JP2011021571A - 車両用エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用エンジンの吸気装置において、インタクーラからエンジン内に指向する吸気の過熱を抑制してエンジン出力性能を向上させ、且つ、エンジン騒音の車室内への伝達を抑制することにある。
【解決手段】エアクリーナアウトレット配管（２６）はエアクリーナ（２３）から車両後方に湾曲させた後にターボ過給機（１３）の車両斜め上方を覆い囲むように配設され、車両平面視にてエンジン（１１）の上方でエアクリーナアウトレット配管（２６）と該エアクリーナアウトレット配管（２６）の車両後方に配設されるインタクーラアウトレット配管（２９）とによって車両前後方向（Ｘ）からインジェクタ（２１）を挟み込んで車両幅方向（Ｙ）に向かって略平行に配設している。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用エンジンの吸気装置に係り、特にターボ過給機を備えた車両用エンジンの吸気装置に関する。

車両において、ターボ過給機によって過給を行うエンジンでは、高いエンジン出力性能や排気ガス性能を得るために、インタクーラによって冷却された空気を低温度の状態で保ったまま吸気マニホルドからエンジンに流入させる必要がある。
また、乗員への乗り心地を快適にするために、エンジンから放出されて車外や車室内に伝達されるエンジン騒音を抑制する必要がある。

実開昭５７−２０４４２７号公報 特開２００１−９８９５４号公報 特開２００７−１３１２５８号公報 特許文献１に係る車両用横置内燃機関の過給装置は、インタクーラからエンジンに連絡するインタクーラアウトレット配管をエンジンの側面側を通るように配設し、インタクーラアウトレット配管をターボ過給機等の熱源から遠ざけて、インタクーラアウトレット配管が熱源からの熱気の影響を受けにくくすることにより、エンジンに流入する過給気（または、空気）の温度を低温度に保ってエンジン出力性能や排ガス性能を向上させるものである。 特許文献２に係る横置き搭載エンジンの遮音構造は、エンジンの上部全域を覆うウレタン製の遮音部材によって、エンジンから放出されるエンジン騒音の車外および車室内への伝達を低減させることにより、エンジンから車外および車室内に伝達されるエンジン騒音を抑制するものである。 特許文献３に係るエンジンの吸気装置は、吸気ボックスを取り付けた構造において、ラジエータや排気系から発生する熱風で吸気ボックスやその周辺の部品の加熱を防止して、エンジン出力性能等を向上させるものである。

ところが、従来、特許文献１では、ターボ過給機等の熱源からインタクーラアウトレット配管を遠ざけているものの、エアクリーナアウトレット配管によってターボ過給機で発せられる熱気を抑制していないため、ターボ過給の熱気がインタクーラアウトレット配管への加熱の影響を与えてしまうという不都合があった。
また、特許文献２では、エンジンから車室内に侵入する騒音を抑制するために、エンジンの上部全域をウレタン製の遮音部材やクッション等が必要になり、部品点数の増加・コスト高・重量増加が発生するという不都合があった。
更に、インタクーラが車両前側にあり、且つ吸気マニホールドがエンジン後方にあるレイアウトにおいては、インタクーラから吸気マニホールドに向かう配管の途中で吸気が熱源（排気管・触媒・ターボ過給機等）からの輻射熱の影響を受け易く、このため、過給された空気を低い温度のままエンジンに取り込むことが困難になるという不都合があった。
更にまた、エンジンのシリンダベッドカバーから放射される騒音が、乗員室内へ透過することにより乗員に不快感を与えるため、吸音材を付けたエンジンカバーを追加部品として取付けて騒音の低減を行っていたが、新たな部品が必要になるという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、インタクーラからエンジン内に指向する吸気の過熱を抑制してエンジン出力性能を向上させ、且つ、エンジン騒音の車室内への伝達を抑制することができる車両用エンジンの吸気装置を提供することにある。

この発明は、車両のエンジンルーム内にエンジンと変速機とを横向きに搭載し、前記エンジンの車両前後方向の略中央では車両幅方向に向かってインジェクタを配設し、前記エンジンルーム内の前記変速機側にエアクリーナを配設し、このエアクリーナから吸入される外気はエアクリーナアウトレット配管を介して前記エンジンの前部に装着されるターボ過給機に導かれ、このターボ過給機によって加圧される外気はターボアウトレット配管を介して前記エンジンの前方に配設されるインタクーラに導かれ、このインタクーラで冷却された外気は前記エンジンの後部で且つインタクーラアウトレット配管を介して前記エンジンの変速機側に配設されるスロットルボディに導かれる車両用エンジンの吸気装置において、前記エアクリーナアウトレット配管は前記エアクリーナから車両後方に湾曲させた後に前記ターボ過給機の車両斜め上方を覆い囲むように配設され、車両平面視にて前記エンジンの上方で前記エアクリーナアウトレット配管と該エアクリーナアウトレット配管の車両後方に配設される前記インタクーラアウトレット配管とによって車両前後方向から前記インジェクタを挟み込んで車両幅方向に向かって略平行に配設したことを特徴とする。

この発明の車両用エンジンの吸気装置は、インタクーラからエンジン内に指向する吸気の過熱を抑制してエンジン出力性能を向上させ、且つ、エンジン騒音の車室内への伝達を抑制することができる。

図１は車両前部の平面図である。（実施例） 図２は車両前部の正面図である。（実施例） 図３は車両前部の側面図である。（実施例） 図４はエンジンの斜視図である。（実施例） 図５はエンジンの分解図である。（実施例）

この発明は、吸気系の各配管のレイアウトを変更することにより、インタクーラからエンジン内に指向する吸気の過熱を抑制してエンジン出力性能を向上させ、且つ、エンジン騒音の車室内への伝達を抑制するという目的を実現するものである。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図１、図２において、１は車両、２Ｒ右前輪、２Ｌは左前輪、３Ｒは右前フェンダ、３Ｌは左前フェンダ、４はダッシュパネル、５はエンジンフード、６はフロントバンパ、７は上側開口部、８は下側開口部、９はエンジンルームである。
車両１には、エンジンルーム９内で、パワーユニット１０が搭載される。このパワーユニット１０は、クランク軸が車両前後方向Ｘと直交する方向の車両幅方向Ｙに指向したエンジン１１と、このエンジン１１の左側部に連結された変速機１２とからなる。よって、エンジン１１と変速機１２とは、エンジンルーム９内で横向きに配置される。
エンジン１１には、前部にターボ過給機１３が装着され、また、上部にエンジンカバー１４が取り付けられ、さらに、右側部にカムチェーンとカムシャフトギヤとを収容するチェーンカバー１５が取り付けられている。

また、エンジン１１には、吸気装置１６と排気装置１７と冷却装置１８とが設けられる。
エンジンルーム９内には、エンジン１１の前方で、冷却装置１８のラジエータ１９が車両幅方向Ｙに指向して配置されている。このラジエータ１９の後面には、ファンシュラウド２０が取り付けられている。
エンジン１１には、図１、図５に示すように、車両前後方向Ｘの略中央で、車両幅方向Ｙに向かってインジェクタ（燃料噴射弁）２１としての第１〜第４インジェクタ２１Ａ〜２１Ｄが配設され、また、前部では、ターボ過給機１３に接続した排気装置１７の排気管（触媒コンバータ）２２が設けられている。

エンジンルーム９内では、変速機１２側で且つ変速機１２よりも上方に吸気装置１６のエアクリーナ２３が配設されている。このエアクリーナ２３には、車両幅方向Ｙの左方に向かって吸気を取り入れる吸気口２４を備えた吸気ダクト２５が接続するとともに、ターボ過給機１３に連結したエアクリーナアウトレット配管（ターボインレット配管）２６が接続している。このエアクリーナアウトレット配管２６は、一部に蛇腹部２６Ａを備え、金属材料と比較して振動減衰特性の優れた樹脂材料からなるものである。エアクリーナ２３から吸入される外気は、エアクリーナアウトレット配管２６を介してエンジン１１の前部に装着されるターボ過給機１３に導かれる。
また、エンジンルーム９内では、エンジン１１の前方で且つラジエータ１９の右方には、ターボ過給機１３で過給された空気を冷却するインタクーラ２７が配設される。このインタクーラ２７の下部には、ターボ過給機１３に接続したターボアウトレット配管（インタクーラインレット配管）２８が連結している。ターボ過給機１３によって加圧される外気は、ターボアウトレット配管２８を介してエンジン１１の前方に配設されたインタクーラ２７に導かれる。

また、図３〜図５に示すように、インタクーラ２７の上部には、エンジン１１の上方に延びるインタクーラアウトレット配管２９が接続している。このインタクーラアウトレット配管２９は、金属材料と比較して振動減衰特性の優れた樹脂材料からなるものである。インタクーラ２７で冷却された外気は、エンジン１１の後部且つエンジン１１の上方を通るインタクーラアウトレット配管２９を介してエンジン１１の変速機１２側に配設されるスロットルボディ３０に導かれる。このスロットルボディ３０には、インタクーラアウトレット配管２９が接続しているとともに、エンジン１１に連結し且つエンジン１１の後方に配置された吸気マニホルド３１が接続している。
このような構造により、熱源（排気管２２・ターボ過給機１３）からの輻射熱をエアクリーナアウトレット配管２６で遮断し、また、この後方のインタクーラアウトレット配管２９で輻射熱を伝達しにくくし、インタクーラ２７で冷却された過給気を温度が低い状態のままエンジン１１に流入させることができる。
さらに、振動減衰特性の優れた樹脂材料からなるエアクリーナアウトレット配管２６・インタクーラアウトレット配管２９をエンジン１１の上方に覆うように配設することにより、シリンダヘッドカバーから放射されるエンジン騒音を遮断し、乗車員室内へ透過する騒音を低減することができる。

図２〜図５に示すように、エアクリーナアウトレット配管２６は、エアクリーナ２３から車両後方に湾曲させた後にターボ過給機１３の車両斜め上方を覆い囲むように、つまり、熱源（排気管２２・ターボ過給機１３）を取り囲むように及び車両平面視で熱源の後方に配設される。このように、ターボ過給機１３の車両斜め上方をエアクリーナアウトレット配管２６によって覆い囲むことで、ターボ過給機１３から発せられ車両斜め上方に向かって流れ込もうとする熱気をエアクリーナアウトレット配管２６によって抑制することができる。
また、エアクリーナアウトレット配管２６によって塞き止められた熱気は、エアクリーナアウトレット配管２６のエアクリーナ２３から湾曲した部分に沿って案内され、エアクリーナ２３側の空間内に放出される。これにより、エアクリーナアウトレット配管２６の車両後方に配設されるインタクーラアウトレット配管２９への熱気の影響を抑えることができ、熱気によるインタクーラアウトレット配管２９の過熱を抑制させることができる。

また、図１に示すように、車両平面視にて、エンジン１１の上方でエアクリーナアウトレット配管２６と該エアクリーナアウトレット配管２６の車両後方に配設されるインタクーラアウトレット配管２９とによって車両前後方向から、インジェクタ２１を挟み込んで車両幅方向Ｙに向かって略平行に配設している。つまり、車両平面視にて、車両前方から、熱源（排気管２２・ターボ過給機１３）とエアクリーナアウトレット配管２６とインタクーラアウトレット配管２９とが配列される。
このように、エアクリーナアウトレット配管２６とインタクーラアウトレット配管２９とのレイアウトにより、インジェクタ２１による燃料の加圧が高くなることで発生するインジェクタ２１の作動音を遮音することができる。つまり、インジェクタ２１の作動音は、インジェクタ２１の直下から上方に向かって車両斜め前方及び車両斜め後方に伝達されるが、この場合、車両平面視にて、インジェクタ２１を車両前後方向Ｘからエアクリーナアウトレット配管２６とインタクーラアウトレット配管２９とで挟み込んで車両幅方向Ｙに向かって略平行に配設しているため、車両斜め前方に向かって伝達されるインジェクタ２１の作動音は、インジェクタ２１の上方から車両前方の領域を覆い囲むエアクリーナアウトレット配管２６によって車外へのインジェクタ２１の作動音を抑制することができる。さらに、車両斜め後方に向かって伝達されるインジェクタ２１の作動音は、インジェクタ２１の上方から車両後方の領域を覆い囲むインタクーラアウトレット配管２９によって車外及び車室内へのインジェクタ２１の作動音を抑制することができる。
従って、エアクリーナアウトレット配管２６は、エアクリーナ２３から車両後方に湾曲させた後にターボ過給機１３の車両斜め上方を覆い囲むように配設される。

更に、図１に示すように、車両平面視にて、エンジン１１の上方でエアクリーナアウトレット配管２６と該エアクリーナアウトレット配管２６の車両後方に配設されるインタクーラアウトレット配管２７とによって車両前後方向Ｘからインジェクタ２１を挟み込んで車両幅方向Ｘに向かって略平行に配設される構造により、新たな部品を追加することなく、エアクリーナアウトレット配管２６によってターボ過給機１３からの熱気を抑制して、インタクーラ２７で冷却された過給気（または、空気）を低温度の状態でインタクーラアウトレット配管２９を介してエンジン１１内に流入させることができ、さらに、エアクリーナアウトレット配管２６とインタクーラアウトレット配管２９の両方の配管によってインジェクタ２１の作動音の車外及び車内への伝達を抑えることができる。なお、このエアクリーナアウトレット配管２６とインタクーラアウトレット配管２９とによる遮音効果は、エンジン１１の上部に配置されたエンジンカバー１４との組み合わせにより、さらに向上できる。

図１〜図５に示すように、インタクーラアウトレット配管２９は、インタクーラ２７からエンジン１１の側部に配設されるカムチェーンとカムシャフトギヤとを収容するチェーンカバー１５の上方に向かって湾曲した後にこのチェーンカバー１５の上方を覆い被り、その後、車両幅方向Ｙに向かって延出する。
このような構造により、インタクーラアウトレット配管２９によってカムチェーンとカムシャフトとから車両上方に向かって放出される駆動音の車外及び車室内への侵入を低減させることができる。この結果、インジエクタ２１の作動音だけでなく、カムチェーンとカムシャフトとの駆動音を抑制することができ、エンジン騒音の車外及び車室内への伝達をより一層抑制することができる。

図１、図２に示すように、ターボ過給機１３は、エアクリーナ２３側とは反対の側部にエアクリーナ２３から外気を導入する外気導入口３２を備える。また、図１に示すように、車両平面視にて、外気導入口３２より車両外側では、エアクリーナアウトレット配管２６がインタクーラアウトレット配管２９よりも車両内側に配設される。エアクリーナアウトレット配管２６は、ターボ過給機１３の上方から側方にかけてターボ過給機１３を覆い囲むように湾曲して外気導入口３２に接続する。
このような構造により、エアクリーナアウトレット配管２６のターボ過給機１３の上方から外気導入口３２に向かって湾曲する部分では、ターボ過給機１３からインタクーラアウトレット配管２９側に抜け（漏れ）ようとする熱気をエアクリーナアウトレット配管２６によって抑制することができる。つまり、インタクーラアウトレット配管２９側（又は、車両外側）に抜け（漏れ）ようとする熱気は、エアクリーナアウトレット配管２６の湾曲した形状に沿わせて、流入方向をエアクリーナ２３側に反転させてエアクリーナ２３側の空間内に逃がすことができ、ターボ過給機１３から車両横方向に流入する熱気のインタクーラアウトレット配管２９側への侵入を抑制することができる。
この結果、ターボ過給機１３から車両横方向（又は、インタクーラアウトレット配管２９側）に侵入する熱気を抑制することができ、インタクーラアウトレット配管２９の過熱を抑えることができ、インタクーラ２７で冷却された過給気（又は、空気）を低温度の状態でスロットルボディ３０に確実に流すことができる。

図３〜図５に示すように、エアクリーナアウトレット配管２６は、ターボ過給機１３の一端部から車両下方に向かって配置される排気管２２の車両斜め上方側を覆い囲むように車両幅方向Ｙに延出する。
このような構造により、エアクリーナアウトレット配管２６が、ターボ過給機１３だけでなく、熱気を発するの車両斜め上方側も覆うように車両幅方向Ｙに配設されているため、排気管２２から車両上方に向かって立ち昇り、その後、車両後方のインタクーラアウトレット配管２９側に流入しようとする熱気をより確実に抑えることができる。
この結果、ターボ過給機１３からの熱気だけでなく、排気管２２からの熱気もエアクリーナアウトレット配管２６によって車両後方に流れ込まないように抑制することができ、インタクーラアウトレット配管２９への熱気の侵入をより一層抑えることができる。

図２に示すように、車両正面視にて、ターボ過給機１３と排気管２２の車両上方の領域でインタクーラアウトレット配管２９の上面がエアクリーナアウトレット配管２６の上面よりも車両上方に突出しないようにインタクーラアウトレット配管２９とエアクリーナアウトレット配管２６とを車両前後方向Ｘに重なるように配設する。
これにより、ターボ過給機１３や排気管２２等の熱源からの熱気が車両斜め上方に向かって流入した際に、エアクリーナアウトレット配管２６によって熱気が車両後方に流入しないように抑制できる。
しかし、エアクリーナアウトレット配管２６によって車両後方に漏れる一部の熱気は、エアクリーナアウトレット配管２６の上面（あるいは、表面）に沿って車両後方に案内させて、インタクーラアウトレット配管２９の上面を通り過ぎて、車両後方のエンジン１１の後方に逃がすことができる。
つまり、車両正面視にて、熱源であるターボ過給機１３と排気管２２との車両上方の領域では、インタクーラアウトレット配管２９の上面がエアクリーナアウトレット配管２６の上面より車両上方に突出していないため、よって、インタクーラアウトレット配管２９の上面がエアクリーナアウトレット配管２６の上面と同一高さ、あるいは、インタクーラアウトレット配管２９の上面がエアクリーナアウトレット配管２６の上面より低い位置に配設されていることから、また、エンジン１１の上方でインタクーラアウトレット配管２９がエアクリーナアウトレット配管２６と近接して重なるように配設されているので、エアクリーナアウトレット配管２６の上面を通過した一部の漏れた熱気がインタクーラアウトレット配管２９に直接正面衝突することがなくなり（又は、正面からの吹きかけがなくなり）、熱気によるインタクーラアウトレット配管２９の加熱の影響を確実に低減させることができる。

この発明に係る吸気装置を各種エンジンに適用可能である。

１ 車両
９ エンジンルーム
１１ エンジン
１２ 変速機
１３ ターボ過給機
１４ エンジンカバー
１５ チェーンカバー
１６ 吸気装置
１９ ラジエータ
２１ インジェクタ
２２ 排気管
２３ エアクリーナ
２５ 吸気ダクト
２６ エアクリーナアウトレット配管
２７ インタクーラ
２８ ターボアウトレット配管
２９ インタクーラアウトレット配管
３０ スロットルボディ
３１ 吸気マニホルド
３２ 外気導入口

Claims (5)

1. 車両のエンジンルーム内にエンジンと変速機とを横向きに搭載し、前記エンジンの車両前後方向の略中央では車両幅方向に向かってインジェクタを配設し、前記エンジンルーム内の前記変速機側にエアクリーナを配設し、このエアクリーナから吸入される外気はエアクリーナアウトレット配管を介して前記エンジンの前部に装着されるターボ過給機に導かれ、このターボ過給機によって加圧される外気はターボアウトレット配管を介して前記エンジンの前方に配設されるインタクーラに導かれ、このインタクーラで冷却された外気は前記エンジンの後部で且つインタクーラアウトレット配管を介して前記エンジンの変速機側に配設されるスロットルボディに導かれる車両用エンジンの吸気装置において、前記エアクリーナアウトレット配管は前記エアクリーナから車両後方に湾曲させた後に前記ターボ過給機の車両斜め上方を覆い囲むように配設され、車両平面視にて前記エンジンの上方で前記エアクリーナアウトレット配管と該エアクリーナアウトレット配管の車両後方に配設される前記インタクーラアウトレット配管とによって車両前後方向から前記インジェクタを挟み込んで車両幅方向に向かって略平行に配設したことを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
2. 前記インタクーラアウトレット配管は、前記インタクーラから前記エンジンの側部に配設されるカムチェーンとカムシャフトギヤとを収容するチェーンカバーの上方に向かって湾曲した後にこのチェーンカバーの上方を覆い被り、その後、車両幅方向に向かって延出することを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの吸気装置。
3. 前記ターボ過給機は前記エアクリーナ側とは反対の側部に前記エアクリーナから外気を導入する外気導入口を備え、車両平面視にて前記外気導入口より車両外側では前記エアクリーナアウトレット配管が前記インタクーラアウトレット配管よりも車両内側に配設され、前記エアクリーナアウトレット配管は前記ターボ過給機の上方から側方にかけて前記ターボ過給機を覆い囲むように湾曲して前記外気導入口に接続することを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの吸気装置。
4. 前記エアクリーナアウトレット配管は、前記ターボ過給機の一端側から車両下方に向かって配置される排気管の車両斜め上方側を覆い囲むように車両幅方向に延出することを特徴とする請求項３に記載の車両用エンジンの吸気装置。
5. 車両正面視にて前記ターボ過給機と前記排気管との車両上方の領域では前記インタクーラアウトレット配管の上面が前記エアクリーナアウトレット配管の上面よりも車両上方に突出しないように、前記インタクーラアウトレット配管と前記エアクリーナアウトレット配管とを車両前後方向に重なるように配設することを特徴とする請求項４に記載の車両用エンジンの吸気装置。

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