CN102686846B - 增压器的吸入导管 - Google Patents

Abstract

是连接进气控制阀单元（52）和增压器（60）的吸入导管（54），具备与进气控制阀单元（52）的出口（52b）连接并面向第一方向（D1）的导管入口（56）；与增压器（60）的入口（60a）连接并面向与第一方向（D1）大致正交的第二方向（D2）的导管出口（58）；和形成从导管入口（56）通向导管出口（58）的进气通路（76）的导管主体（74），导管主体（74）的与导管出口（58）相对的部位上形成有面向导管出口（58）突出的引导用突部（80）。

Description

增压器的吸入导管

相关申请

本申请主张2009年12月29日申请的日本特愿2009--299076的优先权，在此以引用方式参照其全部内容形成本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及与进气控制阀的出口和增压器的入口连接的吸入导管。

背景技术

在具备增压器的摩托车中，为了减少机械损失，可以在增压器的上游侧设置调节导入至增压器的空气量的进气控制阀，在该情况下，一般地进气控制阀的阀轴和增压器的轴心被设定为正交。例如，进气控制阀的阀轴以水平配置，增压器的轴心与发动机的旋转轴平行地配置。于是，为了节约空间，将进气控制阀配置在增压器的上方或者是下方时，进气控制阀的出口的轴线和增压器的入口的轴线的形成大致为90°的角度。其结果连接两者的配管弯曲成大致90°，有可能在该配管内的通路的弯曲内侧上引起空气流的剥离，引发噪音。因此，公开了在90°弯曲的通路的弯曲内侧设置突起以使空气流形成湍流进而使空气流的速度分布均匀化（例如，专利文献1）。

现有技术文献：

专利文献1：日本特开2007-77860号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，在专利文献1中，由于在空气流中产生大的湍流，因此并不能说增压效率良好。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供能够提高增压效率的增压器的吸入导管。

解决问题的手段：

为了达到上述目的，根据本发明的增压器的吸入导管是连接进气控制阀和增压器的吸入导管，具备与所述进气控制阀的出口连接并面向第一方向的导管入口；与所述增压器的入口连接并面向与所述第一方向大致正交的第二方向的导管出口；以及形成从所述导管入口通向导管出口的进气通路的导管主体；所述导管主体的与所述导管出口相对的部位上形成有面向所述导管出口突出的引导用突部。在这里，“大致正交”是指形成80～90°的角度。

根据该结构，由于具有与进气控制阀连接的面向第一方向的导管入口和与增压器的入口连接的面向第二方向的导管出口，因此虽然吸入导管内的进气通路大致90°弯曲，但是在该90°弯曲而与导管出口相对的部位上面向导管出口形成有引导用突部，因此空气通过引导用突部引导·整流后平滑地导入至导管出口。其结果，降低因吸入导管内的湍流导致的通路损失，同时没有湍流的整流过的空气导入至增压器。通过这样的吸入导管内的通路损失的降低和整流作用，可以提高其下游的增压器的增压效率。

在本发明中，较佳地是所述引导用突部与所述导管出口的轴线同轴心地形成。此时，较佳地是所述引导用突部为圆锥形状。根据该结构，空气流经整流变成以导管出口的轴线为中心在周方向上的均匀的流体，因此抑制空气流相对于导管出口的偏向，可以使进一步很好地整流过的空气导入至增压器中，提高增压器的增压效率。

在本发明中，较佳地是所述进气通路的大部分形成在所述导管主体内，并具有比所述导管入口的通路面积大的通路面积。在这里，“通路面积”是指与通路的轴线正交的截面的面积。并且，“进气通路的大部分”是指从导管入口至导管出口的整个通路的长度的二分之一以上。根据该结构，吸入导管内的进气通路的大部分具有比导管入口的通路面积大的通路面积，因此进气通路的大部分的空气的流速低于导管入口，其结果使因在吸入导管的内表面上的摩擦损失而导致的通路损失变小。

较佳地是所述进气通路的大部分具有比所述导管入口的通路面积大的通路面积的情况下，从所述导管出口的轴线方向观察时，所述导管主体的宽度从所述导管入口至导管出口逐渐地变宽。根据该结构，形成从导管入口延伸至导管出口的近旁且通路面积逐渐地变大的通路，空气通过该通路减速的同时平滑地导入至导管出口，因此降低在导管内表面上的摩擦损失，同时抑制从导管内表面的空气流的剥离。其结果，使空气平滑地导入至增压器，可以进一步提高增压器的增压效率。

在本发明中，较佳地是在所述导管出口上形成有通路面积随着靠近内侧而变大的漏斗。根据该结构，空气流通过漏斗的节流从吸入导管内侧流向导管出口，因此防止在导管出口附近发生剥离，其结果是空气平滑地导入至增压器，可以进一步提高增压器的增压效率。

也可以是，在分别地在所述导管主体的上部形成有所述导管入口，在下部形成有所述导管出口的情况下，所述漏斗仅形成在所述导管出口的上半部。根据该结构，由于空气从上部流入至下部，因此将漏斗仅设置在导管出口的上半部上时，可以整流导管出口附近的空气流而防止剥离的发生。

在本发明中，较佳地是所述导管入口用紧固构件连接在所述进气控制阀的出口上，所述导管出口插入于所述增压器的入口中。根据该结构，由于导管出口插入于增压器的入口中而被支持，因此只要将导管入口固定在进气控制阀的出口上，就可以容易地通过吸入导管连接进气控制阀和增压器。

根据本发明的摩托车是本发明的吸入导管配置在发动机的汽缸体的后方；所述进气控制阀的阀轴与车宽方向平行地配置，并所述增压器的轴心与发动机的旋转轴心平行地配置。根据该结构，可以得到具有优异的增压效率的增压器的摩托车。

附图说明

通过参考附图对以下优选的实施形态进行说明将更清楚地理解本发明。但是，实施形态及附图仅仅是用于图示及说明，并不是用于限定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。对于附图，多个图中的相同的附图标记表示相同的部分；

图1是搭载了具有根据本发明的一实施形态的增压器的吸入导管的发动机的摩托车的侧视图；

图2是从右斜后方观察上述发动机的进气系统的立体图；

图3是上述吸入导管的立体图；

图4是上述吸入导管的纵剖面主视图；

图5是图4的V-V剖视图；

图6是图4的VI-VI剖视图；

图7是上述吸入导管的入口附近的纵剖视图；

图8是上述吸入导管的水平剖视图；

图9示出空气流过上述吸入导管时的压力损失的测定结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选的实施形态。图1示出适用本发明的摩托车。该摩托车是，在构成车身框架FR的前半部的主车架1的前端安装有闸瓦（head block）2，在该闸瓦2上通过转动自如地插通其的转向轴（未图示）安装有前叉10，前轮12支持在该前叉10的下端部上。在前叉10的上端部的上支架6上安装有把手14。

在主车架1的后端下部设置有摇臂支架16，摇臂18通过插通在其前端部的枢轴20上下摇动自如地支持在该摇臂支架16上。后轮22支持在该摇臂18的后端部上。多缸发动机E支持在主车架1的中央下部。发动机E是，汽缸25连接在曲轴箱21的上部，汽缸盖24连接在汽缸25的上部，该汽缸25及汽缸盖24形成汽缸体23。汽缸盖24的上部被汽缸盖罩27覆盖，在曲轴箱21的后方配置有变速器箱29。汽缸盖24与多个排气管26连接，这些排气管26从发动机E的前侧经过下侧与在车身后部的两侧分别配置各一个的消音器28连接。

连接在主车架1的后部的座椅导轨30构成车身框架FR的后半部，驾驶者用座椅32和同乘者用座椅34支持在该座椅导轨30上。在主车架1的上部，即在车身上部，在把手14和驾驶者用座椅32之间安装有燃料箱34。并且，在车身前部安装有覆盖从把手14的前方至车身前部的侧方的部分的树脂制成的挡风罩36。在挡风罩36上形成有引入作为发动机E的燃烧用空气的行使风的空气引入口40。

在闸瓦2的前方配置有冲压空气管42，冲压空气管42以将其前端开口与挡风罩36的空气引入口40对准的配置支持在挡风罩36上。如图2所示，冲压空气管42的后端连接有左右一对的空气导管44，其通过主车架1的外侧向后方延伸。通过冲压空气管42，利用行驶风以大气压以上的压力将空气导入至空气导管44中。空气导管44的后端部与吸入管46连接。在图1所示的汽缸盖罩27的正上方配置有支持在主车架1上的空气滤清器48，吸入管46通过主车架1的外侧向后方延伸，在汽缸盖24的上方，如图2所示，面向车身宽度方向中心部弯曲，并贯通主车架1连接在空气滤清器48的面向前方的入口48a上。

空气滤清器48的面向后方的出口48b与第一中间管50连接。第一中间管50面向后方向下方弯曲，与进气控制阀单元52的向上方开口的入口52a连接。

进气控制阀单元52位于车身的前后方向中心线的右侧，且在图1的汽缸体23的后方配置在减速器箱29的上方，并以后述的方法支持在发动机E上。进气控制阀单元52例如具有蝶阀53，其阀轴53a以水平方向，在该实施形态中与车宽方向（左右方向）平行地配置。进气控制阀单元52抑制导入的空气量，以控制后述的增压器60的工作量，借助于此，在机械损失的降低、油耗的改善等方面做贡献。

进气控制阀单元52的出口52b与形成在树脂制成的吸入导管54的上部的导管入口56连接。吸入导管54配置于进气控制阀单元52的下方，如图2所示，形成在吸入导管54的下部的导管出口58与增压器60的入口60a连接。如图3所示，导管入口56面向大致与垂直方向一致的第一方向D1，导管出口58面向作为与第一方向D1大致正交的第二方向D2的水平方向，在该实施形态中是左右方向。在这里，正交是指两个方向指向相差80～90°的方向，除了导管入口56及导管出口58的轴线之间正交的情况之外还包含轴线之间不交叉而在空间上错开的情况。这样，吸入导管54将从上方吸入的空气大致偏向90°后向左右方向导出。对于吸入导管54的具体内容将在后面叙述。

增压器60是位于车身的前后方向的大致中心线上，且如图1所示，在汽缸体23的后方配置在减速器箱29的上方，具有水平的轴心60b，具体是具有与发动机的旋转轴X平行配置的轴心60b的离心式增压器，与发动机E的旋转轴X链条或齿轮连接而被驱动。如图2所示，增压器60的入口60a面向作为与第一方向D1大致正交的第二方向D2的水平方向，在该实施形态中是面向车宽方向（左右方向）的右侧方开口。增压器60将从入口60a吸引的空气压缩后由大致面向上方开口的出口60c排出。

在图1的汽缸盖24的后上方且在空气滤清器42的下方配置有稳压罐62，图2所示的第二中间管64连接增压器60的出口60c和面向稳压罐62的后下方的罐入口部62a。节气门体66连接在图1的稳压罐62和汽缸盖24之间。稳压罐62是蓄积由增压器60供给的空气的罐，通过节气门体66支持在发动机E上。

在稳压罐62的上表面安装有顶部喷射器70。顶部喷射器70是向稳压罐62内喷射雾状的燃料以供给燃料的部件，也具有通过燃料的汽化热降低罐62内的进气温度的效果。在本实施形态中，面向图1的节气门体66以车宽方向并排设置四个顶部喷射器70，但是数量及位置并不限于此。

如图3所示，吸入导管54具有所述导管入口56和导管出口58，内部形成有由导管入口56通向导管出口58的进气通路76。形成包含进气通路76的大部分的主要部的导管主体74从导管入口56至导管出口58平滑地向宽度方向W膨胀的同时弯曲。这样，导管主体74是，如图5所示，从导管出口58的轴线C1方向观察时进气通路76从导管入口56至导管出口58宽度缓慢地变大，另一方面，如图4所示，车身宽度方向的进气通路76的厚度t是并不那么变化。

吸入导管54的内部的进气通路76以90°弯曲。导管主体74中的与导管出口58相对的壁面78上形成有面向导管出口58突出的引导用突部80。在本实施形态中，引导用突部80具有圆锥形状，引导用突部80的轴线设定以与导管出口58的轴线C1同轴。但是，引导用突部80的形状并不限于此，例如也可以是棱锥或圆锥台等。并且，引导用突部80的斜面既可以是直线，也可以是曲线，但是曲线的情况下可以平滑地引导进气，因此较佳地是曲线。在如图5所示的导管主体74的下部形成有在车身前后方向上并排并以向下方突出地平滑地弯曲的两个凸部75、75，在其之间，即宽度方向W的中央部形成有凹部77。导管主体74的形状并不限于本实施形态的形状，根据配置的空间的形状相应地适当形成以不干扰其他机器等。

如图4所示，吸入导管54的导管出口58通过在形成于导管主体74的开口57上安装另外的出口筒部59而形成。具体是在导管主体74的开口57上嵌入出口筒部59，在形成在出口筒部59的外周的槽部59a中嵌合开口57的边缘部57a以确定位置后，通过粘结剂等粘结手段将出口筒部59固定在导管本体74中。出口筒部59由例如橡胶等的有弹性的构件形成。

在出口筒部59的上游侧端的上半部形成有向导管主体74的内侧突出、随着面向内侧直径扩大、即面向上游侧通路面积逐渐变大的漏斗82。漏斗82的内端，即上游端82a位于引导用突起80的梢端（tip end）80a的上游侧，但是也可以位于与引导用突起80的梢端80a相同的位置或者位于梢端80a的下游侧。漏斗82既可以形成在导管出口58的整个周向，或者也可以省略漏斗82。如上所述，由于导管主体74和出口筒部59为独立体，因此即使设置这样的漏斗82，也可以用吹塑成型形成导管主体74。并且，也可以在导管主体74上一体形成带有漏斗82的出口筒部59。此时，导管主体74可以通过用图4的链点划线F分割的双并式模具成型。

如图6所示，形成在导管主体74的内侧的进气通路76在从导管入口56至引导用突起80的上端的根部80b，即离导管入口56最近的根部80b的上游部分上形成有向下游侧通路面积S逐渐变大的喇叭通路P1。该喇叭通路P1的通路面积S大于导管入口56的通路面积S1。如图4所示，喇叭通路P1的长度大于喇叭通路P1的下游侧的通路P2的长度。即，占由通路P1和通路P2所形成的整个通路的长度的大部分。导管出口58的通路面积S2（图5）与导管入口56的通路面积S1大致相同。进气通路76中形成在导管主体74内的部分，即除去通过出口筒部59形成的流路下游部的部分具有比导管入口56的通路面积S1大的通路面积S。

如图3所示，在导管入口56上形成有矩形的导管法兰84，导管法兰84上设置有四个贯通孔84a。与此相对应，在图4所示的进气控制阀单元52的出口52b的外周部上也设置有四个插通孔100。如图7所示，在贯通孔84a中插入筒状的衬圈102，并从上方将螺栓等的紧固构件90插通于插通孔100及衬圈102中。车宽方向内侧（图2的左侧）的两个紧固构件90用螺母104固定。另一方面，用于将图2所示的进气控制阀单元52及吸入导管54支持在车身上的安装板86的一部分与法兰84的下表面重合，在该安装版86上也设置有四个插通孔86a，其下表面固定有图7所示的焊接螺母108。车宽方向外侧（右侧）的两个紧固构件90插通在四个插通孔86a中的车宽方向内侧（左侧）的两个插通孔86a中而与焊接螺母108螺纹结合。这样，使进气控制阀单元52、吸入导管54和安装板86连接。

安装板86的与吸入导管54的相反侧与安装在车身框架FR上的支架88的下表面重合并被支持。即，从上方将如螺栓等的紧固构件110插通在安装板86的右侧的两个插通孔86a和设置在支架88上的两个安装孔88a中，并与固定在安装板86的下表面的焊接螺母108螺纹结合。借助于此，进气控制阀单元52及吸入导管54通过安装板86及支架88支持在车身框架FR上。

如图4所示，导管出口58以出口筒部59嵌合于增压器60的入口60a的外周的状态下，用软管卡子等的固定构件92固定出口筒部59的外周面59b，以此连接在增压器60的入口60a上。

接着，说明本实施形态的吸入导管54的作用。图1的摩托车处于行驶状态时，从空气引入口40引入行驶风A，引入的空气A通过冲压空气管42、空气导管44及吸入管46导入至空气滤清器48中。经空气滤清器48净化的清洁空气CA从第一中间管50导入至进气控制阀单元52中，在进气控制阀单元52中调节流量后导入至吸入导管54。

如图6所示，从上部的导管入口56导入至吸入导管54内的清洁空气CA流过进气通路76，并经引导用突起80引导后围绕导管出口58的轴线C1在周方向上均匀地平滑地扩散。于是，抑制空气流发生湍流。在此，由于清洁空气CA在通过其通路面积S大于导管入口56的通路面积S1的喇叭通路P1的期间被减速，因此减少与导管主体74的内表面的摩擦损失。此外，清洁空气CA在喇叭通路P1中平滑地减速，因此抑制湍流的发生。

此外，如图8所示，被均匀化的清洁空气CA由引导用突起80和漏斗82引导而偏向90°的同时导入至出口筒部59内。此时，如图5所示，一部分的清洁空气CA1流经漏斗82的上半部的梢端82a，另一部分的清洁空气CA2在漏斗82的外周面平滑地引导，流经漏斗82的下半部的梢端82b后导入至出口筒部59内。清洁空气CA从出口筒部59的下游端的导管出口58送入增压器60，在增压器60中压缩的清洁空气CA经由图1的稳压罐62供给至发动机E中。

图9是比较现有的吸入导管和本实施形态的吸入导管54的压力损失的图表，以作为比较例的现有的吸入导管的压力损失为100的状态示出压力损失。现有例154是由通路面积从导管入口156至导管出口158大致相同的90°弯曲的管形成。实施例1是本实施形态的吸入导管54，实施例2示出没有设置漏斗82的吸入导管54A。在该实施例2中，导管出口58A由与导管主体74A一体形成的出口筒部59A的下游端的开口形成。即，从导管入口56A至导管出口58A的整个进气通路76A由导管主体74A形成。相比现有例154，压力损失分别在实施例1中约降低22%，在实施例2中约降低6%。

在上述结构中，如图5所示，由于吸入导管54内的大部分进气通路76具有比导管入口56的通路面积大的通路面积S，因此空气的流速在大部分进气通路76中比导管入口56低，从而因在吸入导管54的内表面上的摩擦损失而导致的通路损失变小。如图4所示，在90°弯曲的进气通路76中，从与导管出口58相对的壁面78面向导管出口58形成有圆锥形状的引导用突部80，空气CA通过引导用突部80引导·整流而平滑地引导至导管出口58。其结果降低因吸入导管54内的湍流而导致的通路损失，同时没有湍流的整流的清洁空气CA导入至增压器60中。尤其是，由于引导用突部80与导管出口58的轴线C1以同轴心地形成，因此如图6所示，空气经流整流变成以导管出口58的轴线C1为中心在周方向上的均匀的流体，因此抑制空气流相对于导管出口58的偏向，使空气CA进一步平滑地导入至图4的增压器60中，可以提高增压器的增压效率。

通过这样的吸入导管54内的通路损失的降低和整流作用，可以提高其下游的增压器60的增压效率。尤其是在由于清洁空气CA偏向90°而容易发生摩擦损失及湍流的引导用突起80的部位上，如图5所示，进气通路76的通路面积S充分大于导管出口56的通路面积S1，因此清洁空气CA减速，抑制摩擦损失及湍流。在这里，从导管出口58的轴线C1方向观察时，导管主体74的宽度从导管入口56至导管出口58逐渐地变宽，因此形成从导管入口56延伸至导管出口58的近旁且通路面积S逐渐地变大的进气通路76，空气CA通过该进气通路76减速的同时平滑地导入至导管出口58。其结果，减少在导管54内表面上的摩擦，同时抑制从导管54内表面的空气流的剥离，空气CA平滑地导入至图4所示的增压器60中，可以进一步提高增压器60的增压效率。

并且，由于在导管出口58上形成有通路面积随着靠近内侧而变大的漏斗82，因此空气流通过漏斗82的节流从吸入导管内侧流向导管出口58，因此防止在导管出口58附近发生剥离，其结果空气CA充分整流而平滑地导入至增压器60，因此可以进一步提高增压器60的增压效率。此外，漏斗82仅设置于导管出口58的上半部上，因此结构变得简单。

此外，由于导管出口58独立于导管主体74构成，并插入于增压器60的入口60a中，因此导管出口58插入在增压器60的入口60a中而被支持，因此只要将导管入口56固定在进气控制阀单元52的出口52b中，就能容易地将吸入导管54连接在进气控制阀单元52和增压器60之间。

如以上所述，虽然参照附图的同时说明了本发明的优选的实施形态，但是在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种添加、更改或删除。例如，在该实施形态中，独立于闸瓦2设置空气导管44，但是空气导管44和闸瓦2也可以通过铸造一体地形成。于是，这样的更改也包含在本发明的范围内。

符号的说明：

23       汽缸体；

52       进气控制阀单元；

52b      进气控制阀的出口；

53a      进气控制阀的阀轴；

54       吸入导管；

56       导管入口；

58       导管出口；

60       增压器；

60a      增压器的入口；

60b      增压器的轴心；

74       导管主体；

76       进气通路；

80       引导用突部；

82       漏斗；

90       紧固构件；

S       通路面积；

C1      导管出口的轴线；

D1      第一方向；

D2      第二方向；

P1      喇叭通路；

E       发动机；

X       发动机的旋转轴心。 

Claims (7)

1.一种吸入导管，

所述吸入导管是连接进气控制阀和增压器的吸入导管；具备：

与所述进气控制阀的出口连接并面向第一方向的导管入口；

与所述增压器的入口连接并面向与所述第一方向大致正交的第二方向的导管出口；以及

形成从所述导管入口通向导管出口的进气通路的导管主体；

其中，所述导管主体的与所述导管出口相对的部位上形成有面向所述导管出口突出的引导用突部，

所述引导用突部为与所述导管出口的轴线同轴心地形成的圆锥形状、棱锥形状、或圆锥台形状。

2.根据权利要求1所述的吸入导管，其特征在于，所述进气通路的大部分形成在所述导管主体内，并具有比所述导管入口的通路面积大的通路面积。

3.根据权利要求2所述的吸入导管，其特征在于，从所述导管出口的轴线方向观察时，所述导管主体的宽度从所述导管入口至导管出口逐渐地变宽。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸入导管，其特征在于，在所述导管出口上形成有通路面积随着靠近内侧而变大的漏斗。

5.根据权利要求4所述的吸入导管，其特征在于，分别地在所述导管主体的上部形成有所述导管入口，在下部形成有所述导管出口，所述漏斗仅形成在所述导管出口的上半部。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的吸入导管，其特征在于，所述导管入口用紧固构件连接在所述进气控制阀的出口上，所述导管出口插入于所述增压器的入口中。

7.一种摩托车，

根据权利要求1至3中的任一项所述的吸入导管配置在发动机的汽缸体的后方；

所述进气控制阀的阀轴与车宽方向平行地配置，并所述增压器的轴心与发动机的旋转轴心平行地配置。

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