JPH02102325A

JPH02102325A - 自動車用過給機付エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH02102325A
Application number: JP25446788A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ueda; 和彦上田; Hiroyuki Oda; 博之小田; Kazuhiko Hashimoto; 一彦橋本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1990-04-13
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JP2700479B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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）が設けられろ。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
（Ｊ加熱されていない空気を吸入して充填効率を高める
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原音をできるだけ
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
るだけ車室に近付けたい。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
抗か増大してエンジン出力が低下してしまうといった問
題が生する。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か狭いため、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」１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ン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、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」−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。

（作用）エアクリーナはエンジンルームの前部一側方にあって加
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は加圧吸気を冷却す
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、吸気抵抗が小さいも
のとすることができる。

（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Ｉは、点火順序の連
続しない二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゜ＩＯが配設
され、また、エンジン本体ｌ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Ｉ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ＩＩ
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Ｉ４が配設されて前記エア
クリーナＩ３に連結されている。また、エンジン本体Ｉ
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−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、右側バンクのへ
ラドカバー６の上方に位置して、スロットルバルブＩ９
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２Ｉ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Ｉ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ｌの」１方で両側から後方に延び
、エンジン本体Ｉ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とを連通ずる吸気通
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、左右へラ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
−１５および吸気冷却器１７は、左右ザスペンションタ
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Ｉ３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Ｉ２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、右側へラドカバ−
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２
９．３２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３３．３４が配設されている。

第２図において、１０１はラジェータ、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ｒり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ＡＡ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Ｉ２は、Ｖ型エンジンの左
右バンクの各気筒に対応した６木の分岐管部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３
６．３７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Ｉ２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、３７２Ｌ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。

３７２Ｌから後方に水平に延び、各吸気集合部３６゜３
７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、３７
ｂ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、３
６ｂは、先に説明した連通管Ｉ８によって吸気冷却器１
７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に連通ずる。これにより、左右吸気集合通路３
６３７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３９，４．０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３６．３７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３
６．３７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下方の左右吸気集合通
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、
チエツクバルブ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。

」１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
られた負圧が前記下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３
２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Ｉ２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の下流端土壁にはバイパス
用の開口４７．４８がそれぞれ設けられ、これら開口４
７．４８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３６３７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」１記連結管２８内の通路２
８２Ｌ、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−チャージャ−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ＩＩ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ちまたエンジンルーム１１の前方部でエ
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Ｉ９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Ｉ５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すともボンネットラ
インの中に十分収めることのて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
３６．３７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−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Ｉ５の直上流から右側へラドカバ
ー６の上方を横切ってエンジン本体ｌ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
充填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
ハング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Ｉ２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
充填効率を向上させることができる。

【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ンヤ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、Ｉ５：スーパーヂャージャー（機械式過給機）
、Ｉ７．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

Claims

【特許請求の範囲】

（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）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。