JP3108184B2 - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンに複数
のターボ過給機を装備してシーケンシャルターボ式に作
動する過給機付エンジンの吸気装置に関し、詳しくは、
水平対向式エンジンに適応した場合の吸気系のレイアウ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】水平対向式エンジンにシーケンシャルタ
ーボ式過給機のシステムを適応する場合、この種のエン
ジン本体のクランク軸方向の短縮形状を利用して、エン
ジン本体の直後の上方にターボ過給機、インタークーラ
等を略水平に搭載する。またエンジンルームのフードに
エアスクープを設け、このエアスクープから冷却風を房
内に取入れてインタークーラを冷却するように構成する
ことが提案されている。ここでインタークーラは、高出
力化を図るため大型化されているが、冷却風により効率
良く空冷することが望まれる。またエンジン前廻しされ
る房外吸気ダクトからの吸気系は、エンジン本体の上方
において先ずターボ過給機に連通し、このターボ過給機
からインタークーラに連通し、インタークーラから更に
スロットルボデー、吸気マニホールドを介してエンジン
本体に連通するように引回して構成される。従って、こ
の場合の吸気系をコンパクトにまとめ、口径を大きく
し、管長を直線的且つ短縮化して吸気効率を増大するよ
うにレイアウトすることが必要になる。

【０００３】従来、上記水平対向式エンジンにターボ過
給機のシステムを適応したものに関しては、例えば実開
平１−１３１８２５号公報の先行技術がある。ここでエ
ンジン本体の後方の変速機側上方にインタークーラを水
平に配置し、インタークーラの側方にターボ過給機を平
行に配置する。またインタークーラの内部にはインレッ
トパイプを設け、ターボ過給機のブロワ側をインターク
ーラのインレットパイプに連結することが示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、ターボ過給機が１個で吸気系も１
系統の場合である。従って、シーケンシャルターボ式と
してターボ過給機が２個で吸気系が２系統になると、こ
れらの構成が非常に煩雑になるので、そのまま適応する
ことはできない。

【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、水平対向式エンジンにシーケンシャルターボ式過給
機のシステムを適応する場合に、吸気系のレイアウトを
コンパクトで、吸気効率の良好なものに構成することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の過給機付エンジンの吸気装置は、水平対向式エ
ンジン本体に空冷式インタークーラが水平に設置され、
シーケンシャル式に作動するプライマリターボ過給機と
セカンダリターボ過給機とがインタークーラの左右両側
に設置され、インタークーラの前部がスロットルボデー
を介して吸気マニホールドに連通するよう連結され、イ
ンタークーラの後部下面側が上記両ターボ過給機を介し
て吸気管と連通するよう連結された過給機付エンジンの
吸気装置において、上記吸気マニホールドは、エンジン
本体の上部で逆Ｕ字形に屈曲して立設するように構成さ
れ、エアクリーナからの吸気管がこの吸気マニホールド
の屈曲部の下を挿通してセカンダリターボ過給機には直
線的に、プライマリターボ過給機には滑らかに折れ曲が
って連結されることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成に基づき、エンジン運転の特に走行時
には、エンジンフード側から房内に流入する冷却風によ
りインタークーラが空冷される。このときシングルとツ
インの各モードによりプライマリターボ過給機のみ、ま
たはプライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機
が作動すると、これらのターボ過給機により空気が吸
入、加圧してインタークーラに流入され、このインター
クーラで冷却した空気が更にスロットルボデー、吸気マ
ニホールドによりエンジン本体に供給される。その際
に、屈曲部が形成された吸気マニホールドによって、各
吸気管には所定の吸気管長が付与されているので、吸気
慣性を向上させて充填効率を増大するように過給するこ
とができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図４において、水平対向式エンジンにシーケンシ
ャルターボ式過給機のシステムを適応した場合の吸気系
と排気系の概略について説明する。先ずエンジン本体２
０の左右バンクＬ，Ｒの下部からそれぞれ排気通路１，
２が取出され、これらの排気通路１，２が連通路３によ
り相互に連通される。一方の排気通路１はプライマリタ
ーボ過給機４０のタービン４０ａに連通され、他方の排
気通路２はセカンダリターボ過給機４１のタービン４１
ａに連通され、両ターボ過給機４０，４１からの排気通
路７は１本の排気通路４に集合して、触媒コンバータ
５、マフラー６に連通される。そして両ターボ過給機４
０，４１のタービン側には、それぞれウエイストゲート
弁８がバイパスして設けられ、セカンダリターボ過給機
４１のタービン上流側の排気通路２に排気制御弁９が設
けられる。

【０００９】また吸気系について説明すると、エアクリ
ーナ５２からの吸気通路１０が２つに分岐して、一方の
吸気通路１１がプライマリターボ過給機４０のブロワ４
０ｂに連通され、他方の吸気通路１２がセカンダリター
ボ過給機４１のブロワ４１ｂに連通される。両ターボ過
給機４０，４１のブロワ４０ｂ，４１ｂからの吸気通路
１３，１４はインタークーラ３０に連通され、このイン
タークーラ３０からスロットルボデー２９、吸気通路１
５を介してエンジン本体２０の上部に連通される。そし
てセカンダリターボ過給機４１のブロワ下流側の吸気通
路１４には吸気制御弁１６が設けられ、この吸気通路１
４とプライマリターボ過給機側の吸気通路１１を連通す
るリリーフ通路１７に過給圧リリーフ弁１８が設けられ
る。

【００１０】これにより、低中速域のシングルターボモ
ードにおいて排気制御弁９と吸気制御弁１６を閉じ、過
給圧リリーフ弁１８を開くことで、エンジン本体２０か
らの排気の全てがプライマリターボ過給機４０のタービ
ン４０ａにのみ導入して作動する。そしてこのプライマ
リターボ過給機４０のブロワ４０ｂの高速回転により空
気を吸引して加圧し、この加圧空気をインタークーラ３
０で冷却してエンジン本体２０に供給するように過給す
る。一方、高速域のツインターボモードでは、上述と逆
に過給圧リリーフ弁１８を閉じて排気制御弁９と吸気制
御弁１６を開くことで、エンジン本体２０の左右バンク
の排気がそれぞれプライマリターボ過給機４０とセカン
ダリターボ過給機４１のタービン４０ａ，４１ａに導入
して作動する。そしてこの場合は、両ターボ過給機４
０，４１のブロワ４０ｂ，４１ｂにより空気を加圧して
過給し、吸気の充填効率を更に増大するように構成され
ている。

【００１１】図１ないし図３において、吸気系の構成に
ついて詳細に説明する。エンジン本体２０はクランクケ
ース２１の左右バンクＬ，Ｒにシリンダヘッド２２，２
３を水平に結合して構成され、このエンジン本体２０の
後部に変速機２４を連結して縦置き配置される。またエ
ンジン本体２０は、右バンクＲのシリンダヘッド２３の
方が左側のシリンダヘッド２２より車体前方にずれてバ
ンクオフセットされている。

【００１２】エンジン本体２０の中心の上方にはチャン
バー２５が水平に設置される。このチャンバー２５の左
右には吸気マニホールド２６，２７が一体的に設けられ
て、この吸気マニホールド２６，２７の端部を左右のシ
リンダヘッド２２，２３の上部に連結することにより、
略めがね橋状に橋渡しして設置される。吸気マニホール
ド２６，２７は逆Ｕ字形に屈曲して形成され、真円の通
路を確保しつつ滑らかにシリンダヘッド２２，２３側に
連通するようになっている。また吸気マニホールド２
６，２７の形状により、屈曲部２７ａの下に吸気管等を
挿通することが可能であり、所定の吸気管長を有して吸
気慣性等を向上することも可能になっている。チャンバ
ー２５の後部にはスロットル弁２８を有するスロットル
ボデー２９が略水平に連結され、このスロットルボデー
２９の更に後部に大型のインタークーラ３０が連結され
る。

【００１３】インタークーラ３０はコア部３０ａの前後
に出口タンク３０ｂ、入口タンク３０ｃを結合して構成
されるもので、房内のエンジン本体２０とその後方の仕
切り板３１とのスペースを用いて広い空冷面積を有する
ように大型に形成され、変速機２４側の上方に水平に配
置される。そしてインタークーラ３０の出口タンク３０
ｂ側はスロットルボデー２９に嵌合して連通され、入口
タンク３０ｃ側は変速機２４に立設するステー３２にブ
ッシュ３３を介して結合支持される。ここで上述のバン
クオフセットに基づいて右側の吸気マニホールド２７が
前方にずれており、このためスロットルボデー２９の右
側にスペース的に余裕があることから、このスロットル
ボデー２９の右側にスロットル弁２８のスロットルリン
ク３４が配置される。

【００１４】またプライマリターボ過給機４０はエンジ
ン本体２０の左バンクの直後のインタークーラ３０の左
側に、セカンダリターボ過給機４１はエンジン本体２０
の右バンクの直後のインタークーラ３０の右側に、それ
ぞれ配置される。これらの両ターボ過給機４０，４１
は、いずれもブロワ側を車体前方にしてインタークーラ
３０に沿った状態で略水平に設置される。そしてエンジ
ン本体２０の左右バンクＬ，Ｒの下部から、短い管長の
排気マニホールド３７と排気管３８により両ターボ過給
機４０，４１のタービンハウジング４０ｄ，４１ｄにそ
れぞれ連結されている。一方、エンジンルームのエンジ
ンフード３５において、インタークーラ３０の直上の位
置にエアスクープ３６が形成されており、このエアスク
ープ３６からの冷却風によりインタークーラ３０を空冷
するようになっている。

【００１５】次いで吸気系の引回しについて説明する
と、房外吸気ダクト５０がレゾネータ５１を介してエア
クリーナ５２に連結され、このエアクリーナ５２からの
ダクト５３に吸気管５４が連結される。吸気管５４は直
線的な短いものであり、この吸気管５４が右側の吸気マ
ニホールド２７の屈曲部２７ａの下を挿通してセカンダ
リターボ過給機４１のブロワハウジング４１ｃの前端に
連結される。また吸気管５４の途中にはクランク状に折
り曲がった長い吸気管５５が接続され、この吸気管５５
が吸気マニホールド２７、スロットルボデー２９の下を
挿通して左側に引回され、プライマリターボ過給機４０
のブロワハウジング４０ｃの前端に連結される。そして
両ターボ過給機４０，４１のブロワハウジング４０ｃ，
４１ｃの側部からそれぞれ吸気管５６，５７が、インタ
ークーラ３０の下を通って後方に延設されて、その端部
がインタークーラ３０の入口タンク３０ｃの下部に連結
される。

【００１６】こうして吸気系は車体前部から両ターボ過
給機４０，４１を介して一旦後方へ引回し、更にその後
方から直線的にインタークーラ３０、スロットルボデー
２９を介して前方のチャンバー２５、吸気マニホールド
２６，２７に引回して構成される。尚、セカンダリター
ボ過給機４１のブロワ下流の吸気管５７の途中には吸気
制御弁１６が設けられ、その吸気管５７とプライマリタ
ーボ過給機４０のブロワ上流の吸気管５５との間には短
いリリーフ通路により過給圧リリーフ弁１８が設けられ
ている。

【００１７】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ずエンジン運転時の特に走行時には、フード３５
のエアスクープ３６から冷却風が房内に入って直ちに大
型のインタークーラ３０に当たる。ここでインタークー
ラ３０の下には２本の吸気管５６，５７があるのみであ
るから、冷却風は円滑にインタークーラ３０を通過する
ように流れ、この冷却風の通過により効率良く空冷され
る。

【００１８】そこでシングルターボモードではプライマ
リターボ過給機４０のみが作動することで、そのブロワ
の回転に伴う吸入負圧により房外吸気ダクト５０から取
入れられる空気が、レゾネータ５１、エアクリーナ５
２、ダクト５３、吸気管５５を介してブロワハウジング
４０ｃに吸入される。そしてブロワハウジング４０ｃで
加圧した空気が吸気管５６を介してインタークーラ３０
に流入し、加圧により発熱した空気が、空冷されている
大型のインタークーラ３０の冷却フィンに広範囲で触れ
て有効に冷却され、空気密度の大きいものになる。この
空気密度の大きい加圧空気は、スロットルボデー２９で
流量調整され、チャンバー２５で左右に分割される。そ
して吸気マニホールド２６，２７の小さい通路抵抗によ
り多量の空気が、吸気慣性を付与して滑らかに左右のシ
リンダヘッド２２，２３の各気筒に供給されるのであ
り、こうして高い充填効率を得るように過給する。

【００１９】次いで、ツインターボモードにおいてプラ
イマリターボ過給機４０と共にセカンダリターボ過給機
４１も作動すると、セカンダリターボ過給機４１のブロ
ワハウジング４１ｃにも空気が吸入される。そしてこの
ブロワハウジング４１ｃで加圧した空気が吸気管５７に
より同様にインタークーラ３０に流入し、プライマリタ
ーボ過給機４０からの空気と合流して冷却され、スロッ
トルボデー２９で一緒に流量調整される。また水平対向
式４気筒エンジンのように左右バンクＬ，Ｒの気筒の点
火順序によりプライマリターボ過給機４０とセカンダリ
ターボ過給機４１が交互に作動する場合にも、このイン
タークーラ３０で両者の加圧空気が混合して平均化さ
れ、高い過給圧を有する多量の空気を連続して均一に得
るようになる。そしてこの多量の空気が吸気マニホール
ド２６，２７により円滑で、更に吸気慣性により効率良
くシリンダヘッド２２，２３に供給されて更に充填効率
を増大するように過給する。この場合に、セカンダリタ
ーボ過給機４１ではブロワ上流の吸気管長が短いこと
で、特に多量の空気を吸入、加圧して容量の大きい過給
機として作動する。

【００２０】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平対向式エンジンにシーケンシャルターボ式過給機の
システムを適応する場合に、エンジン本体の後部に空冷
式のインタークーラと、その両側にプライマリターボ過
給機及びセカンダリターボ過給機とが平行に配置される
ので、コンパクトなレイアウトになる。エアクリーナか
らの２系統の吸気管は、エンジン本体の上部で吸気マニ
ホールドの下を挿通して両ターボ過給機に連結され、そ
の両ターボ過給機からの吸気管はインタークーラの下を
通ってその後部に連結されるので、コンパクトな連結構
造になり、吸気系統が最短ルートの短縮化したものにな
り、吸気効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過給機付エンジンの吸気装置の実
施例を示す平面図である。

【図２】同実施例の正面図である。

【図３】同実施例の側面図である。

【図４】水平対向式エンジンにシーケンシャルターボ式
過給機を適応した場合の全体の排気系と吸気系を示す系
統図である。

【符号の説明】

２０ エンジン本体 ２５ チャンバー ２６，２７ 吸気マニホールド ２９ スロットルボデー ３０ インタークーラ ４０ プライマリターボ過給機 ４１ セカンダリターボ過給機 ５２ エアクリーナ ５４，５５，５６，５７ 吸気管

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平対向式エンジン本体に空冷式のイン
   タークーラが水平に設置され、シーケンシャルターボ式
   に作動するプライマリターボ過給機とセカンダリターボ
   過給機とが、上記インタークーラの左右両側に設置さ
   れ、上記インタークーラの前部がスロットルボデーを介
   して吸気マニホールドに連通するように連結され、上記
   インタークーラの後部下面側が上記両ターボ過給機を介
   してエアクリーナからの吸気管と連通するように連結さ
   れた過給機付エンジンの吸気装置において、上記吸気マニホールドは、上記エンジン本体の上部で逆
   Ｕ字形に屈曲して立設するように構成され、上記エアク
   リーナからの吸気管がこの吸気マニホールドの屈曲部の
   下を挿通してセカンダリターボ過給機には直線的に、プ
   ライマリターボ過給機には滑らかに折れ曲がって連結さ
   れる ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。