JP2016205240A - エンジンの補機レイアウト - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプを前突時の車両前方からの衝突物から保護できるエンジンの補機レイアウトを提供する。【解決手段】気筒列方向においてクランク軸２の変速機への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体１０を含み、車両前部のエンジンルーム１００に気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジン１の補機レイアウトにおいて、エンジン本体１０の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプ８０と、エンジン始動時にクランク軸２を回転させるスタータ９０とが配置され、上記スタータ９０は、上記燃料ポンプ８０よりも車両前方側に突出している。【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等のエンジンに備えられる補機のレイアウトに関する。より詳しくは、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプをエンジン本体の車両前方側の側面かつリヤ側の端部に配置したエンジンの補機レイアウトの改良に関する。

自動車等において、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジンでは、シリンダブロックを含むエンジン本体の吸気側の側面を車両前方に向け、排気側の側面を車両後方に向けることにより、走行風による排気温度の低下を抑制して排気浄化装置の早期活性化及び活性化の維持が図られる。

その場合、ディーゼルエンジンや直噴エンジン（筒内噴射式エンジン）等のように、燃焼室に燃料を直接噴射するエンジンでは、高圧の燃料圧力が必要になるため、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプの駆動負荷が大きくなる。そのため、高温を避けつつ燃料ポンプをクランク軸でチェーン駆動するためには、燃料ポンプをエンジン本体の吸気側の側面、つまり車両前方側の側面に配置することになり、その結果、燃料ポンプを車両衝突時（前突時）の車両前方からの衝突物から保護する対策が必要になる。

この点に関し、特許文献１には、エンジン端部の車両前方側の側面に燃料ポンプを配設し、燃料ポンプの車両前面側を覆うように衝突保護用のカバープレートを配設することが開示される。これによれば、前突時に燃料ポンプがカバープレートで保護される。

特開２００７−１６７１６号公報（特に［００２４］、［００２９］、［図３］）

上記のように、燃料ポンプがエンジン本体の車両前方側の側面かつリヤ側（気筒列方向においてクランク軸の変速機への出力側）の端部に配置される横置きエンジンでは、燃料ポンプを前突時に保護する対策が必要になる。

その場合、特許文献１のように、専用の保護部材を別途追加すると、エンジンルームが狭くなるだけでなく、エンジンの重量及びコストの増大を招く。

そこで、本発明は、エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプを前突時の車両前方からの衝突物から保護できるエンジンの補機レイアウトの提供を目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒列方向においてクランク軸の変速機への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体を含み、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジンの補機レイアウトであって、エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプと、エンジン始動時にクランク軸を回転させるスタータとが配置され、上記スタータは、上記燃料ポンプよりも車両前方側に突出していることを特徴とする。

本発明によれば、前突時には、燃料ポンプよりも先にスタータが車両前方からの衝突物と当接するので、燃料ポンプが保護される。

本発明においては、エンジン本体のリヤ側端部に、変速機が締結される変速機締結用リブが設けられ、燃料ポンプは上記リブの所定の車両前方部分の上方に配置され、スタータは下方に配置されることが好ましい。

この構成によれば、車両前方からの衝突物との当接により大荷重が加わってスタータが上方に変位する場合でも、スタータの上記変位が上記リブの車両前方部分によって規制されるので、より一層確実に燃料ポンプが保護される。

本発明においては、上記変速機締結用リブと変速機との間に、エンジン本体のリヤ側端面に配設されるチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーが介設されて、上記変速機締結用リブとチェーンカバーと変速機とが共締めされることが好ましい。

この構成によれば、上記リブの剛性が高められるので、スタータの上記変位がより一層確実に規制される。

本発明においては、車両前方から見て吸気マニホールドの一部が燃料ポンプと重なるように吸気マニホールドがエンジン本体の車両前方側側面に配置されることが好ましい。

この構成によれば、吸気マニホールドを燃料ポンプの保護部材として兼用でき、吸気マニホールドで燃料ポンプを車両前方からの衝突物から保護することができる。

本発明によれば、エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプを前突時の車両前方からの衝突物から保護できるエンジンの補機レイアウトが提供される。

本発明の実施形態に係るエンジンの概略平面図である。 上記エンジンのチェーンカバー及び変速機を取り付けた左側面図である。 上記エンジンの本体の正面図である。 上記エンジンのチェーンカバー及び変速機を取り外した左側面図である。 上記エンジン本体のリヤ側端部の概略正面図である。 上記エンジンのシリンダブロックの左側面図である。 上記エンジン本体のリヤ側端部の概略部分縦断面図である。 上記エンジンの左前方からの斜視図である。

以下、図面に基き本発明の実施形態を説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、車両前部のエンジンルーム１００に気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載される直列４気筒（第１気筒♯１〜第４気筒♯４）のディーゼルエンジンである（ＦＦ車両）。エンジン１は、図示しないが、気筒内外に、ピストン、インジェクタ（燃料噴射弁）、吸気ポート、排気ポート、吸気弁、排気弁等を有する周知の構造である。

図３及び図４に示すように、エンジン本体１０は、上から順に、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、ロアブロック１４、及びオイルパン１５を含み、これらで外観が形成される。エンジン本体１０のリヤ側（気筒列方向においてクランク軸２の変速機３０への出力側）の端部（本実施形態では変速機側端部）にチェーンカバー２０を挟んで変速機３０が締結される（図１参照）。

なお、図４において、鎖線で表した円は、後述するフライホイール３１の外形（例えばピッチ円）を示す。

図５に示すように、チェーンカバー２０はおよそシリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、及びロアブロック１４に亘って締結され、変速機３０はシリンダブロック１３及びロアブロック１４に亘って締結される。エンジン本体１０の車両前方側の側面に吸気マニホールド４０が接続され、車両後方側の側面に排気マニホールド５０が接続される（図１参照）。このように、ＦＦ車両では、吸気系を車両前方、排気系を車両後方に配置することにより、走行風による排気温度の低下を抑制して、排気系に備えられる排気浄化装置（図示せず）の早期活性化及び活性化の維持が図られる。

エンジン本体１０のフロント側（気筒列方向においてリヤ側の反対側）の端部（本実施形態では反変速機側端部）に複数の補機（例えばオルタネータ、エアコンのコンプレッサ、ウォータポンプ等）がベルト駆動されるフロント側補機駆動装置６０が配設され、リヤ側の端部に複数の補機（例えば燃料ポンプ８０、オイルポンプ、２次バランサ軸又は１次バランサ軸等）がチェーン駆動されるリヤ側補機駆動装置７０が配設される。リヤ側補機駆動装置７０は上記チェーンカバー２０に収容される。

燃料ポンプ８０はエンジン本体１０の車両前方側（吸気側）の側面かつリヤ側の端部に配置される。燃料ポンプ８０をこの位置に配置した理由はおよそ次の通りである。燃焼室に燃料を直接噴射するエンジン１の燃費向上策として燃料噴射の制御性を高めるためには、高圧の燃料噴射が必要になり、それに伴って、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプ８０の必要駆動トルクも大きくなる。燃料ポンプ８０はカム軸４１，５１端に配設し、カム軸４１，５１の回転を利用して駆動することが周知であるが、カム軸４１，５１に可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）を取り付ける場合、高圧の燃料ポンプ８０の必要駆動トルクが可変バルブタイミング装置が発生させるトルクを上回り、可変バルブタイミング装置が作動できなくなるおそれがある。そのため、燃料ポンプ８０を排気マニホールド５０等の高温部を避けつつカム軸４１，５１端以外の場所に配設して、クランク軸２でチェーン駆動するために、燃料ポンプ８０をエンジン本体１０の吸気側の側面、つまり車両前方側の側面で、かつリヤ側補機駆動装置７０が配設されるエンジン本体１０のリヤ側の端部に配置したものである。ただし、その結果、燃料ポンプ８０を車両衝突時（前突時）の車両前方からの衝突物から保護する対策が必要になり、その場合、専用の保護部材を別途追加すると、エンジンルーム１００が狭くなるだけでなく、エンジン１の重量及びコストの増大を招く。

（１）そこで、本実施形態では、専用部材を追加することなく、エンジン本体１０の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置される燃料ポンプ８０を前突時の車両前方からの衝突物から保護できるように、エンジン始動時にクランク軸２を回転させるスタータ９０を、燃料ポンプ８０と同じくエンジン本体１０の車両前方側側面かつリヤ側端部に配置し、その場合に、スタータ９０を燃料ポンプ８０よりも車両前方側に突出するように配置している。

具体的に、図２、図４、及び図８に示すように、燃料ポンプ８０は、エンジン本体１０のリヤ側端部においてクランク軸線方向視でクランク軸２の前側方の上方に配置し、スタータ９０は、燃料ポンプ８０の下方に配置している。燃料ポンプ８０が配置される部位は、シリンダブロック１３の比較的上部であるから、燃料ポンプ８０は、ピストン移動軸線に沿って上下に延びるシリンダボア（図示せず）に車両前後方向に相対的に近接して配置される。一方、スタータ９０が配置される部位は、クランク軸２と同心に設けられる大径のフライホイール３１（図４及び図５参照）の車両前方の周縁部であるから、スタータ９０は、シリンダボアに車両前後方向に相対的に離間して配置される。その結果、スタータ９０は、自ずと、燃料ポンプ８０よりも車両前方側に突出するように配置される。

燃料ポンプ８０はシリンダブロック１３に取り付けられる。具体的に、図５及び図６に示すように、シリンダブロック１３のリヤ側端部に、車両前方側に膨出するフランジ状の燃料ポンプ取付部１３ｆが形成され、燃料ポンプ８０はこの燃料ポンプ取付部１３ｆに車両右方（反変速機側）から取り付けられる（図３参照）。燃料ポンプ８０を取り付けるための締結ボルト（図示せず）が車両右方（反変速機側）から燃料ポンプ８０（より詳しくは燃料ポンプ８０の取付座に形成される挿通孔）を貫通し、燃料ポンプ取付部１３ｆに螺合される。

燃料ポンプ８０はリヤ側補機駆動装置７０によりクランク軸２でチェーン駆動される。すなわち、燃料ポンプ８０の駆動軸８１（図４参照）が燃料ポンプ取付部１３ｆに形成される開口１３ｘ（図６参照）を挿通してチェーンカバー２０の内部空間に突出し、その突出部に設けられる相対的に大径の第１スプロケット８２と、同じくチェーンカバー２０の内部空間に突出するクランク軸２の出力側端部に設けられるクランク軸スプロケット３とに第１チェーン７１が巻き掛けられる。これにより、燃料ポンプ８０が第１チェーン７１を介してクランク軸２でチェーン駆動される。なお、図４では、スプロケットの歯及びチェーンの単位構造は図示を省略してある。

スタータ９０はチェーンカバー２０に取り付けられる。具体的に、図３及び図５に示すように、チェーンカバー２０に、車両前方側に膨出するフランジ状のスタータ取付部２０ｆが形成され（図６参照）、スタータ９０はこのスタータ取付部２０ｆに車両右方（反変速機側）から取り付けられる。スタータ９０を取り付けるための締結ボルト（図示せず）が車両右方（反変速機側）又は左方（変速機側）からスタータ９０（より詳しくはスタータ９０の取付座に形成される挿通孔）を貫通し、スタータ取付部２０ｆに螺合される。

なお、スタータ取付部２０ｆは、本実施形態ではチェーンカバー２０に形成しているが、エンジン本体１０のリヤ側端部とチェーンカバー２０との間、又は、チェーンカバー２０と変速機３０との間に挟み込むように設けた板状部材（図示せず）に形成したものであってもよい。

詳しくは図示しないが、スタータ９０のピニオンギヤがチェーンカバー２０に形成される開口を挿通して変速機３０の内部空間に突出し、クランク軸２と同心に設けられるフライホイール３１の周縁部に形成されるリングギヤ３２と噛合する。

なお、図４に示すように、エンジン本体１０は上部が車両後方に所定角度だけスラントしている。これは、主として、車両前方に配置した吸気マニホールド４０等を含む吸気系のレイアウトスペースを確保するためである。

なお、スタータ９０と燃料ポンプ８０との位置関係は、少なくとも、エンジン本体１０をスラントさせたときにスタータ９０が燃料ポンプ８０よりも車両前方側に突出していればよい。

また、図４に示すように、シリンダヘッド１２の上部に配設される吸気カム軸４１及び排気カム軸５１がリヤ側補機駆動装置７０によりクランク軸２でチェーン駆動される。すなわち、燃料ポンプ８０の駆動軸８１のチェーンカバー２０の内部空間への突出部に上記第１スプロケット８２よりも小径の第２スプロケット８３が設けられ、この第２スプロケット８３と、吸気カム軸４１及び排気カム軸５１のチェーンカバー２０の内部空間への突出部に設けられる吸気カム軸スプロケット４２及び排気カム軸スプロケット５２とに第２チェーン７２が巻き掛けられる。これにより、吸気カム軸４１及び排気カム軸４２が燃料ポンプ駆動軸８１に巻き掛けられる第１チェーン７１及び第２チェーン７２を介してクランク軸２でチェーン駆動される。

（２）本実施形態では、エンジン本体１０のリヤ側端部に、変速機３０が締結される変速機締結用リブ１３ｚを設け、上記リブ１３ｚの所定の車両前方部分１３ｚ’の上方に燃料ポンプ８０を配置し、下方にスタータ９０を配置している（図８参照）。

具体的に、図６に示すように、シリンダブロック１３のリヤ側端部に、変速機３０が締結される変速機締結部１３ｇが設けられ、この変速機締結部１３ｇの外周部に変速機締結用リブ１３ｚが形成される。変速機締結部１３ｇは燃料ポンプ取付部１３ｆよりも広い領域を有し、燃料ポンプ取付部１３ｆの全部がクランク軸線方向視で変速機締結部１３ｇの領域内に位置する。変速機３０はこの変速機締結部１３ｇに車両左方（変速機側）から取り付けられる（図１及び図７参照）。変速機３０を取り付けるための締結ボルト（図示せず）が車両左方（変速機側）から変速機３０（より詳しくは変速機３０の取付座に形成される挿通孔）を貫通し、変速機締結用リブ１３ｚに形成されるボス部１３ｙに螺合される。

その上で、上記変速機締結用リブ１３ｚの車両前方部分１３ｚ’（図６において変速機側縁部のスタータ９０に近接する下部分）の上方かつ後方にシリンダブロック１３の燃料ポンプ取付部１３ｆに車両右方（反変速機側）から取り付けられる燃料ポンプ８０が位置し、上記車両前方部分１３ｚ’の下方かつ前方にチェーンカバー２０のスタータ取付部２０ｆに車両右方（反変速機側）から取り付けられるスタータ９０が位置している。言い換えると、上記車両前方部分１３ｚ’を間に挟んで燃料ポンプ８０とスタータ９０とが上下に配置される。

（３）本実施形態では、変速機締結用リブ１３ｚと変速機３０との間に、エンジン本体１０のリヤ側端面に配設されるチェーン７１，７２及びスプロケット３，４２，５２，８２，８３（言い換えるとリヤ側補機駆動装置７０）を覆うチェーンカバー２０を介設して、上記変速機締結用リブ１３ｚとチェーンカバー２０と変速機３０とを共締めしている。

具体的に、図７に示すように、変速機３０の締結側の端部（本実施形態では右端部）にフランジ３０ｆが形成され、この変速機側フランジ３０ｆと、シリンダブロック１３のリヤ側端部の変速機締結用リブ１３ｚとの間に、チェーンカバー２０を挟んだ状態で、締結ボルト９１が車両左方（変速機側）から変速機側フランジ３０ｆ及びチェーンカバー２０（より詳しくはチェーンカバー２０の取付座に形成される挿通孔）を貫通し、変速機締結用リブ１３ｚのボス部１３ｙに螺合される。

（４）本実施形態では、車両前方から見て吸気マニホールド４０の一部が燃料ポンプ８０と重なるように吸気マニホールド４０をエンジン本体１０の車両前方側側面に配置している。

具体的に、図３に示すように、燃料ポンプ８０は気筒列方向に延び、リヤ側端部（変速機側端部）がチェーンカバー２０の内部空間に突出する一方、フロント側端部が吸気マニホールド４０の分岐管のアーチの下に突入する（図２及び図４参照）。

次に、本実施形態の作用を説明する。

（１）気筒列方向においてクランク軸２の変速機３０への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体１０を含み、車両前部のエンジンルーム１００に気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジン１の補機レイアウトにおいて、エンジン本体１０の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプ８０と、エンジン始動時にクランク軸２を回転させるスタータ９０とが配置され、上記スタータ９０は、上記燃料ポンプ８０よりも車両前方側に突出していることから、前突時には、燃料ポンプ８０よりも先にスタータ９０が車両前方からの衝突物と当接する。そのため、専用部材を追加することなく、燃料ポンプ８０が保護される。

（２）エンジン本体１０のリヤ側端部に、変速機３０が締結される変速機締結用リブ１３ｚが設けられ、燃料ポンプ８０は上記リブ１３ｚの所定の車両前方部分１３ｚ’の上方に配置され、スタータ９０は下方に配置されることから、車両前方からの衝突物との当接により大荷重が加わってスタータ９０が上方に変位する場合でも、スタータ９０の上記変位が上記リブ１３ｚの車両前方部分１３ｚ’によって規制される。そのため、より一層確実に燃料ポンプ８０が保護される。

（３）上記変速機締結用リブ１３ｚと変速機３０との間に、エンジン本体１０のリヤ側端面に配設されるチェーン７１，７２及びスプロケット３，４２，５２，８２，８３を覆うチェーンカバー２０が介設されて、上記変速機締結用リブ１３ｚとチェーンカバー２０と変速機３０とが共締めされることから、上記リブ１３ｚの剛性が高められる。そのため、スタータ９０の上記変位がより一層確実に規制される。

（４）車両前方から見て吸気マニホールド４０の一部が燃料ポンプ８０と重なるように吸気マニホールド４０がエンジン本体１０の車両前方側側面に配置されることから、吸気マニホールド４０を燃料ポンプ８０の保護部材として兼用できる。そのため、吸気マニホールド４０で燃料ポンプ８０を車両前方からの衝突物から保護することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を詳しく説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、燃料ポンプ取付部１３ｆの全部がクランク軸線方向視で変速機締結部１３ｇの領域内に位置するようにしたが、これに代えて、燃料ポンプ取付部１３ｆの一部がクランク軸線方向視で変速機締結部１３ｇの領域内に位置するようにしてもよい。

１ エンジン
２ クランク軸
１０ エンジン本体
１３ｚ 変速機締結用リブ
１３ｚ’ 車両前方部分
２０ チェーンカバー
３０ 変速機
４０ 吸気マニホールド
８０ 燃料ポンプ
９０ スタータ
９１ 締結ボルト
１００ エンジンルーム

Claims (4)

1. 気筒列方向においてクランク軸の変速機への出力側をリヤ側、反対側をフロント側とするエンジン本体を含み、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに搭載されるエンジンの補機レイアウトであって、
   エンジン本体の車両前方側側面かつリヤ側端部に、インジェクタに燃料を圧送する燃料ポンプと、エンジン始動時にクランク軸を回転させるスタータとが配置され、
   上記スタータは、上記燃料ポンプよりも車両前方側に突出していることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。
2. 請求項１に記載のエンジンの補機レイアウトにおいて、
   エンジン本体のリヤ側端部に、変速機が締結される変速機締結用リブが設けられ、
   燃料ポンプは上記リブの所定の車両前方部分の上方に配置され、スタータは下方に配置されることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。
3. 請求項２に記載のエンジンの補機レイアウトにおいて、
   上記変速機締結用リブと変速機との間に、エンジン本体のリヤ側端面に配設されるチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーが介設されて、上記変速機締結用リブとチェーンカバーと変速機とが共締めされることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの補機レイアウトにおいて、
   車両前方から見て吸気マニホールドの一部が燃料ポンプと重なるように吸気マニホールドがエンジン本体の車両前方側側面に配置されることを特徴とするエンジンの補機レイアウト。