以下、本発明に係るエンジンの吸気装置の実施形態について、図面を用いて説明する。図1〜図8は、本発明に係る一実施形態のエンジンの吸気装置を示す図である。まず、構成を説明する。なお、図1〜図8において、左右前後方向は、運転席から見た車両の左右前後方向を表す。
図1、図2、図3において、自動車等の車両1は、車体2を備えており、車体2は、ダッシュパネル3によって車両1の前方側のエンジンルーム4と車両1の後方側の車室5とが仕切られる。車両1におけるダッシュパネル3の前方側の部位は、車両1の前部を構成する。ここで、前方および後方という表現は、車両1の前後方向前方および前後方向後方を示す。
エンジンルーム4にはエンジン6が設けられている。エンジン6は、シリンダブロック7と、シリンダブロック7の上部に設けられたシリンダヘッド8と、シリンダブロック7の下部に設けられたオイルパン9とを備えている。
シリンダブロック7には図示しないシリンダ内に上下動自在に収容された図示しないピストンと、ピストンの上下運動を回転運動に変換する図示しないクランク軸等が収容されている。なお、クランク軸は、車両1の幅方向に延在している。
シリンダブロック7の車両1の幅方向(以下、車両1の幅方向を車幅方向という)の右端にはトランスミッション10が取付けられており、トランスミッション10は、クランク軸の回転数を変更して図示しない駆動輪に動力を伝達する。
エンジンルーム4の前側の上部にはアッパメンバ11が設けられている。エンジン6は、エンジンルーム4においてアッパメンバ11よりも後方に設けられている。エンジン6の前方にはラジエータ12が設けられている。ラジエータ12の上端部は、アッパメンバ11に固定されている。ラジエータ12は、空気(走行風)と熱交換されることによって冷却水を冷却する。
ラジエータ12には図示しないインレット配管とアウトレット配管が取付けられている。インレット配管は、シリンダブロック7から導出される高温の冷却水をラジエータ12に導入する。
ラジエータ12は、インレット配管から導入された冷却水を走行風と熱交換する。走行風と熱交換された冷却水は、ラジエータ12からアウトレット配管に導入される。
アウトレット配管は、ラジエータ12で冷却された低温の冷却水をシリンダブロック7およびシリンダヘッド8に導入する。これにより、エンジン6の各部が冷却水によって冷却される。
ラジエータ12の右方で、かつエンジン6の前方には吸気ダクト15が設けられており、吸気ダクト15は、アッパメンバ11に固定されている。
シリンダヘッド8の後部には吸気マニホールド21が設けられており、吸気マニホールド21は、エアクリーナ20から導入される空気を、シリンダヘッド8に形成された図示しない吸気ポートを介してシリンダに導入する。
シリンダヘッド8の前部には排気マニホールド22がシリンダヘッド8と一体で設けられており、排気マニホールド22は、シリンダ内で燃焼された排気ガスを、シリンダヘッド8に形成された図示しない排気ポートを通して排出する。
排気マニホールド22には触媒コンバータ23が接続されており、触媒コンバータ23は、排気マニホールド22から排出される排気ガスを浄化し、図示しない排気管に排出する。
図4、図5において、吸気ダクト15は、車両1の前部に開口して車両1の前方から空気を取り入れる空気取入口16と、空気取入口16に対して後方に設けられた接続口18と、空気取入口16から取り入れた空気に含まれる雪や埃等の異物を排出する異物排出口17とを有する。
吸気ダクト15の内部には空気通路15Aが形成されており、空気通路15Aは、空気取入口16、異物排出口17および接続口18に連通している。
吸気ダクト15の接続口18には吸気ホース19の前端部が取付けられており、吸気ダクト15の内部の空気通路15Aは、接続口18を介して吸気ホース19の内部の空気通路19Aに連通している。
吸気ホース19の後端部は、エアクリーナ20に取付けられており、エアクリーナ20には吸気ホース19の空気通路19Aを通して走行風が導入される。エアクリーナ20は、吸気ダクト15よりも後方に位置しており、エアクリーナ20は、シリンダヘッド8の後方側の上部に取付けられている。
エアクリーナ20には図示しないフィルタエレメントが内蔵されており、エアクリーナ20は、吸気ダクト15から吸気ホース19を通して導入される走行風をフィルタエレメントによって浄化する。
また、吸気ホース19はゴム等の弾性部材から構成されており、吸気ホース19の前方部には蛇腹部19Bが形成されている。吸気ホース19は、蛇腹部19Bにおいて変形自在に形成されている。
図6、図7、図8において、異物排出口17は、吸気ダクト15の底壁15Bであって、空気取入口16と接続口18との間に開口している。また、吸気ダクト15の内部の空気通路15Aには板状のガイド部40が設けられている。
ガイド部40は、空気取入口16から異物排出口17の上方に延び、かつ、空気通路15Aを流れる空気の一部を異物排出口17へと案内するようにその上流部に対して下流部が車両下向きに湾曲している。
ガイド部40は、第1ガイド部41と第2ガイド部42とから構成されている。第1ガイド部41は、空気取入口16における吸気ダクト15の天井壁15Cから異物排出口17に向けて円弧状に湾曲している。第2ガイド部42は、第1ガイド部41の下方で異物排出口17に向って湾曲している。
ここで、第2ガイド部42は、本実施形態では1つ設けられているが、2つ以上設けられていてもよい。すなわち、第2ガイド部42は少なくとも1つ設けられる。
第1ガイド部41と第2ガイド部42は、第1ガイド部41と第2ガイド部42を吸気ダクト15の延在方向に投影した投影形状47(図6、図7参照)が空気取入口16の断面形状48(図6、図7参照)と一致するように湾曲している。
第1ガイド部41は上端部41Aと下端部41Bを有している。第2ガイド部42は上端部42Aと下端部42Bを有している。車両1の上下方向において、第1ガイド部41の下端部41Bは第2ガイド部42の上端部42Aの位置まで延びるとともに、第2ガイド部42の下端部42Bは空気取入口16の下端部16Bの位置まで延びている。ここで、図6、図7では、高さ方向における第1ガイド部41の下端部41Bの位置および第2ガイド部42の上端部42Aの位置をP1で示している。また、高さ方向における第2ガイド部42の下端部42Bの位置および空気取入口16の下端部16Bの位置をP2で示している。
吸気ダクト15には段差部15Fが設けられており、段差部15Fは、空気取入口16の後方に隣接し、かつ、空気取入口16の下端部16Bよりも下方に位置している。異物排出口17は、この段差部15Fに形成されている。
第1ガイド部41の下流部(下端部41B)を延長した第1延長線41Eと、第2ガイド部42の下流部(下端部42B)を延長した第2延長線42Eとを設定した場合、第1延長線41Eと第2延長線42Eとが平行になるように、第1ガイド部41と第2ガイド部42とが形成されている。
また、吸気ダクト15を車幅方向から見た場合、異物排出口17の前端部17Aを第2延長線42Eよりも前方に位置するように形成するとともに、異物排出口17の後端部17Bを第1延長線41Eよりも後方に位置するように形成している。
図6、図7では、吸気ダクト15を車幅方向から見た場合の車両1の前端部かつ吸気ダクト15の前端部15Gの位置をP3で示している。また、エンジン6の前端部6Aと吸気ダクト15の前端部15Gとの中間の位置をP4で示している。また、エンジン6の前端部6Aの位置をP5で示している。
さらに、吸気ダクト15を車幅方向から見た場合の異物排出口17の前端部17Aの位置をP6で示し、異物排出口17の後端部17Bの位置をP7で示し、ラジエータファンシュラウド44の位置をP8で示している。
車両1の前端部には、空気を外部から導入するグリル開口部43が形成されている。グリル開口部43は、フロントバンパ46の上方に配置されており、例えば、車両1の前後方向に格子形状に開口している。グリル開口部43の後方には、ラジエータ12と、ラジエータ12の後面に取付けられるラジエータファンシュラウド44とが配置されている。
ラジエータファンシュラウド44は、ラジエータ12の後方に設けられた図示しない電動ファンを外周方向から覆っている。ラジエータファンシュラウド44は、電動ファンへの外周方向からの空気の吸い込みを抑制することで、電動ファンがラジエータ12の前方側から後方側に効率よく空気を通過させるようにしている。
また、異物排出口17は、車両1の前後方向において、エンジン6の前端部6Aと吸気ダクト15の前端部15Gとの中間位置P4よりも空気取入口16側に偏位されており、かつ、異物排出口17の後端部17Bは、ラジエータファンシュラウド44より前方に配置されている。
図4、図8において、吸気ダクト15は、空気通路15Aの延在方向で空気取入口16から異物排出口17まで延びる上流側吸気ダクト部15Uと、上流側吸気ダクト部15Uに連続して吸気ホース19へと延びる下流側吸気ダクト部15Dと、を有している。
また、下流側吸気ダクト部15Dには拡大部15Eが形成されており、この拡大部15Eは、空気取入口16に向かって車幅方向の寸法および流路断面積が拡大している。
これにより、下流側吸気ダクト部15Dに拡大部15Eを形成したことで、図8に示すように、上流側吸気ダクト部15Uの車幅方向の寸法L1が下流側吸気ダクト部15Dの車幅方向の寸法L2より大きく、かつ、上流側吸気ダクト部15Uの流路断面積S1が下流側吸気ダクト部15Dの流路断面積S2よりも大きくなる。ここで、本実施の形態の吸気ダクト15、吸気ホース19およびエアクリーナ20は、本発明の吸気装置30を構成する。
次に、作用を説明する。本実施の形態の吸気装置30によれば、異物排出口17は、吸気ダクト15の底壁であって、空気取入口16と接続口18との間に開口している。また、空気通路15Aに、空気取入口16から異物排出口17の上方に延び、かつ、空気通路15Aを流れる空気の一部を異物排出口17へと案内するようにその上流部に対して下流部が車両下向きに湾曲する板状のガイド部40を設けた。
このため、車両走行時は、図6に矢印31、32、33で示すように、走行風により吸気ダクト15に導入される空気の流れ31は、その一部がガイド部40によって異物排出口17に案内される空気の流れ33となり、残りは吸気ホース19に導入される異物を含まない空気の流れ32となる。これにより、空気取入口16から導入された空気に含まれる異物を、ガイド部40によって異物排出口17へと案内して異物排出口17から排出できるため、異物を含まない空気のみを接続口18から吸気ホース19を介してエアクリーナ20に導入できる。
また、車両低速時または停止時は、図7に矢印34で示すように、異物排出口17の下方かつ前方から異物排出口17を介して吸気ダクト15の内部に導入される空気の流れ34が発生する。これにより、異物排出口17を空気取入口16と接続口18との間に開口させたことで、異物排出口17が接続口18よりもエンジン6から遠い位置に配置されるため、車両1の低速走行時または停車時に、エンジン6により温められた空気が異物排出口17から吸気ダクト15の内部に流入するのを防止できる。
この結果、エアクリーナ20が目詰まりするのを防止するとともに、エンジン6により温められた空気が異物排出口17を介してエンジン6に吸気されるのを防止してエンジン出力を向上できる。
また、本実施の形態の吸気装置30によれば、ガイド部40は、空気取入口16における吸気ダクト15の天井壁15Cから異物排出口17に向けて円弧状に湾曲する第1ガイド部41と、第1ガイド部41の下方で異物排出口17に向って湾曲する少なくとも1つの第2ガイド部42と、から構成されている。
また、第1ガイド部41と第2ガイド部42を吸気ダクト15の延在方向に投影した投影形状47が空気取入口16の断面形状48と一致するように、第1ガイド部41と第2ガイド部42とを湾曲させた。
これにより、図6、図7に示すように、ガイド部40を第1ガイド部41と第2ガイド部42とで構成し、第1ガイド部41と第2ガイド部42を吸気ダクト15の延在方向に投影した投影形状47が空気取入口16の断面形状48と一致するように、第1ガイド部41と第2ガイド部42とを湾曲させたため、図3に示すように、空気取入口16を車両1の前方から見た際に、空気取入口16の後方が第1ガイド部41と第2ガイド部42とで覆われた構造にすることができる。
このため、空気通路15Aが第1ガイド部41と第2ガイド部42とで完全に塞がれることなく、空気取入口16を通過した空気を確実に第1ガイド部41および第2ガイド部42に当てることができる。
また、ガイド部40を第1ガイド部41と第2ガイド部42とで構成することで、第1ガイド部41の下端部41Bの下方に、空気の一部を接続口18へと導入させるための拡大された空間45を形成することができる。
したがって、第1ガイド部41と第2ガイド部42から剥離して異物を含まない空気を、第1ガイド部41の下方に形成された空間45を経て、吸気ホース19へと導入させるとともに、異物を含んだ空気を第1ガイド部41と第2ガイド部42に沿わせてスムーズに異物排出口17へと導くことができる。
この結果、第1ガイド部41に沿って異物を確実に異物排出口17へと導くことができるとともに、第1ガイド部41に沿って流れる空気の一部を第1ガイド部41の下端部41Bよりも下方に形成された空間45を経由させてエンジン6に導入できるので、多くの空気を吸気ホース19へと導入させてエンジン出力を向上できる。
また、本実施の形態の吸気装置30によれば、ガイド部40は、空気取入口16における吸気ダクト15の天井壁15Cから異物排出口17に向けて円弧状に湾曲する第1ガイド部41と、第1ガイド部41の下方で異物排出口17に向って湾曲する第2ガイド部42と、から構成されている。
また、車両1の上下方向において、第1ガイド部41の下端部41Bを第2ガイド部42の上端部42Aの位置まで延ばすとともに、第2ガイド部42の下端部42Bを空気取入口16の下端部16Bの位置まで延ばした。
これにより、車両1の上下方向において、第1ガイド部41の下端部41Bを第2ガイド部42の上端部42Aの位置まで延ばすとともに、第2ガイド部42の下端部42Bを空気取入口16の下端部16Bの位置まで延ばしたため、空気取入口16を車両1の前方から見た際に、空気取入口16の後方が第1ガイド部41と第2ガイド部42とで覆われた構造にすることができる。
このため、空気通路15Aが第1ガイド部41と第2ガイド部42とで完全に塞がれることなく、空気取入口16を通過した空気を確実に第1ガイド部41および第2ガイド部42に当てることができる。
また、ガイド部40を第1ガイド部41と第2ガイド部42とで構成することで、第1ガイド部41の下端部41Bの下方に、空気の一部を接続口18へと導入させるための拡大された空間45を形成することができる。
したがって、第1ガイド部41と第2ガイド部42から剥離して異物を含まない空気を、第1ガイド部41の下方に形成された空間45を経て、吸気ホース19へと導入させるとともに、異物を含んだ空気を第1ガイド部41と第2ガイド部42に沿わせてスムーズに異物排出口17へと導くことができる。
この結果、第1ガイド部41に沿って異物を確実に異物排出口17へと導くことができるとともに、第1ガイド部41に沿って流れる空気の一部を第1ガイド部41の下端部41Bの下方に形成された空間45を経由させてエンジン6に導入できるので、多くの空気を吸気ホース19へと導入させてエンジン出力を向上できる。
また、本実施の形態の吸気装置30によれば、吸気ダクト15は、空気取入口16の後方に隣接し、かつ、空気取入口16の下端部16Bよりも下方に位置する段差部15Fを有している。そして、段差部15Fに、異物排出口17を形成した。
これにより、第1ガイド部41の下方に拡大された空間45を段差部15Fによって大きく形成できるので、異物を含まない空気をより多く吸気ホース19に導入してエンジン出力を向上できる。
また、本実施の形態の吸気装置30によれば、第1ガイド部41の下流部を延長した第1延長線41Eと、第2ガイド部42の下流部を延長した第2延長線42Eとが平行になるように、第1ガイド部41と第2ガイド部42とを形成している。
また、吸気ダクト15を車幅方向から見た場合、異物排出口17の前端部17Aを第2延長線42Eよりも前方に位置するように形成するとともに、異物排出口17の後端部17Bを第1延長線41Eよりも後方に位置するように形成した。
この構成により、第1ガイド部41と第2ガイド部42に沿って流れる異物を確実に異物排出口17から排出できる。
これにより、異物が吸気ホース19を通ってエアクリーナ20に導入されるのを防止でき、エアクリーナ20の目詰まりを確実に防止できる。
また、本実施の形態の吸気装置30によれば、車両1の前端部1Aに、空気を外部から導入するグリル開口部43が形成され、グリル開口部43の後方に、ラジエータ12と、ラジエータ12の後面に取付けられるラジエータファンシュラウド44とが配置される。
そして、車両1の前後方向において、異物排出口17を、エンジン6の前端部6Aと吸気ダクト15の前端部15Gとの中間位置よりも空気取入口16側に偏位させ、かつ、異物排出口17の後端部17Bを、ラジエータファンシュラウド44より前方に配置した。
この構成により、低温な空気が導入されるグリル開口部43に近接して異物排出口17を配置でき、車両1の前後方向において、異物排出口17をエンジン6から遠ざけることができる。
これにより、車両1が低速走行または停車しているときに、エンジン6により温められた空気が異物排出口17から吸気ダクト15の内部に流入するのを防止できる。
さらに、異物排出口17の後端部17Bがラジエータファンシュラウド44より前方に位置されるため、ラジエータ12を通過してラジエータファンシュラウド44から後方に送風される温風が異物排出口17へと導入されるのを抑制でき、エンジン出力の低下を防止できる。
また、グリル開口部43に近接して異物排出口17を配置できるため、車両1の停止時にグリル開口部43を通過して車両1の前端部1Aの周辺に流入した低温の空気の一部を、異物排出口17から吸気ホース19へ導入でき、エンジン出力を向上できる。
また、本実施の形態の吸気装置30によれば、吸気ダクト15は、空気通路15Aの延在方向で空気取入口16から異物排出口17まで延びる上流側吸気ダクト部15Uと、上流側吸気ダクト部15Uに連続して吸気ホース19へと延びる下流側吸気ダクト部15Dと、を有する。
また、上流側吸気ダクト部15Uの車幅方向の寸法L1が下流側吸気ダクト部15Dの車幅方向の寸法L2より大きく、かつ、上流側吸気ダクト部15Uの流路断面積S1が下流側吸気ダクト部15Dの流路断面積S2よりも大きくなるように、下流側吸気ダクト部15Dに拡大部15Eを形成した。
この構成により、下流側吸気ダクト部15Dより車幅方向の寸法および流路断面積が大きい上流側吸気ダクト部15Uに、異物排出口17が設けられるため、異物排出口17の開口面積を大きくすることができる。
これにより、ラジエータ12を通過する温風やエンジン6に温められた空気の影響を受けることなく、グリル開口部43を通過してグリル開口部43の裏側に導入された低温の空気を、より多く異物排出口17を介して吸気ホース19に導入できるため、エンジン出力を向上できる。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。