JP2014040779A - 吸気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸気装置1は、エアクリーナ2のエレメント7からダクト3内のAFM4に到る流路が曲がっており、曲がりの内側となる方向を内周側、曲がりの外側となる方向を外周側とすると、AFM入口22がダクト3の内周側に偏って位置しており、吸気の流れを整流するとともにバイパス流路内へ吸気を導く整流板30が、吸気の流れ方向が変化する方向に湾曲する湾曲形状を有し、その曲率は、吸気の上流側から下流側に向かって小さくなっている。これにより、整流板30の作用によりエレメント7からAFM4に到る流路において内周側の流速が大きくなる。このため、AFM入口22がダクト3の内周側に偏って位置している場合でも、流量を高精度に測定することができる。
【選択図】図1
Description
そのため、バイパス流路の入口または出口のいずれか少なくとも一方を、流速の大きい位置に配置することが求められる。
しかしながら、他部品との位置の干渉や管の断面形状等によっては、吸気量測定装置の位置を自由に設定できない場合もある。すなわち、バイパス流路の入口または出口の少なくともいずれか一方を曲がりの内側に偏って配置しなければならない場合もある。
エアクリーナは、吸気をろ過するエレメントと、このエレメントを内蔵するクリーナケースとを有し、クリーナケースには、エレメントを通過する吸気の流れ方向とは異なる方向に吸気出口が開口している。
吸気量測定装置は、クリーナケースから流出する吸気の一部を取り込むバイパス流路と、バイパス流路内の吸気流量を検出する流量センサとを有する。
そして、整流板は、吸気の流れ方向が変化する方向に湾曲する湾曲形状を有し、整流板の曲率は、吸気の上流側から下流側に向かって小さくなっている。すなわち、整流板の曲率半径は、吸気の上流側から下流側に向かって大きくなっている。
このため、吸気量測定装置のバイパス流路の入口または出口の少なくともいずれか一方がダクトの内周側に偏って位置している場合でも、高精度に吸気量を測定することができる。
実施例1の吸気装置1の構成を、図1〜3を用いて説明する。
図1に示すように、吸気装置1は、内燃機関(図示せず)に吸入される吸気を浄化するエアクリーナ2と、エアクリーナ2で浄化された吸気を下流側へ送るダクト3と、ダクト3に取り付けられて、ダクト3内を流れる吸気量を測定する吸気量測定装置(以下、AFM4と呼ぶ)とを備える。
クリーナケース8は、樹脂により略直方体に形成されており、クリーナケース8の壁面にはクリーナケース8内への吸気の入口となる吸気入口9と、吸気の出口となる吸気出口10が開口している。
本実施例のクリーナケース8では、エレメント7を通過する吸気の流れ方向とは異なる方向に吸気出口10が開口している。
そして、エレメント7は、対向方向と直交する一方向において、吸気入口9と吸気出口10との間に設けられている。
このため、エレメント7を通過する吸気の流れ方向と吸気出口10の開口面が向く方向(開口面の法線方向)とは異なっている。
なお、吸気入口9と吸気出口10とは、対向方向と直交する他方向(図示紙面奥行き方向)にも異なっていてもよい。
これにより、クリーナケース8及びダクト3によって、エレメント7を通過した吸気が曲がってAFM4に到るように曲がり部15を形成する。
すなわち、吸気入口9から流入した吸気は、対向方向と直交する一方向(図示上下方向)にエレメント7を通過して流れ、その後、流れの向きを変えて吸気出口10へ向かい、後述するダクト3を流れて、AFM4に向かう。
なお、吸気入口9にもダクト16が接続されており、ダクト16は吸気入口9から上流側に開口面が向く方向に直線的に延びている。
そして、ダクト3及びダクト16は、クリーナケース8と一体的に樹脂で形成されていてもよいし、クリーナケース8と別体に形成されていてもよい。また、例えば、ダクト3の上流側の一部分のみをクリーナケース8と一体とし、下流側を別体としてもよい。
流量センサ20は、バイパス流路18中に配され、バイパス流路18を流れる空気の流量に応じて電気的な信号(例えば電圧信号)を出力するものである。
ここで、エレメント7から吸気量測定装置に到る流路において、曲がり部15の曲がりの内側となる方向を内周側、曲がりの外側となる方向を外周側と定義する。
すなわち、図1では、ダクト3において図示下方が内周側となり、クリーナケース8において図示左方が内周側となる。
整流板30は、クリーナケース8内のエレメント7の下流に設けられており、吸気の流れ方向に沿って板状に延びている。
また、整流板30の上流端Xの位置は、AFM入口22の内周側端よりも外周側で且つAFM入口22の外周側端のより内周側に位置している。すなわち、内外周方向においてAFM入口22の範囲内に上流端Xが位置する。これにより、整流板30によって吸気がAFM4のバイパス流路18内に導かれる。
本実施例によれば、AFM入口22がダクト3の内周側に偏って位置しており、吸気の流れを整流するとともにバイパス流路18内へ吸気を導く整流板30が、吸気の流れ方向が変化する方向に湾曲する湾曲形状を有し、その曲率は、吸気の上流側から下流側に向かって小さくなっている。
このため、AFM入口22がダクト3の内周側に偏って位置している場合でも、AFM入口22での流速を大きくできるので、流量を高精度に測定することができる。
実施例2を、実施例1とは異なる点を中心に、図4を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、エレメント7を通過する吸気の流れ方向を1次方向とし、曲がり部15の内周側に位置するクリーナケース8の壁面をケース内周壁面31と呼び、曲がり部15の外周側に位置するクリーナケース8の壁面をケース外周壁面32と呼ぶ。そして、吸気出口10とAFM4との間のダクト3内の流れ方向を2次方向とし、曲がり部15の内周側に位置するダクト3の壁面をダクト内周壁面33と呼び、曲がり部15の外周側に位置するダクト3の壁面をダクト外周壁面34と呼ぶ。
そして、対向方向と直交する一方向(図示上下方向)が1次方向となり、ダクト3の延びる方向が2次方向となる。
A1/A2>B1/B2・・・式(1)
本実施例の作用効果を図5〜7を用いて説明する。
整流板30を設けない例を比較例1とし、整流板30がA1/A2=B1/B2の条件を満たす例を比較例2とし、実施例2、比較例1、比較例2を比較する。
図5に示すように、実施例2では、比較例1及び比較例2よりもAFM入口22での流速が大きい。なお、比較例2でも、比較例1よりは大きい流速を得られるものの、実施例2の方がより大きい流速を得られることがわかる。
図6の縦軸は、AFM4の出力変動を示す指標であり、検出信号の変動幅σ/検出信号の平均値Q×100(%)である。
図6に示すように、比較例2でも比較例1よりは出力変動を小さくできるが、実施例2では、比較例1及び比較例2よりも出力変動が小さい。特に、ダクト流量が小さい範囲では、比較例1及び比較例2では出力変動が大きくなっているが、実施例2では小さく、ダクト流量によらず出力変動を低減できている。すなわち、実施例2では吸気の乱れをより低減できることがわかる。
図7の縦軸は、エレメント目詰まり無しの場合(初期状態)の出力特性を0として、エレメント目詰まり時のAFM4の出力特性変化を示している。
図7に示すように、実施例2では目詰まり時にも初期状態と同様の出力特性を得ることができる。比較例1では、エレメント目詰まり時には、初期状態よりも出力が小さくなる傾向にある。また、比較例2でも、比較例1よりは良好なものの、初期状態よりも出力が小さくなっている。
実施例3を、実施例1とは異なる点を中心に、図8を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
すなわち、整流板30が吸気出口10よりもダクト3側に突出して設けられている。
これによれば、AFM4の直前にまで整流板30を設けることが可能となり、実施例1の効果をさらに向上させることができる。
実施例4を、実施例1とは異なる点を中心に、図9を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、整流板30の内周側で吸気の流れを整流する補助整流板37を備える。
この補助整流板37は、整流板30と同様に曲率が吸気の上流側から下流側に向かって小さくなる湾曲形状を呈している。
なお、補助整流板37は、直線的に延びていてもよいし、整流板30の曲率の条件とは異なる条件で湾曲していてもよい。
また、補助整流板37は1枚に限らず、複数枚設けられていてもよい。また、整流板30の外周側と内周側に1枚ずつ設けられているのでもよい。
実施例5を、実施例1とは異なる点を中心に、図10を用いて説明する。
なお、実施例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、ケース内周壁面31とダクト内周壁面33との交差部38が、R形状もしくは面取り形状に形成されている。
すなわち、曲がり部15の内周側角部がR形状もしくは面取り形状となっている。
これによれば、吸気の流れが内周側角部で剥離することなく、吸気の乱れをより低減することができ、実施例1の効果をさらに向上させることができる。
本実施例では、AFM入口22がダクト3の内周側に偏って位置していたが、
AFM入口22またはAFM出口23の少なくともいずれか一方がダクト3の内周側に偏って位置していればよい。
例えば、AFM出口23のみがダクト3の内周側に位置している場合でも、整流板30によってダクト3の内周側での流速が大きくなることにより、バイパス流路18に吸気が導かれやすくなり、高精度に流量を測定することができる。
Claims (6)
- 内燃機関に吸入される吸気を浄化するエアクリーナ(2)と、
このエアクリーナ(2)で浄化された吸気を下流側へ送るダクト(3)と、
このダクト(3)に取り付けられて、前記ダクト(3)内を流れる吸気量を測定する吸気量測定装置(4)とを備え、
前記エアクリーナ(2)は、吸気をろ過するエレメント(7)と、このエレメント(7)を内蔵するクリーナケース(8)とを有し、
前記クリーナケース(8)には、前記エレメント(7)を通過する吸気の流れ方向とは異なる方向に吸気出口(10)が開口しており、
前記ダクト(3)は、前記クリーナケース(8)の前記吸気出口(10)に接続されており、前記クリーナケース(8)及び前記ダクト(3)によって、前記エレメント(7)を通過した吸気が曲がって前記吸気量測定装置(4)に到るように曲がり部(15)を形成しており、
前記吸気量測定装置(4)は、前記クリーナケース(8)から流出する吸気の一部を取り込むバイパス流路(18)と、このバイパス流路(18)内の吸気流量を検出する流量センサ(20)とを有する吸気装置であって、
前記エレメント(7)から前記吸気量測定装置(4)に到る流路において、前記曲がり部(15)の曲がりの内側となる方向を内周側、曲がりの外側となる方向を外周側と定義すると、
前記吸気量測定装置(4)は、前記バイパス流路(18)の入口(22)または出口(23)の少なくともいずれか一方が、前記ダクト(3)の内周側に偏って位置し、
前記クリーナケース(8)の内部には、前記吸気量測定装置(4)の上流側で吸気の流れを整流するとともに、前記バイパス流路内へ吸気を導くように案内する整流板(30)が設けられ、
前記整流板(30)は、吸気の流れ方向が変化する方向に湾曲する湾曲形状を有し、前記整流板(30)の曲率は、吸気の上流側から下流側に向かって小さくなっていることを特徴とする吸気装置。 - 内燃機関に吸入される吸気を浄化するエアクリーナ(2)と、
このエアクリーナ(2)で浄化された吸気を下流側へ送るダクト(3)と、
このダクト(3)に取り付けられて、前記ダクト(3)内を流れる吸気量を測定する吸気量測定装置(4)とを備え、
前記エアクリーナ(2)は、吸気をろ過するエレメント(7)と、このエレメント(7)を内蔵するクリーナケース(8)とを有し、
前記クリーナケース(8)には、前記エレメント(7)を通過する吸気の流れ方向とは異なる方向に吸気出口(10)が開口しており、
前記ダクト(3)は、前記クリーナケース(8)の吸気出口(10)に接続されており、前記クリーナケース(8)及び前記ダクト(3)によって、前記エレメント(7)を通過した吸気が曲がって前記吸気量測定装置(4)に到るように曲がり部(15)を形成しており、
前記吸気量測定装置(4)は、前記クリーナケース(8)から流出する吸気の一部を取り込むバイパス流路(18)と、このバイパス流路(18)内の吸気流量を検出する流量センサ(20)とを有する吸気装置であって、
前記エレメント(7)から前記吸気量測定装置(4)に到る流路において、前記曲がり部(15)の曲がりの内側となる方向を内周側、曲がりの外側となる方向を外周側と定義すると、
前記吸気量測定装置(4)は、前記バイパス流路(18)の入口(22)または出口(23)の少なくともいずれか一方が、前記ダクト(3)の内周側に偏って位置し、
前記クリーナケース(8)の内部には、前記吸気量測定装置(4)の上流側で吸気の流れを整流するとともに、前記バイパス流路(18)内へ吸気を導くように案内する整流板(30)が設けられ、
前記エレメント(7)を通過する吸気の流れ方向を1次方向とし、前記曲がり部(15)の内周側に位置する前記クリーナケース(8)の壁面をケース内周壁面(31)と呼び、曲がり部(15)の外周側に位置する前記クリーナケース(8)の壁面をケース外周壁面(32)と呼ぶときに、
1次方向に直交する方向における前記ケース内周壁面(31)と前記ケース外周壁面(32)との間の距離をB1、前記ケース内周壁面(31)と前記整流板(30)の上流端Xとの距離をB2とし、
前記吸気出口(10)と前記吸気量測定装置(4)との間の前記ダクト(3)内の流れ方向を2次方向とし、前記曲がり部(15)の内周側に位置する前記ダクト(3)の壁面をダクト内周壁面(33)と呼び、曲がり部(15)の外周側に位置する前記ダクト(3)の壁面をダクト外周壁面(34)と呼ぶときに、
2次方向に直交する方向における前記ダクト内周壁面(33)と前記ダクト外周壁面(34)との距離をA1、前記ダクト内周壁面(33)と前記整流板(30)の下流端Yとの距離をA2とすると、
A1/A2>B1/B2
の関係を満たすことを特徴とする吸気装置。 - 請求項2に記載の吸気装置において、
前記整流板(30)は、吸気の流れ方向が変化する方向に湾曲する湾曲形状を有し、前記整流板(30)の曲率は、吸気の上流側から下流側に向かって小さくなっていることを特徴とする吸気装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の吸気装置において、
前記整流板(30)の下流端Yが、吸気の流れ方向において、前記ダクト(3)の上流端よりも下流側に位置していることを特徴とする吸気装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の吸気装置において、
前記整流板(30)の内周側もしくは外周側で吸気の流れを整流する補助整流板(37)を備えることを特徴とする吸気装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の吸気装置において、
前記ケース内周壁面(31)と前記ダクト内周壁面(33)との交差部(38)は、R形状もしくは面取り形状に形成されていることを特徴とする吸気装置。
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