JP6471608B2 - 吸気インレット構造 - Google Patents

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Description

本発明は、吸気を旋回させることにより吸気から異物を除去するプリクリーナを備える吸気インレット構造に関する。
従来、トラックなどの大型車においては、エンジンのインレットダクトが車外に露出して配置されている。また、こうしたエンジンのインレットダクトには、吸気から水などの異物を除去するためのプリクリーナが設けられている（例えば特許文献１参照）。
プリクリーナは、円筒状の外筒部を備えており、この外筒部の内部には、周方向に互いに間隔をおいて設けられた複数枚の羽根を介してノーズコーンが設けられている。エンジンの負圧によって吸気が外筒部の内部に吸入される際に、吸気の流れが羽根によって案内されることにより吸気が旋回される。こうして吸気を旋回させることにより、吸気に含まれる水などの異物が遠心分離によって除去される。
特開２００３―１３８１６号公報
ところで、例えば機関出力が高められたエンジンに対して既存のエンジンのインレットダクトを搭載した場合には、吸気量が増大されることとなり、このことに起因してプリクリーナが振動するなどして異音が発生することとなる。
本発明の目的は、プリクリーナにおける異音の発生を簡易な構成によって抑制することのできる吸気インレット構造を提供することにある。
上記目的を達成するための吸気インレット構造は、筒部と、前記筒部の内部に位置するノーズコーンと、前記ノーズコーンの外周面と前記筒部の内周面との間において周方向に互いに間隔をおいて設けられて吸気を旋回させる複数枚の羽根と、を有するプリクリーナを備え、前記ノーズコーンの内周面には、突片が設けられている。
本願の発明者は、プリクリーナにおいて発生する異音の原因を発見した。すなわち、羽根同士の間を吸気が通過する際に吸気には旋回力が付与される。こうして筒部の内部に吸入された吸気の一部がノーズコーンの内側に流入する。このとき、吸気の流速が大きく変動することによりプリクリーナが振動して異音が発生する。
上記構成によれば、筒部の内部に吸入された吸気が旋回しつつノーズコーンの内側に流入することがノーズコーンの内側に設けられた突片によって抑制される。このため、ノーズコーンの内側において吸気の流速が変動することが抑制され、プリクリーナの振動が抑制される。したがって、プリクリーナにおける異音の発生が抑制される。
本発明によれば、プリクリーナにおける異音の発生を簡易な構成によって抑制することができる。
吸気インレット構造が適用された内燃機関のインレットダクトの一実施形態について、インレットダクトを車両後方から視た図。 図１の２−２線に沿った部分断面図。 同実施形態の一番下に位置するプリクリーナの断面図。 アウタケースを裏側から視た斜視図であって、一番下に位置する外筒部を中心とした斜視図。 変形例におけるインレットダクトの部分断面図。
以下、図１〜図４を参照して、吸気インレット構造を、例えばトラックなどの大型車両に搭載される内燃機関のインレットダクト１０に適用した一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、インレットダクト１０はダクト本体２０を備えている。図２に示すように、このダクト本体２０の側部開口には、インナケース３０及びアウタケース４０が固定されている。ダクト本体２０、インナケース３０、及びアウタケース４０はいずれも硬質樹脂材料によって形成されている。
図２及び図３に示すように、インナケース３０には、複数の内筒部３１が突設されている。すなわち、上下方向に沿って５個の内筒部３１が列設されるとともに、この内筒部３１の列が左右に２列設けられている。したがって、都合１０個の内筒部３１が設けられている。図２に示すように、内筒部３１の上流端は、下側に位置する内筒部３１ほど外側（同図の左側）に位置している。
図２〜図４に示すように、アウタケース４０には、上記内筒部３１に対応する複数の外筒部４１が形成されている。各外筒部４１の内部には、複数枚の羽根４２を介してノーズコーン４３が連結されている。ノーズコーン４３は外筒部４１の軸線方向（以下、単に軸線方向と称する。）の上流側に向けて凸の断面Ｕ字状をなしている。複数枚の羽根４２は、ノーズコーン４３の外周面と外筒部４１の内周面との間において周方向に互いに間隔をおいて設けられている。また、各羽根４２は、外筒部４１の軸線方向に対してそれぞれ傾いている。外筒部４１の下流側の端部は、この外筒部４１に対応する内筒部３１の上流側の端部に外挿されており、外筒部４１の内周面と内筒部３１の外周面との間には全周にわたって隙間が形成されている。また、図４に示すように、外筒部４１の下流側の端部には、水などの異物を排出するための切欠部４４が形成されている。
複数の外筒部４１と複数の内筒部３１とによって複数のプリクリーナＰ１〜Ｐ１０がそれぞれ構成される。
本願の発明者は、プリクリーナＰ１〜Ｐ１０において発生する異音の原因を発見した。すなわち、エンジンの運転中において羽根４２同士の間を吸気が通過する際に吸気には旋回力が付与される。こうして外筒部４１の内部に吸入された吸気の一部がノーズコーン４３の内側に流入する。このとき、吸気の流速が大きく変動することによりプリクリーナＰ１〜Ｐ１０が振動して異音が発生する。特に、複数のプリクリーナＰ１〜Ｐ１０のうちダクト本体２０の下流側に位置するものほど、エンジンの負圧が大きく作用し、吸気が吸われやすい。そのため、ダクト本体２０の下流側に位置するプリクリーナほど、吸気の流速の変動量が大きくなり、異音の音圧レベルが大きくなりやすい。
そこで、本実施形態では、複数のプリクリーナＰ１〜Ｐ１０のうち一番下に位置する２つのプリクリーナＰ９，Ｐ１０のノーズコーン４３の内周面に突片４５を設けることにより、上述した不都合の発生を解消するようにしている。
図３及び図４に示すように、突片４５はノーズコーン４３の中心軸線Ｌから放射状に延びている。突片４５は中心軸線Ｌから４方向に延びている。本実施形態では、突片４５は９０度間隔にて形成されている。また、突片４５はノーズコーン４３の内側において軸線方向の全体にわたって形成されている。更に、突片４５は軸線方向においてノーズコーン４３から離間する側（図３の右側）に突出する突出部４６を有している。この突出部４６は軸線方向においてノーズコーン４３から離間する側に向けて先細とされている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
各プリクリーナＰ１〜Ｐ１０においては、エンジンの負圧によって吸気が外筒部４１の内部に吸入される際に、羽根４２に沿って吸気が流れることにより吸気に旋回力が付与される。こうして吸気を旋回させることにより、吸気に含まれる水などの異物が遠心分離によって除去される。
一番下に位置するプリクリーナＰ９，Ｐ１０においては、ノーズコーン４３の内側への吸気の流入が突片４５によって抑制される。このため、プリクリーナＰ９，Ｐ１０の内部における吸気の流速の変動が抑制され、プリクリーナＰ９，Ｐ１０の振動が抑制される。したがって、プリクリーナＰ９，Ｐ１０における異音の発生が抑制される。
なお、ノーズコーン４３の内部全体を樹脂などにより埋めた場合には、吸気の流速の変動を抑制することができず、異音の発生を抑制することが困難であるが発明者によるシミュレーションにより確認されている。
以上説明した本実施形態に係る吸気インレット構造によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ノーズコーン４３の内周面には、突片４５が設けられている。こうした構成によれば、外筒部４１の内部に吸入された吸気が旋回しつつノーズコーン４３の内側に流入することがノーズコーン４３の内側に設けられた突片４５によって抑制される。このため、ノーズコーン４３の内側において吸気の流速が変動することを抑制することができ、プリクリーナＰ９，Ｐ１０の振動を抑制することができる。したがって、プリクリーナＰ９，Ｐ１０における異音の発生を簡易な構成によって抑制することができる。
（２）突片４５はノーズコーン４３の中心軸線Ｌから放射状に延びている。このため、外筒部４１の内部に吸入された吸気がノーズコーン４３の内側に流入することを放射状に延びる複数の突片４５によって効果的に抑制することができる。
また、ノーズコーン４３の中心軸線Ｌから放射状に延びる突片４５によってノーズコーン４３の剛性を効果的に高めることができる。
（３）突片４５は軸線方向においてノーズコーン４３から離間する側に突出する突出部４６を有している。
こうした構成によれば、ノーズコーン４３の外側においても突片４５の突出部４６により吸気の流れが規制されるため、ノーズコーン４３の内側に吸気が流入することを効果的に抑制することができる。
（４）突片４５の突出部４６は軸線方向においてノーズコーン４３から離間する側に向けて先細とされている。このため、突片４５の突出部４６によってノーズコーン４３の内側への吸気の流入を抑制しつつ、同突出部４６を追加することによって通気抵抗が増大することを適切に抑制することができる。
（５）突片４５は、複数のプリクリーナＰ１〜Ｐ１０のうちダクト本体２０における下流側の部分に接続されたプリクリーナＰ９，Ｐ１０のノーズコーン４３に設けられている。
こうした構成によれば、一番下に位置し、異音の音圧レベルが大きくなりやすいプリクリーナＰ９，Ｐ１０に対して突片４５が設定され、その他のプリクリーナＰ１〜Ｐ８に対しては突片４５が設定されない。このため、突片４５の追加に伴い重量が増加することを適切に抑制することができる。
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・全てのノーズコーン４３の内周面に突片４５を設けることもできる。この場合、図５に示すように、ノーズコーン４３からの突出部４６の突出量Ｄを、下側に位置するプリクリーナほど大きく設定することもできる。こうした構成によれば、ダクト本体２０における下流側の部分に接続されて異音の音圧レベルが大きくなりやすいプリクリーナほど突片４５の突出部４６の突出量Ｄが大きくされるため、異音の発生を抑制しつつ、突片４５の追加に伴い重量が増加することを抑制することができる。
・プリクリーナの数を適宜変更することができる。例えば、プリクリーナをダクト本体２０における上流側及び下流側にそれぞれ１つだけ設けることもできる。また、プリクリーナが１つだけ設けられたものであってもよい。
・突片４５の突出部４６を省略することもできる。
・突片４５がノーズコーンの中心軸線Ｌから３方向や、５方向、６方向に延びるものであってもよい。また、突片４５は１枚の平板であってもよい。
１０…インレットダクト、Ｐ１〜Ｐ１０…プリクリーナ、２０…ダクト本体（集合ダクト）、３０…インナケース、３１…内筒部、４０…アウタケース、４１…外筒部（筒部）、４２…羽根、４４…切欠部、４３…ノーズコーン、４５…突片、４６…突出部。

Claims (4)

  1. 筒部と、
    前記筒部の内部に位置するノーズコーンと、
    前記ノーズコーンの外周面と前記筒部の内周面との間において周方向に互いに間隔をおいて設けられて吸気を旋回させる複数枚の羽根と、を有するプリクリーナを備え、
    前記ノーズコーンの内周面には、突片が設けられており、
    前記突片は、前記ノーズコーンの中心軸線から放射状に延びており、
    前記突片は、前記筒部の軸線方向において前記ノーズコーンから外側に突出する突出部を有している
    吸気インレット構造。
  2. 前記突片の前記突出部は軸線方向において前記ノーズコーンから離間する側に向けて先細とされている、
    請求項１に記載の吸気インレット構造。
  3. 複数の前記プリクリーナの下流側には共通の集合ダクトが接続され、
    前記突片は、複数の前記プリクリーナのうち少なくとも前記集合ダクトにおける下流側の部分に接続された前記プリクリーナの前記ノーズコーンに設けられている、
    請求項１又は請求項２記載の吸気インレット構造。
  4. 複数の前記プリクリーナの下流側には共通の集合ダクトが接続され、
    前記突片は軸線方向において前記ノーズコーンから離間する側に突出する突出部を有しており、
    前記ノーズコーンからの前記突出部の突出量は、前記集合ダクトにおける上流側の部分に接続された前記プリクリーナよりも下流側の部分に接続された前記プリクリーナの方が大きくされている、
    請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の吸気インレット構造。
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