(57)【要約】【課題】Ｖ型内燃機関の左右バンクに吸気を均等に分配する。【解決手段】中心軸を所定の曲げ角度で湾曲させた湾曲部１２と、湾曲部１２の吸気下流側に位置してエアダクト４内の吸気通路を２等分する分岐部１３と、一端１４ａが分岐部１３に接続された第１共鳴管部１４と、一端１５ａが分岐部１３に接続された第２共鳴管部１５と、を有するエアダクト４を備えたＶ型内燃機関の吸気装置において、一端１４ａ開口と、一端１５ａ開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、一端１４ａ開口における吸気流速分布と、一端１５ａ開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、第１共鳴管部１４及び第２共鳴管部１４が分岐部１３から分岐している。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を所定の曲げ角度で湾曲させた湾曲部と、湾曲部と連続し、湾曲部の吸気下流側に位置してエアダクト内の吸気通路を２等分する分岐部と、一端が分岐部に接続され他端から一方のバンクの各気筒に吸気を供給する第１管部と、一端が分岐部に接続され他端から他方のバンクの各気筒に吸気を供給する第２管部と、を有するエアダクトを備えたＶ型内燃機関の吸気装置において、
分岐部に接続された第１管部の一端開口と、分岐部に接続された第２管部の一端開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、第１管部の一端開口における吸気流速分布と、第２管部の一端開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、第１管部及び第２管部が分岐部から分岐していることを特徴とするＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
中心軸を所定の曲げ角度で湾曲させた湾曲部と、湾曲部と連続し、湾曲部の吸気下流側に位置してエアダクト内の吸気通路を２等分する分岐部と、一端が分岐部に接続され他端から一方のバンクの各気筒に吸気を供給する第１管部と、一端が分岐部に接続され他端から他方のバンクの各気筒に吸気を供給する第２管部と、を有するエアダクトを備えたＶ型内燃機関の吸気装置において、
分岐部に接続された第１管部の一端開口と、分岐部に接続された第２管部の一端開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、湾曲部の湾曲した中心軸を含む基準平面に直交する方向に沿って、第１管部の一端開口と第２管部の一端開口とが上下で重なり合うよう第１管部及び第２管部が分岐部から分岐していることを特徴とするＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
第１管部の他端は一方のバンクの吸気コレクタに接続され、第２管部の他端は他方のバンクの吸気コレクタに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
エアダクトは、気筒列方向に直交するエンジン幅方向からエンジン上部に延出し、各バンク間の略中央に位置する湾曲部にて気筒列方向に沿うよう略Ｌ字形状に湾曲し、分岐部に接続された第１管部にて略Ｕ形状に湾曲して気筒列方向に延在する一方のバンクの吸気コレクタ後端に接続され、分岐部に接続された第２管部にて略Ｕ字形状に湾曲して気筒列方向に延在する他方のバンクの吸気コレクタ後端に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
一方のバンクと他方のバンクとは、一方のバンクの後端が他方のバンクの後端よりも気筒列方向に沿って相対的に突出するよう、気筒列方向に沿って互いにオフセットしており、
一方のバンクの吸気コレクタと他方のバンクの吸気コレクタとは、略同じ高さ位置に配設され、
分岐部において、他方のバンクの吸気コレクタに接続される第２管部の一端が、一方のバンクの吸気コレクタに接続される第１管部の一端よりもシリンダヘッド側に位置していることを特徴とする請求項３または４に記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
一方のバンクと他方のバンクとは、一方のバンクの後端が他方のバンクの後端よりも気筒列方向に沿って相対的に突出するよう、気筒列方向に沿って互いにオフセットしており、
分岐部において、他方のバンクの吸気コレクタに接続される第２管部の一端が、一方のバンクの吸気コレクタに接続される第１管部の一端よりもシリンダヘッド側に位置し、
第１管部は３次元曲げにより略Ｕ字形状に湾曲し、第２管部は２次元曲げにより略Ｕ字形状にしていることを特徴とする請求項３または４に記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
分岐部には、エアダクト内を第１管部の一端開口と第２管部の一端開口とに仕切る隔壁が形成され、
この隔壁の先端は、吸気上流側から吸気下流側に向かって漸次厚肉となるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
第１管部と第２管部とは互いに略相似形であって、第１管部及び第２管部の互いに対応する湾曲箇所の曲げ角度が略等しくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項９】
第１管部内の吸気通路長さと、第２管部内の吸気通路長さとが略等しくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【請求項１０】
第１管部と第２管部は、分岐部からの距離が等しい位置における互いの通路断面積が等しくなるよう形成されていることを特徴とする請求項９に記載のＶ型内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
共通の吸気導入部から分岐して各気筒群にそれぞれ至る共鳴通路部を有するＶ形内燃機関の吸気装置が従来から知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２９４１７１号公報（第３−４頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の吸気装置においては、分岐までの共通の導入部に十分な長さの直線部を確保できれば吸気の流れが整流され、分岐する際に左右バンクに均等に吸気が分配されることになるが、レイアウト上、吸気導入部よりも吸気上流側に曲がりの制約が入ってくると吸気の流れに偏りが生じてしまい、左右バンクに均等に吸気を分配できなくなる虞がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、湾曲部と、湾曲部の吸気下流側に位置してエアダクト内の吸気通路を２等分する分岐部と、一端が分岐部に接続され他端から一方のバンクの各気筒に吸気を供給する第１管部と、一端が分岐部に接続され他端から他方のバンクの各気筒に吸気を供給する第２管部と、を有するエアダクトを備えたＶ型内燃機関の吸気装置において、分岐部に接続された第１管部の一端開口と、分岐部に接続された第２管部の一端開口とが互いに略同一の大きさで略同一形状に形成されていると共に、第１管部の一端開口における吸気流速分布と、第２管部の一端開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、第１管部及び第２管部が分岐部から分岐していることを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、分岐部における吸気流速の分布が均一でなくても、吸気は第１管部と第２管部とに略均等に分配され、左右バンクに供給される空気量を均等化することができるので、左右バンクの燃焼安定改善、左右バンクの発生出力均等化、左右バンクでのブローバイ分配改善、並びに空燃比バラツキの改善を図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係るＶ型６気筒内燃機関の吸気装置を示している。大気開放された外気導入ダクト１から取り入れられた吸気（空気）は、エアクリーナ２、エアフローメータ３を経てエアダクト４に至り、エアダクト４にて左右バンク（後述する図２を参照）の吸気コレクタ５，６にそれぞれ分配されている。各吸気コレクタ５，６は、気筒列方向、すなわち図１における上下方向に沿って延在するものであって、それぞれ吸気マニホールド７，８が接続されており、これら吸気マニホールド７，８によって各気筒に吸気が供給されている。
【０００９】
図２は、図１における吸気装置が接続されたエンジン本体を模式的に示した説明図であって、図２おける上下左右は図１における上下左右に対応したものである。
【００１０】
エンジン本体は、図２に示すように、左右両バンク９，１０が気筒列方向に沿って互いにオフセットしており、左バンク９の後端９ａが、右バンク１０の後端１０ａよりも気筒列方向に沿って相対的に突出（図２中に図示した突出量ｈを参照）した構成となっている。そのため、左バンク９の吸気コレクタ５と右バンク１０の吸気コレクタ６とは、左右両バンク９，１０の気筒列方向に沿って相対的にオフセットすることになり、左バンク９の吸気コレクタ５の後端５ａは、右バンク１０の吸気コレクタ６の後端６ａよりも気筒列方向に沿って相対的に突出（図１中の突出量ｈを参照）している。
【００１１】
また、左バンク９の吸気コレクタ５と、右バンク１０の吸気コレクタ６とは、エンジンに対して略同じ高さ位置に配設されている。
【００１２】
エアダクト４は、右バンク１０側方から、気筒列方向に直交するエンジン幅方向と略平行にエンジン上部に延出する直線部１１と、左右両バンク９，１０の間の略中央に位置すると共に、直線部１１の吸気下流側で直線部１１と連続して吸気の流れ方向をエンジン前端側からエンジン後端側に向かった流れ（図１における下から上に向かった流れ）とすべく略Ｌ字形上に湾曲した湾曲部１２と、湾曲部１２の吸気下流側に湾曲部１２と連続して位置する分岐部１３と、一端１４ａが分岐部１３に接続され他端１４ｂが左バンク９の吸気コレクタ５の後端５ａに接続された第１共鳴管部（第１管部）１４と、一端１５ａが分岐部１３に接続され他端１５ｂが右バンク１０の吸気コレクタ６の後端６ａに接続された第２共鳴管部（第２管部）１５と、から大略構成されている。
【００１３】
第１共鳴管部１４の一端１４ａ開口と第２共鳴管部１５の一端１５ａ開口は、図３（ｂ）に示すように、互いに略同一形状で略同一の大きさとなっている。
【００１４】
分岐部１３は、湾曲部１２の吸気下流側でエアダクト４内の吸気通路を２等分するものであって、第１共鳴管部１４の一端１４ａ開口における吸気流速分布と、第２共鳴管部１５の一端１５ａ開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、湾曲部１２の形状に応じて第１共鳴管部１４及び第２共鳴管部１５を分岐させている。
【００１５】
すなわち、湾曲部１２における吸気の流速は、図３及び図４に示すように、湾曲部１２の湾曲の外側が、湾曲部１２の湾曲の内側に比べて遅くなっているため、湾曲部１２に連続する分岐部１３においても吸気流速に偏りが生じているが、分岐部１３には、湾曲部１２の湾曲した中心軸Ｑを含む基準平面に沿った隔壁１６が形成され、この隔壁１６によって分岐部１３におけるエアダクト４内が第１共鳴管部１４の一端１４開口と第２共鳴管部１５の一端１５ａ開口とに仕切られている。
【００１６】
換言すれば、湾曲部１２の湾曲した中心軸Ｑを含む基準平面に直交する方向（図１及び図３における紙面垂直方向）に沿って、第１共鳴管部１４の一端１４ａと第２共鳴管部１５の一端１５ａとが上下で重なり合うよう第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５が分岐部１３から分岐している。
【００１７】
さらに、換言すれば、第１共鳴管部１４の一端１４開口と第２共鳴管部１５の一端１５ａ開口との間を仕切る隔壁１６が、図４に示す吸気流速の各勾配線に対して略直交するよう形成され、第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５が分岐部１３から分岐している。
【００１８】
尚、図４は、図３に示すエアダクト４を図３の紙面と平行な平面で２分割して内部の吸気流速を模式的に表したものであって、図４中のＺよりも左側が第１共鳴管部１４内の吸気流速分布を示しており、図４中のＺよりも右側が直線部１１から第２共鳴管部１５に至るエアダクト４内の吸気流速分布を示している。
【００１９】
隔壁１６は、図５に示すように、先端部１６ａと一般部１６ｂとからなり、先端部１６ａは、吸気上流側から吸気下流側に向かって漸次厚肉となり、かつ一般部１６ｂの中心線Ｎに対して対称形状となるよう形成されている。
【００２０】
ここで、第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５の形状について詳述する。第１共鳴管部１４は、一端１４ａ開口が略半円形状を呈し、第２共鳴管部１５の一端１５ａ側と重なり合っている範囲（一端１４ａ側）は断面略半円形状に形成され、第２共鳴管部１５と左右に分かれた位置から一端１４ｂまでに至るまでに断面略円形となるよう形成されている。第２共鳴管部１５は、一端１５ａ開口が略半円形状を呈し、第１共鳴管部１４の一端１４ａ側と重なり合っている範囲（一端側１５ａ側）は断面略半円形状に形成され、第１共鳴管部１４と左右に分かれた位置から一端１５ｂまでに至るまでに断面略円形となるよう形成されている。
【００２１】
また、左バンク９の後端９ａが右バンク１０の後端１０ａよりも気筒列方向に沿って突出した本実施例においては、第２共鳴管部１５の一端１５ａが第１共鳴管部１４の一端１４ａよりもシリンダヘッド側（図示せず）、すなわち第１共鳴管部１４の一端１４ａが第２共鳴管部１５の一端１５ａよりもエンジン上方側（図１及び図３における紙面手前側）に位置していると共に、第１共鳴管部１４は略Ｕ字形状に３次元曲げされ、第２共鳴管部１５は略Ｕ字形状に２次元曲げされている。ここで３次元曲げとは、対象物が互いに直交する２つの平面上に沿って曲げられたものであり、２次元曲げとは、対象物が１つの平面上に沿って曲げられたものである。
【００２２】
さらに、第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５とは、互いに略相似形であって、第１共鳴管部１４及び第２共鳴管部１５の互いに対応する湾曲箇所の曲げ角度は略等しくなるよう形成されている。すなわち、図６に示すように、第１共鳴管部１４のＡ部おける第１共鳴管１４の中心軸Ｌ１の曲げ角度ＡＲ１と第２共鳴管部１５のＢ部における第２共鳴管１５の中心軸Ｌ２の曲げ角度ＢＲ１とは略等しく、第１共鳴管部のＣ部における中心軸Ｌ１の曲げ角度ＡＲ２と第２共鳴管部のＤ部における中心軸Ｌ２の曲げ角度ＢＲ２とは略等しくなっている。
【００２３】
そして、第１共鳴管部１４内の吸気通路長さと、第２共鳴管部１５内の吸気通路長さはとは、略等しくなるよう形成されている。すなわち、図６中のＸからＹ１までの第１共鳴管部１４の中心軸Ｌ１に沿った長さと、図６中のＸからＹ２までの第２共鳴管部１５の中心軸Ｌ２に沿った長さとが略等しくなるよう形成されている。
【００２４】
また、第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５は、分岐部１３からの距離が等しい位置における互いの通路断面積が等しくなるよう形成されている。すなわち、第１共鳴管部１４の一端１４ａから中心軸Ｌ１に沿って任意の距離Ａ離れた位置の中心軸Ｌ１に対して直交する第１共鳴管部１４の通路断面積と、第２共鳴管部１５の一端１５ａから中心軸Ｌ２に沿って任意の距離Ａ離れた位置の中心軸Ｌ２に対して直交する第２共鳴管部１５の通路断面積と、が略等しくなるよう形成されている。
【００２５】
このように構成された吸気装置においては、車両のレイアウトとの兼ね合いにより、エアダクト４が分岐部１３の吸気上流側に湾曲部１２を有する構成となっていても、分岐部１３において、第１共鳴管部１４の一端１４ａ開口における吸気流速分布と、第２共鳴管部１５の一端１５ａ開口における吸気流速分布とが略等しくなるよう、湾曲部１２の形状に応じて第１共鳴管部１４及び第２共鳴管部１５を分岐させているので、分岐部１３から第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５とに均等に吸気が分配され、図４に示すように、第１共鳴管部１４の他端１４ｂ及び第２共鳴管部１５の他端１５ｂにおける吸気の流速分布を略等しくすることができ、左右両バンク９，１０の燃焼安定改善、発生出力均等化及びブローバイ分配改善を図ることができると共に、燃料蒸発ガスの偏りが少ないことによる空燃比バラツキの改善を図ることができ、総じてエンジンのコンパクト化を可能にすることができる。
【００２６】
詳述すれば、本実施例のように分岐部１３から第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５とを分岐させれば（図３を参照）、第１共鳴管部１４の他端１４ｂから左側の吸気コレクタ５に流入する吸気量と、第２共鳴管部１５の他端１５ｂから右側の吸気コレクタ６に流入する吸気量とを略等しくすることが可能となるが、分岐部１３における吸気の流速分布の偏りを考慮せずに、分岐部１３から第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５を分岐させると、分岐部１３にて第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５とに吸気を均等に分配することができなくなる。
【００２７】
図７に示すエアダクト４′は、本発明に係る実施例のエアダクト４に対する比較例を示したものであって、分岐部１３′における吸気の流速分布の偏りを考慮せずに、分岐部１３′から第１共鳴管部１４′と第２共鳴管部１５′を分岐させたものである。エアダクト４′は、上述した本願発明に係る実施例のエアダクト４と略同一構成となっているが、上述したエアダクト４と異なり、分岐部１３′にて、第１共鳴管部１４′及び第２共鳴管部１５′が、これら第１、第２共鳴管部１４′，１５′の左右の分岐方向にそのまま分岐した構成となっている。すなわち、分岐部１３′には、湾曲部１２′の湾曲した中心軸Ｑ′を含む基準平面に直交する隔壁１６′が形成され、この隔壁１６′によって分岐部１３′におけるエアダクト′４内が第１共鳴管部１４′の一端１４′開口と第２共鳴管部１５′の一端１５ａ′開口とに仕切られている。そのため、このようなエアダクト４′においては、第１共鳴管部１４′の一端１４ａ′開口における吸気流速が、第２共鳴管部１５′の一端１５ａ′開口における吸気流速に比べ相対的に遅くなり、第１共鳴管部１４′の他端１４ｂ′から流出する吸気量が、第２共鳴管部１５′の他端１５ｂ′から流出する吸気量よりも少なくなってしまい、上述した本願発明に係る実施例の作用効果を奏することはできない。
【００２８】
また、隔壁１６の先端部１６ａが、吸気上流側から吸気下流側に向かって漸次厚肉となり、かつ一般部１６ｂの中心線に対して対称形状となるよう形成されているので、第１共鳴管部１４の一端１４ａ側及び第２共鳴管部１５の一端１５ａ側において、吸気の流れが隔壁１６から剥離することがなく、第１共鳴管部１４の有効通路面積と第２共鳴管部１５の有効通路面積とが略同等になるため、分岐部１３以降の吸気の流れも均等化し、左右両バンク９，１０の燃焼安定改善、発生出力均等化及びブローバイ分配改善、並びに燃料蒸発ガスの偏りが少ないことによる空燃比バラツキの改善、をより効果的に行うことができる。
【００２９】
そして、第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５とは、互いに略相似形であって、第１共鳴管部１４及び第２共鳴管部１５の互いに対応する湾曲箇所の曲げ角度は略等しくなるよう形成されているので、第１共鳴管部１４の湾曲箇所の曲げ角による通路抵抗と、第２共鳴管部１５の湾曲箇所の曲げ角による通路抵抗とが互いに等しくなり、分岐部１３以降の吸気の流れを均等化することに寄与することになる。
【００３０】
また、本実施例においては、バンクオフセットにより、左バンク９の吸気コレクタ５の後端５ａは、右バンク１０の吸気コレクタ６の後端６ａよりも気筒列方向に沿って相対的に突出（図１中の突出量ｈを参照）しているが、分岐部１３において第１共鳴管部１４の一端１４ａが第２共鳴管部１５の一端１５ａよりもエンジン上方側（図１及び図３における紙面手前側）に位置し、かつ第１共鳴管部１４を３次元曲げ、第２共鳴管部１５を２次元曲げすることによって、第１共鳴通路部１４を第２共鳴通路部１５に対して、気筒列方向に突出させることなく第１共鳴管部１４の吸気通路長さと第２共鳴管部１５の吸気通路長さを略同一にすることができ、エアダクト４を気筒列方向に沿って小型化することができる。
【００３１】
さらに、第１共鳴管部１４内の吸気通路長さと、第２共鳴管部１５内の吸気通路長さはとは、略等しくなるよう形成されているので、分岐部１３以降の吸気の流れを均等化することに寄与することになる。
【００３２】
そして、第１共鳴管部１４と第２共鳴管部１５は、分岐部１３からの距離が等しい位置における互いの通路断面積が等しくなるよう形成されているので、分岐部１３以降の吸気の流れを均等化することに寄与することになる。
【００３３】
尚、右バンク１０の後端１０ａが左バンク９の後端９ａよりも気筒列方向に沿って突出している場合には、第２共鳴管部１５の一端１５ａが第１共鳴管部１４の一端１４ａよりもエンジン上方側となるようにし、第２共鳴管部１５を３次元曲げ、第１共鳴管部１４を２次元曲げすることによって、第２共鳴通路部１５を第１共鳴通路部１４に対して気筒列方向に沿って突出させることなく第２共鳴管部１５の吸気通路長さと第１共鳴管部１４の吸気通路長さを略同一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＶ型内燃機関の吸気装置の全体構成を示す説明図。
【図２】エンジン本体の平面図。
【図３】本発明に係るＶ型内燃機関の吸気装置のエアダクトを示す説明図。
【図４】本発明に係るＶ型内燃機関の吸気装置のエアダクト内の吸気流速分布を示す説明図。
【図５】本発明に係るＶ型内燃機関の吸気装置のエアダクトを示す説明図。
【図６】本発明に係るＶ型内燃機関の吸気装置のエアダクトを示す説明図。
【図７】本発明に対する比較例のエアダクトを示す説明図。
【符号の説明】
１…外気導入ダクト
２…エアクリーナ
３…エアフローメータ
４…エアダクト
１１…直線部
１２…湾曲部
１３…分岐部
１４…第１共鳴管部（第１管部）
１５…第２共鳴管部（第２管部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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