WO2016103406A1 - V型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構 - Google Patents

V型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構 Download PDF

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WO2016103406A1
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WO
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type engine
crankshaft
supercharger
input shaft
drive mechanism
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PCT/JP2014/084346
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English (en)
French (fr)
Inventor
武広 西殿
淳次 高井
敏郎 横山
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
三菱自動車エンジニアリング株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type

Definitions

  • This disclosure relates to a supercharger driving device mounted on a V-type engine.
  • an engine has a pair of left and right banks inclined in a V shape, and a plurality of cylinders are formed in each of the pair of banks.
  • V-type engines are generally well known.
  • the space between the left and right banks is usually used as an arrangement space for auxiliary equipment such as a supercharger and an alternator driven by engine power and piping for cooling water and oil. Yes.
  • a first drive pulley and a second drive pulley are integrally attached to an end portion of a crankshaft extending from the engine from a position from the engine, and the engine is more separated from the engine than the first drive pulley.
  • the engine power is driven by a belt wound around the second drive pulley on the side to be separated, the supercharger driven pulley disposed between the left and right banks, and a water pump (not shown) provided in the upper cylinder block This is transmitted to a driven pulley on the side and a driven pulley on the side of the air conditioning compressor disposed on the side of the upper cylinder block, and the auxiliary devices such as the supercharger, water pump and compressor are driven.
  • engine power is transmitted to the cam pulley provided at the upper part of each of the left and right banks (the portion between the cylinder head and the cylinder head cover) and the camshaft connected thereto via a belt wound around the first drive pulley.
  • a valve mechanism (not shown) is actuated.
  • the rotation input shaft of the supercharger described in Patent Document 1 is configured such that engine power is transmitted via a belt wound around a second drive pulley on the side farther from the engine than the first drive pulley. Therefore, the length that the rotary input shaft protrudes from the engine is longer than when the engine power is received from the belt wound around the first drive pulley. For this reason, the moment which acts on a supercharger via the belt wound around the 2nd drive pulley provided in the rotation input shaft becomes large. Therefore, the structure for supporting the supercharger is increased, and the V-type engine is enlarged.
  • V-type engines will be plug-in When an auxiliary machine is not required when mounted on a hybrid vehicle such as a hybrid vehicle, it becomes necessary to change the power transmission system hung around the supercharger and cannot be used as it is.
  • At least some embodiments of the present invention provide a V engine super that can reduce the moment acting on the supercharger via the belt and increase the versatility of the V engine. It aims at providing a charger drive mechanism.
  • a supercharger drive mechanism for a V-type engine is a supercharger drive mechanism for a V-type engine in which a supercharger is disposed between V-banks of the V-type engine.
  • An output portion of a crankshaft extending from one end surface of the engine in the crankshaft direction, a rotation input shaft protruding from the supercharger and extending beyond the one end surface of the V-type engine, and the one end surface of the V-type engine
  • an endless first power transmission member that is disposed close to the rotary input shaft and is wound between the rotary input shaft and the output portion of the crankshaft to transmit the crankshaft output to the rotary input shaft. Configured.
  • the endless first power transmission member hung between the rotation input shaft and the output portion of the crankshaft is one end surface of the V-type engine in the crankshaft direction. Accordingly, the length of the rotary input shaft extending beyond one end face of the V-type engine can be shortened. For this reason, the moment acting on the supercharger via the first power transmission member wound around the rotation input shaft can be reduced. Therefore, the structure of the supercharger can be reduced, and the increase in size of the V-type engine can be suppressed.
  • the V-type engine is provided with an auxiliary machine having a rotational input extending in a direction exceeding the one side surface of the V-type engine, and the rotary input shaft of the auxiliary machine and the An endless second power transmission member for transmitting a crankshaft output to the rotation input shaft of the auxiliary machine is wound around the crankshaft, and the second power transmission member is more than the first power transmission member.
  • the V-type engine is arranged on the side away from the one side surface.
  • an endless second power transmission member is wound between the rotation input shaft and the crankshaft of the auxiliary machine, and the crankshaft output is transmitted to the rotation input shaft of the auxiliary machine, and the second power transmission member is Since the first power transmission member is arranged on the side away from one end face of the V-type engine, the V-type engine will be connected to the plug-in in the future.
  • a hybrid vehicle such as a hybrid vehicle and an auxiliary machine or a second power transmission member hung around it is no longer needed, it can be hung on the supercharger even if the auxiliary machine or the second power transmission member is removed. It is not necessary to change the rotated power transmission system (input rotation shaft, first power transmission member), and it can be used as it is. Therefore, the versatility of the V-type engine can be enhanced.
  • the first power transmission member transmits the crankshaft output exclusively to the rotation input shaft of the supercharger, and the rotation input shaft and the output portion of the crankshaft. It is configured to be hung between.
  • the supercharger drives the force transmitted from the first power transmission member to the rotation input shaft. It can be the minimum necessary power. Therefore, the moment acting on the supercharger via the first power transmission member wound around the rotation input shaft can be further reduced.
  • the accessory is configured to be disposed on the crankshaft side between the rotary input shaft and the output portion of the crankshaft as viewed in the crankshaft direction.
  • the accessory is disposed on the crankshaft side between the rotation input shaft and the output portion of the crankshaft when viewed from the crankshaft direction, so that the distance between the accessory and the crankshaft can be shortened. it can.
  • the length of the 2nd power transmission member which hangs around between an auxiliary machine and the output part of a crankshaft can be shortened. Therefore, the magnitude of the force for urging the second power transmission member can be reduced in order to eliminate the bending of the second power transmission member. Therefore, the moment acting on the V-type engine via the second power transmission member wound around the input shaft of the auxiliary machine can be reduced, and the enlargement of the V-type engine can be suppressed.
  • a plurality of the auxiliary machines are provided, and the input shafts of the plurality of auxiliary machines are spaced in the width direction of the one end face of the V-type engine as viewed in the crankshaft direction. It is comprised so that it may be arrange
  • the input shafts of the plurality of auxiliary machines are arranged with a gap in the width direction of the one end surface of the V-type engine as viewed in the crankshaft direction. It can arrange
  • the supercharger is configured to be disposed on the vehicle such that its rotation input shaft faces the front of the vehicle.
  • the supercharger is disposed in the vehicle so that the rotation input shaft faces the front of the vehicle, but the rotation input shaft of the supercharger has a short length protruding from one end surface of the V-type engine.
  • a supercharger drive for a V-type engine that can reduce the moment acting on the supercharger via the belt and can enhance the versatility of the V-type engine.
  • a mechanism can be provided.
  • FIG. 1 is a front view of a V-type engine equipped with a supercharger drive mechanism according to an embodiment of the present invention as viewed from the front side in the axial direction
  • FIG. 2 is a schematic front view of the V-type engine as viewed from the front side in the axial direction.
  • the V-type engine includes an upper cylinder block 3 having left and right bank portions 3 ⁇ / b> L and 3 ⁇ / b> R, a lower cylinder block 5 connected to the lower end of the upper cylinder block 3, and an upper cylinder block 3.
  • the left and right cylinder heads 7L and 7R provided on the bank portions 3L and 3R, and the cylinder head covers 9L and 9R provided on the pair of cylinder heads 7L and 7R, respectively.
  • a plurality of cylinders 11 are formed in each of the bank portions 3L, 3R of the upper cylinder block 3, and an intake port (not shown) and an exhaust port that open to the cylinder 11 are provided in each of the cylinder heads 7L, 7R. (Not shown) is formed.
  • a piston 12 is provided in the cylinder 11 so as to be movable along the cylinder 11.
  • a crankshaft 15 is rotatably connected to the lower portion of the piston 12 via a piston rod 13. For this reason, the crankshaft 15 can be rotated via the piston rod 13 with the movement of the piston 12.
  • the bank portions 3L and 3R of the upper cylinder block 3, the cylinder heads 7L and 7R, and the cylinder head covers 9L and 9R constitute two left and right V banks 17L and 17R.
  • a crankshaft 15 is rotatably supported via a bearing 19 at the lower part of the upper cylinder block 3.
  • a first drive pulley 21 and a second drive pulley 22 are attached to an end portion of the crankshaft 15 extending from the front surface of the upper cylinder block 3 so as to be integrally rotatable from a position near the cylinder block.
  • a timing belt 40 made of a toothed belt is wound around the second drive pulley 22.
  • Engine power is provided through the timing belt 40 in front of the driven pulley 28 provided on the front side of the alternator 27 disposed outside the right V bank 17R and the base side of the left and right V banks 17L and 17R.
  • the driven pulley 30 of the fan 29, the driven pulley 33 provided on the front side of the power steering pump 32 disposed outside the left V bank 17R, and the driven of the air conditioning compressor 35 disposed below the power steering pump 32 Transmitted to the pulley 36 and the like, the auxiliary machine 38 such as the alternator 27, the fan 29, the power steering pump 32, and the air conditioning compressor 35 is driven.
  • the auxiliary machine 38 such as the alternator 27, the fan 29, the power steering pump 32, and the air conditioning compressor 3 is arranged close to the crankshaft side between the rotation input shaft 50a and the crankshaft 15 when viewed in the crankshaft direction.
  • the front surface 3a of the V-type engine 1 is disposed substantially uniformly in the width direction. For this reason, the timing when the auxiliary machine 38 (27, 29, 32, 33) and the crankshaft 15 (hereinafter referred to as “output unit 15a”) extending from the front surface 3a of the V-type engine 1 are hung around.
  • the length of the belt 40 can be shortened.
  • the tensioner 47 that adjusts the tension of the timing belt 40 in order to eliminate the bending of the timing belt 40, the input shafts 27a, The moment acting on the V-type engine 1 can be reduced via the timing belt 40 wound around the 29a, 32a, and 35a, and the enlargement of the V-type engine 1 can be suppressed.
  • the timing belt 25 includes a third idler 45 provided on the front side of the cylinder head 7R, and a tensioner 47 provided below the third idler 45. And is wound around a fourth idler 46 disposed on the right side of the crankshaft 15.
  • a timing belt 25 made of a toothed belt is wound around the first drive pulley 21.
  • the engine power is supplied to a tensioner 42, a first idler 43, and a second idler disposed between the camshafts 18L and 18R provided in the width direction W of the pair of V banks 17L and 17R.
  • 44 is transmitted to a driven pulley 51 provided on a rotation input shaft 50a extending from the front side of the supercharger 50 disposed above the left and right V banks 17L and 17R, and the supercharger 50 is driven. It has become so.
  • An oil damper 48 that has a damper function and makes the tension of the timing belt 25 constant is connected to the tensioner 42.
  • an elastic means such as a compression spring or a torsion coil spring may be used.
  • the timing belt 25 wound around the first drive pulley 21 is closer to the cylinder block than the timing belt 40 wound around the second drive pulley 22, as shown in FIG. 3 (side view) and FIG. 4 (plan view). It is arranged. For this reason, in the front view, even when the timing belts 25 and 40 intersect each other, both the belts can rotate without contact.
  • the front end of the rotary input shaft 50a of the supercharger 50 is closer to the front surface 3a (see FIG. 1) of the upper cylinder block 3 of the V-type engine 1 than the front ends of the input shafts 27a, 29a, 32a, 35a of the auxiliary machine 38 Is located.
  • the timing belt 25 that transmits the driving force to the supercharger 50 is disposed closer to the engine than the timing belt 40 that transmits the driving force to the auxiliary machine 38.
  • the V-type engine 1 When mounted on a hybrid vehicle such as a hybrid vehicle, the power transmission system of the supercharger 50 can be used as it is even if a part of the auxiliary machine 38 (for example, an alternator) is omitted. Therefore, the highly versatile V-type engine 1 can be provided.
  • the front end of the rotary input shaft 50a of the supercharger 50 is higher than the front end of each input shaft 27a, 29a, 32a, 35a of the auxiliary machine 38 than the front surface 3a of the upper cylinder block 3 of the V-type engine 1. Therefore, the length of the rotation input shaft 50a of the supercharger 50 can be shortened. For this reason, the magnitude of the moment M acting on the supercharger 50 via the timing belt 25 wound around the driven pulley 51 provided on the rotation input shaft 50a can be reduced. Therefore, the structure of the supercharger 50 can be reduced, and the enlargement of the V-type engine 1 can be suppressed.
  • the timing belt 25 transmits the crankshaft output exclusively to the rotation input shaft 50a of the supercharger 50, the supercharger 50 can drive the force transmitted from the timing belt 25 to the rotation input shaft 50a. It can be minimized. For this reason, the moment acting on the supercharger 50 via the timing belt 25 wound around the rotation input shaft 50a can be further reduced.
  • crankshaft 15 moves in a direction between the acting direction of the tensions T1 and T2 and the acting direction of the impact loads F1 and F2.
  • the crankshaft 15 moves upward while sliding (sliding) the inner surface of the bearing 19 and returns to its original position, and the crankshaft 15 abuts against the inner surface of the bearing 19 to suppress abnormal noise.
  • the timing belt 25c spanned between the first idler 43 and the rotation input shaft 50a and the timing belt 25d spanned between the second idler 44 and the rotation input shaft 50a will be described in detail later.
  • the intake manifold 60R that supports the supercharger 50 is disposed along the direction in which the central axis Ms extends.
  • the intake structure 52 that supports the supercharger 50 will be outlined.
  • the intake structure 52 includes a box-shaped outlet casing 53 that divides air flowing out from a discharge port 50b (see FIG. 4) that opens at the top of the supercharger 50 into both sides in the engine width direction (both in the left-right direction), and an outlet Water-cooled intercoolers 54L and 54R that are disposed at the bottom of the casing 53 in the width direction and cool the air flowing out from the supercharger 50, and the air flowing out from the lower portions of the intercoolers 54L and 54R are supplied to each cylinder 11.
  • a plurality of intake manifolds 60L and 60R (hereinafter simply referred to as "intake manifolds 60L and 60R").
  • the intake manifolds 60 ⁇ / b> L and 60 ⁇ / b> R extend so as to incline toward the engine inner side as they extend downward from the lower portions of the corresponding intercoolers 54 ⁇ / b> L and 54 ⁇ / b> R, and their lower ends are connected to corresponding intake ports of the V-type engine 1. For this reason, the supercharger is supported on the upper portion between the banks 17L and 17R of the V-type engine 1 via the plurality of intake manifolds 60L and 60R of the intake structure 52.
  • the direction in which the central axis Ms of the intake manifold 60R on the right side in the engine width direction of the plurality of intake manifolds 60L and 60R of the intake structure 52 configured as described above extends in the direction of the first idler 43, the rotation input shaft 50a, and the like.
  • the timing belt 25c stretched between the second idler 44 and the rotation input shaft 50a extends along the extending direction of the timing belt 25d. Therefore, the direction of action of the load S on which the tension of the timing belts 25c and 25d acts on the rotary input shaft 50a can be set along the direction in which the intake manifold 60R extends. Therefore, the direction of the load acting on the intake manifold 60R can be aligned, and a reduction in the life of the intake manifold 60R can be suppressed.
  • the V-type engine 1 of the present embodiment employs an offset crank structure.
  • the axis L1 of the cylinder 11 in each V bank 17L, 17R is at a position passing through the axis center P of the crankshaft 15.
  • the offset V-type engine 1 of the present embodiment maintains the height from the axial center P of the crankshaft 15 to the upper surfaces of the cylinder heads 7L and 7R, and the axis L1 of the cylinder 11 in each V bank 17L and 17R.
  • the crankshaft 15 is shifted in the same direction as the rotation direction of the crankshaft 15 (offset).
  • represents the offset amount at that time.
  • the height of the right V bank 17R is arranged at a position higher than that of the left V bank 17L, resulting in a difference in height, and a plurality of intake ports 20L provided on the upper surfaces of the left and right V banks 17L, 17R. 20R, the opening position of the right intake port 20R is offset higher than the opening position of the left intake port 20L.
  • the length of the intake manifolds 60L and 60R supporting the supercharger 50 can be made shorter on the right V bank (high bank) 17R side than on the left V bank 17L (low bank) side. Therefore, the support rigidity on the right V bank 17R side can be improved as compared with the left V bank 17L side.
  • the driving force for driving the supercharger 50 is transmitted from the crankshaft 15 by the timing belt 25.
  • the driven pulley 51 for transmitting the driving force is located near the right V bank 17R having high support rigidity. Therefore, the vibration of the supercharger 50 can be suppressed by the rigidity enhancement.

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Abstract

V型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構は、V型エンジンのVバンク間にスーパーチャージャーが配設されたV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構であって、前記V型エンジンの軸方向一方側に配設された一端面から延出するクランク軸の出力部と、前記スーパーチャージャーから突出して前記V型エンジンの前記一端面を超えて延びる回転入力軸と、前記V型エンジンの前記一端面に沿って近接配置されて前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間に掛け回されてクランク軸出力を前記回転入力軸に伝達する無端状の第1動力伝達部材と、を備えるように構成される。

Description

V型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構
 本開示は、V型エンジンに搭載されたスーパーチャージャーの駆動装置に係る。
 従来より、エンジンとして、例えば特許文献1に記載されているように、V字状に傾斜して設けられた左右一対のバンクを有し、この一対のバンクの夫々に複数の気筒が形成されたいわゆるV型エンジンは一般によく知られている。そして、このようなV型エンジンの場合、左右のバンク間の空間は、通常、エンジン動力により駆動されるスーパーチャージャーやオルタネータ等の補機及び冷却水やオイルの配管等の配置スペースとして利用されている。
 この特許文献1に記載のエンジンでは、エンジンから延出するクランクシャフトの端部にエンジンよりの位置から第1駆動プーリ及び第2駆動プーリが一体的に取り付けられ、第1駆動プーリよりもエンジンから離反する側の第2駆動プーリに巻き掛けられたベルトを介してエンジン動力が、左右のバンク間に配置されたスーパーチャージャー側の従動プーリ、上部シリンダブロクに設けられた水ポンプ(図示せず)側の従動プーリ及び上部シリンダブロックの側方に配置される空調用コンプレッサ側の従動プーリ等に伝達され、上記スーパーチャージャー、水ポンプ及びコンプレッサ等の補機が駆動されるようになっている。
 また、第1駆動プーリに巻き掛けられたベルトを介してエンジン動力が、左右の各バンクの上部(シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間の部位)に設けられたカムプーリ及びそれに連結されたカムシャフトに伝達されて、図示しない動弁機構が作動するようになっている。
特開平5-1563号公報
 この特許文献1に記載のスーパーチャージャーの回転入力軸は、第1駆動プーリよりもエンジンから離反する側の第2駆動プーリに巻き掛けられたベルトを介してエンジン動力が伝達されるようになっているので、回転入力軸がエンジンから突出する長さは、第1駆動プーリに掛け回されたベルトからエンジン動力を受ける場合と比較して、長くなる。このため、回転入力軸に設けられた第2駆動プーリに掛け回されたベルトを介してスーパーチャージャーに作用するモーメントが大きくなる。従って、スーパーチャージャーを支持するための構造が大きくなってV型エンジンが大型化する。
 また、将来、V型エンジンがPHV(Plug-in
Hybrid Vehicle)等のハイブリッド車両に搭載される場合に、補機が不要になると、スーパーチャージャーに掛け回された動力伝達系を変更する必要が生じて、そのままで使用することができなくなる。
 上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、ベルトを介してスーパーチャージャーに作用するモーメントを小さくするとともに、V型エンジンの汎用性を高めることが可能なV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構を提供することを目的とする。
 本発明の幾つかの実施形態に係わるV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構は、V型エンジンのVバンク間にスーパーチャージャーが配設されたV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構であって、前記V型エンジンのクランク軸方向の一端面から延出するクランク軸の出力部と、前記スーパーチャージャーから突出して前記V型エンジンの前記一端面を超えて延びる回転入力軸と、前記V型エンジンの前記一端面に沿って近接配置されて前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間に掛け回されてクランク軸出力を前記回転入力軸に伝達する無端状の第1動力伝達部材と、を備えるように構成される。
 上記V型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構によれば、回転入力軸とクランク軸の出力部との間に掛け回された無端状の第1動力伝達部材は、V型エンジンのクランク軸方向の一端面に沿って近接配置されるので、V型エンジンの一端面を超えて延びる回転入力軸の長さを短くすることができる。このため、回転入力軸に掛け回された第1動力伝達部材を介してスーパーチャージャーに作用するモーメントを小さくすることができる。よって、スーパーチャージャーの構造を小さくすることができ、V型エンジンの大型化を抑制することができる。
 また、幾つかの実施形態では、記V型エンジンには、該V型エンジンの前記一側面を超える方向に延びる回転入力時を備える補機が設けられ、前記補機の前記回転入力軸と前記クランク軸との間にクランク軸出力を前記補機の前記回転入力軸に伝達する無端状の第2動力伝達部材が掛け回され、前記第2動力伝達部材は、前記第1動力伝達部材よりも前記V型エンジンの前記一側面から離反する側に配設されているように構成される。
 この場合、補機の回転入力軸とクランク軸との間に無端状の第2動力伝達部材が掛け回されてクランク軸出力が補機の回転入力軸に伝達され、第2動力伝達部材は、第1動力伝達部材よりもV型エンジンの一端面から離反する側に配設されているので、将来、V型エンジンをPHV(Plug-in
Hybrid Vehicle)等のハイブリッド車両に搭載して、補機やこれに掛け回される第2動力伝達部材が不要になった場合、補機や第2動力伝達部材を取り外しても、スーパーチャージャーに掛け回された動力伝達系(入力回転軸、第1動力伝達部材)を変更する必要がなく、そのままで使用することができる。よって、V型エンジンの汎用性を高めることができる。
 また、幾つかの実施形態では、前記第1動力伝達部材は、クランク軸出力を前記スーパーチャージャーの前記回転入力軸のみに専用に伝達するように、前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間に掛け回されているように構成される。
 この場合、第1動力伝達部材は、クランク軸出力をスーパーチャージャーの回転入力軸のみに専用に伝達するものであるので、第1動力伝達部材から回転入力軸に伝達される力をスーパーチャージャーが駆動できる必要最低限の力にすることができる。よって、回転入力軸に掛け回された第1動力伝達部材を介してスーパーチャージャーに作用するモーメントをより小さくすることができる。
 また、幾つかの実施形態では、前記補機は、クランク軸方向視において、前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間のクランク軸側に配設されているように構成される。
 この場合、補機は、クランク軸方向視において、回転入力軸とクランク軸の出力部との間のクランク軸側に配設されているので、補機とクランク軸との距離を短くすることができる。このため、補機とクランク軸の出力部との間を掛け回す第2動力伝達部材の長さを短縮化することができる。従って、第2動力伝達部材の撓みを無くすために第2動力伝達部材を附勢する力の大きさを小さくすることができる。よって、補機の入力軸に掛け回された第2動力伝達部材を介してV型エンジンに作用するモーメントを小さくすることができ、V型エンジンの大型化を抑制することができる。
 また、幾つかの実施形態では、前記補機は複数設けられ、前記複数の補機の入力軸は、クランク軸方向視において、前記V型エンジンの前記一端面の幅方向に間隔を有して配設されているように構成される。
 この場合、複数の補機の入力軸は、クランク軸方向視において、V型エンジンの一端面の幅方向に間隔を有して配設されているので、複数の補機をV型エンジンの一端面のうちのクランク軸の周辺に寄せ集めた状態で配置することができる。このため、複数の補機の入力軸とクランク軸の出力部との間を掛け渡す第2動力伝達部材の長さをより短縮化することができ、第2動力伝達部材の撓みを無くすために第2動力伝達部材を附勢する力の大きさを小さくすることができる。よって、複数の補機の入力軸の夫々に掛け回された第2動力伝達部材を介してV型エンジンに作用するモーメントを小さくすることができ、V型エンジンの大型化を抑制することができる。
 また、幾つかの実施形態では、前記スーパーチャージャーは、その回転入力軸が車両の前方を向くように前記車両に配設されるように構成される。
 この場合、スーパーチャージャーは、その回転入力軸が車両の前方を向くように車両に配設されるが、スーパーチャージャーの回転入力軸はV型エンジンの一端面から突出する長さが短いので、車両前部が歩行者に衝突した時に車両前部のV型エンジンの上方に配設されたボンネットが変形して衝撃エネルギを吸収する際に、ボンネットの変形を回転入力軸が邪魔する虞を低くすることができる。よって、衝撃吸収力が高い車両を実現できる。
 本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、ベルトを介してスーパーチャージャーに作用するモーメントを小さくすることができるとともに、V型エンジンの汎用性を高めることが可能なV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構を提供することができる。
本発明の一実施形態であるスーパーチャージャー駆動機構を備えるV型エンジンの軸方向前側から見た正面図である。 スーパーチャージャー駆動機構及び捕機の駆動装置を説明するためのV型エンジンの軸方向前側から見た概略正面図である。 V型エンジンの側面図である。 V型エンジンの平面図である。
 以下、添付図面に従って本発明のV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構の実施形態について、図1~図4を参照しながら説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、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。
 図1は、本発明の一実施形態であるスーパーチャージャー駆動機構を備えるV型エンジンの軸方向前側から見た正面図であり、図2は、V型エンジンの軸方向前側から見た概略正面図である。図1及び図2に示すように、V型エンジンは、左右のバンク部3L、3Rを有する上部シリンダブロック3と、上部シリンダブロック3の下端に接続された下部シリンダブロック5と、上部シリンダブロック3の各バンク部3L、3R上に設けられた左右一対のシリンダヘッド7L、7Rと、一対のシリンダヘッド7L、7R上の夫々に設けられたシリンダヘッドカバー9L、9Rとを有してなる。
 上部シリンダブロック3の各バンク部3L、3Rには、それぞれ複数の気筒11が形成されているとともに、シリンダヘッド7L、7Rの夫々には気筒11に開口する吸気ポート(図示せず)及び排気ポート(図示せず)が形成されている。気筒11内には、ピストン12が気筒11に沿って移動可能に設けられている。ピストン12の下部にはピストンロッド13を介してクランクシャフト15が回動自在に接続されている。このため、ピストン12の移動に伴ってピストンロッド13を介してクランクシャフト15を回転させることができる。
 上部シリンダブロック3のバンク部3L、3R、シリンダヘッド7L、7R及びシリンダヘッドカバー9L、9Rにより左右二つのVバンク17L、17Rが構成されている。また、上部シリンダブロック3の下部にはクランクシャフト15がベアリング19を介して回転自在に支持されている。上部シリンダブロック3の前面から延出するクランクシャフト15の端部には、シリンダブロック寄りの位置から第1駆動プーリ21及び第2駆動プーリ22が一体的に回転可能に装着されている。
 第2駆動プーリ22には歯付ベルトからなるタイミングベルト40が巻き掛けられている。このタイミングベルト40を介してエンジン動力が、右側のVバンク17Rの外側に配置されたオルタネータ27の前側に設けられた従動プーリ28と、左右のVバンク17L、17Rの根元側の前方に設けられファン29の従動プーリ30と、左側のVバンク17Rの外側に配置されたパワーステアリングポンプ32の前側に設けられた従動プーリ33と、パワーステアリングポンプ32の下方に配置された空調用コンプレッサ35の従動プーリ36等に伝達されて、オルタネータ27、ファン29、パワーステアリングポンプ32、空調用コンプレッサ35等の補機38が駆動されるようになっている。
 オルタネータ27、ファン29、パワーステアリングポンプ32、空調用コンプレッサ3等の補機38は、クランク軸方向視において、回転入力軸50aとクランクシャフト15との間のクランク軸側に寄せて配設されているとともに、V型エンジン1の前面3aの幅方向に略均等に間隔を有して配設されている。このため、これらの補機38(27、29、32、33)とV型エンジン1の前面3aから延出するクランクシャフト15(以下、「出力部15a」と記す)との間を掛け回すタイミングベルト40の長さを短縮化することができる。従って、タイミングベルト40の撓みを無くすためにタイミングベルト40の張力を調整するテンショナー47によってタイミングベルト40を附勢する力の大きさ小さくすることができるので、複数の補機38の入力軸27a,29a,32a,35aに掛け回されたタイミングベルト40を介してV型エンジン1に作用するモーメントを小さくすることができ、V型エンジン1の大型化を抑制することができる。
 なお、タイミングベルト25は、前述した従動プーリ28、30、33、36の他に、シリンダヘッド7Rの前方側に設けられた第3アイドラー45と、第3アイドラー45の下方に設けられたテンショナー47と、クランクシャフト15よりも右側に配設された第4アイドラー46に掛け回されている。
 一方、第1駆動プーリ21には歯付ベルトからなるタイミングベルト25が巻き掛けられている。このタイミングベルト40を介してエンジン動力が、一対のVバンク17L、17Rの夫々に設けられたカムシャフト18L、18Rの幅方向間Wに配設されたテンショナー42、第1アイドラー43、第2アイドラー44を介して、左右のVバンク17L、17R間の上方に配置されたスーパーチャージャー50の前側から延出する回転入力軸50aに設けられた従動プーリ51に伝達されて、スーパーチャージャー50が駆動されるようになっている。テンショナー42には、ダンパー機能を有してタイミングベルト25の張力を一定にするオイルダンパー48が接続されている。なお、オイルダンパー48の代わりに圧縮ばね、ねじりコイルばね等の弾性手段でもよい。
 第1駆動プーリ21に巻き掛けられるタイミングベルト25は、図3(側面図)及び図4(平面図)に示すように、第2駆動プーリ22に巻きかけられるタイミングベルト40よりもシリンダブロック側に配設されている。このため、前面視において、タイミングベルト25、40同士が交差する部分でも、これらの両ベルトは接触すること無く回転可能である。
 また、スーパーチャージャー50の回転入力軸50aの先端は、補機38の各入力軸27a、29a、32a、35aの先端よりもV型エンジン1の上部シリンダブロック3の前面3a(図1参照)側に位置している。このため、スーパーチャージャー50に駆動力を伝達するタイミングベルト25は、補機38に駆動力を伝達するタイミングベルト40よりもエンジン側に配設されている。このため、将来、V型エンジン1がPHV(Plug-in
Hybrid Vehicle)等のハイブリッド車両に搭載される場合に、前述した補機38の一部(例えば、オルタネータ)を省略しても、スーパーチャージャー50の動力伝達系をそのままで使用することができる。よって、汎用性の高いV型エンジン1を提供することができる。
 また、スーパーチャージャー50の回転入力軸50aは、前述したように、その先端が補機38の各入力軸27a、29a、32a、35aの先端よりもV型エンジン1の上部シリンダブロック3の前面3a側に位置しているので、スーパーチャージャー50の回転入力軸50aの長さを短くすることができる。このため、回転入力軸50aに設けられた従動プーリ51に掛け回されたタイミングベルト25を介してスーパーチャージャー50に作用するモーメントMの大きさを小さくすることができる。よって、スーパーチャージャー50の構造を小さくすることができ、V型エンジン1の大型化を抑制することができる。
 また、タイミングベルト25は、クランク軸出力をスーパーチャージャー50の回転入力軸50aのみに専用に伝達するものであるので、タイミングベルト25から回転入力軸50aに伝達される力をスーパーチャージャー50が駆動できる必要最低限にすることができる。このため、回転入力軸50aに掛け回されたタイミングベルト25を介してスーパーチャージャー50に作用するモーメントをより小さくすることができる。
 ここで、第1駆動プーリ21に巻き掛けられたタイミングベルト25に作用する張力について説明する。図2に示すように、第1駆動プーリ21に巻き掛けられたタイミングベルト25のうち、テンショナー42と第1駆動プーリ21との間に掛け回されるタイミングベルト25aに作用する張力T1の向きと、第2アイドラー44と第1駆動プーリ21との間に掛け回されるタイミングベルト25bに作用する張力T2の向きは、Vバンク間17L、17Rの中心線Lsに沿って延びている。このため、タイミングベルト25の回転時に、タイミングベルト25を介してクランクシャフト15に作用するラジアル方向の軸荷重Tの方向は、左右のVバンク17L、17R間の中心線Lsに略沿って上方を向く。
 このため、張力T1、T2と衝撃荷重F1、F2とがクランクシャフト15に作用すると、張力T1、T2の作用方向と衝撃荷重F1、F2の作用方向の間の方向にクランクシャフト15が移動する。このため、ピストン12の爆発工程時に、クランクシャフト15に衝撃荷重F1、F2が作用して、クランクシャフト15とこれを支持するベアリング19との間に隙間(図示せず)が存在する場合、クランクシャフト15はベアリング19の内面を摺接(ずり動)しながら上方へ移動して元の位置に戻ることになり、クランクシャフト15がベアリング19の内面に当接して発生する異音を抑制することができる。
 また、第1アイドラー43と回転入力軸50aとの間に掛け渡されたタイミングベルト25cと、第2アイドラー44と回転入力軸50aとの間に掛け渡されるタイミングベルト25dの夫々は、詳細は後述するが、スーパーチャージャー50を支持するインテークマニホールド60Rの中心軸Msの延びる方向に沿うように配設されている。
 また、スーパーチャージャー50を支持する吸気構造体52について概説する。吸気構造体52は、スーパーチャージャー50の上部に開口する吐出口50b(図4参照)から流出する空気をエンジン幅方向両側(左右方向両側)に分流させて流す箱状の出口ケーシング53と、出口ケーシング53の幅方向両側の底部に配設されてスーパーチャージャー50から流出する空気を冷却する水冷式のインタークーラ54L、54Rと、インタークーラ54L、54Rの下部から流出する空気を各気筒11に供給するための複数のインテークマニホールド60L、60R(以下、単に「インマニ60L、60R」と記す。)と、を有してなる。インマニ60L、60Rは、対応するインタークーラ54L、54Rの下部から下方へ延びるに従ってエンジン内側方向へ傾斜するように延びて、下端がV型エンジン1の対応する吸気ポートに接続されている。このため、スーパーチャージャーは、吸気構造体52の複数のインマニ60L、60Rを介してV型エンジン1のバンク17L、17R間の上部に支持されている。
 このように構成された吸気構造体52の複数のインマニ60L、60Rのうちエンジン幅方向右側のインマニ60Rの中心軸Msの延びる方向は、前述したように、第1アイドラー43と回転入力軸50aとの間に掛け渡されたタイミングベルト25c、及び第2アイドラー44と回転入力軸50aとの間に掛け渡されたタイミングベルト25dの延びる方向に沿って延びている。従って、これらのタイミングベルト25c、25dの張力が回転入力軸50aに作用する荷重Sの作用方向を、インマニ60Rの延びる方向に沿わせることができる。よって、インマニ60Rに作用する負荷の方向を揃えることができ、インマニ60Rの寿命の低下を抑制することができる。
 ここで、本実施形態のV型エンジン1は、オフセットクランク構造を採用している。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)は、各Vバンク17L、17Rにおける気筒11の軸線L1が、クランクシャフト15の軸中心Pを通る位置にある。一方、本実施形態のオフセットしたV型エンジン1は、クランクシャフト15の軸中心Pからシリンダヘッド7L、7Rの上面までの高さを保ったまま、各Vバンク17L、17Rにおける気筒11の軸線L1を、軸中心Pに対してクランクシャフト15の回転方向(矢印E方向)と同じ方向へ、オフセット地点となる軸線L1位置まで平行移動させることによって、各Vバンク17L、17Rを、バンク角を保ったままクランクシャフト15の回転方向と同方向へずらしてある(オフセット)。δはそのときのオフセット量を示している。これにより、右側のVバンク17Rの高さが左側のVバンク17Lより高い位置に配置され、その高さ差を生じ、左右のVバンク17L、17Rの各上面に設けられた複数の吸気ポート20L,20Rのうち、右側の吸気ポート20Rの開口位置は、左側の吸気ポート20Lの開口位置よりも高位置にオフセットされている。
 従って、スーパーチャージャー50を支持するインマニ60L、60Rの長さを、右側のVバンク(高バンク)17R側を左側のVバンク17L(低バンク)側よりも短くすることができる。よって、左側のVバンク17L側よりも右側のVバンク17R側の支持剛性を向上することができる。また、スーパーチャージャー50を駆動する駆動力は、クランクシャフト15からタイミングベルト25によって伝達されるが、その駆動力を伝達する従動プーリ51は、支持剛性が高い右側のVバンク17R寄りに位置しているため、剛性強化によってスーパーチャージャー50の振動を抑制できる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
  1 V型エンジン
  3 上部シリンダブロック
  3a 前面(一端面)
  3L、3R バンク部
  5 下部シリンダブロック
  7L、7R シリンダヘッド
  9L、9R シリンダヘッドカバー
 11 気筒
 12 ピストン
 13 ピストンロッド
 15 クランクシャフト(クランク軸)
 15a 出力部
 17L、17R Vバンク
 18L、18R カムシャフト
 19 ベアリング
 21 第1駆動プーリ
 22 第2駆動プーリ
 25 タイミングベルト(第1動力伝達部材)
 27 オルタネータ(補機)
 27a、29a、32a、35a 入力軸
 28、30、36、51 従動プーリ
 29 ファン(補機)
 32 パワーステアリングポンプ(補機)
 35 空調用コンプレッサ(補機)
 38 補機
 40 タイミングベルト(第2動力伝達部材)
 42、47 テンショナー
 43 第1アイドラー
 44 第2アイドラー
 45 第3アイドラー
 46 第4アイドラー
 48 オイルダンパー
 50 スーパーチャージャー
 52 吸気構造体
 53 出口ケーシング
 54L、54R インタークーラ
 60L、60R インテークマニホールド
 Ls 中心線

Claims (6)

  1.  V型エンジンのVバンク間にスーパーチャージャーが配設されたV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構であって、
     前記V型エンジンのクランク軸方向の一端面から延出するクランク軸の出力部と、
     前記スーパーチャージャーから突出して前記V型エンジンの前記一端面を超えて延びる回転入力軸と、
     前記V型エンジンの前記一端面に沿って近接配置されて前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間に掛け回されてクランク軸出力を前記回転入力軸に伝達する無端状の第1動力伝達部材と、を備える
     ことを特徴とするV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構。
  2.  前記V型エンジンには、該V型エンジンの前記一端面を超える方向に延びる入力軸を備える補機が設けられ、
     前記補機の前記入力軸と前記クランク軸の出力部との間にクランク軸出力を前記補機の入力軸に伝達する無端状の第2動力伝達部材が掛け回され、
     前記第2動力伝達部材は、前記第1動力伝達部材よりも前記V型エンジンの前記一端面から離反する側に配設されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構。
  3.  前記第1動力伝達部材は、クランク軸出力を前記スーパーチャージャーの前記回転入力軸のみに専用に伝達するように、前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間に掛け回されている
     ことを特徴とする請求項1又は2に記載のV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構。
  4.  前記補機は、クランク軸方向視において、前記回転入力軸と前記クランク軸の出力部との間のクランク軸側に配設されている
     ことを特徴とする請求項2に記載のV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構。
  5.  前記補機は複数設けられ、
     前記複数の補機の入力軸は、クランク軸方向視において、前記V型エンジンの前記一端面の幅方向に間隔を有して配設されている
     ことを特徴とする請求項4に記載のV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構。
  6.  前記スーパーチャージャーは、その回転入力軸が車両の前方を向くように前記車両に配設される
     ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のV型エンジンのスーパーチャージャー駆動機構。
     
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