JP6413782B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

この発明はエンジンの吸気装置に係り、特に、異物を排除しながら低温の外気をエンジンに取り入れることが可能なエンジンの吸気装置に関する。

車両のエンジンルームに配置したエンジンの吸気装置は、本体部に外気取入口と外気取出口とを有する外気取入ダクトをエンジンルームの前部に配置し、外気取入ダクトの外気取入口から取り入れた外気を外気取出口に接続した吸気配管によりエンジンに導入する。
エンジンに外気を送る外気取入ダクトは、外気取入口を車両前方に向けて配置することで、走行時に外気を取り入れることはできるが、エンジンの前部に排気装置を配置している場合、停車中のアイドリング時に排気装置で加熱された外気を取り入れる問題や、雨天時には水滴を吸い込むといった問題があった。

そこで、従来のエンジンの吸気装置には、特許文献１に、外気取入ダクトとエアクリーナとの間の吸気配管に屈曲部を設け、吸気配管の屈曲部をエンジンの側方に配置し、屈曲部にエンジン側方に向けた開放部を設け、走行時には外気取入口から吸い込んだ水分などの異物を開放部において吐き出させてエンジンに流れ込むのを防止し、また、停車時にはエンジン側方の開放部から比較的温度の低い空気をエンジンに取り込むことができる吸気装置が開示されている。

特開２０１１−７４７６２号公報

しかしながら、上記特許文献１のようなエンジンの吸気装置では、開放部からエンジンルーム内の加熱された空気を吸気することが懸念される。そのため、エンジンルーム内の空気温度が高くなりやすいアンダーカバー装着車やグリル開口が極端に少ない車両では、吸気温度低減効果が低くなる。特に、極低速時やアイドリング時においては、その効果は極めて低いという問題があった。

この発明は、吸入する外気中の異物を分離しつつ、低温の外気をエンジンに取り入れることが可能なエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

この発明は、車両前部のエンジンルーム内に配置されるエンジンと、エンジンの前部に配置される排気装置と、エンジンに外気を導入する吸気配管と、エンジンルームの前部に配置される箱状の本体部と、本体部に外気を取り入れる外気取入口と、本体部から吸気配管に外気を送出する外気取出口と、を有する外気取入ダクトと、を備え、外気取入口を前記本体部の前部かつ排気装置の前方側に配置し、外気取出口を本体部の後部かつ車両幅方向で外気取入口とは離れた位置に配置したエンジンの吸気装置において、外気取入口を本体部の前壁とこの前壁の端部から車両後方へ延びる側壁とに亘って開口させ、その上下両端が本体部の内面に連結され、且つその前面が車両幅方向で本体部の内側から外側に向かうにつれて本体部の後壁に近づくように傾斜したガイド壁を、外気取入口の車両前側縁部の後方でありかつ外気取入口の車両幅方向の端部より本体部の内側に配置したことを特徴とする。

この発明は、車両前方から外気取入ダクトの外気取入口に流入する外気をガイド壁の前面に沿って排気装置側へ流し、異物が外気取入口に流入することを防止し、かつ排気装置で温められた空気が外気取入口に流入することを防止できる。
また、この発明は、ガイド壁から後方に流れる外気をガイド壁の後方に配置される本体部の後壁によって捕捉し、本体部内に導入することができる。
よって、この発明は、吸入空気中の異物を分離しつつ、低温の外気をエンジンに取り入れることができる。

図１は吸気装置を備えたエンジンの平面図である。（実施例） 図２は吸気装置を備えたエンジンの正面図である。（実施例） 図３は吸気装置を備えたエンジンの側面図である。（実施例） 図４は外気取入ダクトの斜視図である。（実施例） 図５は前壁を切除した外気取入ダクトの斜視図である。（実施例） 図６は外気取入ダクトの平面図である。（実施例） 図７は外気取入ダクトの正面図である。（実施例） 図８は外気取入ダクトの側面図である。（実施例） 図９は図８のＡ−Ａ線による外気取入ダクトの断面図である。（実施例） 図１０は図８のＢ−Ｂ線による外気取入ダクトの断面図である。（実施例）

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図１０は、この発明の実施例を示すものである。図１〜図３において、車両１は、前部にエンジンルーム２を備えている。エンジンルーム２は、車両前後方向後側のダッシュパネル３と、車両幅方向両側の右フェンダパネル４及び左フェンダパネル５と、車両前後方向前側のフロントメンバ６、フロントバンパ７、グリル８、シュラウドパネル９と、により囲まれる。フロントメンバ６は、車両１の幅方向に延びるように配置される。フロントメンバ６の前側には、フロントバンパ７が配置される。フロントバンパ７の上部には、グリル８が配置される。グリル８の上部には、シュラウドパネル９が配置される。
エンジンルーム２には、エンジン１０を横置きに配置している。エンジン１０の車両幅方向左側には、変速機１１を連結している。エンジン１０の左側前方及び変速機１１の前方であって、フロントメンバ６の後側には、ラジエータ１２を配置している。エンジン１０は、前部に排気装置１３を配置している。排気装置１３は、エンジン１０の前部かつ上部に排気マニホルド１４を接続している。排気マニホルド１４には、触媒コンバータ１５を接続している。触媒コンバータ１５には、排気を車両後方に導く排気管１６を接続している。ラジエータ１２は、正面視においても、車両幅方向右側の部分がエンジン１０の排気装置１３に重なるように、車両幅方向左側に寄せてフロントメンバ６の後側に配置している。

エンジン１０は、後部に吸気装置１７を配置している。吸気装置１７は、エンジン１０に外気を導入する吸気配管１８を備える。吸気配管１８は、上流側を外気取入ダクト１９に接続し、中間部にエアクリーナ２０を介装し、下流側をスロットルボディを介して吸気マニホルドに接続している。外気取入ダクト１９は、エンジンルーム２の前部に配置される。エアクリーナ２０は、エンジン１０の上部後端から後方に突出するように配置される。吸気マニホルドは、エンジン１０の後部かつ上部に接続される。
外気取入ダクト１９は、エンジンルーム２の前部に配置される箱状の本体部２１と、本体部２１に外気を取り入れる外気取入口２２と、本体部２１から吸気配管１８に外気を送出する外気取出口２３と、を有する。外気取入口２２は、本体部２１の前部かつ車両幅方向左側で、排気装置１３の前方側に配置される。外気取出口２３は、本体部２１の後部かつ車両幅方向右側で、車両幅方向において外気取入口２２とは離れた位置に配置される。

本体部２１は、図４〜図１０に示すように、前壁２４と後壁２５と上壁２６と下壁２７と右壁２８と左壁２９とによって略四角箱形状に形成される。本体部２１は、図４・図５に示すように、上壁２６に上側取付部３０を設け、下壁２７に下側取付部３１を設けている。本体部２１は、図３に示すように、フロントメンバ６とシュラウドパネル９との間に配置され、上側取付部３０をシュラウドパネル９に取り付け、下側取付部３１をフロントメンバ６に取り付けられる。これにより、外気取入ダクト１９は、図１〜図３に示すように、ラジエータ１２の車両幅方向右側かつ車両前後方向前側であって、ラジエータ１２の車両上下方向上端と同じ高さ位置に配置される。
本体部２１は、正面視で左側上部に車両幅方向左側に突出した突出部３２を有する。突出部３２は、前壁２４の上部から左側に突出した前壁突出部分３３と、後壁２５の上部から左側に突出した後壁突出部分３４と、上壁２６の左端から前壁突出部分３３及び後壁突出部分３４の上端に沿って左側かつ斜め上方に突出した上壁突出部分３５と、左壁２９の中間から前壁突出部分３３及び後壁突出部分３４の下端に沿って左側に突出した下壁突出部分３６と、下壁突出部分３６の左端から前壁突出部分３３及び後壁突出部分３４の左端に沿って上方に延びる左壁突出部分３７とによって、上部が傾斜した略四角箱形状に形成される。
外気取入口２２は、図６〜図８に示すように、本体部２１の突出部３２を形成する前壁突出部分３３の左側上部と、前壁突出部分３３の左側端部から車両後方へ延びる左壁突出部分３７の上部とに亘って、車両１の前方かつ左方に向けて開口される。外気取入口２２は、上部に上壁突出部分３５に連続する水平な取入口上壁３８を備え、下部に左壁突出部分３７に連続する水平な取入口下壁３９を備える。また、外気取出口２３は、本体部２１の後壁２５の右側上部に外気取入口２２と同じ高さ位置に配置され、後方に向けて開口される。外気取出口２３には、吸気配管１８の上流側が接続される。
本体部２１は、外気取入口２２内に四角板形状のガイド壁４０を配置している。ガイド壁４０は、その上下両端が本体部２１の突出部３２を形成する取入口上壁３８の内面４１及び取入口下壁３９の内面４２に下端よりも上端が後方に位置するように傾斜して連結され、且つ、その前面が車両幅方向で本体部２１の突出部３２の内側（右側）から外側（左側）に向かうにつれて突出部３２の後壁突出部分３４の内面４３に近づくように左向きに傾斜して連結される。ガイド壁４０は、外気取入口２２の車両前側縁部４４の後方であり、かつ外気取入口２２の車両幅方向左側の端部４５よりも突出部３２の内側に配置される。外気取入口２２は、ガイド壁４０を挟んで、前壁突出部分３３側の前側外気取入口部２２ａと、後壁突出部分３４側の後側外気取入口部２２ｂと、に区画される。前側外気取入口部２２ａと後側外気取入口部２２ｂとは、後述する外気通路４６に合流する。

このように、エンジン１０の吸気装置１７は、車両前方から外気取入ダクト１９の外気取入口２２に流入する外気を突出部３２の外側に向かい傾斜するガイド壁４０の前面に沿って排気装置１３側へ流すことで、異物が外気取入口２２から本体部２１内に流入することを防止し、かつ排気装置１３で温められた空気が外気取入口２２に流入することを防止できる。
また、エンジン１０の吸気装置１７は、ガイド壁４０から後方に流れる外気をガイド壁４０の後方に配置される突出部３２の後壁突出部分３４によって捕捉し、本体部２１内に導入することができる。
よって、エンジン１０の吸気装置１７は、吸入空気中の異物を分離しつつ、低温の外気をエンジン１０に取り入れることができる。

吸気装置１７は、図５・図９・図１０に示すように、外気取入ダクト１９の本体部２１に、外気取入口２２から導入された空気が外気取出口２３へ向かう際に通過する外気通路部４６と、外気通路部４６より下方に膨出する中空の膨出部４７と、を設けている。外気通路部４６は、本体部２１の上方に、外気取入口２２及び外気取出口２３と略同じ高さ位置に配置される。外気通路部４６は、内部に外気通路４８を備える。膨出部４７は、本体部２１の下方に、外気通路部４６と上下で重なるように配置される。膨出部４７は、内部に膨出空間４９を備える。膨出部４７の底部を形成する下壁２７には、外気取入ダクト１９の外側へ異物を排出するための排出口５０を少なくとも１つ設けている。この実施例では、排出口５０を４つ設けている。
このように、吸気装置１７は、本体部２１に外気通路部４６と膨出部４７とを設け、膨出部４７の底部となる下壁２７に排出口５０を設けた構造により、冠水路走行時などにガイド壁４０で分離しきれなかった水が外気取入口２２から外気取入ダクト１９内に入り込んだ場合に、水を膨出部４７の内側に一時的に溜めて、排出口５０より排出することができる。
また、吸気装置１７は、膨出部４７の底部に排出口５０を設けた場合、膨出部を備えていない外気取入ダクトの底部に排出口を設けた場合と比べ、排出口５０から外気取入ダクト１９の外側に排出される水の排出速度を大きくすることができるため、十分な異物排出効果を保ちつつ、排出口５０を比較的小さく形成することができる。
さらに、吸気装置１７は、膨出部４７をレゾネータとして使用することができ、レゾネータを別部品として設ける必要がなく、部品点数の削減ができる。

吸気装置１７は、外気取入ダクト１９の本体部２１に隔壁５１を設けている。隔壁５１は、本体部２１の車両幅方向で外気取入口２２が設けられた左壁突出部分３７とは反対側の右壁２８の内面５２から、外気取入口２２側へ向けて突出するように設けている。隔壁５１は、外気通路部４６の外気通路４８と膨出部４７の膨出空間４９とを区画する。
このように、吸気装置１７は、本体部２１の右壁２８の内面５２から外気取入口２２側へ向けて突出する隔壁５１を設け、外気通路部４６の外気通路４８と膨出部４７の膨出空間４９とを区画する構造により、膨出空間４９に一時的に溜まった水が、吸気負圧により外気取出口２３から吸気配管１８内に入り込むことを防止できる。
また、吸気装置１７は、膨出部４７の膨出空間４９に入り込んだ空気が気流を発生することを防止できるため、吸気圧力の損失を抑制できる。

吸気装置１７は、隔壁５１の先端部を外気通路４８の下側に位置する膨出空間４９に向かって湾曲する湾曲部５３を形成し、ベルマウス構造にしている。
このように、吸気装置１７は、隔壁５１の先端部に下側に湾曲する湾曲部５３を形成してベルマウス構造としたことにより、膨出部４７の膨出空間４９に一時的に溜まった水が、吸気負圧により吸気配管１８内に入り込むことをより効果的に防止できる。
また、吸気装置１７は、膨出空間４９に入り込んだ空気が気流を発生することをより効果的に防止でき、吸気圧力の損失をより効果的に防止できる。

この発明は、吸入空気中の異物を分離しつつ、低温の外気をエンジンに取り入れることができるものであり、エンジンルーム内において外気を導入する機器（例えば、燃料電池システムの空気取入装置）についても、利用することが可能である。

１ 車両
２ エンジンルーム
６ フロントメンバ
９ シュラウドパネル
１０ エンジン
１１ 変速機
１２ ラジエータ
１３ 排気装置
１７ 吸気装置
１８ 吸気配管
１９ 外気取入ダクト
２０ エアクリーナ
２１ 本体部
２２ 外気取入口
２３ 外気取出口
２４ 前壁
２５ 後壁
２６ 上壁
２７ 下壁
２８ 右壁
２９ 左壁
３２ 突出部
４０ ガイド壁
４６ 外気通路部
４７ 膨出部
４８ 外気通路
４９ 膨出空間
５０ 排出口
５１ 隔壁
５３ 湾曲部

Claims (4)

1. 車両前部のエンジンルーム内に配置されるエンジンと、前記エンジンの前部に配置される排気装置と、前記エンジンに外気を導入する吸気配管と、前記エンジンルームの前部に配置される箱状の本体部と、前記本体部に外気を取り入れる外気取入口と、前記本体部から前記吸気配管に外気を送出する外気取出口と、を有する外気取入ダクトと、を備え、前記外気取入口を前記本体部の前部かつ前記排気装置の前方側に配置し、前記外気取出口を前記本体部の後部かつ車両幅方向で前記外気取入口とは離れた位置に配置したエンジンの吸気装置において、前記外気取入口を前記本体部の前壁とこの前壁の端部から車両後方へ延びる側壁とに亘って開口させ、その上下両端が前記本体部の内面に連結され、且つその前面が車両幅方向で前記本体部の内側から外側に向かうにつれて前記本体部の後壁に近づくように傾斜したガイド壁を、前記外気取入口の車両前側縁部の後方でありかつ前記外気取入口の車両幅方向の端部より前記本体部の内側に配置したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 前記本体部に、前記外気取入口から導入された空気が前記外気取出口へ向かう際に通過する外気通路部と、外気通路部より下方に膨出する中空の膨出部と、を設け、前記膨出部の底部に前記外気取入ダクトの外側へ異物を排出するための排出口を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
3. 前記本体部に、前記本体部の車両幅方向で前記外気取入口とは反対側の側壁の内面から前記外気取入口側へ向けて突出し、前記外気通路部の外気通路と前記膨出部の膨出空間とを区画する隔壁を設けたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気装置。
4. 前記隔壁の先端部を下側に向かって湾曲するベルマウス構造にしたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの吸気装置。

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