JP2004124778A - V型内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中心軸を所定の曲げ角度で湾曲させた湾曲部12と、湾曲部12の吸気下流側に位置してエアダクト4内の吸気通路を2等分する分岐部13と、一端14aが分岐部13に接続された第1共鳴管部14と、一端15aが分岐部13に接続された第2共鳴管部15と、を有するエアダクト4を備えたV型内燃機関の吸気装置において、一端14a開口と、一端15a開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、一端14a開口における吸気流速分布と、一端15a開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、第1共鳴管部14及び第2共鳴管部14が分岐部13から分岐している。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、V型内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
共通の吸気導入部から分岐して各気筒群にそれぞれ至る共鳴通路部を有するV形内燃機関の吸気装置が従来から知られている(特許文献1を参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−294171号公報(第3−4頁、第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の吸気装置においては、分岐までの共通の導入部に十分な長さの直線部を確保できれば吸気の流れが整流され、分岐する際に左右バンクに均等に吸気が分配されることになるが、レイアウト上、吸気導入部よりも吸気上流側に曲がりの制約が入ってくると吸気の流れに偏りが生じてしまい、左右バンクに均等に吸気を分配できなくなる虞がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、湾曲部と、湾曲部の吸気下流側に位置してエアダクト内の吸気通路を2等分する分岐部と、一端が分岐部に接続され他端から一方のバンクの各気筒に吸気を供給する第1管部と、一端が分岐部に接続され他端から他方のバンクの各気筒に吸気を供給する第2管部と、を有するエアダクトを備えたV型内燃機関の吸気装置において、分岐部に接続された第1管部の一端開口と、分岐部に接続された第2管部の一端開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、第1管部の一端開口における吸気流速分布と、第2管部の一端開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、第1管部及び第2管部が分岐部から分岐していることを特徴としている。
【0006】
【発明の効果】
本発明によれば、分岐部における吸気流速の分布が均一でなくても、吸気は第1管部と第2管部とに略均等に分配され、左右バンクに供給される空気量を均等化することができるので、左右バンクの燃焼安定改善、左右バンクの発生出力均等化、左右バンクでのブローバイ分配改善、並びに空燃比バラツキの改善を図ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0008】
図1は、本発明に係るV型6気筒内燃機関の吸気装置を示している。大気開放された外気導入ダクト1から取り入れられた吸気(空気)は、エアクリーナ2、エアフローメータ3を経てエアダクト4に至り、エアダクト4にて左右バンク(後述する図2を参照)の吸気コレクタ5,6にそれぞれ分配されている。各吸気コレクタ5,6は、気筒列方向、すなわち図1における上下方向に沿って延在するものであって、それぞれ吸気マニホールド7,8が接続されており、これら吸気マニホールド7,8によって各気筒に吸気が供給されている。
【0009】
図2は、図1における吸気装置が接続されたエンジン本体を模式的に示した説明図であって、図2おける上下左右は図1における上下左右に対応したものである。
【0010】
エンジン本体は、図2に示すように、左右両バンク9,10が気筒列方向に沿って互いにオフセットしており、左バンク9の後端9aが、右バンク10の後端10aよりも気筒列方向に沿って相対的に突出(図2中に図示した突出量hを参照)した構成となっている。そのため、左バンク9の吸気コレクタ5と右バンク10の吸気コレクタ6とは、左右両バンク9,10の気筒列方向に沿って相対的にオフセットすることになり、左バンク9の吸気コレクタ5の後端5aは、右バンク10の吸気コレクタ6の後端6aよりも気筒列方向に沿って相対的に突出(図1中の突出量hを参照)している。
【0011】
また、左バンク9の吸気コレクタ5と、右バンク10の吸気コレクタ6とは、エンジンに対して略同じ高さ位置に配設されている。
【0012】
エアダクト4は、右バンク10側方から、気筒列方向に直交するエンジン幅方向と略平行にエンジン上部に延出する直線部11と、左右両バンク9,10の間の略中央に位置すると共に、直線部11の吸気下流側で直線部11と連続して吸気の流れ方向をエンジン前端側からエンジン後端側に向かった流れ(図1における下から上に向かった流れ)とすべく略L字形上に湾曲した湾曲部12と、湾曲部12の吸気下流側に湾曲部12と連続して位置する分岐部13と、一端14aが分岐部13に接続され他端14bが左バンク9の吸気コレクタ5の後端5aに接続された第1共鳴管部(第1管部)14と、一端15aが分岐部13に接続され他端15bが右バンク10の吸気コレクタ6の後端6aに接続された第2共鳴管部(第2管部)15と、から大略構成されている。
【0013】
第1共鳴管部14の一端14a開口と第2共鳴管部15の一端15a開口は、図3(b)に示すように、互いに略同一形状で略同一の大きさとなっている。
【0014】
分岐部13は、湾曲部12の吸気下流側でエアダクト4内の吸気通路を2等分するものであって、第1共鳴管部14の一端14a開口における吸気流速分布と、第2共鳴管部15の一端15a開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、湾曲部12の形状に応じて第1共鳴管部14及び第2共鳴管部15を分岐させている。
【0015】
すなわち、湾曲部12における吸気の流速は、図3及び図4に示すように、湾曲部12の湾曲の外側が、湾曲部12の湾曲の内側に比べて遅くなっているため、湾曲部12に連続する分岐部13においても吸気流速に偏りが生じているが、分岐部13には、湾曲部12の湾曲した中心軸Qを含む基準平面に沿った隔壁16が形成され、この隔壁16によって分岐部13におけるエアダクト4内が第1共鳴管部14の一端14開口と第2共鳴管部15の一端15a開口とに仕切られている。
【0016】
換言すれば、湾曲部12の湾曲した中心軸Qを含む基準平面に直交する方向(図1及び図3における紙面垂直方向)に沿って、第1共鳴管部14の一端14aと第2共鳴管部15の一端15aとが上下で重なり合うよう第1共鳴管部14と第2共鳴管部15が分岐部13から分岐している。
【0017】
さらに、換言すれば、第1共鳴管部14の一端14開口と第2共鳴管部15の一端15a開口との間を仕切る隔壁16が、図4に示す吸気流速の各勾配線に対して略直交するよう形成され、第1共鳴管部14と第2共鳴管部15が分岐部13から分岐している。
【0018】
尚、図4は、図3に示すエアダクト4を図3の紙面と平行な平面で2分割して内部の吸気流速を模式的に表したものであって、図4中のZよりも左側が第1共鳴管部14内の吸気流速分布を示しており、図4中のZよりも右側が直線部11から第2共鳴管部15に至るエアダクト4内の吸気流速分布を示している。
【0019】
隔壁16は、図5に示すように、先端部16aと一般部16bとからなり、先端部16aは、吸気上流側から吸気下流側に向かって漸次厚肉となり、かつ一般部16bの中心線Nに対して対称形状となるよう形成されている。
【0020】
ここで、第1共鳴管部14と第2共鳴管部15の形状について詳述する。第1共鳴管部14は、一端14a開口が略半円形状を呈し、第2共鳴管部15の一端15a側と重なり合っている範囲(一端14a側)は断面略半円形状に形成され、第2共鳴管部15と左右に分かれた位置から一端14bまでに至るまでに断面略円形となるよう形成されている。第2共鳴管部15は、一端15a開口が略半円形状を呈し、第1共鳴管部14の一端14a側と重なり合っている範囲(一端側15a側)は断面略半円形状に形成され、第1共鳴管部14と左右に分かれた位置から一端15bまでに至るまでに断面略円形となるよう形成されている。
【0021】
また、左バンク9の後端9aが右バンク10の後端10aよりも気筒列方向に沿って突出した本実施例においては、第2共鳴管部15の一端15aが第1共鳴管部14の一端14aよりもシリンダヘッド側(図示せず)、すなわち第1共鳴管部14の一端14aが第2共鳴管部15の一端15aよりもエンジン上方側(図1及び図3における紙面手前側)に位置していると共に、第1共鳴管部14は略U字形状に3次元曲げされ、第2共鳴管部15は略U字形状に2次元曲げされている。ここで3次元曲げとは、対象物が互いに直交する2つの平面上に沿って曲げられたものであり、2次元曲げとは、対象物が1つの平面上に沿って曲げられたものである。
【0022】
さらに、第1共鳴管部14と第2共鳴管部15とは、互いに略相似形であって、第1共鳴管部14及び第2共鳴管部15の互いに対応する湾曲箇所の曲げ角度は略等しくなるよう形成されている。すなわち、図6に示すように、第1共鳴管部14のA部おける第1共鳴管14の中心軸L1の曲げ角度AR1と第2共鳴管部15のB部における第2共鳴管15の中心軸L2の曲げ角度BR1とは略等しく、第1共鳴管部のC部における中心軸L1の曲げ角度AR2と第2共鳴管部のD部における中心軸L2の曲げ角度BR2とは略等しくなっている。
【0023】
そして、第1共鳴管部14内の吸気通路長さと、第2共鳴管部15内の吸気通路長さはとは、略等しくなるよう形成されている。すなわち、図6中のXからY1までの第1共鳴管部14の中心軸L1に沿った長さと、図6中のXからY2までの第2共鳴管部15の中心軸L2に沿った長さとが略等しくなるよう形成されている。
【0024】
また、第1共鳴管部14と第2共鳴管部15は、分岐部13からの距離が等しい位置における互いの通路断面積が等しくなるよう形成されている。すなわち、第1共鳴管部14の一端14aから中心軸L1に沿って任意の距離A離れた位置の中心軸L1に対して直交する第1共鳴管部14の通路断面積と、第2共鳴管部15の一端15aから中心軸L2に沿って任意の距離A離れた位置の中心軸L2に対して直交する第2共鳴管部15の通路断面積と、が略等しくなるよう形成されている。
【0025】
このように構成された吸気装置においては、車両のレイアウトとの兼ね合いにより、エアダクト4が分岐部13の吸気上流側に湾曲部12を有する構成となっていても、分岐部13において、第1共鳴管部14の一端14a開口における吸気流速分布と、第2共鳴管部15の一端15a開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、湾曲部12の形状に応じて第1共鳴管部14及び第2共鳴管部15を分岐させているので、分岐部13から第1共鳴管部14と第2共鳴管部15とに均等に吸気が分配され、図4に示すように、第1共鳴管部14の他端14b及び第2共鳴管部15の他端15bにおける吸気の流速分布を略等しくすることができ、左右両バンク9,10の燃焼安定改善、発生出力均等化及びブローバイ分配改善を図ることができると共に、燃料蒸発ガスの偏りが少ないことによる空燃比バラツキの改善を図ることができ、総じてエンジンのコンパクト化を可能にすることができる。
【0026】
詳述すれば、本実施例のように分岐部13から第1共鳴管部14と第2共鳴管部15とを分岐させれば(図3を参照)、第1共鳴管部14の他端14bから左側の吸気コレクタ5に流入する吸気量と、第2共鳴管部15の他端15bから右側の吸気コレクタ6に流入する吸気量とを略等しくすることが可能となるが、分岐部13における吸気の流速分布の偏りを考慮せずに、分岐部13から第1共鳴管部14と第2共鳴管部15を分岐させると、分岐部13にて第1共鳴管部14と第2共鳴管部15とに吸気を均等に分配することができなくなる。
【0027】
図7に示すエアダクト4′は、本発明に係る実施例のエアダクト4に対する比較例を示したものであって、分岐部13′における吸気の流速分布の偏りを考慮せずに、分岐部13′から第1共鳴管部14′と第2共鳴管部15′を分岐させたものである。エアダクト4′は、上述した本願発明に係る実施例のエアダクト4と略同一構成となっているが、上述したエアダクト4と異なり、分岐部13′にて、第1共鳴管部14′及び第2共鳴管部15′が、これら第1、第2共鳴管部14′,15′の左右の分岐方向にそのまま分岐した構成となっている。すなわち、分岐部13′には、湾曲部12′の湾曲した中心軸Q′を含む基準平面に直交する隔壁16′が形成され、この隔壁16′によって分岐部13′におけるエアダクト′4内が第1共鳴管部14′の一端14′開口と第2共鳴管部15′の一端15a′開口とに仕切られている。そのため、このようなエアダクト4′においては、第1共鳴管部14′の一端14a′開口における吸気流速が、第2共鳴管部15′の一端15a′開口における吸気流速に比べ相対的に遅くなり、第1共鳴管部14′の他端14b′から流出する吸気量が、第2共鳴管部15′の他端15b′から流出する吸気量よりも少なくなってしまい、上述した本願発明に係る実施例の作用効果を奏することはできない。
【0028】
また、隔壁16の先端部16aが、吸気上流側から吸気下流側に向かって漸次厚肉となり、かつ一般部16bの中心線に対して対称形状となるよう形成されているので、第1共鳴管部14の一端14a側及び第2共鳴管部15の一端15a側において、吸気の流れが隔壁16から剥離することがなく、第1共鳴管部14の有効通路面積と第2共鳴管部15の有効通路面積とが略同等になるため、分岐部13以降の吸気の流れも均等化し、左右両バンク9,10の燃焼安定改善、発生出力均等化及びブローバイ分配改善、並びに燃料蒸発ガスの偏りが少ないことによる空燃比バラツキの改善、をより効果的に行うことができる。
【0029】
そして、第1共鳴管部14と第2共鳴管部15とは、互いに略相似形であって、第1共鳴管部14及び第2共鳴管部15の互いに対応する湾曲箇所の曲げ角度は略等しくなるよう形成されているので、第1共鳴管部14の湾曲箇所の曲げ角による通路抵抗と、第2共鳴管部15の湾曲箇所の曲げ角による通路抵抗とが互いに等しくなり、分岐部13以降の吸気の流れを均等化することに寄与することになる。
【0030】
また、本実施例においては、バンクオフセットにより、左バンク9の吸気コレクタ5の後端5aは、右バンク10の吸気コレクタ6の後端6aよりも気筒列方向に沿って相対的に突出(図1中の突出量hを参照)しているが、分岐部13において第1共鳴管部14の一端14aが第2共鳴管部15の一端15aよりもエンジン上方側(図1及び図3における紙面手前側)に位置し、かつ第1共鳴管部14を3次元曲げ、第2共鳴管部15を2次元曲げすることによって、第1共鳴通路部14を第2共鳴通路部15に対して、気筒列方向に突出させることなく第1共鳴管部14の吸気通路長さと第2共鳴管部15の吸気通路長さを略同一にすることができ、エアダクト4を気筒列方向に沿って小型化することができる。
【0031】
さらに、第1共鳴管部14内の吸気通路長さと、第2共鳴管部15内の吸気通路長さはとは、略等しくなるよう形成されているので、分岐部13以降の吸気の流れを均等化することに寄与することになる。
【0032】
そして、第1共鳴管部14と第2共鳴管部15は、分岐部13からの距離が等しい位置における互いの通路断面積が等しくなるよう形成されているので、分岐部13以降の吸気の流れを均等化することに寄与することになる。
【0033】
尚、右バンク10の後端10aが左バンク9の後端9aよりも気筒列方向に沿って突出している場合には、第2共鳴管部15の一端15aが第1共鳴管部14の一端14aよりもエンジン上方側となるようにし、第2共鳴管部15を3次元曲げ、第1共鳴管部14を2次元曲げすることによって、第2共鳴通路部15を第1共鳴通路部14に対して気筒列方向に沿って突出させることなく第2共鳴管部15の吸気通路長さと第1共鳴管部14の吸気通路長さを略同一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るV型内燃機関の吸気装置の全体構成を示す説明図。
【図2】エンジン本体の平面図。
【図3】本発明に係るV型内燃機関の吸気装置のエアダクトを示す説明図。
【図4】本発明に係るV型内燃機関の吸気装置のエアダクト内の吸気流速分布を示す説明図。
【図5】本発明に係るV型内燃機関の吸気装置のエアダクトを示す説明図。
【図6】本発明に係るV型内燃機関の吸気装置のエアダクトを示す説明図。
【図7】本発明に対する比較例のエアダクトを示す説明図。
【符号の説明】
1…外気導入ダクト
2…エアクリーナ
3…エアフローメータ
4…エアダクト
11…直線部
12…湾曲部
13…分岐部
14…第1共鳴管部(第1管部)
15…第2共鳴管部(第2管部)
Claims (10)
- 中心軸を所定の曲げ角度で湾曲させた湾曲部と、湾曲部と連続し、湾曲部の吸気下流側に位置してエアダクト内の吸気通路を2等分する分岐部と、一端が分岐部に接続され他端から一方のバンクの各気筒に吸気を供給する第1管部と、一端が分岐部に接続され他端から他方のバンクの各気筒に吸気を供給する第2管部と、を有するエアダクトを備えたV型内燃機関の吸気装置において、
分岐部に接続された第1管部の一端開口と、分岐部に接続された第2管部の一端開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、第1管部の一端開口における吸気流速分布と、第2管部の一端開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、第1管部及び第2管部が分岐部から分岐していることを特徴とするV型内燃機関の吸気装置。 - 中心軸を所定の曲げ角度で湾曲させた湾曲部と、湾曲部と連続し、湾曲部の吸気下流側に位置してエアダクト内の吸気通路を2等分する分岐部と、一端が分岐部に接続され他端から一方のバンクの各気筒に吸気を供給する第1管部と、一端が分岐部に接続され他端から他方のバンクの各気筒に吸気を供給する第2管部と、を有するエアダクトを備えたV型内燃機関の吸気装置において、
分岐部に接続された第1管部の一端開口と、分岐部に接続された第2管部の一端開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、湾曲部の湾曲した中心軸を含む基準平面に直交する方向に沿って、第1管部の一端開口と第2管部の一端開口とが上下で重なり合うよう第1管部及び第2管部が分岐部から分岐していることを特徴とするV型内燃機関の吸気装置。 - 第1管部の他端は一方のバンクの吸気コレクタに接続され、第2管部の他端は他方のバンクの吸気コレクタに接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のV型内燃機関の吸気装置。
- エアダクトは、気筒列方向に直交するエンジン幅方向からエンジン上部に延出し、各バンク間の略中央に位置する湾曲部にて気筒列方向に沿うよう略L字形状に湾曲し、分岐部に接続された第1管部にて略U形状に湾曲して気筒列方向に延在する一方のバンクの吸気コレクタ後端に接続され、分岐部に接続された第2管部にて略U字形状に湾曲して気筒列方向に延在する他方のバンクの吸気コレクタ後端に接続されていることを特徴とする請求項3に記載のV型内燃機関の吸気装置。
- 一方のバンクと他方のバンクとは、一方のバンクの後端が他方のバンクの後端よりも気筒列方向に沿って相対的に突出するよう、気筒列方向に沿って互いにオフセットしており、
一方のバンクの吸気コレクタと他方のバンクの吸気コレクタとは、略同じ高さ位置に配設され、
分岐部において、他方のバンクの吸気コレクタに接続される第2管部の一端が、一方のバンクの吸気コレクタに接続される第1管部の一端よりもシリンダヘッド側に位置していることを特徴とする請求項3または4に記載のV型内燃機関の吸気装置。 - 一方のバンクと他方のバンクとは、一方のバンクの後端が他方のバンクの後端よりも気筒列方向に沿って相対的に突出するよう、気筒列方向に沿って互いにオフセットしており、
分岐部において、他方のバンクの吸気コレクタに接続される第2管部の一端が、一方のバンクの吸気コレクタに接続される第1管部の一端よりもシリンダヘッド側に位置し、
第1管部は3次元曲げにより略U字形状に湾曲し、第2管部は2次元曲げにより略U字形状にしていることを特徴とする請求項3または4に記載のV型内燃機関の吸気装置。 - 分岐部には、エアダクト内を第1管部の一端開口と第2管部の一端開口とに仕切る隔壁が形成され、
この隔壁の先端は、吸気上流側から吸気下流側に向かって漸次厚肉となるよう形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のV型内燃機関の吸気装置。 - 第1管部と第2管部とは互いに略相似形であって、第1管部及び第2管部の互いに対応する湾曲箇所の曲げ角度が略等しくなるよう形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のV型内燃機関の吸気装置。
- 第1管部内の吸気通路長さと、第2管部内の吸気通路長さとが略等しくなるよう形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のV型内燃機関の吸気装置。
- 第1管部と第2管部は、分岐部からの距離が等しい位置における互いの通路断面積が等しくなるよう形成されていることを特徴とする請求項9に記載のV型内燃機関の吸気装置。
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