JPH0587232U - 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、空冷式の
インタークーラの冷却性能を向上する。 【構成】 セカンダリターボ過給機４１からの吸気管５
７を空冷式のインタークーラ３０の下を通ってその後方
下部に連結し、この吸気管５７の途中に設けられる吸気
制御弁１６のアクチュエータ６０を、吸気管５７におけ
る冷却風の下流側に重なって沿わせ、冷却風の圧損を低
減するように配設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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、空冷式インタ ークーラに対する吸気管、その途中に設けられる吸気制御弁のアクチュエータ等 のレイアウトに関する。

【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、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 体の直後の上方にターボ過給機、インタークーラ等を略水平に搭載する。またエ ンジンルームのフードにエアスクープを設け、このエアスクープから冷却風を房 内に取入れてインタークーラを冷却するように構成することが提案されている。 ここで空冷式のインタークーラは、高出力化を図るため大型化されているが、冷 却風により効率良く空冷することが望まれる。

【０００３】 ところで空冷式のインタークーラの冷却性能の要因としては、種々のものがあ るが、インタークーラに対してその冷却風の下流側に近接して吸気管、その途中 に設けられる吸気制御弁のダイアフラム式アクチュエータ等の部品が配置される 場合は、これらの部品のレイアウトが冷却性能に大きく影響する。即ち、ダイア フラム式アクチュエータのような複雑な形状の部品が、冷却風の通路に露出して 配置されていると、冷却風の通過を妨げて冷却風圧損の増大を招き、冷却性能を 低下する。従って、アクチュエータ等の部品は、冷却風の通過を妨げない位置に 配設するように工夫することが必要になる。

【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】

【考案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吸気制御弁やそのアクチュエ ータ等の部品が付設されるものには適応することができない。

【０００６】 本考案は、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、空冷式のインタークー ラの冷却性能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、本考案は、水平対向式エンジン本体の直後に空冷式 の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 れインタークーラの下を通してその後方下部に連結される過給機付エンジンにお いて、セカンダリターボ過給機側の吸気管の途中のインタークーラコア部の直下 に吸気制御弁が設けられ、この吸気制御弁のアクチュエータが、吸気管における 冷却風の下流側に重なって沿うように配設されるものである。

【０００８】

【作用】

上記構成に基づき、エンジン運転の特に走行時に、エンジンフード側から房内 に冷却風が流入すると、その冷却風がインタークーラに触れながらその内部を通 過して下方に流れる。このとき吸気制御弁のアクチュエータは、吸気管における 冷却風の下流側に重なって沿うように配設されて、直接冷却風が当たらないよう になるため、冷却風がスムーズに流れてインタークーラが効率良く空冷される。 そして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 ボ過給機で空気が吸入、加圧してインタークーラに流入されて、良好に冷却され るようになる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図６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２０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４１ａ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４０，４１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４０ｂ 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１５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１４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３０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４０，４１のブロワ４０ｂ，４１ ｂ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３ないし図５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２２，２３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２６，２７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３ ０ｃ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３ ０ｂ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に一端を固定したステー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３ ０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図３で説明すると、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と図２において、セカンダリターボ過給機の吸気系の構成について更に説 明する。吸気管５７は、セカンダリターボ過給機４１のブロワハウジング４１ｃ に左右方向Ｌ字形管路５７ａを連結し、この管路５７ａにベローズ式管路５７ｂ を連結し、この管路５７ｂを上下方向Ｌ字形管路５７ｃを介しインタークーラ３ ０の入口タンク３０ｃの下部に連結して略直線的に構成され、インタークーラ３ ０の直下に平行に配設される。そしてこの吸気管５７の管路５７ｃの途中、即ち インタークーラ３０のコア部３０ａの箇所に吸気制御弁１６と、それを動作する アクチュエータ６０が設けられている。吸気制御弁１６は弁軸１６ａを管路５７ ｃの下方に突出して装着される。アクチュエータ６０はダイアフラム等を備えた ケース６１を有し、このケース６１からのロッド６２が中間部材６３、レバー６ ４を介し吸気制御弁１６の弁軸１６ａに連結して構成される。この場合にアクチ ュエータ６０は、中間部材６３により角度調整して管路５７ｃの下に平行配置さ れ、大部分が管路５７ｃの下方に重なって沿うように設置される。

【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に触れながらコア３０ａ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とアクチュエータ６０が配置 されているが、吸気管５６，５７は円形断面を有して広い間隔で配置され、通路 抵抗が非常に小さくなっている。またアクチュエータ６０は吸気管５７の下に重 合して直接冷却風が当たらないようになり、これにより冷却風は圧損が小さくな ってスムーズにインタークーラ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。

【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５２、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３０に流入し、加圧により温度上 昇した空気が大型のインタークーラ３０のコアに広範囲で触れる。このときイン タークーラ３０が効率良く空冷されているため、加圧空気も高い冷却性能で冷却 されて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、吸気慣性を付与して滑らかに左 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、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 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、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２ ２，２３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。

【００２２】 以上、本考案の実施例について説明したが、これのみに限定されない。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、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、空冷式のインタークーラにおいて冷却風の 下流側に吸気管と、吸気制御弁のアクチュエータが配置される場合に、そのアク チュエータが吸気管に重なって沿うように設置されるので、冷却風の圧損が小さ くなってインタークーラ冷却性能を向上することができる。またインタークーラ の冷却性能の向上により、ターボ過給機の加圧空気の発熱を効果的に冷却するこ とができ、充填効率やエンジン出力が向上する。

【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
施例の要部を示す平面図である。

【図２】同実施例の側面図である。

【図３】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４】同正面図である。

【図５】同側面図である。

【図６】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 ５７ 吸気管 １６ 吸気制御弁 ６０ アクチュエータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平対向式エンジン本体の直後に空冷式
   の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
   ーラの下を通してその後方下部に連結される過給機付エ
   ンジンにおいて、セカンダリターボ過給機側の吸気管の
   途中のインタークーラコア部の直下に吸気制御弁が設け
   られ、この吸気制御弁のアクチュエータが、吸気管にお
   ける冷却風の下流側に重なって沿うように配設されるこ
   とを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。