JPWO2016103403A1 - Ｖ型エンジン - Google Patents

Abstract

Ｖバンク間の上方にスーパーチャージャーを備えるＶ型エンジンにおいて、スーパーチャージャーの下方のＶバンク内に筒内噴射インジェクタと吸気ポート噴射インジェクタとを配置して、Ｖ型エンジンのコンパクト化を図ることを目的とする。この目的達成のために、クランク軸（２０）の方向視でＶバンク（１２ａ、１２ｂ）内側に、吸気ポート噴射弁（１０１ａ）と、筒内噴射弁（１０５ａ）と、を備え、Ｖバンク間の上方に設けられたスーパーチャージャー（３０）と、前記スーパーチャージャー（３０）からの吐出空気を左右の各バンクの吸気ポートに導入する吸気通路（２９）と、を備え、左右の各バンクの前記吸気ポート噴射弁（１０１ａ）と前記筒内噴射弁（１０５ａ）は、前記スーパーチャージャー（３０）と前記吸気通路（２９）と前記左右の各バンク（１２ａ、１２ｂ）とによって囲い込まれるように配置されることを特徴とする。

Description

本開示は、Ｖ型エンジンに関し、特に、スーパーチャージャーを備えたＶ型エンジンに関する。

Ｖ型エンジンにおいて、エンジンの出力向上を目的として過給機が設けられているものがあり、またエンジンによって駆動されるスーパーチャージャー（機械式過給機）を設けるものが知られている（特許文献１）。
一方、エンジンの出力向上及び燃費向上を図るために、燃料噴射弁を１気筒当たり燃焼室に直接噴射する筒内噴射弁と、吸気通路内に噴射する吸気ポート噴射弁との両方を備えることがある（特許文献２）。
この筒内噴射弁と吸気ポート噴射弁とを備えるエンジンは、直列気筒エンジンばかりでなくＶ型エンジンにおいても採用されている。
例えば、特許文献２には、Ｖ型エンジンにおける２系統燃料噴射の噴射弁が示されており、シリンダヘッドに取り付けられて燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射インジェクタと、吸気ポートに接続する吸気マニホールドに取り付けられて吸気ポート内に燃料を噴射する吸気管噴射インジェクタと、を備えた構成が示されている。

特許第３３６２１６２号公報 特許第４４９５２１１号公報

しかしながら、特許文献１のように、Ｖ型エンジンにおいて、スーパーチャージャーをバンク間またはバンク間の上方に配置させる構造を採用すると、全高の増大を伴う問題が生じる。
また、特許文献２では、クランク軸方向視において筒内噴射インジェクタは、Ｖバンクの内側であって吸気ポートの内側に配置されるとともに、斜め上方内側を指向して左右の筒内噴射インジェクは互いに向かい合うように配置されているが、吸気管噴射インジェクタは、Ｖバンクの間であってシリンダヘッドに形成される吸気ポートに接続する吸気通路（吸気マニホールド）の外側に位置されて、略上方を指向して配置されているため、Ｖバンクのバンク角を大きく必要とし、Ｖ型エンジンの全幅が拡大し、大型化を招く問題を有する。

従って、スーパーチャージャーを備えたＶ型エンジンにおいて、筒内噴射インジェクタ及び吸気管噴射インジェクタを備える２系統燃料噴射装置を装着すると、全高及び全幅が共に増大化してＶ型エンジンの大型化をさらに招く問題を有する。

そこで、これら技術的課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態の目的は、バンク間またはバンク間の上方にスーパーチャージャーを備えるＶ型エンジンにおいて、スーパーチャージャーの下方のＶバンク内に筒内噴射インジェクタと吸気ポート噴射インジェクタとを配置して、Ｖ型エンジンのコンパクト化を図ることにある。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るＶ型エンジンは、Ｖバンク内側に各気筒の燃焼室に連結されるようにシリンダヘッドに設けられた吸気ポートと、クランク軸方向視で前記吸気ポートのＶバンク内側であって、前記吸気ポート内に燃料を噴射するように配設された吸気ポート噴射弁と、クランク軸方向視で前記吸気ポート噴射弁よりも燃焼室側であって、Ｖバンク内側に、燃焼室に直接燃料を噴射するように配設された筒内噴射弁と、前記Ｖバンク間の上方に設けられたスーパーチャージャーと、該スーパーチャージャーからの吐出空気を左右の各バンクの前記吸気ポートに導入する吸気通路と、を備え、左右の各バンクの前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁は、前記スーパーチャージャーと前記吸気通路と左右の各バンクとによって囲い込まれるように配置されることを特徴とする。

前記（１）の構成によれば、吸気ポート噴射弁と筒内噴射弁との両方を、スーパーチャージャーと吸気通路と左右の各バンクとによって囲い込まれるように配置されるので、すなわち、吸気通路よりもＶバンクの内側に両噴射弁が配設されるため、吸気通路の外側にポート噴射弁を配設する従来構造に比べて、Ｖバンクのバンク角度を広く設定する必要がなく全幅を抑えることができる。
さらに、スーパーチャージャーと吸気通路と左右の各バンクとによって囲い込まれる内部に、吸気ポート噴射弁と筒内噴射弁との両方を配設するため、全高の増大も抑えることができる。

さらに、囲い込まれる配置であるので、これら燃料噴射弁、さらに、これら噴射弁に接続される燃料供給管に対する外部からの衝撃への保護作用が向上する。

（２）幾つかの実施形態では、前記（１）の構成において、前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁を囲い込む前記吸気通路は、各バンクの気筒への分岐通路を有し、隣接する前記分岐通路の間を連結壁で繋いで一体化された壁面を形成することを特徴とする。

前記（２）の構成によれば、囲い込む吸気通路は、各バンクの気筒への分岐通路を有し、隣接する分岐通路の間を連結壁で繋いで一体化された壁面を形成するので、囲われた内部空間はトンネル状になるため、車両走行による空気の流れをガイドして流しやすくする作用も得られることで、走行空気の流れによって噴射弁やデリバリパイプ等の冷却効果の向上が期待できる。

（３）幾つかの実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、各バンクはクランク軸の回転方向と同一方向にオフセットされて、該オフセットによって一方のバンクが他方のバンクよりランク軸方向視において高く位置される高バンクを備え、前記高バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とは、他方の低バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁よりそれぞれ高い位置に配置されることを特徴とする。

前記（３）の構成によれば、クランク軸方向視において、左右のバンクにおける前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とは、それぞれ上下方向にずれて互い違いに配置されるため、Ｖバンク間の内部に配設が容易となる。

（４）幾つかの実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、前記高バンクは、クランク軸方向において他方の低バンクと位置がずれて配置され、前記高バンクの方が前記低バンクよりも前記クランク軸の前記一端部側にずれて配置され、前記高バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とは、他方の低バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁よりそれぞれ前記一端部側にずれて配置されることを特徴とする。

前記（４）の構成によれば、クランク軸に直角方向視において、前記高バンクと前記低バンクとは、クランク軸方向にずれて配置されるため、左右のバンクにおける前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とは、さらに、それぞれ前後方向にずれて互い違いに配置されるため、さらに、Ｖバンク間の内部への配設がさらに容易となる。

（５）幾つかの実施形態では、前記（１）から（４）のいずれかの構成において、各気筒の前記吸気ポート噴射弁に接続されて燃料を供給する低圧デリバリパイプと、各気筒の前記筒内噴射弁に接続されて燃料を供給する高圧デリバリパイプと、を備え、前記低圧デリバリパイプ及び前記高圧デリバリパイプは、夫々気筒配列方向に伸びて配設され、前記低圧デリバリパイプへの燃料供給入口側と、前記高圧デリバリパイプへの燃料供給入口側とは、前記気筒の配列方向で互いに反対側に位置されることを特徴とする。

前記（５）の構成によれば、低圧デリバリパイプへの燃料供給入口側と、高圧デリバリパイプへの燃料供給入口側とが、気筒の配列方向で互いに反対側に位置されるので、低圧デリバリパイプと高圧デリバリパイプとの燃料供給入り口側において、互いの干渉を避けるために配管の張り回しが複雑化することを回避できる。その結果、吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とのＶバンク間の内部への配設が容易となる。

（６）幾つかの実施形態では、前記（１）から（５）のいずれかの構成において、前記Ｖ型エンジンのＶ型のバンク角が約６０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする。

前記（６）の構成によれば、バンク角が約６０°以下の狭角のＶ型エンジンへ適用することで、吸気ポート噴射弁と筒内噴射弁との両方を、スーパーチャージャー下方のＶバンクの内側に配設することが可能になり、全幅及び全高を抑えたスーパーチャージャーを備えたＶ型エンジンを得ることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、Ｖバンク間の上方にスーパーチャージャーを備えるＶ型エンジンにおいて、スーパーチャージャーの下方のＶバンク内に筒内噴射インジェクタと吸気ポート噴射インジェクタとを配置して、Ｖ型エンジンのコンパクト化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンのクランク軸方向視における一部断面説明図である。 Ｖ型エンジンの斜視概要図である。 Ｖ型エンジンの平面視概要図である。 図２のＡ−Ａ線断面説明図である。 図２の吸気構造部分の側面視図及び一部断面説明図である。 燃料噴射装置の平面視概要図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１〜図６に本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンを示す。
なお、図中、前後、左右、上下の方向については、車両にＶ型エンジン１を、クランク軸を車両前後方向に合わせて車両の前部に搭載したときに、運転席から見た方向として図１及び図２に示すように定義して用いた。

（エンジン本体構造）
図１、２を参照して、Ｖ型エンジン１の本体構造について説明する。
このＶ型エンジン１は、４サイクルのＶ型６気筒のガソリンエンジンであって、Ｖバンクのバンク角（バンク挟角）は、例えば約６０°のエンジンを示している。Ｖ型をなす右バンク１２ａ、左バンク１２ｂには、それぞれ３つの気筒が並設されている。

各気筒には、シリンダ１４ａ、１４ｂの内部にピストン１６ａ、１６ｂが摺動自在に嵌装されている。そして、各ピストン１６ａ、１６ｂは、クランクケース１８内に回転自在に収納されたクランク軸２０にコンロッド２２ａ、２２ｂを介して連結されている。

また、左右の各バンク１２ａ、１２ｂは、シリンダブロック２４ａ、２４ｂとその上部にシリンダヘッド２６ａ、２６ｂが結合され、さらにシリンダヘッドの上部にはカムシャフト等の動弁機構を覆うようにロッカーカバー２８ａ、２８ｂが取り付けられている。
また、シリンダヘッド２６ａ、２６ｂには各気筒に対して図示しない吸気弁及び排気弁によって開閉制御される吸気ポート３８ａ、３８ｂ及び排気ポート（不図示）が設けられている。そして、吸気ポート３８ａ、３８ｂ及び吸気ポートの開口部３９ａ、３９ｂが、シリンダヘッド２６ａ、２６ｂに開口されて設けられる。

図１、４に示すように、吸気ポート３８ａ、３８ｂの開口部３９ａ、３９ｂが、各バンク１２ａ、１２ｂのシリンダヘッド２６ａ、２６ｂの上面に設けられている。
なお、吸気弁及び排気弁はカム軸を介して所定のタイミングでそれぞれ駆動されるようになっている。

また、Ｖ型エンジン１は、オフセットクランク構造が採用されている。このオフセットクランク構造は、図１に示すように、通常エンジン（各バングがオフセットしていないＶ型エンジン）に対して、クランク軸の軸中心Ｐからシリンダヘッドの上面までの高さを保ったまま、各バンク１２ａ、１２ｂにおけるシリンダ１４ａ、１４ｂの軸線を、軸中心Ｐに対してクランク軸２０の回転方向（矢印方向）と同じ方向へオフセット（矢印Ｃ方向）させることで、右バンク１２ａの高さが左バンク１２ｂより高い位置に配置され、吸気ポート３８ａ、３８ｂの開口部３９ａ、３９ｂの位置においても高さ差を生じている。

従って、後述するスーパーチャージャー３０を支持する吸気導入部６４ａ、６４ｂの長さを、右バンク（高バンク）１２ａ側を左バンク（低バンク）１２ｂ側よりも短くすることができる。具体的には後述する下部吸気導入部６８ａの長さを短くできる。長さが短くなることで、左バンク１２ｂ側よりも右バンク１２ａ側の支持剛性を向上できる。
このスーパーチャージャー３０を駆動する駆動力は、クランク軸２０からベルトまたはチェーン等の動力伝達手段４８によって伝達されるが、その駆動力を伝達さするスーパーチャージャー用プーリ５０は、図１に示すように、右バンク１２ａ寄りに位置されるため、支持剛性が高い側に位置されることで、剛性強化によってスーパーチャージャー３０の振動を抑制できるようになっている。

また、各バンク１２ａ、１２ｂに配置される気筒は、クランク軸２０の前後方向において位置がずれて配置されている。これは、後述するように、Ｖバンクの内側に燃料噴射装置のインジェクタ等が互いに対向すると配置スペースの関係で、配置し難くなるため、前後に位置をずらして配置されている。

例えば、図３のように、右バンク（高バンク）１２ａは、クランク軸２０方向において他方の左バンク（低バンク）１２ｂよりも、クランク軸２０の一端部側、すなわち、スーパーチャージャー３０の入力回転軸３１と動力伝達手段（ベルト）４８によって連結される一端部側（前側）にＬだけずれて（オフセットして）配置されている。従って、スーパーチャージャー３０をＶバンク間の上方に支持する吸気通路２９の内、入力回転軸３１に近い側の右バンク１２ａの吸気通路２９を一端部（前側）に近付けて位置させるので、入力回転軸３１の支持剛性をより高めることができ、スーパーチャージャーの振動低減効果をより一層向上できる。

従って、Ｖ型エンジン１の本体は、右バンク１２ａが左バンク１２ｂよりも高く、且つ前側にずれて（オフセット）構成されている。
これによって、スーパーチャージャー３０の支持剛性を高めることができ、スーパーチャージャー３０の振動低減を向上できる構成となっている。

（スーパーチャージャー）
次に、スーパーチャージャー３０について説明する。
右バンク１２ａ及び左バンク１２ｂ間（バンク角間）であって、各バンクのシリンダヘッド２６ａ及び２６ｂの上方にクランク軸２０によって駆動されるスーパーチャージャー３０が設けられている。スーパーチャージャー３０は、クランク軸２０からベルトまたはチェーン等の動力伝達手段（ベルト）４８によって入力回転軸３１に駆動力が伝達されて駆動され、吸気をシリンダヘッド２６ａ及び２６ｂに形成された吸気ポート３８ａ、３８ｂに送り出す。

図１のようにクランク軸２０の軸中心Ｐの上方に位置し、ロッカーカバー２８ａ、２８ｂの上面より上方位置（図１のＨ）にスーパーチャージャー３０の下面が位置されるように設けられている。これにより、スーパーチャージャーの下面とシリンダヘッドに設けられたロッカーカバーの上面との間の空間に下部吸気導入部６８ａ、６８ｂを配置可能な空間を確保できる。また、スーパーチャージャー３０の下面側通過する通気によって冷却効果が得られる。
また、このスーパーチャージャー３０は、スーパーチャージヤー３０の上部に取り付けられ、左右のバンク１２ａ、１２ｂ方向に伸びて形成される出口通路部３２の略中央部分に吊り下げられた状態で支持される。

図４に示すように、スーパーチャージャー３０は、例えば、４葉のルーツ式であり、筒状ケーシング５２内に一対のロータ５４、５４が噛み合い、互いに逆回転して吸気を下流側に押し出して吐出することで、吸気圧を高める。一方のロータ５４の回転軸は筒状ケーシング５２から突出し、前端部にスーパーチャージャー用プーリ５０が設けられ、他方のロータはケーシング内でギャ等よって回転可能に構成されている。筒状ケーシング５２の両端は端板５１及び５３で遮蔽され、端板５１にはスーパーチャージャー用プーリ５０を回転自在に支持する円錐形の軸受体５１ａがボルト結合されている。

図３、５に示すように、スーパーチャージャー３０へ吸気を流入する吸入口５６は、筒状ケーシング５２の後端部に形成され、スーパーチャージャー３０から吸気を吐出する吐出口５８は、筒状ケーシング５２の前方部分の上部に形成される。ロータ５４、５４の回転によって吐出される吸気は、吐出口５８を介して上方に吐出される（吐出空気Ａ２）。筒状ケーシング５２の上方には出口通路部３２を構成する出口ハウジング３４が設けられ、出口ハウジング３４の内部で吸気の出口通路ｑが形成される。

また、筒状ケーシング５２及び出口ハウジング３４の車体後方側には、バイパス通路ｂを形成するバイパスケーシング６０がボルト６１で接続されている。バイパス通路ｂは上下方向に配置され、バイパスバルブ６２が設けられている。また、バイパス通路ｂはバイパスバルブ６２の下流側で、外気を吸入する開口ダクト４０及び吸入口５６に連通している。
バイパス通路ｂによって、スーパーチャージャー３０から出口通路ｑに吐出された吸気の一部はバイパス通路ｂによって吸入口５６に戻される。これによって、吐出吸気圧を調整できる。戻り吸気量はバイパスバルブ６２によって調整される。

また、開口ダクト４０は、図３に示すように、入口通路ケーシング４３内に形成され、入口通路ケーシング４３は、バイパスケーシング６０にボルト締結されて取り付けられる。そして、開口ダクト４０内にはスロットルバルブ４１が設けられ、スロットルバルブ４１を介して吸入量が調整されて吸入口５６から導入される（吸入空気Ａ１）。

（吸気通路構造）
次に、吸気通路構造について説明する。
スーパーチャージャー３０の吐出口５８から吐出された吸気をエンジンの吸気ポート３８ａ、３８ｂに導くための吸気通路２９は、大きく分けて、出口通路部３２と吸気導入部６４ａ、６４ｂとで構成されている。

出口通路部３２は、スーパーチャージャー３０の上部に取り付けられ、左右のバンク１２ａ、１２ｂの方向に伸びて形成される。スーパーチャージャー３０から上方向に吐出された吸気を左右のバンク１２ａ、１２ｂの方向に分配する。

吸気導入部６４ａ、６４ｂは、出口通路部３２の左右の端部から下方向に伸びて、スーパーチャージャー３０の左右両側を通って、各バンク１２ａ、１２ｂの気筒の吸気ポート３８ａ、３８ｂに導く部分である。
吸気導入部６４ａ、６４ｂ及び出口通路部３２によって、スーパーチャージャー３０を、出口通路部３２の略中央部で吊り下げ支持している。

吸気導入部６４ａ、６４ｂは、インタークーラ７０ａ、７０ｂが装着される上部吸気導入部６６ａ、６６ｂと、上部吸気導入部６６ａ、６６ｂの下部に設けられた下部吸気導入部６８ａ、６８ｂとで構成される。
下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂは各シリンダに向けて分岐された分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂを有して構成され、ロッカーカバー２８ａ及び２８ｂの外形に沿ってバンク内側に湾曲し、各バンク１２ａ、１２ｂのシリンダ１４ａ及び１４ｂの吸気ポート３８ａ及び３８ｂに接続される。

また、図２、４、５に示すように、出口ハウジング３４は、左右のバンク方向を長手形状とし、左右のバンクと直角方向（クランク軸２０方向）を短手形状として、扁平な略直方体形状からなっている。
出口ハウジング３４を扁平形状とすることによって、出口ハウジング３４の高さを抑えることができ、Ｖ型エンジン１０の全高の高さを抑えることができる。また、略直方体形状とすることで、扁平であっても短手方向の長さを確保することで必要吸気量の確保が容易である。

出口ハウジング３４の底壁の左右方向の中央部分には、スーパーチャージャー３０の吐出口５８の上方位置に重なるようにして中央開口５９が形成され、スーパーチャージャー３０の吐出口５８の周囲に形成されたフランジ部５２ａと接合する中央開口フランジ部３４ａが形成されている。

また、出口ハウジング３４の底壁の左右両端部分には、それぞれ上部吸気導入部６６ａ、６６ｂの上端部と連結する右側開口６３、左側開口６７が形成され、それぞれの開口周囲には締結用のフランジ部８８ａ、８８ｂが形成され、上部吸気導入部６６ａ、６６ｂの上端部と結合される。

さらに、出口ハウジング３４は、スーパーチャージャー３０の吐出口５８に対向する内壁面には、スーパーチャージャー３０から上方向に吐出された吸気を左右のバンク１２ａ、１２ｂ方向に分配する分配リブ３６が、短手方向に、且つ内側に突出した形状で、短手方向の全域に渡って形成されている。
また、分配リブ３６の後端部に位置する出口ハウジング３４の後壁には、バイパス通路ｂへ連通するバイパス開口６５が設けられている。
分配リブ３６によって、スーパーチャージャー３０から吐出される吸気の左右のバンク１２ａ、１２ｂへの分配性が向上して、左右バンクの気筒へ均等に吸気を供給できる。

さらに、出口ハウジング３４は、スーパーチャージャー３０の吐出口５８に対向する上壁の内壁面の高さが、短手方向に前方から後方にかけて高くなるように形成されている。
すなわち、図５のように、出口ハウジング３４の内壁面はスーパーチャージャー３０のロータ５４、５４の回転軸方向に対して傾斜している。
従って、スーパーチャージャー３０の吐出口５８から吐出され吸気は、出口ハウジング３４の上壁の内壁面に対して、直角方向ではなく傾斜した状態で衝突する。このため、内壁面に吸気があたる面積が大きくなり衝突時に発生する衝突音の低減効果が得られる。すなわちスーパーチャージャーからの吐出圧による放射音が低減できる。

また、スーパーチャージャー３０は、出口ハウジング３４の底壁の下面に、出口ハウジング３４の上壁の上面上方から挿入される締結ボルト８０によって取り付けられる。これによって、スーパーチャージャー３０を吊り下げ状態で固定できる。
また、出口ハウジング３４は樹脂又はアルミなどの軽金属によって構成されている。これによって、出口ハウジング３４の軽量化が可能になり、さらに、出口ハウジング３４を樹脂又は軽金属によって一体成形することで、製造が容易になる。
さらに、出口ハウジング３４を軽量化できるため、エンジン上部を軽量化でき、重量負荷を軽減し、耐久信頼性を向上できる。また、エンジン上部を軽量化できるため、エンジン重心が下がり車両の運動性能向上（アンダーステア防止）に寄与する。

次に、上部吸気導入部６６ａ、６６ｂについて説明する。上部吸気導入部６６ａ、６６ｂは、インタークーラ７０ａ、７０ｂから構成されている。
図４のように、インタークーラ７０ａ、７０ｂは、スーパーチャージャー３０の左右の両側であって、且つロッカーカバー２８ａ、２８ｂの上方位置に、左右のバンク１２ａ、１２ｂ用としてそれぞれ別に設けられている。
バンク毎に吸気を冷却するので、吸気全体をまとめて冷却するよりも冷却が効果的に得られる。また、インタークーラ７０ａ、７０ｂがスーパーチャージャー３０の両側に配置されるので、Ｖ型エンジン１のロッカーカバー２８ａ、２８ｂの上方空間部を有効利用できる。

インタークーラ７０ａ、７０ｂは、左右両側共に同様の構造であり、断面が四角形の筒状体７２ａ、７２ｂの内部に、水冷のインタークーラコア７４ａ、７４ｂが収納され、該インタークーラコア７４ａ、７４ｂに外部から冷却水Ｗが供給及び排出されるようになっている。冷却水の供給口７６ａ、７６ｂが上側に、排出口７８ａ、７８ｂが下側に配置され、冷却水内の気泡を上方に排出しやすいように配置されている（図１、５参照）。

また、図１に示すように、筒状体７２ａ、７２ｂの下端部周囲には、下端フランジ部８２ａ、８２ｂが形成され、下端フランジ部８２ａ、８２ｂには筒状体７２ａ、７２ｂの周囲に亘って補強用の柱部（金属製または樹脂製）８４ａ、８４ｂが複数本、立設されている。

この柱部８４ａ、８４ｂは、中空形状であり、内部には締結ボルト８６ａ、８６ｂが貫通する。柱部８４ａ、８４ｂの上端は右側のインタークーラ７０ａであれば、出口ハウジング３４の右側開口のフランジ部８８ａに当接し、左側のインタークーラ７０ｂであれば、出口ハウジング３４の左側開口のフランジ部８８ｂに当接する。

筒状体７２ａ、７２ｂの下端フランジ部８２ａ、８２ｂは、下部吸気導入部６８ａの上端フランジ部９０ａ、９０ｂと接合する。そして、締結ボルト８６ａ、８６ｂがフランジ部８８ａ及び８８ｂの上面から挿入され、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの上端フランジ部９０ａ及び９０ｂに形成された雌ねじ部に螺合することで、筒状体７２ａ及び７２ｂは出口ハウジング３４と下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂとの間に挟み込まれるようにして固定される。なお、筒状体７２ａ及び７２ｂは、例えば樹脂によって一体成形される。

次に、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂについて説明する。
下部吸気導入部６８ａ、６８ｂは、上部吸気導入部６６ａ、６６ｂの下部に設けられ、各気筒に向けて分岐された分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂを有している。すなわち、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂは吸気マニホールドに相当する部分であり、分岐通路を有するこの下部吸気導入部６８ａ、６８ｂは鋳造または樹脂によって一体成形される。
筒状体７２ａ及び７２ｂの樹脂化または軽金属化、及び下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの樹脂化または軽金属化によって、エンジン上部をより一層軽量化できる。
また、出口ハウジング３４の樹脂化または軽金属化、さらに筒状体７２ａ及び７２ｂ、及び下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの樹脂化または軽金属化によって、これら部品を適宜組み合わせて一体化でき、シール部品の削減による軽量化及び信頼性を向上できる。

下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの上端フランジ部９０ａ、９０ｂは、前述のように締結ボルト８６ａ、８６ｂによって上部吸気導入部６６ａ、６６ｂの下端部に締結され、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの下端フランジ部９２ａ、９２ｂは、シリンダヘッド２６ａ、２６ｂの吸気ポート３８ａ、３８ｂの開口部３９ａ、３９ｂの部分にボルト締結される。

下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの上部の部分はインタークーラ７０ａ、７０ｂを通過後の吸気を集合して流れ方向をバンク内側に指向させる集合部７５ａ、７５ｂが形成されている。その集合部７５ａ、７５ｂから下流側において気筒数分分岐して各分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂが形成される。
分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂは、図１、４のように、ロッカーカバー２８ａ、２８ｂの上面及び側面の外形に沿ってバンク内側に湾曲して、ロッカーカバー２８ａ、２８ｂの上面とスーパーチャージャー３０の下面との間を通過して各バンク１２ａ、１２ｂの気筒の吸気ポート３８ａ、３８ｂに接続される。

各気筒に向けて分岐された分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂは、スーパーチャージャー３０の下部付近から下方域に設けられる構造である。このため、分岐通路によって、スーパーチャージャー３０を吊り下げる脚部に相当する部分の剛性が向上し、スーパーチャージャーの安定支持に寄与できる。

また、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの集合部７５ａ、７５ｂから下端フランジ部９２ａ、９２ｂにかけて、隣接する複数の分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａを及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂの間を連結壁９４によって繋いで一体化されて壁面Ｋ１を形成している。
さらに、この一体化された壁面Ｋ１及び集合部７５ａ、７５ｂの壁面Ｋ２には補強用リブ９６が形成されている。

また、左右のバンク１２ａ、１２ｂにおける下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの下端フランジ部９２ａ、９２ｂの部分を橋渡すように左右連結部９８によって連結されている。
この左右連結部９８は、前後方向の両端部分に、または前後方向に間隔を置いて複数個所に設けてもよく、さらに底壁として全面的に設けてもよい。これによって、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂの剛性がさらに高まる。

以上のように構成された吸気通路構造の作用について説明する。
Ｖ型エンジン１が始動されてクランク軸２０が回転すると、回転はクランク軸２０から動力伝達手段（ベルト）４８によってスーパーチャージャー用プーリ５０に伝達されて回転され、吸気が吸入口５６から導入されて吐出口５８から上方向に吐出されて、出口ハウジング３４内に導入される。

出口ハウジング３４内で、吸気は分配リブ３６によって左右のバンク１２ａ、１２ｂへ均等に振り分けられる。その後、各バンク１２ａ、１２ｂに向かった吸気は、出口ハウジング３４の両端部分で下方向に向きを変えて、左右のそれぞれのインタークーラ７０ａ、７０ｂに導入されて冷却される。

その後、冷却された吸気は、集合部７５ａ、７５ｂで流れの向きをバンクの内側に向きを変えつつ、ロッカーカバー２８ａ、２８ｂの外形形状に沿って湾曲した分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂを流れて、シリンダヘッド２６ａ、２６ｂの上面に形成された開口部３９ａ、３９ｂから吸気ポート３８ａ、３８ｂに導かれて、燃焼室１０３ａ、１０３ｂに供給される。

以上の吸気構造によると、すなわち、出口通路部３２と吸気導入部６４ａ、６４ｂとで構成される吸気通路２９によって、Ｖバンク間の上方にスーパーチャージャー３０を設けても、全高を高くすることなくスーパーチャージャー３０を設置できる。
なお、本実施形態においては、スーパーチャージャー３０を左右のバンク方向に伸びる偏平の直方体形状からなる出口ハウジング３４に吊り下げる構造として説明したが、必ずしも、吊り下げる構造としなくてもよい。例えば、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂに載せて固定するようにしてもよい。

（燃料噴射装置）
次に、燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射装置３について説明する。
本実施形態においては、各吸気ポート３８ａ、３８ｂに燃料を噴射するための吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと、各気筒の燃焼室１０３ａ、１０３ｂに直接燃料を噴射する筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂとからなる２系統の燃料噴射弁を備えている。

図１、４に示すように、スーパーチャージャー３０の下部には、ポート噴射用の低圧デリバリパイプ１０７ａ、１０７ｂが気筒列方向に取り付けられ、それぞれの低圧デリバリパイプ１０７ａ、１０７ｂには、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂが、３気筒分接続されている。
吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂの噴口１０２ａ、１０２ｂは、シリンダヘッド２６ａ、２６ｂの吸気ポート３８ａ、３８ｂの開口部３９ａ、３９ｂ内に位置するように設置され、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂの軸線は、左右のバンク１２ａ、１２ｂの中央に向かい、且つ斜め上方に向かうように傾斜されて、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂからの噴射方向が吸気弁の弁体に指向するように取り付けられている。

また、シリンダヘッド２６ａ、２６ｂのバンク１２ａ、１２ｂの内側には、筒内噴射用の高圧デリバリパイプ１０９ａ、１０９ｂが気筒列方向に取り付けられ、それぞれの高圧デリバリパイプ１０９ａ、１０９ｂには、筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂが３気筒分接続されている。
筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂの軸線は、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと同様に、バンク１２ａ、１２ｂ内の中央に向かい、且つ斜め上方に向かうように傾斜されて、筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂからの噴射方向を燃焼室１０３ａ、１０３ｂ内に指向させるように取り付けられている。

従って、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂとは、それぞれバンク１２ａ、１２ｂの内側を斜め上方に向かうように傾斜されて、クランク軸方向視において上下に位置してそれぞれ同方向に、インジェクタの軸線が略平行に配置されている。

また、既にエンジン本体構造で説明したように、左右のバンク１２ａ、１２ｂは高さが異なり、右バンク１２ａが、左バンク１２ｂより高いため、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂとはバンク間で上下にオフセットされるため、左右のバンク１２ａ、１２ｂ内の空間において吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂとを、干渉させずに配置できる。さらに、前後方向にもずれるため、さらに干渉せずに配置が容易化できる。

このように、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂとの両方の噴射弁を、Ｖバンク内であって、且つ下部吸気導入部６８ａ、６８ｂのバンク間の中央側に配設可能にすることによって、スーパーチャージャー３０と下部吸気導入部６８ａ、６８ｂと左右の各バンク１２ａ、１２ｂとによって囲い込まれるように配置できる。

これによって、吸気ポート噴射弁を吸気通路（吸気マニホールド）の外側に配設する従来構造に比べて、Ｖバンクのバンク角度を広く設定することがなく、Ｖ型エンジンの全幅を抑えることができる。特に、バンク角が約６０°以下の狭角のＶ型エンジンへ適用することが可能であるため、全幅を抑えたＶ型エンジンを得ることができる。
さらに、スーパーチャージャー３０と下部吸気導入部６８ａ、６８ｂと左右の各バンク１２ａ、１２ｂとによって囲い込まれる内部に、吸気ポート噴射弁と筒内噴射弁との両方を配設するため、スーパーチャージャー３０を備えていても極力全高の増大を抑えることができる。

また、左右のバンク１２ａ、１２ｂ内には、吸気ポート噴射用の低圧デリバリパイプ１０７ａ、１０７ｂと、筒内噴射用の高圧デリバリパイプ１０９ａ、１０９ｂが設けられ、それぞれ気筒列方向に各バンク用に、バンクそれぞれに対して取り付けられている。
図６には、デリバリパイプと噴射弁の平面視図を示す。図示しない高圧燃料ポンプからの高圧燃料は、高圧燃料供給パイプ１１１を介して一方（右側）の高圧デリバリパイプ１０９ａに供給され、この一方の高圧デリバリパイプ１０９ａから分岐した分岐パイプ１１３を介して他方（左側）の高圧デリバリパイプ１０９ｂに供給される。
また、図示しない低圧燃料ポンプからの低圧燃料は、低圧燃料供給パイプ１１５が途中で分配されて、一方（右側）の低圧デリバリパイプ１０７ａと他方（左側）のデリバリパイプ１０７ｂに供給される。

高圧燃料ポンプからの高圧燃料は、図６のＥ矢印で示すように、エンジン１の後端部側から供給されるようになっている。また、低圧燃料ポンプからの低圧燃料は、図６のＦ矢印で示すように、エンジン１の前端部側から供給されるようになっている。従って、互いに前後方向で反対側から燃料が、デリバリパイプに供給されるため、デリバリパイプへの燃料供給配管が燃料供給入り口側において、お互いの干渉を避けるために配管の張り回しが複雑化することを回避できる。その結果、吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とのＶバンク間の内部への配設が容易となる。

また、図１、４に示すように、クランク軸方向視において、吸気ポート噴射弁１０１ａ、１０１ｂと、筒内噴射弁１０５ａ、１０５ｂと、それら噴射弁への低圧デリバリパイプ１０７ａ、１０７ｂと、高圧デリバリパイプ１０９ａ、１０９ｂは、下部吸気導入部６８ａ、６８ｂを構成する分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂと、スーパーチャージャー３０と、さらに、左右のバンク１２ａ、１２ｂとによって周囲が囲われるように配置されるため、これら噴射弁、さらに、これら噴射弁に接続されるデリバリパイプに対する外部からの衝撃や異物浸入への保護作用が向上する。従って、車両衝突時の安全性の向上が期待できる。

さらに、隣接して設けられた分岐通路６９ａ、７１ａ、７３ａ、及び６９ｂ、７１ｂ、７３ｂを、連結壁９４によって繋いで一体化されて壁面Ｋ１を形成している。これによって、囲われた内部空間がトンネル状になっているため、車両走行による走行空気の流れをガイドする作用も得られることで、走行空気の流れによって燃料噴射装置のインジェクタやデリバリパイプ等の冷却効果の向上が期待できる。

本発明の一実施形態によれば、スーパーチャージャーの下方のＶバンク内に筒内噴射インジェクタと吸気ポート噴射インジェクタとを配置して、Ｖ型エンジンのコンパクト化を図ることができるので、Ｖ型エンジンへの適用に有効である。

１ Ｖ型エンジン
３ 燃料噴射装置
１２ａ 右バンク
１２ｂ 左バンク
２０ クランク軸
２６ａ、２６ｂ シリンダヘッド
２８ａ、２８ｂ ロッカーカバー
２９ 吸気通路
３０ スーパーチャージャー
３２ 出口通路部
３４ 出口ハウジング
３８ａ、３８ｂ 吸気ポート
３９ａ、３９ｂ 吸気ポートの開口部
４８ ベルト（動力伝達手段）
５２ 筒状ケーシング
５６ 吸入口
５８ 吐出口
６０ バイパスケーシング
６４ａ、６４ｂ 吸気導入部
６６ａ、６６ｂ 上部吸気導入部
６８ａ、６８ｂ 下部吸気導入部
６９ａ、６９ｂ、７１ａ、７１ｂ、７３ａ、７３ｂ 分岐通路
７０ａ、７０ｂ インタークーラ
７４ａ、７４ｂ インタークーラコア
９４ 連結壁
９８ 左右連結部
１０１ａ、１０１ｂ 吸気ポート噴射弁
１０３ａ、１０３ｂ 燃焼室
１０５ａ、１０５ｂ 筒内噴射弁
１０７ａ、１０７ｂ 低圧デリバリパイプ
１０９ａ、１０９ｂ 高圧デリバリパイプ
ｂ バイパス通路
ｑ 出口通路
Ｐ クランク軸中心
Ｗ 冷却水

Claims (6)

1. Ｖバンク内側に各気筒の燃焼室に連結されるようにシリンダヘッドに設けられた吸気ポートと、
   クランク軸方向視で前記吸気ポートのＶバンク内側であって、前記吸気ポート内に燃料を噴射するように配設された吸気ポート噴射弁と、
   クランク軸方向視で前記吸気ポート噴射弁よりも燃焼室側であって、Ｖバンク内側に、燃焼室に直接燃料を噴射するように配設された筒内噴射弁と、
   前記Ｖバンク間の上方に設けられたスーパーチャージャーと、
   該スーパーチャージャーからの吐出空気を左右の各バンクの前記吸気ポートに導入する吸気通路と、を備え、
   左右の各バンクの前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁は、前記スーパーチャージャーと前記吸気通路と左右の各バンクとによって囲い込まれるように配置されることを特徴とするＶ型エンジン。
2. 前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁を囲い込む前記吸気通路は、各バンクの気筒への分岐通路を有し、隣接する前記分岐通路の間を連結壁で繋いで一体化された壁面を形成することを特徴とする請求項１記載のＶ型エンジン。
3. 各バンクはクランク軸の回転方向と同一方向にオフセットされて、該オフセットによって一方のバンクが他方のバンクよりランク軸方向視において高く位置される高バンクを備え、前記高バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とは、他方の低バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁よりそれぞれ高い位置に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶ型エンジン。
4. 前記高バンクは、クランク軸方向において他方の低バンクと位置がずれて配置され、前記高バンクの方が前記低バンクよりも前記クランク軸の前記一端部側にずれて配置され、前記高バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁とは、他方の低バンク側の前記吸気ポート噴射弁と前記筒内噴射弁よりそれぞれ前記一端部側にずれて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶ型エンジン。
5. 各気筒の前記吸気ポート噴射弁に接続されて燃料を供給する低圧デリバリパイプと、各気筒の前記筒内噴射弁に接続されて燃料を供給する高圧デリバリパイプと、を備え、前記低圧デリバリパイプ及び前記高圧デリバリパイプは、夫々気筒配列方向に伸びて配設され、前記低圧デリバリパイプへの燃料供給入口側と、前記高圧デリバリパイプへの燃料供給入口側とは、前記気筒の配列方向で互いに反対側に位置されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＶ型エンジン。
6. 前記Ｖ型エンジンのＶ型のバンク角が約６０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のＶ型エンジン。
   

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