JP2020037875A - Intake structure of internal combustion engine - Google Patents

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典康 三島
Noriyasu Mishima
典康 三島
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Abstract

To solve such the problem that in an air cleaner, sometimes foreign matters in the cleaner are not discharged over a long period of time.SOLUTION: An air cleaner 30 for removing foreign matters in intake air is arranged at an upstream side of a compressor 24 of a turbocharger 20 in an intake passage 12. An air bypass passage 14 extends from a downstream side of the compressor 24 in the intake passage 12, and is connected to the air cleaner 30. An air bypass valve 28 which opens when a pressure at a downstream side of the compressor 24 of the intake passage 12 becomes higher than a pressure at an upstream side of the compressor 24 by a specified pressure, is attached to the middle of the air bypass passage 14. A discharge valve 40 for switching communication states between an upstream-side space S1 and the outside of the air cleaner 30 is arranged at an upstream side of a filter 32 in the air cleaner 30. The discharge valve 40 opens according as the pressure of the upstream-side space S1 becomes higher than the pressure of the outside of the air cleaner 30.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の吸気構造に関する。   The present invention relates to an intake structure for an internal combustion engine.

特許文献1の内燃機関は、気筒内へ吸気を導入するための吸気通路を備えている。吸気通路の途中には、吸気中の異物を取り除くエアクリーナが設けられている。エアクリーナの内部には、フィルタが取り付けられており、このフィルタによってエアクリーナの内部空間が上流側と下流側とに仕切られている。エアクリーナにおけるフィルタよりも上流側には、エアクリーナ内に溜まった異物をエアクリーナ外に排出するための排出扉が取り付けられている。   The internal combustion engine of Patent Literature 1 includes an intake passage for introducing intake air into a cylinder. An air cleaner for removing foreign substances in the intake air is provided in the middle of the intake passage. A filter is mounted inside the air cleaner, and the filter separates the internal space of the air cleaner into an upstream side and a downstream side. A discharge door for discharging foreign matters accumulated in the air cleaner to the outside of the air cleaner is attached to the air cleaner upstream of the filter.

特許文献1の内燃機関においては、エアクリーナの内部空間のうちフィルタよりも上流側に多くの異物が貯まると、吸気がフィルタを通りにくくなり、フィルタよりも下流側の圧力が低下する。特許文献1の内燃機関において排出扉は、エアクリーナの内部空間のうちフィルタよりも下流側の圧力が相応に低くなったときに開くように構成されている。   In the internal combustion engine of Patent Literature 1, when a large amount of foreign matter accumulates on the upstream side of the filter in the internal space of the air cleaner, it becomes difficult for the intake air to pass through the filter, and the pressure on the downstream side of the filter decreases. In the internal combustion engine of Patent Literature 1, the discharge door is configured to open when the pressure downstream of the filter in the internal space of the air cleaner becomes appropriately low.

特開2008−014286号公報JP 2008-014286 A

特許文献1の内燃機関においては、エアクリーナの内部空間のうちフィルタよりも上流側に多くの異物が貯まり、それによりフィルタよりも下流側の圧力が低くならなければ、排出扉が開かれない。すなわち、特許文献1の内燃機関においては、エアクリーナの内部空間に貯まっている異物がそれほど多くない場合には、長期間に亘って異物が排出されない。そのため、エアクリーナの内部空間に貯まっている異物が少なくても、定期的にエアクリーナ内の異物を排出できる構造が求められる。   In the internal combustion engine of Patent Literature 1, a large amount of foreign matter accumulates on the upstream side of the filter in the internal space of the air cleaner, and the discharge door is not opened unless the pressure on the downstream side of the filter becomes low. That is, in the internal combustion engine of Patent Literature 1, when there is not much foreign matter stored in the internal space of the air cleaner, the foreign matter is not discharged for a long time. Therefore, there is a need for a structure capable of periodically discharging foreign matter from the air cleaner even if the amount of foreign matter stored in the internal space of the air cleaner is small.

上記課題を解決するため、本発明は、ターボチャージャ付きの内燃機関に適用される吸気構造であって、内燃機関の吸気通路における前記ターボチャージャのコンプレッサよりも上流側に設けられ、吸気中の異物を取り除くエアクリーナと、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側から延びて前記エアクリーナに接続されているエアバイパス通路と、前記エアバイパス通路の途中に設けられ、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側の圧力が前記コンプレッサよりも上流側の圧力よりも規定圧力以上高くなったときに開弁するエアバイパスバルブとを備え、前記エアクリーナの内部には、異物を捕集するフィルタが配置されているとともに、当該フィルタによって前記エアクリーナの内部空間が上流側空間と下流側空間とに仕切られており、前記エアクリーナには、前記上流側空間と前記エアクリーナの外部との連通状態を切り替える排出弁が設けられており、前記エアバイパス通路は、前記エアクリーナにおける前記フィルタよりも上流側に接続されており、前記排出弁は、前記上流側空間の圧力が前記エアクリーナの外部の圧力よりも高くなるのに応じて開弁する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an intake structure applied to an internal combustion engine with a turbocharger, wherein the intake structure is provided upstream of a compressor of the turbocharger in an intake passage of the internal combustion engine, and foreign matters in intake air are provided. An air cleaner that removes air from the compressor, an air bypass passage extending from the downstream side of the compressor in the intake passage and connected to the air cleaner, and provided in the middle of the air bypass passage and downstream of the compressor in the intake passage. An air bypass valve that opens when the pressure of the compressor becomes higher than the pressure upstream of the compressor by a specified pressure or more, and a filter that collects foreign substances is disposed inside the air cleaner. The filter makes the internal space of the air cleaner an upstream space and a downstream space. The air cleaner is provided with a discharge valve for switching a communication state between the upstream space and the outside of the air cleaner, and the air bypass passage is provided upstream of the filter in the air cleaner. And the exhaust valve is opened when the pressure in the upstream space becomes higher than the pressure outside the air cleaner.

上記の構成によれば、エアバイパスバルブが開弁すると比較的に高圧の吸気がエアクリーナの上流側空間に流入する。すると、上流側空間の圧力が高くなって排出弁が開弁する。その結果、排出弁を介してエアクリーナの上流側空間に貯まった異物を排出できる。そして、エアバイパスバルブが開弁し得る状況は、気筒内に供給される吸気の量が低下するような状況であり、比較的に頻繁に生じる。したがって、長期間に亘ってエアクリーナ内の異物を排出できないといった事態は生じにくく、定期的にエアクリーナ内の異物を排出できる。   According to the above configuration, when the air bypass valve is opened, relatively high-pressure intake air flows into the upstream space of the air cleaner. Then, the pressure in the upstream space increases, and the discharge valve opens. As a result, it is possible to discharge the foreign matter stored in the space on the upstream side of the air cleaner via the discharge valve. The situation in which the air bypass valve can be opened is a situation in which the amount of intake air supplied to the cylinder decreases, and occurs relatively frequently. Therefore, it is unlikely that a foreign substance in the air cleaner cannot be discharged for a long time, and the foreign substance in the air cleaner can be discharged periodically.

吸気構造の概略図。The schematic diagram of an intake structure. エアクリーナ及びその周辺構造の断面図。Sectional drawing of an air cleaner and its peripheral structure. エアクリーナにおける排出口近傍の平面図。FIG. 3 is a plan view near the discharge port of the air cleaner.

以下、吸気構造の一実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明で「上流側」及び「下流側」というときは、吸気や排気方向における上流側及び下流側を示すものとする。また、上下方向を示すときは、内燃機関が車両に搭載された状態における車両の上下方向を示すものとする。   Hereinafter, an embodiment of the intake structure will be described with reference to the drawings. In the following description, the terms “upstream” and “downstream” refer to the upstream and downstream in the intake and exhaust directions. In addition, the vertical direction indicates the vertical direction of the vehicle when the internal combustion engine is mounted on the vehicle.

先ず、内燃機関10の概略構成について説明する。
図1に示すように、内燃機関10の気筒11には、当該気筒11内に吸気を供給するための吸気通路12が接続されている。また、気筒11には、当該気筒11内から排気を排出するための排気通路13が接続されている。これら吸気通路12及び排気通路13には、ターボチャージャ20が取り付けられている。具体的には、ターボチャージャ20のハウジング21は、吸気通路12及び排気通路13に跨るようにして取り付けられている。ハウジング21の内部において排気通路13側には、排気通路13内の排気の流れを利用して回転するタービン22が配置されている。タービン22には、シャフト23を介してコンプレッサ24が連結されている。コンプレッサ24は、ハウジング21の内部における吸気通路12側に位置している。コンプレッサ24は、タービン22と一体的に回転する。したがって、排気通路13内の排気の流れによってタービン22が回転するとコンプレッサ24も一体的に回転し、コンプレッサ24が圧縮した吸気を下流側に圧送する。
First, a schematic configuration of the internal combustion engine 10 will be described.
As shown in FIG. 1, an intake passage 12 for supplying intake air to the cylinder 11 of the internal combustion engine 10 is connected to the cylinder 11. Further, an exhaust passage 13 for discharging exhaust gas from the cylinder 11 is connected to the cylinder 11. A turbocharger 20 is attached to the intake passage 12 and the exhaust passage 13. Specifically, the housing 21 of the turbocharger 20 is attached so as to straddle the intake passage 12 and the exhaust passage 13. A turbine 22 that rotates by utilizing the flow of exhaust gas in the exhaust passage 13 is disposed on the exhaust passage 13 side inside the housing 21. A compressor 24 is connected to the turbine 22 via a shaft 23. The compressor 24 is located inside the housing 21 on the side of the intake passage 12. The compressor 24 rotates integrally with the turbine 22. Therefore, when the turbine 22 is rotated by the flow of the exhaust gas in the exhaust passage 13, the compressor 24 is also integrally rotated, and the intake air compressed by the compressor 24 is pumped to the downstream side.

吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも上流側には、吸気中の異物を取り除くためのエアクリーナ30が取り付けられている。吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側には、コンプレッサ24によって圧縮されて昇温された吸気を冷却するためのインタークーラ26が取り付けられている。また、吸気通路12におけるインタークーラ26よりも下流側には、気筒11内に供給される吸気の量を調整するためのスロットルバルブ27が取り付けられている。   An air cleaner 30 for removing foreign matter in the intake air is attached to the intake passage 12 upstream of the compressor 24. Downstream of the compressor 24 in the intake passage 12, an intercooler 26 for cooling the intake air that has been heated by being compressed by the compressor 24 is attached. Further, a throttle valve 27 for adjusting the amount of intake air supplied into the cylinder 11 is attached downstream of the intercooler 26 in the intake passage 12.

吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側であってインタークーラ26よりも上流側からは、エアバイパス通路14が延びている。エアバイパス通路14の下流端は、エアクリーナ30に接続されている。この実施形態では、エアバイパス通路14は、管状のホースによって構成されている。エアバイパス通路14の途中には、エアバイパスバルブ28が取り付けられている。エアバイパスバルブ28は、エアバイパス通路14におけるエアバイパスバルブ28よりも上流側(コンプレッサ24側)の圧力が、エアバイパスバルブ28よりも下流側(エアクリーナ30)の圧力よりも、規定圧力以上高くなった場合に開弁する。この規定圧力は、例えば、吸気通路12においてコンプレッサ24よりも下流側から、ターボチャージャ20のハウジング21を介して、吸気通路12においてコンプレッサ24よりも上流側に吸気が逆流するときの圧力よりも低い圧力に設定されている。   An air bypass passage 14 extends from the intake passage 12 downstream of the compressor 24 and upstream of the intercooler 26. The downstream end of the air bypass passage 14 is connected to the air cleaner 30. In this embodiment, the air bypass passage 14 is constituted by a tubular hose. An air bypass valve 28 is attached in the middle of the air bypass passage 14. In the air bypass valve 28, the pressure in the air bypass passage 14 on the upstream side (compressor 24 side) of the air bypass valve 28 is higher than the pressure on the downstream side (air cleaner 30) of the air bypass valve 28 by a specified pressure or more. The valve is opened when This specified pressure is lower than the pressure at which the intake air flows backward from the downstream side of the compressor 24 in the intake passage 12 to the upstream side of the compressor 24 in the intake passage 12 via the housing 21 of the turbocharger 20. Set to pressure.

なお、エアバイパス通路14の上流端は、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側に接続されているため、エアバイパス通路14におけるエアバイパスバルブ28よりも上流側の圧力は、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側の圧力に相当する。また、エアバイパス通路14の下流端は、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも上流側に接続されているため、エアバイパス通路14におけるエアバイパスバルブ28よりも下流側の圧力は、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも上流側の圧力に相当する。   Since the upstream end of the air bypass passage 14 is connected to the downstream side of the compressor 24 in the intake passage 12, the pressure of the air bypass passage 14 upstream of the air bypass valve 28 is reduced by the compressor in the intake passage 12. This corresponds to a pressure downstream of 24. Further, since the downstream end of the air bypass passage 14 is connected to the upstream side of the compressor 24 in the intake passage 12, the pressure of the air bypass passage 14 downstream of the air bypass valve 28 is reduced by the compressor in the intake passage 12. This corresponds to a pressure upstream of 24.

次に、エアクリーナ30及びその周辺構造についてより具体的に説明する。
図2に示すように、エアクリーナ30は、全体として四角形箱状の本体ケース31を備えている。本体ケース31の内部には、吸気中の異物を捕集するフィルタ32(エレメントと呼称されることもある。)が配置されている。フィルタ32は、例えば、不織布を複数枚重ね合わせたり折り畳んだりすることで構成されている。フィルタ32は、本体ケース31の上下方向略中央部に配置されていて、本体ケース31の内部を、吸気通路12の上流側であってフィルタ32よりも下側に位置する上流側空間S1と、吸気通路12の下流側であってフィルタ32よりも上側に位置する下流側空間S2とに仕切っている。
Next, the air cleaner 30 and its peripheral structure will be described more specifically.
As shown in FIG. 2, the air cleaner 30 includes a main body case 31 having a rectangular box shape as a whole. Inside the main body case 31, a filter 32 (sometimes called an element) for collecting foreign matter in the intake air is arranged. The filter 32 is configured by, for example, stacking or folding a plurality of nonwoven fabrics. The filter 32 is disposed substantially at the center in the vertical direction of the main body case 31, and the inside of the main body case 31 is located on the upstream side of the intake passage 12 and below the filter 32, and an upstream space S 1. It is partitioned into a downstream space S2 located downstream of the intake passage 12 and above the filter 32.

本体ケース31の下壁部には、下側に窪んだ窪み部31Aが設けられている。具体的には、本体ケース31の下壁部の一部は、下側へと向かって膨らむように湾曲している。そして、この湾曲している部分が、湾曲していない部分に比べて下側に窪んだ窪み部31Aになっている。この実施形態では、本体ケース31の下壁部のうちの上流側の吸気通路12が接続されているのとは反対側(図2において右側)の略半分が窪み部31Aになっている。   The lower wall portion of the main body case 31 is provided with a recessed portion 31A that is recessed downward. Specifically, a part of the lower wall of the main body case 31 is curved so as to expand toward the lower side. The curved portion is a concave portion 31A that is recessed below the non-curved portion. In this embodiment, approximately half of the lower wall of the main body case 31 on the side opposite to the side where the intake path 12 on the upstream side is connected (the right side in FIG. 2) is a recess 31A.

本体ケース31の側壁部のうちの上流側の吸気通路12が接続されているのとは反対側の壁部からは、円管状の取付口33が突出している。取付口33は、フィルタ32よりも下側に位置している。したがって、取付口33は、本体ケース31の内部空間のうちの上流側空間S1と本体ケース31の外部とを連通している。取付口33は、略直線的に延びている。また、取付口33は、突出先端側ほど上側、本体ケース31の内部空間(上流側空間S1)側ほど下側に位置するように、水平面に対して傾斜して延びている。このように取付口33が水平面に対して傾斜しているため、取付口33の中心軸線Jが、本体ケース31の壁部のうちの窪み部31Aに交差している。なお、本実施形態では、取付口33は、本体ケース31と一体的に成形されたものである。   A tubular mounting port 33 protrudes from a wall of the side wall of the main body case 31 opposite to the side where the upstream intake passage 12 is connected. The mounting port 33 is located below the filter 32. Therefore, the attachment port 33 communicates the upstream space S1 of the internal space of the main body case 31 with the outside of the main body case 31. The mounting opening 33 extends substantially linearly. The mounting opening 33 extends obliquely with respect to the horizontal plane such that the mounting opening 33 is located closer to the protruding tip side and lower below the inner space (upstream space S1) of the main body case 31. As described above, since the mounting port 33 is inclined with respect to the horizontal plane, the center axis J of the mounting port 33 intersects with the recess 31 </ b> A of the wall of the main body case 31. In the present embodiment, the mounting opening 33 is formed integrally with the main body case 31.

この取付口33には、当該取付口33の突出先端側の一部を径方向外側から囲うようにエアバイパス通路14が接続されている。また、取付口33とエアバイパス通路14との接続箇所には、これらを径方向外側から囲うようにバンドクリップ34が取り付けられている。このバンドクリップ34によって、取付口33からエアバイパス通路14が外れないように固定されている。   The air bypass passage 14 is connected to the mounting port 33 so as to surround a part of the protruding tip side of the mounting port 33 from the outside in the radial direction. In addition, a band clip 34 is attached to a connection portion between the attachment port 33 and the air bypass passage 14 so as to surround them from the radial outside. The band clip 34 is fixed so that the air bypass passage 14 does not come off from the mounting opening 33.

本体ケース31の窪み部31Aにおいては、本体ケース31の上流側空間S1と本体ケース31の外部とを連通する排出口35が貫通している。排出口35は、平面視すると略円形状になっている。排出口35の開口中心は、取付口33の中心軸線J上に位置している。   In the recess 31 </ b> A of the main body case 31, a discharge port 35 communicating the upstream space S <b> 1 of the main body case 31 and the outside of the main body case 31 penetrates. The discharge port 35 has a substantially circular shape in plan view. The center of the opening of the discharge port 35 is located on the central axis J of the mounting port 33.

図3に示すように、排出口35の開口縁からは、排出口35の開口中心側に向かって突出片36が延びている。突出片36の突出先端部は、排出口35の開口中心に位置している。突出片36の突出先端部には、平面視円形状の貫通孔36Aが貫通している。   As shown in FIG. 3, a projecting piece 36 extends from the opening edge of the discharge port 35 toward the center of the opening of the discharge port 35. The protruding tip of the protruding piece 36 is located at the center of the opening of the discharge port 35. A circular through-hole 36 </ b> A in a plan view penetrates the protruding tip of the protruding piece 36.

図2に示すように、突出片36には、排出口35を塞ぐ排出弁40が取り付けられている。排出弁40は、円板状の弁体41と弁体41から延びる軸部42とで構成されている。弁体41の外径は、排出口35の内径よりも大きくなっている。なお、図3では、弁体41の外縁を仮想的に二点鎖線で図示している。弁体41の中心からは略円柱状の軸部42が突出している。軸部42における基端側(弁体41側)の外径は、突出片36における貫通孔36Aの内径と略同一になっている。また、軸部42における突出先端側の外径は、突出片36における貫通孔36Aの内径よりも大きくなっている。排出弁40の材質は、天然ゴム、合成ゴム、エラストマー等、弾性率がある程度高い材質である。   As shown in FIG. 2, a discharge valve 40 for closing the discharge port 35 is attached to the protruding piece 36. The discharge valve 40 includes a disc-shaped valve element 41 and a shaft 42 extending from the valve element 41. The outer diameter of the valve body 41 is larger than the inner diameter of the discharge port 35. In FIG. 3, the outer edge of the valve element 41 is virtually illustrated by a two-dot chain line. A substantially cylindrical shaft portion 42 protrudes from the center of the valve body 41. The outer diameter of the shaft portion 42 on the base end side (the valve body 41 side) is substantially the same as the inner diameter of the through hole 36 </ b> A of the protruding piece 36. Further, the outer diameter of the shaft portion 42 on the protruding tip side is larger than the inner diameter of the through hole 36 </ b> A of the protruding piece 36. The material of the discharge valve 40 is a material having a relatively high elastic modulus, such as natural rubber, synthetic rubber, and elastomer.

排出弁40は、弁体41が本体ケース31(窪み部31A)の外側に位置するように、軸部42が突出片36の貫通孔36Aに挿通されることで、本体ケース31に固定されている。なお、軸部42が突出片36の貫通孔36Aに挿通される際には、軸部42の突出先端側が弾性変形しつつ挿通される。そして、軸部42の突出先端側が貫通孔36Aを通ると、軸部42の突出先端側が弾性復帰して外径が大きくなる。その結果、弁体41が、突出片36から脱落しにくくなっている。   The discharge valve 40 is fixed to the main body case 31 by inserting the shaft portion 42 into the through hole 36A of the protruding piece 36 so that the valve element 41 is positioned outside the main body case 31 (the recess 31A). I have. When the shaft portion 42 is inserted into the through hole 36A of the protruding piece 36, the shaft portion 42 is inserted while the projecting distal end side is elastically deformed. Then, when the protruding tip side of the shaft portion 42 passes through the through hole 36A, the protruding tip side of the shaft portion 42 is elastically restored, and the outer diameter increases. As a result, the valve body 41 does not easily fall off from the protruding piece 36.

本実施形態の作用及び効果について説明する。
内燃機関10が駆動していて気筒11内に吸気が供給されているときには、吸気通路12内を吸気が流通する。外気から吸気通路12に取り込まれた吸気に粉塵等の異物が含まれている場合には、その異物は、エアクリーナ30のフィルタ32によって捕集される。フィルタ32によって捕集された異物の一部は重力に従って、エアクリーナ30における本体ケース31の下壁部に落下する。また、一旦は本体ケース31の下壁部に落下した異物も、吸気の流れによって巻き上げられて、フィルタ32に付着することがある。このように、異物がフィルタ32に再付着すると、フィルタ32の目詰まりを引き起こすことがある。
The operation and effect of the present embodiment will be described.
When the internal combustion engine 10 is driven and the intake air is supplied into the cylinder 11, the intake air flows through the intake passage 12. When foreign matter such as dust is contained in the intake air taken into the intake passage 12 from outside air, the foreign matter is collected by the filter 32 of the air cleaner 30. Part of the foreign matter collected by the filter 32 falls on the lower wall of the main body case 31 of the air cleaner 30 according to gravity. In addition, foreign matter that has once fallen on the lower wall of the main body case 31 may be wound up by the flow of the intake air and adhere to the filter 32. As described above, when the foreign matter re-adheres to the filter 32, the filter 32 may be clogged.

ここで、本実施形態では、本体ケース31に窪み部31Aが設けられている。この窪み部31Aは、他の部分よりも下側に窪んでいて、本体ケース31内を流通する吸気の流れが窪み部31Aの内部にまでは至りにくい。すなわち、窪み部31Aの内部は、吸気の流れが滞留していて、異物が吸気で巻き上げられにくい。したがって、落下してきた異物の多くは、窪み部31Aの底面上において貯まる。   Here, in the present embodiment, the hollow portion 31A is provided in the main body case 31. The recess 31A is recessed below other portions, and it is difficult for the flow of the intake air flowing through the inside of the main body case 31 to reach the inside of the recess 31A. That is, the flow of the intake air stays inside the recessed portion 31A, and it is difficult for foreign matters to be wound up by the intake air. Therefore, most of the foreign matter that has fallen accumulates on the bottom surface of the recess 31A.

また、内燃機関10が駆動していて気筒11に吸気が供給されているときには、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも上流側の圧力は、大気圧に対してわずかに負圧になっている。したがって、排出弁40における弁体41が、大気圧によって排出口35の開口縁に押し付けられる。そのため、内燃機関10の通常の駆動状態では、エアクリーナ30における本体ケース31の排出口35は排出弁40によって塞がれており、当該排出口35を介してエアクリーナ30の内部に異物が侵入することはない。   Further, when the internal combustion engine 10 is driven and the intake air is being supplied to the cylinder 11, the pressure in the intake passage 12 on the upstream side of the compressor 24 is slightly negative with respect to the atmospheric pressure. Therefore, the valve element 41 of the discharge valve 40 is pressed against the opening edge of the discharge port 35 by the atmospheric pressure. Therefore, in the normal driving state of the internal combustion engine 10, the discharge port 35 of the main body case 31 of the air cleaner 30 is closed by the discharge valve 40, and foreign matter enters the inside of the air cleaner 30 via the discharge port 35. There is no.

ところで、内燃機関10の駆動中において気筒11に供給される吸気の量が急激に低下するように制御されることがある。具体的には、例えば、車両のアクセルペダルがある程度踏み込まれていれば、スロットルバルブ27の開度が相応に大きく、気筒11には多くの吸気が供給される。また、このとき、気筒11へ供給する吸気の量を確保するべく、排気の流れによってターボチャージャ20のタービン22が回転している。また、コンプレッサ24も、タービン22と一体的に回転している。   Incidentally, there is a case where control is performed such that the amount of intake air supplied to the cylinder 11 during the operation of the internal combustion engine 10 sharply decreases. Specifically, for example, if the accelerator pedal of the vehicle is depressed to some extent, the opening of the throttle valve 27 is correspondingly large, and a large amount of intake air is supplied to the cylinder 11. At this time, the turbine 22 of the turbocharger 20 is rotated by the flow of the exhaust gas in order to secure the amount of intake air supplied to the cylinder 11. Further, the compressor 24 also rotates integrally with the turbine 22.

このような状況下で、車両のアクセルペダルの踏み込み状態が解除されると、気筒11への吸気の供給量を低下させるため、スロットルバルブ27の開度がそれまでよりも小さくなる。その一方で、ターボチャージャ20のコンプレッサ24は、すぐには停止できず、しばらくは慣性で回り続ける。すると、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側においては、気筒11に僅かな吸気しか供給しないにも拘らず、コンプレッサ24から吸気が圧送されてくることになる。したがって、吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側の圧力は、相当に高くなる。   In such a situation, when the accelerator pedal of the vehicle is released from the depressed state, the amount of intake air supplied to the cylinder 11 is reduced, so that the opening of the throttle valve 27 becomes smaller than before. On the other hand, the compressor 24 of the turbocharger 20 cannot be stopped immediately, but keeps rotating for a while due to inertia. Then, on the downstream side of the compressor 24 in the intake passage 12, although only a small amount of intake air is supplied to the cylinder 11, the intake air is pressure-fed from the compressor 24. Therefore, the pressure downstream of the compressor 24 in the intake passage 12 becomes considerably high.

吸気通路12におけるコンプレッサ24よりも下流側の圧力が高くなって、エアバイパス通路14におけるエアバイパスバルブ28よりも上流側の圧力が、エアバイパスバルブ28よりも下流側の圧力よりも規定圧力以上高くなると、エアバイパスバルブ28が開弁する。すると、エアバイパス通路14内を吸気が流通し、高圧の吸気がエアクリーナ30における上流側空間S1に流入する。   The pressure downstream of the compressor 24 in the intake passage 12 becomes higher, and the pressure upstream of the air bypass valve 28 in the air bypass passage 14 is higher than the pressure downstream of the air bypass valve 28 by a specified pressure or more. Then, the air bypass valve 28 opens. Then, the intake air flows through the air bypass passage 14, and the high-pressure intake air flows into the upstream space S <b> 1 in the air cleaner 30.

高圧の吸気が上流側空間S1内に流入すると、上流側空間S1内の圧力が大気圧よりも高くなる。すると、排出弁40の弁体41が上流側空間S1の圧力によって押されて、弁体41や突出片36が本体ケース31の外部側に向かって撓むように弾性変形する。その結果、排出弁40が開弁されて、排出口35を介して吸気が外部へと流出する。このとき、外部へと流出する吸気の流れに乗って、窪み部31Aに溜まっていた異物も一緒に外部へと排出される。   When the high-pressure intake air flows into the upstream space S1, the pressure in the upstream space S1 becomes higher than the atmospheric pressure. Then, the valve element 41 of the discharge valve 40 is pushed by the pressure of the upstream space S <b> 1, and the valve element 41 and the projecting piece 36 are elastically deformed so as to bend toward the outside of the main body case 31. As a result, the discharge valve 40 is opened, and the intake air flows out through the discharge port 35 to the outside. At this time, along with the flow of the intake air flowing to the outside, the foreign matters accumulated in the recess 31A are also discharged to the outside together.

このように本実施形態では、上述したように、車両のアクセルペダルが踏み込みこまれた状態から踏み込み解除されたときのように、気筒11へ供給する吸気量が低下したときに、エアクリーナ30内の異物が排出され得る。気筒11へ供給する吸気量が低下する状況は、例えば、車両の減速時などのように、比較的に頻繁に生じる。したがって、長期間に亘ってエアクリーナ30内の異物を排出できないといった事態は生じにくく、定期的にエアクリーナ30内の異物を排出できる。   As described above, in the present embodiment, as described above, when the amount of intake air supplied to the cylinder 11 is reduced, such as when the accelerator pedal of the vehicle is depressed from a depressed state, the internal air cleaner 30 is closed. Foreign matter can be ejected. The situation in which the amount of intake air supplied to the cylinder 11 decreases occurs relatively frequently, for example, when the vehicle decelerates. Therefore, it is unlikely that a foreign substance in the air cleaner 30 cannot be discharged for a long time, and the foreign substance in the air cleaner 30 can be discharged periodically.

しかも、本実施形態では、エアバイパス通路14が接続される取付口33の中心軸線J上に排出弁40が位置している。したがって、取付口33から本体ケース31の上流側空間S1に流入してくる吸気が、本体ケース31の壁部によって遮られることなく排出弁40に至る。そのため、上流側空間S1に流入してくる吸気の風圧によって、排出弁40が開弁されやすくなる。また、排出弁40が開弁された後は、取付口33から排出口35を経て本体ケース31の外部へと勢いよく吸気が流れるため、より多くの異物を本体ケース31の外部へ排出しやすくなる。   Moreover, in the present embodiment, the discharge valve 40 is located on the central axis J of the attachment port 33 to which the air bypass passage 14 is connected. Therefore, the intake air flowing into the upstream space S1 of the main body case 31 from the attachment port 33 reaches the discharge valve 40 without being blocked by the wall of the main body case 31. Therefore, the exhaust valve 40 is easily opened by the wind pressure of the intake air flowing into the upstream space S1. Further, after the discharge valve 40 is opened, the intake air flows from the mounting port 33 to the outside of the main body case 31 via the discharge port 35 vigorously, so that it is easy to discharge more foreign substances to the outside of the main body case 31. Become.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・エアクリーナ30における本体ケース31の形状は、内部にフィルタ32を配置できるのであれば適宜変更できる。例えば、本体ケース31の形状は円筒状であってもよい。
This embodiment can be implemented with the following modifications. The present embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The shape of the main body case 31 in the air cleaner 30 can be appropriately changed as long as the filter 32 can be disposed inside. For example, the shape of the main body case 31 may be cylindrical.

・エアクリーナ30内におけるフィルタ32の配置は、エアクリーナ30の内部空間を上流側空間S1及び下流側空間S2に仕切ることができるのであれば問わない。また、上流側空間S1及び下流側空間S2が上下方向に並んでいなくてもよい。すなわち、上流側空間S1及び下流側空間S2が水平方向に並ぶようにフィルタ32が配置されていてもよい。   The arrangement of the filter 32 in the air cleaner 30 is not limited as long as the internal space of the air cleaner 30 can be partitioned into the upstream space S1 and the downstream space S2. Further, the upstream space S1 and the downstream space S2 do not have to be arranged in the vertical direction. That is, the filter 32 may be arranged so that the upstream space S1 and the downstream space S2 are arranged in the horizontal direction.

・エアクリーナ30の本体ケース31において窪み部31Aを省略してもよい。この場合、本体ケース31内の異物は、本体ケース31の下壁部のうち、吸気の流れが滞りがちな箇所、例えば、下壁部と側壁部との境界の隅部に溜まりやすい。   The depression 31A may be omitted from the main body case 31 of the air cleaner 30. In this case, the foreign matter in the main body case 31 easily accumulates in a portion of the lower wall portion of the main body case 31 where the flow of the intake air tends to stagnate, for example, a corner at a boundary between the lower wall portion and the side wall portion.

・フィルタ32の材質は不織布に限らず、通気性を有する紙(ろ紙)、発泡プラスチック、及びこれらを組み合わせたものであってもよい。
・取付口33は、必ずしも直線的に延びていなくてもよく、途中で屈曲していたり湾曲していたりしていてもよい。なお、取付口33が屈曲又は湾曲している場合であっても、取付口33における本体ケース31側の開口部の中心軸線上に排出弁40が位置していれば、上記実施形態と同様に、エアバイパス通路14から本体ケース31内に流入する吸気を排出弁40に直接至りやすくできる。
-The material of the filter 32 is not limited to a non-woven fabric, but may be air-permeable paper (filter paper), foamed plastic, or a combination thereof.
The attachment port 33 does not necessarily have to extend linearly, and may be bent or curved in the middle. In addition, even when the attachment port 33 is bent or curved, as long as the discharge valve 40 is located on the central axis of the opening of the attachment port 33 on the body case 31 side, the same as in the above embodiment. In addition, the intake air flowing into the main body case 31 from the air bypass passage 14 can easily reach the discharge valve 40 directly.

・排出口35の開口中心は、取付口33の中心軸線J上に位置していなくてもよい。排出口35の開口範囲内のいずれかの箇所が取付口33の中心軸線J上に位置していれば、エアバイパス通路14から本体ケース31内に流入する吸気が排出弁40に至りやすくなる。   The center of the opening of the discharge port 35 does not have to be located on the central axis J of the mounting port 33. If any portion within the opening range of the discharge port 35 is located on the central axis J of the mounting port 33, the intake air flowing into the main body case 31 from the air bypass passage 14 easily reaches the discharge valve 40.

・さらに、排出口35の位置を、取付口33の中心軸線Jとは無関係に設定することもできる。例えば、排出口35を、本体ケース31の側壁部のうち取付口33が設けられている側の側壁部に設けてもよい。取付口33の中心軸線J上に排出口35が位置していなくても、エアバイパス通路14から本体ケース31内に吸気が流入すれば、本体ケース31における上流側空間S1の圧力は、大気圧より大きくなる。そのため、排出弁40は開弁する。   Further, the position of the discharge port 35 can be set independently of the center axis J of the mounting port 33. For example, the discharge port 35 may be provided in a side wall portion of the side wall portion of the main body case 31 on which the attachment port 33 is provided. Even if the discharge port 35 is not located on the center axis J of the mounting port 33, if the intake air flows into the main body case 31 from the air bypass passage 14, the pressure of the upstream space S1 in the main body case 31 becomes the atmospheric pressure. Be larger. Therefore, the discharge valve 40 opens.

・排出口35の形状や排出弁40における弁体41の形状は、上記実施形態の例に限らない。例えば、排出口35の平面視形状が楕円形状や多角形状であってもよい。また、排出弁40の弁体41の平面視形状は、排出口35の開口全域を塞ぐことのできる形状であれば問わない。   -The shape of the discharge port 35 and the shape of the valve element 41 in the discharge valve 40 are not limited to the example of the above embodiment. For example, the shape of the outlet 35 in a plan view may be an elliptical shape or a polygonal shape. Further, the shape of the valve body 41 of the discharge valve 40 in plan view is not limited as long as it can cover the entire opening of the discharge port 35.

・排出弁40において、弁体41を本体ケース31側に向けて押し付ける付勢部材を追加してもよい。付勢部材を追加する場合には、当該付勢部材の付勢力を、エアバイパス通路14を介して高圧の吸気が本体ケース31の上流側空間S1に流入した場合に排出弁40が開弁できるような付勢力に調整すればよい。この変更例のように、弁体41を本体ケース31側に向けて押し付けておけば、多少の振動等がエアクリーナ30に作用しても、その振動に起因して排出弁40がわずかに開弁することは防げる。   In the discharge valve 40, an urging member for pressing the valve body 41 toward the main body case 31 may be added. When an urging member is added, the urging force of the urging member can be used to open the discharge valve 40 when high-pressure intake air flows into the upstream space S1 of the main body case 31 via the air bypass passage 14. It may be adjusted to such an urging force. If the valve element 41 is pressed toward the main body case 31 as in this modified example, even if a slight vibration or the like acts on the air cleaner 30, the discharge valve 40 slightly opens due to the vibration. Can be prevented.

10…内燃機関、11…気筒、12…吸気通路、13…排気通路、14…エアバイパス通路、20…ターボチャージャ、21…ハウジング、22…タービン、23…シャフト、24…コンプレッサ、26…インタークーラ、27…スロットルバルブ、28…エアバイパスバルブ、30…エアクリーナ、31…本体ケース、31A…窪み部、32…フィルタ、33…取付口、34…バンドクリップ、35…排出口、36…突出片、36A…貫通孔、40…排出弁、41…弁体、42…軸部、S1…上流側空間、S2…下流側空間、J…中心軸線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Cylinder, 12 ... Intake passage, 13 ... Exhaust passage, 14 ... Air bypass passage, 20 ... Turbocharger, 21 ... Housing, 22 ... Turbine, 23 ... Shaft, 24 ... Compressor, 26 ... Intercooler , 27 ... throttle valve, 28 ... air bypass valve, 30 ... air cleaner, 31 ... body case, 31A ... recessed part, 32 ... filter, 33 ... mounting port, 34 ... band clip, 35 ... discharge port, 36 ... projecting piece, 36A: Through-hole, 40: Discharge valve, 41: Valve body, 42: Shaft, S1: Upstream space, S2: Downstream space, J: Center axis.

Claims (1)

ターボチャージャ付きの内燃機関に適用される吸気構造であって、
内燃機関の吸気通路における前記ターボチャージャのコンプレッサよりも上流側に設けられ、吸気中の異物を取り除くエアクリーナと、
前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側から延びて前記エアクリーナに接続されているエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路の途中に設けられ、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側の圧力が前記コンプレッサよりも上流側の圧力よりも規定圧力以上高くなったときに開弁するエアバイパスバルブとを備え、
前記エアクリーナの内部には、異物を捕集するフィルタが配置されているとともに、当該フィルタによって前記エアクリーナの内部空間が上流側空間と下流側空間とに仕切られており、
前記エアクリーナには、前記上流側空間と前記エアクリーナの外部との連通状態を切り替える排出弁が設けられており、
前記エアバイパス通路は、前記エアクリーナにおける前記フィルタよりも上流側に接続されており、
前記排出弁は、前記上流側空間の圧力が前記エアクリーナの外部の圧力よりも高くなるのに応じて開弁する
ことを特徴とする吸気構造。
An intake structure applied to an internal combustion engine with a turbocharger,
An air cleaner that is provided upstream of a compressor of the turbocharger in an intake passage of an internal combustion engine and removes foreign matter in intake air;
An air bypass passage extending from the downstream side of the compressor in the intake passage and connected to the air cleaner;
An air bypass valve that is provided in the middle of the air bypass passage and that opens when a pressure downstream of the compressor in the intake passage becomes higher than a pressure upstream of the compressor by a specified pressure or more. ,
Inside the air cleaner, a filter that collects foreign matters is arranged, and the internal space of the air cleaner is partitioned into an upstream space and a downstream space by the filter,
The air cleaner is provided with a discharge valve that switches a communication state between the upstream space and the outside of the air cleaner,
The air bypass passage is connected to an upstream side of the filter in the air cleaner,
The intake structure according to claim 1, wherein the discharge valve opens in response to a pressure in the upstream space being higher than a pressure outside the air cleaner.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114941595A (en) * 2022-07-04 2022-08-26 中国重汽集团济南动力有限公司 Safe type air cleaner assembly

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