JP2019044585A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】インタークーラに生じる応力を低減することのできる内燃機関を提供する。【解決手段】第１バンク１０Ａ及び第２バンク１０Ｂの鉛直方向上方には第１インタークーラ２０Ａ及び第２インタークーラ２０Ｂがそれぞれ配置されている。第１及び第２インタークーラ２０Ａ、２０Ｂの間には、内燃機関１０に固定された状態で第１及び第２インタークーラ２０Ａ、２０Ｂの各吸気出口に固定されたサージタンク２２が設けられている。第１インタークーラ２０Ａの吸気入口に固定された第１吸気管２１Ａと前記第２インタークーラ２０Ｂの吸気入口に固定された第２吸気管２１Ｂは内燃機関１０に固定されている。そして、第１インタークーラ２０Ａを跨いで第１吸気管２１Ａ及びサージタンク２２に接続された第１補強部材４０Ａと、第２インタークーラ２０Ｂを跨いで第２吸気管２１Ｂ及びサージタンク２２に接続された第２補強部材４０Ｂと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に関する。

特許文献１には、第１バンク及び第２バンクを有するＶ型の内燃機関において、各バンクの上方にインタークーラをそれぞれ設けた構成が記載されている。

特開平５−１５６２号公報

ところで、各バンクの上方にそれぞれインタークーラを設ける場合において、各インタークーラの間に各バンク共通のサージタンクを配置してこのサージタンクを各インタークーラ及び内燃機関に固定する。そして、インタークーラに流入する空気の通路を構成する吸気管をバンクの外側に配置して内燃機関に固定すると、次のような不都合の発生が懸念される。

すなわち、各バンクの振動が吸気管に伝わることで当該吸気管が変形すると、内燃機関に固定されたサージタンクを支点にして、このサージタンクに固定された各インタークーラが撓むように変形するため、インタークーラに大きな応力が作用するおそれがある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、インタークーラに作用する応力を低減することのできる内燃機関を提供することにある。

上記課題を解決する内燃機関は、第１バンク及び第２バンクを有するＶ型の内燃機関であって、前記第１バンクの鉛直方向上方に配置されて、前記第１バンク及び前記第２バンクのバンク間側に吸気出口を有するとともに、前記バンク間側とは反対の前記第１バンクの外側に吸気入口を有する第１インタークーラと、前記第２バンクの鉛直方向上方に配置されて、前記バンク間側に吸気出口を有するとともに、前記バンク間側とは反対の前記第２バンクの外側に吸気入口を有する第２インタークーラと、前記第１インタークーラ及び前記第２インタークーラの間に配置されて当該内燃機関に固定されるとともに、前記第１インタークーラの前記吸気出口及び前記第２インタークーラの前記吸気出口に固定されたサージタンクと、当該内燃機関に固定されるとともに、前記第１インタークーラの前記吸気入口に固定された第１吸気管と、当該内燃機関に固定されるとともに、前記第２インタークーラの前記吸気入口に固定された第２吸気管と、前記第１インタークーラを跨いで前記第１吸気管及び前記サージタンクに接続された第１補強部材と、前記第２インタークーラを跨いで前記第２吸気管及び前記サージタンクに接続された第２補強部材と、を備える。

同構成によれば、上記第１補強部材によって第１インタークーラの撓みが抑えられるようになるとともに、上記第２補強部材によって第２インタークーラの撓みが抑えられるようになるため、第１インタークーラや第２インタークーラに作用する応力を低減することができるようになる。

一実施形態における内燃機関の正面を示す模式図。 同実施形態におけるインタークーラを内燃機関の上方から見た模式図。 同実施形態の内燃機関の側面を示す模式図。 同実施形態の変形例における吸気管の形状を示す模式図。

以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、Ｖ型の内燃機関であり、第１バンク１０Ａ及び第２バンク１０Ｂを備えている。なお、第１バンク１０Ａ及び第２バンク１０Ｂは、複数の気筒を有しており、各バンクの構造は一部を除いて同様である。そこで、以下では、第１バンク１０Ａに設けられた部材と第２バンク１０Ｂに設けられた部材とを区別する必要があるときには、第１バンク１０Ａに設けられた部材の符号の末尾に「Ａ」を付け、第２バンク１０Ｂに設けられた部材の符号の末尾には「Ｂ」を付ける。

内燃機関１０の正面には、クランクシャフトの回転力を各機構に伝えるチェーンを覆うためのチェーンカバー１２が固定されている。
第１バンク１０Ａの上部には、第１ヘッドカバー１１Ａが固定されており、第２バンク１０Ｂの上部には、第２ヘッドカバー１１Ｂが固定されている。

第１バンク１０Ａの鉛直方向上方には、第１インタークーラ２０Ａが配置されている。第１インタークーラ２０Ａは、第１バンク１０Ａ及び第２バンク１０Ｂのバンク間側に吸気出口２４を有するとともに、バンク間側とは反対の第１バンク１０Ａの外側に吸気入口２３を有している。

第２バンク１０Ｂの鉛直方向上方には、第２インタークーラ２０Ｂが配置されている。第２インタークーラ２０Ｂは、第１バンク１０Ａ及び第２バンク１０Ｂのバンク間側に吸気出口２４を有するとともに、バンク間側とは反対の第２バンク１０Ｂの外側に吸気入口２３を有している。

上記吸気入口２３や吸気出口２４は、第１インタークーラ２０Ａや第２インタークーラ２０Ｂの側面を気筒配列方向に沿って延びるように開口している（図示略）。
第１インタークーラ２０Ａ及び第２インタークーラ２０Ｂの間には、各気筒に吸気を分配する吸気マニホールド３０を介して内燃機関１０に固定されたサージタンク２２が設けられている。

このサージタンク２２は、第１インタークーラ２０Ａの吸気出口２４及び第２インタークーラ２０Ｂの吸気出口２４にそれぞれ連通するようにして各吸気出口２４に固定されている。なお、本実施形態では、かしめ加工を行って各吸気出口２４とサージタンク２２とを固定することにより気密性等を確保しているが、他の方法で固定してもよい。このように本実施形態では、第１インタークーラ２０Ａ及び第２インタークーラ２０Ｂ及びサージタンク２２が一体化されている。

第１インタークーラ２０Ａの吸気入口２３には、第１インタークーラ２０Ａに流入する空気の通路を構成する第１吸気管２１Ａが連通するように固定されている。また、第２インタークーラ２０Ｂの吸気入口２３には、第２インタークーラ２０Ｂに流入する空気の通路を構成する第２吸気管２１Ｂが連通するように固定されている。なお、本実施形態では、第１インタークーラ２０Ａの吸気入口２３と第１吸気管２１Ａとの固定、並びに第２インタークーラ２０Ｂの吸気入口２３と第２吸気管２１Ｂとの固定をかしめ加工にて行うことにより気密性等を確保するようにしているが、他の方法で固定してもよい。このように本実施形態では、第１吸気管２１Ａ及び第１インタークーラ２０Ａが一体化されており、第２吸気管２１Ｂ及び第２インタークーラ２０Ｂが一体化されている。つまり、本実施形態では、第１インタークーラ２０Ａ及び第２インタークーラ２０Ｂ及びサージタンク２２及び第１吸気管２１Ａ及び第２吸気管２１Ｂが一体となっており、ユニット化されたインタークーラになっている。ちなみに、本実施形態では、このようにして予めユニット化しておいたインタークーラが内燃機関１０に組み付けられる。

図２や図３に示すように、第１吸気管２１Ａは、気筒配列方向Ｌに向かって延びるように形成されている。同様に、第２吸気管２１Ｂも気筒配列方向Ｌに向かって延びるように形成されている。なお、図３では、内燃機関１０において第１バンク１０Ａ側に設けられる部材の符号を括弧無しで示し、第２バンク１０Ｂ側に設けられる部材の符号を括弧付きで示している。

先の図１や図３に示すように、第１吸気管２１Ａの長手方向（気筒配列方向Ｌ）の前部は、第１フロントブラケット５０Ａを介して内燃機関１０に締結固定されている。より詳細には第１フロントブラケット５０Ａを介してチェーンカバー１２にボルト締結されている。同様に、第２吸気管２１Ｂの長手方向（気筒配列方向Ｌ）の前部は、第２フロントブラケット５０Ｂ（図１参照）を介して内燃機関１０に締結固定されている。より詳細には第２フロントブラケット５０Ｂを介してチェーンカバー１２にボルト締結されている。

先の図３に示すように、第１吸気管２１Ａの長手方向（気筒配列方向Ｌ）の後部は、第１リアブラケット６０Ａを介して内燃機関１０に締結固定されている。より詳細には第１リアブラケット６０Ａを介して第１ヘッドカバー１１Ａの上面にボルト締結されている。同様に、第２吸気管２１Ｂの長手方向（気筒配列方向Ｌ）の後部も、第１リアブラケット６０Ａと同様な第２リアブラケット６０Ｂを介して内燃機関１０に締結固定されている。より詳細には第２リアブラケット６０Ｂを介して第２ヘッドカバー１１Ｂの上面にボルト締結されている。

先の図１や図２に示すように、ユニット化された本実施形態のインタークーラには、第１インタークーラ２０Ａを跨いで第１吸気管２１Ａ及びサージタンク２２に接続された第１補強部材４０Ａや、第２インタークーラ２０Ｂを跨いで第２吸気管２１Ｂ及びサージタンク２２に接続された第２補強部材４０Ｂが備えられている。

第１補強部材４０Ａは、第１吸気管２１Ａの上面及びサージタンク２２の上面にそれぞれ固定されるブラケット４１Ａと、両端が各ブラケット４１Ａの上部に固定されたシャフト４２Ａと、シャフト４２Ａに固定されており弾性部材で形成された円筒状の係合部４３Ａとを備えている。

同様に、第２補強部材４０Ｂは、第２吸気管２１Ｂの上面及びサージタンク２２の上面にそれぞれ固定されるブラケット４１Ｂと、両端が各ブラケット４１Ｂの上部に固定されたシャフト４２Ｂと、シャフト４２Ｂに固定されており弾性部材で形成された円筒状の係合部４３Ｂとを備えている。

内燃機関１０の上方には、意匠カバーとして機能するエンジンカバー１００が配置されており、このエンジンカバー１００の下面には２つの爪部１１０が設けられている。これら爪部１１０を上記係合部４３Ａ、４３Ｂにそれぞれ嵌めることにより、内燃機関１０に対するエンジンカバー１００の組み付けが行われる。

先の図３に示すように、内燃機関１０において第１バンク１０Ａ側の側面には、第１過給機７０Ａが固定されている。また、第１吸気管２１Ａの開口端には、スロットルバルブを有する第１スロットルモジュール９０Ａが固定されており、第１過給機７０Ａの吸気出口及び第１スロットルモジュール９０Ａの吸気入口には第１吸気通路８０Ａが固定されている。

同様に、内燃機関１０において第２バンク１０Ｂ側の側面には、第２過給機７０Ｂが固定されている。また、第２吸気管２１Ｂの開口端には、スロットルバルブを有する第２スロットルモジュール９０Ｂが固定されており、第２過給機７０Ｂの吸気出口及び第２スロットルモジュール９０Ｂの吸気入口には第２吸気通路８０Ｂが固定されている。

以上説明した本実施形態によれば、次の作用効果を得ることができる。
（１）サージタンク２２が吸気マニホールド３０を介して内燃機関１０に固定されている。また、第１吸気管２１Ａが第１フロントブラケット５０Ａ及び第１リアブラケット６０Ａを介して内燃機関１０に固定されており、第２吸気管２１Ｂが第２フロントブラケット５０Ｂ及び第２リアブラケット６０Ｂを介して内燃機関１０に固定されている。

ここで、上述したように第１インタークーラ２０Ａ及び第２インタークーラ２０Ｂ及びサージタンク２２及び第１吸気管２１Ａ及び第２吸気管２１Ｂは一体化されている。そのため、第１バンク１０Ａの振動が第１吸気管２１Ａに伝わることにより、当該第１吸気管２１Ａが内燃機関１０の上下方向に振動して変形すると、内燃機関１０に固定されたサージタンク２２を支点にして、このサージタンク２２に固定された第１インタークーラ２０Ａが撓むように変形させる力が作用する。しかし、本実施形態では、第１インタークーラ２０Ａを跨いで第１吸気管２１Ａ及びサージタンク２２に接続された第１補強部材４０Ａが設けられている。そのため、そうした第１インタークーラ２０Ａの撓みが抑えられ、これにより第１インタークーラ２０Ａに作用する応力が低減されるようになる。従って、例えば第１インタークーラ２０Ａの耐振性等が高まるようになる。

同様に、第２バンク１０Ｂの振動が第２吸気管２１Ｂに伝わることにより、当該第２吸気管２１Ｂが内燃機関１０の上下方向に振動して変形すると、内燃機関１０に固定されたサージタンク２２を支点にして、このサージタンク２２に固定された第２インタークーラ２０Ｂが撓むように変形させる力が作用する。しかし、本実施形態では、第２インタークーラ２０Ｂを跨いで第２吸気管２１Ｂ及びサージタンク２２に接続された第２補強部材４０Ｂが設けられている。そのため、そうした第２インタークーラ２０Ｂの撓みが抑えられ、これにより第２インタークーラ２０Ｂに作用する応力も低減されるようになる。従って、例えば第２インタークーラ２０Ｂの耐振性等も高まるようになる。

（２）上記第１補強部材４０Ａや第２補強部材４０Ｂを、エンジンカバー１００を組み付けるための部材としても利用している。そのため、エンジンカバー１００を組み付けるための部材と、第１補強部材４０Ａ及び第２補強部材４０Ｂとを別途用意する場合と比較して、部品点数を少なくすることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・図４に示すように、第１吸気管２１Ａの吸気上流側を気筒配列方向Ｌに対して交差する方向に向かって延びるように形成し、第１吸気管２１Ａの吸気下流側を第１インタークーラ２０Ａの吸気入口２３の形状に合わせて広げるようにしてもよい。同様に、第２吸気管２１Ｂの吸気上流側を気筒配列方向Ｌに対して交差する方向に向かって延びるように形成し、第２吸気管２１Ｂの吸気下流側を第２インタークーラ２０Ｂの吸気入口２３の形状に合わせて広げるようにしてもよい。

・第１補強部材４０Ａや第２補強部材４０Ｂを、エンジンカバー１００を組み付けるための部材としても利用した。その他、エンジンカバー１００を組み付けるための部材と、第１補強部材４０Ａ及び第２補強部材４０Ｂとを別途用意してもよい。

・第１フロントブラケット５０Ａや第２フロントブラケット５０Ｂをチェーンカバー１２に固定したが、内燃機関１０の他の部位に固定してもよい。また、第１リアブラケット６０Ａや第２リアブラケット６０Ｂを各バンクのヘッドカバー（第１ヘッドカバー１１Ａや第２ヘッドカバー１１Ｂ）に固定したが、内燃機関１０の他の部位に固定してもよい。つまり、内燃機関１０における第１吸気管２１Ａや第２吸気管２１Ｂの固定部位は適宜変更してもよい。

・第１吸気管２１Ａは、第１フロントブラケット５０Ａ及び第１リアブラケット６０Ａを介して内燃機関１０に固定されていた。一方、そうした第１フロントブラケット５０Ａや第１リアブラケット６０Ａが省略されている場合でも、第１吸気管２１Ａには、内燃機関１０に固定された第１過給機７０Ａ、第１吸気通路８０Ａ、第１スロットルモジュール９０Ａを介して振動が伝わるため、上述したように第１インタークーラ２０Ａには撓みが生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、上記第１補強部材４０Ａが設けられているため、そうした第１フロントブラケット５０Ａや第１リアブラケット６０Ａが省略されている場合であっても、第１インタークーラ２０Ａの撓みが抑えられるため、第１インタークーラ２０Ａに作用する応力を低減することができる。

同様に、第２吸気管２１Ｂは、第２フロントブラケット５０Ｂ及び第２リアブラケット６０Ｂを介して内燃機関１０に固定されていた。一方、そうした第２フロントブラケット５０Ｂや第２リアブラケット６０Ｂが省略されている場合でも、第２吸気管２１Ｂには、内燃機関１０に固定された第２過給機７０Ｂ、第２吸気通路８０Ｂ、第２スロットルモジュール９０Ｂを介して振動が伝わるため、上述したように第２インタークーラ２０Ｂには撓みが生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、上記第２補強部材４０Ｂが設けられているため、そうした第２フロントブラケット５０Ｂや第２リアブラケット６０Ｂが省略されている場合であっても、第２インタークーラ２０Ｂの撓みが抑えられるため、第２インタークーラ２０Ｂに作用する応力を低減することができる。

・上記第１インタークーラ２０Ａや第２インタークーラ２０Ｂは、かしめ加工を通じてサージタンク２２及び第１吸気管２１Ａ及び第２吸気管２１Ｂが一体化されたインタークーラであった。この他、第１インタークーラ２０Ａ及び第２インタークーラ２０Ｂ及びサージタンク２２及び第１吸気管２１Ａ及び第２吸気管２１Ｂがそれぞれ別部材になっており、バンドやボルトなどで各部材を組み付けるようにしてもよい。

１０…内燃機関、１０Ａ…第１バンク、１０Ｂ…第２バンク、１１Ａ…第１ヘッドカバー、１１Ｂ…第２ヘッドカバー、１２…チェーンカバー、２０Ａ…第１インタークーラ、２０Ｂ…第２インタークーラ、２１Ａ…第１吸気管、２１Ｂ…第２吸気管、２２…サージタンク、２３…吸気入口、２４…吸気出口、３０…吸気マニホールド、４０Ａ…第１補強部材、４０Ｂ…第２補強部材、４１Ａ…ブラケット、４１Ｂ…ブラケット、４２Ａ…シャフト、４２Ｂ…シャフト、４３Ａ…係合部、４３Ｂ…係合部、５０Ａ…第１フロントブラケット、５０Ｂ…第２フロントブラケット、６０Ａ…第１リアブラケット、６０Ｂ…第２リアブラケット、７０Ａ…第１過給機、７０Ｂ…第２過給機、８０Ａ…第１吸気通路、８０Ｂ…第２吸気通路、９０Ａ…第１スロットルモジュール、９０Ｂ…第２スロットルモジュール、１００…エンジンカバー、１１０…爪部。

Claims (1)

1. 第１バンク及び第２バンクを有するＶ型の内燃機関であって、
   前記第１バンクの鉛直方向上方に配置されて、前記第１バンク及び前記第２バンクのバンク間側に吸気出口を有するとともに、前記バンク間側とは反対の前記第１バンクの外側に吸気入口を有する第１インタークーラと、
   前記第２バンクの鉛直方向上方に配置されて、前記バンク間側に吸気出口を有するとともに、前記バンク間側とは反対の前記第２バンクの外側に吸気入口を有する第２インタークーラと、
   前記第１インタークーラ及び前記第２インタークーラの間に配置されて当該内燃機関に固定されるとともに、前記第１インタークーラの前記吸気出口及び前記第２インタークーラの前記吸気出口に固定されたサージタンクと、
   当該内燃機関に固定されるとともに、前記第１インタークーラの前記吸気入口に固定された第１吸気管と、
   当該内燃機関に固定されるとともに、前記第２インタークーラの前記吸気入口に固定された第２吸気管と、
   前記第１インタークーラを跨いで前記第１吸気管及び前記サージタンクに接続された第１補強部材と、
   前記第２インタークーラを跨いで前記第２吸気管及び前記サージタンクに接続された第２補強部材と、を備える
   内燃機関。