JP2021181759A - Intake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。 The present invention relates to an intake device of an internal combustion engine.
従来、この種の吸気装置として、例えば特許文献1に示すものが知られている。こうした吸気装置は、吸気を流入させる開口部を有したサージタンク(収容部)と、サージタンクに接続されてサージタンク内の吸気を内燃機関の複数の気筒に分配してそれぞれ供給する複数の吸気管(供給管)とを備えている。各吸気管は、経路の途中が所定の曲率半径を有して湾曲した構成になっている。 Conventionally, as an intake device of this type, for example, the one shown in Patent Document 1 is known. Such an intake device includes a surge tank (accommodation unit) having an opening for inflowing intake air, and a plurality of intake air connected to the surge tank to distribute and supply the intake air in the surge tank to a plurality of cylinders of an internal combustion engine. It is equipped with a pipe (supply pipe). Each intake pipe has a curved structure in which the middle of the path has a predetermined radius of curvature.
ところで、上述のような吸気装置では、各吸気管の湾曲下流部の断面において、湾曲内側の吸気通路内面に接する2つの円弧形状部(コーナー部)の曲率半径を、湾曲外側の吸気通路内面に接する2つの円弧形状部(コーナー部)の曲率半径よりも小さくすることで、各吸気管内の湾曲内側と湾曲外側との間での吸気の流速差を減少させて湾曲下流部を流れる吸気の圧力損失を低減するようにしている。 By the way, in the intake device as described above, in the cross section of the curved downstream portion of each intake pipe, the radius of curvature of the two arc-shaped portions (corner portions) in contact with the inner surface of the intake passage inside the curve is set to the inner surface of the intake passage outside the curve. By making it smaller than the radius of curvature of the two arcuate parts (corners) in contact with each other, the difference in the flow velocity of the intake air between the inside and outside of the curve in each intake pipe is reduced, and the pressure of the intake air flowing in the downstream part of the curve is reduced. I try to reduce the loss.
しかしながら、上述のような吸気装置では、吸気がサージタンクから各吸気管へ流れる際の圧力損失を低減する工夫が特になされていないため、吸気がサージタンクから各吸気管へ流れる際の圧力損失を低減する上では改善の余地を残すものとなっている。 However, in the intake device as described above, since the pressure loss when the intake air flows from the surge tank to each intake pipe is not particularly devised, the pressure loss when the intake air flows from the surge tank to each intake pipe is reduced. There is room for improvement in reducing it.
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、吸気が収容部から供給管へ流れる際の圧力損失を効果的に低減できる吸気装置を提供することにある。 The present invention has focused on such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide an intake device capable of effectively reducing the pressure loss when the intake air flows from the accommodating portion to the supply pipe.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する吸気装置は、吸気を収容可能な収容部と、前記収容部に接続され、前記吸気を前記収容部内に流入させる流入管と、前記収容部における前記流入管と対向しない位置に接続され、前記流入管から前記収容部内に流入した前記吸気を内燃機関側へ供給する供給管と、を備え、前記供給管における前記供給管が延びる方向と直交する断面は、コーナー部が円弧状をなす多角形状をなしており、前記供給管における前記収容部との接続部の断面の複数の前記コーナー部のうち、前記流入管からの前記吸気が前記供給管に流れてくる側に位置する前記コーナー部の曲率半径は、他の前記コーナー部の曲率半径よりも小さくなっていることを要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
The intake device for solving the above problems is located at a position not facing the accommodating portion capable of accommodating the intake air, the inflow pipe connected to the accommodating portion and allowing the intake air to flow into the accommodating portion, and the inflow pipe in the accommodating portion. A supply pipe that is connected and supplies the intake air that has flowed into the accommodating portion from the inflow pipe to the internal combustion engine side is provided, and the cross section of the supply pipe that is orthogonal to the direction in which the supply pipe extends has an arcuate corner portion. It has a polygonal shape forming a The gist is that the radius of curvature of the corner portion is smaller than the radius of curvature of the other corner portions.
この構成によれば、供給管の接続部の断面における流入管からの吸気が流れてくる側のコーナー部の曲率半径を小さくすることで、接続部における曲率半径を小さくしたコーナー部側、すなわち流入管からの吸気が流れてくる側の流路断面積を稼ぐことができる。このため、流入管から収容部内に流入した吸気が供給管内に円滑に流れるため、接続部での乱流の発生が抑制される。したがって、吸気が収容部から供給管へ流れる際の圧力損失を効果的に低減できる。 According to this configuration, by reducing the radius of curvature of the corner portion on the side where the intake air from the inflow pipe flows in the cross section of the connection portion of the supply pipe, the radius of curvature at the connection portion is reduced on the corner portion side, that is, the inflow. It is possible to earn the cross-sectional area of the flow path on the side where the intake air from the pipe flows. Therefore, the intake air that has flowed into the accommodating portion from the inflow pipe smoothly flows into the supply pipe, so that the generation of turbulent flow at the connection portion is suppressed. Therefore, the pressure loss when the intake air flows from the accommodating portion to the supply pipe can be effectively reduced.
以下、吸気装置をインテークマニホールドに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2に示すように、吸気装置の一例としてのインテークマニホールド11は、合成樹脂などによって構成され、例えば直列4気筒の車載用の内燃機関12に取り付けられる。インテークマニホールド11は、吸気を収容可能な収容部の一例としてのサージタンク13と、サージタンク13に接続されて吸気をサージタンク13内に流入させる流入管14と、流入管14からサージタンク13内に流入した吸気を内燃機関12側へ分配して供給する例えば4つの供給管の一例としての分岐管15とを備えている。
Hereinafter, an embodiment in which the intake device is embodied in an intake manifold will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
4つの分岐管15は、サージタンク13における流入管14と対向しない位置に、互いに並ぶようにそれぞれ一端側が接続されている。本実施形態において、4つの分岐管15の並ぶ方向は並び方向Xとされ、並び方向Xは図1における紙面と直交する方向及び図2における左右方向とそれぞれ一致している。
One end of each of the four
流入管14は、並び方向Xにおけるサージタンク13の一端側に接続されている。流入管14におけるサージタンク13側とは反対側の端部には、外周側に突出するフランジ部16が設けられている。フランジ部16には、複数の挿通孔16aが形成されている。図示は省略するが、流入管14におけるサージタンク13側とは反対側の端部は、フランジ部16において各挿通孔16aに挿通されるボルトにより、スロットルバルブを有したスロットルボディに固定されている。また、図示は省略するが、サージタンク13には、内燃機関12の運転に伴って発生するブローバイガスをサージタンク13内に導入するガス導入部が設けられている。
The
各分岐管15は、サージタンク13の下方側から上方側に向かってサージタンク13の外周を囲むように湾曲して延びている。すなわち、各分岐管15は、湾曲部17を形成するように延びている。各分岐管15の先端には、外周側に突出する共通のフランジ部18が設けられている。
Each
フランジ部18には、複数の挿通孔18aが形成されている。図示は省略するが、各分岐管15におけるサージタンク13側とは反対側の端部は、フランジ部18において各挿通孔18aに挿通されるボルトにより、内燃機関12のシリンダヘッドに固定されている。これにより、各分岐管15が内燃機関12における各気筒の燃焼室に連通される。
A plurality of
図3及び図4に示すように、各分岐管15における分岐管15が延びる方向と直交する断面は、4つのコーナー部19が円弧状をなす略矩形状をなしている。すなわち、各分岐管15は、サージタンク13との接続部20及び接続部20よりも内燃機関12側に位置する湾曲部17を含むほぼ全体の断面が略矩形状をなしている。各分岐管15が接続部20においてサージタンク13内に開口する方向と、流入管14からサージタンク13内に吸気が流入する方向とは、ほぼ直交している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cross section of each
図3〜図5に示すように、各分岐管15におけるサージタンク13との接続部20の断面の4つのコーナー部21〜24のうち、流入管14からの吸気が各分岐管15に流れてくる側に位置する2つのコーナー部21,22の曲率半径は、他の2つのコーナー部23,24の曲率半径よりも小さくなっている。
As shown in FIGS. 3 to 5, of the four
すなわち、各分岐管15におけるサージタンク13との接続部20の断面の4つのコーナー部21〜24のうち、並び方向Xにおける流入管14側に位置する2つのコーナー部21,22の曲率半径は、並び方向Xにおける流入管14側とは反対側に位置する2つのコーナー部23,24の曲率半径よりも小さくなっている。
That is, of the four
この場合、各分岐管15の接続部20の断面の4つのコーナー部21〜24のうち、並び方向Xにおける流入管14側に位置する2つのコーナー部21,22の曲率半径は互いに同じになっており、且つ並び方向Xにおける流入管14側とは反対側に位置する2つのコーナー部23,24の曲率半径は互いに同じになっている。
In this case, of the four
図3及び図6に示すように、各分岐管15の湾曲部17の断面における4つのコーナー部25〜28のうち、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は、外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径よりも小さくなっている。この場合、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は互いに同じになっており、且つ外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径は互いに同じになっている。
As shown in FIGS. 3 and 6, the radius of curvature of the two
なお、各分岐管15の断面における4つのコーナー部19の曲率半径は、接続部20から湾曲部17に向かって徐々に変化している。すなわち、接続部20の断面におけるコーナー部21,22,23,24の曲率半径は、湾曲部17に向かうにつれて湾曲部17の断面におけるコーナー部25,27,26,28の曲率半径へとそれぞれ徐々に変化する。図5では、上側が各分岐管15の湾曲部17の内周側に対応し、下側が各分岐管15の湾曲部17の外周側に対応する。
The radius of curvature of the four
次に、インテークマニホールド11の作用について説明する。
図4及び図5に示すように、流入管14からサージタンク13内に流入した吸気は、サージタンク13内から4つの分岐管15に対して接続部20からそれぞれ流れ込むことで分配される。このとき、各分岐管15におけるサージタンク13との接続部20の断面の4つのコーナー部21〜24のうち、並び方向Xにおける流入管14側に位置する2つのコーナー部21,22の曲率半径は、並び方向Xにおける流入管14側とは反対側に位置する2つのコーナー部23,24の曲率半径よりも小さくなっている。
Next, the operation of the
As shown in FIGS. 4 and 5, the intake air flowing into the
このため、各分岐管15の接続部20における吸気の流路断面積は、流入管14からの吸気が流れてくる側の方が、流入管14からの吸気が流れてくる側とは反対側よりも大きくなる。したがって、流入管14からサージタンク13内に流入した吸気の主流が接続部20から各分岐管15内に円滑に流れ込むため、接続部20での乱流の発生が抑制される。この結果、吸気がサージタンク13から各分岐管15へ流れる際の圧力損失が効果的に低減される。
Therefore, the cross-sectional area of the intake flow path at the
図3及び図6に示すように、サージタンク13から各分岐管15へ流れ込んだ吸気は、湾曲部17内を通って内燃機関12側へ流れる。このとき、湾曲部17内を流れる吸気の流速は、通常、内周側の方が外周側よりも速くなる。この点、本実施形態の各分岐管15の湾曲部17の断面における4つのコーナー部25〜28のうち、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は、外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径よりも小さくなっている。
As shown in FIGS. 3 and 6, the intake air that has flowed from the
このため、湾曲部17内においては内周側の方が外周側よりも流路断面積が大きくなるので、湾曲部17内の内周側を流れる吸気の流速を下げることができる。したがって、湾曲部17内の内周側を流れる吸気と湾曲部17内の外周側を流れる吸気との流速差が小さくなって乱流の発生が抑制されるので、湾曲部17内を流れる吸気の圧力損失が効果的に低減される。
Therefore, in the
さらに、各分岐管15の断面におけるコーナー部19の曲率半径は、接続部20から湾曲部17に向かって徐々に変化している。このため、各分岐管15は、接続部20から湾曲部17にかけての部位において、吸気の圧力損失の低減に対して有利となる。すなわち、吸気がサージタンク13から各分岐管15へ流れる際の圧力損失、湾曲部17内を流れる吸気の圧力損失、及び接続部20から湾曲部17にかけての部位を流れる吸気の圧力損失が低減される。
Further, the radius of curvature of the
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
(1)インテークマニホールド11において、各分岐管15におけるサージタンク13との接続部20の断面の4つのコーナー部21〜24のうち、並び方向Xにおける流入管14側に位置する2つのコーナー部21,22の曲率半径は、並び方向Xにおける流入管14側とは反対側に位置する2つのコーナー部23,24の曲率半径よりも小さくなっている。この構成によれば、各分岐管15の接続部20の断面における流入管からの吸気が流れてくる側の2つのコーナー部21,22の曲率半径を小さくすることで、接続部20における曲率半径を小さくした2つのコーナー部21,22側、すなわち流入管14からの吸気が流れてくる側の流路断面積を稼ぐことができる。このため、流入管14からサージタンク13内に流入した吸気が各分岐管15内に円滑に流れるため、接続部20での乱流の発生が抑制される。したがって、吸気がサージタンク13から各分岐管15へ流れる際の圧力損失を効果的に低減できる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects are exhibited.
(1) In the
(2)インテークマニホールド11において、各分岐管15の湾曲部17の断面における4つのコーナー部25〜28のうち、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は、外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径よりも小さくなっている。通常、湾曲部17内を流れる吸気の流速は、内周側の方が外周側よりも速くなる。この点、この構成によれば、湾曲部17内の内周側の方が外周側よりも流路断面積が大きくなるので、湾曲部17内の内周側を流れる吸気の流速を下げることができる。このため、湾曲部17内の内周側を流れる吸気と湾曲部17内の外周側を流れる吸気との流速差が小さくなって乱流の発生が抑制されるので、湾曲部17内を流れる吸気の圧力損失を効果的に低減できる。
(2) In the
(3)インテークマニホールド11において、各分岐管15の断面におけるコーナー部19の曲率半径は、接続部20から湾曲部17に向かって徐々に変化している。この構成によれば、吸気がサージタンク13から各分岐管15へ流れる際の圧力損失、湾曲部17内を流れる吸気の圧力損失、及び接続部20から湾曲部17にかけての部位を流れる吸気の圧力損失を低減できる。
(3) In the
(変更例)
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・各分岐管15の断面におけるコーナー部19の曲率半径は、必ずしも接続部20から湾曲部17に向かって徐々に変化している必要はない。すなわち、各分岐管15の断面におけるコーナー部19の曲率半径は、接続部20から湾曲部17に向かって急激に変化していてもよい。
(Change example)
The above embodiment may be changed as follows.
The radius of curvature of the
・各分岐管15の湾曲部17の断面における4つのコーナー部25〜28のうち、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は、必ずしも外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径よりも小さくなっている必要はない。すなわち、各分岐管15の湾曲部17の断面における4つのコーナー部25〜28のうち、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は、外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径以上にしてもよい。
-Of the four
・各分岐管15の接続部20の断面の4つのコーナー部21〜24のうち、並び方向Xにおける流入管14側に位置する2つのコーナー部21,22の曲率半径は互いに異なっていてもよいし、並び方向Xにおける流入管14側とは反対側に位置する2つのコーナー部23,24の曲率半径は互いに異なっていてもよい。
Of the four
・各分岐管15の湾曲部17の断面の4つのコーナー部25〜28のうち、内周側に位置する2つコーナー部25,26の曲率半径は互いに異なっていてもよいし、外周側に位置する2つのコーナー部27,28の曲率半径は互いに異なっていてもよい。
-Of the four
・各分岐管15において接続部20以外の部位が全て湾曲部17である場合には、各分岐管15の断面における4つのコーナー部19の曲率半径は、接続部20から湾曲部17における一定の距離の中で徐々に変化させるようにしてもよい。
When all the parts other than the connecting
・各分岐管15の断面形状は、コーナー部が円弧状をなす矩形状(四角形状)以外の多角形状であってもよい。すなわち、各分岐管15の断面形状は、コーナー部が円弧状をなしていれば、例えば三角形状や五角形状、あるいは六角形状であってもよい。
The cross-sectional shape of each
・各分岐管15は、必ずしも湾曲部17を有している必要はない。すなわち、各分岐管15は、例えばサージタンク13から内燃機関12に向かって直線状に延びるように構成されていてもよい。
-Each
・本実施形態のインテークマニホールド11は、直列4気筒の車載用の内燃機関12に適用したが、直列3気筒や直列6気筒などの車載用の内燃機関に対して適用してもよい。
・図7に示すように、吸気装置は、インテークマニホールド11に限らず、インレット30が設けられたケース31とアウトレット32が設けられたキャップ33とでフィルタエレメント34が挟持された構成のエアクリーナ35であってもよい。この場合、インレット30が流入管を構成し、ケース31及びキャップ33が収容部を構成し、アウトレット32が供給管を構成する。
The
As shown in FIG. 7, the intake device is not limited to the
11…吸気装置の一例としてのインテークマニホールド
12…内燃機関
13…収容部の一例としてのサージタンク
14…流入管
15…供給管の一例としての分岐管
16,18…フランジ部
16a,18a…挿通孔
17…湾曲部
19,21〜28…コーナー部
20…接続部
30…流入管を構成するインレット
31…収容部を構成するケース
32…供給管を構成するアウトレット
33…収容部を構成するキャップ
34…フィルタエレメント
35…吸気装置の一例としてのエアクリーナ
X…並び方向
11 ... Intake manifold as an example of
Claims (3)
前記収容部に接続され、前記吸気を前記収容部内に流入させる流入管と、
前記収容部における前記流入管と対向しない位置に接続され、前記流入管から前記収容部内に流入した前記吸気を内燃機関側へ供給する供給管と、
を備え、
前記供給管における前記供給管が延びる方向と直交する断面は、コーナー部が円弧状をなす多角形状をなしており、
前記供給管における前記収容部との接続部の断面の複数の前記コーナー部のうち、前記流入管からの前記吸気が前記供給管に流れてくる側に位置する前記コーナー部の曲率半径は、他の前記コーナー部の曲率半径よりも小さくなっていることを特徴とする吸気装置。 A containment unit that can accommodate intake air,
An inflow pipe connected to the accommodating portion and allowing the intake air to flow into the accommodating portion.
A supply pipe connected to a position not facing the inflow pipe in the accommodating portion and supplying the intake air that has flowed into the accommodating portion from the inflow pipe to the internal combustion engine side.
Equipped with
The cross section of the supply pipe orthogonal to the direction in which the supply pipe extends has a polygonal shape with arcuate corners.
Of the plurality of corner portions in the cross section of the connection portion with the accommodating portion in the supply pipe, the radius of curvature of the corner portion located on the side where the intake air from the inflow pipe flows into the supply pipe is the other. An intake device characterized in that it is smaller than the radius of curvature of the corner portion of the above.
前記湾曲部の断面における複数の前記コーナー部のうち、内周側に位置する前記コーナー部の曲率半径は、外周側に位置する前記コーナー部の曲率半径よりも小さくなっていることを特徴とする請求項1に記載の吸気装置。 The supply pipe has a curved portion extending so as to be curved at a position on the internal combustion engine side of the connection portion.
Among the plurality of corner portions in the cross section of the curved portion, the radius of curvature of the corner portion located on the inner peripheral side is smaller than the radius of curvature of the corner portion located on the outer peripheral side. The intake device according to claim 1.
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