JPH05306622A - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、シングル
ターボモードでの低速トルクを向上する。 【構成】 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からの２本の吸気管５６，５７を、イン
タークーラ３０の下を通ってその後方下部に接続し、こ
の場合にインタークーラ３０に対するプライマリ側吸気
管５６の接続面積を、セカンダリ側吸気管５７の接続面
積より大きく定め、シングルターボモードでプライマリ
ターボ過給機４０のみが作動する場合の吸気管５６の通
路抵抗を小さくして、大きい低速トルクを得るように構
成する。

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、
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
それぞれインタークーラに接続される吸気管の接続構造
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に、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プライマリターボ過給機、セ
カンダリターボ過給機、インタークーラ等を略水平に搭
載する。そしてプライマリターボ過給機とセカンダリタ
ーボ過給機のブロワ吐出側の吸気管をそれぞれインター
クーラの下を通してその後方下部に接続し、各ターボ過
給機からの加圧空気をインタークーラに流入して冷却す
ることで空気密度を増大し、この空気をエンジン本体に
供給することが提案されている。

【０００３】このような構成では、特にシングルターボ
モードにおいてプライマリターボ過給機のみが作動する
場合に、そのブロワ吐出側の吸気管の通路抵抗が直接的
にインタークーラへの加圧空気の流入状態に影響する。
このためシングルターボモードでの低速トルクを向上す
るには、インタークーラを大型化すると共に、プライマ
リターボ過給機のブロワ吐出側の吸気管の通路抵抗を減
少するように構成する必要がある。

【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プラ
イマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機の２本の
吸気管がインタークーラに接続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、シングルターボ
モードでの低速トルクを向上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、本発明は、水平対向式エンジン本体の直後にインタ
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
給機が、それぞれエンジン本体の左右バンクの直後でイ
ンタークーラの左右両側に平行に設置され、これらのプ
ライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機のブロ
ワ吐出側からの吸気管が、それぞれインタークーラに接
続される過給機付エンジンにおいて、プライマリ側吸気
管をラッパ状に形成して、インタークーラに対するプラ
イマリ側吸気管の接続面積を、セカンダリ側吸気管の接
続面積より大きく定めるものである。

【０００８】

【作用】上記構成に基づき、プライマリターボ過給機の
吐出側吸気管が、インタークーラに対する接続面積を大
きく定めて通路抵抗の小さいものになる。そこでシング
ルターボモードでプライマリターボ過給機のみが作動す
る場合に、そのターボ過給機からの多量の加圧空気がス
ムーズに大型のインタークーラに流入して充満され、こ
れにより低速時にも空気を高い充填効率でエンジン本体
に供給するように過給して、低速トルクの大きい出力特
性になる。

【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２６，２７より延設
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。

【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説明する
と、房内吸気ダクト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。

【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。先ずインタークーラ３０の
後部とプライマリターボ過給機４０、セカンダリターボ
過給機４１の距離の相違に対応して、セカンダリ側吸気
管５７が長く、プライマリ側吸気管５６が短い寸法に設
定される。セカンダリ側吸気管５７は、途中にベローズ
式管路５６ｃが接続されて全長が略同一の開口面積に形
成され、後端接続部５７ａをインタークーラ３０の後方
下部に一体的に結合し、前端接続部５７ｂをセカンダリ
ターボ過給機４１のブロワ吐出口４１ｅに嵌着して接続
される。

【００１９】プライマリ側吸気管５６は大きい剛性を有
する樹脂製であり、前半の滑らかな屈曲部５６ｃと、後
半の直線的に開口面積を漸増したラッパ部５６ｄを有す
るように形成される。そしてこの吸気管５６が、ラッパ
部５６ｄの開口面積の大きい接続部５６ａを同様にイン
タークーラ３０の後方下部に一体的に結合し、前端接続
部５６ｂをプライマリターボ過給機４０のブロワ吐出口
４０ｅに嵌着して接続される。これによりインタークー
ラ３０に対するプライマリ側吸気管５６の接続面積Ａ
が、セカンダリ側吸気管５７の接続面積Ｂより大きく設
定され、これに対応してプライマリ側吸気管５６の通路
抵抗が小さくなっている。またこの吸気管５６は太くて
短く剛性も大きいことで、インタークーラ３０をこの吸
気管５６とステー３２により確実に水平状態に支持して
いる。

【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、エンジンフ
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に触れながらその内
部を下方に流れる。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内吸気ダクト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３
０に流入し、加圧により温度上昇した空気が、空冷され
ている大型のインタークーラ３０のコアに広範囲で触れ
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２６，２７により多量の空気が、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】また、このシングルターボモードの低速時
には、プライマリターボ過給機４０の作動が不充分で加
圧空気の吐出量が比較的少ないが、この加圧空気が吸気
管５６の通路抵抗の小さいラッパ部５６ｄでインターク
ーラ３０にスムーズに流入され、これにより大型のイン
タークーラ３０に多量の空気が充満する。このため低速
時にスロットル開度が小さい条件でも、エンジン本体２
０が確実に過給されて充填効率が良好になり、こうして
低速トルクの大きい出力特性が得られる。

【００２３】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、アクチュエ
ータ６０により吸気制御弁１６を開くことで、吸気管５
７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。

【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、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２本の吸気管がインタークーラに接
続される構成において、プライマリ側吸気管の接続面積
が大きく定められるので、シングルターボモードでの低
速トルクが向上する。プライマリ側吸気管は短くてラッ
パ状に形成されるので、通路抵抗を的確に減少すること
ができる。またこの吸気管はインタークーラの下を通っ
てその後方下部に接続されるので、ラッパ状の形状でも
大型化を招くことがなく、これに伴いインタークーラを
安定して支持することも可能になる。

【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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平対向式エンジン本体の直後にインタ
   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
   給機が、それぞれエンジン本体の左右バンクの直後でイ
   ンタークーラの左右両側に平行に設置され、これらのプ
   ライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機のブロ
   ワ吐出側からの吸気管が、それぞれインタークーラに接
   続される過給機付エンジンにおいて、プライマリ側吸気
   管をラッパ状に形成して、インタークーラに対するプラ
   イマリ側吸気管の接続面積を、セカンダリ側吸気管の接
   続面積より大きく定めることを特徴とする過給機付エン
   ジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 上記プライマリ側吸気管は、セカンダリ
   側吸気管に比べて太くて短く設定され、両吸気管がイン
   タークーラの下を通ってその後方下部に接続されること
   を特徴とする請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装
   置。