JP4968096B2 - 車両用内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関のエアクリーナへ吸気を導入する吸気ダクトを備える車両用内燃機関の吸気装置に関し、特に、吸気ダクトの配設に好適な車両用内燃機関の吸気装置に関するものである。

従来から、この種の内燃機関吸気系の配設構造として、エンジンルーム内の左側位置にエアクリーナを配置すると共にエアクリーナと連通させて複数の吸気ダクトを車体前方に向けて配置したものが知られている（特許文献１参照）。

これは、エアクリーナの上流側に、共振周波数が異なる少なくとも２本の吸気ダクトを設け、各吸気ダクトは、主音の共振周波数を１とした場合に、所定の比率で表される共振周波数をそれぞれ有するようにして、車輌運転者にとって快適な吸気音を得るようにしている。
特開２００６−２５００２１号公報

ところで、上記従来例のように、エアクリーナより車両前方に向って複数の吸気ダクトを配置するものにおいては、内燃機関本体およびラジエータ等の温度上昇する部位を避けて、その吸入口、ダクト、レゾネータ等を配置することが必要であり、エンジンルーム内のスペース的に制約された領域にレイアウトしなければならず、車両搭載性に課題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エンジンルーム内のスペースを制約することなく複数の吸気ダクトを配置するに好適な車両用内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。

本発明は、ホイールハウスに対してスプラッシュガードにより遮蔽されると共に隔壁によりエンジンルームと区画され且つフェンダパネルにより画成されるフェンダ内空間に、エアクリーナの吸気ダクトの先端を開口させる車両用内燃機関の吸気装置であり、前記吸気ダクトをエアクリーナより車両左右方向外側に延びてフェンダ内空間に開口する短ダクトと、同じくエアクリーナより車両左右方向外側に前記短ダクトに沿って延びてフェンダ内空間に至り、フェンダ内空間において車両後方側に折り返されて車両後方に向かって延び、その先端でフェンダ内空間に開口する長ダクトと、を備える。
そして、前記長ダクトは、フェンダ内空間において、短ダクトの開口する部分から更に車両側方に延びつつ車両後方側に折返し、車両後方に向って延びるＬ字状をなし、後方に至るに連れて車両横方向の幅寸法が狭められると共に車両上下方向の幅寸法が拡大されることを特徴とする。

したがって、本発明では、吸気ダクトをエアクリーナより車両左右方向外側に延びてフェンダ内空間に開口する短ダクトと、同じくエアクリーナより車両左右方向外側に前記短ダクトに沿って延びてフェンダ内空間に至り、フェンダ内空間において車両後方側に折り返されて車両後方に向かって延び、その先端でフェンダ内空間に開口する長ダクトと、を備えるようにしたため、エンジンルーム内のスペースを制約することなく複数の吸気ダクトを配置することができる。また、長さの異なる長短ダクトをフェンダ内空間に無理なく配置することができ、フェンダ内空間のデッドスペースを有効に吸気ダクトスペースとして利用することができる。
しかも、前記長ダクトは、フェンダ内空間において、短ダクトの開口する部分から更に車両側方に延びつつ車両後方側に折返し、車両後方に向って延びるＬ字状をなし、後方に至るに連れて車両横方向の幅寸法が狭められると共に車両上下方向の幅寸法が拡大されるようにしている。このため、前記長ダクトは、ダクトの断面積が先端開口側とエアクリーナ入口側とで一様とでき、気柱振動を促進させて吸気音の低減効果を確保しつつ、制約されたフェンダ内空間に有効にレイアウトすることができる。

以下、本発明の車両用内燃機関の吸気装置の一各実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明を適用した車両用内燃機関の吸気装置の第１実施形態を示し、図１は吸気装置の平面図、図２は吸気装置の側面図、図３は吸気装置の斜視図である。なお、図１では図中下方が、また図２では図中左方が、夫々車両前方である。

図１〜図３において、車両用内燃機関の吸気装置は、内燃機関のシリンダ内に吸入する空気中のダストを取り除くエアクリーナ１と、吸気を各シリンダに分配する図示しない吸気マニホールドと、エアクリーナ１と吸気マニホールドを繋ぐクリーンサイドの図示しないダクトと、エアクリーナ１の上流側に位置するダストサイドの吸気ダクト２から構成されている。前記エアクリーナ１は、クリーンサイドのダクトおよび吸気マニホールドを介して内燃機関本体と連結され、エンジンルームＥＲ内の車両前方側の側方に配置される。

前記ダストサイドの吸気ダクト２は、全体としてＬ字形をなして延びる長ダクト３と、基部側（エアクリーナ１側）の長ダクト３に沿って延びる短ダクト４とから構成され、夫々の基部側が前記エアクリーナ１の側方に接続されている。

前記短ダクト４は、エアクリーナ１から車両側方に向ってストレートに延びてその先端が長ダクト３の上方において開口するよう構成されている。また、長ダクト３は、短ダクト４の開口する部分から更に車両側方に延びつつ車両後方側（図１中上方、図２中右方）に折返し（折返し部７）、車両後方に向って延びるＬ字状をなし、後方に至るに連れて車両横方向の幅寸法が狭められると共に車両上下方向の幅寸法が拡大されることにより、ダクトの断面積が先端開口側とエアクリーナ１入口側とで一様となるよう構成している。

これらの長短ダクト３，４は、図４に示すように、エアクリーナ１に接続される基部側において、上部領域が短ダクト４の下流側に形成されると共に下部領域が長ダクト３の下流側に形成されて樹脂成形により一体となった下流側ダクト形成部５と、下流側ダクト形成部５の先端側に接続されて、夫々短ダクト４の上流側を形成する上部領域と長ダクト３の上流側を形成する下部領域とを樹脂成形により一体とした上流側ダクト形成部６と、から構成されている。

前記長ダクト３の先端開口とエアクリーナ１入口側との略中央の（気柱振動の腹となる）折返し部分７には、車両前方に連なるダクト８が接続されて、ヘルムホルツ型のレゾネータ９が接続・配置されている。このレゾネータ９は、図３に示すように、車両左右方向の幅寸法が、車両前後方向および車両上下方向の幅寸法より小さくなる、即ち、車両左右方向で薄型となるよう構成されている。

前記長ダクト３と短ダクト４とは、図２に示すように、全体として長円形（楕円形でもよい）の断面形状をなす外形を備え、この長円形状の上半分の領域により短ダクト４を形成し、下半分の領域により長ダクト３を形成している。また、前記長円形をなす外径部分は、車両前方側において下方となり車両後方側において上方となるよう傾斜させて配列され、長短ダクト３，４を区画する隔壁１０も車両前方側で下方となり車両後方側において上方となる傾斜状態で配列されている。

前記エアクリーナ１の側方には、車体のエンジンルームＥＲの側壁を構成すると共にフェンダパネル１１と共にホイールハウス１２の上部領域（以下では「フェンダ内空間１３」という）を構成するフードリッジレインフォース１４が車両前後方向に延びて配置され、エアクリーナ１の側方に位置する領域において、ホイールハウス１２の上部領域であるフェンダ内空間１３とエンジンルームＥＲとを連通させる貫通孔１５が設けられている。なお、ホイールハウス１２とフードリッジレインフォース１４・フェンダパネル１１で囲まれるフェンダ内空間１３との間にはスプラシュガード１６（マッドフラップともいう）を配置して、前記フェンダ内空間１３をホイールハウス１２から遮蔽している。これにより、スプラッシュガード１６は、ホイールハウス１２からフェンダ内空間１３を塞ぐようになり、図示しない前輪により跳ね上げられる水・石や泥がスプラッシュガード１６に受け止められ、フェンダ内空間１３内に進入することを防止している。

前記吸気ダクト２の長短ダクト３，４が合体された下流側ダクト形成部５は、エアクリーナ１に基部側が固定された状態で、この貫通孔１５を貫通させて配置され、その先端に上流側ダクト形成部６の下流側を接続して両者を互いに固定することで、一体となった長短ダクト３，４が形成される。

前記短ダクト４の開口端はフードリッジレインフォース１４とフェンダパネル１１とで囲まれたフェンダ内空間１３に開口し、長ダクト３は折返し部分７を介してフェンダ内空間１３内において車両後方に延びて、フェンダ内空間１３の後方側において開口する。また、長ダクト３の中央領域に接続されるレゾネータ９は、フェンダ内空間１３において、車両前方側に配置されることとなる。

以上の構成の車両用内燃機関の吸気装置の作用について以下に説明する。

内燃機関の吸気バルブの開動作に伴い、２本の吸気ダクト２からそれぞれ空気が吸入される。吸入された空気は吸気ダクト２を通ってエアクリーナ１に送られる。エアクリーナ１において異物が除去された空気は、その後、クリーンサイドの図示しないダクトを通って吸気マニホールドに送られる。そして、吸気マニホールドを連通して内燃機関の気筒内に空気が供給される。

上記吸気バルブが開閉動作することにより、吸気装置内で空気の脈動が発生する。この空気の脈動により吸気音が発生する。長短ダクト３，４により夫々得られるエンジン回転数に対する音圧レベル特性を図８に示す。内燃機関の回転数変化に対して、長ダクト３においては、比較的長い管路長を備えるために、図中の破線で示すように、比較的低い周波数領域、即ち、エンジン回転数の比較的低い領域において気柱振動の共振領域を備えて音圧レベルを低減させる特性を備える。また、短ダクト４においては、比較的短い管路長を備えるために、図中の太い実線で示すように、比較的高い周波数領域、即ち、エンジン回転数の比較的高い領域において気柱振動の共振周波数を備えて音圧レベルを低減させる特性を備える。なお、細い実線で示す特性は、比較例としての一本の吸気ダクトにより得られる音圧レベル特性を示すものである。

本実施形態における長短ダクト３，４を備える音圧レベルの周波数（エンジン回転数）特性は、前記長ダクト３により発生する音圧レベルと、短ダクト４により発生する音圧レベルとのいずれか高い側の音圧レベルにより決定される。従って、エンジンの低回転域での吸気音圧レベルは、比較例における音圧レベルと短ダクト４による音圧レベルとの差を示す領域Ａが音圧レベル低減効果として得られる。また、エンジンの高回転領域での吸気音圧レベルは、比較例における音圧レベルと長ダクト３による音圧レベルとの差を示す領域Ｂが音圧レベル低減効果として得られる。

また、本実施形態における車両用内燃機関の吸気装置においては、エアクリーナ１に連通する長短ダクト３，４をフェンダ内空間に配置しているため、エンジンルームＥＲ内のスペースを制約することなく複数の吸気ダクト２を配置することができる。また、スプラッシュガード１６とフェンダパネル１１およびフードリッジレインフォース１４との隙間から水や泥が侵入したとしても、その吸込みを効果的に抑制することができる。

しかも、短ダクト４はエアクリーナ１から車両側方に向って直線的に延びてフェンダ内空間１３に開口される一方、長ダクト３はエアクリーナ１から短ダクト４と共に車両側方に向って直線的に延びると共にフェンダ内空間１３において車両後方側に折返されてフェンダ内空間１３に沿って更に車両後方側に延びるよう配置されているため、長さの異なる長短ダクト３，４をフェンダ内空間１３に無理なく配置することができ、フェンダ内空間１３のデッドスペースを有効に吸気ダクトスペースとして利用することができる。

また、長ダクト３の気柱振動の腹となる折返し部分７に、フェンダ内空間１３の前方に分岐させてヘルムホルツ型のレゾネータ９を配置しているため、フェンダ内空間１３に無理なくレゾネータ９をレイアウトすることができる。

また、エアクリーナ１から車両側方に共に延びる長短ダクト３，４の下流側ダクト形成部５およびそれに連なる上流側ダクト形成部６における短ダクト４と長ダクト３とが、上方に短ダクト４が形成され、下方に長ダクト３が形成されていることにより、フェンダ内空間１３の狭くなっている上方に短ダクト４の開口部を配置でき、フェンダ内空間１３の比較的広くなっている下方に長ダクト３の折返し部７および車両後方への延長部分を配置することができ、フェンダ内空間１３を有効に利用して、長短ダクト３，４を配置することができる。しかも、短ダクト４の開口部が長ダクト３およびレゾネータ９より上方に位置しているため、スプラッシュガード１６とフェンダパネル１１およびフードリッジレインフォース１４との隙間から水や泥が侵入したとしても、その吸込みを効果的に抑制することができる。

しかも、長短ダクト４が並行して配置されているエアクリーナ１から車両側方に共に延びる長短ダクト３，４の下流側ダクト形成部５およびそれに連なる上流側ダクト形成部６における短ダクト４と長ダクト３の合せ目（両者間の隔壁１０）が、車両前方側で下方に位置し車両後方側で上方に位置する傾斜した構成としているため、長ダクト３を折返し部７でその断面積を変化させることなく車両後方への延長部分に繋げることができ、その吸音特性を充分に発揮させることができる。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）ホイールハウス１２に対してスプラッシュガード１６により遮蔽されると共に隔壁としてのフードリッジレインフォース１４によりエンジンルームＥＲと区画され且つフェンダパネル１１により画成されるフェンダ内空間１３に、エアクリーナ１の吸気ダクトの先端を開口させる車両用内燃機関の吸気装置であり、前記吸気ダクト２をエアクリーナ１より車両左右方向外側に延びてフェンダ内空間１３に開口する短ダクト４と、同じくエアクリーナ１より車両左右方向外側に前記短ダクト４に沿って延びてフェンダ内空間１３に至り、フェンダ内空間１３において車両後方側に折り返されて車両後方に向かって延び、その先端でフェンダ内空間１３に開口する長ダクト３と、を備える。このため、エンジンルームＥＲ内のスペースを制約することなく複数の吸気ダクト２を配置することができる。また、長さの異なる長短ダクト３，４をフェンダ内空間１３に無理なく配置することができ、フェンダ内空間１３のデッドスペースを有効に吸気ダクトスペースとして利用することができる。

（イ）長ダクト３は、車両左右方向外側から車両後方側への折り返し部分７に、車両前方からヘルムホルツ型のレゾネータ９が接続されることにより、フェンダ内空間１３に無理なくレゾネータ９をレイアウトすることができる。

（ウ）短ダクト４は、前記長ダクト３のエアクリーナ１に接続される車両左右方向領域において、前記両者を隔壁としてのフードリッジレインフォース１４により区画して一体に形成され、上方に短ダクト４が配置されると共に下方に長ダクト３が配置されていることにより、フェンダ内空間１３の狭くなっている上方に短ダクト４の開口部を配置でき、フェンダ内空間１３の比較的広くなっている下方に長ダクト３の折返し部７および車両後方への延長部分を配置することができ、フェンダ内空間１３を有効に利用して、長短ダクト３，４を配置することができる。しかも、短ダクト４の開口部が長ダクト３およびレゾネータ９より上方に位置しているため、スプラッシュガード１６とフェンダパネル１１およびフードリッジレインフォース１４との隙間から水や泥が侵入したとしても、その吸込みを効果的に抑制することができる。

（エ）長短ダクト３，４を区画する隔壁１０は、車両の前方側において下方となるよう傾斜させて形成されていることにより、長ダクト３を折返し部７でその断面積を変化させることなく車両後方への延長部分に繋げることができ、その吸音特性を充分に発揮させることができる。

本発明の一実施形態を示す車両用内燃機関の吸気装置の平面図。 車両用内燃機関の吸気装置の側面図。 車両用内燃機関の吸気装置の斜視図。 車両用内燃機関の吸気装置の断面図。 車両用内燃機関の吸気装置を車両に搭載した状態を示す平面図。 車両用内燃機関の吸気装置を車両に搭載した状態を示す側面図。 車両用内燃機関の吸気装置を車両に搭載した状態を示す斜視図。 車両用内燃機関の吸気装置のエンジン回転数に対する音圧レベルを示す特性図。

符号の説明

１ エアクリーナ
２ 吸気ダクト
３ 長ダクト
４ 短ダクト
５ 下流側ダクト形成部
６ 上流側ダクト形成部
７ 折り返し部
８ ダクト
９ レゾネータ
１０ 隔壁
１１ フェンダパネル
１２ ホイールハウス
１３ フェンダ内空間
１４ 隔壁としてのフードリッジレインフォース
１５ 貫通穴
１６ スプラッシュガード

Claims (4)

1. ホイールハウスに対してスプラッシュガードにより遮蔽されると共に隔壁によりエンジンルームと区画され且つフェンダパネルにより画成されたフェンダ内空間とエンジンルームとを隔壁に設けた貫通穴により連通させ、エンジンルーム内に配置したエアクリーナに空気を導入する吸気ダクトを前記貫通穴を貫通させて配置し、その先端をフェンダ内空間に開口させる車両用内燃機関の吸気装置において、
   前記吸気ダクトをエアクリーナより車両左右方向外側に延びてフェンダ内空間に開口する短ダクトと、同じくエアクリーナより車両左右方向外側に前記短ダクトに沿って延びてフェンダ内空間に至り、フェンダ内空間において車両後方側に折り返されて車両後方に向かって延び、その先端でフェンダ内空間に開口する長ダクトと、を備え、
   前記長ダクトは、フェンダ内空間において、短ダクトの開口する部分から更に車両側方に延びつつ車両後方側に折返し、車両後方に向って延びるＬ字状をなし、後方に至るに連れて車両横方向の幅寸法が狭められると共に車両上下方向の幅寸法が拡大されることを特徴とする車両用内燃機関の吸気装置。
2. 前記長ダクトは、車両左右方向外側から車両後方側への折り返し部分に、車両前方からヘルムホルツ型のレゾネータが接続されることを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の吸気装置。
3. 前記短ダクトは、前記長ダクトのエアクリーナに接続される車両左右方向領域において、前記両者を隔壁により区画して一体に形成され、上方に短ダクトが配置されると共に下方に長ダクトが配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用内燃機関の吸気装置。
4. 前記長短ダクトを区画する隔壁は、車両の前方側において下方となるよう傾斜させて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用内燃機関の吸気装置。

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