JP2019163708A

JP2019163708A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2019163708A
Application number: JP2018051088A
Authority: JP
Inventors: 航平成田; Kohei Narita; 祐太田島; Yuta TAJIMA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-09-26

Abstract

【課題】排気管と圧力センサとを接続する配管が詰まるのを抑制するとともにメンテナンス性に優れた内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関本体と、内燃機関本体に接続された排気管と、排気管から分岐した配管と、配管を介して排気管に接続された圧力センサと、配管に設けられた捕集部と、を備え、配管は、排気管と捕集部とを接続する第１配管と、捕集部と圧力センサとを接続する第２配管とを含み、捕集部は、第１配管に取り外し可能に接続された導入ノズルと、第２配管に取り外し可能に接続された排出ノズルと、導入ノズル及び排出ノズルが設けられたハウジングと、を有し、導入ノズルの軸方向に垂直なハウジング内の断面積は、第１配管の断面積よりも大きく、軸方向に垂直な導入ノズル内の断面積は、軸方向に垂直なハウジング内の断面積よりも小さく、導入ノズルは、ハウジングの底面から鉛直方向上方に突出している、内燃機関。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に関する。

特許文献１には、エンジンの排気管又は吸気管と排気管又は吸気管内部のガス圧を検出する圧力センサとを接続する配管に、ガス圧の脈動を減衰させるためにダンピング容器を設けることが開示されている。

特開２００３−２７８５４０号公報

エンジンの排気管又は吸気管と圧力センサとを配管によって接続する場合、排気又は吸気に含まれる異物によって配管が詰まるおそれがある。また、配管が詰まってしまった場合、異物を除去するためには配管全体を交換しなければならず、メンテナンス作業が煩雑になるおそれがある。

そこで本発明は、排気管又は吸気管と圧力センサとを接続する配管が詰まるのを抑制するとともに、メンテナンス性に優れた内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的は、内燃機関本体と、前記内燃機関本体に接続された排気管又は吸気管と、前記排気管又は吸気管から分岐した配管と、前記配管を介して前記排気管又は吸気管に接続された圧力センサと、前記配管の、前記排気管又は吸気管と前記圧力センサとの間に取り付けられた捕集部と、を備え、前記配管は、前記排気管又は吸気管と前記捕集部とを接続する第１配管と、前記捕集部と前記圧力センサとを接続する第２配管とを含み、前記捕集部は、前記第１配管に取り外し可能に接続された導入ノズルと、前記第２配管に取り外し可能に接続された排出ノズルと、前記導入ノズル及び前記排出ノズルが設けられたハウジングと、を有し、前記導入ノズルの軸方向に垂直な前記ハウジング内の断面積は、前記第１配管の断面積よりも大きく、前記軸方向に垂直な前記導入ノズル内の断面積は、前記軸方向に垂直な前記ハウジング内の断面積よりも小さく、前記導入ノズルは、前記ハウジング内で前記ハウジングの底面から鉛直方向上方に突出している、内燃機関によって達成できる。

本発明によれば、排気管又は吸気管と圧力センサとを接続する配管が詰まるのを抑制することができるとともに、メンテナンス性に優れた内燃機関を提供できる。

図１は、本実施形態に係るエンジンを示す図である。図２（Ａ）は、配管及び捕集部の断面図であり、図２（Ｂ）は、配管及び捕集部の外観斜視図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２（Ｄ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３（Ａ）は、異物の捕集について説明するための図であり、図３（Ｂ）は、捕集部の取り付け態様について説明するための図である。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、捕集部の効果について説明するための図である。

図１は、本実施形態に係るエンジン１０を示す概略図である。エンジン１０は、内燃機関の一例であり、内燃機関本体としてのエンジン本体１１を備えている。エンジン本体１１は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等である。また、エンジン１０は、エンジン本体１１に接続された吸気管２０及び排気管３０を備える。吸気管２０は、エンジン本体１１に空気を導入する。排気管３０は、エンジン本体１１から排出された排気を外部へと排出する。

また、エンジン１０は、排気管３０から分岐した配管４０と、配管４０を介して排気管３０に接続され、排気管３０内部の圧力を検出する圧力センサ５０と、配管４０の、排気管３０と圧力センサ５０との間に取り付けられた捕集部６０と、を備える。

配管４０は、排気管３０と捕集部６０とを接続する第１配管４１と、捕集部６０と圧力センサ５０とを接続する第２配管４２とを含む。

圧力センサ５０は、排気管３０内部の圧力を検出するセンサであり、配管４０を介して排気管３０に接続されている。圧力センサ５０の検出信号は、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１００に入力される。

捕集部６０は、排気管３０内部の圧力の脈動を減衰させるとともに、排気に含まれる煤や凝縮水等の異物を捕集する。

捕集部６０は、図２（Ａ）に示すように、第１配管４１に取り外し可能に接続された導入ノズル６１と、第２配管４２に取り外し可能に接続された排出ノズル６２と、導入ノズル６１及び排出ノズル６２が設けられたハウジング６３と、を有する。

導入ノズル６１及び排出ノズル６２は、図２（Ｂ）に示すように、バンド状の締結部材７０によって、第１配管４１及び第２配管４２とそれぞれ締結されている。これにより、捕集部６０を配管４０から簡単に取り外すことができる。なお、バンド状の締結部材ではなく、例えば、継手によって導入ノズル６１及び排出ノズル６２と第１配管４１及び第２配管４２とを接続してもよい。

導入ノズル６１の軸方向ＡＸに垂直なハウジング６３内の断面積は、第１配管４１の断面積よりも大きく、導入ノズル６１の軸方向ＡＸに垂直な導入ノズル６１内の断面積は、ハウジング６３内の断面積よりも小さくなっている。本実施形態では、当該構成となるように、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）に示すように、導入ノズル６１の内径をＤ６１、ハウジング６３の内径をＤ６３、第１配管４１の内径をＤ４１とした場合に、例えば、Ｄ６１＜Ｄ４１＜Ｄ６３としている。なお、導入ノズル６１の軸方向ＡＸに垂直なハウジング６３内の断面積が、第１配管４１の断面積よりも大きく、導入ノズル６１の軸方向ＡＸに垂直な導入ノズル６１内の断面積が、ハウジング６３内の断面積よりも小さくなっていれば、Ｄ４１＜Ｄ６１でもよく、また、Ｄ４１＝Ｄ６１でもよい。

さらに、図２（Ａ）に示すように、導入ノズル６１は、ハウジング６３内でハウジング６３の底面６３ａから鉛直方向上方に突出している。

ハウジング６３内の断面積は、第１配管４１の断面積よりも大きいため、捕集部６０では排気の流速が低下する。これにより、異物ＦＭ１に対しては重力が支配的になるため、図３（Ａ）に示すように、捕集部６０に異物ＦＭ１が堆積する。また、導入ノズル６１が、ハウジング６３内でハウジング６３の底面６３ａから鉛直方向上方に突出しているため、異物ＦＭ１を排気管３０側に逆流させることなく溜め置く容積を得ることができる。これにより、配管４０が詰まるのを抑制することができる。なお、導入ノズル６１が、ハウジング６３内でハウジング６３の底面６３ａから鉛直方向上方に突出していれば、図３（Ｂ）に示すように、捕集部６０は、導入ノズル６１の軸方向ＡＸが鉛直方向に対して傾いて配置されていても、同様の効果を得ることができる。

また、異物ＦＭ１が捕集部６０に蓄積した場合には、捕集部６０を交換すればよいので、排気管３０から圧力センサ５０までの配管全てを交換する場合と比較して、メンテナンス性が良く、交換コストも低減できる。

また、排気管３０と圧力センサ５０との間に第１配管４１の断面積よりもハウジング６３内の断面積が大きい捕集部６０を設けることによって、圧力脈動を減衰（低減）することができる。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す、排気管３０と捕集部６０との間の地点Ａにおける圧力変動を示す図であり、図４（Ｃ）は、捕集部６０と圧力センサ５０との間の地点Ｂにおける圧力変動を示す図である。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、捕集部６０を設けることによって脈動振幅が減少し、さらに、圧力の最大値が低減される。これにより、圧力センサ５０に入力される圧力が圧力センサ５０の測定限界圧を上回ることを抑制できる。さらに、圧力脈動が抑制されるため、圧力センサ５０の測定値を安定させることができる。

なお、上記実施形態では、配管４０は、排気管３０と圧力センサ５０とを接続していたが、吸気管２０と圧力センサ５０とを接続してもよい。

また、上記実施形態において、捕集部６０は円柱形状を有していたが、他の形状であってもよい。例えば、捕集部６０は多角柱形状を有していてもよい。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０エンジン（内燃機関）
１１エンジン本体（内燃機関本体）
２０吸気管
３０排気管
４０配管
４１第１配管
４２第２配管
５０圧力センサ
６０捕集部
６１導入ノズル
６２排出ノズル
６３ハウジング
６３ａハウジングの底面
ＡＸ導入ノズルの軸方向

Claims

内燃機関本体と、
前記内燃機関本体に接続された排気管又は吸気管と、
前記排気管又は吸気管から分岐した配管と、
前記配管を介して前記排気管又は吸気管に接続された圧力センサと、
前記配管の、前記排気管又は吸気管と前記圧力センサとの間に取り付けられた捕集部と、を備え、
前記配管は、前記排気管又は吸気管と前記捕集部とを接続する第１配管と、前記捕集部と前記圧力センサとを接続する第２配管とを含み、
前記捕集部は、前記第１配管に取り外し可能に接続された導入ノズルと、前記第２配管に取り外し可能に接続された排出ノズルと、前記導入ノズル及び前記排出ノズルが設けられたハウジングと、を有し、
前記導入ノズルの軸方向に垂直な前記ハウジング内の断面積は、前記第１配管の断面積よりも大きく、
前記軸方向に垂直な前記導入ノズル内の断面積は、前記軸方向に垂直な前記ハウジング内の断面積よりも小さく、
前記導入ノズルは、前記ハウジング内で前記ハウジングの底面から鉛直方向上方に突出している、
内燃機関。