CN111434912A - 发动机进气管道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机进气管道结构。发动机进气管道从上游侧起依次具备上游侧直线部(50)、弯曲部(52)及下游侧直线部(54)，并且具备从包括弯曲部的弯曲方向内侧的内表面在内的管道的内表面立起并沿着进气流路延伸的凸片(30a、30b)。凸片前端部(32)位于弯曲部，凸片后端部(42)位于弯曲部或下游侧直线部，凸片具备：前端侧倾斜面(34)；后端侧倾斜面(38)，位于前端侧倾斜面的后方；及后端面(40)，是从后端侧倾斜面的后端(39)延伸到凸片后端部的陡峭的壁。翅片凸片的前端侧倾斜面的顶部(35)的至少一部分沿着上游侧直线部的内表面(15)的朝向弯曲部的延长线(60)形成。

Description

发动机进气管道结构
技术领域
本申请主张2019年1月11日提出的日本专利申请第2019-003459号的优先权，并将包括说明书、权利要求书、附图及摘要的全部内容作为参照援引于本文。
本公开涉及一种形成用于向发动机引导空气的进气流路的发动机进气管道的结构。
背景技术
作为形成向车辆的发动机引导空气的进气流路的发动机进气管道，存在有入口管道、空气滤清器的软管等。这样的管道具有弯曲的部分(也称为弯曲部)，在管道内流动的空气在通过弯曲部时，会从弯曲部的弯曲方向内侧的内表面剥离。
由于空气的剥离，在弯曲部的弯曲方向外侧的内表面附近，空气的流速变高，但在弯曲部的弯曲方向内侧的内表面附近，空气的流速变低，从而在弯曲部的下游侧，管道内的空气的流速变得不均匀。管道内的空气流速的不均匀有时会引起进入发动机的空气量的减少。例如，设置在管道的下游侧的节气门使以能够封闭流路的方式设置在流路内的板状部件倾斜，以改变板状部件与流路内表面之间的间隙的大小，由此调整朝向发动机的燃烧室的空气量。因此，在流速低的空气进入板状部件与流路内表面之间的间隙时，无法将所需的空气量送入发动机的燃烧室。
为了解决管道内的空气剥离的问题，在专利文献1中公开了在管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面或位于弯曲部的弯曲方向内侧的内表面的下游侧的直线部内表面设置有凸片的管道结构。凸片从管道的内表面立起，是沿着进气流路延伸的形状。凸片包括后端面，该后端面是在位于比管道的内表面高的位置的凸片顶面的后端与位于管道的内表面的凸片后端部之间延伸的陡峭的壁。空气沿着凸片顶面流动，并通过凸片顶面的后端，由此在凸片的后端面的后方产生涡流，产生涡流的部分与涡流的周围的区域相比成为低压，因此涡流的周围的空气被朝向涡流(管道的弯曲方向内侧的内表面)吸引。因此，能够抑制空气从弯曲部的弯曲方向内侧的内表面剥离的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-13061号公报
专利文献1所记载的管道结构中，针对凸片相对于位于比管道的弯曲部靠上游侧的管道的直线部的位置、结构没有进行充分的研究，根据凸片相对于该直线部的位置、结构，存在不能充分地抑制空气从管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面剥离的可能。
发明内容
本公开的目的在于，提供一种发动机进气管道结构，形成向发动机引导空气的进气流路，其中，通过考虑凸片相对于位于比管道的弯曲部靠上游侧的管道的直线部的位置、结构，能够有效地抑制在管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面产生的空气的剥离。
本公开的发动机进气管道结构为形成向发动引导空气的进气流路的发动机进气管道的结构，其特征在于，发动机进气管道结构从上游侧起依次具备上游侧直线部、弯曲部及下游侧直线部，发动机进气管道结构具备凸片，该凸片从包括所述弯曲部的弯曲方向内侧的内表面在内的所述管道的内表面立起，并沿着所述进气流路延伸，作为所述凸片的前端的凸片前端部位于所述弯曲部，作为所述凸片的后端的凸片后端部位于所述弯曲部或所述下游侧直线部，所述凸片具有：前端侧倾斜面，从所述凸片前端部向下游侧上升倾斜；后端侧倾斜面，在所述前端侧倾斜面的后方向下游侧下降倾斜；及后端面，是从位于比所述管道的内表面高的位置的所述后端侧倾斜面的后端延伸到位于所述管道的内表面的所述凸片后端部的陡峭的壁，所述凸片的所述前端侧倾斜面的顶部的至少一部分沿着所述上游侧直线部的内表面的朝向所述弯曲部的延长线形成。
根据该结构，由于凸片的前端侧倾斜面的顶部的至少一部分沿着管道的上游侧直线部的内表面的朝向弯曲部的延长线形成，因此能够抑制压力损失，使从管道的上游侧直线部行进至弯曲部的大量的空气沿着凸片的前端侧倾斜面行进。而且，大量的空气沿着后端侧倾斜面行进并通过其后端，从而能够在凸片的后端面的后方产生强的涡流。与涡流的周围的区域相比，产生涡流的部分成为低压，从而涡流越强，则带来越低的压力。因此，能够将涡流的周围的大量的空气朝向涡流(管道的弯曲方向内侧的内表面)吸引，由此能够有效地抑制空气从管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面的剥离。由此，抑制了管道内的空气流动的偏差(不均匀的空气的流速)，从而能够增加发动机的进气量。
另外，在本公开的发动机进气管道结构中，也可以采用如下结构，即，所述凸片在所述前端侧倾斜面与所述后端侧倾斜面之间具备从所述管道的内表面突出得最高的最高部，所述凸片的所述最高部位于所述上游侧直线部的所述延长线上。
根据该结构，由于从管道的上游侧直线部行进至弯曲部的空气直接到达凸片的最高部，因此大量的空气沿着位于凸片的最高部的后方的后端侧倾斜面流动，由此能够在凸片的后端面的后方产生更强的涡流。因此，能够将大量的空气朝向涡流吸引，由此能够可靠地抑制空气从管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面剥离。
另外，在本公开的发动机进气管道结构中，也可以采用如下结构，即，所述凸片在所述前端侧倾斜面与所述后端侧倾斜面之间具备从所述管道的内表面突出得最高的最高部，所述凸片的所述最高部位于比所述上游侧直线部的所述延长线靠所述弯曲部的弯曲方向的内侧的位置。
根据该结构，能够降低凸片相对于从管道的上游侧直线部行进至弯曲部的空气的压力损失。
另外，在本公开的发动机进气管道结构中，也可以采用如下结构，即，所述凸片的与所述进气流路的延伸方向正交的正交方向的宽度根据所述延伸方向的位置而变化，所述凸片的所述前端侧倾斜面的所述正交方向的宽度从所述凸片前端部向下游侧逐渐变宽，所述凸片的所述后端侧倾斜面的所述正交方向的宽度从所述前端侧倾斜面侧向下游侧逐渐变窄。
根据该结构，由于前端侧倾斜面的宽度(与进气流路延伸的方向正交的正交方向的宽度)从凸片前端部向下游侧逐渐变宽，因此可抑制凸片相对于从管道的上游侧直线部行进至弯曲部的空气的压力损失，另外，大量的空气沿着宽度变宽的前端侧倾斜面的后端侧(下游侧)流动。并且，由于后端侧倾斜面的宽度从前端侧倾斜面侧向下游侧逐渐变窄，并且在凸片的后端面产生涡流，从而沿着前端侧倾斜面流动过来的大量的空气越趋向后端侧倾斜面的下游侧则越聚拢。并且，聚拢在一起的空气通过后端侧倾斜面的后端，从而在凸片的后端面的后方产生的涡流增强，由此，更多的空气朝向后端侧倾斜面的后端聚拢。如此，协同地使涡流增强。通过强涡流，能够将大量的空气吸引到管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面，因此能够可靠地抑制空气从管道内表面剥离。
另外，在本公开的发动机进气管道结构中，也可以采用如下结构，即，所述凸片的所述后端侧倾斜面的下降倾斜角度比所述凸片的所述前端侧倾斜面的上升倾斜角度平缓。
根据该结构，由于从凸片的前端侧倾斜面行进到后端侧倾斜面的大量的空气不从后端侧倾斜面离开而沿着后端侧倾斜面行进，因此能够在凸片的后端面的后方产生强的涡流。由此，能够将大量的空气吸引到管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面，从而能够可靠地抑制空气从管道内表面剥离。
根据本公开，在形成向发动机引导空气的进气流路的发动机进气管道中，能够有效地抑制在管道的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面产生的空气的剥离。由此，使管道内的空气的流速均匀化，因此能够增加向发动机的进气量。
附图说明
图1为表示车辆的发动机的进气流路的一例的示意图。
图2为空气滤清器软管的弯曲区间的剖视图。
图3为空气滤清器软管的凸片的放大图。
图4为空气滤清器软管的切割剖视图。
图5为空气滤清器软管的凸片的俯视图。
图6为第二入口管道的弯曲区间的剖视图。
图7为第二入口管道的凸片的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的发动机进气管道结构的实施方式进行说明。在所有的附图中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
图1为表示向车辆的发动机24引导空气的进气流路14的一例的示意图，粗线黑箭头表示空气的流动方向。如图1所示，从上游侧起依次配置有第一入口管道16、第二入口管道18、空气滤清器20和空气滤清器软管22，由此形成了发动机24的进气流路14。空气从第一入口管道16向第二入口管道18行进，通过空气滤清器20而排出到空气滤清器软管22，并从空气滤清器软管22引导至发动机24内。在此，第一入口管道16、第二入口管道18和空气滤清器软管22均称为发动机进气管道12，以下，也简称为管道。
发动机24包括节气门90，节气门90配置在空气滤清器软管22的下游侧的进气流路14内。节气门90使以能够封闭流路的方式设置在流路内的板状部件91以轴92为中心倾斜，以改变板状部件91与流路内表面之间的间隙的大小，由此调整朝向发动机的燃烧室的空气量。
空气滤清器软管22具有弯曲区间26a，同样地，第二入口管道18也具有弯曲区间26b。在这样的弯曲区间26a、26b中，空气从管道的弯曲方向内侧的内表面剥离，在管道的弯曲方向外侧的内表面附近，空气的流速变高，另一方面，在管道的弯曲方向内侧的内表面附近，空气的流速变低，从而在弯曲区间26a、26b的下游侧，管道内的空气的流速变得不均匀。并且，流速低的空气在节气门90的板状部件91与流路内表面之间的间隙流动，导致发动机24的进气量减少。因此，在本实施方式中，在各弯曲区间26a、26b设置凸片，以抑制空气从管道的弯曲方向内侧的内表面剥离，由此使发动机24的进气量增加。以下，对本实施方式的各弯曲区间26a、26b进行详细说明。
首先，对空气滤清器软管22的弯曲区间26a进行说明。图2为空气滤清器软管22的弯曲区间26a的剖视图，空气的流动方向用空心箭头表示。空气滤清器软管22是正圆形的管(参照图4)，如图2所示，从上游侧起依次具备上游侧直线部50、弯曲部52及下游侧直线部54。另外，空气滤清器软管22具备凸片30a，该凸片30a从弯曲部52的弯曲方向内侧的内表面和位于其下游侧的下游侧直线部54的内表面立起，并沿着进气流路14延伸。凸片30a与空气滤清器软管22一体成形。
图3为图2所示的凸片30a的放大图，图4为凸片30a的最高的部分(最高部36)的空气滤清器软管22的切割剖视图，图5为凸片30a的俯视图。如图3所示，作为凸片30a的前端的凸片前端部32位于弯曲部52，作为凸片30a的后端的凸片后端部42位于下游侧直线部54。凸片30a具备：前端侧倾斜面34，从凸片前端部32向后方(下游侧)上升倾斜；及后端侧倾斜面38，在前端侧倾斜面34的后方向下游侧下降倾斜。后端侧倾斜面38的进气流路延伸的方向(以下也称为流路方向)的长度比前端侧倾斜面34的流路方向的长度长，后端侧倾斜面38的下降倾斜角度比前端侧倾斜面34的上升倾斜角度平缓。从空气滤清器软管22的内表面15突出得最高的最高部36位于前端侧倾斜面34与后端侧倾斜面38之间。
如图3所示，凸片30a的前端侧倾斜面34的棱线部分(以下称为顶部35)的一部分沿着空气滤清器软管22的上游侧直线部50的内表面15的朝向弯曲部52的延长线60形成。另外，凸片30a的最高部36位于空气滤清器软管22的上游侧直线部50的上述延长线60上，并位于沿着延长线60的凸片30a的前端侧倾斜面34的顶部35的末端。
后端侧倾斜面38的后端39位于比空气滤清器软管22的内表面15高的位置，凸片后端部42位于空气滤清器软管22的内表面15上。凸片30a具备后端面40，该后端面40是从后端侧倾斜面38的后端39延伸到凸片后端部42的陡峭的壁。
如图4所示，凸片30a的纵向截面(在与进气流路延伸的方向正交的方向上切断凸片时的截面)为大致三角形，凸片30a具有前端平滑的顶部35(在图4中为最高部36)和从空气滤清器软管22的内表面15朝向顶部35的相对的2个侧部37。如图3所示，凸片30a的顶部35相对于空气滤清器软管22的内表面15的位置(高度)随着从最高部36趋向凸片前端部32或凸片后端部42而降低。
如图5(俯视图)所示，凸片30a的与进气流路延伸的方向(图5所示的X方向，以下也称为凸片长边方向)正交的正交方向(图5所示的Y方向，以下也称为凸片短边方向)的宽度根据凸片长边方向的位置而变化。凸片30a的前端侧倾斜面34的凸片短边方向(Y方向)的宽度从凸片前端部32朝向下游侧(图5的下侧)逐渐变宽，另一方面，凸片30a的后端侧倾斜面38的短边方向(Y方向)的宽度从前端侧倾斜面34侧朝向下游侧逐渐变窄。凸片30a在前端侧倾斜面34与后端侧倾斜面38之间的位置(在本实施方式中为前端侧倾斜面34与后端侧倾斜面38的边界64)具备凸片短边方向(Y方向)的宽度最宽的最宽部44。如图5所示，凸片30a的最宽部44和最高部36位于相同的位置。后端侧倾斜面38的后端39沿着凸片短边方向被切除，在凸片短边方向上具有预定宽度。
下面，对以上所说明的空气滤清器软管22的弯曲区间26a的作用效果进行说明。
如图3所示，以上所说明的空气滤清器软管22的凸片30a的顶端侧倾斜面34的顶部35的一部分沿着空气滤清器软管22的上游侧直线部50的内表面15的朝向弯曲部52的延长线60形成。因此，如图2的粗线黑箭头(空气的流动)所示，能够抑制压力损失，使从空气滤清器软管22的上游侧直线部50行进至弯曲部52的大量的空气沿着凸片30a的前端侧倾斜面34行进。而且，大量的空气沿着后端侧倾斜面38行进并通过其后端，从而能够在凸片30a的后端面40的后方产生强的涡流80。与涡流80的周围的区域相比，产生涡流80的部分成为低压，从而涡流80越强，则带来越低的压力。因此，能够将涡流80的周围的大量的空气朝向涡流80(空气滤清器软管22的弯曲方向内侧的内表面15)吸引，由此能够有效地抑制空气从空气滤清器软管22的弯曲部52的弯曲方向内侧的内表面15剥离。由此，抑制了空气滤清器软管22内的空气流动的偏差(不均匀的空气的流速)，从而能够增加发动机的进气量。
另外，如图3所示，以上所说明的空气滤清器软管22的凸片30a的最高部36位于前端侧倾斜面34与后端侧倾斜面38之间，且位于空气滤清器软管22的上游侧直线部50的内表面15的朝向弯曲部52的延长线60上。因此，从空气滤清器软管22的上游侧直线部50行进至弯曲部52的空气直接到达凸片30a的最高部36，因此大量的空气沿着位于凸片30a的最高部36的后方的后端侧倾斜面38流动，从而能够在凸片30a的后端面40的后方产生更强的涡流80(参照图2)。因此，能够将大量的空气朝向涡流80吸引，由此能够可靠地抑制空气从空气滤清器软管22的弯曲部52的弯曲方向内侧的内表面15剥离。
另外，如图5所示，以上所说明的空气滤清器软管22的凸片30a的前端侧倾斜面34的凸片短边方向(Y方向)的宽度从凸片前端部32朝向下游侧(图5的下侧)逐渐变宽。因此，可抑制凸片30a相对于从空气滤清器软管的上游侧直线部行进至弯曲部的空气的压力损失，另外，大量的空气沿着宽度变宽的前端侧倾斜面34的后端侧(下游侧)流动。另外，凸片30a的后端侧倾斜面38的凸片短边方向(Y方向)的宽度从前端侧倾斜面34侧朝向下游侧逐渐变窄，另外，如前文所述，在凸片30a的后端面产生涡流。因此，沿着前端侧倾斜面34流动过来的大量的空气越趋向后端侧倾斜面38的下游侧则越聚拢。并且，聚拢在一起的空气通过后端侧倾斜面38的后端39，从而在凸片30a的后端面的后方产生的涡流80增强(参照图2)，由此，更多的空气朝向后端侧倾斜面38的后端聚拢。如此，协同地使涡流80增强。通过强涡流80，能够将大量的空气吸引到空气滤清器软管22的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面15，因此能够可靠地抑制空气从空气滤清器软管22内表面剥离。
另外，如图2所示，以上所说明的空气滤清器软管22的凸片30a的后端侧倾斜面38的下降倾斜角度比凸片30a的前端侧倾斜面34的上升倾斜角度平缓。因此，由于从凸片30a的前端侧倾斜面34行进到后端侧倾斜面38的大量的空气不从后端侧倾斜面38离开而沿着后端侧倾斜面38行进，因此能够在凸片30a的后端面40的后方产生强的涡流80。由此，能够将大量的空气吸引到空气滤清器软管22的弯曲部的弯曲方向内侧的内表面，从而能够可靠地抑制空气从空气滤清器软管22内表面剥离。
接着，对图1所示的第二入口管道18的弯曲区间26b进行说明。
图6为第二入口管道18的弯曲区间26b的剖视图，空气的流动方向用空心箭头表示。第二入口管道18也与上述的空气滤清器软管22同样地为正圆形的管，从上游侧起依次具备上游侧直线部50、弯曲部52及下游侧直线部54。第二入口管道18与上述的空气滤清器软管22相比，弯曲角度变大，弯曲部52的长度变长。与此对应，第二入口管道18的凸片30b与空气滤清器软管22的凸片30a相比，进气流路14延伸的方向的长度变长。凸片30b与第二入口管道18一体成形。
图7为图6所示的凸片30b的放大图。第二入口管道18的凸片30b的结构与上述的空气滤清器软管22的凸片30a的结构相同，但凸片的位置稍有不同。具体而言，第二入口管道18的凸片30b从弯曲部52的弯曲方向内侧的内表面立起，未到达下游侧直线部54(参照图6)。并且，如图7所示，凸片前端部32和凸片后端部42双方均位于第二入口管道18的弯曲部52。另外，凸片30b的最高部36与上述的空气滤清器软管22的凸片30a的最高部36不同，位于比上游侧直线部50的内表面的朝向弯曲部52的延长线60靠弯曲部52的弯曲方向的内侧的位置。
如图7所示，第二入口管道18也与上述的空气滤清器软管22相同，凸片30b的前端侧倾斜面34的顶部35的一部分沿着第二入口管道18的上游侧直线部50的内表面的朝向弯曲部52的延长线60形成。因此，如图7的粗线黑箭头(空气的流动)所示，能够抑制压力损失，使从第二入口管道18的上游侧直线部50行进至弯曲部52的大量的空气沿着凸片30b的前端侧倾斜面34行进。而且，大量的空气沿着后端侧倾斜面38行进并通过其后端，从而能够在凸片30b的后端面40的后方产生强的涡流80。与涡流80的周围的区域相比，产生涡流80的部分成为低压，从而涡流80越强，则带来越低的压力。因此，能够将涡流80的周围的大量的空气朝向涡流80(第二入口管道18的弯曲方向内侧的内表面15)吸引，由此能够有效地抑制空气从第二入口管道18的弯曲部52的弯曲方向内侧的内表面15剥离。由此，抑制了第二入口管道18内的空气流动的偏差(不均匀的空气的流速)。
下面，对变形例进行说明。以上所说明的管道(空气滤清器软管22、第二入口管道18)中，管道和凸片一体成形。但是，凸片也可以与管道为分体，例如凸片可以通过粘结剂安装于管道。
另外，以上所说明的管道的凸片的前端侧倾斜面34的顶部35的一部分沿着管道的上游侧直线部50的内表面15的朝向弯曲部52的延长线60形成。但是，凸片的前端侧倾斜面34的整个顶部35也可以沿着上游侧直线部50的上述延长线60形成。

Claims (5)

1.一种发动机进气管道结构，是形成向发动机引导空气的进气流路的发动机进气管道(12)的结构，其所述发动机进气管道结构的特征在于，
所述发动机进气管道结构从上游侧起依次具备上游侧直线部(50)、弯曲部(52)及下游侧直线部(54)，
所述发动机进气管道结构具备凸片(30a、30b)，所述凸片(30a、30b)从包括所述弯曲部(52)的弯曲方向内侧的内表面在内的所述管道的内表面立起，并沿着所述进气流路延伸，
作为所述凸片(30a、30b)的前端的凸片前端部(32)位于所述弯曲部(52)，作为所述凸片(30a、30b)的后端的凸片后端部(42)位于所述弯曲部(52)或所述下游侧直线部(54)，
所述凸片(30a、30b)具有：前端侧倾斜面(34)，从所述凸片前端部(32)向下游侧上升倾斜；后端侧倾斜面(38)，在所述前端侧倾斜面(34)的后方向下游侧下降倾斜；及后端面(40)，是从位于比所述管道的内表面高的位置的所述后端侧倾斜面(38)的后端(39)延伸到位于所述管道的内表面的所述凸片后端部(42)的陡峭的壁，
所述凸片(30a、30b)的所述前端侧倾斜面(34)的顶部(35)的至少一部分沿着所述上游侧直线部(50)的内表面的朝向所述弯曲部(52)的延长线(60)形成。
2.根据权利要求1所述的发动机进气管道结构，其特征在于，
所述凸片(30a)在所述前端侧倾斜面(34)与所述后端侧倾斜面(38)之间具备从所述管道的内表面突出得最高的最高部(36)，
所述凸片(30a)的所述最高部(36)位于所述上游侧直线部(50)的所述延长线(60)上。
3.根据权利要求1所述的发动机进气管道结构，其特征在于，
所述凸片(30b)在所述前端侧倾斜面(34)与所述后端侧倾斜面(38)之间具备从所述管道的内表面突出得最高的最高部(36)，
所述凸片(30b)的所述最高部(36)位于比所述上游侧直线部(50)的所述延长线(60)靠所述弯曲部(52)的弯曲方向的内侧的位置。
4.根据权利要求2或3所述的发动机进气管道结构，其特征在于，
所述凸片(30a、30b)的与所述进气流路的延伸方向正交的正交方向的宽度根据所述延伸方向的位置而变化，
所述凸片(30a、30b)的所述前端侧倾斜面(34)的所述正交方向的宽度从所述凸片前端部(32)向下游侧逐渐变宽，
所述凸片(30a、30b)的所述后端侧倾斜面(38)的所述正交方向的宽度从所述前端侧倾斜面(34)侧向下游侧逐渐变窄。
5.根据权利要求4所述的发动机进气管道结构，其特征在于，
所述凸片(30a、30b)的所述后端侧倾斜面(38)的下降倾斜角度比所述凸片(30a、30b)的所述前端侧倾斜面(34)的上升倾斜角度平缓。
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