JP2016121656A - Ｖ型エンジンの吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖ型エンジンの出力を向上させることが可能なＶ型エンジンの吸気構造を提供する。
【解決手段】Ｖ型エンジンの吸気構造であって、Ｖ型エンジンのいずれか一方のバンクである第１バンク７２ａにおいて、エンジン本体の外側に向かう外向き方向に吸気を導くよう構成される第１外向き部２ａと、第１外向き部の下流において、エンジン本体の内側に向かう内向き方向に、吸気を導くよう構成される第１内向き部４ａと、第１外向き部と第１内向き部との間を中継し、エンジン本体７１の上方から下方に、吸気を導くよう構成される第１中継部３ａと、第１内向き部の下流側に連結され、第１バンクの複数の吸気ポートのそれぞれに、吸気を導くよう構成される分岐通路５の複数からなる第１多岐通路部５ａと、吸気を一時的に溜めるよう構成される第１サージ部６ａとを備え、第１内向き部に第１サージ部が設けられる。
【選択図】図１

Description

本開示は、Ｖ型エンジンの吸気構造に関する。

従来から、Ｖ型エンジンの形態に合わせて様々なＶ型エンジンの吸気構造が提案されている。例えば、特許文献１には、Ｖ型８気筒エンジンのＶバンク内にスーパーチャージャ（機械式過給機）が収容されたＶ型エンジンの吸気構造が開示されている。特許文献１では、スーパーチャージャの上部にはサージタンクが取り付けられており、スーパーチャージャからの高圧の新気（吸気）を吐出するためのエンジン本体に垂直に形成された吐出通路にこのサージタンクは連通している。そして、このサージタンクから複数の吸気管（分岐通路）が分岐され、各吸気管はそれぞれスーパーチャージャの側面を伸びて下方の各バンクの接続されている。

また、Ｖ型６気筒エンジンの吸気構造は、例えば特許文献２〜４に開示されている。具体的には、特許文献２には、Ｖ型６気筒エンジンのＶバンク間にスーパーチャージャが収容されたＶ型エンジンの吸気構造が開示されている。特許文献２では、インテークマニホールドは、このスーパーチャージャを囲むようにスーパーチャージャと一体化さている。より詳細には、特許文献２のインテークマニホールドは、各気筒（シリンダ）に向けて分岐するブランチ部（分岐通路）と各ブランチ部を集合するコレクタ部（サージ部）とから構成されている。そして、スーパーチャージャの上部は上記のコレクタ部によって覆われており、このコレクタ部の位置する過給機の上部からブランチ部が下方の各バンクに伸びている。

一方、特許文献３では、Ｖバンク間やＶバンク内には過給機はなく、一方のバンクの上部に設けられたサージタンクから両バンクに向けて、管状部と副インマニによって枝状に吸気通路が分岐されている。
また、特許文献４では、Vバンク内に機械式過給機は収容されているが、機械式過給機の吐出口は横方向に開口している。そして、吐出口の直後から各バンクに向けて２つに分岐し、この２つに分岐された第１上流分岐通路と第２上流分岐通路は、それぞれエンジンの周囲を逆方向に回った後に、独立吸気通路に接続された第１サージタンクおよび第２サージタンクにそれぞれ接続されている。また、各サージタンクと各気筒は、独立吸気通路（分岐通路）によって接続されている。

特開平９−１８４４２６号（特許第３３６２１６２号） 特開平１０−１０３０７３号（特許第３８７０４５１号） 国際公開２００６／３０２６２８（特許第４４９５２１１号） 特開平５−８７００２号公報

上述の通り、特許文献１〜３が開示する吸気構造は、１つのサージタンクを両バンクが共有するため、吸気干渉が起こり、吸気充填効率が低下するおそれがある。また、特許文献４は、吸気工程が隣り合うことのないバンク毎にサージタンクが設けられているが、第１上流分岐通路と第２上流分岐通路はエンジンの周囲に張り回されており、それだけエンジンが大型化する。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、Ｖ型エンジンの出力を向上させることが可能なＶ型エンジンの吸気構造を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るＶ型エンジンの吸気構造は、Ｖ型エンジンの吸気構造であって、前記Ｖ型エンジンのいずれか一方のバンクである第１バンクにおいて、エンジン本体の外側に向かう外向き方向に吸気を導くよう構成される第１外向き部と、前記第１外向き部の下流において前記Ｖ型エンジン本体の内側に向かう内向き方向に前記吸気を導くよう構成される第１内向き部と、前記第１外向き部と前記第１内向き部との間を中継し、前記エンジン本体の上方から下方に前記吸気を導くよう構成される第１中継部と、前記第１内向き部の下流側に連結され、前記第１バンクの複数の吸気ポートのそれぞれに前記吸気を導くよう構成される分岐通路の複数からなる第１多岐通路部と、前記吸気を一時的に溜めるよう構成される第１サージ部と、を備え、前記第１内向き部に前記第１サージ部が設けられる。

上記（１）の構成によれば、外向き部によってエンジン本体の外向き方向に導かれる吸気は、中継部によってエンジン本体の上方から下方に導かれた後に、再度、エンジン本体の内向き方向に導かれる。また、サージ部は、外向き方向から内向き方向へ吸気の流れ方向を変える箇所に設けられており、サージ部を経て内向き方向に流れ方向を変えられた後に吸気ポートに向けて分岐される。
そして、このような外向き方向から内向き方向へ流れを変える中継部の下流側にサージ部が設けられることにより、中継部において吸気が流れ方向を変える際の圧力損失や形状因子により吸気密度（流量分布）の偏り（バラツキ）が生じる場合であっても、サージ部によって吸気密度の均一化や吸気の流れを整えることができ、Ｖ型エンジンの出力を向上させることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記第１サージ部は、前記第１バンクの上方に設けられる。
上記（２）の構成によれば、サージ部とシリンダヘッドとの間に形成される空間（空気層）によって、エンジン本体からの熱によってサージ部（内向き部）などを流れる吸気が加温されるのを抑制することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、前記第１外向き部に向けて前記吸気を過給する過給機と、を備え、前記過給機の吸気の出口である吐出口が前記エンジン本体の上方に向けられて設置されると共に、前記過給機の上方に設けられる前記外向き部に前記吐出口が連結される。
上記（３）の構成によれば、過給機によって圧力が高められた吸気が外向き部に流れることになる。このため、過給機による圧送のために、外向き部、中継部、内向き部により形成されるカーブを流れる際に、中継部において吸気が流れ方向を変える際の圧力損失や形状因子により吸気密度（流量分布）の偏り（バラツキ）がより大きく生じる場合であっても、サージ部によって吸気密度が均一化され、Ｖ型エンジンの出力を向上させることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において、前記第１バンクとは異なる他のバンクである第２バンクにおいて、前記第１外向き部に連結され、前記第１外向き部とは互いに反対方向に前記吸気を導くよう構成される第２外向き部と、前記第２外向き部の下流において前記第１内向き部とは互いに反対方向に前記吸気を導くよう構成される第２内向き部と、前記第２外向き部の下流側と前記第２内向き部の第上流側とに連結され、前記吸気を前記エンジン本体の上方から下方に導くよう構成される第２中継部と、前記第２内向き部に設けられ、前記吸気を一時的に溜めるための第２サージ部と、前記第２内向き部の下流側に連結され、前記第２バンクの複数の吸気ポートのそれぞれに前記吸気を導くよう構成される分岐通路の複数からなる第２多岐通路部と、をさらに備える。
上記（４）の構成によれば、エンジンの各バンクに対して、均等に吸気を供給することができる。また、第１外向き部と第２外向き部に過給機などの重量物が吊り下げられる場合など、過給機を含む吸気構造の重量バランスを整え、安定化することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記第１中継部および前記第２中継部のそれぞれにはインタークーラが設けられる。
上記（５）の構成によれば、過給機によって温度が上昇した吸気を冷却することで、吸気の空気密度を高めることができる。また、中継部と第２中継部により形成されるそれぞれの吸気通路毎にインタークーラが設けられるため、それぞれのインタークーラを小型化することができ、エンジンルーム内への配置の自由度を高めることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、Ｖ型エンジンの出力を向上させることが可能なＶ型エンジンの吸気構造が提供される。

本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気構造１の構成を説明するためのＶ型エンジンの正面図である。 図１のＶ型エンジンの平面図である。 図１中のＶ型エンジンの吸気構造の側面図である。 図１中のＶ型エンジンの吸気構造１の正面断面図である。 図１中のＶ型エンジンの吸気構造１の側面断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンの吸気構造１の構成を説明するためのＶ型エンジンの正面図である。図２は、図１のＶ型エンジンの平面図である。図３は、図１中のＶ型エンジンの吸気構造１の側面図である。図４は、図１中のＶ型エンジンの吸気構造１の正面断面図である。また、図５は、図１中のＶ型エンジンの吸気構造１の側面断面図である。

図１に示されるように、Ｖ型エンジンの吸気構造１（以下、「吸気構造１」）は、Ｖ型エンジンのいずれか一方のバンクである第１バンクに吸気を導くための、外向き部２と、中継部３と、内向き部４と、多岐通路部５と、サージ部６と、を備える。そして、吸気構造１は、外向き部２と中継部３と内向き部４と多岐通路部５とがそれぞれ有する内部空間が連なることで、燃焼室７８に吸入される吸入空気（吸気）のための通路を形成している。また、吸気構造１は、吸気構造１の上流側に連結される他の吸気通路９と共に、Ｖ型エンジンの外部から内部の燃焼室７８へ空気（新気）を導くための吸気通路の一部を形成するよう構成される。

この吸気構造１が適用されるＶ型エンジン（以下、「エンジン」）は、第１バンク７２ａ（図１では右バンク）と第２バンク７２ｂ（図１では左バンク）の２つの２つのバンク７２を有するＶ型６気筒エンジンであり、バンク７２毎に３つの気筒（シリンダ７３）を備える。また、エンジン本体７１は、シリンダヘッド７４とＶ字状のシリンダブロック７５で構成されており、シリンダブロック７５のＶ字状のそれぞれの頭部にシリンダヘッド７４が搭載されることで、２つのバンク７２（７２ａと７２ｂ）が形成される。

このシリンダヘッド７４には、それぞれ２つの吸気弁および排気弁（不図示）と、この２つのバンク７２の間（バンク内）に開口する吸気ポート７６と、排気ポート７９とがシリンダ７３毎に設けられている。すなわち、各シリンダ７３の燃焼室７８とシリンダヘッド７４の外部は、燃焼室７８へ吸気を導く通路である吸気ポート７６によってそれぞれ連通されると共に、この連通状態は吸気弁によって制御されるよう構成される。一方、燃焼室７８からの燃焼ガス（排気ガス）を外部に導く通路である排気ポート７９も各燃焼室７８と各バンク７２の外部とをそれぞれ連通しており、この連通状態は排気弁によって制御されるよう構成される。そして、この排気ポート７９は、バンク内とは反対の側などのバンク内以外に伸びることによって外部と各燃焼室７８を連通しても良い。また、吸気ポート７６と排気ポート７９は、それぞれの内部で２つに分岐して燃焼室７８へ連結されており、この分岐毎にそれぞれ１個ずつ吸気弁と排気弁は設けられている。

なお、図１の例示では、第１バンク７２ａと第２バンク７２ｂの２つのバンク７２がなす挟み角（バンク角）は約６０度であり、バンク内に形成される空間はバンク角が９０℃のものに比べて狭い。但し、バンク角は６０度に限定されず９０度など任意の角度であっても良い。各バンク７２に含まれる複数のシリンダ７３の数も任意である。シリンダ７３毎の吸気弁および排気弁の数も任意であり、１つであっても良いし、複数であっても良く、吸気ポート７６と排気ポート７９の内部の分岐数もこの吸気弁および排気弁の数に応じたものとなる。

また、シリンダヘッド７４には、シリンダ７３毎に設けられ、各バンク７２の吸気ポート７６内に燃料（相対的に低圧となる低圧燃料）を噴射するよう構成されるポート噴射装置７７ｐと、シリンダ７３毎に設けられ、燃焼室７８内に燃料（相対的に高圧となる高圧燃料）を直接噴射するよう構成される筒内噴射装置７７ｄとの２種類の燃料噴射装置７７が設けられている。そして、ポート噴射装置７７ｐは、筒内噴射装置７７ｄよりも、バンク７２内の上方に位置している。但し、これに限定されず、他の幾つかの実施形態では、エンジンは、１種類の燃料噴射装置７７を備えても良く、ポート噴射装置７７ｐまたは筒内噴射装置７７ｄどちらか一方を備えても良い。

また、図１に示される実施形態では、エンジンは、各バンク７２（７２ａ、７２ｂ）がクランク軸の回転方向（矢印Ｅ）と同じ方向にオフセットされているが、他の幾つかの実施形態では、エンジンは、各バンク７２がオフセットされていない通常エンジンであっても良い。

このオフセットを有するエンジン（図１）について詳述すると、通常エンジンでは、各バンク７２を形成するシリンダブロック７５の複数のシリンダ軸線Ａ１はクランク軸の軸中心Ｏを通る位置にある。これに対して、上記のオフセットを有するエンジンでは、クランク軸の軸中心Ｏからシリンダブロック７５のアッパーデッキ面までの長さ（デッキ高さＨ）を保ったまま、シリンダ軸線Ａをクランク軸の軸中心Ｏに対してクランク軸の回転方向Ｅと同じ方向へオフセット量δだけ平行移動（オフセット）させている。なお、図１では、複数のシリンダ軸線Ａと複数のシリンダ軸線Ａ１は、それぞれ最も前面にあるものに重なって示されている。

そして、このオフセットによって、回転方向Ｅの前側の第１バンク７２ａは通常エンジンの位置と比較して高くなり、回転方向Ｅの後ろ側の第２バンク７２ｂは低くなることによって、両方のバンク７２はエンジン本体７１の上下方向（以下、「上下方向」）に高低差が生じている。このため、第１バンク７２ａと第２バンク７２ｂのそれぞれの吸気ポート７６にも上下方向の位置にも差が生じており、図１の例示では、高さＨ１を有す第１バンク７２ａの吸気ポート７６の開口の位置と、高さＨ２を有する第２バンク７２ｂの吸気ポート７６の開口の位置の高低差は、Ｈ１−Ｈ２（Ｈ１＞Ｈ２）となっている。なお、オフセット量δは、第１バンク７２ａと第２バンク７２ｂで同じであっても、それぞれ異なっても良い。

そして、吸気構造１は、このようなエンジンの上部に設けられている。以下、吸気構造１を形成する上記の機能部（外向き部２、中継部３、内向き部４、多岐通路部５、サージ部６）について説明する。

外向き部２（２ａ、２ｂ）は、エンジン本体７１の外側に向かう外向き方向に吸気を導くよう構成される。すなわち、図１に示されるように、外向き部２は、第１バンク７２ａ側の吸気通路を形成する外向き部２ａや第２バンク７２ｂ側の吸気通路を形成する外向き部２ｂである。また、図１に例示されるように、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａと第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂとは互いに同様な形状を有しても良いし、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａおよび第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂとは互いに反対の外向き方向に延在しても良い。

また、外向き部２（２ａ、２ｂ）の上流側には、吸気構造１以外の他の吸気通路９が連結される。そして、この他の吸気通路９を通過して外向き部２へ到達する吸気は、外向き部２によってエンジン本体７１の外側に向かう方向（外向き方向）に導かれる。図１の例示では、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａは、エンジン本体７１の左右方向（以下、左右方向）における右方向に延在し、第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂは左方向に延在している。このため、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａは吸気を右方向へ導くよう構成されており、第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂは吸気を左方向へ導くよう構成されている。なお、図１に例示されるように、外向き部２（２ａ、２ｂ）には過給機８（後述）が連結されても良く、この場合には、外向き部２は、過給機８から圧送されて吐出される吸気を導くよう構成される。

また、図１に例示されるように、エンジンの前後方向（以下、「前後方向」）における外向き部２の長さＨ４は、エンジンの上下方向（以下、「上下方向」）における外向き部２の長さＨ５よりも長くても良い。すなわち、外向き部２の流路は横（この場合は前後方向）に長い形状をしており、エンジンに十分な空気を供給するための流路の断面積を確保しながら、外向き部２によるエンジンの高さの増加を抑制している。但し、このような形状に限定されず、他の幾つかの実施形態では、外向き部２の形状は図１〜２の形状とは異なる他の形状を有する吸気通路であっても良い。なお、上記の他の吸気通路９には、過給機８の他に、吸気の流量を調整するスロットル装置９１や、吸気をきれいにするエアークリーナや空気の取り入れ口である吸気ダクト（不図示）などが設けられても良い。

中継部３（３ａ、３ｂ）は、外向き部２と内向き部４（後述）との間を中継し、エンジン本体７１の上方から下方に吸気を導くよう構成される。すなわち、図１に示されるように、中継部３は、それぞれ上下方向に延在する第１バンク７２ａ側の吸気通路を形成する中継部３ａや第２バンク７２ｂ側の吸気通路を形成する中継部３ｂである。また、図１に示されるように、第１バンク７２ａ側の中継部３ａと第２バンク７２ｂ側の中継部３ｂとは互いに同様な形状を有しても良い。

そして、中継部３の上流側は外向き部２の下流側に連結されると共に、中継部３の下流側は内向き部４（後述）の上流側に連結されることで、外向き部２を流れる吸気は、中継部３によって下方に導かれた後に内向き部４（後述）に導かれる。より具体的には、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａによって右方向に流れる吸気は、第１バンク７２ａ側の中継部３ａによって下方に導かれた後に第１バンク７２ａ側の内向き部４ａに導かれる。一方、第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂによって左方向に流れる吸気は、第２バンク７２ｂ側の中継部３ｂによって下方に導かれた後に第２バンク７２ｂ側の内向き部４ｂに導かれる。

また、図１〜２に例示されるように、中継部３の上流側と下流側の開口は同様の形状をしており、エンジンの左右方向（以下、「左右方向」）の長さＨ６よりも前後方向の長さＨ７の方が長い形状をしていても良い。このように、中継部３は４角柱のような形状をしており、この中継部３の上下方向に沿って複数本（図１では、４つの角と前後方向に伸びる２辺の中央の計６本）の柱部３４を設けることで中継部３を補強しても良い。また、図１〜２に例示されるように、中継部３は、各バンク７２の上方に位置しても良く、これによって、エンジンが左右方向に広がることが抑制される。

内向き部４（４ａ、４ｂ）は、外向き部２の下流においてエンジン本体７１の内側に向かう内向き方向に吸気を導くよう構成される。すなわち、図１に示されるように、内向き部４は、それぞれエンジン本体７１の内側に向かう方向（内向き方向）に延在する第１バンク７２ａ側の吸気通路を形成する内向き部４ａや第２バンク７２ｂ側の吸気通路を形成する内向き部４ｂである。また、図１に示されるように、第１バンク７２ａ側の内向き部４ａと第２バンク７２ｂ側の内向き部４ｂとは互いに同様な形状を有しても良い。

そして、内向き部４の上流側は中継部３の下流側に連結されると共に、内向き部４の下流側は多岐通路部５（後述）の上流側に連結されることで、外向き部２によってエンジン本体７１の外側に導かれる吸気は、内向き部４によってエンジン本体７１の内側に戻された後、吸気ポート７６に導かれる。より具体的には、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａによってエンジン本体７１の外側（右方向）に導かれる吸気は、第１バンク７２ａ側の内向き部４ａによってエンジン本体７１の内側（左方向）に戻された後に、第１バンク７２ａ側の多岐通路部５ａ（後述）を通って第１バンク７２ａの吸気ポート７６に導かれる。一方、第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂによってエンジン本体７１の外側（左方向）に導かれる吸気は、第２バンク７２ｂ側の内向き部４ｂによってエンジン本体７１の内側（右方向）に戻された後に、第２バンク７２ｂ側の多岐通路部５ｂ（後述）を通って第２バンク７２ｂの吸気ポート７６に導かれる。

また、図１に例示されるように、内向き部４がエンジンの外側から内側に伸びることによって、中継部３と過給機８の間に、過給機８の側面の広範囲にわたる空間（空気層）を形成しても良い。これによって、運転時における過給機８からの熱によって、外向き部２や中継部３の内部を通過する吸気が加熱されるのが防止される。

また、図１に例示されるように、内向き部４は、その途中で角度を変えながら、それぞれのバンクの上方から２つのバンク７２の間に向けて延在しても良い。図１の例示では、第２バンク７２ｂの内向き部４ｂ（前方分岐通路５４ｆ）は、第２バンク７２ｂの上方から２つのバンク７２の間に向けて伸びた後、バンク内を形成する第２バンク７２ｂの内側の側面に回り込むように角度を変えている。言い換えると、内向き部４ｂは、上記の第２バンク７２ｂの内側の側面に沿うように、２つのバンク７２によって形成されるバンク内に向けて角度を変えて伸びている。なお、図示は省略されているが、第１バンク７２ａの内向き部４ａは、最背面側の分岐通路５４（後方分岐通路５４ｒ）において、上記と同様に角度を変えて延在しても良い。このように、内向き部４がバンク７２の間の方向に向けて伸びることにより、多岐通路部５は大きく曲げられることなく各バンク７２の吸気ポート７６に連結される。このため、サージ部６によって均一化や整流等がなされた吸気の流れに対する抵抗を抑制しながら、吸気ポート７６に吸気を供給することができる。

多岐通路部５（５ａ、５ｂ）は、内向き部４の下流側に連結され、エンジンの複数の吸気ポート７６のそれぞれに吸気を導くよう構成される分岐通路の複数からなる。すなわち、図１に示されるように、多岐通路部５は、第１バンク７２ａ側の内向き部４ａの下流側に連結され、第１バンク７２ａ側の複数の吸気ポートのそれぞれに吸気を導くよう構成される分岐通路５４の複数からなることで第１バンク７２ａ側の吸気通路を形成する多岐通路部５ａや、第２バンク７２ｂ側の内向き部４ｂの下流側に連結され、第２バンク７２ｂの複数の吸気ポートのそれぞれに前記吸気を導くよう構成される分岐通路５４の複数からなることで第２バンク７２ｂ側の吸気通路を形成する多岐通路部５ｂである。また、図１に示されるように、第１バンク７２ａ側の多岐通路部５ａと第２バンク７２ｂ側の多岐通路部５ｂとは互いに同様な形状を有しても良い。

そして、内向き部４からなる１本の吸気通路は、多岐通路部５によって、内向き部４の下流側から複数の吸気ポート７６に向けて複数に分岐される。より具体的には、第１バンク７２ａ側の多岐通路部５ａの有する複数の分岐通路５４（図１では、前方分岐通路５４ｆ、中央分岐通路５４ｃ、後方分岐通路５４ｒの３つ）によって、第１バンク７２ａ側の内向き部４ａと第１バンク７２ａの複数の吸気ポート７６（図１では３つ）のそれぞれが連結される。また、第２バンク７２ｂ側の多岐通路部５ｂの有する複数の分岐通路５４（図１では３つ）によって、第２バンク７２ｂ側の内向き部４ｂと第２バンク７２ｂの複数の吸気ポート７６（図１の例示では３つ）のそれぞれが連結される。

このように、吸気構造１は、外向き部２、中継部３、内向き部４、多岐通路部５からなる吸気の流路を備える共に、吸気を一時的に溜めるよう構成されるサージ部６を備えている。そして、図１に示されるように、内向き部４にサージ部６が設けられる。すなわち、サージ部６は、外向き部２と中継部３の連なりに沿って大きく曲げられて流れてくる吸気を一時的に溜めるよう構成されており、これによって、中継部３において吸気が流れ方向を変える際の圧力損失や形状因子により吸気密度（流量分布）の偏り（バラツキ）が生じる場合であっても、サージ部６によって吸気密度の均一化され、吸気の流れが整えられる。

このサージ部６（６ａ、６ｂ）は、図１に示されるように、第１バンク７２ａ側の吸気通路を形成する内向き部４ａに設けられるサージ部６ａや第２バンク７２ｂ側の吸気通路を形成する内向き部４ｂに設けられるサージ部６ｂである。そして、

サージ部６は、図４の断面図に例示されるように、内向き部４の上流側（入口部４１）における流路の断面積は、中継部３の下流側（出口部３２）における流路の断面積よりも大きくすることで、サージ部６の容積を大きくしても良い。例えば、図４に示されるように、サージ部６ａの上流側（内向き部４ａの入口部４１）の左右方向の長さは、中継部３ａの下流側（出口部３２）の左右方向の長さよりも長くなっており、これによって流路の断面積が大きくなっている。また、サージ部６ａの上流側（内向き部４ａの入口部４１）のほうが中継部３の下流側（出口部３２）よりも前後方向で長くなっていても良く、あるいは、前後方向と左右方向の両方で長くなっていても良く、このようにして吸気の流路の断面積を大きくしても良い。

上記の構成によれば、外向き方向から内向き方向へ流れを変える中継部３の下流側にサージ部６が設けられることにより、中継部３において吸気が流れ方向を変える際の圧力損失や形状因子により吸気密度（流量分布）の偏り（バラツキ）が生じる場合であっても、サージ部６によって吸気密度の均一化や吸気の流れを整えることができ、エンジンの出力を向上させることができる。

なお、吸気構造１を構成する外向き部２、中継部３、内向き部４、多岐通路部５は、それぞれ、これらを通過する吸気の流れに対して障害となるような突起等がないように相互に連なっている。また、各機能部（２、３、４、５）は、吸気を導く機能によって便宜的に分割されたものであり、吸気構造１の物理的な分割は任意である。例えば、吸気構造１は、外向き部２と、中継部３と、内向き部４および多岐通路部５との４つに分割されて、それぞれ別々に製造されても良い。また、各機能部がさらに複数に分割されて製造されても良く、例えば、内向き部４に設けられるサージ部６を内向き部４と分割しても良い。また、各部のうちの少なくとも１つを全体から分割しても良く、例えば、外向き部２と中継部３と内向き部４とを一体とし、多岐通路部５を個別として製造し、連結しても良い。また、全てを一体に製造しても良い。一方、材料に関しては、アルミ等の金属材料や樹脂材料など、全てを同一材料で製造（形成）しても良いし、外向き部２と内向き部４を金属材料で製造し、中継部３を樹脂で製造するなど各部毎に材料を選んで製造しても良い。

また、他の幾つかの実施形態では、図１に示されるように、サージ部６（６ａ、６ｂ）は、エンジンのいずれか一方のバンク７２である、第１バンクの上方に設けられる。すなわち、サージ部６（６ａ、６ｂ）は、シリンダヘッド７４との間に空間（空気層）を設けながら、シリンダヘッド７４の上方に位置している。より具体的には、第１バンク７２ａ側のサージ部６ａは第１バンク７２ａから高さＨ３だけ上方に位置している。また、図１の例示では、上述のオフセットのために両方のバンク７２には高低差が生じているため、第２バンク７２ｂ側のサージ部６ｂと第２バンク７２ｂとの間には、高さＨ３よりも長い距離が設けられている。このように、サージ部６は、それぞれのバンク７２に接触することなく各バンク７２の上方に位置している。

上記の構成によれば、サージ部６とシリンダヘッド７４との間に形成される空間（空気層）によって、エンジン本体７１からの熱によってサージ部６（内向き部４）などを流れる吸気が加温されるのを抑制することができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１に示されるように、吸気構造１は、エンジンのいずれか一方のバンクの側にある、外向き部２（２ａ、２ｂ）に向けて吸気を過給する過給機８と、を備え、過給機８の吸気の出口である吐出口８４がエンジン本体７１の上方に向けられて設置されると共に、前記過給機の上方に設けられる前記外向き部に前記吐出口が連結される。すなわち、過給機８の上方を向く吐出口８４と外向き部２の下方とは連通している。そして、過給機８の吐出口８４からエンジン本体７１の上方（図５の方向Ｆ２）に圧送される高圧の吸気は、外向き部２の上流側から外向き部２（２ａ、２ｂ）に供給され、外向き部２によってエンジン本体７１の外側に向けて導かれる。具体的には、第１バンク７２ａの外向き部２ａによって右方向に向けて吸気は導かれ、第２バンク７２ｂの外向き部２ｂによって左方向に向けて吸気は導かれる。

また、過給機８は、図１に例示されるように、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａと第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂとの両方に連結されても良い。そして、過給機８の吐出口８４から上方に向けて吐出される吸気は、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａの上部と第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂの上部に衝突することや負圧などによって、第１バンク７２ａ側の外向き部２ａと第２バンク７２ｂ側の外向き部２ｂとの両方に振り分けられて供給されるよう構成されても良い。なお、図５に例示されるように、吸気の入口である過給機８の吸気口８５は過給機８の背面の下部に設けられても良い。

この過給機８は、図１〜５の実施形態では、スーパーチャージャ（機械式過給機）であり、過給機８の内部に収容された２つのロータがエンジンの動力によって回転駆動されることで吸気を過給する。より詳細には、駆動軸８２の軸方向の一方には上記のロータが結着されると共に、駆動軸８２の他方の端部にはプーリー８１が結着されている。そして、プーリー８１にはベルトなどでエンジンの出力軸と繋がれており、エンジンの出力軸の回転によってベルト等で繋がれたプーリー８１が回転駆動されると共に、このプーリー８１の回転駆動によってロータが回転駆動される。そして、過給機８の内部で２つのロータがかみ合うように回転することで吸気を過給し、吐出口８４から高圧の吸気が吐出される。なお、スーパーチャージャに限定されず、他の幾つかの実施形態では、過給機８はターボチャージャ（排気タービン過給機）であっても良い。

また、図１〜５に示される実施形態では、過給機８は、外向き部２ａと第２外向き部２ｂに吊り下げられている（宙吊りされている）。すなわち、外向き部２と過給機８の吐出口８４の連結部以外には、例えば、過給機８の下部を支持する構造などの過給機８を支持する構造を吸気構造１は有していない。他の幾つかの実施形態では、過給機８を支持する他の構造を吸気構造１は備えており、過給機８は宙吊りされていない。例えば、過給機８は多岐通路部５（第１多岐通路部５ａ、第２多岐通路部５ｂ）に載せられて固定されても良い。

また、他の幾つかの実施形態では、図２に示されるように、上方に開口する過給機８の吐出口８４の前後方向の長さＨ８は、外向き部２ａの流路の前後方向の長さ（例えば、Ｈ７）よりも短くても良い。この場合には、吐出口８４から送出される吸気は、外向き部２の上面を沿うように前後方向の長さに広がることになり、これによって過給機８による吸気の圧力変動が緩和されことになる。そして、このように圧力変動が緩和された後に、外向き部２、中継部３、内向き部４（サージ部６）に導かれることになる。一般に、過給機８による過給圧は変動しているが、この圧力変動は、吐出口８４の開口の直後にある外向き部２による容積空間（共通サージ部６ｃ）とサージ部６を通過することで、緩和されることになる。また、サージ部６と上記の共通サージ部６ｃにサージタンクの機能が分散されることで、エンジンの小型化することもできる。

このような構成によれば、過給機８によって圧力が高められた吸気が外向き部２に流れることになる。このため、過給機８による圧送のために、外向き部２、中継部３、内向き部４により形成されるカーブを流れる際に、中継部３において吸気が流れ方向を変える際の圧力損失や形状因子により吸気密度（流量分布）の偏り（バラツキ）がより大きく生じる場合であっても、サージ部６によって吸気密度が均一化され、エンジンの出力を向上させることができる。

なお、図５に例示されるように、過給機８の吸気口８５の上流の他の吸気通路９にはスロットル装置９１が設けられても良く、スロットル装置９１を通過する吸気が吸気口８５に流入するよう構成されても良い。また、過給圧を逃すためのバイパス通路８６が過給機８の背面側において上下方向に伸びるように設けられると共に、バイパス通路８６によって、過給機８の吸気口８５が連結される他の吸気通路９の箇所と外向き部２とが連結されても良い。また、このバイパス通路８６にはバイパスバルブ８７が設けられることで、バイパス通路８６における吸気の流れを制御するよう構成しても良い。

また、幾つかの実施形態では、上述の通り、吸気構造１は、第１バンク７２ａに吸気を導くための構造、または、第２バンク７２ｂに吸気を導くための構造を備えている。
他の幾つかの実施形態では、図１に例示されるように、吸気構造１は、第１バンク７２ａと第２バンク７２ｂの両方に吸気を導くよう構成されている。例えば、エンジンのいずれか一方のバンク７２をある第１バンク７２ａ（図１では右バンク）に吸気を導くための構成を、第１外向き部２ａ、第１中継部３ａ、第１内向き部４ａ、第１多岐通路部５ａとすると、吸気構造１は、さらに、この第１バンク７２ａとは異なる他のバンク７２である第２バンク７２ｂに吸気を導くための、第２外向き部２ｂ、第２中継部３ｂ、第２内向き部４ｂ、第２多岐通路部５ｂを、備える。

すなわち、吸気構造１は、第１バンク７２ａとは異なる他のバンク７２である第２バンク７２ｂにおいて、第１外向き部２ａに連結され、前記第１外向き部２ａとは互いに反対方向に吸気を導くよう構成される第２外向き部２ｂと、第２外向き部２ｂの下流において第１内向き部４ａとは互いに反対方向に吸気を導くよう構成される第２内向き部４ｂと、第２外向き部２ｂの下流側と第２内向き部４ｂの上流側とに連結され、吸気をエンジン本体７１の上方から下方に導くよう構成される第２中継部３ｂと、第２内向き部４ｂに設けられ、吸気を一時的に溜めるための第２サージ部６ｂと、第２内向き部４ｂの下流側に連結され、第２バンク７２ｂの複数の吸気ポート７６のそれぞれに吸気を導くよう構成される分岐通路５４の複数からなる第２多岐通路部５ｂと、をさらに備える。

図１の例示では、第１外向き部２ａと第２外向き部２ｂは結合されて一体化しており、両者は、互いに正反対の外向き方向に伸びている。また、第１外向き部２ａと第２外向き部２ｂの結合箇所の上部には前後方向に沿ってリブ部２４が設けられている。言い換えると、リブ部２４を介して両者は結合されている。また、リブ部２４が対向する側（結合箇所の下方）には、上述の通り、過給機８の吐出口８４が位置しており、吐出口８４の左右方向の中心位置の真上にリブ部が有する突出が位置するように配置されている。そして、このリブ部２４は、外向き部２（２１ａと２１ｂ）の補強の役割と、外向き部２の内部における吸気の左右方向への振り分けのためのガイドの役割を担っている。すなわち、過給機８からの高圧の吸気が衝突する箇所にリブ部２４は位置することで、外向き部２の吸気圧に対する外向き部２の強度を増加させると共に、リブ部２４が有する滑らかな突出形状に沿って吸気が左と右の両方向に流れるよう構成されている。

また、図１の例示では、上述のエンジンのオフセットにより、第１バンク７２ａの高さは第２バンク７２ｂよりも高くなっている。このような構成においては、外向き部２ａおよび中継部３ａは、第２外向き部２ｂおよび第２中継部３ｂとおおむね左右対称となるように構成される。また、他の幾つかの実施形態では、上記のようなバンク７２間のオフセットはなく、第１バンク７２ａ側の多岐通路部５ａに吸気を導く吸気構造１の部分（外向き部２ａ、中継部３ａ、内向き部４ａ）と、第２バンク７２ｂ側の第２多岐通路部５ｂに吸気を導く吸気構造１の部分（外向き部２ｂ、中継部３ｂ、内向き部４ｂ）とは左右対象となるように構成される。

なお、図１〜５の例示では、第１バンク７２ａと第２バンク７２ｂと共に、過給機８の上部は外向き部２ａと第２外向き部２ｂによって囲まれており、過給機８の両側面は中継部３ａと第２中継部３ｂ、および、内向き部４ａと第２内向き部４ｂによって囲まれている。また、内向き部４ａに連結される多岐通路部５ａと、第２内向き部４ｂに連結される多岐通路部５ｂの連結箇所５５は、上下方向における過給機８の下部から下の位置となっている（図１、図４参照）。

このような構成によれば、エンジンの各バンク７２に対して、均等に吸気を供給することができる。また、過給機８などの重量物が第１外向き部２ａと第２外向き部２ｂに吊り下げられる場合など、過給機８を含む吸気構造１の重量バランスを整え、安定化することができる。

他の幾つかの実施形態では、図１〜５に示されるように、第１中継部３ａおよび第２中継部３ｂのそれぞれには、インタークーラ３６が設けられる。具体的には、図４の例示では、第１中継部３ａにインタークーラ３６ａが設けられ、第２中継部３ｂにはインタークーラ３６ｂが設けられている。そして、過給機８による過給によって吸気の温度は上昇するが、それぞれの吸気通路において各インタークーラ３６（３６ａ、３６ｂ）によって吸気が冷却されることで、温度上昇による空気密度が減少を防止している。

図１〜５の例示では、インタークーラ３６は水冷式となっており、インタークーラ３６には、インタークーラ３６の内部に冷却水などの冷却媒体を循環させるための冷却通路を連結するための２つの冷却通路連結口３７が設けられている。例えば、冷却媒体は、下側の冷却通路連結口３７から導入され、上側の冷却通路連結口３７から排出されても良い。

このような構成によれば、過給機８によって温度が上昇した吸気を冷却することで、吸気の空気密度を高めることができる。また、中継部３ａと第２中継部３ｂにより形成されるそれぞれの吸気通路毎にインタークーラ３６が設けられるため、それぞれのインタークーラ３６を小型化することができ、エンジンルーム内への配置の自由度を高めることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 吸気構造
２ 外向き部
２ａ 第１外向き部
２ｂ 第２外向き部
２４ リブ部
３ 中継部
３ａ 第１中継部
３ｂ 第２中継部
３２ 中継部の出口部
３４ 柱部
３６ インタークーラ
３６ａ インタークーラ
３６ｂ インタークーラ
３７ 冷却通路連結口
４ 内向き部
４ａ 第１内向き部
４ｂ 第２内向き部
４１ 内向き部の入口部
５ 多岐通路部
５ａ 第１多岐通路部
５ｂ 第２多岐通路部
５４ 分岐通路
５４ｆ 前方分岐通路
５４ｒ 後方分岐通路
５４ｃ 中央分岐通路
５５ 分岐通路の連結箇所
６ サージ部
６ａ 第１サージ部
６ｂ 第２サージ部
６ｃ 共通サージ部
７ エンジン
７１ エンジン本体
７２ バンク
７２ａ 第１バンク
７２ｂ 第２バンク
７３ シリンダ
７４ シリンダヘッド
７５ シリンダブロック
７６ 吸気ポート
７７ 燃料噴射装置
７７ｐ ポート噴射装置
７７ｄ 筒内燃料噴射装置
７８ 燃焼室
７９ 排気ポート
８ 過給機
８１ プーリー
８２ 駆動軸
８４ 吐出口
８５ 吸気口
８６ バイパス通路
８７ バイパスバルブ
９ 他の吸気通路
９１ スロットル装置
Ａ オフセットを有するエンジンのシリンダ軸線
Ａ１ 通常エンジンのシリンダ軸線
Ｏ クランク軸の軸中心
Ｅ クランク軸の回転方向
δ オフセット量
Ｈ デッキ高さ
Ｈ１ 第１バンクの吸気ポートの高さ
Ｈ２ 第２バンクの吸気ポートの高さ
Ｈ３ 第１バンクと第１集合部の距離
Ｆ１ 吸気の流れ（過給機への吸気方向）
Ｆ２ 吸気の流れ（過給機からの吐出方向）
Ｗ 幅

Claims (5)

1. Ｖ型エンジンの吸気構造であって、
   前記Ｖ型エンジンのいずれか一方のバンクである第１バンクにおいて、
   エンジン本体の外側に向かう外向き方向に吸気を導くよう構成される第１外向き部と、
   前記第１外向き部の下流において前記エンジン本体の内側に向かう内向き方向に前記吸気を導くよう構成される第１内向き部と、
   前記第１外向き部と前記第１内向き部との間を中継し、前記エンジン本体の上方から下方に前記吸気を導くよう構成される第１中継部と、
   前記第１内向き部の下流側に連結され、前記第１バンクの複数の吸気ポートのそれぞれに前記吸気を導くよう構成される分岐通路の複数からなる第１多岐通路部と、
   前記吸気を一時的に溜めるよう構成される第１サージ部と、を備え、
   前記第１内向き部に前記第１サージ部が設けられることを特徴とするＶ型エンジンの吸気構造。
2. 前記第１サージ部は、前記第１バンクの上方に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
3. 前記第１外向き部に向けて前記吸気を過給する過給機と、を備え、
   前記過給機の吸気の出口である吐出口が前記エンジン本体の上方に向けられて設置されると共に、前記過給機の上方に設けられる前記外向き部に前記吐出口が連結されることを特徴とする請求項１または２に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
4. 前記第１バンクとは異なる他のバンクである第２バンクにおいて、
   前記第１外向き部に連結され、前記第１外向き部とは互いに反対方向に前記吸気を導くよう構成される第２外向き部と、
   前記第２外向き部の下流において前記第１内向き部とは互いに反対方向に前記吸気を導くよう構成される第２内向き部と、
   前記第２外向き部の下流側と前記第２内向き部の上流側とに連結され、前記吸気を前記エンジン本体の上方から下方に導くよう構成される第２中継部と、
   前記第２内向き部に設けられ、前記吸気を一時的に溜めるための第２サージ部と、
   前記第２内向き部の下流側に連結され、前記第２バンクの複数の吸気ポートのそれぞれに前記吸気を導くよう構成される分岐通路の複数からなる第２多岐通路部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
5. 前記第１中継部および前記第２中継部のそれぞれにはインタークーラが設けられることを特徴とする請求項４に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
   

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