JPS62182433A - タ−ボチャ−ジャを備えた車両用エンジン - Google Patents

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】 り産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等にＮＳａされるターボチャージャを
備えた車両用エンジンに関するものである。

し従来の技術」 ターボチャージャを備えた自動・ｔｔ用エンジンに関す
る先行技術として、実開閉６０−４３１３６号公報に示
されるように、エンジン本体のＢ　像ポートに接続され
た排気マニホールドの合流管部の先端に、Ｊｓ気ツタ−
ビンコンプレッサとを一体化してなるターボチャージャ
ユニットを装着支持させたものがある。しかして、この
ものは、エンジン本体の各気筒に対応する排気ポート列
の中間に排気マニホールドの合流管部の先端を位置させ
ているため、該排気マニホールドを比較的剛性の高い構
造にすることが容易である。そのため、この排気マニホ
ールドの合流管部先端にターボチャージャユニットを装
着支持させても、このターボチャージャユニットがＪ（
振を起す周波数を゛実用車速域外に設定することは比較
的筒中である。

し発明が解決しようとする問題点］ ところが、エンジン本体を大きく傾斜させて重体に搭値
しなければならない場合等のように、ターボチャージャ
をエンジン本体のシリンダブロックの側面近傍に配置で
きない°バ情があるような場合には、Ｉ：１１記排気マ
ニホールドの合ｔＲ，管部を最端の排気ポートよりもさ
らに外方に延出させ、その延出端にターボチャージャを
装ノを支持させなければならないことがある。しかして
、このような、構造を採用した場合には、排気マニホー
ルドによるターボチャージャユニットの支持剛性をｌ’
ｒ：１めることが難かしくなる。つまり、排気タービン
の出１１側に接続される排気管は本来剛性が低いもので
あるため、前記ターボチャージャユニー／　トは実質的
に＋ｉｉｉ記合流管部たる片持ばりの先端に支持された
かたちとなる。そのため、ターボチャージャユニットが
比較的低い周波数域で共振を起し易くなり、共振により
エンジン本体に大きな振動か劫起されてこもり音等の原
因になるという問題が生じ易い、すなわち、ターボチャ
ージャユニットには、エンジンの爆発による振動が弾性
片持ばりをなす排気マニホールドを介して伝達される。

そして、その振動が固有振動数に合致すると、このター
ボチャージャユニー７トがＪ（振を起してその＆動しベ
ルが顕著に上昇するとともに、それを支持しているエン
ジン本体に大きな励振が惹起される。そして、その振動
が主としてエンジン本体のエンジンマウトブラケットを
通して虫体に伝達され、それがｌｌ一体の振動をε起さ
せてこもり１″ｆや異常振動等の原因となる。

従来、このような場合には、これら共振系の固有振動数
を排気マニホールドの管厚アー２プ等により実用車速域
外にチューニングして問題解決を図っているが、このよ
うな対策は軽罎化等に反することが多〈実施が不Ｏｆ俺
になることも少なくない。

本発明は、このような問題点を簡単な構成により解消す
ることを目的としている。

Ｌ問題点を解決するための手段］ 本発明者は、かかる目的を達成するために種々の実験な
らびに研究を行なった結果、前記のような構成のものに
おいては、共振を起こしてターボチャージャユニーＩト
およびエンジン本体が大きく振動する際に、共振系であ
るターボチャージャユニットと伝達系であるエンジンの
マウントブラケットとが１８０°位相が異なった状態と
なるため、このターボチャージャユニットを連結ステー
によりエンジン本体のマウントブラケットに連結すれば
、このマウントブラケット部分の振動を前記ターボチャ
ージャユニットの振動を利用して効果的に抑制すること
ができるという点に着目するに至った。

本発明はかかる究明結果にノ＾いてなされたもので、エ
ンジン本体の排気ポートに接続された排気マニホールド
の合流管部を最端の排気ポートよりも外方に延出させ、
その延出端にターボチャージャユニットを装着支持させ
てなるエンジンにおいて、　ｉｉｊ記ターボチャージャ
ユニットと、前記エンジン本体のマウントブラケットと
を連結ステーにより連結したことを特徴とするものであ
る。

１作用］ まず、連結ステーを設けていないものでは、概ね第７図
のような特性を示す、すなわち１周波数が低い領域では
ターボチャージヤユニツ）ノ＆ｔｆｂの４＜Ｌ相（χ線
イ参１戦）とエンジン本体のマウントブラケットの振動
の位相（−・点′ｊｃＪ線口参窯口参照略合致している
が、その周波数が共振系の共振周波数に近づくと５両者
の位相がづれはしめ、共振点では１８０゛位相が異なっ
た状態となる。この状態では、ターボチャージャユニッ
トの振動レベル（実線ハ参照）が共振により高い値を示
すとともに、エンジン本体の振動レベルも励振により急
と昇することになり、このエンジン本体のマウントブラ
ケットも高い振動レベル（一点鎖線二参照）を示すこと
になる。

一万、本発明のようにターボチャージャユニットとエン
ジン本体のマウントブラケットとを連結ステーにより連
結した場合には、第８図に示すようにターボチャージャ
ユニットの振動の位相（実線ホ参照）とエンジン本体の
マウントブラケットの振動の位相（点線へ参照）とが常
に略同位相で振動するように強制される。つまり、共振
点付近においては、本来逆位相で！動すべきターボチャ
ージャユニー、トとエンジン本体のマウントブラケット
とが連結ステーにより同位相で振動するように強ｉｕ１
されるため、共振系の振動と伝達系の振動とがおｑ、い
に相殺し合うことになり、ターボチャージャユニットの
振動レベル（実線ト参照）が抑制されるとともに、問題
となるマウントブラケット部分の振動レベル（点線チ参
照）が大幅に低減される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照して説
明する。

第１図は自動車用エンジンｌの外観を概略的に示す斜視
図であり、第２図は同ｉＬ面図である。このエンジンｌ
は、キャブオーバ形の自動車にｇ載するためのもので、
そのエンジン本体２を大きく傾斜させて図示しないシャ
シにマウントするようにしており、このエンジン本体２
のシリンダブロク３にはそのためのマウントブラケット
４が固設されている。そして、前記エンジン本体２の排
気ポート５１〜５１に接続された排気マニホールド６の
先端にはターボチャージャユニット７が装着支持させで
ある。すなわち、この排気マニホールド６は２各排気ポ
ート５１〜５１に接続された複数の枝管部８１〜８Ｉと
、これら各校′ｉ？部８Ｉ〜８１に連通する合流管部９
とからなるもので、この合流管部９の先端側をｂｉｔ端
の排気ポート５３よりもさらに外方（この実施例では、
前記エンジノ本体２の端面に４設したトランスミッショ
ン１１の側方位置）にまで延出させており、その延出端
９ａに前記ターボチャージャユニット７を装着している
。ターボチャージャユニー、ドアは、排気タービア１２
と、この排気タービン１２によｉＪ　ＩＩＩＡ妨される
コンプレッサ１３とを一体化してなるもので、その排気
タービン１２の入口１２ａに前記排気マニホールド６の
合流管部９の延出端９ａを接続するとともに、出口１２
ｂに排気管１４（第３図、第４図および第５図では図示
を省略しである）を接続している。そして、この排気タ
ービン１２のケーシングにはブラケット１５が固設して
あり、このブラヶッ）１５部分を横振動防止用の連結ア
ーム１６（第２図では図示を省略しである）を介して前
記トランスミッション１１部分に連結している。この連
結アーム１６はターボチャージャユニット配設部分を背
面側から観察した第４図に示されるように、その基端部
１６ａを前記トランスミッション１１の取付フランジ部
ｌｌａにビス１７を用いて重着された板金製のもので、
略水平に延びており、その先端１６ｂと前記ターボチャ
ージャユニット７のプラヶッ）１５とがビス１８１〜１
８３により連結されている。

また、このターボチャージャユニット７のブラケット１
５と、ｉｉｉ記エフェンジン本体２ウントブラケット４
の側面部４ａとを連結ステー２１を介して連結している
。このマウントブラケット４は、前述したようにエンジ
ン本体２をシャシにマウントするためのもので、前記タ
ーボチャージャユニット７の斜下方に位置している。前
記連結ステー２１は、金属製のパイプ部材により構成さ
れたもので、その両端部を板状にプレスして取付部２１
ａ、２１ｂとなしている。そして、その一端増付部２１
ａを、前記ビス１８３　とナツト２２とを用いて前記ブ
ラケット１５に固定するとともに、他端取付部２１ｂを
ビス２３を用いて＋ｉｉｊ記マウントブラケット４に連
結している。なお、この実施例の連結ステー２１は、第
２図における水ト距離Ｑ１が）９２■鳳、第３図におけ
る水平距離Ｑ２が１２５ｍ閣、高さ方向の距ｇ１ｈが５
７．５層層となる姿勢で配置されている。なお、２４は
インシュレータであり第１図では省略しである。

このような構成のものであれば、ターボチャージャユニ
ット７には、エンジンの爆発による振動によりエンジン
回転数に応じた加振力が付榮される。具体的には、３気
筒エンジンの場合、エンジン回転数が２００Ｏｒｐｍで
５０）１ｚ、４０００　ｒｐｍで、１００Ｈｚの４Ｍ動
か伝達される。従来のものは、略本ｔに延出させた排気
マニホールド６の合流管部９の先端９ａにターボチャー
ジャユニー／　ドアを支持させるとともに、このターボ
チャージャユニット７を略本ｑｔな連結アーム１６によ
っテトランスミッションｌｌ簿に連結しただけのもので
あるため、　＋ｉｉｊ記ターホチャージャユニット７は
、ｉｉｊ記合ｌｅｔ、管部９および連結アーム１６の弾
性的な曲げ変形により、ｌ二Ｆ力向には動き易く、エン
ジン本体２のマウントブラケット４に対して、＋Ｅ。

逆あらゆる位相で振動し得る状１．！−にある。そのた
め、前述したようにエンジンの爆発による振動の１、Ｉ
４かノ（掘周波数に達すると前記ターボチャーンヤニニ
ット７がＬ丁に徴して振動するとともに、その逆位相で
エンジン本体２が大きく動板し、そのエンジン本体２の
振動がマウントブラケット４を介してシャシに伝達され
てこもり汗や異常振動の主な原因となる。これに対して
、本発明のものは、ターボチャージャユニット７とマウ
ントブラケット４とを連結ステー２１により連結してい
るので、ターボチャージャユニット７の共振による上下
方向の煽動がこの連結ステー２１を介してマウントブラ
ケット４に伝達される。その結果、ターボチャージャユ
ニット７と逆位相で振動しようとするマウントブラケッ
ト４の動きをそのターボチャージャユニット７の振動に
より打消そうとする作用が営まれることになり、このマ
ウントブラケット４の振動レベルが大幅に低減させられ
ることになる。

第６図は、この装置の効果を実証するために行なった実
験の結果を示すものである。すなわち、この実験は、第
１１４〜第５１５４にホされるエンジンのターボチャー
ジャユニット７部分とマウントブラケット４部分とにそ
れぞれ加速度センサを設けておき、加振周波数を種々に
変化させて、連結ステー２１を設けていない場２合と、
ｉＪｌ結ステー２１を設けた場合における各部分４．７
の振動の位相および振動加速度レベルをそれぞれ測定し
た。その結果、連結ステー２１を設けない場合には、加
振周波数が１００Ｈｚに近づいた時点で、ターボチャー
ジャユニット７の振動の位相（実線Ａ参照）とマウント
プラグ−２ト４の振動の位相（一点鎖線Ｂ参照）とが１
８００異なったものになるとともに、ターボチャージャ
ユニット７の振動加速度レベル（￥線ａ参照）が共振に
より飛躍的にと昇する。また、それに伴って、マウント
ブラケット４の振動加速度レベル（一点＃：Ｊ線ｂ４［
）も急激に高くなる。一方、連結ステー２１を設けた場
合には、ターボチャージャユニット７の振動の位相（破
線Ｃ参照）と、マウントブラケット４の振動の位相（点
線り参照）とが略同じように変化する。そして、ターボ
チャージャユニット７の振動加速度レベル（破線Ｃ参１
Ｋ１ｉ　）が共振により相当なイダ１にまで４−昇する
ことはあるが、その場合でも、マウントブラケット４の
振動加速レベル（点線ｄ参ｉ％Ａ）は前述した１紅結ス
テー２１の働きにより低い値に抑えられていることがわ
かる。

したがって、このようなものであれば、マウントブラケ
ット４を主な人力系としてエンジン側から虫体側に伝達
されるＪｆ７Ｒ勅をイ電効に抑制することが１．＋７能
であり、こもり汗や異常振動の発生を効果的に防１１ニ
することができる。

なお、連結ステーは、かならずしもパイプ状のものに限
られないのは勿論であり、要するに、軸心方向の圧縮お
よび引１表カに対して変形を起し難いものであれば他の
ものであってもよい。

し発明の効果］ 未発１１は、以１−のような４Ｒ成であるから、ターボ
チャージャユニットの」（振によりエンジン本体に振動
か励起されその振動がマウントブラケ−／　トを介して
４ｉ（体に伝達されるという不具合を、排気マニホール
ドの剛性アップ等による大幅な電力増加を招くことなし
に有効に抑制することができ。

こもり音や車体の異常振動を簡単かつ確実に防ＩＦする
ことができるターボチャージャを備えた車両用エンジン
を提供できるものである。

４図面のＩＦｉ重な説明 第１１′１４〜第６図は本発明の一実施例を示し、第１
図は斜後方からｍ察した概略的な斜視図、第２図は一部
省略した＋Ｅ面図、第３図は：ＪＳＺ図におけるｍ矢視
図、第４図はターボチャージャユニットの配設部分を示
す部分背面図、第５図は第４図におけるＶ矢視図、第６
図は実験結果を示す図である。第７図および第８図は本
発明の詳細な説明するための説明図である。

ｌ・・Ｑエンジン　２・會・エンジン本体４・・−マウ
ントブラケット ５１〜５１　・ＩＩφ排気ボート ６・・・排気マニホールド ７・會・ｙ−ホ４−ヤージャユニット ９・・・合流管部 ２１＠−中連結スチー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン本体の排気ポートに接続された排気マニホール
   ドの合流管部を最端の排気ポートよりもさらに外方に延
   出させ、その延出端にターボチャージャユニットを装着
   支持させてなるエンジンにおいて、前記ターボチャージ
   ャユニットと、前記エンジン本体のマウントブラケット
   とを連結ステーにより連結したことを特徴とするターボ
   チャージャを備えた車両用エンジン。