WO2021124840A1 - 吸気ダクト - Google Patents

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邦峰 前田
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トヨタ紡織株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This disclosure relates to the intake duct.
  • a duct body having a flat cross section As shown in Patent Document 1, as an intake duct provided in an intake system of an internal combustion engine, a duct body having a flat cross section is known.
  • the duct body has an upstream opening at one end in the longitudinal direction and a downstream opening at the other end in the longitudinal direction. Further, the duct body is formed so that the center line of the upstream opening and the center line of the downstream opening are twisted positions.
  • the center line of the upstream opening and the center line of the downstream opening are twisted positions. Therefore, depending on how the duct body is bent, the duct body may be bent at two or more points. It is inevitable that the bending shape of the duct body will be complicated.
  • An object of the present disclosure is to provide an intake duct capable of suppressing an increase in the flow resistance of the air when the air passes through the duct body.
  • the intake duct for solving the above problems includes a duct body having a flat cross section, and the duct body has an upstream opening at one end in the longitudinal direction and a downstream opening at the other end in the longitudinal direction.
  • the duct body is twisted to connect the upstream opening and the downstream opening. While it is provided with a bent portion, it is formed so as to have a flat shape in the height direction of the width direction and the height direction, and the portion of the twisted bent portion on one side in the height direction is the first side portion.
  • the other side of the twisted portion in the height direction is the second side portion, and the twisted portion is formed in the upstream opening and the downstream opening in the height direction.
  • the upstream side portion is used as the upstream part. Twisted so as to connect the first part of the side opening and the second part of the downstream side opening, and to connect the second part of the upstream side opening and the first part of the downstream side opening by the second side part. Has been done.
  • the duct The bending point in the main body can be suppressed to one place, and it is possible to avoid complicated bending method of the duct main body. Therefore, when air flows from the upstream opening to the downstream opening inside the duct body, it is possible to prevent a large amount of secondary flow from occurring due to the complicated bending of the duct body. As a result, it is possible to prevent the secondary flow from increasing the flow resistance of the air passing through the duct body.
  • FIG. 1 is a plan view showing an intake duct and an air cleaner provided in an intake system of an internal combustion engine.
  • FIG. 2 is a front view showing the intake duct.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the intake duct.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a twisting mode of the intake duct.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a mode in which a secondary flow is generated.
  • the intake system of the internal combustion engine is provided with an intake duct 1 and an air cleaner 2. Then, the air introduced into the air cleaner 2 through the intake duct 1 is sucked into the internal combustion engine after the foreign matter is removed by the air cleaner 2.
  • the intake duct 1 includes a duct body 3.
  • the duct main body 3 has an upstream opening 4 at one end in the longitudinal direction and a downstream opening 5 at the other end in the longitudinal direction.
  • the duct main body 3 has a flat cross section, and is formed so that the center line L1 of the upstream opening 4 and the center line L2 of the downstream opening 5 are twisted positions.
  • the twisted position referred to here is a position where the center line L1 and the center line L2 are not parallel and do not intersect.
  • the duct main body 3 is formed so as to have a flat shape in the height direction (arrow Y2) of the width direction indicated by arrow Y1 and the height direction indicated by arrow Y2 in FIG. Has been done. Further, the duct main body 3 is provided with a twisted bending portion 6 that connects the upstream side opening 4 and the downstream side opening 5. In the twisted and bent portion 6, the portion on one side in the height direction is referred to as the first side portion 6a, and the portion on the other side in the height direction is referred to as the second side portion 6b.
  • the portions on one side (upper side in FIG. 4) in the height direction of the upstream opening 4 and the downstream opening 5 are designated as the first portions 4a and 5a, respectively, and the upstream opening 4 and the downstream side.
  • the other side (lower side in FIG. 4) of the opening 5 in the height direction is referred to as the second part 4b and 5b, respectively. That is, the first portion in the height direction of the upstream opening 4 and the downstream opening 5 is designated as the first portion 4a and 5a, respectively, and the second portion of the upstream opening 4 and the downstream opening 5 in the height direction.
  • the side parts be the second parts 4b and 5b, respectively.
  • the twisted bending portion 6 connects the upstream side opening 4 and the downstream side opening 5 as follows. That is, the twisted bending portion 6 connects the first portion 4a of the upstream opening 4 and the second portion 5b of the downstream opening 5 by the first side portion 6a, and the upstream opening 4 by the second side portion 6b. It is twisted so as to connect the second portion 4b of the above and the first portion 5a of the downstream opening 5.
  • the center line of the upstream opening and the center line of the downstream opening are twisted positions. Therefore, depending on how the duct main body 3 is bent, the bending shape of the duct main body 3 may be complicated, for example, the duct main body 3 may be bent at two or more places.
  • the flow resistance of the air passing through the duct body 3 increases accordingly. More specifically, among the air flows passing through the duct main body 3 due to the secondary flow, the air flowing along the inner wall of the duct main body 3 is separated from the inner wall and passes through the duct main body 3 accordingly. The air flow is disturbed. As a result, the flow resistance of the air passing through the duct body 3 increases.
  • the intake duct 1 since the twisted bending portion 6 connecting the upstream side opening 4 and the downstream side opening 5 is twisted as described above, the center line L1 of the upstream side opening 4 and the downstream side opening 5 Even if the center line L2 is in a twisted position, the bending portion of the duct main body 3 can be suppressed to one place, and the bending method of the duct main body 3 can be avoided from becoming complicated. Therefore, when air flows from the upstream opening 4 to the downstream opening 5 inside the duct main body 3, a large amount of secondary flow is generated due to the complicated bending method of the duct main body 3. As a result, it is possible to suppress an increase in the flow resistance of the air passing through the duct main body 3 due to the secondary flow.
  • the intake duct 1 (duct body 3) is formed so that the center line L1 of the upstream opening 4 and the center line L2 of the downstream opening 5 are twisted positions, the upstream opening 4 is inside the duct body 3. It is possible to suppress an increase in the flow resistance of the air when the air passes from the air toward the downstream opening 5.

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Abstract

吸気ダクトは、断面扁平形状のダクト本体を備える。ダクト本体は、上流側開口及び下流側開口を有する。ダクト本体は、上流側開口の中心線と下流側開口の中心線とがねじれの位置となるよう形成されている。ダクト本体は、捻り曲げ部を備える一方、高さ方向について扁平形状となるよう形成されている。捻り曲げ部における高さ方向の一方側の部位は第１側部とされているとともに、捻り曲げ部における高さ方向の他方側の部位は第２側部とされている。捻り曲げ部は、上流側開口及び下流側開口における高さ方向の第１側の部位をそれぞれ第１部位とするとともに上流側開口及び下流側開口における高さ方向の第２側の部位をそれぞれ第２部位としたとき、第１側部によって上流側開口の第１部位と下流側開口の第２部位とを繋ぐとともに、第２側部によって上流側開口の第２部位と下流側開口の第１部位とを繋ぐよう、捻り曲げられている。

Description

吸気ダクト
　本開示は、吸気ダクトに関する。
　特許文献１に示されるように、内燃機関の吸気系に設けられる吸気ダクトとして、断面扁平形状のダクト本体を備えたものが知られている。該ダクト本体は、長手方向の一端に上流側開口を有するとともに長手方向の他端に下流側開口を有している。また、該ダクト本体は、上流側開口の中心線と下流側開口の中心線とがねじれの位置となるように形成されている。
特許第５９９３９４９号公報
　上記吸気ダクトにおいては、上流側開口の中心線と下流側開口の中心線とがねじれの位置となるため、ダクト本体の曲げ方によっては、同ダクト本体の曲げ箇所が二箇所以上になるなど、同ダクト本体の曲げ形状が複雑になることは避けられない。
　このようにダクト本体の曲げ形状が複雑になると、そのダクト本体の内部を上流側開口から下流側開口に向けて空気が流れる際、その空気の流れの方向に対する垂直面内での空気の渦流である二次流れが多く生じる。そして、そうした二次流れにより、ダクト本体を通過する空気の流れのうち、ダクト本体の内壁に沿って流れているものが同内壁から剥離し、それに伴ってダクト本体を通過する上記空気の流れに乱れが生じる。その結果、ダクト本体を通過する空気の流通抵抗が大きくなる。
　本開示の目的は、ダクト本体を空気が通過する際の同空気の流通抵抗が大きくなることを抑制できる吸気ダクトを提供することにある。
　以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
　上記課題を解決する吸気ダクトは、断面扁平形状のダクト本体を備え、前記ダクト本体は、長手方向の一端に上流側開口を有するとともに長手方向の他端に下流側開口を有し、前記上流側開口の中心線と前記下流側開口の中心線とがねじれの位置となるよう前記ダクト本体が形成されている吸気ダクトにおいて、前記ダクト本体は、前記上流側開口と前記下流側開口とを繋ぐ捻り曲げ部を備える一方、幅方向と高さ方向とのうちの高さ方向について扁平形状となるよう形成されており、前記捻り曲げ部における前記高さ方向の一方側の部位は第１側部とされているとともに、前記捻り曲げ部における前記高さ方向の他方側の部位は第２側部とされており、前記捻り曲げ部は、前記上流側開口及び前記下流側開口における前記高さ方向の第１側の部位をそれぞれ第１部位とするとともに前記上流側開口及び前記下流側開口における前記高さ方向の第２側の部位をそれぞれ第２部位としたとき、前記第１側部によって前記上流側開口の第１部位と前記下流側開口の第２部位とを繋ぐとともに、前記第２側部によって前記上流側開口の第２部位と前記下流側開口の第１部位とを繋ぐよう、捻り曲げられている。
　上記構成によれば、上流側開口と下流側開口とが上記捻り曲げ部によって繋がれているため、上流側開口の中心線と下流側開口の中心線とがねじれの位置にあるとしても、ダクト本体における曲げ箇所を一箇所に抑えることができ、同ダクト本体の曲げ方が複雑になることを回避できる。従って、ダクト本体の内部を上流側開口から下流側開口に向けて空気が流れる際、ダクト本体の曲げ方が複雑になることに起因して二次流れが多く生じるようになることを抑制でき、ひいては二次流れによってダクト本体を通過する空気の流通抵抗が大きくなることを抑制できる。
図１は、内燃機関の吸気系に設けられる吸気ダクト及びエアクリーナを示す平面図。 図２は、同吸気ダクトを示す正面図。 図３は、同吸気ダクトを示す斜視図。 図４は、同吸気ダクトの捻り曲げ態様を示す略図。 図５は、二次流れの発生態様を示す略図。
　以下、吸気ダクトの一実施形態について、図１～図５を参照して説明する。
　図１に示すように、内燃機関の吸気系には、吸気ダクト１及びエアクリーナ２が設けられている。そして、吸気ダクト１を介してエアクリーナ２に導入された空気は、同エアクリーナ２で異物を除去した後、内燃機関に吸入される。
　吸気ダクト１は、ダクト本体３を備えている。ダクト本体３は、長手方向の一端に上流側開口４を有し、長手方向の他端に下流側開口５を有している。このダクト本体３は、断面扁平形状となっており、且つ、上流側開口４の中心線Ｌ１と下流側開口５の中心線Ｌ２とがねじれの位置となるように形成されている。ちなみに、ここで言うねじれの位置とは、中心線Ｌ１と中心線Ｌ２とが平行とならず且つ交わることもない位置のことである。
　図２及び図３に示すように、ダクト本体３は、図２に矢印Ｙ１で示す幅方向と矢印Ｙ２で示す高さ方向とのうち、高さ方向（矢印Ｙ２）について扁平形状となるよう形成されている。また、ダクト本体３は、上流側開口４と下流側開口５とを繋ぐ捻り曲げ部６を備えている。捻り曲げ部６においては、上記高さ方向の一方側の部位が第１側部６ａとされているとともに、上記高さ方向の他方側の部位が第２側部６ｂとされている。
　図４に示すように、上流側開口４及び下流側開口５における上記高さ方向の一方側（図４では上側）の部位をそれぞれ第１部位４ａ，５ａとするとともに上流側開口４及び下流側開口５における上記高さ方向の他方側（図４では下側）の部位をそれぞれ第２部位４ｂ，５ｂとする。すなわち、上流側開口４及び下流側開口５における上記高さ方向の第１側の部位をそれぞれ第１部位４ａ，５ａとするとともに上流側開口４及び下流側開口５における上記高さ方向の第２側の部位をそれぞれ第２部位４ｂ，５ｂとする。この場合、捻り曲げ部６は、上流側開口４と下流側開口５とを次のように繋いでいる。すなわち、捻り曲げ部６は、上記第１側部６ａによって上流側開口４の第１部位４ａと下流側開口５の第２部位５ｂとを繋ぐとともに、上記第２側部６ｂによって上流側開口４の第２部位４ｂと下流側開口５の第１部位５ａとを繋ぐよう、捻り曲げられている。
　次に、本実施形態の吸気ダクト１の作用について説明する。
　吸気ダクト１においては、上流側開口の中心線と下流側開口の中心線とがねじれの位置となる。そのため、ダクト本体３の曲げ方によっては、同ダクト本体３の曲げ箇所が二箇所以上になるなど、同ダクト本体３の曲げ形状が複雑になるおそれがある。
　仮に、このようにダクト本体３の曲げ形状が複雑になると、そのダクト本体３の内部を上流側開口４から下流側開口５に向けて空気が流れる際、その空気の流れの方向に対する垂直面内での空気の渦流である二次流れが多く生じるようになる。なお、図５には、こうした二次流れの発生態様を矢印で示している。ちなみに、図５に示されるダクト本体３（捻り曲げ部６）においては、下側が曲げにおける内周側となる一方、上側が曲げにおける外周側となっている。
　上記二次流れが多く生じるようになると、それに伴ってダクト本体３を通過する空気の流通抵抗が大きくなる。詳しくは、上記二次流れにより、ダクト本体３を通過する空気の流れのうち、ダクト本体３の内壁に沿って流れているものが同内壁から剥離し、それに伴ってダクト本体３を通過する上記空気の流れに乱れが生じる。その結果、ダクト本体３を通過する空気の流通抵抗が大きくなる。
　しかし、吸気ダクト１においては、上流側開口４と下流側開口５とを繋ぐ捻り曲げ部６が上述したように捻り曲げられているため、上流側開口４の中心線Ｌ１と下流側開口５の中心線Ｌ２とがねじれの位置にあるとしても、ダクト本体３における曲げ箇所を一箇所に抑えることができ、同ダクト本体３の曲げ方が複雑になることを回避できる。従って、ダクト本体３の内部を上流側開口４から下流側開口５に向けて空気が流れる際、ダクト本体３の曲げ方が複雑になることに起因して二次流れが多く生じるようになることを抑制でき、ひいては二次流れによってダクト本体３を通過する空気の流通抵抗が大きくなることを抑制できる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
　上流側開口４の中心線Ｌ１と下流側開口５の中心線Ｌ２とがねじれの位置となるよう吸気ダクト１（ダクト本体３）が形成されているとしても、ダクト本体３内を上流側開口４から下流側開口５に向けて空気が通過する際の同空気の流通抵抗が大きくなることを抑制できる。
１…吸気ダクト
２…エアクリーナ
３…ダクト本体
４…上流側開口
４ａ…第１部位
４ｂ…第２部位
５…下流側開口
５ａ…第１部位
５ｂ…第２部位
６…捻り曲げ部
６ａ…第１側部
６ｂ…第２側部

Claims (1)

  1. 　断面扁平形状のダクト本体を備え、前記ダクト本体は、長手方向の一端に上流側開口を有するとともに長手方向の他端に下流側開口を有し、前記上流側開口の中心線と前記下流側開口の中心線とがねじれの位置となるよう前記ダクト本体が形成されている吸気ダクトにおいて、
    　前記ダクト本体は、前記上流側開口と前記下流側開口とを繋ぐ捻り曲げ部を備える一方、幅方向と高さ方向とのうちの高さ方向について扁平形状となるよう形成されており、
    　前記捻り曲げ部における前記高さ方向の一方側の部位は第１側部とされているとともに、前記捻り曲げ部における前記高さ方向の他方側の部位は第２側部とされており、
    　前記捻り曲げ部は、前記上流側開口及び前記下流側開口における前記高さ方向の第１側の部位をそれぞれ第１部位とするとともに前記上流側開口及び前記下流側開口における前記高さ方向の第２側の部位をそれぞれ第２部位としたとき、前記第１側部によって前記上流側開口の第１部位と前記下流側開口の第２部位とを繋ぐとともに、前記第２側部によって前記上流側開口の第２部位と前記下流側開口の第１部位とを繋ぐよう、捻り曲げられている
    ことを特徴とする吸気ダクト。
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