JP7415773B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

車両に搭載される内燃機関の吸気装置として、特許文献１に記載されるものが知られている。特許文献１に記載される吸気装置は、エンジンの前側の上方にエアクリーナが設置されており、エアクリーナの一側面には吸気ダクトの下流端部が連結されている。

エアクリーナの一側面にはレゾネータが取付けられており、レゾネータは、エアクリーナの一側面から前方に向かって延び、吸気ダクトの途中に連結されている。

特開２０１５－４７８９２号公報

ところで、近時の四輪自動車にあっては、フロントバンパの開口面積を低減してエンジンルームに取り入れられる空気量を最小限にすることにより、空気抵抗を低減している。

しかしながら、エンジンルームに取り入れられる空気量を最小限にすると、エンジンルームの内部の温度が上昇し、吸気装置を流れる吸入空気の温度が上昇する。

従来の吸気装置では、フロントバンパの開口面積を低減した場合に吸気装置を流れる吸入空気の温度を低下させることが考慮されていないので、エンジンに導入される吸入空気の密度が低くなって内燃機関の充填効率が低下し、内燃機関の出力性能と燃費が悪化するおそれがある。

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、エンジンルームに空気を取り入れるための開口面積が低減された場合であっても、吸気温度を下げて内燃機関の充填効率を向上でき、内燃機関の出力性能と燃費を向上できる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、気筒列が車幅方向に延びる内燃機関の上方に設置され、上流端部に設けられた吸気口から空気を吸い込む吸気ダクトと、前記内燃機関の上方に設置され、前記吸気ダクトから導入される吸入空気を浄化するエアクリーナと、連通部によって前記吸気ダクトに連通する容積部を有し、前記容積部が前記エアクリーナの近傍に設置されるレゾネータと、前記レゾネータの後方に位置するように前記内燃機関の後方に設置され、前記エアクリーナによって浄化された吸入空気が導入される吸気マニホールドとを備え、前記容積部は、前記内燃機関の気筒列方向に延びる前壁部を有し、前記容積部は、前記前壁部が前記エアクリーナの前端よりも後方で、かつ、前記エアクリーナの後端より前方に位置するように前記エアクリーナと前記気筒列方向で並ぶように設置されており、前記前壁部は、前記エアクリーナから離れる一端部が、前記エアクリーナに近づく他端部よりも車両の前方に突出し、かつ前記一端部から前記他端部に向かうにつれて車両後側および前記エアクリーナ側に向かうように湾曲し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、エンジンルームに空気を取り入れるための開口面積が低減された場合であっても、吸気温度を下げて内燃機関の充填効率を向上でき、内燃機関の出力性能と燃費を向上できる。

図１は、本発明の一実施例に係る吸気装置を備えた内燃機関の正面図である。 図２は、本発明の一実施例に係る吸気装置を備えた内燃機関を右斜め前方から見た図である。 図３は、本発明の一実施例に係る吸気装置を備えた内燃機関の右側面図である。 図４は、本発明の一実施例に係る吸気装置を備えた内燃機関の平面図である。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気装置は、気筒列が車幅方向に延びる内燃機関の上方に設置され、上流端部に設けられた吸気口から空気を吸い込む吸気ダクトと、内燃機関の上方に設置され、吸気ダクトから導入される吸入空気を浄化するエアクリーナと、連通部によって吸気ダクトに連通する容積部を有し、容積部がエアクリーナの近傍に設置されるレゾネータと、レゾネータの後方に位置するように内燃機関の後方に設置され、エアクリーナによって浄化された吸入空気が導入される吸気マニホールドとを備え、容積部は、内燃機関の気筒列方向に延びる前壁部を有し、前壁部は、エアクリーナから離れる一端部が、エアクリーナに近づく他端部よりも車両の前方に突出している。

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装置は、エンジンルームに空気を取り入れるための開口面積が低減された場合であっても、吸気温度を下げて内燃機関の充填効率を向上でき、内燃機関の出力性能と燃費を向上できる。

以下、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置について、図面を用いて説明する。
図１から図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置を示す図である。図１から図４において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の内燃機関を基準とし、車両の前後方向を前後方向、車両の左右方向（車両の幅方向）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において、車両１のエンジンルーム１Ａには内燃機関としてのエンジン２が設置されている。図３に示すように、エンジンルーム１Ａは、ダッシュパネル１Ｂ（図３参照）によって図示しない車室と仕切られており、上部がフロントフード１Ｃによって覆われている。

エンジンルーム１Ａの前部は、フロントバンパ１Ｄによって閉じられており、エンジンルーム１Ａにはフロントバンパ１Ｄに形成された図示しないフロントグリル等の開口部を通して走行風が取り入れられる。

図１から図３に示すように、エンジン２は、シリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に設けられたシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上部に設けられたシリンダヘッドカバー５と、シリンダブロック３とシリンダヘッド４の右側面に取付られたチェーンカバー６とを備えている。

シリンダブロック３には図示しない複数の気筒が設けられており、気筒は、車両１の幅方向（以下、車幅方向という）に並んで設置されている。なお、気筒の配列方向（左右方向）を気筒列方向Ｌという。本実施例のエンジン２は、横置きエンジンである。

気筒にはそれぞれ図示しないピストンが収容されており、ピストンは、図示しないコネクティングロッドを介して図示しないクランク軸に連結されている。ピストンは、気筒内で往復運動することにより、コネクティングロッドを介してクランク軸を回転させる。

シリンダヘッド４には図示しない複数の吸気ポートと複数の排気ポートが形成されている。 吸気ポートは、それぞれ気筒に連通しており、吸入空気を気筒に導入する。図１に示すように、シリンダヘッド４との前部には排気マニホールド４Ａが形成されている。

排気マニホールド４Ａは、排気ポートを通して複数の気筒に連通しており、複数の気筒から排出された排気ガスを集合して排気口４ａから図示しない触媒コンバータに排出する。

チェーンカバー６は、いずれも図示しないクランク軸のクランクスプロケットと吸気カム軸の吸気スプロケットと排気カム軸の排気スプロケットとに巻き掛けられたチェーンを覆っている。

図１、図４に示すように、シリンダヘッドカバー５の上方には吸気装置１０が設置されており、吸気装置１０は、吸気ダクト１１、エアクリーナ１２、レゾネータ１３、エアアウトレットホース１４および吸気マニホールド１５を備えている。

図４に示すように、吸気ダクト１１は、エンジン２の気筒列方向Ｌに延びている。吸気ダクト１１の気筒列方向Ｌの右端部には気筒列方向Ｌの右方（一方）に向かって開口する吸気口１１ａが設けられている（図２、図３参照）。吸気口１１ａは、吸気ダクトの上流端部に設けられている。

エンジン２を車両１の上方から見た場合に、吸気ダクト１１は、吸気口１１ａから後方に湾曲し、湾曲方向の後端から気筒列方向Ｌに延びた後、前方に湾曲するＵ字形状に形成されている。

吸気ダクト１１は、車両１の前方からエンジンルーム１Ａに取り入れられた走行風を吸気口１１ａから取り入れる。具体的には、吸気ダクト１１は、エンジン２の負圧によって外気を吸入する。

吸気ダクト１１にはブラケット２５が取付けられており、吸気ダクト１１は、ブラケット２５によって補強され、湾曲した形状が維持される。本実施例の吸気ダクト１１は、Ｕ字形状に形成されているので、吸気ダクト１１の気筒列方向Ｌの寸法を短縮できる。

なお、吸気ダクト１１は、気筒列方向Ｌに直線状に延びてもよい。すなわち、吸気ダクト１１は、Ｕ字形状であっても直線状であっても、気筒列方向Ｌに延びていればよい。

レゾネータ１３は、連通管部１６と箱状の容積部１７を有する。連通管部１６は、吸気ダクト１１と容積部１７とを連結しており、連通管部１６の内部には吸気ダクト１１と容積部１７とを連通する連通路１６ａが形成されている。

容積部１７は、シリンダヘッドカバー５の上方において吸気ダクト１１の後方でエアクリーナ１２の近傍に設置されている。

レゾネータ１３は、吸気ダクト１１から連通路１６ａを通して容積部１７に吸入空気が導入されることにより、容積部１７によって吸気騒音を低減する。本実施例の連通路１６ａを有する連通管部１６は、本発明の連通部を構成する。

エアクリーナ１２は、シリンダヘッドカバー５の上方に設置されており、吸気ダクト１１および容積部１７と気筒列方向Ｌで並ぶように容積部１７に対して気筒列方向Ｌの一方側である左方側に設置されている。

エアクリーナ１２の気筒列方向Ｌの右側面１２ａの前側には吸気ダクト１１の下流端部１１ｂが連結されており、エアクリーナ１２には吸気ダクト１１から吸入空気が導入される。

エアクリーナ１２の内部には図示しないエアクリーナエレメントが設けられており、吸気ダクト１１からエアクリーナ１２に導入された吸入空気に含まれた塵等の異物は、エアクリーナエレメントによって除去される。

図４に示すように、吸気マニホールド１５は、箱状のサージタンク１８と分岐管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃとを有し、エンジン２の後方に設置されている。

図３に示すように、サージタンク１８の前部は、前後方向でシリンダヘッドカバー５に重なっており、サージタンク１８の後部は、シリンダヘッドカバー５の後方に位置している。サージタンク１８は、気筒列方向Ｌに延びており（図４参照）、容積部１７の前壁部１７Ａよりも後方に設置されている。

図４に示すように、エアアウトレットホース１４は、エアクリーナ１２とサージタンク１８とを連結しており、サージタンク１８には吸気ダクト１１からエアクリーナ１２に導入されて浄化された吸入空気がエアアウトレットホース１４を通して導入される。

分岐管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、サージタンク１８からエンジン２の後部に延びており、延びる方向の下流端部１９ｂがシリンダヘッド４に連結されている。

具体的には、図３に示すように、分岐管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、吸入空気の流れる方向の下流端部がシリンダヘッド４の後部に連結されており（但し、図３は、分岐管１９Ｃのみを図示）、下流端部からシリンダヘッドカバー５の上面５ａよりも上方に突出し、上流端部１９ｕがサージタンク１８に連結されている。

ここで、上流、下流とは吸入空気が流れる方向に対して上流、下流を表す。吸気口１１ａに対して分岐管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ側が下流であり、分岐管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに対して吸気口１１ａ側が上流である。

吸気ダクト１１、レゾネータ１３および吸気マニホールド１５は、前側から後側に向かって吸気ダクト１１、レゾネータ１３および吸気マニホールド１５の順に設置されており、前後方向に並んでいる。

分岐管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの内部には図示しない分岐通路が形成されており、分岐通路は、シリンダヘッド４の吸気ポートにそれぞれ連通されている。

エアアウトレットホース１４からサージタンク１８に導入された吸入空気は、分岐通路から吸気ポートを通して各気筒に分配される。

図４に示すように、エアアウトレットホース１４とサージタンク１８の間にバルブボディ２０が設けられており、バルブボディ２０にはスロットルバルブ２０Ａが収容されている。

スロットルバルブ２０Ａは、エアアウトレットホース１４の通路断面積を可変してエンジン２の気筒に送り込む吸入空気量を調整する。

図１、図２に示すように、吸気装置１０は、ガイド部材２１を備えており、ガイド部材２１は、底壁２２と縦壁２３を有する。

底壁２２は、吸気ダクト１１の吸気口１１ａの下方に位置し、吸気口１１ａよりも前方側で、かつ、吸気口１１ａよりも気筒列方向Ｌの右方側に延びている。

縦壁２３は、底壁２２の気筒列方向Ｌの右端部２２ａから上方に延びており、後部が気筒列方向Ｌで吸気口１１ａに対向している（図４参照）。

ガイド部材２１は、車両１の前方からエンジンルーム１Ａに取付られた走行風を底壁２２と縦壁２３とによって吸気口１１ａやレゾネータ１３に導く。

図１、図２に示すように、容積部１７は、エンジン２の気筒列方向Ｌに延びる前壁部１７Ａを有する。図４に示すように、前壁部１７Ａは、エアクリーナ１２から気筒列方向Ｌに離れる気筒列方向Ｌの右端部１７ａが、気筒列方向Ｌでエアクリーナ１２に近づく気筒列方向Ｌの左端部１７ｂよりも前方に突出している。

具体的には、前壁部１７Ａは、右端部１７ａから左方に向かって後方に湾曲している。容積部１７とエアクリーナ１２とは気筒列方向Ｌに近づくように気筒列方向Ｌに並んでおり、前壁部１７Ａは、エアクリーナ１２の前端１２ｆよりも後方で、かつ、後端１２ｒより前方に位置している。

本実施例の右端部１７ａは、本発明の前壁部の一端部を構成し、左端部１７ｂは、本発明の前壁部の他端部を構成する。

図１に示すように、吸気ダクト１１は、前壁部１７Ａよりも前方に設置され、前壁部１７Ａの下側の部分と前後方向に対向して気筒列方向Ｌに延びており、エンジン２を前方から見た場合に前壁部１７Ａの上側の部分は、前方から目視可能となっている。

次に、本実施例の吸気装置１０の効果を説明する。
本実施例の吸気装置１０は、気筒列が車幅方向に延びるエンジン２のシリンダヘッドカバー５の上方に設置され、上流端部に設けられた吸気口１１ａから空気を吸い込む吸気ダクト１１と、シリンダヘッドカバー５の上方に設置され、吸気ダクト１１から導入される吸入空気を浄化するエアクリーナ１２とを有する。

また、吸気装置１０は、連通路１６ａによって吸気ダクト１１に連通する容積部１７を有し、容積部１７がエアクリーナ１２の近傍に設置されるレゾネータ１３と、レゾネータ１３の後方に位置するようにエンジン２の後方に設置され、エアクリーナ１２によって浄化された吸入空気が導入される吸気マニホールド１５とを備えている。

容積部１７は、エンジン２の気筒列方向Ｌに延びる前壁部１７Ａを有し、前壁部１７Ａは、エアクリーナ１２から離れる右端部１７ａが、エアクリーナ１２に近づく左端部１７ｂよりも前方に突出している。

これにより、図４に示すように、車両１の前方からエンジンルーム１Ａに取り入られた低温の走行風Ｗを、前壁部１７Ａの湾曲面に沿ってエアクリーナ１２側に誘導できる。

このため、エンジンルーム１Ａに走行風Ｗ（空気）を取り入れるためのフロントバンパ１Ｄの開口面積、すなわち、フロントグリル等の開口面積が低減された場合であっても、前壁部１７Ａによってエアクリーナ１２側に誘導された走行風Ｗによってエアクリーナ１２を冷却できる。

したがって、エアクリーナ１２を流れる吸入空気の温度、すなわち、吸気温度を下げてエンジン２の気筒に導入される吸入空気の密度を高くできる。この結果、エンジン２の気筒に導入される吸入空気の充填効率を向上でき、エンジン２の出力性能と燃費を向上できる。

すなわち、本実施例の吸気装置１０は、前壁部１７Ａの右端部１７ａを左端部１７ｂよりも前方に突出させ、前壁部１７Ａの形状をエアクリーナ１２に走行風Ｗを誘導可能な形状にすることにより、エンジンルーム１Ａに取り入れられる空気量を最小限して空気抵抗を低減しつつ、エンジン２の出力性能と燃費の向上を図ることができる。

また、容積部１７とエアクリーナ１２とは気筒列方向Ｌに近づくように気筒列方向Ｌに並んでおり、前壁部１７Ａは、エアクリーナ１２の前端１２ｆよりも後方で、かつ、後端１２ｒより前方に位置している。

これにより、前壁部１７Ａによって誘導される走行風Ｗをエアクリーナ１２の右側面１２ａに確実に当てることができ、走行風Ｗによってエアクリーナ１２を確実に冷却できる。

これに加えて、本実施例の吸気装置１０は、レゾネータ１３の形状を工夫することにより、走行風Ｗをエアクリーナ１２に誘導することができるため、エアガイド等の別部品を吸気装置１０に追加することを不要にできる。このため、吸気装置１０の部品点数が増加することを防止できるとともに、吸気装置１０の製造コストが増大することを防止できる。

また、本実施例の吸気装置１０によれば、吸気ダクト１１は、前壁部１７Ａよりも前方に設置され、前壁部１７Ａの下側の部分と前後方向に対向して気筒列方向Ｌに延びている。

これにより、車両１の前方からエンジンルーム１Ａに取り入られた低温の走行風Ｗによって吸気ダクト１１を冷却でき、吸気ダクト１１を流れる吸入空気の温度を下げることができる。

また、前壁部１７Ａの上側の部位から走行風Ｗをエアクリーナ１２に確実に誘導できる。このため、吸気ダクト１１で冷却されてエアクリーナ１２に導入された吸入空気を、前壁部１７Ａによって誘導された走行風Ｗによって確実に冷却でき、吸気温度をより一層下げることができる。

この結果、エンジン２の気筒に導入される吸入空気の充填効率をより効果的に向上でき、エンジン２の出力性能と燃費をより効果的に向上できる。

また、本実施例の吸気装置１０によれば、吸気ダクト１１の下流端部１１ｂは、エアクリーナ１２の右側面１２ａの前側に連結されている。

これにより、前壁部１７Ａからエアクリーナ１２に誘導された走行風Ｗを、吸気ダクト１１を避けてエアクリーナ１２の右側面１２ａに当てることができる。このため、前壁部１７Ａによって誘導された走行風Ｗによってエアクリーナ１２を確実に冷却でき、吸気温度を確実に下げることができる。

ここで、吸気ダクト１１の下流端部１１ｂがエアクリーナ１２の前面に連結されると、吸気ダクト１１がエアクリーナ１２の前方に突出して吸気装置１０の設置スペースが前後方向に大きくなる。

本実施例の吸気装置１０によれば、吸気ダクト１１の下流端部１１ｂがエアクリーナ１２の右側面１２ａの前側に連結されているで、吸気ダクト１１がエアクリーナ１２の前方に突出して吸気装置１０の設置スペースが前後方向に大きくなることを防止できる。

なお、吸気ダクト１１の下流端部１１ｂは、エアクリーナ１２の右側面１２ａの前側に連結されているものに限るものではない。すなわち、吸気ダクト１１の下流端部１１ｂは、エアクリーナ１２の前側に連結されていれば良いので、エアクリーナ１２の前面に連結されてもよい。

このようにすれば、前壁部１７Ａによって誘導された走行風Ｗをエアクリーナ１２の右側面１２ａの全体に当てることができ、吸気温度をより一層下げることができる。

また、本実施例の吸気装置１０によれば、エアクリーナ１２は、容積部１７と気筒列方向Ｌで並ぶように、容積部１７に対して気筒列方向Ｌの左側に設置されている。

これにより、前壁部１７Ａの上側の部位から走行風Ｗをエアクリーナ１２の上側の部位に誘導できる。

エンジンルーム１Ａの内部は上方が下方よりも温度が高いので、前壁部１７Ａの上側の部位から走行風Ｗをエアクリーナ１２の上側の部位に誘導することにより、下側の部位よりも温度が高いエアクリーナ１２の上側の部位を効果的に冷却できる。

このため、エアクリーナ１２の吸気温度をより効果的に下げることができる。この結果、エンジン２の気筒に導入される吸入空気の充填効率をより効果的に向上でき、エンジン２の出力性能と燃費をより効果的に向上できる。

なお、エアクリーナ１２は、容積部１７と気筒列方向Ｌで並ぶように、容積部１７に対して気筒列方向Ｌの右側に設置されてもよい。

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、２...エンジン（内燃機関）、１０...吸気装置、１１...吸気ダクト、１１ａ...吸気口、１１ｂ...下流端部、１２...エアクリーナ、１３...レゾネータ、１５...吸気マニホールド、１６...連通管部（連通部）、１７...容積部、１７Ａ...前壁部、１７ａ...右端部（前壁部の一端部）、１７ｂ...左端部（前壁部の他端部）

Claims (3)

1. 気筒列が車幅方向に延びる内燃機関の上方に設置され、上流端部に設けられた吸気口から空気を吸い込む吸気ダクトと、
   前記内燃機関の上方に設置され、前記吸気ダクトから導入される吸入空気を浄化するエアクリーナと、
   連通部によって前記吸気ダクトに連通する容積部を有し、前記容積部が前記エアクリーナの近傍に設置されるレゾネータと、
   前記レゾネータの後方に位置するように前記内燃機関の後方に設置され、前記エアクリーナによって浄化された吸入空気が導入される吸気マニホールドとを備え、
   前記容積部は、前記内燃機関の気筒列方向に延びる前壁部を有し、
   前記容積部は、前記前壁部が前記エアクリーナの前端よりも後方で、かつ、前記エアクリーナの後端より前方に位置するように前記エアクリーナと前記気筒列方向で並ぶように設置されており、
   前記前壁部は、前記エアクリーナから離れる一端部が、前記エアクリーナに近づく他端部よりも車両の前方に突出し、かつ前記一端部から前記他端部に向かうにつれて車両後側および前記エアクリーナ側に向かうように湾曲していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 前記吸気ダクトは、前記前壁部よりも前方に設置され、前記前壁部の下側の部分と前後方向に対向して前記気筒列方向に延び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装置。
3. 前記吸気ダクトの下流端部は、前記エアクリーナの気筒列方向に向いた側面の前側部に連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。

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