JP2021139335A - 吸気ダクト - Google Patents
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Abstract
【課題】通気抵抗を低減できる吸気ダクトを提供する。【解決手段】ダクト本体11は、空気の流れ方向の上流端11aから湾曲して延びる湾曲部12を有する。ダクト本体11の上流端11aのうちで湾曲部12の湾曲内側に位置する一部分からは、ダクト本体11の外部から内部へと巻き込む空気の流れを発生させる延設壁16がダクト本体11の外部に向けて延設されている。【選択図】図1
Description
本発明は、内部を空気が流れる吸気ダクトに関する。
特許文献1には、内部を空気が流れる筒状をなす内燃機関の吸気ダクトが記載されている。
ここで、吸気ダクトが空気の流れ方向の上流端から湾曲して延びる湾曲部を有する場合、以下の不都合が生じる。すなわち、図7に示すように、吸気ダクト100において、湾曲部102における空気の流れ方向の下流部分では、湾曲部102の湾曲内側に位置する内側壁部102aの内面近傍が空気の剥離が生じる剥離領域Pとなる。この剥離領域Pにおいては、空気の渦Wが発生するため空気が流れにくくなり、湾曲部102内の空気の主流の流路断面積が制限される。その結果、圧力損失が増大して、通気抵抗が増大してしまう。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通気抵抗を低減できる吸気ダクトを提供することにある。
上記課題を解決するための吸気ダクトは、内部を空気が流れる筒状をなすとともに、空気の流れ方向の上流端から湾曲して延びる湾曲部を有するダクト本体と、前記上流端のうちで前記湾曲部の湾曲内側に位置する一部分から前記ダクト本体の外部に向けて延設されるとともに、前記ダクト本体の外部から内部へと巻き込む空気の流れを発生させる延設壁と、を備える。
上記構成によれば、ダクト本体の内部に空気が流入する際に、延設壁によってダクト本体の外部から内部へと巻き込む空気の流れを発生させることができる。そのため、湾曲部における空気の流れ方向の下流部分では、湾曲部の湾曲内側に位置する内側壁部の内面において空気の剥離が生じ難くなる。したがって、ダクト本体において、内側壁部の内面近傍を空気が流れやすくなるため、通気抵抗を低減できる。
本発明によれば、通気抵抗を低減できる。
以下、吸気ダクトの一実施形態について説明する。なお、以下説明では、空気の流れ方向の上流を単に上流といい、空気の流れ方向の下流を単に下流という。
図1に示すように、吸気ダクト10は、内部を空気が流れる円筒状をなすダクト本体11を備える。ダクト本体11は、ダクト本体11における上流端11aから湾曲して延びる湾曲部12を備えている。本実施形態のダクト本体11は、湾曲部12において略直角に曲がっている。ダクト本体11の壁部のうち、湾曲部12の湾曲内側に位置する壁部を内側壁部12aという。ダクト本体11は、内側壁部12aが湾曲内側に湾曲することにより、空気の流路が略直角に曲がっている。
図1に示すように、吸気ダクト10は、内部を空気が流れる円筒状をなすダクト本体11を備える。ダクト本体11は、ダクト本体11における上流端11aから湾曲して延びる湾曲部12を備えている。本実施形態のダクト本体11は、湾曲部12において略直角に曲がっている。ダクト本体11の壁部のうち、湾曲部12の湾曲内側に位置する壁部を内側壁部12aという。ダクト本体11は、内側壁部12aが湾曲内側に湾曲することにより、空気の流路が略直角に曲がっている。
本実施形態の吸気ダクト10は、サージタンク20に接続されたインテークマニホールドである。ダクト本体11の上流端11aがサージタンク20に接続されている。さらに、図示は省略しているが、ダクト本体11の下流端が内燃機関の吸気ポートに接続されている。空気は、サージタンク20の内部からダクト本体11の上流端11aを介して吸気ダクト10の内部に流入する。そして、空気は、吸気ダクト10の内部を流れた後、吸気ポートに供給される。
図2に示すように、ダクト本体11は、上流端11aに向かうにつれて内径が拡径するファンネル部15を備えている。ファンネル部15は、上流側ほど外周側に位置するように反り返った形状をなしている。ファンネル部15の周端縁がダクト本体11の上流端11aに相当する。
ダクト本体11の上流端11aのうち、湾曲部12の湾曲内側に位置する一部分を内側上流端11cという。ダクト本体11は、内側上流端11cからダクト本体11の外部に向けて延設される延設壁16を備える。延設壁16はファンネル部15に接続されている。
延設壁16は、略扇形状の平板材が湾曲した形状をなしている。延設壁16は、内側上流端11cに接続される第1縁部16aと、ダクト本体11から離れる方向へと第1縁部16aの両端から延びる一対の第2縁部16bと、第1縁部16aとは反対側にて一対の第2縁部16bを繋ぐ第3縁部16cと、を有する。
第1縁部16aは、内側上流端11cに沿って湾曲している。延設壁16のうち、一対の第2縁部16bの中間部分を中間部16dという。延設壁16は、延設壁16のうちで中間部16dが最も湾曲部12の湾曲内側に位置するように、一対の第2縁部16bの間で湾曲している。延設壁16は、第1縁部16aから第3縁部16cに向かうにつれて中間部16dがより湾曲部12の湾曲内側に位置するように、内側上流端11cから傾斜している。これにより、延設壁16は、上流端11aにおけるダクト本体11の開口面に対して傾斜するように中間部16dが延びている。なお、本実施形態では、発明者による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、後述する空気の巻き込みを発生できるように、延設壁16における各縁部の寸法や、内側上流端11cからの延設壁16の傾斜角度が定められている。
次に、吸気ダクト10による作用について説明する。
図3及び図4に示すように、サージタンク20の内部から吸気ダクト10の内部に空気が流入する際には、ダクト本体11の外部から内部へと巻き込むような空気の流れが発生する。図面では、この空気の流れを空気流れAとして一点鎖線の矢印で模式的に図示している。空気流れAをもって流れる空気は、一対の第2縁部16bや第3縁部16cよりも延設壁16の外側から、これら縁部を飛び越えるように延設壁16上を流れた後、内側上流端11cに向けて流れる。そして、空気流れAをもって流れる空気は、ダクト本体11の内側上流端11cの付近にて内側壁部12aの内面に至った後、それより下流部分のダクト本体11にて内側壁部12aの内面に沿って流れるようになる。これにより、湾曲部12における下流部分において、内側壁部12aの内面近傍の領域Prに空気が流れるようになる。
図3及び図4に示すように、サージタンク20の内部から吸気ダクト10の内部に空気が流入する際には、ダクト本体11の外部から内部へと巻き込むような空気の流れが発生する。図面では、この空気の流れを空気流れAとして一点鎖線の矢印で模式的に図示している。空気流れAをもって流れる空気は、一対の第2縁部16bや第3縁部16cよりも延設壁16の外側から、これら縁部を飛び越えるように延設壁16上を流れた後、内側上流端11cに向けて流れる。そして、空気流れAをもって流れる空気は、ダクト本体11の内側上流端11cの付近にて内側壁部12aの内面に至った後、それより下流部分のダクト本体11にて内側壁部12aの内面に沿って流れるようになる。これにより、湾曲部12における下流部分において、内側壁部12aの内面近傍の領域Prに空気が流れるようになる。
本実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)ダクト本体11の内部に空気が流入する際に、延設壁16によってダクト本体11の外部から内部へと巻き込む空気の流れを発生させている。そのため、湾曲部12における下流部分では、内側壁部12aの内面において空気の剥離が生じ難くなる。したがって、ダクト本体11において、内側壁部12aの内面近傍を空気が流れやすくなるため、通気抵抗を低減できる。
(1)ダクト本体11の内部に空気が流入する際に、延設壁16によってダクト本体11の外部から内部へと巻き込む空気の流れを発生させている。そのため、湾曲部12における下流部分では、内側壁部12aの内面において空気の剥離が生じ難くなる。したがって、ダクト本体11において、内側壁部12aの内面近傍を空気が流れやすくなるため、通気抵抗を低減できる。
(2)ファンネル部15によってダクト本体11へと空気が導かれることにより、ダクト本体11へと空気が流入する際の圧力損失を低減できる。
(3)仮に、ダクト本体11において上流端11aからファンネル部15が占める範囲を大きくすると、内側壁部12aの内面近傍での空気の剥離が生じ難くはなる。しかしながら、こうした場合では、上流端11aにおけるダクト本体11の開口面積が大きくなることにより、吸気ダクト10を伝達して上流端11aから排出される内燃機関の駆動音が大きくなるおそれがある。本実施形態では、ファンネル部15とは別に延設壁16を設けることにより、上記の駆動音の増大を抑制しつつ、吸気ダクト10での通気抵抗の低下を図ることができる。
(3)仮に、ダクト本体11において上流端11aからファンネル部15が占める範囲を大きくすると、内側壁部12aの内面近傍での空気の剥離が生じ難くはなる。しかしながら、こうした場合では、上流端11aにおけるダクト本体11の開口面積が大きくなることにより、吸気ダクト10を伝達して上流端11aから排出される内燃機関の駆動音が大きくなるおそれがある。本実施形態では、ファンネル部15とは別に延設壁16を設けることにより、上記の駆動音の増大を抑制しつつ、吸気ダクト10での通気抵抗の低下を図ることができる。
(4)仮に、内側壁部12aの内面近傍への空気の流れを促すようにダクト本体11の内面にリブを設けた場合、リブによって吸気ダクト10の流路が狭まるおそれがある。本実施形態ではダクト本体11の外部に延設壁16が位置しているため、吸気ダクト10の流路を狭めることなく、吸気ダクト10での通気抵抗の低下を図ることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図5に示すように、湾曲部12の湾曲内側に向けて凹んだ形状の延設壁26を採用してもよい。具体的には、この変更例の延設壁26は、内側上流端11cに接続される第1縁部26aと、ダクト本体11から離れる方向に第1縁部26aの両端から延びる第2縁部26bと、を有する。第2縁部26bは、第1縁部26aの両端を繋ぐように円弧状に延びている。延設壁26は、第1縁部26a上での最も湾曲部12の湾曲内側の位置に向けて全体が湾曲している。この延設壁26を備えた吸気ダクト10においても、上記実施形態の空気流れAと同様に、ダクト本体11の外部において、第2縁部26bよりも延設壁26の外側から第2縁部26bを飛び越えるようにダクト本体11の内部へと巻き込むような空気の流れを発生させることができる。
・図6に示すように、上記変更例の延設壁26にさらにスリットを設けてもよい。具体的には、この変更例の延設壁36は、上記変更例の延設壁26と同様の第1縁部26a及び第2縁部26bを備えるとともに、第1縁部26aの中央部分と第2縁部26bの中央部分との間で延びるスリット36sを備えている。スリット36sによって、延設壁36は、第1縁部26aの一端側と他端側とに分割された態様をなしている。通常、吸気ダクト10には、サージタンク20内に流入した吸気やブローバイガスに含まれる水などの液体が空気と共に流入する。延設壁36を備えた吸気ダクト10においては、スリット36sによって上記液体を延設壁36上から排出できるため、延設壁36上に液体が溜まり難くなる。そのため、吸気ダクト10を通じて内燃機関の各気筒の燃焼室へと一度に多量の液体が流入することを抑制できる。
・上記変更例において、延設壁36によってダクト本体11の外部から内部へと巻き込む空気の流れを生じさせることが可能であり、且つスリット36sからの液体の排出が可能な範囲内であれば、延設壁36に形成されるスリット36sについて、寸法、数、及び形状の変更が可能である。例えば、スリット36sにかえて孔を延設壁36に設けてもよい。
・延設壁16の中間部16dは、上流端11aにおけるダクト本体11の開口面に対して直交する方向に延びていてもよい。
・延設壁16は、湾曲しない矩形平板状をなしていてもよい。この場合、第1縁部16a及び第3縁部16cは湾曲せずに直線状に延びた態様をなす。延設壁16は、上流端11aにおけるダクト本体11の開口面に対して、湾曲部12の湾曲内側へと傾斜していてもよいし、直交する方向に延びていてもよい。この変更例での延設壁16を備えた吸気ダクト10においても、上記実施形態の空気流れAと同様に、延設壁16の外側からダクト本体11の内部へと巻き込むような空気の流れを発生させることができる。なお、この変更例では、延設壁16が接続される内側上流端11cが第1縁部16aに沿う直線状となるように、ダクト本体11の上流側の一部の内側壁部12aの内面を平面状にしてもよい。
・延設壁16は、湾曲しない矩形平板状をなしていてもよい。この場合、第1縁部16a及び第3縁部16cは湾曲せずに直線状に延びた態様をなす。延設壁16は、上流端11aにおけるダクト本体11の開口面に対して、湾曲部12の湾曲内側へと傾斜していてもよいし、直交する方向に延びていてもよい。この変更例での延設壁16を備えた吸気ダクト10においても、上記実施形態の空気流れAと同様に、延設壁16の外側からダクト本体11の内部へと巻き込むような空気の流れを発生させることができる。なお、この変更例では、延設壁16が接続される内側上流端11cが第1縁部16aに沿う直線状となるように、ダクト本体11の上流側の一部の内側壁部12aの内面を平面状にしてもよい。
・ダクト本体11からファンネル部15を省略してもよい。この場合もダクト本体11の上流端11aに延設壁16を接続すれば上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・ダクト本体11は、筒状であればよく、例えば、多角筒状や楕円筒状であってもよい。
・上記実施形態にかかる吸気ダクト10は、インテークマニホールド以外の吸気ダクトであって、上流端が拡張室に接続された吸気ダクトに適用可能である。また、上記実施形態にかかる吸気ダクト10は、エアクリーナーに接続されるインレットダクトに適用することも可能である。
・上記実施形態にかかる吸気ダクト10は、インテークマニホールド以外の吸気ダクトであって、上流端が拡張室に接続された吸気ダクトに適用可能である。また、上記実施形態にかかる吸気ダクト10は、エアクリーナーに接続されるインレットダクトに適用することも可能である。
10…吸気ダクト
11…ダクト本体
11a…上流端
12…湾曲部
15…ファンネル部
16,26,36…延設壁
11…ダクト本体
11a…上流端
12…湾曲部
15…ファンネル部
16,26,36…延設壁
Claims (2)
- 内部を空気が流れる筒状をなすとともに、空気の流れ方向の上流端から湾曲して延びる湾曲部を有するダクト本体と、
前記上流端のうちで前記湾曲部の湾曲内側に位置する一部分から前記ダクト本体の外部に向けて延設されるとともに、前記ダクト本体の外部から内部へと巻き込む空気の流れを発生させる延設壁と、を備えることを特徴とする吸気ダクト。 - 前記ダクト本体は、前記上流端に向かうにつれて内径が拡径するファンネル部を備え、
前記延設壁は前記ファンネル部に接続されている
請求項1に記載の吸気ダクト。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2020037763A JP2021139335A (ja) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 吸気ダクト |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020037763A JP2021139335A (ja) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 吸気ダクト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021139335A true JP2021139335A (ja) | 2021-09-16 |
Family
ID=77613484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020037763A Pending JP2021139335A (ja) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 吸気ダクト |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021139335A (ja) |
WO (1) | WO2021177025A1 (ja) |
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2020
- 2020-03-05 JP JP2020037763A patent/JP2021139335A/ja active Pending
-
2021
- 2021-02-16 WO PCT/JP2021/005747 patent/WO2021177025A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
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