JP7367549B2 - 内燃機関の吸気ダクト - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の吸気ダクトに関する。
従来、雪や埃等の異物を含んだ空気から異物を除去してエアクリーナに導入する吸気ダクトを備えたエンジンの吸気装置が知られている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載される吸気ダクトは、吸気ダクトの底壁に、空気取入口とエアクリーナ側の接続口との間に位置する異物排出口が開口されている。また、吸気ダクトは、吸気ダクトの内部に形成された空気通路に、空気取入口から取り入れた空気を異物排出口に案内する板状のガイド部が設けられている。これにより、空気中に含まれる異物を除去してエアクリーナに供給することができる。
特開2017-13680号公報
このような従来の吸気ダクトにあっては、水深の深い水溜りに車両が侵入して水が空気取入口から吸気ダクト内に侵入すると、吸気負圧によって水がエンジンに吸入されるおそれがある。
水がエンジンに吸入されることを抑制するために、吸気ダクトの上流端よりエンジンルーム側に他の空気取入口を追加すると、通常走行時にエンジンルーム内の温度の高い空気を吸入するおそれがあり、好ましくない。
本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる内燃機関の吸気ダクトを提供することを目的とするものである。
本発明は、下側通路を有する下側ダクト部と、前記下側ダクト部の上部に設けられ、前記下側通路に連通する上側通路を有する上側ダクト部とを備え、車両の前方からエンジンルームに取り入れられた空気を内燃機関に送る内燃機関の吸気ダクトであって、前記下側ダクト部は、車両前方に開口し、前記エンジンルームに取り入れられた空気を前記下側通路に取り入れる上流側空気取入口と、前記上流側空気取入口の下端から後方に延び、前記下側通路から前記エンジンルームに空気を排出する下側排出口が形成された下側底壁と、前記下側底壁の後端から前側斜め上方に延び、前記下側通路から前記エンジンルームに空気を排出する上側排出口が形成された下側後壁と、前記下側通路と前記上側通路とを連通する連通口とを備えており、前記上側ダクト部は、前記下側通路から前記連通口を通して前記上側通路に導入された空気を前記内燃機関に送る空気送出口が形成された上側後壁と、前記上側後壁の下端と前記下側後壁の上端とを連結し、前記下側後壁に上下方向で対向する上側底壁とを有し、前記上側底壁に、前記上側底壁と前記下側後壁によって囲まれる空間から前記上側通路に空気を取り入れる下流側空気取入口が形成されていることを特徴とする。
このように上記の本発明によれば、車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる。
図1は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを備えた車両の正面図である。 図2は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを備えた車両の平面図である。 図3は、図1のIII-III方向矢視断面図である。 図4は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの正面図である。 図5は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの右側面図である。 図6は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトの後面図である。 図7は、図4のVII-VII方向矢視断面図である。 図8は、図4のVIII-VIII方向矢視断面図である。 図9は、図4のIX-IX方向矢視断面図である。
本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気ダクトは、下側通路を有する下側ダクト部と、下側ダクト部の上部に設けられ、下側通路に連通する上側通路を有する上側ダクト部とを備え、車両の前方からエンジンルームに取り入れられた空気を内燃機関に送る内燃機関の吸気ダクトであって、下側ダクト部は、車両前方に開口し、エンジンルームに取り入れられた空気を下側通路に取り入れる上流側空気取入口と、上流側空気取入口の下端から後方に延び、下側通路からエンジンルームに空気を排出する下側排出口が形成された下側底壁と、下側底壁の後端から前側斜め上方に延び、下側通路からエンジンルームに空気を排出する上側排出口が形成された下側後壁と、下側通路と上側通路とを連通する連通口とを備えており、上側ダクト部は、下側通路から連通口を通して上側通路に導入された空気を内燃機関に送る空気送出口が形成された上側後壁と、上側後壁の下端と下側後壁の上端とを連結し、下側後壁に上下方向で対向する上側底壁とを有し、上側底壁に、上側底壁と下側後壁によって囲まれる空間から上側通路に空気を取り入れる下流側空気取入口が形成されている。
これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気ダクトは、車両が水深の深い水溜りを走行する際に、内燃機関に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両の通常走行時に低温の空気を内燃機関に供給できる。
以下、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトについて、図面を用いて説明する。
図1から図9は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気ダクトを示す図である。図1から図9において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の吸気ダクトを基準とし、車両の前後方向を前後方向、車両の左右方向(車両幅方向)を左右方向、車両の上下方向(車両の高さ方向)を上下方向とする。
まず、構成を説明する。
図1から図3において、車両1は、フロントバンパ2を備えており、フロントバンパ2は、車両1の前部に設置されている。図2、図3に示すように、フロントバンパ2の後方にはエンジンルーム3が設置されている。
図1、図3に示すように、フロントバンパ2の上部にはフロントグリル2aが開口している。フロントグリル2aは、フロントバンパ2の前方(すなわち、車両1の外部)とエンジンルーム3とを連通しており、車両1の前方からエンジンルーム3に空気を取り入れる。
図2に示すように、エンジンルーム3には内燃機関としてのエンジン4と吸気装置5が設置されている。吸気装置5は、吸気ダクト6、吸気ホース7、エアクリーナ8および吸気管9を備えている。
図3に示すように、吸気ダクト6は、フロントグリル2aと同じ高さ位置でフロントバンパ2の後方に設置されており、吸気ダクト6にはフロントグリル2aからエンジンルーム3に取り入れられた空気(走行風)が導入される。
図2に示すように、吸気ホース7は、吸気ダクト6から後方に延びており、吸気ダクト6とエアクリーナ8とを接続している。
エアクリーナ8は、エンジン4の上部に設置されており、吸気ダクト6から吸気ホース7に取り入れられた空気を浄化する。吸気管9は、エアクリーナ8によって浄化された空気を図示しない吸気マニホールドを介してエンジン4の図示しない吸気ポートに送り込む。
図4、図5に示すように、吸気ダクト6は、下側ダクト部11と下側ダクト部11の上部に設けられた上側ダクト部12とを有する。
下側ダクト部11は、上流側空気取入口11A、左側壁11B、右側壁11C、後壁11Dおよび底壁11Eを備えており、内部に左側壁11Bと右側壁11Cと後壁11Dと底壁11Eとによって囲まれる下側通路13(図7参照)を有する。
上流側空気取入口11Aは、左側壁11Bの前端と右側壁11Cの前端と後壁11Dの前端と上側ダクト部12の後述する前壁12Aによって囲まれており、車両1の前方に開口している。上流側空気取入口11Aは、エンジンルーム3に取り入れられた空気を下側通路13に取り入れる。
左側壁11Bと右側壁11Cは、車両1の幅方向(以下、車幅方向という)に離れており、上流側空気取入口11Aから後方に延びている。底壁11Eは、左側壁11Bの下端と右側壁11Cの下端に連結されており、左側壁11Bと右側壁11Cに沿って前後方向に延びている。
図4に示すように、底壁11Eには下側排出口11eが形成されており、下側排出口11eは、左側壁11Bから右側壁11Cに亙って車幅方向に開口している。下側排出口11eは、下側通路13に導入された空気や異物(水や塵等を含む)をエンジンルーム3に排出する。
図5、図7に示すように、後壁11Dは、左側壁11B、右側壁11Cおよび底壁11Eの後端11rに連結されており、底壁11Eの後端から前側斜め上方に延びている。
図4、図6に示すように、後壁11Dには中間排出口11mが形成されており、中間排出口11mは、左側壁11B寄りに形成されている。中間排出口11mは、下側通路13からエンジンルーム3に空気や異物(水や塵等を含む)を排出する。
後壁11Dには上側排出口11dが形成されており(図9参照)、上側排出口11dは、下側通路13からエンジンルーム3に空気を排出する。中間排出口11mは、上下方向で下側排出口11eと上側排出口11dの間で開口している。
図4から図6のいずれかに示すように、上側ダクト部12は、前壁12A、左側壁12B、右側壁12C、底壁12D、後壁12Eおよび上壁12Fを備えており、前壁12Aと左側壁12Bと右側壁12Cと底壁12Dと後壁12Eと上壁12Fとによって囲まれる上側通路14(図7参照)を有する。
左側壁12Bは下側ダクト部11の左側壁11Bに連続しており、右側壁12Cは下側ダクト部11の右側壁11Cに連続している。
図7、図9に示すように、下側ダクト部11には連通口15が形成されている。連通口15は、上流側空気取入口11Aの上端、すなわち、前壁12Aの下端12uと後壁11Dの上端11uの間に形成されており、上側通路14と下側通路13とを連通している。
図7に示すように、前壁12Aは、上流側空気取入口11Aから上方に向かって延びた後、斜め後方に延びている。図9に示すように、左側壁12Bは、前壁12Aの左端から後方に延びており、右側壁12Cは、前壁12Aの右端から後方に延びている。
図7に示すように、底壁12Dは、後壁12Eの下端12mと下側ダクト部11の後壁11Dの上端11uと左側壁11Bと右側壁11Cとを連結しており、下側ダクト部11の後壁11Dの上端11uから左側壁12Bと右側壁12Cに沿って後方に水平に延びている。
上壁12Fは、前壁12Aの上端12pと左側壁12Bの上端と右側壁12Cの上端とを連結しており、前壁12Aの上端12pから後方に延びている。
後壁12Eは、左側壁12Bの後端と右側壁12Cの後端と底壁12Dの後端12rと上壁12Fの後端12nとを連結している。
本実施例の上側ダクト部12の底壁12Dは、上側ダクト部12の後壁12Eの下端12mと下側ダクト部11の後壁11Dの上端11uとを連結しており、後壁11Dに上下方向で対向している。
本実施例の後壁11Dは、本発明の下側後壁を構成し、後壁12Eは、本発明の上側後壁を構成する。後壁11Dの上端11uは、本発明の下側後壁の上端を構成し、後壁12Eの下端12mは、本発明の上側後壁の下端を構成する。底壁11Eは、本発明の下側底壁を構成し、底壁12Dは、本発明の上側底壁を構成する。
図6、図7に示すように、上側ダクト部12の後壁12Eには空気送出口12eが形成されている。図7、図8に示すように、後壁12Eには接続部10が設けられており、接続部10には吸気ホース7が接続されている。下側通路13から連通口15を通して上側通路14に導入された空気は、空気送出口12eから吸気ホース7を通してエンジン4に送られる。
図7、図8に示すように、上側ダクト部12の底壁12Dには下流側空気取入口12dが形成されている。下流側空気取入口12dは、上側ダクト部12の底壁12Dと下側ダクト部11の後壁11Dによって囲まれる空間16から上側通路14に空気を取り入れる。
図8に示すように、車両1の平面視で下流側空気取入口12dと上側排出口11dは、車幅方向および前後方向に離れており、重なり合わない。
図2、図8に示すように、上側ダクト部12の下流側空気取入口12dは、上側排出口11dよりもエンジン4から車両1の幅方向に離れた位置に形成されている。
なお、図2では、下流側空気取入口12dと上側排出口11dの位置関係を示しており、図8、図9では、吸気ダクト6とエンジン4の位置関係を示している。但し、実際にはエンジン4は、吸気ダクト6から左斜め後方に離れて設置されている(図2参照)。
図5、図9に示すように、吸気ダクト6には第1の側壁17および第2の側壁18が設けられている。図5、図6、図9に示すように、第1の側壁17は、下側ダクト部11の後壁11Dの車幅方向の左端部(一端部)と上側ダクト部12の底壁12Dの車幅方向の左端部(一端部)とを連結している。
第2の側壁18は、下側ダクト部11の後壁11Dの車幅方向の右端部(他端部)と上側ダクト部12の底壁12Dの車幅方向の右端部(他端部)とを連結している。
図5、図6に示すように、空間16の一部は、下側ダクト部11の後壁11Dと上側ダクト部12の底壁12Dと第1の側壁17と第2の側壁18とによって囲まれている。
図9に示すように、第2の側壁18は、第1の側壁17よりも車幅方向でエンジン4から離れた位置に設置されている。第1の側壁17は、前後方向で第2の側壁18よりも長く形成されており、車幅方向でエンジン4と上側排出口11dの間に設置されている。
次に、作用を説明する。
図3、図7において、矢印Aiは空気の流れを示し、矢印Gは、塵または水等の異物の流れを示す。
本実施例の吸気ダクト6は、下側通路13を有する下側ダクト部11と、下側ダクト部11の上部に設けられ、上側通路14を有する上側ダクト部12を有する。
下側ダクト部11は、車両1の前方に開口し、エンジンルーム3に取り入れられた空気を下側通路13に取り入れる上流側空気取入口11Aと、上流側空気取入口11Aの下端から後方に延び、下側通路13からエンジンルーム3に空気を排出する下側排出口11eが形成された底壁11Eとを有する。
下側ダクト部11は、底壁11Eの後端から前側斜め上方に延び、下側通路13からエンジンルーム3に空気を排出する上側排出口11dが形成された後壁11Dと、上側通路14と下側通路13とを連通する連通口15とを備えている。
上側ダクト部12は、下側通路13から連通口15を通して上側通路14に導入された空気をエンジン4に送る空気送出口12eが形成された後壁12Eと、後壁12Eの下端12mと下側ダクト部11の後壁11Dの上端11uとを連結し、後壁11Dに上下方向で対向する底壁12Dとを有する。
これにより、車両1の前方からフロントグリル2aを通してエンジンルーム3に引き込まれた空気Aiを、上流側空気取入口11Aから下側ダクト部11の下側通路13に取り入れた後、下側通路13から連通口15を通して上側ダクト部12の上側通路14に導入できる。そして、上側通路14に導入された空気Aiを、空気送出口12eから吸気ホース7を通してエンジン4に送り込むことができる。
また、空気に水や塵等の異物Gが含まれている場合には、異物Gを下側排出口11eと中間排出口11mを通して下側通路13の外部のエンジンルーム3に排出できる。このため、異物Gがエンジン4に送り込まれることを防止してエンジン4の性能が低下することを防止できる。
また、後壁11Dは、底壁11Eの後端から前側斜め上方に延びている。これにより、上流側空気取入口11Aから下側通路13に取り入れられた異物Gを、後壁11Dに沿って下側排出口11eに案内でき、下側排出口11eからエンジンルーム3に円滑に排出できる。
一方、図3に示すように、車両1が水深の深い水溜り(水位W)を走行し、車両1のフロントバンパ2によって掻き上げられる水がフロントグリル2aからエンジンルーム3に侵入し、この水が吸気ダクト6に侵入するおそれがある。
そして、吸気ダクト6に水が侵入し、水位Wが下側排出口11e、中間排出口11mおよび上側排出口11dよりも高くなると、エンジン4の吸入負圧によって水がエンジン4に吸入され、エンジン4の性能が低下するおそれがある。
本実施例の吸気ダクト6によれば、上側ダクト部12の底壁12Dに、底壁12Dと下側ダクト部11の後壁11Dによって囲まれる空間16から上側通路14に空気を取り入れる下流側空気取入口12dが形成されている。
これにより、車両1が水深の深い水溜り(水位W)を走行する際、水が直接上流側空気取入口11Aから下側通路13に侵入しても、下流側空気取入口12dから上側通路14に取り入れられた空気Aiをエンジン4に供給して上側ダクト部12内の負圧が増加することを抑制できる。このため、下側通路13に侵入した水Gを下側排出口11eからエンジンルーム3に排出できる。
したがって、下側通路13に侵入した水が吸気負圧によってエンジン4に吸入されることを防止でき、エンジン4の性能が低下することが防止できる。
中間排出口11mは、上下方向で下側排出口11eと上側排出口11dの間に形成されており、下側排出口11eよりも水位が高く、中間排出口11mよりも水位が低い道路を車両1が走行する場合には、中間排出口11mから水が排出される。
これにより、下側通路13に侵入した水Gを下側排出口11eからエンジンルーム3に排出できる。このため、下側通路13に侵入した水が吸気負圧によってエンジン4に吸入されることを防止でき、エンジン4の性能が低下することが防止できる。
一方、上流側空気取入口11Aに水が侵入するおそれがない通常走行時には、上流側空気取入口11Aと下流側空気取入口12dの両方から取り入れた空気Aiをエンジン4に送り込むことができる。
本実施例の吸気ダクト6によれば、上側排出口11dが下側ダクト部11の後壁11Dに形成されているので、上側排出口11dを空間16に開口させることができる。このため、車両1の前方から上流側空気取入口11Aを通して下側通路13に取り入れられた低温の空気Ai(走行風)を上側排出口11dから空間16に排出することができる。
このため、通常走行時に、エンジンルーム3内においてエンジン4の熱の影響を受けた高温の空気を上側排出口11dから空間16に排出された低温の空気で冷却することができ、高温の空気が下流側空気取入口12dを通して上側通路14に吸入されることを抑制しつつ、下流側空気取入口12dを通して低温の空気を上側通路14に取り入れることができる。
このように本実施例の吸気ダクト6は、車両1が水深の深い水溜りを走行する際に、エンジン4に水が吸入されることを防止でき、かつ、車両1の通常走行時に低温の空気をエンジン4に供給できる。この結果、エンジン4の燃費と出力が低下することを防止でき、エンジン4の性能が低下することを防止できる。
また、本実施例の吸気ダクト6によれば、下流側空気取入口12dは、上側排出口11dよりも車幅方向でエンジン4から離れた位置に形成されている。
これにより、下流側空気取入口12dをエンジン4から離すことができるとともに、車幅方向で上側排出口11dをエンジン4と下流側空気取入口12dの間に設けることができる。このため、エンジンルーム3内の高温の空気Aiが下流側空気取入口12dに吸入されることを抑制できる。
したがって、車両1の通常走行時に低温の空気をエンジン4に確実に供給でき、エンジン4の燃費と出力が低下することをより効果的に防止できる。この結果、エンジン4の性能が低下することをより効果的に防止できる。
また、本実施例の吸気ダクト6は、下側ダクト部11の後壁11Dの車幅方向の左端部と上側ダクト部12の底壁12Dの車幅方向の左端部とを連結する第1の側壁17と、下側ダクト部11の後壁11Dの車幅方向の右端部と上側ダクト部12の底壁12Dの車幅方向の右端部とを連結する第2の側壁18とを有する。
これに加えて、空間16の一部は、下側ダクト部11の後壁11Dと上側ダクト部12の底壁12Dと第1の側壁17と第2の側壁18とによって囲まれている。
これにより、空間16を第1の側壁17と第2の側壁18によって囲むことができ、エンジンルーム3内の高温の空気が下流側空気取入口12dに吸入されることを抑制できる。このため、エンジン4の性能が低下することをより効果的に防止できる。
また、本実施例の吸気ダクト6によれば、第2の側壁18は、第1の側壁17よりもエンジン4から離れた位置に設置されており、第1の側壁17は、第2の側壁18よりも長く形成されている。
これにより、下流側空気取入口12dよりもエンジン4側に設置される第1の側壁17によってエンジンルーム3内の高温の空気Aiが下流側空気取入口12dに吸入されることを抑制できる(図6、図9参照)。すなわち、第1の側壁17を遮熱壁として利用できる。このため、エンジン4の性能が低下することをより効果的に防止できる。
また、本実施例の吸気ダクト6によれば、図8に示すように、車両1の平面視で下流側空気取入口12dと上側排出口11dが車幅方向および前後方向に離れているので、上側排出口11dから空間16に異物Gが排出された場合でも、空間16に排出された異物Gが下流側空気取入口12dから上側通路14に侵入することを抑制できる。
なお、本実施例の吸気ダクト6において、第2の側壁18の前後方向の長さを第1の側壁17の前後方向の長さと同じにし、空間16を下側ダクト部11の後壁11Dと上側ダクト部12の底壁12Dと第1の側壁17と第2の側壁18とによって囲んでもよい。
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
1...車両、3...エンジンルーム、4...エンジン(内燃機関)、6...吸気ダクト、11...下側ダクト部、11A...上流側空気取入口、11D...後壁(下側後壁)、11E...底壁(下側底壁)、11d...上側排出口、11e...下側排出口、11r...後端(下側ダクト部の底壁の後端)、11u...上端(下側後壁の上端)、12...上側ダクト部、12d...下流側空気取入口、12D...底壁(上側底壁)、12E...後壁(上側後壁)、12e...空気送出口、12m...下端(上側後壁の下端)、13...下側通路、14...上側通路、15...連通口、16...空間、17...第1の側壁、18...第2の側壁

Claims (4)

  1. 下側通路を有する下側ダクト部と、前記下側ダクト部の上部に設けられ、前記下側通路に連通する上側通路を有する上側ダクト部とを備え、車両の前方からエンジンルームに取り入れられた空気を内燃機関に送る内燃機関の吸気ダクトであって、
    前記下側ダクト部は、車両前方に開口し、前記エンジンルームに取り入れられた空気を前記下側通路に取り入れる上流側空気取入口と、前記上流側空気取入口の下端から後方に延び、前記下側通路から前記エンジンルームに空気を排出する下側排出口が形成された下側底壁と、前記下側底壁の後端から前側斜め上方に延び、前記下側通路から前記エンジンルームに空気を排出する上側排出口が形成された下側後壁と、前記下側通路と前記上側通路とを連通する連通口とを備えており、
    前記上側ダクト部は、前記下側通路から前記連通口を通して前記上側通路に導入された空気を前記内燃機関に送る空気送出口が形成された上側後壁と、前記上側後壁の下端と前記下側後壁の上端とを連結し、前記下側後壁に上下方向で対向する上側底壁とを有し、
    前記上側底壁に、前記上側底壁と前記下側後壁によって囲まれる空間から前記上側通路に空気を取り入れる下流側空気取入口が形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気ダクト。
  2. 前記下流側空気取入口は、前記上側排出口よりも前記内燃機関から離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気ダクト。
  3. 前記下側後壁の車両の幅方向の一端部と前記上側底壁の車両の幅方向の一端部とを連結する第1の側壁と、前記下側後壁の車両の幅方向の他端部と前記上側底壁の車両の幅方向の他端部とを連結する第2の側壁とを有し、
    前記空間の少なくとも一部は、前記下側後壁と前記上側底壁と前記第1の側壁と前記第2の側壁とによって囲まれていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の吸気ダクト。
  4. 前記第2の側壁は、前記第1の側壁よりも前記内燃機関から離れた位置に設置されており、
    前記第1の側壁は、前記第2の側壁よりも長く形成されていることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の吸気ダクト。
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