JP2007309124A - 内燃機関の配管構造 - Google Patents

Abstract

【課題】水冷式の排気ターボ過給機を装備する内燃機関においては、冷却のための冷却水配管と潤滑のための潤滑油配管とを排気ターボ過給機と内燃機関との間に配置しなければならないが、その位置関係によっては冷却水配管が排気系統から加熱される場合がある。
【解決手段】内燃機関が排出する排気ガスにより駆動される水冷式の排気ターボ過給機に接続される冷却水配管と潤滑油配管とを含んでなる内燃機関の配管構造において、潤滑油配管に、遮熱板を取り付けてなり、遮熱板の取付位置が、排気ガスターボ過給機を含んで排気ガスの排出管路から放射される熱の冷却水配管側への伝播を遮断する位置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、水冷式の排気ターボ過給機を備える内燃機関における排気ターボ過給機への配管構造に関するものである。

従来、水冷式の排気ターボ過給機を備える内燃機関（以下、エンジンと称する）では、冷却水を循環させるための冷却水配管と潤滑油を循環させるための潤滑油配管とが、排気ターボ過給機及び排気ガス管路の近傍の位置において配置されている。このような排気ターボ過給機周りの配管構造において、排気ターボ過給機のエンジンに対する振動変位に対応するために、潤滑油配管を構成するいわゆる油戻し管にゴム材を使用したものが知られている（例えば特許文献１）。

特許文献１のものでは、ゴム材製の油戻し管が排気マニホルド下流側のフロントチューブに近接配置されるものであるので、油戻し管がそのフロントチューブから放射される高熱により経年変化を起こしにくくするために、フロントチューブに近い油戻し管の一端側を遮熱板により被覆するようにしている。この遮熱板は、油戻し管を接続するためのコネクタの所定の部位に溶接により固定されるものである。
実開平３−３５２２８号公報

ところで、水冷式の排気ターボ過給機にあっては、潤滑油を循環させるための油戻し管以外に、冷却用の冷却水を循環させる冷却水配管を、油戻し管やフロントチューブの近傍に配置することがある。この場合、車両のエンジンルームの広さにもよるが、冷却水配管や油戻し管はフロントチューブや排気マニホルドなど、排気ターボ過給機が作動することにより温度が上昇する部位の近傍に取り回されることが多い。

ところが、このような構成のものであると、遮熱板は油戻し管を被覆するようにしているので、油戻し管を熱から遮断することは可能ではあるが、それ以外の配管を遮熱することは不可能である。つまり、このような構成においては、ゴム材の油戻し管がフロントチューブからの熱により熱劣化することを防止して、油漏れの発生を未然に防止することはできるものの、油戻し管の近傍に配置されることの多い冷却水配管に対する遮熱は困難である。このため、フロントチューブなどから放射される熱により冷却水配管が熱せられ、排気ターボ過給機の冷却効率が低下する可能性が生じた。

そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。

すなわち、本発明の内燃機関の配管構造は、内燃機関が排出する排気ガスにより駆動される水冷式の排気ターボ過給機に接続される冷却水配管と潤滑油配管とを含んでなる内燃機関の配管構造において、潤滑油配管に、遮熱板を取り付けてなり、遮熱板の取付位置が、排気ガスターボ過給機を含んで排気ガスの排出管路から放射される熱の冷却水配管側への伝播を遮断する位置であることを特徴とする。

このような構成であれば、遮熱板は、排気ガスターボ過給機や排気ガスの排出管路から放射される熱の伝播を遮断するものである。したがって、冷却配管側に放射された熱が到達しないので、冷却水が加熱されることがなく、排気ガスターボ過給機を含めて内燃機関の冷却機能が低下することを防ぐことが可能になる。

本発明は、以上説明したような構成であり、遮熱板が、排気ガスターボ過給機や排気ガスの排出管路から放射される熱の伝播を遮断することにより、冷却配管側に放射された熱が到達せず、冷却水が加熱されないため、冷却水の温度上昇を抑制することができる。その結果、排気ガスターボ過給機を含めて内燃機関の冷却機能が低下することを防ぐことができる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

この実施形態におけるエンジン１は、水冷式の排気ターボ過給機２を装備するもので、排気ターボ過給機２はエンジン１の側面に面して配備されるものである。具体的には、排気ターボ過給機２は、センターハウジング（ベアリングハウジング）２１とタービン２２とコンプレッサ２３とを備えて、センターハウジング２１が冷却水により冷却される形式のものである。このような排気ターボ過給機２において、タービン２２には排気マニホルドから排気ガスが導入され、三元触媒３に排気ガスを排出するとともに、コンプレッサ２３には吸入吸気が導入され、コンプレッサ２３が圧縮した吸入空気が吸気マニホルドに導出されるように構成してある。

排気ターボ過給機２は、その回転軸をほぼクランク軸に平行にして、言い換えればタービン２２をエンジン１後側に向け、コンプレッサ２３をエンジン１前方に向けてエンジン１のシリンダヘッド１１の近傍に配置される。そして、タービン２２の排気ガスを排出する排気出口に三元触媒３が接続されるものである。この場合に、三元触媒３は、排気ガスが上側から下側に向かって通過するように配置される。したがって、排気ターボ過給機２とエンジン１との間つまり、図１において紙面表面側から紙面裏面側における排気ターボ過給機２の奥側に排気マニホルドが存在し、排気マニホルドと排気ターボ過給機２との下側には空間が存在し、その空間は以下に説明する配管のために活用されるものである。

センターハウジング２１には、エンジン１から潤滑油及び冷却水がそれぞれ独立して循環するように供給される。潤滑油は、エンジン１の潤滑油と共用されるもので、エンジン１のシリンダブロック１２から供給され、潤滑油配管であるオイルアウトレットパイプ４によりエンジン１のシリンダブロック１２の下部を介してオイルパン内に戻されるものである。すなわち、シリンダブロック１２とセンターハウジング２１との間にはオイルインレットパイプ５が設けられて、シリンダブロック１２から潤滑油をセンターハウジング２１に循環させる。このオイルインレットパイプ５は、エンジン１側とは反対側の排気ターボ過給機２の外側に配置されて、排気ターボ過給機２の下側の空間において折り曲げられて、シリンダブロック１２の所定部位にその端部が接続される。

一方、潤滑油をエンジン１に戻すオイルアウトレットパイプ４は金属製で、センターハウジング２１の下面にその一方に端部が接続され、側面視においてエンジン１の後方に向けて徐々に下がり、三元触媒３に接近する位置において徐々に降下しながらエンジン１側に接近するように折り曲げられ、さらにエンジン１近傍においてその他方の端部近傍が下方に向けて折り曲げられる構造である。オイルアウトレットパイプ４の一方の端部には、排気ターボ過給機２への接続部であるフランジ４１が設けてある。

このような構造をなすオイルアウトレットパイプ４において、フランジ４１から最初の折り曲げ位置までを第一管部４２、第一管部４２から三元触媒３に接近して下側に折り曲がる位置までを第二管部４３、第二管部４３からエンジン１の側面に接近して折り曲がる位置までを第三管部４４、そして第三管部４４から他方の端部までを第四管部４５とする。第二管部４３は、わずかにエンジン１の側面側に接近するものの、第一管部４２からエンジン１の側面に対してほぼ平行に延びるものである。これに対して、第三管部４４は、第二管部４３からエンジン１の側面に接近する方向に延びるので、エンジン１の側面と排気ターボ過給機２との間の空間、つまり排気マニホルドが存在する空間の下側の空間を斜めに横切るように配されるものである。

そして、このオイルアウトレットパイプ４に、その折り曲げ形状に合わせた遮熱板６が、たとえばロウ付けにより取り付けられる。遮熱板６は、ほぼ長方形の板金の下側を斜めに切り取ったような所定の形状の板金を、直交するリブ（凸条）６１を形成することにより補強し、オイルアウトレットパイプ４に沿わすために折り曲げて形を整えたものである。具体的には、遮熱板６は、その上側から第一遮熱部分６２、第二遮熱部分６３及び第三遮熱部分６４とすると、第一遮熱部分６２は、取り付けた際に排気ターボ過給機２などとの干渉を起こすことなく最大限に遮熱し得る形状に形成してあり、第二遮熱部分６３は、ほぼ長方形形状をなし、第三遮熱部分６３は三角形形状に形成してある。

このような形状の遮熱板６は、その第二遮熱部分６３及び第三遮熱部分６４の縁部をオイルアウトレットパイプ４にロウ付けすることにより、オイルアウトレットパイプ４に一体的に固定されるものである。このため、第二遮熱部分６３のオイルアウトレットパイプ４側の縁部の一部、及び第三遮熱部分６４の傾斜縁部６４ａは、オイルアウトレットパイプ４の形状に合わせて湾曲させてある。第二遮熱部分６３の縁部に形成された取付爪部６３ａは、第二管部４３の長さに応じた幅寸法を有して、第二管部４３の上外周面に接触してロウ付けされる。また、第三遮熱部分６４の傾斜縁部６４ａは、第三管部４４のほぼ全長に亘ってロウ付けされる。

このような構成において、オイルアウトレットパイプ４は、その上端が排気ターボ過給機２のセンターハウジング２１の下面において排気ターボ過給機２に接続され、その下端がエンジン１のシリンダブロック１２の下端部に接続される。また、冷却水配管を構成する、ラジエータと排気ターボ過給機２とを連結するウォータアウトレットパイプ７１と、エンジン１のウォータジャケットと排気ターボ過給機２とを連結するウォータインレットパイプ７２とがそれぞれ、排気ターボ過給機２に接続される。

ウォータアウトレットパイプ７１は、その一端が排気ターボ過給機２のセンターハウジング２１に接続され、その他端がラジエータに接続されるものである。また、ウォータアウトレットパイプ７１は排気マニホルドの上方の空間に配置されて、排気マニホルドからの熱の影響を受けにくいように配置してある。これに対して、ウォータインレットパイプ７２は、排気ターボ過給機２のエンジン１とは反対側の側面から下側に延び、オイルアウトレットパイプ４の下側を通過してシリンダブロック１２に接近するように配管される。なお、ウォータインレットパイプ７２は、エンジン１内の冷却水を点検などの際に排出する際にそのエンジン１との接続部位においてはずされるものである。そしてエンジン１内の冷却水が、エンジン１のウォータインレットパイプ７２との接続部位から排出されるものである。

上述したオイルアウトレットパイプ４の取り付け位置において、オイルアウトレットパイプ４に一体的に固定された遮熱板６は、オイルアウトレットパイプ４とエンジン１のシリンダブロック１２との間に位置するものである。そして遮熱板６は、排気ターボ過給機２とエンジン１のシリンダブロック１２側壁との間に形成される空間を、オイルアウトレットパイプ４の折り曲げ形状に沿って上後側と下前側とに分割するものである。つまり、遮熱板６の第二遮熱部分６３により空間が上下に分割され、第一遮熱部分６２及び第三遮熱部分６４により空間が前後に分割されるものである。

このように遮熱板６により分割された空間において、上後側の空間には排気マニホルド、排気ターボ過給機２のタービン２２、タービン２２の排気出口及び三元触媒３などが位置するものである。これに対して、下前側の空間にはウォータインレットパイプ７２が位置するものである。ウォータインレットパイプ７２は、排気ターボ過給機２のエンジン１とは反対側の側面から下側に延び、オイルアウトレットパイプ４の下側を通過してシリンダブロック１２に接近するように配管される。

したがって、排気マニホルド、排気ターボ過給機２のタービン２２などを含む排気管路から放射される熱は、遮熱板６により分割された上後側の空間に放射されて遮熱板６まで伝播するが、遮熱板６により下後側の空間に伝播することを阻止される。つまり、排気管路から放射された熱は、遮熱板６により下前側の空間に位置するウォータインレットパイプ７２には到達しない。なお、遮熱板６は、このように排気管路から放射される熱にさらされることになるので、それ自体が加熱され、その結果オイルアウトレットパイプ４が加熱されるところとなる。しかしながら、オイルアウトレットパイプ４を通過する潤滑油は、排気ターボ過給機２内での潤滑という役割を終えているため、間接的に加熱されても不具合は生じない。

そして遮熱の結果、排気ターボ過給機２に流入する冷却水が、排気管路から放射される熱により加熱されることがないので、排気ターボ過給機２やエンジン１など冷却されるものに対する冷却能力が低下することを防止することができる。また、この遮熱板６により分割されて形成される下前側の空間に面しているエンジン１の側面には、例えば熱に弱い樹脂製のオイルプレッシャスイッチ８が取り付けてあるが、このように熱が遮断されるので、その性能が熱により低下することを防止することができ、誤った警報信号を出力するような不具合を防止することができる。このように遮熱板６に関して前下側の空間に面しているエンジンの側面は、排気管路からの熱が遮断された空間になるので、オイルプレッシャスイッチ８以外にも例えば、センサ、電気系統のコネクタ、電気配線、合成樹脂製の部品、ゴムなどの配管といった、耐熱性の低い部品を配置するようにすることができる。

また、遮熱板６は、上述したように、折り曲げ構造をしているので、全体の剛性を高くすることができ、エンジン１の振動に起因してオイルアウトレットパイプ４が振動しても、膜振動することが低減できる。したがって、膜振動により発生する放射音を低減することができ、エンジン１周辺の静粛性を向上させることができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の実施形態の正面図。 同実施形態の側面図。 同実施形態のオイルアウトレットパイプの正面図。 同実施形態のオイルアウトレットパイプの側面図。

符号の説明

１…エンジン
２…排気ターボ過給機
４…オイルアウトレットパイプ
５…オイルインレットパイプ
６…遮熱板
７１…ウォータアウトレットパイプ
７２…ウォータインレットパイプ

Claims (1)

1. 内燃機関が排出する排気ガスにより駆動される水冷式の排気ターボ過給機に接続される冷却水配管と潤滑油配管とを含んでなる内燃機関の配管構造において、
   潤滑油配管に、遮熱板を取り付けてなり、遮熱板の取付位置が、排気ガスターボ過給機を含んで排気ガスの排出管路から放射される熱の冷却水配管側への伝播を遮断する位置である内燃機関の配管構造。

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