JP2003097280A - V型エンジンの過給装置 - Google Patents
V型エンジンの過給装置Info
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Abstract
更することなくシリンダヘッドへの搭載が可能なV型エ
ンジンの過給装置において、ハウジングの耐久性向上を
図る。 【解決手段】 ロータハウジング2に、このロー
タハウジング2の左右から突出してロータの軸線方向に
延びているとともに、吸気管33の吸気流出口をロータ
ハウジング2と一体に結合したフランジ部8を設けた。
またロータハウジング2とコレクタハウジング21およ
び吸気管33とをアルミニウム合金の鋳造により一体に
形成して、ロータハウジング2のフランジ部8の下面
を、シリンダヘッドの上面への取付け面とした。
Description
左右バンク間に設けられシリンダヘッドの上面に搭載さ
れる過給装置に関するものである。
103073号公報に記載されたものが代表的である。
この公報の図1〜図5に記載された過給装置は、V型エ
ンジンのクランクシャフトと平行に配置された一対のロ
ータが収容されたロータハウジングが設けられている。
ロータハウジングには、リア側に開口してスロットルチ
ャンバに接続された吸い込み口と、上部に開口した吐出
口と、吐出口から吐出した加圧吸気の一部を吸い込み口
側に循環するバイパス通路が形成され、バイパス吸い込
み口には、アクチュエータにより作動するバタフライ式
のバルブが設けられている。
の側部を囲むように、複数の吸気管が設けられ、ロータ
ハウジングと吸気管が一体に形成されている。さらに、
ロータハウジングの吐出口と吸気管の吸気流入口が開口
した上部には、コレクタハウジングが被せられ、複数の
ボルトによりコレクタハウジングと吸気管が一体に固定
されている。またコレクタハウジングの上部の開口部に
は、コレクタカバーが被せられて固定されている。
車装置を介して伝達された動力により、一対のロータが
ロータハウジング内で同期逆回転するので、吸い込み口
から吸い込まれた吸気は、加圧されて吐出口からコレク
タハウジング内に吐出され、吸気管を通りシリンダヘッ
ドの吸気ポートに供給される。
図8〜図10に記載された過給装置は、ロータハウジン
グと吸気管、および左コレクタ部と右コレクタ部が形成
されたコレクタハウジングが設けられている。さらに、
インタークーラー(熱交換器)が個々に収容された一対
のコア部と、リア側の両サイドとフロント側の両サイド
に吐出口が形成されたクーラーハウジングと、クーラー
ハウジングの吐出口と左右のコレクタ部とを連通するバ
イパス管が設けられている。
ジングの吐出口から吐出した加圧吸気が、コレクタハウ
ジング内に設けられたバイパス通路からクーラーハウジ
ング内に流れ、左右のインタークーラーを通り冷却され
た後、バイパス管を流れ、さらにコレクタハウジング内
の左右のコレクタ部に分配され、各吸気管からシリンダ
ヘッドの吸気ポートに供給される。
り、バイパスバルブを開状態にすると、ロータハウジン
グの吐出口から吐出した加圧吸気は、その一部がコレク
タハウジング内のバイパス通路を通りバイパス吸い込み
口からロータハウジングの吸い込み口側に導出され、吐
出口側の過給圧が調整される。
は、例えば特開2001−82160号公報に記載され
ているように、過給装置の下流側に二次エア管を取付
け、加圧吸気の一部をシリンダヘッドに形成されたエア
通路から各排気ポートに供給することにより、排ガス浄
化用のエアポンプを不要にすることが知られている。
73号公報に記載された過給装置は、吸気管の内部にロ
ータハウジングを設けた構成であり、アルミニウム合金
の鋳造でロータハウジングと一体に形成された吸気管を
シリンダヘッドに装着すると、過給装置やエンジンの振
動が作用してロータハウジングと吸気管との結合部位に
亀裂が生じるなどの耐久性の問題があると考えられた。
載されている過給装置を備えたエンジンは、吸気管とエ
ア通路を連通した二次エア管が過給装置の側部から底部
側に配管されている。このような二次エア管の配管であ
ると、他の補機部品のレイアウトを変更しなければ、シ
リンダヘッドに過給装置を搭載することができない場合
がある。
載された過給装置には、ロータハウジングに穿設された
バイパス通路にバタフライ式バルブが組込まれている
が、エンジンのレイアウトの問題から、過給装置にバタ
フライ式バルブを組込むスペースを設けることができな
い場合がある。また過給装置の外側に、バタフライ式バ
ルブを駆動するアクチュエータを装着することが難し
い。さらに過給装置にバタフライ式バルブを組込む構成
にすると、ロータハウジングの加工数やバルブ機構の部
品点数と組立工数が多くなり、過給装置の低廉化を図る
ことができない。
載された過給装置は、ロータハウジングからコレクタ部
に吐出した加圧吸気がシリンダヘッドの複数の吸気ポー
トへ分配される吸気系路が構成され、各吸気ポートへの
加圧吸気の流れが時間で変化する。例えば、V6エンジ
ンの場合、一緒に吸気する吸気ポートは2個である。す
なわち従来の過給装置にリリーフバルブを組込むと、コ
レクタ部の正圧が一定でないため(正圧と負圧が極端に
違うと)、誤作動をおこす可能性がある。
て温度上昇した吸気を吸い込み口側に導出すると、過給
効率が低下する。
く変更することなくシリンダヘッドへの搭載が可能なV
型エンジンの過給装置において、ハウジングの耐久性向
上を図ることを目的とする。また、二次エア供給管の配
管を改善して、シリンダヘッドへの搭載が可能な過給装
置を提供することを目的とする。さらに、リリーフバル
ブの作動の信頼性が向上された過給装置を提供すること
を目的とする。
るために、第1の発明は、V型エンジンの左右バンク間
に配設されシリンダヘッドに搭載されたV型エンジンの
過給装置において、一対のロータが収容されたロータハ
ウジングと、このロータハウジングの吐出口に接続され
た吸気流入口が底部に形成されコレクタ部が前記ロータ
ハウジング内と連通された略箱形のコレクタハウジング
と、前記ロータの軸線方向に間隔をおいて前記ロータハ
ウジングの左右の外側に設けられ前記コレクタ部と前記
シリンダヘッドの吸気ポートとを連通する複数の吸気管
と、前記コレクタハウジングの上部の開口部を閉鎖した
コレクタカバーと、前記ロータハウジングの左右から突
出して前記ロータの軸線方向に延設されているとともに
前記吸気管の吸気流出口を前記ロータハウジングと一体
に結合した前記ロータハウジングのフランジ部が設けら
れ、前記ロータハウジングと前記コレクタハウジングお
よび前記吸気管とをアルミニウム合金の鋳造により一体
に形成して、前記フランジ部の下面を前記シリンダヘッ
ドの上面への取付け面としたことを特徴とする。
クタハウジングのフロント側またはリア側に設けられた
取付け口と、ロータハウジングのフランジ部に穿設され
た二次エア通路と、前記取付け口と前記二次エア通路と
に接続され上部外側に配管された二次エア供給管とを設
けたことを特徴とする。
て、ロータハウジングのフランジ部にインジェクタ取付
け穴が穿設されていることを特徴とする。
空間が第1のバイパス通路として設けられ、この第1の
バイパス通路を画成する壁部にバイパス吸い込み口とパ
イパス吐出口が形成されたコレクタカバーと、コレクタ
ハウジングのコレクタ部とロータハウジングの吸い込み
口とを連通する第2のバイパス通路が穿設されたロータ
ハウジングと、第1のバイパス通路と第2のバイパス通
路とを連通した第3のバイパス通路と、第2のバイパス
通路に収容されコレクタ部に吐出される過給圧により作
動するリリーフバルブが設けられ、リリーフバルブの作
用により、コレクタ部に吐出された加圧吸気の一部が、
第1、第2、第3のバイパス通路を流れロータハウジン
グの吸い込み口内へ導出されることを特徴とする。
のバイパス通路を、コレクタハウジングのコレクタ部に
収容され第1のバイパス通路と第2のバイパス通路とを
連通するバイパス管部材で構成したことを特徴とする。
て、コレクタハウジングのコレクタ部には、ロータの軸
線と直交する方向において略中央の吸気流入口と両端部
の吸気流出口が形成され、これら吸気流入口と吸気流出
口との間がクーラー収容部として設けられているととも
に、クーラー収容部に収容されたインタークーラーによ
り冷却された加圧吸気が、第1、第2、第3のバイパス
通路を流れロータハウジングの吸い込み口内へ導出され
ることを特徴とする。
ンの過給装置を、実施の形態として図1〜図10に図示
した過給装置により説明する。図1は過給装置の斜視
図、図2は過給装置の正面図、図3は過給装置の背面
図、図4は図2のIV−IV線断面図、図5は図4のV
−V線断面図、図6は図4のVI−VI線断面図、図7
はインタークーラーを収容した状態で図示されたハウジ
ングの斜視図、図8はインタークーラーとバイパス管部
材を取り外した状態で図示されたハウジングの斜視図、
図9はコレクタハウジングの底部の要部平面図、図10
はコレクタカバーであり、(a)は裏面が図示された下
面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は
(a)のB−B線断面図である。
装置1は、クランク軸の動力により駆動される機械式ル
ーツ型送風機であり、ロータハウジング2とコレクタハ
ウジング21および6本の吸気管33がアルミニウム合
金の鋳造加工により一体に製造されたハウジングと、ア
ルミニウム合金の鋳造加工により製造されコレクタハウ
ジング21の上部の開口部分を閉鎖したコレクタカバー
34と、ロータハウジング2のフロント側の開口部分を
閉鎖したフロントハウジング11と、このフロントハウ
ジング11のフロント側に配設されロータハウジング2
にボルトで固定されたノーズ管18などが設けられてい
る。
2、14が収容されたロータ収容部3が形成された周壁
部4と、この周壁部4のリア側を閉鎖したリア側壁部5
と、周壁部4の下部においてロータの軸線方向に開口し
た吸気流入口6と、この吸気流入口6の外側を覆うよう
に形成された略扁平中空状の管状壁部7と、周壁部4の
外周面から離間する方向に突出した短辺とロータの軸線
方向に延びた長辺を有する略矩形状に形成され、下面を
取付け面とした一対のフランジ部8と、周壁部4の上部
においてロータの軸線方向に開口した吐出口9と、リア
側壁部5に形成され図示せぬスロットルチャンバと接続
される吸い込み口10などが形成されている。
は、一対の軸受ホルダー部が形成されたフロントハウジ
ング11で閉鎖されている。そして、駆動側ロータ12
が装着された駆動軸13と、従動側ロータ14が装着さ
れた従動軸15が、リア側壁部5とフロントハウジング
11に軸受を介して回転自在に支持されている。フロン
トハウジング11より更にフロント側に突出した駆動軸
13には駆動側歯車16が装着され、フロントハウジン
グ11より更にフロント側に突出した従動軸15の軸端
には従動側歯車17が装着され、これら駆動側歯車16
と従動側歯車17が噛み合っており、ロータ12、14
が同期逆回転するように構成されている。
対の歯車16、17の外側を閉鎖して、フロントハウジ
ング11を介在した状態でロータハウジング2に固定さ
れたノーズ管18と、このノーズ管18の先端に固定さ
れた延長管19が設けられ、駆動軸13は、これらノー
ズ管18と延長管19を貫通して先端が延長管19から
突出している。駆動軸13の先端の周りには、電磁クラ
ッチ20が設けられている。電磁クラッチ20は、駆動
軸13に装着されたアーマチュア組立体(ハブ、板ば
ね、アーマチュアなど)と延長管19に回転自在に支持
されたプーリ、このプーリに固定された断面略コ字状で
環状の回転部材と、延長管19に支持された励磁コイル
を収容したヨークなどが構成され、クランク軸に装着さ
れた図示せぬプーリと電磁クラッチ20のプーリに図示
せぬベルトが掛け渡される。
をこのロータハウジング2の周壁で画成された略箱形の
コレクタハウジング21が形成されている。内部をコレ
クタ部としたコレクタハウジング21の壁部には、フロ
ント側にインタークーラー(熱交換器)32のフロント
側タンク32aが装着される凹部22が形成され、コレ
クタハウジング21の底部には、ロータハウジング2の
吐出口9と接続された吸気流入口23と、ロータハウジ
ング2の周壁部4より左右(ロータの軸線と直交する方
向)に突出した両端部分において開口した6個の吸気流
出口24と、吸気流入口23よりリア側において形成さ
れた凹陥状のリリーフバルブ組立部位25が設けられて
いる。
の凹陥部として形成されている。また、その凹陥状の底
部には、ロータハウジング2のリア側壁部5を機械加工
することにより形成された有底状の中心穴26と、この
中心穴26の周りに機械加工され吸い込み口10まで貫
通した4つの貫通穴27が設けられている。そして、4
つの貫通穴27が、第2のバイパス通路として構成され
ている。なお、図9の符号28は、中心穴26の底部に
形成されたバネ座である。
ガイド面として上下に移動可能な円板状のリリーフバル
ブ29と、このリリーフバルブ29とバネ座28との間
に介在されたコイルばね30が組込まれている。またリ
リーフバルブ組立体部位25には、外周面が凹陥部の周
壁に嵌合される四角形状に形成され、内周面が中心穴2
6の半径寸法より小さい半径寸法の円筒形状に形成され
た基部31aを有するバイパス管部材31が設けられて
いる。
1aを凹陥部に嵌合してネジ止めすることにより、コイ
ルばね30で付勢されたリリーフバルブ29が基部31
aの下面に当接するとともに、この状態において、第2
のバイパス通路のバイパス吸い込み口が閉状態になって
いる。コイルばね30の付勢力に抗して、過給圧でリリ
ーフバルブ29が押し下げられれば、第2のバイパス通
路のバイパス吸い込み口が開状態になる。
式インタークーラー32(インナーフィンを有する加圧
吸気の流路と、扁平チューブを有する冷却水の流路とが
積層された熱交換器)が収容されている。インタークー
ラー32は、フロント側タンク32aの供給口32bが
図示せぬラジエータとホースで接続され、フロント側タ
ンク32aの排出口32cが図示せぬ水タンクとホース
で接続される。また、水タンクとラジエータもホースで
接続される。さらに、ラジエータと供給口32bとの間
にはポンプが設けられる。
ト側タンク32に供給された冷却水が扁平チューブを通
りリア側タンク32dに流れ、かつリア側タンク32d
から冷却水が扁平チューブを通りフロント側タンク32
bに循環するようになっている。なお符号50は、イン
タークーラー32のフロント側タンク32aと一体に形
成された取付け口であり、図1に仮想線で図示した二次
エア供給管51が取付けられる。
は、ロータハウジング2の周壁部4の左右外側でロータ
ハウジング2のフランジ部8側に延設された6個の吸気
管33が一体に形成されている。各吸気管33の吸気流
出口は、ロータハウジング2のフランジ部8によりロー
タハウジング2と一体に結合されている。なお吸気管3
3と周壁部4との間には、隙間が形成されている。左右
のフランジ部8のフロント側には、ノーズ管18の上部
外側に配管される二次エア供給管51が図示せぬバルブ
手段を介して接続される二次エア通路40が穿設されて
いる。この二次エア通路40は、図示せぬシリンダヘッ
ドのエア通路に接続される。また左右のフランジ部8に
は、図示せぬインジェクタが取付けられる複数の取付け
穴41が穿設されている。実施形態の過給装置において
は、各吸気管33の吸気流出口周辺に取付け穴41が設
けられている。さらに左右のフランジ部8には、図示せ
ぬ取付けボルトが挿入される複数の挿入穴42(各フラ
ンジ部8に4箇所)が穿設されている。
には、側面視が直角三角形の形状で内部が第1のバイパ
ス通路となる空間に形成されたコレクタカバー34が被
せられている。また、コレクタカバー34の表面には、
ロータの軸線方向に延びた凸部からなる放熱用のフィン
が形成されている。さらに、コレクタカバー34の下面
には、ロータの軸線と直交する方向において略中央に穿
設されバイパス管部材31の上部の開口部と接続された
バイパス吐出口34aと、ロータの軸線と直交する方向
において両端部分に穿設されインタークーラー32を通
過した加圧吸気の一部が流れるバイパス吸い込み口34
bが形成されている。
に再循環させ排ガスを減少させるためのEGR用の接続
部、図3の符号53は、負圧を利用してブレーキを踏み
込む力を補助するためのブレーキブースター用の接続
部、図3の符号54は、負圧を利用して燃料噴射の補助
をする燃料ポンプ補助用の接続部である。また、この実
施の形態においては、エンジンのレイアウト上、他の部
材と干渉しないように側面視が直角三角形の形状のコレ
クタカバー34を説明したが、直方体の形状のコレクタ
カバー34としてもよい。さらに、二次エア供給管51
の取付け口50をインタークーラー32のフロント側タ
ンク32aと一体に形成したが、例えば2つのフロント
側タンク32aを別体に構成して、フロント側タンク3
2aの間にコレクタハウジング21の壁部を設けるとと
もに、その壁部にネジ穴を穿設して取付け口としてのL
字状のパイプを螺合してもよい。
ンの左右バンク間に配設されシリンダヘッドに搭載され
る。また、吸い込み口10がスロットルチャンバに接続
され、各吸気管33がシリンダヘッドの吸気ポートに接
続されるとともに、二次エア通路40がシリンダヘッド
のエア通路に接続される。さらに、電磁クラッチ20の
プーリとクランク軸のプーリとにベルトが掛け渡され
る。したがって、電磁クラッチ20がON状態になる
と、一対のロータ12、14で加圧吸気がコレクタハウ
ジング21内のコレクタ部(サージタンク)に吐出され
る。加圧され温度上昇した吸気は、インタークーラーで
冷却された後、分配され各吸気管33を通り吸気ポート
に供給される。
ー34に導出された吸気圧とに大きな差が生じると、リ
リーフバルブ29が押し下げられて加圧された吸気が第
1、第2、第3のバイパス通路を通り吸い込み口10側
に流れる。また図示せぬバルブ手段が開状態になったと
き、加圧吸気が、二次エア吸気管51を通りシリンダヘ
ッドのエア通路に供給され排気ポートから排出される。
置は、ロータハウジングの左右から突出してロータの軸
線方向に延設されたロータハウジングのフランジ部によ
り、吸気管の吸気流出口をロータハウジングと一体に結
合して、ロータハウジングのフランジ部の下面をシリン
ダヘッドの上面への取付け面としたので、吸気管を介す
ることなくロータハウジングをシリンダヘッドに取付け
ることができる。したがって、過給装置やエンジンの振
動が作用してロータハウジングと吸気管との結合部位に
亀裂が生じるなどの耐久性の問題が解決される。
は、コレクタハウジングのフロント側またはリア側に設
けられた取付け口と、ロータハウジングのフランジ部に
穿設された二次エア通路とに接続され、上部外側に配管
された二次エア供給管を構成にしたので、シリンダヘッ
ドに過給装置を搭載するために補機部品のレイアウトを
大きく変更する必要がなく、シリンダヘッドに容易に搭
載することができる過給装置を提供することができる。
は、ロータハウジングのフランジ部にインジェクタ取付
け穴を穿設したので、過給装置のフランジ部が載置され
るシリンダヘッドの取付け面をレイアウト変更すること
なく確保することができる。
は、コレクタカバーの第1のバイパス通路が加圧吸気の
流れに影響を受けない正圧部として構成され、リリーフ
バルブの作用により、コレクタ部に吐出された加圧吸気
の一部が、第1、第2、第3のバイパス通路を流れロー
タハウジングの吸い込み口内へ導出されるようにしたの
で、リリーフバルブの誤動作を防止することができる。
は、第3のバイパス通路を、コレクタハウジングのコレ
クタ部に収容され第1のバイパス通路と第2のバイパス
通路とを連通するバイパス管部材で構成したので、過給
装置の外側にバイパス管を配管する必要がなく、コンパ
クトな過給装置を提供することができる。
は、コレクタハウジングのコレクタ部にクーラー収容部
を設け、クーラー収容部に収容されたインタークーラー
により冷却された加圧吸気が、第1、第2、第3のバイ
パス通路を流れロータハウジングの吸い込み口内へ導出
されるようにしたので、過給効率をよくすることができ
る。
置の斜視図である。
ハウジングの斜視図である。
た状態で図示されたハウジングの斜視図である。
る。
された下面図、(b)は(a)のA−A線断面図、
(c)は(a)のB−B線断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 V型エンジンの左右バンク間に配設され
シリンダヘッドに搭載されたV型エンジンの過給装置に
おいて、 一対のロータが収容されたロータハウジングと、 このロータハウジングの吐出口に接続された吸気流入口
が底部に形成されコレクタ部が前記ロータハウジング内
と連通された略箱形のコレクタハウジングと、 前記ロータの軸線方向に間隔をおいて前記ロータハウジ
ングの左右の外側に設けられ前記コレクタ部と前記シリ
ンダヘッドの吸気ポートとを連通する複数の吸気管と、 前記コレクタハウジングの上部の開口部を閉鎖したコレ
クタカバーと、 前記ロータハウジングの左右から突出して前記ロータの
軸線方向に延設されているとともに前記吸気管の吸気流
出口を前記ロータハウジングと一体に結合した前記ロー
タハウジングのフランジ部が設けられ、 前記ロータハウジングと前記コレクタハウジングおよび
前記吸気管とをアルミニウム合金の鋳造により一体に形
成して、前記フランジ部の下面を前記シリンダヘッドの
上面への取付け面としたことを特徴とするV型エンジン
の過給装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載されたV型エンジンの過
給装置において、コレクタハウジングのフロント側また
はリア側に設けられた取付け口と、ロータハウジングの
フランジ部に穿設された二次エア通路と、前記取付け口
と前記二次エア通路とに接続され上部外側に配管された
二次エア供給管とを設けたことを特徴とするV型エンジ
ンの過給装置。 - 【請求項3】 請求項1、2に記載されたV型エンジン
の過給装置において、ロータハウジングのフランジ部に
インジェクタ取付け穴が穿設されていることを特徴とす
るV型エンジンの過給装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載されたV型エンジンの過
給装置において、内部空間が第1のバイパス通路として
設けられ、この第1のバイパス通路を画成する壁部にバ
イパス吸い込み口とパイパス吐出口が形成されたコレク
タカバーと、コレクタハウジングのコレクタ部とロータ
ハウジングの吸い込み口とを連通する第2のバイパス通
路が穿設されたロータハウジングと、第1のバイパス通
路と第2のバイパス通路とを連通した第3のバイパス通
路と、第2のバイパス通路に収容されコレクタ部に吐出
される過給圧により作動するリリーフバルブが設けら
れ、リリーフバルブの作用により、コレクタ部に吐出さ
れた加圧吸気の一部が、第1、第2、第3のバイパス通
路を流れロータハウジングの吸い込み口内へ導出される
ことを特徴とするV型エンジンの過給装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載されたV型エンジンの過
給装置において、第3のバイパス通路を、コレクタハウ
ジングのコレクタ部に収容され第1のバイパス通路と第
2のバイパス通路とを連通するバイパス管部材で構成し
たことを特徴とするV型エンジンの過給装置。 - 【請求項6】 請求項4、5に記載されたV型エンジン
の過給装置において、コレクタハウジングのコレクタ部
には、ロータの軸線と直交する方向において略中央の吸
気流入口と両端部の吸気流出口が形成され、これら吸気
流入口と吸気流出口との間がクーラー収容部として設け
られているとともに、クーラー収容部に収容されたイン
タークーラーにより冷却された加圧吸気が、第1、第
2、第3のバイパス通路を流れロータハウジングの吸い
込み口内へ導出されることを特徴とするV型エンジンの
過給装置。
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