JP2012193631A - Air intake duct - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気騒音を共鳴作用により消音するヘルムホルツ型のレゾネータを有する吸気ダクトに関するもので、特に内燃機関に吸い込まれる吸気が流れる吸気通路を形成するダクト本体に発生する吸気騒音を共鳴作用により消音する内燃機関の吸気消音装置に係わる。 The present invention relates to an intake duct having a Helmholtz type resonator that silences intake noise of an internal combustion engine by a resonance action, and in particular, resonates intake noise generated in a duct body that forms an intake passage through which intake air sucked into the internal combustion engine flows. The present invention relates to an intake silencer for an internal combustion engine that silences by action.
[従来の技術]
近年、自動車に対する車外騒音の低減要求が高まってきており、内燃機関(エンジン)の騒音の中の1つである、エンジンの吸気系に発生する吸気音もその対象になっている。 吸気音を低減するための吸気消音装置としては、吸気音を共鳴作用により消音する共鳴型消音器(レゾネータやサイドブランチ)が公知である。
また、レゾネータの1つに、共鳴室をこの共鳴室よりも小さい流路断面積を有する連通管で、吸気ダクトの内部の吸気通路に連通させるようにしたヘルムホルツ型のレゾネータが公知である。このレゾネータの共鳴周波数(f)は、下記の公式(ヘルムホルツの式)で表されることが知られている。
[Conventional technology]
In recent years, there has been an increasing demand for reduction of outside noise to automobiles, and the intake noise generated in the intake system of the engine, which is one of the noises of the internal combustion engine (engine), is also the subject. As an intake silencer for reducing intake noise, a resonance silencer (a resonator or a side branch) that silences the intake sound by a resonance action is known.
As one of the resonators, there is known a Helmholtz type resonator in which a resonance chamber is connected to an intake passage inside an intake duct with a communication pipe having a smaller flow path cross-sectional area than the resonance chamber. It is known that the resonance frequency (f) of this resonator is expressed by the following formula (Helmholtz equation).
[数1]
f={c/(2π)}・{S/(V・L)}1/2
なお、cは音速(m/s)、Sは連通管の流路断面積(m2 )、Vは共鳴室の容積(m3 )、Lは連通管の全長(m)である。
そして、レゾネータの共鳴室の容積(V)や連通管の全長(L)、あるいは連通管の直径(または連通管の流路断面積S)を適切に調整することで、特定の共鳴周波数の吸気音を低減させることができる。
[Equation 1]
f = {c / (2π)} · {S / (V · L)} 1/2
Here, c is the speed of sound (m / s), S is the cross-sectional area (m 2 ) of the communication tube, V is the volume (m 3 ) of the resonance chamber, and L is the total length (m) of the communication tube.
Then, by appropriately adjusting the volume (V) of the resonance chamber of the resonator, the total length (L) of the communication pipe, or the diameter of the communication pipe (or the flow path cross-sectional area S of the communication pipe), intake air having a specific resonance frequency Sound can be reduced.
ここで、エンジン吸気系のダクト本体にレゾネータを一体化した吸気消音装置が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
先ず、吸気ダクトは、図4ないし図6に示したように、ダクト軸線方向に縦割り2分割された半円筒状体であるダクト半体101、102をそれぞれ合成樹脂材により一体成形し、ダクト半体101、102の側方に凹状の側方突出部103、104をそれぞれ設け、側方突出部103、104の周縁に互いに対向するフランジ105、106をそれぞれ設け、フランジ105、106を突き合わせて振動溶着することにより、レゾネータ107、108やサイドブランチ109が円筒状のダクト本体110の両側に接合一体化して合成樹脂製の吸気ダクトを製造するようにしている。
Here, an intake silencer in which a resonator is integrated with a duct body of an engine intake system is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
First, as shown in FIGS. 4 to 6, the air intake duct is formed by integrally forming
図4および図5に示した合成樹脂製の吸気ダクト(従来例1)は、ダクト本体110の両側に、フランジ105の対向面に対して逆側面(上端面)よりも上方側に向かって突出する上側凸部およびフランジ106の対向面に対して逆側面(下端面)よりも下方側に向かって突出する下側凸部を設け、上側凸部の内面と下側凸部との間に容積空間111〜120を設け、これらの容積空間111〜120をレゾネータ107、108の共鳴室として使用している。
また、レゾネータ107、108とダクト本体110とを区画する隔壁体に切欠き121〜130を設け、これらの切欠き121〜130をレゾネータ107、108の連通管として使用している。
また、空間111〜120は、仕切り壁で仕切られている。これにより、複数の共鳴周波数に対応可能となっている。
The synthetic resin intake duct (conventional example 1) shown in FIGS. 4 and 5 protrudes on both sides of the
In addition,
The
ところが、従来例1の吸気ダクトにおいては、幅方向の中央部に円筒状のダクト本体110を配し、幅方向の両側に複数の空間111〜120および複数の切欠き121〜130によって構成される複数のレゾネータ107、108を接合一体化した構造となっているが、ダクト本体110の両側に複数のレゾネータ107、108を構成するために、フランジ105、106の上下端面から上下方側に向かって突出する上下側凸部を設けているので、吸気ダクトの体格、特にダクト本体110の両側の消音機能部(レゾネータ107、108)の体格が大型化している。これにより、吸気ダクトの体格の大型化に伴い、例えば車両に対する吸気ダクトの搭載性を悪化させる要因となっている。
However, in the intake duct of the first conventional example, the
一方、図6に示した合成樹脂製の吸気ダクト(従来例2)は、ダクト本体110の両側に共鳴型消音器である多孔レゾネータ107および2つのサイドブランチ109を設けたものである。
これは、ダクト本体110をそのダクト軸線方向に半割り構造にするのと同時に、多孔型のレゾネータ107や2つのサイドブランチ109をそのダクト軸線方向に半割り構造にして、第1、第2ダクト半体101、102のフランジ105、106を突き合わせて振動溶着することにより接合一体化している。
なお、レゾネータ107やサイドブランチ109は、従来例1の吸気ダクトと同様に、フランジ105の上端面よりも上方側に向かって突出する上側凸部およびフランジ106の下端面よりも下方側に向かって突出する下側凸部を設け、上側凸部の内面と下側凸部との間に容積空間111、116、117を設けている。
On the other hand, the intake duct (conventional example 2) made of synthetic resin shown in FIG. 6 is provided with a
This is because the
Note that the
ところが、従来例2の吸気ダクトにおいては、従来例1の吸気ダクトと同様に、ダクト本体110の両側にレゾネータ107とサイドブランチ109を構成するために、フランジ105、106の上下端面から上下方側に向かって突出する上下側凸部を設けているので、吸気ダクトの体格、特にダクト本体110の両側の消音機能部(レゾネータ107、サイドブランチ109)の体格が大型化している。これにより、吸気ダクトの体格の大型化に伴い、例えば車両に対する吸気ダクトの搭載性を悪化させる要因となっている。
However, in the intake duct of the conventional example 2, as in the intake duct of the conventional example 1, in order to configure the
本発明の目的は、消音機能付きの吸気ダクトの体格を小型化して搭載性を向上することのできる吸気ダクト(内燃機関の吸気消音装置)を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an intake duct (intake silencer for an internal combustion engine) that can reduce the size of the intake duct with a silencing function and improve the mountability.
請求項1に記載の発明は、内燃機関の吸気通路を形成する筒状のダクト本体、およびこのダクト本体に発生する吸気音を共鳴作用により消音するレゾネータを有する合成樹脂製の吸気ダクトである。
この吸気ダクト(ダクト本体およびレゾネータ)は、少なくとも2分割された第1、第2ダクト半体(合成樹脂製の第1、第2分割体)の周縁に互いに対向する第1、第2フランジをそれぞれ設け、第1、第2フランジに互いに溶着される第1、第2溶着部をそれぞれ設け、第1、第2溶着部同士を突き合わせて溶着することにより第1、第2ダクト半体を接合一体化して形成される。
The invention described in claim 1 is a synthetic resin intake duct having a cylindrical duct main body that forms an intake passage of an internal combustion engine, and a resonator that silences the intake noise generated in the duct main body by resonance.
The intake duct (the duct body and the resonator) has first and second flanges facing each other at the periphery of the first and second duct halves (the first and second divided bodies made of synthetic resin) divided into at least two parts. The first and second duct halves are joined by providing the first and second welds that are welded to the first and second flanges, respectively, and welding the first and second welds together. It is formed integrally.
吸気ダクト(ダクト本体およびレゾネータ)は、内側壁体と、内側バリ溜まりと、連通路とを備えている。
内側壁体は、第1、第2ダクト半体の各第1、第2溶着部よりもダクト本体側(内側)に設置されている。この内側壁体は、第1、第2フランジのうちの少なくとも一方のフランジから第1、第2フランジのうちの少なくとも他方のフランジ側に向かって突出している。
内側バリ溜まりは、第1、第2ダクト半体の各第1、第2溶着部と内側壁体との間に形成されている。この内側バリ溜まりは、第1、第2溶着部の溶着時に発生する溶着バリを溜める空間である。
The intake duct (the duct main body and the resonator) includes an inner wall body, an inner burr pool, and a communication path.
The inner wall body is disposed closer to the duct body (inner side) than the first and second welded portions of the first and second duct halves. The inner wall body projects from at least one flange of the first and second flanges toward at least the other flange side of the first and second flanges.
The inner burr pool is formed between the first and second welded portions of the first and second duct halves and the inner wall body. This inner burr pool is a space for storing weld burrs generated when the first and second welds are welded.
連通路は、第1、第2ダクト半体のうちの少なくとも一方のダクト半体のフランジに設けられる内側壁体と第1、第2ダクト半体のうちの少なくとも他方のダクト半体のフランジとの間に形成されている。この連通路は、吸気通路と内側バリ溜まりとを連通している。
レゾネータは、内側バリ溜まりおよび連通路によって構成されている。つまり第1、第2ダクト半体の各第1、第2フランジ間に形成される内側バリ溜まりおよび連通路を、ダクト本体に発生する吸気音を共鳴作用により消音するレゾネータとして使用している。
The communication path includes an inner wall provided on a flange of at least one of the first and second duct halves and a flange of at least the other duct half of the first and second duct halves. Is formed between. The communication passage communicates the intake passage and the inner burr pool.
The resonator is constituted by an inner burr pool and a communication path. That is, the inner burr pool and the communication path formed between the first and second flanges of the first and second duct halves are used as a resonator that silences the intake sound generated in the duct body by resonance.
請求項1に記載の発明によれば、内側バリ溜まりおよび連通路によってレゾネータを構成しているので、互いに溶着される第1、第2溶着部と内部に吸気通路を形成する筒状のダクト本体との間にレゾネータが設けられる。これにより、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な共鳴室および連通管を設けることなく、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
これによって、消音機能付きの吸気ダクト(ダクト本体およびレゾネータ)の体格を従来例(つまり、フランジ105の上端面よりも上方側に向かって突出する上側凸部およびフランジ106の下端面よりも下方側に向かって突出する下側凸部を設け、上側凸部の内面と下側凸部との間に容積空間111〜120や切欠き121〜130を設ける等して、ダクト本体110の両側の消音機能部がフランジ105、106よりも上下方向に突出する従来例1及び2の消音機能付きの吸気ダクト形状)と比べて、ダクト本体の両側の第1、第2フランジ間に形成される消音機能部(レゾネータ)の体格を非常に小型化できるので、例えば車両に対する搭載性を向上することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the resonator is constituted by the inner burr pool and the communication path, the first and second welded portions to be welded to each other and the cylindrical duct main body that forms the intake passage inside A resonator is provided between the two. Accordingly, a compact resonance silencer (Helmholtz resonator) can be obtained without newly providing a special resonance chamber and communication pipe for the intake duct having the duct body.
Thereby, the physique of the air intake duct (duct body and resonator) with a silencing function is made lower than the conventional example (that is, the upper convex portion projecting upward from the upper end surface of the
請求項2に記載の発明によれば、内側バリ溜まりを、レゾネータの共鳴室として使用することにより、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な共鳴室(レゾネータ容積部)を設けることなく、内側バリ溜まりの容積を微調整するだけで、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
請求項3に記載の発明によれば、内側バリ溜まりの容積が、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータの共鳴周波数を表す公式(一般式、ヘルムホルツの式)を用いて算出される容積に設定されている。
これによって、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な共鳴室(レゾネータ容積部)を設けることなく、内側バリ溜まりの容積を微調整するだけで、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
ここで、内側バリ溜まりの容積は、上記の数1の式、つまりレゾネータの共鳴周波数の一般式で規定(定義)される容積(V)に設定される。
According to the second aspect of the present invention, a special resonance chamber (resonator volume) is newly provided for the intake duct having the duct body by using the inner burr pool as the resonance chamber of the resonator. In addition, it is possible to obtain a compact resonance silencer (helmholtz resonator) simply by finely adjusting the volume of the inner burr pool.
According to the third aspect of the invention, the volume of the inner burr pool is set to a volume calculated using a formula (general formula, Helmholtz formula) representing the resonance frequency of the resonator with respect to the target silencing frequency. Has been.
This makes it possible to make a compact resonance silencer (Helmholtz type) by simply adjusting the volume of the inner burr pool without providing a new special resonance chamber (resonator volume) for the intake duct with the duct body. Can be obtained.
Here, the volume of the inner burr pool is set to the volume (V) defined (defined) by the above equation 1, that is, the general equation of the resonance frequency of the resonator.
請求項4に記載の発明によれば、連通路を、レゾネータの連通管として使用することにより、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な連通管を設けることなく、連通路の流路断面積または全長を微調整するだけで、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
請求項5に記載の発明によれば、連通路の流路断面積が、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータの共鳴周波数を表す公式(一般式、ヘルムホルツの式)を用いて算出される諸元に設定されている。
これによって、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な連通管を設けることなく、連通路の流路断面積を微調整するだけで、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
ここで、連通路の流路断面積は、上記の数1の式、つまりレゾネータの共鳴周波数の一般式で規定(定義)される流路断面積(S)に設定される。
According to the invention described in
According to the fifth aspect of the invention, the flow path cross-sectional area of the communication path is calculated using a formula (general formula, Helmholtz formula) representing the resonance frequency of the resonator with respect to the target silencing frequency. It is set to the original.
This makes it possible to make a compact resonance silencer (helmholtz resonator) by simply fine-tuning the cross-sectional area of the communication path without providing a new special communication pipe for the intake duct with the duct body. Can be obtained.
Here, the flow path cross-sectional area of the communication path is set to the flow path cross-sectional area (S) defined (defined) by the above equation 1, that is, the general expression of the resonance frequency of the resonator.
請求項6に記載の発明によれば、連通路の全長が、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータの共鳴周波数を表す公式(一般式、ヘルムホルツの式)を用いて算出される諸元に設定されている。
これによって、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な連通管を設けることなく、連通路の全長を微調整するだけで、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
ここで、連通路の全長は、上記の数1の式、つまりレゾネータの共鳴周波数の一般式で規定(定義)される全長(L)に設定される。
According to the invention described in
This makes it possible to obtain a compact resonance silencer (helmholtz resonator) by simply fine-tuning the overall length of the communication path without providing a new special communication pipe for the intake duct having the duct body. Can do.
Here, the total length of the communication path is set to the total length (L) defined (defined) by the above equation 1, that is, the general expression of the resonance frequency of the resonator.
請求項7に記載の発明によれば、吸気ダクトとして、コンプレッサの出口に接続するインタークーラダクトに適用されている。
請求項8に記載の発明によれば、狙いとする消音周波数(消音したい周波数)として、高周波数帯域に含まれる周波数(例えば2〜3kHz)を使用している。この高周波数帯域に含まれる周波数の場合には、内側バリ溜まりの容積を小さくすることができる。また、連通路の全長を短くすることができる。また、内側バリ溜まりの容積を小さくすると同時に、連通路の全長を短くしても良い。また、連通路の全長を短くすると同時に、連通路の流路断面積を大きくしても良い。
According to invention of Claim 7, it is applied to the intercooler duct connected to the exit of a compressor as an intake duct.
According to the invention described in claim 8, a frequency (for example, 2 to 3 kHz) included in the high frequency band is used as a target silencing frequency (frequency to be silenced). In the case of a frequency included in this high frequency band, the volume of the inner burr pool can be reduced. Further, the overall length of the communication path can be shortened. Further, the total length of the communication path may be shortened while reducing the volume of the inner burr pool. In addition, the flow path cross-sectional area of the communication path may be increased simultaneously with shortening the overall length of the communication path.
請求項9に記載の発明によれば、第1溶着部に、第1フランジから第2フランジ側に向かって突出すると共に、吸気通路の吸気流方向に延びる突条リブを設けている。
請求項10に記載の発明によれば、第2溶着部に、第2フランジから第1フランジ側に向かって突出すると共に、吸気通路の吸気流方向に延びる突条リブを設けている。
なお、第1溶着部の突条リブと第2溶着部の突条リブとは、互いに溶着により接合される。
According to the ninth aspect of the present invention, the first welded portion is provided with the protruding rib extending from the first flange toward the second flange side and extending in the intake flow direction of the intake passage.
According to the tenth aspect of the present invention, the second weld portion is provided with the protruding rib that protrudes from the second flange toward the first flange and extends in the intake flow direction of the intake passage.
In addition, the rib rib of the 1st welding part and the rib rib of the 2nd welding part are mutually joined by welding.
請求項11に記載の発明によれば、第1ダクト半体の方が、第2ダクト半体よりも天地方向の天側に配置されている。
内側壁体は、第2フランジから第1フランジ側に向かって突出している。
連通路は、第1フランジと内側壁体との間に形成されている。
内側壁体の先端位置または連通路の開口位置は、第1溶着部と第2溶着部との接合面の位置よりも天地方向の天側に位置している。
これによって、第1、第2溶着部の溶着時に、第1溶着部と第2溶着部との接合面で生じる溶着バリが内側壁体により塞き止められるので、溶着バリが吸気通路側にはみ出すのを防止できる。これにより、はみ出し部分が障害となって吸気の流通抵抗(圧力損失)が悪化したり、エンジンに吸引されたりする不具合の発生を抑制することができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the first duct half is arranged on the top side in the top and bottom direction with respect to the second duct half.
The inner wall body projects from the second flange toward the first flange.
The communication path is formed between the first flange and the inner wall body.
The front end position of the inner wall body or the opening position of the communication path is located on the top side in the top-to-bottom direction with respect to the position of the joint surface between the first welded portion and the second welded portion.
As a result, when the first and second welded portions are welded, weld burrs generated at the joint surface between the first welded portion and the second welded portion are blocked by the inner wall body, so that the weld burrs protrude from the intake passage side. Can be prevented. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the protruding portion becomes an obstacle and the flow resistance (pressure loss) of the intake air is deteriorated or sucked into the engine.
請求項12に記載の発明によれば、吸気ダクト(ダクト本体およびレゾネータ)は、内側壁体と、内側バリ溜まりと、連通路と、外側壁体と、外側バリ溜まりとを備えている。 外側壁体は、第1、第2溶着部よりも吸気通路側に対して逆側(外側)に設置されている。この外側壁体は、第1、第2フランジのうちの少なくとも一方のフランジから第1、第2フランジのうちの少なくとも他方のフランジ側に向かって突出している。
外側バリ溜まりは、第1、第2溶着部と外側壁体との間に形成されている。この外側バリ溜まりは、第1、第2溶着部の溶着時に発生する溶着バリを溜める空間である。
According to the twelfth aspect of the present invention, the intake duct (the duct main body and the resonator) includes the inner wall body, the inner burr pool, the communication path, the outer wall body, and the outer burr pool. The outer side wall body is disposed on the opposite side (outside) with respect to the intake passage side with respect to the first and second welded portions. The outer wall projects from at least one of the first and second flanges toward at least the other flange of the first and second flanges.
The outer burr pool is formed between the first and second welded portions and the outer wall body. This outer burr pool is a space for storing weld burrs generated when the first and second welds are welded.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、消音機能付きの吸気ダクトの体格を小型化して搭載性を向上し、狙いとする消音周波数の吸気音を効果的に低減し、振動溶着時に発生する溶着バリが吸気通路へ流出することを防止するという目的を、第1、第2ダクト半体の各第1、第2フランジ間に形成される内側バリ溜まりおよび連通路を、ダクト本体に発生する吸気音を共鳴作用により消音するレゾネータとして使用することで実現した。
これにより、ダクト本体を有する吸気ダクトに対して、新たに特別な共鳴室および連通管を設けることなく、例えばダクト本体の側面に大きなレゾネータ空間を形成する張り出し部を設けることなく、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を得ることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention reduces the size of the intake duct with a silencing function to improve the mountability, effectively reduces the intake noise of the target silencing frequency, and causes welding burrs generated during vibration welding to flow into the intake passage. In order to prevent this, the inner burr pool and communication passage formed between the first and second flanges of the first and second duct halves are silenced by resonance action in the duct body. Realized by using as a resonator.
This makes it possible to provide a compact resonance type for an intake duct having a duct body, without newly providing a special resonance chamber and communication pipe, for example, without providing a protruding portion that forms a large resonator space on the side of the duct body. A silencer (Helmholtz type resonator) can be obtained.
[実施例1の構成]
図1ないし図3は本発明の実施例1を示したもので、図1はエンジン制御システムを示した図で、図2および図3は消音機能付きのインタークーラダクトを示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a view showing an engine control system, and FIGS. 2 and 3 are views showing an intercooler duct with a silencing function.
本実施例の内燃機関の制御装置(エンジン制御システム)は、内燃機関(エンジン1)の排気ガス(排気)の圧力を利用して吸気(吸入空気)を過給(圧縮)するターボチャージャを有する過給システム(内燃機関の過給装置)と、エンジン1の吸気管に発生する吸気音を共鳴作用により消音する吸気消音装置(内燃機関の吸気消音装置、消音機能付きのインタークーラダクト等の吸気ダクト)とを備え、エンジン1に供給される吸気を制御する吸気制御装置(内燃機関の吸気制御装置)として使用される。
ここで、エンジン1は、複数の気筒(シリンダボア)を有する多気筒ガソリンエンジン(例えば直列4気筒エンジン)が採用されている。但し、多気筒ガソリンエンジンに限定されず、多気筒ディーゼルエンジンを適用しても構わない。このエンジン1は、自動車等の車両のエンジンルーム内にターボチャージャと共に設置されている。
The control device (engine control system) for the internal combustion engine of the present embodiment has a turbocharger that supercharges (compresses) intake air (intake air) using the pressure of exhaust gas (exhaust gas) of the internal combustion engine (engine 1). A supercharging system (supercharging device for an internal combustion engine) and an intake silencer that silences the intake noise generated in the intake pipe of the engine 1 by resonance (intake of an intake silencer for an internal combustion engine, an intercooler duct with a silencing function, etc.) And an intake control device that controls intake air supplied to the engine 1 (intake control device for an internal combustion engine).
Here, the engine 1 is a multi-cylinder gasoline engine (for example, an in-line four-cylinder engine) having a plurality of cylinders (cylinder bores). However, it is not limited to a multi-cylinder gasoline engine, and a multi-cylinder diesel engine may be applied. The engine 1 is installed together with a turbocharger in an engine room of a vehicle such as an automobile.
エンジン1には、エアクリーナ2、ターボチャージャ、電子スロットル装置、燃料噴射装置等が搭載されている。
ここで、エアクリーナ2は、インレットダクト(外気導入ダクト)の上流端で開口した外気導入口より空気導入流路に導入される外気(吸気)を濾過するフィルタエレメント(濾過エレメント)を有している。
そして、エアクリーナ2の出口端は、エアクリーナ2を通過した吸気が流れる吸気通路を形成するインテークダクトを介して、ターボチャージャのコンプレッサハウジングに接続している。
コンプレッサハウジングの出口端は、コンプレッサのインペラ3から流出した吸気が流れる吸気通路を形成するインテークダクト(インタークーラダクト4を含む)を介して、インタークーラ5に接続している。インタークーラ5の出口端は、インタークーラ5を通過した吸気が流れる吸気通路を形成するインテークダクトを介して、電子スロットル装置のスロットルボディに接続している。なお、インタークーラと電子スロットル装置の配列は逆でも良く、更には電子スロットル装置はなくても良い。
The engine 1 is equipped with an
Here, the
The outlet end of the
The outlet end of the compressor housing is connected to the
ここで、電子スロットル装置は、スロットルボディ、スロットルバルブ6および電動アクチュエータ7を備えている。この電子スロットル装置は、スロットルバルブ6の開閉動作により吸気の流量を調整する空気流量調整装置である。
スロットルバルブ6を支持するシャフトは、電動アクチュエータ7によって回転方向に駆動される。電動アクチュエータ7は、スロットルバルブ6を開弁方向または閉弁方向に駆動するモータ、およびこのモータの回転を減速してシャフトに伝達する減速機構等により構成される。モータは、ECUによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
Here, the electronic throttle device includes a throttle body, a
The shaft that supports the
スロットルボディの出口端は、スロットルバルブ6を通過した吸気が流れる吸気通路を形成するインテークマニホールドを介して、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに接続している。
これらのインテークダクト、コンプレッサハウジング、インタークーラダクト4、インタークーラ5、インテークダクト、スロットルボディ、インテークマニホールド等によって、エンジンの各気筒毎の燃焼室に吸い込まれる吸気が流れる吸気通路11を形成する吸気管(内燃機関の吸気管、吸気ダクト)が構成される。
吸気管の内部に形成される吸気通路11は、エンジン1の各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに連通している。
The outlet end of the throttle body is connected to an intake port for each cylinder of the engine via an intake manifold that forms an intake passage through which intake air that has passed through the
By these intake duct, compressor housing,
An
一方、エンジン1の各気筒毎の排気ポートの出口端は、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気が流れる排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを介して、ターボチャージャのタービンハウジングに接続している。タービンハウジングの出口端は、タービンのホイール8から流出した排気が流れる排気通路を形成するエキゾーストダクトを介して、排気浄化装置(触媒)に接続している。排気浄化装置の出口端は、触媒を通過した排気が流れる排気通路を形成するエキゾーストダクトを介して、排気消音器であるマフラ9に接続している。
これらのエキゾーストマニホールド、タービンハウジング、エキゾーストダクト、排気浄化装置、エキゾーストダクト、排気消音器であるマフラ9等によって、エンジンの各気筒毎の燃焼室から流出した排気が流れる排気通路12を形成する排気管(内燃機関の排気管、排気ダクト)が構成される。
排気管の内部に形成される排気通路12は、エンジン1の各気筒毎の燃焼室および排気ポートに連通している。
On the other hand, the outlet end of the exhaust port of each cylinder of the engine 1 is connected to the turbine housing of the turbocharger via an exhaust manifold that forms an exhaust passage through which exhaust gas flowing out from the combustion chamber of each cylinder of the engine flows. Yes. The outlet end of the turbine housing is connected to an exhaust purification device (catalyst) via an exhaust duct that forms an exhaust passage through which exhaust gas flowing out from the turbine wheel 8 flows. The outlet end of the exhaust gas purification apparatus is connected to a
An exhaust pipe that forms an
An
ターボチャージャは、エンジン1の吸気管の途中に設けられるコンプレッサと、エンジン1の排気管の途中に設けられるタービンとを備え、吸気管を流れる吸気をコンプレッサで圧縮し、圧縮された圧縮空気(吸気)をエンジン1の各気筒毎の燃焼室へ送り込むターボ過給機である。
このターボチャージャは、タービンのホイール(タービンホイール)8が排気により回転駆動されると、ホイール8に連結したタービンシャフト10およびコンプレッサのインペラ(コンプレッサインペラ)3も回転し、このインペラ3が吸気を圧縮する。
The turbocharger includes a compressor provided in the middle of the intake pipe of the engine 1 and a turbine provided in the middle of the exhaust pipe of the engine 1, and the intake air flowing through the intake pipe is compressed by the compressor, and compressed compressed air (intake air) ) To the combustion chamber for each cylinder of the engine 1.
In this turbocharger, when a turbine wheel (turbine wheel) 8 is rotationally driven by exhaust gas, a
タービンは、ホイール8およびタービンハウジングを備えている。このホイール8は、円周方向に複数のタービンブレード(翼)を有し、エンジン1の排気圧力により回転駆動される。そして、ホイール8は、タービンシャフト10を介して、コンプレッサのインペラ3と直接的に連結してインペラ3を回転駆動(直結駆動)する。
タービンハウジングの中央部には、ホイール8を回転自在に収容するホイール収容空間が形成されている。タービンハウジングの入口部には、外部からホイール8へ排気を流入する排気導入流路が形成されている。また、タービンハウジングの出口部には、ホイール8から外部へ排気を流出する排気導出流路が形成されている。
The turbine includes a wheel 8 and a turbine housing. The wheel 8 has a plurality of turbine blades (blades) in the circumferential direction and is rotationally driven by the exhaust pressure of the engine 1. The wheel 8 is directly connected to the impeller 3 of the compressor via the
A wheel housing space for rotatably housing the wheel 8 is formed at the center of the turbine housing. An exhaust introduction flow path through which exhaust flows into the wheel 8 from the outside is formed at the inlet of the turbine housing. Further, an exhaust outlet passage for exhausting the exhaust from the wheel 8 to the outside is formed at the outlet of the turbine housing.
コンプレッサは、インペラ3およびコンプレッサハウジングを備えている。このインペラ3は、円周方向に複数のインペラブレード(翼)を有し、タービンシャフト10を介して、ホイール8に連結して回転駆動(直結駆動)される。
コンプレッサハウジングの中央部には、インペラ3を回転自在に収容するインペラ収容空間が形成されている。コンプレッサハウジングの入口部には、外部からインペラ3へ吸気を流入する吸気導入流路が形成されている。また、コンプレッサハウジングの出口部には、インペラ3から外部へ吸気を流出する吸気導出流路が形成されている。
インタークーラ5は、コンプレッサのインペラ3で圧縮されて高圧になり吸気温度が上昇した圧縮空気(吸気)を冷却する空気冷却器(熱交換器)である。
The compressor includes an impeller 3 and a compressor housing. The impeller 3 has a plurality of impeller blades (blades) in the circumferential direction, and is connected to a wheel 8 via a
An impeller housing space for rotatably housing the impeller 3 is formed at the center of the compressor housing. An intake air introduction flow path through which intake air flows into the impeller 3 from the outside is formed at the inlet of the compressor housing. In addition, an intake outlet passage for discharging intake air from the impeller 3 to the outside is formed at the outlet portion of the compressor housing.
The
ここで、エンジン1のエンジン本体(シリンダブロックおよびシリンダヘッド)には、吸気バルブ13によって開閉される吸気ポート、および排気バルブ14によって開閉される排気ポートが形成されている。
エンジン1のシリンダヘッドには、先端部が各気筒毎の燃焼室内に露出するようにスパークプラグ15が取り付けられている。また、シリンダヘッドには、各吸気ポート内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタ(電磁式燃料噴射弁)が取り付けられている。
エンジン1のシリンダブロックの内部には、例えば4気筒エンジンでは気筒配列方向に4つの燃焼室(シリンダボア)が形成されている。また、シリンダブロックの各シリンダボア内には、連接棒を介して、クランクシャフトに連結されたピストン16がその往復摺動方向に摺動自在にそれぞれ支持されている。
Here, the engine body (cylinder block and cylinder head) of the engine 1 is formed with an intake port opened and closed by an
A
In the cylinder block of the engine 1, for example, in a four-cylinder engine, four combustion chambers (cylinder bores) are formed in the cylinder arrangement direction. Further, in each cylinder bore of the cylinder block, a
[実施例1の特徴]
次に、本実施例のインタークーラダクト4の詳細を図2および図3に基づいて簡単に説明する。
インタークーラダクト4は、内部に吸気通路11が形成された角筒状のダクト本体17、およびこのダクト本体17に発生する吸気音を共鳴作用により消音する共鳴型吸気消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ18、19)を有する吸気ダクト(インテークダクト)である。
インタークーラダクト4は、ダクト軸線方向に縦割り2分割された半角筒状体(半割り角筒状体)である第1、第2ダクト半体A、Bをそれぞれ合成樹脂材により一体成形し、第1、第2ダクト半体A、Bをその内面同士が向き合うように配置し、第1、第2ダクト半体A、Bの溶着部同士を振動溶着して接合一体化して製造される。
[Features of Example 1]
Next, details of the
The
The
第1ダクト半体Aは、耐熱性を有する合成樹脂材(例えばポリアミド樹脂(PA)等の熱可塑性樹脂)による一体成形で構成されている。
第1ダクト半体Aは、少なくとも振動溶着行程を含む製造時に、第2ダクト半体Bよりも天地方向の天側に配置される。
第1ダクト半体Aの周縁(周方向の左右両端縁)には、インタークーラダクト4のダクト軸線方向と同一方向である吸気流方向(ダクト本体17の吸気通路11を流れる吸気の流れ方向、吸気通路11の軸線方向)に対して垂直な方向(直角に交差する方向)の外部側に向かって突出する2つの第1フランジ21がそれぞれ一体的に設けられている。これらの第1フランジ21は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。
2つの第1フランジ21には、第2ダクト半体Bの第2フランジと所定の距離を隔てて対向する対向面が形成されている。
The first duct half A is formed by integral molding with a heat-resistant synthetic resin material (for example, a thermoplastic resin such as polyamide resin (PA)).
The first duct half A is disposed on the top side in the top-down direction with respect to the second duct half B at the time of manufacturing including at least the vibration welding process.
On the periphery of the first duct half A (the left and right edges in the circumferential direction), the intake air flow direction (the flow direction of the intake air flowing through the
The two
2つの第1フランジ21の突出方向の中間部分には、第2ダクト半体Bの第2溶着部に振動溶着される突条状の第1溶着部がそれぞれ設けられている。2つの第1溶着部は、第1フランジ21の対向面から第2ダクト半体Bの第2フランジ側に向かって突出する溶着突条リブ22をそれぞれ有している。2つの溶着突条リブ22は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。
2つの第1フランジ21には、第1、第2ダクト半体A、Bの各第1、第2溶着部よりも吸気通路側に対して逆側(外側)に外側壁体23がそれぞれ設けられている。2つの外側壁体23は、第1フランジ21の対向面から第2ダクト半体Bの第2フランジ側に向かって突出する外側突条リブである。これらの外側壁体23は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。
At the intermediate portion in the projecting direction of the two
The two
第2ダクト半体Bは、第1ダクト半体Aと同様に、耐熱性を有する合成樹脂材(例えばポリアミド樹脂(PA)等の熱可塑性樹脂)による一体成形で構成されている。
第2ダクト半体Bの周縁(周方向の左右両端縁)には、吸気通路11を流れる吸気流方向(吸気通路11の軸線方向)に対して垂直な方向の外部側に向かって突出する2つの第2フランジ31がそれぞれ一体的に設けられている。これらの第2フランジ31は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。
2つの第2フランジ31には、第1ダクト半体Aの第1フランジ21と所定の距離を隔てて対向する対向面が形成されている。これにより、第1、第2フランジ21、31は、所定の距離を隔てて、互いに対向して配置される。
Similar to the first duct half A, the second duct half B is configured by integral molding with a heat-resistant synthetic resin material (for example, a thermoplastic resin such as polyamide resin (PA)).
Projecting toward the outer side in the direction perpendicular to the direction of the intake air flow (the axial direction of the intake passage 11) flowing through the
The two
2つの第2フランジ31の突出方向の中間部分には、第1ダクト半体Aの第1溶着部(溶着突条リブ22)に振動溶着される突条状の第2溶着部がそれぞれ設けられている。2つの第2溶着部は、第2フランジ31の対向面から第1ダクト半体Aの第1フランジ(特に第1溶着部)側に向かって突出すると共に、第1ダクト半体Aの溶着突条リブ22に振動溶着される溶着突条リブ32をそれぞれ有している。2つの溶着突条リブ32は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。
2つの第2フランジ31には、第1、第2ダクト半体A、Bの各溶着突条リブ22、32よりも吸気通路側に対して逆側(外側)に外側壁体33がそれぞれ設けられている。2つの外側壁体33は、第2フランジ31の対向面から第1フランジ21の外側壁体側に向かって突出する外側突条リブである。これらの外側壁体33は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。なお、外側壁体23、33は、開口部34を隔てて、互いに対向して配置される。
At the intermediate part in the projecting direction of the two
The two
ここで、本実施例の第1、第2フランジ21、31は、溶着突条リブ22、32と外側壁体23、33との間に外側空間が形成されている。この外側空間は、溶着突条リブ22、32の振動溶着時に発生する溶着バリを溜める外側バリ溜まり35として使用される。 この外側バリ溜まり35は、第1ダクト半体Aの第1フランジ21の対向面と溶着突条リブ22の外側面と外側壁体23のバリ溜まり側面と第2ダクト半体Bの第2フランジ31の対向面と溶着突条リブ32の外側面と外側壁体33のバリ溜まり側面とに囲まれている。これにより、溶着突条リブ22、32の振動溶着時に溶着バリとなって溶着突条リブ22、32の接合面(接合ライン)よりも外側に流出した際に、その流出した溶着バリが外側壁体23、33によって塞き止められて、外側バリ溜まり35内に溜められる。
2つの第2フランジ31には、第1、第2ダクト半体A、Bの各溶着突条リブ22、32よりも吸気通路側(内側)に内側壁体36がそれぞれ設けられている。2つの内側壁体36は、第2フランジ31の対向面から第1フランジ側に向かって突出する内側突条リブである。これらの内側壁体36は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びている。なお、内側壁体36は、所定の隙間(連通路42)を隔てて第1フランジ21の対向面に対向して配置される。
Here, in the first and
The two
ここで、本実施例の第1、第2フランジ21、31は、溶着突条リブ22、32と内側壁体36との間に内側空間が形成されている。この内側空間は、溶着突条リブ22、32の振動溶着時に発生する溶着バリを溜める内側バリ溜まり41として使用される。これにより、溶着突条リブ22、32の振動溶着時に溶着バリとなって溶着突条リブ22、32の接合面(接合ライン)よりも内側に流出した際に、その流出した溶着バリが内側壁体36によって塞き止められて、内側バリ溜まり41内に溜められる。
また、内側壁体36の先端位置または連通路42の開口位置Hは、図3に示したように、溶着突条リブ22と溶着突条リブ32との接合面の位置Gよりも天地方向の天側に位置している。
Here, in the first and
Further, the front end position of the
ここで、インタークーラダクト4は、樹脂成形型で第1、第2ダクト半体A、Bを射出成形することで、第1、第2ダクト半体A、Bの周縁、つまりダクト本体17の両側の第1、第2フランジ21、31に、互いに振動溶着される溶着突条リブ22、32を設け、第1、第2ダクト半体A、Bをその内面同士が向き合うように配置し、第1、第2フランジ21、31の溶着突条リブ22、32を突き合わせて溶着突条リブ22、32を互いに振動溶着することにより第1、第2ダクト半体A、Bがその内面同士が向き合うように接合一体化されて製造される。
なお、外側壁体23、33は、インタークーラダクト4の外部(空間)と外側バリ溜まり35とを区画する外側隔壁体であり、溶着バリがインタークーラダクト4の外部へ流出するのを規制する外側規制壁体である。また、内側壁体36は、インタークーラダクト4のダクト本体17の内部(吸気通路11)と内側バリ溜まり41とを区画する内側隔壁体であり、溶着バリが吸気通路11内へ流出するのを規制する内側規制壁体である。
Here, the
The
本実施例のインタークーラダクト4は、ダクト本体17に発生する吸気音を共鳴作用により消音する消音機能付きの吸気ダクトである。そして、ダクト本体17のダクト軸線方向の両側には、レゾネータ18、19がそれぞれ設けられている。
レゾネータ18、19は、内側バリ溜まり41および連通路42によって構成されている。つまり第1、第2ダクト半体A、Bの各第1、第2フランジ21、31間に形成される内側バリ溜まり41および連通路42をレゾネータ18、19として使用している。
レゾネータ18、19は、上述した内側バリ溜まり41、およびダクト本体17の内部(吸気通路11)と内側バリ溜まり41とを連通する連通路42を備えている。
レゾネータ18、19は、内側バリ溜まり41の容積および連通路42の諸元が一定である場合、特定周波数の吸気音に共鳴して、その特定周波数の吸気音を消音(低減)する共鳴型消音器である。
The
The
The
When the volume of the
内側バリ溜まり41は、溶着突条リブ22、32と内側壁体36との間に形成されており、レゾネータ18、19の共鳴室として使用される。この内側バリ溜まり41は、第1ダクト半体Aの第1フランジ21の対向面と溶着突条リブ22の内側面と第2ダクト半体Bの第2フランジ31の対向面と溶着突条リブ32の内側面と内側壁体36のバリ溜まり側面とに囲まれている。
内側バリ溜まり41の容積は、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータ18、19の共鳴周波数を表す公式(ヘルムホルツの式)を用いて算出される容積に設定される。
つまり、内側バリ溜まり41の容積は、下記の数2の式、つまりレゾネータ18、19の共鳴周波数の一般式で規定される容積に設定される。
[数2]
f={c/(2π)}・{S/(V・L)}1/2
なお、cは音速(m/s)、Sは連通管である連通路42の流路断面積(m2 )、Vは共鳴室である内側バリ溜まり41の容積(m3 )、Lは連通路42の全長(m)である。
The
The volume of the
That is, the volume of the
[Equation 2]
f = {c / (2π)} · {S / (V · L)} 1/2
Here, c is the speed of sound (m / s), S is the flow path cross-sectional area (m 2 ) of the
連通路42は、吸気通路11の軸線方向に沿って真っ直ぐに延びるように設けられている。この連通路42の全長(吸気通路11の軸線と垂直)方向の一端(内側端)は、ダクト本体17の流路壁面で開口している。また、連通路42の全長(吸気通路11の軸線と垂直)方向の他端(外側端)は、内側バリ溜まり41の壁面で開口している。
連通路42は、第1ダクト半体Aの第1フランジ21の対向面から上方に向かって突出した内側壁体36の先端面と第2ダクト半体Bの第2フランジ31の対向面との間に形成されており、レゾネータ18、19の連通管として使用される。この連通路42の流路断面積は、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータ18、19の共鳴周波数を表す公式を用いて算出される諸元に設定されている。つまり、連通路42の流路断面積は、上記の数2の式で規定(定義)されるSに設定される。
また、連通路42の全長は、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータ18、19の共鳴周波数を表す公式を用いて算出される諸元に設定されている。つまり連通路42の全長は、上記の数2の式で規定(定義)されるLに設定される。
The
The
The total length of the
ここで、本実施例では、本発明に係る消音機能を有する吸気ダクトとして、ターボチャージャのコンプレッサハウジングの出口とインタークーラ5の入口とを接続するインタークーラダクト4に適用している。
このようなターボチャージャのコンプレッサのインペラ3で圧縮されて高圧になった圧縮空気(吸気)が流れる吸気通路11を形成するインタークーラダクト4においては、狙いとする消音周波数(消音したい周波数)として、高周波数帯域に含まれる周波数(例えば2〜3kHz)が使用される。この高周波数帯域に含まれる周波数(例えば2〜3kHz)の場合には、内側バリ溜まり41の容積を小さく設定することができる。また、連通路の全長を短くすることができる。また、内側バリ溜まり41の容積を小さく設定すると同時に、連通路42の全長を短くしても良い。また、連通路42の全長を短くすると同時に、連通路42の流路断面積を大きくしても良い。
これにより、消音機能付きのインタークーラダクト4、つまりレゾネータ18、19を有するインタークーラダクト4の体格がコンパクトとなる。
Here, in this embodiment, the intake duct having a silencing function according to the present invention is applied to the
In the
Thereby, the physique of the
[実施例1の作用]
次に、本実施例のエンジン制御システムの作動を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the engine control system of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
エンジン1の各気筒毎の燃焼室よりエキゾーストマニホールドへ排出された排気は、ターボチャージャのタービンハウジングの入口部である排気導入流路からホイール収容空間内に流入してホイール8を回転させ、タービンハウジングの出口部である排気導出流路から排出される。
タービンのホイール8の回転がタービンシャフト10を介してコンプレッサのインペラ3に伝達されると、コンプレッサのインペラ3が回転する。
そして、エアクリーナ2から吸気通路11内に吸い込まれた吸気は、コンプレッサハウジングの入口部である吸気導入流路からインペラ収容空間内に流入する。インペラ収容空間内に流入した吸気は、ホイール8の回転に伴い回転するインペラ3によって圧縮されて圧力(過給圧)が上昇する。そして、圧力が上昇した圧縮空気(吸気)は、コンプレッサハウジングの出口部である吸気導出流路からインタークーラダクト4を通ってインタークーラ5に送り込まれて冷却される。そして、インタークーラ5から流通した吸気は、スロットルバルブ6、インテークマニホールドを通ってエンジン1の各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に吸い込まれる。
Exhaust gas discharged from the combustion chamber of each cylinder of the engine 1 to the exhaust manifold flows into the wheel housing space from the exhaust introduction flow path which is the inlet portion of the turbine housing of the turbocharger, rotates the wheel 8, and the turbine housing Are discharged from the exhaust outlet flow path, which is the outlet portion.
When the rotation of the turbine wheel 8 is transmitted to the compressor impeller 3 via the
Then, the intake air sucked into the
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例のインタークーラダクト4においては、第1、第2ダクト半体A、Bの各第1、第2フランジ21、31間に形成される内側バリ溜まり41および連通路42、つまりダクト本体17の両側に隣り合うように形成される内側バリ溜まり41および連通路42を、吸気音の消音を行うレゾネータ18、19として使用している。つまりダクト本体17の両側の第1、第2フランジ21、31間に形成される消音機能部(レゾネータ18、19)は、第1フランジ21の上端面から第2フランジ側に対して逆側(上方側)へ突出する凸部が設けられていない。また、第2フランジ31の下端面から第1フランジ側に対して逆側(下方側)へ突出する凸部が設けられていない。
また、内側バリ溜まり41の容積を、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータ18、19の共鳴周波数を表す公式を用いて算出される容積に設定している。これによって、ダクト本体17を有するインタークーラダクト4に対して、新たに特別な共鳴室(レゾネータ容積部)を設けることなく、内側バリ溜まり41の容積を微調整するだけで、コンパクトな共鳴型消音器(ヘルムホルツ型のレゾネータ)を有するインタークーラダクト4を得ることができる。
[Effect of Example 1]
As described above, in the
Further, the volume of the
また、連通路42の流路断面積を、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータ18、19の共鳴周波数を表す公式を用いて算出される諸元に設定している。
また、連通路42の全長を、狙いとする消音周波数に対し、レゾネータ18、19の共鳴周波数を表す公式(一般式、ヘルムホルツの式)を用いて算出される諸元に設定している。
これによって、ダクト本体17を有するインタークーラダクト4に対して、新たに特別な連通管を設けることなく、連通路42の流路断面積や全長を微調整するだけで、コンパクトな消音機能付きのインタークーラダクト4を得ることができる。
この結果、消音機能付きのインタークーラダクト4(ダクト本体17およびレゾネータ18、19)の体格を従来例1及び2(つまり、フランジ105の上端面よりも上方側に向かって突出する上側凸部およびフランジ106の下端面よりも下方側に向かって突出する下側凸部を設け、上側凸部の内面と下側凸部との間に容積空間111〜120や切欠き121〜130を設ける等して、ダクト本体110の両側の消音機能部がフランジ105、106よりも上下方向に突出する従来例1及び2の消音機能付きの吸気ダクト形状)と比べて、ダクト本体17の両側の第1、第2フランジ21、31間に形成される消音機能部(レゾネータ18、19)の体格を非常に小型化できるので、自動車等の車両のエンジンルームに対する搭載性を向上することができる。したがって、自動車等の車両への搭載スペース、特にエンジンルーム内への搭載スペースを縮小化することができる。
In addition, the cross-sectional area of the
Further, the overall length of the
As a result, the
As a result, the intercooler duct 4 (duct
また、内側壁体36の先端位置または連通路42の開口位置Hは、図3に示したように、溶着突条リブ22と溶着突条リブ32との接合面の位置Gよりも天地方向の天側に位置している。
これによって、溶着突条リブ22、32の振動溶着時に、溶着突条リブ22と溶着突条リブ32との接合面Gで生じる溶着バリが内側壁体36により確実に塞き止められるので、溶着バリがダクト本体17の内部(吸気通路11)側にはみ出すのを防止できる。これにより、はみ出し部分が障害となって吸気の流通抵抗(圧力損失)が悪化したり、エンジンに吸引されたりする不具合の発生を抑制することができる。
Further, the front end position of the
As a result, the welding burrs generated at the joint surface G between the
また、第1ダクト半体Aの第1フランジ21に設けられる溶着突条リブ22と第2ダクト半体Bの第2フランジ31に設けられる溶着突条リブ32とは、振動溶着により接合される。すなわち、溶着突条リブ22と溶着突条リブ32とを一対の溶着治具によって挟み、各溶着突条リブ22、32の接合面Gが相対的に往復摺動することにより、接合面近傍の合成樹脂材は摩擦熱によって部分的に溶融する。そして、この溶融部分が再び固化することによって、各溶着突条リブ22、32が接合される。このような振動溶着時に、外側バリ溜まり35内および内側バリ溜まり41内に溶融した合成樹脂材の一部が侵入する。これにより、インタークーラダクト4の外部およびダクト本体17の内部(吸気通路11)に溶着バリがはみ出すのを防止できる。
Moreover, the
[変形例]
本実施例では、第1、第2ダクト半体A、Bを半角筒状体(半割り角筒状体)としているが、第1、第2ダクト半体A、Bを半円筒状体(半割り円筒状体)としても良い。
本実施例では、ダクト本体17の両側(吸気通路11の軸線方向(吸気流方向)に対して直角に交差する方向の両側)の第1、第2フランジ21、31間にレゾネータ18、19をそれぞれ設けているが、ダクト本体17の片側の第1、第2フランジ21、31間にのみレゾネータを設けても良い。
[Modification]
In this embodiment, the first and second duct halves A and B are half-angled cylindrical bodies (half-divided rectangular cylinders), but the first and second duct halves A and B are semi-cylindrical bodies ( A half cylindrical body) may also be used.
In this embodiment, the
また、本発明の吸気ダクトを、インタークーラダクト4以外の吸気ダクト(インテークダクト、サージタンク、インテークマニホールド)に適用しても良い。
また、本発明の吸気ダクトを、真っ直ぐに延びる直管部だけでなく、湾曲した曲管部に適用しても良い。
また、内側バリ溜まり41および連通路42の内部を区画壁により仕切ることで、内側バリ溜まり41および連通路42を複数の共鳴室(レゾネータ容積部)および複数の連通管としても良い。また、複数の共鳴室の各容積および複数の連通管の各諸元を異ならせることにより、複数の共鳴周波数の吸気音を消音(低減)できるようになる。
また、内側バリ溜まり41の長さ(吸気通路11の軸線方向(吸気流方向)の長さ)と連通路42の長さ(吸気通路11の軸線方向(吸気流方向)の長さ)とが異なっていても良い。
Further, the intake duct of the present invention may be applied to intake ducts (intake ducts, surge tanks, intake manifolds) other than the
Moreover, you may apply the air intake duct of this invention not only to the straight pipe part extended straightly but to the curved curved pipe part.
Further, the
Further, the length of the inner burr pool 41 (length in the axial direction (intake flow direction) of the intake passage 11) and the length of the communication passage 42 (length in the axial direction (intake flow direction) of the intake passage 11) are determined. It may be different.
本実施例では、第2フランジ31の対向面から第1フランジ側に向かって突出する内側壁体36を設けているが、第1フランジ21の対向面から第2フランジ側に向かって突出する内側壁体を設けても良い。また、第1、第2フランジ21、31の対向面から互いに接近するように第2、第1フランジ側に向かって突出する内側壁体を設けても良い。
本実施例では、第1フランジ21の対向面から第2フランジ側に向かって突出する外側壁体23を設けているが、第1フランジ側に外側壁体23を設けなくても良い。
本実施例では、第2フランジ31の対向面から第1フランジ側に向かって突出する外側壁体33を設けているが、第2フランジ側に外側壁体33を設けなくても良い。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
本実施例では、第1、第2ダクト半体A、Bを同一の樹脂材や樹脂モールド材により一体成形(射出成形)しているが、第1、第2ダクト半体A、Bを異なる樹脂材や樹脂モールド材により一体成形しても良い。なお、第1、第2ダクト半体A、Bを形成する樹脂材に、繊維状フィラー等の樹脂補強材を含有(配合)しても良い。また、第1、第2ダクト半体A、Bの成形方法として、射出成形以外に、押し出し成形やブロー成形を用いても良い。 In this embodiment, the first and second duct halves A and B are integrally molded (injection molding) with the same resin material or resin mold material, but the first and second duct halves A and B are different. You may integrally mold with a resin material or a resin mold material. The resin material forming the first and second duct halves A and B may contain (blend) a resin reinforcing material such as a fibrous filler. Further, as the molding method of the first and second duct halves A and B, extrusion molding or blow molding may be used in addition to injection molding.
本実施例では、第1フランジ21の溶着突条リブ(第1溶着部)22と第2フランジ31の溶着突条リブ(第2溶着部)32とを突き合わせて振動溶着することで2つの第1、第2ダクト半体A、Bを接合一体化して合成樹脂製のインタークーラダクト(吸気ダクト)4を構成しているが、第1フランジ21の第1溶着部と第2フランジ31の第2溶着部とを突き合わせて加熱溶着、レーザー溶着等の他の溶着方法を用いて溶着することで2つの第1、第2ダクト半体A、Bを接合一体化して合成樹脂製の吸気ダクトを構成しても良い。
また、第1フランジ21の溶着突条リブ22と第2フランジ31の溶着突条リブ32とを突き合わせて互いに振動溶着される部分のみをそれぞれ第1、第2溶着部としても良い。例えば第1フランジ21の溶着突条リブ22の先端部分のみを第1溶着部としても良い。また、第2フランジ31の溶着突条リブ32の先端部分のみを第2溶着部としても良い。
In the present embodiment, the welding protrusion rib (first welding portion) 22 of the
Alternatively, only the portions where the
本実施例では、第1、第2ダクト半体A、Bの形状を略同一の半筒形状としているが、第1、第2ダクト半体A、Bの形状が異なる部分筒形状としても良い。また、角筒形状ではなく、円筒形状でも、異形形状でも構わない。
また、第1フランジ21の第1溶着部と第2フランジ31の第2溶着部との接合面(接合ライン)が、吸気通路11の軸線方向(吸気流方向)に対して所定の角度分だけ傾斜していても良い。
In this embodiment, the first and second duct halves A and B have substantially the same half cylinder shape, but the first and second duct halves A and B may have different partial cylinder shapes. . Further, instead of the rectangular tube shape, a cylindrical shape or an irregular shape may be used.
Further, the joining surface (joining line) between the first welded portion of the
A 第1ダクト半体
B 第2ダクト半体
1 エンジン(内燃機関)
3 コンプレッサのインペラ
4 インタークーラダクト
5 インタークーラ
17 ダクト本体
18 レゾネータ
19 レゾネータ
21 第1ダクト半体の第1フランジ
22 第1フランジの溶着突条リブ(第1溶着部)
23 第1フランジの外側壁体
31 第2ダクト半体の第2フランジ
32 第2フランジの溶着突条リブ(第2溶着部)
33 第2フランジの外側壁体
35 外側バリ溜まり
36 第2フランジの内側壁体
41 内側バリ溜まり(レゾネータの共鳴室)
42 連通路(レゾネータの連通管)
A First duct half B Second duct half 1 Engine (internal combustion engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3
23 Outer wall body of
33 Outer wall body of
42 Communication path (resonator communication pipe)
Claims (12)
少なくとも2分割された第1、第2ダクト半体の周縁に互いに対向する第1、第2フランジをそれぞれ設け、
前記第1、第2フランジに互いに溶着される第1、第2溶着部をそれぞれ設け、
前記第1、第2溶着部同士を突き合わせて溶着することにより前記第1、第2ダクト半体を接合一体化して形成される吸気ダクトにおいて、
(a)前記第1、第2溶着部よりも前記ダクト本体側に設置されて、前記第1、第2フランジのうちの少なくとも一方のフランジから前記第1、第2フランジのうちの少なくとも他方のフランジ側に向かって突出する内側壁体と、
(b)前記第1、第2溶着部と前記内側壁体との間に形成されて、溶着時に発生する溶着バリを溜める内側バリ溜まりと、
(c)前記内側壁体と前記他方のフランジとの間に形成されて、前記吸気通路と前記内側バリ溜まりとを連通する連通路と
を備え、
前記レゾネータは、前記内側バリ溜まりおよび前記連通路によって構成されていることを特徴とする吸気ダクト。 A synthetic resin intake duct having a cylindrical duct main body that forms an intake passage through which intake air sucked into the internal combustion engine flows, and a resonator that silences the intake noise generated in the duct main body by resonance action,
First and second flanges facing each other are provided on the periphery of the first and second duct halves divided into at least two parts,
Providing first and second welded portions welded to the first and second flanges, respectively;
In the intake duct formed by joining and integrating the first and second duct halves by butting the first and second welding parts together,
(A) It is installed on the duct body side with respect to the first and second welded portions, and at least the other of the first and second flanges from at least one of the first and second flanges. An inner wall projecting toward the flange side;
(B) an inner burr pool formed between the first and second welded portions and the inner wall body for accumulating weld burrs generated during welding;
(C) a communication path formed between the inner wall body and the other flange and communicating the intake path and the inner burr pool;
The air intake duct, wherein the resonator is constituted by the inner burr pool and the communication path.
前記内側バリ溜まりは、前記レゾネータの共鳴室として使用されることを特徴とする吸気ダクト。 Intake duct according to claim 1,
The air intake duct, wherein the inner burr pool is used as a resonance chamber of the resonator.
前記内側バリ溜まりの容積は、
狙いとする消音周波数に対し、前記レゾネータの共鳴周波数を表す公式を用いて算出される容積に設定されていることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to claim 1 or 2,
The volume of the inner burr pool is
An intake duct having a volume calculated using a formula representing a resonance frequency of the resonator with respect to a target silencing frequency.
前記連通路は、前記レゾネータの連通管として使用されることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 3,
The air intake duct, wherein the communication path is used as a communication pipe of the resonator.
前記連通路の流路断面積は、
狙いとする消音周波数に対し、前記レゾネータの共鳴周波数を表す公式を用いて算出される諸元に設定されていることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 4,
The cross-sectional area of the communication path is
An intake duct characterized by being set to specifications calculated using a formula representing a resonance frequency of the resonator with respect to a target silencing frequency.
前記連通路の全長は、
狙いとする消音周波数に対し、前記レゾネータの共鳴周波数を表す公式を用いて算出される諸元に設定されていることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 5,
The total length of the communication path is
An intake duct characterized by being set to specifications calculated using a formula representing a resonance frequency of the resonator with respect to a target silencing frequency.
ターボチャージャのコンプレッサの出口に接続するインタークーラダクトに適用されていることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 6,
An intake duct characterized by being applied to an intercooler duct connected to the outlet of a turbocharger compressor.
狙いとする消音周波数とは、高周波数帯域に含まれる周波数のことであることを特徴とする吸気ダクト。 The intake duct according to any one of claims 1 to 7,
An air intake duct, wherein the target muffle frequency is a frequency included in a high frequency band.
前記第1溶着部は、前記第1フランジから前記第2フランジ側に向かって突出すると共に、前記吸気通路の吸気流方向に延びる突条リブを有していることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 8,
The intake duct according to claim 1, wherein the first welded portion has a protruding rib that protrudes from the first flange toward the second flange and extends in the intake flow direction of the intake passage.
前記第2溶着部は、前記第2フランジから前記第1フランジ側に向かって突出すると共に、前記吸気通路の吸気流方向に延びる突条リブを有していることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 9,
The air intake duct, wherein the second welded portion has a protruding rib that protrudes from the second flange toward the first flange and extends in the intake air flow direction of the intake passage.
前記第1ダクト半体は、前記第2ダクト半体よりも天地方向の天側に配置されており、 前記内側壁体は、前記第2フランジから前記第1フランジ側に向かって突出しており、 前記連通路は、前記第1フランジと前記内側壁体との間に形成されており、
前記内側壁体の先端位置または前記連通路の開口位置は、前記第1溶着部と前記第2溶着部との接合面の位置よりも天地方向の天側に位置していることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 10,
The first duct half is disposed on the top side in the vertical direction with respect to the second duct half, and the inner wall body protrudes from the second flange toward the first flange, The communication path is formed between the first flange and the inner wall body,
The front end position of the inner wall body or the opening position of the communication path is located on the top side in the top-to-bottom direction with respect to the position of the joint surface between the first weld portion and the second weld portion. Intake duct.
前記第1、第2溶着部よりも前記吸気通路側に対して逆側に設置されて、前記第1、第2フランジのうちの少なくとも一方のフランジから前記第1、第2フランジのうちの少なくとも他方のフランジ側に向かって突出する外側壁体と、
前記第1、第2溶着部と前記外側壁体との間に形成されて、溶着時に発生する溶着バリを溜める外側バリ溜まりと
を備えていることを特徴とする吸気ダクト。 In the intake duct according to any one of claims 1 to 11,
At least one of the first and second flanges is installed from at least one of the first and second flanges on the opposite side of the first and second welds with respect to the intake passage side. An outer wall projecting toward the other flange,
An air intake duct, comprising: an outer burr pool formed between the first and second welded portions and the outer wall body for accumulating weld burrs generated during welding.
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2011
- 2011-03-15 JP JP2011056421A patent/JP2012193631A/en not_active Withdrawn
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