JPH04303124A - 機械式過給機付エンジンの吸気装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械式過給機付エンジ
ンの吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ルーツ式あるいはベーン式の容積圧縮機
からなる機械式過給機を備えたエンジンの吸気装置は従
来より知られている。しかしながら、吸気装置にかかる
機械式過給機を設けると、過給機の振動あるいは吐出圧
の脈動によって、吸気通路内のエアに気柱振動が惹起さ
れ、これによって耳ざわりな騒音が発生するといった問
題がある。そして、とくに低負荷時においては、エンジ
ン騒音が小さくなる関係上、吸気通路から発生する上記
騒音が顕在化するといった問題がある。

【０００３】また、過給機として、ルーツ式あるいはベ
ーン式の圧縮機を用いた場合、低回転時の吐出圧が比較
的低くなるので、エンジンの低速トルクが十分に高めら
れないといった問題がある。そこで、過給機として、吐
出圧の高い内部圧縮型のリショルム式圧縮機を用いると
いった対応が考えられるが、リショルム式圧縮機は吐出
圧力が高いうえに回転数が非常に高いので（例えばｍａ
ｘ３５０００ｒ．ｐ．ｍ．）、吸気装置から発生する騒
音がとくに大きくなる。なお、過給機に電磁クラッチを
設け、過給を必要としない低負荷時には電磁クラッチを
切るようにすれば、少なくとも低負荷時における吸気装
置の騒音を防止できるようになるが、過給機としてリシ
ョルム式圧縮機を用いた場合、回転数が非常に高いので
、電磁クラッチが早期に摩耗ないし破損してしまう。

【０００４】そこで、過給機下流の吸気通路に、過給機
によって惹起される騒音を共鳴吸収により低減するレゾ
ネータ（共鳴器）を接続した吸気装置が提案されている
（例えば、実開昭５９−１６５９２９号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過給機
下流の吸気通路にレゾネータが接続された従来の吸気装
置においては、所定の周波数の気柱振動を低減させるに
は、レゾネータの容量をかなり大きく設定しなければな
らないので、過給機下流の吸気通路のデッドボリューム
が大きくなり、エンジンの出力低下を招くといった問題
がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、機械式過給機付エンジンに
おいて、過給時にエンジン出力の低下を招くことなく、
過給機の駆動によって吸気通路から発生する騒音を有効
に低減することができる吸気装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の発明は、吸気通路に機械式過給機とインタク
ーラとが介設される一方、過給機をバイパスする過給機
バイパス通路と、過給機バイパス通路に介設され低負荷
時に開かれる過給機バイパス通路開閉弁と、インタクー
ラをバイパスするインタクーラバイパス通路とが設けら
れた機械式過給機付エンジンにおいて、過給機バイパス
通路とインタクーラバイパス通路とを、エア流れ方向上
流側では共通通路として一本化するとともに、この共通
通路を開閉する共通通路開閉弁を設け、かつ共通通路開
閉弁下流で共通通路と連通するレゾネータを設けたこと
を特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置を提供
する。

【０００８】第２の発明は、第１の発明にかかる機械式
過給機付エンジンの吸気装置において、レゾネータが、
過給機本体部を包囲するエンクロージャ部材を、共通通
路開閉弁下流で共通通路と連通させることによって形成
されていることを特徴とする機械式過給機付エンジンの
吸気装置を提供する。

【０００９】第３の発明は、第２の発明にかかる機械式
過給機付エンジンの吸気装置において、少なくとも共通
通路が、過給機とともにエンクロージャ部材によって包
囲されていることを特徴とする機械式過給機付エンジン
の吸気装置を提供する。

【００１０】第４の発明は、第１〜第３の発明にかかる
機械式過給機付エンジンの吸気装置において、エンジン
がＶ型エンジンであって、過給機とレゾネータとがＶバ
ンク間に設けられていることを特徴とする機械式過給機
付エンジンの吸気装置を提供する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 図３に示すように、６気筒Ｖ型エンジンＥには、気筒配
列方向に長手となる第１，第２バンクＰ，Ｑが設けられ
、第１バンクＰ側にはフロント側から順に第１，第３，
第５気筒＃１，＃３，＃５が配置され、第２バンクＱ側
にはフロント側から順に第２，第４，第６気筒＃２，＃
４，＃６が配置されている。そして、エンジンＥのシリ
ンダブロック１の、第１バンクＰ側の上面には第１シリ
ンダヘッド２が締結され、第２バンクＱ側の上面には第
２シリンダヘッド３が締結され、またシリンダブロック
１の下面にはオイルパン４が取り付けられている。

【００１２】各気筒＃１〜＃６においては、夫々、吸気
弁５が開かれたときに吸気ポート６から燃焼室７内に混
合気が吸入され、この混合気がピストン８によって圧縮
された後、点火プラグ（図示せず）によって着火・燃焼
させられ、排気弁９が開かれたときに、燃焼ガスが排気
ポート１０に排出されるようになっている。なお、混合
気は、吸気ポート６内のエア中にインジェクタ１１から
燃料を噴射することによって形成される。このようなプ
ロセスが連続的に繰り返され、ピストン８が気筒軸線方
向に往復運動し、このピストン８の往復運動が、コンロ
ッド１２とクランクピン１４とを介して、クランク軸１
３の回転運動に変換されるようになっている。

【００１３】そして、エンジンＥにエアを供給するため
に吸気装置Ａが設けられているが、以下、この吸気装置
Ａのメイン吸気系統を説明する。図１に模式的に示すよ
うに、吸気装置Ａには集合吸気通路１６が設けられ、こ
の集合吸気通路１６には、吸気流れ方向にみて上流側か
ら順に、エア中のダストを除去するエアクリーナ１７と
、アクセルペダルと連動して開閉されるスロットル弁１
８と、後で説明するリショルム式圧縮機を用いた機械式
過給機１９と、過給によって温度が上昇したエアを冷却
するインタクーラ２１とが介設され、インタークーラ２
１の下流側の集合吸気通路１６の下流端は、エアの流れ
によって生成される吸気脈動を打ち消すサージタンク２
２に接続されている。そして、サージタンク２２には、
夫々下流端が対応する気筒の吸気ポート６に接続された
独立吸気通路２３が接続されている。

【００１４】なお、図１では模式的に示しているが、実
際には、インタクーラ２１下流の吸気系統は、第１バン
クＰ側と第２バンクＱ側とに分けられている。具体的に
は、図２に示すように、集合吸気通路１６は、インタク
ーラ２１より下流側では、第１バンクＰ側の集合吸気通
路１６と第２バンクＱ側の集合吸気通路１６とに分けら
れ、第１，第２バンクＰ，Ｑ側の集合吸気通路１６，１
６の下流端は、夫々、第１，第２バンクＰ，Ｑ側のサー
ジタンク２２，２２に接続されている。そして、第１バ
ンクＰ側のサージタンク２２には、夫々第１，第３，第
５気筒＃１，＃３，＃５にエアを供給する各独立吸気通
路２３が接続され、第２バンクＱ側のサージタンク２２
には、夫々第２，第４，第６気筒＃２，＃４，＃６にエ
アを供給する各独立吸気通路２３が接続されている。な
お、後で説明するインタクーラバイパス通路２８も、第
１バンクＰ側と第２バンクＱ側とに分けられている。し
かしながら、第１バンクＰ側の吸気系統と第２バンクＱ
側の吸気系統とは、実質的に同一構成となっているので
、以下では、とくに第１バンクＰ側と第２バンクＱ側と
を区別せずに説明する。

【００１５】以下、吸気装置Ａのバイパス吸気系統を説
明する。再び図１に示すように、集合吸気通路１６の、
過給機１９下流のＢ１位置と、過給機１９上流のＢ２位
置とを接続する過給機バイパス通路２５が設けられ、こ
の過給機バイパス通路２５には、これを開閉する過給機
バイパス通路開閉弁２６が介設されている。過給機バイ
パス通路開閉弁２６は、アクチュエータ２７によって駆
動されるようになっている。ここで、過給機バイパス通
路開閉弁２６は、所定の低負荷時には開かれ、このとき
過給機１９下流のエアの一部が過給機バイパス通路２５
内を、Ｂ１側からＢ２側に流通し、過給機１９上流の集
合吸気通路１６に戻されるようになっている。この場合
、過給機１９下流ではエアの圧力が高められず、したが
って過給が行なわれない。

【００１６】また、集合吸気通路１６の、上記Ｂ１位置
と、インタクーラ２１下流のＢ４位置とを接続するイン
タクーラバイパス通路２８が設けられている。ここで、
過給機バイパス通路２５とインタクーラバイパス通路２
８とは、Ｂ１位置とＢ３位置との間の部分では一本化さ
れ、共通通路２９を形成している。そして、共通通路２
９には、Ｂ１位置よりややＢ３側となる位置に、これを
開閉する共通通路開閉弁３１が介設されている。ここで
、過給機バイパス通路開閉弁２６が開かれているときに
は、この共通通路開閉弁３１も開かれ、過給されていな
い、したがって温度が上昇していないエアを、インタク
ーラ２１をバイパスして、インタクーラバイパス通路２
８を通してエンジンＥに供給できるようになっている。

【００１７】ところで、本実施例では過給機１９として
、リショルム式圧縮機が用いられている。図２と図３と
に示すように、リショルム式圧縮機を用いた過給機１９
は、第１バンクＰと第２バンクＱの間に形成されるＶ字
状の空間部（Ｖバンク間）に、その軸線が気筒配列方向
を向くようにして配置されている。そして、過給機１９
は、実質的に、Ｖベルト（図示せず）とプーリ３０とを
介して、クランク軸１３によって回転駆動される増速ギ
ヤ部１９ａと、この増速ギヤ部１９ａによって回転駆動
されるロータ部１９ｂとで構成されている。ここで、過
給機１９は、エンジン運転中は常時回転駆動されるよう
になっている。リショルム式圧縮機は、良く知られてい
るように、ルーツ式あるいはベーン式の圧縮機に比べて
吐出圧が高いので、過給機１９は、エンジン低速時でも
十分に過給を行なうことができ、したがってエンジンＥ
の低速トルクが大幅に高められている。

【００１８】しかしながら、他面、この種の過給機１９
は、吐出圧が高く回転数も非常に高くかつ常時回転駆動
されるので、これに起因して吸気装置Ａから発生する騒
音が大きくなる。そこで、このような吸気装置Ａの騒音
を低減するために消音機構が設けられているが、以下こ
れを説明する。すなわち、過給機１９と、共通通路２９
と、集合吸気通路１６の過給機１９まわりの部分と、過
給機バイパス通路２５の過給機１９まわりの部分と、イ
ンタクーラバイパス通路２８の過給機１９まわりの部分
とが、エンクロージャ部材３２によって包囲されている
。このため、過給機１９あるいはそのまわりの吸気系統
から発生する騒音がエンクロージャ部材３２内に閉じ込
められ、吸気装置Ａから発生する騒音が大幅に低減され
るようになっている。

【００１９】そして、共通通路２９の、共通通路開閉弁
３１よりやや下流側すなわちＢ３寄りの部分には、共通
通路２９内と、エンクロージャ部材３２の内部空間部と
を連通する連通穴３３が設けられている。ここで、エン
クロージャ部材３２の内部空間部は、レゾネータ（共鳴
式消音器）として機能するように形成されている。すな
わち、エンクロージャ部材３２の容積と、連通穴３３の
径とは、過給機１９によって吸気系統内のエアに惹起さ
れる所定の周波数の気柱振動を、共鳴吸収により低減で
きるように設定されている。このように、過給機１９、
共通通路２９等を包囲するエンクロージャ部材３２をレ
ゾネータとして用い、かつこのエンクロージャ部材３２
をＶバンク間に配置されているので、別体としてレゾネ
ータを設ける場合に比べて、吸気装置Ａが大幅にコンパ
クト化される。

【００２０】以下、適宜、図１〜図３を参照しつつ、上
記消音機構を備えた吸気装置Ａの過給作用ないし消音作
用について説明する。中負荷時ないし高負荷時において
は、過給を行なうために、過給機バイパス通路開閉弁２
６と共通通路開閉弁３１とが閉じられる。このとき、過
給機１９から吐出されたエアは、集合吸気通路１６を介
してインタクーラ２１に流入し、ここで冷却された後サ
ージタンク２２に流入し、この後各気筒＃１〜＃６の燃
焼室７に供給される。このとき、エアの温度が下がりそ
の密度が高くなるので、過給効果と相まって吸気充填効
率が高められ、エンジン出力が高められる。また、集合
吸気通路１６と共通通路２９の分岐点Ｂ１近傍に配置さ
れた共通通路開閉弁３１が閉じられるので、過給機１９
下流の集合吸気通路１６のデッドボリュームが小さくな
り、過給機１９の過給効率が高められる。前記したとお
り、過給機１９、共通通路２９等がエンクロージャ部材
３２によって包囲されているので、過給機１９あるいは
そのまわりから発生する騒音（放射音）がエンクロージ
ャ部材３２内に閉じ込められ、吸気装置Ａから発生する
騒音が低減される。なお、この場合、インタクーラ２１
が容積部として機能するので、ここで過給機１９下流の
集合吸気通路１６内のエアの気柱振動が低減され、また
、容積部であるサージタンク２２によってもエアの気柱
振動が低減されるので、吸気装置Ａから発生する騒音が
さらに低減される。

【００２１】低負荷時においては、過給機バイパス通路
開閉弁２６と共通通路開閉弁３１とが開かれる。この場
合、過給機１９から吐出されたエアの一部は、過給機バ
イパス通路２５（共通通路２９を含む）介して過給機１
９上流の集合吸気通路１６（Ｂ２位置）に戻され、また
エアの一部は、インタクーラバイパス通路２８（共通通
路２９を含む）を介してインタクーラ２１下流の集合吸
気通路１６（Ｂ４位置）に供給される。このとき、前記
したとおり、過給機１９下流のエアの圧力が過給機１９
上流の集合吸気通路１６にリリースされ、過給が行なわ
れない。したがって、低負荷時には無駄なエンジン出力
の上昇が防止され、燃費性能が高められる。なお、この
場合、インタクーラ２１はインタクーラバイパス通路２
８より通気抵抗が大きいので、インタクーラ２１には実
質的にエアが流れない。

【００２２】そして、この場合、過給機１９から吐出さ
れたエアは、ほぼ全部共通通路２９を通るが、この共通
通路２９は、連通穴３３を介して、レゾネータとして機
能するエンクロージャ部材３２の内部空間部と連通して
いるので、過給機１９の駆動によって共通通路２９内に
発生する気柱振動が低減される。また、エンクロージャ
部材３２自身の機能により、過給機１９からの吐出音お
よび気柱振動が共通通路２９の管表面から放射される放
射音も低減され、吸気装置Ａからの耳ざわりな騒音の発
生が低減される。なお、低負荷時においては、エンジン
Ｅ本体から発生する騒音が小さいので、かかる吸気装置
Ａでの騒音低減効果が、とくに効果を発揮する。

【００２３】なお、図４に示すように、吸気装置Ａ’を
、基本的には図１〜図３に示す吸気装置Ａと同様の構成
とし、レゾネータ３２’をエンクロージャ部材とは別体
に形成して、このレゾネータ３２’を、連通路３３’を
介して共通通路開閉弁３１よりＢ３側で共通通路２９と
接続するようにしてもよい。この場合、レゾネータ３２
’は、Ｖバンク間において過給機１９本体の後側に配置
するのが好ましい。

【００２４】

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、過給時には
、過給機バイパス通路開閉弁と共通通路開閉弁とが閉じ
られ、過給機下流の吸気通路が容積の大きいレゾネータ
と連通しないので、過給機下流のデッドボリュームが小
さくなり、過給効率が高められ、エンジン出力が高めら
れる。また、非過給時には、過給機バイパス通路開閉弁
と共通通路開閉弁が開かれるので、過給機下流のエアが
ほぼ全部共通通路を通り、このときレゾネータによって
気柱振動が低減され、吸気装置から発生する耳ざわりな
騒音が低減される。なお、非過給時すなわち低負荷時に
おいては、エンジン騒音が小さいので、吸気装置の騒音
低減効果が、一層効果を発揮する。

【００２５】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、過給機がエ
ンクロージャ部材で包囲されるので、過給機から発生す
る騒音（放射音）がエンクロージャ部材内に閉じ込めら
れ、全運転領域で、吸気装置からの騒音の発生が低減さ
れる。また、エンクロージャ部材をレゾネータとして機
能させるようにしているので、レゾネータを別途設ける
必要がない。このため、吸気装置がコンパクト化される
。

【００２６】第３の発明によれば、基本的には第２の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、共通通路も
エンクロージャ部材の内部に配置しているので、比較的
放射音が高い過給機吐出側の共通通路からの放射音がエ
ンクロージャ部材内に閉じ込められ、騒音の発生が一層
低減され、かつ吸気装置が一層コンパクト化される。

【００２７】第４の発明によれば、機械式過給機とレゾ
ネータとが、Ｖバンク間に配置されるので、吸気装置の
なお一層のコンパクト化が図られる。なお、これに加え
て第１〜第３の発明による効果が得られるのはもちろん
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる機械式過給機付エンジンの吸気
装置のシステム構成図である。

【図２】本発明にかかる吸気装置を備えた６気筒Ｖ型エ
ンジンの一部断面平面説明図である。

【図３】図２に示すエンジンの一部断面正面立面説明図
である。

【図４】レゾネータをエンクロージャ部材とは別体に設
けた、本発明にかかる吸気装置のシステム構成図である
。

【符号の説明】

Ａ…吸気装置 Ａ’…吸気装置 Ｅ…エンジン Ｅ’…エンジン Ｐ…第１バンク Ｑ…第２バンク １６…集合吸気通路 １９…過給機 ２１…インタクーラ ２５…過給機バイパス通路 ２６…過給機バイパス通路開閉弁 ２８…インタクーラバイパス通路 ２９…共通通路 ３１…共通通路開閉弁 ３２…エンクロージャ部材 ３２’…レゾネータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　吸気通路に機械式過給機とインタクー
   ラとが介設される一方、過給機をバイパスする過給機バ
   イパス通路と、過給機バイパス通路に介設され低負荷時
   に開かれる過給機バイパス通路開閉弁と、インタクーラ
   をバイパスするインタクーラバイパス通路とが設けられ
   た機械式過給機付エンジンにおいて、過給機バイパス通
   路とインタクーラバイパス通路とを、エア流れ方向上流
   側では共通通路として一本化するとともに、この共通通
   路を開閉する共通通路開閉弁を設け、かつ共通通路開閉
   弁下流で共通通路と連通するレゾネータを設けたことを
   特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載された機械式過給機付
   エンジンの吸気装置において、レゾネータが、過給機本
   体部を包囲するエンクロージャ部材を、共通通路開閉弁
   下流で共通通路と連通させることによって形成されてい
   ることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装置
   。
3. 【請求項３】　　請求項２に記載された機械式過給機付
   エンジンの吸気装置において、少なくとも共通通路が、
   過給機とともにエンクロージャ部材によって包囲されて
   いることを特徴とする機械式過給機付エンジンの吸気装
   置。
4. 【請求項４】　　請求項１から請求項３までに記載され
   た機械式過給機付エンジンの吸気装置において、エンジ
   ンがＶ型エンジンであって、過給機とレゾネータとがＶ
   バンク間に設けられていることを特徴とする機械式過給
   機付エンジンの吸気装置。