JP6030963B2 - レゾネータ構造 - Google Patents

Description

本発明は、特定周波数の吸気騒音を低減するレゾネータ室を、連通路を介して吸気通路に連通させたレゾネータ構造に関する。

従来、エンジンのクランク室内で発生したブローバイガスは、吸気系に還流されて再燃焼処理される。このブローバイガスには、多量の水分が含まれており、吸気系を流れる空気が極低温の場合、プローバイガスが吸気にさらされて急冷されると、この水分が出口付近に付着して氷結する。これが繰り返されると成長して大きな氷塊となる。

ブローバイガスを、スロットル弁上流に配設されているレゾネータを経て吸気系に還流させる構造のものでは、レゾネータの吸気系に開口する開口部付近にブローバイガスに含まれている水分が氷結し、これにより形成された氷塊が剥離すると、それがスロットル弁に噛み込まれて、このスロットル弁の作動不調を起因する。更に、電子制御スロットルでは、スロットル弁が氷塊を噛み込むことで、アクチュエータ類が損傷を受ける可能性がある。

そのため、ブローバイガスに含まれている水分を急冷され難くする技術が種々提案されている。例えば、特許文献１（特開２００６−６３８８４号公報）には、ブローバイガス還流ホースを接続する内管と、この内管を囲むように配置されていると共に吸気通路に開口されている外管とを有し、内管の下流端を外管内で、吸気通路側に向かって斜めにカットした状態で開口させた技術が開示されている。

この文献に開示されている技術によれば、ブローバイガスに含まれている水分が内管の先端に凝結した場合、この凝結水は先端のカット面を伝わって滴下するので、凝結水が滞り難く、氷結した氷が大きく成長することがない。

特開２００６−６３８８４号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、ブローバイガス還流ホースが内管に直接接続されているため、ブローバイガスに含まれている多量の水分が、そのままエンジンに供給され易くなり、エンジン出力が変動する不具合がある。

又、水分が氷結した場合、氷塊がそのまま落下するので、スロットル弁に噛み込まれ易くなり、スロットル弁の動作不調を招く可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑み、ブローバイガスがレゾネータを経て吸気系に流出される場合であっても、ブローバイガスに含まれている水分によりエンジンの出力が大きく変動することがなく、更に、この水分が氷結して形成された氷塊がスロットル弁に噛み込まれてスロットル弁の動作不調を起因することのないレゾネータ構造を提供することを目的とする。

本発明によるレゾネータ構造は、特定周波数の吸気騒音を低減する第１、第２レゾネータ室と、前記第１、第２レゾネータ室とエンジンに新気を供給する吸気通路とを連通する第１、第２連通路と、前記第１レゾネータ室と前記エンジン内とを連通して該エンジン内のブローバイガスを換気する換気通路とを備え、前記第１、第２連通路が仕切壁を介して隣接され、前記吸気通路にレゾネータ取付孔が開口され、前記レゾネータ取付孔に装着された前記第１、第２連通路の下端が前記吸気通路から該レゾネータ取付孔内に後退され、前記仕切壁の下端が前記第１、第２連通路の下端から前記第１、第２レゾネータ室内側に後退されている。

本発明によれば、吸気通路に連通するレゾネータ取付孔に装着された第１連通路を形成する壁面の下端をレゾネータ取付孔内に後退させたので、この壁面の下端と吸気通路との間に空間が形成され、これにより、壁面下端の開口が広く確保されるため、第１レゾネータ室に新気を容易に流入させることができる。その結果、第１レゾネータ室でブローバイガスと新気とを混合させることができ、極低温の新気が通過する吸気通路に、レゾネータを経てブローバイガスを流出させても、このブローバイガスは既に冷却されているため、吸気通路側に大きな氷塊が形成されることはない。そのため、この氷塊が剥離して吸気通路の下流に配設されているスロットル弁に噛み込まれても、容易に破砕することができ、スロットル弁に動作不調が生じることはない。

又、ブローバイガスは第１レゾネータ室内で新気と混合されるため、この新気が極低温の場合、ブローバイガスに含まれている水分は第１レゾネータ室内で急冷されて氷結される。従って、吸気通路に流出するブローバイガス中の水分は少なくなり、これによりエンジンの出力が大きく変動することはない。

第１実施形態による吸気系の概略平面図 同、レゾネータの外観図 同、図１のIII-III断面図 同、吸気ダクトの斜視図 同、レゾネータのロアケースの斜視図 同、レゾネータのアッパケースの斜視図 同、図７のVII−VII断面図 同、図７の断面図を吸気通路側から見た斜視図 第２実施形態による図７相当の断面図 同、図９の断面図吸気通路側から見た斜視図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１〜図８に本発明の第１実施形態を示す。図１、図２の符号１は吸気ダクトで、図４に示すように、この吸気ダクト１はＬ字状に屈曲形成されており、この吸気ダクト１の上流端に、クリーナエレメント２ａを内装するエアクリーナ２が連通され、又、吸気ダクト１の下流側にスロットルチャンバ３が接続され、このスロットルチャンバ３にスロットル弁３ａが介装されている。更に、このスロットルチャンバ３の下流側に、図示しない吸気マニホルドを介して各気筒の吸気ポートが連通されている。

又、この吸気ダクト１の上部にレゾネータ４が併設されている。レゾネータ４は、主部４ａと、この主部４ａの基部から側方へ延出する副部４ｂとで、平面視が略Ｌ字状をなしていると共に、図３に示すように略菱形断面に形成されて、この菱形断面の一辺が吸気ダクト１上に対峙されている。更に、このレゾネータ４は、略菱形断面の対角線を境界として、図５に示すロアケース５と、図６に示すアッパケース６とに分割され、両ケース５，６の接合面が溶着等により水密状態で互いに固着されている。

このレゾネータ４は複合型レゾネータであり、内部にロアケース５とアッパケース６とに各々形成されている仕切壁５ａ，６ａの端面が互いに接合されて異なる容積を有する第１、第２レゾネータ室７ａ，７ｂが形成され、この各レゾネータ室７ａ，７ｂにより、エンジンから伝播される異なる２つの特定周波数域の吸気騒音が共鳴作用により低減（消音）される。尚、この各レゾネータ室の形状、容積は、搭載されているエンジンの排気量や特性に応じて、特定周波数域の吸気騒音を効果的に低減（消音）できる値に設定されている。

図５に示すように、ロアケース５は、仕切壁５ａによって区画されている第１レゾネータ室７ａ側の主部４ａと副部４ｂとが連続する部位である稜部側の底部にニップル５ｂが設けられている。このニップル５ｂにはエンジン内（本実施形態ではクランク室内）のブローバイガスを換気する換気通路９が接続されている。

尚、図示しないが、スロットル弁３ａの下流側にはクランク室内のブローバイガスを吸気系に還流させるためのブローバイガス還流通路が接続されている。このブローバイガス還流通路には通路断面積を調整する流量制御弁としての図示しないＰＣＶバルブが設けられている。

又、このロアケース５の主部４ａ側の底面に比較的広い口径の連通管８が形成されている。この連通管８は、丁度、その中心を仕切壁５ａが貫通しており、上端８ａが主部４ａ内に設定高さだけ突出され、下端８ｂが主部４ａの底面から下方に設定高さだけ突出されている。更に、この下端８ｂが、吸気ダクト１の上面に開口されているレゾネータ取付孔１ａに気密を保持した状態で取付けられている。

一方、図７、図８に示すように、連通管８内は仕切壁５ａと一体の管内仕切壁５ｃにて、第１レゾネータ室７ａに連通する第１連通路８ｃと、第２レゾネータ室７ｂに連通する第２連通路８ｄとに区画されている。換言すれば、各連通路８ｃ，８ｄは管内仕切壁５ｃと連通管８とで囲まれた壁面によってそれぞれ形成されていることになる。第１、第２レゾネータ室７ａ，７ｂは、この各連通路８ｃ，８ｄを介して吸気通路１ｃに各々連通されている。

ここで、換気通路９は、クランク室内のブローバイガスを換気するもので、通常は、上述したブローバイガス還流通路から吸気系にブローバイガスが流出され、一方、この換気通路９からクランク室に新気が導入されてクランク室内が換気される。その際、ＰＣＶバルブの前後差圧が小さくなることで一時的に開弁できない状況となる場合がある。そのときは、この換気通路９がブローバイガス還流通路として機能する。

この換気通路９がブローバイガス還流通路として機能すると、図３に示すように、ニップル５ｂを経て第１レゾネータ室７ａにブローバイガスが流入し、このブローバイガスに含まれている水分の中で液化されたものは、この連通管８の上端８ａ側の突出高さが堰となって、第１レゾネータ室７ａに滞留される。

更に、図７、図８に示すように、吸気ダクト１の上部に穿設されているレゾネータ取付孔１ａは内壁面１ｂに貫通されており、従って、当然、この内壁面１ｂに開口するレゾネータ取付孔１ａは内壁面１ｂに沿った形状となっている。このレゾネータ取付孔１ａに装着されている連通管８は、図７の図面視における下端８ｂの両側がレゾネータ取付孔１ａ内に後退されており、この下端８ｂの管内仕切壁５ｃに対応する部位は内壁面１ｂから吸気通路１ｃ側にやや露出されている。更に、管内仕切壁５ｃの下端５ｄが連通管８の下端８ｂよりも内方に後退されており、これにより、両下端５ｄ，８ｂ間に空間が確保されている。換言すれば、管内仕切壁５ｃの下端５ｄは、内壁面１ｂ側からレゾネータ取付孔１ａ内に完全に没入された形状となっている。

次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。エンジンが稼働すると、エアクリーナ２から吸い込まれた新気が、吸気通路１ｃを通りスロットルチャンバ３に設けられているスロットル弁３ａを通過して、エンジンに供給される。

その際、吸気通路１ｃを通過する新気を介してエンジンから伝播される特定周波数域の吸気騒音が、複合型レゾネータ４に形成されている第１レゾネータ室７ａ、及び第２レゾネータ室７ｂの共鳴作用により低減（消音）される。尚、２種類の特定周波数は、エンジンの排気量や特性に応じて機種毎に相違しているため、この各レゾネータ室７ａ，７ｂの形状、容積はエンジン毎に最適な値に設定されている。

一方、図示しないブローバイガス還流通路に設けられているＰＣＶバルブが一時的に開弁できない状態となると、エンジンのクランク室内のブローバイガスが、換気通路９を経てレゾネータ４の第１レゾネータ室７ａに流入される。この第１レゾネータ室７ａに流入されたブローバイガスは、第１レゾネータ室７ａの内壁に衝突する等して含有する水分が液滴されて、図３に示すように底面に滞留される。

その結果、エンジンに供給されて再燃されるブローバイガスに含有されている水分量が減少される。この場合、図５、図７に示すように、連通管８の上端８ａが第１レゾネータ室７ａに所定高さ突出されているため、この第１レゾネータ室７ａの底面に滞留する水分は、この連通管８にて堰き止められ、吸気通路１ｃ側へ一気に排出されてしまうことはなく、ブローバイガスに含まれている水分によるエンジン出力の変動を抑制することができる。更に、第１レゾネータ室７ａ内には複数のリブが形成されており、この各リブによっても滞留する水分は堰き止められる。従って、本実施形態によるレゾネータはブローバイガス処理機能の一部を兼用していることになる。

ところで、外気温が−３０℃等の極寒地での走行では、吸気ダクト１を通過する極低温の新気とブローバイガスとが混合されると、このブローバイガスが急冷され、このブローバイガスに含まれている水分が氷結する。このブローバイガス中の水分が氷結しても、形成される氷塊は小さいため、スロットル弁３ａにて噛み砕かれ、スロットル弁３ａの動作に支障を来すことはない。しかし、例えば、ブローバイガス中の水分が連通管８の下端８ｂ付近で着氷されると、そこに新たな水分が氷結し、やがて大きな氷塊に成長する。そして、大きく成長した氷塊が剥離されるとスロットル弁３ａに噛み込まれて、当該スロットル弁３ａが動作不調を起因することになる。

これに対し、本実施形態では、図７、図８に示すように、比較的広い口径の連通管８の下端８ｂの大部分を吸気ダクト１の内壁よりも内側に後退させると共に、管内仕切壁５ｃの下端５ｄを連通管８の下端８ｂよりも内側に後退させて、吸気通路１ｃの内壁面１ｂと下端５ｄとの間に空間を形成している。こうすることで、連通管８の下端８ｂ側の間口が広く確保され、この第１レゾネータ室７ａに対して新気が流入し易くなり、第１レゾネータ室７ａに新気の出入流を生じさせることができる。尚、第２レゾネータ室７ｂにも新気の出入流が生じている。

このように、本実施形態では、第１レゾネータ室７ａの特に主部４ａに、連通管８を介して新気の出入流を生じさせるようにしたので、第１レゾネータ室７ａに流入されたブローバイガスは、この第１レゾネータ室７ａに流れ込んだ新気と混合され急冷された後、吸気通路１ｃ側へ流出される。その結果、このブローバイガスに含まれている水分の大部分は第１レゾネータ室７ａ内で氷結され壁面などに着氷される。

従って、連通管８の下端８ｂから吸気通路１ｃ側へ流出されるブローバイガスは既に冷却され、しかも、ブローバイガスに含まれている大部分の水分は第１レゾネータ室７ａで氷結されているため、連通管８の下端８ｂ周辺に着氷する水分は少なく、大きな氷塊が形成されることはない。従って、この下端８ｂの周辺に着氷した氷塊が剥離して、スロットル弁３ａに噛み込まれても、容易に破砕することができるので、スロットル弁３ａが動作不調を生じることはない。更に、ブローバイガスに含まれている水分の多くは、第１レゾネータ室７ａ内を流れる吸気と混合し、拡散された状態で氷結されるため、第１レゾネータ室７ａに大きな氷塊が形成されることはない。

尚、本実施形態では、吸気通路１ｃを流れる新気に対して管内仕切壁５ｃの指向方向は特に限定していないが、図１に示すように、連通管８に形成した第２連通路８ｄに対して第１連通路８ｃを新気の流れに対して下流側に配設すると共に、管内仕切壁５ｃを新気の流れに対峙させる構造が望ましい。こうすることで、新気が連通管８の下端８ｂと管内仕切壁５ｃの下端５ｄとの間に空間を経て第１レゾネータ室７ａ側へより流入し易くさせることができる。

［第２実施形態］
図９、図１０に本発明の第２実施形態を示す。尚、上述した第１実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。

上述した第１実施形態では、レゾネータ４に設けられている連通管８の下端８ｂが、平坦に形成されているが、本実施形態では、この下端８ｂを、管内仕切壁５ｃを挟む両側から、この管内仕切壁５ｃの下端５ｄ側へ逆Ｖ字状にカットさせたものである。

このような構成にすることで、図９、図１０に示すように、連通管８の下端８ｂをレゾネータ取付孔１ａ内に完全に没入させることができる。その結果、吸気通路１ｃを通過してエンジン側へ供給される新気が、連通管８の下端８ｂに対して直接接触し難くなり、この下端８ｂ周辺に対する着氷をより一層防止することができる。

又、この場合、上述した第１実施形態と同様、管内仕切壁５ｃを、第１連通路８ｃ側を下流として新気の流れに対峙する方向に指向させることで、第１レゾネータ室７ａへ新気を流入し易くさせることができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば、レゾネータ４は第１レゾネータ室７ａのみで形成された単型レゾネータであっても良い。

１…吸気ダクト、
１ａ…レゾネータ取付孔、
１ｂ…内壁面、
１ｃ…吸気通路、
３ａ…スロットル弁、
４…レゾネータ、
５ａ…仕切壁、
５ｃ…管内仕切壁、
５ｄ…下端、
７ａ…第１レゾネータ室、
７ｂ…第２レゾネータ室、
８…連通管、
８ａ…上端、
８ｂ…下端、
８ｃ…第１連通路、
８ｄ…第２連通路、
９…換気通路

Claims (4)

1. 特定周波数の吸気騒音を低減する第１、第２レゾネータ室と、
   前記第１、第２レゾネータ室とエンジンに新気を供給する吸気通路とを連通する第１、第２連通路と、
   前記第１レゾネータ室と前記エンジン内とを連通して該エンジン内のブローバイガスを換気する換気通路と
   を備え、
   前記第１、第２連通路が仕切壁を介して隣接され、
   前記吸気通路にレゾネータ取付孔が開口され、
   前記レゾネータ取付孔に装着された前記第１、第２連通路の下端が前記吸気通路から該レゾネータ取付孔内に後退され、
   前記仕切壁の下端が前記第１、第２連通路の下端から前記第１、第２レゾネータ室内側に後退されている
   ことを特徴とするレゾネータ構造。
2. 前記第１、第２連通路が前記第１、第２レゾネータ室の底部から所定高さ突出されている
   ことを特徴とする請求項１記載のレゾネータ構造。
3. 前記換気通路が前記第１レゾネータ室の底部に連通されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載のレゾネータ構造。
4. 前記第１連通路が前記第２連通路よりも新気の流れに対して下流側に配設されていると共に、前記仕切壁が新気の流れに対峙する方向に指向されている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のレゾネータ構造。

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