CN111033027A - 带增压器的发动机 - Google Patents

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CN111033027A CN201780094124.2A CN201780094124A CN111033027A CN 111033027 A CN111033027 A CN 111033027A CN 201780094124 A CN201780094124 A CN 201780094124A CN 111033027 A CN111033027 A CN 111033027A
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西田良太郎
胡子英策
早田光则
山谷光隆
山根久幸
滨诘嘉浩
辻田周平
筱原宏文
高野荣二
古闲达也
星野司
中野雅文
清水幸一
加藤二郎
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Abstract

在抑制发动机的整体高度变大的同时，实现提高进气的流通性及旁通进气向各气缸的分配性。在沿气缸列方向延伸的缓冲罐(2)的侧部，沿气缸列方向配置增压器(3)。在增压器(3)的上侧，沿气缸列方向配置从向增压器(3)导入进气的上游侧进气管(9)分支出来的旁通管(15)。将从增压器(3)向缓冲罐(2)引导进气的下游侧进气管(26)从增压器(3)向下方延伸。下游侧进气管(26)在沿气缸列方向观察时形成为U字状，且与缓冲罐(2)连接。

Description

带增压器的发动机
技术领域
本发明涉及一种带增压器的发动机。
背景技术
在专利文献1中记载了带增压器的多气缸发动机的一例。在该例中，由发动机驱动的机械式增压器在缓冲罐的下侧沿气缸列方向配置而安装于缸体的侧部。而且，在缓冲罐的上侧配置有中间冷却器。另外，关于绕过增压器而向缓冲罐供给进气的旁通通路，按照如下所述的方式构成。即，向增压器导入进气的上游侧进气通路的一部分与从中间冷却器向缓冲罐导入进气的下游侧进气通路的一部分在空气壳体(Air casing)内隔着分隔壁而设置为一体，在该分隔壁上设置有上述旁通用的连通孔。
专利文献1：日本公开专利公报特开平08-312359号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
若在缓冲罐的上侧配置中间冷却器，则在防止进气的冷凝水积存于中间冷却器的方面是有利的，但发动机的整体高度会变大。在该情况下，汽车的设计上的制约会变大。例如，难以降低发动机罩线。
另外，虽然在一个空气壳体上设置上游侧进气通路、下游侧进气通路及旁通通路，会有利于进气系统构件的紧凑化，但是难以提高该旁通进气向各气缸的分配性。
本发明在抑制发动机的整体高度变大的同时，实现提高进气的流通性及旁通进气向各气缸的分配性。
-用以解决技术问题的技术方案-
在本发明中，为了解决上述问题，从进气流通性及发动机整体高度的观点出发，将以缓冲罐为中心的增压器及旁通管的配置与增压器下游侧的进气管的配管有机地关联起来。
这里所公开的带增压器的发动机的特征在于，包括：
缓冲罐，其与多气缸发动机的各气缸的进气口连接，且沿气缸列方向延伸；
增压器，其将进气压缩后供给至上述缓冲罐；
上游侧进气管，其向上述增压器引导进气；
旁通管，其从上述上游侧进气管分支，绕过上述增压器向上述缓冲罐引导进气；以及
下游侧进气管，其从上述增压器向上述缓冲罐引导进气，
上述增压器在上述缓冲罐的侧部沿气缸列方向配置，
上述旁通管在上述增压器的上侧沿气缸列方向配置，
上述下游侧进气管从上述增压器向下方延伸，在沿气缸列方向观察时上述下游侧进气管成为U字状并且与上述缓冲罐连接。
这样一来，由于增压器配置在缓冲罐的侧部，因此，增压器不会增大发动机整体高度。虽然旁通管配置在增压器的上侧，但旁通管本身体积不大，因此，抑制了发动机整体高度的增大。连结增压器与缓冲罐的下游侧进气管向增压器的下方延伸且成为U字状，因此，能够将中间冷却器配置于增压器的下侧，能够避免：由于中间冷却器而使发动机整体高度变大。
这样，由于在增压器的上侧配置了旁通管，因此，容易将旁通管与缓冲罐连接，使得进气向各气缸的分配性变得良好。另外，由于将下游侧进气管如上述那样形成为U字状，因此，从增压器流向缓冲罐的进气的流动也变得顺畅。
在一实施方式中，使尾气从排气系统向进气系统回流的EGR管与上述旁通管连接，在该连接部设置有用于控制尾气的回流的EGR控制阀。由于EGR控制阀配置在通过增压器的上侧的旁通管中，因此，即便由于EGR气体(回流尾气)的冷却而导致冷凝水附着于EGR控制阀，该冷凝水也容易在增压器的驱动下从旁通管的分支部通过增压器向缓冲罐排出，有利于防止由冷凝水引起的EGR控制阀的工作不良。
在一实施方式中，在上述下游侧进气管的中途，夹设有中间冷却器，该中间冷却器冷却从上述增压器喷出的进气。即，将下游侧进气管向增压器的下方延伸，在增压器的下方配置中间冷却器，这样就能够防止：中间冷却器增大发动机整体高度。
在一实施方式中，上述中间冷却器是在冷却器外壳中收纳水冷式冷却器芯而构成的。在水冷式的情况下，冷却水循环用管的处理就成为问题，但由于中间冷却器位于增压器下方的较低的位置，因此，容易处理将配置在发动机前方的较低位置的散热器与中间冷却器连接的冷却水循环用管。另外，能够缩短该冷却水循环用管，因此，冷却水量也变少，有利于汽车的轻量化。
发明的效果
根据本发明，将增压器在缓冲罐的侧部沿气缸列方向配置，将旁通管在增压器的上侧沿气缸列方向配置，使增压器的下游侧进气管从增压器向下方延伸且在沿气缸列方向观察时成为U字状而与缓冲罐连接，因此，能够在抑制发动机整体高度变大的同时，使从增压器向缓冲罐的进气的流动变得顺畅，并且，能够使绕过增压器的进气向各气缸的分配性变得良好。
附图说明
图1是带增压器的发动机的俯视图。
图2是该发动机的进气系统的后视图。
图3是带增压器的发动机的主视图。
图4是示出增压器及上游侧进气管等的局部剖面主视图。
图5是带增压器的发动机的立体图。
图6是示出增压器及下游侧进气管等的剖视图。
图7是示出进气歧管、ISG以及燃料泵的配置的主视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本具体实施方式进行说明。以下的对优选实施方式的说明在本质上仅为示例，并没有对本发明、其应用对象或其用途加以限制的意图。
在图1所示的汽车的带增压器的多气缸发动机中，1是气缸盖，2是进气歧管的缓冲罐，3是将进气压缩后供给到缓冲罐2的增压器，4是排气歧管，5是内置有氧化催化剂及颗粒过滤器的排气净化装置。该实施方式的发动机是气缸列方向(曲轴的方向)成为车宽方向的横置的前方进气后方排气发动机。
＜发动机部件的布局＞
缓冲罐2在气缸盖1的侧部沿气缸列方向延伸，且与发动机的各气缸的进气口连接。如图2所示，进气歧管6包括缓冲罐2、以及与该缓冲罐2成为一体的进气导入管部7，进气歧管6是金属制部件(在本实施方式中由铝合金制成)。进气导入管部7向缓冲罐2的下方延伸。需要说明的是，图2是从发动机主体侧观察发动机的进气系统的图。
本例的发动机是在各气缸具有两个进气口的四缸发动机。进气歧管6包括与各气缸的两个进气口对应的总计八个分支进气通路8。各分支进气通路8从缓冲罐2延伸。进气歧管6在缓冲罐2的靠气缸盖1这一侧的周边部的安装部2a固定于该气缸盖1。
增压器3是由发动机的输出轴驱动的机械式增压器，在缓冲罐2的前侧的侧部沿气缸列方向配置。也如图3所示，在增压器3直接连结有沿气缸列方向延伸的上游侧进气管9。从该上游侧进气管9向增压器3导入进气。
在增压器3中的上游侧进气管9的相反侧突出有该增压器3的驱动部壳体11。在该驱动部壳体11中，经由轴承而收纳有用于通过发动机的输出轴来驱动增压器3的驱动轴。在与该驱动轴结合的带轮12上绕有传动带13。
为了绕过增压器3而向缓冲罐2引导进气，旁通管15从上游侧进气管9分支出来。
如图4所示，旁通管15在比设置于上游侧进气管9的节流阀16靠下游侧的位置，从该上游侧进气管9的上表面侧分支。旁通管15从该分支部朝上游侧进气管9的上游侧延伸，接着以朝向上游侧进气管9的下游侧的方式弯曲而折回。旁通管15在该折回部15a之后接着朝向缓冲罐2的中央侧在增压器3的上侧沿气缸列方向延伸。
这样，如图2所示，旁通管15在缓冲罐2的中央部附近分支为沿气缸列方向的一方延伸的第一支管15b、以及沿气缸列方向的另一方延伸的第二支管15c。这样，第一支管15b在与沿气缸列方向并排的单侧两个气缸对应的位置处与缓冲罐2连接，第二支管15c在与沿气缸列方向并排的相反侧两个气缸对应的位置处与缓冲罐2连接。
如图1所示，在旁通管15的比上述折回部15a靠下游侧的位置，连接有使尾气从排气系统向进气系统回流的EGR管17。EGR管17构成为将尾气从比排气净化装置5的颗粒过滤器靠下游侧的位置引导到进气系统。在EGR管17的中途设置有用于冷却向进气系统回流的尾气的EGR冷却器20。
如图4所示，在旁通管15中的、EGR管17的连接部设置有用于控制尾气的回流的EGR控制阀18。另外，在比EGR控制阀18靠下游侧的旁通管15内，设置有在增压器3工作时处于关闭状态的旁通控制阀19。
在图1等中，21是节流阀16的驱动装置，22是EGR控制阀18的驱动装置，23是旁通控制阀19的驱动装置。
如图3及图5所示，用于将压缩后的进气向缓冲罐2引导的增压用喷出管24的上游端连接在增压器3的侧面的喷出部并向增压器3的下方延伸。增压用喷出管24的下游端与配置于增压器3的下方的中间冷却器25连接。中间冷却器25用于冷却从增压器3喷出的进气，其与进气歧管6的进气导入管部7连接。如图6所示，本实施方式的中间冷却器25是在与进气歧管6同为由金属制成(由铝合金制成)的外壳25a中收纳水冷式冷却器芯25b而构成的。
在本实施方式中，增压用喷出管24、中间冷却器25及进气导入管部7构成从增压器3向缓冲罐2引导进气的下游侧进气管26。如图5及图6所示，下游侧进气管26在从气缸列方向观察时，整体上成为将中间冷却器25配置在最下部的U字状。
因此，构成为如下方式：增压器3与中间冷却器25上下配置，增压器3夹在缓冲罐2与增压用喷出管24之间，增压器3的下部配置在进气导入管部7与增压用喷出管24之间，换言之，配置在成为U字状的下游侧进气管26的U字的内侧。
如图3所示，在增压器3的驱动部壳体11的下方且从前方观察时的中间冷却器25的旁边的空间，配设有作为发动机附件的ISG(Integrated Starter Generator，集成式起动发电机)28。中间冷却器25和ISG28沿气缸列方向并排。在ISG28的下方的空间配设有空调用的空气压缩机29。
如图7所示，在以进气歧管6的进气导入管部7为基准时的与ISG28相反的一侧，配设有用于向气缸喷射燃料的燃料泵30。即，在从前方观察时的进气导入管部7的旁边的空间配设有燃料泵30。如图3所示，燃料泵30配置在上游侧进气管9的下侧，且从汽车前方观察时，配置在比中间冷却器25靠里的位置。
＜上述布局的特色＞
如图1所示，若将增压器3配置在缓冲罐2的侧部，则增压器3不会增大发动机整体高度。由于将旁通管15配置在增压器3的上侧，并使其在缓冲罐2的中央部附近分支而与缓冲罐2的气缸列方向的两侧部分连接，因此，向各气缸的进气的分配性变得良好。虽然旁通管15配置在增压器3的上侧，但旁通管15本身体积不大，因此，抑制了发动机整体高度的增大。
如图5及图6所示，由于使将增压器3与缓冲罐2连结的下游侧进气管26向增压器3的下方延伸，且在增压器3的下侧配置了中间冷却器25，因此，中间冷却器25也不会增大发动机整体高度。
如图5及图6所示，采用了如下结构：将增压器3夹在缓冲罐2与增压用喷出管24之间，将增压器3的下部配置在下游侧进气管26的U字的内侧。因此，能够在使从增压器3向缓冲罐2的进气的流动变得顺畅的同时，将缓冲罐2、增压器3及下游侧进气管26这一系列的进气系统部件紧凑地设置于发动机主体的侧部。
如图4所示，由于EGR控制阀18配置在通过增压器3的上侧的旁通管15中，因此，即便由于EGR气体的冷却而导致冷凝水附着于EGR控制阀18，也容易将该冷凝水排出。即，若增压器3工作，则附着于EGR控制阀18的冷凝水从旁通管15的分支部通过增压器3向缓冲罐2排出。因此，防止了由冷凝水引起的EGR控制阀18的工作不良。
如图2及图3所示，由于将中间冷却器25作为水冷式部件而设置在增压器3的下方的较低的位置，因此，即便在散热器配置于发动机前方的较低的位置的情况下，也容易处理连接该散热器与中间冷却器的冷却水循环用管。尤其是能够缩短该冷却水循环用管，因此，冷却水量也变少，有利于汽车的轻量化。
如图3及图7所示，将燃料泵30配置在从前方观察时的进气歧管6的进气导入管部7的旁边且上游侧进气管9的下侧的空间，此外，从汽车前方观察时配置在比中间冷却器25靠里侧的位置。而且，进气歧管6及中间冷却器25的外壳25a是金属制。因此，在汽车的前方碰撞中，能够利用增压器3、进气歧管6及中间冷却器25来保护燃料泵30不受到碰撞物的破坏。
如图3所示，将ISG28配置在从前方观察时的增压器3的驱动部壳体11的下侧且中间冷却器25的旁边的空间，在ISG28的下侧的空间配置空气压缩机29。即，关于发动机附件等的配置而言，发动机前面侧的空间的利用效率变高，发动机整体变得紧凑。
＜附件类的驱动系统＞
如图5所示，驱动增压器3的传动带13绕在与发动机的曲轴结合的曲轴带轮41、增压器3的带轮12以及与水泵42的驱动轴结合的带轮43上。而且，利用惰轮44、45及张紧带轮46，向传导带13赋予适当的张力，并且，向增压器3及水泵42的带轮12、43赋予适当的卷绕角。
＜增压器3及中间冷却器25的支承构造＞
对增压器3及中间冷却器25的支承构造进行说明。
如图1所示，增压器3在上游侧进气管9侧的端部和驱动部壳体11侧的端部这两个部位，通过螺栓31而固定于缓冲罐2。另外，如图5所示，增压器3的下部通过螺栓31而固定于设置在进气歧管6的进气导入管部7上的支架32。
这样，通过将增压器3固定于进气歧管6而确保支承刚性。
如图3、图5及图6所示，中间冷却器25的外壳25a的进气入口侧与和增压器3的喷出部结合的增压用喷出管24的下端结合，并且，外壳25a的进气出口侧与进气歧管6的进气导入管部7的下端结合。此外，如图2所示，在中间冷却器25的下端部的两端固定有支架33、34，中间冷却器25经由该支架33、34而固定于缸体35(参照图5)。即，中间冷却器25的下端部被支承于缸体35。
这样，中间冷却器25与增压器3及进气歧管6连结，且中间冷却器25支承于缸体35而确保了支承刚性。
＜其他＞
在上述实施方式中，构成为发动机横置且前方进气后方排气的方式，但在将气缸列方向(曲轴的方向)配置为汽车长度方向的纵置发动机中，也能够应用本发明。
另外，中间冷却器25的外壳25a不限于金属制，也可以为树脂制。
-符号说明-
1 气缸盖
2 缓冲罐
3 增压器
6 进气歧管
7 进气导入管部
9 上游侧进气管
11 驱动部壳体
15 旁通管
18 EGR控制阀
24 增压用喷出管
25 中间冷却器
25a 外壳
25b 水冷式冷却器芯
26 下游侧进气管
28 ISG(发动机附件)
29 空气压缩机(发动机附件)
30 燃料泵

Claims (4)

1.一种带增压器的发动机，其特征在于，该带增压器的发动机包括：
缓冲罐，其与多气缸发动机的各气缸的进气口连接，且沿气缸列方向延伸；
增压器，其将进气压缩后供给至上述缓冲罐；
上游侧进气管，其向上述增压器引导进气；
旁通管，其从上述上游侧进气管分支，绕过上述增压器向上述缓冲罐引导进气；以及
下游侧进气管，其从上述增压器向上述缓冲罐引导进气，
上述增压器在上述缓冲罐的侧部沿气缸列方向配置，
上述旁通管在上述增压器的上侧沿气缸列方向配置，
上述下游侧进气管从上述增压器向下方延伸，在沿气缸列方向观察时上述下游侧进气管成为U字状并且与上述缓冲罐连接。
2.根据权利要求1所述的带增压器的发动机，其特征在于，
使尾气从排气系统向进气系统回流的EGR管与上述旁通管连接，在该连接部设置有用于控制尾气的回流的EGR控制阀。
3.根据权利要求1或2所述的带增压器的发动机，其特征在于，
在上述下游侧进气管的中途，夹设有中间冷却器，该中间冷却器冷却从上述增压器喷出的进气。
4.根据权利要求3所述的带增压器的发动机，其特征在于，
上述中间冷却器是在冷却器外壳中收纳水冷式冷却器芯而构成的。
CN201780094124.2A 2017-08-25 2017-08-25 带增压器的发动机 Pending CN111033027A (zh)

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