車両搭載用のターボ過給機付エンジン
【課題】エンジン本体２の側面に２つのターボ過給機３，４及び排気浄化装置５をコンパクトに配置し、エンジン周辺機器のレイアウトを容易にする。
【解決手段】エンジン本体２の側面において、ターボ過給機３，４をクランク軸方向の片側に寄せて、且つ大型ターボ過給機４が上になり小型ターボ過給機３が下になるように上下に配置し、クランク軸方向反対側の空いたスペースに排気浄化装置５をその排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置き状態で配置する。
【解決手段】エンジン本体２の側面において、ターボ過給機３，４をクランク軸方向の片側に寄せて、且つ大型ターボ過給機４が上になり小型ターボ過給機３が下になるように上下に配置し、クランク軸方向反対側の空いたスペースに排気浄化装置５をその排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置き状態で配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両搭載用のターボ過給機付エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載するエンジン本体に、小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置が支持されているターボ過給機付エンジンは従来より知られている。例えば、特許文献１には、クランク軸方向が車両の車軸方向になるように配置された横置きエンジンにおいて、そのエンジン本体の車両前後方向における後側に、小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を配置したものが記載されている。
【０００３】
この特許文献１のエンジンでは、大型ターボ過給機とＤＰＦとは、共に軸線がクランク軸方向に延びる横置きとされ、且つエンジン本体側面において略同じ高さでクランク軸方向に並ぶように配置されて、タービン出口がＤＰＦの排気入口に直結されている。小型ターボ過給機は、軸線がクランク軸方向に延びる横置きとされて、ＤＰＦの上方（大型ターボ過給機よりも高位置）に配置されている。
【０００４】
排気マニホールドには、２つの排気出口が設けられて、一方の排気出口が小型ターボ過給機のタービンに接続され、他方の排気出口が小型ターボ過給機をバイパスするバイパス管によって大型ターボ過給機のタービンに接続されている。小型ターボ過給機のタービン出口に接続された排気管は、上方へ延びてから下方の大型ターボ過給機に向かって曲がり下って上記バイパス管に接続されている。
【０００５】
上記ターボ過給機付エンジンの場合、大小の両ターボ過給機がエンジン本体の近傍に配設されるため、排気エネルギの損失が少なくなり、過給性能が向上する。さらに、ＤＰＦが大型ターボ過給機のタービン出口に直結されているため、温度が高い排気がＤＰＦに供給され、フィルタの再生効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
大型ターボ過給機と排気浄化装置としてのＤＰＦとを共に横置きとしてクランク軸方向に並べて直結すると、上述の利点があるものの、排気浄化装置が大型になると、大型ターボ過給機と排気浄化装置とを合わせたクランク軸方向の全長が長くなり、その両端がエンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出してくる。このことは、冷却水ポンプ、オルタネータなどエンジン補機類のレイアウトを難しくし、或いはエンジンルーム内でのエアクリーナ、インタークーラ、ＥＧＲ系の配管、バッテリ等のレイアウト、さらには、車両用ブレーキを構成するマスターバックのレイアウトを難しく一因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明では、大型ターボ過給機と小型ターボ過給機とをエンジン本体側面のクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、反対側のスペースに排気浄化装置を排気入口が上になり排気出口が下になる竪置きにして配置することにより、排気浄化装置が大型になっても、大小の両ターボ過給機、排気浄化装置及び吸排気管をエンジン本体の片側の側面にコンパクトに配置できるようにした。以下、具体的に説明する。
【０００９】
上記課題を解決する手段は、エンジン本体の片側の側面に、排気マニホールド出口にタービンが接続された小型ターボ過給機と、該小型ターボ過給機のタービン出口にタービンが接続された大型ターボ過給機と、該大型ターボ過給機のタービン出口に接続された排気浄化装置とが設けられている車両搭載用のターボ過給機付エンジンにおいて、
上記小型ターボ過給機は、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置され、
上記大型ターボ過給機は、上記小型ターボ過給機と同じく、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、上記小型ターボ過給機の上方に配置され、且つタービン出口が上記クランク軸方向の上記片側とは反対側を向くように設けられ、
上記排気浄化装置は、上記エンジン本体側面において、上記クランク軸方向の片側寄りに配置された両ターボ過給機とは上記クランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにされ、その排気入口が上記大型ターボ過給機のタービン出口に接続され、その排気出口が排気管に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、エンジン本体側面において、大小のターボ過給機をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、そのことによって、クランク軸方向の反対側の空いたスペースに排気浄化装置を竪置き状態で配置したから、排気浄化装置が大型になっても、これら大小のターボ過給機及び排気浄化装置が、エンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまることになる。よって、エンジン補機類のレイアウトやエンジンルームに配置される他の機器のレイアウトの自由度が高くなる。
【００１１】
そして、小型ターボ過給機の上側に大型ターボ過給機を配置して、そのタービン出口が排気浄化装置の方を向くようにしたから、このタービン出口と排気浄化装置の排気入口とを短距離で結ぶことができる。また、大小のターボ過給機がクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置されているから、この両ターボ過給機のタービン同士やコンプレッサ同士を結ぶ吸排気通路の短縮も図れることになる。このように大小のターボ過給機及び排気浄化装置三者間を結ぶ管路が短くなるということは、軽量化が図れるだけでなく、その管路の熱による伸びが小さくなることを意味し、よって、フレキシブル管の使用を少なくしてそれら管路を簡素にすることができ、さらにはこれら大小のターボ過給機及び排気浄化装置のエンジン本体への支持も容易になる。
【００１２】
好ましい実施形態では、上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
当該車両のブレーキ装置を構成するマスターバックが、上記クランク軸方向において、上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機を間に挟んで上記排気浄化装置の反対側に、または、上記クランク軸方向において、上記排気浄化装置を間に挟んで上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機の反対側に、配置されていることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、横置きエンジンの場合、エンジン本体がエンジンルーム内のスペースを車両の車軸方向に幅広く占めることになるため、ブレーキ装置のマスターバックと干渉を避けるべく、エンジン本体の背部（後側）に配設される周辺機器は車軸方向に大きく広がらないように配置する必要がある。これに対して、当該実施形態によれば、２つのターボ過給機をエンジン本体背部においてクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、その反対側の空いたスペースに排気浄化装置を竪置きで配置したから、これらがエンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことが避けられ、マスターバックのレイアウトが容易になる。
【００１４】
好ましい実施形態では、上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
車体フロア前部に幅方向中央部位を車体前後方向に延びて前端がエンジンルームに開口した鞍型の排気管収容部が設けられ、
上記排気浄化装置の排気出口に接続された上記排気管が上記排気管収容部に収容されていることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、排気浄化装置を排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにしたから、その排気出口に接続する排気管をエンジンルーム内で曲がりくねらせることなく車体フロア前部の鞍型の排気管収容部に通すことが容易になり、排気抵抗の低減に有利になる。
【００１６】
好ましい実施形態では、上記排気マニホールド出口から上記小型ターボ過給機をバイパスして排気を上記大型ターボ過給機に導入するための第１バイパス通路と、上記大型ターボ過給機をバイパスして排気を上記排気浄化装置に導入するための第２バイパス通路とを備え、
上記第１及び第２の両バイパス通路各々には、上記排気浄化装置の温度が排気を浄化する所定の活性温度に達していないときに、各々のバイパス通路を開とする開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
従って、排気浄化装置が活性化していないときには、両バイパス通路が開となることにより、排気マニホールドから排出される排気が、小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機による温度低下を招くことなく、高い温度のまま排気浄化装置に流入することになり、該排気浄化装置の早期活性化に有利になる。
【００１８】
好ましい実施形態では、上記大型ターボ過給機と小型ターボ過給機とが上記排気マニホールド出口を挟んで上下に配置され、
上記排気マニホールド出口から上下に分かれて上記大小両ターボ過給機各々のタービンに延びる二股状の排気管部を備え、該排気管部の上記大型ターボ過給機に延びる上側の分岐部が上記第１バイパス通路を構成していることを特徴とする。
【００１９】
従って、第１バイパス通路長の短縮が図れ、排気が排気マニホールドから排気浄化装置に達するまでに逃げる熱量が少なくなり、排気浄化装置の早期活性化に有利になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、エンジン本体側面において、大小のターボ過給機をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、クランク軸方向反対側の空いたスペースに排気浄化装置を竪置き状態で配置するとともに、小型ターボ過給機の上側に大型ターボ過給機を配置してそのタービン出口を排気浄化装置の方を向けたから、排気浄化装置が大型になっても、大小のターボ過給機及び排気浄化装置が、エンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまり、エンジン補機類のレイアウトやエンジンルームに配置される他の機器のレイアウトの自由度が高くなり、しかも、大小のターボ過給機及び排気浄化装置三者間を結ぶ管路の短縮に有利になり、管路の熱による伸びも小さくなり、大小のターボ過給機及び排気浄化装置のエンジン本体への支持も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るターボ過給機付エンジンの正面図（車両後方側から視た正面図）である。
【図２】同エンジンの平面図である。
【図３】同エンジンの右側面図である。
【図４】同エンジンの冷却水及びオイルの配管の一部、並びに排気浄化装置を除いて示す右側面図である。
【図５】同エンジンの一部を示す左側面図である。
【図６】同エンジンのターボ過給機の吸排気系統を模式的に示す図である。
【図７】同エンジンのターボ過給機の冷却水配管を示す正面図である。
【図８】同エンジンのターボ過給機の冷却水及びオイルの配管を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２３】
図１は車両に搭載するターボ過給機付の多気筒ディーゼルエンジン１を車両前後方向の後側から視た図である。エンジン本体２は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、小型ターボ過給機３、大型ターボ過給機４及び排気浄化装置５が、車両前後方向におけるエンジン本体２の後側の側面に配置されている。
【００２４】
同図において、６はフロアパネル、７は車室とその前方のエンジンルームとを仕切るダッシュパネルである。フロアパネル６の車幅方向中央部には前後方向に延びるフロアトンネル部材８が設けられており、このトンネル部材８が車体フロア前部において前端がエンジンルームに開口した鞍型の排気管収容部９を形成している。ダッシュパネル７には車両のブレーキ装置を構成するマスターバック１１ａが取付けられるようなっている。図１及び図２において、左側のマスターバック１１ａは左ハンドルのときに設けられるものであり、右側のマスターバック１１ａは右ハンドルのときに設けられるものである。
＜ターボ過給機及び排気浄化装置の配置・支持構造＞
ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５の配置について説明する。小型ターボ過給機３は、エンジン本体２の側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置されている。大型ターボ過給機４は、小型ターボ過給機３と同じく、エンジン本体２の側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、小型ターボ過給機３の上方に配置されている。ターボ過給機３，４は共に、各々のタービン３ａ，４ａの出口がクランク軸方向の反対側を向くように、その軸線がクランク軸方向に延びる横置きにされている。
【００２５】
排気浄化装置５は、エンジン本体２の側面において、両ターボ過給機３，４とはクランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにされている。この排気浄化装置５は、酸化触媒とＤＰＦとを前者が上（上流側）になり後者が下（下流側）になるように容器に収容されたものである。図３にも示すように、排気浄化装置５の下側の出口管部５ｂは下流側排気管１２に接続され、下流側排気管１２は鞍型の排気管収容部９に収容されている。
【００２６】
ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５の支持構造について説明する。排気浄化装置５は、図２及び図３に示すように、上端部がシリンダヘッドカバー１３より側方に突出した上ブラケット１４に支持され、図１及び図３に示すように、下端部がシリンダブロック１５より側方に突出した下ブラケット１６に支持されている。上ブラケット１４にはクランク軸方向に延びる支軸が設けられ、排気浄化浄化装置５の上端部はその支軸に支持されている。排気浄化装置５は、その下面が下ブラケット１６に結合されて該下ブラケット１６で受けられており、下ブラケット１６との結合を外すと、上ブラケット１４の支軸を中心に下部が前後に回動する。
【００２７】
上下のターボ過給機３，４は後述の吸気管及び排気管によって互いに連結されていて、図１及び図４に示すように、下側の小型ターボ過給機３がシリンダブロック１５より側方に突出したブラケット１７に結合されて該ブラケット１７で受けられている。また、ターボ過給機３，４は、図４に示すシリンダヘッド１８に結合された後述の上流側排気管２２を介して該シリンダヘッド１８に支持されている。
＜吸排気系の構成＞
排気系について説明する。図２に示すように、エンジン本体２では、各気筒の排気口から出る排気を合流させて排出する排気マニホールド２１がシリンダヘッドに一体に形成されている。
【００２８】
図４に示すように、シリンダヘッド１８の排気マニホールド出口に上流側排気管２２が接続されている。小型ターボ過給機３と大型ターボ過給機４とは排気マニホールド出口を挟んで上下に配置されている。上流側排気管２２は途中で上下二股に分岐し、上方に延びる上分岐部２２ａは、大型ターボ過給機４のタービン４ａの入口に、排気を流入させるべく接続されている。下方に延びる下分岐部２２ｂは、小型ターボ過給機３のタービン３ａの入口に、排気を流入させるべく接続されている。
【００２９】
小型ターボ過給機３のタービン３ａの出口と大型ターボ過給機４のタービン４ａの入口とは、小型ターボ過給機３から大型ターボ過給機４に排気を流入させるべく、タービン接続管２３によって接続されている。タービン接続管２３は、その中間に熱膨張・収縮を吸収するフレキシブル管２３ａを有する。
【００３０】
上流側排気管２２の上分岐部２２ａは、小型ターボ過給機３のタービン３ａをバイパスして排気を大型ターボ過給機４に流入させる第１バイパス通路を構成するものであり、図１に示すアクチュエータ２４によって駆動されるレギュレートバルブ（図６の符号２５）を備えている。上分岐部２２ａとタービン接続管２３とは１本の通路になるように合わさって大型ターボ過給機４のタービン４ａの入口に接続されている。
【００３１】
大型ターボ過給機４のタービン４ａの出口からタービン下流管２６が側方へ延び、排気浄化装置５の上側の入口管部５ａに接続されている。また、上分岐部２２ａとタービン接続管２３との接続部から、大型ターボ過給機４のタービン４ａをバイパスして排気をタービン下流管２６に導く分岐通路（第２バイパス通路）が設けられている。その分岐部には、図２に示すアクチュエータ２７によって駆動されるウェストゲートバルブ（図６の符号２８）が設けられている。
【００３２】
吸気系について説明する。図１に示すように、大型ターボ過給機４のコンプレッサ４ｂの入口にはエアクリーナー（図示省略）から延びる吸気流入管３０が接続されている。大型ターボ過給機４のコンプレッサ４ｂの出口と小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂの入口とは、大型ターボ過給機４から小型ターボ過給機３に吸気を流入させるべく、図５に示すコンプレッサ接続管３１によって接続されている。
【００３３】
コンプレッサ接続管３１の途中からはインタークーラー（図示省略）を介して吸気をエンジン本体２に送る吸気送り管３２が分岐している。この吸気送り管３２に、図２等に示すアクチュエータ３５によって駆動される吸気カットバルブ（図６の符号３３）が設けられている。図１に示すように、小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂの出口にはコンプレッサ下流管３４が接続され、このコンプレッサ下流管３４は、吸気をインタークーラーに送るべく、吸気カットバルブ３３よりも下流側において吸気送り管３２に接続されている。
【００３４】
図６は上記吸排気系の構成を模式的に示したものである。すなわち、エンジン本体２から延びる上流側排気管２２が途中で二股に分岐し、その一方（下分岐部２２ｂ）が小型ターボ過給機３のタービン３ａに接続されている。他方（上分岐部２２ａ）は、ターボ過給機３，４のタービン間を結ぶタービン接続管２３に接続されて、レギュレートバルブ２５を有する第１バイパス通路を構成している。タービン接続管２３から大型ターボ過給機４のタービン下流管２６に、ウェストゲートバルブ２８を有する第２バイパス通路２９が延びている。
【００３５】
エアクリーナー３６から延びる吸気流入管３０が大型ターボ過給機４のコンプレッサ４ｂに接続され、該コンプレッサ４ｂと小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂとがコンプレッサ接続管３１で結ばれ、コンプレッサ接続管３１から分岐した吸気送り管３２に吸気カットバルブ３３が設けられている。小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂの出口から延びるコンプレッサ下流管３４が、吸気カットバルブ３３よりも下流側において吸気送り管３２に接続されている。
【００３６】
この場合、エンジンの低速ないし中速運転域では、吸気カットバルブ３３及びウェストゲートバルブ２８が閉じられ、レギュレートバルブ２５による第１バイパス通路２２ａの開度制御によって目標過給圧とされる。エンジンの高速運転域では、吸気カットバルブ３３及びレギュレートバルブ２５が開とされ、ウェストゲートバルブ２８による第２バイパス通路２９の開度制御によって目標過給圧とされる。また、排気浄化装置５の酸化触媒の温度が所定の活性温度に達していないときには、レギュレートバルブ２５及びウェストゲートバルブ２８が開とされ、排気マニホールド２１から排出される排気が第１及び第２の両バイパス通路２２ａ，２９を経由して排気浄化装置５に流入し、ターボ過給機３，４による温度低下のない高温の排気によって酸化触媒の活性化が促進される。
＜冷却水及びオイルの配管＞
ターボ過給機３，４の冷却水配管について説明する。図７に示すように、エンジン本体２のシリンダヘッド１８から冷却水供給管４１が小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃに延びており、センターハウジング３ｃはエンジン冷却水によって冷却される。小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃから上方に延びる冷却水送り管４２が大型ターボ過給機４のセンターハウジング４ｃに接続されており（図１及び図８参照）、センターハウジング４ｃは小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃを通過した冷却水によって冷却される。
【００３７】
大型ターボ過給機４のセンターハウジング４ｃからは冷却水をシリンダブロック１５に戻す冷却水戻し管４３が延びている。この冷却水戻し管４３は、図８にも示すように一旦下方に導かれた後に立ち上げられ、クランク軸方向の片側において図１及び図２に示すブローバスガス管４４に沿わせられ、クランク軸方向の反対側に延びてシリンダブロック１５に接続されている。ブローバイガス管４４は、ブローバイガスを吸気側に戻すべく、シリンダヘッドカバー１３より突出したガス管４５に一端が接続され、他端は吸気流入管３０に接続されている。冷却水戻し管４３がブローバスガス管４４に沿うように配管された部分は、この両管４３，４４が離れないようにカバー４６で覆われて保持されている。この場合、ブローバイガス管４４が冷却水戻し管４３を通る高温の冷却水によって加熱されるため、ブローバイガス中の水分が氷結するアイシングが抑制される。
【００３８】
ターボ過給機３，４のオイル配管について説明する。図２及び図５に示すように、シリンダヘッド１８におけるクランク軸方向片側の端部に、ターボ過給機３，４の軸受部の潤滑及び冷却のためにエンジンオイルを取り出すオイル取出部５１が設けられている。
【００３９】
図５に示すように、オイル取出部５１から上方に延びるオイル供給管５２が、図２及び図８に示すように、大型ターボ過給機４のセンターハウジング４ｃの上面に接続されている。図８に示すように、該センターハウジング４ｃの下面からオイルをシリンダブロック１５に戻すオイル戻し管５３が下方へ延び、図１に示すように、シリンダブロックのオイル戻し部５４に接続されている。また、図５に示すように、オイル取出部５１から下方に延びるオイル供給管５５が、図８に示すように、小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃの上面に接続されている。該センターハウジング３ｃの下面からオイル戻し管５６が下方へ延び、図１に示すように、シリンダブロックのオイル戻し部５４に接続されている。
＜実施形態の効果＞
上記実施形態においては、要するに、図１に示すように、エンジン本体２の側面において、ターボ過給機３，４をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、クランク軸方向反対側の空いたスペースに排気浄化装置５を竪置き状態で配置している。このため、排気浄化装置５が大型になっても、ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５が、エンジン本体２のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまり、エンジンルーム内に配置されるエアクリーナ、インタークーラ、ＥＧＲ系の配管、バッテリ、燃料ポンプ、その他のエンジン周辺機器のレイアウトの自由度が高まる。
【００４０】
特に、大型の排気浄化装置５をエンジン本体２のクランク軸方向反対側の端からはみ出さないように配置したから、このクランク軸方向反対側のエンジン本体端面に配置されてクランク軸で駆動されるオルタネータ、冷却水ポンプ等の補機類や空調用コンプレッサとの干渉が避けられ、それらのレイアウトが容易になる。また、ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５が、エンジン本体２のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまっているから、図１及び図２に示すように、横置きエンジンでありながら、左ハンドル用及び右ハンドル用いずれのブレーキ装置を設ける場合でも、そのブレーキ装置を構成するマスターバック１１ａ、マスターシリンダ１１ｂ及びリザーバタンク１１ｃも支障なくレイアウトすることができる。
【００４１】
小型ターボ過給機３の上側に大型ターボ過給機４を配置して、そのタービン出口が竪置き排気浄化装置５の上部を向くようにしたから、大型ターボ過給機４のタービン下流管２６と排気浄化装置５の上側の入口管部５ａとを直結して短距離で結ぶことができる。また、２つのターボ過給機３，４をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置したから、この両ターボ過給機３，４のタービン同士やコンプレッサ同士を結ぶ吸排気管も短くなる。このようにターボ過給機３，４及び排気浄化装置５の三者間を結ぶ管路が短くなり、その熱による伸びが小さくなるから、フレキシブル管の使用も少なくすることができ、ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５のエンジン本体２への支持も容易になる。
【００４２】
また、ターボ過給機３，４を、排気マニホールド出口を挟んで上下に配置し、上流側排気管２２を途中で上下に分岐させ、上分岐部２２ａを第１バイパス通路として上側の大型ターボ過給機４のタービン４ａに接続している。従って、レギュレートバルブ２５及びウェストゲートバルブ２８を開としたとき、排気マニホールド出口から排気浄化装置５までのバイパス通路２２ａ，２９による通路長が極めて短くなる。よって、排気浄化装置５の酸化触媒が活性化していないとき、バイパス通路２２ａ，２９を通して温度が高い排気を排気浄化装置５に流入させることができ、酸化触媒の早期活性化に有利になる。
【００４３】
また、排気浄化装置５をその排気出口が下になるように竪置きにして横置きエンジン本体２の背面に支持したから、その出口管部５ｂを後方に曲げて延ばすだけで鞍型排気管収容部９の下流側排気管１２に接続することができる。すなわち、排気浄化装置５から鞍型排気管収容部９に至る間の排気管をエンジンルーム内で曲がりくねらせる必要がなくなり、排気抵抗の低減に有利になる。
【符号の説明】
【００４４】
１ ターボ過給機付エンジン
２ エンジン本体
３ 小型ターボ過給機
３ａ タービン
３ｂ コンプレッサ
４ 大型ターボ過給機
４ａ タービン
４ｂ コンプレッサ
５ 排気浄化装置
５ａ 入口管部
５ｂ 出口管部
６ フロアパネル
７ ダッシュパネル
８ トンネル部材
９ 排気管収容部
１１ａ マスターバック
１２ 下流側排気管
２１ 排気マニホールド
２２ 上流側排気管
２２ａ 上分岐部（第１バイパス通路）
２２ｂ 下分岐部
２５ レギュレートバルブ
２８ ウェストゲートバルブ
２９ 第２バイパス通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両搭載用のターボ過給機付エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載するエンジン本体に、小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置が支持されているターボ過給機付エンジンは従来より知られている。例えば、特許文献１には、クランク軸方向が車両の車軸方向になるように配置された横置きエンジンにおいて、そのエンジン本体の車両前後方向における後側に、小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を配置したものが記載されている。
【０００３】
この特許文献１のエンジンでは、大型ターボ過給機とＤＰＦとは、共に軸線がクランク軸方向に延びる横置きとされ、且つエンジン本体側面において略同じ高さでクランク軸方向に並ぶように配置されて、タービン出口がＤＰＦの排気入口に直結されている。小型ターボ過給機は、軸線がクランク軸方向に延びる横置きとされて、ＤＰＦの上方（大型ターボ過給機よりも高位置）に配置されている。
【０００４】
排気マニホールドには、２つの排気出口が設けられて、一方の排気出口が小型ターボ過給機のタービンに接続され、他方の排気出口が小型ターボ過給機をバイパスするバイパス管によって大型ターボ過給機のタービンに接続されている。小型ターボ過給機のタービン出口に接続された排気管は、上方へ延びてから下方の大型ターボ過給機に向かって曲がり下って上記バイパス管に接続されている。
【０００５】
上記ターボ過給機付エンジンの場合、大小の両ターボ過給機がエンジン本体の近傍に配設されるため、排気エネルギの損失が少なくなり、過給性能が向上する。さらに、ＤＰＦが大型ターボ過給機のタービン出口に直結されているため、温度が高い排気がＤＰＦに供給され、フィルタの再生効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
大型ターボ過給機と排気浄化装置としてのＤＰＦとを共に横置きとしてクランク軸方向に並べて直結すると、上述の利点があるものの、排気浄化装置が大型になると、大型ターボ過給機と排気浄化装置とを合わせたクランク軸方向の全長が長くなり、その両端がエンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出してくる。このことは、冷却水ポンプ、オルタネータなどエンジン補機類のレイアウトを難しくし、或いはエンジンルーム内でのエアクリーナ、インタークーラ、ＥＧＲ系の配管、バッテリ等のレイアウト、さらには、車両用ブレーキを構成するマスターバックのレイアウトを難しく一因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明では、大型ターボ過給機と小型ターボ過給機とをエンジン本体側面のクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、反対側のスペースに排気浄化装置を排気入口が上になり排気出口が下になる竪置きにして配置することにより、排気浄化装置が大型になっても、大小の両ターボ過給機、排気浄化装置及び吸排気管をエンジン本体の片側の側面にコンパクトに配置できるようにした。以下、具体的に説明する。
【０００９】
上記課題を解決する手段は、エンジン本体の片側の側面に、排気マニホールド出口にタービンが接続された小型ターボ過給機と、該小型ターボ過給機のタービン出口にタービンが接続された大型ターボ過給機と、該大型ターボ過給機のタービン出口に接続された排気浄化装置とが設けられている車両搭載用のターボ過給機付エンジンにおいて、
上記小型ターボ過給機は、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置され、
上記大型ターボ過給機は、上記小型ターボ過給機と同じく、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、上記小型ターボ過給機の上方に配置され、且つタービン出口が上記クランク軸方向の上記片側とは反対側を向くように設けられ、
上記排気浄化装置は、上記エンジン本体側面において、上記クランク軸方向の片側寄りに配置された両ターボ過給機とは上記クランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにされ、その排気入口が上記大型ターボ過給機のタービン出口に接続され、その排気出口が排気管に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、エンジン本体側面において、大小のターボ過給機をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、そのことによって、クランク軸方向の反対側の空いたスペースに排気浄化装置を竪置き状態で配置したから、排気浄化装置が大型になっても、これら大小のターボ過給機及び排気浄化装置が、エンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまることになる。よって、エンジン補機類のレイアウトやエンジンルームに配置される他の機器のレイアウトの自由度が高くなる。
【００１１】
そして、小型ターボ過給機の上側に大型ターボ過給機を配置して、そのタービン出口が排気浄化装置の方を向くようにしたから、このタービン出口と排気浄化装置の排気入口とを短距離で結ぶことができる。また、大小のターボ過給機がクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置されているから、この両ターボ過給機のタービン同士やコンプレッサ同士を結ぶ吸排気通路の短縮も図れることになる。このように大小のターボ過給機及び排気浄化装置三者間を結ぶ管路が短くなるということは、軽量化が図れるだけでなく、その管路の熱による伸びが小さくなることを意味し、よって、フレキシブル管の使用を少なくしてそれら管路を簡素にすることができ、さらにはこれら大小のターボ過給機及び排気浄化装置のエンジン本体への支持も容易になる。
【００１２】
好ましい実施形態では、上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
当該車両のブレーキ装置を構成するマスターバックが、上記クランク軸方向において、上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機を間に挟んで上記排気浄化装置の反対側に、または、上記クランク軸方向において、上記排気浄化装置を間に挟んで上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機の反対側に、配置されていることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、横置きエンジンの場合、エンジン本体がエンジンルーム内のスペースを車両の車軸方向に幅広く占めることになるため、ブレーキ装置のマスターバックと干渉を避けるべく、エンジン本体の背部（後側）に配設される周辺機器は車軸方向に大きく広がらないように配置する必要がある。これに対して、当該実施形態によれば、２つのターボ過給機をエンジン本体背部においてクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、その反対側の空いたスペースに排気浄化装置を竪置きで配置したから、これらがエンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことが避けられ、マスターバックのレイアウトが容易になる。
【００１４】
好ましい実施形態では、上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
車体フロア前部に幅方向中央部位を車体前後方向に延びて前端がエンジンルームに開口した鞍型の排気管収容部が設けられ、
上記排気浄化装置の排気出口に接続された上記排気管が上記排気管収容部に収容されていることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、排気浄化装置を排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにしたから、その排気出口に接続する排気管をエンジンルーム内で曲がりくねらせることなく車体フロア前部の鞍型の排気管収容部に通すことが容易になり、排気抵抗の低減に有利になる。
【００１６】
好ましい実施形態では、上記排気マニホールド出口から上記小型ターボ過給機をバイパスして排気を上記大型ターボ過給機に導入するための第１バイパス通路と、上記大型ターボ過給機をバイパスして排気を上記排気浄化装置に導入するための第２バイパス通路とを備え、
上記第１及び第２の両バイパス通路各々には、上記排気浄化装置の温度が排気を浄化する所定の活性温度に達していないときに、各々のバイパス通路を開とする開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
従って、排気浄化装置が活性化していないときには、両バイパス通路が開となることにより、排気マニホールドから排出される排気が、小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機による温度低下を招くことなく、高い温度のまま排気浄化装置に流入することになり、該排気浄化装置の早期活性化に有利になる。
【００１８】
好ましい実施形態では、上記大型ターボ過給機と小型ターボ過給機とが上記排気マニホールド出口を挟んで上下に配置され、
上記排気マニホールド出口から上下に分かれて上記大小両ターボ過給機各々のタービンに延びる二股状の排気管部を備え、該排気管部の上記大型ターボ過給機に延びる上側の分岐部が上記第１バイパス通路を構成していることを特徴とする。
【００１９】
従って、第１バイパス通路長の短縮が図れ、排気が排気マニホールドから排気浄化装置に達するまでに逃げる熱量が少なくなり、排気浄化装置の早期活性化に有利になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、エンジン本体側面において、大小のターボ過給機をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、クランク軸方向反対側の空いたスペースに排気浄化装置を竪置き状態で配置するとともに、小型ターボ過給機の上側に大型ターボ過給機を配置してそのタービン出口を排気浄化装置の方を向けたから、排気浄化装置が大型になっても、大小のターボ過給機及び排気浄化装置が、エンジン本体のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまり、エンジン補機類のレイアウトやエンジンルームに配置される他の機器のレイアウトの自由度が高くなり、しかも、大小のターボ過給機及び排気浄化装置三者間を結ぶ管路の短縮に有利になり、管路の熱による伸びも小さくなり、大小のターボ過給機及び排気浄化装置のエンジン本体への支持も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るターボ過給機付エンジンの正面図（車両後方側から視た正面図）である。
【図２】同エンジンの平面図である。
【図３】同エンジンの右側面図である。
【図４】同エンジンの冷却水及びオイルの配管の一部、並びに排気浄化装置を除いて示す右側面図である。
【図５】同エンジンの一部を示す左側面図である。
【図６】同エンジンのターボ過給機の吸排気系統を模式的に示す図である。
【図７】同エンジンのターボ過給機の冷却水配管を示す正面図である。
【図８】同エンジンのターボ過給機の冷却水及びオイルの配管を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２３】
図１は車両に搭載するターボ過給機付の多気筒ディーゼルエンジン１を車両前後方向の後側から視た図である。エンジン本体２は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、小型ターボ過給機３、大型ターボ過給機４及び排気浄化装置５が、車両前後方向におけるエンジン本体２の後側の側面に配置されている。
【００２４】
同図において、６はフロアパネル、７は車室とその前方のエンジンルームとを仕切るダッシュパネルである。フロアパネル６の車幅方向中央部には前後方向に延びるフロアトンネル部材８が設けられており、このトンネル部材８が車体フロア前部において前端がエンジンルームに開口した鞍型の排気管収容部９を形成している。ダッシュパネル７には車両のブレーキ装置を構成するマスターバック１１ａが取付けられるようなっている。図１及び図２において、左側のマスターバック１１ａは左ハンドルのときに設けられるものであり、右側のマスターバック１１ａは右ハンドルのときに設けられるものである。
＜ターボ過給機及び排気浄化装置の配置・支持構造＞
ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５の配置について説明する。小型ターボ過給機３は、エンジン本体２の側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置されている。大型ターボ過給機４は、小型ターボ過給機３と同じく、エンジン本体２の側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、小型ターボ過給機３の上方に配置されている。ターボ過給機３，４は共に、各々のタービン３ａ，４ａの出口がクランク軸方向の反対側を向くように、その軸線がクランク軸方向に延びる横置きにされている。
【００２５】
排気浄化装置５は、エンジン本体２の側面において、両ターボ過給機３，４とはクランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにされている。この排気浄化装置５は、酸化触媒とＤＰＦとを前者が上（上流側）になり後者が下（下流側）になるように容器に収容されたものである。図３にも示すように、排気浄化装置５の下側の出口管部５ｂは下流側排気管１２に接続され、下流側排気管１２は鞍型の排気管収容部９に収容されている。
【００２６】
ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５の支持構造について説明する。排気浄化装置５は、図２及び図３に示すように、上端部がシリンダヘッドカバー１３より側方に突出した上ブラケット１４に支持され、図１及び図３に示すように、下端部がシリンダブロック１５より側方に突出した下ブラケット１６に支持されている。上ブラケット１４にはクランク軸方向に延びる支軸が設けられ、排気浄化浄化装置５の上端部はその支軸に支持されている。排気浄化装置５は、その下面が下ブラケット１６に結合されて該下ブラケット１６で受けられており、下ブラケット１６との結合を外すと、上ブラケット１４の支軸を中心に下部が前後に回動する。
【００２７】
上下のターボ過給機３，４は後述の吸気管及び排気管によって互いに連結されていて、図１及び図４に示すように、下側の小型ターボ過給機３がシリンダブロック１５より側方に突出したブラケット１７に結合されて該ブラケット１７で受けられている。また、ターボ過給機３，４は、図４に示すシリンダヘッド１８に結合された後述の上流側排気管２２を介して該シリンダヘッド１８に支持されている。
＜吸排気系の構成＞
排気系について説明する。図２に示すように、エンジン本体２では、各気筒の排気口から出る排気を合流させて排出する排気マニホールド２１がシリンダヘッドに一体に形成されている。
【００２８】
図４に示すように、シリンダヘッド１８の排気マニホールド出口に上流側排気管２２が接続されている。小型ターボ過給機３と大型ターボ過給機４とは排気マニホールド出口を挟んで上下に配置されている。上流側排気管２２は途中で上下二股に分岐し、上方に延びる上分岐部２２ａは、大型ターボ過給機４のタービン４ａの入口に、排気を流入させるべく接続されている。下方に延びる下分岐部２２ｂは、小型ターボ過給機３のタービン３ａの入口に、排気を流入させるべく接続されている。
【００２９】
小型ターボ過給機３のタービン３ａの出口と大型ターボ過給機４のタービン４ａの入口とは、小型ターボ過給機３から大型ターボ過給機４に排気を流入させるべく、タービン接続管２３によって接続されている。タービン接続管２３は、その中間に熱膨張・収縮を吸収するフレキシブル管２３ａを有する。
【００３０】
上流側排気管２２の上分岐部２２ａは、小型ターボ過給機３のタービン３ａをバイパスして排気を大型ターボ過給機４に流入させる第１バイパス通路を構成するものであり、図１に示すアクチュエータ２４によって駆動されるレギュレートバルブ（図６の符号２５）を備えている。上分岐部２２ａとタービン接続管２３とは１本の通路になるように合わさって大型ターボ過給機４のタービン４ａの入口に接続されている。
【００３１】
大型ターボ過給機４のタービン４ａの出口からタービン下流管２６が側方へ延び、排気浄化装置５の上側の入口管部５ａに接続されている。また、上分岐部２２ａとタービン接続管２３との接続部から、大型ターボ過給機４のタービン４ａをバイパスして排気をタービン下流管２６に導く分岐通路（第２バイパス通路）が設けられている。その分岐部には、図２に示すアクチュエータ２７によって駆動されるウェストゲートバルブ（図６の符号２８）が設けられている。
【００３２】
吸気系について説明する。図１に示すように、大型ターボ過給機４のコンプレッサ４ｂの入口にはエアクリーナー（図示省略）から延びる吸気流入管３０が接続されている。大型ターボ過給機４のコンプレッサ４ｂの出口と小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂの入口とは、大型ターボ過給機４から小型ターボ過給機３に吸気を流入させるべく、図５に示すコンプレッサ接続管３１によって接続されている。
【００３３】
コンプレッサ接続管３１の途中からはインタークーラー（図示省略）を介して吸気をエンジン本体２に送る吸気送り管３２が分岐している。この吸気送り管３２に、図２等に示すアクチュエータ３５によって駆動される吸気カットバルブ（図６の符号３３）が設けられている。図１に示すように、小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂの出口にはコンプレッサ下流管３４が接続され、このコンプレッサ下流管３４は、吸気をインタークーラーに送るべく、吸気カットバルブ３３よりも下流側において吸気送り管３２に接続されている。
【００３４】
図６は上記吸排気系の構成を模式的に示したものである。すなわち、エンジン本体２から延びる上流側排気管２２が途中で二股に分岐し、その一方（下分岐部２２ｂ）が小型ターボ過給機３のタービン３ａに接続されている。他方（上分岐部２２ａ）は、ターボ過給機３，４のタービン間を結ぶタービン接続管２３に接続されて、レギュレートバルブ２５を有する第１バイパス通路を構成している。タービン接続管２３から大型ターボ過給機４のタービン下流管２６に、ウェストゲートバルブ２８を有する第２バイパス通路２９が延びている。
【００３５】
エアクリーナー３６から延びる吸気流入管３０が大型ターボ過給機４のコンプレッサ４ｂに接続され、該コンプレッサ４ｂと小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂとがコンプレッサ接続管３１で結ばれ、コンプレッサ接続管３１から分岐した吸気送り管３２に吸気カットバルブ３３が設けられている。小型ターボ過給機３のコンプレッサ３ｂの出口から延びるコンプレッサ下流管３４が、吸気カットバルブ３３よりも下流側において吸気送り管３２に接続されている。
【００３６】
この場合、エンジンの低速ないし中速運転域では、吸気カットバルブ３３及びウェストゲートバルブ２８が閉じられ、レギュレートバルブ２５による第１バイパス通路２２ａの開度制御によって目標過給圧とされる。エンジンの高速運転域では、吸気カットバルブ３３及びレギュレートバルブ２５が開とされ、ウェストゲートバルブ２８による第２バイパス通路２９の開度制御によって目標過給圧とされる。また、排気浄化装置５の酸化触媒の温度が所定の活性温度に達していないときには、レギュレートバルブ２５及びウェストゲートバルブ２８が開とされ、排気マニホールド２１から排出される排気が第１及び第２の両バイパス通路２２ａ，２９を経由して排気浄化装置５に流入し、ターボ過給機３，４による温度低下のない高温の排気によって酸化触媒の活性化が促進される。
＜冷却水及びオイルの配管＞
ターボ過給機３，４の冷却水配管について説明する。図７に示すように、エンジン本体２のシリンダヘッド１８から冷却水供給管４１が小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃに延びており、センターハウジング３ｃはエンジン冷却水によって冷却される。小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃから上方に延びる冷却水送り管４２が大型ターボ過給機４のセンターハウジング４ｃに接続されており（図１及び図８参照）、センターハウジング４ｃは小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃを通過した冷却水によって冷却される。
【００３７】
大型ターボ過給機４のセンターハウジング４ｃからは冷却水をシリンダブロック１５に戻す冷却水戻し管４３が延びている。この冷却水戻し管４３は、図８にも示すように一旦下方に導かれた後に立ち上げられ、クランク軸方向の片側において図１及び図２に示すブローバスガス管４４に沿わせられ、クランク軸方向の反対側に延びてシリンダブロック１５に接続されている。ブローバイガス管４４は、ブローバイガスを吸気側に戻すべく、シリンダヘッドカバー１３より突出したガス管４５に一端が接続され、他端は吸気流入管３０に接続されている。冷却水戻し管４３がブローバスガス管４４に沿うように配管された部分は、この両管４３，４４が離れないようにカバー４６で覆われて保持されている。この場合、ブローバイガス管４４が冷却水戻し管４３を通る高温の冷却水によって加熱されるため、ブローバイガス中の水分が氷結するアイシングが抑制される。
【００３８】
ターボ過給機３，４のオイル配管について説明する。図２及び図５に示すように、シリンダヘッド１８におけるクランク軸方向片側の端部に、ターボ過給機３，４の軸受部の潤滑及び冷却のためにエンジンオイルを取り出すオイル取出部５１が設けられている。
【００３９】
図５に示すように、オイル取出部５１から上方に延びるオイル供給管５２が、図２及び図８に示すように、大型ターボ過給機４のセンターハウジング４ｃの上面に接続されている。図８に示すように、該センターハウジング４ｃの下面からオイルをシリンダブロック１５に戻すオイル戻し管５３が下方へ延び、図１に示すように、シリンダブロックのオイル戻し部５４に接続されている。また、図５に示すように、オイル取出部５１から下方に延びるオイル供給管５５が、図８に示すように、小型ターボ過給機３のセンターハウジング３ｃの上面に接続されている。該センターハウジング３ｃの下面からオイル戻し管５６が下方へ延び、図１に示すように、シリンダブロックのオイル戻し部５４に接続されている。
＜実施形態の効果＞
上記実施形態においては、要するに、図１に示すように、エンジン本体２の側面において、ターボ過給機３，４をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置し、クランク軸方向反対側の空いたスペースに排気浄化装置５を竪置き状態で配置している。このため、排気浄化装置５が大型になっても、ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５が、エンジン本体２のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまり、エンジンルーム内に配置されるエアクリーナ、インタークーラ、ＥＧＲ系の配管、バッテリ、燃料ポンプ、その他のエンジン周辺機器のレイアウトの自由度が高まる。
【００４０】
特に、大型の排気浄化装置５をエンジン本体２のクランク軸方向反対側の端からはみ出さないように配置したから、このクランク軸方向反対側のエンジン本体端面に配置されてクランク軸で駆動されるオルタネータ、冷却水ポンプ等の補機類や空調用コンプレッサとの干渉が避けられ、それらのレイアウトが容易になる。また、ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５が、エンジン本体２のクランク軸方向両側に大きくはみ出すことなくコンパクトにまとまっているから、図１及び図２に示すように、横置きエンジンでありながら、左ハンドル用及び右ハンドル用いずれのブレーキ装置を設ける場合でも、そのブレーキ装置を構成するマスターバック１１ａ、マスターシリンダ１１ｂ及びリザーバタンク１１ｃも支障なくレイアウトすることができる。
【００４１】
小型ターボ過給機３の上側に大型ターボ過給機４を配置して、そのタービン出口が竪置き排気浄化装置５の上部を向くようにしたから、大型ターボ過給機４のタービン下流管２６と排気浄化装置５の上側の入口管部５ａとを直結して短距離で結ぶことができる。また、２つのターボ過給機３，４をクランク軸方向の片側に寄せて上下に配置したから、この両ターボ過給機３，４のタービン同士やコンプレッサ同士を結ぶ吸排気管も短くなる。このようにターボ過給機３，４及び排気浄化装置５の三者間を結ぶ管路が短くなり、その熱による伸びが小さくなるから、フレキシブル管の使用も少なくすることができ、ターボ過給機３，４及び排気浄化装置５のエンジン本体２への支持も容易になる。
【００４２】
また、ターボ過給機３，４を、排気マニホールド出口を挟んで上下に配置し、上流側排気管２２を途中で上下に分岐させ、上分岐部２２ａを第１バイパス通路として上側の大型ターボ過給機４のタービン４ａに接続している。従って、レギュレートバルブ２５及びウェストゲートバルブ２８を開としたとき、排気マニホールド出口から排気浄化装置５までのバイパス通路２２ａ，２９による通路長が極めて短くなる。よって、排気浄化装置５の酸化触媒が活性化していないとき、バイパス通路２２ａ，２９を通して温度が高い排気を排気浄化装置５に流入させることができ、酸化触媒の早期活性化に有利になる。
【００４３】
また、排気浄化装置５をその排気出口が下になるように竪置きにして横置きエンジン本体２の背面に支持したから、その出口管部５ｂを後方に曲げて延ばすだけで鞍型排気管収容部９の下流側排気管１２に接続することができる。すなわち、排気浄化装置５から鞍型排気管収容部９に至る間の排気管をエンジンルーム内で曲がりくねらせる必要がなくなり、排気抵抗の低減に有利になる。
【符号の説明】
【００４４】
１ ターボ過給機付エンジン
２ エンジン本体
３ 小型ターボ過給機
３ａ タービン
３ｂ コンプレッサ
４ 大型ターボ過給機
４ａ タービン
４ｂ コンプレッサ
５ 排気浄化装置
５ａ 入口管部
５ｂ 出口管部
６ フロアパネル
７ ダッシュパネル
８ トンネル部材
９ 排気管収容部
１１ａ マスターバック
１２ 下流側排気管
２１ 排気マニホールド
２２ 上流側排気管
２２ａ 上分岐部（第１バイパス通路）
２２ｂ 下分岐部
２５ レギュレートバルブ
２８ ウェストゲートバルブ
２９ 第２バイパス通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体の片側の側面に、排気マニホールド出口にタービンが接続された小型ターボ過給機と、該小型ターボ過給機のタービン出口にタービンが接続された大型ターボ過給機と、該大型ターボ過給機のタービン出口に接続された排気浄化装置とが設けられている車両搭載用のターボ過給機付エンジンにおいて、
上記小型ターボ過給機は、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置され、
上記大型ターボ過給機は、上記小型ターボ過給機と同じく、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、上記小型ターボ過給機の上方に配置され、且つタービン出口が上記クランク軸方向の上記片側とは反対側を向くように設けられ、
上記排気浄化装置は、上記エンジン本体側面において、上記クランク軸方向の片側寄りに配置された両ターボ過給機とは上記クランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにされ、その排気入口が上記大型ターボ過給機のタービン出口に接続され、その排気出口が排気管に接続されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項２】
請求項１において、
上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
上記クランク軸方向において、上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機を間に挟んで上記排気浄化装置の反対側に、当該車両のブレーキ装置を構成するマスターバックが配置されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項３】
請求項１において、
上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
上記クランク軸方向において、上記排気浄化装置を間に挟んで上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機の反対側に、当該車両のブレーキ装置を構成するマスターバックが配置されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項４】
請求項１において、
上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
車体フロア前部に幅方向中央部位を車体前後方向に延びて前端がエンジンルームに開口した鞍型の排気管収容部が設けられ、
上記排気浄化装置の排気出口に接続された上記排気管が上記排気管収容部に収容されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項５】
請求項１において、
上記排気マニホールド出口から上記小型ターボ過給機をバイパスして排気を上記大型ターボ過給機に導入するための第１バイパス通路と、上記大型ターボ過給機をバイパスして排気を上記排気浄化装置に導入するための第２バイパス通路とを備え、
上記第１及び第２の両バイパス通路各々には、上記排気浄化装置の温度が排気を浄化する所定の活性温度に達していないときに、各々のバイパス通路を開とする開閉弁が設けられていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項６】
請求項５において、
上記大型ターボ過給機と小型ターボ過給機とが上記排気マニホールド出口を挟んで上下に配置され、
上記排気マニホールド出口から上下に分かれて上記大小両ターボ過給機各々のタービンに延びる二股状の排気管部を備え、該排気管部の上記大型ターボ過給機に延びる上側の分岐部が上記第１バイパス通路を構成していることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項１】
エンジン本体の片側の側面に、排気マニホールド出口にタービンが接続された小型ターボ過給機と、該小型ターボ過給機のタービン出口にタービンが接続された大型ターボ過給機と、該大型ターボ過給機のタービン出口に接続された排気浄化装置とが設けられている車両搭載用のターボ過給機付エンジンにおいて、
上記小型ターボ過給機は、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置され、
上記大型ターボ過給機は、上記小型ターボ過給機と同じく、上記エンジン本体側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、上記小型ターボ過給機の上方に配置され、且つタービン出口が上記クランク軸方向の上記片側とは反対側を向くように設けられ、
上記排気浄化装置は、上記エンジン本体側面において、上記クランク軸方向の片側寄りに配置された両ターボ過給機とは上記クランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように竪置きにされ、その排気入口が上記大型ターボ過給機のタービン出口に接続され、その排気出口が排気管に接続されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項２】
請求項１において、
上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
上記クランク軸方向において、上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機を間に挟んで上記排気浄化装置の反対側に、当該車両のブレーキ装置を構成するマスターバックが配置されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項３】
請求項１において、
上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
上記クランク軸方向において、上記排気浄化装置を間に挟んで上記小型ターボ過給機及び大型ターボ過給機の反対側に、当該車両のブレーキ装置を構成するマスターバックが配置されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項４】
請求項１において、
上記エンジン本体は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、
上記小型ターボ過給機、大型ターボ過給機及び排気浄化装置は、車両前後方向における上記エンジン本体の後側に配置され、
車体フロア前部に幅方向中央部位を車体前後方向に延びて前端がエンジンルームに開口した鞍型の排気管収容部が設けられ、
上記排気浄化装置の排気出口に接続された上記排気管が上記排気管収容部に収容されていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項５】
請求項１において、
上記排気マニホールド出口から上記小型ターボ過給機をバイパスして排気を上記大型ターボ過給機に導入するための第１バイパス通路と、上記大型ターボ過給機をバイパスして排気を上記排気浄化装置に導入するための第２バイパス通路とを備え、
上記第１及び第２の両バイパス通路各々には、上記排気浄化装置の温度が排気を浄化する所定の活性温度に達していないときに、各々のバイパス通路を開とする開閉弁が設けられていることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【請求項６】
請求項５において、
上記大型ターボ過給機と小型ターボ過給機とが上記排気マニホールド出口を挟んで上下に配置され、
上記排気マニホールド出口から上下に分かれて上記大小両ターボ過給機各々のタービンに延びる二股状の排気管部を備え、該排気管部の上記大型ターボ過給機に延びる上側の分岐部が上記第１バイパス通路を構成していることを特徴とする車両搭載用のターボ過給機付エンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２８５９５９（Ｐ２０１０−２８５９５９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１６２５（Ｐ２００９−１４１６２５）
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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