JP2014532142A

JP2014532142A - 自動車用エンジンガス供給モジュール

Info

Publication number: JP2014532142A
Application number: JP2014535143A
Authority: JP
Inventors: ルルーサミュエル
Original assignee: ヴァレオシステムドゥコントロールモトゥール
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-12-04
Also published as: FR2981410A1; EP2766585A1; CN103998741B; WO2013054039A1; CN103998741A; KR20140071494A; US20140245998A1; FR2981410B1

Abstract

本発明は、一口ディスペンサー（１０８）、エンジン（６）のシリンダーヘッドへ固定するための手段（１２０，１４６）を備えているガス冷却器（１０７）、および前記一口ディスペンサー（１０８）と前記冷却器（１０７）とを接続している吸気ボックス（１０９）を備えている自動車用エンジン（６）ガス供給モジュール（１００）に関する。【選択図】図５

Description

本発明は、自動車用エンジンガス供給モジュールに関する。

エンジンには、一般に、空気が供給されるが、特に、並列ＥＧＲ（排気ガス再循環）回路からは、空気および排気ガスの混合物が出力されるため、「ガス」という語が、より適切であると思う。

自動車のエンジンに対して、ガスを供給するための回路は、一般的に図１に示す如くである。このガス回路１では、第一段階では、ガス吸入口２を備え流入ガスがターボチャージャー４に供給されるようになっている。

スーパーチャージャー５により、エンジン６に加圧ガスを送る際、エンジン６の上流に設けたガス冷却器７によって、予めこの空気を冷却するようになっている。

エンジン６へのガスの供給は、冷却器７の上流に位置する一口ディスペンサー８により遮られるようになっている。

第２段階では、ガスは、エンジン６の上流の吸気マニホールド１０に到達する。ガスは、エンジン６の排出口において、エンジン６の下流に位置する排気マニホールド１１から排出される。その後、ガスは、ターボチャージャー４のタービン１２に運ばれ、粒子フィルター１３を経て車外に排出される。

遮断弁１５を有する高圧ＥＧＲ回路１４を介して、吸気マニホールド１０と排気マニホールド１１とは接続されている。同様に、低圧弁と冷却器１７とを備える低圧ＥＧＲ回路１６により、スーパーチャージャー５の上流に位置するガス回路１の一部と、フィルター１３とガス排出口の間に位置する回路１の一部とは接続されている。

以下、エンジンはシリンダーヘッドを備えているものとする。

図２に示すように、ガス一口ディスペンサー８、主ガス回路の冷却器７、これら２つの要素７、８を接続している吸気ボックス１９、例えば高圧ＥＧＲ回路である弁１５と、冷却器７と弁１５をエンジン６のシリンダーヘッドに固定している接合フランジ２０が、ガス供給モジュール１８の内部に設けられている。

一口ディスペンサー８は、重い部品であるため、吸気ボックス９の側面にしっかりと固定されている。従って、一端は固定されていないため、大きなカンチレバー作用を受け、一口ディスペンサー８と吸気ボックス９との間に、大きな力が発生する。

このような取り付け構造によると、作動中のエンジン６によって、モジュール１８は振動し、この接続が破綻する恐れがある。

この悪影響をもたらすカンチレバー効果を改善するための手段は、図３に示すように、一口ディスペンサー８と自動車の固定部分とを接続する支柱１９を設けることである。これにより、支柱１９が一口ディスペンサー８を支え、一口ディスペンサー８と吸気ボックス９との間の接続部に発生する力を最小限に抑えることができる。

このような固定装置は、接続部分から支柱１９へ力が移動し、支柱は、曲げやねじれを頻繁に受けて、急激に機能を失ってしまい、その結果、このカンチレバー効果が再び発生するという問題がある。

特許文献１（フランス国特許願第２９５３２５５号）は、二口ディスペンサーに関するものである。

本発明に係る自動車用エンジンガス供給モジュールは、吸気ボックスに接続されている一口ディスペンサーを備えており、既存のモジュール内で生じるカンチレバー効果を取り除くために、一口ディスペンサーは、自動車の固定部品へ一口ディスペンサーを固定するための固定手段を有している。これにより、一旦モジュールを自動車内へ取り付けると、堅牢かつ均一な様態で、時間の経過に伴う様々な接続部の劣化の危険はなく、モジュールを構成する全ての部品を互いに接続することができる。

本発明は、自動車用エンジンガス供給モジュールに関し、このモジュールは、一口ディスペンサー、エンジンのシリンダーヘッドに固定する手段を設けているガス冷却器、一口ディスペンサーと冷却器とを接続している吸気ボックスを備えている。一口ディスペンサーは、エンジンのシリンダーヘッドに固定する手段を備えている。冷却器による吸気ボックスへの接続に加えて、一口ディスペンサーは、２つ目の接続による固定点が、エンジンのシリンダーヘッド上にあり、一旦モジュールをエンジンに取り付けると、既存のガス供給モジュール内で生じたカンチレバー効果は除去されるという効果がある。

一口ディスペンサーを固定するための手段と冷却器を固定するための手段は、モジュールの同じ側面上に配置するのがよい。これにより、これら２つの要素を固定するための手段は、エンジンのシリンダーヘッドに、モジュールを堅牢かつ均一な様態で確実に固定するために、共に組み合わされる。

冷却器を固定するための手段と、一口ディスペンサーを固定するための手段は、同一平面上で、一口ディスペンサーとエンジンのシリンダーヘッドを備える冷却器との接続を確実にするために、モジュール上へ配置するのがよい。このような構成により、エンジンのシリンダーヘッドにモジュールを固定するのは容易となり、異なるオフセット接合面を、きわめて正確に配置する必要はなくなる。さらに、この構成によると、突出部が生じることはなく、モジュールの小型化に貢献することができる。

一口ディスペンサーを固定するための手段は、平らな固定タブであることが望ましい。これは、簡単で、低価格であり、エンジンのシリンダーヘッド上の一口ディスペンサーを固定するためのいかなる特殊な道具をも必要としない確実な固定手段である。従って、このタブは、一口ディスペンサーに固く接続していると考えることができる。

シリンダーヘッドに冷却器を固定するための手段は、接合フランジ、接合フランジと同一面上にある一口ディスペンサーの固定タブを備えているのがよい。すなわち、本発明に係るモジュールは、エンジンのシリンダーヘッドへ固定するための単一面を備えている。

接合フランジと固定タブは、並んで配置されているのがよい。このようにすると、シリンダーヘッドへ一口ディスペンサーを固定する際、シリンダーヘッドへ冷却器を固定するのが妨げられることはなくなる。

固定タブは、ねじを締めるための少なくとも１つの貫通孔を備えているのがよい。具体的に言えば、エンジンのシリンダーヘッドへ、一口ディスペンサーを接続することにより、シリンダーヘッドの面にタブの面が接触し、その後、これらの２つの要素は、互いに少なくとも１つのねじで、最終的な位置に固定される。

固定タブは、一口ディスペンサーの排気口を受けるための開口部を有しないものとすることが可能である。固定タブ内の貫通孔のみに、ねじを挿入するようにすることができる。

一口ディスペンサーは、ダクトによって吸気ボックスへ接続されており、実装された２つの接続のうちの少なくとも１つは、インターロックによって確実に接続されるのが好ましい。このようなインターロック接続により、本発明に係るモジュールは、ある一定の柔軟性を有して取り付けられている。一口ディスペンサーが吸気ボックスに対して、非常に正確に配置される必要がないため、このタイプの接続によってモジュール内で応力が発生した際に、吸気ボックスに対する一口ディスペンサーの相対運動が可能となる。本発明に係るガスモジュールの好ましい実施形態によると、吸気ボックスと一口ディスペンサーの間の２つの接続は、ダクトによるインターロック接続である。

本発明に係る自動車用エンジンガス供給モジュールは、小型であり、かつ作動中に、エンジンにより繰り返し生じる振動などに耐えうる頑丈な構造を有している。モジュールを構成する部品と、それらの部品とを取り囲んでいる接続手段は、簡単であり、かつ安価である。

以下、エンジンにガスを供給するための本発明のモジュールの、好ましい実施形態に関する詳細な説明を、図１〜図６を参照して行う。

自動車のエンジンにガスを供給するための回路の概略図である。従来技術における、自動車のエンジンにガスを供給するためのモジュールの斜視図である。従来技術における、自動車のエンジンにガスを供給するためのガス供給モジュールの別の実施形態の斜視図である。本発明に係るガス供給モジュールの分解図の一部である。本発明に係る自動車用エンジンガス供給モジュールの斜視図である。図５におけるガス供給モジュールの別の角度による斜視図である。

図１〜図３に関しては、既に説明した。図４に示すように、自動車用ガス供給モジュール１００は、一口ディスペンサー１０８、吸気ボックス１０９、冷却器１０７、一口ディスペンサー１０８および吸気ボックス１０９を接続しているダクト１３０、吸気ボックス１０９および接合フランジ１２０を備えている。

冷却器１０７は、一般的な冷却用熱交換器であって、ほぼ平行六面体をなし、それに吸気ボックス１０９が取り付けられている。吸気ボックス１０９は、中央に矩形の開口部を備える面板１３１を有し、面板１３１は、基端に矩形の開口部を有する傾斜管１３２の基端に取り付けられている。ここで、「傾斜」という語は、傾斜管１３２が、面板１３１に対して、垂直でもなく、平行でもないことを意味している。傾斜管１３２の先端部１３３は、矩形断面を有し、かつ四隅が丸みを帯びている筒状の末端部１３４まで延びている。この末端部１３４は、傾斜管１３２に長手方向に連なっており、拡大停止壁１３５の部分から始まっている。拡大停止壁１３５の面は、傾斜管１３２の長手方向軸に対して直交している。この末端部１３４の外面は平滑である。

一口ディスペンサー１０８は、スーパーチャージャー５の空気吸入通路１３６と吸気ボックス１０９へ連通するようになっている空気排出通路１３７を備えている。独立ダクト１３０は、吸気ボックス１０９と一口ディスペンサー１０８の空気排出通路１３７とを接続しており、第１曲がり部１３８と第１曲がり部よりも小さい第２部分１３９とを備える曲がり管であり、第１および第２曲がり部１３８、１３９は、互いに９０°近くの角度を形成している。第１曲がり部１３８の基端１４０は矩形状をなし、その四隅は丸みを帯びており、その矩形部分の寸法は、吸気ボックス１０９の傾斜管１３２の末端部１３４の矩形部分の寸法より大きい。ダクト１３０の基端１４０は、吸気ボックス１０９の末端部１３４にスライドすることによって強制的に連結されており、その外周面は、一連の環状リブが並列されている厚肉部１４１となっており、厚肉部１４１は、インターロック時にダクト１３０の操作性が向上するように設計されている。

吸気ボックス１０９と、一口ディスペンサー１０８の間で、適切な気密性を確保するために、第１環状リップシール１４５が、第１部分１３８の基端１４０と吸気ボックス１０９の末端部１３４の間に設けられている。第２曲がり部１３９の自由端１４２は、円形断面を有し、外側へ突出している２つの平行な環状フランジ１４３によって、拡大停止壁１３５の自由端は拡径されている。環状第２シール１４４が、フランジ１４３との間に挿入されるよう設計されている。この第２曲がり部１３９の自由端１４２は、一口ディスペンサー１０８の空気排出通路１３７に回転して強制的に挿入されており、第２シール１４４は、独立ダクト１３０と一口ディスペンサー１０８との間で適切な気密性を確保するように設計されている。独立ダクト１３０と吸気ボックス１０９との間で確立されたインターロック接続は、スライド式であるが、その一方このダクト１３０と、一口ディスペンサー１０８との間で実装されているインターロック接続は、ボールジョイント式である。接合フランジ１２０は、冷却器１０７の側面に位置しており、冷却器１０７に固定されている。接合フランジ１２０と同一の外形を有するシール１４６は、フランジ１２０に重なり合っており、これによって、冷却器１０７が固定されているエンジン６のシリンダーヘッドに対する適切なシールが提供されている。

図４〜図６を参照すると、一口ディスペンサー１０８は、薄い厚肉部でほぼ矩形の外形を有する平らな固定タブ１５０を備えている。この固定タブ１５０は、小さい厚肉部を備える複数の平らな接続アーム１５１によって、一口ディスペンサーに接続されている。タブ１５０と一口ディスペンサー１０８との均一かつ堅牢な接続を確実にするために、これらのアーム１５１は、固定タブ１５０の表面全体にわたって規則的に埋め込まれている。

固定タブ１５０は、ねじを通すために設けられた貫通孔１６０を備えている。そのため、一口ディスペンサー１０８は、ねじ締めで、エンジン６のシリンダーヘッドに固定されている。図６が示すように、本発明に係るモジュール１００の全ての構成要素、すなわち冷却器１０７、吸気ボックス１０９、接続ダクト１３０、一口ディスペンサー１０８および高圧ＥＧＲ回路の弁１１５は、一口ディスペンサー１０８に固定されている接続タブ１５０、冷却器１０７に接続されている接合フランジ１２０のように、互いに配置されており、互いに一直線上の同じ面に位置づけられている。言い換えれば、モジュール１００の外側に位置するタブ１５０の表面１５２は、接合フランジ１２０に取り付けられているシール１４６の表面に面している。このように、本発明に係るモジュール１００は、一旦とりつけると、起伏がなく非常に平坦で滑らかな面を有している。

一旦自動車にモジュールをとりつけると、冷却器１０７と一口ディスペンサー１０８は、エンジン６のシリンダーヘッドに直接固定される。一口ディスペンサー１０８は、その結果、２つの固定ポイントを有し、１つ目は吸気ボックス１０９上にあって、２つ目はエンジン６のシリンダーヘッド上にある。そして、一口ディスペンサーは既存のガス供給モジュール１８内で生じているカンチレバー効果を取り除いている。本発明に係るガス供給モジュール１００は、均一、堅牢かつコンパクトであり、モジュール１００内で構造的脆弱性が存在する領域を縮小または排除している。

１ガス回路
２ガス吸入口
４ターボチャージャー
５スーパーチャージャー
６エンジン
７冷却器
８一口ディスペンサー
９吸気ボックス
１０吸気マニホールド
１１排気マニホールド
１２タービン
１３粒子フィルター
１４高圧ＥＧＲ回路
１５遮断弁
１６低圧ＥＧＲ回路
１７冷却器
１８ガス供給モジュール
１９支柱
２０接合フランジ
１００モジュール
１０７冷却器
１０８一口ディスペンサー
１０９吸気ボックス
１１５弁
１２０接合フランジ
１３０ダクト
１３１面板
１３２傾斜管
１３３先端部
１３４末端部
１３５拡大停止壁
１３６空気吸入通路
１３７空気排出通路
１３８第１部分
１３９第２部分
１４０基端
１４１厚肉部
１４２自由端
１４３環状フランジ
１４４環状第２シール
１４５第１環状リップシール
１４６シール
１５０タブ
１５１アーム
１５２表面
１６０貫通孔

Claims

一口ディスペンサー（１０８）、エンジン（６）のシリンダーヘッドへ固定するための手段（１２０）（１４６）を備えるガス冷却器（１０７）、および前記一口ディスペンサー（１０８）と前記冷却器（１０７）とを接続している吸気ボックス（１０９）を備える自動車用エンジンガス供給モジュール（１００）であって、
前記一口ディスペンサー（１０８）は、前記エンジン（６）のシリンダーヘッドへ固定するための手段（１５０）を備えていることを特徴とするガス供給モジュール（１００）。
前記一口ディスペンサー（１０８）を固定するための手段（１５０）と、前記冷却器（１０７）を固定するための手段（１２０）（１４６）は、前記モジュール（１００）の同一側面上に位置していることを特徴とする請求項１に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記冷却器(１０７)を固定するための手段（１２０）（１４６）と、前記一口ディスペンサー（１０８）を固定するための手段(１５０)は、同一平面上で前記一口ディスペンサー（１０８）と、前記冷却器をエンジン（６）のシリンダーヘッドに確実に接続するために、前記モジュール（１００）へ配置されていることを特徴とする請求項２に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記一口ディスペンサー（１０８）を固定するための手段（１５０）は、平らな固定タブ（１５０）であることを特徴とする請求項３に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記シリンダーヘッドへ前記冷却器（１０７）を固定するための手段（１２０）（１４６）は、接合フランジ（１２０）を備えており、前記一口ディスペンサー（１０８）の固定タブ（１５０）は、前記接合フランジ（１２０）と同一平面上にあることを特徴とする請求項４に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記接合フランジ（１２０）と前記固定タブ（１５０）は、並んで配置されていることを特徴とする請求項５に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記固定タブ（１５０）は、ねじを締めるための少なくとも１つの貫通孔（１６０）を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記固定タブ（１５０）は、ねじを締めるための前記貫通孔（１６０）以外には、貫通孔を有しないことを特徴とする請求項７に記載のガス供給モジュール（１００）。
前記一口ディスペンサー（１０８）は、前記ダクト（１３０）によって前記吸気ボックス（１０９）へ接続されており、この接続を確実にするための２つの接続部のうち少なくとも１つは、インターロック接続であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のガス供給モジュール（１００）。