WO2017073378A1 - 過給機付きエンジンの吸気装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention has a supercharger comprising an engine body, an intake passage for introducing intake air into the engine body, and a turbocharger that includes a compressor provided in the intake passage and supercharges the intake air
- the present invention relates to an engine intake device.
- a passage that bypasses the compressor by connecting the upstream portion and the downstream portion of the compressor in the intake passage is provided. That is, if the amount of air sucked into the engine body decreases during deceleration or the like, the compressed air existing between the compressor and the engine body may flow backward and damage the compressor.
- the air pressurized by the compressor via the bypass passage is released from the downstream side to the upstream side of the compressor.
- Patent Document 1 discloses an apparatus provided with a passage that connects the bypass passage and the exhaust passage. In this device, a part of the pressurized air is led out to the exhaust passage at the time of deceleration or the like, thereby suppressing the inflow of the pressurized air into the intake passage, thereby preventing the pressurized air from flowing into the intake passage. We are trying to suppress the accompanying noise.
- the intake passage is bent and arranged in the middle, but as described above, in order to suppress damage to the compressor or the like, with the supercharger provided with the bypass passage in the intake passage.
- the intake passage upstream of the connection portion with the bypass passage is simply bent and disposed, the compressed air discharged from the bypass passage may collide with the bent portion and noise may be deteriorated. There is.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an intake device for an engine with a supercharger capable of suppressing deterioration of noise while arranging an intake passage in a compact manner.
- the present invention provides a turbocharger that includes an engine body, an intake passage for introducing intake air into the engine body, and a compressor provided in the intake passage and supercharges the intake air.
- a bypass passage that bypasses the compressor by communicating a portion upstream of the compressor and a portion downstream of the compressor, and opens and closes the bypass passage.
- a bypass passage opening / closing valve that has an upstream side pipe positioned upstream of the compressor, and the upstream side pipe extends in a first direction from the compressor toward the upstream side.
- a first passage extending from the upstream end of the first passage in a second direction different from the first direction, and a second direction from the upstream end of the bending portion in the second direction.
- the bypass passage is connected to a connecting portion provided in the first passage, and the second passage has a vertically long dimension longer than a width dimension.
- a bypass passage that bypasses the compressor and a bypass passage opening / closing valve are provided to suppress the damage of the compressor and the like, and the intake passage is arranged in a compact manner and the deterioration of noise caused by the bypass passage is suppressed. Can do.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system according to a first embodiment of the present invention. It is a schematic perspective view which shows an engine main body periphery.
- FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a part of a cross section taken along line IV-IV in FIG. 3. It is a rear view of an air pipe. It is a top view of an air pipe. It is the side view which looked at the air pipe from the left side. It is the side view which looked at the air pipe from the right side.
- FIG. 7 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 6.
- FIG. 7 is a sectional view taken along line XX in FIG. 6. It is the graph which showed the effect of the support.
- FIG. 15 is a sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. 14. It is a top view of the air pipe which concerns on 3rd Embodiment.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system (supercharged engine) 1 including an intake device according to a first embodiment of the present invention.
- the engine system 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle. For example, it is arranged in an engine room formed in the vehicle.
- the engine system 1 has a cylinder 10a and an engine main body 10 configured to burn a mixture of air and fuel in the cylinder 10a, and an intake device 20 for introducing air (intake air) into the engine main body 10. And an exhaust passage 40 for leading the exhaust gas derived from the engine body 10 to the outside.
- the intake device 20 includes an intake passage 30 that is connected to the engine body 10 and introduces intake air into the engine body 10.
- An example of the engine body 10 is an in-line four-cylinder engine as shown in FIG. However, the specific configuration of the engine body is not limited to this.
- the engine system 1 includes a compressor 52 provided in the intake passage 30 and a turbine 54 provided in the exhaust passage 40, and has a turbocharger 50 for supercharging intake air sucked into the engine body 10.
- the compressor 52 includes a compressor main body 52a having a plurality of blades formed on the outer periphery and a compressor housing 52b that stores the compressor main body 52a.
- the turbine 54 includes a turbine main body 54a having a plurality of blades formed on the outer periphery and a turbine that stores the turbine main body 54a.
- the turbocharger 50 includes a housing 54b, and includes a rotating shaft 56 that couples the compressor body 52a and the turbine body 54a. The turbocharger 50 compresses and pressurizes intake air in the compressor housing 52b as the compressor body 52a rotates as the turbine body 54a is driven to rotate by the exhaust gas.
- the intake passage 30 is branched into independent passages 34 communicating with the respective cylinders 10 a on the downstream side of the surge tank 33, and intake air is introduced into the engine body 10 through the independent passages 34.
- the intake device 20 includes a bypass passage 60 and an ABV (bypass passage opening / closing valve) 62 that opens and closes the bypass passage 60.
- ABV bypass passage opening / closing valve
- the bypass passage 60 communicates the upstream connection portion 60 a (connection portion) upstream of the compressor 52 in the intake passage 30 and the downstream connection portion 60 b positioned downstream of the compressor 52 in the intake passage 30.
- the compressor 52 is bypassed. A portion of the high-pressure intake air that exists between the compressor 52 and the engine body 10 and is supercharged by the compressor 52 passes through the bypass passage 60 without passing through the compressor 52 when the ABV 62 is opened. And flows into a portion upstream of the compressor 52.
- the ABV 62 is driven by a control unit (not shown) for driving various devices of the engine system 1.
- the ABV 62 is opened when the amount of intake air sucked into the engine body 10 is reduced, such as when the vehicle is decelerated, and is fully closed under other operating conditions. Is done.
- the high-pressure intake air existing in the portion between the engine body 10 and the compressor 52 may flow backward to the compressor 52 side, possibly damaging the compressor 52 and the like.
- the throttle valve 32 is operated to the closed side. In this manner, when the throttle valve 32 is operated to the closed side, a high pressure is applied to the above portion. If intake air is present, the high-pressure intake air may damage the throttle valve 32. Therefore, in the present embodiment, the ABV 62 is opened under an operating condition in which the intake air amount decreases, and a part of the high-pressure intake air is returned to the upstream side through the bypass passage 60.
- FIG. 2 is a schematic perspective view of the periphery of the engine main body 10 in a state of being mounted on the vehicle as viewed from the rear of the vehicle.
- a part of the intake passage 30 and a part of the exhaust passage 40 are omitted.
- the engine body 10 is placed in the engine room in a posture in which it is placed horizontally, that is, the cylinder arrangement direction coincides with the vehicle width direction (left-right direction in FIG. 2). Further, in the present embodiment, the engine body 10 is arranged such that the intake side is positioned forward in the vehicle front-rear direction and the exhaust side is positioned rearward in the vehicle front-rear direction.
- the engine body 10 includes a cylinder block 11 in which the cylinder 10 a is formed, and a cylinder head 12 that covers the cylinder block 11.
- the cylinder head 12 is covered with a head cover 13.
- the cylinder head 12 is formed with an intake port (not shown) that communicates with the independent passage 34 and introduces intake air into each cylinder 10a.
- the engine body 10 has these intake ports in the vehicle longitudinal direction of the cylinder head 12. It arrange
- An exhaust port (not shown) that communicates with the exhaust passage 40 and leads the exhaust from each cylinder to the exhaust passage 40 is arranged in the vehicle width direction at the rear side portion of the cylinder head 12 in the vehicle longitudinal direction.
- the vehicle front-rear direction is simply referred to as the front-rear direction as appropriate.
- the vehicle width direction is referred to as the left-right direction, and the right and left in FIG. 2 are simply referred to as right and left.
- the transmission is connected to the engine body 10 on the left side of the lower part of the engine body 10. More specifically, a transmission case 70 that accommodates the transmission main body is disposed on the left side of the cylinder block 11 in a state of being connected to the left side surface of the cylinder block 11.
- a battery 80 is disposed above the mission case 70 and on the left side of the upper part of the engine body 10. Specifically, a rear housing 18 and a fuel pump 19 are provided on the left side surface of the cylinder head 12, and a battery 80 is disposed at a position spaced apart from the rear housing 18 and the fuel pump 19 on the left side. Yes.
- the fuel pump 19 is a pump for pumping fuel to the engine body 10. These are connected to the cylinder head 12 with the fuel pump 19 positioned in front of the rear housing 18.
- the rear housing 18 is formed integrally with the cylinder head 12.
- the turbocharger 50 is disposed behind the engine body 10 in such a posture that the rotating shaft 56 extends in the vehicle width direction, the compressor 52 is positioned on the left side of the rotating shaft 56, and the turbine 54 is positioned on the right side of the rotating shaft 56. ing.
- the rotating shaft 56 is accommodated in a housing 56b connected to the compressor housing 52b and the turbine housing 54b.
- the turbocharger 50 is arranged behind the engine body 10, so that in this embodiment, the distance between each cylinder 10 a of the engine body 10 and the turbine 54 can be shortened and flows into the turbine 54. It is possible to increase the supercharging pressure by increasing the energy of exhaust gas.
- the compressor housing 52b, a part of the intake passage 30, and the bypass passage 60 are unitized, and this unit 110 (hereinafter referred to as the housing unit 110) is disposed on the left side behind the engine body 10. Has been.
- FIG. 2 and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
- the housing unit 110 includes a portion that surrounds the outer periphery of the compressor body 52a and functions as the compressor housing 52b, a suction passage 112 and a discharge passage 114 that are connected to the compressor housing 52b and constitute a part of the intake passage 30, and a bypass passage 60. And are integrally formed.
- the outer shape of the compressor housing 52b is substantially circular.
- the suction passage 112 is a portion extending upstream from the compressor housing 52b, and extends to the left from a suction port 52b_in formed in the center of the left side surface of the compressor housing 52b.
- the discharge passage 114 is a portion extending downstream from the compressor housing 52b.
- the discharge passage 114 extends diagonally to the left from a discharge port 52b_out formed in the lower portion of the compressor housing 52b, and then extends substantially straight to the left.
- Each of the suction passage 112 and the discharge passage 114 has a substantially circular cross section.
- the bypass passage 60 extends in the radial direction of the compressor housing 52b between the suction passage 112 and the discharge passage 114, and communicates the suction passage 112 and the discharge passage 114.
- a substantially rectangular opening extending in the circumferential direction is formed on the inner peripheral surface of the suction passage 112, This opening functions as the upstream connection portion 60a.
- a substantially circular opening is formed on the inner peripheral surface of the discharge passage 114, and this opening functions as the downstream connection portion 60b.
- the bypass passage 60 communicates these openings 60a and 60b.
- the ABV 62 that opens and closes the bypass passage 60 is disposed in the opening 60b formed in the discharge passage 114, that is, the downstream connection portion 60b, and opens and closes the downstream connection portion 60b.
- the intake passage 112 is connected to an air pipe (upstream piping) 120 that constitutes a part of the intake passage 30 on the upstream side of the compressor 52.
- the air pipe 120 extends to the left from the suction passage 112, and then extends substantially straight forward after being curved forward.
- the air pipe 120 extends forward between the engine body 10 and the battery 80.
- the air pipe 120 extends between the rear housing 18 and the fuel pump 19 and the battery 80 and extends from the intake passage 112 to the vicinity of the front side surface of the engine body 10.
- a passage constituting a part of the intake passage 30 further extends from the upstream end of the air pipe 120 and is connected to an air cleaner or the like in front of the engine body 10. The detailed structure of the air pipe 120 will be described later.
- the downstream side passage 39 constituting a part of the intake passage 30 is also connected to the discharge passage 114.
- the downstream passage 39 extends substantially parallel to the lower portion of the air pipe 120. Specifically, the downstream passage 39 extends to the left from the discharge passage 114, and then tilts to the left obliquely forward, and then extends substantially straight forward through the space between the engine body 10 and the battery 80. However, the downstream passage 39 extends forward through a portion below the rear housing 18 and the fuel pump 19 and having a large left and right dimension.
- a passage constituting a part of the intake passage 30 further extends from the upstream end of the downstream passage 39 and is connected to the front side surface of the engine body 10 via the intercooler 31 and the like. ing.
- FIG. 5 is a rear view of the air pipe 120
- FIG. 6 is a top view of the air pipe 120
- FIG. 7 is a side view of the air pipe 120 viewed from the left side
- FIG. 9 is a side view of the air pipe 120 as viewed from the right side
- FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 6
- FIG. 10 is a sectional view taken along line XX in FIG.
- the air pipe 120 extends from the suction passage 112 to the left side, and then curves forward, and then extends substantially straight forward.
- the first air pipe 120 extends from the suction passage 112 to the left side along the left-right direction.
- the cross-sectional shape of the first straight portion 122 (the outer shape and the cross-sectional shape of the passage, hereinafter simply referred to as the cross-sectional shape) is substantially the same as the cross-sectional shape of the suction passage 112, and
- the inner peripheral surface continuously extends in the same shape as the inner peripheral surface of the suction passage 112.
- the suction passage 112 is connected to the first straight portion 122 in a state of being fitted inside the downstream end portion of the first straight portion 122.
- the cross-sectional shape orthogonal to the upstream / downstream direction of the curved portion 124 is such that the dimension in the width direction, that is, the vertical direction and the direction orthogonal to the upstream / downstream direction gradually decreases toward the upstream side. It has a shape with gradually increasing dimensions.
- the bending portion 124 is inclined upward toward the front.
- the cross-sectional shape of the downstream portion 126a of the second straight portion 126 is such that the vertical dimension is longer than the width dimension, that is, the horizontal dimension that is perpendicular to the vertical direction and the upstream / downstream direction.
- the cross section of the downstream portion 126a of the two straight portions 126 has a longitudinal shape, that is, a substantially elliptical shape extending in the vertical direction.
- the downstream portion 126a of the second straight portion 126 has a flat shape in which the left and right dimensions are shorter than the vertical dimension, and in the following, this portion 126a may be referred to as a flat portion 126a.
- this portion 126a may be referred to as a flat portion 126a.
- the flat portion 126a has a shape in which the upper edge extends in the front-rear direction substantially along the horizontal plane, and the lower edge thereof is inclined upward toward the front. .
- this flat part 126a is equivalent to the 2nd channel
- the upstream end of the second straight portion 126 has a cylindrical shape
- the upstream portion 126b of the second straight portion 126 (hereinafter sometimes referred to as the enlarged diameter portion 126b) is the cylindrical upstream end.
- the left and right dimensions are gradually increased toward.
- the diameter-enlarged portion 126 b is configured such that the right and left dimensions are elongated by gradually inclining the right side wall to the right side.
- the enlarged diameter portion 126b extends forward with substantially the same vertical dimension as the upstream end of the flat portion 126a.
- the air pipe 120 configured as described above is supported by the housing unit 110 by fitting the downstream end portion of the first straight portion 122 into the suction passage 112 as described above, and the upstream end portion of the air pipe 120. Is supported by the engine body 10 via the bracket 91, and is fixed in a posture extending forward from the housing unit 110 through the gap between the engine body 10 and the battery 80. .
- the first straight portion 122 of the air pipe 120 is connected to a resonator 130 in which a space communicating with the inner space of the first straight portion 122 is formed.
- the resonator 130 communicates with the first straight portion 122 via a circular opening 122 a formed on the lower surface of the first straight portion 122.
- the resonator 130 is a cylindrical member whose end opposite to the opening 122a is blocked.
- the resonator 130 extends downward from the lower surface of the first straight portion 122 and then curves and extends to the left.
- the left and right dimensions of the resonator 130 are sufficiently smaller than the left and right dimensions of the air pipe 120, and the resonator 130 is located on the right side of the left end of the air pipe 120.
- a portion of the air pipe 120 on the upstream side of the first straight portion 122 (a portion formed by the curved portion 124 and the second straight portion 126) has a width direction (up and down) in the inner space of the air pipe 120.
- the column (vibration suppression column) 140 is provided to connect the side walls 120_R and 120_L in the direction perpendicular to the direction and the upstream / downstream direction and the horizontal direction in the present embodiment.
- pillar 140 is provided over the curved part 124 and the flat part 126a. Specifically, the column 140 extends upstream from a portion slightly downstream of the upstream end of the curved portion 124.
- the support column 140 is arranged in the vicinity of the upper and lower centers of the air pipe 120.
- the inner space of the air pipe 120 is divided vertically in the support column 140.
- the vertical dimension of the support column 140 is sufficiently smaller than the vertical dimension of the air pipe 120.
- the right and left side walls 120_R and 120_L of the air pipe 120 are formed so as to be recessed toward the left and right centers, so that the support column 140 is formed.
- the upstream end portion 140a of the support column 140 has a tapered shape in which the thickness, that is, the vertical dimension becomes smaller toward the upstream side.
- the upper surface is inclined downward and the lower surface is inclined upward as it goes upstream, so that the upstream end portion 140a of the support column 140 has a pointed shape.
- the downstream end portion 140b of the support column 140 has a sharp shape, and has a tapered shape in which the thickness, that is, the vertical dimension becomes smaller toward the downstream side.
- the downstream end portion 140b similar to the upstream end portion 140a, also has a sharp shape with the upper surface inclined downward and the lower surface inclined upward as it goes downstream.
- Damping material 151 and 152 are fixed on the surface.
- the damping materials 151 and 152 absorb the vibration of the air pipe 120 and are made of, for example, a member based on butyl rubber or the like having a high damping effect.
- the inner peripheral side wall 124_R and the outer peripheral side wall 124_L of the curved portion 124, and the inner peripheral side wall of the curved portion 124 of the flat portion 126a Damping materials 151 and 152 are attached to almost the entire surfaces of the side wall 126a_R located on the right side in the left and right direction and the outer side wall of the curved portion 124 and located on the left side in the left and right direction. Yes.
- the damping material 152 is continuously attached to the downstream portion of the side wall 126b_L, and the outer peripheral side of the bending portion 124 is from the vicinity of the central portion in the upstream and downstream direction of the bending portion 124 to the upstream end of the flat portion 126a.
- a damping material 151 is affixed. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, in the vertical direction, the vibration damping materials 151 and 152 are pasted over the entire portion excluding the upper edge portion and the lower edge portion of both outer side surfaces.
- the portion that is configured by the intake passage 112 and the air pipe 120 and that extends to the upstream side from the compressor 52 in the intake passage 30 is The shape extends from the compressor 52 to the left, then curves forward, and then extends forward. And the flat part 126a which comprises the part extended ahead is made into the shape by which the dimension (left-right dimension) of the width direction was restrained small. Therefore, the intake passage 30 can be arranged around the engine body 10 in a compact manner. Specifically, as described above, the intake passage 30 passes through the narrow space between the battery 80 and the engine main body 10 (the rear housing 18 and the fuel pump 19) from the compressor 52 disposed behind the engine main body 10. Can be piped forward. Therefore, it is not necessary to secure a large space for the intake passage 30 by increasing the separation distance between the battery 80 and the engine body 10 in order to pipe the space, and the periphery of the engine body 10 can be made compact. it can.
- a bypass passage 60 is connected to a portion immediately upstream of the compressor 52 in the intake passage 30, and intake air is taken in a curved portion 124 positioned upstream of the upstream connection portion 60 a that is this connection portion.
- the passage 30 is curved. Therefore, as the high-pressure intake air flows into the upstream side through the bypass passage 62 when the ABV 62 is opened, the pressure wave propagated upstream from the upstream connection portion 60a collides with the curved portion 124, and accordingly The bending portion 124 and the flat portion 126a vibrate and generate noise.
- the flat portion 126a has a vertically long cross-sectional shape as described above, and both side walls (left and right side walls) in the width direction have a flat shape with a relatively large area.
- the bypass passage 62 is closed and the intake air is flowing through the intake passage 30, so that a vortex is generated and disappears in the upstream connection portion 60 a, and a pressure wave is generated accordingly. And this pressure wave propagates upstream and collides with the curved part 124, the flat part 126a vibrates, and noise worsens.
- the frequency of the noise generated when the ABV 62 is opened is different from the frequency of the noise generated when the ABV 62 is closed, and the noise generated when the ABV 62 is opened is higher.
- the resonator 130 is connected to a portion of the first straight portion 122 and between the upstream connection portion 60a and the curved portion 124 in the intake passage 30. Therefore, the magnitude of the pressure wave toward the bending portion 124 and the flat portion 126a, that is, the noise level can be reduced. That is, resonance can be generated in the resonator 130, thereby reducing noise.
- the resonator 130 is mainly configured to reduce noise generated when the ABV 62 is closed, and the size of the resonator 130 is set to a size according to the frequency of the sound.
- the damping members 151 and 152 are provided on the respective surfaces of the inner peripheral side wall 124_R and the outer peripheral side wall 124_L of the bending portion 124, and the right side wall 126a_R and the left side wall 126a_L of the flat portion 126a. Is pasted. Therefore, the vibrations of the bending portion 124 and the flat portion 126a can be suppressed by the damping materials 151 and 152, and the noise accompanying these vibrations can be reduced.
- the damping materials 151 and 152 are configured to reduce noise generated when the ABV 62 is opened, and the damping materials 151 and 152 correspond to relatively high frequencies.
- the pillars 140 that connect the left and right side walls 120_R and 120_L of the air pipe 120 are provided at portions of the air pipe 120 corresponding to the curved portion 124 and the flat portion 126a. Therefore, the displacement of the side walls 120_R and 120_L, that is, the vibration of the inner side wall 124_R and the outer side wall 124_L of the curved portion 124 and the left and right side walls 126a_R and 126a_L of the flat portion 126a can be suppressed. The noise accompanying the can be reduced. This effect is shown in FIG. FIG.
- FIG. 11 is a graph showing the sound pressure of noise generated in the air pipe 120 when the ABV 62 is closed, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing sound pressure. Moreover, the broken line of FIG. 11 is a result when the support
- the support column 140 when the support column 140 is not provided, the sound pressure increases at a predetermined frequency when the ABV 62 is closed. On the other hand, when the support column 140 is provided, the sound pressure at this frequency can be reduced. In other words, the support column 140 can suppress the resonance of the curved portion 124 and the side walls 124_R, 124_L, 126a_R, and 126a_L of the flat portion 126a at the above frequency, and can reduce noise.
- the intake passage 30 and the surroundings of the engine can be made compact without deteriorating noise while suppressing damage to the compressor 52 and the like. .
- the upstream end portion 140a and the downstream end portion 140b of the support column 140 have a tapered shape in which the dimension in the vertical direction becomes smaller toward the upstream side. Therefore, the intake air can flow smoothly along the support column 140. Therefore, it is possible to suppress the generation of the intake vortex around the support column 140, and it is possible to suppress the deterioration of the intake sound accompanying the generation of the vortex.
- FIG. 12 shows the result of examining the engine speed and the sound pressure of the intake sound generated in the air pipe 120. The broken line indicates the case where the support 140 is provided and the vertical dimension of the support 140 is constant in the upstream and downstream directions.
- the solid line is the result in the case of a tapered shape in which the dimension in the vertical direction becomes smaller toward the upstream side as in the above embodiment.
- the intake sound that is, the noise becomes large in the middle rotational speed region. Then, the sound pressure is not proportional to the engine speed, and the driver may feel uncomfortable.
- the solid line in FIG. 12 in the case where the support column 140 has a tapered shape in which the dimension in the vertical direction becomes smaller toward the upstream side, the increase in intake sound in the middle rotation region can be suppressed. it can.
- the upstream end portion 140a and the downstream end portion 140b of the support column 140 have the above tapered shape, the intake resistance can be suppressed to be small.
- the damping members 151 and 152 are arranged in the upstream and downstream directions with the respective surfaces of the inner side wall 124_R and the outer side wall 124_L of the curved part 124, and the flat part.
- the damping material may be attached to only a part of these surfaces as shown in FIG.
- An air pipe 220 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
- FIG. 13 is a top view of the air pipe 220 according to the second embodiment.
- illustration of the support part 127 is abbreviate
- FIG. 14 is a side view of the air pipe 220 according to the second embodiment as viewed from the left side
- FIG. 15 is a side view of the air pipe 220 according to the second embodiment as viewed from the left side.
- FIG. 16 is a sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
- the vibration damping material 253 is attached only to the upstream end portion of the left side wall 126a_L of the flat portion 126a, and the vibration damping material is not attached to the other portions. . Specifically, the damping material 253 is attached only to the upstream portion of the left side wall 126a_L of the flat portion 126a from a position sufficiently spaced upstream from the column 140. The damping material 253 extends to the upstream side beyond the upstream end of the flat portion 126a, and a part of the damping material 253 is on the downstream side portion of the left side wall 126b_L of the enlarged diameter portion 126b.
- the thickness of the part to which the damping material 251,252,253 was affixed as mentioned above is set so that it may become smaller than the thickness of the other part of the air pipe 220. . That is, the thickness of the portion excluding the upper edge portion and the lower edge portion of the side walls 124_R, 124_L on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the curved portion 124, the upstream end portion of the flat portion 126a, and the enlarged diameter portion 126b.
- the thickness of the portion of the left side wall of the downstream end portion excluding the upper edge portion and the lower edge portion thereof is smaller than the thickness of the air pipe 220 other than these portions.
- the portions where the vibration damping materials 251, 252, and 253 are attached may be collectively referred to as vibration damping material attaching portions (specific portions).
- the surface of each side wall (right-and-left both side walls) of the inner peripheral side and outer peripheral side of a damping material sticking part is dented, Therefore
- the wall thickness is made smaller than that of the other portions, and the thickness of the side wall is different in a state where the inner peripheral surface of the air pipe 220 is continuous in the upstream and downstream directions.
- the thickness of the vibration damping material pasting part is about half of the other part (for example, the thickness of the damping material pasting part is about 1.5 mm, and the other part is About 3 mm).
- the region to which the damping materials 251, 252, and 253 are attached is made smaller than in the first embodiment. Therefore, the amount of the damping material can be suppressed to be small, which is advantageous in terms of cost.
- the vibration suppressing effect may be reduced.
- the inner and outer side walls 124_R and 124_L of the bending portion 124 and the upstream end portion of the left side wall 126a_R of the flat portion 126a are used as the damping material. Since it is set as the pasting portion and the thickness of the damping material pasting portion is smaller than the other portions, a high vibration suppressing effect can be obtained while keeping the cost small.
- the pressure wave propagated upstream from the upstream connection portion 60 a of the bypass passage 62 mainly collides with the curved portion 124.
- the thickness of each side wall 124_R, 124_L of this curved part 124 is set small. Therefore, the vibration of the side walls 124_R and 124_L of the bending portion 124 can be promoted by the collision of the pressure wave, and the bending portion 124 can absorb more energy of the pressure wave.
- simply increasing the vibration of the bending portion 124 may increase the vibration transmitted to the flat portion 126a and increase noise, but in the second embodiment, the vibration of the bending portion 124 is thus increased.
- Damping materials 251 and 252 are attached to the side walls 124_R and 124_L of the curved portion 124. Therefore, the energy of the pressure wave is absorbed by the bending portion 124 to reduce the energy of the pressure wave flowing into the flat portion 126a, and the vibration transmitted from the bending portion 124 to the flat portion 126a can be suppressed. It is possible to effectively reduce the vibration of the portion 126a and the noise accompanying this.
- the damping material 253 is also attached to the upstream end portion of the left side wall 126a_L of the flat portion 126a, and the left side wall 126a_L of the flat portion 126a extends in the upstream and downstream direction.
- the vibrations at both ends are suppressed by the vibration damping material 253 and the vibration damping material 252 provided in the bending portion 124. Therefore, also by this, the vibration of the flat part 126a can be suppressed effectively.
- the damping members 251, 252, and 253 are provided in a portion excluding a portion to which the support column 140 is attached and vibration is suppressed by the support column 140. Therefore, the vibration of the flat portion 126a and the noise associated therewith can be effectively suppressed by the support column 140 and the vibration damping materials 251, 252, and 253 while suppressing the amount of the vibration damping material.
- the damping material is provided only in the portion where the wall thickness is reduced.
- the damping material may be added to the other portion. That is, the damping material may be provided in all regions other than the damping material pasting region in the curved portion 124 and the flat portion 126a, or other than the damping material pasting region (the region where the thickness is reduced). A damping material may be added only to a part of the region, for example, the flat portion 126a.
- FIG. 17 is a plan view of the air pipe 320 according to the third embodiment, in which a vibration damping material is attached to almost the entire area of the curved portion 124 and the flat portion 126a.
- the damping material is attached to almost the entire area (excluding the upper edge and the lower edge) of the curved portion 124 and the flat portion 126a. It has been.
- the damping material 350 attached to the region B other than the damping material attaching region (the region where the thickness is reduced) A according to the second embodiment. , 351 are kept small in thickness (for example, about half).
- the damping material attaching region A including the left outer surface 124_l of the curved portion 124 is reduced and the damping material is attached to the region A, the effect in the region A is obtained. Vibration and noise can be suppressed. Therefore, in the third embodiment, as the damping materials 350 and 351 provided in addition to the damping material pasting area (area where the thickness is reduced) A, the damping material pasting area (area where the thickness is reduced) A A A material having the same thickness as that of the vibration damping materials 251, 252, and 253 to be affixed to the material and having a smaller vibration suppression capability is used.
- the damping material is provided over a wider range, and the vibration of the air pipe 320 and the noise associated therewith are more reliably suppressed, while the cost of the damping material is excessive. Can be suppressed.
- the vibration suppression capability refers to the vibration energy absorption capability of the damping material.
- the vibration damping material disposed in a portion other than the damping material attaching region (the region where the thickness is reduced).
- the vibration damping material is made of a material having a lower vibration energy absorption capacity than the vibration damping material provided in the vibration damping material pasting area. May be used.
- pillar 140 should just be provided in at least one part of the part comprised by the curved part 124 and the flat part 126a, for example, may be provided in the upstream from the downstream end of the flat part 126a.
- pillar 140 is not restricted above. However, if the upstream end portion 140a and the downstream end portion 140b of the column 140 are tapered as described above, the intake sound and the intake resistance can be further reduced.
- the region where the damping material is attached is not limited to the above.
- the pressure wave propagated upstream from the upstream connection portion 60 a of the bypass passage 60 particularly collides with the outer side wall 124 ⁇ / b> _L of the bending portion 124. Therefore, vibration and noise can be effectively suppressed by attaching a damping material, particularly a damping material having a relatively high vibration suppression capability, to at least a part of the surface of the outer peripheral side wall 124_L of the curved portion 124. be able to.
- the thickness of this part is set to be equal to that of the other part. Also good. However, if the thickness of the part to which the damping material is applied is reduced, the vibration of this part can be promoted and the energy of the pressure wave can be absorbed while the damping material can suppress the propagation of the vibration. And noise can be suppressed.
- an intake device for an engine with a supercharger includes an engine body, an intake passage for introducing intake air into the engine body, and a compressor provided in the intake passage.
- a supercharger-equipped engine intake device comprising a turbocharger for supplying, a bypass passage that bypasses the compressor by communicating a portion of the intake passage upstream and downstream of the compressor.
- a bypass passage opening / closing valve that opens and closes the bypass passage, and the intake passage has an upstream pipe positioned upstream of the compressor, and the upstream pipe extends from the compressor toward the upstream side.
- a first passage extending along the first direction; a bending portion that curves in a second direction different from the first direction from an upstream end of the first passage; and an upstream of the bending portion.
- a second passage extending along the second direction from the first passage, and the bypass passage is connected to a connecting portion provided in the first passage, and the second passage has a vertical dimension in the width direction.
- a vibration suppressing portion for suppressing vibration of the second passage is provided in at least one of the curved portion and the second passage.
- the noise which originates in a bypass passage can be suppressed, providing a bypass passage and a bypass passage on-off valve which bypass a compressor, and arrange
- the intake passage extends from the compressor along the first direction. It is configured to bend in the second direction, and the width dimension of the second passage is suppressed to be shorter than the vertical dimension. Therefore, it is possible to suppress the intake passage from becoming longer in the first direction, and it is possible to reduce the horizontal dimension of a part of the intake passage (second passage) and to arrange the intake passage around the engine in a compact manner.
- the vibration of the second passage is increased by the pressure wave propagated from the bypass passage to the second passage. May get worse. Specifically, the pressure wave propagated upstream from the bypass passage may collide with the curved portion and vibrate, and accordingly, both side walls in the width direction of the second passage may vibrate to generate noise.
- the vibration suppressing portion is provided in at least one of the bending portion and the second passage, the vibration of the second passage can be suppressed while the second passage has the above shape.
- the vibration suppressing portion is provided in the second passage.
- a vibration suppression column that connects the side wall on one side and the other side wall in the width direction of the second passage is provided as the vibration suppression portion. Is preferred.
- the vibration suppression column has a shape extending in the upstream / downstream direction, and the upstream end portion of the vibration suppression column has a shape with a thickness that decreases toward the upstream side.
- the downstream end portion preferably has a shape with a thickness that decreases toward the downstream side.
- a resonator having a space communicating with the inner space of the intake passage is formed inside, and the resonator communicates with a portion of the intake passage between the connection portion and the vibration suppression column. It is preferable.
- the sound transmitted to the second passage can be suppressed by the resonator, and the noise generated in the second passage can be more reliably reduced.
- a damping material that is fixed to at least one surface of the second passage and the curved portion, and that functions as the vibration suppressing portion by absorbing the vibration of the surface.
- the vibration of the second passage and / or the curved portion and the noise associated therewith can be kept small with a simple configuration in which the damping material is fixed to at least one surface of the second passage and the curved portion. Can do.
- the wall thickness of the upstream side pipe is set to be smaller than the other part in the specific part including at least a part of the outer peripheral side wall having a small curvature in the curved part.
- a damping material may be provided.
- This configuration can effectively reduce noise. Specifically, in this configuration, since at least part of the portion of the curved portion where the pressure wave propagated from the bypass passage collides with the outer peripheral side wall having a small curvature is thin, the vibration of this portion And the energy of the pressure wave can be effectively absorbed in this portion. In addition, since the damping material is disposed in this portion, it is possible to effectively suppress the vibration in this portion from further propagating to the upstream side.
- a damping material having a vibration suppression capacity smaller than that of the damping material disposed on the surface of the specific part is provided on at least a part of the surface of the upstream pipe excluding the specific part. It is preferable that it is disposed.
- the vibration damping material can be disposed in a wider area while more reliably suppressing noise. Accordingly, it is possible to suppress an excessive increase in cost.
- the vibration suppression capability of the damping material refers to the ability of the damping material to absorb vibration energy.
- the damping material disposed in a portion other than the specific portion the damping material disposed in the specific portion is used. Examples thereof include a vibration damping material made of the same material as the vibration material and having a small thickness and a material having a low vibration energy absorption capability.
- the vibration damping material may be disposed on at least one of the outer side surface on the one side and the outer side surface on the other side in the width direction of the second passage.
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Abstract
吸気通路20のコンプレッサ52よりも上流側の部分と下流側の部分とを連通するバイパス通路60と、バイパス通路60を開閉するバイパス通路開閉弁62とを設け、吸気通路20に、コンプレッサ52から上流側に向かって第1方向に沿って延びる第1通路122と、第1通路122の上流端から第2方向に湾曲する湾曲部124と、湾曲部124の上流端から第2方向に沿って延びる第2通路126aとを設け、第2通路126aを、上下方向の寸法が幅方向の寸法よりも長い縦長断面形状とし、第2通路126aと湾曲部124との少なくとも一方に、第2通路126aの振動を抑制するための振動抑制部140を設ける。
Description
本発明は、エンジン本体と、当該エンジン本体に吸気を導入するための吸気通路と、当該吸気通路に設けられたコンプレッサを含み上記吸気を過給するターボ過給機とを備えた過給機付きエンジンの吸気装置に関する。
従来、過給機付きエンジンにおいて、コンプレッサ等を保護するために、吸気通路のうちコンプレッサの上流側部分と下流側部分とを連通してコンプレッサをバイパスする通路を設けることが行われている。すなわち、減速時等においてエンジン本体内に吸入される空気量が減少するとコンプレッサとエンジン本体との間に存在する加圧空気が逆流してコンプレッサ等が損傷するおそれがあるため、減速時等に上記バイパス通路を介してコンプレッサで加圧された空気をコンプレッサの下流側から上流側に逃がすことが行われている。
ただし、吸気通路に上記バイパス通路を設けると、このバイパス通路を介して吸気通路の上流側に圧力波が伝播すること等に伴って騒音が生じるおそれがある。これに対して、例えば、特許文献1には、上記バイパス通路と排気通路とを連通する通路を設けた装置が開示されている。この装置では、減速時等に上記加圧空気の一部を排気通路に導出することで吸気通路側への加圧空気の流入を抑制し、これにより吸気通路側への加圧空気の流入に伴う騒音の抑制を図っている。
ここで、エンジンを車両に搭載する場合等では、エンジン周辺の各種装置をコンパクトに配置することが望まれている。これに対して、例えば、吸気通路をその途中で折り曲げて配置することが考えられるが、上記のようにコンプレッサ等の損傷を抑制するために吸気通路に上記バイパス通路が設けられた過給機付きエンジンにおいて、吸気通路のうちこのバイパス通路との接続部分よりも上流側の部分を単純に曲げて配置すると、この曲げ部分にバイパス通路から排出された加圧空気が衝突して騒音が悪化するおそれがある。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、吸気通路をコンパクトに配置しつつ、騒音の悪化を抑制することのできる過給機付きエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、エンジン本体と、当該エンジン本体に吸気を導入するための吸気通路と、当該吸気通路に設けられたコンプレッサを含み上記吸気を過給するターボ過給機とを備えた過給機付きエンジンの吸気装置において、上記吸気通路の上記コンプレッサよりも上流側の部分と下流側の部分とを連通して当該コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、上記バイパス通路を開閉するバイパス通路開閉弁とを備え、上記吸気通路は、上記コンプレッサよりも上流側に位置する上流側配管を有し、上記上流側配管は、上記コンプレッサから上流側に向かって第1方向に沿って延びる第1通路と、当該第1通路の上流端から上記第1方向とは異なる第2方向に湾曲する湾曲部と、当該湾曲部の上流端から上記第2方向に沿って延びる第2通路とを含み、上記バイパス通路は、上記第1通路に設けられた接続部に接続されており、上記第2通路は、上下方向の寸法が幅方向の寸法よりも長い縦長断面形状を有しており、上記湾曲部と上記第2通路の少なくとも一方には、当該第2通路の振動を抑制するための振動抑制部が設けられていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置を提供する。
本発明によれば、コンプレッサをバイパスするバイパス通路およびバイパス通路開閉弁を設けてコンプレッサの損傷等を抑制しながら、吸気通路をコンパクトに配置しつつ、バイパス通路に起因する騒音の悪化を抑制することができる。
(1)エンジンシステムの全体構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る吸気装置を備えたエンジンシステム(過給機付きエンジン)1の概略構成図である。本実施形態に係るエンジンシステム1は、車両に搭載されている。例えば、車両に形成されたエンジンルーム内に配置されている。
図1は、本発明の第1実施形態に係る吸気装置を備えたエンジンシステム(過給機付きエンジン)1の概略構成図である。本実施形態に係るエンジンシステム1は、車両に搭載されている。例えば、車両に形成されたエンジンルーム内に配置されている。
エンジンシステム1は、気筒10aを有し当該気筒10a内で空気と燃料の混合気が燃焼するよう構成されたエンジン本体10と、エンジン本体10に空気(吸気)を導入するための吸気装置20と、エンジン本体10から導出された排ガスを外部に導出するための排気通路40とを備える。吸気装置20は、エンジン本体10に接続されてエンジン本体10に吸気を導入する吸気通路30を含む。エンジン本体10としては、例えば、図1に示すように直列4気筒エンジンが挙げられる。ただし、エンジン本体の具体的構成はこれに限らない。
エンジンシステム1は、吸気通路30に設けられるコンプレッサ52と、排気通路40に設けられるタービン54とを含み、エンジン本体10に吸入される吸気を過給するためのターボ過給機50を有する。コンプレッサ52は、外周に複数の翼が形成されたコンプレッサ本体52aとこれを収容するコンプレッサハウジング52bとを含み、タービン54は、外周に複数の翼が形成されたタービン本体54aとこれを収容するタービンハウジング54bとを含み、ターボ過給機50は、コンプレッサ本体52aとタービン本体54aとを連結する回転軸56を含む。ターボ過給機50は、排ガスによってタービン本体54aが回転駆動されることに伴いコンプレッサ本体52aが回転することで、コンプレッサハウジング52b内において吸気を圧縮、加圧する。
吸気通路30のうちコンプレッサ52よりも下流側の部分には、上流から順に、過給された吸気を冷却するためのインタークーラ31と、吸気通路30を開閉するスロットルバルブ32と、サージタンク33とが設けられている。吸気通路30は、サージタンク33よりも下流側において各気筒10aにそれぞれ個別に連通する独立通路34に分岐しており、これら独立通路34を介してエンジン本体10に吸気が導入される。
吸気装置20は、上記吸気通路30に加えて、バイパス通路60と、バイパス通路60を開閉するABV(バイパス通路開閉弁)62とを有している。
バイパス通路60は、吸気通路30のうちコンプレッサ52よりも上流側の上流側接続部60a(接続部)と、吸気通路30のうちコンプレッサ52よりも下流に位置する下流側接続部60bとを連通しており、コンプレッサ52をバイパスしている。コンプレッサ52とエンジン本体10との間に存在する吸気であってコンプレッサ52より過給された後の高圧の吸気の一部は、ABV62が開弁すると、コンプレッサ52を通らずにこのバイパス通路60を通ってコンプレッサ52よりも上流側の部分に流入する。
ABV62は、エンジンシステム1の各種機器を駆動するためのコントロールユニット(不図示)によって駆動される。本実施形態では、主としてコンプレッサ52の損傷を抑制するために、車両の減速時等であってエンジン本体10に吸入される吸気量が減少するとABV62は開弁され、他の運転条件では全閉とされる。
すなわち、エンジン本体10に吸入される吸気量が減少すると、エンジン本体10とコンプレッサ52との間の部分に存在する高圧の吸気がコンプレッサ52側に逆流してコンプレッサ52等が損傷するおそれがある。また、エンジン本体10に吸入される吸気量を減少する際にはスロットルバルブ32が閉じ側に操作されるが、このようにスロットルバルブ32が閉じ側に操作されている状態で上記部分に高圧の吸気が存在すると、この高圧の吸気によってスロットルバルブ32が損傷するおそれがある。そこで、本実施形態では、吸気量が減少する運転条件においてABV62が開弁されて、高圧の吸気の一部がバイパス通路60を通して上流側に戻されるようになっている。
(2)エンジン本体周辺の配置
図2は、車両に搭載された状態でのエンジン本体10の周囲を車両後方から見た概略斜視図である。なお、この図2では、吸気通路30の一部および排気通路40の一部等は省略されている。
図2は、車両に搭載された状態でのエンジン本体10の周囲を車両後方から見た概略斜視図である。なお、この図2では、吸気通路30の一部および排気通路40の一部等は省略されている。
エンジン本体10は、エンジンルーム内に、横置きすなわち気筒の配列方向が車幅方向(図2の左右方向)と一致する姿勢で配置されている。また、本実施形態では、エンジン本体10は、吸気側が車両前後方向の前方に位置し、排気側が車両前後方向の後方に位置するように配置されている。具体的には、エンジン本体10は、気筒10aが形成されるシリンダブロック11と、シリンダブロック11の上方を覆うシリンダヘッド12とを有している。なお、シリンダヘッド12は、ヘッドカバー13によって覆われている。シリンダヘッド12には、上記独立通路34と連通して各気筒10aに吸気を導入する吸気ポート(不図示)が形成されており、エンジン本体10は、これら吸気ポートがシリンダヘッド12の車両前後方向の前側部分において車幅方向に並ぶように配置されている。なお、シリンダヘッド12の車両前後方向の後ろ側部分には、排気通路40と連通して各気筒から排気通路40に排気を導出するための排気ポート(不図示)が車幅方向に並んでいる。以下では、適宜、車両前後方向を単に前後方向という。また、車幅方向を左右方向といい、図2における右、左を、単に右、左という。
エンジン本体10の下部の左側には、トランスミッションがエンジン本体10に連結された状態で配置されている。詳細には、トランスミッション本体を内側に収容するミッションケース70がシリンダブロック11の左側にシリンダブロック11の左側面と連結された状態で配置されている。
ミッションケース70の上方であって、エンジン本体10の上部の左側には、バッテリ80が配置されている。具体的には、シリンダヘッド12の左側面には、リアハウジング18と燃料ポンプ19とが設けられており、これらリアハウジング18と燃料ポンプ19から左側に離間した位置に、バッテリ80が配置されている。なお、燃料ポンプ19は、エンジン本体10に燃料を圧送するためのポンプである。そして、これらは、燃料ポンプ19がリアハウジング18の前方に位置する状態でシリンダヘッド12に連結されている。なお、本実施形態では、リアハウジング18はシリンダヘッド12と一体に形成されている。
ターボ過給機50は、回転軸56が車幅方向に延び、回転軸56の左側にコンプレッサ52が位置し、回転軸56の右側にタービン54位置する姿勢で、エンジン本体10の後方に配置されている。なお、回転軸56は、コンプレッサハウジング52bとタービンハウジング54bとに連結されるハウジング56b内に収容されている。このようにターボ過給機50がエンジン本体10の後方に配置されることで、本実施形態では、エンジン本体10の各気筒10aとタービン54との距離を短くすることができ、タービン54に流入する排気のエネルギを高くして過給圧を高めることができる。
本実施形態では、コンプレッサハウジング52bと、吸気通路30の一部と、バイパス通路60とはユニット化されており、このユニット110(以下、ハウジングユニット110という)がエンジン本体10の後方の左側に配置されている。
ハウジングユニット110の詳細構造について図2および図2のIII-III線断面図である図3を用いて説明する。
ハウジングユニット110には、コンプレッサ本体52aの外周を囲みコンプレッサハウジング52bとして機能する部分と、コンプレッサハウジング52bに接続されて吸気通路30の一部を構成する吸入通路112および吐出通路114と、バイパス通路60とが一体に形成されている。コンプレッサハウジング52bの外形は、略円形である。
吸入通路112は、コンプレッサハウジング52bから上流側に延びる部分であって、コンプレッサハウジング52bの左側面の中央に形成された吸入口52b_inから左側に延びている。吐出通路114は、コンプレッサハウジング52bから下流側に延びる部分であって、コンプレッサハウジング52bの下部に形成された吐出口52b_outから左斜め下方に延びた後、左にほぼまっすぐ延びている。これら吸入通路112、吐出通路114の各通路断面は、略円形である。
バイパス通路60は、吸入通路112と吐出通路114との間で、コンプレッサハウジング52bの径方向に延びており、吸入通路112と吐出通路114とを連通している。
具体的には、図3のIV-IV線断面の一部を示した図4に示すように、吸入通路112の内周面に、周方向に延びる略四角形の開口部が形成されており、この開口部が上流側接続部60aとして機能している。また、図3に示すように、吐出通路114の内周面に、略円形の開口部が形成されており、この開口部が下流側接続部60bとして機能している。そして、バイパス通路60は、これら開口部60a,60bどうしを連通している。
バイパス通路60を開閉するABV62は、吐出通路114に形成された開口部60bすなわち下流側接続部60bに配置されており、この下流側接続部60bを開閉する。
吸入通路112には、吸気通路30のうちコンプレッサ52よりも上流側の部分の一部を構成するエアパイプ(上流側配管)120が連結されている。図2に示すように、エアパイプ120は、吸入通路112から左側に延び、その後、前方に向かって湾曲した後ほぼまっすぐ前方に延びている。本実施形態では、エアパイプ120は、エンジン本体10とバッテリ80との間を通って前方に延びている。詳細には、エアパイプ120は、リアハウジング18および燃料ポンプ19とバッテリ80との間を通って、吸入通路112からエンジン本体10の前側面付近まで延びている。なお、図示は省略したが、エアパイプ120の上流端からはさらに吸気通路30の一部を構成する通路が延びており、エンジン本体10の前方においてエアクリーナ等に接続されている。エアパイプ120の詳細構造は後述する。
吐出通路114にも、吸気通路30の一部を構成する下流側通路39が連結されている。この下流側通路39は、エアパイプ120の下方において、これとほぼ平行に延びている。具体的には、下流側通路39は、吐出通路114から左側に延び、その後、左斜め前方に傾斜した後、エンジン本体10とバッテリ80との間を通ってほぼまっすぐ前方に延びている。ただし、下流側通路39は、リアハウジング18および燃料ポンプ19よりも下方の部分であって左右の寸法が広く確保された部分を通って前方に延びている。なお、図示は省略したが、この下流側通路39の上流端からはさらに吸気通路30の一部を構成する通路が延びており、インタークーラ31等を介してエンジン本体10の前側面に連結されている。
(3)吸入通路およびエアパイプの構造
(i)全体構造
図5はエアパイプ120の後面図、図6はエアパイプ120の上面図、図7は、エアパイプ120を左側から見た側面図、図8は、エアパイプ120を右側から見た側面図、図9は図6のIX-IX線断面図、図10は図6のX-X線断面図である。
(i)全体構造
図5はエアパイプ120の後面図、図6はエアパイプ120の上面図、図7は、エアパイプ120を左側から見た側面図、図8は、エアパイプ120を右側から見た側面図、図9は図6のIX-IX線断面図、図10は図6のX-X線断面図である。
エアパイプ120は、上記の通り、吸入通路112から左側に延び、その後、前方に向かって湾曲した後ほぼまっすぐ前方に延びており、吸入通路112から左右方向に沿って左側にほぼまっすぐに延びる第1ストレート部(第1通路)122と、第1ストレート部122の上流端から前方に湾曲する湾曲部124と、湾曲部124の上流端から前後方向に沿って前方にほぼまっすぐに延びる第2ストレート部126とを含んでいる。
第1ストレート部122の断面形状(外形および通路の断面形状であって、以下では、単に断面形状という)は、吸入通路112の断面形状とほぼ同じ略円形であって、第1ストレート部122の内周面は、吸入通路112の内周面と同じ形状で連続して延びている。本実施形態では、図4に示すように、吸入通路112は、第1ストレート部122の下流端部の内側に嵌挿された状態で第1ストレート部122と連結されている。
これに対して、湾曲部124の上下流方向と直交する断面形状は、幅方向すなわち上下方向および上下流方向と直交する方向の寸法が、上流側に向かって徐々に減少する一方、上下方向の寸法が徐々に増大する形状を有している。なお、本実施形態では、図7に示すように、湾曲部124は、前方に向かって上方に傾斜している。
第2ストレート部126の下流側部分126aの断面形状は、上下方向の寸法が、幅方向すなわち上下方向および上下流方向と直交する方向である左右方向の寸法よりも長い形状となっており、第2ストレート部126の下流側部分126aの断面は、図10に示すように、縦長すなわち上下方向に延びる略楕円形の形状を有している。このように、第2ストレート部126の下流側部分126aは、左右の寸法が上下方向の寸法よりも短い扁平形状を有しており、以下において、この部分126aを扁平部126aという場合がある。本実施形態では、図7に示すように、扁平部126aは、その上縁がほぼ水平面に沿って前後方向に延びる一方、その下縁は前方に向かって上方に傾斜する形状を有している。なお、この扁平部126aが、請求項における第2通路に相当する。
一方、第2ストレート部126の上流端は、円筒状を有しており、第2ストレート部126の上流側部分126b(以下、拡径部126bという場合がある)は、この円筒状の上流端に向かって徐々に左右の寸法が長くなるように構成されている。具体的には、図6に示すように、拡径部126bは、その右側壁が徐々に右側に傾斜することで左右の寸法が長くなるようになっている。一方、図7に示すように、拡径部126bは、扁平部126aの上流端とほぼ同じ上下寸法で前方に延びている。
以上のように構成されたエアパイプ120は、上記のように、第1ストレート部122の下流端部が吸入通路112に嵌合することでハウジングユニット110に支持されるとともに、エアパイプ120の上流端部に設けられた支持部127がブラケット91を介してエンジン本体10に支持されることで、ハウジングユニット110からエンジン本体10とバッテリ80との間の隙間を通って前方に延びる姿勢で固定されている。
(ii)レゾネータ
エアパイプ120の第1ストレート部122には、第1ストレート部122の内側空間と連通する空間が内側に形成されたレゾネータ130が連結されている。具体的には、図8に示すように、レゾネータ130は、第1ストレート部122の下側の面に形成された円形の開口部122aを介して第1ストレート部122と連通している。レゾネータ130は、開口部122aと反対側の端部がふさがれた筒状部材である。本実施形態では、レゾネータ130は、第1ストレート部122の下側の面から下方に延びた後、左側に湾曲して延びている。ただし、図5に示すように、レゾネータ130の左右の寸法は、エアパイプ120の左右寸法よりも十分に小さく、レゾネータ130は、エアパイプ120の左端部よりも右側に位置している。
エアパイプ120の第1ストレート部122には、第1ストレート部122の内側空間と連通する空間が内側に形成されたレゾネータ130が連結されている。具体的には、図8に示すように、レゾネータ130は、第1ストレート部122の下側の面に形成された円形の開口部122aを介して第1ストレート部122と連通している。レゾネータ130は、開口部122aと反対側の端部がふさがれた筒状部材である。本実施形態では、レゾネータ130は、第1ストレート部122の下側の面から下方に延びた後、左側に湾曲して延びている。ただし、図5に示すように、レゾネータ130の左右の寸法は、エアパイプ120の左右寸法よりも十分に小さく、レゾネータ130は、エアパイプ120の左端部よりも右側に位置している。
(iii)支柱
エアパイプ120のうち第1ストレート部122よりも上流側の部分(湾曲部124と第2ストレート部126とからなる部分)には、エアパイプ120の内側空間において、エアパイプ120幅方向(上下方向および上下流方向と直交する方向であって本実施形態では左右方向)の両側壁120_R,120_Lどうしを連結する支柱(振動抑制用支柱)140が設けられている。本実施形態では、支柱140は、湾曲部124と扁平部126aとにわたって設けられている。詳細には、支柱140は、湾曲部124の上流端よりもわずかに下流側の部分から上流側に延びている。
エアパイプ120のうち第1ストレート部122よりも上流側の部分(湾曲部124と第2ストレート部126とからなる部分)には、エアパイプ120の内側空間において、エアパイプ120幅方向(上下方向および上下流方向と直交する方向であって本実施形態では左右方向)の両側壁120_R,120_Lどうしを連結する支柱(振動抑制用支柱)140が設けられている。本実施形態では、支柱140は、湾曲部124と扁平部126aとにわたって設けられている。詳細には、支柱140は、湾曲部124の上流端よりもわずかに下流側の部分から上流側に延びている。
図10に示すように、支柱140は、エアパイプ120の上下略中央付近に配置されており、エアパイプ120のうち支柱140が設けられた部分では、エアパイプ120の内側空間はこの支柱140において上下に分割されている。なお、支柱140の上下方向の寸法は、エアパイプ120の上下方向の寸法よりも十分小さく抑えられている。
本実施形態では、図10に示すように、エアパイプ120の左右両側壁120_R,120_Lがそれぞれ左右中央に向かって窪むように形成されることで、支柱140が形成されている。
図9に示すように、支柱140の上流端部140aは、上流側ほど厚みすなわち上下方向の寸法が小さくなる先細り形状を有している。具体的には、支柱140の上流端部140aでは、上流に向かうほど上面が下方に傾斜し下面が上方に傾斜し、これにより支柱140の上流端部140aは尖った形状となっている。また、支柱140の下流端部140bも、同様に、尖った形状となっており、下流側ほど厚みすなわち上下方向の寸法が小さくなる先細り形状を有している。本実施形態では、上流端部140aと同様に、この下流端部140bも、下流に向かうほど上面が下方に傾斜し下面が上方に傾斜することで尖った形状となっている。
(iv)制振材
エアパイプ120のうち第1ストレート部122よりも上流側の部分のうち湾曲部124における内周側(曲率の大きい側)と外周側(曲率の小さい側)の両外側壁の表面には、制振材151,152が固定されている。制振材151,152は、エアパイプ120の振動を吸収するものであり、例えば、制振効果の高いブチルゴム等をベースとした部材からなる。
エアパイプ120のうち第1ストレート部122よりも上流側の部分のうち湾曲部124における内周側(曲率の大きい側)と外周側(曲率の小さい側)の両外側壁の表面には、制振材151,152が固定されている。制振材151,152は、エアパイプ120の振動を吸収するものであり、例えば、制振効果の高いブチルゴム等をベースとした部材からなる。
本実施形態では、図6に示すように、湾曲部124の内周側の側壁124_Rと外周側の側壁124_Lの各表面、および、扁平部126aのうち湾曲部124における内周側の側壁であって左右方向について右側に位置する側壁126a_Rと湾曲部124における外周側の側壁であって左右方向について左側に位置する側壁126a_Lの各各表面のほぼ全体にわたって制振材151,152が貼り付けられている。
詳細には、図6等に示すように、湾曲部124における内周側については、湾曲部124の下流端付近から扁平部126aの上流端よりも上流側の部分すなわち拡径部126bの左側の側壁126b_Lの下流側部分まで、連続して制振材152が貼り付けられており、湾曲部124における外周側については、湾曲部124の上下流方向の中央部分付近から扁平部126aの上流端まで制振材151が貼り付けられている。また、図7および図8に示すように、上下方向については、制振材151,152は、両外側面の上縁部と下縁部とを除く部分全体にわたって貼り付けられている。
(4)第1実施形態の作用等
以上のように、本実施形態では、吸入通路112とエアパイプ120とで構成される部分であって吸気通路30のうちコンプレッサ52から上流側に延びる部分が、コンプレッサ52から左側に延び、その後前方に湾曲した後前方に延びる形状とされている。しかも、この前方に延びる部分を構成する扁平部126aが、その幅方向の寸法(左右の寸法)が小さく抑えられた形状とされている。そのため、吸気通路30をエンジン本体10回りにコンパクトに配置することができる。具体的には、上記のように、吸気通路30を、エンジン本体10の後方に配置されたコンプレッサ52からバッテリ80とエンジン本体10(リアハウジング18と燃料ポンプ19)との間の狭い空間を通って前方に配管することができる。そのため、上記空間を配管するためにバッテリ80とエンジン本体10との離間距離を大きくするなどして吸気通路30のための空間を広く確保する必要がなく、エンジン本体10周りをコンパクトにすることができる。
以上のように、本実施形態では、吸入通路112とエアパイプ120とで構成される部分であって吸気通路30のうちコンプレッサ52から上流側に延びる部分が、コンプレッサ52から左側に延び、その後前方に湾曲した後前方に延びる形状とされている。しかも、この前方に延びる部分を構成する扁平部126aが、その幅方向の寸法(左右の寸法)が小さく抑えられた形状とされている。そのため、吸気通路30をエンジン本体10回りにコンパクトに配置することができる。具体的には、上記のように、吸気通路30を、エンジン本体10の後方に配置されたコンプレッサ52からバッテリ80とエンジン本体10(リアハウジング18と燃料ポンプ19)との間の狭い空間を通って前方に配管することができる。そのため、上記空間を配管するためにバッテリ80とエンジン本体10との離間距離を大きくするなどして吸気通路30のための空間を広く確保する必要がなく、エンジン本体10周りをコンパクトにすることができる。
しかしながら、吸気通路30の構成を単純に上記のようにしただけでは、騒音が悪化するという問題が生じる。
具体的には、吸気通路30のうちコンプレッサ52のすぐ上流側の部分にはバイパス通路60が接続されており、この接続部分である上流側接続部60aの上流側に位置する湾曲部124において吸気通路30が湾曲している。そのため、ABV62の開弁時にバイパス通路62を通って上流側に高圧の吸気が流入するのに伴い上流側接続部60aから上流側に伝播した圧力波が湾曲部124に衝突し、これに伴って湾曲部124および扁平部126aが振動して騒音が生じる。特に、扁平部126aが上記のように縦長の断面形状とされて、その幅方向の両側壁(左右両側壁)が比較的面積の広い平面状となっていることで、扁平部126aでの振動が大きくなり騒音が悪化しやすくなる。また、ABV62の閉弁時には、バイパス通路62が閉鎖される一方吸気通路30を吸気が流通していることで、上流側接続部60aで渦が生成、消滅し、これに伴い圧力波が生じる。そして、この圧力波が上流側に伝播して湾曲部124に衝突し、扁平部126aが振動して騒音が悪化する。なお、本実施形態では、ABV62開弁時に生じる騒音の周波数と、ABV62閉弁時に生じる騒音の周波数とは異なっており、ABV62開弁時に生じる騒音の方が高周波となっている。
上記に対して、本実施形態では、第1ストレート部122であって吸気通路30のうち上流側接続部60aと湾曲部124との間の部分にレゾネータ130が連結されている。そのため、湾曲部124および扁平部126aに向かう圧力波の大きさすなわち騒音の大きさを低減することができる。すなわち、レゾネータ130内で共鳴を生じさせて、これにより騒音を小さくすることができる。本実施形態では、主として、レゾネータ130によりABV62の閉弁時に生じる騒音を低減するよう構成されており、レゾネータ130の寸法はこの音の周波数に合わせた寸法に設定されている。
また、本実施形態では、湾曲部124の内周側の側壁124_Rおよび外周側の側壁124_Lの各表面、および、扁平部126aの右側の側壁126a_Rおよび左側の側壁126a_Lとに制振材151,152が貼り付けられている。そのため、湾曲部124と扁平部126aの振動をこの制振材151,152によって抑えることができ、これらの振動に伴う騒音を小さくすることができる。本実施形態では、制振材151,152は、ABV62の開弁時に生じる騒音を低減するよう構成されており、制振材151,152は、比較的高い周波数に対応したものになっている。
また、本実施形態では、エアパイプ120のうち湾曲部124と扁平部126aとに対応する部分に、エアパイプ120の左右両側壁120_R,120_Lどうしを連結する支柱140が設けられている。そのため、これら両側壁120_R,120_Lの変位すなわち湾曲部124の内周側の側壁124_Rと外周側の側壁124_Lおよび扁平部126aの左右両側壁,126a_R,126a_Lの振動を抑制することができ、この振動に伴う騒音を小さくすることができる。この効果を図11に示す。図11は、ABV62の閉弁時に、エアパイプ120で生じる騒音の音圧を調べたものであって、横軸を周波数、縦軸を音圧としたグラフである。また、図11の破線は、支柱140を設けなかった場合の結果であり、実線は、支柱140を設けた場合の結果である。この図11に示されるように、支柱140を設けなかった場合には、ABV62の閉弁時において所定の周波数で音圧が高くなる。これに対して、支柱140を設けた場合には、この周波数での音圧を低減することができる。すなわち、支柱140によって、湾曲部124と扁平部126aの両側壁124_R,124_L,126a_R,126a_Lが上記周波数で共振するのを抑制することができ、騒音を小さくすることができる。
以上のように、本実施形態では、バイパス通路60およびABV62を設けたことによってコンプレッサ52等の損傷を抑制しながら、騒音を悪化させることなく、吸気通路30およびエンジン周りをコンパクトにすることができる。
さらに、本実施形態では、支柱140の上流端部140aおよび下流端部140bが上流側ほど上下方向の寸法が小さくなる先細り形状を有している。そのため、吸気を支柱140に沿って円滑に流下させることができる。従って、支柱140の周囲で吸気の渦が発生するのを抑制することができ、この渦の発生に伴う吸気音の悪化を抑制することができる。図12を用いて具体的に説明する。図12は、エンジン回転数とエアパイプ120で生じる吸気音の音圧を調べた結果であり、破線は、支柱140を設けた場合であって支柱140の上下寸法を上下流方向で一定とした場合の結果を示し、実線は、上記実施形態のように上流側ほど上下方向の寸法が小さくなる先細り形状とした場合の結果である。この図12の破線に示されるように、支柱140の上下寸法を上下流方向で一定とした場合では、中回転数領域で吸気音すなわち騒音が大きくなる。そして、エンジン回転数に対して音圧が比例しなくなり、運転者等が不快に感じるおそれがある。これに対して、図12の実線に示されるように、支柱140を上流側ほど上下方向の寸法が小さくなる先細り形状とした場合では、上記中回転領域での吸気音の増大を抑制することができる。また、支柱140の上流端部140aおよび下流端部140bが上記先細り形状を有していることで、吸気抵抗を小さく抑えることができる。
(5)第2実施形態
上記第1実施形態では、制振材151,152を、上下流方向について、湾曲部124の内周側の側壁124_Rおよび外周側の側壁124_Lの各表面と、扁平部126aの左右両外壁126a_R,126a_Lの各表面のほぼ全体にわたって貼り付けた場合について説明したが、制振材を図13に示すように、これら表面の一部にのみ貼り付けてもよい。この第2実施形態に係るエアパイプ220について、図13~図16を用いて説明する。なお、これら図において、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付している。
上記第1実施形態では、制振材151,152を、上下流方向について、湾曲部124の内周側の側壁124_Rおよび外周側の側壁124_Lの各表面と、扁平部126aの左右両外壁126a_R,126a_Lの各表面のほぼ全体にわたって貼り付けた場合について説明したが、制振材を図13に示すように、これら表面の一部にのみ貼り付けてもよい。この第2実施形態に係るエアパイプ220について、図13~図16を用いて説明する。なお、これら図において、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付している。
図13は、第2実施形態に係るエアパイプ220の上面図である。なお、図13では、支持部127の図示は省略している。また、図14は、第2実施形態に係るエアパイプ220を左側から見た側面図、図15は、第2実施形態に係るエアパイプ220を左側から見た側面図である。また、図16は、図14のXVI-XVI線断面図である。
図13~図15に示すように、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、湾曲部124の内周側および外周側の各側壁124_R,124_Lの表面のほぼ全体にわたって(上縁部と下縁部とは除く)制振材251,252が貼り付けられている。具体的には、湾曲部124のうち支柱140の下流端よりもわずかに下流側の部分から湾曲部124の下流端付近にわたって制振材251,252が貼り付けられている。
一方、第1実施形態と異なり、扁平部126aには、その左側壁126a_Lの上流端部分にのみ制振材253が貼り付けられており、他の部分には制振材が貼り付けられていない。具体的には、扁平部126aの左側壁126a_Lのうち支柱140から上流側に十分に離間した位置から上流側の部分にのみ制振材253が貼り付けられている。なお、この制振材253は、扁平部126aの上流端を超えて上流側に延びており、その一部は、拡径部126bの左側壁126b_Lの下流側部分にかかっている。
さらに、第2実施形態では、上記のように制振材251,252,253が貼り付けられた部分の肉厚が、エアパイプ220の他の部分の肉厚よりも小さくなるように設定されている。すなわち、湾曲部124の内周側および外周側の各側壁124_R,124_Lのうちその上縁部と下縁部とを除く部分の肉厚、および、扁平部126aの上流端部分および拡径部126bの下流端部分の各左側壁のうちその上縁部と下縁部とを除く部分の肉厚が、エアパイプ220のうちこれら以外の部分の肉厚よりも小さくなっている。以下、この制振材251,252,253が貼り付けられた部分を、総称して制振材貼り付け部分(特定部分)という場合がある。
本第2実施形態では、図16に示すように、制振材貼り付け部分の内周側と外周側の各側壁(左右両側壁)の表面が凹まされることで、制振材貼り付け部分の肉厚が他の部分よりも小さくされており、エアパイプ220の内周面が上下流方向で連続する状態で、側壁の肉厚が異なるように構成されている。本実施形態では、制振材貼り付け部分の肉厚は、他の部分の半分程度とされている(例えば、制振材貼り付け部分の肉厚が1.5mm程度とされ、他の部分が3mm程度とされる)。
(6)第2実施形態の作用等
以上のように、第2実施形態では、制振材251,252,253が貼り付けられる領域が第1実施形態よりも小さくされている。そのため、制振材の量を少なく抑えることができ、コスト面で有利となる。
以上のように、第2実施形態では、制振材251,252,253が貼り付けられる領域が第1実施形態よりも小さくされている。そのため、制振材の量を少なく抑えることができ、コスト面で有利となる。
ただし、このように制振材を貼り付ける領域を小さくすると、振動抑制効果が小さくなるおそれがある。これに対して、この第2実施形態では、上記のように、湾曲部124の内周側および外周側の各側壁124_R,124_Lと扁平部126aの左側壁126a_Rの上流端部分とを制振材貼り付け部分として設定するとともに、この制振材貼り付け部分の肉厚を他の部分よりも小さくしているため、コストを小さく抑えつつ高い振動抑制効果を得ることができる。
具体的には、上記のように、バイパス通路62の上流側接続部60aから上流側に伝播した圧力波は、主に湾曲部124に衝突する。これに対して、本実施形態では、この湾曲部124の各側壁124_R,124_Lの肉厚が小さく設定されている。そのため、圧力波の衝突により湾曲部124の各側壁124_R,124_Lの振動を促進して圧力波のエネルギをより多く湾曲部124にて吸収することができる。ここで、単に湾曲部124の振動を大きくしただけでは、扁平部126aに伝達される振動も大きくなり騒音が増大するおそれがあるが、この第2実施形態では、このように湾曲部124の振動を促進しながらこの湾曲部124の各側壁124_R,124_Lに制振材251,252が貼り付けられている。そのため、湾曲部124で圧力波のエネルギを吸収して扁平部126aに流入する圧力波のエネルギを小さくし、かつ、湾曲部124から扁平部126aに伝達される振動を抑制することができ、扁平部126aの振動ひいてはこれに伴う騒音を効果的に小さくすることができる。
また、この第2実施形態では、上記のように、扁平部126aの左側壁126a_Lの上流端部分にも制振材253が貼り付けられており、扁平部126aの左側壁126a_Lの上下流方向の両端部分の振動がこの制振材253と湾曲部124に設けられた制振材252とによって抑制される。そのため、これによっても、扁平部126aの振動を効果的に抑制することができる。
また、この第2実施形態では、制振材251、252、253が、支柱140が取り付けられた部分であって支柱140により振動が抑制される部分を除く部分に設けられている。そのため、制振材の量を少なく抑えつつ、支柱140と制振材251,252,253とによって扁平部126aの振動およびこれに伴う騒音を効果的に抑制することができる。
(7)第3実施形態
上記第2実施形態では、肉厚を小さくした部分にのみ制振材を設けたが、他の部分に制振材を追加してもよい。すなわち、湾曲部124と扁平部126aのうち上記制振材貼り付け領域以外の全ての領域に制振材を設けてもよいし、制振材貼り付け領域(肉厚を小さくした領域)以外の領域の一部、例えば、扁平部126aにのみ制振材を追加してもよい。
上記第2実施形態では、肉厚を小さくした部分にのみ制振材を設けたが、他の部分に制振材を追加してもよい。すなわち、湾曲部124と扁平部126aのうち上記制振材貼り付け領域以外の全ての領域に制振材を設けてもよいし、制振材貼り付け領域(肉厚を小さくした領域)以外の領域の一部、例えば、扁平部126aにのみ制振材を追加してもよい。
図17に、湾曲部124と扁平部126aのほぼ全域に制振材を貼り付けた場合であって第3実施形態に係るエアパイプ320の平面図を示す。
この図17に示すように、第3実施形態では、第1実施形態と同様に、湾曲部124と扁平部126aのほぼ全域(上縁部および下縁部を除く)に制振材が貼り付けられている。しかしながら、図17に示すように、第3実施形態では、上記第2実施形態に係る制振材貼り付け領域(肉厚を小さくした領域)A以外の領域Bに貼り付けられた制振材350,351の厚みは小さく(例えば、半分程度)抑えられている。
すなわち、上記のように、湾曲部124の左外側面124_lを含む制振材貼り付け領域Aの肉厚を小さくし、かつ、この領域Aに制振材を貼り付ければ、この領域Aにおいて効果的に振動および騒音を抑制することができる。そこで、この第3実施形態では、制振材貼り付け領域(肉厚を小さくした領域)A以外に設ける制振材350,351として、制振材貼り付け領域(肉厚を小さくした領域)Aに貼り付ける制振材251,252,253と同じ材質である一方これよりも厚みが小さく振動抑制能力が低いものが用いられている。
このように構成されることで、この第3実施形態では、より広い範囲にわたって制振材を設けてエアパイプ320の振動およびこれに伴う騒音をより確実に抑制しつつ、制振材のコストが過剰に高くなるのを抑制することができる。
なお、振動抑制能力とは、制振材における振動エネルギの吸収能力のことをいい、制振材貼り付け領域(肉厚を小さくした領域)以外の部分に配設する制振材として、上記のように制振材貼り付け領域に設ける制振材と同じ材質で厚みの小さいもの以外に、制振材貼り付け領域に設ける制振材よりも振動エネルギの吸収能力が低い材質からなる制振材を用いてもよい。
(8)他の変形例
上記実施形態では、エアパイプ120(220)に、支柱140と制振材151、152(251,252、253)、の両方を設けた場合について説明したが、一方のみを設けるようにしてもよい。
上記実施形態では、エアパイプ120(220)に、支柱140と制振材151、152(251,252、253)、の両方を設けた場合について説明したが、一方のみを設けるようにしてもよい。
また、支柱140は、湾曲部124と扁平部126aとで構成される部分の少なくとも一部に設けられていればよく、例えば、扁平部126aの下流端から上流側に設けられてもよい。また、支柱140の具体的形状は上記に限らない。ただし、支柱140の上流端部140aおよび下流端部140bを上記のように先細りの形状とすれば、吸気音および吸気抵抗をより小さくすることができる。
また、制振材の貼り付け領域は前記に限らない。ただし、バイパス通路60の上流側接続部60aから上流側に伝播した圧力波は、特に湾曲部124の外周側の側壁124_Lに衝突する。従って、湾曲部124のうちこの外周側の側壁124_Lの表面の少なくとも一部に制振材、特に、振動抑制能力が比較的高い制振材を貼り付ければ、効果的に振動および騒音を抑制することができる。
また、制振材を前記第2実施形態のように湾曲部124と扁平部126aとで構成される部分の一部にのみ設ける場合において、この部分の肉厚を他部と同等に設定してもよい。ただし、制振材貼り付け部分の肉厚を小さくすれば、この部分の振動を促進して圧力波のエネルギを吸収させつつ制振材によってこの振動の伝播を抑制することができ、より効果的および騒音を抑制することができる。
以上のように、本発明の過給機付きエンジンの吸気装置は、エンジン本体と、当該エンジン本体に吸気を導入するための吸気通路と、当該吸気通路に設けられたコンプレッサを含み上記吸気を過給するターボ過給機とを備えた過給機付きエンジンの吸気装置において、上記吸気通路の上記コンプレッサよりも上流側の部分と下流側の部分とを連通して当該コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、上記バイパス通路を開閉するバイパス通路開閉弁とを備え、上記吸気通路は、上記コンプレッサよりも上流側に位置する上流側配管を有し、上記上流側配管は、上記コンプレッサから上流側に向かって第1方向に沿って延びる第1通路と、当該第1通路の上流端から上記第1方向とは異なる第2方向に湾曲する湾曲部と、当該湾曲部の上流端から上記第2方向に沿って延びる第2通路とを含み、上記バイパス通路は、上記第1通路に設けられた接続部に接続されており、上記第2通路は、上下方向の寸法が幅方向の寸法よりも長い縦長断面形状を有しており、上記湾曲部と上記第2通路の少なくとも一方には、当該第2通路の振動を抑制するための振動抑制部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、コンプレッサをバイパスするバイパス通路およびバイパス通路開閉弁を設けてコンプレッサの損傷等を抑制しながら、吸気通路をコンパクトに配置しつつ、バイパス通路に起因する騒音を抑制することができる。
具体的には、本発明では、コンプレッサから上流側に延びる上流側配管に、第1通路と湾曲部と第2通路とが設けられて、吸気通路がコンプレッサから第1方向に沿って延びた後湾曲して第2方向に向かうように構成されているとともに、第2通路の幅方向の寸法が上下方向の寸法よりも短く抑えられている。そのため、吸気通路が第1方向に長くなるのを抑制できるとともに、吸気通路の一部(第2通路)の水平方向の寸法を短く抑えて吸気通路をエンジン周辺にコンパクトに配置することができる。
ただし、第2通路を上記のように幅方向の寸法が上下方向の寸法よりも短い縦長断面形状とすると、バイパス通路から第2通路に伝播した圧力波によって第2通路の振動が大きくなり騒音が悪化するおそれがある。具体的には、バイパス通路から上流側に伝播した圧力波が湾曲部に衝突して振動し、これに伴って第2通路の幅方向の両側壁が振動して騒音が生じる場合がある。これに対して、本発明では、湾曲部と第2通路との少なくとも一方に振動抑制部が設けられているため、第2通路を上記形状としつつ第2通路の振動を抑制することができる。
本発明において、上記振動抑制部は、上記第2通路に設けられているのが好ましい。
このようにすれば、第2通路の振動およびこれに伴う騒音をより確実に抑制することができる。
本発明において、上記第2通路の内側空間には、上記振動抑制部として、当該第2通路の幅方向の一方側の側壁と他方側の側壁とを連結する振動抑制用支柱が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、簡単な構成で、第2通路の幅方向の両側壁の振動およびこれに伴う騒音を抑制することができる。
前記構成において、上記振動抑制用支柱は、上下流方向に延びる形状を有し、上記振動抑制用支柱の上流端部は、上流側ほど厚みが小さくなる形状を有し、上記振動抑制用支柱の下流端部は、下流側ほど厚みが小さくなる形状を有するのが好ましい。
このようにすれば、振動抑制用支柱周りの吸気の流れを円滑にすることができ、吸気音の悪化を抑制することができる。
また、本発明において、上記吸気通路の内側空間と連通する空間が内側に形成されたレゾネータを備え、上記レゾネータは、上記吸気通路のうち上記接続部と上記振動抑制用支柱と間の部分と連通しているのが好ましい。
このようにすれば、第2通路に伝達される音をレゾネータによって小さく抑えることができ、第2通路で生じる騒音をより確実に小さくすることができる。
また、本発明において、上記第2通路と上記湾曲部との少なくとも一方の表面に固定されて、当該表面の振動を吸収して上記振動抑制部として機能する制振材を有するのが好ましい。
このようにすれば、第2通路と湾曲部との少なくとも一方の表面に制振材を固定するという簡単な構成で、第2通路および/または湾曲部の振動およびこれに伴う騒音を小さく抑えることができる。
また、上記上流側配管の肉厚は、上記湾曲部における曲率の小さい外周側の側壁の一部を少なくとも含む特定部分において、他部よりも小さく設定されており、上記特定部分の表面に、上記制振材が配設されていてもよい。
この構成によれば、効果的に騒音を小さく抑えることができる。具体的には、この構成では、上記湾曲部における曲率の小さい外周側の側壁であってバイパス通路から伝播した圧力波が衝突する部分の少なくとも一部が薄肉とされているため、この部分の振動を促進し、この部分において圧力波のエネルギを効果的に吸収することができる。しかも、この部分に制振材が配設されていることで、この部分での振動がさらに上流側に伝播するのを効果的に抑制することができる。
また、前記構成において、上記上流側配管のうち上記特定部分を除く部分の表面の少なくとも一部に、上記特定部分の表面に配設された制振材よりも振動抑制能力が小さい制振材が配設されているのが好ましい。
このようにすれば、上記のように特定部分において効果的に騒音を抑制しつつ、他の部分においても制振材により振動およびこれに伴う騒音を抑制することができるため、振動に伴う騒音をより確実に小さくすることができる。しかも、この構成では、特定部分以外の部分に配設する制振材として振動抑制能力の小さいものを用いているため、騒音をより確実に抑制しつつ制振材の配設領域が広くなることに伴ってコストが過剰に増大するのを抑制することができる。
ここで、制振材の振動抑制能力とは、制振材での振動エネルギの吸収能力のことをいい、特定部分以外の部分に配設する制振材としては、特定部分に配設する制振材と同じ材質で厚みの小さいものや、振動エネルギの吸収能力が低い材質からなる制振材が挙げられる。
また、本発明において、上記上流側配管のうち上記第2通路の幅方向の一方側の側壁と他方側の側壁とを当該第2通路の内側空間において連結する振動抑制用支柱が設けられた部分以外の領域に、上記特定部分が設定されているのが好ましい。
このようにすれば、制振材の量を少なく抑えつつ制振材と振動抑制支柱とによって効果的に上流側配管の振動およびこれに伴う騒音を抑制することができる。
また、上記制振材は、上記第2通路の幅方向の一方側の外側面と他方側の外側面との少なくとも一方の表面に配設されていてもよい。
このようにすれば、第2通路の振動をより効果的に抑制することができる。
10 エンジン本体
20 吸気装置
30 吸気通路
50 ターボ過給機
52 コンプレッサ
60 バイパス通路
60a 接続部(上流側接続部)
62 ABV(バイパス通路開閉弁)
122 第1ストレート部(第1通路)
124 湾曲部
126a 扁平部(第2通路)
20 吸気装置
30 吸気通路
50 ターボ過給機
52 コンプレッサ
60 バイパス通路
60a 接続部(上流側接続部)
62 ABV(バイパス通路開閉弁)
122 第1ストレート部(第1通路)
124 湾曲部
126a 扁平部(第2通路)
Claims (10)
- エンジン本体と、当該エンジン本体に吸気を導入するための吸気通路と、当該吸気通路に設けられたコンプレッサを含み上記吸気を過給するターボ過給機とを備えた過給機付きエンジンの吸気装置において、
上記吸気通路の上記コンプレッサよりも上流側の部分と下流側の部分とを連通して当該コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、
上記バイパス通路を開閉するバイパス通路開閉弁とを備え、
上記吸気通路は、上記コンプレッサよりも上流側に位置する上流側配管を有し、
上記上流側配管は、上記コンプレッサから上流側に向かって第1方向に沿って延びる第1通路と、当該第1通路の上流端から上記第1方向とは異なる第2方向に湾曲する湾曲部と、当該湾曲部の上流端から上記第2方向に沿って延びる第2通路とを含み、
上記バイパス通路は、上記第1通路に設けられた接続部に接続されており、
上記第2通路は、上下方向の寸法が幅方向の寸法よりも長い縦長断面形状を有しており、
上記湾曲部と上記第2通路の少なくとも一方には、当該第2通路の振動を抑制するための振動抑制部が設けられていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項1に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記振動抑制部は、上記第2通路に設けられていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項1または2に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記第2通路の内側空間には、上記振動抑制部として、当該第2通路の幅方向の一方側の側壁と他方側の側壁とを連結する振動抑制用支柱が設けられていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項3に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記振動抑制用支柱は、上下流方向に延びる形状を有し、
上記振動抑制用支柱の上流端部は、上流側ほど厚みが小さくなる形状を有し、
上記振動抑制用支柱の下流端部は、下流側ほど厚みが小さくなる形状を有することを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項3または4に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記吸気通路の内側空間と連通する空間が内側に形成されたレゾネータを備え、
上記レゾネータは、上記吸気通路のうち上記接続部と上記振動抑制用支柱と間の部分と連通していることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項1~5のいずれかに記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記第2通路と上記湾曲部の少なくとも一方の表面に配設されて、当該表面の振動を吸収して上記振動抑制部として機能する制振材を有することを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項6に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記上流側配管の肉厚は、上記湾曲部における曲率の小さい外周側の側壁の一部を少なくとも含む特定部分において、他部よりも小さく設定されており、
上記特定部分の表面に、上記制振材が配設されていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項7に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記上流側配管のうち上記特定部分を除く部分の表面の少なくとも一部に、上記特定部分の表面に配設された制振材よりも振動抑制能力が小さい制振材が配設されていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項7または8に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記上流側配管のうち上記第2通路の幅方向の一方側の側壁と他方側の側壁とを当該第2通路の内側空間において連結する振動抑制用支柱が設けられた部分以外の領域に、上記特定部分が設定されていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。 - 請求項6に記載の過給機付きエンジンの吸気装置であって、
上記制振材は、上記第2通路の幅方向の一方側の外側面と他方側の外側面との少なくとも一方の表面に配設されていることを特徴とする過給機付きエンジンの吸気装置。
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2016
- 2016-10-14 WO PCT/JP2016/080611 patent/WO2017073378A1/ja active Application Filing
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