JPH05306625A - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シーケンシャルターボ式過給機を備えたエン
ジンにおいて、プライマリターボ過給機に付設されるエ
アバイパス弁の効果を向上し、バイパス通路の艤装を簡
素化する。 【構成】 エアクリーナ５２からの吸気系をシーケンシ
ャルターボ式に作動するプライマリターボ過給機４０と
セカンダリターボ過給機４１を介して大型のインターク
ーラ３０の一端に連通し、そのインタークーラ３０の他
端からスロットルボデー２９、吸気マニホールド２６，
２７を介してエンジン本体２０に連通するように構成
し、プライマリターボ過給機４０のブロワ上流の吸気管
５５と、インタークーラ３０のスロットルボデー側の出
口タンク３０ｂとの間に短いバイパス通路６０を連通
し、このバイパス通路６０にスロットル弁２８の急閉時
に開くエアバイパス弁６１を設ける。

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に付設されるエアバイパス弁の
バイパス通路の接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シーケンシャルターボ式過給機のシステ
ムでは、プライマリターボ過給機が常に作動するように
構成されているので、このプライマリターボ過給機のブ
ロワに対しバイパス通路を接続して、このバイパス通路
にエアバイパス弁を設けることが提案されている。とこ
ろで高出力化を図るためブロワ吐出側に連通されるイン
タークーラが大型化され、吸気系の引回しも長くなる傾
向にあり、このためエアバイパス弁のバイパス通路の接
続は、応答性等を損わないように構成することが要求さ
れる。

【０００３】従来、上記過給機付エンジンのエアバイパ
ス弁に関しては、例えば実開昭５８−１２２７４６号公
報の先行技術がある。ここで過給機のブロワの下流通路
と上流通路の間にバイパス通路を設けて、このバイパス
通路にエアバイパス弁（空気量制御弁）を設け、スロッ
トル下流の圧力によりバイパス空気量を制御するように
構成することが示されている。

【０００４】

【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、エアバイパス弁を有するバイパス
通路がブロワの下流通路と上流通路の間に設けられてい
るので、ブロワ下流とスロットルボデーの間に大型のイ
ンタークーラが介設される場合には、スロットル弁から
バイパス通路までの距離が長くなる。このためスロット
ル弁の急閉時にスロットル弁上流で圧力上昇して生じた
圧力波がバイパス通路まで伝わって実際に空気がリーク
するまでの時間が長くなり、これにより再加速時の過給
機の応答性が不充分になる。またブロワの上、下流の通
路相互の間にバイパス通路を連通するので、バイパス通
路の長さが比較的長く必要になる等の問題がある。

【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、シーケンシャルターボ式過給機を備えたエンジンに
おいて、プライマリターボ過給機に付設されるエアバイ
パス弁の効果を向上し、バイパス通路の艤装を簡素化す
ることを目的とする。

【０００６】

【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、エアクリーナからの吸気系がシーケンシ
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を介して大型のインタークーラの一
端に連通し、そのインタークーラの他端からスロットル
ボデー、吸気マニホールドを介してエンジン本体に連通
するように構成される過給機付エンジンにおいて、プラ
イマリターボ過給機のブロワ上流の吸気管と、インター
クーラのスロットルボデー側の出口タンクとの間にバイ
パス通路が連通され、このバイパス通路にスロットル弁
の急閉時に開くエアバイパス弁が設けられるものであ
る。

【０００７】

【作用】上記構成に基づき、エンジン運転の走行時に、
シングルとツインの各モードによりプライマリターボ過
給機のみ、またはプライマリターボ過給機とセカンダリ
ターボ過給機が作動すると、これらのターボ過給機によ
り空気が吸入、加圧してインタークーラに流入され、こ
のインタークーラで冷却した空気が更にスロットルボデ
ー、吸気マニホールドによりエンジン本体に供給され、
充填効率を増大するように過給する。このときスロット
ル弁が急閉してエアバイパス弁が開くと、プライマリタ
ーボ過給機のブロワ下流側に封じ込められる空気が、そ
の圧力上昇でスロットルボデーの近くに設けられるバイ
パス通路からブロワ上流の吸気管にリークするようにな
る。

【０００８】

【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４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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】図１ないし図３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。

【００１２】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、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。

【００１３】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
成されるものであり、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て、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３０ｂ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。

【００１４】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２
０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。

【００１５】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５
５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４
０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、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。

【００１６】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。尚、セカンダリター
ボ過給機４１のブロワ下流の吸気管５７の途中には吸気
制御弁１６が設けられ、その吸気管５７とプライマリタ
ーボ過給機４０のブロワ上流の吸気管５５との間には短
いリリーフ通路により過給圧リリーフ弁１８が設けられ
ている。

【００１７】更に、スロットル弁急閉時のプライマリタ
ーボ過給機４０のリーク手段について説明する。先ずプ
ライマリターボ過給機４０のブロワ吐出側とスロットル
ボデー２９との間には大型のインタークーラ３０が介設
されており、このためスロットル弁急閉時の応答性を向
上するには、リーク手段をスロットル弁２８の近くに設
けることが望ましい。また上述の吸気系の構成によりプ
ライマリターボ過給機４０のブロワ上流の吸気管５５
が、インタークーラ３０のスロットルボデー側の出口タ
ンク３０ｂ、吸気マニホールド２６のすぐ近くに配設さ
れている。

【００１８】そこでこれらのインタークーラ３０の出口
タンク３０ｂとブロワ上流の吸気管５５との間にバイパ
ス通路６０が短い長さで連通され、このバイパス通路６
０にエアバイパス弁６１が、吸気マニホールド２６から
の負圧通路６２と連通して設けられる。エアバイパス弁
６１は、図４に示すようにスロットル弁２８が閉じる際
のマニホールド負圧により開くように構成される。

【００１９】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に当たる。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
るのみであるから、冷却風は円滑にインタークーラ３０
を通過するように流れ、この冷却風の通過により効率良
く空冷される。

【００２０】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
取入れられる空気は、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
加圧した空気は、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は、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
て有効に冷却され、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ス
ムーズ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。

【００２１】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管５７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るのであ
り、こうして高い過給圧を有する多量の空気が連続して
均一に得られる。そしてこの多量の空気がスロットルボ
デー２９で一緒に流量調整され、吸気マニホールド２
６，２７により効率良くシリンダヘッド２２，２３に供
給されるのであり、これにより更に充填効率を増大する
ように過給してエンジン出力が増大される。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。

【００２２】また上記各モードにおいてスロットル弁２
８が急閉すると、常に作動するプライマリターボ過給機
４０のブロワ下流の吸気管５６、インタークーラ３０に
空気が封じ込められてブロワ回転を低下したり、吸気騒
音を生じるようになるが、このときマニホールド負圧に
よりエアバイパス弁６１が開く。ここでバイパス通路６
０はスロットル弁２８の直上流のインタークーラ出口タ
ンク３０ｂに接続されるため、スロットル弁２８の急閉
により圧力上昇した圧力波がバイパス通路６０に迅速に
伝わる。このため上述の封じ込められた空気が、その高
い圧力で直ちにバイパス通路６０を介してブロワ上流の
吸気管５５にリークされるようになり、こうしてブロワ
回転の低下や吸気騒音が効果的に防止される。

【００２３】以上、本発明の実施例として水平対向式エ
ンジンについて説明したが、他のエンジンにも同様に適
応することができるのは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーケンシャルターボ式過給機付エンジンにおいて、プ
ライマリターボ過給機にエアバイパス弁を備えたバイパ
ス通路が付設される場合に、そのバイパス通路の一端が
スロットルボデーの直上流のインタークーラの出口タン
クに、その他端がブロワ上流の吸気管に近接接続され、
スロットル弁急閉時の圧力上昇によりブロワ下流に封じ
込められる空気が直ちにリークして、特に大型のインタ
ークーラが介設される場合にも、吸気騒音を有効に低減
することが可能になり、再加速時の応答性も向上する。
バイパス通路や負圧通路の長さが短縮化するので、エア
バイパス特性が良好になり、艤装も簡素化する。

【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
施例を示す平面図である。

【図２】同実施例の正面図である。

【図３】同実施例の側面図である。

【図４】水平対向式エンジンにシーケンシャルターボ式
過給機を適応した場合の全体の排気系と吸気系を示す系
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 ２８ スロットル弁 ２９ スロットルボデー ３０ インタークーラ ３０ｂ 出口タンク ４０ プライマリターボ過給機 ４１ セカンダリターボ過給機 ５２ エアクリーナ ５５ 吸気管 ６０ バイパス通路 ６１ エアバイパス弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアクリーナからの吸気系がシーケンシ
   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を介して大型のインタークーラの一
   端に連通し、そのインタークーラの他端からスロットル
   ボデー、吸気マニホールドを介してエンジン本体に連通
   するように構成される過給機付エンジンにおいて、プラ
   イマリターボ過給機のブロワ上流の吸気管と、インター
   クーラのスロットルボデー側の出口タンクとの間にバイ
   パス通路が連通され、このバイパス通路にスロットル弁
   の急閉時に開くエアバイパス弁が設けられることを特徴
   とする過給機付エンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 上記プライマリターボ過給機のブロワ上
   流の吸気管は、インタークーラの出口タンク、吸気マニ
   ホールドに近接して配置され、これらの間にバイパス通
   路と負圧通路がいずれも短い長さで連通されることを特
   徴とする請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置。