JP2021102376A - 内燃機関の吸気ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる内燃機関の吸気ダクトを提供すること。【解決手段】吸気ダクト６において、下流側ダクト部１２は、上流側ダクト部１１の左方側に偏った位置に取付けられており、上流側ダクト部１１の右方側に、上流側ダクト部１１から後方に空気を排出する空気排出口１１ｅが設けられている。下流側ダクト部１２は、右方に開口する下流側空気取入口１２ｂを有し、下流側空気取入口１２ｂは、上流側ダクト部１１の空気排出口１１ｅの近傍に設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の吸気ダクトに関する。

従来、雪や埃等の異物を含んだ空気から異物を除去してエアクリーナに導入する吸気ダクトを備えたエンジンの吸気装置が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載される吸気ダクトは、吸気ダクトの底壁に、空気取入口とエアクリーナ側の接続口との間に位置する異物排出口が開口されている。また、吸気ダクトは、吸気ダクトの内部に形成された空気通路に、空気取入口から取り入れた空気を異物排出口に案内する板状のガイド部が設けられている。これにより、空気中に含まれる異物を除去してエアクリーナに供給することができる。

特開２０１７-１３６８０号公報

このような従来の吸気ダクトにあっては、水深の深い水溜りに車両が侵入して水が空気取入口から吸気ダクト内に侵入すると、吸気負圧によって水がエンジンに吸入されるおそれがある。

水がエンジンに吸入されることを抑制するために、吸気ダクトの上流端よりエンジンルーム側に他の空気取入口を追加すると、通常走行時にエンジンルーム内の温度の高い空気を吸入するおそれがあり、好ましくない。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる内燃機関の吸気ダクトを提供することを目的とするものである。

本発明は、車両前方に開口し、車両の前方から空気を取り入れる上流側空気取入部を有する上流側ダクト部と、前記上流側ダクト部に連結され、前記上流側ダクト部に取り入れられた空気を内燃機関に送る下流側ダクト部と、前記上流側ダクト部の内部に設けられ、前記上流側ダクト部に取り入れられた空気の一部を下方に案内するガイド部と、前記上流側ダクト部の底壁または前記下流側ダクト部の底壁の少なくとも一方に開口され、前記ガイド部によって下方に案内された空気を前記下流側ダクト部の外部に排出する下側排出部とを備え、前記下流側ダクト部は、前記上流側ダクト部の車両幅方向一方側に偏った位置に取付けられており、前記上流側ダクト部の車両幅方向他方側に、前記上流側ダクト部から車両後方に空気を排出する空気排出口が設けられており、前記下流側ダクト部は、車両幅方向に開口する下流側空気取入部を有し、前記下流側空気取入部は、前記空気排出口の近傍に設けられていることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる。

図１は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを備えた車両の正面図である。 図２は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを備えた車両の平面図である。 図３は、図１のIII−III方向矢視断面図である。 図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを前側右斜め上方から見た図である。 図５は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを後側右斜め下方から見た図である。 図６は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの正面図である。 図７は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの底面図である。 図８は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの右側面図である。 図９は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの後面図である。 図１０は、図７のＸ−Ｘ方向矢視断面図である。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気ダクトは、車両前方に開口し、車両の前方から空気を取り入れる上流側空気取入部を有する上流側ダクト部と、上流側ダクト部に連結され、上流側ダクト部に取り入れられた空気を内燃機関に送る下流側ダクト部と、上流側ダクト部の内部に設けられ、上流側ダクト部に取り入れられた空気の一部を下方に案内するガイド部と、上流側ダクト部の底壁または下流側ダクト部の底壁の少なくとも一方に開口され、ガイド部によって下方に案内された空気を下流側ダクト部の外部に排出する下側排出部とを備え、下流側ダクト部は、上流側ダクト部の車両幅方向一方側に偏った位置に取付けられており、上流側ダクト部の車両幅方向他方側に、上流側ダクト部から車両後方に空気を排出する空気排出口が設けられており、下流側ダクト部は、車両幅方向に開口する下流側空気取入部を有し、下流側空気取入部は、空気排出口の近傍に設けられている。

これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気ダクトは、車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる。

以下、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトについて、図面を用いて説明する。
図１から図１０は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを示す図である。図１から図１０において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の吸気ダクトを基準とし、車両の前後方向を前後方向、車両の左右方向（車両幅方向）を左右方向、車両の上下方向（車両の高さ方向）を上下方向とする。

まず、構成を説明する。

図１から図３において、車両１は、フロントバンパ２を備えており、フロントバンパ２は、車両１の前部に設置されている。図２、図３に示すように、フロントバンパ２の後方にはエンジンルーム３が設置されている。

図１、図３に示すように、フロントバンパ２の上部にはフロントグリル２ａが開口している。フロントグリル２ａは、フロントバンパ２の前方（すなわち、車両１の外部）とエンジンルーム３とを連通しており、車両１の前方からエンジンルーム３に空気を取り入れる。

図２に示すように、エンジンルーム３には内燃機関としてのエンジン４と吸気装置５が設置されている。吸気装置５は、吸気ダクト６、吸気ホース７、エアクリーナ８および吸気管９を備えている。

図３に示すように、吸気ダクト６は、フロントグリル２ａと同じ高さ位置でフロントバンパ２の後方に設置されており、吸気ダクト６にはフロントグリル２ａからエンジンルーム３に取り入れられた空気（走行風）が導入される。

図２に示すように、吸気ホース７は、吸気ダクト６から後方に延びており、吸気ダクト６とエアクリーナ８とを接続している。

エアクリーナ８は、エンジン４の上部に設置されており、吸気ダクト６から吸気ホース７に取り入れられた空気を浄化する。吸気管９は、エアクリーナ８によって浄化された空気を図示しない吸気マニホールドを介してエンジン４の図示しない吸気ポートに送り込む。

図４、図５に示すように、吸気ダクト６は、上流側ダクト部１１と下流側ダクト部１２を有する。

上流側ダクト部１１は、筒状に形成されており、前端に車両１の前方に開口する上流側空気取入口１１ａが開口している。上流側空気取入口１１ａは、フロントグリル２ａからエンジンルーム３に取り入れられた空気を上流側ダクト部１１に取り入れる。本実施例の上流側空気取入口１１ａは、本発明の上流側空気取入部を構成する。

図１０に示すように、上流側ダクト部１１の内部には上下一対のガイド板１１ｂ、１１ｃが設けられている。ガイド板１１ｂ、１１ｃは、上流端から下流端に向かって下方に湾曲している。

図３、図１０に示すように、上流側ダクト部１１の下部には屈曲壁部１１Ａが形成されており、屈曲壁部１１Ａは、上流側から下流側に向かって下方に屈曲している。

これにより、上流側空気取入口１１ａから上流側ダクト部１１に取り入れられた空気の一部や異物（水や塵等を含む）は、ガイド板１１ｂ、１１ｃおよび屈曲壁部１１Ａに沿って下方に送られる。

ここで、上流、下流とは吸気ダクト６の内部を流れる空気の方向に対してフロントバンパ２側が上流、エンジン４側が下流である。本実施例のガイド板１１ｂ、１１ｃは、本発明のガイド部を構成する。

下流側ダクト部１２は、上流側ダクト部１１に取付けられており、上流側ダクト部１１と一体で設けられている。すなわち、本実施例の下流側ダクト部１２は、上流側ダクト部１１に連続している。

下流側ダクト部１２は、筒状に形成されており、上流側ダクト部１１から後方に延びている。下流側ダクト部１２の後端部には接続部１２Ａが設けられており、接続部１２Ａは、後方に開口している。

図３に示すように、接続部１２Ａの外周部には吸気ホース７が取付けられており、上流側ダクト部１１から取り入れられた空気は、下流側ダクト部１２から吸気ホース７を介してエンジン４に送られる。

図４から図７に示すように、下流側ダクト部１２は、上流側ダクト部１１の左方側（車両幅方向一方側）に偏った位置に取付けられている。すなわち、図７に示すように、吸気ダクト６の幅方向の中央部を前後方向に延びる中心線Ｃを基準にした場合に、下流側ダクト部１２は、中心線Ｃに対して左側に偏って設置されている。

図７に示すように、上流側ダクト部１１の底壁１１Ｂと下流側ダクト部１２の底壁１２Ｂには下側排出口１１ｄ、１２ａが形成されている。上流側ダクト部１１の底壁１１Ｂと下流側ダクト部１２の底壁１２Ｂは連続しており、下側排出口１１ｄと下側排出口１２ａも連続して開口している。すなわち、下側排出口１１ｄと下側排出口１２ａは、大谷１つの開口である。本実施例の下側排出口１１ｄ、１２ａは、本発明の下側排出部を構成する。

ガイド板１１ｂ、１１ｃおよび屈曲壁部１１Ａによって下方に案内された空気の一部や異物は、下側排出口１１ｄと下側排出口１２ａから上流側ダクト部１１と下流側ダクト部１２の外部に排出される。

図４、図５に示すように、上流側ダクト部１１は、右側壁１１Ｃを有する。右側壁１１Ｃは、上流側ダクト部１１の右側（車両幅方向他方側）に設けられており、前後方向に延びている。

図５、図７に示すように、上流側ダクト部１１は、後壁１１Ｄを有する。後壁１１Ｄは、右側壁１１Ｃから車両幅方向に屈曲して左方側（車両幅方向一方側）に延び、下流側ダクト部１２に取付けられている。

下流側ダクト部１２は、右側壁１２Ｃを有する。右側壁１２Ｃは、上流側ダクト部１１の後壁１１Ｄから屈曲して後方に延びている。

図５、図９に示すように、上流側ダクト部１１の後壁１１Ｄには空気排出口１１ｅが設けられており、空気排出口１１ｅは、後方に開口している。上流側ダクト部１１に取り入れられた空気の一部は、空気排出口１１ｅから後方に排出される。

図５、図８、図１０に示すように、下流側ダクト部１２の右側壁１２Ｃには下流側空気取入口１２ｂが設けられており、下流側空気取入口１２ｂは、車両幅方向の右方に開口している。

下流側空気取入口１２ｂは、空気排出口１１ｅの近傍に設けられており、下流側空気取入口１２ｂの上端１２ｕは、上流側ダクト部１１の上端１１ｕよりも上方に位置している（図１０参照）。

本実施例の上流側ダクト部１１の右側壁１１Ｃは、本発明の第１の壁部を構成し、上流側ダクト部１１の後壁１１Ｄは、本発明の第２の壁部を構成する。下流側ダクト部１２の右側壁１２Ｃは、本発明の第３の壁部を構成し、下流側空気取入口１２ｂは、本発明の下流側空気取入部を構成する。

図４、図５、図８、図９、図１０に示すように、下流側ダクト部１２にはカバー部１２Ｄが設けられている。カバー部１２Ｄは、下流側空気取入口１２ｂの上方の右側壁１２Ｃから空気排出口１１ｅの側に突出しており、前後方向で空気排出口１１ｅと並んで設置されている（図５参照）。

これにより、下流側空気取入口１２ｂよりも右方で、かつ、空気排出口１１ｅの後方の空間は、カバー部１２Ｄによって上方から覆われている。図７に示すように、下側排出口１１ｄは、ガイド板１１ｂ、１１ｃの後端１１ｒの近傍から後方に向い、下流側空気取入口１２ｂの車両幅方向の側方まで開口している。

次に、作用を説明する。
図３、図５において、矢印Ａｉは空気の流れを示し、矢印Ｇは、塵または水等の異物の流れを示す。

本実施例の吸気ダクト６は、車両１の前方に開口し、前方から空気を取り入れる上流側空気取入口１１ａを有する上流側ダクト部１１と、上流側ダクト部１１に設けられ、上流側ダクト部１１に取り入れられた空気をエンジン４に送る下流側ダクト部１２とを備えている。

また、吸気ダクト６は、上流側ダクト部１１の内部に設けられ、上流側ダクト部１１に取り入れられた空気の一部を下方に案内するガイド板１１ｂ、１１ｃと、上流側ダクト部１１の底壁１１Ｂまたは下流側ダクト部１２の底壁１２Ｂの少なくとも一方に開口され、ガイド板１１ｂ、１１ｃによって下方に案内された空気を下流側ダクト部１２の外部に排出する下側排出口１１ｄ、１２ａとを有する。

これにより、図３に示すように、車両１の前方からフロントグリル２ａを通してエンジンルーム３に引き込まれた空気Ａｉを、上流側空気取入口１１ａから上流側ダクト部１１に取り入れた後、上流側ダクト部１１から下流側ダクト部１２、吸気ホース７を通してエンジン４に送り込むことができる。

また、空気に水や塵等の異物Ｇが含まれている場合には、異物Ｇをガイド板１１ｂ、１１ｃによって下側排出口１１ｄ、１２ａに案内し、下側排出口１１ｄ、１２ａから上流側ダクト部１１と下流側ダクト部１２の外部に排出することができる。このため、異物Ｇがエンジン４に送り込まれることを防止してエンジン４の性能が低下することを防止できる。

一方、図３に示すように、車両１が水深の深い水溜り（水位Ｗ）を走行すると、車両１のフロントバンパ２によって掻き上げられる水がフロントグリル２ａからエンジンルーム３に侵入し、この水が吸気ダクト６に侵入するおそれがある。

そして、吸気ダクト６に水が侵入すると、エンジン４の吸入負圧によって水がエンジン４に吸入され、エンジン４の性能が低下するおそれがある。

本実施例の吸気ダクト６によれば、下流側ダクト部１２は、上流側ダクト部１１の左方側に偏った位置に取付けられており、上流側ダクト部１１の右方側に、上流側ダクト部１１から後方に空気を排出する空気排出口１１ｅが設けられている。

これに加えて、下流側ダクト部１２は、右方に開口する下流側空気取入口１２ｂを有し、下流側空気取入口１２ｂは、上流側ダクト部１１の空気排出口１１ｅの近傍に設けられている。

これにより、車両１が水深の深い水溜り（水位Ｗ）を走行する際、水が直接上流側空気取入口１１ａから上流側ダクト部１１を通して下流側ダクト部１２に侵入しても、右方に開口する下流側空気取入口１２ｂから下流側ダクト部１２に取り入れられた空気Ａｉをエンジン４に供給して下流側ダクト部１２内の負圧が増加することを抑制し、上流側ダクト部１１から下流側ダクト部１２に侵入した水Ｇを下側排出口１２ａから外部に排出できる。

このため、下流側ダクト部１２に侵入した水が吸気負圧によってエンジン４に吸入されることを防止でき、エンジン４の性能が低下することが防止できる。

一方、上流側空気取入口１１ａに水が侵入するおそれがない通常走行時には、上流側空気取入口１１ａと下流側空気取入口１２ｂの両方から取り入れた空気Ａｉをエンジン４に送り込むことができる。

上流側空気取入口１１ａは、車両１の前方に開口しているため、エンジンルーム３内の空気より低温の空気をエンジン４に供給できる。これに対し、下流側空気取入口１２ｂはエンジンルーム３内に開口するため、吸入する空気の温度が高くなるおそれがある。

下流側空気取入口１２ｂの前方には、上流側空気取入口１１ａから取り入れた低温の空気を上流側ダクト部１１から排出する空気排出口１１ｅが設けられており、空気排出口１１ｅから排出された低温の空気によって下流側空気取入口１２ｂに吸入される空気を冷却できる。このため、下流側空気取入口１２ｂから下流側ダクト部１２に取り入れられた低温の空気をエンジン４に送り込むことができる。

このように本実施例の吸気ダクト６は、車両１が水深の深い水溜りを走行する際に、エンジン４に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両１の通常走行時に低温の空気をエンジン４に供給できる。この結果、エンジン４の燃費と出力を向上でき、エンジン４の性能を向上できる。

また、本実施例の吸気ダクト６によれば、上流側ダクト部１１は、上流側ダクト部１１の右方側に設けられ、前後方向に延びる右側壁１１Ｃと、右側壁１１Ｃから車両幅方向に屈曲して左方側に延び、下流側ダクト部１２に連絡される後壁１１Ｄとを有し、空気排出口１１ｅが後壁１１Ｄに形成されている。

また、下流側ダクト部１２は、上流側ダクト部１１の後壁１１Ｄから屈曲して後方に延びる右側壁１２Ｃを有し、下流側空気取入口１２ｂが右側壁１２Ｃに形成されている。

これにより、車両幅方向に延びる後壁１１Ｄに形成される空気排出口１１ｅの大きさを変えることにより、下流側空気取入口１２ｂの周辺に流れる空気の量を調節できる。このため、下流側空気取入口１２ｂに流入される空気の温度を調整でき、エンジン４の性能をより効果的に向上できる。

ここで、エンジンルーム３の上部は、エンジン４の熱により空気の温度が高くなるので、高温の空気が下流側空気取入口１２ｂから下流側ダクト部１２に吸入される可能性がある。

本実施例の吸気ダクト６によれば、下流側ダクト部１２は、下流側空気取入口１２ｂの上方から空気排出口１１ｅの側に突出し、前後方向で空気排出口１１ｅと並んで設置されるカバー部１２Ｄを有する。

これにより、カバー部１２Ｄによってエンジンルーム３の上部の高温の空気が下流側空気取入口１２ｂに吸入されることを防止でき、上流側ダクト部１１の空気排出口１１ｅから排出された低温の空気を下流側空気取入口１２ｂに吸入できる。

このため、車両１の通常走行時に低温の空気をエンジン４に確実に供給でき、エンジン４の燃費と出力をより効果的に向上できる。この結果、エンジン４の性能をより効果的に向上できる。

また、本実施例の吸気ダクト６によれば、下側排出口１１ｄ、１２ａは、ガイド板１１ｂ、１１ｃの後端１１ｒの近傍から後方に向い、下流側空気取入口１２ｂの車両幅方向の側方まで開口している。

これにより、下側排出口１１ｄ、１２ａの長さを前後方向に長くでき、下流側ダクト部１２に侵入する水の量が増加しても水を確実に下側排出口１１ｄ、１２ａから外部に排出できる。このため、下流側ダクト部１２に侵入した水が吸気負圧によってエンジン４に吸入されることをより効果的に防止でき、エンジン４の性能が低下することがより効果的に防止できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...車両、４...エンジン（内燃機関）、６...吸気ダクト、１１...上流側ダクト部、１１ａ...上流側空気取入口、１１Ｂ...底壁（上流側ダクト部の底壁）、１１Ｃ...右側壁（第１の壁部）、１１Ｄ...後壁（第２の壁部）、１１ｂ，１１ｃ...ガイド板（ガイド部）、１１ｄ...下側排出口（下流側排出部）、１１ｅ...空気排出口、１１ｒ...後端（ガイド部の後端）、１２...下流側ダクト部、１２Ｂ...底壁（下流側ダクト部の底壁）、１２Ｃ...右側壁（第３の壁部）、１２ａ...下側排出口（下流側排出部）、１２ｂ...下流側空気取入口（下流側空気取入部）、１２Ｄ...カバー部

Claims (4)

1. 車両前方に開口し、車両の前方から空気を取り入れる上流側空気取入部を有する上流側ダクト部と、
   前記上流側ダクト部に連結され、前記上流側ダクト部に取り入れられた空気を内燃機関に送る下流側ダクト部と、
   前記上流側ダクト部の内部に設けられ、前記上流側ダクト部に取り入れられた空気の一部を下方に案内するガイド部と、
   前記上流側ダクト部の底壁または前記下流側ダクト部の底壁の少なくとも一方に開口され、前記ガイド部によって下方に案内された空気を前記下流側ダクト部の外部に排出する下側排出部とを備え、
   前記下流側ダクト部は、前記上流側ダクト部の車両幅方向一方側に偏った位置に取付けられており、
   前記上流側ダクト部の車両幅方向他方側に、前記上流側ダクト部から車両後方に空気を排出する空気排出口が設けられており、
   前記下流側ダクト部は、車両幅方向に開口する下流側空気取入部を有し、前記下流側空気取入部は、前記空気排出口の近傍に設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気ダクト。
2. 前記上流側ダクト部は、前記上流側ダクト部の車両幅方向他方側に設けられ、車両前後方向に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部から車両幅方向に屈曲して車両幅方向一方側に延び、前記下流側ダクト部に連絡される第２の壁部とを有し、
   前記下流側ダクト部は、前記第２の壁部から屈曲して車両後方に延びる第３の壁部を有し、
   前記空気排出口が前記第２の壁部に形成され、
   前記下流側空気取入部が前記第３の壁部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気ダクト。
3. 前記下流側ダクト部は、前記下流側空気取入部の上方から前記空気排出口の側に突出し、車両の前後方向で前記空気排出口と並んで設置されるカバー部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気ダクト。
4. 前記下側排出部は、前記ガイド部の後端の近傍から後方に向い、前記下流側空気取入部の車両幅方向の側方まで開口していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気ダクト。

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