JP2016031060A - Intake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気装置に関し、特に、内燃機関に接続される吸気通路を備えた吸気装置に関する。 The present invention relates to an intake device, and more particularly, to an intake device having an intake passage connected to an internal combustion engine.
従来、内燃機関に接続される吸気通路を備えた吸気装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, an intake device having an intake passage connected to an internal combustion engine is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、吸気流路の途中が湾曲した吸気管を備え、内燃機関に接続される吸気マニホルド(吸気装置)が開示されている。この特許文献1に記載の吸気マニホルドにおける吸気管は、両端部に形成された円筒状部と、扁平率(断面形状)が一定に保たれた扁平形状(長円扁平形状)の流路断面を有する湾曲部と、円筒状部と湾曲部との間に形成され、湾曲部から円筒状部に向けて長円扁平形状の流路断面を徐々に円形状に戻す徐変部とによって構成されている。すなわち、吸気管は、吸気流れ方向に沿って、円筒状部、徐変部、扁平形状の湾曲部、徐変部および円筒状部の順で流路が構成されている。なお、湾曲部においては、扁平率(断面形状)が一定に保たれた状態で曲げられているので、湾曲外側および内側の内面は、各々が一定の曲率半径を有していると考えられる。
しかしながら、上記特許文献1に記載された吸気マニホルドでは、扁平率(断面形状)が一定であることから湾曲部における湾曲外側および内側の内面の各々が一定の曲率半径を有して曲げられていると考えられるため、湾曲部の前半部分を通過した吸気流が後半部分を通過する際に、連続する一定の曲げ半径に起因して湾曲内側の内面近傍から剥離しやすいと考えられる。また、湾曲部の後半部分で吸気流が剥離した場合には、背後(徐変部を含む後流領域)における剥離渦の発生が吸気管の圧力損失を増加させることにつながる。このため、吸気管(吸気通路)の湾曲部を通過する吸気流の剥離に起因して圧力損失を効果的に低減することができないという問題点がある。
However, in the intake manifold described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、吸気流の剥離を抑制して吸気通路の湾曲部における圧力損失を効果的に低減することが可能な吸気装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to effectively suppress pressure loss in the curved portion of the intake passage by suppressing separation of the intake flow. It is to provide an intake device capable of this.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における吸気装置は、内燃機関に接続され、通路外面および通路内面が共に湾曲する湾曲部を有する吸気通路を備え、吸気通路の湾曲部は、湾曲部の上流側の部分である湾曲上流部と、湾曲部の下流側の部分である湾曲下流部とを含み、湾曲下流部の吸気通路の延びる方向と直交する断面において、湾曲下流部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の下流部第1間隔を湾曲下流部の吸気流れ方向に沿って徐々に小さくするとともに、下流部第1間隔を有して対向する吸気通路内面に直交して対向する吸気通路内面間の下流部第2間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくすることによって、湾曲下流部の断面積が吸気流れ方向に沿って一定になるように構成されている。 In order to achieve the above object, an intake device according to one aspect of the present invention includes an intake passage that is connected to an internal combustion engine and has a curved portion in which both an outer surface of the passage and an inner surface of the passage are curved. The curved downstream portion includes a curved upstream portion, which is an upstream portion of the curved portion, and a curved downstream portion, which is a downstream portion of the curved portion, in a cross section orthogonal to the direction in which the intake passage extends in the curved downstream portion. The first downstream interval between the outer intake passage inner surface and the curved inner intake passage inner surface is gradually decreased along the intake flow direction of the curved downstream portion, and the intake air is opposed to the downstream first interval. By gradually increasing the downstream second interval between the inner surfaces of the intake passages that are orthogonal to the inner surface of the passage, the sectional area of the curved downstream portion becomes constant along the intake flow direction. Composed That.
この発明の一の局面による吸気装置では、上記のように、湾曲下流部の吸気通路の延びる方向と直交する断面において、湾曲下流部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の下流部第1間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に小さくするとともに、下流部第1間隔を有して対向する吸気通路内面に直交して対向する吸気通路内面間の下流部第2間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくすることによって、湾曲下流部の断面積が吸気流れ方向に沿って一定になるように吸気通路の湾曲部を構成する。これにより、吸気流の剥離が発生しやすい湾曲下流部において、湾曲外側および内側の吸気通路内面間の下流部第1間隔を小さくすることにより、湾曲外側の吸気通路内面近傍での流路長と湾曲内側の吸気通路内面近傍での流路長との差が減少されるので、吸気流が湾曲内側の吸気通路内面から剥離するのが抑制される。さらに、湾曲下流部の湾曲外側および内側の吸気通路内面間の下流部第1間隔を急激に変化させることなく徐々に変化させることによって、湾曲外側の吸気通路内面近傍での流路長と湾曲内側の吸気通路内面近傍での流路長との差を急激に減少させることなく徐々に減少させることができるので、吸気流が湾曲内側の吸気通路内面から剥離するのをより効果的に抑制することができる。その結果、吸気通路の湾曲部における圧力損失を効果的に低減することができる。また、湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の下流部第1間隔を減少させるように流路断面形状を変化させた場合にも、下流部第2間隔を増加させることにより断面積を一定に保つことによって、下流部第1間隔が細められた湾曲下流部での吸気流の圧力損失が増加するのを効果的に抑制することができる。これによっても、吸気通路の湾曲部における圧力損失を効果的に低減することができる。 In the intake device according to one aspect of the present invention, as described above, in the cross section orthogonal to the extending direction of the intake passage in the curved downstream portion, the intake passage inner surface on the curved downstream side and the intake passage inner surface on the curved inner side in the curved downstream portion. The downstream first interval is gradually decreased along the intake flow direction, and the downstream second interval between the intake passage inner surfaces that are orthogonal to the opposed intake passage inner surfaces and have the first downstream interval. Is gradually increased along the intake flow direction, so that the curved portion of the intake passage is configured such that the cross-sectional area of the curved downstream portion is constant along the intake flow direction. Thereby, in the curved downstream portion where the separation of the intake flow is likely to occur, the flow path length in the vicinity of the inner surface of the intake passage on the outer side of the curve is reduced by reducing the downstream first interval between the inner surface of the intake passage and the outer side of the curve. Since the difference from the flow path length in the vicinity of the inner surface of the intake passage inside the curve is reduced, the separation of the intake flow from the inner surface of the intake passage inside the curve is suppressed. Further, by gradually changing the first downstream distance between the curved outer side of the curved downstream portion and the inner intake passage inner surface without suddenly changing, the flow path length and the curved inner side in the vicinity of the curved inner surface of the intake passage Since the difference with the flow path length near the inner surface of the intake passage can be gradually reduced without abruptly decreasing, it is possible to more effectively suppress the separation of the intake flow from the inner surface of the intake passage inside the curve. Can do. As a result, the pressure loss in the curved portion of the intake passage can be effectively reduced. Further, when the flow path cross-sectional shape is changed so as to decrease the downstream first interval between the inner surface of the intake passage on the outer side of the curve and the inner surface of the intake passage on the inner side of the curve, the second interval of the downstream portion is increased. Thus, by keeping the cross-sectional area constant, it is possible to effectively suppress an increase in the pressure loss of the intake flow in the curved downstream portion where the downstream first interval is narrowed. This can also effectively reduce the pressure loss in the curved portion of the intake passage.
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、湾曲下流部の湾曲内側の吸気通路内面は、湾曲上流部の湾曲内側の吸気通路内面よりも大きい曲率半径を有しており、吸気通路の延びる方向と直交する断面において、下流部第1間隔は、湾曲上流部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の上流部第1間隔よりも小さい。このように構成すれば、吸気流の剥離が発生しやすい湾曲下流部において、湾曲内側の吸気通路内面の曲率半径を増加させて湾曲外側の吸気通路内面に容易に近付けることができるので、湾曲上流部における上流部第1間隔に対して湾曲下流部における下流部第1間隔を容易に減少させることができる。すなわち、湾曲上流部において湾曲外側の吸気通路内面近傍での流路長と湾曲内側の吸気通路内面近傍での流路長との差が比較的大きい状態から、湾曲下流部においては湾曲内側の吸気通路内面近傍での流路長を増加させて湾曲外側の吸気通路内面近傍での流路長に近付けてその差を容易に減少させることができる。これにより、湾曲内側の吸気通路内面から吸気流が剥離するのを抑制可能な湾曲下流部を容易に設けることができる。 In the intake device according to the above aspect, the inner surface of the intake passage inside the curved downstream portion preferably has a larger radius of curvature than the inner surface of the intake passage inside the curved upstream portion, and the direction in which the intake passage extends In the cross section orthogonal to the first portion, the downstream first interval is smaller than the first upstream interval between the inner curved inner surface of the intake passage and the inner curved intake passage. With this configuration, in the curved downstream portion where the separation of the intake flow is likely to occur, the curvature radius of the inner surface of the intake passage on the inner side of the curve can be increased to easily approach the inner surface of the intake passage on the outer side of the curve. It is possible to easily reduce the downstream first interval in the curved downstream portion with respect to the upstream first interval in the portion. That is, since the difference between the flow path length in the vicinity of the inner surface of the intake passage outside the curve and the flow path length in the vicinity of the inner surface of the intake passage on the inner side of the curve is relatively large in the upstream portion of the curve, The flow path length in the vicinity of the inner surface of the passage can be increased to approach the flow path length in the vicinity of the inner surface of the intake passage on the outside of the curve, and the difference can be easily reduced. Accordingly, it is possible to easily provide a curved downstream portion capable of suppressing the separation of the intake air flow from the inner surface of the intake passage inside the curve.
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、湾曲下流部の下流端において、下流部第1間隔が最も小さく、かつ、下流部第2間隔が最も大きくなるように構成されている。このように構成すれば、湾曲下流部においては下流端での断面における下流部第1間隔を最も細める(最も扁平形状にする)ことによって、湾曲外側の吸気通路内面近傍における吸気流の流速と湾曲内側の吸気通路内面近傍における吸気流の流速との差を最も小さくすることができるので、湾曲下流部の下流端において吸気流の剥離が低減された状態を維持することができる。 In the intake device according to the above aspect, preferably, at the downstream end of the curved downstream portion, the downstream portion first interval is the smallest and the downstream portion second interval is the largest. With this configuration, the flow velocity and the curve of the intake air flow in the vicinity of the inner surface of the intake passage on the outer side of the curve are reduced by narrowing the first downstream interval in the cross section at the downstream end to the narrowest (the most flat shape). Since the difference with the flow velocity of the intake flow in the vicinity of the inner surface of the intake passage can be minimized, it is possible to maintain a state in which the separation of the intake flow is reduced at the downstream end of the curved downstream portion.
この場合、好ましくは、吸気通路は、湾曲部の下流端に接続され湾曲度合いが湾曲部よりも小さい湾曲小部をさらに含み、湾曲部の下流端から湾曲小部の下流に向かって、湾曲小部の断面の縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づくように、下流部第1間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面間の湾曲小部第1間隔が徐々に大きくなるとともに、下流部第2間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面間の湾曲小部第2間隔が徐々に小さくなっている。ここで、湾曲下流部の下流端では、断面が最も扁平形状になることから流路断面における吸気通路内面の周長が極大値となるため、吸気流と吸気通路内面との間に壁面摩擦に起因した圧力損失が僅かながら生じる。しかしながら、上記構成のように湾曲下流部の下流端に接続される湾曲小部をその断面の縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づくように吸気通路内面間の湾曲小部第1間隔を徐々に増加させかつ湾曲小部第2間隔を徐々に減少させることによって、湾曲下流部の下流端において最も扁平となった断面形状を徐々に扁平でない状態(縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づけられる状態)へと戻すことができる。これにより、湾曲下流部の下流端で周長の極大化に伴って発生する吸気流と吸気通路内面との間の壁面摩擦に起因した圧力損失を即座に解消することができる。その結果、湾曲下流部と湾曲小部とによって、吸気流の剥離の低減と壁面摩擦の低減とを両立させることができるので、湾曲部を含めた吸気通路の圧力損失を最小限に抑えることができる。 In this case, preferably, the intake passage further includes a curved small portion that is connected to the downstream end of the curved portion and has a degree of curvature smaller than that of the curved portion, and the curved portion decreases from the downstream end of the curved portion toward the downstream of the curved small portion. And the curved small portion first interval between the intake passage inner surfaces of the curved small portion corresponding to the downstream first interval is gradually increased so that the aspect ratio of the section of the curved portion gradually approaches 1 along the intake flow direction. The second small interval between the curved small portions between the intake passage inner surfaces of the small curved portions corresponding to the second downstream interval is gradually reduced. Here, at the downstream end of the curved downstream portion, since the cross section is the flattest shape, the circumferential length of the inner surface of the intake passage in the cross section of the flow path becomes a maximum value, so that wall friction occurs between the intake flow and the inner surface of the intake passage. A slight pressure loss is caused. However, the curved small portion connected to the downstream end of the curved downstream portion as in the above configuration has a curved small portion first between the intake passage inner surfaces so that the aspect ratio of the cross section gradually approaches 1 along the intake flow direction. By gradually increasing the interval and gradually decreasing the second small curve portion, the flattened cross-sectional shape at the downstream end of the curved downstream portion is not gradually flattened (the aspect ratio is along the intake flow direction). The state can be gradually returned to 1). As a result, the pressure loss due to the wall friction between the intake air flow and the inner surface of the intake passage that occurs as the circumference increases at the downstream end of the curved downstream portion can be immediately eliminated. As a result, the curved downstream portion and the curved small portion can achieve both a reduction in separation of the intake flow and a reduction in wall friction, thereby minimizing the pressure loss in the intake passage including the curved portion. it can.
なお、本発明における湾曲小部とは、湾曲部(湾曲上流部および湾曲下流部)よりも吸気通路における通路外面および通路内面の曲率半径が大きくかつ湾曲下流部の下流端に接続された下流区間のことを意味する。すなわち、湾曲小部は、湾曲部よりも大きな所定の曲率半径を有する場合に加えて、曲率半径が無限大に近付けられてほぼ直線状に延びる場合も含む広い概念である。 The small curved portion in the present invention is a downstream section in which the radius of curvature of the passage outer surface and the inner surface of the intake passage is larger than the curved portion (curved upstream portion and curved downstream portion) and is connected to the downstream end of the curved downstream portion. Means that. That is, the small curved portion is a wide concept including a case where the radius of curvature is close to infinity and extends substantially linearly, in addition to a case where a predetermined radius of curvature is larger than that of the curved portion.
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、吸気通路の湾曲下流部は、吸気通路の延びる方向と直交する断面において、下流部第1間隔よりも下流部第2間隔が大きく、かつ、4隅に円弧形状部が設けられた長方形形状、または長円形状の断面形状を有する。このように構成すれば、4隅に円弧形状部が設けられた断面では、4隅に円弧形状部が設けられていない断面と比較して、吸気通路内面の周長(吸気通路内面の面積)をより少なくすることができるとともに、4隅の円弧形状部により、4隅での流路抵抗を減少させることができる。したがって、吸気流と吸気通路内面との間の壁面摩擦をさらに低減することができるので、湾曲部における圧力損失をさらに低減することができる。 In the intake device according to the above aspect, preferably, the curved downstream portion of the intake passage has a downstream portion second interval larger than the downstream portion first interval and has four corners in a cross section orthogonal to the direction in which the intake passage extends. It has a rectangular shape provided with an arc-shaped portion, or an elliptical cross-sectional shape. If comprised in this way, in the cross section in which the arc-shaped part was provided in four corners, compared with the cross section in which the arc-shaped part was not provided in four corners, the perimeter of the intake passage inner surface (area of the intake passage inner surface) The arc resistance at the four corners can reduce the flow resistance at the four corners. Accordingly, the wall friction between the intake flow and the inner surface of the intake passage can be further reduced, so that the pressure loss in the curved portion can be further reduced.
この場合、好ましくは、吸気通路の湾曲下流部は、吸気通路の延びる方向と直交する断面において、湾曲内側の吸気通路内面に接する2つの円弧形状部が、湾曲外側の吸気通路内面に接する2つの円弧形状部よりも小さい半径を有する。このように構成すれば、下流部第1間隔を減少させかつ下流部第2間隔を増加させるような流路断面形状を湾曲下流部に容易に形成することができる。すなわち、湾曲下流部における湾曲内側の吸気通路内面を湾曲外側の吸気通路内面に向かって容易に近付けることができる。 In this case, it is preferable that the curved downstream portion of the intake passage has two arc-shaped portions that are in contact with the inner surface of the intake passage on the inner side of the curve in the cross section orthogonal to the extending direction of the intake passage. It has a smaller radius than the arcuate part. If comprised in this way, the flow-path cross-sectional shape which decreases a downstream part 1st space | interval and increases a downstream part 2nd space | interval can be easily formed in a curved downstream part. In other words, the inner surface of the intake passage inside the curve in the downstream portion of the curve can be easily brought closer to the inner surface of the intake passage outside the curve.
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、湾曲下流部の湾曲外側の吸気通路内面は、湾曲上流部の湾曲外側の吸気通路内面と同じ曲率半径を有する。このように構成すれば、湾曲上流部における湾曲外側の吸気通路内面近傍での吸気流の流線(流れの状態)を湾曲下流部の湾曲外側の吸気通路内面近傍においても維持することができる。そして、この状態で、湾曲下流部における湾曲内側の吸気通路内面を湾曲外側の吸気通路内面に徐々に近付けることができるので、この点でも、湾曲内側の吸気通路内面近傍において吸気流が剥離するのを抑制することができる。 In the intake device according to the one aspect described above, preferably, the inner surface of the intake passage outside the curved portion in the curved downstream portion has the same radius of curvature as the inner surface of the intake passage outside the curved portion in the curved upstream portion. With this configuration, the flow line (flow state) of the intake flow near the inner surface of the intake passage outside the curve in the upstream portion of the curve can be maintained also near the inner surface of the intake passage outside the curve of the downstream portion of the curve. In this state, the inner surface of the intake passage inside the curve in the downstream portion of the curve can be gradually brought closer to the inner surface of the intake passage outside the curve, so that the intake flow is separated in the vicinity of the inner surface of the intake passage inside the curve. Can be suppressed.
なお、本出願では、上記一の局面による吸気装置において、以下のような構成も考えられる。 In the present application, the following configuration is also conceivable in the intake device according to the above aspect.
(付記項1)
すなわち、上記一の局面による吸気装置において、湾曲部の下流端から湾曲小部の下流に向かって、湾曲小部の断面の縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づき、かつ、吸気流れ方向に沿って断面積が一定になるように、湾曲小部第1間隔が徐々に大きくなるとともに、湾曲小部第2間隔が徐々に小さくなっている。
(Additional item 1)
That is, in the intake device according to the above aspect, the aspect ratio of the cross section of the curved small portion gradually approaches 1 along the intake flow direction from the downstream end of the curved portion toward the downstream of the curved small portion, and the intake air The curved small portion first interval gradually increases and the curved small portion second interval gradually decreases so that the cross-sectional area becomes constant along the flow direction.
(付記項2)
また、上記一の局面による吸気装置において、湾曲上流部および湾曲下流部は、同じ断面積を有する。
(Appendix 2)
In the intake device according to the above aspect, the curved upstream portion and the curved downstream portion have the same cross-sectional area.
(付記項3)
また、上記一の局面による吸気装置において、湾曲部の吸気流れ方向に沿った中間部近傍に湾曲上流部と湾曲下流部との境界が設けられている。
(Additional Item 3)
In the intake device according to the one aspect, a boundary between the curved upstream portion and the curved downstream portion is provided in the vicinity of the intermediate portion along the intake flow direction of the curved portion.
本発明によれば、上記のように、吸気流の剥離を抑制して吸気通路の湾曲部における圧力損失を効果的に低減することが可能な吸気装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide an intake device capable of effectively reducing pressure loss in the curved portion of the intake passage by suppressing separation of the intake flow.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図6を参照して、本発明の一実施形態による吸気装置100の構成について説明する。なお、以下では、内燃機関90を基準とした場合にX軸に沿って各気筒が配置されているものとして説明を行う。
With reference to FIGS. 1-6, the structure of the
本発明の一実施形態による吸気装置100は、図1に示すように、多気筒(直列4気筒)エンジンである内燃機関90に空気を供給する装置である。また、吸気装置100は、内燃機関90の吸気系の一部を構成しており、吸気装置100は、サージタンク10と、サージタンク10の下流に配置される吸気ポート部20とを備えている。サージタンク10および吸気ポート部20は共に樹脂(ポリアミド樹脂)製であり、サージタンク10の上側半分および吸気ポート部20の上側半分が一体成形されたアッパピースと、サージタンク10の下側半分および吸気ポート部20の下側半分が一体成形されたロアピースとが振動溶着により接合されて一体化されている。
As shown in FIG. 1, an
また、吸気ポート部20は、サージタンク10に蓄えられた吸気空気をシリンダヘッド91内の各気筒に分配する役割を有する。なお、吸気ポート部20における矢印A方向側がサージタンク10に接続される吸気上流側であり、矢印B方向側が内燃機関90(シリンダヘッド91)に接続される吸気下流側である。
In addition, the
また、吸気ポート部20は、図1および図2に示すように、経路の途中が所定の曲率半径を有して湾曲した複数(4本)の吸気管1と、各々の吸気管1の下流端部に一体的に形成されたフランジ部7とを備えている。なお、図1においては、各々の吸気管1は、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って紙面手前側から紙面奥に向かって曲げられている。なお、図2では、吸気管1の管形状を形成する管壁部1c(図3参照)に関し、その厚みの図示を便宜的に省略している。図2では、吸気管1の通路外面1aおよび通路内面1bの形状を主に図示している。なお、吸気管1は、本発明の「吸気通路」の一例である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
吸気ポート部20を矢印X1方向に沿って見た場合、図2に示すように、各々の吸気管1は、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って、上流配管部2と、湾曲部3と、戻し配管部6とがこの順に接続されている。上流配管部2は、サージタンク10(図1参照)に接続されるとともに、戻し配管部6は、下流端6zがフランジ部7を介してシリンダヘッド91に接続されている。なお、戻し配管部6は、本発明の「湾曲小部」の一例である。
When the
吸気管1は、管壁部1c(図3参照)における通路外面1aおよび通路内面1bを有している。上流配管部2では、通路外面1aおよび通路内面1bは共に湾曲せず、上流配管部2は直線的に延びている。湾曲部3では、通路外面1aおよび通路内面1bは共に同じ方向(図2において反時計回り方向)に湾曲している。そして、戻し配管部6では、通路外面1aおよび通路内面1bの一部が共に湾曲しているがその度合いは湾曲部3よりも非常に緩やかであり、フランジ部7までおおよそ直線的に延びている。このように、吸気ポート部20では、サージタンク10(図1参照)に蓄えられた吸気空気が、上流配管部2と、途中で曲げられた湾曲部3と、戻し配管部6とを有する吸気管1を流通してシリンダヘッド91に供給される。なお、管壁部1cの厚みは、上流配管部2、湾曲部3および戻し配管部6までの全区間に亘っておおよそ一定である。
The
ここで、本実施形態では、湾曲部3は、湾曲部3における上流側の部分となる湾曲上流部4と、湾曲部3における下流側の部分となる湾曲下流部5とによって構成されている。また、湾曲上流部4は、吸気流れ方向に沿って約60度だけ反時計回りに曲げられるとともに、湾曲上流部4につづく湾曲下流部5も、約60度だけ反時計回りに曲げられている。また、湾曲上流部4が図3に示される断面C1のような断面形状を有するのに対して、湾曲下流部5は、図4および図5に示される断面C2のような断面形状を有する。すなわち、湾曲上流部4の断面C1と、湾曲下流部5の断面C2とは、その断面形状が互いに異なる。以下、湾曲部3における各区間に応じた断面形状について詳細に説明する。
Here, in the present embodiment, the bending
まず、湾曲上流部4は、図2に示すように、曲率半径R1aを有して湾曲する湾曲外側の吸気通路内面4aと、曲率半径R1aよりも小さい曲率半径R1bを有して湾曲する湾曲内側の吸気通路内面4bとを有している。なお、吸気通路内面4aおよび4bは、曲げの半径方向(矢印R方向)に互いに対向し、かつ、X軸に沿ってほぼ平行に延びた部分を含んでいる。また、吸気通路内面4aは、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って一定の曲率半径R1aで曲げられるとともに、吸気通路内面4bは、吸気流れ方向に沿って一定の曲率半径R1bで曲げられている。したがって、湾曲上流部4は、図3に示すように、吸気流れ方向のどの位置においても断面C1からなる断面形状を有している。すなわち、吸気通路内面4aおよび4bは、一定の間隔H1を有して曲げの半径方向(矢印R方向)に互いに対向している。なお、間隔H1は、本発明の「上流部第1間隔」の一例である。なお、吸気通路内面4aは、本発明の「湾曲外側の吸気通路内面」の一例であり、吸気通路内面4bは、本発明の「湾曲内側の吸気通路内面」の一例である。
First, as shown in FIG. 2, the curved
また、湾曲上流部4は、図3に示すように、吸気通路内面4aおよび4bの対向方向(矢印R方向)に直交するX軸方向において互いに対向する吸気通路内面4cおよび4dをさらに有する。なお、吸気通路内面4cおよび4dは、X軸方向に互いに対向し、かつ、矢印R方向に沿ってほぼ平行に延びた部分を含んでいる。また、吸気通路内面4cおよび4dは、一定の間隔W1を有して互いに対向している。したがって、湾曲上流部4では、断面C1は、X軸方向の中心線31(一点鎖線で示す)および曲げの半径方向(矢印R方向)の中心線32(一点鎖線で示す)の各々に対して線対称な形状を有している。また、湾曲上流部4では、曲率半径R1aおよびR1bがそれぞれ一定であるので、吸気流れ方向に沿った湾曲外側の吸気通路内面4a近傍での流路長と湾曲内側の吸気通路内面4b近傍での流路長とには、曲率半径R1aおよびR1bの差に対応した流路長差が存在する。また、流路長差は、吸気流の吸気通路内面4a近傍での流速と吸気通路内面4b近傍での流速とに僅かな差(流速差)をもたらしうる。
Further, as shown in FIG. 3, the curved
次に、湾曲下流部5は、図2に示すように、曲率半径R2aを有して湾曲する湾曲外側の吸気通路内面5aと、曲率半径R2aよりも小さい曲率半径R2bを有して湾曲する湾曲内側の吸気通路内面5bとを有する。なお、吸気通路内面5aおよび5bは、曲げの半径方向(矢印R方向)に互いに対向し、かつ、X軸に沿ってほぼ平行に延びた部分を含んでいる。また、吸気通路内面5aは、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って一定の曲率半径R2aで曲げられるとともに、吸気通路内面5bは、吸気流れ方向に沿って変化するような曲率半径R2bで曲げられている。したがって、湾曲下流部5は、図4に示すような断面C2を部分的に有しており、吸気通路内面5aおよび5bが間隔H2を有して曲げの半径方向(矢印R方向)に互いに対向している。なお、間隔H2は、本発明の「下流部第1間隔」の一例である。
Next, as shown in FIG. 2, the curved
また、湾曲下流部5は、吸気通路内面5aおよび5bの対向方向(矢印R方向)に直交するX軸方向において互いに対向する吸気通路内面5cおよび5dをさらに有する。なお、吸気通路内面5cおよび5dは、X軸方向に互いに対向し、かつ、矢印R方向に沿ってほぼ平行に延びた部分を含んでいる。また、吸気通路内面5cおよび5dは、間隔W2を有して互いに対向している。なお、間隔W2は、本発明の「下流部第2間隔」の一例である。また、吸気通路内面5aは、本発明の「湾曲外側の吸気通路内面」の一例であり、吸気通路内面5bは、本発明の「湾曲内側の吸気通路内面」の一例である。また、吸気通路内面5cおよび5dは、本発明の「直交して対向する吸気通路内面」の一例である。
Further, the curved
ここで、本実施形態では、湾曲上流部4では、吸気流れ方向のどの位置においても断面C1(図3参照)であるのに対し、湾曲下流部5では、吸気流れ方向の位置に応じて断面C2(図4および図5参照)が変化するように構成されている。すなわち、湾曲上流部4の断面C1(図3参照)と、湾曲下流部5の断面C2(図4または図5参照)との比較からも明らかなように、湾曲下流部5においては、湾曲外側の吸気通路内面5aは、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って一定の曲率半径R2aで曲げられる一方、湾曲内側の吸気通路内面5bは、吸気流れ方向に沿って曲率半径R2bを徐々に増加させるようにして曲げられている。すなわち、図4の断面C2と、図5の断面C2とは、その形状が互いに異なる。ここで、湾曲上流部4の吸気通路内面4aの曲率半径R1aと、湾曲下流部5の吸気通路内面5aの曲率半径R2aとは、等しくなる(曲率半径R1a=曲率半径R2a)ように湾曲部3は構成されている。
Here, in the present embodiment, the curved
したがって、湾曲下流部5の吸気管1の延びる方向(吸気流れ方向)と直交する断面C2において、湾曲外側の吸気通路内面5aと湾曲内側の吸気通路内面5bとの間の間隔H2(図4および図5における矢印R方向の寸法)が湾曲下流部5の吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って図4の状態から図5の状態へと徐々に小さくされるとともに、この間隔H2を有して対向する吸気通路内面5aおよび5bに直交して対向する吸気通路内面5cおよび5d間の間隔W2(図4および図5におけるX軸方向の寸法)が吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って図4の状態から図5の状態へと徐々に大きくされている。すなわち、湾曲内側の吸気通路内面5bは、吸気流れ方向に沿って湾曲外側の吸気通路内面5aに徐々にせり上がっている。また、これによって、湾曲下流部5では、吸気流れ方向に沿って曲率半径R2bの曲率半径R2aに対する差が徐々に減少されるので、湾曲外側の吸気通路内面5a近傍での流路長と湾曲内側の吸気通路内面5b近傍での流路長との流路長差も減少される。流路長差の減少は、吸気流の吸気通路内面5a近傍での流速と吸気通路内面5b近傍での流速との差(流速差)を減少させる効果を生み出す。
Therefore, in the cross section C2 orthogonal to the direction (intake flow direction) in which the
そして、本実施形態では、湾曲下流部5の断面C2を図4の状態から図5の状態へと変化させる(間隔H2を徐々に減少させ、間隔W2を徐々に増加させる)ことによって、湾曲下流部5の断面C2の面積(以下、断面積Sと記載する)は、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って一定になるように構成されている。この場合、湾曲下流部5では、断面積Sおよび湾曲外側の吸気通路内面5aに関する曲率半径R2aを一定に保った状態で、湾曲内側の吸気通路内面5bに関する曲率半径R2bを吸気流れ方向に沿って徐々に増加させるようにして、断面C2の形状のみを変化させている。
In this embodiment, the section C2 of the curved
湾曲上流部4との対比でこの断面形状変化を説明する。すなわち、図2に示すように、湾曲下流部5の吸気通路内面5bの曲率半径R2bは、湾曲上流部4の吸気通路内面4bの曲率半径R1bよりも大きい(R2b>R1b)。これにより、湾曲上流部4とは異なり、湾曲下流部5では曲率半径R2bを増加させて吸気通路内面5bが吸気通路内面5aに近付けられる。そして、湾曲上流部4の断面C1が示された図3と、湾曲下流部5の断面C2が示された図4または図5との比較からも明らかなように、湾曲下流部5では、吸気管1の延びる方向と直交する断面C2において、間隔H2(図4および図5参照)は、湾曲上流部4における吸気通路内面4aと吸気通路内面4bとの間の間隔H1(図3参照)よりも小さい(間隔H2<間隔H1)。
This cross-sectional shape change will be described in comparison with the curved
さらには、図5に示すように、湾曲下流部5の下流端5z近傍においては、徐々に減少された間隔H2(矢印R方向)が最も小さくなり、かつ、徐々に増加された間隔W2(X軸方向)が最も大きくなる。すなわち、湾曲下流部5は、下流端5z近傍において断面C2の形状が最もX軸方向に引き延ばされた扁平形状を有するように構成されている。なお、湾曲下流部5における断面C2の断面積Sは、湾曲上流部4における断面C1(図3参照)の断面積Sと等しい。また、湾曲上流部4における断面C1の断面積Sは、上流配管部2の断面積Sとも等しい。したがって、吸気流は、上流配管部2から湾曲下流部5までの区間においては、流路断面の拡大および縮小を一切起こすことなく断面積Sを一定に保ったまま流通される。
Further, as shown in FIG. 5, in the vicinity of the
なお、断面形状変化のない湾曲上流部4(図3参照)おけるX軸方向の中心線31(図3参照)をそのまま湾曲下流部5での断面C2にまで延長した場合、図4および図5に示すように、湾曲下流部5では、中心線31から湾曲内側の吸気通路内面5bまでの距離H2bは、中心線31(仮想線として図示)から湾曲外側の吸気通路内面5aまでの距離H2aよりも小さい。ここに、距離H2aは、断面C1(図3参照)における間隔H1の半分である。したがって、断面C2では、中心線31(仮想線)から吸気通路内面5aまでの距離H2aを一定に保ったまま(曲率半径R1a=曲率半径R2aとしたまま)、中心線31から吸気通路内面5bまでの距離H2bを吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って徐々に減少させて、吸気通路内面5bを吸気通路内面5aに向けて徐々に近付けている。
When the center line 31 (see FIG. 3) in the X-axis direction in the curved upstream portion 4 (see FIG. 3) having no cross-sectional shape change is directly extended to the cross section C2 at the curved
これにより、吸気管1では、上流配管部2を流通した吸気流(空気)は、湾曲上流部4にて所定角度(約60度)だけ反時計回りに曲げられた後、湾曲下流部5を所定角度(約60度)だけ反時計回りに曲げられながら通過する。なお、湾曲上流部4を通過する際は、湾曲外側と内側とで流速差が生じうる。これに対して、湾曲下流部5を通過する際は、吸気流の一部は、吸気流れ方向に沿って曲率半径R2bが徐々に増加された湾曲内側の吸気通路内面5bに沿って流れる。これにより、前述したように湾曲外側の吸気通路内面5a近傍における吸気流の流速と、湾曲内側の吸気通路内面5b近傍における吸気流の流速との差が縮小(減少)される。すなわち、吸気通路内面5b近傍での流れに乱れが生じない。また、吸気流は、湾曲下流部5で乱れを起こすことなく下流の戻し配管部6へと流通される。
Thus, in the
また、本実施形態では、図4および図5に示すように、吸気管1の湾曲下流部5は、吸気管1の延びる方向と直交する断面C2において間隔H2よりも間隔W2が大きいことに加えて、断面C2は、4隅に円弧形状部5e〜5hが設けられた長円形状の断面形状を有している。ここで、円弧形状部5eは、吸気通路内面5aおよび5cを繋ぐ部分であり、円弧形状部5fは、吸気通路内面5aおよび5dを繋ぐ部分である。また、円弧形状部5gは、吸気通路内面5bおよび5cを繋ぐ部分であり、円弧形状部5hは、吸気通路内面5bおよび5dを繋ぐ部分である。また、図4に示された断面C2においても図5に示された断面C2においても、吸気通路内面5bに接する2つの円弧形状部5gおよび5hの曲率半径Rbは、湾曲外側の吸気通路内面5aに接する2つの円弧形状部5eおよび5fの曲率半径Raよりも小さい(曲率半径Rb<曲率半径Ra)。また、この4隅の円弧形状部5e〜5hによって、4隅での流路抵抗は、さらに減少される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the curved
このように、湾曲下流部5では、湾曲外側の吸気通路内面5a近傍での流路長(流速)と湾曲内側の吸気通路内面5b近傍での流路長との流路長差が減少され、かつ、吸気通路内面5a近傍における吸気流の流速と吸気通路内面5b近傍における吸気流の流速との差も減少される。したがって、吸気通路内面5b近傍の吸気流は、吸気通路内面5bから剥離することなく吸気通路内面5bの形状に沿って下流端5zまで流れる。また、吸気流の剥離現象が発生しないので、背後(後流領域)に剥離渦が発生するのが抑制され、湾曲下流部5には顕著な圧力損失が発生しない。
In this way, in the curved
また、戻し配管部6は、図2に示すように、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿ってほぼ直線状に延びる吸気通路内面6aと、所定の曲率半径を有する内面を一部に含んで吸気流れ方向に延びる吸気通路内面6bとを有する。したがって、戻し配管部6は、下流端6zにおいては、図6に示すような断面C3を有しており、吸気通路内面6aおよび6bが間隔H3を有して矢印R方向に互いに対向している。なお、吸気通路内面6aおよび6bは、矢印R方向に互いに対向し、かつ、X軸に沿ってほぼ平行に延びた部分を含んでいる。また、戻し配管部6は、吸気通路内面6aおよび6bの対向方向(矢印R方向)に直交するX軸方向において間隔W3を有して互いに対向する吸気通路内面6cおよび6dをさらに有する。なお、吸気通路内面6cおよび6dは、X軸方向に互いに対向し、かつ、矢印R方向に沿ってほぼ平行に延びた部分を含んでいる。なお、間隔H3は、本発明の「湾曲小部第1間隔」の一例である。また、間隔W3は、本発明の「湾曲小部第2間隔」の一例である。なお、吸気通路内面6aおよび6bは、本発明の「下流部第1間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面」の一例である。また、吸気通路内面6cおよび6dは、本発明の「下流部第2間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面」の一例である。
As shown in FIG. 2, the
そして、本実施形態では、湾曲部3(湾曲下流部5)の下流端5zから戻し配管部6の下流に向かう矢印B方向に沿って、戻し配管部6の断面C3の縦横比(間隔H3と間隔W3との比率)が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づくように、間隔H2(図5参照)に対応する戻し配管部6の吸気通路内面6aおよび6b間の間隔H3が徐々に大きく変化されるとともに、間隔W2(図5参照)に対応する戻し配管部6の吸気通路内面6cおよび6d間の間隔W3が徐々に小さく変化されるように構成されている。なお、図6に示す断面C3では、戻し配管部6の全区間の中で最も縦横比が1に近づけられた状態である。すなわち、戻し配管部6は、湾曲下流部5の下流端5zでの断面C2(図5参照)を出発点として下流端6zにおける断面C3(図6参照)になるまで、その断面形状を扁平形状から徐々に扁平でない状態(縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づけられる状態)へと戻される。
In the present embodiment, the aspect ratio (interval H3 and interval H3) of the cross section C3 of the
これにより、吸気管1では、剥離を起こすことなく湾曲部3(湾曲下流部5)を流通した吸気流(空気)は、断面C2から断面C3へと断面形状が徐々に変化される戻し配管部6を下流端6zに向けて通過しながら最終的にシリンダヘッド91へと送られる。なお、下流端5z近傍では、断面C3が最も扁平形状になるため吸気通路内面の周長(吸気通路内面5aと吸気通路内面5bとの合計長さ)が極大値に達する。このため、吸気流と吸気通路内面(吸気通路内面5aおよび吸気通路内面5b)との間に壁面摩擦に起因した圧力損失が僅かながら生じる。しかしながら、下流端5zに接続される戻し配管部6を適切に利用して、この最も扁平となった断面C2を徐々に扁平でない状態へと断面形状が戻される。これにより、湾曲下流部5の下流端5zで周長の極大化に伴って発生する吸気流と吸気通路内面(吸気通路内面5aおよび吸気通路内面5b)との間の壁面摩擦に起因した圧力損失は、即座に解消される。
Thereby, in the
また、上流配管部2においては、図2に示すように、吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って直線状に延びる吸気通路内面2a(上流配管部2での通路内面1b)を有する。すなわち、上流配管部2は、湾曲上流部4が開始される位置の断面C1(図3参照)と同じ断面形状を有した状態で、曲がり部分を有しないままサージタンク10まで延びている。また、吸気ポート部20は、フランジ部7がガスケット部材92を介してシリンダヘッド91に接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、図1に示すように、吸気ポート部20を構成する各々の吸気管1は、サージタンク10に対して並列的に接続されている。また、吸気装置100では、吸気路としての図示しないエアクリーナおよびスロットルを介して到達する吸気がサージタンク10に流入される。本実施形態における吸気装置100は、上記のように構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, each
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 In the present embodiment, the following effects can be obtained.
すなわち、本実施形態では、上記のように、湾曲下流部5の吸気管1の延びる方向と直交する断面C2(図4および図5参照)において、湾曲下流部5における湾曲外側の吸気通路内面5aと湾曲内側の吸気通路内面5bとの間の間隔H2を吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って徐々に小さくするとともに、間隔H2を有して対向する吸気通路内面5aおよび5bに直交して対向する吸気通路内面5cおよび5d間の間隔W2を吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って徐々に大きくする。そして、湾曲下流部5の断面C2の断面積Sが吸気流れ方向に沿って一定になるように吸気管1の湾曲部3を構成する。これにより、吸気流の剥離が発生しやすい湾曲下流部5において、吸気通路内面5aおよび5b間の間隔H2を小さくすることにより、吸気通路内面5a近傍での流路長と吸気通路内面5b近傍での流路長との差が減少されるので、吸気流が湾曲内側の吸気通路内面5bから剥離するのが抑制される。さらに、湾曲下流部5の吸気通路内面5aおよび5b間の間隔H2を急激に変化させることなく徐々に変化させることによって、吸気通路内面5a近傍での流路長と吸気通路内面5b近傍での流路長との差を急激に減少させることなく徐々に減少させることができるので、吸気流が湾曲内側の吸気通路内面5bから剥離するのをより効果的に抑制することができる。その結果、吸気管1の湾曲部3における圧力損失を効果的に低減することができる。また、吸気通路内面5aおよび5b間の間隔H2を減少させるように断面C2の形状を変化させた場合にも、間隔W2を増加させることにより断面積Sを一定に保つことによって、間隔H2が細められた湾曲下流部5での吸気流の圧力損失が増加するのを効果的に抑制することができる。これによっても、吸気管1の湾曲部3における圧力損失を効果的に低減することができる。
That is, in the present embodiment, as described above, in the cross-section C2 (see FIGS. 4 and 5) orthogonal to the direction in which the
また、本実施形態では、湾曲下流部5の湾曲内側の吸気通路内面5bの曲率半径R2bを、湾曲上流部4の湾曲内側の吸気通路内面4bの曲率半径R1bよりも大きく(曲率半径R2b>曲率半径R1b)構成する。そして、吸気管1の延びる方向と直交する断面C2において、間隔H2を、湾曲上流部4における吸気通路内面4aと吸気通路内面4bとの間の間隔H1よりも小さく構成する。これにより、吸気流の剥離が発生しやすい湾曲下流部5において、吸気通路内面5bの曲率半径R2bを増加させて吸気通路内面5aに容易に近付けることができるので、湾曲上流部4における間隔H1に対して湾曲下流部5における間隔H2を容易に減少させることができる。すなわち、湾曲上流部4において湾曲外側の吸気通路内面4a近傍での流路長と湾曲内側の吸気通路内面4b近傍での流路長との差が比較的大きい状態から、湾曲下流部5においては湾曲内側の吸気通路内面5b近傍での流路長を増加させて湾曲外側の吸気通路内面5a近傍での流路長に近付けてその差を容易に減少させることができる。これにより、湾曲内側の吸気通路内面5bから吸気流が剥離するのを抑制可能な湾曲下流部5を容易に設けることができる。
In the present embodiment, the curvature radius R2b of the intake passage
また、本実施形態では、湾曲下流部5の下流端5zにおいて、間隔H2が最も小さく、かつ、間隔W2が最も大きくなるように湾曲下流部5を構成する。これにより、湾曲下流部5においては下流端5zでの断面C3における間隔H2を最も細める(最も扁平形状にする)ことによって、湾曲外側の吸気通路内面5a近傍における吸気流の流速と湾曲内側の吸気通路内面5b近傍における吸気流の流速との差を最も小さくすることができるので、湾曲下流部5の下流端5zにおいて吸気流の剥離が低減された状態を維持することができる。
In the present embodiment, the curved
また、本実施形態では、吸気管1に湾曲部3の下流端5zに接続され湾曲度合いが湾曲部3(湾曲上流部5および湾曲下流部5)よりも小さい戻し配管部6を設ける。そして、湾曲部3の下流端5zから戻し配管部6の下流に向かって、戻し配管部6の断面C3の縦横比(間隔H3と間隔W3との比率)が吸気流れ方向(矢印B方向)に沿って徐々に1に近づくように、間隔H2に対応する戻し配管部6の吸気通路内面間の間隔H3が徐々に大きくなるとともに、間隔W2に対応する戻し配管部6の吸気通路内面6aおよび6b間の間隔W3が徐々に小さくなるように戻し配管部6を構成する。ここで、湾曲下流部5の下流端5z近傍では、断面C3が最も扁平形状になることから流路断面における吸気通路内面の周長(吸気通路内面5aと吸気通路内面5bとの合計長さ)が極大値となるため、吸気流と吸気通路内面(吸気通路内面5aおよび5b)との間に壁面摩擦に起因した圧力損失が僅かながら生じる。しかしながら、湾曲下流部5の下流端5zに接続される戻し配管部6をその断面C3の縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づくように吸気通路内面6aおよび6b間の間隔H3を徐々に増加させかつ間隔W3を徐々に減少させることによって、湾曲下流部5の下流端5zにおいて最も扁平となった断面C2を徐々に扁平でない状態(間隔H3と間隔W3との比率が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づけられる状態)へと戻すことができる。これにより湾曲下流部5の下流端5zで周長の極大化に伴って発生する吸気流と吸気通路内面(吸気通路内面5aおよび5b)との間の壁面摩擦に起因した圧力損失を即座に解消することができる。その結果、吸気流の剥離の低減と、壁面摩擦の低減とを両立させることができるので、湾曲部3を含めた吸気管1の圧力損失を最小限に抑えることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、吸気管1の延びる方向と直交する断面C2において、間隔H2よりも間隔W2が大きく、かつ、4隅に円弧形状部5e〜5hが設けられた長円形状の断面形状を有するように吸気管1の湾曲下流部5を構成する。これにより、4隅に円弧形状部5e〜5hが設けられた断面では、4隅に円弧形状部5e〜5hが設けられていない断面と比較して、吸気通路内面5aと吸気通路内面5bとの合計長さ(周長:吸気通路内面の面積)をより少なくすることができるとともに、4隅の円弧形状部5e〜5hにより、4隅での流路抵抗を減少させることができる。したがって、吸気流と吸気通路内面(吸気通路内面5aおよび吸気通路内面5b)との間の壁面摩擦をさらに低減することができるので、湾曲部3における圧力損失をさらに低減することができる。
In the present embodiment, in the cross section C2 orthogonal to the direction in which the
また、本実施形態では、吸気管1の延びる方向と直交する断面C2において、湾曲内側の吸気通路内面5bに接する2つの円弧形状部5gおよび5hの曲率半径Rbが、湾曲外側の吸気通路内面5aに接する2つの円弧形状部5eおよび5fの曲率半径Raよりも小さくなるように吸気管1の湾曲下流部5を構成する。これにより、間隔H2を減少させかつ間隔W2を増加させるような流路断面形状を湾曲下流部5に容易に形成することができる。すなわち、湾曲下流部5における湾曲内側の吸気通路内面5bを湾曲外側の吸気通路内面5aに向かって容易に近付けることができる。
Further, in the present embodiment, in the cross section C2 orthogonal to the direction in which the
また、本実施形態では、湾曲下流部5の湾曲外側の吸気通路内面5aの曲率半径R2aと、湾曲上流部4の湾曲外側の吸気通路内面4aの曲率半径R1aとを等しく構成する。これにより、湾曲上流部4における吸気通路内面4a近傍での吸気流の流線(流れの状態)を湾曲下流部5の吸気通路内面5a近傍においても維持することができる。そして、この状態で、湾曲下流部5における湾曲内側の吸気通路内面5bを湾曲外側の吸気通路内面5aに徐々に近付けることができるので、この点でも、湾曲内側の吸気通路内面5b近傍において吸気流が剥離するのを抑制することができる。
In the present embodiment, the curvature radius R2a of the intake passage
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、直線的に延びた上流配管部2および戻し配管部6が湾曲部3の上流側および下流側にそれぞれ接続されて吸気管1を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の「吸気通路」の一例としての吸気管201を、図7に示す第1変形例のように構成してもよい。
For example, in the above-described embodiment, an example in which the
具体的には、図7(第1変形例)に示すように、吸気管201は、所定の曲率半径を有して曲げられた上流配管部202と、所定の曲率半径を有して曲げられた戻し配管部206とが湾曲部3の上流側および下流側にそれぞれ接続されて構成されている。ここで、上流配管部202および戻し配管部206の各々の曲率半径は、湾曲部3の曲率半径よりも大きい。特に、戻し配管部206における湾曲外側の吸気通路内面206aの曲率半径は、湾曲下流部5の吸気通路内面5aの曲率半径R2aよりも十分に大きい。また、湾曲内側の吸気通路内面206bの曲率半径は、湾曲下流部5の吸気通路内面5bの曲率半径R2bよりも十分に大きい。この場合も、戻し配管部206を利用して、湾曲下流部5の最も扁平となった断面C2を徐々に扁平でない状態へと徐々に戻すことができるので、湾曲下流部5での吸気流と吸気通路内面(吸気通路内面5aおよび5b)との間の壁面摩擦に起因した圧力損失を容易に解消することができる。なお、戻し配管部206は、本発明の「湾曲小部」の一例である。また、吸気通路内面206aおよび206bは、本発明の「下流部第1間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面」の一例である。
Specifically, as shown in FIG. 7 (first modification), the
また、上記実施形態では、断面C2(図4および図5参照)において、間隔H2よりも間隔W2が大きく、かつ、4隅に円弧形状部5e〜5hが設けられた長円形状の断面形状を有するように湾曲下流部5を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の「湾曲下流部」の一例としての湾曲下流部205を、図8に示す第2変形例のように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the cross section C2 (refer FIG. 4 and FIG. 5), the space | interval W2 is larger than the space | interval H2, and the elliptical cross-sectional shape by which the arc-shaped
具体的には、図8(第2変形例)に示すように、湾曲下流部205は、4隅に円弧形状部205e〜205hが設けられた長方形形状の断面C2aを有している。すなわち、断面C2aは、断面C2(図4および図5参照)と比較して、全体的により四角形状(長方形形状)に近づけられた吸気通路内面205a〜205dを有している。湾曲部3に、このような断面C2aを有する湾曲下流部205が含まれるような吸気ポート部220に対しても、湾曲下流部205での断面積Sを一定に保ちつつ、吸気通路内面205aおよび205bの間隔H2を吸気流れ方向に沿って徐々に小さくするとともに、吸気通路内面205cおよび205dの間隔W2を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくするように構成してもよい。製造プロセス上、断面C2aを有するように長方形形状に形成される部分を含む吸気ポート部230が形成される場合も十分にありうる。断面C2aにおいても4隅の円弧形状部205e〜205hにより4隅での流路抵抗を減少させることができる。なお、吸気通路内面205aは、本発明の「湾曲外側の吸気通路内面」の一例であり、吸気通路内面205bは、本発明の「湾曲内側の吸気通路内面」の一例である。また、吸気通路内面205cおよび205dは、本発明の「直交して対向する吸気通路内面」の一例である。
Specifically, as shown in FIG. 8 (second modification), the curved
また、上記実施形態では、管壁部1cの厚みを上流配管部2、湾曲部3および戻し配管部6までの全区間に亘っておおよそ一定であるように吸気管1を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、管壁部1cの厚みが場所によって異なるように構成された湾曲部3に対しても、本発明を適用することができる。管壁部1cの厚みに関係なく、湾曲下流部5での断面積Sを一定に保ちつつ、吸気通路内面5aおよび5bの間隔H2を吸気流れ方向に沿って徐々に小さくするとともに、吸気通路内面5cおよび5dの間隔W2を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくするように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the example which comprised the
また、上記実施形態では、湾曲上流部4における湾曲外側の吸気通路内面4aの曲率半径R1aと、湾曲下流部5における湾曲外側の吸気通路内面5aの曲率半径R2aとを等しく構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、湾曲下流部5において断面積Sを一定にしたまま間隔H2を徐々に小さくしかつ間隔W2を徐々に大きくするのであれば、吸気通路内面5aの曲率半径R2aを吸気通路内面4aの曲率半径R1aとは異ならせるようにして湾曲部3を構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the curvature radius R1a of the intake passage
また、上記実施形態では、湾曲下流部5の断面C2(図4および図5参照)において、湾曲内側の吸気通路内面5bに接する2つの円弧形状部5gおよび5hの曲率半径Rbを湾曲外側の吸気通路内面5aに接する2つの円弧形状部5eおよび5fの曲率半径Raよりも小さく構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、円弧形状部5gおよび5hの曲率半径Rbと円弧形状部5eおよび5fの曲率半径Raとを等しくしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the cross section C2 (refer FIG. 4 and FIG. 5) of the curved
また、上記実施形態および上記実施形態の第1および第2変形例では、吸気ポート部20(230)を樹脂(ポリアミド樹脂)製とした例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、吸気管1(201)を含む吸気ポート部20(230)は、金属製であってもよい。 In the above embodiment and the first and second modifications of the above embodiment, the example in which the intake port portion 20 (230) is made of resin (polyamide resin) is shown, but the present invention is not limited to this. That is, the intake port portion 20 (230) including the intake pipe 1 (201) may be made of metal.
また、上記実施形態では、本発明の「吸気装置」を、自動車用の直列4気筒エンジンに適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明の吸気装置を、自動車用のエンジン以外の内燃機関に適用してもよい。また、自動車用のエンジンであっても、直列4気筒エンジン以外の直列多気筒エンジン、V型多気筒エンジンや水平対向エンジンなどに本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, an example in which the “intake device” of the present invention is applied to an in-line four-cylinder engine for automobiles is shown, but the present invention is not limited to this. The intake device of the present invention may be applied to an internal combustion engine other than an automobile engine. Further, the present invention may be applied to an in-line multi-cylinder engine other than an in-line four-cylinder engine, a V-type multi-cylinder engine, a horizontally opposed engine, and the like even for an automobile engine.
また、上記実施形態では、多気筒エンジンからなる内燃機関90に接続される吸気装置100に対して本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、単気筒エンジン用の吸気装置に対して本発明を適用してもよい。また、内燃機関90としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンおよびガスエンジンなどが適用可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the
1、201 吸気管(吸気通路)
1a 通路外面
1b 通路内面
1c 管壁部
2、202 上流配管部
3 湾曲部
4 湾曲上流部
4a 吸気通路内面(湾曲外側の吸気通路内面)
4b 吸気通路内面(湾曲内側の吸気通路内面)
5、205 湾曲下流部
5a、205a 吸気通路内面(湾曲外側の吸気通路内面)
5b、205b 吸気通路内面(湾曲内側の吸気通路内面)
5c、5d、205c、205d 吸気通路内面(直交して対向する吸気通路内面)
5e、5f、5g、5h、205e、205f、205g、205h 円弧形状部
6、206 戻し配管部(湾曲小部)
6a、6b、206a、206b 吸気通路内面(下流部第1間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面)
6c、6d 吸気通路内面(下流部第2間隔に対応する湾曲小部の吸気通路内面)
7 フランジ部
10 サージタンク
20、230 吸気ポート部
90 内燃機関
100 吸気装置
C1、C2、C2a、C3 断面
H1 間隔(上流部第1間隔)
H2 間隔(下流部第1間隔)
H3 間隔(湾曲小部第1間隔)
W1 間隔
W2 間隔(下流部第2間隔)
W3 間隔(湾曲小部第2間隔)
1,201 Intake pipe (intake passage)
DESCRIPTION OF
4b Inner surface of intake passage (inner surface of intake passage inside curve)
5, 205 Curved
5b, 205b Inner surface of intake passage (inner surface of intake passage inside curve)
5c, 5d, 205c, 205d Intake passage inner surface (intake passage inner surface facing orthogonally)
5e, 5f, 5g, 5h, 205e, 205f, 205g, 205h Arc-shaped
6a, 6b, 206a, 206b Inner surface of intake passage (inner surface of intake passage of small curved portion corresponding to first interval of downstream portion)
6c, 6d Inner surface of intake passage (inner surface of intake passage of curved small portion corresponding to second interval in downstream portion)
7
H2 interval (downstream first interval)
H3 interval (curved small part first interval)
W1 interval W2 interval (downstream second interval)
W3 interval (curved small part second interval)
Claims (7)
前記吸気通路の前記湾曲部は、前記湾曲部の上流側の部分である湾曲上流部と、前記湾曲部の下流側の部分である湾曲下流部とを含み、
前記湾曲下流部の前記吸気通路の延びる方向と直交する断面において、前記湾曲下流部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の下流部第1間隔を前記湾曲下流部の吸気流れ方向に沿って徐々に小さくするとともに、前記下流部第1間隔を有して対向する吸気通路内面に直交して対向する吸気通路内面間の下流部第2間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくすることによって、前記湾曲下流部の断面積が吸気流れ方向に沿って一定になるように構成されている、吸気装置。 An intake passage which is connected to the internal combustion engine and has a curved portion in which both the outer surface of the passage and the inner surface of the passage are curved;
The curved portion of the intake passage includes a curved upstream portion that is a portion on the upstream side of the curved portion, and a curved downstream portion that is a portion on the downstream side of the curved portion,
In a cross section perpendicular to the direction in which the intake passage extends in the curved downstream portion, a downstream first interval between the curved outer intake passage inner surface and the curved inner intake passage inner surface in the curved downstream portion is defined as the curved downstream portion. While gradually decreasing along the intake flow direction, the downstream second interval between the intake passage inner surfaces facing each other perpendicularly to the opposed intake passage inner surface with the downstream first interval is arranged along the intake flow direction. An air intake apparatus configured such that the cross-sectional area of the curved downstream portion becomes constant along the direction of intake air flow by gradually increasing the size.
前記吸気通路の延びる方向と直交する断面において、前記下流部第1間隔は、前記湾曲上流部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の上流部第1間隔よりも小さい、請求項1に記載の吸気装置。 The inner surface of the intake passage inside the curved downstream portion has a larger radius of curvature than the inner surface of the intake passage inside the curved upstream portion.
In the cross section orthogonal to the direction in which the intake passage extends, the first downstream interval is smaller than the first upstream interval between the inner surface of the intake passage outside the curve and the inner surface of the intake passage inside the curve. The air intake device according to claim 1.
前記湾曲部の下流端から前記湾曲小部の下流に向かって、前記湾曲小部の前記断面の縦横比が吸気流れ方向に沿って徐々に1に近づくように、前記下流部第1間隔に対応する前記湾曲小部の吸気通路内面間の湾曲小部第1間隔が徐々に大きくなるとともに、前記下流部第2間隔に対応する前記湾曲小部の吸気通路内面間の湾曲小部第2間隔が徐々に小さくなっている、請求項3に記載の吸気装置。 The intake passage further includes a small curved portion connected to a downstream end of the curved portion and having a curved degree smaller than that of the curved portion,
Corresponds to the downstream first interval so that the aspect ratio of the cross section of the curved small portion gradually approaches 1 along the intake flow direction from the downstream end of the curved portion toward the downstream of the curved small portion. The curved small portion first interval between the intake passage inner surfaces of the curved small portion gradually increases, and the curved small portion second interval between the intake passage inner surfaces of the curved small portion corresponding to the downstream second interval is The intake device according to claim 3, which is gradually reduced.
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