JP3839283B2

JP3839283B2 - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JP3839283B2
Application number: JP2001222831A
Authority: JP
Inventors: 雅利原井; 勇鈴木; 隆司西本; 仁橋岡
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003035225A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すように、大気に開口する開口部１００を先端に形成した空気吸入ダクト１０１の下流側にエアークリーナ１０２を設け、その下流側に空気吸入ダクト（スロットルボデー）１０３を設け、その下流側にインテークマニホールド１０４を通じてエンジン１０５を設けた内燃機関の吸気系において、エンジン１０５の停止時に吸気系内のＨＣが大気へ放出されることを防止する方法として、図９に示すようにエアークリーナ１０２のエアークリーナエレメント１０６に活性炭などの蒸発燃料吸着材１０７を備えたものがある。
【０００３】
また、吸気系におけるダクト内気柱共鳴による騒音を低減する方法として、図９に示すように空気吸入ダクト１０１にレゾネータ１０９を設けて該レゾネタ１０９により気柱共鳴による騒音を低減する方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のように、エアークリーナエレメント１０６内に蒸発燃料吸着材１０７を備えたものにおいては、エアークリーナエレメントのみのものに比べて吸気抵抗が増大し、エンジン出力低下を招く上に、エアークリーナエレメント１０６の交換時には蒸発燃料吸着材も交換することになってコストアップになる問題がある。更に、エアークリーナエレメント１０６内に蒸発燃料吸着材１０７が混入されていると、異物が混入した多量の吸入空気が流通した場合に、その吸入空気中の異物によって蒸発燃料吸着材１０７が目詰まりしやすくなる。
【０００５】
また、前記のようにレゾネータ１０９を設けたものにおいては、そのレゾネータ１０９が比較的大容量であるために、空気吸入ダクト１０１の設置スペースの他にレゾネータ１０９を搭載するための大きなスペースを必要とし、配置空間が少ないエンジンルーム内への搭載が困難な問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、前記の各問題を解決する内燃機関の吸気装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、内燃機関における空気吸入ダクトの周壁の一部に、該空気吸入ダクトの内側と大気側とを連通する通気口を形成し、該通気口の外周を通気性部材で被覆し、該通気性部材に蒸発燃料吸着材を内蔵して形成した通気部を設けるとともに、該通気部を少なくとも減衰すべきダクト内気柱共鳴の最大振幅部付近に設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記通気性部材が、シート状に形成されて前記通気口の外周に巻設され、該通気性部材内に前記蒸発燃料吸着材が内蔵されているものである。
【００１１】
請求項３記載の第３の発明は、前記第１又は２の発明において、前記空気吸入ダクトにおける前記通気部の上流部に前記空気吸入ダクトを開閉する開閉弁を設け、該開閉弁とエンジンとの間の空気吸入ダクトには、前記通気部を除いて、空気吸入ダクトの内側と大気側とを連通する部分が設けられていないものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１乃至図８に示す実施例により本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１乃至図３は第１実施例を示す。
【００１４】
図１は吸気系の略断面図であり、大気に開口する空気吸入口１ａを設けた空気吸入ダクト１の下流側はエアークリーナ２に連通している。該エアークリーナ２内にはエアークリーナエレメント３が設けられている。エアークリーナ２の下流側にはスロットルバルブ４を有するスロットルボデー（空気吸入ダクト）５が設けられ、該スロットルボデー５の下流側はインテークマニホールド６を通じてエンジン７に連通している。
【００１５】
前記空気吸入ダクト１の空気吸入口１ａには開閉弁８が備えられており、エンジンの運転状況に応じて図示しない開閉駆動手段により開閉するようになっている。この開閉弁８は、エンジン７の停止時には閉作動させるものであるが、エンジンの要求空気量に応じて開度を増減し、空気吸入口１ａから放出される騒音量を低減するようにしてもよい。
【００１６】
前記空気吸入ダクト１の所定の位置には、空気吸入ダクト１の内側と外側（大気側）とを連通する通気部９が設けられている。該通気部９の構造について図２及び図３により詳述する。
【００１７】
前記空気吸入ダクト１の軸方向の所定位置には、該空気吸入ダクト１を内外に貫通するように形成した通気口１０が設けられている。該通気口１０は、空気吸入ダクト１の周方向に適宜間隔を有して形成され、図の実施例では図３に示すように一方の半周に２個、他方の半周に２個、計４個形成されている。
【００１８】
前記通気口１０が位置する部分における空気吸入ダクト１の外周には、内部に活性炭などの蒸発燃料吸着材１２を内蔵した通気性部材１１が巻設され、該通気性部材１１により前記通気口１０の外側が被覆されている。前記通気性部材１１は、不織布などの通気性を有する内側シート１１ａと、不織布などの通気性を有する外側シート１１ｂを重ねて構成され、これら両シート１１ａ，１１ｂ間に蒸発燃料吸着材１２を層状に介在して全体としてシート状に形成し、これを図３に示すように、空気吸入ダクト１の外周に巻き、その両端を接合し、その接合部１１ｃを接着剤などで固着して備えられている。更に、前記両シート１１ａと１１ｂの相互は、図２に示すように軸方向の両端部１１ｄ，１１ｅで接着され、更に、図３に示すように周方向の両端部１１ｆ，１１ｇで接着するとともに該両端部１１ｆ，１１ｇと反対側の中間部１１ｈで接着されて、前記蒸発燃料吸着材１２が通気性部材１１内に収納されている。
【００１９】
図４及び図５は第２実施例を示すもので、前記通気部９を、空気吸入ダクト１の周方向における略半分の部分に設けた略半円状に形成したものである。すなわち、前記図３に示す通気部９における接合部１１ｃと中央部１１ｈを境として、片側のみで通気部９を形成したものである。そして、空気吸入ダクト１には、前記略半円状の通気部９の部分にのみ通気口１０が形成されている。その他の構造は前記第１実施例と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２０】
前記の空気吸入ダクト１の軸方向における通気部９の形成位置と個数は減衰したいダクト内気柱共鳴の周波数に対応して所望の位置及び個数に選定するもので、例えば図６に示すようなダクト内気柱共鳴の１次振動Ａによる騒音を消音したい場合には、その振動の最大振幅部付近に通気部９を１個配置し、また、図７に示すようなダクト内気柱共鳴の３次振動Ｂによる騒音を消音したい場合には、その振動の３つの最大振幅部付近に夫々通気部９を計３個配置する。更に、図８に示すように、空気吸入ダクト１の軸方向の全長にわたって設けてもよい。
【００２１】
更に、前記通気部９を、前記エアークリーナ２より下流側の空気吸入ダクト、例えば図１のスロットルボデー５に設けてもよい。
【００２２】
以上の構造において、エンジン７の運転時には開閉弁８が開き、外気（空気）が空気吸入口１ａから空気吸入ダクト１内に吸入され、エアークリーナ２のエアークリーナエレメント３を通過し、スロットルボデー（空気吸入ダクト）５内を通ってインテークマニホールド６よりエンジン７に供給される。このとき、エアークリーナエレメント３には蒸発燃料吸着材が備えられておらず、かつ、前記通気部９が空気吸入ダクト１の外側に設けられて空気吸入ダクト１内には空気抵抗となる部材が設けられていないため、前記従来のようなエアークリーナに吸着材を備えた吸気系に比べて空気吸入抵抗が減少し、エンジン出力の向上を図ることができる。
【００２３】
次に、エンジン７が停止すると、開閉弁８が閉作動して空気吸入ダクト１内のＨＣなどを含む蒸発燃料が空気吸入口１ａから外気へ放出されることを阻止する。また、空気吸入ダクト１内の空気は、通気口１０から通気性の内側シート１１ａ、蒸発燃料吸着材１２、通気性の外側シート１１ｂを通過して外気へ流出する。このとき、その空気中に混入したＨＣなどを含む蒸発燃料は、蒸発燃料吸着材１２に吸着捕獲され、外気へ放出されない。
【００２４】
次に、エンジン７が運転されると、開閉弁８が開作動して外気（空気）が空気吸入口１ａから空気吸入ダクト１内を流通して前記のようにエンジン７へ供給されるが、同時に外気が通気部９を通過して空気吸入ダクト１内へ流入する。このとき、その空気流に乗って前記蒸発燃料吸着材１２に捕獲されていたＨＣなどを含む蒸発燃料が空気吸入ダクト１内に吸入され、エンジン７へパージされる。
【００２５】
また、エンジン７の運転時において、減衰したい狙った周波数のダクト内気柱共鳴は、外気に連通する通気口９の存在によって減衰され、そのダクト内気柱共鳴による騒音が低減される。
【００２６】
【発明の効果】
以上のようであるから本発明によれば、蒸発燃料吸着材をエアークリーナエレメント内に備えないため、前記従来のように蒸発燃料吸着材材をエアークリーナエレメント内に設けたものに比べてエアークリーナエレメント部での空気の吸入抵抗が減少し、エンジン出力の向上を図ることができる上に、吸着材の目詰まりも抑制することができる。更に、蒸発燃料吸着材をエアークリーナエレメント内に設けないため、エアークリーナエレメントの定期交換が、前記エアークリーナエレメント内に蒸発燃料吸着材を備えてこれら全体を交換するものに比べて低コストで行える。
【００２７】
更に、空気吸入ダクトに外気へ連通する通気部を設けたので、該通気部においてダクト内気柱共鳴を減衰させて騒音を低減できる。このような通気部は空気吸入ダクトに通気口を形成し、この通気口の外周にシート状の通気性部材を巻設することで形成できるため、前記従来のレゾネータに比べて小型に形成でき、搭載スペースが制約されるエンジンルーム内への搭載が容易になる。
【００２８】
更に、請求項３記載のように、空気吸入ダクトに開閉弁を設けて該開閉弁をエンジン停止時に閉作動することにより、エンジン停止時において空気吸入ダクト内のＨＣが外気へ放出されることを一層防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、本発明の通気部を設けた吸気系の略断面図。
【図２】図１に示す通気部の側断面図。
【図３】図２におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図４】本発明の通気部の第２実施例を示す側断面図。
【図５】図４におけるＤ−Ｄ線断面図。
【図６】本発明の通気部の配置例を示す図。
【図７】本発明の通気部の他の配置例を示す図。
【図８】本発明の通気部の更に他の配置例を示す図。
【図９】従来の構造の吸気系を示す略断面図。
【符号の説明】
１空気吸入ダクト
８開閉弁
９通気部
１０通気口
１１通気性部材
１２蒸発燃料吸着材

Claims

内燃機関における空気吸入ダクトの周壁の一部に、該空気吸入ダクトの内側と大気側とを連通する通気口を形成し、該通気口の外周を通気性部材で被覆し、該通気性部材に蒸発燃料吸着材を内蔵して形成した通気部を設けるとともに、該通気部を少なくとも減衰すべきダクト内気柱共鳴の最大振幅部付近に設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
前記通気性部材が、シート状に形成されて前記通気口の外周に巻設され、該通気性部材内に前記蒸発燃料吸着材が内蔵されている請求項１記載の内燃機関の吸気装置。
前記空気吸入ダクトにおける前記通気部の上流側に前記空気吸入ダクトを開閉する開閉弁を設け、該開閉弁とエンジンとの間の空気吸入ダクトには、前記通気部を除いて、空気吸入ダクトの内側と大気側とを連通する部分が設けられていない請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。