(57)【要約】吸込管の壁面もしくは吸込管内に配置されたフラップの表面の所定箇所に、凸部（８）または凹部（７）の構成をした不規則表面が設けられており、これによって前記所定箇所において流れ剥離および渦流形成が回避される。
2005525497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系のための吸込管であって、少なくとも１つの流れ面（３，４）が設けられており、該流れ面（３，４）に流れ剥離および渦流形成のリスクが存在している形式のものにおいて、
流れ面（３，４）が所定の箇所（５，６）で、流れ剥離および渦流形成を回避するための凸部（８）および／または凹部（７）の構成をした不規則表面を備えていることを特徴とする、内燃機関の吸気系のための吸込管。
【請求項２】
凹部（７）が、ある種のゴルフボール形プロフィールとして形成されている、請求項１記載の吸込管。
【請求項３】
凸部（７）が、節として形成されている、請求項１または２記載の吸込管。
【請求項４】
不規則表面が、鮫鱗（９）状に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の吸込管。
【請求項５】
凸部（８）および／または凹部（７）が、互いに不均等な間隔および／またはそれぞれ異なる形状を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の吸込管。
【請求項６】
流れ面（３，４）が、不規則表面と共にプラスチックから成っている、請求項１から５までのいずれか１項記載の吸込管。
【請求項７】
不規則表面の設けられている所定箇所（５，６）で、または不規則表面が設けられている所定箇所（５，６）の傍で、流れ境界層を吸い出して消滅させる装置が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の吸込管。
【請求項８】
流れ面（３）が、吸込管（１）の壁面である、請求項１から７までのいずれか１項記載の吸込管。
【請求項９】
不規則表面の設けられている箇所（５）が、吸込管（１）の壁のカーブ部分に、もしくは吸込管（１）の壁のカーブ部分に隣接して位置するか、または吸込管（１）の壁の段部に、もしくは吸込管（１）の壁の段部に隣接して位置する、請求項８記載の吸込管。
【請求項１０】
流れ面（４）が、フラップ（２）の表面であり、該フラップ（２）が、吸込管（１）内で旋回可能に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の吸込管。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の吸込管のための流れ面を製作する方法において、
流れ面（２，３）を、不規則表面と共にプラスチック流し込み成形で製作することを特徴とする、吸込管の流れ面を製作する方法。
【請求項１２】
凸部（８）および／または凹部（７）を、コア溶出法によって製作する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
凹部（７）および／または凸部（８）を、半割シェル流し込み成形法で製作する、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気系のための吸込管に関する。
【０００２】
オットー機関およびディーゼル機関の吸気系のための吸込管に、空気または燃料−空気−混合気が高速で流れ込む。燃料−空気−混合気を形成するために、特に燃料直接噴射型の内燃機関では、旋回可能なフラップがシリンダヘッドの近くに設けられる。適当なフラップは、吸込管の長さを変えるためにも用いられる。吸込管のハイドロスタティックな流れ抵抗は、特に管壁の表面および管壁の形状に影響されるが、フラップの流れ抵抗にも影響される。
【０００３】
吸込管における流れ速度は、吸込過程の間に極めて大きく変化する。この場合吸込管の特定の領域において流れ剥離および渦流形成の生じるリスクは大きい。平滑な壁面を備えた吸込管では、流れ速度範囲は極めて狭く、ここでは小さな渦を有する流れが大きな渦を有する流れに突然変化する。したがって吸込管は特定の流れ速度で急に「閉鎖」するようになり、つまり比較的大きな渦流が発生している。大きな渦流は、顕著な流れ損失、ひいてはこれ応じた作用効率の減少を引き起こすだけでなく、高いレベルの騒音を引き起こす。
【０００４】
これと同様のことがフラップでもみられる。吸込管内で回動可能に支承されたフラップは、吸込管における流れの障害となっている。多くの場合フラップの領域で流れ速度は最大となっている。公知のように、とりわけフラップの後縁領域が渦流を形成し、この渦流は吸込管の有効流れ横断面を減少する。平滑な表面を備えたフラップでは、流れ剥離の定位置を規定することができず、その結果特定の流れ条件では、流れ剥離が大きな渦流を引き起こし、この渦流は吸込管の流れ横断面を突発的に減少させる。平滑な表面を備えたフラップでは、流れ速度範囲が極めて狭く、ここでは小さな渦を有する流れが大きな渦を有する流れに突然変化する。ここでもまた上述の欠点が生じ、つまり流れ効率の減少および不都合な騒音が生じる。
【０００５】
したがって本発明の課題は、内燃機関の吸気系のための吸込管を改良して、流れ剥離および渦流形成のリスクと、流れ剥離および渦流形成によって生じる騒音発生とが低減されるようなものを提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する装置によって解決される。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、流れ剥離および渦流形成のリスクの存在する流れ面が、所定箇所で、流れ剥離および渦流形成を回避するための凸部および／または凹部の構成をした不規則表面を備えている。
【０００８】
このような不規則表面は、特に比較的大きな渦流の形成を防止するか、または少なくとも妨げる。これによって吸込管に最小流れ横断面を与えることができ、それも大きな流量でも、またこれに応じて大きな流れ速度でも流れ横断面が閉鎖することはない。したがって本発明によって、流れ効率が顕著に改善され、ならびに大きな渦流によってもたらされる高い騒音レベルが回避される。
【０００９】
不規則表面の設けられる箇所は、計算および／または実験によって求められる。流れ剥離および渦流形成のリスクの特に大きい問題箇所は、たとえば吸込管の製作に際して成形型の型半部のずれによって形成され得るような、たとえば吸込管の壁面のカーブ部分または段部の領域である。フラップでは、問題箇所は特にフラップ後縁領域である。
【００１０】
不規則表面は、たとえばある種のゴルフボール形プロフィールの凹部として、また節の構成をした凸部として、さらにまた鮫鱗状に形成することができる。この場合凹部および凸部は、対応箇所で均等に分配してよい。本発明の別の実施形態では、凸部および／または凹部が、互いに不規則な間隔および／またはそれぞれ異なる形状を有している。これによって流れが小さな渦を有する流れから大きな渦を有する流れに突然変化する、というリスクが減少される。
【００１１】
本発明によって設けられる、凸部および凹部の構成をした不規則表面は、特に簡単な形式ではプラスチック流し込み成形によって、たとえばコア溶出法または半割シェル流し込み成形法によって製作することができる。
【００１２】
既に述べたように、流れ剥離および渦流形成のリスクは、吸込管の壁面にも、吸込管内に配置されたフラップ表面にも生じ得る。本発明によれば、適当に形成された不規則表面は、吸込管の壁面の問題箇所にもフラップ表面の問題箇所にも設けることができる。
【００１３】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１４】
図１には、内燃機関の吸気系の吸込管１を概略的に縦断面図で示した。吸気系のその他の部分については図示していない。図面から判るように、吸込管１は大きくカーブしている。流れ方向Ｓは矢印で示した。シリンダヘッド（図示せず）の近く、つまり吸込管１の下流側の端部にフラップ２が設けられており、このフラップ２は吸込管１に対して横方向で延びる軸線を中心に回動可能に支承されている。このような吸込管およびフラップの基本構造は公知であるので、詳しい説明は省略する。
【００１５】
既に述べたように、吸込管１の壁ならびにフラップ２の表面における特定の流れ面３，４では、流れ剥離および渦流形成の生じるリスクが特に大きい。とりわけこれらの領域では、流れが特定の量および速度の場合に小さな渦を有する流れから大きな渦を有する流れに突然変化する、というリスクが存在する。
【００１６】
このようなリスクを回避するために、特定の箇所５，６における流れ面３，４は、計算および／または実験によって求められる。吸込管１では、該当する箇所５は通常吸込管１の大きなカーブ領域か、または吸込管の、壁面が段部を備えた箇所（たとえば製作の際の誤差に起因する）に位置する。フラップ２では、該当する箇所６は、実質的にフラップの表面全体にわたって延びており、特に問題なのはフラップ２の後縁領域である。
【００１７】
図３〜図８には、考えられる不規則表面の実施例を示した。図３および図４では、不規則表面が凹部７から形成されており、これらの凹部７はある種のゴルフボール形プロフィールとして形成されている。図５および図６では、不規則表面が「鮫鱗」９から成っている。図７および図８では、不規則表面が凸部８から成っており、この凸部８は節（Noppe）の構成を有している。
【００１８】
これらの不規則表面は、流れをある程度安定させるような小さな渦を生じさせるので、大きな渦流形成リスクが回避されるか、または少なくとも減少される。図７および図８に示したように、凸部８（もしくは凹部７）を不規則に分配するのが有利である。これの意味するところによれば、凸部（もしくは凹部）は、互いに不均等な間隔および／または不規則な構成を有している。
【００１９】
不規則表面の設けられる箇所５，６に、流れ境界層を吸い出して消滅させるための装置（図示せず）を対応配置することができ、これによって流れ剥離および渦流形成のリスクをさらに低減することができる。
【００２０】
有利には吸込管１ならびにフラップ２は流し込み成形によってプラスチックから製作される。プラスチック部分は原則として極めて平滑な表面を有しているので、この場合適当な不規則表面を設けると特に有利である。プラスチック流し込み成形法によって、吸込管１もしくはフラップ２の箇所５もしくは箇所６に、製造プロセスの間に、図３〜図８による不規則表面を形成する特に簡単な手段が提供される。この場合対象となるのは、たとえばコア溶出法（Kernausschmelzverfahren）または半割シェル流し込み成形法（Halbschalengiessverfahren）である。これらの方法によって、図５および図６による鮫鱗９も製作することができ、鮫鱗は流し込み成形型の分離に起因する分割線を隠すことができる。
【００２１】
もちろん別の製法を用いることもできる。念のために述べておくと、図３〜図８は、考えられる不規則表面の幾つかの実施例を示したに過ぎない。なぜならば多数の別の実施例も実現できるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】フラップを備えた吸込管を概略的に示す断面図である。
【図２】図１のフラップの斜視図である。
【図３】不規則表面の第１実施例を示す側面図である。
【図４】不規則表面の第１実施例を示す平面図である。
【図５】不規則表面の第２実施例を示す側面図である。
【図６】不規則表面の第２実施例を示す平面図である。
【図７】不規則表面の第３実施例を示す側面図である。
【図８】不規則表面の第３実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  吸込管、  ２  フラップ、  ３，４  流れ面、  ５，６  箇所、  ７  凹部、  ８  凸部、  ９  鮫鱗、  Ｓ  流れ方向
【図１】
2005525497.tif 000003
【図２】
2005525497.tif 000004
【図３】
2005525497.tif 000005
【図４】
2005525497.tif 000006
【図５】
2005525497.tif 000007
【図６】
2005525497.tif 000008
【図７】
2005525497.tif 000009
【図８】
2005525497.tif 000010
【国際調査報告】
2005525497.tif 000011
2005525497.tif 000012
2005525497.tif 000013
2005525497.tif 000014
2005525497.tif 000015
2005525497.tif 000016