JP3108191B2 - 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、
２本の吸気管の上に空冷式インタークーラが接続して水
平に設置される場合の両者の組付性、ターボ過給機から
インタークーラへ伝わる振動の防止に関する。

【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。ここで空冷式のインタークーラ
は、高出力化を図るため大型化されており、このためプ
ライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機からの
吸気管は、インタークーラの下を通してその後方下部に
連結することが考えられる。

【０００３】ところで上述のように水平に配設される空
冷式のインタークーラの下に２本の吸気管を通した構成
では、インタークーラの下方の空間が非常に狭くなるの
で、その組付け後に吸気管を接続することはできない。
また吸気管とインタークーラを分離構成すると、部品点
数や作業工数が増大して好ましくない。このためインタ
ークーラと２本の吸気管とを予め結合した状態で、吸気
管の接続とインタークーラの組付けを可能にすることが
必要になる。一方、インタークーラは２本の吸気管を介
してプライマリとセカンダリのターボ過給機に連結され
て、両ターボ過給機の振動も伝わるため、この振動を適
切に吸収することが要求される。

【０００４】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。

【０００５】

【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
系統の場合であるから、シーケンシャルターボ式で２本
の吸気管がインタークーラの下を通して配設されるもの
には適応することができない。

【０００６】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おいて、ターボ過給機か
らの２本の吸気管を接続しつつその上にインタークーラ
を容易に組付け、且つターボ過給機からインタークーラ
へ伝わる振動を適切に吸収することを目的とする。

【０００７】

【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のインタークーラが水平に配置さ
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、該プライマリターボ過給機より大容量のセ
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が上記両ターボ過給機
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、上記プライマリターボ過給機
からの吸気管は、大きい剛性を有する樹脂製とされ、上
記インタークーラの後部下面側の左右どちらか一方側
に、上記インタークーラを位置決め支持することが可能
に配設され、上記セカンダリターボ過給機からの吸気管
は、上記インタークーラの後部下面側の左右どちらか他
方側に配設されるとともに、この吸気管の途中にフレキ
シブル管路が介設されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成に基づき、インタークーラ側の組み付
け時に、２本の吸気管を予めインタークーラに結合して
おき、フレキシブル管路を有する吸気管を大容量のセカ
ンダリターボ過給機に嵌着し、その後フレキシブル管路
を支点にしてインタークーラ側を上下、左右に任意に変
位させながら、剛性の大きい樹脂製の吸気管をプライマ
リターボ過給機に嵌着させることにより、２本の吸気管
を接続しつつインタークーラが、同時に所定の装着位置
に組み付けられる。さらに、樹脂製の吸気管は、組み付
け状態でインタークーラを支持する機能を有するので、
インタークーラは簡単な支持構造で安定して支持され
る。さらにまた、セカンダリターボ過給時には、フレキ
シブル管路によりセカンダリターボ過給機側の振動の伝
達が適切に吸収される。

【０００９】

【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５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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】図２ないし図４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。

【００１３】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。

【００１４】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側は吸気マニホールド２７に一端を固定し
たステー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２
８のスロットルリンク３４が配置される。

【００１５】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。

【００１６】次いで吸気系の引回しについて図２で説明
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４０
ｃ，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。

【００１７】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。

【００１８】図１において、両ターボ過給機４０，４１
からの２本の吸気管５６，５７とインタークーラ３０の
部分について更に説明する。吸気管５６は大きい剛性を
有する樹脂製であり、平面視く字形で側面視クランク状
に形成され、後端接続部５６ａが予めインタークーラ３
０の後方下部に一体的に結合され、前端接続部５６ｂが
プライマリターボ過給機４０のブロワ吐出口４０ｅに嵌
着するように構成される。吸気管５７は途中にフレキシ
ブルなベローズ式管路５７ｃが接続されて平面視Ｌ字形
に形成され、同様に後端接続部５７ａが予めインターク
ーラ３０の後方下部に一体的に結合され、前端接続部５
７ｂがセカンダリターボ過給機４１のブロワ吐出口４１
ｅに嵌着するように構成される。

【００１９】そこで組付け時には、インタークーラ３０
を抱持した状態で、先ず吸気管５７の前端接続部５７ｂ
をセカンダリターボ過給機４１の横向きのブロワ吐出口
４１ｅに嵌合して接続する。その後インタークーラ側を
動かすと、ベローズ式管路５７ｃのフレキシブルな変形
によりこの管路５７ｃを支点にして、インタークーラ３
０とそこに結合される吸気管５６が例えば図１の一点鎖
線のように上下、左右に自由に変位する。そこでインタ
ークーラ３０の姿勢を任意に変位しながら、吸気管５６
の前端接続部５６ｂをプライマリターボ過給機４０の上
向きのブロワ吐出口４０ｅに合致し且つ嵌合する。この
ときインタークーラ３０の出口タンク３０ｂの接続部３
０ｄもスロットルボデー２９に嵌着するのであり、これ
によりインタークーラ３０を真直な装着位置に位置決め
しつつ吸気管５６が接続される。こうして２本の吸気管
５６，５７を接続する際に、その上にインタークーラ３
０がスロットルボデー２９と連結して所定の装着位置に
組付けられる。そしてこの組付け状態では、インターク
ーラ３０が主としてプライマリターボ過給機４０の上向
きのブロワ吐出口４０ｅと吸気管５６により位置決めさ
れると同時に、水平状態に支持される。

【００２０】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に触れながらコア部３０ａを
下方に流れる。ここでインタークーラ３０の下には２本
の吸気管５６，５７等があるだけであるから、冷却風は
スムスにインタークーラ３０を通過するように流れ、こ
の冷却風の通過によりインタークーラ３０が効率良く空
冷される。

【００２１】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によって冷却され、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２
６，２７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。

【００２２】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制御弁１
６を開くことで、吸気管５７により同様にインタークー
ラ３０に流入して、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
の多量の空気は、吸気マニホールド２６，２７により円
滑で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。

【００２３】また上述のエンジン運転時にインタークー
ラ３０は、スロットルボデー２９、吸気マニホールド２
６，２７を介してエンジン本体２０に連結することで、
エンジン本体２０と共に振動する。そしてツインターボ
モードで大容量のセカンダリターボ過給機４１が作動す
ると、プライマリターボ過給機４０より大きく振動する
が、その振動は吸気管５７のベローズ管路５７ａにより
吸収され、こうしてインタークーラ３０の共振等が防止
される。

【００２４】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。

【００２５】

【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
ステムを適応し、空冷式のインタークーラの下に２本の
吸気管が配設される場合に、吸気管の一方にフレキシブ
ル管路を介設されるので、２本の吸気管を接続しつつそ
の上にインタークーラを容易に組付けることができる。
２本の吸気管は予めインタークーラに結合されているの
で、組付け作業性が向上する。一方の樹脂製の吸気管は
組付け状態でインタークーラを支持する機能も有するの
で、インタークーラは簡単な支持構造で安定して支持さ
れる。吸気管のフレキシブル管路は、セカンダリターボ
過給機の振動の伝達を吸収する機能も有するので、イン
タークーラの共振等を確実に防止することが可能にな
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
施例の要部を示す平面図である。

【図２】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を示す平面図である。

【図３】同正面図である。

【図４】同側面図である。

【図５】排気系と吸気系の全体の概略を示す系統図であ
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 ５６，５７ 吸気管 ５７ｃ ベローズ式管路

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、該プライマリタ
   ーボ過給機より大容量の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
   後部が上記両ターボ過給機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、上記プライマリターボ過給機からの吸気管は、大きい剛
   性を有する樹脂製とされ、上記インタークーラの後部下
   面側の左右どちらか一方側に、上記インタークーラを位
   置決め支持することが可能に配設され、 上記セカンダリターボ過給機からの吸気管は、上記イン
   タークーラの後部下面側の左右どちらか他方側に配設さ
   れるとともに、この吸気管の途中にフレキシブル管路が
   介設されている ことを特徴とする過給機付エンジンの吸
   気装置。