JP2000064919A

JP2000064919A - 吸気装置

Info

Publication number: JP2000064919A
Application number: JP10238377A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hattori; 浩一服部; Yurio Nomura; 由利夫野村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便な構造によって吸気騒音の低減と出力性
能の向上を両立させる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】メインダクト４と、吸気通路が合流する
ようにメインダクト４に接続されるサブダクト５と、合
流部７に設けられるリードバルブ６とを備えることによ
り、スロットルバルブ９より上流の吸気通路の断面積を
可変にすることができる。このため吸気流速が低いとき
は吸気通路の断面積を小さくして吸気騒音を低減し、吸
気流速が高いときは吸気通路の断面積を大きくして吸気
効率を向上させることができる。またリードバルブ６
は、メインダクト４とサブダクト５の圧力差によって作
動するため、吸気通路の断面積を可変にするための駆動
装置や制御装置を必要としないので簡便な構造にするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸気装置に関し、特
に空気や混合気を吸入する機能を有する機器に接続され
る吸気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンなどの吸気装置は、主
に吸気ダクト、エアクリーナ、スロットルボディー及び
インテークマニホールドから形成される吸気通路を通じ
て燃焼室に空気若しくは混合気を供給する。

【０００３】高速回転域での吸気効率を向上させてエン
ジンの出力性能を向上させるためには、吸気通路の断面
積を大きくとる必要がある。ところが吸気通路の断面積
が大きくなると、それに伴って吸気騒音が増大すること
が知られている。そこで、吸気効率の向上と吸気騒音の
低減という相反する関係にある目的を達成するために様
々な工夫がなされてきた。

【０００４】例えば、特開昭６１−７６７５７号公報に
開示される車両用エンジンのエアクリーナでは、エアク
リーナの吸い込み口にスライドバルブを設け、スライド
バルブを電気的に制御して駆動することにより吸い込み
口の開口面積を可変にしている。これにより、吸気流速
が低いときは吸気通路の断面積を小さくすることによっ
てエンジンの低速回転域での吸気騒音を低減し、吸気流
速が高いときは吸気通路の断面積を大きくすることによ
って吸気効率を向上させて高速回転域でのエンジンの出
力性能を向上させようとしている。

【０００５】また、実開平４−１２３３６３号公報に開
示される可変エアダクトでは、吸気ダクトを仕切り壁で
仕切り一方の吸気ダクトに電磁弁を設けることにより、
吸気流速が低いときは仕切られた一方の吸気ダクトのみ
から空気または混合気を吸入してエンジンの低速回転域
での吸気騒音を低減し、吸気流速が高いときは仕切られ
た両方の吸気ダクトから空気または混合気を吸入するよ
うにして吸気効率を向上させて高速回転域でのエンジン
の出力性能を向上させようとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−７６７５７号及び実開平４−１２３３６３号公報
に開示されている吸気通路の断面積を可変にする機構
は、いずれにおいても断面積を可変にするためのスライ
ドバルブ若しくは電磁弁を駆動させるアクチュエータや
制御ユニットが必要で部品点数が多く高価になるという
問題があった。

【０００７】本発明は上記の問題に鑑み案出されたもの
で、吸気流速が低いときには吸気騒音を低減し、吸気流
速が高いときには吸気効率を向上させることが可能で、
部品点数が少なく安価な吸気装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
吸気装置によると、第１ダクトとそれに接続される第２
ダクトを備えることによって複数の吸気通路を形成し、
第１ダクトと第２ダクトの合流部に第１ダクトと第２ダ
クト内の吸気通路を遮断または連通させ、第１ダクトか
ら第２ダクトへの流入を抑止する弁を備えるため、吸気
通路の断面積を可変にすることができる。このため、吸
気流速が低いときは第２ダクトの吸気通路を遮断するこ
とによって吸気通路の断面積を小さくして吸気騒音を低
減し、吸気流速が高いときは第２ダクトの吸気通路を連
通させることによって吸気通路の断面積を大きくして吸
気効率を向上させることができる。また、複数の吸気通
路を形成することによって、各吸気通路内の圧力差によ
って弁を作動させることができ、吸気通路の断面積を可
変にする弁の駆動装置や電気的な制御を必要としないた
め部品点数が少なく安価に製造することができる。

【０００９】本発明の請求項２記載の吸気装置による
と、エアクリーナの入口側であるダストサイドに複数の
吸気通路を形成するようにエアクリーナのダストサイド
で第２ダクトが第１ダクトに合流するため、エアクリー
ナの出口側であるクリーンサイドに複数の吸気通路を形
成するのに比して吸気騒音をよりいっそう低減すること
ができる。

【００１０】本発明の請求項３記載の吸気装置による
と、エアクリーナのクリーンサイドに複数の吸気通路を
形成するようにエアクリーナのクリーンサイドで第２ダ
クトが第１ダクトに合流するため、エアクリーナのダス
トサイドに複数の吸気通路を形成するのに比していっそ
う吸気効率を向上させることができる。

【００１１】本発明の請求項４記載の吸気装置による
と、第１ダクトと第２ダクトとの合流部にリードバルブ
を備えるため、それぞれのダクト内の圧力差に応じてリ
ードバルブが作動し、吸気通路の断面積を連続的に変化
させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。（第1実施例）自動車用エンジンに備え付ける本発明の
第１実施例による吸気装置を図１、図２、及び図６に示
す。

【００１３】図１に示すように、第１ダクトとしてのメ
インダクト４、エアクリーナ１、スロットルボディー
２、サージタンク１３及びインテークマニホールド３は
連接され、各部材の内部空間は図示しない自動車用エン
ジンの各燃焼室に空気を供給する吸気通路を形成してい
る。第２ダクトとしてのサブダクト５はメインダクト４
に接続され、それぞれの内部空間は導通している。

【００１４】メインダクト４及びサブダクト５はエアク
リーナ１のダストサイドに並列に備えられる。メインダ
クト４の一端は外気を直接吸入する吸気口１１を有し、
別の一端はエアクリーナ１に接続され、エアクリーナ１
のダストサイドの吸気通路を形成する。サブダクト５の
一端は外気を直接吸入する吸気口１２を有し、他端は合
流部７においてメインダクト４に接続され、エアクリー
ナ１のダストサイドの補助的な吸気通路を形成する。合
流部７に後述するリードバルブ６が設けられる。

【００１５】エアクリーナ１は、クリーナケース１０１
とクリーナエレメント１０２とからなり、一端はメイン
ダクト４に接続され、他端はスロットルボディー２に接
続されている。スロットルボディー２は、内部の吸気通
路内にスロットルバルブ９が備えられ、一端はエアクリ
ーナ１に接続され、他端サージタンク１３に接続されて
いる。サージタンク１３は、吸気通路を拡張する形状
で、一端はスロットルボディー２に接続され、他端はイ
ンテークマニホールド３に接続されている。

【００１６】インテークマニホールド３の一端はサージ
タンク１３に接続され、吸気通路を複数に分岐させて自
動車用エンジンの各燃焼室に空気を供給するように枝分
かれした管体を形成する。枝分かれした管体の各端部は
それぞれ自動車用エンジンの各燃焼室に接続される。

【００１７】前述のリードバルブ６は、図６に示すよう
に、薄い金属板からなる弁体６０１とストッパ６０２と
からなりメインダクト４にねじ止めされ、サブダクト５
の合流部７を塞ぐように備えられる。弁体６０１はメイ
ンダクト４とサブダクト５に圧力差がないとき合流部７
を塞ぎ、図４に示すように、メインダクト４とサブダク
ト５の圧力差が大きくなると圧力差に応じてメインダク
ト４側にリフトして、合流部７を開く。ストッパ６０２
は弁体６０１の最大開角度を決める。

【００１８】上述の構成による吸気装置の作動について
説明する。自動車用エンジンが始動すると、スロットル
バルブ９の開角度に応じた空気が吸気口１１または吸気
口１２から流入する。流入した空気は、メインダクト４
からエアクリーナ１に流入してクリーナエレメント１０
２によって粉塵が取り除かれ、スロットルボディー２と
サージタンク１３を通過してインテークマニホールド３
に流入し、インテークマニホールド３内で分岐して自動
車用エンジンの各燃焼室に流入する。

【００１９】自動車用エンジンが低速回転域にあると
き、メインダクト４とサブダクト５の圧力差は小さいた
めリードバルブ６は図１に示すように完全に閉じてい
る。リードバルブ６が完全に閉じているとき、メインダ
クト４の合流部１１から吸入される空気のみがエアクリ
ーナ１に流入するので、吸気通路の断面積は小さい。

【００２０】単一の吸気管の内圧は吸入空気の流速によ
り負圧となり、図５に示すように、吸入空気の流速が増
加して吸気流量が増加すると吸気管内の負圧は増大す
る。このため、図２に示すように、メインダクト４とサ
ブダクト５の圧力差に応じてリードバルブ６がリフトし
て合流部７を開き、サブダクト５の吸気口１２から吸入
される空気がエアクリーナ１に流入するようになる。メ
インダクト４及びサブダクト５の両方が吸気通路を形成
し、吸気通路の断面積が大きくなる。また、リードバル
ブ６はストッパ６０２を備えているため、メインダクト
４とサブダクト５の内圧の圧力差が増大しつづけても所
定角度以上開くことはない。

【００２１】一般に吸気通路の断面積が大きいほど、高
速回転域での吸気効率が上がり自動車用エンジンの出力
性能は向上する。その一方で吸気通路の断面積が大きい
ほど吸気騒音が増大するので、吸気効率の向上と吸気騒
音の低減とは相反する関係にある。そこで本実施例で
は、メインダクト４とサブダクト５を並列に備え、その
圧力差によって合流部７を開閉するリードバルブ６を備
えることにより吸気通路の断面積を連続的に変化させ、
高速回転域における吸気効率の向上による出力性能の向
上と低速回転域における吸気騒音の低減とを実現させて
いる。

【００２２】すなわち、低速回転域では吸気騒音を低減
するためにメインダクト４のみから空気を吸入すること
により吸気通路の断面積を小さくし、自動車用エンジン
の回転速度の上昇にともなって吸気効率を向上させるた
めにサブダクト５から徐々に空気を吸入することにより
吸気通路の断面積を大きくする。したがって、自動車用
エンジンの低速回転域では吸気騒音を低減し、高速回転
域では吸気効率を向上させて出力性能を向上させること
ができる。

【００２３】吸気通路の断面積を可変にするリードバル
ブ６は、メインダクト４とサブダクト５の圧力差によっ
て作動するために、吸気通路の断面積を可変にするため
のアクチュエータや電気的な制御を必要とせず、アクチ
ュエータや電気的な制御を必要とする吸気装置に比べ部
品点数が少なく低コストで製造することができる。

【００２４】また、エアクリーナ１のダストサイドの吸
気通路において吸気通路の断面積を小さくすると、クリ
ーンサイドの吸気通路において吸気通路の断面積を同様
に小さくするのに比べ、より吸気騒音を低減することが
できる。さらに、様々な種類の内燃機関に設置すること
ができる汎用性を備えている。

【００２５】（第２実施例）エアクリーナのクリーンサ
イドにメインダクト及びサブダクトを備えた本発明の吸
気装置を自動車用エンジンに適用した第２実施例を図３
に示す。第１実施例と実質的に同一の部分には同じ符号
を付す。

【００２６】図３に示すように、第１ダクトとしての入
口管３１、エアクリーナ１、メインダクト２２、スロッ
トルボディー２、サージタンク１３及びインテークマニ
ホールド３は連接され、各部材の内部空間は図示しない
燃焼室の各吸気口に空気を供給する吸気通路を形成す
る。第２ダクトとしてのサブダクト２３はメインダクト
２２に接続され、それぞれの内部空間は導通している。
入口管３１の一端は外気を直接吸入する吸気口３２を有
し、他端はエアクリーナ１に接続されている。

【００２７】メインダクト２２及びサブダクト２３は、
エアクリーナ１のクリーンサイドに並列に備えられる。
メインダクト２２の一端はエアクリーナ１と接続され、
他端はスロットルボディー２と接続され、エアクリーナ
１のクリーンサイドの吸気通路を形成する。サブダクト
２３の一端はエアクリーナ１と接続され、他端は合流部
２９においてメインダクト２２に接続され、エアクリー
ナ１のクリーンサイドの補助的な吸気通路を形成する。
合流部２９にはリードバルブ６が備えられる。

【００２８】自動車用エンジンが始動すると、スロット
ルバルブ９の開角度に応じた空気が吸気口３２から流入
する。流入した空気は入口管３１からエアクリーナ１に
流入してクリーナエレメント１０２によって粉塵が取り
除かれ、メインダクト２２またはサブダクト２３に流入
して、スロットルボディー２とサージタンク１３を通過
してインテークマニホールド３に流入し、インテークマ
ニホールド３内で分岐して自動車用エンジンの各燃焼室
に流入する。

【００２９】第２実施例の吸気装置の作動が第１実施例
の吸気装置の作動と相違する点は、エアクリーナ１のク
リーンサイドにメインダクト２２とサブダクト２３を設
け、リードバルブ６によってエアクリーナ１のクリーン
サイドの吸気通路の断面積を可変にしている点である。

【００３０】したがって、第２実施例の吸気装置によっ
てもたらされる効果が第１実施例の吸気装置によっても
たらされる効果と相違する点は、エアクリーナ１のクリ
ーンサイドの吸気通路において吸気通路の断面積を大き
くすることにより、ダストサイドの吸気通路において吸
気通路の断面積を大きくするのに比べ、自動車用エンジ
ンの高速回転域での吸気効率をより向上させるという点
である。

【００３１】すなわち、第１実施例のようにエアクリー
ナのダストサイドにおいて断面積を可変にするときは吸
気騒音の低減を優先できるという利点があり、第２実施
例のようにエアクリーナのクリーンサイドにおいて断面
積を可変にするときは吸気流速が高いときの吸気効率を
優先できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による吸気装置の模式的断
面図である。

【図２】本発明の第１実施例による吸気装置の模式的断
面図である。

【図３】本発明の第２実施例による吸気装置の模式的断
面図である。

【図４】本発明の第１実施例におけるメインダクトとサ
ブダクトの圧力差と弁体のリフト量の関係を表わすグラ
フである。

【図５】単一の吸気管内の吸気流量と圧力の関係を表わ
すグラフである。

【図６】本発明の第１実施例によるリードバルブの斜視
図である。

【符号の説明】

１エアクリーナ（第１ダクト）２スロットルボディー（第１ダクト）３インテークマニホールド（第１ダクト）４、２２メインダクト（第１ダクト）５、２３サブダクト（第２ダクト）６リードバルブ（弁）７、２９合流部９スロットルバルブ１３サージタンク（第１ダクト）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G031 AA02 AA15 AA28 AB02 AC01 BA07 BA14 BB04 DA31 DA37 EA03 FA11 GA08 GA13 HA04 HA08 HA09 HA10 3H058 AA15 BB22 EE04 EE15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気または混合気を流通する吸気通路を
形成する吸気装置であって、スロットルバルブを有する第１ダクトと、前記スロットルバルブより入口側で吸気通路が合流する
ように前記第１ダクトに接続される第２ダクトと、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの合流部に設けら
れ、前記第１ダクト内の吸気通路と前記第２ダクト内の
吸気通路を遮断または連通させ、前記第１ダクトから前
記第２ダクトへの空気または混合気の流入を抑止する弁
と、を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】前記第１ダクトはエアクリーナを有し、前記第２ダクトは前記エアクリーナより入口側で前記第
１ダクトに接続されることを特徴とする請求項１記載の
吸気装置。
【請求項３】前記第１ダクトはエアクリーナを有し、前記第２ダクトは前記エアクリーナより出口側で前記第
１ダクトに接続されることを特徴とすることを特徴とす
る請求項１または２記載の吸気装置。
【請求項４】前記弁は、リードバルブであることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の吸気装置。