JP7456258B2 - 車載エンジンの吸気通路構造 - Google Patents
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Description
本開示は、車載エンジンの吸気通路構造に関する。
例えば特許文献１には、吸気ポートの入口部に直結されるサージタンクを備えた多気筒エンジンの吸気装置が開示されている。具体的に、このサージタンクの内周面のうちの天井面は、気筒列方向、換言すれば機関出力軸方向に沿って延びるようになっている。
また特許文献２には、吸気管を介して吸気ポートに接続されるサージタンクを備えたインテークマニホールドが開示されている。具体的に、特許文献２に開示されているインテークマニホールドは、サージタンクの開口端の下側に形成される下部空間を左右に区画する仕切り板を備える。前記特許文献２によれば、下部空間に向かう吸気は、仕切り板により下部空間への流入が阻止される。
ところで、本願発明者らは、車両前後方向に沿って機関出力軸を配置させてなる車載エンジン（所謂「縦置きエンジン」）の開発に際し、プロペラシャフトのレイアウト等の事情から、車両前後方向に対して機関出力軸を平行に延ばすのではなく、車両前後方向のいずれか一方（車両後方または車両前方）に向かって機関出力軸を下降傾斜させるという着想に至った。
ここで、機関出力軸を下降傾斜させた場合、気筒列方向も下降傾斜することになる。この場合、前記特許文献１及び２等に記載されたサージタンクの天井面もまた、機関出力軸、ひいては気筒列方向に沿って下降傾斜することになる。
本願発明者らが、天井面を下降傾斜させたサージタンクについて懸念点を洗い出したところ、冬季、寒冷地等、低温環境下に特有の課題が新たに見出された。具体的に、例えば駐車中に空気中の水分が氷結することで、サージタンクの天井面から延びるように氷柱が形成されるケースが想定される。この場合、エンジンの始動後に氷柱は融解されるものの、その融解によって生じた水は、前述したように下降傾斜させた天井面を伝って流れてしまい、最下方に位置する吸気ポートを通じて、特定の気筒に偏って吸い込まれる可能性がある。特定の気筒への水の吸入は、ウォーターハンマー等、好ましくない事象を招き得る。
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機関出力軸に対してサージタンクの天井面を傾斜させた場合に、氷柱の溶融によって生じた水を、各気筒に偏りなく吸い込ませることにある。
本開示の第１の態様は、複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造に係る。
本開示の第１の態様によれば、前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成される。
ここで、「車両エンジンの吸排気方向に沿って延びる」の語は、吸排気方向と平行に延びることに加え、吸排気方向に対して若干傾斜しつつ延びることも含む。好ましくは、第１突出部の延び方向と吸排気方向とがなす角度は、該延び方向と機関出力軸とがなす角度に比して小さい。
前記第１の態様によれば、サージタンクの天井面に第１突出部を設けるとともに、その第１突出部を吸排気方向に沿って延ばすことで、機関出力軸方向（＝気筒列方向）に沿って天井面を伝う水の流れを遮ることができる。水の流れを遮ることで、特定の気筒（具体的には、最下方に位置する気筒）への水の吸入を抑制することができる。こうして、氷柱の溶融によって生じた水を、各気筒に偏りなく吸い込ませることが可能になる。
さらに、前記第１の態様によれば、前記第１突出部の突出量は、前記吸排気方向に沿って前記吸気ポートの入口部に近接するに従って大きくなる。
水の流れをより確実に遮るためには、第１突出部の突出量を可能な限り大きくすることが望まれる。一方、第１突出部の突出量を過度に大きくしてしまっては、サージタンク内での吸気の流通に支障を来し、サージタンク本来の機能である吸気の分配性能が損なわれてしまう虞がある。
そこで、前記第１の態様のように、吸気ポートの入口部からの距離に応じて第１突出部の突出量を異ならせることで、第１突出部による水の遮断性能と、吸気の分配性能と、を両立することが可能になる。
また、本開示の第２の態様は、複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造に係る。
本開示の第２の態様によれば、前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成される。
そして、本開示の第２の態様によれば、機関出力軸方向における前記第１突出部の寸法は、前記吸排気方向に沿って前記吸気ポートの入口部に近接するに従って長くなる。
水の流れをより確実に遮るためには、機関出力軸方向における第１突出部の寸法を可能な限り長くすることが望まれる。一方、第１突出部の寸法を過度に長くしてしまっては、サージタンクの容積が小さくなり、サージタンク本来の機能である吸気の分配性能が損なわれてしまう虞がある。
そこで、前記第２の態様のように、吸気ポートの入口部からの距離に応じて第１突出部の寸法を異ならせることで、第１突出部による水の遮断性能と、吸気の分配性能と、を両立することが可能になる。
また、本開示の第３の態様は、複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造に係る。
本開示の第３の態様によれば、前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成される。
そして、本開示の第３の態様によれば、前記底面には、前記吸排気方向に沿って延びかつ前記天井面に向かって突出する第２突出部が形成される。
前記第３の態様によれば、第１突出部によって遮られた水がサージタンクの底面に落下した場合に、その底面を伝う水の流れを第２突出部によって遮ることができる。これにより、特定の気筒への水の吸入を抑制することができる。
さらに、前記第３の態様によれば、機関出力軸方向における前記底面の中央部には、前記サージタンク内に空気を導入する導入口が設けられ、前記底面は、前記導入口に向かって下降傾斜し、前記第２突出部は、前記導入口に向かって延びる。
前記第３の態様によれば、第２突出部に沿って水を流し、その水を導入口まで導くことができる。そのことで、導入口から水を排出することができるようになる。
また、本開示の第４の態様は、複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造に係る。
本開示の第４の態様によれば、前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成される。
そして、本開示の第４の態様によれば、前記サージタンクは、前記吸気ポートの入口部にそれぞれ接続される複数の分岐管を有し、前記複数の分岐管は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜するように配列され、前記第１突出部は、機関出力軸方向において、前記複数の分岐管の間のスペースに配置される。
前記第４の態様によれば、複数の分岐管の間のスペースに第１突出部を配置することで、各分岐管を通じた吸気の流通に干渉することなく、第１突出部による水の遮断を実現することができるようになる。
さらに、前記第４の態様によれば、前記第１突出部のうちの少なくとも一部は、前記複数の分岐管のうち車両前方に位置する分岐管に近接するようにオフセットして配置される。
前記第４の態様によれば、天井面を伝う水の流れを、より早いタイミングで確実に遮ることができるようになる。
また、本開示の第５の態様によれば、前記天井面は、前記吸気ポートの入口部における内周面の上面に比して、車高方向においてより高い位置に配置される、としてもよい。
前記第５の態様によれば、サージタンクの天井面と吸気ポートの上面との高低差を利用することで、第１突出部によって遮られた水の流れを、その第１突出部付近の気筒へとスムースに導くことができる。これにより、各気筒へのスムースな吸入と、特定の気筒への吸入の抑制と、を両立することが可能になる。
以上説明したように、本開示によれば、機関出力軸に対してサージタンクの天井面を傾斜させた場合に、氷柱の溶融によって生じた水を、各気筒に偏りなく吸い込ませることができる。
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。
図１は、車載エンジンとしてのエンジンＥの構成を例示する側面図である。また、図２は、エンジンＥの構成を例示する正面図であり、図３は、エンジンＥの構成を例示する斜視図であり、図４は、エンジンＥの構造を例示する断面図である。また、図８は、エンジンＥが搭載された車両としての自動車１００の構成を例示する図である。
なお、以下の説明において、「前方」とは車両前後方向における車両前方（具体的には、自動車１００の推進方向）を指し、「後方」とは車両前後方向における車両後方（具体的には、自動車１００の逆走方向）を指す。
同様に、「上方」とは車高方向における車両上方を指し、「下方」とは車高方向における車両下方を指す。また、「内方」とは吸排気方向に沿ってエンジンＥに向かう方向を指し、「外方」とは吸排気方向に沿ってエンジンＥから離間する方向を指す。
＜自動車の全体構成＞
図８に示すように、本実施形態に係る自動車１００は、車両前方にエンジンＥを搭載してなる後輪駆動式の４輪車、いわゆるフロントエンジン・リアドライブ式の４輪車（ＦＲ車）として構成されている。具体的に、図８に示す自動車１００は、車体１０１と、一対の前輪１０２Ｆと、一対の後輪１０２Ｒと、車体１０１の前部に搭載されるエンジンＥと、エンジンＥの後方に連結されるトランスミッション１０３と、トランスミッション１０３と後輪１０２Ｒを連結するプロペラシャフト１０４と、を備える。
図８に示すように、本実施形態に係る自動車１００は、車両前方にエンジンＥを搭載してなる後輪駆動式の４輪車、いわゆるフロントエンジン・リアドライブ式の４輪車（ＦＲ車）として構成されている。具体的に、図８に示す自動車１００は、車体１０１と、一対の前輪１０２Ｆと、一対の後輪１０２Ｒと、車体１０１の前部に搭載されるエンジンＥと、エンジンＥの後方に連結されるトランスミッション１０３と、トランスミッション１０３と後輪１０２Ｒを連結するプロペラシャフト１０４と、を備える。
エンジンＥは、多気筒式の縦置きエンジンとして構成される。具体的に、エンジンＥは、複数の気筒（図５～図６等に示唆されるように、本実施形態では６つの気筒）を有する。複数の気筒の並び方向（気筒列方向）は、機関出力軸Ａｃの延び方向（機関出力軸方向）に一致する。縦置き式とされたエンジンＥは、その機関出力軸Ａｃを車両前後方向に沿って配置させてなる。この機関出力軸Ａｃは、プロペラシャフト１０４と平行に配置される。
トランスミッション１０３は、エンジンＥの後方に連結させてなる。このトランスミッション１０３は、機関出力軸Ａｃの回転数を変速し、それをプロペラシャフト１０４に伝達する。
プロペラシャフト１０４は、車両前後方向に沿って配置される。具体的に、プロペラシャフト１０４は、車両前後方向に対し厳密に平行ではなく、その車両前後方向に対して下降傾斜する。特に、本実施形態に係るプロペラシャフト１０４は、車両後方に向かって下降傾斜しながら延びる。
プロペラシャフト１０４の下降傾斜に伴って、エンジンＥの機関出力軸Ａｃも下降傾斜することになる。具体的に、エンジンＥは、車両前後方向のいずれか一方に向かって機関出力軸Ａｃを下降傾斜させた状態で自動車１００に搭載される。特に、本実施形態に係る機関出力軸Ａｃは、図１に示すように、車両後方に向かって下降傾斜しながら延びる（図１の傾斜角θｃを参照）。
＜エンジンの概略構成＞
図１～図３に示すように、エンジンＥは、複数の気筒を有するエンジン本体１と、エンジン本体１に吸気を導入する吸気装置２と、を備える。エンジンＥの構成要素のうち、後者の吸気装置２には、本開示に係る吸気通路構造が適用されている。
図１～図３に示すように、エンジンＥは、複数の気筒を有するエンジン本体１と、エンジン本体１に吸気を導入する吸気装置２と、を備える。エンジンＥの構成要素のうち、後者の吸気装置２には、本開示に係る吸気通路構造が適用されている。
エンジン本体１は、シリンダブロック１ａ、シリンダヘッド１ｂ等を互いに締結してなる。エンジン本体１は、車両前後方向に対して下降傾斜させた機関出力軸Ａｃと、その機関出力軸Ａｃに沿って並んだ複数の気筒と、を備える。
ここで、エンジンＥのシリンダヘッド１ｂには、図２に示すように、各気筒に通じる吸気ポート１１が形成される（図４も参照）。各吸気ポート１１の上流端部としての入口部１１ａは、エンジン本体１の吸気側壁面に開口する。なお、ここでいう「吸気側壁面」とは、車幅方向におけるエンジン本体１の一壁面（本実施形態ではエンジン本体１の左側面）に相当する。
図１～図３に示すように、吸気装置２は、吸気の流れ方向上流側から順に、不図示のエアクリーナと、スロットルバルブ３と、第１吸気管４と、インタークーラ５と、第２吸気管６と、ネック管７と、サージタンク８と、を備える。吸気装置２はさらに、ＥＧＲガスを還流するためのＥＧＲガス導入管９を備える。
スロットルバルブ３は、サージタンク８の後端部の上方に配置される。スロットルバルブ３は、矢印Ｆ１に示すように、斜め下後方に向かって吸気を流通させるとともに、その吸気の流量を調整することができる。スロットルバルブ３には、第１吸気管４が接続される。
第１吸気管４は、サージタンク８の後方に配置される。第１吸気管４は、略上下方向に沿って延びる管状に形成される。第１吸気管４は、矢印Ｆ２に示すように、略下方に向かって吸気を流通させる。第１吸気管４の下端部には、インタークーラ５が接続される。
インタークーラ５は、サージタンク８の右半部の下方かつ、ネック管７の内方に配置される。インタークーラ５は、矢印Ｆ３に示すように、車両後方から前方に向かって吸気を流通させるとともに、その吸気を冷却することができる。インタークーラ５の前端部には、第２吸気管６が接続される。
第２吸気管６は、例えば図２に示すように、サージタンク８に対し、インタークーラ５よりもさらに下方に配置される。第２吸気管６は、略吸排気方向に沿って延びる管状に形成される。第２吸気管６は、インタークーラ５を通過した吸気を略外方に向かって流通させる。第２吸気管６における外方側の端部には、ネック管７が接続される。また、第２吸気管６の下部には、ネック管７を逆流して第２吸気管６に流入した水を貯留するためのプール部６ａが設けられる。
ネック管７は、サージタンク８、特に、前後方向におけるサージタンク８の中央部の下方に配置される。ネック管７は、上下方向に沿って延びる管状に形成される。ネック管７は、矢印Ｆ４に示すように、第２吸気管６を通過した吸気を上方に向かって流通させる。ネック管７の上端部には、サージタンク８が接続される。また、上下方向におけるネック管７の中途部には、ＥＧＲガス導入管９が接続される。
ＥＧＲガス導入管９は、サージタンク８の上方から外方にかけて配置され、ネック管７に対し、後方かつ外方に配置される。ＥＧＲガス導入管９は、略上下方向に沿って延びる管状に形成される。ＥＧＲガス導入管９は、矢印Ｆ６に示すように、気筒内での燃焼に伴い発生した排気ガスの少なくとも一部を還流し、これをＥＧＲガスとしてネック管７に導入する。
サージタンク８は、吸気ポート１１の入口部１１ａに取り付けられる。このサージタンク８は、該サージタンク８の一部である分岐管８３を挟んで入口部１１ａと向かい合い、この分岐管８３を介して入口部１１ａに接続される。すなわち、本実施形態に係るサージタンク８は、第１吸気管４及びネック管７のような別体の管状部材を介することなく、サージタンク８と一体的な分岐管８３を介して入口部１１ａに直結される。サージタンク８は、矢印Ｆ５に示すように、ネック管７を通過した吸気を一時的に貯留するとともに、その吸気を各気筒に分配する。
サージタンク８の内周面は、気筒列方向に沿って延びる貯留空間Ｓを区画する。この気筒列方向は、前述のように、機関出力軸Ａｃに沿って延びる方向（機関出力軸方向）と一致する。一方、機関出力軸Ａｃは、車両前後方向に対して下降傾斜するようになっている。そのため、気筒列方向に沿って延びる貯留空間Ｓもまた、車両前後方向に対して下降傾斜することになる。
詳しくは、サージタンク８の内周面のうちの天井面８１ａは、図１の２点鎖線Ａｓに示すように、機関出力軸Ａｃと平行に延びる（天井面８１ａについては、図４～図５等も参照されたい）。さらに詳しくは、サージタンク８の内周面のうちの天井面８１ａは、車両後方に向かって下降傾斜するようになっている。
本実施形態に係るサージタンク８は、その天井面８１ａを下降傾斜させたことに伴い見出された課題を解決するために、種々の工夫を凝らした構成とされている。以下、サージタンク８の構成について詳細に説明する。
＜サージタンクの詳細構造＞
図５は、サージタンク８の上半部の構造を例示する図である。図６は、サージタンク８の下半部の構造を例示する図である。図７は、サージタンク８を伝う水の流れを説明するための図である。
図５は、サージタンク８の上半部の構造を例示する図である。図６は、サージタンク８の下半部の構造を例示する図である。図７は、サージタンク８を伝う水の流れを説明するための図である。
図２～図４に戻ると、本実施形態に係るサージタンク８は、サージタンク８の上半部をなす第１タンク部８１と、サージタンク８の下半部をなす第２タンク部８２と、によって構成される。
サージタンク８の貯留空間Ｓは、第１タンク部８１及び第２タンク部８２の内周面によって区画される。この貯留空間Ｓは、車高方向において、吸気ポート１１の入口部１１ａよりも高い位置に配置される。
サージタンク８はまた、吸気ポート１１の入口部１１ａにそれぞれ接続される複数の分岐管８３を有する。複数の分岐管８３は、気筒列方向に沿って並ぶように配置される。換言すれば、それら複数の分岐管８３は、サージタンク８の天井面８１ａと同様に、機関出力軸Ａｃに沿って下降傾斜するように配列される。
図４に示すように、各分岐管８３は、貯留空間Ｓから入口部１１ａに向かって下降傾斜しつつ延びる。具体的に、各分岐管８３は、吸排気方向において外方から内方に向かうに従って、車高方向における下方に向かって略ストレートに延びる。
図５～図６に示すように、第１タンク部８１及び第２タンク部８２は、双方とも、吸排気方向に比して、車両前後方向及び気筒列方向の寸法が長く構成される。第１タンク部８１及び第２タンク部８２において、吸排気方向の内方に位置しかつ気筒列方向に沿って延びる長辺部には、複数の分岐管８３が一体的に設けられる。
サージタンク８の内周面のうち、前述のように下降傾斜させてなる天井面８１ａは、第１タンク部８１の内周面によって構成される。図４の２点鎖線Ｈｃに示すように、この天井面８１ａは、吸気ポート１１の入口部１１ａにおける内周面の上面に比して、車高方向においてより高い位置に配置される。
一方、サージタンク８の内周面のうちの底面８２ａは、第２タンク部８２の内周面によって構成される。図４に示すように、この底面８２ａは、天井面８１ａに対して間隔を空けて向かい合う。
また、図６に示すように、機関出力軸方向（気筒列方向）における底面８２ａの中央部には、サージタンク８内に空気を導入する導入口８２ｂが設けられる。この導入口８２ｂは、底面８２ａのうち、吸排気方向の外方に位置する部位に設けられる。導入口８２ｂには、ネック管７の下流端部が接続される。ネック管７を通過した吸気は、導入口８２ｂを介して貯留空間Ｓに流入する。また、機関出力軸Ａｃに垂直な断面（図４に示す断面）で見たとき、サージタンク８の底面８２ａは、導入口８２ｂに向かって下降傾斜するようになっている。
ここで、図４～図５に示すように、サージタンク８の内周面のうちの天井面８１ａには、エンジンＥの吸排気方向に沿って延びかつサージタンク８の内周面のうちの底面８２ａに向かって突出する第１突出部８４が形成される。
詳しくは、第１突出部８４は、機関出力軸方向（気筒列方向）において、複数の分岐管８３の間のスペースに配置される。図５に示す例では、第１突出部８４は、気筒列方向の前側から数えて２番目の分岐管８３と３番目の分岐管８３の間のスペースと、４番目の分岐管８３と５番目の分岐管８３の間のスペースと、に１つずつ配置されている。
また、本実施形態に係る第１突出部８４は、吸排気方向において吸気ポート１１の入口部１１ａに近接して配置された内側突出部８４ａと、この内側突出部８４ａに比して相対的に離間して配置された外側突出部８４ｂと、を有する。
本実施形態では、内側突出部８４ａは、第１タンク部８１の外面を下方に向かって凹ませてなる。一方、外側突出部８４ｂは、天井面８１ａに設けたリブ状の突起部によって構成される。図５に示すように、内側突出部８４ａと外側突出部８４ｂとは、吸排気方向において一体的に繋がっている。
また、図４の両矢印Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に示すように、第１突出部８４の突出量は、吸排気方向に沿って吸気ポート１１の入口部１１ａに近接するに従って大きくなる。
詳しくは、本実施形態では、第１突出部８４における内側突出部８４ａの突出量Ｌ１～Ｌ３は、吸排気方向の外方から内方に向かうに従って、徐々に大きくなる。さらに詳しくは、内側突出部８４ａの下縁部Ｌｕは、図４に示すように、吸排気方向に対して傾斜しつつ、略直線状に延びる。この下縁部Ｌｕは、吸排気方向の外側では、天井面８１ａと略同じ高さに位置する一方、吸排気方向の内側では、分岐管８３の上流端部８３ａの底面と略同じ高さに位置する。内側突出部８４ａの下縁部Ｌｕは、分岐管８３と実質的に平行に延びる。
また、図５に示すように、機関出力軸方向（気筒列方向）における第１突出部８４の寸法は、吸排気方向に沿って吸気ポート１１の入口部１１ａに近接するに従って長くなる。
詳しくは、本実施形態では、図５に示すように車高方向に沿って見たときに、機関出力軸方向における内側突出部８４ａの寸法は、同方向における外側突出部８４ｂの寸法に比して大きくなる。換言すれば、機関出力軸方向において、内側突出部８４ａは、外側突出部８４ｂよりも幅厚に形成される。
また、図５に示すように、第１突出部８４のうちの少なくとも一部は、複数の分岐管８３のうち車両前方に位置する分岐管８３に近接するようにオフセットして配置される。
詳しくは、本実施形態では、第１突出部８４のうちの内側突出部８４ａは、隣合う分岐管８３の中間に配置される。一方、第１突出部８４のうちの外側突出部８４ｂは、図５に示すように、隣合う分岐管８３のうち、車両前方に位置する分岐管８３に近接して配置される。
一方、図４及び図６に示すように、サージタンク８の内周面のうちの底面８２ａには、エンジンＥの吸排気方向に沿って延びかつサージタンク８の内周面のうちの天井面８１ａに向かって突出する第２突出部８５が形成される。
詳しくは、第２突出部８５は、機関出力軸方向（気筒列方向）において、複数の分岐管８３の間のスペースに配置される。図６に示すように車高方向に沿って見たとき、第２突出部８５は、導入口８２ｂに向かって傾斜して延びる。
図６に示す例では、第２突出部８５は、気筒列方向の前側から数えて１番目の分岐管８３と２番目の分岐管８３の間のスペースと、２番目の分岐管８３と３番目の分岐管８３の間のスペースと、３番目の分岐管８３と４番目の分岐管８３の間のスペースと、４番目の分岐管８３と５番目の分岐管８３の間のスペースと、５番目の分岐管８３と６番目の分岐管８３の間のスペースと、に１つずつ配置されている。
＜天井面を伝う水の流れについて＞
図７は、サージタンク８を伝う水の流れを説明するための図である。
図７は、サージタンク８を伝う水の流れを説明するための図である。
ところで、前述のように機関出力軸Ａｃを下降傾斜させた場合、気筒列方向も下降傾斜することになる。この場合、サージタンク８の天井面８１ａもまた、図１の２点鎖線Ｈｃに示したように、機関出力軸Ａｃ、ひいては気筒列方向に沿って下降傾斜させることになる。
本願発明者らが、その天井面８１ａを下降傾斜させたサージタンク８について懸念点を洗い出したところ、冬季、寒冷地等、低温環境下に特有の課題が新たに見出された。具体的に、例えば駐車中に空気中の水分が氷結することで、サージタンク８内に氷柱が形成される可能性が想定される。この場合、エンジンＥの始動後に氷柱は融解されるものの、その融解によって生じた水は、前述したように下降傾斜させた天井面８１ａを伝って流れてしまい、最下方に位置する吸気ポート１１を通じて、特定の気筒に偏って吸い込まれる可能性がある。特定の気筒への水の吸入は、ウォーターハンマー等、好ましくない事象を招き得る。
それに対し、本実施形態によれば、図４に示したように、サージタンク８の天井面８１ａに第１突出部８４を設けるとともに、その第１突出部８４を吸排気方向に沿って延ばすことで、機関出力軸方向（＝気筒列方向）に沿って天井面８１ａを伝う水の流れを遮ることができる（図７の矢印Ａ１を参照）。水の流れを遮ることで、特定の気筒（具体的には、最下方に位置する気筒）への水の吸入を抑制することができる。こうして、氷柱の溶融によって生じた水を、各気筒に偏りなく吸い込ませることが可能になる。
また、図４に示したように、吸気ポート１１の入口部１１ａにおける内周面の上面に比して、天井面８１ａより高い位置に配置することで、サージタンク８の天井面８１ａと吸気ポート１１の上面との高低差を利用することができるようになる。これにより、第１突出部８４によって遮られた水の流れを、その第１突出部８４付近の気筒へとスムースに導くことができる。これにより、各気筒へのスムースな吸入と、特定の気筒への吸入の抑制と、を両立することが可能になる。
ところで、水の流れをより確実に遮るためには、第１突出部８４の突出量を可能な限り大きくすることが望まれる。一方、第１突出部８４の突出量を過度に大きくしてしまっては、サージタンク８内での吸気の流通に支障を来し、サージタンク８本来の機能である吸気の分配性能が損なわれてしまう虞がある。
そこで、図４の両矢印Ｌ１～Ｌ３に示したように、吸気ポート１１の入口部１１ａからの距離に応じて第１突出部８４の突出量を異ならせることで、第１突出部８４による水の遮断性能と、吸気の分配性能と、を両立することが可能になる。
また、水の流れをさらに確実に遮るためには、機関出力軸方向における第１突出部８４の寸法を可能な限り長くすることが望まれる。一方、第１突出部８４の寸法を過度に長くしてしまっては、サージタンク８の容積が小さくなり、サージタンク８本来の機能である吸気の分配性能が損なわれてしまう虞がある。
そこで、図５に示したように、吸気ポート１１の入口部１１ａからの距離に応じて第１突出部８４の寸法を異ならせる（具体的には、外側突出部８４ｂと内側突出部８４ａとで機関出力軸方向の寸法を異ならせる）ことで、第１突出部８４による水の遮断性能と、吸気の分配性能と、を両立することが可能になる。
また、図４に示したように、サージタンク８の底面８２ａに第２突出部８５を設けるとともに、その第２突出部８５を吸排気方向に沿って延ばすことで、第１突出部８４によって遮られた水がサージタンク８の底面８２ａに落下した場合に、その底面８２ａを伝う水の流れを第２突出部８５によって遮ることができる（図７の矢印Ａ２を参照）。これにより、特定の気筒への水の吸入を抑制することができる。
また、図６に示したように、導入口８２ｂに向かって第２突出部８５を延ばすことで、第２突出部８５に沿って水を流し、その水を導入口８２ｂまで導くことができる。そのことで、導入口８２ｂから水を排出することができるようになる。
詳しくは、図７の矢印Ａ１～Ａ２に例示するように、第１突出部８４によって遮られた水は、第２突出部８５に沿って流れ、導入口８２ｂに至る。導入口８２ｂに至った水は、ネック管７を逆流し、第２吸気管６のプール部６ａに蓄えられる。
また、図５に示したように、複数の分岐管８３の間のスペースに第１突出部８４を配置することで、各分岐管８３を通じた吸気の流通に干渉することなく、第１突出部８４による水の遮断を実現することができるようになる。
《他の実施形態》
前記実施形態では、車両前後方向のうちの車両後方に向かって、機関出力軸Ａｃひいてはサージタンク８の天井面８１ａを下降傾斜させるように構成されていたが、本開示は、その構成には限定されない。例えば、自動車１００のボンネットラインに沿わせるように、車両前後方向のうちの車両前方に向かって、機関出力軸Ａｃひいてはサージタンク８の天井面８１ａを下降傾斜させてもよい。
前記実施形態では、車両前後方向のうちの車両後方に向かって、機関出力軸Ａｃひいてはサージタンク８の天井面８１ａを下降傾斜させるように構成されていたが、本開示は、その構成には限定されない。例えば、自動車１００のボンネットラインに沿わせるように、車両前後方向のうちの車両前方に向かって、機関出力軸Ａｃひいてはサージタンク８の天井面８１ａを下降傾斜させてもよい。
また、前記実施形態では、吸排気方向に沿って第１突出部８４を延ばした構成の一例として、図６に示すように、吸排気方向に対して第１突出部８４を平行に延ばした構成が開示されていたが、本開示は、その構成には限定されない。
吸排気方向に沿って第１突出部８４を延ばした構成の別例として、例えば、吸排気方向に対して第１突出部８４を若干傾斜させつつ延ばした構成としてもよい。この構成を用いる場合、第１突出部８４の延び方向と吸排気方向とがなす角度は、好ましくは、該延び方向と車両前後方向とがなす角度に比して小さくなるように設定される。
Ｅ エンジン（車載エンジン）
１ エンジン本体
１ａ シリンダブロック
１ｂ シリンダヘッド
１１ 吸気ポート
１１ａ 吸気ポートの入口部
２ 吸気装置
８ サージタンク
８１ 第１タンク部
８１ａ サージタンクの天井面
８２ 第２タンク部
８２ａ サージタンクの底面
８２ｂ 導入口
８３ 分岐管
８４ 第１突出部
８４ａ 内側突出部
８４ｂ 外側突出部
８５ 第２突出部
１００ 自動車（車両）
Ａｃ 機関出力軸
Ｈｃ 天井面の高さ
Ｌ１ 第１突出部の突出量
Ｌ２ 第１突出部の突出量
Ｌ３ 第１突出部の突出量
１ エンジン本体
１ａ シリンダブロック
１ｂ シリンダヘッド
１１ 吸気ポート
１１ａ 吸気ポートの入口部
２ 吸気装置
８ サージタンク
８１ 第１タンク部
８１ａ サージタンクの天井面
８２ 第２タンク部
８２ａ サージタンクの底面
８２ｂ 導入口
８３ 分岐管
８４ 第１突出部
８４ａ 内側突出部
８４ｂ 外側突出部
８５ 第２突出部
１００ 自動車（車両）
Ａｃ 機関出力軸
Ｈｃ 天井面の高さ
Ｌ１ 第１突出部の突出量
Ｌ２ 第１突出部の突出量
Ｌ３ 第１突出部の突出量
Claims (5)
- 複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造であって、
前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、
前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、
前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、
前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成され、
前記第１突出部の突出量は、前記吸排気方向に沿って前記吸気ポートの入口部に近接するに従って大きくなる
ことを特徴とする車載エンジンの吸気通路構造。 - 複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造であって、
前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、
前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、
前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、
前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成され、
機関出力軸方向における前記第１突出部の寸法は、前記吸排気方向に沿って前記吸気ポートの入口部に近接するに従って長くなる
ことを特徴とする車載エンジンの吸気通路構造。 - 複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造であって、
前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、
前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、
前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、
前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成され、
前記底面には、前記吸排気方向に沿って延びかつ前記天井面に向かって突出する第２突出部が形成され、
機関出力軸方向における前記底面の中央部には、前記サージタンク内に空気を導入する導入口が設けられ、
前記底面は、前記導入口に向かって下降傾斜し、
前記第２突出部は、前記導入口に向かって延びる
ことを特徴とする車載エンジンの吸気通路構造。 - 複数の気筒を有しかつ機関出力軸を車両前後方向に沿って配置させてなる車載エンジンの吸気通路構造であって、
前記車載エンジンは、前記車両前後方向のいずれか一方に向かって前記機関出力軸を下降傾斜させた状態で車両に搭載され、
前記車載エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの入口部に取り付けられるサージタンクを備え、
前記サージタンクの内周面のうちの天井面は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜し、
前記天井面には、前記車載エンジンの吸排気方向に沿って延びかつ前記サージタンクの内周面のうちの底面に向かって突出する第１突出部が形成され、
前記サージタンクは、前記吸気ポートの入口部にそれぞれ接続される複数の分岐管を有し、
前記複数の分岐管は、前記機関出力軸に沿って下降傾斜するように配列され、
前記第１突出部は、機関出力軸方向において、前記複数の分岐管の間のスペースに配置され、
前記第１突出部のうちの少なくとも一部は、前記複数の分岐管のうち車両前方に位置する分岐管に近接するようにオフセットして配置される
ことを特徴とする車載エンジンの吸気通路構造。 - 請求項１から４のいずれか１項に記載された車載エンジンの吸気通路構造において、
前記天井面は、前記吸気ポートの入口部における内周面の上面に比して、車高方向においてより高い位置に配置される
ことを特徴とする車載エンジンの吸気通路構造。
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