JP2006316657A - 過給機付エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 過給機へ潤滑油を供給する供給管を保護すると共に、当該供給管に対するタービン室からの輻射熱の影響を低減すること。
【解決手段】 過給機４への潤滑油を供給する供給管４３ａの一方端部が接続されるシリンダブロック１の供給部１ａを過給機４の軸受部４３よりもコンプレッサ室４２側に設ける。また、供給管４３ａは、供給部１ａからシリンダブロック１と過給機４との間の空隙を通過して軸受部４３の上部に接続されると共に、平面視で少なくともその半分以上が、タービン室４１のシリンダブロック１側の外縁とコンプレッサ室４２のシリンダブロック１側の外縁とを結ぶ仮想線Ｌよりも過給機４側に位置している。
【選択図】 図２

Description

本発明は過給機付エンジンに関し、特に、過給機の軸受部に対する潤滑油の供給技術に関する。

エンジンの排気圧を利用して過給圧を高める過給機を設けたエンジンが広く知られている（例えば特許文献１）。この種の過給機はタービン室とコンプレッサ室とタービン室とコンプレッサ室との間に介在する軸受部とを備える。軸受部はタービン室内に配設されるタービンホイールと、コンプレッサ室に配設されるコンプレッサホイールとを両端に備えたローラシャフトを軸支する軸受を構成する。過給機の作動時においてローラシャフトは高速で回転するため、ローラシャフトと軸受との間には潤滑油が供給されてその焼付等が防止される。

特開２００３−５６３５５号公報

ここで、潤滑油は可燃性を有するため、例えば、車輌の衝突時に潤滑油を供給する供給管がエンジンルーム内の他の構成と干渉し、損傷して潤滑油が流出することは望ましくなく、当該供給管に何らかの保護が与えられることが望ましい。一方、過給機のタービン室には高温の排気ガスが流通するため、タービン室からはその輻射熱が発生する。この輻射熱が潤滑油の供給管を加熱すると、供給管内を流れる潤滑油に含まれる成分の一部が固化させる場合がある。このような固化した成分は、ススとなって供給管を詰まらせる要因となり、過給機の軸受部への潤滑油の供給が妨げられる畏れがある。

従って、本発明の目的は、過給機へ潤滑油を供給する供給管を保護すると共に、当該供給管に対するタービン室からの輻射熱の影響を低減することにある。

本発明によれば、エンジン本体の一側部に過給機が配設されると共に、該一側部に配設された排気マニホールドと前記過給機とが接続された過給機付エンジンにおいて、前記過給機は、タービン室と、コンプレッサ室と、前記タービン室と前記コンプレッサ室との間に介在し、ロータシャフトを軸支する軸受部と、が前記エンジン本体の気筒列方向に並ぶよう配設され、前記エンジン本体は、前記一側部において前記軸受部よりも前記コンプレッサ室側に設けられ、前記軸受部へ潤滑油を供給するための供給部を備え、更に、前記供給部と前記軸受部とを接続し、前記供給部からの潤滑油を前記軸受部へ供給する供給管を備え、前記供給管は、前記供給部から前記エンジン本体と前記過給機との間の空隙を通過して前記軸受部の上部に接続されると共に、平面視で少なくともその半分以上が、前記タービン室の前記一側部側の外縁と前記コンプレッサ室の前記一部側の外縁とを結ぶ仮想線よりも前記過給機側に位置していることを特徴とする過給機付エンジンが提供される。

本発明によれば、前記供給管が前記供給部から前記エンジン本体と前記過給機との間の空隙を通過するので、前記エンジン本体と前記過給機とにより少なくとも部分的に前記供給管が保護される。また、前記供給部が前記軸受部よりも前記コンプレッサ室側に設けられるので、前記供給管は前記タービン室側を通過しないので当該タービン室からの輻射熱の影響を低減できるだけでなく、平面視で少なくとも前記供給管の半分以上が、前記タービン室の前記一側部側の外縁と前記コンプレッサ室の前記一部側の外縁とを結ぶ仮想線よりも前記過給機側に位置していることにより、前記タービン室からの輻射熱の影響がより一層低減できる。

本発明においては、前記エンジン本体は、複数の気筒が直列に配列され、気筒列方向が車幅方向となるように車輌前部のエンジンルーム内において横置きにて配置され、前記一側部は車輌後方側の側部である構成を採用することができる。この構成によれば、車輌の前突時に前記過給機付エンジンが車輌後方へ移動するに際し、前記供給管を前記エンジン本体と前記過給機とにより保護することができる。また、前記エンジン本体と車輌のダッシュパネルとの間に前記排気マニホールドと前記過給機とが存在する、比較的高温度雰囲気下に前記供給管が配設されるが、上述した前記タービン室からの輻射熱の影響の低減により、前記供給管が過度に加熱されることが防止される。

また、本発明においては、前記供給部は、前記エンジン本体内に形成され、前記エンジン本体内のクランク軸に沿って延びるメインオイルギャラリの端部と連通している構成を採用することもできる。この構成によれば、前記メインオイルギャラリから潤滑油を前記供給管に供給することで、前記供給管の配管長をより短くできると共に、前記供給部を前記メインオイルギャラリの端部と連通させることで、前記メインオイルギャラリの途中部位における油圧変動を最小にすることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、過給機へ潤滑油を供給する供給管を保護すると共に、当該供給管に対するタービン室からの輻射熱の影響を低減することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る過給機付エンジンＡの車輌後方側の側部を示す図であり、要部を実線でその他を破線で示したものである。過給機付エンジンＡは、エンジン本体を構成するシリンダブロック１とシリンダブロック１上に設けられたシリンダヘッド２とを備え、シリンダブロック１内の複数の気筒（本実施形態では４気筒）が直列に配列されている、直列４気筒式のガソリンエンジンである。本実施形態の過給機付エンジンＡは気筒列方向が車幅方向となるように車輌前部のエンジンルーム内において横置きにて配置されることを前提とし、過給機付エンジンＡの車輌前方側の側部には吸気系要素が、車輌後方側の側部には排気系要素がそれぞれ配設される。以下、排気系要素について説明する。

シリンダヘッド２には排気マニホールド３が接続されている。排気マニホールド３は各気筒毎の排気通路を形成する４つの分岐管を備え、その下部で排気通路が合流するよう接続されている。なお、以下、各気筒を個別に言うときは図１の右側の気筒から順に気筒＃１、＃２、＃３、＃４という。排気マニホールド３には過給機４のタービンケース部が一体鋳造され、その結果、排気マニホールド３と過給機４とが接続されている。なお、排気マニホールドとタービンケース部とは別々製作されたものであってもよいことは言うまでもない。

過給機４は、タービン室４１と、コンプレッサ室４２と、タービン室４１とコンプレッサ４２との間に介在し、不図示のロータシャフトを軸支する軸受部４３と、を備え、これらがシリンダブロック１内の各気筒の気筒列方向（本実施形態では車幅方向）に並ぶよう配設されている。排気マニホールド３とタービン室４１とは連通しており、排気マニホールド３からの排気ガスはタービン室４１内に導入され、タービン室４１内のタービンホイールに回転力を付勢して不図示の排気管に接続される排気口４４から排出される。コンプレッサ室４２にはタービンホイールと同軸のコンプレッサホイールが収納されており、不図示のエアークリーナ、エアフローメータからの空気をコンプレッサホイールの回転により吸気口４５から吸引して過給する。

過給された空気は吸気出口４６から排出され、不図示のパイプ、インタークーラ等を通過して車輌前方側に配置されたエアーインテーク２ａへ導入される。過給機４には負圧アクチュエータ４７が取り付けられており、作動ロッド４７ａを介して、不図示のバイパス弁を開閉する。バイパス弁は排気マニホールド３からの排気ガスをタービン室４２を介さずに排気口４４へ排出させるバイパス通路を開閉する。

軸受部４３内には、両端に上記のタービンホイールとコンプレッサホイールとが接続されたロータシャフトが通過しており、そのロータシャフトを軸支する軸受が内蔵されている。軸受部４３の上部には内部の軸受に潤滑油を供給するための供給管４３ａの一端が接続されている。供給管４３ａの他端はシリンダブロック１の車輌後方側の側部に配設された供給部１ａに接続されている。軸受部４３の下部には潤滑油を排出するための排出管４３ｂの一端が接続されている。排出管４３ｂの他端はシリンダブロック１の車輌後方側の側部に配設された導入部１ｂに接続されている。

図３は軸受部４３に対する潤滑油の供給系統の要部を示す、過給機付エンジンＡの平面視図（一部断面）である。シリンダブロック１の下方には不図示のオイルパンが配設されており、オイルパンに貯留されている潤滑油はシリンダブロック１の車輌前方側の側面に配設されたポンプ１１により吸引され、圧送される。ポンプ１１から圧送される潤滑油はオイルフィルタ１２、オイルクーラ１３を通ってシリンダブロック１内に形成されたメインオイルギャラリー１４へ導入される。メインオイルギャラリ１４は、気筒列方向に延びる、シリンダブロック１内のクランク軸１６に沿って延設されており、各気筒＃１乃至＃４等に潤滑油を供給する。供給部１ａはメインオイルギャラリ１４の端部に接続されたサブ通路１５を介してメインオイルギャラリー１４と連通し、潤滑油が供給される。サブ通路１５の途中には潤滑油のバッファエリア１５ａが設けられている。

しかして、メインオイルギャラリ１４からの潤滑油は、供給部１ａ、供給管４３ａを通って過給機４の軸受部４３へ供給される。軸受部４３に供給された潤滑油は排出管４３ｂ、導入部１ｂを通過してシリンダブロック１のクランク室内へ戻され、オイルパンへ還流することになる。本実施形態では供給部１ａをメインオイルギャラリ１４の端部と連通させているので、供給部１ａから過給機４へ潤滑油が供給されるにあたり、メインオイルギャラリ１４の途中部位における油圧変動を最小にすることができ、各気筒＃１乃至＃４等への潤滑油の供給を安定して行なえる。また、供給管４３ａ及び排出管４３ｂをいずれもシリンダブロック１の車輌後方側の側部に配管でき、配管長を短くしてコンパクトな配管が実現できる。

次に、供給管４３ａの配管構造について図１と図２を参照して詳述する。図２は供給管４３ａの周辺を示す平面視図である。過給機４のタービン室４には排気マニホールド３からの排気ガスが供給されるため、タービン室４は高温になる。タービン室４からの輻射熱が供給管４３ａに伝熱すると、供給管４３ａ内を流れる潤滑油に含まれる成分の一部が固化してススが発生し、供給管４３ａを詰まらせる畏れがある。

そこで、本実施形態では、まず、供給部１ａを軸受部４３よりもコンプレッサ室４２側に設けている。これにより、供給管４３ａはタービン室４側を通過せずにコンプレッサ室４２側を通過することになる。コンプレッサ室４２には外気が導入されるため、タービン室４のように高温とならない。こうして供給管４３ａをタービン室４から遠ざけることによりタービン室４からの輻射熱の影響を低減できる。

一方、タービン室４からの輻射熱は放射状に拡散するが、コンプレッサ室４２には外気が導入されるため、タービン室４からの輻射熱を断熱する作用を発揮する。つまり、図２に示すように、タービン室４１のシリンダブロック１側の外縁とコンプレッサ室４２のシリンダブロック１側の外縁とを結ぶ仮想線Ｌよりも過給機４側のエリアにおいてはタービン室４からの輻射熱が低減される。そこで、本実施形態では、平面視で供給管４３ａの少なくとも半分以上が仮想線Ｌ１よりも過給機４側に位置するようにこれを配管している。こうすることで、供給管４３ａに対するタービン室４からの輻射熱の影響をより一層低減することができる。

また、本実施形態では図２に示すように供給管４３ａが排気マニホールド３の下方において供給部１ａからシリンダブロック１と過給機４との間を通過して軸受部４３の上部に接続されている。このため、供給管４３ａはシリンダブロック１と過給機４とにより少なくとも部分的に保護される。本実施形態では、過給機付エンジンＡを横置きとし、その車輌後方側の側部に過給機４が配設された構成であり、車輌の前突時には過給機付エンジンＡが車輌後方へ移動することになる。この際、供給管４３ａがシリンダブロック１と過給機４との間に存在していることから、過給機付エンジンＡが車輌後方へ移動する間、エンジンルーム内の他の構成と供給管４３ａとの干渉が防止され、その損傷を防止できる。

なお、本実施形態では過給機付エンジンＡを横置きとしており、その車輌後方側には車輌のダッシュパネルが存在する。排気マニホールド３と過給機４とはダッシュパネルまでの比較的狭い空間に配設され、この空間は比較的高温度雰囲気となり、供給管４３ａはこの高温度雰囲気下にさらされるが、上述したタービン室４１からの輻射熱の影響を低減したレイアウトにより、供給管４３ａが過度に加熱されることが防止され、ススの発生が防止される。

本発明の一実施形態に係る過給機付エンジンＡの車輌後方側の側部を示す図であり、要部を実線でその他を破線で示したものである。 供給管４３ａの周辺を示す平面視図である。 軸受部４３に対する潤滑油の供給系統の要部を示す、過給機付エンジンＡの平面視図（一部断面）である。

符号の説明

Ａ 過給機付エンジン
Ｌ 仮想線
１ シリンダブロック
１ａ 供給部
４ 過給機
４１ タービン室
４２ コンプレッサ室
４３ 軸受部
４３ａ 供給管

Claims (3)

1. エンジン本体の一側部に過給機が配設されると共に、該一側部に配設された排気マニホールドと前記過給機とが接続された過給機付エンジンにおいて、
   前記過給機は、
   タービン室と、コンプレッサ室と、前記タービン室と前記コンプレッサ室との間に介在し、ロータシャフトを軸支する軸受部と、が前記エンジン本体の気筒列方向に並ぶよう配設され、
   前記エンジン本体は、
   前記一側部において前記軸受部よりも前記コンプレッサ室側に設けられ、前記軸受部へ潤滑油を供給するための供給部を備え、
   更に、
   前記供給部と前記軸受部とを接続し、前記供給部からの潤滑油を前記軸受部へ供給する供給管を備え、
   前記供給管は、
   前記供給部から前記エンジン本体と前記過給機との間の空隙を通過して前記軸受部の上部に接続されると共に、平面視で少なくともその半分以上が、前記タービン室の前記一側部側の外縁と前記コンプレッサ室の前記一部側の外縁とを結ぶ仮想線よりも前記過給機側に位置していることを特徴とする過給機付エンジン。
2. 前記エンジン本体は、
   複数の気筒が直列に配列され、気筒列方向が車幅方向となるように車輌前部のエンジンルーム内において横置きにて配置され、
   前記一側部は車輌後方側の側部であることを特徴とする請求項１に記載の過給機付エンジン。
3. 前記供給部は、
   前記エンジン本体内に形成され、前記エンジン本体内のクランク軸に沿って延びるメインオイルギャラリの端部と連通していることを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機付エンジン。

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