JP2017065608A - 内燃機関の吸気ダクト構造及び内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】インタークーラから内燃機関の吸気ダクトに流入する吸気の圧力損失の増大及び吸気温度の上昇を抑制することができる内燃機関の吸気ダクト構造及び内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関１０の吸気ダクト構造１００は、内燃機関１０の吸気マニホールド１１の上流側端部に接続した吸気ダクト１２の構造であって、吸気ダクト１２は、内燃機関１０に吸入される吸気を冷却するインタークーラ４０の吸気出口部４２と配管５１によって接続された吸気入口部１３を有し、吸気ダクト１２の吸気入口部１３はインタークーラ４０の吸気出口部４２と同じ方向を向いていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気ダクト構造及び内燃機関に関し、より詳細には、内燃機関の吸気マニホールドの上流側端部に接続した吸気ダクト構造及びこの吸気ダクト構造を備える内燃機関に関する。

従来、吸気マニホールドの上流側端部に吸気ダクトが接続された内燃機関が知られている（例えば特許文献１参照）。また、従来、内燃機関に吸入される吸気を冷却する冷却装置として、インタークーラも知られている（例えば特許文献２参照）。

ところで、車両の前後方向で中央よりも後方にエンジンルームを有する車両（例えばバス等）のエンジンルームに、内燃機関及びインタークーラを搭載する場合、配置スペースの関係上、内燃機関の後方（内燃機関から変速機に向かう方向）が車両の前方となるように内燃機関をエンジンルームに搭載し、内燃機関の横にインタークーラを配置することが多い。そして、従来、インタークーラの吸気出口部は、内燃機関の後方に向いており、内燃機関の吸気ダクトの吸気入口部は、内燃機関の前方に向いていた（後述する図２を参照）。すなわち、従来の場合、内燃機関の吸気ダクトの吸気入口部の方向は、インタークーラの吸気出口部の方向と反対であった。

実開平６−３７５５２号公報 実開平３−２１５５３号公報

上述したように、内燃機関の吸気ダクトの吸気入口部の方向がインタークーラの吸気出口部の方向と反対に設けられている場合、インタークーラの吸気出口部と吸気ダクトの吸気入口部とを接続する配管の長さが長くなってしまう。この場合、インタークーラから内燃機関の吸気ダクトに流入する吸気の圧力損失が増大してしまう。また、この場合、この配管を通過する吸気がエンジンルーム内の熱によって加熱される時間が長くなるので、内燃機関の吸気ダクトに流入する吸気の温度が上昇してしまう。

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、インタークーラから内燃機関の吸気ダクトに流入する吸気の圧力損失の増大及び吸気温度の上昇を抑制することができる内燃機関の吸気ダクト構造及び内燃機関を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の吸気ダクト構造は、内燃機関の吸気マニホールドの上流側端部に接続した吸気ダクトの構造であって、前記吸気ダクトは、前記内燃機関に吸入される吸気を冷却するインタークーラの吸気出口部と配管によって接続された吸気入口部を有し、前記吸気ダクトの前記吸気入口部は前記インタークーラの前記吸気出口部と同じ方向を向いていることを特徴とする。

本発明によれば、吸気ダクトの吸気入口部がインタークーラの吸気出口部と同じ方向を向いているので、吸気ダクトの吸気入口部がインタークーラの吸気出口部と反対方向を向いている場合に比較して、インタークーラの吸気出口部と吸気ダクトの吸気入口部とを接
続する配管の長さを短くすることができる。これにより、インタークーラから吸気ダクトに流入する吸気の圧力損失の増大を抑制することができるとともに吸気温度の上昇も抑制することができる。

上記構成において、前記内燃機関及び前記インタークーラは、車両の前後方向で中央よりも後方に設けられたエンジンルームに搭載されており、前記内燃機関は、該内燃機関の後方が前記車両の前方となるように搭載され、前記インタークーラは、前記内燃機関の横に配置され、前記吸気ダクトの前記吸気入口部及び前記インタークーラの前記吸気出口部は、前記内燃機関の後方を向いている構成とすることができる。

また上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、上記の内燃機関の吸気ダクト構造を備えることを特徴とする。本発明によれば、上記の内燃機関の吸気ダクト構造を備えているので、インタークーラの吸気出口部と吸気ダクトの吸気入口部とを接続する配管の長さを短くすることができる。これにより、インタークーラから吸気ダクトに流入する吸気の圧力損失の増大を抑制することができるとともに吸気温度の上昇も抑制することができる。

本発明に係る内燃機関の吸気ダクト構造及び内燃機関によれば、インタークーラから内燃機関の吸気ダクトに流入する吸気の圧力損失の増大及び吸気温度の上昇を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施形態に係る車両のエンジンルーム内における吸気ダクト構造の周辺の構成を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は実施形態に係る吸気ダクトの拡大斜視図である。 図２（ａ）は、比較例に係る車両のエンジンルーム内における吸気ダクト構造の周辺の構成を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は比較例に係る吸気ダクトの拡大斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関１０の吸気ダクト構造１００及び内燃機関１０について図面を参照しつつ説明する。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように実際の製品から寸法を変化させており、各部材、各部品の板厚や幅や長さなどの比率も必ずしも実際の製品の比率と一致しているとは限らない。

図１（ａ）は、本実施形態に係る車両１のエンジンルーム内における吸気ダクト構造１００の周辺の構成を模式的に示す斜視図である。車両１の具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においてはバスやトラック等の大型車両を用いる。この大型車両の一例として、本実施形態においてはバスを用いる。また、本実施形態に係る車両１のエンジンルームは、車両１の前後方向（長手方向）で中央よりも後方に設けられている。このエンジンルームには、内燃機関１０と、内燃機関１０の後方に接続した変速機２０とが搭載されている。

内燃機関１０の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてディーゼルエンジンを用いる。本実施形態に係る内燃機関１０は、内燃機関１０の後方が車両１の前方となるようにエンジンルームに搭載されている。

内燃機関１０には複数の気筒が設けられており、各々の気筒の吸気ポートには吸気マニホールド１１が接続している。具体的には吸気マニホールド１１は、集合管（集合した管
部）と、集合管の下流側に接続した分岐管とを有しており、分岐管の下流側端部が各々の気筒の吸気ポートに接続した構造を有している。なお、図１（ａ）では、吸気マニホールド１１の集合管の部分が図示されており、分岐管の部分の図示は省略されている。

吸気マニホールド１１の上流側端部には、吸気ダクト１２が接続されている。具体的には吸気ダクト１２は、吸気マニホールド１１の集合管の上流側端部に接続している。本実施形態に係る吸気ダクト構造１００は、この吸気ダクト１２の構造である。

またエンジンルームには、過給機３０及びインタークーラ４０が搭載されている。過給機３０はターボチャージャであり、具体的には内燃機関１０の排気によって駆動するタービンと、タービンに接続したコンプレッサとを備えている。この過給機３０は、排気の力を受けてタービンが回転することで、タービンに接続したコンプレッサが回転して、吸気を過給する。過給機３０の吸気出口部（具体的にはコンプレッサの吸気出口部）と、インタークーラ４０の吸気入口部４１とは、第１配管５０によって接続されている。過給機３０によって過給された吸気は第１配管５０を通過してインタークーラ４０に流入する。

インタークーラ４０は、内燃機関１０の横に配置されている。具体的には本実施形態に係るインタークーラ４０は、内燃機関１０の吸気マニホールド１１の横に配置されている。より具体的には、本実施形態に係るインタークーラ４０は、内燃機関１０を後方（すなわち、本実施形態においては車両１の前方）に向かって視認した場合に内燃機関１０の吸気マニホールド１１よりも右側に搭載されている。

インタークーラ４０は、吸気入口部４１から流入した吸気を冷却して、吸気出口部４２から排出する。また本実施形態に係るインタークーラ４０の吸気入口部４１はインタークーラ４０の中央よりも上端側に設けられ、インタークーラ４０の吸気出口部４２はインタークーラ４０の中央よりも下端側に設けられている。また、インタークーラ４０の吸気出口部４２は、内燃機関１０の後方を向いて開口している。また、本実施形態においては、インタークーラ４０の吸気入口部４１も、内燃機関１０の後方を向いて開口している。

インタークーラ４０の吸気出口部４２と吸気ダクト１２の吸気入口部１３とは、第２配管５１によって接続されている。インタークーラ４０によって冷却された吸気は、インタークーラ４０の吸気出口部４２から排出されて第２配管５１を通過して、吸気ダクト１２の吸気入口部１３に流入する。この吸気ダクト１２に流入した吸気は、吸気マニホールド１１を通過して内燃機関１０の吸気ポートに流入する。

図１（ｂ）は吸気ダクト１２の拡大斜視図である。吸気ダクト１２の上流側端部に設けられている吸気入口部１３は、インタークーラ４０の吸気出口部４２と同じ方向を向いている。具体的には本実施形態に係る吸気入口部１３は、内燃機関１０の後方を向いて開口している。

続いて本実施形態に係る吸気ダクト構造１００の作用効果について、比較例に係る吸気ダクト構造１００ａと比較しつつ説明する。図２（ａ）は比較例に係る車両１ａのエンジンルーム内における吸気ダクト構造１００ａの周辺の構成を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、比較例に係る吸気ダクト構造１００ａの吸気ダクト１２ａの拡大斜視図である。なお、図２（ａ）において内燃機関１０、変速機２０及び過給機３０の図示は省略されている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、比較例に係る吸気ダクト構造１００ａの吸気ダクト１２ａの吸気入口部１３は、内燃機関１０の前方（車両１ａの後方）を向いている点において、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す吸気ダクト構造１００の吸気ダクト１２の
吸気入口部１３と異なっている。

なお、図２（ａ）に示すように、比較例に係るインタークーラ４０ａは、インタークーラ４０ａの吸気出口部４２がインタークーラ４０ａの中央よりも上端側に設けられており、インタークーラ４０ａの吸気入口部４１がインタークーラ４０ａの中央よりも下端側に設けられている。この点において、比較例に係るインタークーラ４０ａは、本実施形態に係るインタークーラ４０と異なっている。

比較例に係る吸気ダクト構造１００ａの場合、吸気ダクト１２ａの吸気入口部１３がインタークーラ４０ａの吸気出口部４２と反対の方向を向いているので、第２配管５１（吸気出口部４２と吸気入口部１３とを接続する配管）は、インタークーラ４０ａの吸気出口部４２を出た後に、内燃機関１０の後方側に若干延在した後に、内燃機関１０の前方側に向きを変え（１回目の方向転換）、その後、再び内燃機関１０の後方側に向きを変えてから（すなわち２回目の方向転換）、吸気ダクト１２ａの吸気入口部１３に接続する必要がある。このように比較例の場合、第２配管５１が少なくとも２回、内燃機関１０の前後方向に向きを変える必要があるので、第２配管５１の長さは長い。このため、比較例の場合、インタークーラ４０ａから吸気ダクト１２ａに流入する吸気の圧力損失が増大してしまう。また、比較例の場合、第２配管５１を通過する吸気がエンジンルーム内の熱によって加熱される時間が長くなるので、吸気ダクト１２ａに流入する吸気の温度が上昇してしまう。

これに対して、図１（ａ）及び図１（ｂ）で説明した本実施形態によれば、吸気ダクト１２の吸気入口部１３がインタークーラ４０の吸気出口部４２と同じ方向を向いているので、比較例に係る吸気ダクト構造１００ａと比較して、第２配管５１の長さを短くすることができる。具体的には吸気ダクト構造１００の場合、第２配管５１は、インタークーラ４０の吸気出口部４２を出てから内燃機関１０の後方側に若干延在した後に、内燃機関１０の前方側に向きを変えて（１回目の方向転換）、吸気ダクト１２の吸気入口部１３に接続することができる。すなわち、本実施形態の場合、比較例に比較して、第２配管５１が内燃機関１０の前後方向に向きを変える回数が１回分、少なくて済む。この結果、本実施形態の第２配管５１の長さは比較例よりも短い。これにより、本実施形態によれば、インタークーラ４０から吸気ダクト１２に流入する吸気の圧力損失の増大を抑制することができるとともに吸気温度の上昇も抑制することができる。

また図１（ａ）と図２（ａ）とを比較すると分かるように、本実施形態によれば、インタークーラ４０の吸気入口部４１がインタークーラ４０の中央よりも上端側に設けられているので、比較例に係る吸気ダクト構造１００ａと比較して、第１配管５０（過給機３０とインタークーラ４０の吸気入口部４１とを接続する配管）の長さも短くなっている。これにより、過給機３０からインタークーラ４０に流入する吸気の圧力損失の増大も抑制することができるとともに、過給機３０からインタークーラ４０に流入する吸気がエンジンルーム内の熱によって加熱されて温度が上昇することも抑制することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 車両
１０ 内燃機関
１１ 吸気マニホールド
１２ 吸気ダクト
１３ 吸気入口部（吸気ダクトの吸気入口部）
３０ 過給機
４０ インタークーラ
４２ 吸気出口部
５０ 第１配管
５１ 第２配管
１００ 吸気ダクト構造

Claims (3)

1. 内燃機関の吸気マニホールドの上流側端部に接続した吸気ダクトの構造であって、
   前記吸気ダクトは、前記内燃機関に吸入される吸気を冷却するインタークーラの吸気出口部と配管によって接続された吸気入口部を有し、
   前記吸気ダクトの前記吸気入口部は前記インタークーラの前記吸気出口部と同じ方向を向いていることを特徴とする内燃機関の吸気ダクト構造。
2. 前記内燃機関及び前記インタークーラは、車両の前後方向で中央よりも後方に設けられたエンジンルームに搭載されており、
   前記内燃機関は、該内燃機関の後方が前記車両の前方となるように搭載され、
   前記インタークーラは、前記内燃機関の横に配置され、
   前記吸気ダクトの前記吸気入口部及び前記インタークーラの前記吸気出口部は、前記内燃機関の後方を向いている、請求項１記載の内燃機関の吸気ダクト構造。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の吸気ダクト構造を備えることを特徴とする内燃機関。

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