JP2007138745A - Intake device of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、自動車に用いられるエンジン等の内燃機関の吸気装置に吸気量を調節する目的で設けられたスロットル弁の下流から発生する、気流騒音を抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for suppressing airflow noise generated from a downstream side of a throttle valve provided for the purpose of adjusting an intake air amount in an intake device of an internal combustion engine such as an engine used in an automobile.
自動車に用いられるエンジン等の内燃機関は、吸気装置を具えており、その吸気装置には吸気量を調整する目的でスロットル弁が設けられる。当該スロットル弁は円盤状の弁をその直径方向に設けた揺動軸を中心に揺動させて開閉を行うバタフライ型のものが多く用いられ、当該バタフライ型のスロットル弁においては、閉状態から開状態としたときに、当該スロットル弁の下流側において、流速が異なる複数の空気流が合流する際に相互に作用しあって、当該空気流が乱れて渦が発生し、これにより気流騒音が発生する。 An internal combustion engine such as an engine used in an automobile includes an intake device, and the intake device is provided with a throttle valve for the purpose of adjusting the intake air amount. As the throttle valve, a butterfly type is often used which opens and closes by swinging a disc-shaped valve around a swing shaft provided in the diameter direction. The butterfly type throttle valve is opened from a closed state. When this occurs, the air flows are turbulent and interact with each other when a plurality of airflows with different flow velocities merge on the downstream side of the throttle valve, thereby generating airflow noise. To do.
近年、自動車の車室内の静粛性に対する要求が高まり、車室内の騒音のうち、比較的騒音レベルの高いものについては、騒音発生の防止および、その伝達経路の遮断等の対策が開発されて適用されることにより大幅に低減されており、それにつれて、従来は問題にならなかった、比較的騒音レベルの低い前記気流騒音が問題とされるようになってきた。 In recent years, there has been a growing demand for quietness in the interior of automobiles, and measures for preventing noise generation and blocking the transmission path have been developed and applied to those with relatively high noise levels. Accordingly, the airflow noise having a relatively low noise level, which has not been a problem in the past, has become a problem.
このような気流騒音を抑制するための手段として、例えば特許文献1に記載されているような気流騒音の防止装置があり、図8に示すように、バタフライ型のスロットル弁51により形成される二箇所の流れの速い隙間部分α、β(スロットル弁51の揺動軸52から最も離隔する位置のスロットル弁の周縁部分51a、51bと吸気通路内壁53との間に形成される一対の隙間部分)と、それ以外の流れの遅い隙間部分γとのそれぞれを通過した、速度の速い空気流と速度の遅い空気流とが、スロットル弁51の下流において合流するに当たり相互に作用しあって、複数の不安定な流れの渦が発生することに着目し、フィンやディンプル、ワイヤなどの抵抗手段を、前記流れの速い隙間部分の下流側に設けて、当該隙間部分を流れる空気流の速度を低減させると共に、それらの流れが合流する点をずらせることにより、流れの大きな乱れを抑制して、気流騒音を抑制することが提案されている。
ところがこのような気流騒音の防止装置においては、スロットル弁の下流に抵抗手段を設けることにより、吸気量をも低減してしまい、内燃機関の出力の低下を招くという問題があった。 However, in such a device for preventing airflow noise, there is a problem that by providing the resistance means downstream of the throttle valve, the intake air amount is also reduced, leading to a decrease in the output of the internal combustion engine.
本発明の目的は、上述した課題を解決することであり、吸気量を低減して内燃機関の出力を低下させることなく、気流騒音を抑制することができる内燃機関の吸気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide an intake device for an internal combustion engine that can suppress airflow noise without reducing the intake air amount and lowering the output of the internal combustion engine. is there.
本発明に係る内燃機関の吸気装置の気流騒音防止装置は、
内燃機関に供給される空気が上流側から下流側へ向かって流通する吸気通路と、
前記吸気通路に揺動軸を介して回転自在に設けられたスロットル弁と、
を具える内燃機関の吸気装置であって、
前記スロットル弁を回転させて、該スロットル弁を閉状態から開状態とする場合、該スロットル弁の周縁部のうち前記上流側へ傾倒する部分と対向する前記吸気通路の内壁部に内径拡大部を設け、
前記内径拡大部は、前記スロットル弁を閉状態としたときの前記スロットル弁の周縁部より、前記下流側に設けられていることを特徴とする。
An airflow noise prevention device for an intake device of an internal combustion engine according to the present invention,
An intake passage through which air supplied to the internal combustion engine flows from the upstream side toward the downstream side;
A throttle valve rotatably provided in the intake passage via a swing shaft;
An intake device for an internal combustion engine comprising:
When the throttle valve is rotated to change the throttle valve from the closed state to the open state, an inner diameter enlarged portion is formed on the inner wall portion of the intake passage that faces the upstream portion of the peripheral portion of the throttle valve. Provided,
The inner diameter enlarged portion is provided on the downstream side of a peripheral portion of the throttle valve when the throttle valve is in a closed state.
これによれば、当該スロットル弁の周縁部分のうち、当該スロットル弁を閉状態から開状態とする場合に、上流側に傾倒する側の前記周縁部分の下流側に位置する吸気通路に、内径拡大部を設けることにより、当該上流側に傾倒する側の前記周縁部分と吸気通路との間に形成される隙間部分を通過した空気流の速度を低減して、下流側に傾倒する側の前記周縁部分と吸気通路との間に形成される隙間部分を通過する空気流の速度との速度差を小さくすることにより、スロットル弁の下流側において、これらの空気流が合流することにより渦が発生することを抑制して、渦に起因する気流騒音を抑制することができる。加えて、従来技術のように、吸気通路内に空気流の流れを直接阻害するフィンやディンプル、ワイヤなどの抵抗手段を設けることを避けることができるので、吸気量を低下させて、内燃機関の燃費を低下させることを防止することができる。 According to this, in the peripheral portion of the throttle valve, when the throttle valve is changed from the closed state to the open state, the inner diameter is increased in the intake passage located on the downstream side of the peripheral portion on the side inclined to the upstream side. By providing a portion, the peripheral edge on the side inclined to the downstream side is reduced by reducing the speed of the air flow passing through the gap formed between the peripheral edge portion on the side inclined to the upstream side and the intake passage. By reducing the difference in speed between the air flow passing through the gap formed between the air intake passage and the intake passage, a vortex is generated on the downstream side of the throttle valve by combining these air flows. This can be suppressed and airflow noise caused by vortices can be suppressed. In addition, it is possible to avoid providing resistance means such as fins, dimples, and wires that directly obstruct the flow of air flow in the intake passage as in the prior art. A reduction in fuel consumption can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る内燃機関の吸気装置の原理を示す模式図である。
図2は本発明に係る内燃機関の吸気装置の一実施形態を示す模式図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle of an intake device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of an intake device for an internal combustion engine according to the present invention.
一般に連続する管路内における流れにおいては、流れ方向の任意の位置における流量は一定であるため、図1のように管路を拡径してその断面積を途中から大きくすると、その分下流側の流速は小さくなる。
この法則に基づき、図2に示すように、図示しない内燃機関の吸気装置の吸気通路3にスロットル弁1を設け、当該スロットル弁1の揺動軸2から最も離隔した一対の周縁部分1a,1bのうち、当該スロットル弁1を閉状態から開状態とする場合に、上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aの下流側に位置する吸気通路3に、内径拡大部4を設けている。
なお、図2は、吸気通路3の中心軸線を含み、前記揺動軸2に垂直な断面を示すものとする。
In general, in a flow in a continuous pipe, the flow rate at any position in the flow direction is constant. Therefore, when the diameter of the pipe is increased and its cross-sectional area is increased from the middle as shown in FIG. The flow velocity of becomes smaller.
Based on this law, as shown in FIG. 2, a
FIG. 2 shows a cross section including the central axis of the
これによれば、スロットル弁1の揺動軸2から最も離隔した一対の周縁部分1a,1bのうち、当該スロットル弁1を閉状態から開状態とする場合に、上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aの下流側に位置する吸気通路3に内径拡大部4を設けることにより、当該上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aと吸気通路3との間に形成される隙間部分αを通過した空気流の速度Vαを低減して、下流側に傾倒する側の前記周縁部分1bと吸気通路3との間に形成される隙間部分βを通過する空気流の速度Vβとの速度差を小さくすることにより、スロットル弁1の下流側において、これらの空気流が合流することにより渦が発生することを抑制して、渦に起因する気流騒音を抑制することができる。加えて、従来技術のように、吸気通路3内に空気流の流れを直接阻害する抵抗手段を設けることを避けることができるので、吸気量を低下させて、内燃機関の燃費を低下させることを防止することができる。
According to this, of the pair of
なお、吸気通路3の内径を、スロットル弁1を設けた位置から上流側および下流側に向けて、全周にわたって漸次拡大し、吸気通路3にスロットル弁1を取り付けるにあたり、その作業性を向上させている。
さらに、内径拡大部4は、図2に示すごとく、隙間部分αの下流側に設けられるが、内径拡大部4の上流側端Aはスロットル弁1の設置位置の下流側に隣接して設けられ、内径拡大部4の下流側端Bの位置は、当該内径拡大部4が前記隙間部分αを通過した空気流と前記隙間部分βを通過した空気流が合流する位置以降は内径拡大部4を設置する必要がなくなるため、当該吸気通路3を流れる空気量、隙間部分αおよびβを通過する空気流の速度に基づき、適宜決定されるものである。このため、当該内径拡大部4の更に下流側においては、吸気通路3の内径は隙間部分α以外の周方向位置の内径と同様に復帰させるものとする。
In addition, the inner diameter of the
Further, as shown in FIG. 2, the inner diameter enlarged
図3は、図2のC−C方向の断面矢視を示す模式図である。
前述した、上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aと吸気通路3との間に形成される隙間部分αの下流側に前記内径拡大部4は形成されるが、内径拡大部4の周方向長さも、当該吸気通路3を流れる空気量と、隙間部分αおよびβを通過する空気流の速度に基づき、適宜決定されるものである。周縁部分1aが揺動軸2から最も離隔する位置であるから、当然、周縁部分1aは、揺動軸2に垂直かつ、吸気通路3の中心軸線方向を含む平面D上に位置するため、その周縁部分1aの下流側に設けた内径拡大部4は、当該平面Dを含んで形成されることになる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross-sectional arrow view in the CC direction of FIG. 2.
The inner diameter enlarged
図4は本発明に係る内燃機関の吸気装置の他の実施形態を示す模式図である。
前述したように、一般には、吸気通路3の内径を、スロットル弁1を設けた位置から上流側および下流側に向けて、全周にわたって漸次拡大し、吸気通路3にスロットル弁1を取り付けるにあたり、その作業性を向上させている。そこで、そのもともとの吸気通路3の形態を利用して、前記吸気通路3の内径の、スロットル弁1を設けた位置から下流側に向けて漸次拡大するにあたっての、前記スロットル弁1の揺動軸2から上流側に傾倒する側の周縁部分1aの下流側に位置する部分の拡径量を、当該部分以外の拡径量よりも大きくすることにより前記内径拡大部4を形成する(請求項2に相当)。
FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the intake device for an internal combustion engine according to the present invention.
As described above, in general, the inner diameter of the
これによっても、吸気量を減少させることなく、スロットル弁1の揺動軸2から最も離隔した一対の周縁部分1a,1bのうち、当該スロットル弁1を閉状態から開状態とする場合に、上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aの下流側に位置する吸気通路3に、内径拡大部4を設けることにより、当該上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aと吸気通路3との間に形成される隙間部分αを通過した空気流の速度Vαを低減して、下流側に傾倒する側の前記周縁部分1bと吸気通路3との間に形成される隙間部分βを通過する空気流の速度Vβとの速度差を小さくすることにより、スロットル弁の下流側において、これらの空気流が合流することにより渦が発生することを抑制して、渦に起因する気流騒音を抑制することができる。
Even in this case, when the
さらに、図4において、前記吸気通路3の内径の、スロットル弁1を設けた位置から下流側に向けて漸次拡大するにあたっての、前記スロットル弁1の揺動軸2から下流側に傾倒する側の周縁部分1bの下流側に位置する部分の拡径量を、当該部分以外の拡径量よりも小さくする(請求項3に相当)。
Further, in FIG. 4, when the inner diameter of the
これによれば、吸気量を減少させることなく、下流側に傾倒する側の前記周縁部分1bと吸気通路3との間に形成される隙間部分βを通過する空気流の速度Vβを、当該スロットル弁1の周縁部分1bの下流側に位置する吸気通路3の内径を小さくすることにより、逆に増大させることができ、前記速度Vαと速度Vβの速度差を更に小さくすることができ、更に効果的に、スロットル弁の下流側において、これらの空気流が合流することにより渦が発生することを抑制して、渦に起因する気流騒音を抑制することができる。
According to this, the velocity Vβ of the air flow passing through the gap portion β formed between the
図5は本発明に係る内燃機関の吸気装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
前述したように、一般には、吸気通路3の内径を、スロットル弁1を設けた位置から上流側および下流側に向けて、全周にわたって漸次拡大し、吸気通路3にスロットル弁1を取り付けるにあたり、その作業性を向上させている。そこで、そのもともとの吸気通路3の形態を利用して、前記吸気通路3の中心軸線Fを、スロットル弁1を設けた位置から下流側に向けて、前記揺動軸2から上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aに向かう方向にオフセットさせることにより前記内径拡大部4を形成する(請求項4に相当)。
FIG. 5 is a schematic view showing still another embodiment of the intake device for an internal combustion engine according to the present invention.
As described above, in general, the inner diameter of the
これによっても、吸気量を減少させることなく、スロットル弁1の揺動軸2から最も離隔した一対の周縁部分1a,1bのうち、当該スロットル弁1を閉状態から開状態とする場合に、上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aの下流側に位置する吸気通路3に、内径拡大部4を設けることにより、当該上流側に傾倒する側の前記周縁部分1aと吸気通路3との間に形成される隙間部分αを通過した空気流の速度Vαを低減して、下流側に傾倒する側の前記周縁部分1bと吸気通路3との間に形成される隙間部分βを通過する空気流の速度Vβとの速度差を小さくすることにより、スロットル弁の下流側において、これらの空気流が合流することにより渦が発生することを抑制して、渦に起因する気流騒音を抑制することができる。
Even in this case, when the
図6は本発明に係る内燃機関の吸気装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
前記内径拡大部4は、上述した形態の他、図6に示すような種々の形態をとることができる。
図6(a)に示すように、スロットル弁1の揺動軸2から下流側に向けて、緩やかに拡径させ、そのさらに下流側において急峻に縮径させて、内径拡大部4を形成することもできるし、図6(b)に示すように、もともとの吸気通路3のスロットル弁から下流側に向けての拡径形状に連続する形態にて、スロットル弁1の揺動軸2から下流側に緩やかに拡径させ、そのさらに下流側においてこれも急峻に縮径させて、内径拡大部4を形成することもできる。
FIG. 6 is a schematic view showing still another embodiment of the intake device for an internal combustion engine according to the present invention.
The inner diameter enlarged
As shown in FIG. 6 (a), the inner diameter enlarged
さらに、図6(c)に示すように、スロットル弁1の揺動軸2から下流側に向けて、急峻に拡径させ、そのさらに下流側において緩やかに縮径させて、内径拡大部4を形成することもできるし、図6(d)に示すように、スロットル弁1の揺動軸2から下流側に向けて、急峻に拡径させ、そのさらに下流側において曲線状に緩やかに縮径させて、内径拡大部4を形成することもできる。
これらの種々の形態は、当該内径拡大部4の形成のし易さを考慮して、適宜選択することが可能である。
Further, as shown in FIG. 6 (c), the diameter is increased sharply from the
These various forms can be appropriately selected in consideration of the ease of forming the inner diameter enlarged
加えて、図6(a)に示すように、当該内径拡大部4に吸気通路3内の結露した水分を取り除くための、排気管5を設けることも可能である。
In addition, as shown in FIG. 6 (a), an
図7は、本発明に係る内燃機関の吸気装置のさらに他の実施形態を図2に示したC−C断面矢視において示す模式図である。
内径拡大部4の、図2のC−C断面矢視における形態は、図3に示した形態の他、図7(a)に示すように、内径拡大部4と吸気通路3との間を滑らかにして、吸気通路3と内径拡大部4とをシームレスに形成することができる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing still another embodiment of the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, as viewed in the direction of the arrow CC in FIG.
The shape of the inner diameter enlarged
さらに、図7(b)に示すように、内径拡大部4の底部の形状を滑らかにして、底部をシームレスに形成することもできる。加えて、図7(c)に示すように、内径拡大部4の底部とそれ以外の部分とのつなぎ目の形状を滑らかにして、内径拡大部4全体をシームレスに形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 7 (b), the bottom portion of the inner diameter enlarged
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、揺動軸2より最も離隔した周縁部1aの下流側に位置する吸気通路3に内径拡大部4を設けているが、これに代わり、吸気通路3b,3c(図2参照)の周縁部の下流側に設けても良い。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the above embodiment, the inner diameter enlarged
本発明の内燃機関の吸気装置は、特に静粛性が問題となる乗用車に用いて好適なものであり、気流騒音を効果的に抑制して、車内の静粛性を高め、快適性を高めることができるものである。 The intake device for an internal combustion engine according to the present invention is particularly suitable for use in a passenger car in which quietness is a problem, and effectively suppresses airflow noise to increase the quietness in the vehicle and enhance comfort. It can be done.
1 スロットル弁
2 揺動軸
3 吸気通路
4 内径拡大部
1
Claims (5)
前記吸気通路に揺動軸を介して回転自在に設けられたスロットル弁と、
を具える内燃機関の吸気装置であって、
前記スロットル弁を回転させて、該スロットル弁を閉状態から開状態とする場合、該スロットル弁の周縁部のうち前記上流側へ傾倒する部分と対向する前記吸気通路の内壁部に内径拡大部を設け、
前記内径拡大部は、前記スロットル弁を閉状態としたときの前記スロットル弁の周縁部より、前記下流側に設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 An intake passage through which air supplied to the internal combustion engine flows from the upstream side toward the downstream side;
A throttle valve rotatably provided in the intake passage via a swing shaft;
An intake device for an internal combustion engine comprising:
When the throttle valve is rotated to change the throttle valve from the closed state to the open state, an inner diameter enlarged portion is formed on the inner wall portion of the intake passage that faces the upstream portion of the peripheral portion of the throttle valve. Provided,
The intake device for an internal combustion engine, wherein the inner diameter enlarged portion is provided on the downstream side of a peripheral portion of the throttle valve when the throttle valve is closed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005330257A JP2007138745A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Intake device of internal combustion engine |
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JP2005330257A JP2007138745A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Intake device of internal combustion engine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007224873A (en) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Mahle Filter Systems Japan Corp | Intake device and intake manifold for internal combustion engine |
JP2009185653A (en) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Honda Motor Co Ltd | Intake device for internal combustion engine |
CN103061894A (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 本田技研工业株式会社 | Air intake device for internal combustion engine |
-
2005
- 2005-11-15 JP JP2005330257A patent/JP2007138745A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103061894A (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 本田技研工业株式会社 | Air intake device for internal combustion engine |
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