JP2024075248A - 車両の吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】レゾネータを設け吸気騒音を低減させつつ、圧力損失を抑制することでエンジンの出力に貢献できる車両の吸気構造を実現する。【解決手段】車両の吸気構造は、内部が吸入空気をエンジンへ導く流路を構成し、前記流路の方向を変更する湾曲部２６を含む吸気ダクト１２と、前記吸気ダクト１２の外周に接続され、吸気騒音を低減させるレゾネータ１４と、を備え、前記レゾネータ１４は、前記湾曲部２６の上流側に設けられ、前記吸気ダクト１２の周壁の一部を、段差をもって突出することで形成されたスリット部を有する、ことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の吸気構造に関するものである。

車両の快適性を損ねる要因となるＮＶＨ（騒音、振動、ハーシュネス）への対応の一つとして、従来から、吸気装置にレゾネータを設け、内燃機関の吸気騒音を低減する構造が提案されている。

例えば、特許文献１には、レゾネータの一部を吸気通路内に張り出すように設け、さらに当該張り出した部分の形状を流線形に形成した車両の吸気構造が開示されている。当該車両の吸気構造は、吸気騒音の低減だけではなく、レゾネータの一部を吸気通路内に収めたことで小型化を図りつつ、形状の工夫により吸気通路の空気抵抗を改善するものである。

特開２０１３－１１３０９０号公報

ところで、車両の吸気構造において、吸入空気をエンジンへ導く流路であるダクトの構造によっては、ダクト内部の空気の流れに乱れが発生し、圧力損失が増大することがある。例えば、ダクトが湾曲した箇所を有する場合や、ダクトの通路の途中にレゾネータを内蔵することで通気抵抗が増大する場合には、圧力損失が増大する。その結果、エンジン出力が低下し得る。

そこで、本明細書では、レゾネータを設けて吸気騒音を低減させつつ、圧力損失を抑制することでエンジンの出力に貢献できる車両の吸気構造を開示する。

本明細書で開示する車両の吸気構造は、内部が吸入空気をエンジンへ導く流路を構成し、前記流路の方向を変更する湾曲部を含む吸気ダクトと、前記吸気ダクトの外周に接続され、吸気騒音を低減させるレゾネータと、を備え、前記レゾネータは、前記湾曲部の上流側に設けられ、前記吸気ダクトの周壁の一部を、段差をもって突出することで形成されたスリット部を有する、ことを特徴とする。

本明細書で開示の車両の吸気構造によれば、吸気ダクトの外周にレゾネータが接続されるため、吸気騒音を低減できる。また、スリット部は吸気ダクトの湾曲部よりも上流側に設けられるため、湾曲部で発生するはずであった空気の乱れ（特に、空気の剥離）よりも小さい空気の乱れがその直前のスリット部周囲で発生する。したがって、本来湾曲部で発生するはずであった大きい空気の乱れが抑制されるため、圧力損失を抑えることができる。すなわち、総合的には吸気ダクトでの圧力損失を低減できるため、エンジンの出力に貢献することができる。

車両の吸気構造を模式的に示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面を概略的に示した図である。 本明細書で開示する車両の吸気構造とは異なる構成である吸気ダクトの概略断面図である。

以下、図面を参照して車両の吸気構造について説明する。

図１は、車両の吸気構造を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、車両の吸気構造１０は、吸気ダクト１２と、レゾネータ１４と、を備える。吸気ダクト１２は、長手方向の一端と長手方向の他端の側方とが開口する略筒形状であり、その内部が吸入空気をエンジンへ導く流路となる。レゾネータ１４は、エンジンへ空気を取り入れる吸気の際に発生する特定の周波帯の騒音を低減するための装置である。レゾネータ１４は、吸気ダクト１２の外周において吸気ダクト１２の流路に接続するように設けられる。すなわち、吸気構造１０において、吸気ダクト１２とレゾネータ１４とは、一体に設けられる。

図１に示すように、レゾネータ１４は、段差室１６と、共鳴室１８と、を備える。段差室１６は、吸気ダクト１２の流路に接続しその外方に突出した形状を有する。段差室１６は、吸気ダクト１２の内部の流路と共鳴室１８とを繋ぐ役割がある。共鳴室１８は、その空間内に音波が入ったときに音のエネルギーを摩擦による熱エネルギーに変換して特定の周波数の騒音を低減する、というヘルムホルツの理論に基づいて設けられる公知の構成を採用する。したがって、共鳴室１８の形状や内部空間の容量は特に限定されない。

次に、図２を参照して、本明細書で開示する車両の吸気構造についてより詳しく説明する。図２は、図１のＡ－Ａ断面を概略的に示した図である。図２に示すように、吸気ダクト１２は、長手方向の両端に、上流側接続部２０と、下流側接続部２２と、を有する。上流側接続部２０は、車両の吸気開口部（図示なし）と接続する。下流側接続部２２は、エアクリーナ（図示なし）と接続する。吸気構造１０において、吸気開口部から取り込まれた空気は、吸気ダクト１２およびエアクリーナを通り、エンジン（図示なし）へと導かれる。なお、吸気ダクト１２とエアクリーナとの配置は特に限定されず、エアクリーナを吸気ダクトより上流側に設けてもよい。吸気ダクト１２はさらに、上流側接続部２０と下流側接続部２２とを繋ぐ本体部２４を有する。本体部２４は、下流側で湾曲した略筒形状であり、当該湾曲した部分が、図２に示す吸気ダクト１２の流路の方向を変更する湾曲部２６である。

図２の二点鎖線で囲むＢ部は、吸気ダクト１２とレゾネータ１４との接続部分およびその周辺を示す拡大図である。図２のＢ部に示すように、レゾネータ１４は、湾曲部２６の上流側に設けられる。また、レゾネータ１４は、吸気ダクト１２の周壁の一部（より具体的には、湾曲部２６の直前の上流側の外周壁の一部）を、段差をもって突出することで形成されたスリット部を有する。Ｂ部では一部図示を省略しているが、スリット部は、当該外周壁の周方向に設けられる円弧状の開口部分である。言い換えると、スリット部を介して、吸気ダクト１２の流路とレゾネータ１４の段差室１６とが接続される。かかる構成により、吸気ダクト１２の内部を流れる空気の一部はスリット部に向かい、スリット部の周囲で空気の剥離が生じる。すなわち、図２のＢ部に示すように、スリット部の周囲で小さな渦Ｗ１が発生する。一方、湾曲部２６の周囲の吸気ダクト１２の外周壁においては、大きな空気の剥離は見られず、破線で示すＷ２のように、吸気ダクト１２の外周の形状に沿って空気が流れる。

上述した吸気ダクト１２の内部の空気の流れ、すなわち、図２に示す空気の流れＷ１，Ｗ２は、従来の吸気構造で生じる空気の流れとは異なる。そこで、図３を参照して、本明細書で開示する車両の吸気構造と別の構成の吸気構造との違いを説明する。

図３は、本明細書で開示する車両の吸気構造とは異なる構成である吸気ダクトの概略断面図である。図３に示す吸気構造１００では、吸気ダクト１２の外周において吸気ダクト１２の流路に接続するレゾネータは設けられていない。なお、吸気構造１００においてもレゾネータを設けてもよいが、図２に示す吸気構造１０とは異なる構成であるため、少なくとも湾曲部２６の直前の上流側にはレゾネータは設けられていない。図３に示すように、湾曲部２６の直前の上流側にレゾネータを接続するためのスリット部を設けない場合、湾曲部２６周囲の吸気ダクト１２の外周壁において渦Ｗ２が発生する。これは、吸気ダクト１２の内部を流れる一部の空気が湾曲部２６周囲の外周壁に衝突した結果生じたものである。すなわち、当該空気の衝突により、空気の剥離が生じて渦Ｗ２が発生する。図３に示す吸気構造１００で発生する渦Ｗ２は、大きな空気の剥離の結果発生したものであり、図２においては発生しなかったものである。このような大きな空気の剥離により、圧力損失が増大する。その結果、圧力損失による吸気量の低下を回避するためにエンジン側でのエネルギー損失が増大し、エンジン出力が低下し得る。一方、図２に示す吸気構造１０においては、大きな空気の剥離は発生せず、スリット部の周囲で小さな渦Ｗ１が発生するのみである。すなわち、図２に示す吸気構造１０においては、湾曲部２６の直前の上流側であるスリット部の周囲で小さな空気の剥離を発生させることで、本来、湾曲部２６で発生するはずであった大きな空気の剥離の発生が抑制される。言い換えると、小さな空気の剥離を敢えて発生させることで、大きな空気の剥離の発生を抑制している。このように、吸気構造１０と吸気構造１００とを比べると、両者とも吸気ダクト１２の内部の一部において空気の剥離は発生しているが、その大きさが異なっている。すなわち、両者とも圧力損失は生じるが、総合的には図２に示す吸気構造１０の方が圧力損失は小さい。したがって、本明細書で開示する吸気構造は、総合的にはその他の構成の吸気構造と比べて、吸気ダクトでの圧力損失が低減される。

以上のように、本明細書で開示する車両の吸気構造においては、レゾネータ１４に湾曲部２６の直前の上流側の外周壁の一部に形成されたスリット部を設けることで、小さな空気の剥離を敢えて発生させ、後で発生するはずであった大きな空気の剥離の発生を抑制している。その結果、レゾネータ１４で吸気騒音を低減させつつ、吸気構造１０としては圧力損失を抑制することでエンジンの出力に貢献できる。

なお、これまでの説明は一例であり、本明細書で開示する車両の吸気構造においては、吸気ダクトが内部の空気の流路の方向を変更する湾曲部を含み、吸気ダクトの外周に接続されるレゾネータが、湾曲部の上流側に設けられ、吸気ダクトの周壁の一部を、段差をもって突出することで形成されたスリット部を有すればよい。したがって、車両の吸気構造のその他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、本例ではレゾネータを一つ設けているが、湾曲部の直前にスリット部を有するレゾネータを設けていれば、吸気ダクトのその他の箇所に別のレゾネータを設けてもよい。例えば、レゾネータのＮＶ改善の効果をより発揮するために、共鳴室の容量やスリットの開口面積などが異なる別のレゾネータをさらに一つ設け、二種類のレゾネータを配置する構成としてもよい。

１０ 車両の吸気構造、１２ 吸気ダクト、１４ レゾネータ、１６ 段差室、１８ 共鳴室、２０ 上流側接続部、２２ 下流側接続部、２４ 本体部、２６ 湾曲部、Ｗ１，Ｗ２ 空気の流れ（渦）。

Claims (1)

1. 内部が吸入空気をエンジンへ導く流路を構成し、前記流路の方向を変更する湾曲部を含む吸気ダクトと、
   前記吸気ダクトの外周に接続され、吸気騒音を低減させるレゾネータと、
   を備え、
   前記レゾネータは、前記湾曲部の上流側に設けられ、前記吸気ダクトの周壁の一部を、段差をもって突出することで形成されたスリット部を有する、
   ことを特徴とする車両の吸気構造。