JP6440024B2 - Ｖ型エンジンの吸気構造 - Google Patents

Description

本開示は、Ｖ型エンジンの吸気構造に関する。

過給機を備えるエンジンの吸気構造として特許文献１〜２がある。特許文献１では、Ｖ型６気筒エンジンのＶバンク間にスーパーチャージャ（機械式過給機）が配置されており、インテークマニホールドは、このスーパーチャージャを囲むようにスーパーチャージャと一体化さている。より詳細には、特許文献１のインテークマニホールドは、各気筒（シリンダ）に向けて分岐するブランチ部（分岐通路）と各ブランチ部を集合するコレクタ部とから構成されている。そして、スーパーチャージャの上部は上記のコレクタ部によって覆われ、スーパーチャージャの側部と下部の大部分がブランチ部によって覆われており、これによって、スーパーチャージャから外気への放熱が抑えられ、スーパーチャージャのハウジングと内部のロータとの温度差が小さくなるように是正されている。このような吸気構造において、スーパーチャージャによって圧送される空気は、スーパチャージャハウジングの前方上部に開口する吐出口から、インテークマニホールドのコレクタ部に吐出される。

また、特許文献２では、Ｖ型８気筒エンジンのＶバンク内にスーパーチャージャが収容されており、スーパーチャージャの上部にはサージタンクが取り付けられており、スーパーチャージャからの高圧の新気（吸気）を吐出するためのエンジン本体に垂直に形成された吐出通路にこのサージタンクは連通している。そして、このサージタンクから複数の吸気管（分岐通路）が分岐され、各吸気管はそれぞれスーパーチャージャの側面を伸びて下方の各バンクの接続されている。

特開平１０−１０３０７３号（特許第３８７０４５１号） 特開平９−１８４４２６号（特許第３３６２１６２号）

上記の通り、特許文献１〜２の吸気構造では、いずれも、スーパーチャージャから上方に吐出される吸気は分岐通路によって分岐された後に、過給機の周囲に沿って引き回される各分岐通路を通って下方に位置する各吸気ポートに向けて導かれるよう構成されている。このため、過給機の運転による熱は分岐通路毎に吸気を加熱することになり、過給機の内部において熱源が偏在する場合には、吸気に対する熱源からの伝熱の影響が分岐通路毎に異なるおそれがある。また、特許文献１は、スーパーチャージャに生じる温度差を是正することを目的として、インテークマニホールドと過給機を一体化している。しかし、インテークマニホールドを通過する吸気を過給機の熱によって加熱してしまい、エンジンの燃焼室に供給される吸気の充填効率の低下を招くおそれがある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、吸気の充填密度の均一化と共に、過給機の冷却および保護に優れたＶ型エンジンの吸気構造を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るＶ型エンジンの吸気構造は、第１バンクと第２バンクの２つのバンクを有し、前記バンクの吸気ポートが前記２つのバンクの間に開口するＶ型エンジンの吸気構造であって、前記２つのバンクの間の上方に設けられる過給機と、前記第１バンクの前記吸気ポートのそれぞれに連結され、前記２つのバンクの間から上方に向けて伸びる分岐通路の複数からなる第１側多岐通路部と、前記第２バンクの前記吸気ポートのそれぞれに連結され、前記２つのバンクの間から上方に向けて伸びる分岐通路の複数からなる第２側多岐通路部と、前記第１側多岐通路部と前記第２側多岐通路部とに連結されると共に、前記過給機から上方に向けて吐出される吸気を前記第１側多岐通路部と前記第２側多岐通路部とに分配して導入するよう構成される主通路部と、を備え、前記第１側多岐通路部および前記第２側多岐通路部は、前記過給機の下部から下に設けられる。

上記（１）の構成によれば、過給機の下方に位置する両バンクと共に、主通路部と多岐通路部（第１側多岐通路部と第２側多岐通路部）とによって、過給機の両側面と下部に空気層を形成しながら過給機の周囲は囲まれる。これによって、主通路部と多岐通路部は、走行風を過給機の周囲の側面に導く空気のガイドとしての役割を果たすことによって、過給機の温度差を是正しながら過給機を効率的に冷却できると共に、主通路部や多岐通路部に対する過給機からの熱の影響を抑制することができる。また、主通路部と多岐通路部は構造部材であり、これによって過給機の周囲が囲まれるので過給機を保護することもできる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記第１側多岐通路部および前記第２側多岐通路部が有する前記分岐通路のうちの少なくとも一部は、前記過給機の下面より下に設けられる。
上記（２）の構成によれば、多岐通路部を過給機の下面より下に設けることにより、過給機の側面には、複数に分岐される前の１本の吸気通路である主通路部が位置し、多岐通路部は過給機からより離れて位置することになる。このため、過給機などの熱源によって吸気の温度が上昇する場合であっても吸気通路内の一本の吸気通路内の吸気全体に熱が拡散し易く、分岐通路毎の吸気に熱源から熱が伝わるなど、熱源からの影響が分岐通路毎に異なってしまう状況を抑制することができる。また、主通路部には前後方向に沿って隙間がなく、走行風が途中で方向を変えることなく過給機の周囲を前後方向に沿って吹き抜けるので、空気のガイドとしての冷却機能や過給機の保護機能を向上させることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、前記第１側多岐通路部は、前記第１側多岐通路部において隣接する前記分岐通路の間を結合する結合壁を有し、前記第２側多岐通路部は、前記第２側多岐通路部において隣接する前記分岐通路の間を結合する結合壁を有することを特徴とする。
上記（３）の構成によれば、第１側多岐通路部に属する分岐通路同士の隣接間と、第２側多岐通路部に属する分岐通路同士の隣接間は連結されており、隙間がなない。このため、吸気構造による過給機の保護機能および冷却機能を向上させることができる。また、結合壁によって分岐通路の隣接間を結合することによって、多岐通路部の強度を向上させることができ、多岐通路部の上部に搭載される主通路部や過給機をより安定に支えることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において、前記主通路部は、前記第１側多岐通路部を集合する第１集合部と、前記第２側多岐通路部を集合する第２集合部と、を含み、前記第１集合部は、前記第１バンクに沿って前記２つのバンクの間から、エンジン本体の外側に向けて前記第１バンクの上方に伸びるよう構成されており、前記第２集合部は、前記第２バンクに沿って前記２つのバンクの間から、エンジン本体の外側に向けて前記第２バンクの上方に伸びるよう構成されている。
上記（４）の構成によれば、集合部（第１集合部と第２集合部）のそれぞれは、バンクの間からエンジン本体の内側から外側に向けて伸びると共に、各バンクの上方に伸びている。これによって、過給機の側面と主通路部との間に、過給機の側面のより広範囲に渡る空間を設けることができる。また、各バンクの上方において各バンクに沿って第１集合部と第２集合部が伸びることで、第１バンクのシリンダヘッドと第１集合部の間、および、第２バンクのシリンダヘッドと第２集合部の間に空気層を形成することができ、各バンクからの熱が主通路部と多岐通路部の吸気や過給機に伝わるのを抑制することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記過給機は、前後方向における前記第１側多岐通路部の最大長は、前記第１集合部の前記前後方向の最大長よりも長く、前記第２側多岐通路部の前記前後方向の最大長は、前記第２集合部の前記前後方向の最大長よりも長い。
上記（５）の構成によれば、前記第１側多岐通路部および前記第２側多岐通路部は、第１集合部および第２集合部よりも、それぞれエンジンの前後方向に広がって伸びている。このため、重量のある主通路部および過給機を特に前後方向において安定的に支えることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の構成において、前記主通路部は、前記過給機の両側面のそれぞれの周囲に位置する部分であって、上方から下方へ向けて前記吸気を導くよう構成される上下部を有し、前記過給機の本体の側面は、前記上下部を含む前記主通路部によって覆われている。
上記（６）の構成によれば、主通路部によって過給機本体の側面が覆われているので、過給機の保護機能および冷却機能を向上させることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記上下部はインタークーラを有する。
上記（７）の構成によれば、過給機の下流であって多岐通路部の上流にインタークーラが設けられることで、過給機による圧送（圧縮）による吸気温度の上昇や、過給機の熱からの伝熱にかかわらず、燃焼室に供給される前の吸気を多岐通路部によって分岐される前に一括して冷却することができるので、吸気の充填密度を効率良く適切に制御することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の構成において、前記過給機は、前記主通路部と前記第１側多岐通路部と前記第２側多岐通路部とによって囲まれる閉断面の内側に配置されることを特徴とする。
上記（８）の構成によれば、過給機を閉断面で保護できると共に、過給機の重量を、主通路部や多岐通路部（第１側多岐通路部と第２側多岐通路部）で受けることもでき、過給機を安定支持できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、吸気の充填密度の均一化と共に、過給機の冷却および保護に優れたＶ型エンジンの吸気構造が提供される。

本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンの吸気構造の構成を説明するためのＶ型エンジンの正面図である。 図１のＶ型エンジンの吸気構造の斜視図である。 図１のＶ型エンジンの吸気構造の背面図である。 図１のＶ型エンジンの吸気構造の平面図である。 図１の第１側多岐通路部側から見た吸気構造の側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンの吸気構造１の構成を説明するためのＶ型エンジンの吸気構造１の正面図である。図２は、Ｖ型エンジンの吸気構造１の斜視図である。図３は、図１のＶ型エンジンの吸気構造１の背面図である。図４は、Ｖ型エンジンの吸気構造１の平面図である。また、図５は、第１側多岐通路部３ａ側から見たＶ型エンジンの吸気構造１の側面図である。

図１に示されるように、Ｖ型エンジンの吸気構造１（以下、「吸気構造１」）は、多岐通路部３（第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂ）と、主通路部４と、過給機５とを備えている。そして、吸気構造１は、各部（３、４）が有する内部空間によって吸入空気（吸気）のための通路を形成するよう構成されている。また、吸気構造１は、吸気構造１の上流側に接続される他の吸気通路９と共に、Ｖ型エンジンの外部から、Ｖ型エンジンの内部の各燃焼室２８へ空気（新気）を導くための吸気通路を形成するよう構成される。

この吸気構造１が適用されるＶ型エンジン（以下、「エンジン」）は、第１バンク２２ａ（図１では右バンク）と第２バンク２２ｂ（図１では左バンク）の２つのバンク２２を有し、バンク２２の吸気ポート２６が２つのバンク２２の間に開口している。図１の例示では、エンジンはＶ型６気筒エンジンであり、各バンク２２はそれぞれ３つの気筒（シリンダ２３）を有する。また、エンジンのエンジン本体２１は、シリンダヘッド２４とＶ字状のシリンダブロック２５で構成されており、シリンダブロック２５のＶ字状の頭部のそれぞれにシリンダヘッド２４が搭載されることで各バンク２２（２２ａと２２ｂ）が形成される。

このシリンダヘッド２４には、それぞれ２つの吸気弁および排気弁（不図示）と、この２つのバンク２２の間（バンク内）に開口する吸気ポート２６と、排気ポート２９とがシリンダ２３毎に設けられている。すなわち、各シリンダ２３の燃焼室２８とシリンダヘッド２４の外部は、燃焼室２８へ吸気を導く通路である吸気ポート２６（２６ａ、２６ｂ）によってそれぞれ連通されると共に、この連通状態は吸気弁によって制御されるよう構成される。一方、燃焼室２８からの燃焼ガス（排気ガス）を外部に導く通路である排気ポート２９も各燃焼室２８と各バンク２２の外部とをそれぞれ連通しており、この連通状態は排気弁によって制御されるよう構成される。そして、この排気ポート２９は、バンク内とは反対の側などのバンク内以外に伸びることによって外部と各燃焼室２８を連通しても良い。また、吸気ポート２６と排気ポート２９は、それぞれの内部で２つに分岐して燃焼室２８へ連結されており、この分岐毎にそれぞれ１個ずつ吸気弁と排気弁は設けられている。

なお、図１では、第１バンク２２ａと第２バンク２２ｂの２つのバンク２２がなす挟み角（バンク角）は約６０度であり、バンク内に形成される空間はバンク角が９０℃のものに比べて狭い。但し、バンク角は６０度に限定されず９０度など任意の角度であっても良い。そして、後述するように、バンク内の上方（上部）に広がる空間であるバンク間に過給機５は設けられる。各バンク２２に含まれる複数のシリンダ２３の数も任意である。シリンダ２３毎の吸気弁および排気弁の数も任意であり、１つであっても良いし、複数であっても良く、吸気ポート２６と排気ポート２９の内部の分岐数もこの吸気弁および排気弁の数に応じたものとなる。

また、シリンダヘッド７４には、シリンダ２３毎に設けられ、各バンク２２の吸気ポート２６内に燃料（相対的に低圧となる低圧燃料）を噴射するよう構成されるポート噴射装置２６ｐと、シリンダ２３毎に設けられ、燃焼室２８内に燃料（相対的に高圧となる高圧燃料）を直接噴射するよう構成される筒内噴射装置２８ｄとの２種類の燃料噴射装置が設けられている。そして、ポート噴射装置２６ｐは、筒内噴射装置２８ｄよりも、バンク２２内の上方に位置している。但し、これに限定されず、他の幾つかの実施形態では、エンジンは、１種類の燃料噴射装置を備えても良く、ポート噴射装置２６ｐまたは筒内噴射装置２８ｄどちらか一方を備えても良い。

また、図１に示される実施形態では、エンジンは、各バンク２２（２２ａ、２２ｂ）がクランク軸の回転方向（矢印Ｅ）と同じ方向にオフセットされているが、他の幾つかの実施形態では、エンジンは、各バンク２２がオフセットされていない通常エンジンであっても良い。

このオフセットを有するエンジン（図１）について詳述すると、通常エンジンでは、各バンク２２を形成するシリンダブロック２５の複数のシリンダ軸線Ａ１はクランク軸の軸中心Ｏを通る位置にある。これに対して、上記のオフセットを有するエンジンでは、クランク軸の軸中心Ｏからシリンダブロック２５のアッパーデッキ面までの長さ（デッキ高さＨ）を保ったまま、シリンダ軸線Ａをクランク軸の軸中心Ｏに対してクランク軸の回転方向Ｅと同じ方向へオフセット量δだけ平行移動（オフセット）させている。なお、図１では、複数のシリンダ軸線Ａと複数のシリンダ軸線Ａ１は、それぞれ最も前面にあるものに重なって示されている。

そして、このオフセットによって、回転方向Ｅの前側の第１バンク２２ａは通常エンジンの位置と比較して高くなり、回転方向Ｅの後ろ側の第２バンク２２ｂは低くなることによって、両方のバンク２２はエンジン本体２１の上下方向（以下、「上下方向」）に高低差が生じている。このため、第１バンク２２ａと第２バンク２２ｂのそれぞれの吸気ポート２６（２６ａ、２６ｂ）にも上下方向の位置にも差が生じており、図１の例示では、高さＨ１を有す第１バンク２２ａの吸気ポート２６ａの開口の位置と、高さＨ２を有する第２バンク２２ｂの吸気ポート２６ｂの開口の位置の高低差は、Ｈ１−Ｈ２（Ｈ１＞Ｈ２）となっている。なお、オフセット量δは、第１バンク２２ａと第２バンク２２ｂで同じであっても、それぞれ異なっても良い。

そして、上記の各吸気ポート２６には多岐通路部３が連結される。
多岐通路部３（マニホールド）は、第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂからなっている。すなわち、第１バンク２２ａの吸気ポート２６ａのそれぞれに連結され、２つのバンク２２の間から上方に向けて伸びる分岐通路３１の複数からなる第１側多岐通路部３ａと、第２バンク２２ｂの吸気ポート２６ｂのそれぞれに連結され、２つのバンク２２の間から上方に向けて伸びる分岐通路３１の複数からなる第２側多岐通路部３ｂと、からなっている。

図１の例示では、第１側多岐通路部３ａは、第１バンク２２ａの吸気ポート２６ａの開口２７ａから、バンク内を形成する第１バンク２２ａの側面に沿って（第１バンク２２ａの外形に従うように）、第１バンク２２ａに接触することなくバンク内から上方に向けて伸びている。同様に、第２側多岐通路部３ｂは、第２バンク２２ｂの吸気ポート２６ｂの開口から、同じくバンク内を形成する第２バンク２２ｂの側面に沿って、第２バンク２２ｂに接触することなくバンク内から上方に向けて伸びている。このように各バンク２２の側面に沿って伸びるため、図１の例示のように、第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂは、それぞれ、吸気ポート２６との連結部からエンジン本体２１の外側に互いに開きながら上方に伸びても良い。言い換えると、第１側多岐通路部３ａが接続される吸気ポート２６ａと第２側多岐通路部３ｂが接続される吸気ポート２６ｂとの間の距離よりも、各バンク２２に沿って伸びている任意の箇所における第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂの間の距離のほうが長いか、あるいは等しくなっている。
このように第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂの各分岐通路３１の一端（下流端）は各吸気ポート２６にそれぞれ連結されると共に、その他端（上流端）は、後述する主通路部４に連結される。

主通路部４は、第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂとに連結されると共に、過給機５から上方に向けて吐出される吸気を第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂに分配して導入するよう構成される。すなわち、図１の例示では、この主通路部４は、バンク間の空間の上部と、エンジン本体２１の左右方向（以下、「左右方向」）における左右の両側とを囲むような形状をしている。また、過給機５は、過給機５によって圧送される吸気の出口である吐出口５４がエンジン本体２１の上方に向くようにしながら、主通路部４によって囲まれるバンク間の空間の内側に設置されている。そして、過給機５の吐出口５４は、過給機５の上部を覆うように左右方向に延在する部分である外向き部４１の中央に連結されており、過給機５の下方には２つのバンク２２によって形成されるバンク内が位置している。

そして、図１に示される実施形態では、上記の過給機５の吐出口５４と外向き部４１との連結以外には、主通路部４と過給機５との間の連結や接触はないが、他の幾つかの実施形態では上記の連結以外に主通路部４と過給機５との間の連結や接触があっても良く、例えば、過給機５は、多岐通路部３などの過給機５を支持可能な箇所に載せられて固定されても良い。すなわち、上記の連結以外の部分においては、主通路部４と主通路部４によって囲まれる過給機５との間には空間（空気層）が形成されている。さらには主通路部４と多岐通路部３（マニホールド）とインタークーラ４６とで囲まれる空間（閉断面構造）にスーパーチャージャなどの過給機５が配置される。このような閉断面構造によって過給機５の剛性がより一層向上するため、過給機５の安定支持が可能になると共に、過給機５を上記の閉断面構造で保護できる。

より詳細には、主通路部４は、過給機５の吐出口５４から上方に向けて吐出される吸気を、エンジン本体２１の互いに外側を向く両方向（図１では左右方向の左方向と右方向の両方向）に向けて振り分けるよう構成される外向き部４１と、外向き部４１によって上記の外側を向く両方向にそれぞれ流出する吸気を、過給機５の左右の両側において、上方から下方へ向けてそれぞれ導くよう構成される上下部４２（第１上下部４２ａ、第２上下部４２ｂ）と、各上下部４２から流出する吸気をエンジン本体２１の内側の方向に戻すよう構成されると共に、多岐通路部３（３ａ、３ｂ）にそれぞれ連結される集合部４３（第１集合部４３ａ、第２集合部４３ｂ）から構成されている。このように、外向き部４１によって過給機５の上部（上面）が覆われると共に、第１バンク２２ａの上方に位置する第１上下部４２ａと第２バンク２２ｂの上方に位置する第２上下部４２ｂとによって、過給機５の左右方向における両側面が覆われている。そして、上下部４２および集合部４３と過給機５は連結することも接触することもなく、両者の間には空間（空気層）が形成されており、図１に示されるように、外向き部４１と集合部４３が過給機５の上面よりも外側に伸びるなどによって、上下部４２と過給機５の間には空間（空気層）が形成されても良い。

なお、過給機５の吐出口５４が連結される外向き部４１の面に対向する外向き部４１の上面にはエンジン本体２１の前後方向（以下、「前後方向」）に伸びるリブ部４４が設けられても良い。このリブ部４４は、外向き部４１の補強の役割と、外向き部４１の内部における吸気の左右方向への振り分けのためのガイドの役割を担っている。すなわち、過給機５からの高圧の吸気が衝突する箇所にリブ部４４は位置することで、外向き部４１の吸気圧に対する外向き部４１の強度を増加させると共に、リブ部４４が有する滑らかな突出形状に沿って吸気が左と右の両方向に流れるよう構成されている。材料に関しては、アルミ等の金属材料や樹脂材料など、全てを同一材料で製造（形成）しても良いし、外向き部４１と集合部４３を金属材料で製造し、上下部４２を樹脂で製造するなど各部毎に材料を変えて製造しても良い。

一方、過給機５は、図１の例示では、スーパーチャージャ（機械式過給機）である。そして、図２に示されるように、過給機本体５１と駆動軸５２とを含んで構成されており、過給機本体５１は主通路部４によって囲まれる一方で、駆動軸５２は、過給機本体５１の前面から前方向に向かって突出するようにして過給機本体５１に取り付けられている。スーパーチャージャについて説明すると、過給機本体５１の内部に収容された２つのロータがエンジンの動力によって回転駆動されることで吸気を過給する。より詳細には、駆動軸５２の軸方向の一方には上記のロータが結着されると共に、駆動軸５２の他方の端部にはプーリー５３が結着されている。そして、プーリー５３にはベルトなどでエンジンの出力軸と繋がれており、エンジンの出力軸の回転によってベルト等で繋がれたプーリー５３が回転駆動されると共に、このプーリー５３の回転駆動によってロータが回転駆動される。そして、過給機本体５１の内部で２つのロータがかみ合うように回転することで吸気を過給し、吐出口５４から高圧の吸気が吐出される。その他の幾つかの実施形態では、過給機５はターボチャージャ（排気タービン過給機）であっても良い。

また、過給機５は、図１〜２に示される実施形態では、外向き部４１に吊り下げられている（宙吊りされている）。すなわち、外向き部４１と過給機５の吐出口５４との接続部以外には、例えば、過給機５の下部を下から支えるなどの過給機５を支持する構造を吸気構造１は有していない。その他の幾つかの実施形態では、過給機５を支持する他の構造を吸気構造１は備えており、過給機５は宙吊りされていなくても良い。

なお、過給機５の吸気口５５には他の吸気通路９が連結されている。そして、図１の例示のように、他の吸気通路９には過給機５の吸気口５５の上流にスロットル装置９１が連結されても良く、さらに上流の他の吸気通路９には、空気をきれいにするエアークリーナや空気の取り入れ口である吸気ダクト（不図示）などが設けられても良い。

そして、上記に説明したような吸気構造１において、第１側多岐通路部３ａおよび第２側多岐通路部３ｂは、過給機５（過給機本体５１）の下部５６以下（下部および下部より上下方向で下側）に設けられる。過給機５の下部５６は、上記の通り、吐出口５４を上方に向けて設置された場合において、過給機５の上下方向における中央より下の部分を意味する。例えば、図１に例示では、過給機５の下部５６は、プーリー５３の回転中心よりよりも下側の過給機５の部分であっても良い。これによって、過給機５の両側面に空間（空気層）を形成しながら、主通路部４によって過給機５の両側面の大部分は囲まれることになる。

すなわち、主通路部４は、多岐通路部３によって分岐される吸気通路が集合された一本の通路である。そして、このような主通路部４によって過給機５の上部は覆われると共に、多岐通路部３は過給機５の下部から下（下部以下）に設けられることによって、過給機５の両側面（左右方向における左側と右側の両側面）は空間（空気層）を介して主通路部４に囲まれる。また、過給機５の両側面の下部から下は、空間を介して多岐通路部３によって囲まれると共に、下方には両バンク２２が位置している。これによって、過給機５の両側面と下方においては、その周囲に形成される空間（空気層）を、その前後方向に走行風が吹きぬけることになる。
また、過給機５と吸気構造１との間の上記の空間によって形成される空気層によって、吸気構造１を通過する吸気が過給機５の熱によって温められることが防止される。
また、主通路部４を含む吸気構造１が過給機５の上部と側面を覆うことによって、吸気構造１を搭載する車両が横転、正面衝突、側面衝突などすることによって車両に衝突する物体があった場合でも、構造部材である吸気構造１が壁となって過給機５は強固に保護される。さらに、過給機５が保護されることで、過給機５が運転席に侵入するような事態も回避される。

このような構成によれば、過給機５の下方に位置する両バンク２２と共に、主通路部４と多岐通路部３（第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂ）とによって、過給機５の両側面と下部に空気層を形成しながら過給機５の周囲は囲まれる。これによって、主通路部４と多岐通路部３が、走行風を過給機５の周囲の側面や下部に導く空気のガイドとしての役割を果たすことによって、過給機５の温度差を是正しながら過給機５を効率的に冷却できると共に、主通路部４や多岐通路部３に対する過給機５からの熱の影響を抑制することができる。また、主通路部４と多岐通路部３は構造部材であり、これによって過給機５の周囲が囲まれるので過給機５を保護することもできる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１に示されるように、第１側多岐通路部３ａおよび第２側多岐通路部３ｂが有する分岐通路のうちの少なくとも一部は、過給機５の下面５７より下に設けられる。過給機５の下面５７は、上下方向において下方向を向く過給機５の面である。図１に示される実施形態では、過給機５は吐出口５４が上を向くように設置されているため、吐出口５４が開口している面とは反対側に位置する過給機５の面が下面５７となる。このように、分岐通路３１が過給機５の下面より下に設けられることにより、過給機５の両側面には通路が分岐していない主通路部４が位置することになる。

図１の実施形態では、エンジンの最前面にある分岐通路３１は、第１側多岐通路部３ａでは過給機５の下部５６の高さ位置から分岐（分岐位置３３）しており、第２側多岐通路部３ｂでは過給機５の下面５７より下の高さ位置から分岐（分岐位置３３）している。一方、図３の背面図に示されるように、エンジンの最背面にある分岐通路３１は、第１側多岐通路部３ａでは過給機５の下面５７より下の高さ位置から分岐しており、第２側多岐通路部３ｂでは過給機５の下部５６の高さ位置から分岐している。なお、過給機５の下面からは、過給機本体５１と過給機５の背面を締結するためのボルト穴の一部が突起している（図１、３参照）。

このように、第１側多岐通路部３ａと第２側多岐通路部３ｂのそれぞれにおいて、各分岐通路３１の分岐位置３３の位置が上下方向において異なっても良い。これは、Ｖ型エンジンでは一本のクランクシャフトが２つのバンク２２によって共有されるため、図４に例示される平面図のように、第１バンク２２ａは第２バンク２２ｂよりも幅Ｗだけ相対的に前方向に位置していることによる。具体的には、図５の側面図に例示されるように、各バンクの分岐通路３１は、各バンク２２においておよそ等間隔に並べられる各シリンダ２３に合わせて等間隔に並んでいる。また、吸気構造１の中央付近から見ると第１バンク２２ａは前方向に位置しており、第２バンク２２ｂは後方向に位置する。例えば、第１バンク２２ａの有する３本の柱部４５（後述）のうちの真ん中に位置する柱部４５（中央柱部４５ｃ）から見ると、第１バンク２２ａの中央に位置する分岐通路３１（中央分岐通路３１ｃ）は前方向に位置しており、第２バンク２２ｂの中央分岐通路３１ｃは後方向に位置している。このため、第１バンク２２ａでは、最全面の分岐通路３１（前方分岐通路３１ｆ）の分岐位置（分岐位置３３の位置）は最背面の分岐通路（後方分岐通路３１ｒ）の分岐位置３３ｆよりも主通路部４の上流側とされている。また、図示は省略されているが、第２バンク２２ｂでは、後方分岐通路３１ｒの分岐位置３３ｒは前方分岐通路３１ｆよりも主通路部４の上流側とされている。

上記の構成によれば、多岐通路部３を過給機５の下面より下に設けることにより、過給機５の側面には、複数に分岐される前の１本の吸気通路である主通路部４が位置し、多岐通路部３は過給機５からより離れて位置することになる。このため、過給機５などの熱源によって吸気の温度が上昇する場合であっても吸気通路内の一本の吸気通路内の吸気全体に熱が拡散し易く、分岐通路３１毎の吸気に熱源から熱が伝わるなど、熱源からの影響が分岐通路３１毎に異なってしまう状況を抑制することができる。また、主通路部４には前後方向に沿って隙間がなく、走行風が途中で方向を変えることなく過給機５の周囲を前後方向に沿って吹き抜けるので、空気のガイドとしての冷却機能や過給機５の保護機能を向上させることができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図５に示されるように、第１側多岐通路部３ａは、第１側多岐通路部３ａにおいて隣接する分岐通路３１の間を結合する結合壁３４を有し、第２側多岐通路部３ｂは、第２側多岐通路部３ｂにおいて隣接する分岐通路３１の間を結合する結合壁３４を有する。

詳述すると、図５の例示では、第１側多岐通路部３ａには、エンジンの前面側に位置する前方分岐通路３１ｆと、エンジンの背面側に位置する後方分岐通路３１ｒと、前方分岐通路３１ｆと後方分岐通路３１ｒの間に位置する中央分岐通路３１ｃの３つの分岐通路３１が示されている。そして、第１側多岐通路部３ａが有する上記の３つの分岐通路３１の内部には、それぞれ独立する吸気通路が形成されているが、上記の３つの分岐通路３１の外部は相互に連結されている。すなわち、第１側多岐通路部３ａにおいて、前方分岐通路３１ｆと中央分岐通路３１ｃとの間、および、後方分岐通路３１ｒと中央分岐通路３１ｃとの間は、それぞれ結合壁３４によって結合されている。同様に、図示は省略されているが、第２側多岐通路部３ｂにおいても、前方分岐通路３１ｆと中央分岐通路３１ｃとの間、および、後方分岐通路３１ｒと中央分岐通路３１ｃとの間は、それぞれ結合壁３４によって結合されている。

上記の構成によれば、第１側多岐通路部３ａに属する分岐通路３１部同士の隣接間と、第２側多岐通路部３ｂに属する分岐通路３１同士の隣接間は連結されており、隙間がなない。このため、吸気構造１による過給機５の保護機能および冷却機能を向上させることができる。また、結合壁３４によって分岐通路３１の隣接間を結合することによって、多岐通路部３の強度を向上させることができ、多岐通路部３の上部に搭載される主通路部４や過給機５をより安定に支えることができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１に示されるように、主通路部４は、第１側多岐通路部３ａを集合する第１集合部４３ａと、第２側多岐通路部３ｂを集合する第２集合部４３ｂと、を含み、第１集合部４３ａは、第１バンク２２ａに沿って２つのバンクの間から第１バンク２２ａの上方に伸びるよう構成されており、第２集合部４３ｂは、第２バンク２２ｂに沿って２つのバンクの間から第２バンク２２ｂの上方に伸びるよう構成されている。

詳述すると、図１の例示では、第１側多岐通路部３ａは、第１バンク２２ａの吸気ポート２６ａの開口２７ａから第１バンク２２ａの側面を沿って（バンクの外形に従うように）バンク内から上方に向けて伸びており、伸びた先で第１集合部４３ａに連結されている。この第１集合部４３ａと第１側多岐通路部３ａとの連結はバンク内の上方であるバンク間でなされている。そして、第１集合部４３ａは第１バンク２２ａから高さＨ３だけ上方に位置しており、第１バンク２２ａに接触することなく第１バンク２２ａに概ね沿ってその上方に伸びている。
同様に、第２側多岐通路部３ｂは、第２バンク２２ｂの吸気ポート２６ｂの開口２７ｂから第２バンク２２ｂの側面を沿ってバンク内から上方に向けて伸びており、伸びた先で第２集合部４３ｂに連結されている。この第２集合部４３ｂと第２側多岐通路部３ｂとの連結はバンク内の上方であるバンク間でなされている。そして、第２集合部４３ｂは第２バンク２２ｂから、高さＨ３よりも高い分だけ上方に位置しており、第２集合部４３ｂも第２バンク２２ｂに接触することなく第２バンク２２ｂに概ね沿ってその上方に伸びている。

吸気の流れから見ると、第１集合部４３ａと第２集合部４３ｂのそれぞれは、各バンク２２の上方においてエンジンの外側から内側であるバンク間に吸気を導くように伸びている。そして、このようにエンジンの外側から内側に伸びることによって、主通路部４と過給機５の間に、過給機５の側面の広範囲にわたる空間（空気層）を形成している。

なお、第１集合部４３ａと第２集合部４３ｂのそれぞれには、サージ部が設けられても良い。具体的には、集合部４３に入口の流路の断面積は、上下部４２の出口における流路の断面積よりも大きくするなど、集合部４３の容積を大きくすることによってサージ部を形成しても良い。

上記の構成によれば、過給機５の側面と主通路部４との間に、過給機５の側面のより広範囲に渡る空間を設けることができる。また、各バンク２２の上方において各バンク２２に沿って第１集合部４３ａと第２集合部４３ｂが伸びることで、第１バンク２２ａのシリンダヘッド２４と第１集合部４３ａの間、および、第２バンク２２ｂのシリンダヘッド２４と第２集合部４３ｂの間に空気層を形成することができ、各バンク２２からの熱が過給機に伝わるのを低減することができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図５に示されるように、過給機５は、エンジンの前後方向における第１側多岐通路部３ａの最大長は、第１集合部４３ａの前記前後方向の最大長よりも長く、第２側多岐通路部３ｂの前後方向の最大長は、第２集合部４３ｂの前後方向の最大長よりも長い。すなわち、図５の例示では、第１側多岐通路部３ａの前後方向の最大長はＬ１として示されており、第１集合部４３ａの前後方向お最大長はＬ２で示されているが、Ｌ１＞Ｌ２の関係が成立している。同様に、図示は省略されるが、第２側多岐通路部３ｂの前後方向の最大長をＬ１、第２集合部４３ｂの前後方向お最大長は長さＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２の関係が成立している。

上述のように、多岐通路部３は、その上方に搭載される主通路部４と過給機５などの重量を支える役割も果たしているが、多岐通路部３の上部にはその他にも様々な装置が位置している。例えば、図４に例示されるように、過給機５の背面（後ろ方向）には、過給機５の過給圧を逃すためのバイパス通路５８や、このバイパス通路５８における吸気の流れを制御するバイパスバルブ５９などが設けられている。また、過給機５の駆動軸５２は、過給機本体５１から前方向に突出している。このように、多岐通路部３の上部は、集合部４３（４３ａ、４３ｂ）の前後方向の長さを超えている。このため、多岐通路部３も前後方向に広がるように伸びることで、このような前後方向に長い上部を安定的に支えている。

上記の構成によれば、第１側多岐通路部３ａおよび第２側多岐通路部３ｂは、第１集合部４３ａおよび第２集合部４３ｂよりもエンジンの前後方向に広がって伸びている。このため、重量のある主通路部４および過給機５を特に前後方向において安定的に支えることができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１に示されるように、主通路部は、過給機５の両側面のそれぞれの周囲に位置する部分であって、エンジンの上方から下方へ向けて吸気を導くよう構成される上下部４２を有し、過給機５の本体（過給機本体５１）の側面は、この上下部を含む主通路部４によって覆われている。

図５の例示では、過給機本体５１の前後方向の側面の大部分は上下部４２を含む主通路部４によって覆われている。より詳細には、過給機本体５１の両側面には、外向き部４１と上下部４２と集合部４３によって形成される主通路部４の側面通路が対面しており、過給機本体５１の前後方向の長さと概ね同じ長さを側面通路の外形は有している。なお、図５の例示では、この側面通路の外形の前後方向の長さＬ３は過給機本体５１の前後方向の長さＬ４より小さいが、これには限定されず、Ｌ３≧Ｌ４であっても良い。

また、図５に示されるように、上下部４２には、上下部４２を補強するための柱部４５が複数本設けられても良い。すなわち、上下部４２も、多岐通路部３と同様に、上下部４２の上部に位置する外向き部４１や過給機５を支えている。特に、過給機５が外向き部４１に宙吊りされる場合には、外向き部４１と過給機５の全ての重量を上下部４２は支持することになるため、柱部４５によって上下部４２の強度を高めている。図４の例示では、柱部４５は、四角柱のような形状を有する上下部４２に合わせて６本用いられている。そして、６本のうちの３本の柱部４５が図５には示されており、上下部４２の各角に位置する２本（４５ｆ、４５ｒ）と、この２本の中央の位置に１本（４５ｃ）が設けられている。なお、残りの３本は、過給機５に対向する上下部４２の側面側に、図４に図示された３本と同様な位置に設けられている。

そして、図５に示されるように、柱部４５を含む主通路部４によって、過給機本体５１の前後方向の側面が覆われていても良い。すなわち、主通路部４の上記の側面通路と前後方向の位置関係で比較すると、エンジンの前面側に位置する柱部４５（前方柱部４５ｆ）はこの側面通路よりも前方に位置していると共に、エンジンの背面側に位置する柱部４５（後方柱部４５ｒ）は後方に位置している。そして、過給機本体５１に背面には、過給機５の吸気口５５に連なる他の吸気通路９やバイパス通路５８が連結されているが、後方柱部４５ｒが設置されている前後方向の位置において、その左右方向における過給機５側には、過給機本体５１の背面端部分が位置している。一方、前方柱部４５ｆが設置されている前後方向の位置において、その左右方向の過給機５側には、過給機本体５１の前面端部分が位置している。

上記の構成によれば、主通路部と柱部によって過給機本体の側面が覆われているので、吸気構造による過給機の保護機能および冷却機能を向上させることができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上下部４２はインタークーラ４６を有する。詳述すると、図１に示されるように、第１上下部４２ａと第２上下部４２ｂにより形成される内部流路には、インタークーラ４６が設けられている。過給機５による過給などによって吸気の温度は上昇するが、インタークーラ４６によって吸気が冷却されることで、温度上昇による空気密度が減少を防止している。図５の例示では、インタークーラ４６は水冷式となっており、インタークーラ４６には、インタークーラ４６の内部に冷却水などの冷却媒体を循環させるための冷却通路を接続するための２つの冷却通路接続口４７が設けられている。例えば、冷却媒体は、下側の冷却通路接続口４７から導入され、上側の冷却通路接続口４７から排出されても良い。そして、この冷却通路接続口４７の両方は、図５に示されるように、前方柱部４５ｆよりも前方に突出して伸びていても良く、さらに、冷却通路接続口４７の最先端の前後方向における位置は、過給機本体５１の前面のハウジングにほぼ一致していても良い。

上記の構成によれば、過給機５の下流であって多岐通路部３の上流にインタークーラ４６が設けられることで、過給機５による圧送（圧縮）による吸気温度の上昇や、過給機５の熱からの伝熱にかかわらず、燃焼室に供給される前の吸気を多岐通路部３によって分岐される前に一括して冷却することができるので、吸気の充填密度を効率良く適切に制御することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 吸気構造
２ エンジン
２１ エンジン本体
２２ バンク
２２ａ 第１バンク
２２ｂ 第２バンク
２３ シリンダ
２４ シリンダヘッド
２５ シリンダブロック
２６ 吸気ポート
２６ａ 第１バンクの吸気ポート
２６ｂ 第２バンクの吸気ポート
２６ｐ ポート噴射装置
２７ 吸気ポートの開口
２７ａ 第１バンクの吸気ポートの開口
２７ｂ 第２バンクの吸気ポートの開口
２８ 燃焼室
２８ｄ 筒内噴射装置
２９ 排気ポート
３ 多岐通路部
３ａ 第１側多岐通路部
３ｂ 第２側多岐通路部
３１ 分岐通路
３１ｆ 前方分岐通路
３１ｒ 後方分岐通路
３１ｃ 中央分岐通路
３３ 分岐位置
３３ｆ 前方分岐通路の分岐位置
３３ｒ 後方分岐通路の分岐位置
３４ 結合壁
４ 主通路部
４１ 外向き部
４２ 上下部
４２ａ 第１上下部
４２ｂ 第２上下部
４３ 集合部
４３ａ 集合部
４３ｂ 集合部
４４ リブ部
４５ 柱部
４５ｃ 中央柱部
４５ｆ 前方柱部
４５ｒ 後方柱部
４６ インタークーラ
４７ 冷却通路接続口
５ 過給機
５１ 過給機本体
５２ 駆動軸
５３ プーリー
５４ 吐出口
５５ 吸気口
５６ 下部
５７ 下面
５８ バイパス通路
５９ バイパスバルブ
９ 他の吸気通路
９１ スロットル装置
Ａ オフセットを有するエンジンのシリンダ軸線
Ａ１ 通常エンジンのシリンダ軸線
Ｏ クランク軸の軸中心
Ｅ クランク軸の回転方向
δ オフセット量
Ｈ デッキ高さ
Ｈ１ 第１バンクの吸気ポートの高さ
Ｈ２ 第２バンクの吸気ポートの高さ
Ｈ３ 第１バンクと第１集合部の距離
Ｌ１ 多岐通路部の前後方向の最大長
Ｌ２ 集合部の前後方向の最大長
Ｌ３ 側面通路の前後方向の長さ
Ｌ４ 過給機本体の前後方向の長さ
Ｗ 幅

Claims (6)

1. 第１バンクと第２バンクの２つのバンクを有し、前記バンクの吸気ポートが前記２つのバンクの間に開口するＶ型エンジンの吸気構造であって、
   前記２つのバンクの間の上方に設けられる過給機と、
   前記第１バンクの前記吸気ポートのそれぞれに連結され、前記２つのバンクの間から上方に向けて伸びる分岐通路の複数からなる第１側多岐通路部と、
   前記第２バンクの前記吸気ポートのそれぞれに連結され、前記２つのバンクの間から上方に向けて伸びる分岐通路の複数からなる第２側多岐通路部と、
   前記第１側多岐通路部と前記第２側多岐通路部とに連結されると共に、前記過給機から上方に向けて吐出される吸気を前記第１側多岐通路部と前記第２側多岐通路部とに分配して導入するよう構成される主通路部と、を備え、
   前記第１側多岐通路部および前記第２側多岐通路部は、前記過給機の下部から下に設けられており、
   前記主通路部は、
   前記第１側多岐通路部を集合する第１集合部と、
   前記第２側多岐通路部を集合する第２集合部と、を含み、
   前記第１集合部は、前記第１バンクに沿って前記２つのバンクの間から前記第１バンクの上方に伸びるよう構成されており、
   前記第２集合部は、前記第２バンクに沿って前記２つのバンクの間から前記第２バンクの上方に伸びるよう構成されており、
   前記過給機は
   前後方向における前記第１側多岐通路部の最大長は、前記第１集合部の前記前後方向の最大長よりも長く、
   前記第２側多岐通路部の前記前後方向の最大長は、前記第２集合部の前記前後方向の最大長よりも長いことを特徴とするＶ型エンジンの吸気構造。
2. 前記第１側多岐通路部および前記第２側多岐通路部が有する前記分岐通路のうちの少なくとも一部は、前記過給機の下面より下に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
3. 前記第１側多岐通路部は、前記第１側多岐通路部において隣接する前記分岐通路の間を結合する結合壁を有し、
   前記第２側多岐通路部は、前記第２側多岐通路部において隣接する前記分岐通路の間を結合する結合壁を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
4. 前記主通路部は、前記過給機の両側面のそれぞれの周囲に位置する部分であって、上方から下方へ向けて前記吸気を導くよう構成される上下部を有し、
   前記過給機の本体の側面は、前記上下部を含む前記主通路部によって覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
5. 前記上下部はインタークーラを有することを特徴とする請求項４に記載のＶ型エンジンの吸気構造。
6. 前記過給機は、前記主通路部と前記第１側多岐通路部と前記第２側多岐通路部とによって囲まれる閉断面の内側に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＶ型エンジンの吸気構造。

Images