JP2700479B2 - 自動車用過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用過給機付エンジンの吸気装置に関す
る。

（従来技術） スーパーチャージャー（機械式過給機）を搭載したエ
ンジンにおいては、例えば特開昭62−178730号公報に記
載されているように、吸気通路に上流からエアクリー
ナ、スロットルバルブが順に配設され、そのスロットル
バルブの下流に過給機が配設されるのが普通である。そ
して、通常は、スロットルバルブ下流から分岐して過給
機をバイパスするバイパス通路が設けられ、該バイパス
通路に制御弁（リリーフバルブ）が設けられる。また、
一般に過給機とインテークマニホールドとの間には、加
圧され高温になった吸気を冷却する吸気冷却器（インタ
ークーラ）が配設されている。

ところで、従来の過給機付エンジンでは、吸気系をコ
ンパクトに形成するため、例えば特開昭63−93623号公
報に記載されているようにエアクリーナと過給機および
吸気冷却器をエンジン本体に対し同じ側に配設するのが
普通である。この場合、エアクリーナは、それ自体かな
り大きくてスペースを取るものであるが、できるだけ加
熱されていない空気を吸入して充効率を高めることがで
きるようエンジンルームの前部に配置する必要がある
し、吸気冷却器は、走行風を利用して冷却効果を高める
ためにはやはりエンジンルームの前部に設けなければな
らず、また、これについてもかなりのスペースが必要で
ある。また、過給機は、これも結構大きなものである
が、過給機から上流に抜ける吸気流音をできるだけ減衰
させるためにはスロットルバルブの下流に設けることが
必要であり、一方、スロットルバルブの方も、アクセル
ワイヤーによって操作する関係上、配設位置はできるだ
め車室に近付けたい。しかしながら、これらの制約をす
べて満たしながら、限られたエンジンルーム内で上記の
ように過給機及び吸気冷却器を同じ側に配設することは
通常きわめて困難である。また、これらをどうにかボン
ネットラインの内側に収めたとしても、そのために吸気
通路が極端に曲げられた形になったのでは、吸気抵抗が
増大してエンジン出力が低下してしまうといった問題が
生ずる。とくに、Ｖ型エンジンの場合には、エンジンル
ーム内でエンジン側方にできる空間が狭いため、上記の
ような問題は顕著なものとなる。Ｖ型エンジンでは、例
えば実開昭61−1624号公報に記載されているように、バ
ンク間の空間に過給機を配設したものも知られている
が、この場合は、エンジン全高が高くなるためボンネッ
トラインを低くしたいという要求に答えることができな
い。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
エアークリーナ，過給機，吸気冷却器等を十分な大きさ
のものとし、しかもそれぞれ機能上効果的な位置に配設
しながら、吸気通路に吸気抵抗を増大させるような急激
な曲げを生ずることなくエンジルーム内にコンパクトに
収めることのできる自動車用過給機付エンジンの吸気装
置を得ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、過給機をエアクリーナと同じ側にもってき
たのでは、過給機上流のスロットルバルブを車室側に配
設しようとしたときにどうしても吸気通路の曲がりが急
になるという事情に鑑み、これを避けるためエアクリー
ナとは反対側のエンジンルーム側方に過給機を配設する
ことを基本としたものであって、その構成はつぎのとお
りである。すなわち、本発明に係る自動車用過給機付エ
ンジンの吸気装置は、エンジン本体を自動車のエンジン
ルーム内に例えば縦置きで搭載するものであり、吸気通
路に上流から順にエアクリーナ，スロットルバルブ，過
給機および吸気冷却器を備えた自動車用過給機付エンジ
ンにおいて、エンジンルームの一側方特に前部一側方に
前記エアクリーナを配設するとともに、エンジンルーム
の他側方特に前部他側方に前記吸気冷却器を、また、該
吸気冷却器の後方に前記過給機をそれぞれ配設し、前記
エアクリーナと前記過給機とを接続する吸気通路を後方
に取り回しエンジン本体とダッシュパネルとの間隙に例
えば該間隙に沿うよう配設したことを特徴としている。

過給機をバイパスする吸気バイパス通路を短く構成す
るためには、過給機をバイパスする吸気バイパス通路を
エンジン側方に位置する該過給機の直上流とインテーク
マニホールドの集合部とを連結するように設ける。

吸気バイパス通路を開閉するバルブを備えたバルブボ
ディーはインテークマニホールドの上方に配置すること
ができる。

（作用） エアクリーナはエンジンルームの一側方にあって加熱
されない空気を吸い込み、吸気冷却器はエンジンルーム
の前部他側方にあって走行風を受け加圧吸気を冷却す
る。また、エアクリーナがエンジンルームの一側方に、
そして、過給機および吸気冷却器が他側方に配されるこ
とによって、それぞれの装置は必要なサイズを維持しな
がらエンジンルーム内に収まる。そして、エアクリーナ
と過給機とを接続する吸気通路が後方に延びてエンジン
本体とダッシュパネルとの間に配設されたことで、吸気
通路に急な曲がり部を設ける必要がなくなり、また、太
い吸気通路がエンジン上方を通らないため、その分ボン
ネットラインを下げることができる。また、このような
吸気通路の配置によって、過給機上流に設けるべきスロ
ットルボディーを車室に十分近付けることを可能としな
がら、吸気系全体を無理なくエンジンルームに収めるこ
とができる。

また、吸気バイパス通路は、短く、吸気抵抗は小さい
ものとすることができ、吸気バイパス通路を開閉するバ
ルブを備えたバルブボディーを含む吸気バイパス系をコ
ンパクトに形成できる。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はＶ型６気筒エンジンに適用した本発明の一実
施例の全体図、第２図は同実施例の要部レイアウトを示
す平面図である。

この実施例において、エンジン本体１は、点火順序の
連続しない三つずつの気筒が左右バンクに分かれて出力
軸方向に一列に並ぶよう形成されたシリンダブロック２
と、シリンダブロックの左右上部にそれぞれ固定された
シリンダヘッド3,4と、各シリンダヘッド3,4の上部を覆
うヘッドカバー5,6と、シリンダブロック２の底部を下
から覆うオイルパン７とからなり、全体として断面Ｖ字
状に構成されている。そして、エンジン本体１の下部両
側方には発電機その他の補機8,9,10が配設され、また、
エンジン本体１上部の左右バンク間にはコンパクトに形
成されたインテークマニホールド12が配設されている。

エンジン本体１は自動車のエンジンルーム11の中央に
縦置きで搭載されている。そして、エンジンルーム11の
前方部には、フロント側から見てエンジン本体１の左側
方の位置にエアクリーナ13が配設され、また、その後
方、左側バンクのヘッドカバー５上方には吸入空気量を
検出するエアフローセンサ14が配設されて前記エアクリ
ーナ13に連結されている。また、エンジン本体１に対し
前記エアクリーナ13と逆の右側方にはスーパーチャージ
ャー（機械式過給機）15が配設され、このスーパーチャ
ージャー15と同じ側でスーパーチャージャー15より前方
側のエンジンルーム11側部には、エアパイプ16によって
スーパーチャージャー15と接続された吸気冷却器17が配
設されている。そして、この吸気冷却器17と、バンク間
に配設されたインテークマニホールド12のフロント側端
部との間には、これらを接続する連通管18が配設されて
いる。

スーパーチャージャー15の後方には、右側バンクのヘ
ッドカバー６の上方に位置して、スロットルバルブ19が
装着されたスロットルボディー20が配設され、これが連
結管21によってスーパーチャージャー15に連結されてい
る。

また、エンジン本体１を挟んでエンジンルームの反対
側に位置するエアフローセンサ14とスロットルボディー
20はダクト22によって接続されている。このダクト22
は、エンジン本体１の上方で両側から後方に延び、エン
ジン本体１とエンジンルーム後方のダッシュパネル23と
の間隙に沿う格好で配設されて、エアフローセンサ14と
スロットルボディー20とを連通する吸気通路を構成して
いる。

エアフローセンサ14およびスロットルボディー20は、
第１図に示すように左右サスペンションタワー24,25の
丁度内側で、左右ヘッドカバーの上方に位置している。
そして、エアクリーナ13とスーパーチャージャー15およ
び吸気冷却器17は、左右サスペンションタワー24,25を
避けた格好でそれらの前方に位置し、左右に張り出した
形となっている。エアクリーナ13の空気取入口26は前方
側から内側上方に向けて延び、エンジン本体１の前方で
エンジンルーム11の上部に前向きに開口している。

スロットルボディー20とスーパーチャージャー15とを
結ぶ連結管21は、また、バイパス通路管27によってイン
テークマニホールド12の下流側端部と接続されている。
このバイパス通路管27は、右側ヘッドカバー６の上方を
横切ってバンク間まで延び、インテークマニホールド12
の下流端上部に連結された連結管28に連結されている。
そして、それらの連結部には負圧応動式のアクチュエー
タ29を備えたバルブボディー30が介設されている。ま
た、インテークマニホールド12の下流側端部には、各分
岐管部31内のシャッターバルブを駆動する負圧応動式の
アクチュエータ32が配設され、エンジン本体１の上方に
は、これら両アクチュエータ29,32に作動用負圧あるい
は大気圧を選択的に導入する三方ソレノイドバルブ33,3
4が配設されている。

第２図において、101はラジエータ、102は冷却ファ
ン、103,104はスーパーチャージャー15駆動用の駆動プ
ーリおよび被駆動プーリを示す。

つぎに、上記インテークマニホールド12の詳細な構造
を第３図乃至第７図によって説明する。第３図および第
４図は上記インテークマニホールド12の平面図および正
面図であり、第５図は同上流側側面図である。また、第
６図は第３図のＡ−Ａ断面図、第７図は同Ｂ−Ｂ断面図
である。

このインテークマニホールド12は、Ｖ型エンジンの左
右バンクの各気筒に対応した６本の分岐管部31によって
構成される各独立吸気通路35と、これら独立吸気通路35
をバンク毎に集合せしめる左右の吸気集合通路36,37を
備えている。各吸気集合通路36,37は吸気系の共鳴効果
を利用して過給を行うために実質的に拡大部とならない
ようコンパクトに形成されたものであって、左右バンク
に対応して軸方向に所定量オフセットし互いに隣接して
インテークマニホールド12の長手方向に延びている。そ
して、それぞれの吸気集合通路36,37の側壁に長手方向
に間隔を置いて形成された開口部38には各バンクの上記
独立吸気通路35が接続されている。

各吸気集合通路36,37は、フロント側端部に入口開口
部36a,37aを備えている。これら入口開口部36a,37aはイ
ンテークマニホールド12のフロント側端部上方に位置
し、各吸気集合通路36,37はこれら入口開口部36a,37aか
ら後方に水平に延び、各吸気集合部36,37において最も
上流側に位置する独立吸気通路35の開口部38のほぼ真上
で下方に湾曲して段部36b,37bを形成する。そして、こ
の段部36b,37bの下流では、最も下流側に位置する開口
部38の後方位置までストレートに延びている。上記段部
36b,37bは、最上流に位置する開口部38の直上流に位置
するわけで、吸気流はこれら段部36b,37bにおいて下向
きに偏向せしめられる。

各吸気集合通路36,37の上記入口開口部36a,36bは、先
に説明した連通管18によって吸気冷却器17に接続されて
いる。この連通管18の内部に形成された連通路は、各吸
気集合通路36,37との接続部においては二つに分かれ、
上流側では１本に集合して吸気冷却器17に連通する。こ
れにより、左右吸気集合通路36,37が上流側で相互に連
通する。

各吸気集合通路36,37の下流側端部底面には略矩形の
開口39,40が形成され、これら開口39,40が下方の連通路
41によって相互に接続されている。この下流側連通路41
は、第６図に示すように、左右バンク間において吸気集
合通路36,37下方の左右独立吸気通路31間に生じるスペ
ースを利用したものであって、湾曲し吸気集合通路36,3
7に沿ってフロント側に大きく延びるようインテークマ
ニホールド12の底部に一体形成されている。このよう
に、左右吸気集合通路36,37の下流側が相互に連通し、
しかも、この下流側連通路が長いことによって、吸気系
の固有振動数は小さくなり低回転域において共鳴による
過給効果が高まる。この下流側連通路41の底部には、水
及びオイルが溜まるのを防ぐため、各バンクとの連結部
に向けて左右にドレン口42が設けられている。

左右バンク間に位置するインテークマニホールド12の
フロント側下方には、上記下流側連通路41に隣接して、
やはり各吸気集合部36,37下方の左右各独立吸気通路35
の間に、第７図に示す密閉されたバキュームチャンバー
43が形成されている。このバキュームチャンバー43は、
各独立吸気通路35に設けられたシャッターバルブ44を駆
動するアクチュエータ32および前記バルブボディー30内
のリリーフバルブを駆動するアクチュエータ29その他の
作動負圧を蓄えるものであって、チェックバルブ45を介
し左右独立吸気通路35の吸気負圧を導入し蓄える。

上記シャッターバルブ44は低速・低負荷時の吸気吹き
返しを防ぐために設けられているものである。低速・低
負荷時には、上記バキュームチャンバー43に蓄えられた
負圧が前記三方ソレノイドバルブ34を介して上記アクチ
ュエータ32に導かれ、このアクチュエータ32が作動する
ことにより各シャッターバルブ44が所定開度まで閉じら
れる。第８図は上記シャッターバルブの作動領域を示し
ている。

インテークマニホールド12のフロント側端部には、吸
気集合通路36,37の前記入口開口部36a,37aの真下の位置
に冷却水通路46が形成されている。この冷却水通路46
は、インテークマニホールド12の前端面中央に一端が開
口し、下方に延び二股に分かれて左右バンクとの連結部
に開口する。冷却水は上方の開口部から入って下方に流
れ各バンクに導かれる。

左右吸気集合通路36,37の下流端上壁にはバイパス用
の開口47,48がそれぞれ設けられ、これら開口47,48が位
置するインテークマニホールド12の上面に前記連結管28
が連結されている。連結管28は左右の吸気集合通路36,3
7にそれぞれ連通する二つの独立した通路28a,28bを形成
し、インテークマニホールド12の上方でフロント側に反
転して、その先端部には前記バルブボディー30が横置き
で連結されている。バルブボディー30には右側バンクに
対応する側に横向きの入口管部49が形成され、この入口
管部49に前記バイパス通路管27が連結されている。バイ
パス通路管27内の通路27aおよび上記連結管28内の通路2
8a,28bはスーパーチャージャー15をバイパスして吸気バ
イパス通路を構成する。

第９図は前記バルブボディー30内に収納され吸気バイ
パス通路を開閉するリリーフバルブの制御領域を示して
いる。リリーフバルブは、過給圧が所定値（0.6〜0.7kg
/cm）以上になると開いて過給圧をリリーフし、また、
低負荷時（例えば吸気負圧100mmHg以上）に開いて、ス
ーパーチャージャー15をバイパスして吸気を流す。これ
により、高負荷時の過過給が防止され、また、低負荷時
のポンプロスが軽減される。

この実施例においては、上記のようにエアクリーナ13
がエンジンルーム11内においてサスペンションタワー前
方の一側方に配設されるため、十分に容量が大きいエア
クリーナを用い、しかも前方からの冷たい空気を導入し
て充填効率を向上させることができる。

吸気冷却器17もまたエンジンルーム11の前方部てエア
クリーナ13とは反対側に配設されるので、やはり、十分
なスペースを利用して大型のものを設置し、前方からの
冷たい空気によって冷却効果を上げることができる。

スロットルボディー20はスロットルバルブ19をアクセ
ルワイヤー等で操作する関係上、車室に近い位置に配置
しなければならないし、スーパーチャージャー15はこの
スロットルボディー20の下流に設けることが要求される
が、上記のようにスーパーチャージャー15がエアクリー
ナ13とは反対側に配設されているため、スーパーチャー
ジャー15よりも後方で十分車室に近い位置にスロットル
ボディー20を配設することができ、しかも、後方に緩や
かに湾曲するダクト22によってエアクリーナ13側につな
ぐことができるので、吸気抵抗が増大するような急な曲
がり部をつくらずともボンネットラインの中に十分収め
ることのできる吸気系が得られる。

また、インテークマニホールド12に対してフロント側
から吸気を導入するよう吸気冷却器17と吸気集合通路3
6,37の入口開口部36a,37aとが連通管18によって連結さ
れるので、共鳴効果を得るための分岐した通路部分の長
さを確保しながら、全体として連通路の長さの増大を抑
えスーパーチャージャー15の吐出抵抗を小さくすること
ができる。

また、エアクリーナ13からスーパーチャージャー15ま
での吸気通路が長いことによって、スーパーチャージャ
ー15から上流側に伝わる脈動波の減衰が大きくなるた
め、エアクリーナ13を介して外に漏れる吸気流音が小さ
くなる。しかもまた、スーパーチャージャー15の上流は
スロットルバルブ19によって絞られるため、とくに低負
荷時において吸気流音減衰の効果が大きくなる。したが
って、吸気流音を低減するためにとくにエアクリーナの
ボリュームを大きくする必要はなくなる。

また、スーパーチャージャー15の上流にスロットルバ
ルブ19が設けられているため、低負荷領域で各独立吸気
通路35のシャッターバルブ44が閉じられたときに、スー
パーチャージャー15にかかる負荷が小さくなり、その分
燃費を向上させることができる。

また、吸気バイパス通路を構成するバイパス管27は、
スーパーチャージャー15の直上流から右側ヘッドカバー
６の上方を横切ってエンジン本体１のバンク間のバルブ
ボディー30までほぼ最短距離で設けられているため、吸
気バイパス通路の吸気抵抗を小さくして低負荷時の充効
率を高めることができる。このバイパス管は比較的径が
小さいため、エンジンの高さをそれほど増大させること
はない。

左右吸気集合通路の下流側連通路41は、上記のように
バンク間のスペースを利用してインテークマニホールド
12下部の独立吸気通路35間に一体に形成されているた
め、フロント側に湾曲する形で十分に通路長さが確保で
き、したがって、コンパクトな吸気系が得られるだけで
なく、独立吸気通路35および連通路41を含むインテーク
マニホールド12下部の剛性が高まる。

また、各吸気集合通路36,37には、最上流に開口する
独立吸気通路35の開口部38の直上流に、吸気流を偏向さ
せる段部36b,37bが設けられていることにより、前方か
ら流れ込む吸気の流速が抑えられるともに下向きに流れ
が変えられるため、大きな慣性力で吸気がストレートに
流れ最後部に開口する独立吸気通路35に偏って流れ込む
といった現象が緩和される。また、段部36b,37bを設け
たことにより、インテークマニホールド12のフロント側
端部に冷却水通路46を設けるスペースが確保される。

バルブボディー30は、インテークマニホールド12の後
端部上方の連結管28の前方反転部に横置きで連結され、
その横向きに形成された入口管部49にバイパス通路管27
が接続されているので、バンク間の空間が有効に利用で
き、吸気バイパス系ひいては吸気系全体がコンパクトに
形成できる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、
その他いろいろな態様で実施できるものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、エアクリ
ーナ，過給機，吸気冷却器のそれぞれの容量を十分に確
保しながら、それら各装置をそれぞれエンジンルーム内
の機能的な位置に配置し、しかも、吸気通路を吸気抵抗
が増大するほど急激に曲げることなく配設することがで
き、また、過給機上流に設けられるスロットルバルブを
車室に近付けてアクセル操作系との接続を容易にするこ
とができる。

また、エアクリーナから過給機までの吸気通路が長く
なることにより、その間のボリュームによって過給機か
ら上流に抜けようとする吸気流音を減衰させることがで
きる。

さらに、過給機をバイパスする吸気バイパス通路をエ
ンジン側方に位置する該過給機の直上流とインテークマ
ニホールドの集合部とを連結するように設けることで、
吸気バイパス通路を短くして吸気抵抗を下げ、低負荷時
の充効率を向上させることができる。

また、吸気バイパス通路を開閉するバルブを備えたバ
ルブボディーをインテークマニホールドの上方に配置す
ることで、吸気バイパス系および吸気系全体をコンパク
トに形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体図、第２図は同実施例
の要部レイアウトを示す概略平面図、第３図は同実施例
におけるインテークマニホールドの平面図、第４図は同
正面図、第５図は同上流側側面図、第６図は第３図のＡ
−Ａ断面図、第７図は同Ｂ−Ｂ断面図、第８図および第
９図は同実施例におけるシャッターバルブおよびリリー
フバルブの制御領域図である。 1:エンジン、11:エンジンルーム、12:インテークマニホ
ールド、13:エアクリーナ、14:エアフローセンサ、15:
スーパーチャージャー（機械式過給機）、17:吸気冷却
器、20:スロットルボディー、22:ダクト、23:ダッシュ
パネル、27:バイパス通路管、30:バルブボディー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−93623（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−112633（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−105833（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に上流から順にエアクリーナ，ス
   ロットルバルブ，過給機および吸気冷却器を備えた自動
   車用過給機付エンジンにおいて、エンジンルームの前部
   一側方に前記エアクリーナを配設するとともに、エンジ
   ンルームの前部他側方に前記吸気冷却器を、また、該吸
   気冷却器の後方に前記過給機をそれぞれ配設し、前記エ
   アクリーナと前記過給機とを接続する吸気通路を後方に
   取り回しエンジン本体とダッシュパネルとの間隙に沿っ
   て配設したことを特徴とする自動車用過給機付エンジン
   の吸気装置。
2. 【請求項２】過給機をバイパスする吸気バイパス通路を
   エンジン側方に位置する該過給機の直上流とインテーク
   マニホールドの集合部とを連結するように設けたことを
   特徴とする請求項１記載の自動車用過給機付エンジンの
   吸気装置。
3. 【請求項３】前記インテークマニホールドの上方に前記
   吸気バイパス通路を開閉するバルブを備えたバルブボデ
   ィーを配置した請求項２記載の自動車用過給機付エンジ
   ンの吸気装置。
4. 【請求項４】エンジン本体を自動車のエンジンルーム内
   に縦置きで搭載する請求項1,2または３記載の自動車用
   過給機付エンジンの吸気装置。
5. 【請求項５】吸気通路に上流から順にエアクリーナ，ス
   ロットルバルブ，過給機および吸気冷却器を備えた自動
   車用過給機付エンジンにおいて、エンジンルームの一側
   方に前記エアクリーナを配設するとともに、エンジンル
   ームの他側方に前記吸気冷却器を、また、該吸気冷却器
   の後方に前記過給機をそれぞれ配設し、前記エアクリー
   ナと前記過給機とを接続する吸気通路を後方に取り回し
   エンジン本体とダッシュパネルとの間隙に配設したこと
   を特徴とする自動車用過給機付エンジンの吸気装置。