(57)【要約】  内燃機関の吸気系配管構造は、複数の気筒が並ぶ気筒列において互いに最も離れて設けられた端側第１気筒と端側第２気筒に接続された吸気マニフォルドと、吸気マニフォルドに接続されたインタークーラと、を備える。そして、内燃機関の吸気系配管構造は、インタークーラの吸気入口側における幅方向の中心と、インタークーラのマニフォルド側における幅方向の中心が、端側第１気筒の軸方向中心線と端側第２気筒の軸方向中心線との中央の気筒列方向中心線よりも端側第２気筒側にオフセットして、インタークーラが配設される。また、内燃機関の吸気系配管構造は、インタークーラの吸気入口側における幅方向の中心の気筒列方向中心線からのオフセット量が、インタークーラのマニフォルド側における幅方向の中心の気筒列方向中心線からのオフセット量よりも大きくなるように、インタークーラが配設される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒が並ぶ気筒列において互いに最も離れて設けられた端側第１気筒と端側第２気筒に接続された吸気マニフォルドと、前記吸気マニフォルドに接続されたインタークーラと、を備える内燃機関の吸気系配管構造であって、
前記インタークーラの吸気入口側における幅方向の中心と、前記インタークーラのマニフォルド側における幅方向の中心が、前記端側第１気筒の軸方向中心線と前記端側第２気筒の軸方向中心線との中央の気筒列方向中心線よりも前記端側第２気筒側にオフセットし、
前記インタークーラの吸気入口側における幅方向の中心の前記気筒列方向中心線からのオフセット量が、前記インタークーラのマニフォルド側における幅方向の中心の前記気筒列方向中心線からのオフセット量よりも大きくなるように、前記インタークーラが配設される、
内燃機関の吸気系配管構造。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の吸気系配管構造であって、
前記端側第２気筒側から前記インタークーラの吸気入口側に接続する吸気通路部材を備え、
前記吸気通路部材の底部が、前記端側第１気筒の軸方向中心線と前記端側第２気筒の軸方向中心線とに直交する直交線と平行である、内燃機関の吸気系配管構造。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の吸気系配管構造であって、
前記吸気通路部材は前記端側第２気筒側から前記端側第１気筒側に向かうにつれて、前記吸気通路部材と前記インタークーラとの接続部から前記吸気通路部材の底部までの距離が短くなる、内燃機関の吸気系配管構造。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の吸気系配管構造であって、
前記インタークーラの前記端側第２気筒側の下端が前記吸気通路部材の上端に一致するとともに、前記インタークーラの前記端側第１気筒側の下端が前記吸気通路部材の上端よりも下方に配置される、内燃機関の吸気系配管構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気系配管構造であって、
前記吸気マニフォルドはマニフォルド部とブランチ部とを有し、
前記インタークーラの前記端側第２気筒側の上端が前記マニフォルド部の下面に一致するとともに、前記インタークーラの前記端側第１気筒側の上端が前記マニフォルド部の下面よりも下方に配置される、内燃機関の吸気系配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気系配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両にはインタークーラを設け、過給機により過給され温度が上昇した吸気を冷却するものがある。このようにすることで、車両の内燃機関燃焼室への吸気効率を高めることができる。【０００３】
ＪＰ２００９−２７０５０８Ａには、吸気マニフォルドとインタークーラとが一体にされているインタークーラ付き内燃機関が開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
一般的な設計であれば、吸気配分を考慮して、内燃機関の気筒列方向中心線とインタークーラの幅方向中心線とがほぼ一致するように、インタークーラが配置される。ここで、内燃機関の気筒列方向中心線とは、気筒列において互いに最も離れて設けられた２つの気筒の軸方向中心線間の中心である。
【０００５】
しかしながら、オルタネータ等の補機の配置事情により、このようにインタークーラを配置することができない場合がある。内燃機関の気筒列方向中心線とインタークーラの幅方向中心線とを一致させるようにインタークーラを配置することができない場合には、流入する空気の配分が気筒間で著しく異なるものとなってしまう。よって、内燃機関の気筒列方向中心線とインタークーラの幅方向中心線とを一致させることができない場合であっても、流入する空気の配分が気筒間で著しく異ならないようにすることが望ましい。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関の気筒列方向中心線とインタークーラの幅方向中心線とを略一致させるようにインタークーラを配置することができない場合であっても、流入する空気の配分が気筒間で著しく異ならないようにすることである。
【０００７】
本発明のある態様によれば、内燃機関の吸気系配管構造は、複数の気筒が並ぶ気筒列において互いに最も離れて設けられた端側第１気筒と端側第２気筒に接続された吸気マニフォルドと、前記吸気マニフォルドに接続されたインタークーラと、を備える。そして、内燃機関の吸気系配管構造は、インタークーラの吸気入口側における幅方向の中心と、インタークーラのマニフォルド側における幅方向の中心が、端側第１気筒の軸方向中心線と端側第２気筒の軸方向中心線との中央の気筒列方向中心線よりも端側第２気筒側にオフセットして、インタークーラが配設される。また、内燃機関の吸気系配管構造は、インタークーラの吸気入口側における幅方向の中心の気筒列方向中心線からのオフセット量が、インタークーラのマニフォルド側における幅方向の中心の気筒列方向中心線からのオフセット量よりも大きくなるように、インタークーラが配設される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態におけるインタークーラ付き内燃機関の正面図である。
【図２】図２は、本実施形態におけるインタークーラ付き内燃機関の平面図である。
【図３】図３は、第１の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関の正面図である。
【図４】図４は、第２の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態におけるインタークーラ付き内燃機関の正面図である。図２は、本実施形態におけるインタークーラ付き内燃機関の平面図である。これらの図には、インタークーラ付き内燃機関１の吸気系配管構造が示されている。
【００１１】
インタークーラ付き内燃機関１は、液冷インタークーラ１１（インタークーラに相当）と、吸気マニフォルド１２と、吸気通路部材１３と、シリンダブロック１４を備える。また、インタークーラ付き内燃機関１は、第１気筒ＣＹ１（端側第１気筒に相当）と、第２気筒ＣＹ２と、第３気筒ＣＹ３と、第４気筒ＣＹ４（端側第２気筒に相当）とを備える。また、インタークーラ付き内燃機関１には、オルタネータ２１のような補機が周囲に配置される。
【００１２】
液冷インタークーラ１１は、内部を通過する空気を冷却する。そして、過給機などによって圧縮され昇温した吸気の密度を高め、各気筒への吸気効率を高める。液冷インタークーラ１１における流路は、その内部において、ほぼ液冷インタークーラ１１の側面１１ｓに沿う方向に吸気が流れる形状に形成される。そして、液冷インタークーラ１１は、マニフォルド部１２ａの入口に接続する。
【００１３】
吸気マニフォルド１２は、マニフォルド部１２ａとブランチ部１２ｂとを備える。マニフォルド部１２ａ及びブランチ部１２ｂにおける空気の流路も、これらの内部において、ほぼこれらの外形に沿う形状に形成される。マニフォルド部１２ａの入口は、液冷インタークーラ１１の出口と接続する。また、マニフォルド部１２ａからは、４本のブランチ部１２ｂが延びる。そして、４本のブランチ部１２ｂは、シリンダブロック１４における気筒ＣＹ１〜ＣＹ４に接続する。
【００１４】
吸気通路部材１３は、不図示の過給機によって圧縮された吸気を液冷インタークーラー１１に流入させる。吸気通路部材１３における流路も、吸気通路部材１３の内部において、ほぼ吸気通路部材１３の外形に沿うような方向に形成される。吸気通路部材１３は、第４気筒ＣＹ４側から液冷インタークーラ１１の底部入口（接続部１１ｆ）に接続する。
【００１５】
シリンダブロック１４は、第１気筒ＣＹ１と第２気筒ＣＹ２と第３気筒ＣＹ３と第４気筒ＣＹ４の４本の気筒を含む。第１気筒ＣＹ１と第２気筒ＣＹ２と第３気筒ＣＹ３と第４気筒ＣＹ４は、気筒列方向（図１において左右方向）に一列に並ぶ。第１気筒ＣＹ１と第４気筒ＣＹ４は互いに最も離れて設けられている。シリンダブロック１４における各気筒は、吸気マニフォルド１２の４本のブランチ部１２ｂに接続する。
【００１６】
図１には、第１気筒ＣＹ１の軸方向中心線ＣＴ１と第４気筒ＣＹ４の軸方向中心線ＣＴ４の中央の気筒列方向中心線Ｃ１が示されている。また、図１には、液冷インタークーラ１１の幅方向の中心線Ｃ２が示されている。ここで、液冷インタークーラ１１の幅方向の中心線Ｃ２は、液冷インタークーラ１１の幅方向における液冷インタークーラ１１の突起部を除いた側壁１１ｓ間の中心線である。図１には、中心線Ｃ２と左右の側壁１１ｓとの間の距離が等しくｗであることが示されている。また、図１には、第１気筒ＣＹ１の軸方向中心線ＣＴ１と第４気筒ＣＹ４の軸方向中心線ＣＴ４とを直交する直交線ＣＬが示されている。
【００１７】
本実施形態における内燃機関１の吸気系配管構造では、液冷インタークーラ１１の吸気入口側における幅方向の中心Ｃ２ａと、液冷インタークーラ１１の吸気マニフォルド１２側における幅方向の中心Ｃ２ｂが、第１気筒ＣＹ１の軸方向中心線ＣＴ１と第４気筒ＣＹ４の軸方向中心線ＣＴ４との中央の気筒列方向中心線Ｃ１よりも第４気筒ＣＹ４側にオフセットするように、液冷インタークーラ１１が配設されている。
【００１８】
また、液冷インタークーラ１１の吸気入口側における幅方向の中心Ｃ２ａの気筒列方向中心線Ｃ１からのオフセット量が、液冷インタークーラ１１の吸気マニフォルド１２側における幅方向の中心Ｃ２ｂの気筒列方向中心線Ｃ１からのオフセット量よりも大きくなるように、液冷インタークーラ１１が配設される。このようにすることにより、液冷インタークーラ１１の入口側における液冷インタークーラ１１の幅方向の中心Ｃ２ａが、液冷インタークーラ１１の出口側における液冷インタークーラ１１の幅方向の中心Ｃ２ｂよりも第４気筒ＣＹ４側となるように傾けて、液冷インタークーラ１１が配設されることになる。
【００１９】
オルタネータ２１などの補機との関係で、液冷インタークーラ１１の幅方向の中心Ｃ２を気筒列方向中心線Ｃ１と一致させないように液冷インタークーラ１１を配設する場合がある。このような場合であっても、本実施形態では、液冷インタークーラ１１は第４気筒ＣＹ４寄りに設けられるとともに、液冷インタークーラ１１の入口側の幅方向の中心Ｃ２ａが出口側の幅方向の中心Ｃ２ｂよりも第４気筒ＣＹ４寄りとなるように、液冷インタークーラ１１が傾けて配設される。そのため、第４気筒ＣＹ４に流入する空気の流路に曲がりの急な箇所を設けることなく、第４気筒ＣＹ４に対して図１に示した矢印Ａ１，Ａ２のような経路で空気を流入させることができる。
【００２０】
このように、第４気筒ＣＹ４への空気の流入経路を急な曲がり箇所のない経路とすることができるので、第４気筒ＣＹ４に対しても第１気筒ＣＹ１とほぼ同じ量の空気を流入させることができる。その結果、第１気筒ＣＹ１から第４気筒ＣＹ４の空気の流入量を気筒間で著しく異ならないようにすることができる。なお、この本実施形態の効果については、後の比較例の内燃機関との比較により、より詳細に説明する。
【００２１】
前述のように、吸気通路部材１３は、第４気筒ＣＹ４側から液冷インタークーラ１１の吸気入口側に接続する。そして、本実施形態において、吸気通路部材１３は、液冷インタークーラ１１の下方で延びる方向における吸気通路部材１３の底部１３ａが、直交線ＣＬと平行となるように配設されている。
【００２２】
なお、液冷インタークーラ１１と吸気通路部材１３との接続部１１ｆにおいて、吸気効率が高くなるようにその断面積が可能な限り広げられている。
【００２３】
このようにすることで、液冷インタークーラ１１を傾けて配置しているにもかかわらず、吸気通路部材１３は、その底部１３ａが直交線ＣＬと平行になるように延設され、液冷インタークーラ１１の底部に直接接続する。換言すると、吸気通路部材１３は、上方向に起立することなく、直交線ＣＬと平行に延びたまま液冷インタークーラ１１の底部に直接接続する。そのため、内燃機関１の吸気系配管構造全体で上下方向の長さを短くし、コンパクトな内燃機関１を提供することができる。
【００２４】
本実施形態において、吸気通路部材１３と液冷インタークーラ１１との接続部１１ｆは、液冷インタークーラ１１の底部である。そして、吸気通路部材１３は、第４気筒ＣＹ４側から第１気筒ＣＹ１に向かうにつれて、接続部１１ｆから吸気通路部材１３の底部１３ａまでの距離が徐々に短くされている。
【００２５】
このようにすることで、直交線ＣＬと平行になるように吸気通路部材１３を液冷インタークーラ１１の底部に直接接続させることができる。そのため、液冷インタークーラ１１を傾けているにもかかわらず、内燃機関１の吸気系配管構造全体で上下方向の長さを短くし、コンパクトな内燃機関１を提供することができる。
【００２６】
さらに、本実施形態における内燃機関１では、液冷インタークーラ１１の第４気筒ＣＹ４側の下端１１ｂが吸気通路部材１３の直交線ＣＬと平行に延びる部分の上端１３ｂに一致するように、液冷インタークーラ１１と吸気通路部材１３とが接続する。また、液冷インタークーラ１１の第１気筒ＣＹ１側の下端１１ｃが吸気通路部材１３の上端よりも下方に配置される。そして、このような配置関係のもと、液冷インタークーラ１１と吸気通路部材１３とが接続される。
【００２７】
上記のような構成で、液冷インタークーラ１１と吸気通路部材１３とが接続するので、吸気通路部材１３を液冷インタークーラ１１の下方で起立させることなく、液冷インタークーラ１１の底部に直接接続することができる。そのため、内燃機関１の吸気系配管構造全体で上下方向の長さを短くして、コンパクトな内燃機関１を提供することができる。
【００２８】
また、本実施形態における内燃機関１では、液冷インタークーラ１１の第４気筒ＣＹ４側の上端１１ｄがマニフォルド部１２ａの下面１２ｃに一致するように、液冷インタークーラ１１と吸気マニフォルド１２とが接続される。また、液冷インタークーラ１１の第１気筒ＣＹ１側の上端１１ｅがマニフォルド部１２ａの下面１２ｃよりも低い位置に配置される。そして、このような配置関係のもと、液冷インタークーラ１１とマニフォルド部１２ａとが接続される。
【００２９】
このようにすることで、液冷インタークーラ１１の右側上端１１ｄがマニフォルド部１２ａの下面１２ｃに直接接続するので、内燃機関１の吸気系配管構造全体での上下方向の長さを短くして、コンパクトな内燃機関１を提供することができる。
【００３０】
次に、比較例のインタークーラ付き内燃機関１０１を説明し、比較例のインタークーラ付き内燃機関１０１との比較における本実施形態におけるインタークーラ付き内燃機関１の優位性を説明する。
【００３１】
図３は、第１の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関の正面図である。第１の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関１０１は、液冷インタークーラ１１１と、吸気マニフォルド１１２と、吸気通路部材１１３と、シリンダブロック１１４を備える。また、インタークーラ付き内燃機関１０１は、第１気筒ＣＹ１と、第２気筒ＣＹ２と、第３気筒ＣＹ３と、第４気筒ＣＹ４とを備える。第１の比較例における内燃機関１０１では、要素の一部の配置が本実施形態のものと異なるため符号を異ならせているが、それぞれの要素の機能は本実施形態のものと同じである。
【００３２】
図３に示されるように、一般的な内燃機関では、第１の比較例の内燃機関１０１のように、気筒列方向中心線Ｃ１０１と液冷インタークーラの幅方向の中心線Ｃ１０２がほぼ一致するように、液冷インタークーラ１１１が配置される。このようにして、吸気配分が気筒間で著しく異ならないようにしている。
【００３３】
このような第１の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関１０１において、オルタネータ１２１のような補機を気筒列方向中心線Ｃ１０１寄りに配置したい場合がある。しかしながら、このように配置しようとすると、液冷インタークーラ１１１とオルタネータ１２１との間で干渉する部分Ｄが生じてしまう。よって、液冷インタークーラ１１１をずらして配置する必要が生ずる。
【００３４】
図４は、第２の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関の正面図である。第２の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関２０１は、液冷インタークーラ２１１と、吸気マニフォルド２１２と、吸気通路部材２１３と、シリンダブロック２１４を備える。また、インタークーラ付き内燃機関２０１は、第１気筒ＣＹ１と、第２気筒ＣＹ２と、第３気筒ＣＹ３と、第４気筒ＣＹ４とを備える。第１の比較例における内燃機関２０１では、要素の一部の配置が本実施形態のものと異なるため符号を異ならせているが、それぞれの要素の機能は本実施形態のものと同じである。
【００３５】
前述の第１の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関１０１では、液冷インタークーラ１１１との干渉のためオルタネータ１２１を所望の位置に配置することができなかった。第２の比較例におけるインタークーラ付き内燃機関２０１では、オルタネータ２２１との干渉を避けるため、気筒列方向中心線Ｃ２０１から第４気筒ＣＹ４側（図４における右側）に液冷インタークーラ２１１の幅方向の中心線Ｃ２０２がオフセットするように、液冷インタークーラ２１１が配置されている。
【００３６】
上記のように単に液冷インタークーラ２１１を右側に平行移動させただけであると、マニフォルド部２１２ａとの接続の関係上、液冷インタークーラ２１１とマニフォルド部２１２ａの接続部分に曲がりの急な部分Ｃｒ１が生じてしまう。また、吸気通路部材２１３には、その起立部２１３ｅの位置を移動させることができない制約がある。そのため、上記のように単に液冷インタークーラ２１１を右側に平行移動させただけであると、液冷インタークーラ２１１と吸気通路部材２１３の接続部分の周辺で第１の比較例よりも曲がりの急な部分Ｃｒ２が生じてしまう。
【００３７】
このように、接続部分において第４気筒ＣＹ４側に曲がりの急な部分Ｃｒ１，Ｃｒ２が生じてしまうことになると、吸気通路部材２１３から流入する空気はその慣性の影響により、第４気筒ＣＹ４に流入しにくくなる。そして、第４気筒ＣＹ４に流入する空気量が著しく減少するため、流入する空気の配分が気筒間で著しく異なることになってしまう。
【００３８】
これに対し、本実施形態における内燃機関１であれば、曲がりの急な部分が生じないので、第２の比較例のように第４気筒ＣＹ４に流入する空気量が著しく減少することはない。このようにすることによって、本実施形態では、流入する空気の配分が気筒間で著しく異ならないようにすることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態における内燃機関１であれば、上記のような構成を有するので、内燃機関１の吸気系配管構造全体での上下方向の長さを短くすることができる。そして、コンパクトな内燃機関１を提供することができる。これにより、例えば、吸気通路部材１３の下方に、他の補機を配設したり、作業スペースを設けることができるという利点もある。
【００４０】
上記の実施形態では、第１気筒ＣＹ１が端側第１気筒に相当し、第４気筒ＣＹ４が端側第４気筒に相当するものとして説明を行ったが、第４気筒ＣＹ４が端側第１気筒に相当し、第１気筒ＣＹ１が端側第４気筒に相当するものとすることもできる。
【００４１】
この場合、液冷インタークーラ１１の出口における液冷インタークーラ１１の幅方向の中心Ｃ２ｂが、気筒列方向中心線Ｃ１から第１気筒ＣＹ１側にオフセットするように、液冷インタークーラ１１が配設されることになる。また、液冷インタークーラ１１の入口側における液冷インタークーラ１１の幅方向の中心Ｃ２ａが、液冷インタークーラ１１の出口側における液冷インタークーラ１１の幅方向の中心Ｃ２ｂよりも第１気筒ＣＹ１側となるように傾けて、液冷インタークーラ１１が配設されることになる。また、吸気通路部材１３は、第１気筒ＣＹ１側から液冷インタークーラ１１の接続部１１ｆに接続する。
【００４２】
このようにすることによって、第１気筒ＣＹ１に流入する空気の流路に曲がりの急な箇所が生じないので、流入する空気の配分を第１気筒ＣＹ１から第４気筒ＣＹ４の気筒間で著しく異ならないようにすることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、直列４気筒の内燃機関を例に説明を行ったが、勿論、これよりも気筒数が多い場合であってもよいし、少ない場合であってもよい。この場合であっても、これら気筒の両端部の気筒が端側第１気筒と端側第２気筒に相当することになる。
【００４４】
また、上記の実施形態では、直列気筒配置の内燃機関を例に説明したが、直列気筒配置の場合だけでなくＶ型気筒配置の内燃機関においても、二列並ぶ気筒列のうち一方の気筒列に対して上記実施形態を同様に適用することができる。例えば、Ｖ型６気筒内燃機関において、３気筒が一列に並んでいれば、その３気筒の両端部の気筒が端側第１気筒と端側第２気筒に相当することになる。
【００４５】
また、上記実施形態では、液冷インタークーラ１１を例に説明を行ったが、インタークーラは液冷インタークーラでなく、空冷のインタークーラであってもよい。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2016135820.tif 000007
2016135820.tif 000008
2016135820.tif 000009
2016135820.tif 000010