JP2021173192A - エンジンの吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボ過給機からインタークーラ２６をバイパスしてエンジン１の気筒に導入するバイパス通路３５をコンパクトに設ける。【解決手段】クーラ２６を経由する吸気を導入するクーラ側導入口とクーラ２６をバイパスする吸気を導入するバイパス側導入口を有し、エンジンのサージタンクに接続されたマニホールド２７を備える。クーラ２６とマニホールド２７を上下に重なるように配置する。ターボ過給機から延設したターボ下流通路３１を気筒列方向の一方からクーラ２６に接続し、クーラ２６から延設したクーラ下流通路３４を気筒列方向の他方からマニホールド２７のクーラ側導入口に接続し、バイパス通路３５をターボ下流通路３１から分岐させて気筒列方向の一方からマニホールド２７のバイパス側導入口に接続する。【選択図】図４

Description

本発明は、排気エネルギーにより駆動されるターボ過給機と電気エネルギーにより駆動される電動過給機とを備えたエンジンの吸気構造に関する。

このようなエンジンの吸気構造の一例が特許文献１に記載されている。その吸気構造では、エンジンブロックの排気側にターボ過給機が設けられ、エンジンブロックの吸気側にサージタンクとインタークーラが設けられている。インタークーラの下方に電動過給機が配置されている。

排気側のターボ過給機から吸気側に延設された吸気通路がインタークーラの後方において分岐し、その一方の通路がインタークーラ後面の入口に接続され、他方の通路はインタークーラの下方に延びて電動過給機に接続されている。さらに、インタークーラの下方には、電動過給機からインタークーラの入口に吸気を導入する通路が設けられている。また、インタークーラの前方にはインタークーラ前面の出口からサージタンクに吸気を導入する通路が設けられている。

特開２０２０−２７９８号公報

ところで、エンジンの燃焼状態によっては、過給機で加圧された吸気をインタークーラで冷却せずにエンジンの気筒に導入することが望ましい場合がある。その場合、過給機からインタークーラを経由せずこれをバイパスしてエンジンの気筒に吸気を導入するバイパス通路を設けることになる。しかし、特許文献１のようなインタークーラの後方、下方及び前方に吸気通路がある構造では、新たにバイパス通路をレイアウトすることが難しい。

例えば、インタークーラ後面の入口側からインタークーラの側方を通ってインタークーラ前面の出口側に至るバイパス通路を設けることが考えられる。しかし、その場合、バイパス通路が長くなるため、吸気をエンジンの気筒に小さな圧損で素早く導入することができず、また、バイパス通路がエンジンの側方に大きく張り出すことになり、エンジン全体のコンパクト化に不利になる。

本発明は、ターボ過給機からインタークーラをバイパスしてエンジンの気筒に導入するバイパス通路を、その通路長が長くならないようにコンパクトに設けることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、インタークーラを経由する吸気及びインタークーラをバイパスする吸気をサージタンクに導入するマニホールドをインタークーラに対して上下に重なるように配置し、インタークーラを経由する吸気通路は、インタークーラを気筒列方向の一方の側から他方の側に向かって抜けて他方の側からマニホールドに接続し、インタークーラをバイパスする吸気通路は気筒列方向の一方の側からマニホールドに接続するようにした。

ここに開示するエンジンの吸気構造は、
多気筒のエンジンブロックの排気側に設けられたターボ過給機と、
上記エンジンブロックの吸気側に設けられたインタークーラと、
上記エンジンブロックの並設された各気筒に独立吸気通路によって接続されたサージタンクと、
上記インタークーラを経由する吸気及び上記インタークーラをバイパスする吸気各々を上記サージタンクに導くマニホールドと、
上記ターボ過給機から上記インタークーラに吸気を導くターボ下流通路と、
上記インタークーラから上記マニホールドに吸気を導くクーラ下流通路と、
上記ターボ下流通路から分岐し上記インタークーラをバイパスして上記マニホールドに吸気を導くクーラバイパス通路とを備え、
上記マニホールドは、上記クーラ下流通路が接続されるクーラ側導入口と、上記クーラバイパス通路が接続されるバイパス側導入口とを有し、
上記インタークーラと上記マニホールドは、上記エンジンブロックの吸気側において、互いの少なくとも一部が上下に重なるように配置され、
上記ターボ下流通路は、上記エンジンブロックの気筒列方向の一方の側から上記インタークーラの吸気流入口に接続され、
上記クーラ下流通路は、上記エンジンブロックの気筒列方向の他方の側から上記マニホールドの上記クーラ側導入口に接続され、
上記クーラバイパス通路は、上記エンジンブロックの気筒列方向の一方の側から上記マニホールドの上記バイパス側導入口に接続されていることを特徴とする。

この吸気構造によれば、マニホールドをインタークーラに対して上下に重なるように配置している。よって、マニホールドがエンジンブロックの側方に大きく張り出すことを抑えることができる。

また、この吸気構造では、要するに、ターボ下流通路を気筒列方向の一方の側からインタークーラに接続し、クーラ下流通路を気筒例方向の他方の側からマニホールドに接続し、クーラバイパス通路を気筒列方向の一方の側からマニホールドに接続している。このような通路レイアウトであれば、上記分岐点からインタークーラを経由してサージタンクに至る通路よりも、上記分岐点からインタークーラをバイパスしてサージタンクに至る通路の方を短くすることが容易になる。よって、ターボ過給機で加圧した吸気の一部又は全量をインタークーラで冷却することなくエンジンの気筒に導入するとき、インタークーラを小さな圧損でバイパスさせて気筒に素早く導入することができる。

また、マニホールドとインタークーラを上下に重なるように配置した状態で、ターボ下流通路、クーラ下流通路及びクーラバイパス通路をインタークーラ又はマニホールドに対して、気筒列方向の一方の側又は他方の側から接続しているから、それらターボ下流通路、クーラ下流通路及びクーラバイパス通路がエンジンブロックの側方に大きく張り出すことを抑える上で有利になる。

一実施形態では、上記インタークーラは、上記気筒列方向の一方の側に上記吸気流入口が開口し、上記気筒列方向の他方の側に吸気流出口が開口している。

これにより、インタークーラがエンジンブロックの側方に大きく張り出すことを抑えることができる。

一実施形態では、上記エンジンブロックの吸気側の側面と上記マニホールドの間に上記サージタンクが配置されている。

これにより、インタークーラの上側又は下側をサージタンク及びマニホールドの配置場所として、この両者をエンジンブロックの側方にコンパクトに配置することができる。

一実施形態では、上記マニホールドは、上記サージタンクに接続されるタンク側流出口を備え、
上記タンク側流出口は、上記気筒列方向の一方の側に配置された上記バイパス側導入口と上記気筒列方向の他方の側に配置された上記クーラ側導入口の間において、上記サージタンクに向けて配置されている。

これにより、マニホールドをサージタンクに直結してこの両者をエンジンブロックの側方にコンパクトに配置することができる。

一実施形態では、上記マニホールドの上記バイパス側導入口から上記タンク側流出口に至る通路が、上記エンジンブロックの側方に向かって凸なるように湾曲して上記タンク側流出口に向かっている。

これにより、吸気がバイパス側導入口からタンク側流出口に流れるときの通路抵抗が小さくなるから、インタークーラをバイパスする吸気をエンジンブロックの気筒に速やかに効率良く供給することができる。

一実施形態では、上記インタークーラの上記吸気流入口と上記マニホールドの上記バイパス側導入口が上下に近接して配置されている。

これにより、ターボ下流通路から分岐するクーラバイパス通路をターボ下流通路の上側又は下側に沿うように配置することができる。すなわち、それら通路をエンジンブロックの側方に広がらないように集約することができ、吸気系部品を含むエンジン全体のコンパクト化に有利になる。

本発明によれば、インタークーラを経由する吸気及びインタークーラをバイパスする吸気をサージタンクに導入するマニホールドを備え、このマニホールドとインタークーラを上下に重なるように配置し、ターボ下流通路を気筒列方向の一方の側からインタークーラに接続し、クーラ下流通路を気筒列方向の他方の側からマニホールドに接続し、インタークーラをバイパスするクーラバイパス通路を気筒列方向の一方の側からマニホールドに接続するから、ターボ下流通路、クーラ下流通路、クーラバイパス通路及びマニホールドがエンジンブロックの側方に大きく広がることを避けながら、ターボ過給機によって加圧され且つインタークーラをバイパスする吸気をエンジンブロックの気筒に素早く導入することができるようになる。

エンジン全体構成図。 エンジンを一部省略して上方から見た斜視図。 エンジンを一部省略して前方から見た正面図。 エンジンを吸気側から見た側面図。 サージタンクとマニホールドの平面図。 サージタンクとマニホールドの水平断面図。 マニホールドとインタークーラの関係を示すエンジン吸気側から見た側面図。 エンジン吸気側の機器を示す後方から見た背面図。 分岐管及び燃料ポンプを外してエンジン吸気側の機器を示す後方から見た背面図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本実施形態はディーゼルエンジンの吸気構造に関する。図１に示すエンジン全体構成において、１は並設された複数の気筒２を有する直列多気筒のエンジンブロックである。なお、図１はエンジンブロック１を横断面で示すために、１つの気筒２のみが表れている。エンジンブロック１は、例えば、その気筒列を車両前後方向に向けて車両の前部に搭載される。すなわち、縦置きとされる。当該エンジンは、排気エネルギーにより駆動されるターボ過給機３と電気エネルギーにより駆動される電動過給機４とを備えている。

（エンジンブロック１の説明）
エンジンブロック１は、シリンダブロック５、シリンダブロック５の上面に取り付けられたシリンダヘッド６、シリンダブロック５の下面に取り付けられたオイルパン７を備えてなる。シリンダブロック５の上部に１列に並ぶ複数の気筒２が形成されている。各気筒２にピストン８が嵌挿されている。シリンダブロック５の下部にクランクシャフト９が設けられ、クランクシャフト９と各ピストン８がコンロッド１１で連結されている。各ピストン８の頂部に燃焼室１２が形成され、燃焼室１２に燃料を噴射するインジェクタ１３がシリンダヘッド６に設けられている。

シリンダヘッド６には、吸気ポート１５と排気ポート１６がエンジンブロック１の幅方向（気筒列方向と直交する方向）に相対するように設けられている。シリンダヘッド６には、吸気弁１７、排気弁１８、吸気弁１７を駆動するための動弁機構１９、並びに排気弁１８を駆動するための動弁機構２１が設けられている。吸気ポート１５には、吸気を気筒２に導入するための吸気通路２２が接続されている。排気ポート１６には、気筒２から排出される排気の処理及び利用のための排気通路２３が接続されている。

（吸気通路２２について）
吸気通路２２には、その上流側から下流側に向かって順に、エアクリーナ２５、ターボ過給機３のコンプレッサ３ａ、電動過給機４、インタークーラ２６、マニホールド２７及びサージタンク２８が設けられている。

エアクリーナ２５は空気中のダストが気筒２吸入されるのを防ぐ。ターボ過給機３は、排気エネルギーを利用して吸気を加圧（圧縮）して気筒２に導入する。電動過給機４は、電気エネルギーを利用して吸気を加圧（圧縮）して気筒２に導入する。インタークーラ２６は、過給機３，４で加圧された吸気を必要に応じて冷却する（本実施形態では水冷式）クーラである。

マニホールド２７は、インタークーラ２６を経由する吸気及びインタークーラ２６をバイパスする吸気各々をサージタンク２８に導く多分岐管である。サージタンク２８は、各気筒２に安定した吸気を供給するためのタンクである。このサージタンク２８から各気筒２の吸気ポート１５に互いに独立した吸気通路２９が延びている。

次にターボ過給機３からサージタンク２８までの吸気通路について説明する。

ターボ過給機３のコンプレッサ３ａの出口から、ターボ過給機３によって加圧された吸気をインタークーラ２６に導くターボ下流通路３１が延設されている。ターボ下流通路３１の下流端はインタークーラ２６の第１吸気流入口２６ａに接続されている。この通路３１には流量調整弁３２が設けられている。

ターボ下流通路３１における流量調整弁３２よりも上流側から、インタークーラ２６をバイパスしてマニホールド２７に吸気を導く第１クーラバイパス通路３５が分岐している。この通路３５には流量調整弁３６が設けられている。

第１クーラバイパス通路３５における流量調整弁３６よりも上流側から、電動過給機４によって加圧された吸気をインタークーラ２６に導く電動過給用通路３３が分岐している。この電動過給用通路３３に電動過給機４及び流量調整弁３０が設けられている。電動過給用通路３３の下流端はインタークーラ２６の第２吸気流入口２６ｂに接続されている。

インタークーラ２６の吸気流出口２６ｃから吸気をマニホールド２７に導くクーラ下流通路３４が延びている。

電動過給用通路３３における電動過給機４よりも下流側且つ流量調整弁３０よりも上流側から、インタークーラ２６をバイパスしてマニホールド２７に吸気を導く第２クーラバイパス通路３７が分岐している。この通路３７には流量調整弁３８が設けられている。

（マニホールド２７について）
マニホールド２７は、クーラ下流通路３４とクーラバイパス通路３５，３７とサージタンク２８の間に設けられ、クーラ下流通路３４及びクーラバイパス通路３５，３７をサージタンク２８に接続する。すなわち、マニホールド２７は、クーラ下流通路３４が接続されるクーラ側導入口４１と、第１クーラバイパス通路３５が接続される第１バイパス側導入口４２と、第２クーラバイパス通路３７が接続される第２バイパス側導入口４３と、サージタンク２８に接続されるタンク側流出口４４とを有する。

マニホールド２７においては、クーラ側導入口４１より延びるクーラ側通路４５とバイパス側導入口４２，４３から延びるバイパス側通路４６とが交わり、その交点にサージタンク２８に向かって開口するタンク側流出口４４が設けられている。バイパス側通路４６の上流側で２つに分かれた分枝通路各々の上流端の開口が第１バイパス側導入口４２及び第２バイパス側導入口４３になっている。

従って、インタークーラ２６を経由する吸気は、クーラ下流通路３４からマニホールド２７のクーラ側導入口４１に導かれ、クーラ側通路４５を通ってタンク側流出口４４からサージタンク２８に導かれる。インタークーラ２６をバイパスする吸気は、クーラバイパス通路３５，３７からマニホールド２７のバイパス側導入口４２，４３に導かれ、バイパス側通路４６を通ってタンク側流出口４４からサージタンク２８に導かれる。

（排気通路２３について）
排気通路２３には、その上流側から下流側に向かって順に、ターボ過給機３のタービン３ｂ、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）５１、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）５２及び排気シャッター弁５３が配設されている。排気通路２３は、タービン３ｂをバイパスする通路を備え、この通路にウエイストゲート弁５４が配設されている。ＤＰＦ５２の下流側には、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する触媒、例えば、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）と、該尿素ＳＣＲから流出する余剰のアンモニアを酸化するスリップ触媒とを適宜設けてもよい。ウエイストゲート弁５４は、ターボ過給機３による過給圧が上限を超える条件下で開かれ、それ以外では全閉とされる。

（ＥＧＲ（排気再循環）について）
エンジンは、排気通路２３におけるターボ過給機３のタービン３ｂよりも上流側から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２２におけるマニホールド２７よりも下流側に導入する高圧ＥＧＲ通路５５と、排気通路２３におけるＤＰＦ５２よりも下流側から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２２におけるターボ過給機３のコンプレッサ３ａよりも上流側に導入する低圧ＥＧＲ通路５６とを備えている。低圧ＥＧＲ通路５６には、吸気通路２２に導入されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５７と、ＥＧＲ量を調節するＥＧＲ弁５８が配設されている。高圧ＥＧＲ通路５５にもＥＧＲ弁５９及びＥＧＲクーラ（図示省略）が配設されている。

（吸気系部品及びエンジン補機の配置）
図２に示すように、ターボ過給機３はエンジンブロック１の排気ポートが開口している排気側（以下、「エンジン排気側」という。）に配置され、インタークーラ２６はエンジンブロック１の吸気ポートが開口している吸気側（以下、「エンジン吸気側」という。）に配置されている。インタークーラ２６の上に吸気冷却用の水タンク６０が設けられている。図２では、エンジンブロック１からシリンダヘッド６を外している。

図３に示すように、インタークーラ２６は、エンジン吸気側の比較的高い位置に配置されている。エンジン吸気側には、シリンダブロック５の前側の下部側方にエアコンプレッサ６１が配置され、エアコンプレッサ６１の上側にオルタネータ６２が配置されている。インタークーラ２６はオルタネータ６２よりも高い位置に配置されている。

図２及び図４に示すように、インタークーラ２６は、エンジンブロック１の吸気側の上部側面に沿って気筒列方向Ｄに延びている。図２等において、記号Ｆは気筒列方向Ｄの前方（車両前方）を示し、記号Ｒは気筒列方向Ｄの後方（車両後方）を示す。インタークーラ２６では、気筒列方向Ｄの一方（後方Ｒ）の側に先に説明した吸気流入口２６ａ，２６ｂが開口し、他方（前方Ｆ）の側に先に説明した吸気流出口２６ｃが開口している。なお、図２及び図４では吸気流入口２６ａ，２６ｂ及び吸気流出口２６ｃの図示は省略している。

図４に示すように、先に説明したクーラ下流通路３４及びクーラバイパス通路３５，３７各々をサージタンク２８に接続するマニホールド２７は、インタークーラ２６の下側に配置されている。すなわち、マニホールド２７はインタークーラ２６とオルタネータ６３の間に配置されている。インータクーラ２６とマニホールド２７は互いの少なくとも一部が上下に重なるように設けられている。本実施形態では、マニホールド２７は、その前端部がインタークーラ２６よりも前方に突出しているだけであって、図２に示すように、上面視において、インタークーラ２６から側方（エンジンブロック１の側面から離れる方向）にははみ出していない。

図４に示すように、エンジン吸気側のマニホールド２７の下側に電動過給機４が配置されている。電動過給機４はオルタネータ６２の後側に配置されている。電動過給機４の後方に燃料ポンプ６３が設けられている。燃料ポンプ６３から図２に示す各気筒２に燃料を分配するコモンレール６４に燃料が送られる。

（マニホールド２７及びサージタンク２８について）
図５（平面図）に示すように、マニホールド２７は大雑把に言えば気筒列方向Ｄに延びている。このマニホールド２７とエンジンブロック１のシリンダヘッド６（図１参照）の間にサージタンク２８が配置されている。

マニホールド２７は、先に説明したクーラ側導入口４１を有するクーラ側管部２７ａと、先に説明したバイパス側導入口４２，４３を有するバイパス側管部２７ｂと、先に説明したタンク側流出口４４を有するタンク側管部２７ｃとを備えている。

クーラ側管部２７ａは、クーラ側導入口４１を気筒列方向Ｄの他端（前方Ｆの側）に備えて、気筒列方向Ｄの後方Ｒに延びている。バイパス側管部２７ｂは、第１バイパス側導入口４２を気筒列方向Ｄの一端（後方Ｒの側）に備えて、気筒列方向Ｄの前方Ｆに延びている。クーラ側管部２７ａとバイパス側管部２７ｂが交わって、サージタンク２８に向かうタンク側管部２７ｃに続いている。

図５に示すように、クーラ側導入口４１は上向きに開口している。図６（水平断面図）に示すように、第１バイパス側導入口４２は気筒列方向Ｄの一方、すなわち、後方Ｒに向かって開口している。タンク側流出口４４は、マニホールド２７における気筒列方向Ｄの中央付近において、サージタンク２８に向かって開口している。

クーラ側管部２７ａに形成されたクーラ側導入口４１からタンク側流出口４４に至るクーラ側通路４５は、クーラ側導入口４１から気筒列方向Ｄの後方Ｒに向かうに従ってサージタンク２８（エンジンブロック１）から側方に離れていき、該側方に向かって凸になるように湾曲してタンク側流出口４４に向かっている。すなわち、クーラ側通路４５の内側面（サージタンク２８側の面）４５ａ及び外側面（サージタンク２８とは反対側の面）４５ｂは、上記側方に向かって凸になるように湾曲している。

バイパス側管部２７ｂに形成された第１バイパス側導入口４２からタンク側流出口４４に至るバイパス側通路４６は、第１バイパス側導入口４２から気筒列方向Ｄの前方Ｆに向かうに従ってサージタンク２８（エンジンブロック１）から側方に離れていき、該側方に向かって凸になるように湾曲してタンク側流出口４４に向かっている。すなわち、バイパス側通路４６の内側面（サージタンク２８側の面）４６ａ及び外側面（サージタンク２８とは反対側の面）４６ｂは、上記側方に向かって凸になるように湾曲している。但し、バイパス側通路４６は、第１バイパス側導入口４２から前方Ｆに向かう途中で通路幅が小の部分から大の部分に漸次拡大している。

また、クーラ側通路４５とバイパス側通路４６は、マニホールド２７における気筒列方向Ｄの中央付近で斜めに交わってタンク側流出口４４に至っている。

図７に示すように、バイパス側管部２７ｂには、バイパス側通路４６の通路幅大の部位において下方に突き出た突出部６５が設けられている。この突出部６５の下端に先に説明した第２バイパス側導入口４３が開口している。この第２バイパス側導入口４３から突出部６５を上方に延びる通路が、図６にも示すように、バイパス側通路４６に接続されている。

従って、クーラバイパス通路３５，３７各々からマニホールド２７のバイパス側通路４６への吸気の流入方向は次のようになる。第１クーラバイパス通路３５を通る吸気は第１バイパス側導入口４２からバイパス側通路４６に対して気筒列方向Ｄに流入し、第２クーラバイパス通路３７を通る吸気は第２バイパス側導入口４３からバイパス側通路４６に対して上下方向に流入する。

さらに、バイパス側管部２７ｂにおける第２バイパス側導入口４３よりも気筒列方向Ｄの後端寄りには、電動過給用の通路形成部６８が設けられ、この通路形成部６８に上下に貫通する独立通路６６が形成されている。この独立通路６６は、後に説明するが、電動過給用通路３３の一部を構成するものであり、バイパス側通路４６には連通していない。

図５及び図６に示すように、サージタンク２８は、気筒列方向Ｄに長くなっていて、その中央付近にマニホールド２７に向かって開口した吸気導入口６７を備えている。この吸気導入口６７にタンク側管部２７ｃのタンク側流出口４４が直結されている。サージタンク２８は、そのエンジンブロック１側に、エンジンブロック１の各気筒２に吸気ポート１５を介して接続される独立吸気通路２９を備えている。

（ターボ下流通路３１について）
図２に示すように、ターボ過給機３からターボ下流管７１がエンジンブロック１における気筒列方向Ｄの後部の上側を通ってエンジン吸気側に且つインタークーラ２６の気筒列方向Ｄにおける後方位置に延びている。

図４及び図８に示すように、ターボ下流管７１はインタークーラ２６の後方に配置された分岐管７２に接続されている。分岐管７２は、ターボ下流管７１に接続されたエンジン幅方向に延びる横管部７２ａと、この横管部７２ａに続いて下方に延びる縦管部７２ｂを有する。縦管部７２ｂの上端にインタークーラ２６に向かって（気筒列方向Ｄの前方Ｆに向かって）開口する接続口を有する上部接続部７２ｃが設けられている。

図５にも示すように、縦管部７２ｂにおける上部接続部７２ｃよりも下側にマニホールド２７に向かって（気筒列方向Ｄの前方Ｆに向かって）開口する接続口を有する下部接続部７２ｄが設けられている。

図２及び図４に示すように、分岐管７２の上部接続部７２ｃは、流量調整弁３２の円筒状のバルブボディ３２ａを介して、インタークーラ２６の後端の第１吸気流入口２６ａを有する接続部２６ｄに接続されている。バルブボディ３２ａに図９に示す内部のバタフライ弁３２ｂを駆動するアクチュエータ３２ｃが設けられている。

ターボ下流管７１、分岐管７２の横管部７２ａ及び上部接続部７２ｃ、並びに流量調整弁３２のバルブボディ３２ａが、ターボ過給機３からインタークーラ２６に吸気を導くターボ下流通路３１を形成している。

ターボ下流通路３１は、分岐管７２の上部接続部７２ｃ及び流量調整弁３２のバルブボディ３２ａによって、気筒列方向Ｄの一方の側（後側）からインタークーラ２６の第１吸気流入口２６ａに接続されている。

（クーラ下流通路３４について）
図４に示すように、インタークーラ２６の吸気流出口を有する気筒列方向Ｄの前端の接続部２６ｅにクーラ下流管７３が接続されている。クーラ下流管７３は下方に延びてマニホールド２７の図５に示すクーラ側導入口４１を有する前端部に接続されている。このクーラ下流管７３がインタークーラ２６からマニホールド２７に吸気を導くクーラ下流通路３４を形成している。クーラ下流通路３４は、クーラ下流管７３によって、気筒列方向Ｄの他方の側（前側）からマニホールド２７の図５に示すクーラ側導入口４１に接続されている。

（第１クーラバイパス通路３５について）
図４に示すように、分岐管７２の下部接続部７２ｄは、上部接続部７２ｃと同じく、流量調整弁３６の図９に示す円筒状のバルブボディ３６ａを介して、マニホールド２７の図５に示す第１バイパス側導入口４２が設けられた後端部に接続されている。そのバルブボディ３６ａには、図９に示す内部のバタフライ弁３６ｂを駆動する図４に示すアクチュエータ３６ｃが設けられている。

分岐管７２の下方に延びる縦管部７２ｂ、下部接続部７２ｄ及び流量調整弁３６のバルブボディ３６ａが、ターボ下流通路３１から分岐しインタークーラ２６をバイパスしてマニホールド２７に吸気を導く第１クーラバイパス通路３５を形成している。第１クーラバイパス通路３５を形成する分岐管７２の縦管部７２ｂは、図８に示すように、気筒列方向に見て（車両後方から見て）、インタークーラ２６及びマニホールド２７に重なるように設けられている。

第１クーラバイパス通路３５は、分岐管７２の下部接続部７２ｄ及び流量調整弁３６のバルブボディ３６ａによって、気筒列方向Ｄの一方の側（後側）からマニホールド２７の第１バイパス側導入口４２に接続されている。

図７に示すように、インタークーラ２６の第１吸気流入口２６ａとマニホールド２７の第１バイパス側導入口４２は、上下に近接して配置され、同じく気筒列方向Ｄの一方、すなわち、後方Ｒに向かって開口している。従って、図９に示すように、インタークーラ２６側の流量調整弁３２のバルブボディ３２ａとマニホールド２７側の流量調整弁３６のバルブボディ３６ａは、上下に近接して配置され、同じく気筒列方向Ｄの一方、すなわち、後方Ｒに向かって開口している。

（電動過給用通路３３について）
図４に示すように、分岐管７２の縦管部７２ｂの下端は、下方に延びて前方に曲がった屈曲管７５に接続され、屈曲管７５は前方に延びる前延管７６に接続され、前延管７６の前端部がエンジンブロック１側に曲がって電動過給機４の吸気導入口部に接続されている。電動過給機４の吸気流出口部には、前延管７６の上側を後方に延びる通路部材７７が接続されている。この通路部材７７の後部上面に、マニホールド２７の図７に示す独立通路６６を有する通路形成部６８の下端が、流量調整弁３０の円筒状バルブボディ３０ａを介して接続されている。バルブボディ３０ａにはその内部のバタフライ弁を駆動するアクチュエータが設けられている。そうして、マニホールド２７の通路形成部６８の上端がインタークーラ２６の図２に示す第２吸気流入口２６ｂを有する接続部２６ｆに接続されている。

分岐管７２の縦管部７２ｂ、屈曲管７５、前延管７６、通路部材７７、流量調整弁３０のバルブボディ３０ａ及びマニホールド２７の通路形成部６８が、ターボ下流通路３１から分岐し、具体的には、第１クーラバイパス通路３５における流量調整弁３６よりも上流側から分岐し、下流端がインタークーラ２６の第２吸気流入口２６ｂに接続された、電動過給機４を有する電動過給用通路３３を形成している。

（第２クーラバイパス通路３７について）
図４に示すように、電動過給機４の吸気流出口部に接続された通路部材７７の前部上面に、マニホールド２７の図７に示す第２バイパス側導入口４３を有する突出部６５が、流量調整弁３８の円筒状バルブボディ３８ａを介して接続されている。バルブボディ３８ａにはその内部のバタフライ弁を駆動するアクチュエータ３８ｂが設けられている。

通路部材７７及び流量調整弁３８のバルブボディ３８ａが、電動過給用通路３３における電動過給機４よりも下流側からインタークーラ２６をバイパスしてマニホールド２７に吸気を導く第２クーラバイパス通路３７を形成している。

（過給経路の説明）
ターボ下流通路３１の流量調整弁３２を開き、第１クーラバイパス通路３５の流量調整弁３６を閉じた状態にすると、電動過給機４を作動させないときの吸気の経路は次のようになる。ターボ過給機３で加圧された吸気が、ターボ下流通路３１、インタークーラ２６、クーラ下流通路３４、マニホールド２７のクーラ側管部２７ａのクーラ側通路４５を通ってサージタンク２８に流入し、エンジンブロック１に吸入される。この吸気経路を以下では「第１過給経路（ターボ過給機→クーラ経由）」という。

第１過給経路（ターボ過給機→クーラ経由）によって吸気がエンジンブロック１に吸入されている状態で、第１クーラバイパス通路３５の流量調整弁３６を開くと、次の吸気経路を生ずる。ターボ過給機３で加圧された吸気の一部が、ターボ下流通路３１から分岐した第１クーラバイパス通路３５、マニホールド２７のバイパス側管部２７ｂのバイパス側通路４６を通ってサージタンク２８に流入し、エンジンブロック１に吸入される。この吸気経路を以下では「第２過給経路（ターボ過給機→クーラバイパス）」という。

マニホールド２７においては、インタークーラ２６を経由してクーラ側通路４５に流入する吸気と、インタークーラ２６をバイパスしてバイパス側通路４６に流入する吸気とが、両通路４５，４６が交わった部分で合流してタンク側流出口４４からサージタンク２８に流入する。

インタークーラ２６を経由する吸気とインタークーラ２６をバイパスする吸気の混合割合は、流量調整弁３２，３６の開度で調節することができる。流量調整弁３２を閉じた状態にすると、ターボ過給機３で加圧された吸気の全量がインタークーラ２６をバイパスしてサージタンク２８に流入する。

電動過給用通路３３の流量調整弁３０を開き、ターボ下流通路３１の流量調整弁３２、クーラバイパス通路３５，３７の流量調整弁３６，３８を閉じて、電動過給機４を作動させたときの吸気の経路は次のようになる。ターボ過給機３で加圧された吸気が、ターボ下流通路３１から分岐した電動過給用通路３３を通り、電動過給機４でさらに加圧され、インタークーラ２６、クーラ下流通路３４、マニホールド２７のクーラ側管部２７ａのクーラ側通路４５を通ってサージタンク２８に流入し、エンジンブロック１に吸入される。この吸気経路を以下では「第３過給経路（電動過給機→クーラ経由）」という。

ターボ下流通路３１の流量調整弁３２を閉じることにより、電動過給用通路３３を通った吸気がターボ下流通路３１に逆流することが防止される。

第３過給経路（電動過給機→クーラ経由）によって吸気がエンジンブロック１に吸入されている状態で、第２クーラバイパス通路３７の流量調整弁３８を開くと、次の吸気経路を生ずる。電動過給機４によって加圧された吸気の一部が第２クーラバイパス通路３７からマニホールド２７のバイパス側管部２７ｂのバイパス側通路４６を通ってサージタンク２８に流入し、エンジンブロック１に吸入される。この吸気経路を以下では「第４過給経路（電動過給機→クーラバイパス）」という。

マニホールド２７においては、インタークーラ２６を経由してクーラ側通路４５に流入する吸気と、インタークーラ２６をバイパスしてバイパス側通路４６に流入する吸気とが合流してサージタンク２８に流入する。インタークーラ２６を経由する吸気とインタークーラ２６をバイパスする吸気の混合割合は、流量調整弁３０，３８の開度で調節することができる。流量調整弁３０を閉じた状態にすると、電動過給機４で加圧された吸気の全量がインタークーラ２６をバイパスしてサージタンク２８に流入する。

（吸気系部品のレイアウト・配管の効果）
上記実施形態では、インタークーラ２６をエンジン吸気側の上部側面に沿って気筒列方向Ｄに延ばして配置している。その下側において、サージタンク２８を吸気側の上部側面に沿って気筒列方向Ｄに延ばして配置し、マニホールド２７をインタークーラ２６の下面及びサージタンク２８の側面に沿って気筒列方向Ｄに延ばして配置している。従って、エンジン吸気側において、インタークーラ２６、マニホールド２７及びサージタンク２８がエンジンブロック１の側方に大きく張り出すことが避けられるから、エンジン全体のコンパクト化に有利になる。

また、オルタネータ６２をマニホールド２７の下側に且つエンジンブロック１の前部側に配置することにより、マニホールド２７の下側であってオルタネータ６２の後側に吸気系部品の配置スペースを確保している。すなわち、このスペースの前方寄りに電動過給機４を配置し、その後側を電動過給機４のための配管スペースとしている。従って、電動過給機４及び吸気通路を形成する管部材等がエンジン吸気側においてエンジンブロック１の側方に大きく張り出すことが避けられるから、エンジン全体のコンパクト化に有利になる。

また、上記実施形態では、エンジン排気側のターボ過給機３からエンジンブロック１の上側を通してエンジン吸気側のインタークーラ２６の後側にターボ下流通路３１を延設している。そして、ターボ下流通路３１を気筒列方向Ｄの後方側からインタークーラ２６の吸気流入口２６ａに接続し、クーラ下流通路３４を気筒列方向Ｄの前方側からマニホールド２７に接続する一方、インタークーラ２６の後側においてターボ下流通路３１から分岐させた第１クーラバイパス通路３５を気筒列方向Ｄの後方側からマニホールド２７に接続している。

従って、ターボ下流通路３１のための配管（ターボ下流管７１）及び第１クーラバイパス通路３５のための配管（分岐管７２）がエンジン吸気側においてエンジンブロック１の側方に大きく張り出すことが避けられる。また、マニホールド２７をインタークーラ２６の下面に沿って気筒列方向Ｄに延ばして、インタークーラ２６の第１吸気流入口２６ａとマニホールド２７のバイパス側導入口４２を上下に近接して配置したから、ターボ下流通路３１及び第１クーラバイパス通路３５の配管部材をインタークーラ２６及びマニホールド２７の後側に集約することができる。

しかも、ターボ下流通路３１における第１クーラバイパス通路３５の分岐点からサージタンク２８までの第２過給経路（クーラバイパス）の通路長が、当該分岐点からサージタンク２８までの第１過給経路（クーラ経由）の通路長よりも大幅に短くなる。よって、第１クーラバイパス通路３５の流量調整弁３６を閉から開に切り換えたときに、インタークーラ２６をバイパスする吸気をエンジンブロック１に素早く導入することができる。すなわち、当該弁の切換えから実際に吸気がインタークーラ２６をバイパスしてエンジンブロック１に吸入されるまでのタイムラグ（応答遅れ）が小さくなる。

また、マニホールド２７のバイパス側通路４６は、バイパス側導入口４２からエンジンブロック１の側方に離れるように湾曲してタンク側流出口４４に向かっているから、吸気がバイパス側通路４６を流れるときの通路抵抗が小さくなる。よって、インタークーラ２６をバイパスする吸気をエンジンブロック１に速やかに効率良く供給することができる。

また、上述の如く、ターボ下流通路３１をエンジン排気側からインタークーラ２６の後側に延設する一方、マニホールド２７の下側の電動過給機４の後側を配管スペースとして、屈曲管７５、前延管７６、通路部材７７、流量調整弁３０及び流量調整弁３８の配置スペースとしている。従って、分岐管７２をエンジンブロック１の側方に大きく張り出させることなく下方に延設し、屈曲管７５、前延管７６、通路部材７７、流量調整弁３０及び流量調整弁３８をエンジン吸気側の側面に沿わせて又は近接させて位置することができるから、エンジン全体のコンパクト化に有利になる。

（その他）
上記実施形態では、マニホールド２７をインタークーラ２６の下側に配置したが、インタークーラ２６の上側に配置するようにしてもよい。

１ エンジンブロック
２ 気筒
３ ターボ過給機
４ 電動過給機
２６ インタークーラ
２６ａ 吸気流入口
２６ｃ 吸気流出口
２７ マニホールド
２８ サージタンク
２９ 独立吸気通路
３１ ターボ下流通路
３３ 電動過給通路
３４ クーラ下流通路
３５ 第１クーラバイパス通路
３７ 第２クーラバイパス通路
４１ クーラ側導入口
４２ 第１バイパス側導入口
４３ 第２バイパス側導入口
４４ タンク側流出口
４６ バイパス側通路

Claims (6)

1. 多気筒のエンジンブロックの排気側に設けられたターボ過給機と、
   上記エンジンブロックの吸気側に設けられたインタークーラと、
   上記エンジンブロックの並設された各気筒に独立吸気通路によって接続されたサージタンクと、
   上記インタークーラを経由する吸気及び上記インタークーラをバイパスする吸気各々を上記サージタンクに導くマニホールドと、
   上記ターボ過給機から上記インタークーラに吸気を導くターボ下流通路と、
   上記インタークーラから上記マニホールドに吸気を導くクーラ下流通路と、
   上記ターボ下流通路から分岐し上記インタークーラをバイパスして上記マニホールドに吸気を導くクーラバイパス通路とを備え、
   上記マニホールドは、上記クーラ下流通路が接続されるクーラ側導入口と、上記クーラバイパス通路が接続されるバイパス側導入口とを有し、
   上記インタークーラと上記マニホールドは、上記エンジンブロックの吸気側において、互いの少なくとも一部が上下に重なるように配置され、
   上記ターボ下流通路は、上記エンジンブロックの気筒列方向の一方の側から上記インタークーラの吸気流入口に接続され、
   上記クーラ下流通路は、上記エンジンブロックの気筒列方向の他方の側から上記マニホールドの上記クーラ側導入口に接続され、
   上記クーラバイパス通路は、上記エンジンブロックの気筒列方向の一方の側から上記マニホールドの上記バイパス側導入口に接続されていることを特徴とするエンジンの吸気構造。
2. 請求項１において、
   上記インタークーラは、上記気筒列方向の一方の側に上記吸気流入口が開口し、上記気筒列方向の他方の側に吸気流出口が開口していることを特徴とするエンジンの吸気構造。
3. 請求項２において、
   上記エンジンブロックの吸気側の側面と上記マニホールドの間に上記サージタンクが配置されていることを特徴とするエンジンの吸気構造。
4. 請求項３において、
   上記マニホールドは、上記サージタンクに接続されるタンク側流出口を備え、
   上記タンク側流出口は、上記気筒列方向の一方の側に配置された上記バイパス側導入口と上記気筒列方向の他方の側に配置された上記クーラ側導入口の間において、上記サージタンクに向けて配置されていることを特徴とするエンジンの吸気構造。
5. 請求項４において、
   上記マニホールドの上記バイパス側導入口から上記タンク側流出口に至る通路が、上記エンジンブロックの側方に向かって凸になるように湾曲して上記タンク側流出口に向かっていることを特徴とするエンジンの吸気構造。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   上記インタークーラの上記吸気流入口と上記マニホールドの上記バイパス側導入口が上下に近接して配置されていることを特徴とするエンジンの吸気構造。

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