンプの保護部材として兼用でき、吸気マニホールドで燃料ポンプを車両前方からの衝突物から保護することができる。
本発明によれば、エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプを前突時の車両前方からの衝突物から保護できるエンジンの補機レイアウトが提供される。
以下、図面に基き本発明の実施形態を説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るエンジン1は、車両前部のエンジンルーム100に気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載される直列4気筒(第1気筒♯1〜第4気筒♯4)のディーゼルエンジンである(FF車両)。エンジン1は、図示しないが、気筒内外に、ピストン、インジェクタ(燃料噴射弁)、吸気ポート、排気ポート、吸気弁、排気弁等を有する周知の構造である。
図3及び図4に示すように、エンジン本体10は、上から順に、ヘッドカバー11、シリンダヘッド12、シリンダブロック13、ロアブロック14、及びオイルパン15を含み、これらで外観が形成される。エンジン本体10のリヤ側(気筒列方向においてクランク軸2の変速機30への出力側)の端部(本実施形態では変速機側端部)にチェーンカバー20を挟んで変速機30が締結される(図1参照)。
なお、図4において、鎖線で表した円は、後述するフライホイール31の外形(例えばピッチ円)を示す。
図5に示すように、チェーンカバー20はおよそシリンダヘッド12、シリンダブロック13、及びロアブロック14に亘って締結され、変速機30はシリンダブロック13及びロアブロック14に亘って締結される。エンジン本体10の車両前方側の側面に吸気マニホールド40が接続され、車両後方側の側面に排気マニホールド50が接続される(図1参照)。このように、FF車両では、吸気系を車両前方、排気系を車両後方に配置することにより、走行風による排気温度の低下を抑制して、排気系に備えられる排気浄化装置(図示せず)の早期活性化及び活性化の維持が図られる。
エンジン本体10のフロント側(気筒列方向においてリヤ側の反対側)の端部(本実施形態では反変速機側端部)に複数の補機(例えばオルタネータ、エアコンのコンプレッサ、ウォータポンプ等)がベルト駆動されるフロント側補機駆動装置60が配設され、リヤ側の端部に複数の補機(例えば燃料ポンプ80、オイルポンプ、2次バランサ軸又は1次バランサ軸等)がチェーン駆動されるリヤ側補機駆動装置70が配設される。リヤ側補機駆動装置70は上記チェーンカバー20に収容される。
燃料ポンプ80はエンジン本体10の車両前方側(吸気側)の側面かつリヤ側の端部に配置される。燃料ポンプ80をこの位置に配置した理由はおよそ次の通りである。燃焼室に燃料を直接噴射するエンジン1の燃費向上策として燃料噴射の制御性を高めるためには、高圧の燃料噴射が必要になり、それに伴って、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプ80の必要駆動トルクも大きくなる。燃料ポンプ80はカム軸41,51端に配設し、カム軸41,51の回転を利用して駆動することが周知であるが、カム軸41,51に可変バルブタイミング装置(VVT)を取り付ける場合、高圧の燃料ポンプ80の必要駆動トルクが可変バルブタイミング装置が発生させるトルクを上回り、可変バルブタイミング装置が作動できなくなるおそれがある。そのため、燃料ポンプ80を排気マニホールド50等の高温部を避けつつカム軸41,51端以外の場所に配設して、クランク軸2でチェーン駆動するために、燃料ポンプ80をエンジン本体10の吸気側の側面、つまり車両前方側の側面で、かつリヤ側補機駆動装置70が配設されるエンジン本体10のリヤ側の端部に配置したものである。ただし、その結果、燃料ポンプ80を車両衝突時(前突時)の車両前方からの衝突物から保護する対策が必要になり、その場合、専用の保護部材を別途追加すると、エンジンルーム100が狭くなるだけでなく、エンジン1の重量及びコストの増大を招く。
(1)そこで、本実施形態では、専用部材を追加することなく、エンジン本体10の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプ80を前突時の車両前方からの衝突物から保護できるように、エンジン始動時にクランク軸2を回転させるスタータ90を、燃料ポンプ80と同じくエンジン本体10の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置し、その場合に、スタータ90を燃料ポンプ80よりも車両前方側に突出するように配置している。
具体的に、図2、図4、及び図8に示すように、燃料ポンプ80は、エンジン本体10のリヤ側端部においてクランク軸線方向視でクランク軸2の前側方の上方に配置し、スタータ90は、燃料ポンプ80の下方に配置している。燃料ポンプ80が配置される部位は、シリンダブロック13の比較的上部であるから、燃料ポンプ80は、ピストン移動軸線に沿って上下に延びるシリンダボア(図示せず)に車両前後方向に相対的に近接して配置される。一方、スタータ90が配置される部位は、クランク軸2と同心に設けられる大径のフライホイール31(図4及び図5参照)の車両前方の周縁部であるから、スタータ90は、シリンダボアに車両前後方向に相対的に離間して配置される。その結果、スタータ90は、自ずと、燃料ポンプ80よりも車両前方側に突出するように配置される。
燃料ポンプ80はシリンダブロック13に取り付けられる。具体的に、図5及び図6に示すように、シリンダブロック13のリヤ側端部に、車両前方側に膨出するフランジ状の燃料ポンプ取付部13fが形成され、燃料ポンプ80はこの燃料ポンプ取付部13fに車両右方(反変速機側)から取り付けられる(図3参照)。燃料ポンプ80を取り付けるための締結ボルト(図示せず)が車両右方(反変速機側)から燃料ポンプ80(より詳しくは燃料ポンプ80の取付座に形成される挿通孔)を貫通し、燃料ポンプ取付部13fに螺合される。
燃料ポンプ80はリヤ側補機駆動装置70によりクランク軸2でチェーン駆動される。すなわち、燃料ポンプ80の駆動軸81(図4参照)が燃料ポンプ取付部13fに形成される開口13x(図6参照)を挿通してチェーンカバー20の内部空間に突出し、その突出部に設けられる相対的に大径の第1スプロケット82と、同じくチェーンカバー20の内部空間に突出するクランク軸2の出力側端部に設けられるクランク軸スプロケット3とに第1チェーン71が巻き掛けられる。これにより、燃料ポンプ80が第1チェーン71を介してクランク軸2でチェーン駆動される。なお、図4では、スプロケットの歯及びチェーンの単位構造は図示を省略してある。
スタータ90はチェーンカバー20に取り付けられる。具体的に、図3及び図5に示すように、チェーンカバー20に、車両前方側に膨出するフランジ状のスタータ取付部20fが形成され(図6参照)、スタータ90はこのスタータ取付部20fに車両右方(反変速機側)から取り付けられる。スタータ90を取り付けるための締結ボルト(図示せず)が車両右方(反変速機側)又は左方(変速機側)からスタータ90(より詳しくはスタータ90の取付座に形成される挿通孔)を貫通し、スタータ取付部20fに螺合される。
なお、スタータ取付部20fは、本実施形態ではチェーンカバー20に形成しているが、エンジン本体10のリヤ側端部とチェーンカバー20との間、又は、チェーンカバー20と変速機30との間に挟み込むように設けた板状部材(図示せず)に形成したものであってもよい。
詳しくは図示しないが、スタータ90のピニオンギヤがチェーンカバー20に形成される開口を挿通して変速機30の内部空間に突出し、クランク軸2と同心に設けられるフライホイール31の周縁部に形成されるリングギヤ32と噛合する。
なお、図4に示すように、エンジン本体10は上部が車両後方に所定角度だけスラントしている。これは、主として、車両前方に配置した吸気マニホールド40等を含む吸気系のレイアウトスペースを確保するためである。
なお、スタータ90と燃料ポンプ80との位置関係は、少なくとも、エンジン本体10をスラントさせたときにスタータ90が燃料ポンプ80よりも車両前方側に突出していればよい。
また、図4に示すように、シリンダヘッド12の上部に配設される吸気カム軸41及び排気カム軸51がリヤ側補機駆動装置70によりクランク軸2でチェーン駆動される。すなわち、燃料ポンプ80の駆動軸81のチェーンカバー20の内部空間への突出部に上記第1スプロケット82よりも小径の第2スプロケット83が設けられ、この第2スプロケット83と、吸気カム軸41及び排気カム軸51のチェーンカバー20の内部空間への突出部に設けられる吸気カム軸スプロケット42及び排気カム軸スプロケット52とに第2チェーン72が巻き掛けられる。これにより、吸気カム軸41及び排気カム軸42が燃料ポンプ駆動軸81に巻き掛けられる第1チェーン71及び第2チェーン72を介してクランク軸2でチェーン駆動される。
(2)本実施形態では、エンジン本体10のリヤ側端部に、変速機30が締結される変速機締結用リブ13zを設け、上記リブ13zの所定の車両前方部分13z’の上方に燃料ポンプ80を配置し、下方にスタータ90を配置している(図8参照)。
具体的に、図6に示すように、シリンダブロック13のリヤ側端部に、変速機30が締結される変速機締結部13gが設けられ、この変速機締結部13gの外周部に変速機締結用リブ13zが形成される。変速機締結部13gは燃料ポンプ取付部13fよりも広い領域を有し、燃料ポンプ取付部13fの全部がクランク軸線方向視で変速機締結部13gの領域内に位置する。変速機30はこの変速機締結部13gに車両左方(変速機側)から取り付けられる(図1及び図7参照)。変速機30を取り付けるための締結ボルト(図示せず)が車両左方(変速機側)から変速機30(より詳しくは変速機30の取付座に形成される挿通孔)を貫通し、変速機締結用リブ13zに形成されるボス部13yに螺合される。
その上で、上記変速機締結用リブ13zの車両前方部分13z’(図6において変速機側縁部のスタータ90に近接する下部分)の上方かつ後方にシリンダブロック13の燃料ポンプ取付部13fに車両右方(反変速機側)から取り付けられる燃料ポンプ80が位置し、上記車両前方部分13z’の下方かつ前方にチェーンカバー20のスタータ取付部20fに車両右方(反変速機側)から取り付けられるスタータ90が位置している。言い換えると、上記車両前方部分13z’を間に挟んで燃料ポンプ80とスタータ90とが上下に配置される。
(3)本実施形態では、変速機締結用リブ13zと変速機30との間に、エンジン本体10のリヤ側端面に配設されるチェーン71,72及びスプロケット3,42,52,82,83(言い換えるとリヤ側補機駆動装置70)を覆うチェーンカバー20を介設して、上記変速機締結用リブ13zとチェーンカバー20と変速機30とを共締めしている。
具体的に、図7に示すように、変速機30の締結側の端部(本実施形態では右端部)にフランジ30fが形成され、この変速機側フランジ30fと、シリンダブロック13のリヤ側端部の変速機締結用リブ13zとの間に、チェーンカバー20を挟んだ状態で、締結ボルト91が車両左方(変速機側)から変速機側フランジ30f及びチェーンカバー20(より詳しくはチェーンカバー20の取付座に形成される挿通孔)を貫通し、変速機締結用リブ13zのボス部13yに螺合される。
(4)本実施形態では、車両前方から見て吸気マニホールド40の一部が燃料ポンプ80と重なるように吸気マニホールド40をエンジン本体10の車両前方側側面に配置している。
具体的に、図3に示すように、燃料ポンプ80は気筒列方向に延び、リヤ側端部(変速機側端部)がチェーンカバー20の内部空間に突出する一方、フロント側端部が吸気マニホールド40の分岐管のアーチの下に突入する(図2及び図4参照)。
次に、本実施形態の作用を説明する。
(1)気筒列方向においてクランク軸2の変速機30への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体10を含み、車両前部のエンジンルーム100に気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジン1の補機レイアウトにおいて、エンジン本体10の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプ80と、エンジン始動時にクランク軸2を回転させるスタータ90とが配置され、上記スタータ90は、上記燃料ポンプ80よりも車両前方側に突出していることから、前突時には、燃料ポンプ80よりも先にスタータ90が車両前方からの衝突物と当接する。そのため、専用部材を追加することなく、燃料ポンプ80が保護される。
(2)エンジン本体10のリヤ側端部に、変速機30が締結される変速機締結用リブ13zが設けられ、燃料ポンプ80は上記リブ13zの所定の車両前方部分13z’の上方に配置され、スタータ90は下方に配置されることから、車両前方からの衝突物との当接により大荷重が加わってスタータ90が上方に変位する場合でも、スタータ90の上記変位が上記リブ13zの車両前方部分13z’によって規制される。そのため、より一層確実に燃料ポンプ80が保護される。
(3)上記変速機締結用リブ13zと変速機30との間に、エンジン本体10のリヤ側端面に配設されるチェーン71,72及びスプロケット3,42,52,82,83を覆うチェーンカバー20が介設されて、上記変速機締結用リブ13zとチェーンカバー20と変速機30とが共締めされることから、上記リブ13zの剛性が高められる。そのため、スタータ90の上記変位がより一層確実に規制される。
(4)車両前方から見て吸気マニホールド40の一部が燃料ポンプ80と重なるように吸気マニホールド40がエンジン本体10の車両前方側側面に配置されることから、吸気マニホールド40を燃料ポンプ80の保護部材として兼用できる。そのため、吸気マニホールド40で燃料ポンプ80を車両前方からの衝突物から保護することができる。
以上、実施形態を挙げて本発明を詳しく説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、燃料ポンプ取付部13fの全部がクランク軸線方向視で変速機締結部13gの領域内に位置するようにしたが、これに代えて、燃料ポンプ取付部13fの一部がクランク軸線方向視で変速機締結部13gの領域内に位置するようにしてもよい。
1 エンジン
2 クランク軸
10 エンジン本体
13z 変速機締結用リブ
13z’ 車両前方部分
20 チェーンカバー
30 変速機
40 吸気マニホールド
80 燃料ポンプ
90 スタータ
91 締結ボルト
100 エンジンルーム
2 クランク軸
10 エンジン本体
13z 変速機締結用リブ
13z’ 車両前方部分
20 チェーンカバー
30 変速機
40 吸気マニホールド
80 燃料ポンプ
90 スタータ
91 締結ボルト
100 エンジンルーム
Claims (4)
- 気筒列方向においてクランク軸の変速機への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体を含み、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジンの補機レイアウトであって、
エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプと、エンジン始動時にクランク軸を回転させるスタータとが配置され、
上記スタータは、上記燃料ポンプよりも車両前方側に突出していることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。 - 請求項1に記載のエンジンの補機レイアウトにおいて、
エンジン本体のリヤ側端部に、変速機が締結される変速機締結用リブが設けられ、
燃料ポンプは上記リブの所定の車両前方部分の上方に配置され、スタータは下方に配置されることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。 - 請求項2に記載のエンジンの補機レイアウトにおいて、
上記変速機締結用リブと変速機との間に、エンジン本体のリヤ側端面に配設されるチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーが介設されて、上記変速機締結用リブとチェーンカバーと変速機とが共締めされることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジンの補機レイアウトにおいて、
車両前方から見て吸気マニホールドの一部が燃料ポンプと重なるように吸気マニホールドがエンジン本体の車両前方側側面に配置されることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。
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