JP6089790B2 - 車両用エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用エンジンの吸気装置に関し、さらに詳しくは、エアクリーナへ低温な空気のみを供給できる車両用エンジンの吸気装置に関する。

従来、車両用エンジンの吸気ダクト構造としては、ラジエータの後方に配置されるエンジンの上方に配置されたエアクリーナに、インレットダクトを介して吸気ダクトが接続されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この吸気ダクトは、空気を導入する吸入口と、異物等を排出する排出口を備えている。インレットダクトは、吸気ダクトの中間の接続口で吸気ダクトに接続されている。吸気ダクトでは、吸入口がラジエータの上方に配置されている。このような吸気ダクトを搭載する車両では、吸気ダクトの吸入口に空気を導入する開口部をフロントバンパの上部または上方に設ける必要がある。また、この吸気装置では、吸気ダクトにおけるインレットダクトとの接続口（接続部）が排出口よりも高い位置に配置されている。

特開２００７−３０８０００号公報

しかしながら、車両前端部においてフロントバンパの上部や上方に開口部を設けた場合、車両空気抵抗係数（Ｃｄ値）が上がり、燃費の低下に繋がる虞がある。また、上記吸気ダクト構造では、吸気ダクトの接続口が排出口よりも高い位置に配置されているため、エンジンを一時停止した際に、エンジンルームの熱気が排出口から接続口に流れ易くなる。このため、車両を一時停止状態から再走行した際に、熱気がエアクリーナからエンジンへ流れてしまい、エンジンの出力性能が低下する虞がある。さらに、上記構造において、車両空気抵抗係数（Ｃｄ値）を小さくするために、空気を吸気ダクトの吸入口に導入する開口部をフロントバンパの車両上下方向中央部付近や下部に配置することが考えられる。車両が冠水路を走行した場合、路面に含まれる雨水や雨水に溜まった異物などが、吸入口から接続口に流入し易くなり、エアクリーナに設けられるフィルタエレメントの汚損や目詰まりが生じて、エンジンの出力性能が低下することが考えられる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、車両空気抵抗の低減を図りつつ、エアクリーナに低温な空気のみを吸引させて、エンジンの出力性能を高める、車両エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、車両前部のエンジンルーム内に配置されたエンジンの上部近傍に配置されたエアクリーナに空気を取り入れる吸気ホースと、該吸気ホースに空気を取り入れるように接続された吸気ダクトと、を備えた車両用エンジンの吸気装置において、吸気ダクトは、車両前後方向の前端部にフロントバンパのバンパ開口部に向かって開口する吸入口と車両前後方向の後端部に吸入口よりも高い位置に配置されエンジンルーム内に向けて開口する排出口とを有する第１空気通路部と、該第１空気通路部の車両前後方向における中間部に形成されるとともに該第１空気通路部内を流れる空気の一部を吸気ホースへと流し込む空気取出口と、空気取出口から分岐して排出口よりも高い位置に配置される吸気ホースの上流端部まで延びる第２空気通路部と、を備え、第１空気通路部の中間部における内側底面を吸入口側から排出口側へ向けて直線状に延ばして車両前後方向の後方へ向かって斜め上方に傾斜する傾斜面とし、第１空気通路部における天井面のうち傾斜面に対向する領域に空気取出口を設け、第２空気通路部に空気の流れ方向で空気取出口から車両上方に延びつつ吸気ホースの上流端部側へ湾曲する湾曲部を設けたことを特徴とする。

上記態様としては、バンパ開口部は、フロントバンパの鉛直方向の中央部あるいは中央部よりも車両下方側に配置されることが好ましい。

上記態様としては、前記第１空気通路部の天井面における、前記傾斜面に対向する領域に、前記天井面から上方に向けて凸状に膨出する膨出部を形成し、該膨出部に前記空気取出口が形成されていることが好ましい。

上記態様としては、排出口は、空気取出口よりも高い位置に配置されていることが好ましい。

上記態様としては、エンジンの車両前後方向前側に過給機を配置し、吸気ダクトを過給機の車両前後方向前側に配置し、吸気ダクトの排出口が前記過給機に対向するように配置されることが好ましい。

上記態様としては、吸気ダクトを過給機よりもエンジンルームの車両幅方向の一方側にオフセットさせて、排出口をエンジンルームの車両幅方向の一方側から、車両幅方向の他方側に位置する過給機に向けて対向させ、エンジンルームの車両幅方向において、エアクリーナと吸気ホースとを排出口に対して過給機と反対側に配置させることが好ましい。

本発明によれば、車両空気抵抗の低減を図りつつ、エアクリーナに低温な空気のみを吸引させて、エンジンの出力性能を高める、車両エンジンの吸気装置を実現することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置を搭載した車両前部の平面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置を搭載した車両前部の正面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置を搭載した車両前部の側面図である。 図４は、図１のIV−IV断面図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置における吸気ダクトを、車両前後方向に沿って上下方向の平面で切断した状態を示す断面図である。 図６は、本発明の第３の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置が搭載された車両前部の平面図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の詳細を図面に基づいて説明する。
［第１の実施の形態］
（吸気装置を搭載する車両側の構成）
図１〜図３に示すように、車両前部１の前端部には、フロントバンパ２が設けられている。車両前部１のエンジンルーム３には、エンジン４と、エアクリーナ５と、変速機６と、過給機７と、インタクーラ８と、を備えている。

図１および図２に示すように、エンジン４は、エンジンルーム３の略中央に配置されている。エアクリーナ５は、エンジン４の上部近傍（車両幅方向右側）に配置されている。変速機６は、エンジン４の車両幅方向左側に配置されている。過給機７は、エンジン４の車両前後方向の前側に配置されている。インタクーラ８は、エンジン４および過給機７の車両前後方向の前側に配置されている。

図１〜図３に示すように、エンジン４における車両前後方向の後側上部には、吸気マニホルド９が設けられている。エンジン４の車両前後方向の前側には、排気管１０が接続されている。排気管１０は、過給機７を経て車両後部の図示しないマフラーまで延びるように設けられている。エンジン４の車両前後方向の前側には、インタクーラ８が配置されている。

（吸気装置の構成）
エアクリーナ５には、吸気装置２０が設けられている。吸気装置２０は、吸気ホース１１と、吸気ダクト１２と、を備える。吸気ホース１１は、エアクリーナ５に接続されている。この吸気ホース１１は、エアクリーナ５に空気を取り入れる機能を有する。吸気ホース１１の上流端部には、吸気ホース１１に空気を取り入れる吸気ダクト１２が接続されている。

図２および図３に示すように、エアクリーナ５は、フィルタエレメント５Ａを内蔵している。図１および図３に示すように、エアクリーナ５には、空気を取り出すエアクリーナアウトレットパイプ１３が接続されている。このエアクリーナアウトレットパイプ１３の下流端は、過給機７を介在してインタクーラインレットパイプ１４に接続されている。すなわち、エアクリーナアウトレットパイプ１３から導入された空気は、過給機７を介してインタクーラインレットパイプ１４の上流端に連通するようになっている。インタクーラインレットパイプ１４の下流端は、インタクーラ８に接続されている。インタクーラ８には、インタクーラアウトレットパイプ１５が接続されている。このインタクーラアウトレットパイプ１５の下流端は、吸気マニホルド９に接続されている。

図３に示すように、吸気ダクト１２は、第１空気通路部１６と、この第１空気通路部１６の中間部の天井面に形成された空気取出口１６Ａに連通する第２空気通路部１７と、を備える。第１空気通路部１６は、一方の端部（車両前後方向の前側端部）に吸入口１６Ｂが形成され、他方の端部に排出口１６Ｃが形成されている。図１に示すように、吸気ダクト１２は、第１空気通路部１６の吸入口１６Ｂがフロントバンパ２に形成されたバンパ開口部２Ａに連通するように配置されている。第１空気通路部１６は、吸入口１６Ｂから排出口１６Ｃまでが車両後方に向かって斜め上方に延びるように配置されている。図２〜図４に示すように、バンパ開口部２Ａは、フロントバンパ２の鉛直方向の中央部に配置されている。なお、バンパ開口部２Ａは、フロントバンパ２の鉛直方向の中央部よりも車両下方側に配置されていてもよい。

図４に示すように、第１空気通路部１６の内側底面には、空気取出口１６Ａ側から排出口１６Ｃ側へ向けて、車両後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部（傾斜面）１６Ｄが形成されている。第１空気通路部１６の天井面における、傾斜部１６Ｄに対向する上側領域には、上方に向けて凸状に膨出する膨出部１６Ｅが形成されている。上記空気取出口１６Ａは、この膨出部１６Ｅに形成されている。

第２空気通路部１７は、空気取出口１６Ａから上側へ向けて上端部である連通口１７Ａまで延びるように形成されている。連通口１７Ａは、第１空気通路部１６の排出口１６Ｃよりも車両上下方向上側に配置されて吸気ホース１１の上流端部１１Ａに連通するように接続されている。第２空気通路部１７は、空気取出口１６Ａから鉛直方向上側に延びつつ、車両後方へ湾曲する湾曲部１７Ｂを有する。

（作用・効果）
図３および図４に示すように、本実施の形態に係る吸気装置２０では、車両前端部のうち車両上下方向で比較的低い位置であるフロントバンパ２の鉛直方向の中央部あるいは中央部よりも下側に位置する領域（フロントバンパ２の鉛直方向下部）にバンパ開口部２Ａを設けている。したがって、本実施の形態では、バンパ開口部２Ａから吸気ダクト１２内へ低温な空気を送り込む構造となっている。そのため、この吸気装置２０では、フロントバンパ２の鉛直方向上部側や車両前端部の高い位置に吸気ダクト用の開口部を設ける必要がない。したがって、この吸気装置２０を備えた車両では、走行中に車両に加わる空気抵抗係数（Ｃｄ値）を小さくでき、車両空気抵抗の低減を図ることができる。

図３および図４に示すように、このような吸気装置２０では、車両が冠水路を走行した場合、空気（図中矢印Ｅ１で示す）や雨水や異物など（図中矢印Ｗで示す）がバンパ開口部２Ａより吸入口１６Ｂ内に導入される。本実施の形態では、車両が冠水路を走行したとしても、雨水や異物など（図中矢印Ｗで示す）が第１空気通路部１６の排出口１６Ｃから排出される。したがって、液体や異物など（図中矢印Ｗで示す）が排出口１６Ｃよりも高い位置に配置される第２空気通路部１７の下流側に浸入することを防ぐことができる。このため、エアクリーナ５に設けられるフィルタエレメント５Ａが汚損したり、雨水に含まれる異物によって目詰まりを起こしたりすることを防止できる。

図３および図４に示すように、上記構造では、第２空気通路部１７を第１空気通路部１６の天井面に形成した空気取出口１６Ａから分岐させているため、重量のある雨水や異物は、第１空気通路部１６の底面に沿って排出口１６Ｃから排出される。その反面、液体（雨水）や異物よりも軽い空気（図３および図４中矢印Ｅ２で示す）は、第１空気通路部１６の天井面側に沿って流れ易くなる。そのため、空気のみを空気取出口１６Ａを介して第２空気通路部１７へ流すことができる。したがって、本実施の形態では、低温な空気のみをエアクリーナ５に送り込むことができる。

本実施の形態では、第１空気通路部１６を吸入口１６Ｂから排出口１６Ｃへ車両後方に向かって斜め上方に延びるように形成している。このため、第１空気通路部１６の底面に重量のある雨水や異物が当たることで、雨水や異物が自重によって吸入口１６Ｂ側へ戻されて車両外部に排出されるようになっている。したがって、本実施の形態に係る吸気装置２０では、エアクリーナ５側に低温な空気のみを流し込んで、かつ雨水や異物の浸入を防げるため、フィルタエレメント５Ａの汚損や雨水に含まれる異物による目詰まりを防止できる。このため、本実施の形態に係る吸気装置２０によれば、エンジン４の出力を高めることができる。このように、本実施の形態では、車両空気抵抗の低減とエンジン４の出力性能の向上との両方を同時に成し遂げることができる。

また、本実施の形態に係る吸気装置２０では、車両が冠水路を走行し、バンパ開口部２Ａおよび吸入口１６Ｂが完全に冠水路に浸かってしまった場合、吸入口１６Ｂよりも高い位置にある排出口１６Ｃから空気を空気取出口１６Ａ側に吸い込むことができる。そして、このような場合、冠水路の雨水などでエンジンは冷却されるため、エンジン４周辺から供給される空気は比較的低温な空気である。したがって、この吸気装置２０では、比較的高温な熱気が吸気ダクト１２に浸入することはない。このため、少しでも多くの低温な空気をエアクリーナ５に送り込むことができ、エンジン４の出力性能を高めることができる。

本実施の形態に係る吸気装置２０では、第１空気通路部１６から第２空気通路部１７へと雨水や異物が浸入したとしても、第２空気通路部１７に設けた湾曲部１７Ｂで重量のある雨水や異物を車両下方に落下させて、第１空気通路部１６へ戻すことができる。万一、第２空気通路１７の湾曲部１７Ｂに雨水や異物が浸入したとしても、雨水や異物を湾曲部１７Ｂの内周面に衝突させて、重量のある雨水や異物を車両下方に落下させて、第１空気通路部１６に確実に戻すことができる。これによって、雨水や異物を吸気ホース１１あるいはエアクリーナ５側に到達させ難くでき、エアクリーナ５の汚損や目詰まりを確実に防止できる。

本実施の形態では、膨出部１６Ｅを形成することにより、空気取出口１６Ａと傾斜部１６Ｄとの間の距離を拡大でき、傾斜部１６Ｄから空気取出口１６Ａへと雨水や異物が浸入することを防止できる。また、膨出部１６Ｅを設けたことで、空気取出口１６Ａの周面で一時的に空気の流速を落とすことができ、少しでも多くの低温な空気をエアクリーナ５側へ流し込むことができ、エンジン４の出力性能を高めることができる。そして、車両が一時停止や低速走行した場合、エンジンルーム３の熱気が吸気ダクト１２の排出口１６Ｃから浸入したとしても、熱気が空気取出口１６Ａへと届き難くすることができ、空気取出口１６Ａからエアクリーナ５へ熱気を吸引することを防止でき、エンジン４の出力性能を高めることができる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る吸気装置２０Ａを構成する吸気ダクト１２Ａを示している。図５に示すように、本実施の形態では、排出口１６Ｃの下端部の高さ位置Ｈ２が、吸気ダクト１２Ａの空気取出口１６Ａの上端部の高さ位置Ｈ１よりも長さｈだけ高い位置に配置されている。本実施の形態に係る吸気ダクト１２Ａにおける他の構成は、上記した第１の実施の形態に係る吸気ダクト１２の構成と同様である。

図５に示すように、本実施の形態では、上記構造によって、車両が一時停止や低速走行した場合、エンジンルーム３の熱気Ｇが吸気ダクト１２の排出口１６Ｃから浸入したとしても、熱気が空気取出口１６Ａへと届き難い。したがって、この吸気装置２０Ａでは、空気取出口１６Ａからエアクリーナ５へ熱気を吸引することを防止でき、エンジン４の出力性能を高めることができる。

［第３の実施の形態］
図６に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る吸気装置２０Ｂを構成する吸気ダクト１２Ｂは、過給機７よりもエンジンルーム３の車両幅方向の一方側（右側）にオフセットした位置に配置される。この吸気ダクト１２Ｂでは、第１空気通路部１６の排出口１６Ｃが、エンジンルーム３の車両幅方向の一方側（図６における右矢印方向側）から車両幅方向の他方側に位置する過給機７に向けて対向するように設定されている。そして、本実施の形態では、エンジンルーム３の車両幅（左右）方向において、エアクリーナ５と吸気ホース１１とが、第１空気通路部１６の排出口１６Ｃに対して過給機７と反対側（車両左右方向右側）に配置されている。

図６に示すように、本実施の形態では、第１空気通路部１６を通過した空気を排出口１６Ｃから過給機７に向けて集中的に吹きかけることができ、過給機７を冷却できる。図６中、矢印Ｅ３は、過給機７を冷却させた後の熱気を含んだ空気の流れを示している。このように、本実施の形態では、過給機７を冷却できるため、エンジンルーム３内の温度が過給機７の熱によって過剰に上昇することを防止できる。

また、本実施の形態では、過給機７を冷却できるため、エアクリーナ５に向かって流れる空気やエアクリーナ５からエンジン４に流れる空気の温度が過剰に上昇することを抑えることができ、エンジン４の出力性能を確実に高めることができる。そして、第１空気通路部１６を通過した空気を過給機７に向かって吹きかけることで、過給機７から発せられる熱気の流れ（図６中、矢印Ｅ３で示す）を過給機７から、吸気ダクト１２Ｂから車両幅方向に離れた他方の外側（つまり、エンジンルーム３の車両左右方向左側）に向けることができる。

そして、本実施の形態では、エアクリーナ５や吸気ホース１１をエンジンルーム３の車両幅方向で排出口１６Ｃに対して過給機７と反対側に配置したことで、エアクリーナ５や吸気ホース１１を過給機７からの熱気から遠ざけることができる。これによって、エアクリーナ５や吸気ホース１１内を流れる空気は、過給機７からの熱気に加熱されることがなくなる。したがって、この吸気装置２０Ｂでは、低温な空気をエンジン４へ送り込むことができ、エンジン４の出力性能を確実に高めることができる。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種の設計変更が可能である。例えば、上記第１および第２の実施の形態では、インタクーラ９や過給機７を備える車両に本発明を適用したが、これらを備えない車両に本発明を適用しても勿論よい。

１ 車両前部
２ フロントバンパ
２Ａ バンパ開口部
３ エンジンルーム
４ エンジン
５ エアクリーナ
５Ａ フィルタエレメント
７ 過給機
１１ 吸気ホース
１１Ａ 上流端部
１２ 吸気ダクト
１３ エアクリーナアウトレットパイプ
１４ インタクーラインレットパイプ
１５ インタクーラアウトレットパイプ
１６ 第１空気通路部
１６Ａ 空気取出口
１６Ｂ 吸入口
１６Ｃ 排出口
１６Ｄ 傾斜部
１６Ｅ 膨出部
１７ 第２空気通路部
１７Ａ 連通口
１７Ｂ 湾曲部
２０ 吸気装置

Claims (6)

1. 車両前部のエンジンルーム内に配置されたエンジンの上部近傍に配置されたエアクリーナに空気を取り入れる吸気ホースと、該吸気ホースに空気を取り入れるように接続された吸気ダクトと、を備えた車両用エンジンの吸気装置において、
   前記吸気ダクトは、車両前後方向の前端部にフロントバンパのバンパ開口部に向かって開口する吸入口と車両前後方向の後端部に前記吸入口よりも高い位置に配置され前記エンジンルーム内に向けて開口する排出口とを有する第１空気通路部と、
   該第１空気通路部の車両前後方向における中間部に形成されるとともに該第１空気通路部内を流れる空気の一部を前記吸気ホースへと流し込む空気取出口と、
   前記空気取出口から分岐して前記排出口よりも高い位置に配置される前記吸気ホースの上流端部まで延びる第２空気通路部と、を備え、
   前記第１空気通路部の前記中間部における内側底面を前記吸入口側から前記排出口側へ向けて直線状に延ばして車両前後方向の後方へ向かって斜め上方に傾斜する傾斜面とし、
   前記第１空気通路部における天井面のうち前記傾斜面に対向する領域に前記空気取出口を設け、
   前記第２空気通路部に空気の流れ方向で前記空気取出口から車両上方に延びつつ前記吸気ホースの上流端部側へ湾曲する湾曲部を設けた
   ことを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
2. 前記バンパ開口部は、前記フロントバンパの鉛直方向の中央部あるいは該中央部よりも車両下方側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの吸気装置。
3. 前記第１空気通路部の天井面における、前記傾斜面に対向する領域に、前記天井面から上方に向けて凸状に膨出する膨出部を形成し、該膨出部に前記空気取出口が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用エンジンの吸気装置。
4. 前記排出口は、前記空気取出口よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両用エンジンの吸気装置。
5. 前記エンジンの車両前後方向前側に過給機を配置し、前記吸気ダクトを前記過給機の車両前後方向前側に配置し、前記吸気ダクトの前記排出口が前記過給機に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両用エンジンの吸気装置。
6. 前記吸気ダクトを前記過給機よりも前記エンジンルームの車両幅方向の一方側にオフセットさせて、前記排出口を前記エンジンルームの車両幅方向の一方側から、車両幅方向の他方側に位置する前記過給機に向けて対向させ、
   前記エンジンルームの車両幅方向において、前記エアクリーナと前記吸気ホースとを前記排出口に対して前記過給機と反対側に配置させたことを特徴とする請求項５に記載の車両用エンジンの吸気装置。
   

Images