JP4506798B2 - Secondary air supply device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の二次空気供給装置に関し、特に、排気管に設けられた触媒よりも上流側にエアクリーナから二次空気を供給するようにした内燃機関の二次空気供給装置に関する。 The present invention relates to a secondary air supply device for an internal combustion engine, and more particularly to a secondary air supply device for an internal combustion engine in which secondary air is supplied from an air cleaner upstream of a catalyst provided in an exhaust pipe.
自動車等の車両に搭載される内燃機関においては、排気浄化用の触媒によって排気ガスを適切に浄化するためには、セラミック製のハニカム基材等の表面に形成された白金、パラジウム等の触媒を所定の活性化温度にまで上昇させなければならない。このため、内燃機関の始動時から触媒が所定の活性化温度に到達するまでの間は、排気ガスがほとんど浄化されないこととなる。 In an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, a catalyst such as platinum or palladium formed on the surface of a ceramic honeycomb substrate or the like is used in order to appropriately purify exhaust gas with an exhaust purification catalyst. It must be raised to a predetermined activation temperature. For this reason, the exhaust gas is hardly purified from when the internal combustion engine is started until the catalyst reaches a predetermined activation temperature.
このような不具合を解消するために、触媒が冷えた状態からの始動時において、排気ガス中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)についての浄化を行うために、排気管に空気を供給する二次空気供給装置を備えたものがあり、このような二次空気供給装置としては、図10のように示される(例えば、特許文献1参照)。 In order to eliminate such problems, in order to purify hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas when starting from a state where the catalyst is cold, air is supplied to the exhaust pipe. There exists what was provided with the secondary air supply apparatus to supply, and as such a secondary air supply apparatus, it shows like FIG. 10 (for example, refer patent document 1).
図10において、内燃機関としてのエンジン1には、排気マニホールド2が接続されており、この排気マニホールド2は、触媒装置4を介して排気管3が接続されている。また、排気マニホールド2には、電磁ASV(Air Switching Valve)5を介して二次空気供給管6が接続されており、電磁ASV5は、二次空気供給管6と排気マニホールド2とを連通および遮断するように二次空気供給管6を開閉制御するようになっている。
また、二次空気供給管6にはエアポンプ7の二次空気導出部7aが接続されており、このエアポンプ7は二次空気導入部7bから矢印で示すように空気を吸入して二次空気供給管6に供給するようになっている。
In FIG. 10, an exhaust manifold 2 is connected to an engine 1 as an internal combustion engine, and an exhaust pipe 3 is connected to the exhaust manifold 2 via a catalyst device 4. In addition, a secondary
The secondary
このような構成を有する二次空気供給装置にあっては、二次空気導入部7bからエアポンプ7に導入された空気が、エアポンプ7の駆動力によって二次空気供給管6および電磁ASV5を介して排気マニホールド2に供給されると、排気ガスに含まれる炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の未燃成分の酸化反応が促進されるようになり、その結果、排気ガス中の未燃成分と空気との酸化反応に基づく燃焼熱によって触媒装置4の触媒を早期に活性化することができる。
しかしながら、このような従来の二次空気供給装置にあっては、雨天走行時や水溜まり路走行時に、水を含んだ空気が二次空気導入部7bからエアポンプ7に導入され、エアポンプ7から二次空気供給管6および電磁ASV5を介して排気マニホールド2に供給されると、水がそのまま触媒に吸い込まれてしまうことがある。
However, in such a conventional secondary air supply device, when running in rainy weather or running in a pool, water containing water is introduced from the secondary
特に、エンジン1が運転席の下方に設置されるオーバキャブにあっては、路面に近い位置にエンジン1が設置されることになるため、エアポンプ7が水を含んだ空気を導入し易く、エアポンプ7から二次空気供給管6、電磁ASV5および排気マニホールド2を介して触媒装置4に供給され易い。
In particular, in an overcab in which the engine 1 is installed below the driver's seat, the engine 1 is installed at a position close to the road surface. Therefore, the
そして、この水が触媒装置4のハニカム基材に担持される高温状態の触媒に接触すると、触媒が損傷してしまうおそれがあり、このように触媒が損傷してしまうと、触媒性能が劣化してしまうおそれがあった。 When this water comes into contact with a high-temperature catalyst supported on the honeycomb base material of the catalyst device 4, the catalyst may be damaged. If the catalyst is damaged in this way, the catalyst performance deteriorates. There was a risk of it.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、触媒に水が侵入して損傷してしまうのを防止することができ、触媒性能が劣化するのを防止することができる内燃機関の二次空気供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can prevent water from entering and damaging the catalyst and prevent deterioration of the catalyst performance. An object of the present invention is to provide a secondary air supply device for an internal combustion engine capable of performing
本発明に係る内燃機関の二次空気供給装置は、上記目的達成のため、(1)一端部が排気管に設けられた触媒よりも上流側に接続された二次空気供給管と、前記二次空気供給管の他端部に接続され、前記二次空気供給管を介して前記触媒よりも上流側に二次空気を供給する供給ポンプと、空気を導入する空気導入部および空気を導出する空気導出部が設けられた円筒状の本体および前記空気導入部と前記空気導出部との間に位置するように前記本体内に設けられた濾過エレメントを有するエアクリーナとを備え、前記空気導入部から前記本体内に導入された空気を、前記本体の内周面に沿って旋回させるようにした内燃機関の二次空気供給装置であって、前記供給ポンプに接続された一端部を有する二次空気導出管と、前記二次空気導出管の他端部が接続されるように前記本体に設けられ、前記本体から二次空気を前記供給ポンプに排出する二次空気排出管とを備え、前記二次空気排出管が、前記本体の内周面から前記本体の内方に突出し、前記本体の内周面を旋回する空気が衝突する突出部を有し、前記突出部が、前記二次空気導出管と前記本体内を連通する連通孔を有し、前記空気導入部が、前記本体内に導入される空気を前記本体の内周面に沿って一方向に導くように前記本体の鉛直方向の中心軸からオフセットされて前記本体に設けられるものから構成されている。 In order to achieve the above object, the secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention includes: (1) a secondary air supply pipe whose one end is connected to the upstream side of the catalyst provided in the exhaust pipe; A supply pump that is connected to the other end of the secondary air supply pipe and supplies secondary air to the upstream side of the catalyst via the secondary air supply pipe, an air introduction section for introducing air, and air A cylindrical main body provided with an air outlet, and an air cleaner having a filtering element provided in the main body so as to be positioned between the air inlet and the air outlet, from the air inlet A secondary air supply device for an internal combustion engine , wherein the air introduced into the main body is swirled along an inner peripheral surface of the main body, the secondary air having one end connected to the supply pump. The outlet pipe and the secondary air outlet pipe A secondary air discharge pipe that is provided in the main body so as to be connected to the end and discharges secondary air from the main body to the supply pump, and the secondary air discharge pipe is an inner peripheral surface of the main body inwardly projecting of said body from said has a protrusion which air impinges for turning the inner circumferential surface of the body, the protrusion, a communication hole that communicates the main body and the secondary air outlet tube And the air introduction part is provided in the main body so as to be offset from the vertical central axis of the main body so as to guide the air introduced into the main body in one direction along the inner peripheral surface of the main body. Consists of things.
この構成により、本体の内周面から本体の内方に突出し、本体の内周面を旋回する空気が衝突する突出部が設けられるので、本体の内周面を旋回する空気を突出部に衝突させて上下に分離するような空気の流れを作ることができる。このため、仮に、空気導入部から本体内に吸入された空気と共に水が二次空気排出管に到達してしまった場合に、突出部の壁面によって突出部の内部への水の巻き込み量を減少させることができる。このため、二次空気排出管から二次空気導出管を通して供給ポンプに空気のみを導出することができる。 With this configuration , a protrusion that protrudes inward of the main body from the inner peripheral surface of the main body and collides with air swirling on the inner peripheral surface of the main body is provided, so that air swirling on the inner peripheral surface of the main body collides with the protrusion. It is possible to create an air flow that separates into upper and lower parts. For this reason, if water reaches the secondary air discharge pipe together with the air sucked into the main body from the air introduction part, the amount of water entrained inside the protrusion is reduced by the wall surface of the protrusion. Can be made. For this reason, only air can be led out from the secondary air discharge pipe to the supply pump through the secondary air lead-out pipe.
このため、供給ポンプから二次空気供給管を通して排気管に二次空気のみを供給することができ、高温状態の触媒に水が進入してしまうのを防止することができる。この結果、触媒が損傷してしまうのを防止することができ、触媒性能が劣化してしまうのを防止することができる。
また、二次空気排出管が本体の内周面から本体の内方に突出する突出部を有するので、二次空気排出管まで水が到達してしまった場合であっても、突出部の壁面によって突出部の内部への水の巻き込み量を減少させることができる。このため、二次空気排出管から水が排出されてしまうのをより確実に防止することができる。
For this reason, only secondary air can be supplied from the supply pump to the exhaust pipe through the secondary air supply pipe, and water can be prevented from entering the catalyst in a high temperature state. As a result, the catalyst can be prevented from being damaged, and the catalyst performance can be prevented from deteriorating.
In addition, since the secondary air discharge pipe has a protrusion that protrudes inward from the inner peripheral surface of the main body, even if water has reached the secondary air discharge pipe, the wall surface of the protrusion Thus, the amount of water entrained inside the protrusion can be reduced. For this reason, it can prevent more reliably that water will be discharged | emitted from a secondary air discharge pipe.
上記(1)に記載の内燃機関の二次空気供給装置において、(2)前記エアクリーナが、前記濾過エレメントとして筒状の濾過エレメントを有し、前記空気導入部から前記本体内に導入された空気を、前記本体の内周面に沿って旋回させて前記濾過エレメントで濾過するように導くとともに、前記濾過エレメントの内側に形成された中空部に合流させて、濾過した空気を前記空気導出部より導出するように構成され、前記二次空気排出管が、前記空気導入部に近接し、かつ、前記空気導入部に対して空気の旋回方向下流側に設けられるものから構成されている。 In the secondary air supply device for an internal combustion engine according to (1) above, (2) the air cleaner has a cylindrical filtration element as the filtration element, and air introduced into the main body from the air introduction portion The air is swirled along the inner peripheral surface of the main body and guided to be filtered by the filter element, and the filtered air is joined to a hollow portion formed inside the filter element from the air outlet portion. It is comprised so that it may derive | lead out, and the said secondary air exhaust pipe is comprised from what adjoins to the said air introduction part, and is provided in the turning direction downstream of the air with respect to the said air introduction part.
この構成により、エアクリーナが、筒状の濾過エレメントを有するとともに、二次空気排出管を、空気導入部に近接し、かつ、空気導入部に対して空気の旋回方向下流側に設けたので、空気導入部から本体内に導入された空気を本体の内周面に沿って大きく旋回させて二次空気排出管から導出することができる。 With this configuration, the air cleaner has a cylindrical filtering element, and the secondary air discharge pipe is provided close to the air introduction unit and downstream of the air introduction unit in the air swirling direction. The air introduced into the main body from the introduction portion can be largely swung along the inner peripheral surface of the main body and led out from the secondary air discharge pipe.
したがって、空気導入部から本体内に導入された空気を、空気導入部から二次空気排出管までの間の長い距離だけ移動させることができる。このため、エアクリーナを小型化しつつ、本体内に導入された空気から水を効率良く分離させることができ、二次空気排出管から二次空気導出管を通して供給ポンプに空気のみを供給することができる。 Therefore, the air introduced from the air introduction part into the main body can be moved by a long distance between the air introduction part and the secondary air discharge pipe. For this reason, water can be efficiently separated from the air introduced into the main body while reducing the size of the air cleaner, and only air can be supplied from the secondary air discharge pipe to the supply pump through the secondary air outlet pipe. .
上記(1)または(2)に記載の内燃機関の二次空気供給装置において、(3)前記二次空気排出管が、前記本体の上方に設けられるものから構成されている。 In the secondary air supply device for an internal combustion engine according to the above (1) or (2), (3) the secondary air discharge pipe is configured to be provided above the main body.
この構成により、空気導入部から二次空気排出管まで空気が移動するまでの間に空気から分離した水が本体の底面に落下した場合に、この水が二次空気排出管から導出されてしまうのを確実に防止することができる。 With this configuration, when water separated from the air falls on the bottom surface of the main body until the air moves from the air introduction part to the secondary air discharge pipe, the water is led out from the secondary air discharge pipe. Can be surely prevented.
すなわち、ピストンの吸入工程時にピストンによる負圧力を受けて本体の底面に落下した水が吸い上げられる可能性があるが、二次空気排出管を本体の上方に設けることによって本体の底面から吸い上げられた水を二次空気排出管まで届き難くすることができ、水が二次空気排出管から導出されてしまうのを確実に防止することができる。 That is, there is a possibility that water that has fallen to the bottom surface of the main body due to negative pressure by the piston during the suction process of the piston may be sucked up, but was sucked up from the bottom surface of the main body by providing a secondary air discharge pipe above the main body. It is possible to make it difficult for water to reach the secondary air discharge pipe, and it is possible to reliably prevent water from being led out from the secondary air discharge pipe.
上記(1)ないし(3)に記載の内燃機関の二次空気供給装置において、(4)前記突出部の前記連通孔が、前記本体の内周面から前記本体の内方に向かって拡径されるものから構成されている。 (2) In the secondary air supply device for an internal combustion engine according to (1) to (3) , ( 4 ) the diameter of the communication hole of the projecting portion is increased from the inner peripheral surface of the main body toward the inner side of the main body. It is composed of what will be done.
この構成により、突出部の連通孔を、本体の内周面から本体の内方に向かって拡径したので、二次空気の導出方向上流側の連通孔の流路を導出方向下流側の連通孔の流路よりも広くすることができる。 With this configuration, the diameter of the communication hole of the projecting portion is increased from the inner peripheral surface of the main body toward the inside of the main body, so that the flow path of the communication hole on the upstream side in the secondary air outlet direction is connected to the downstream side in the outlet direction. It can be made wider than the channel of the hole.
このため、二次空気の導出方向上流側の突出部の連通孔に導入される空気の流速を遅くすることができ、空気と共に水を二次空気排出管に導入され難くして二次空気排出管から水が排出されてしまうのをより確実に防止することができる。 For this reason, the flow velocity of the air introduced into the communicating hole of the protruding portion on the upstream side in the secondary air outlet direction can be slowed down, and it is difficult to introduce water together with the air into the secondary air discharge pipe. It is possible to more reliably prevent water from being discharged from the pipe.
本発明によれば、触媒に水が侵入して損傷してしまうのを防止することができ、触媒性能が劣化するのを防止することができる内燃機関の二次空気供給装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a secondary air supply device for an internal combustion engine that can prevent water from entering and damaging the catalyst and prevent deterioration of catalyst performance. it can.
以下、本発明に係る内燃機関の二次空気供給装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of a secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1〜図5は本発明に係る内燃機関の二次空気供給装置の第1の実施の形態を示す図である。
(First embodiment)
1 to 5 are views showing a first embodiment of a secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention.
まず、構成を説明する。
図1において、4気筒内燃機関としてのエンジン11は、各気筒の燃焼室が排気ポートを介して排気マニホールド12に連通しており、この排気マニホールド12は、触媒装置14を介して排気管13に接続されている。
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, an
この触媒装置14は、ハニカム基材または粒状の活性アルミナ製担体に白金、パラジウム等の触媒を付着させたものが本体ケースに収納されたものから構成されており、NOxの還元やCO、HCの酸化を行うようになっている。
The
排気マニホールド12には、電磁ASV(Air Switching Valve)15を介して二次空気供給管16の一端部が接続されており、電磁ASV15は、二次空気供給管16と排気マニホールド2とを連通および遮断するように二次空気供給管16を開閉制御するようになっている。
One end of a secondary
二次空気供給管16の他端部には供給ポンプとしてのエアポンプ17の二次空気導出部17aが接続されており、このエアポンプ17の二次空気導入部17bには二次空気導出管18を介してサイクロン方式のエアクリーナ20が接続されている。すなわち、二次空気導出管18は、エアポンプ17に接続される一端部とエアクリーナ20に接続される他端部を備えている。
また、電磁ASV15は、排気管13に設けられた触媒装置14よりも上流側に設けられており、エアポンプ17から触媒装置14よりも上流側に二次空気を導入するようになっている。なお、二次空気とは、触媒装置14の上流側に供給され、燃焼室から排気されるガスに混合される空気をいう。また、電磁ASV15およびエアポンプ17は、図示しないECU(Engine Control Unit)によって制御される。
The other end of the secondary
The
エアクリーナ20は、エンジン11の燃焼室にダスト(塵、油等)を含まない空気を送るために外部の空気を濾過する機能を有しており、エアクリーナ20は、図2、図3に示すように、空気導入部21および空気導出部22を有する本体としてのケーシング24と、ケーシング24内に収容された筒状の濾過エレメント27と、濾過エレメント27をケーシング24に懸架する支持部材としてのファスナー25とを含んで構成されている。
The
ケーシング24は、図2に示すように、略円筒状に形成されており、鉛直方向に対して45°程度の角度で傾斜する空気導入部21が設けられている。また、ケーシング24の上壁には空気導出部22が設けられており、空気導入部21および空気導出部22は、ケーシング24内に開口している。
As shown in FIG. 2, the
また、空気導出部22には、レゾネータ23が設けられており、このレゾネータ23は、内部に空間を有する筐体および筐体と空気導出部22とを連通する連通孔とを有し、空気導出部22から導出される空気を消音するようになっている。また、空気導出部22は、図示しない吸気管に接続されており、この吸気管は図示しない吸気マニホールドおよび排気ポートを介してエンジン11の各気筒の燃焼室に連通している。
The
また、ケーシング24の底部にはダストパン26が設けられており、このダストパン26には空気から分離されたダストが蓄積されるようになっている。なお、本実施の形態のケーシング24は、鋼板等の金属材料、またはポリプロピレン等の樹脂材から成形されている。
A
濾過エレメント27は、中空円筒状に形成されており、詳述しないが、濾材のエレメント本体の両軸端に、それぞれ環状の端板が接合されている周知のエレメントであり、濾紙等を菊花形かつ円筒状に形成した濾材から構成されている。
The
また、濾過エレメント27の内周部によって構成される中空部27aと空気導出部22の開口部22aとは、略同軸上に配置されており、空気導出部22は、開口部22aから空気の導出方向下流側に向かって屈曲している。
Moreover, the
また、濾過エレメント27の中空部27a内には、濾過エレメント27をケーシング24内に固定するとともに、ケーシング24の下方の底部側に固定するためのファスナー25が設けられている。
Further, in the
ファスナー25の上端部は、空気導出部22の開口部22aに取り付けられており、ファスナー25の下端部は、締付具28との螺合により仕切り板29に取り付けられている。ファスナー25は、帯状の鋼材を略U字形に折り曲げられたステー30と、締付具28に螺合可能なねじ部材31と、整流板32とを備えており、ステー30とねじ部材31は、濾過エレメント27をケーシング24に懸架する周知構造のU字形の支持部材から構成されている。
The upper end portion of the
なお、互いに螺合するねじ部材31と締付具28のねじ部は、図3に示す雄ねじと、ナット等の雌ねじの組合せに限らず、ねじ部材を雌ねじ、締付具を雄ねじとする組合せであってもよい。
Note that the threaded portion of the
ステー30は、略軸方向に延びる一対のアーム部30aと、一対のアーム部30aを連結する下端部30bとから構成されており、アーム部30aの上端側は、空気導出部22の内周に溶接等により接合固定されている。また、ステー30の下端部30bは、ねじ部材31の一方の軸端部が係止されている。
The
また、整流板32は、金属製板からなり、濾過エレメント27と同軸上に配置されている。具体的には、図2に示すように、整流板32は、中空部27aの内周を、二分割するように配置されている。整流板32は、アーム部30a間を架橋するように配設されており、アーム部30a間の所定の軸方向範囲を架橋する隔壁を形成している。
The rectifying
一方、エアクリーナ20のケーシング24には、二次空気排出管33が設けられており、この二次空気排出管33は、二次空気導出管18に接続される円筒状の本体33aと、本体33aに設けられ、エアクリーナ20のケーシング24にネジ34によって固定されるフランジ部33bとを備えており、本体33aの内部に設けられた連通孔33cが二次空気導出管18とケーシング24内とを連通している。
On the other hand, the
また、図5に示すように、空気導入部21は、ケーシング24内に導入される空気をケーシング24の内周面に沿って一方向に導くようにケーシング24の鉛直方向の中心軸からオフセットされてケーシング24に設けられている。
また、二次空気排出管33は、ケーシング24の上部に設置されており、二次空気排出管33と空気導入部21とは、ケーシング24内に導入された空気の流れ方向に対して離隔するようにケーシング24に設けられている。本実施の形態のサイクロン方式のエアクリーナ20では、二次空気排出管33を空気導入部21に近接させ、空気導入部21に対して空気の旋回方向下流側に設けている。
As shown in FIG. 5, the
The secondary
本実施の形態では、エアポンプ17、二次空気導出管18およびエアクリーナ20が二次空気供給装置を構成している。
In the present embodiment, the
次に、本実施の形態のエンジン11の二次空気供給方法を説明する。
エンジン11が運転席の下方に設置されるオーバキャブ等にあっては、路面に近い位置にエンジン11が設置されることになるため、雨天走行時や水溜まり路走行時にエアクリーナ20に空気と共に水を吸い込んでしまう可能性が高い。ここでは、雨天走行時や水溜まり路走行時の二次空気供給方法を説明する。
Next, the secondary air supply method of the
In an overcab or the like where the
エンジン11が運転されると、ピストンの吸入工程時にピストンによる負圧力を受けてケーシング24内に空気が吸入される。雨天走行時や水溜まり路走行時には、空気と共に水が空気導入部21からケーシング24内に導入される。
When the
ケーシング24内に導入された水を含んだ空気は、ケーシング24の内周面と濾過エレメント27の外周面との間を旋回し、ケーシング24の内周面と濾過エレメント27の外周面との間を旋回する間に、空気の旋回流による遠心力によって空気中に含まれる比較的粗大なダストや水がケーシング24の内周に押し付けられ、旋回流の遠心力作用とダストや水との自重によりケーシング24の内周に沿って降下し、降下したダストや水は、ケーシング24の底部のダストパン26に溜められる。
The air containing water introduced into the
一方、螺旋状に旋回する空気は、濾過エレメント27の外周全体に行き渡るため、濾過エレメント27の全外周から内周に向かって導入され、中空部27aに合流する。濾過エレメント27のエレメント本体で濾過された空気は、中空部27aの中心部に向かって流出する。
On the other hand, since the air swirling spirally reaches the entire outer periphery of the
中空部27aで合流した濾過空気は、空気導出部22の開口部22aに向かって流れ、空気導出部22に接続された吸気管から、吸気マニホールドおよび吸気ポートを介してエンジン11の各気筒の燃焼室に供給される。
The filtered air merged in the
一方、二次空気排出管33は、空気導入部21に近接し、空気導入部21に対して空気の旋回方向下流側に設けられているため、上述したように、空気の旋回流による遠心力によって空気中に含まれる水がケーシング24の内周に押し付けられ、旋回流の遠心力作用と水との自重により水がケーシング24の内周に沿って降下する。
On the other hand, since the secondary
このため、図5にB示すように、空気導入部21からケーシング24内に導入され、水が分離された空気が二次空気排出管33から二次空気導出管18に排出される。二次空気導出管18に導出された二次空気は、エアポンプ17に吸引され、エアポンプ17から二次空気供給管16に供給された後、開放状態にある電磁ASV15を通して排気マニホールド12に供給される。
Therefore, as shown in FIG. 5B, the air introduced into the
排気マニホールド12に供給された二次空気は、エンジンの燃焼室から排出された排気ガスに混合される。この結果、排気に含まれる炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の未燃成分の酸化反応が促進され、排気ガス中の未燃成分と空気との酸化反応に基づく燃焼熱によって触媒装置14の触媒を早期に活性化することができる。
The secondary air supplied to the
このように本実施の形態では、エアクリーナ20のケーシング24から二次空気をエアポンプ17に導出する二次空気排出管33を設け、二次空気排出管33を空気導入部21に近接させるとともに、空気導入部21に対して空気の旋回方向下流側に設けたので、雨天走行時や水溜まり路走行時に、空気導入部21に水を含んだ空気が空気導入部21から二次空気排出管33まで移動する間に、空気から水を分離させることができる。このため、二次空気排出管33から二次空気導出管18を通してエアポンプ17に空気のみを導出することができる。
As described above, in the present embodiment, the secondary
このため、エアポンプ17から二次空気供給管16を通して排気マニホールド12に二次空気のみを供給することができ、触媒装置14内の高温状態の触媒に水が供給されてしまうのを防止することができる。この結果、触媒が損傷してしまうのを防止することができ、触媒性能が劣化してしまうのを防止することができる。
Therefore, only secondary air can be supplied from the
また、本実施の形態では、エアクリーナ20が、筒状の濾過エレメント27を有し、空気導入部21から二次空気排出管33を介してケーシング24内に導入された空気を、ケーシング24の内周面に沿って旋回させて濾過エレメント27で濾過するように導くとともに、濾過エレメント27の内側に形成された中空部27aに合流させて、濾過した空気を空気導出部22より導出するように構成したので、空気導入部21からケーシング24内に導入された空気を、ケーシング24の内周面に沿って大きく旋回させて二次空気排出管33から排出することができる。
Further, in the present embodiment, the
したがって、空気導入部21からケーシング24内に導入された空気を、空気導入部21から二次空気排出管33までの間の長い距離だけ移動させることができる。このため、エアクリーナ20を小型化しつつ、ケーシング24内に導入された空気から水を効率良く分離させることができ、二次空気排出管33から二次空気導出管18を通してエアポンプ17に空気のみを供給することができる。
Therefore, the air introduced into the
また、本実施の形態では、二次空気排出管33をケーシング24の上方に設けたので、空気導入部21から二次空気排出管33まで空気が移動したときに、空気から分離した水がケーシング24の底面に落下した場合に、この水が二次空気排出管33から排出されてしまうのを確実に防止することができる。
In the present embodiment, since the secondary
すなわち、エンジン11の運転時には、ピストンの吸入工程時にピストンによる負圧力を受けてケーシング24の底面に落下した水が吸い上げられる可能性があるが、本実施の形態では、二次空気排出管33をケーシング24の上方に設けることによってケーシング24の底面から吸い上げられた水を二次空気排出管33まで届き難くすることができ、水が二次空気排出管33から排出されてしまうのを確実に防止することができる。
That is, during the operation of the
また、第1の実施の形態の内燃機関の二次空気供給装置は、図6に示すように構成されている。図6においては、二次空気排出管の構成の符号を代えて説明を行う。Further, the secondary air supply device for the internal combustion engine of the first embodiment is configured as shown in FIG. In FIG. 6, description is made by changing the reference numerals of the secondary air discharge pipe.
図6において、二次空気排出管41は、二次空気導出管18に接続される円筒状の本体41aと、本体41aに設けられ、エアクリーナ20のケーシング24にネジによって固定される図示しないフランジ部とを備えており、本体41aの内部に設けられた連通孔41bが二次空気導出管18とケーシング24内とを連通している。
In FIG. 6, a secondary
また、本体41aは突出部41cを備えており、この突出部41cは、ケーシング24の内周面からケーシング24の内方に突出し、この突出部41cの内部には連通孔41bが形成されている。すなわち、本体41aは、内部に連通孔41bを有する一体型となっており、突出部41cがケーシング24の内周面からケーシング24の内方に突出している。
The
本実施の形態では、図6においてB1、B2で示すようにケーシング24の内周面を旋回する空気を突出部41cに衝突させて上下に分離するような空気の流れを作ることができる。このため、仮に、空気導入部21からケーシング24内に吸入された空気と共に水が二次空気排出管41に到達してしまった場合に、突出部41cの壁面によって突出部41cの内部への水の巻き込み量を減少させることができる。このため、二次空気排出管33から二次空気導出管18に水が排出されてしまうのをより確実に防止することができる。
In the present embodiment, as shown by B1 and B2 in FIG. 6, it is possible to create an air flow that causes the air swirling on the inner peripheral surface of the
(第2の実施の形態)
図7は本発明に係る内燃機関の二次空気供給装置の第2の実施の形態を示す図であり、二次空気排出管の構成が第1の実施の形態と異なるのみであるため、第1の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a view showing a second embodiment of the secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention, and the configuration of the secondary air discharge pipe is only different from that of the first embodiment. The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7において、二次空気排出管45は、二次空気導出管18に接続される円筒状の本体45aと、本体45aに設けられ、エアクリーナ20のケーシング24にネジ46によって固定されるフランジ部45bとを備えており、本体45aの内部に設けられた連通孔45cが二次空気導出管18とケーシング24内とを連通している。
In FIG. 7, the secondary
また、本体45aは突出部45eを備えており、この突出部45eは、ケーシング24の内周面からケーシング24の内方に突出し、この突出部45eの内部には連通孔45cが形成されている。すなわち、本体45aは、内部に連通孔45cを有する一体型となっており、突出部45eがケーシング24の内周面からケーシング24の内方に突出している。
The
また、突出部45aの連通孔45cは、ケーシング24の内周面からケーシング24の内方に向かって拡径されるようになっており、突出部45aは、ラッパ形状に形成されている。
Moreover, the
本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、ケーシング24の内周面を旋回する空気を突出部45eに衝突させて上下に分離するような空気の流れを作ることができる。このため、仮に、空気導入部21からケーシング24内に吸入された空気と共に水が二次空気排出管45まで到達してしまった場合に、突出部45eの壁面によって突出部45eの内部への水の巻き込み量を減少させることができる。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to create an air flow that causes the air swirling on the inner peripheral surface of the
これに加えて、突出部45eの連通孔45cを、ケーシング24の内周面からケーシング24の内方に向かって拡径したので、二次空気の導出方向上流側の連通孔45cの流路を導出方向下流側の連通孔45cの流路よりも広くすることができる。
In addition, since the diameter of the
このため、二次空気の導出方向上流側の突出部45eの連通孔45cに導入される空気の流速を遅くすることができ、空気と共に水を二次空気排出管45に導入され難くして、二次空気排出管45から水が二次空気導出管18に導出されてしまうのをより確実に防止することができる。
For this reason, the flow rate of the air introduced into the
(第3の実施の形態)
図8、図9は本発明に係る内燃機関の二次空気供給装置の第3の実施の形態を示す図である。なお、本実施の形態は、サイクロン方式のエアクリーナ20の位置に設けられているものであり、第1の実施の形態とはエアクリーナの構成が異なるのみである。したがって、第1の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略し、必要に応じて図1を用いて説明を行う。
( Third embodiment)
8 and 9 are views showing a third embodiment of the secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention. The present embodiment is provided at the position of the cyclone
図8において、エアクリーナ51は、空気導入部53および空気導出部54を有する本体としてのケーシング52と、ケーシング52内に収容された矩形状の濾過エレメント55とを含んで構成されている。
In FIG. 8, the
ケーシング52は、矩形状に形成されており、空気導入部53および空気導出部54は、ケーシング52の前後端に取付けられ、直線状に設置されている。
The
また、空気導出部54は、図示しない吸気管に接続されており、この吸気管は図示しない吸気マニホールドおよび排気ポートを介してエンジン11の各気筒の燃焼室に連通している。
また、本実施の形態のケーシング52は、鋼板等の金属材料、またはポリプロピレン等の樹脂材から成形されている。濾過エレメント55は、矩形状に形成されており、濾紙等を波状に形成した濾材から構成されている。
The
Moreover, the
一方、エアクリーナ51のケーシング52には、二次空気排出管56が設けられており、この二次空気排出管56は、二次空気導出管18に接続される円筒状の本体56aと、本体56aに設けられ、エアクリーナ51のケーシング52にネジ57によって固定されるフランジ部56bとを備えており、本体56aの内部に設けられた連通孔56cが二次空気導出管18とケーシング52内とを連通している。
On the other hand, the
また、二次空気排出管56は、ケーシング52の上部に設置されており、二次空気排出管56は、ケーシング52内の空気の流れ方向に対して空気導入部53から離隔するようにケーシング52に設けられている。また、二次空気排出管56の本体56aは、空気導入部53と空気導出部54とを結ぶ直線に対して直交する方向に延在している。
The secondary
本実施の形態では、エアポンプ17、二次空気導出管18およびエアクリーナ51が二次空気供給装置を構成している。
In the present embodiment, the
次に、本実施の形態のエンジン11の二次空気供給方法を説明する。
エンジン11が運転席の下方に設置されるオーバキャブ等にあっては、路面に近い位置にエンジン11が設置されることになるため、雨天走行時や水溜まり路走行時にエアクリーナ20に空気と共に水を吸い込んでしまう可能性が高い。ここでは、雨天走行時や水溜まり路走行時の二次空気供給方法を説明する。
Next, the secondary air supply method of the
In an overcab or the like where the
エンジン11が運転されると、ピストンの吸入工程時にピストンによる負圧力を受けてケーシング52内に空気が吸入される。雨天走行時や水溜まり路走行時には、空気と共に水が空気導入部53からケーシング52内に導入される。
When the
ケーシング52内に導入された空気や水は、濾過エレメント55によって比較的粗大なダストや水が濾過された後、空気導出部54に接続された吸気管から、吸気マニホールドおよび吸気ポートを介してエンジン11の各気筒の燃焼室に供給される。
Air or water introduced into the
一方、二次空気排出管56は、空気導入部53から離隔した位置に設けられているため、濾過エレメント55によって濾過されなかった水が濾過エレメント55に対して空気の流れ方向下流側に移動した場合であっても、濾過エレメント55に衝突したときの衝撃によって水の勢いが弱くなる上に、濾過エレメント55から二次空気排出管56に移動するまでの間に自重によってケーシング52の底面に落下する。
On the other hand, since the secondary
このため、空気導入部53からケーシング52内に導入され、水が分離された空気が二次空気排出管56から二次空気導出管18に排出される。二次空気導出管18に導出された二次空気は、エアポンプ17に吸引され、エアポンプ17から二次空気供給管16に供給された後、開放状態にある電磁ASV15を通して排気マニホールド12に供給される。
For this reason, the air introduced into the
排気マニホールド12に供給された二次空気は、エンジンの燃焼室から排出された排気ガスに混合される。この結果、排気に含まれる炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の未燃成分の酸化反応が促進され、排気ガス中の未燃成分と空気との酸化反応に基づく燃焼熱によって触媒装置14の触媒を早期に活性化することができる。
The secondary air supplied to the
このように本実施の形態では、エアクリーナ51とエアポンプ17とを二次空気導出管18によって接続し、エアクリーナ51のケーシング52に二次空気導出管18に接続される二次空気排出管56を設け、この二次空気排出管56を空気導入部53に近接させるとともに、二次空気排出管56と空気導入部53とを空気の流れ方向に対して離隔させたので、雨天走行時や水溜まり路走行時に、空気導入部53に空気と共に導入された水が空気導入部53から二次空気排出管56まで移動する間に、空気から水を分離させることができる。このため、二次空気排出管33から二次空気導出管18を通してエアポンプ17に空気のみを導出することができる。
As described above, in the present embodiment, the
このため、エアポンプ17から二次空気供給管16を通して排気マニホールド12に二次空気のみを供給することができ、触媒装置14内の高温状態の触媒に水が供給されてしまうのを防止することができる。この結果、触媒が損傷してしまうのを防止することができ、触媒性能が劣化してしまうのを防止することができる。
Therefore, only secondary air can be supplied from the
また、本実施の形態では、二次空気排出管56をケーシング52の上方に設けたので、空気導入部53から二次空気排出管56まで空気が移動したときに、空気から分離した水がケーシング52の底面に落下した場合に、この水が二次空気排出管56から排出されてしまうのを確実に防止することができる。
In the present embodiment, since the secondary
なお、本実施の形態では、図9に示すように、二次空気排出管の一部をケーシング52内に突出させるようにしてもよい。図9において、二次空気排出管60は、二次空気導出管18に接続される円筒状の本体60aと、本体60aに設けられ、エアクリーナ20のケーシング24にネジ61によって固定されるフランジ部60bとを備えており、本体60aの内部に設けられた連通孔60cが二次空気導出管18とケーシング52内とを連通している。
In the present embodiment, a part of the secondary air discharge pipe may be protruded into the
また、本体60aは突出部60eを備えており、この突出部60eは、ケーシング52の内周面からケーシング52の内方に突出し、この突出部60eの内部には連通孔60cが形成されている。すなわち、本体60aは、内部に連通孔60cを有する一体型となっており、突出部60eがケーシング52の内周面からケーシング24の内方に突出している。
The
このようにすれば、濾過エレメント55を通過した水が二次空気排出管60まで到達してしまった場合に、突出部60eの壁面によって突出部60eの内部への水の巻き込み量を減少させることができる。このため、二次空気排出管60から二次空気導出管18に水が排出されてしまうのをより確実に防止することができる。
In this way, when the water that has passed through the
また、突出部60eの連通孔60cを、ケーシング52の内周面からケーシング52の内方に向かって拡径するようにしてもよい。このようにした場合には、二次空気の導出方向上流側の連通孔60cの流路を導出方向下流側の連通孔60cの流路よりも広くすることができるため、導出方向上流側の突出部60eの連通孔60cに導入される空気の流速を遅くすることができ、空気と共に水を二次空気排出管60に導入され難くして二次空気排出管60から水が二次空気導出管18に排出されてしまうのをより確実に防止することができる。
Further, the
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 In addition, the embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上のように、本発明に係る内燃機関の二次空気供給装置は、触媒に水が侵入して損傷してしまうのを防止することができ、触媒性能が劣化するのを防止することができるという効果を有し、排気管に設けられた触媒よりも上流側にエアクリーナから二次空気を供給するようにした内燃機関の二次空気供給装置等として有用である。 As described above, the secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention can prevent water from entering and damaging the catalyst, and can prevent deterioration of the catalyst performance. It is useful as a secondary air supply device for an internal combustion engine in which secondary air is supplied from an air cleaner upstream of the catalyst provided in the exhaust pipe.
11 エンジン(内燃機関)
13 排気管
14 触媒装置
16 二次空気供給管
17 エアポンプ(供給ポンプ)
18 二次空気導出管
20、51 エアクリーナ
21、53 空気導入部
22、54 空気導出部
24、52 ケーシング(本体)
27、55 濾過エレメント
27a 中空部
33、41、45、56、60 二次空気排出管
41b、45c、56c、60c 連通孔
41c、45e、60e 突出部
11 Engine (Internal combustion engine)
13
18 Secondary
27, 55
Claims (4)
前記空気導入部から前記本体内に導入された空気を、前記本体の内周面に沿って旋回させるようにした内燃機関の二次空気供給装置であって、
前記供給ポンプに接続された一端部を有する二次空気導出管と、前記二次空気導出管の他端部が接続されるように前記本体に設けられ、前記本体から二次空気を前記供給ポンプに排出する二次空気排出管とを備え、
前記二次空気排出管が、前記本体の内周面から前記本体の内方に突出し、前記本体の内周面を旋回する空気が衝突する突出部を有し、前記突出部が、前記二次空気導出管と前記本体内を連通する連通孔を有し、
前記空気導入部が、前記本体内に導入される空気を前記本体の内周面に沿って一方向に導くように前記本体の鉛直方向の中心軸からオフセットされて前記本体に設けられることを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。 A secondary air supply pipe connected at one end to the upstream side of the catalyst provided in the exhaust pipe, and connected to the other end of the secondary air supply pipe, and the catalyst via the secondary air supply pipe A supply pump that supplies secondary air to the upstream side, a cylindrical main body provided with an air introduction unit that introduces air and an air extraction unit that derives air, and the air introduction unit and the air extraction unit. An air cleaner having a filtering element provided in the main body so as to be located between
A secondary air supply device for an internal combustion engine configured to swirl the air introduced into the main body from the air introduction portion along the inner peripheral surface of the main body ,
A secondary air outlet pipe having one end connected to the supply pump, and the other end of the secondary air outlet pipe are connected to the main body, and secondary air is supplied from the main body to the supply pump. And a secondary air discharge pipe for discharging
The secondary air discharge pipe, protrudes inwardly of the body from the inner circumferential surface of the body, has a protrusion that air swirling collides the inner peripheral surface of said body, said projecting portion, the two A communication hole communicating with the inside of the main body and the secondary air outlet pipe;
The air introduction part is provided in the main body so as to be offset from a vertical central axis of the main body so as to guide the air introduced into the main body in one direction along the inner peripheral surface of the main body. A secondary air supply device for an internal combustion engine.
前記二次空気排出管が、前記空気導入部に近接し、かつ、前記空気導入部に対して空気の旋回方向下流側に設けられることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の二次空気供給装置。 The air cleaner has a cylindrical filtering element as the filtering element, and the air introduced into the main body from the air introducing portion is swung along the inner peripheral surface of the main body and filtered by the filtering element. And is joined to a hollow portion formed inside the filtration element so as to derive the filtered air from the air outlet portion,
2. The secondary of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the secondary air discharge pipe is provided in the vicinity of the air introduction portion and downstream of the air introduction portion in the swirl direction of air. Air supply device.
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