(57)【要約】【課題】排気ガスのエネルギを有効利用できるようにする。【解決手段】一対のバンク１ａ，１ｂがバンク対称面Ｋ−Ｋに関し互いにほぼ対称的に形成されているＶ型エンジン本体１を車両エンジンルームＥＲ内に縦置きし、Ｖ型エンジン本体１の上方かつ前方であってバンク対称面上に単一のツインエントリ式排気ターボチャージャ４を配置する。各バンク１ａ，１ｂの内側面２に排気マニホルド３を連結してこれら一対の排気マニホルド３を排気ターボチャージャ４の一対の排気流入口にそれぞれ連結する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ型エンジン又は水平対向型エンジンの一対のバンクがバンク対称面に関し互いにほぼ対称的に形成されており、車両エンジンルーム内にＶ型エンジン又は水平対向型エンジンを縦置きすると共に、Ｖ型エンジン又は水平対向型エンジンの上方かつ前方であってバンク対称面上に単一のツインエントリ式排気過給機を配置し、Ｖ型エンジンの各バンクの内側面又は水平対向型エンジンの各バンクの上側面に排気管を連結してこれら一対の排気管を該排気過給機の一対の排気流入口にそれぞれ連結したエンジンの吸排気装置。
【請求項２】
排気過給機の吸気流出口に連結された吸気管を一対の吸気分流管に分岐してこれら吸気分流管をそれぞれ対応するバンクに連結すると共に該一対の吸気分流管内にそれぞれスロットル弁を配置し、これらスロットル弁を独立して制御するようにした請求項１に記載のエンジンの吸排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの吸排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ型エンジンの一方のバンク側に片寄せて排気過給機を配置し、Ｖ型エンジンの各バンクの外側面に排気管を連結してこれら一対の排気管を排気過給機の排気ガス流入口に連結したエンジンが公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−１２２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このエンジンでは排気過給機に近いほうのバンクの排気管長を短くすることができるけれども、排気過給機から遠いほうのバンクの排気管長を長くせざるを得ない。このため、排気過給機から遠いほうのバンクからの排気ガスの、過給作用についての応答性が低下するおそれがある。また、排気過給機から遠いほうのバンクの排気管において排気ガスから外気への放熱量が多くなり、排気ガスのエネルギを過給作用や触媒暖気作用のために有効に利用できないおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、排気ガスのエネルギを有効利用できるようにするエンジンの吸排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明によれば、Ｖ型エンジン又は水平対向型エンジンの一対のバンクがバンク対称面に関し互いにほぼ対称的に形成されており、車両エンジンルーム内にＶ型エンジン又は水平対向型エンジンを縦置きすると共に、Ｖ型エンジン又は水平対向型エンジンの上方かつ前方であってバンク対称面上に単一のツインエントリ式排気過給機を配置し、Ｖ型エンジンの各バンクの内側面又は水平対向型エンジンの各バンクの上側面に排気管を連結してこれら一対の排気管を該排気過給機の一対の排気流入口にそれぞれ連結している。
【発明の効果】
【０００７】
排気ガスのエネルギを有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１及び図２を参照すると、Ｖ型エンジン本体１はバンク対称面Ｋ−Ｋに関し互いにほぼ対称的に配置された一対のバンク１ａ，１ｂを有する。一方のバンク１ａは１番気筒＃１、２番気筒＃２及び３番気筒＃３を含んでなり、他方のバンク１ｂは４番気筒＃４、５番気筒＃５及び６番気筒＃６を含んでなる。
【０００９】
バンク１ａ，１ｂの内側面すなわちバンク対称面Ｋ−Ｋに対面する側面２にはそれぞれ対応する排気マニホルド３が連結され、各気筒の排気ポートが対応する排気マニホルド３の入口に接続される。排気マニホルド３の出口は図３に示されるようにツインエントリ式排気ターボチャージャ４のタービン５の一対の排気流入口６にそれぞれ連結される。これら排気流入口６はタービン５のインペラ近傍まで延びる隔壁６ａにより互いに分離されている。タービン５の排気流出口７は排気管８に連結される。排気管８内には上流側から順に、小容量の三元触媒９と大容量のＮＯｘ吸蔵還元触媒１０とが配置される。
【００１０】
一方、バンク１ａ，１ｂの外側面すなわちバンク対称面Ｋ−Ｋと反対側の側面１１にはそれぞれ対応する吸気マニホルド１２が連結され、各気筒の吸気ポートが対応する吸気マニホルド１２の出口に接続される。吸気マニホルド１２の入口はそれぞれ対応する吸気分流管１３を介して共通の吸気管１４の出口に連結され、吸気管１４の入口は図３に示されるように排気ターボチャージャ４のコンプレッサ１５の吸気流出口１６に連結される。コンプレッサ１５の吸気流入口１７は吸気ダクト１８を介してエアクリーナ１９に連結される。吸気管１４内には排気ターボチャージャ４により過給された空気を冷却するための冷却装置２０が配置され、冷却装置２０下流の吸気管１４内にはアクチュエータ２１により駆動されるスロットル弁２２が配置される。また、吸気ダクト１８内には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ２３が配置される。なお、図１において２４は燃料噴射弁を、図２において２５はクランクシャフトを、それぞれ示している。
【００１１】
さらに、図１及び図２に示されるように、エンジン本体１は車両エンジンルームＥＲ内に縦置きに配置され、排気ターボチャージャ４は車両エンジンルームＥＲ内においてエンジン本体１の上方かつ前方であってバンク対称面Ｋ−Ｋ上に配置される。また、冷却装置２０は排気ターボチャージャ４よりも前方のエンジンルームＥＲ内に収容される。
【００１２】
吸気ダクト１８内を流通した空気は排気ターボチャージャ４のコンプレッサ１５により過給され、冷却装置２０により冷却され、次いでそれぞれ対応する吸気分流管１３及び吸気マニホルド１２内を流通し、次いで各バンク１ａ，１ｂの気筒に供給される。一方、各気筒から排出された排気ガスはそれぞれ対応する排気マニホルド３内を介して排気ターボチャージャ４内に流入し、タービン５を駆動する。次いで、三元触媒９内及びＮＯｘ吸蔵還元触媒１０内を順次流通する。
【００１３】
このように本発明による実施例では、排気マニホルド３がバンク１ａ，１ｂの内側面２に連結されており、排気ターボチャージャ４がエンジン本体１の上方でかつバンク対称面Ｋ−Ｋ上に配置されているので、各バンク又は気筒から排気ターボチャージャ４までの排気ガス流路長をきわめて短くすることができる。したがって、排気ガスの過給作用についての応答性を向上させることができる。また、排気マニホルド３内の排気ガスから外気への放熱量を低減することができ、排気ガスのエネルギを過給作用や触媒暖気作用のために有効に利用することができる。
【００１４】
ここで、図１及び図２に示されるＶ型エンジンの燃焼順序は例えば＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４である。その結果、各バンク１ａ，１ｂにおいて気筒の排気行程が互いに重ならないので、バンク１ａ，１ｂからそれぞれ対応するタービン５の排気流入口６に流入する排気ガスにいわゆる排気干渉が生じない。しかも、ツインエントリ式排気ターボチャージャ４では、隔壁６ａ（図３参照）によって、バンク１ａからの排気ガスとバンク１ｂからの排気ガスとの間の干渉が生じないようにされている。したがって、排気ガスを過給作用のためにさらに有効利用することができる。
【００１５】
さらに、排気ターボチャージャ４がバンク対称面Ｋ−Ｋ上に配置されているので、バンク１ａ，１ｂから排気ターボチャージャ４までの排気ガス流路長を互いに等しくすることができる。その結果、タービン５の一対の排気流入口６に流入する排気ガスの温度が互いにほぼ等しくなり、これら排気流入口６に大きな歪みが生ずるのを阻止することができる。すなわち、一方の排気流入口６に流入する排気ガスが高温であり他方の排気流入口６に流入する排気ガスが低温であると、これら排気流入口６に大きな熱応力が作用して歪みが生ずるおそれがある。本発明による実施例ではこの問題を阻止できる。
【００１６】
本発明による実施例では、排気ターボチャージャ４がエンジン本体１の前方に配置されているので、図１に矢印Ｗで示される車両走行風により排気ターボチャージャ４を良好に冷却することができる。排気ターボチャージャ４の過熱を防止するために空燃比を一時的にリッチにすることが知られているけれども、本発明による実施例では排気ターボチャージャ４の過熱防止のために必要な燃料量を低減することができ、したがって燃料消費率を向上させ、炭化水素ＨＣの排出を低減することができる。また、本発明による実施例では、バンク毎に排気ターボチャージャを設けるのではなく、単一の排気ターボチャージャ４が設けられているので、コストを低減できるだけでなく、比較的狭いエンジンルームＥＲを有効利用することができる。
【００１７】
図１に示される例では、吸気管１４内に単一の冷却装置２０及び単一のスロットル弁２２が配置されている。しかしながら、図４に示されるように吸気管１４から分岐された一対の吸気分流管１３内に冷却装置２０及びスロットル弁２２をそれぞれ配置し、これらスロットル弁２２を独立して制御するようにしてもよい。このようにすると、各バンク１ａ，１ｂの気筒の出力トルクを独立して制御することができるので、バンク１ａ，１ｂの空燃比を互いに異ならせて運転すべきときにバンク１ａ，１ｂ間の出力トルク差を簡単に低減することができる。
【００１８】
なお、本発明を水平対向型エンジンにも適用することもできる。この場合、バンクの上側面に排気マニホルド３がそれぞれ連結され、バンクの下側面に吸気マニホルド１２が連結される。また、本発明は火花点火式エンジンにも圧縮着火式エンジンにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による実施例を示すＶ型エンジン及び排気ターボチャージャの平面図である。
【図２】本発明による実施例を示すＶ型エンジン及び排気ターボチャージャの側面図である。
【図３】ツインエントリ式排気ターボチャージャの詳細図である。
【図４】本発明による別の実施例を示すＶ型エンジン及び排気ターボチャージャの平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    Ｖ型エンジン本体
１ａ，１ｂ    バンク
２    内側面
３    排気マニホルド
４    排気ターボチャージャ
ＥＲ    エンジンルーム
Ｋ    バンク対称面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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