JP4297346B2 - エンジンの吸気系および排気系の構造 - Google Patents

Description

本発明はエンジンの吸気系および排気系の構造に関し、特にターボチャージャを備え、そして吸気系にブローバイガスの合流部を設けたエンジンの吸気系および排気系の構造に関する。

周知の通り、エンジンの吸気系は吸気管や吸気マニホルドを含み、そして排気系は排気管や排気マニホルドを含み、また、ターボチャージャを備えている。
一般に吸気管や排気管はエンジンのシリンダヘッドやシリンダブロックに固定されており、エンジン自体にボルト穴等を設けることは強度上好ましくないこともあり、固定位置が制限される。
また、エンジンの振動が伝達され共振を生じたり、騒音の発生原因となる。

図７は従来のエンジンの吸気系および排気系の構造の概要を示し、図においてシリンダブロック１の上部にはシリンダヘッド２が取付けられ、そのシリンダヘッド２の上部に吸気管３が取付けられ、その吸気管３にはターボチャージャ４が設けられている。
他方、エキゾーストシャッタ５を有する排気管６はシリンダブロック１に取付けたブラケット７を介して支持されている。また図中８は排気還流（ＥＧＲ）管である。

吸気管や排気管の振動を抑制するために弾性体を介して取付ける技術は種々知られている。
特開平８−７４５６９号公報 特開平１１−２８０５７２号公報 特開平１１−３０１２８８号公報

エンジンの周囲は種々の補機が設置されており、そのために排気管を支持するブラケットは丈夫で、かつシリンダブロックの強度を弱めないでシリンダブロックに取付けられねばならない。また、シリンダヘッドをまたいで配置され、そしてシリンダヘッドに固定されている吸気管は、ブラケットを締結するためのボルトに振動により応力が集中する傾向がある。

したがって、本発明の目的は、エンジンに対して丈夫でかつ振動を抑制して取付けることのできるエンジンの吸気系および排気系の構造を提供するにある。
本発明の他の目的は、エンジンのシリンダブロックの強度を弱めることなく排気管を強固にエンジンのシリンダブロックに取付けることのできるエンジンの排気系の構造を提供するにある。
本発明の別の目的は、吸気管の振動を抑制できるエンジンの吸気管の構造を提供するにある。
本発明のさらに他の目的は、吸気管に吸引されるブローバイガスを好適に導入できるエンジンの吸気管の構造を提供するにある。

本発明によれば、ターボチャージャ（４）を備え、吸気系にブローバイガスの合流部（１５）を設けたエンジンの吸気系の構造において、エンジンのシリンダヘッド（２）の側面にそれぞれ第２のブラケット（１１）がボルト（Ｂ）で固定され、一方の第２のブラケット（１１）には上方に伸びる部分（１０ａ）を有する第１のブラケット（１０）が取付けられ、この第１のブラケット（１０）の上方に伸びる部分（１０ａ）の上端は弾性体を介して吸気管（３）に設けた取付座（１３）に固定され、そして吸気管（３）に一体に設けた別の取付座（１４）は弾性体を介して他方の第２のブラケット（１１）に取付けられており、この吸気管（３）にはブローバイガスの合流部（１５）が吸気管（３）の軸線（Ｏ）と１５度ないし７５度の傾斜角度（θ）で取付けられており、その合流部（１５）のブローバイガスが流れる断面積はその合流部（１５）の上流側のブローバイガスの取付部（１７）のブローバイガスが流れる断面積より大径であり、そしてエアコンプレッサへの空気取入口（１８）が前記合流部（１５）の上流側に設けられている。

また本発明によれば、エンジンのシリンダブロック（１）に取付けたブラケット（７）がエキゾーストシャッタ（５）を支持する上部板体（２５）と、そのエキゾーストシャッタ（５）の下流側の排気管（６）を支持するために前記上部板体（２５）から突出する突出部（２５ａ）とを備え、そして前記エキゾーストシャッタ（５）の上流側の排気管（６）を支持するためのリブ（２１）を有し、そのリブ（２１）の上方部分（２１ｄ）は排気管（６）を支持し、下方部分（２１ａ）は他の部品と干渉を避けるために傾斜している。

従来は吸気管に対し、ブラケットをボルト締めし、そのブラケットを弾性体を介してシリンダヘッドに固定していたが、本発明ではブラケットはボルトでシリンダヘッドに固着され、吸気管が弾性体を介してブラケットにいわゆるフローティングマウント構造で取付けられているので、ボルトの締結個所に応力集中が生じない。すなわち、吸気管のみがフローティングマウントされているので、その分だけ振動する重量が減少し、騒音が少ない。

またブローバイガスの合流部が吸気管の軸線に対して傾斜して流れるようになっているので、ブローバイガスの流入が円滑であり、また大径部により、水分を含むブローバイガスが寒冷時（例えば−４０℃）で吸気によって凍結しても、ブローバイガスの流れを妨げない。

また、吸気管からのエアコンプレッサの空気取入口がブローバイガスの合流部の上流側に設けてあるので、エアコンプレッサに綺麗な空気を供給でき、ブローバイガスの混入がない。

排気管のエキゾーストシャッタの上流側、すなわちターボチャージャの近くで、排気管がリブで支持されるので、重いターボチャージャの支持も確実となる。特にブラケットをシリンダブロックに取付けるためのボルト数は同じであり、エンジン自体の強度の低下がない。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１、図２は本発明を実施した吸気管を配置した所が示されている。

図１に示されているシリンダヘッド２の側面にはそれぞれ第２のブラケット１１がボルトＢで固定されている。そして一方（図面の右側）の第２のブラケット１１には第１のブラケット１０が取付けられている。そして第１のブラケット１０の上端は弾性体（図示せず）を介して吸気管３に一体に設けた取付座１３に例えば図示しないボルトナットにより固定されている。第２のブラケット１１は吸気管３に一体に設けた別の取付座１４に弾性体（図示せず）を介して前記のボルトＢで第２のブラケット１１と共に共締めされている。

このように吸気管３のいずれの取付座１３、１４に弾性体を介在させることにより、余分な重量物の振動がなくなり、また取付応力を低減でき、組立てが容易となる。特に第１のブラケットはシリンダヘッド１の取付部分から上方に伸びる部分１０ａを有しており、高さがあるので、この上方に伸びる部分１０ａに弾性体を介在させることにより、振動の吸収効果が大きい。

図２によく示されているように、吸気管３には矢印１５で示す通り、ブローバイガスの合流部が形成されている。この合流部１５は吸気管３の軸線Oと角度θで取付けられている大径部１６を備え、ブローバイガスパイプの取付部１７はその大径部１６より小径である。図中符号１８はエアコンプレッサへの空気取入口であり、ブローバイガス合流部１５より上流に設けられ、エアコンプレッサにはきれいな空気が流入するようになっている。

周知の通り、吸気管３内は負圧であり、ブローバイガスは正圧である。したがって、合流部１５を吸気管３に対して直角に取付けるとブローバイガスの流入により吸気管３内の流れを妨げることになる。この傾斜角度θは１５度ないし７５度が好ましく、１５度以下ではブローバイガスの流入が円滑でなく、また７５度以上では吸気管３内の空気の流れの妨げとなる。

寒冷地においては、空気温度が非常に低く、例えば−４０℃のような場合、ブローバイガスは水分を含んでいるので、合流部１５で水分が凍結して、流路を閉塞するおそれがある。したがって、大径部１６を設けてあるので、氷で閉塞される時間が長くなると共に、完全に閉塞しないようにしてある。

次に図３、図４、図５および図６を参照して、本発明を実施した排気管６の配置について説明する。
図３に示されているようにシリンダブロック１に後述の態様で取付けられたブラケット７は、排気管６に取付けたターボチャージャ４の下流側を支持するようになっており、エキゾーストシャッタ５の付近に設けられている。

図４、図５、図６に示されているように、ブラケット７はシリンダブロック１に取付ける平板状部分２０ａと後述の態様で排気管６を支持するための傾斜部分２０ｂとよりなる板状体２０を備え、その板状体２０にはほぼ直角方向外方に延びる４本のリブ２１、２２、２３、２４が取付けられている。

第１のリブ２１は下方から上方外側に傾斜している下部部分２１ａと上方に延びる上方部分２１ｂとを備え、その上方部分２１ｂは板状体２０よりもさらに上方に延びる取付部分２１ｃを有し、その取付部分２１ｃにはエキゾーストコネクタのフランジＦ（図３）に取付けるためのボルト穴２１ｄ、２１ｅが穿設されている。
この第１のリブ２１の下方部分２１ａが傾斜しているために強度を充分に保ち、かつほかの部品との干渉を防ぐことができる。

第２のリブ２２および第３のリブ２３は実質的に直線状に延び、その上部に上部板体２５が一体に形成されている。この上部板体２５は排気管６を支持するための突出部２５ａを有し、その突出部２５ａの一方の縁部は第４のリブ２４と一体に形成され、他方の縁部は第５のリブ２６と一体に形成され、この第５のリブ２６の下端は第３のリブ２３と一体的に固着されている。図示の通り、この第３のリブ２３は突出部２５ａを支持するために、彎曲している部分２４ａを有している。

板状体２０はその平板状部分２０ａにブラケット７をシリンダブロック１に取付けるための複数（図示の例では４つ）のボルト穴２７を有している。また突出部２５ａには排気管６の取付部にボルト締めするボルト穴２５ｂが穿設され、また上部板体２５の第２のリブ２２と第３のリブ２３との間にはエキゾーストシャッタ５の取付部を取付けるボルト穴２５ｃが穿設されている。ここで、ボルト穴２５ｂは排気管６を取付けるために設けられており、ボルト穴２５ｃはエキゾーストコネクタ３５を取付けるために設けられている。

このようにブラケット７に第１のリブ２１を設け、その上方で排気管６を支持し、かつそのリブ２１の下部部分２１ａは他の部品と干渉しないようにしたので、従来技術に対してボルト数の増加や格別の加工等をすることなく強固に排気管を支持できる。

本発明を実施した吸気管の取付状態を示す側面図。 図１の上面図。 本発明を実施した排気管の取付状態を示す正面図。 排気管を取付けるためのブラケットの正面図。 図４の側面図。 図４の上面図。 従来の吸気系および排気系を示す説明図。

符号の説明

１・・・シリンダブロック
２・・・シリンダヘッド
３・・・吸気管
４・・・ターボチャージャ
５・・・エキゾーストシャッタ
６・・・排気管
７・・・ブラケット
１０、１１・・・ブラケット
１３、１４・・・取付座
１５・・・合流部
１６・・・大径部
１７・・・取付部
１８・・・空気取入口
２０・・・板状体
２１、２２、２３、２４・・・リブ
２１ａ・・・下方部分
２１ｃ・・・取付部分
２１ｄ・・・ボルト穴
２５・・・上部板体
２５ａ・・・突出部
２６・・・リブ
２７・・・ボルト穴

Claims (2)

1. ターボチャージャ（４）を備え、吸気系にブローバイガスの合流部（１５）を設けたエンジンの吸気系の構造において、エンジンのシリンダヘッド（２）の側面にそれぞれ第２のブラケット（１１）がボルト（Ｂ）で固定され、一方の第２のブラケット（１１）には上方に伸びる部分（１０ａ）を有する第１のブラケット（１０）が取付けられ、この第１のブラケット（１０）の上方に伸びる部分（１０ａ）の上端は弾性体を介して吸気管（３）に設けた取付座（１３）に固定され、そして吸気管（３）に一体に設けた別の取付座（１４）は弾性体を介して他方の第２のブラケット（１１）に取付けられており、この吸気管（３）にはブローバイガスの合流部（１５）が吸気管（３）の軸線（Ｏ）と１５度ないし７５度の傾斜角度（θ）で取付けられており、その合流部（１５）のブローバイガスが流れる断面積はその合流部（１５）の上流側のブローバイガスの取付部（１７）のブローバイガスが流れる断面積より大径であり、そしてエアコンプレッサーへの空気取入口（１８）が前記合流部（１５）の上流側に設けられていることを特徴とする吸気系の構造。
2. エンジンのシリンダブロック（１）に取付けたブラケット（７）がエキゾーストシャッタ（５）を支持する上部板体（２５）と、そのエキゾーストシャッタ（５）の下流側の排気管（６）を支持するために前記上部板体（２５）から突出する突出部（２５ａ）とを備え、そして前記エキゾーストシャッタ（５）の上流側の排気管（６）を支持するためのリブ（２１）を有し、そのリブ（２１）の上方部分（２１ｄ）は排気管（６）を支持し、下方部分（２１ａ）は他の部品と干渉を避けるために傾斜していることを特徴とする請求項１記載の吸気系と組合されたエンジンの吸気系および排気系の構造。

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