JP3804218B2 - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアクリーナや吸気マニホールド等を一体化した内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両に搭載される内燃機関(エンジン)の吸気装置は、エアクリーナ、スロットル、サージタンク、吸気マニホールド等からなっている。運転者がアクセルペダルを踏んだときに、アクセルペダルに連動してスロットルバルブが開いて、エンジンへの吸入空気、すなわち燃料を含む混合気の量が増えてエンジン出力が増すようになっている。特に最近では、コストダウンや部品点数の削減あるいは軽量化を目的として、吸気装置の各部品を集積化したり、樹脂化する手法が知られている。例えば、特開平6−81735号公報には、エアクリーナ、スロットル、サージタンク、吸気マニホールド等を一体構造とした「内燃機関の吸気装置」が開示されている。このように吸気装置の各構成部品を一体化することにより、部品点数や組立工数を低減でき、省スペース化が可能となる。また、上述した公報に開示されているように、サージタンクのほぼ中央にスロットルを配置することにより、吸気量の分配向上を図るとともに、吸気音の音色の改善を行うことが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように一体化された吸気装置の各部品の樹脂化が進んでいるが、スロットルについては、スロットルバルブの当たり面の真円度を確保し、加熱によるアイシング防止を図るために、樹脂化が容易ではなかった。そのため、スロットルのみはアルミニウム等の金属材料で形成することが考えられるが、スロットルを金属材料で形成するとその分重くなるため、スロットルが取り付けられる樹脂製のサージタンクに大きな荷重がかかって、サージタンクやスロットルが振動しやすくなる。特に、サージタンクのほぼ中央にスロットルを配置する場合には、スロットルが振動の中心となって共振現象が生じやすくなる。共振現象が生じると、スロットルバルブや吸気マニホールド等の各部品が破損したり、破損に至らなくても不快な音の発生源になるおそれがある。また、スロットルを金属材料で形成した場合に限らないが、一般にスロットル下流側はスロットルバルブによって空気の流れが乱れるため、不快な音の発生原因になる。
【0004】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的はサージタンクの剛性を上げることにより振動の発生を抑制した内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の内燃機関の吸気装置は、サージタンクのいずれかの壁面に開口部が形成されている場合に、この開口部を横切るように壁面上に延在する補強部材がこの壁面に形成されている。開口部が形成されたサージタンクの一の面が補強部材によって補強されるためサージタンクの剛性が高くなり、この開口部を介してサージタンクと連通する他の部材が取り付けられた場合に、この他の部品の重量が加わることによって生じる共振等による振動を抑制することができる。また、このようにして振動が抑制されるため、振動によって引き起こされる部品の破損や音の発生を低減することができる。
【0006】
特に、上述した補強部材は、開口部において空気の流れに沿った板状のリブであることが好ましい。開口部を介して吸入あるいは排出される空気が板状のリブに沿って流れるため、このような形状を有する補強部材を形成したことによって空気の流れを遮ることがなく、通風抵抗を低減することができる。また、開口部を通して流れる空気の流れが乱れていた場合には、この空気の流れが補強部材としての板状のリブに沿って流れるため、サージタンクの剛性アップの実現と同時に、開口部を通して流れる空気に対する整流効果を持たせることができる。
【0007】
また、補強部材は、開口部において交差した複数のリブによって構成することが好ましい。開口部において最も剛性が弱くなることが考えられるが、この開口部において複数のリブを交差させることにより、開口部近傍の剛性を特に高めることができる。
また、上述した補強部材は、スロットルボディとの連絡口としての開口部に対応させて形成することが好ましい。樹脂製のサージタンクの上にアルミニウム等で形成されたスロットルを載せる場合には、サージタンクの剛性不足で振動が生じるとスロットルバルブが破損するおそれがあるが、このスロットルが取り付けられる壁面の剛性を上げて振動を抑制することにより、このような破損を未然に防止することができる。特に、上述した開口部をサージタンクの壁面のほぼ中央に形成した場合には、スロットルの重量によって開口部近傍が振動の中心となる共振現象が生じやすくなるが、開口部を含む壁面の剛性を上げることにより、この共振現象にともなう過大な振動を防止して、スロットルバルブの破損や音の発生を防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した一実施形態のエンジンの吸気装置は、スロットルへ連通する開口部が形成されたサージタンクの壁面に板状のリブを形成することにより、樹脂製のサージタンクの剛性を高めることに特徴がある。以下、本発明を適用した一の実施形態のエンジンの吸気装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0009】
図1は、本発明を適用した一実施形態によるエンジンの吸気装置の構造を示す図である。また、図2は図1に示すII−II線断面図である。図3は、図2に示したスロットルの近傍の部分的な拡大図である。図1および図2に示すように、本実施形態の吸気装置は、取込口12から吸入された空気に含まれる塵芥を取り除くエアクリーナ部10と、この吸気装置をエンジン90に取り付ける取付部22が一方端に形成された吸気マニホールド20と、吸気マニホールド20の他方端に設けられたサージタンク30と、サージタンク30の中央に取り付けられたスロットル40と、スロットル40とエアクリーナ部10とを連結する通路50とを含んで構成されている。
【0010】
上述した吸気装置の各部品は一体化されている。例えば、図2に示すように、エアクリーナ部10と吸気マニホールド20とサージタンク30とをそれぞれ含むハウジング70および71と、エアクリーナ部10と通路50とを含むキャップ72とが別々に樹脂成形され、これらがスロットル40とともに何らかの方法によって接合されて吸気装置の全体が一体化される。
【0011】
以下、上述した吸気装置の各部分の構成について詳細に説明する。エアクリーナ部10は、不織布やろ紙を材料とするエアクリーナエレメント14と、これを装着して収納するガイド16と、エアクリーナエレメント14の上流にダスティサイド空間を、下流側にクリーンサイド空間を形成するエアクリーナケース18とを含んで構成されている。取込口12を通ってダスティサイド空間に導入された空気は、エアクリーナエレメント14を通ることにより塵芥が取り除かれてクリーンサイド空間に導入される。また、ガイド16は、エアクリーナエレメント14を介した空気の流れに対して垂直方向にスライドして着脱が可能であり、エアクリーナ部10に装着したときにその外周部に形成されたシール部材(図示せず)によってエアクリーナケース18との間の気密状態が保たれる。また、ガイド16は、エアクリーナケース18との間に形成された装着用の開口部を隙間なく覆うカバーとしての機能を有しており、この開口部を介したダスティサイド空間内への空気の流入を阻止している。
【0012】
通路50は、キャップ72の一部をなす筒状部材であって、エアクリーナエレメント14を通してクリーンサイド空間に通された空気をスロットル40を介してサージタンク30に導くためのものである。
スロットル40は、スロットルバルブ42とスロットルボディ44によって構成されており、エンジン90の各気筒列に吸入される空気の吸込み量を調整する。スロットルボアの真円度等の寸法精度を確保するために、スロットルバルブ42とスロットルボディ44はアルミニウムを用いて形成されている。また、図3に示すように、スロットルボディ44には、このスロットルボディ44をサージタンク30に締結する4本のリベット80を通すための4つの取付孔82が形成されている。また、スロットル40には、スロットル内の圧力を検出する圧力センサ46と、スロットルバルブ42の開度を検出するポジションセンサ48が取り付けられており、これらの各センサ出力が図示しないエンジン制御ユニット(ECU)に入力される。
【0013】
サージタンク30は、ハウジング70とハウジング71とを振動溶着等によって接合することにより形成される箱形形状を有している。ハウジング71によって構成される箱形形状の一の面の中央に上述したスロットル40が取り付けられており、スロットル40を介してサージタンク30内に空気が流入する。また、サージタンク30の箱形形状の他の面には吸気マニホールド20が取り付けられており、サージタンク30内の空気が吸気マニホールド20に導出される。上述したようにスロットル40の取付位置をサージタンク30の中央にすることにより、吸気音の音色を改善するとともに気筒分配を向上させることができる。なお、サージタンク30の詳細形状については後述する。
【0014】
吸気マニホールド20は、サージタンク30を介して導入された塵芥が除去された後の空気をエンジン90の各気筒列に導入するためのものであり、エンジン90の気筒数と同数の枝管24によって構成されている。例えば、本実施形態のエンジン90は4気筒であり、吸気マニホールド20は4本の枝管24によって構成されている。各枝管24の先端(サージタンク30と反対側の端部)には吸気装置をエンジン90に取り付けるための取付部22が形成されており、この取付部22に設けられた貫通孔26にボルト(図示せず)を通して締め付けることにより、エンジン90への吸気装置の取り付けが行われる。また、吸気マニホールド20の各枝管24は、取付部22からサージタンク30に向かって、エンジン90の気筒列方向に所定量蛇行して敷設されている。
【0015】
図4は、スロットル40とサージタンク30の連結部分の詳細を示す図である。また、図5は図4のV−V線拡大断面図である。これらの図に示すように、サージタンク30の一の壁面であってスロットル40の取付面には、スロットル40に連通する連絡口としての開口部32が形成されている。また、この開口部32が形成された壁面には、補強部材としての縦横3本ずつの板状のリブ34、36が開口部32を横切って延在するように形成されている。横方向(例えば直方体の箱形形状を有するサージタンク30の長手方向)に形成された一方のリブ34と、縦方向に形成された他方のリブ36は、互いに直交しており、開口部32が形成されたサージタンク30の壁面に対して垂直な向きに形成されている。すなわち、スロットル40からサージタンク30に流入する空気は、開口部32の近傍では、開口部32が形成されたサージタンク30の壁面にほぼ垂直方向に流れ込むため、この空気の流れに沿ってリブ34および36を形成したと考えることもできる。このように、開口部32を介して流入する空気の流れに沿って板状のリブ34、36を形成することにより、吸入空気の流れを阻止しないように工夫されている。
【0016】
図6は、図4に示したサージタンク30の開口部32近傍の拡大図である。図6に示すように、リブ34、36のそれぞれは、開口部32においてはサージタンク30の外表面に達するまで先端部が延びており、しかもそれぞれの先端に近づくほど板圧が薄く鋭利になっている。したがって、このような端部形状とすることにより、吸入空気に対する通風抵抗をさらに低減することができる。
【0017】
本実施形態の吸気装置はこのような構造を有しており、次にその動作を説明する。取込口12からエアクリーナ部10のダスティサイド空間に取り込まれた空気は、ガイド16に収容されたエアクリーナエレメント14を通すことにより塵芥が取り除かれてクリーンサイド空間に導かれる。さらに、この吸入空気は、通路50を通った後に、スロットル40を介してサージタンク30に流入する。サージタンク30は、この流入空気を吸気マニホールド20の4本の枝管24に分配し、この分配された空気が各枝管24を介してエンジン90の各気筒に供給される。エンジン90の各気筒の空気の吸入量は、スロットル40内のスロットルバルブ42の開度によって制御される。また、エンジン90には、各気筒に対応させて図示しないインジェクタが取り付けられており、吸気マニホールド20からエンジン90の各気筒に吸入された空気に、インジェクタから噴射される燃料(ガソリン)が混合される。
【0018】
このように、本実施形態の吸気装置においては、サージタンク30の上面のほぼ中央にスロットル40が取り付けられており、この取り付け面の内壁側にほぼ全面に渡って板状のリブ34、36が形成されている。したがって、スロットル40の取付面であるサージタンク30の上面の剛性を高めることができ、スロットル40やサージタンク30に生じる振動を抑制することができる。また、振動が抑制されるため、振動によって生じるスロットルバルブ42やその他の部品の破損を防止することができ、しかも振動によって生じる音の発生を防止することができる。
【0019】
特に、スロットル40をアルミニウム等の金属で形成した場合には比較的重くなるが、このようなスロットル40をサージタンク30のほぼ中央に取り付けた場合であっても、この取り付け面の剛性を上げることにより、スロットル40の取り付け位置が振動の中心となる共振現象が起きにくくなり、共振時の過大な振動を防止することができる。
【0020】
また、上述した補強部材としての板状のリブ34、36は、サージタンク30の開口部32を通して吸入される空気の流れに沿って形成されており、しかも吸入空気が当たる先端部分が次第に細くなっているため、リブ34、36を形成した場合の通風抵抗を小さくすることができる。また、スロットルバルブ42を通った空気の流れが乱れた場合には、板状のリブ34、36によってこの空気の流れを整流する効果もあり、空気の流れが乱れたときに生じる不快な音の発生を防止することもできる。
【0021】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、スロットル40が取り付けられるサージタンク30の一の面にリブ34、36を形成したが、他の開口部を有する他の面(例えば吸気マニホールド20の各枝管24に連通する開口部が形成された面)に同様のリブを形成するようにしてもよい。また、リブ34、36を開口部32で互いに直交させたが、直交以外の所定の角度で交差させたり、開口部32以外の場所で交差させるようにしてもよい。あるいは、リブ34あるいは36を互いに交差させずに、一方向に沿って形成するようにしてもよい。また、開口部32が形成されたサージタンク30の一の面のみにリブ34、36を形成したが、これに加えて開口部32が形成されていない他の面に補強部材としての板状のリブを追加するようにしてもよい。
【0022】
また、上述した実施形態の吸気装置は、エンジン90の各気筒に燃料を噴射するインジェクタを含まない場合、すなわちエンジン90側にインジェクタを取り付けた場合を説明したが、吸気マニホールド20の先端近傍にインジェクタを取り付けて、インジェクタ一体型の吸気装置としてもよい。
また、上述した実施形態では、エアクリーナ部10、吸気マニホールド20、サージタンク30等の全体を一体化した吸気装置について説明したが、サージタンクは必ずしも他の部品と一体化されている必要はなく、単体の部品として製造、組付けを行うようにしてもよい。また、リブ34、36をサージタンク30と一体に成形する場合を説明したが、別々に成形した後に接合するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一実施形態によるエンジンの吸気装置の構造を示す図である。
【図2】図1に示すII−II線断面図である。
【図3】図2に示したスロットル近傍の部分的な拡大図である。
【図4】スロットルとサージタンクの連結部分の詳細を示す図である。
【図5】図4のV−V線拡大断面図である。
【図6】図4に示したサージタンクの開口部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
10 エアクリーナ部
20 吸気マニホールド
30 サージタンク
32 開口部
34、36 リブ
40 スロットル
42 スロットルバルブ
44 スロットルボディ
50 通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine in which an air cleaner, an intake manifold, and the like are integrated.
[0002]
[Prior art]
An intake device of an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle includes an air cleaner, a throttle, a surge tank, an intake manifold, and the like. When the driver depresses the accelerator pedal, the throttle valve opens in conjunction with the accelerator pedal, and the amount of intake air to the engine, that is, the amount of air-fuel mixture including fuel increases, and the engine output increases. In particular, recently, for the purpose of reducing the cost, reducing the number of parts, or reducing the weight, a method of integrating the components of the intake device or using a resin is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-81735 discloses an “intake device for an internal combustion engine” in which an air cleaner, a throttle, a surge tank, an intake manifold, and the like are integrated. By integrating the components of the intake device in this way, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and space can be saved. Further, as disclosed in the above-mentioned publication, by disposing the throttle almost at the center of the surge tank, it is possible to improve the distribution of the intake air amount and to improve the tone of the intake sound.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, resin parts of the integrated intake device are being made of resin.For the throttle, in order to ensure the roundness of the contact surface of the throttle valve and prevent icing due to heating, Resinization was not easy. Therefore, it is conceivable that only the throttle is made of a metal material such as aluminum. However, if the throttle is made of a metal material, it becomes heavier, so a large load is applied to the plastic surge tank to which the throttle is attached, and the surge tank And the throttle is likely to vibrate. In particular, when the throttle is disposed at the approximate center of the surge tank, the throttle becomes the center of vibration and resonance phenomenon is likely to occur. When the resonance phenomenon occurs, each part such as the throttle valve and the intake manifold may be damaged, or an unpleasant sound source may be generated even if the damage does not occur. Although not limited to the case where the throttle is made of a metal material, the air flow is disturbed by the throttle valve on the downstream side of the throttle.
[0004]
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an intake device for an internal combustion engine that suppresses the occurrence of vibrations by increasing the rigidity of a surge tank.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an intake device for an internal combustion engine according to the present invention extends on a wall so as to cross the opening when an opening is formed on any wall of the surge tank. A reinforcing member is formed on the wall surface. When one side of the surge tank in which the opening is formed is reinforced by the reinforcing member, the rigidity of the surge tank is increased, and when another member that communicates with the surge tank through this opening is attached, Vibration due to resonance or the like caused by the weight of other components can be suppressed. In addition, since vibration is suppressed in this way, it is possible to reduce damage to parts and generation of sound caused by vibration.
[0006]
In particular, the reinforcing member described above is preferably a plate-like rib along the air flow in the opening. Since the air sucked or discharged through the opening flows along the plate-like ribs, the flow resistance is reduced without blocking the air flow by forming the reinforcing member having such a shape. Can do. In addition, when the flow of air flowing through the opening is disturbed, the flow of air flows along the plate-shaped rib as a reinforcing member, so that the surge tank is improved in rigidity and simultaneously flows through the opening. A rectifying effect on air can be provided.
[0007]
Moreover, it is preferable that a reinforcement member is comprised by the some rib which cross | intersected in the opening part. Although it is conceivable that the rigidity becomes the weakest in the opening, the rigidity in the vicinity of the opening can be particularly increased by crossing a plurality of ribs in the opening.
The reinforcing member described above is preferably formed so as to correspond to an opening serving as a communication port with the throttle body. When a throttle made of aluminum or the like is placed on a plastic surge tank, the throttle valve may be damaged if vibration occurs due to insufficient rigidity of the surge tank, but the rigidity of the wall to which this throttle is attached is reduced. Such damage can be prevented beforehand by raising the vibration and suppressing the vibration. In particular, when the opening described above is formed at the approximate center of the wall surface of the surge tank, a resonance phenomenon in which the vicinity of the opening is the center of vibration tends to occur due to the weight of the throttle, but the rigidity of the wall surface including the opening is reduced. As a result, excessive vibration associated with this resonance phenomenon can be prevented, and damage to the throttle valve and generation of sound can be prevented.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An engine intake device according to an embodiment to which the present invention is applied increases the rigidity of a plastic surge tank by forming plate-like ribs on the wall surface of the surge tank in which an opening communicating with the throttle is formed. There is a feature. Hereinafter, an engine intake device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an intake device for an engine according to an embodiment to which the present invention is applied. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view of the vicinity of the throttle shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the intake device of the present embodiment includes an
[0010]
Each component of the intake device described above is integrated. For example, as shown in FIG. 2,
[0011]
Hereinafter, the configuration of each part of the above-described intake device will be described in detail. The
[0012]
The
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
FIG. 4 is a diagram showing details of a connecting portion between the
[0016]
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the opening 32 of the
[0017]
The intake device of the present embodiment has such a structure, and the operation thereof will be described next. The air taken into the dusty side space of the
[0018]
As described above, in the intake device of the present embodiment, the
[0019]
In particular, when the
[0020]
Further, the plate-
[0021]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the
[0022]
Further, the intake device of the above-described embodiment has been described in the case where the injector for injecting fuel into each cylinder of the
Further, in the above-described embodiment, the intake device in which the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an intake device for an engine according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged view near the throttle shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing details of a connecting portion between a throttle and a surge tank.
5 is an enlarged sectional view taken along line VV in FIG. 4;
6 is an enlarged view of the vicinity of the opening of the surge tank shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記サージタンクのいずれかの壁面には、開口部と、この開口部を横切って前記壁面上に延在する補強部材とが形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。An intake device for an internal combustion engine having a surge tank formed of a resin material,
Wherein the one wall of the surge tank, an opening, an intake system for an internal combustion engine, characterized in that the opening across the reinforcing member extending on the wall surface is formed.
前記補強部材は、前記開口部において空気の流れ方向に沿った板状のリブであることを特徴とする内燃機関の吸気装置。In claim 1,
The intake device for an internal combustion engine, wherein the reinforcing member is a plate-like rib along the air flow direction in the opening.
前記補強部材は、前記開口部において交差した複数のリブによって構成されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。In claim 1 or 2,
The intake device for an internal combustion engine, wherein the reinforcing member is constituted by a plurality of ribs intersecting at the opening.
前記開口部は、スロットルボディとの連絡口であり、前記開口部が形成された前記壁面に前記スロットルボディが取り付けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。In any one of Claims 1-3,
The intake device for an internal combustion engine, wherein the opening is a communication port with a throttle body, and the throttle body is attached to the wall surface on which the opening is formed.
前記開口部は、前記壁面のほぼ中央に形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。In claim 4,
The intake device for an internal combustion engine, wherein the opening is formed at substantially the center of the wall surface.
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