JP2006090210A - Intake air system of engine for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用エンジンの吸気装置に関するものである。 The present invention relates to an intake device for a vehicle engine.
自動車を運転するドライバの楽しみの一つに、走行時に車室内に侵入する音がある。例えば、アクセルペダルの踏み込みに応じて盛り上がるエンジン音は、これが不快な音でない限り、ドライバにとって好ましいものとなる。このことから、自動車を運転しているときにドライバが耳にする音の善し悪しは自動車の商品性を左右する大きな要素となっている。このため、車室内の音作りのために、例えば車室内に音源を用意することも検討されている。 One of the pleasures of a driver driving a car is the sound of entering the passenger compartment when driving. For example, an engine sound that rises as the accelerator pedal is depressed is preferable for the driver unless it is an unpleasant sound. For this reason, whether the sound heard by the driver when driving a car is a major factor that affects the merchantability of the car. For this reason, in order to make sound in the passenger compartment, for example, preparation of a sound source in the passenger compartment has also been studied.
ところで、エンジンの吸気マニホールドは、従来一般的には鋳物で作られていたが、特許文献1は、吸気マニホールドを樹脂化することを提案している。特許文献1に開示の吸気マニホールドを説明すると、この吸気マニホールドは上下に3つに分割した構造を有し、吸気マニホールドの各分岐管は、シリンダヘッドの各吸気ポートから一旦遠のいた後に下方に延びる形状を有する。吸気マニホールドはサージタンク部を有し、サージタンク部は、シリンダブロックと気筒配列方向に並んだ分岐管との間に配設されている。吸気マニホールドは、その外壁面に設けたリブによって補強されている。
本願発明者は、樹脂製の吸気マニホールドのサージタンク部に着目し、このサージタンク部は広がりを備えた壁面を備えていることから、このサージタンク部の壁面を音源の一つとして利用する本発明を案出するに至ったものである。 The inventor of the present application pays attention to the surge tank portion of the resin-made intake manifold, and since this surge tank portion has a wide wall surface, the surge tank wall surface is used as one of the sound sources. It came to devise invention.
すなわち、本発明の目的は、ドライバが走行中に車室内で耳にする音を好ましいものにする音作りに貢献することのできる車両用エンジンの吸気装置を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide an air intake device for a vehicle engine that can contribute to the sound generation that makes the sound heard by the driver in the passenger compartment during traveling favorable.
かかる技術的課題は、第1の観点による本発明によれば、
車両の前部のエンジンルームに設けられた多気筒エンジンの一側に、該エンジンの各気筒に連なる複数の分岐管の少なくとも一部と、該複数の分岐管の上流端が集合したサージタンク部とが樹脂で作られた吸気マニホールドを備えた車両用エンジンの吸気装置において、
前記サージタンク部の内部に略扁平な吸気拡大室を形成する複数の壁面のうち相対的に広い面積を備えた平坦な主要壁面が他の壁面に比べて低剛性に作られ、該平坦な主要壁面が、吸気脈動により膜振動する振動面を構成することを特徴とする車両用エンジンの吸気装置を提供することにより達成される。
According to the present invention according to the first aspect, the technical problem is
A surge tank unit in which at least a part of a plurality of branch pipes connected to each cylinder of the engine and an upstream end of the plurality of branch pipes are gathered on one side of a multi-cylinder engine provided in an engine room in a front part of the vehicle In an intake system for a vehicle engine equipped with an intake manifold made of resin,
A flat main wall surface having a relatively large area among a plurality of wall surfaces forming a substantially flat intake expansion chamber inside the surge tank portion is made less rigid than other wall surfaces, and the flat main wall surface This is achieved by providing an air intake device for a vehicle engine, wherein the wall surface constitutes a vibration surface that vibrates due to intake air pulsation.
すなわち、本発明の第1の観点によれば、例えば別途エンジンルーム内に音源を設けることなく、吸気マニホールドのサージタンク部の上記平坦な主要壁面が吸気脈動により振動させることで、これを付加的な音源として車室内の音作りを行うことができる。 That is, according to the first aspect of the present invention, the flat main wall surface of the surge tank portion of the intake manifold is vibrated by the intake pulsation, for example, without separately providing a sound source in the engine room. The sound inside the vehicle can be created as a simple sound source.
他の観点による本発明によれば、上記の技術的課題は、
車両の前部のエンジンルームに設けられた多気筒エンジンの一側に、該エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートに連なる複数の分岐管の少なくとも一部と、該複数の分岐管が集合したサージタンク部とが樹脂で作られた吸気マニホールドを備えた車両用エンジンの吸気装置において、
前記複数の分岐管が前記シリンダヘッドから一旦遠のいた後に下方に向けて湾曲する形状を有し、該分岐管と前記エンジンのシリンダブロックとの間に配設されたサージタンク部の平坦な主要壁面が前記シリンダブロックの側面と対向して配設され、
前記複数の分岐管の互いに隣接する分岐管の間に上下に貫通した放射音通過孔が形成され、
前記エンジン及び吸気マニホールドの上方に配設されたエンジンカバーが前記放射音通過孔に対応する部分を切り欠いた形状を有し、
前記サージタンク部の平坦な主要壁面が、前記吸気マニホールドの他の壁面に比べて低剛性に設定されて吸気脈動により膜振動する振動面を構成していることと特徴とする車両用エンジンの吸気装置を提供することにより達成される。
According to the present invention from another aspect, the above technical problem is:
A surge tank in which at least a part of a plurality of branch pipes connected to each intake port of a cylinder head of the engine and the plurality of branch pipes are gathered on one side of a multi-cylinder engine provided in an engine room in the front part of the vehicle In an intake device for a vehicle engine equipped with an intake manifold made of resin,
The plurality of branch pipes have a shape that curves downward after being once far from the cylinder head, and a flat main wall surface of a surge tank portion disposed between the branch pipes and the cylinder block of the engine Is disposed opposite to the side surface of the cylinder block,
A radiated sound passage hole penetrating up and down is formed between adjacent branch pipes of the plurality of branch pipes,
The engine cover disposed above the engine and the intake manifold has a shape in which a portion corresponding to the radiation sound passage hole is cut out,
The intake surface of the vehicle engine is characterized in that the flat main wall surface of the surge tank portion is set to have a lower rigidity than the other wall surfaces of the intake manifold and forms a vibration surface that vibrates due to intake pulsation. This is accomplished by providing an apparatus.
この第2の観点による本発明によれば、上記の第1の観点による発明と同様に、吸気マニホールドのサージタンク部の上記平坦な主要壁面が吸気脈動により振動させることで、これを付加的な音源として車室内の音作りを行うことができる。また、分岐管が湾曲しており、この湾曲管とシリンダブロックとの間にサージタンク部を配設したことから、エンジン全体の高さを抑えることができ、更にエンジン及び吸気マニホールドの上方をエンジンカバーで覆っているため、エンジン及び吸気マニホールドの上部の見栄えを好ましいものとすることができるだけでなく、吸気脈動によりサージタンク部で発生した音を放射音通過孔を通じてエンジンルーム内に放出させることができるため、この放射音を効果的に車室内に作用させることができる。 According to the second aspect of the present invention, as in the case of the first aspect, the flat main wall surface of the surge tank portion of the intake manifold is vibrated by the intake pulsation, and this is added. As a sound source, it can make sound in the passenger compartment. In addition, since the branch pipe is curved and the surge tank is disposed between the curved pipe and the cylinder block, the overall height of the engine can be suppressed, and the engine and the intake manifold are positioned above the engine. Since it is covered with a cover, not only the appearance of the upper part of the engine and the intake manifold can be made favorable, but also the sound generated in the surge tank due to the intake pulsation can be released into the engine room through the radiated sound passage hole. Therefore, this radiated sound can be effectively applied to the passenger compartment.
本発明の好ましい実施の形態では、平坦な主要壁面が補強リブ無しの壁面で構成されており、吸気マニホールドの他の壁面には補強リブが分散して配置されている。これにより、吸気マニホールドの枝管などの剛性を補強リブによって確保することができ、他方、補強リブ無しの平坦な主要壁面を吸気脈動により効果的に膜振動させることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the flat main wall surface is constituted by a wall surface without reinforcing ribs, and the reinforcing ribs are distributed on the other wall surfaces of the intake manifold. Thereby, the rigidity of the branch pipe of the intake manifold can be secured by the reinforcing rib, and on the other hand, the flat main wall surface without the reinforcing rib can be effectively subjected to membrane vibration by the intake pulsation.
また、好ましい実施の形態では、前記平坦な主要壁面が一つの分割ケース部品により形成されている。平坦な主要壁面を複数の分割ケース部品で構成した場合には、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が難しくなるが、平坦な主要壁面が一つの分割ケース部品により形成することにより、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が容易となる。 Moreover, in preferable embodiment, the said flat main wall surface is formed of one division | segmentation case component. When the flat main wall is composed of multiple divided case parts, it is difficult to design the sound quality and strength of the sound generated by the membrane vibration of the flat main wall, but the flat main wall is a single divided case. By forming with parts, it is easy to design the sound quality and strength of the sound generated by the membrane vibration of the flat main wall surface.
請求項1、2の発明にあっては、エンジンルーム内に特別な音源を設けることなく、サージタンク部の平坦な主要壁面を吸気脈動により振動させることで発生する音を車室内の音作りに利用することができる。請求項3の発明にあっては、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が容易となる。
In the first and second aspects of the present invention, the sound generated by vibrating the flat main wall surface of the surge tank portion by the intake pulsation without creating a special sound source in the engine room is used to make the sound in the passenger compartment. Can be used. In the invention of
請求項4、5の発明にあっては、エンジン全体の高さを抑えることができ、更にエンジン及び吸気マニホールドの上方を覆うエンジンカバーでエンジン及び吸気マニホールドの上部の見栄えを好ましいものとすることができるだけでなく、吸気脈動によりサージタンク部で発生した音を放射音通過孔を通じてエンジンルーム内に放出させることができるため、この放射音を効果的に車室内に作用させることができる。請求項6の発明にあっては、請求項4及び5の効果に加えて、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が容易となる。
In the inventions of
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、自動車の前部に設けられたエンジンルームを上方から見た図である。自動車1は、その前部に、車室2の前方にダッシュパネル3によって仕切られたエンジンルーム4を有する。エンジンルーム4の下方には、車体前後方向に延びる左右のフロントサイドフレーム5R、5Lが配設され、この左右のフロントサイドフレーム5R、5Lにエンジン6がマウントされている。図1の参照符号7R、7Lは左右の前輪を示す。
FIG. 1 is a top view of an engine room provided at the front of the automobile. The
エンジン6は直列4気筒エンジンであり、気筒配列方向を車体前後方向に向けた縦置き形式でエンジンルーム4に配設されている。エンジン6の一側には排気マニホールド10が取り付けられ、エンジン6の他側には吸気マニホールド11が取り付けられている。なお、吸気マニホールド11の車両前方側には、図示しないが、オルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、空調用コンプレッサなどの補機類が互いに接近して配設される。
The
吸気マニホールド11は吸気管12を介してエアクリーナ13に連結され、エアクリーナ13は、エンジンルーム4の前端に配設されている。エンジン6の各気筒に対する新気の供給は、従来と同様に、エアクリーナ13で物理濾過した後に吸気管12、吸気マニホールド11を通じて各気筒に供給される。なお、図1の参照符号14はバッテリを示す。
The
図2は、エンジン6を吸気マニホールド11側から見た斜視図であり、図3は、エンジン6を吸気マニホールド11側から見た側面図である。図2、図3は、エンジン6の上方にエンジンカバー15を設置した状態で図示してある。他方、図1では、エンジンカバー15を取り外した状態で図示してある。また、図4は吸気マニホールド11の平面図であり、図5は、吸気マニホールド11の斜視図である。図6は、吸気マニホールド11の縦断面図である。
2 is a perspective view of the
特に図4〜図6を参照して、吸気マニホールド11は4つの部品18〜20、32を組み合わせることにより構成されている。第1の分割ケース部品18は、シリンダヘッド6aの4つの吸気ポートに連通する第1〜第4の下流側分岐管18a〜18d(図5)を備えたアルミニウムなどの金属部品である。
4 to 6, the
第2の分割ケース部品19は、上記の下流側分岐管18a〜18dに夫々連なる第1〜第4の上流側分岐管19a〜19dの主要部分を備えた樹脂製部品である。第3の分割ケース部品20は、上記の上流側分岐管19a〜19dが集合した比較的扁平な吸気拡大室を形成するサージタンク部21を備えた樹脂製部品である。第4の分割ケース部品32は、第2の分割ケース部品19と第3の分割ケース部品20との間でサージタンク部21を形成すると共に後述する短縮独立通路22a〜22d(図6)を形成する樹脂製の部品である。樹脂製の第2〜第4の分割ケース部品19、20、32は、例えば振動溶着により接合される。
The 2nd division |
吸気マニホールド11の上流側分岐管19a〜19d、下流側分岐管18a〜18d、サージタンク部21の配置関係は、図6から最も良く理解できるように、下流側分岐管18a〜18dがエンジン6のシリンダヘッド6aから斜め上方に向けて遠ざかる形状を有する。この下流側分岐管18a〜18dに連なる上流側分岐管19a〜19dは、その下流端から下方に湾曲して延びる形状を有し、この上流側分岐管19a〜19dとシリンダブロック6bとの間にサージタンク部21が位置している。
As can be best understood from FIG. 6, the arrangement of the
なお、上流側分岐管19a〜19dは、夫々、その途中にサージタンク部21に連なる短縮独立通路22a〜22dを有し、この短縮独立通路22a〜22dには吸気通路長切替えバルブ23が設けられており、この吸気通路長切替えバルブ23はエンジン回転数などのパラメータによって開閉される。すなわち、吸気マニホールド11は、サージタンク部21から各気筒の吸気ポートまでの吸気通路の全長を2段階に変化させることができるようになっている。
Each of the
このような吸気マニホールド11の管路構成を採用することにより、吸気マニホールド11を含むエンジン全体の高さを抑えつつ、低回転領域と高回転領域とに適した吸気管長さを実現することができる。
By adopting such a pipe configuration of the
上流側分岐管19a〜19dを構成する第2分割ケース部品19は、図3、図4などから分かるように、分散配置された複数のリブ24によって補強されている。また、第2分割ケース部品19には、気筒配列方向一端部にスロットルボディ25が装着され、このスロットルボディ25に、エンジン出力を制御するためのスロットル弁25a(図3)が開閉可能に設けられている。スロットルボディ25から吸気マニホールド11に流入した新気はサージタンク部21に誘導される。なお、図2、図3に見られる参照符号26の部材はエンジンオイルフィルタである。
As can be seen from FIGS. 3, 4, etc., the second divided
図7は、第3の分割ケース部品20の斜視図である。第3分割ケース部品20は、第4分割ケース部品32と対面する周囲フランジ20aと、この周囲フランジ20aからボックス状にエンジン6側に向けて突出した本体部分20bとを有し、本体部分20bと周囲フランジ20aとの境は、複数のリブ24によって補強されている。他方、本体部分20bの縦壁面は、補強リブ無しの実質的に均一の壁厚の比較的低剛性の壁面で構成されており、特に、仮想線で示すサージタンク部21の主要壁面20cは平坦である。主要壁面20cは、特定の周波数(例えば500Hz)で大きな膜振動を発生するように、壁厚などを設定するのがよい。また、この主要壁面20cの振動面を拡大するのに、周囲フランジ20aから延びる側壁面と主要壁面20cとの間のコーナの曲率を小さくするのがよい。なお、図7の参照符号20d、20eは、平坦な主要壁面20cの横隣り及び上方に設けられた、エンジン側面側の構造物との干渉を避けるための凹所を示し、参照符号20fは、サージタンク部21の上流の通路部にEGRガスを供給するパイプ(図示せず)を装着するためのフランジ部を示す。
FIG. 7 is a perspective view of the third divided
このように第3の分割ケース部品20の一部である主要壁面20cだけで振動面を構成してあるため、例えばこれを複数の分割ケース部品で振動面を構成する場合に比べて、発生する音質や大きく振動する周波数領域の設定などが容易である。
As described above, since the vibration surface is constituted only by the
第3の分割ケース部品20は一体成形された下方に延びるステー30を備えている。ステー30は、3本の縦リブ30aと1本の水平リブ30bとを交差させた形状を有し、3本の縦リブ30aの上端は本体部分20bの下端部を補強するリブを構成している。このステー30には、下端にボルト挿通孔31が形成されている。吸気マニホールド11は、第1分割ケース部品19が複数のボルトを使ってシリンダヘッド6aに締結されるが、これに加えて、吸気マニホールド11の下端から下方に延びるステー30の下端がシリンダブロック6bに対して鉛直方向に延びるボルトBによって締結される。
The third divided
ステー30のボルト挿通孔31は、吸気マニホールド11にスロットルボディ25を装着した状態で吸気マニホールド11の重心位置にほぼ整合した位置に設けられており、これにより吸気マニホールド11の支持安定性の確保がなされている。
The
吸気マニホールド11のサージタンク部21は、図8〜図10から理解できるように、第3分割ケース部品20の本体部分20bにおける縦壁、特に平坦な主要壁面20cが吸気脈動によって膜振動し、これによる放射音を車室2内の音作りに利用することができる。
As can be understood from FIGS. 8 to 10, the
サージタンク部21の放射音が車室2に効果的に伝わるように、好ましくは、第1分割ケース部品18の第1〜第4の下流側分岐管18a〜18d間に比較的大きな放射音通過孔35を設けるのがよい。実施例では、第1と第2の下流側分岐管18a、18b間と、第3と第4の下流側分岐管18c、18d間に上下に貫通した放射音通過孔35が形成されている(図2)。
Preferably, a relatively large radiated sound is passed between the first to fourth
また、エンジンカバー15でエンジン6及び吸気マニホールド11の上方域を覆う場合には、実施例のように、エンジンカバー15のカバー本体15aでシリンダヘッド6aの上方域を覆い、吸気マニホールド11の上方は、放射音通過孔35、35の上方域を欠落した形状の突出部分15bで覆うのがよい。この突出部分15bの下方の吸気マニホールド11の領域には、吸気通路長切り替えバルブ23を駆動するための負圧アクチュエータに対する負圧の供給を制御するソレノイド(図示せず)が設けられている。
Further, when the
これによれば、エンジンカバー15によってエンジン6及び吸気マニホールド11の上部の見栄えを良くすることができるだけでなく、吸気脈動により吸気マニホールド11で発生した放射音を放射音通過孔35を通じて速やかにエンジンルーム4内に放出させ、これにより効果的に車室2内の音作りに作用させることができる。
According to this, the
エンジンカバー15の突出部分15bは、吸気マニホールド11の上方に間隔を隔てて位置させるのがよく、これによりサージタンク部21で発生した音が吸気マニホールド11とエンジンカバー15の突出部分15bとの隙間を通ってエンジンルーム4内に速やかに放出させることができる。この構造は、吸気マニホールド11の車両前方側を補機類で塞がれたエンジンでは有効な構造である。
The projecting
エンジンカバー15の下面に遮音材36を添設する場合には、カバー本体15aだけに遮音材36を設け、突出部分15bから遮音材36を省くのがよい。また、吸気マニホールド11の上方域に位置する突出部分15bはメッシュ状の多孔構造であるのがよく、これによりサージタンク部21で発生した放射音が突出部分15bの数多くの孔を通じて円滑にエンジンルーム4内に放出させることができる(図10)。
When the
なお、上記の実施例では、エンジンルーム4内にエンジン6を、いわゆる縦置きに配置したものについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、クランク軸を車幅方向に向けた横置きのエンジンに対しても本発明を適用し得ることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the
4 エンジンルーム
6 4気筒直列エンジン
6a シリンダヘッド
6b シリンダブロック
11 吸気マニホールド
15 エンジンカバー
18 第1の分割ケース部品
19 第2の分割ケース部品
20 第3の分割ケース部品
21 サージタンク部
24 補強リブ
25 スロットルボディ
35 第1分割ケース部品の貫通孔(放射音通過孔)
36 遮音材
4
36 Sound insulation
Claims (6)
前記サージタンク部の内部に略扁平な吸気拡大室を形成する複数の壁面のうち相対的に広い面積を備えた平坦な主要壁面が他の壁面に比べて低剛性に作られ、該平坦な主要壁面が、吸気脈動により膜振動する振動面を構成することを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。 A surge tank portion in which at least a part of a plurality of branch pipes connected to each cylinder of the engine and an upstream end of the plurality of branch pipes are gathered on one side of a multi-cylinder engine provided in an engine room in the front part of the vehicle In an intake system for a vehicle engine equipped with an intake manifold made of resin,
A flat main wall surface having a relatively large area among a plurality of wall surfaces forming a substantially flat intake expansion chamber inside the surge tank portion is made less rigid than other wall surfaces, and the flat main wall surface An air intake apparatus for a vehicle engine, wherein the wall surface constitutes a vibration surface that vibrates due to intake air pulsation.
前記吸気マニホールドの各分岐管が前記エンジンから一旦遠ざかった後に下方に向けて湾曲して延びる形状を有し、該分岐管の下端部と前記エンジンとの間に前記サージタンク部が配設されて、該サージタンク部の前記平坦な主要壁面が前記エンジンの側面に対向して位置し、該平坦な主要壁面が一つの前記分割ケース部品により形成されていることを特徴とする請求項2に記載の車両用エンジンの吸気装置。 The intake manifold is made by joining at least three split case parts;
Each branch pipe of the intake manifold has a shape extending curvedly downward after being once away from the engine, and the surge tank portion is disposed between a lower end portion of the branch pipe and the engine. 3. The flat main wall surface of the surge tank portion is positioned opposite to the side surface of the engine, and the flat main wall surface is formed by one of the divided case parts. Vehicle engine intake system.
前記複数の分岐管が前記シリンダヘッドから一旦遠のいた後に下方に向けて湾曲する形状を有し、該分岐管と前記エンジンのシリンダブロックとの間に配設されたサージタンク部の平坦な主要壁面が前記シリンダブロックの側面と対向して配設され、
前記複数の分岐管の互いに隣接する分岐管の間に上下に貫通した放射音通過孔が形成され、
前記エンジン及び吸気マニホールドの上方に配設されたエンジンカバーが前記放射音通過孔に対応する部分を切り欠いた形状を有し、
前記サージタンク部の平坦な主要壁面が、前記吸気マニホールドの他の壁面に比べて低剛性に設定されて吸気脈動により膜振動する振動面を構成していることと特徴とする車両用エンジンの吸気装置。 A surge tank in which at least a part of a plurality of branch pipes connected to each intake port of a cylinder head of the engine and the plurality of branch pipes are gathered on one side of a multi-cylinder engine provided in an engine room in the front part of the vehicle In an intake device for a vehicle engine equipped with an intake manifold made of resin,
The plurality of branch pipes have a shape that curves downward after being once far from the cylinder head, and a flat main wall surface of a surge tank portion disposed between the branch pipes and the cylinder block of the engine Is disposed opposite to the side surface of the cylinder block,
A radiated sound passage hole penetrating up and down is formed between adjacent branch pipes of the plurality of branch pipes,
The engine cover disposed above the engine and the intake manifold has a shape in which a portion corresponding to the radiation sound passage hole is cut out,
The intake surface of the vehicle engine is characterized in that the flat main wall surface of the surge tank portion is set to have a lower rigidity than the other wall surfaces of the intake manifold and forms a vibration surface that vibrates due to intake pulsation. apparatus.
前記平坦な主要壁面が一つの前記分割ケース部品により形成されていることを特徴とする請求項5に記載の車両用エンジンの吸気装置。 The intake manifold is made by joining at least three split case parts;
6. The vehicle engine intake device according to claim 5, wherein the flat main wall surface is formed by one of the divided case parts.
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