JPH0660734U - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイパス通路から吸気通路に流出される空気
の有無に関係なくエアークリーナーからの空気を好適に
機械式過給機に導く一方、エアークリーナーからの空気
をスムーズにバイパス通路へ導く。 【構成】 第２吸気管２８のリショルム型過給機２０へ
の接続部分２１を、第２吸気管２８内を流れる空気を主
に第１ロータ２４に導く主管部分３６と第２吸気管２８
の湾曲に対してその内部外壁に沿って流れる速度の速い
空気を第２ロータに導く広がり部分３８とを備えた偏っ
た漏斗状に形成した。また、バイパス管５０を、第２吸
気管２８の湾曲部出口で、かつ第２吸気管２８の湾曲に
対して外壁面に接続するとともに、このバイパス管５０
と第２吸気管２８との間にリリーフバルブ５４を設け
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、過給機付エンジンにおいて、特に、機械式過給機を搭載したエンジ ンの吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、エアークリーナから取り込んだ空気を吸気通路を介して機械式過給機 に供給し、この機械式過給機で予圧された空気をさらにインタークーラに導いて 冷却した後、サージタンク等を介してエンジンの各気筒に供給するように構成さ れた機械式過給機付エンジンが知られている。

【０００３】 また、最近では、上記過給機付エンジンにおいて、上記機械式過給機の上流側 吸気通路とインタークーラ下流側の吸気通路を短絡するバイパス通路を設けると ともに、このバイパス通路にバルブを配設したような装置が提案されている。こ のような装置においては、エンジンの低負荷域で機械式過給機を停止させて、上 記バルブを開くことによって空気をバイパス通路を通じてシリンダヘッドに供給 する一方、エンジンの高負荷域で上記バルブを閉じて機械式過給機を駆動させる ことによって、予圧空気をシリンダヘッドに供給するように制御し、これによっ て燃費向上を図るようにしている（特開昭５６−１６７８１７号公報）。さらに 、上記のような装置では、機械式過給機での過給圧が所定値以上に上昇した場合 には、上記バルブを開いて減圧したり、インタークーラで冷却された予圧空気を バイパス通路を通じて再度機械式過給機に供給することによって、機械式過給機 を冷却するようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような機械式過給機付エンジンにおいて、例えば大小２種類のロータを 備えたリショルム型過給機（以下、単に過給機という）が搭載されたエンジンの 場合、エアークリーナーからの空気を吸気通路を通じて過給機に供給する際には 、両ロータに同量の空気を供給して圧縮する方が過給機の圧縮効率上好ましい。 しかし、通常は、エンジンに対する配置スペースの関係から、吸気通路が湾曲さ れて過給機に接続されることが多いので、例えば、吸気通路がＵ字状に湾曲され て過給機に接続されるような場合には、吸気通路内の、湾曲に対して外側の壁に 沿って流れる空気の流速が速くなり、これによって吸気通路外側に位置する過給 機のロータ側への輸送空気量が多くなり、両ロータ間に対する輸送空気量に偏り が生じていた。

【０００５】 また、バイパス通路を通じて、インタークーラでの冷却空気を再度過給機上流 側の吸気通路に導く場合には、バイパス通路を通じて逆流された冷却空気が吸気 通路に流入する際に、吸気通路内を流れる空気の流れを乱したり、あるいは冷却 空気がバイパス通路から吸気通路内にスムーズに流れ込まないことがあり、その ような場合には、上記同様過給機の各ロータへの輸送空気量に偏りが生じて圧縮 効率向上の妨げとなったり、所望の機械式過給機の冷却効果を得られないことも ある。

【０００６】 さらに、エンジンの低負荷域では、バイパス通路を通じて空気をシリンダに供 給するので、吸気通路を流れる空気をスムーズにバイパス通路に導く必要もある 。

【０００７】 本考案は、上記事情に鑑み、バイパス通路から吸気通路に流出される空気の有 無に関係なくエアークリーナーからの空気を好適に機械式過給機に導く一方、エ アークリーナーからの空気をスムーズにバイパス通路へ導くことができるエンジ ンの吸気装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る考案は、エアークリーナと機械式過給機を湾曲した吸気通路で 連絡し、上記機械式過給機より下流側の吸気通路にインタークーラを設けるとと もに、上記機械式過給機上流側の吸気通路とインタークーラ下流側の吸気通路を バイパス通路によって連絡するものであって、上記機械式過給機とその上流側の 吸気通路との接続部分を、上記吸気通路内を流れる空気が主に吸気通路の湾曲に 対して内側に偏って上記機械式過給機に供給されるように偏った漏斗状に形成し 、上記バイパス通路を上記機械式過給機上流側において、吸気通路の湾曲部出口 で、かつ吸気通路の湾曲に対して外壁面に接続するとともに、このバイパス通路 と吸気通路の接続部にバイパス通路と吸気通路とを連通した状態と閉鎖した状態 とに切り替えるバイパスバルブを設けたものである。

【０００９】 請求項２に係る考案は、上記機械式過給機が、その内部に大小２種類のロータ を備えたリショルム型過給機であって、その上流側吸気通路内を流れる空気が主 に上記リショルム型過給機の大きいロータ側に、吸気通路の湾曲に対して吸気通 路内の外壁に沿って流れる空気が小さいロータ側にそれぞれ導かれるように、上 記吸気通路とリショルム型過給機が接続されたものである。

【００１０】

【作用】

上記請求項１記載の考案によれば、エンジンの低負荷時には、機械式過給機を 停止させる一方、バイパスバルブを全開にして、取り込まれた空気をバイパス通 路を通じてインタークーラ下流側の吸気通路に導く。この際、バイパス通路が吸 気通路の湾曲部出口の外壁面に形成されているので、湾曲された吸気通路に沿っ て流れてきた空気がスムーズにバイパス通路に導かれる。

【００１１】 そして、エンジンの負荷が上昇するとバイパスバルブが閉鎖されて、取り込ま れた空気は吸気通路に沿って機械式過給機に供給され、この機械式過給機で予圧 された後、インタークーラに導かれて冷却される。この際、吸気通路から機械式 過給機に供給される空気の大半は、吸気通路の湾曲に対して内側に偏って供給さ れる。

【００１２】 また、例えば、エンジンが高負荷域で運転され、機械式過給機での過給圧が所 定の上限値を上回ったような場合には、バイパスバルブが開かれて過給圧が減圧 されるとともに、インタークーラで冷却された冷却空気がバイパス通路を介して 機械式過給機の上流側の吸気通路に供給され、この冷却空気が再度機械式過給機 に導かれることによって、機械式過給機が冷却空気によって冷却される。このと き、バイパス通路内の冷却空気が吸気通路に流入する際には、バイパス通路から の冷却空気が吸気通路内の流速の速い空気の層に巻き込まれて強制的に機械式過 給機に導かれる。

【００１３】 上記請求項２記載の考案によれば、取り込まれた空気は、吸気通路に沿ってリ ショルム型過給機に導かれる。この際、吸気通路からリショルム型過給機に供給 される空気の大半が大きいロータ側に供給され、吸気通路の湾曲に対してその内 部外壁面に沿って流れる流速の速い空気のみが小さいロータ側に供給される。

【００１４】

【実施例】

本考案のエンジンの吸気装置の一実施例について図１及び図２を用いて説明す る。

【００１５】 図２に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１４上部の左右にバン ク１２を備えたＶ型エンジンであり、各バンク１２にはシリンダヘッド１６とシ リンダヘッドカバー１８が設けられている。各バンク１２の谷間で、上記シリン ダブロック１４の上面部には機械式過給機の一種であるリショルム型過給機２０ （以下、単に過給機という）が装着されている。過給機２０は、内部に大小２種 類の互いに噛合しながら回転する第１ロータ２４（大ロータ）と第２ロータ２６ （小ロータ）を備えており、これらの第１ロータ２４と第２ロータ２６が回転さ れることによって、供給された空気を圧縮して吐出すようになっている。なお、 上記過給機２０は、同図に示すように、大きいロータ、すなわち第１ロータ２４ が右側のバンク１２側に配置されるように、シリンダブロック１４上面部に固定 されている。

【００１６】 上記過給機２０後部には、第２吸気管２８を介して右側バンク１２上部に固定 されたスロットルボディ２２が接続されている。スロットルボディ２２には、図 外のエアークリーナに接続された第１吸気管３０が接続されており、エアークリ ーナから取り込まれた空気は、スロットルボディ２２内に備えられたスロットル 弁３２によって供給量が調整されて上記過給機２０に導かれるようになっている 。ここで、上記スロットルボディ２２と過給機２０とを連絡する第２吸気管２８ は、Ｕ字状に湾曲形成されており、さらに過給機２０との接続部分２１が、図１ に示すように湾曲に対して内側（図１では右側）に偏った漏斗状に形成されて上 記機械式過給機２０の吸入口３４に接続されている。より具体的には、接続部分 ２１が、第２吸気管２８内を流れる空気の大半を過給機２０の第１ロータ２４側 に導く主管部分３６と、湾曲に対して第２吸気管内部の外壁に沿って流れる空気 を第２ロータ２６側に導く広がり部分３８とからなる偏った漏斗状をなしている 。

【００１７】 また、上記第２吸気管２８において、接続部分２１の直上流側の湾曲部分出口 付近で、なおかつ湾曲に対して外側の壁面にはバイパス孔５２が形成されている 。このバイパス孔５２には、リリーフバルブ５４（バイパスバルブ）を介して後 述の第４吸気管５０に接続されるバイパス管５０が接続されており、リリーフバ ルブ５４内に備えられたリリーフ弁５６が開閉されることによって、第２吸気管 ２８とバイパス管５０とが連通された状態と、閉鎖された状態とに切り替えられ るようになっている。

【００１８】 一方、上記過給機２０内の前方側下部には、予圧空気を吐き出すための吐出通 路４０が形成されており、この吐出通路４０が上記シリンダブロック１４に形成 された吸気管路４２と連通されるようになっている。この吸気管路４２は、シリ ンダブロック１４の上方外部と前方外部とを連絡するように、シリンダブロック １４内に一体的に形成されている。また、上記吸気管路４２は、シリンダブロッ ク１４前部において、第３吸気管４４と連通され、この第３吸気管４４がエンジ ン１０前部に配設されたインタークーラ４６に接続されている。インタークーラ ４６には、冷却された予圧空気を図外のサージタンクに導くための第４吸気管４ ８が接続され、この第４吸気管４８の周面適所に上記バイパス管５０が接続され ている。

【００１９】 次に、上記エンジン１０の吸気装置の動作及び作用について図３〜図５を用い て説明する。

【００２０】 上記のように構成されたエンジン１０において、エンジン１０が作動されると 、図外のエアークリーナから取り込まれた空気が第１吸気管３０，スロットルボ ディ２２を介して第２吸気管２８に流れ込む。このとき過給の必要がない低負荷 域ではリリーフバルブ５４のリリーフ弁５６が全開にされ、かつ過給機２０は停 止されている。従って、エアークリーナから第２吸気管２８に流れ込んだ空気は 、図３の矢印に示すように、リリーフバルブ５４，バイパス管５０を介して第４ 吸気管４８へ達し、さらにサージタンクを経て各バンク１２のシリンダヘッド１ ６に導かれる。

【００２１】 次いで、エンジン１０の負荷が増加すると、上記リリーフバルブ５４のリリー フ弁５６が徐々に閉鎖されるとともに、過給機２０が駆動されて各ロータ２４， ２６が回転される。過給機２０が駆動されると、エアークリーナから取り込まれ て第２吸気管２８に流れ込んだ空気は、過給機２０に導かれて予圧され、さらに 、吸気管路４２及び第３吸気管４４を介してインタークーラ４６に導かれ、ここ で冷却された後、第４吸気管４８を介してサージタンクに導かれることになる。 この際、図４に示すように、第２吸気管２８から過給機２０に流れ込む空気の大 半は、接続部分２１の主管部分３６に沿って過給機２０の第１ロータ２４側に導 かれる（図４の実線矢印に示す）が、第２吸気管２８内の外壁面付近の空気は、 広がり部分３８に沿って第２ロータ２６側に導かれる（図４の破線矢印に示す） ようになっている。つまり、第２吸気管２８がＵ字状に湾曲形成されることによ ってその内部を流れる空気においては、第２吸気管２８の湾曲に対して外壁付近 を流れる空気の流速が速くなっている。従って、必然的に第２吸気管２８の外壁 側に位置する第２ロータ２６への供給空気量が多くなるので、上記のように第２ 吸気管２８の接続部分２１の形状を偏った漏斗状に形成することによって、第２ ロータ２６に供給される空気量を抑えて第１ロータ２４に供給される空気量との 調和を図るようになっている。

【００２２】 一方、エンジン１０が高負荷域で運転され、過給機２０での過給圧が予め設定 された所定の上限値を上回ったような場合には、上記リリーフ弁５６が全開にさ れて、シリンダヘッド１８に供給される予圧空気の過給圧が減圧される。この際 、第２吸気管２８内の空気と第４吸気管４８内の予圧空気との圧力差により、図 ５の矢印（一点鎖線）に示すように、インタークーラ４６で冷却された空気が上 記バイパス管５０、リリーフバルブ５４を介して第２吸気管２８に供給される。 つまり、冷却後の予圧空気が再度過給機２０に供給されることによって、過給機 ２０の温度上昇を冷却空気を利用して効果的に冷却するようにしている。このと き、バイパス管５０内の冷却空気が第２吸気管２８に流入する際にも、図５に示 すように、バイパス管５０からの冷却空気が第２吸気管２８内の流速の速い空気 の層に巻き込まれて強制的に過給機２０に導かれるので、バイパス管５０内の冷 却空気がスムーズに第２吸気管２８内に流れ込むことができ、また、不用に第２ 吸気管２８内の空気の流れを乱すといったことがない。

【００２３】 以上説明したように、上記実施例のエンジン１０の吸気装置では、Ｕ字状に形 成された第２吸気管２８の過給機２０への接続部分２１において、主管部分３６ が第２吸気管２８の湾曲に対して内側に偏った漏斗状に形成されることにより、 空気の流れが湾曲に対して外壁側に偏る傾向が是正される。そして、過給機２０ がリショルム型の場合、第２吸気管２８内を流れる空気の大半を主管部分３６に よって過給機２０の第１ロータ２４側に導く一方、第２吸気管２８内の外壁面付 近を流れる流速の速い空気を広がり部分３８によって第２ロータ２６側に導くこ とによって、第１ロータ２４及び第２ロータ２６に供給される空気量の調和が図 られているので、従来装置のように、各ロータに供給される空気量の相違による 、過給効率低下を招くようなことがない。

【００２４】 また、上記実施例においては、バイパス孔５２が第２吸気管２８の湾曲部出口 の外壁面に形成されているので、第２吸気管２８内の空気をスムーズにバイパス 管５０に導くことが可能となる。また、急激に負荷が掛かったような場合でも、 リリーフバルブ５６が開かれた状態を微小時間維持するように制御すれば、上述 の通り空気がスムーズにバイパス管５０に流れ込んで各バンク１２のシリンダヘ ッド１６に供給されるので、過給機２０が駆動されてから予圧空気が各バンク１ ２のシリンダヘッド１６に供給されるまでの間、シリンダヘッド１６への供給空 気量が不足するようなことがなく、これによって、エンジンの運転状況に応じた 所望の応答性が得られるという利点もある。また、高負荷時には、バイパス管５ ０内の冷却空気が第２吸気管２８内の流速の速い空気の層に巻き込まれて強制的 に過給機２０に導かれるので、冷却空気がスムーズに第２吸気管２８内に流れ込 むことができるとともに、不用に第２吸気管２８内の空気の流れを乱すことがな いので、第２吸気管２８内を流れる空気の乱れに起因して過給機２０の各ロータ ２４，２６への供給空気量が相違するようなことがない。

【００２５】 さらに、実施例では、第２吸気管２８の接続部分２１が偏った漏斗状に形成さ れ、この偏りよって過給機２０の後方に形成されたスペースで、リリーフバルブ ５４が第２吸気管２８に取付けられているので、リリーフバルブ５４の左右バン ク１２間からの突出を避けることができ、エンジン１０の大型化が抑制されると いう利点もある。

【００２６】 なお、上記実施例は、本考案のエンジンの吸気装置に係る一例であって、第２ 吸気管２８の形状等は実施例以外のものにも適用可能である。例えば、第２吸気 管２８がＳ字状に形成されたもの、あるいはＬ字状に形成されたものでも構わな い。この場合、第２吸気管２８の接続部分２１の形状は、接続部分２１の直上流 側の湾曲部分の形状から、過給機２０の各ロータ２４，２６への供給空気量が等 しくなるように、その漏斗形状を適宜形成するようにすればよい。

【００２７】 また、上記実施例では、本発明がＶ型エンジンに適用された例について説明し たが、これ以外にも直列型エンジン等にも適用可能である。さらに、実施例では 機械式過給機としてリショルム型過給機が適用された例について説明しているが 、ルーツ型等の過給機にも勿論適用可能である。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は、エアークリーナと機械式過給機を湾曲した吸 気通路で連絡し、上記機械式過給機より下流側の吸気通路にインタークーラを設 けるとともに、上記機械式過給機上流側の吸気通路とインタークーラ下流側の吸 気通路をバイパス通路によって連絡するものであって、上記機械式過給機とその 上流側の吸気通路との接続部分を、上記吸気通路内を流れる空気が主に吸気通路 の湾曲に対して内側に偏って上記機械式過給機に供給されるように偏った漏斗状 に形成し、上記バイパス通路を上記機械式過給機上流側において、吸気通路の湾 曲部出口で、かつ吸気通路の湾曲に対して外壁面に接続するとともに、このバイ パス通路と吸気通路の接続部にバイパス通路と吸気通路とを連通した状態と閉鎖 した状態とに切り替えるバイパスバルブを設けたので、バイパス通路から吸気通 路に流出される空気の有無に関係なくエアークリーナーからの空気を好適に機械 式過給機に導く一方、エアークリーナーからの空気をスムーズにバイパス通路へ 導くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のエンジンの吸気装置が適用されるエン
ジンの上面図である。

【図２】本考案のエンジンの吸気装置が適用されるエン
ジンの正面図である。

【図３】低負荷時のエンジンの吸気装置における空気の
流れを示した模型図である。

【図４】高負荷時のエンジンの吸気装置における空気の
流れを示した模型図である。

【図５】高負荷時にリリーフ弁を開いた時のエンジンの
吸気装置における空気の流れを示した模型図である。

【符号の説明】

１０ エンジン ２０ リショルム型過給機 ２１ 接続部分 ２４ 第１ロータ ２６ 第２ロータ ２８ 第２吸気管 ３６ 主管部分 ３８ 広がり部分 ４８ 第４吸気管 ５０ バイパス管 ５４ リリーフバルブ ５６ リリーフ弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアークリーナと機械式過給機を湾曲し
   た吸気通路で連絡し、上記機械式過給機より下流側の吸
   気通路にインタークーラを設けるとともに、上記機械式
   過給機上流側の吸気通路とインタークーラ下流側の吸気
   通路をバイパス通路によって連絡するものであって、上
   記機械式過給機とその上流側の吸気通路との接続部分
   を、上記吸気通路内を流れる空気が主に吸気通路の湾曲
   に対して内側に偏って上記機械式過給機に供給されるよ
   うに偏った漏斗状に形成し、上記バイパス通路を上記機
   械式過給機上流側において、吸気通路の湾曲部出口で、
   かつ吸気通路の湾曲に対して外壁面に接続するととも
   に、このバイパス通路と吸気通路の接続部にバイパス通
   路と吸気通路とを連通した状態と閉鎖した状態とに切り
   替えるバイパスバルブを設けたことを特徴とするエンジ
   ンの吸気装置。
2. 【請求項２】 上記機械式過給機は、その内部に大小２
   種類のロータを備えたリショルム型過給機であって、そ
   の上流側吸気通路内を流れる空気が主に上記リショルム
   型過給機の大きいロータ側に、吸気通路の湾曲に対して
   吸気通路内の外壁に沿って流れる空気が小さいロータ側
   にそれぞれ導かれるように、上記吸気通路とリショルム
   型過給機が接続されたことを特徴とする上記請求項１記
   載のエンジンの吸気装置。