JP2005061342A - ターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造において、ターボアウトレットパイプから戻された過給空気を、直ぐにターボインレットパイプの出口部の開口に流れ込みさせ、エア開放音が響き渡るのを防止し、運転者に聞こえる騒音を低減することにある。
【解決手段】ターボインレットパイプの出口部にエアバイパス通路の出口部が接続される入口側フランジボス部を設け、この入口側フランジボス部の開口部をコンプレッサハウジングの入口部の開口部に対向して配設している。
【選択図】図１

Description

この発明は、ターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造に係り、特にエアバイパス通路の開通動作時のエア開放音を低減するターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造に関するものである。

図１５、１６に示す如く、車両に搭載されたターボチャージャ付きのエンジン１０２は、シリンダブロック１０４と、このシリンダブロック１０４の上部に連結したシリンダヘッド１０６及びシリンダヘッドカバー１０８と、シリンダブロック１０４の下部に連結したオイルパン１１０と、シリンダブロック１０４及びシリンダヘッド１０６の正面側を覆うタイミングベルトカバー１１２とが一体的になって構成されている。

シリンダブロック１０４には、クランク軸１１４が軸支されている。このクランク軸１１４の車両前方側の突出端部には、クランクプーリ１１６が取り付けられている。また、シリンダブロック１０４には、傾斜下側側面の略中央部位に、ウォータポンプ１１８が取り付けられている。このウォータポンプ１１８のウォータポンプ軸１２０には、ウォータポンププーリ１２２が取り付けられている。更に、シリンダブロック１０４には、傾斜上側側面に、クランク軸１１４の上方で、オルタネータ１２４が取り付けられている。このオルタネータ１２４のオルタネータ軸１２６には、オルタネータプーリ１２８が取り付けられている。

クランクプーリ１１６とウォータポンププーリ１２２とオルタネータプーリ１２８とには、駆動用ベルト１３０が巻き掛けられている。シリンダブロック１０４には、駆動用ベルト１３０の張力を調整するテンショナ１３２が取り付けられている。

シリンダブロック１０４の下部位の傾斜下側側面には、車両の前方に指向したオイルフィルタ１３４が取り付けられている。

エンジン１０２の左側後部位には、ターボチャージャ１３６が取り付けられている。このターボチャージャ１３６は、図１８に示す如く、吸気側のコンプレッサ１３８と排気側のタービン１４０とが一体的に構成されている。

コンプレッサ１３８は、図１９に示す如く、インペラ（図示せず）を内蔵したコンプレッサハウジング１４２を備えている。このコンプレッサハウジング１４２の入口部となるインレットフランジ１４４には、図１７、１８に示す如く、ターボインレットパイプ１４６が取り付けられている。このターボインレットパイプ１４６には、エアクリーナ（図示せず）に連結した吸気ホース１４８が接続している。エアクリーナからの新気の空気は、吸気ホース１４８とターボインレットパイプ１４６とを経て、コンプレッサハウジング１４２に導入される。

また、コンプレッサハウジング１４２の出口部となるアウトレットフランジ１５０には、ターボアウトレットパイプ１５２が接続している。このターボアウトレットパイプ１５２は、コンプレッサハウジング１４２内で過給された過給空気を吐出するものである。ターボアウトレットパイプ１５２の下流は、ターボアウトレットホース（図示せず）が配管されて車体の前方にあるインタクーラ（図示せず）に接続している。

図１７、１８に示す如く、ターボインレットパイプ１４６には、エアバイパスバルブ１５４が取り付けられている。このエアバイパスバルブ１５４は、エアバイパス通路１５６を形成するエアバイパスホース１５８を通じてターボアウトレットパイプ１５２に連結している。また、ターボチャージャ１３６には、ウエストゲートバルブ（図示せず）を開閉するアクチュエータ１６０が設けられている。

このエアバイパスバルブ１５４は、スロットルバルブ（図示せず）の急閉時等の過給空気の逆流によるターボチャージャ１３６の内部構成部品であるターボハウジング１４０内に配設されるタービン（図示せず）が異常振動することを防止するために、開通動作してターボアウトレットパイプ１５２の下流配管内の過給空気を大気側、つまり、ターボインレットパイプ１４６側に開放する機能を有している。

また、このようなターボチャージャ付きエンジンには、コンプレッサハウジングの吸気入口と吸気出口とを連通するバイパス通路を設け、このバイパス通路の戻り口を吸気入口の円周面にわたって開口させたものがある。
特開昭５６−１３８４２０号公報

ところが、従来、ターボチャージャ付きエンジンにあっては、図１７、１８に示す如く、ターボインレットパイプの途中にエアバイパスバルブが取り付けられており、このエアバイパスバルブの開通動作時に、過給空気が開放されてエア開放音が発生し、このエア開放音がターボインレットパイプの内壁に当たり、このターボインレットパイプを含む吸気系上流配管で響き渡り、外部に伝わって運転者に騒音として聞こえてしまうという不都合があった。

この発明は、ターボチャージャのコンプレッサハウジングの入口部にターボインレットパイプの出口部を接続するとともに、前記コンプレッサハウジングの出口部にターボアウトレットパイプの入口部を接続し、前記ターボインレットパイプと前記ターボアウトレットパイプとの間にエアバイパス通路を設け、このエアバイパス通路に設けたエアバイパスバルブを介して前記ターボアウトレットパイプの過給空気を前記ターボインレットパイプに戻すターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造において、前記ターボインレットパイプの出口部に前記エアバイパス通路の出口部が接続される入口側フランジボス部を設け、この入口側フランジボス部の開口部を前記コンプレッサハウジングの入口部の開口部に対向して配設したことを特徴とする。

この発明のターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造は、ターボインレットパイプの出口部にエアバイパス通路の出口部が接続される入口側フランジボス部を設け、この入口側フランジボス部の開口部をコンプレッサハウジングの入口部の開口部に対向して配設したことから、ターボアウトレットパイプから戻された過給空気が直ぐにターボインレットパイプの出口部の開口に流れ込むので、エア開放音が響き渡ることがなく、運転者に聞こえる騒音を低減することができる。

この発明は、エアバイパス通路で発生しようとするエア開放音を低減する目的を、簡単な構成で実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図８は、この発明の第１実施例を示すものである。図７、８において、２は車両（図示せず）に傾斜して搭載されるターボチャージャ付きのエンジンである。この車両にあっては、車室内の広さ、荷台床部の低さ等の追求のために、フロアパネル（図示せず）の下方で、エンジン２のシリンダ中心線２Ｃを、正面視で車両水平方向ＨＬに対してクランク軸中心（クランクセンタ１４Ｃ）を中心として所定の角度α（約３０度）だけ傾斜させ、エンジン２を車体に傾斜させて搭載している。

エンジン２は、シリンダブロック４と、このシリンダブロック４の上部に連結したシリンダヘッド６及びシリンダヘッドカバー８と、シリンダブロック４の下部に連結したオイルパン１０と、シリンダブロック４及びシリンダヘッド６の正面側を覆うタイミングベルトカバー１２とが一体的になって構成されている。

シリンダブロック４には、クランク軸１４が軸支されている。このクランク軸１４の車両前方側の突出端部には、クランクプーリ１６が取り付けられている。

また、シリンダブロック４には、傾斜下側側面の略中央部位に、ウォータポンプ１８が取り付けられている。このウォータポンプ１８のウォータポンプ軸２０には、ウォータポンププーリ２２が取り付けられている。

更に、シリンダブロック４には、傾斜上側側面に、クランク軸１４の上方で、オルタネータ２４が取り付けられている。このオルタネータ２４のオルタネータ軸２６には、オルタネータプーリ２８が取り付けられている。

クランクプーリ１６とウォータポンププーリ２２とオルタネータプーリ２８とには、駆動用ベルト３０が巻き掛けられている。シリンダブロック４には、駆動用ベルト３０の張力を調整するテンショナ３２が取り付けられている。

シリンダブロック４の下部位の傾斜下側側面には、車両の前方に指向したオイルフィルタ３４が取り付けられている。

エンジン２の左側後部位には、ターボチャージャ３６が取り付けられている。このターボチャージャ３６は、図１、５に示す如く、吸気側のコンプレッサ３８と排気側のタービン４０とが一体的に構成されている。

コンプレッサ３８は、図６に示す如く、インペラ４２を内蔵したコンプレッサハウジング４４を備えている。

このコンプレッサハウジング４４の入口部４４Ａには、正面側に開口したインレットフランジ開口４６を有するインレットフランジ４８が形成されている。このインレットフランジ４８には、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂが取付ボルト（図示せず）で接続して設けられる。このターボインレットパイプ５０の入口部５０Ａは、湾曲部５０Ｃで湾曲しつつ上方に指向し、エアクリーナ（図示せず）に連結する吸気ホース５２に接続している。

また、コンプレッサハウジング４４の出口部４４Ｂには、下方に開口したアウトレットフランジ開口５４を有するアウトレットフランジ５６が形成されている。このアウトレットフランジ５６には、ターボアウトレットパイプ５８の入口部５８Ａが接続して設けられる。このターボアウトレットパイプ５８の出口部５８Ｂは、ターボアウトレットホース（図示せず）を介してインタクーラ（図示せず）に接続している。

ターボインレットパイプ５０とターボアウトレットパイプ５８との間には、エアバイパス通路６０を形成するエアバイパスホース６２が設けられる。

この場合、図１に示す如く、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂには、エアバイパスホース６２の出口部６２Ｂを接続する入口側フランジボス部６４が設けられる。そして、この入口側フランジボス部６４の開口部であるボス側開口部６６は、車両の前方に指向し、コンプレッサハウジング４４の入口部４４Ａの開口部であるハウジング側開口部６８に対向して配設される。

また、図１に示す如く、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂと入口側フランジボス部６４とは、コンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃ方向で重なるように配設されている。

この入口側フランジボス部６４には、エアバイパスバルブ７０が配設される。このエアバイパスバルブ７０のバルブ本体７２には、コンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃ上で、入口側フランジボス部６４のボス側開口部６６に挿着されるボス側取付部７４と、コンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃの下方に指向してエアバイパスホース６２の出口部６２Ｂが接続するホース側取付部７６と、取付ボルト７８のボルト孔８０が形成された取付フランジ８２とが備えられている。

このエアバイパスバルブ７０は、スロットルバルブ（図示せず）の急閉時等の過給空気の逆流によるターボチャージャ３６の内部構成部品であるターボハウジング４０内に配設されるタービン（図示せず）が異常振動することを防止するために、開通動作してターボアウトレットパイプ５８の下流配管内の過給空気を大気側、つまり、ターボインレットパイプ５０側に開放する機能を有している。

また、ターボアウトレットパイプ５８の入口部５８Ａには、エアバイパスホース６２の入口部６２Ａを接続する出口側フランジボス部８４が設けられている。また、ターボチャージャ３６には、ウエストゲートバルブ（図示せず）を開閉するアクチュエータ８６が設けられている。

このような構成のターボチャージャ３６によれば、コンプレッサ３８によって吸気ホース５２及びターボインレットパイプ５０からの空気がコンプレッサ３８で過給されてターボアウトレットパイプ５８に送給され、そして、スロットルバルブ（図示せず）の急閉時等の過給空気の逆流によるターボチャージャ３６の内部構成部品であるターボハウジング４０内に配設されるタービン（図示せず）が異常振動することを防止するために、エアバイパスバルブ７０が開通動作することで、ターボアウトレットパイプ５８の下流配管内の過給空気を大気側、つまり、ターボインレットパイプ５０側に開放する構成である。

次に、この第１実施例の作用を説明する。

ターボチャージャ３６においては、コンプレッサ３８の駆動によって吸気ホース５２とターボインレットパイプ５０とからの空気が過給されてターボアウトレットパイプ５８に送給され、そして、スロットルバルブ（図示せず）の急閉時等の過給空気の逆流によるターボチャージャ３６の内部構成部品であるタービン４０が異常振動することを防止するために、エアバイパスバルブ７０が開通動作することで、ターボアウトレットパイプ５８の下流配管内の過給空気を大気側、つまり、ターボインレットパイプ５０側に開放する。

この結果、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂにエアバイパス通路６０を形成するエアバイパスホース６２の出口部６２Ｂが接続される入口側フランジボス部６４を設け、この入口側フランジボス部６４のボス側開口部６６をコンプレッサハウジング４４の入口部４４Ａのハウジング側開口部６８に対向して配設したことから、ターボアウトレットパイプ５８から戻された過給空気が直ぐにターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂの開口に流れ込むので、この戻された過給空気の乱れを防止し、エア開放音が響き渡ることが少なく、運転者に聞こえる騒音を低減することができる。

また、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂにエアバイパス通路６０を形成するエアバイパスホース６２の出口部６２Ｂが接続される入口側フランジボス部６４を設け、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂと入口側フランジボス部６４とをコンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃ方向で重なるように配設したことから、ターボアウトレットパイプ５８から戻された過給空気が直線状にターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂの開口に流れ込むので、この戻された過給空気の乱れを防止し、エア開放音が響き渡ることが少なく、運転者に聞こえる騒音を低減することができる。

更に、ターボアウトレットパイプ５８の入口部５８Ａには、エアバイパスホース６２の入口部６２Ａが接続される出口側フランジボス部８４を設けたことから、エアバイパスホース６２の入口部６２Ａをコンプレッサ３８近傍のターボアウトレットパイプ５８の入口部５８Ａに設けることができ、エアバイパスバルブ７０をコンパクトに形成し、つまり、エアバイパスホース６２を短く配管してコストを削減することができるとともに、サージングの発生をしにくくすることができる。

更にまた、入口側フランジボス部６４には、エアバイパスバルブ７０を取り付けたことから、このエアバイパスバルブ７０がコンプレッサハウジング４４の入口部４４Ａ近傍に配設されるので、エアバイパス通路６０をコンパクトに形成、つまり、エアバイパスホース６２を短く配管して、コストを低減することができる。

図９、１０は、この発明の第２実施例を示すものである。

この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、エアバイパスバルブ７０は、ターボアウトレットパイプ５８の入口部５８Ａに設けた出口側フランジボス部８４に取り付けられる。また、エアバイパスホース６２の出口部６２Ｂは、コンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃ上に配置して入口側フランジボス部６４に取り付けられる。

この第２実施例の構成によれば、エアバイパスホース６２の出口部６２Ｂの開口がコンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃ上でコンプレッサハウジング４４の入口部４４Ａ側に指向することから、ターボアウトレットパイプ５８から戻された過給空気が直線状にターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂの開口に流れ込み、この戻された過給空気の乱れを防止し、エア開放音が響き渡ることが少なく、運転者に聞こえる騒音を低減することができる。

図１１、１２は、この発明の第３実施例を示すものである。

この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、エアバイパスバルブ７０の取付フランジ８２は、ターボインレットパイプ５０を取り付ける取付ボルト９２で共締めして取り付けられる。

この第３実施例の構成によれば、エアバイパスバルブ７０の取付フランジ８０をターボインレットパイプ５０の取付ボルト９２で共締めして取り付けるので、部品点数を削減するとともに、組付工数を削減し、コストを低減することができる。

図１３は、この発明の特別構成であり、第４実施例を示すものである。

この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、エアバイパスバルブ７０は、ターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂ側に、中心線７０Ｃがコンプレッサ３８のインペラ軸心４２Ｃに対して角度θで取り付けられた。また、入口側フランジボス部６４のボス側開口部６６は、コンプレッサ３８に向かって拡張するようにテーパ形状に形成されている。

この第４実施例の構成によれば、エアバイパスバルブ７０をターボインレットパイプ５０に取り付け、このように、エアバイパスバルブ７０をターボインレットパイプ５０に取り付けても、ボス側開口部６６がコンプレッサ３８に向かって拡張するようにテーパ形状に形成されていることから、ターボアウトレットパイプ５８から戻された過給空気が直ぐにターボインレットパイプ５０の出口部５０Ｂの開口に流れ込み、エア開放音が響き渡ることが少なく、運転者に聞こえる騒音を低減することができる。

図１３は、この発明の特別構成であり、第５実施例を示すものである。

この第５実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、上記の第４実施例のターボチャージャ３６の構造において、エアバイパスホース６２の内面には、音響防止部材９２を設けた。この音響防止部材９２は、環筒状でエアバイパス通路６０のエアバイパスバルブ７０側への空気の流れを妨げず、エアバイパス通路６０のターボアウトレットパイプ５８側への音圧の伝播を抑制するものである。

この第５実施例の構成によれば、エア開放音が、音響防止部材９２によって遮断され、ターボアウトレットパイプ５８側に伝播するのを低減することができる。

バイパス通路のエア開放音を低減する構造を、他の吸気構造にも適用することができる。

第１実施例において図４のＩ−Ｉ線によるにターボチャージャの拡大断面図である。 第１実施例においてエアバイパスバルブの側面図である。 第１実施例において図２の矢印ＩＩＩによるエアバイパスバルブの正面図である。 第１実施例においてターボチャージャの正面図である。 第１実施例において図４の矢印Ｖによるターボチャージャの右側面図である。 第１実施例においてコンプレツサハウジングから配管を取り外した状態の正面図である。 第１実施例においてエンジンの正面図である。 第１実施例において図７の矢印ＶＩＩＩによるエンジンの右側面図である。 第２実施例においてターボチャージャの正面図である。 第２実施例において図９の矢印Ｘによるターボチャージャの右側面図である。 第３実施例においてターボチャージャの正面図である。 第３実施例において図１１の矢印ＸＩＩによるターボチャージャの右側面図である。 第４実施例においてターボチャージャの断面図である。 第５実施例においてターボチャージャの断面図である。 従来においてエンジンの正面図である。 従来において図１５の矢印ＸＶＩによるエンジンの右側面図である。 従来においてターボチャージャの正面図である。 従来において図１８の矢印ＸＶＩＩＩによるターボチャージャの右側面図である。 従来においてコンプレツサハウジングから配管を取り外した状態の正面図である。

符号の説明

２ エンジン
３６ ターボチャージャ
３８ コンプレッサ
４０ タービン
４２ インペラ
４４ コンプレッサハウジング
４８ インレットフランジ
５０ ターボインレットパイプ
５６ アウトレットフランジ
５８ ターボアウトレットパイプ
６０ エアバイパス通路
６２ エアバイパスホース
６４ 入口側フランジボス部
７０ エアバイパスバルブ
８４ 出口側フランジボス部

Claims (4)

1. ターボチャージャのコンプレッサハウジングの入口部にターボインレットパイプの出口部を接続するとともに、前記コンプレッサハウジングの出口部にターボアウトレットパイプの入口部を接続し、前記ターボインレットパイプと前記ターボアウトレットパイプとの間にエアバイパス通路を設け、このエアバイパス通路に設けたエアバイパスバルブを介して前記ターボアウトレットパイプの過給空気を前記ターボインレットパイプに戻すターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造において、前記ターボインレットパイプの出口部に前記エアバイパス通路の出口部が接続される入口側フランジボス部を設け、この入口側フランジボス部の開口部を前記コンプレッサハウジングの入口部の開口部に対向して配設したことを特徴とするターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造。
2. ターボチャージャのコンプレッサハウジングの入口部にターボインレットパイプの出口部を接続するとともに、前記コンプレッサハウジングの出口部にターボアウトレットパイプの入口部を接続し、前記ターボインレットパイプと前記ターボアウトレットパイプとの間にエアバイパス通路を設け、このエアバイパス通路に設けたエアバイパスバルブを介して前記ターボアウトレットパイプの過給空気を前記ターボインレットパイプに戻すターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造において、前記ターボインレットパイプの出口部に前記エアバイパス通路の出口部が接続される入口側フランジボス部を設け、前記ターボインレットパイプの出口部と前記入口側フランジボス部とをコンプレッサのインペラ軸心方向で重なるように配設したことを特徴とするターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造。
3. 前記ターボアウトレットパイプの入口部には、前記エアバイパス通路の入口部が接続される出口側フランジボス部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造。
4. 前記入口側フランジボス部には、前記エアバイパスバルブを配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のターボチャージャ付きエンジンのエアバイパス通路構造。

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