JP2020186673A - 多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械式過給機４０の輻射熱からインタークーラー５０を保護して、インタークーラー５０の冷却効率の低下を抑制できる多気筒エンジン１の吸気装置３を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも新気を含む気体を、多気筒エンジン１の各気筒１６に供給する多気筒エンジン１の吸気装置３であって、気体を圧縮する機械式過給機４０と、機械式過給機４０に接続され、機械式過給機４０が吐出した気体を冷却するインタークーラー５０と、インタークーラー５０に接続され、インタークーラー５０が吐出した気体を多気筒エンジン１に導入する内部中空のインテークマニホールド６０とを備え、機械式過給機４０、インテークマニホールド６０、及びインタークーラー５０は、下方からこの順番で重なり合うように配設されたことを特徴とする。【選択図】図６

Description

この発明は、例えば機械式過給機を備えたような多気筒エンジンの吸気装置に関する。

一般的に、自動車などの車両において、複数の気筒を有する多気筒エンジンは、各気筒に吸気される少なくとも新気を含む気体の圧力が高いほど、より高い出力を得ることが知られている。このため、多気筒エンジンの吸気装置には、少なくとも新気を含む気体を圧縮する過給機を備えたものがある。

例えば、特許文献１には、少なくとも新気を含む気体を圧縮する機械式過給機と、機械式過給機から吐出された気体を冷却するインタークーラーと、インタークーラーから多気筒エンジンの各気筒へ気体を導通させるインテークマニホールドとを備えた吸気装置が記載されている。

ところで、機械式過給機は、少なくとも新気を含む気体を圧縮する過程において、軸体の回転に伴う発熱、ロータの噛み合いに伴う発熱、ギヤ対の噛み合いに伴う発熱、及び圧縮に伴う気体の発熱などによって、その温度が上昇して高温状態となり易い。このため、機械式過給機は、軸体やロータなどを収容するハウジングを介して、その熱を外部に放熱している。

この際、特許文献１のように、インタークーラーとインテークマニホールドとが略同じ車両上下方向の位置に配置され、機械式過給機がインタークーラーの下方に配置された吸気装置の場合、機械式過給機が放出した輻射熱によって、インタークーラーが加熱されることで、インタークーラーの冷却効率が低下するおそれがあった。

特開平８−３１２４７５号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーを保護して、インタークーラーの冷却効率の低下を抑制できる多気筒エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

この発明は、少なくとも新気を含む気体を、多気筒エンジンの各気筒に供給する多気筒エンジンの吸気装置であって、前記気体を圧縮する機械式過給機と、該機械式過給機に接続され、前記機械式過給機が吐出した前記気体を冷却するインタークーラーと、該インタークーラーに接続され、前記インタークーラーが吐出した前記気体を前記多気筒エンジンに導入する吸気管部材とを備え、該吸気管部材は、前記多気筒エンジンの上下方向に沿って並設された前記機械式過給機と前記インタークーラーとの間に配設されるとともに、平面視において、前記機械式過給機、及び前記インタークーラーに対して少なくとも一部が重なり合うように配設されたことを特徴とする。
上記少なくとも新気を含む気体とは、エアクリーナーを介して取り込まれた新気、あるいは排気再循環装置からの排気再循環ガスと新気とが混合した気体のことをいう。

この発明により、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーを保護して、インタークーラーの冷却効率の低下を抑制することができる。
具体的には、機械式過給機とインタークーラーとの間に、遮蔽物として吸気管部材が介在するため、多気筒エンジンの吸気装置は、インタークーラーが機械式過給機の輻射熱に直接的に晒されることを防止できる。

換言すると、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱がインタークーラーに伝わることを遮熱する遮熱部材として、吸気管部材を機能させることができる。
この際、内部中空の吸気管部材により、多気筒エンジンの吸気装置は、吸気管部材の内部に空気層を形成できるため、機械式過給機の輻射熱を、吸気管部材で安定して遮熱することができる。

さらに、例えば、吸気管部材に遮熱材を巻着するなどすることで、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱をより安定して遮熱することができる。
従って、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーを保護して、インタークーラーの冷却効率の低下を抑制することができる。

この発明の態様として、前記吸気管部材は、合成樹脂製であってもよい。
この発明により、多気筒エンジンの吸気装置は、金属製の吸気管部材に比べて熱伝導率が低く、かつ比熱が大きい吸気管部材を、機械式過給機とインタークーラーとの間に介在させることができる。

このため、多気筒エンジンの吸気装置は、吸気管部材の内部に介在する空気層との相乗効果により、機械式過給機の輻射熱を効率よく遮熱することができる。
これにより、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーを確実に保護して、インタークーラーの冷却効率の低下をより抑制することができる。

また、この発明の態様として、前記吸気管部材は、平面視において、前記インタークーラーの外形よりも大きい外形形状に形成されてもよい。
この発明により、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機とインタークーラーとの間に、遮蔽物として吸気管部材を確実に介在させることができる。

このため、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱を、吸気管部材によってより確実に遮熱することができる。
これにより、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーをより確実に保護して、インタークーラーの冷却効率の低下をより確実に抑制することができる。

また、この発明の態様として、前記吸気管部材は、前記インタークーラーの下方に位置するサージタンクを備えてもよい。
この発明により、多気筒エンジンの吸気装置は、平面視における面積が比較的大きいサージタンクを、機械式過給機とインタークーラーとの間に介在させることができる。

さらに、サージタンクの内部により大きな空気層を確保できるため、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱をさらに確実に遮熱することができる。
これにより、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーをさらに確実に保護して、インタークーラーの冷却効率の低下をさらに確実に抑制することができる。

また、この発明の態様として、前記吸気管部材は、前記機械式過給機と前記インタークーラーとの間をとおって、前記多気筒エンジンの各吸気ポートに接続される複数の独立吸気通路を備えてもよい。
この発明により、多気筒エンジンの吸気装置は、平面視において、機械式過給機とインタークーラーとの間に配設される吸気管部材の面積をより大きく確保することができる。

このため、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機とインタークーラーとの間に、吸気管部材を遮蔽物としてより確実に介在させることができる。
これにより、多気筒エンジンの吸気装置は、機械式過給機の輻射熱を、吸気管部材によって安定して遮熱できるために、インタークーラーの冷却効率の低下をより一層抑制することができる。

また、この発明の態様として、前記機械式過給機は、前記インタークーラーに対向する部分に、圧縮された前記気体を吐出する過給機出口部を備えてもよい。
この発明により、多気筒エンジンの吸気装置は、吸気装置の大型化を抑えて、インタークーラーの冷却効率の低下を抑制することができる。

具体的には、インタークーラーに対向する部分に過給機出口部を備えたことにより、多気筒エンジンの吸気装置は、上下方向の長さを抑えた配管で、機械式過給機とインタークーラーとを略直線的に接続することができる。

このため、多気筒エンジンの吸気装置は、配管の内部を流動する気体が、機械式過給機の輻射熱によって加熱されることを抑制できる。
これにより、多気筒エンジンの吸気装置は、吸気装置の大型化を抑えて、インタークーラーの冷却効率の低下を抑制することができる。

本発明により、機械式過給機の輻射熱からインタークーラーを保護して、インタークーラーの冷却効率の低下を抑制できる多気筒エンジンの吸気装置を提供することができる。

多気筒エンジンにおけるシステム構成を示すシステム構成図。 左側面視における多気筒エンジン、及び吸気装置の外観を示す左側面図。 平面視における多気筒エンジン、及び吸気装置の外観を示す平面図。 上方視における吸気装置の外観を示す外観斜視図。 右側面視における吸気装置の外観を示す右側面図。 図２中のＡ−Ａ矢視断面図。 左側方からの吸気装置の外観を示す外観斜視図。 図２中のＢ−Ｂ矢視断面図。 インタークーラーを取外した状態の吸気装置の外観を示す外観斜視図。 インタークーラーを取外した状態の吸気装置の平面視を示す平面図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
本実施形態は、複数の気筒を有する多気筒エンジンに対して、少なくとも新気を含む気体を機械式過給機で圧縮して供給する吸気装置について、図１から図１０を用いて説明する。

なお、図１は多気筒エンジン１におけるシステム構成図を示し、図２は多気筒エンジン１、及び吸気装置３の左側面図を示し、図３は多気筒エンジン１、及び吸気装置３の平面図を示し、図４は上方視における吸気装置３の外観斜視図を示し、図５は吸気装置３の右側面図を示している。

さらに、図６は図２中のＡ−Ａ矢視断面図を示し、図７は左側方からの吸気装置３の外観斜視図を示し、図８は図２中のＢ−Ｂ矢視断面図を示し、図９はインタークーラー５０を取外した状態の吸気装置３の外観斜視図を示し、図１０はインタークーラー５０を取外した状態の吸気装置３の平面図を示している。

また、図中において、矢印Ｆｒ及び矢印Ｒｒは多気筒エンジン１の前後方向を示しており、矢印Ｆｒは前方を示し、矢印Ｒｒは後方を示している。さらに、矢印Ｒｈ及び矢印Ｌｈは多気筒エンジン１の幅方向を示しており、矢印Ｒｈは右方向を示し、矢印Ｌｈは左方向を示している。

また、図示を明確にするため、図１中において、多気筒エンジン１に燃料を供給する燃料供給装置の図示を省略するとともに、図２及び図３中において、多気筒エンジン１の詳細な図示を省略している。さらに、図示を明確にするため、図５及び図６中において、機械式過給機４０の詳細な図示を省略している。

まず、本実施形態における多気筒エンジンのシステム構成は、図１に示すように、ガソリンを含有する燃料の供給を受けて駆動力を出力する多気筒エンジン１と、多気筒エンジン１に少なくとも新気を含む気体を供給する吸気装置３と、多気筒エンジン１から排出された排気ガスを外部に導通させる排気装置５と、排気ガスの一部を吸気装置３に再循環させる排気再循環装置７（以下、ＥＧＲ装置７と呼ぶ）とを備えている。

多気筒エンジン１は、クランク軸１１の軸中心に沿った軸方向（前後方向）に沿って、複数の気筒が直列に配設されたエンジンである。なお、本実施形態では、多気筒エンジン１として、直列６気筒の縦置きエンジンを用いて説明する。

具体的には、多気筒エンジン１は、図１及び図２に示すように、前後方向を軸中心とするクランク軸１１を回転自在に支持するエンジンブロック１２と、エンジンブロック１２の上面に装着されたシリンダヘッド１３と、シリンダヘッド１３の上面に装着されたヘッドカバー（図示省略）と、エンジンブロック１２の下面に装着されたオイルパン１４とで構成されている。

この多気筒エンジン１の内部には、図１に示すように、ピストン１５を上下方向に摺動可能に収容する気筒１６と、気筒１６及びピストン１５で構成された空間である燃焼室Ｖとが、前後方向に沿って６つ形成されている。

さらに、多気筒エンジン１の内部には、図１に示すように、燃焼室Ｖと吸気装置３とに連通する２つの吸気ポート１７、及び燃焼室Ｖと排気装置５とに連通する２つの排気ポート１８が、気筒１６ごとに形成されている。
なお、吸気ポート１７、及び排気ポート１８は、シリンダヘッド１３に形成されているものとする。

加えて、多気筒エンジン１には、図１に示すように、ピストン１５の動きに連動して吸気ポート１７を開閉する吸気バルブ１９と、ピストン１５の動きに連動して排気ポート１８を開閉する排気バルブ２０と、燃焼室Ｖ内に燃料を噴射する燃料噴射用インジェクタ２１と、燃焼室Ｖ内の燃料に点火する点火プラグ２２とを、気筒１６ごとに備えている。

また、吸気装置３は、図１に示すように、外気を新気として取込む内部中空のエアダクト３１と、エアダクト３１を介して取込んだ新気に含まれる粉塵を除去するエアクリーナー３２と、少なくとも新気を含む気体を圧縮する機械式過給機４０と、機械式過給機４０で圧縮された圧縮気体を冷却するインタークーラー５０と、少なくとも新気を含む気体を多気筒エンジン１の各吸気ポート１７に供給するインテークマニホールド６０とを備えている。

さらに、吸気装置３は、図１に示すように、エアクリーナー３２から下流側の機械式過給機４０へ気体を導通させる吸気通路３３と、インタークーラー５０を介して、機械式過給機４０から下流側のインテークマニホールド６０に圧縮気体を導通させる過給通路３４と、機械式過給機４０を介さず迂回するように吸気通路３３から下流側のインテークマニホールド６０へ非圧縮の気体を導通させる自然吸気通路３５とを備えている。

吸気通路３３には、図１に示すように、エアクリーナー３２から下流に向けて流動する新気の流動量を調整するスロットルバルブ３６が配設されている。
自然吸気通路３５は、図１に示すように、スロットルバルブ３６よりも下流側の吸気通路３３とインテークマニホールド６０とを接続している。この自然吸気通路３５には、吸気通路３３からの新気の導入と、導入の遮断とを切換えるバイパスバルブ３７が開閉自在に配設されている。

また、排気装置５は、図１に示すように、多気筒エンジン１の各排気ポート１８に接続されたエキゾーストマニホールド５ａと、排気管５ｂを介してエキゾーストマニホールド５ａに接続された第１触媒５ｃと、排気管５ｂを介して第１触媒５ｃに接続された第２触媒５ｄと、排気管５ｂを介して第２触媒５ｄに接続されたサイレンサー（図示省略）などで構成されている。
なお、第１触媒５ｃは、例えば、三次元触媒などであり、第２触媒５ｄは、例えば、ガソリン・パティキュレート・フィルターなどである。

また、ＥＧＲ装置７は、図１に示すように、エアクリーナー３２よりも下流側の吸気通路３３と第１触媒５ｃとを接続するＥＧＲ配管７ａ、吸気装置３に還流される排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ７ｂ、及び吸気装置３に還流される排気ガスを冷却するＥＧＲクーラー７ｃなどで構成されている。

引き続き、上述した吸気装置３のエアダクト３１、エアクリーナー３２、機械式過給機４０、インタークーラー５０、インテークマニホールド６０、吸気通路３３、過給通路３４、及び自然吸気通路３５について、さらに詳述する。

なお、吸気装置３は、図２及び図３に示すように、インテークマニホールド６０がシリンダヘッド１３の幅方向左側に配設され、インテークマニホールド６０の下方に近接して機械式過給機４０が配設され、インテークマニホールド６０の上方に近接してエアダクト３１、エアクリーナー３２、及びインタークーラー５０が配設された状態で、多気筒エンジン１に接続されている。

エアダクト３１は、図２から図４に示すように、多気筒エンジン１の前部から多気筒エンジン１の後部にかけて配設されている。具体的には、エアダクト３１は、幅方向左側へ向けて開口を有する一端から、幅方向右側へ延設されたのち、後方へ向けて延びる筒状体に形成されている。

エアクリーナー３２は、多気筒エンジン１の後部に配設されている。このエアクリーナー３２は、前方側にエアダクト３１の後端が導通可能に接続され、幅方向左側に後述する吸気通路３３の一端が導通可能に接続されている。

また、機械式過給機４０は、多気筒エンジン１の前部に設けたクランクプーリー２３に、図示を省略したベルトを介して接続され、多気筒エンジン１の出力で駆動する過給機である。
具体的には、機械式過給機４０は、例えば、リショルム式過給機などであって、多気筒エンジン１のクランクプーリー２３に、ベルトを介して連結される過給機プーリー４１、クランク軸１１に略平行な回転軸を有する一対のロータ、多気筒エンジン１からの駆動力の伝達と伝達の遮断とを切換える電磁クラッチ、及びこれらを収容するハウジング４２などで構成されている。

なお、この機械式過給機４０のハウジング４２は、図４及び図６に示すように、幅方向に沿った縦断面における断面形状が、幅方向に長い略長楕円形状の筒状体であって、インテークマニホールド６０の下方に位置する外面部分に、ハウジング４２の内部で発生した熱を外部に放熱するための放熱フィン４２ａが、前後方向に所定間隔を隔てて複数突設されている。

さらに、ハウジング４２には、図６に示すように、新気、またはＥＧＲ装置７を介して還流された排気ガスと新気との混合気体が流入する過給機入口部（図示省略）が後面に開口形成され、圧縮された新気または混合気体が吐出される過給機出口部４３が、インタークーラー５０に上下方向で対向する上面に開口形成されている。
そして、ハウジング４２には、図５及び図６に示すように、後述する吸気通路３３の他端が後面の過給機入口部に導通可能に接続され、後述する過給通路３４の一端が上面の過給機出口部４３に導通可能に接続されている。

また、インタークーラー５０は、外部から冷却水の供給を受付けて、圧縮された新気または新気と排気ガスとの混合気体を冷却する水冷式の熱交換装置である。
このインタークーラー５０は、図３及び図４に示すように、前後方向に長い平面視略矩形のボックス状であって、平面視において、幅方向左側後方の角部に対して、幅方向左側前方の角部が幅方向左側に位置するように傾斜した状態で配設されている。

さらに、インタークーラー５０は、図６及び図７に示すように、側面視において、前端に対して後端が僅かに上方に位置するとともに、幅方向に沿った断面において、幅方向右端に対して幅方向左端が下方に位置するように、その下面が傾斜した状態で配設されている。換言すると、インタークーラー５０は、略水平な方向に対して、その下面が傾斜した状態で配設されている。

具体的には、インタークーラー５０は、図４から図８に示すように、冷却水が流動する熱交換器５１と、熱交換器５１を収容保持する略ボックス状体のケーシング５２とで構成されている。
熱交換器５１は、図４、図６、図７、及び図８に示すように、ケーシング５２に収容される平面視略矩形の交換器本体５１ａと、交換器本体５１ａの上面に一体的に設けられるとともに、交換器本体５１ａよりも大きい平面視略矩形の平板部５１ｂとで構成されている。

なお、平板部５１ｂの上面には、交換器本体５１ａに冷却水を導入するための導入口であるインレットと、冷却水を外部に導出するための導出口であるアウトレットとが一体形成されている。
ケーシング５２は、図４及び図６に示すように、上面が開口した略ボックス状であって、上面の開口が熱交換器５１の平板部５１ｂによって閉塞されている。

より詳しくは、ケーシング５２は、図５から図８に示すように、交換器本体５１ａにおける略幅方向の長さよりも長い間隔を隔てて、略幅方向に対向する右側面部５２１、及び左側面部５２２と、熱交換器５１の交換器本体５１ａに略同じ前後方向の間隔を隔てて、略前後方向に対向する前面部５２３、及び後面部５２４と、これらを下方から覆う底面部５２５とで一体形成されている。

換言すると、ケーシング５２は、図６及び図８に示すように、熱交換器５１よりも幅方向右側に設けた所定容積の第１の内部空間Ｓ１と、熱交換器５１の交換器本体５１ａが収容される第２の内部空間Ｓ２と、熱交換器５１よりも幅方向左側に設けた所定容積の第３の内部空間Ｓ３とを有する略ボックス状に形成されている。

右側面部５２１は、図８に示すように、前後方向に沿った水平断面において、交換器本体５１ａにおける幅方向右側の側面に対して幅方向右側へ所定間隔を隔てた位置に形成されている。
より詳しくは、右側面部５２１は、図５及び図８に示すように、前後方向略中央、かつ上下方向略中央部分が、幅方向右側に最も膨出したような形状に形成されている。

左側面部５２２は、図８に示すように、前後方向に沿った水平断面において、交換器本体５１ａにおける幅方向左側の側面に対して幅方向左側へ所定間隔を隔てた位置に形成されている。
より詳しくは、左側面部５２２は、図４、図７、及び図８に示すように、前端から前後方向略中央にかけて、漸次、幅方向左側へ膨出した前部と、前部から後方へ延設された後部とを一体化した形状に形成されている。

前面部５２３は、図８に示すように、前後方向に沿った水平断面において、右側面部５２１の前端と左側面部５２２の前端を連結する略平板状に形成されている。
後面部５２４は、図８に示すように、前後方向に沿った水平断面において、右側面部５２１の後端と左側面部５２２の後端を連結する略平板状に形成されている。

この後面部５２４には、図８に示すように、交換器本体５１ａよりも幅方向左側部分に、後述する吸気通路３３と第３の内部空間Ｓ３とを連通させるとともに、吸気通路３３を介して、少なくとも新気を含む気体が導入される第１導入開口部５２ａが開口形成されている。
底面部５２５は、図５から図８に示すように、交換器本体５１ａの下面に隣接する略平坦な下面を有するとともに、略幅方向の両端近傍が右側面部５２１、及び左側面部５２２にかけて緩やかに上方へ傾斜した傾斜面を有する形状に形成されている。

さらに、底面部５２５には、図５、図６、及び図８に示すように、機械式過給機４０で圧縮された圧縮気体が導入される第２導入開口部５２ｂと、インテークマニホールド６０へ向けて気体を導出するする導出開口部５２ｃとが開口形成されている。

なお、上述した第１導入開口部５２ａ、第２導入開口部５２ｂ、及び導出開口部５２ｃは、平面視において、第１導入開口部５２ａの略中央と導出開口部５２ｃの略中央とを結ぶ仮想直線と、第２導入開口部５２ｂの略中央と導出開口部５２ｃの略中央とを結ぶ仮想直線とが、略直交するように開口形成されている。

より詳しくは、第２導入開口部５２ｂは、図８に示すように、平面視略円形状の開口であって、熱交換器５１の交換器本体５１ａよりも幅方向右側、かつ底面部５２５の前後方向略中央の位置において、右側面部５２１の下部に跨って開口形成されている。

一方、導出開口部５２ｃは、図８に示すように、前後方向に長い平面視略長楕円形状の開口であって、熱交換器５１の交換器本体５１ａよりも幅方向左側側、かつ底面部５２５の前後方向略中央の位置において、左側面部５２２の下部に跨って開口形成されている。
そして、ケーシング５２には、図５から図７に示すように、第２導入開口部５２ｂの縁端から下方に延びる略筒状の導入管部５２６と、導出開口部５２ｃの縁端から下方に延びる略筒状の導出管部５２７が一体形成されている。

このような構成のため、インタークーラー５０には、図８に示すように、機械式過給機４０で圧縮された圧縮気体が流動する通路が、導入管部５２６、第１の内部空間Ｓ１、第２の内部空間Ｓ２、第３の内部空間Ｓ３、及び導出管部５２７で形成され、吸気通路３３からの少なくとも新気を含む気体が流動する通路が、第１導入開口部５２ａ、第３の内部空間Ｓ３、及び導出管部５２７で形成されている。

また、インテークマニホールド６０は、図２及び図４に示すように、少なくとも、機械式過給機４０のハウジング４２における放熱フィン４２ａが設けられた部分と、インタークーラー５０との間に位置するように配設されている。

このインテークマニホールド６０は、図２から図７に示すように、平面視において、インタークーラー５０における前後方向の長さよりも長い前後方向の長さと、インタークーラー５０における幅方向の長さよりも長い幅方向の長さとを有する外形形状に形成されている。換言すると、インテークマニホールド６０は、平面視において、インタークーラー５０を下方側から覆う大きさの外形形状に形成されている。

より詳しくは、インテークマニホールド６０は、図７、図９、及び図１０に示すように、インタークーラー５０の導出管部５２７が接続されるインマニ本体６１と、インマニ本体６１を多気筒エンジン１に締結固定するための連結部材６２とで構成されている。
インマニ本体６１は、例えば、エンジニアリングプラスチックのように、耐熱性を有する合成樹脂製の内部中空形状に形成されている。

このインマニ本体６１は、図７、図９、及び図１０に示すように、少なくとも新気を含む気体の流速を安定化するサージタンク６３と、サージタンク６３から多気筒エンジン１の各吸気ポート１７へ向けて延びる６つの独立吸気管６４とで一体形成されている。

サージタンク６３は、図６及び図１０に示すように、多気筒エンジン１に組付けられた状態において、インタークーラー５０における熱交換器５１の幅方向略中央よりも幅方向左側の部分に対して、下方で対向する位置に形成されている。

このサージタンク６３は、図７、図９、及び図１０に示すように、インテークマニホールド６０における前後方向略中央に位置するとともに、インタークーラー５０の導出管部５２７が接続される内部中空の接続部６３１と、接続部６３１の内部に連通する内部中空の第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３とで構成されている。

なお、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３は、接続部６３１を介して、互いに連通するように形成されている。
接続部６３１は、図１０に示すように、６つの気筒１６のうち、最も後方に位置するＮｏ１気筒１６と、最も前方に位置するＮｏ６気筒１６との間において、前後方向略中央に位置するように形成されている。

具体的には、接続部６３１は、図７及び図１０に示すように、上下方向に延びる上下方向筒状部分６３１ａと、筒状部分の下端から前後方向に延びる幅方向筒状部分６３１ｂとで一体形成されている。
この上下方向筒状部分６３１ａは、図９及び図１０に示すように、前後方向に長い平面視略長楕円形状の筒状体であって、その前後方向略中央には、前後に開口を隔てるように、幅方向に延びる仕切板６３１ｃが一体形成されている。

第１サージタンク６３２は、図９及び図１０に示すように、接続部６３１に対して前方側に位置している。一方、第２サージタンク６３３は、図９及び図１０に示すように、接続部６３１に対して後方側に位置している。
なお、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３は、図１０に示すように、その内部空間の容積が略同じになるように、接続部６３１をとおる幅方向に沿った仮想直線を対称軸とした平面視略対称形状に形成されている。

６つの独立吸気管６４は、図１０に示すように、６つの気筒１６のうち、最も後方に位置するＮｏ１気筒１６に接続される独立吸気管６４１と、Ｎｏ１気筒１６の前方に位置するＮｏ２気筒１６に接続される独立吸気管６４２と、Ｎｏ２気筒１６の前方に位置するＮｏ３気筒１６に接続される独立吸気管６４３と、Ｎｏ３気筒１６の前方に位置するＮｏ４気筒１６に接続される独立吸気管６４４と、Ｎｏ４気筒１６の前方に位置するＮｏ５気筒１６に接続される独立吸気管６４５と、最も前方に位置するＮｏ６気筒１６に接続される独立吸気管６４６とで構成されている。

このうち、Ｎｏ１気筒１６に接続される独立吸気管６４１、Ｎｏ２気筒１６に接続される独立吸気管６４２、Ｎｏ３気筒１６に接続される独立吸気管６４３が、第２サージタンク６３３に形成され、Ｎｏ４気筒１６に接続される独立吸気管６４４、Ｎｏ５気筒１６に接続される独立吸気管６４５、Ｎｏ６気筒１６に接続される独立吸気管６４６が、第１サージタンク６３２に形成されている。

この６つの独立吸気管６４のうち、Ｎｏ１気筒１６に接続される独立吸気管６４１と、Ｎｏ６気筒１６に接続される独立吸気管６４６とは、図１０に示すように、接続部６３１をとおる幅方向に沿った仮想直線を対称軸とした平面視略対称形状に形成されている。

また、Ｎｏ２気筒１６に接続される独立吸気管６４２が、平面視において、後述する吸気通路３３を避けるように湾曲した形状に形成され、Ｎｏ４気筒１６に接続される独立吸気管６４４、及びＮｏ５気筒１６に接続される独立吸気管６４５が、平面視において、後述する過給通路３４を避けるように湾曲した形状に形成されている。

加えて、この６つの独立吸気管６４は、図４、図６、及び図９に示すように、多気筒エンジン１に組付けられた状態において、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間をとおるように、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３から幅方向右側へ延設されている。

具体的には、独立吸気管６４は、図１０に示すように、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３から幅方向右側へ延びる本体部分６４ａと、連結部材６２の近傍で２つに分岐した先端部分６４ｂとで一体形成されている。この先端部分６４ｂは、連結部材６２を介して、各気筒１６の２つの吸気ポート１７に接続されている。

連結部材６２は、例えば、アルミ合金などの金属製であって、インマニ本体６１の複数の独立吸気管６４を一体的に支持するとともに、多気筒エンジン１に締結固定可能な形状に形成されている。なお、インマニ本体６１と連結部材６２とは、例えば、接着剤などで固定されているものとする。

また、吸気通路３３は、図４、図５、及び図７に示すように、一端がエアクリーナー３２に接続された第１配管３３１と、スロットルバルブ３６を内部に有するとともに、第１配管３３１に接続されたスロットルボディ３３２と、スロットルボディ３３２に接続された分岐配管３３３と、分岐配管３３３と機械式過給機４０とを接続する第２配管３３４、及び第３配管３３５とで構成されている。

第１配管３３１は、図７に示すように、エアクリーナー３２の幅方向左側に近接配置されたスロットルボディ３３２と、エアクリーナー３２とを接続している。この第１配管３３１は、エアクリーナー３２から幅方向左側、かつ下方へ向けて延設されている。

分岐配管３３３は、図５、図７、及び図８に示すように、スロットルボディ３３２に接続された一端から、平面視Ｕ字状に屈曲するように、幅方向右側へ向けて延設されたのち、下方へ向けて延設された右側分岐部３３３ａと、スロットルボディ３３２に接続された一端から前方、かつ幅方向左側へ向けて延設された左側分岐部３３３ｂと、右側分岐部３３３ａに対向するとともに、幅方向左側に延設されたＥＧＲ接続部３３３ｃとで一体形成されている。

このうち、右側分岐部３３３ａには、後述する第２配管３３４が接続され、左側分岐部３３３ｂには、後述する自然吸気通路３５が接続され、ＥＧＲ接続部３３３ｃにはＥＧＲ装置７のＥＧＲ配管７ａが接続されている。
第２配管３３４は、図５、図９、及び図１０に示すように、最も後方に位置するＮｏ１気筒１６に接続される独立吸気管６４１の本体部分６４ａと、その前方に位置するＮｏ２気筒１６に接続される独立吸気管６４２の本体部分６４ａとの間に配設されている。

具体的には、第２配管３３４は、図５に示すように、側面視において、Ｎｏ１気筒１６に接続される独立吸気管６４１の本体部分６４ａと、Ｎｏ２気筒１６に接続される独立吸気管６４２の本体部分６４ａと間において、略上下方向に延びる筒状体に形成されている。なお、第２配管３３４は、インマニ本体６１に一体形成されている。

第３配管３３５は、図５に示すように、インテークマニホールド６０の下方において、第２配管３３４と機械式過給機４０の過給機入口部とを接続している。この第３配管３３５は、機械式過給機４０の過給機入口部に対して、前後方向に沿って接続されている。
具体的には、第３配管３３５は、図５に示すように、第２配管３３４の下端から下方へ延びたのち、前方へ向けて屈曲した形状に形成されている。

また、過給通路３４は、図５から図８に示すように、機械式過給機４０の上部に接続された出口配管３４１と、インタークーラー５０の導入管部５２６と、インタークーラー５０の第１の内部空間Ｓ１、第２の内部空間Ｓ２、及び第３の内部空間Ｓ３と、インタークーラー５０の導出管部５２７とで構成されている。
出口配管３４１は、機械式過給機４０とは別体で構成され、機械式過給機４０の過給機出口部４３を覆う略平板状の天板部３４１ａと、天板部３４１ａから上方へ延びる略円筒状の配管部３４１ｂとで一体形成されている。

この配管部３４１ｂは、図５、図６、図９、及び図１０に示すように、最も後方に位置するＮｏ１気筒１６から数えて４つ目のＮｏ４気筒１６に接続される独立吸気管６４４の本体部分６４ａと、その前方に位置するＮｏ５気筒１６に接続される独立吸気管６４５の本体部分６４ａとの間に配設されている。

具体的には、配管部３４１ｂは、図５に示すように、側面視において、Ｎｏ４気筒１６に接続される独立吸気管６４４の本体部分６４ａと、Ｎｏ５気筒１６に接続される独立吸気管６４５の本体部分６４ａとの間において、略上下方向に延びる筒状体に形成されている。

また、自然吸気通路３５は、図７及び図８に示すように、バイパスバルブ３７を内部に有する弁体収容部３５１と、インタークーラー５０の第３の内部空間Ｓ３と、インタークーラー５０の導出管部５２７とで構成されている。
なお、弁体収容部３５１は、図７及び図８に示すように、一端が吸気通路３３における分岐配管３３３の左側分岐部３３３ｂに接続され、他端がインタークーラー５０の第１導入開口部５２ａに接続されている。

このように、自然吸気通路３５は、図８に示すように、少なくともインタークーラー５０の第３の内部空間Ｓ３、及び導出管部５２７を、過給通路３４と共用するように構成されている。換言すれば、上述したインタークーラー５０は、過給通路３４の一部と、自然吸気通路３５の一部とを一体化した一体化通路として構成されている。

次に、上述した構成の吸気装置３において、少なくとも新気を含む気体が、多気筒エンジン１の各気筒１６に導入されるまでの気体の流れについて、簡単に説明する。
まず、自然吸気通路３５のバイパスバルブ３７が閉弁状態において、機械式過給機４０が駆動した場合、エアクリーナー３２を介して導入された新気は、図７及び図８中の矢印Ｗ１で示した気体の流れＷ１のように、吸気通路３３の第１配管３３１をとおって、分岐配管３３３の右側分岐部３３３ａに流入する。

この際、ＥＧＲバルブ７ｂが開弁状態の場合、分岐配管３３３に流入した新気は、ＥＧＲ配管７ａを介して、分岐配管３３３に還流された排気ガスと混ざり合った気体状態で、分岐配管３３３の右側分岐部３３３ａに流入する。
その後、分岐配管３３３の右側分岐部３３３ａに流入した少なくとも新気を含む気体は、図５中の矢印Ｗ２で示した気体の流れＷ２のように、吸気通路３３の第２配管３３４、及び第３配管３３５をとおって、機械式過給機４０に流入する。

そして、機械式過給機４０で圧縮された圧縮気体は、図５及び図６中の矢印Ｗ３で示した気体の流れＷ３のように、機械式過給機４０の過給機出口部４３から過給通路３４の出口配管３４１、及びインタークーラー５０の導入管部５２６をとおって、インタークーラー５０の第１の内部空間Ｓ１に流入する。

インタークーラー５０に流入した圧縮気体は、図６及び図８中の矢印Ｗ４で示した気体の流れＷ４のように、インタークーラー５０の導出管部５２７へ向けて流動する。この際、圧縮気体は、熱交換器５１の交換器本体５１ａとの熱交換によって冷却されながら、導出管部５２７へ向けて流動する。

その後、熱交換器５１で冷却された圧縮気体は、図６中の矢印Ｗ５で示した気体の流れＷ５のように、インタークーラー５０の導出管部５２７からインテークマニホールド６０の接続部６３１に流入したのち、第１サージタンク６３２と第２サージタンク６３３とに分流する。

この際、インテークマニホールド６０の接続部６３１に流入した圧縮気体は、接続部６３１の仕切板６３１ｃによって、第１サージタンク６３２と第２サージタンク６３３とに分流される。
そして、第１サージタンク６３２の内部、及び第２サージタンク６３３の内部において、流速が安定した気体は、独立吸気管６４、及び多気筒エンジン１の吸気ポート１７を介して、多気筒エンジン１の各気筒１６に供給される。

また、自然吸気通路３５のバイパスバルブ３７が開弁状態、かつ機械式過給機４０が駆動していない場合、エアクリーナー３２を介して導入された新気は、図７及び図８中の矢印Ｗ６で示した気体の流れＷ６のように、吸気通路３３の第１配管３３１をとおって、分岐配管３３３の左側分岐部３３３ｂに流入する。

この際、ＥＧＲバルブ７ｂが開弁状態の場合、分岐配管３３３に流入した新気は、ＥＧＲ配管７ａを介して、分岐配管３３３に還流された排気ガスと混ざり合った気体状態で、分岐配管３３３の左側分岐部３３３ｂに流入する。

その後、分岐配管３３３の左側分岐部３３３ｂに流入した少なくとも新気を含む非圧縮の気体は、図８中の矢印Ｗ７で示した気体の流れＷ７のように、自然吸気通路３５の弁体収容部３５１を介して、インタークーラー５０の第３の内部空間Ｓ３に流入したのち、インタークーラー５０の導出管部５２７を介して、インテークマニホールド６０に流入する。

そして、インテークマニホールド６０に流入した非圧縮の気体は、図６中の矢印Ｗ５で示した気体の流れＷ５のように、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３に分流したのち、独立吸気管６４、及び多気筒エンジン１の吸気ポート１７を介して、多気筒エンジン１の各気筒１６に供給される。

また、自然吸気通路３５のバイパスバルブ３７が閉弁状態、かつ機械式過給機４０が駆動している状態から、自然吸気通路３５のバイパスバルブ３７が開弁状態に移行するとともに、機械式過給機４０の駆動停止が開始された場合、機械式過給機４０で圧縮された圧縮気体が、過給通路３４を流動する一方で、少なくとも新気を含む非圧縮の気体が、分岐配管３３３の左側分岐部３３３ｂを介して、自然吸気通路３５に流入開始する。

このため、インタークーラー５０の内部は、図８に示すように、気体の流れＷ４に沿って、第２導入開口部５２ｂから導出開口部５２ｃへ向かう圧縮気体と、気体の流れＷ７に沿って、第１導入開口部５２ａから導出開口部５２ｃへ向かう非圧縮の気体とが、略同時に流動している状態となる。
そして、第２導入開口部５２ｂから導出開口部５２ｃへ向かう圧縮気体、及び第１導入開口部５２ａから導出開口部５２ｃへ向かう非圧縮の気体は、インタークーラー５０の導出管部５２７によって案内されながら、インテークマニホールド６０のサージタンク６３に流入する。

この際、第２導入開口部５２ｂから導出開口部５２ｃへ向かう圧縮気体、及び第１導入開口部５２ａから導出開口部５２ｃへ向かう非圧縮の気体は、インタークーラー５０の導出開口部５２ｃで衝突することで、互いに混ざり合いながら、インタークーラー５０の導出管部５２７を通過する。

その後、圧縮気体と非圧縮の気体との混合気体は、図６中の矢印Ｗ５で示した気体の流れＷ５のように、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３に分流したのち、独立吸気管６４、及び多気筒エンジン１の吸気ポート１７を介して、多気筒エンジン１の各気筒１６に供給される。

以上のように、少なくとも新気を含む気体を、多気筒エンジン１の各気筒１６に供給する多気筒エンジン１の吸気装置３は、気体を圧縮する機械式過給機４０と、機械式過給機４０に接続され、機械式過給機４０が吐出した気体を冷却するインタークーラー５０と、インタークーラー５０に接続され、インタークーラー５０が吐出した気体を多気筒エンジン１に導入するインテークマニホールド６０とを備え、インテークマニホールド６０が、多気筒エンジン１の上下方向に沿って並設された機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に配設されるとともに、平面視において、機械式過給機４０、及びインタークーラー５０に対して少なくとも一部が重なり合うように配設されたことにより、機械式過給機４０の輻射熱からインタークーラー５０を保護して、インタークーラー５０の冷却効率の低下を抑制することができる。

具体的には、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に、遮蔽物としてインテークマニホールド６０が介在するため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、インタークーラー５０が機械式過給機４０の輻射熱に直接的に晒されることを防止できる。

換言すると、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱がインタークーラー５０に伝わることを遮熱する遮熱部材として、インテークマニホールド６０を機能させることができる。
この際、内部中空のインテークマニホールド６０により、多気筒エンジン１の吸気装置３は、インテークマニホールド６０の内部に空気層を形成できるため、機械式過給機４０の輻射熱を、インテークマニホールド６０で安定して遮熱することができる。

さらに、例えば、インテークマニホールド６０に遮熱材を巻着するなどすることで、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱をより安定して遮熱することができる。
従って、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱からインタークーラー５０を保護して、インタークーラー５０の冷却効率の低下を抑制することができる。

また、インテークマニホールド６０が、合成樹脂製であるため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、金属製のインテークマニホールドに比べて熱伝導率が低く、かつ比熱が大きいインテークマニホールド６０を、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に介在させることができる。

このため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、インテークマニホールド６０の内部に介在する空気層との相乗効果により、機械式過給機４０の輻射熱を効率よく遮熱することができる。
これにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱からインタークーラー５０を確実に保護して、インタークーラー５０の冷却効率の低下をより抑制することができる。

また、インテークマニホールド６０が、平面視において、インタークーラー５０の外形よりも大きい外形形状に形成されたことにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に、遮蔽物としてインテークマニホールド６０を確実に介在させることができる。

このため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱を、インテークマニホールド６０によってより確実に遮熱することができる。
これにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱からインタークーラー５０をより確実に保護して、インタークーラー５０の冷却効率の低下をより確実に抑制することができる。

また、インテークマニホールド６０が、インタークーラー５０の下方に位置するサージタンク６３を備えたことにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、平面視における面積が比較的大きいサージタンク６３を、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に介在させることができる。

さらに、サージタンク６３の内部により大きな空気層を確保できるため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱をさらに確実に遮熱することができる。
これにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱からインタークーラー５０をさらに確実に保護して、インタークーラー５０の冷却効率の低下をさらに確実に抑制することができる。

また、インテークマニホールド６０が、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間をとおって、多気筒エンジン１の各吸気ポート１７に接続される複数の独立吸気管６４を備えたことにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、平面視において、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に配設されるインテークマニホールド６０の面積をより大きく確保することができる。

このため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０とインタークーラー５０との間に、インテークマニホールド６０を遮蔽物としてより確実に介在させることができる。
これにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、機械式過給機４０の輻射熱を、インテークマニホールド６０によって安定して遮熱できるために、インタークーラー５０の冷却効率の低下をより一層抑制することができる。

また、機械式過給機４０が、インタークーラー５０に対向する上面部分に、圧縮された気体を吐出する過給機出口部４３を備えたことにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、吸気装置３の大型化を抑えて、インタークーラー５０の冷却効率の低下を抑制することができる。

具体的には、インタークーラー５０に対向する部分に過給機出口部４３を備えたことにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、上下方向の長さを抑えた出口配管３４１で、機械式過給機４０とインタークーラー５０とを略直線的に接続することができる。

このため、多気筒エンジン１の吸気装置３は、出口配管３４１の内部を流動する気体が、機械式過給機４０の輻射熱によって加熱されることを抑制できる。
これにより、多気筒エンジン１の吸気装置３は、吸気装置３の大型化を抑えて、インタークーラー５０の冷却効率の低下を抑制することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の少なくとも新気を含む気体は、実施形態の新気または新気と排気ガスとの混合気体に対応し、
以下同様に、
吸気管部材は、インテークマニホールド６０に対応し、
独立吸気通路は、独立吸気管６４に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述した実施形態において、縦置きの多気筒エンジン１としたが、これに限定せず、横置きの多気筒エンジンとしてもよい。
また、直列６気筒の多気筒エンジン１としたが、これに限定せず、例えば、直列４気筒や、複数の気筒を有するＶ型エンジンなどであってもよい。
また、合成樹脂製のインテークマニホールド６０としたが、これに限定せず、遮熱性を有する遮熱材が巻着された金属製のインテークマニホールドであってもよい。

また、接続部６３１、第１サージタンク６３２、及び第２サージタンク６３３で構成されたサージタンク６３としたが、これに限定せず、第１サージタンク６３２と第２サージタンク６３３とを直接連通させるように一体化したサージタンクであってもよい。

また、過給通路３４を流動する圧縮気体と、自然吸気通路３５を流動する非圧縮の気体とを一体的にサージタンク６３に案内する案内通路としての導出管部５２７を、インタークーラー５０のケーシング５２に備えた吸気装置３としたが、これに限定せず、過給通路３４を流動する圧縮気体と、自然吸気通路３５を流動する非圧縮の気体とを一体的にサージタンク６３に案内する案内通路が、インテークマニホールド６０に一体形成された吸気装置としてもよい。

また、インテークマニホールド６０に、吸気通路３３の第２配管３３４を一体形成したが、これに限定せず、インテークマニホールド６０と、吸気通路３３の第２配管３３４とが別体であってもよい。
また、インテークマニホールド６０と、過給通路３４の出口配管３４１とを別体で構成したが、これに限定せず、インテークマニホールド６０と過給通路３４の出口配管３４１とを一体形成してもよい。

また、機械式過給機４０、インテークマニホールド６０、及びインタークーラー５０が下方からこの順番で配設された吸気装置３としたが、これに限定せず、インタークーラー５０、インテークマニホールド６０、及び機械式過給機４０が下方からこの順番で配設された吸気装置であってもよい。

１…多気筒エンジン
３…吸気装置
１６…気筒
４０…機械式過給機
４３…過給機出口部
５０…インタークーラー
６０…インテークマニホールド
６３…サージタンク
６４…独立吸気管

Claims (6)

1. 少なくとも新気を含む気体を、多気筒エンジンの各気筒に供給する多気筒エンジンの吸気装置であって、
   前記気体を圧縮する機械式過給機と、
   該機械式過給機に接続され、前記機械式過給機が吐出した前記気体を冷却するインタークーラーと、
   該インタークーラーに接続され、前記インタークーラーが吐出した前記気体を前記多気筒エンジンに導入する吸気管部材とを備え、
   該吸気管部材は、
   前記多気筒エンジンの上下方向に沿って並設された前記機械式過給機と前記インタークーラーとの間に配設されるとともに、平面視において、前記機械式過給機、及び前記インタークーラーに対して少なくとも一部が重なり合うように配設された
   多気筒エンジンの吸気装置。
2. 前記吸気管部材は、合成樹脂製である
   請求項１に記載の多気筒エンジンの吸気装置。
3. 前記吸気管部材は、
   平面視において、前記インタークーラーの外形よりも大きい外形形状に形成された
   請求項１または請求項２に記載の多気筒エンジンの吸気装置。
4. 前記吸気管部材は、
   前記インタークーラーの下方に位置するサージタンクを備えた
   請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の多気筒エンジンの吸気装置。
5. 前記吸気管部材は、
   前記機械式過給機と前記インタークーラーとの間をとおって、前記多気筒エンジンの各吸気ポートに接続される複数の独立吸気通路を備えた
   請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の多気筒エンジンの吸気装置。
6. 前記機械式過給機は、
   前記インタークーラーに対向する部分に、圧縮された前記気体を吐出する過給機出口部を備えた
   請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の多気筒エンジンの吸気装置。

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