JP4578511B2 - 内燃機関のエアクリーナ装置 - Google Patents
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また、空気導入通路からダスト室に流入した空気がダスト室内で複数の流れに分かれている場合に、分流した空気がクリーナエレメントに当たる時期のズレが大きくなると、クリーン室内での空気の流れが偏った状態になって、空気導出通路内の空気の流れも偏った状態になる。空気導出通路内での空気の流れの偏りは、例えば、混合気の形成、ブローバイガスもしくは排気還流装置による還流排気ガスとの混合の均一化の低下、または、空気導出通路に空気の流量を検出するエアフローメータ80が設けられる場合の該エアフローメータ80の検出精度の低下を招来する原因になる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関のエアクリーナ装置において、前記空気導出通路は、前記クリーン室内で、前記第1側壁から前記第2側壁に向かって延出していると共に前記第1側壁から離れた位置に前記入口を有し、前記第2偏向部は、前記対向方向で前記第1側壁と前記入口との間に位置するものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の内燃機関のエアクリーナ装置において、前記第1偏向部および前記第2偏向部は、前記底壁に設けられて上方に向かって隆起する隆起部により構成されるものである。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の内燃機関のエアクリーナ装置において、前記第1偏向部と前記第2偏向部との前記対向方向での間隔は、前記第1通路長と前記第2通路長との差にほぼ等しいものである。
請求項5記載の発明は、請求項1記載の内燃機関のエアクリーナ装置において、前記空気導出通路は、前記入口と前記入口から流入した空気を前記クリーン室の外部に流出させる流出口とを有する上流通路を有し、前記上流通路は、前記第1側壁のうちの前記クリーン室における側壁に接続されると共に前記クリーン室内で前記対向方向に延びている上流ダクトにより形成され、前記第1偏向部および前記第2偏向部は、上下方向から見て、前記対向方向で前記入口と前記流出口との間に位置するものである。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の内燃機関のエアクリーナ装置において、前記第1偏向部は、前記対向方向で前記入口寄りに配置され、前記第2偏向部は、前記対向方向で前記流出口寄りに配置されるものである。
また、湾曲通路を湾曲内側分岐路と湾曲外側分岐路とに分ける仕切壁により、湾曲通路での空気の流れが湾曲外側へ偏ることが規制されるので、湾曲通路を有する空気導入通路からダスト室に流入する空気の流れが均一化されること、および、対向方向で第1,第2偏向部の位置が異なるので、各分岐路からの空気の流れを対向方向で広範囲に渡ってクリーナエレメントに向けることができることから、仕切壁により湾曲内側分岐路および湾曲外側分岐路が形成される湾曲通路を有する空気導入通路からダスト室に流入した空気をクリーナエレメントに均一に当てて、クリーナエレメントを満遍なく使用することができて、クリーナエレメントの寿命を延ばすことができる。
さらに、第2通路長が第1通路長よりも長いことに対応して、第2偏向部が第1偏向部よりも出口に近い位置にあるので、湾曲内側分岐路および湾曲外側分岐路からダスト室に流入した空気の流れが、第1,第2偏向部によりそれぞれ偏向される時期のズレが減少し、ひいてはクリーナエレメントに当たる時期のズレが減少するので、クリーン室内、さらには空気導出通路内での空気の流れの偏りが抑制されて、空気導出通路内での空気の流れの均一性が向上する。
請求項2記載の事項によれば、第2偏向部で偏向された流れの空気が、クリーナエレメントを通過した後、クリーン室において対向方向で第1側壁と空気導出通路の入口との間の領域に流入して、該入口に向かって流れるので、クリーン室の前記領域での空気の淀みの発生が抑制されて、クリーン室内での空気の流れが円滑になる。この結果、空気導出通路の入口が第1側壁から離れている場合にも、ダスト室内の空気をクリーナエレメントに均一に当てることができる。
請求項3記載の事項によれば、各分岐路からダスト室に流入して底壁付近を底壁に沿って流れてきた空気の流れが、底壁から上方に向かって隆起する隆起部により構成される各偏向部により上方に配置されたクリーナエレメントに向かって偏向されるので、底壁とクリーナエレメントとの間の空気の流れが、底壁近傍から各偏向部により偏向された空気の流れにより効率よくクリーナエレメントに向けられる。この結果、空気導入通路から流入した空気をクリーナエレメントに均一に当てるための偏向部を小型化することができるので、ダスト室での通気抵抗が低減して、吸気効率が向上する。
請求項4記載の事項によれば、第1偏向部および第2偏向部が、湾曲内側分岐路を経た通路長および湾曲外側分岐路を経た通路長の差にほぼ等しい間隔で離れているので、湾曲内側分岐路および湾曲外側分岐路からダスト室に流入した空気の流れが、第1,第2偏向部によりそれぞれ偏向される時期のズレが大幅に減少し、ひいてはクリーナエレメントに当たる時期のズレが大幅に減少するので、クリーン室内、さらには空気導出通路内での空気の流れの偏りが一層抑制されて、空気導出通路内での空気の流れの均一性が一層向上する。
請求項5記載の事項によれば、第2偏向部で偏向された流れの空気が、クリーナエレメントを通過した後、クリーン室において上流通路の入口と流出口との間の領域に流入して、該入口に向かって流れるので、クリーン室の前記領域での空気の淀みの発生が抑制されて、クリーン室内での空気の流れが円滑になる。この結果、クリーン室内に配置される上流ダクトにより形成される上流通路の入口と流出口とが対向方向で離れている場合にも、第2偏向部により、ダスト室内の空気をクリーナエレメントに均一に当てることができる。
請求項6記載の事項によれば、ダスト室において、空気導入通路から流入した空気は、第1偏向部により、上方に、かつ対向方向で上流通路の入口と第2側壁との間に向かうように偏向され、そして第2偏向部により、上方に、かつ対向方向で入口と流出口との間との間に向かうように偏向される。この結果、ダスト室内の空気をクリーナエレメントに均一に当てることができる。そして、第1,第2偏向部によりそれぞれ偏向された空気の流れ同士の干渉も低減できるので、空気をクリーナエレメントに均一に当てる効果が一層高められる。
図1〜図3を参照すると、本発明が適用された内燃機関Eは前輪駆動の車両に搭載され、該内燃機関Eの吸気装置は、エアクリーナ10を備える吸気部品としてのエアクリーナ装置Aと、スロットル弁装置2と、吸気管装置4とを備える。内燃機関Eは、該内燃機関Eが発生する動力が入力される変速機と共に動力装置を構成し、該動力装置は車体の前部に形成されたエンジンルーム内に配置される。
吸気通路を流れた空気は、シリンダヘッド1bに設けられた吸気ポートを経て、内燃機関Eの動弁装置により駆動されて該吸気ポートを機関回転速度に同期して開閉する吸気弁の開弁時に燃焼室に吸入される。それゆえ、内燃機関Eでは、該吸気弁の開閉動作に起因して、吸気通路に吸気脈動が発生する。
ここで、前方および後方の一方を第1方向の一方向とするとき、前方および後方の他方は第1方向の他方向であり、左方および右方の一方を第2方向の一方向とするとき、左方および右方の他方は第2方向の他方向である。
一例として、内燃機関Eが車両に搭載されたとき、エアクリーナ装置Aは、前方に向かってやや下方に傾斜するようにその上下方向が車両の上下方向にほぼ一致した状態で、前後方向を車両のほぼ前後方向とし、左右方向を車両の左右方向(または車幅方向)として、複数の取付部(図示されず)介して前記動力装置に取り付けられる。
なお、「ほぼ」との用語で修飾された表現を含む記載内容には、該用語「ほぼ」により修飾されない場合の記載内容も含まれるものとする。
第1〜第4部材B1〜B4および2つのカバーB6,B7は、それぞれ、合成樹脂から成形された単一の部材であり、ダクトB5は、エラストマ、ここではゴムから成形された単一の部材である。
導入ダクト20は、内燃機関Eの外部から取り入れた空気をダスト室12に導く空気導入通路21を形成し、導出ダクト40は、空気導入通路21からダスト室12に流入した後にクリーナエレメントFを通過したクリーン室13内の清浄な空気をスロットル弁装置2に導く空気導出通路41(図8も参照)を形成する。それゆえ、空気通路Pは、空気導入通路21、エアクリーナ室11および空気導出通路41により構成される。
ここで、上流および下流とは、空気導入通路21の取入口21iから燃焼室に向かって吸気通路を流れる空気の流れに関して使用されている。また、吸気通路における空気の流れ方向を、以下の説明では、単に「流れ方向」という。
クリーナエレメントFは、第2,第3ケースC2,C3に設けられた保持部C2a,C3aに挟持されて気密状態で保持される。上下方向から見て(以下、「平面視」という。)、保持部C2a,C3aは四角形状の枠であり、クリーナエレメントFは四角形状である。
それゆえ、ダスト室12の室壁は、底壁14と4つの下側壁16a〜16dから構成され、クリーン室13の室壁は、天井壁15と4つの上側壁17a〜17dから構成される。クリーナエレメントFは、その四角形状の周縁部Fa,Fb,Fc,Fdが、前後方向で1対の上側壁17a,17bとほぼ同じ位置を、左右方向で1対の上側壁17c,17dとほぼ同じ位置を占めるように、エアクリーナケースCに配置される。
そして、湾曲通路21cは、図1,図7に示されるように、平面視で、上流に向かって前後方向に対して交差する方向に、ここでは対向方向Dに対して直交する方向である左方に湾曲しており、直線通路21sは湾曲通路21cから上流に向かって左方に左右方向にほぼ平行に延びている。
ここで、「湾曲内側」および「湾曲外側」とは、湾曲する部材または湾曲する部分について、基準となる部位に対して、それぞれ、湾曲の曲率中心に近い側に位置すること、および湾曲の曲率中心から遠い側に位置することを意味する。
また、出口21oを形成する導入ダクト20の出口部20oの下部は、ほぼ同一の水平面上で底壁14に連続する(図5,図6参照)。このため、湾曲内側分岐路23および湾曲外側分岐路24からの空気は、それぞれ各出口23o,24oからダスト室12内に流入した直後から底壁14に案内されてダスト室12内で流れる。
そして、第1,第2偏向部33,34で偏向された空気を含めて、空気導入通路21からダスト室12内に流入した空気は、第2ケースC2に設けられた開口部C2b(図4も参照)を通ってクリーナエレメントFに向かう。
それゆえ、吸気通路は、空気通路P、空気通路3および空気通路5により構成される。
そして、第3ケースC3および上流ダクト50は、第3部材B3により構成され、上流ダクト50は第3ケースC3に一体成形される。
そして、エアクリーナ室11およびクリーナエレメントFは、入口51iでの上流通路51の通路中心線L2が含まれる前記平面Hを境に、前後方向で空気導入通路21の出口21oに近い側の出口側領域Raと、出口21oから遠い側の反出口側領域Rbに二分される。
第1偏向部33の少なくとも一部および第2偏向部34の少なくとも一部は、平面視で、前後方向で入口51iと流出口51oとの間に位置し、ここでは、前後方向で入口51iとほぼ同じ位置に下流端を有する案内面33aの全体と、案内面34aの全体とが、前後方向で入口51iと流出口51oとの間に位置する。また、第1偏向部33は、平面視で、前後方向で入口51i寄りに配置され、第2偏向部34は、平面視で、前後方向で流出口51o寄りに配置される。
上流部50cが位置する出口側領域Raでの天井壁15の部分である第1天井壁15c,15dは、上下方向でのクリーナエレメントFとの間隔が、反出口側領域Rbでの天井壁15の部分である第2天井壁15bよりも小さい。左右方向で上流部50cを挟んで位置する1対の第1天井壁15c,15dは、上下方向で上流通路51の通路中心線L2とほぼ同じ位置にある。第1天井壁15c,15dにより、第1天井壁15c,15dが上下方向で第2天井壁15と同じ位置にあると仮定した場合に比べて、第2偏向部34で偏向された空気を含むクリーナエレメントFを通過した空気を、速やかに入口51iに向けて偏向させることができて、上下方向で第1天井壁15c,15dとクリーナエレメントFとの間での空気の淀みの発生を抑制する効果を高めている。
このため、下流ダクト42において、下流ダクト70が湾曲ダクト60を囲む部分では、湾曲ダクト60を内管とし、下流ダクト70を外管とする、周方向で少なくとも部分的な二重管構造、この実施形態では全周に渡る二重管構造となる。
そして、湾曲ダクト60の径方向で、湾曲ダクト60と包囲部73との間に形成される包囲通路76は、上流接続部74が上流接続部62と気密状態で接続されることにより、包囲通路76の上流端部76aにおいて閉塞されている。そして、包囲通路76は、下流通路71において流出口61oよりも上流に形成される空間である。
それゆえ、ブローバイガス導入口87は、包囲通路76に、または径方向で湾曲ダクト60と包囲部73との間に開口すると共に、平面視で、通路中心線L3を境にして、湾曲外側に形成される扇形のスペースである湾曲外側スペースに比べて小さい扇形のスペースである湾曲内側スペースに配置される。
そして、ブローバイガス導入口87から流入するブローバイガスの流量変動(脈動)がエアフローメータ80の検出精度に与える影響を低減するためには、ブローバイガス導入口87から流出口61oまでの距離を長くするのが好ましく、ブローバイガス導入口87は流出口61oから最も離れている部分を含む上流端部76aに配置することが好ましい。さらに、ブローバイガス導入口87からのブローバイガスの流入方向が流出口61oでの空気の流れ方向とはほぼ反対の方向、この実施形態では左方となるように、ブローバイガス導入口87を構成する貫通孔の方向が設定される。
そして、共鳴室93の室壁は、ケース91,92と、第2ダクト部分20bとにより構成され、共鳴室93と湾曲外側分岐路24とを連通させる連通路94は、第1ダクト部分20aに一体成形された通路形成部95aと、第2ダクト部分20bに一体成形された筒状の通路形成部95bとにより形成される。
内燃機関Eが運転されて、内燃機関Eの外部から空気導入通路21を経てダスト室12に流入した空気は、その流れが空気案内部31で案内されて上方に偏向されて、クリーナエレメントFを通過してクリーン室13に流入する。クリーン室13内の空気は、空気導出通路41を通ってスロットル弁装置2の空気通路3に流入し、スロットル弁2bにより流量制御された後、吸気管装置4の空気通路5を経て燃焼室に吸入される。
前後方向でクリーナエレメントFを挟んで対向する1対の側壁16a,16bのうちの側壁16aに接続される空気導入通路21が、平面視で前後方向に交差する方向に湾曲するので、前後方向でエアクリーナ装置Aを小型化できる。
また、湾曲通路21cを湾曲内側分岐路23と湾曲外側分岐路24とに分ける整流板22により、湾曲通路21cでの空気の流れが湾曲外側へ偏ることが規制されるので、湾曲通路21cを有する空気導入通路21からダスト室12に流入する空気の流れが均一化されること、および、前後方向で第1,第2偏向部33,34の位置が異なるので、各分岐路23,24からの空気の流れを前後方向で広範囲に渡ってクリーナエレメントFに向けることができることから、整流板22により湾曲内側分岐路23および湾曲外側分岐路24が形成される湾曲通路21cを有する空気導入通路21からダスト室12に流入した空気をクリーナエレメントFに均一に当てて、クリーナエレメントFを満遍なく使用することができて、クリーナエレメントFの寿命を延ばすことができる。
さらに、第2通路長が第1通路長よりも長いことに対応して、第2偏向部34が第1偏向部33よりも出口21oに近い位置にあるので、湾曲内側分岐路23および湾曲外側分岐路24からダスト室12に流入した空気の流れが、第1,第2偏向部33,34によりそれぞれ偏向される時期のズレが減少し、ひいてはクリーナエレメントFに当たる時期のズレが減少するので、クリーン室13内、さらには空気導出通路41内での空気の流れの偏りが抑制されて、空気導出通路41内での空気の流れの均一性が向上する。このため、空気導出通路41の上流通路51に配置されるエアフローメータ80による吸入空気量の検出精度が向上し、ブローバイガス導入口87から下流通路71に流入するブローバイガスと吸入空気との混合の均一性が向上する。
そして、第1偏向部33と第2偏向部34との前後方向での間隔が第1通路長と第2通路長との差にほぼ等しいことにより、第1,第2偏向部33,34が第1通路長と第2通路長の差にほぼ等しい間隔で離れているので、湾曲内側分岐路23および湾曲外側分岐路24からダスト室12に流入した空気の流れが、第1,第2偏向部33,34によりそれぞれ偏向される時期のズレが大幅に減少し、ひいてはクリーナエレメントFに当たる時期のズレが大幅に減少するので、クリーン室13内、さらには上流通路51を含む空気導出通路41内での空気の流れの偏りが一層抑制されて、空気導出通路41内での空気の流れの均一性が一層向上する。
また、前記湾曲内側スペースは前記外側湾曲スペースに比べて狭いスペースとなるが、配置のために大きなスペースを必要としないブローバイガス導入口87を該湾曲内側スペースに配置することで、前記外側湾曲スペースには、エアクリーナ装置Aの部分(例えばレゾネータ90のカバーB7)またはエアクリーナ装置Aの周囲に配置される周辺部品などの別の部材を配置することが可能になるので、湾曲外側スペースの利用度を高めることができる。そして、湾曲ダクト60が使用される場合に形成されるスペースを有効に活用することで、前記別の部材の配置の自由度を高めることができて、エアクリーナ装置Aの小型化、または、エアクリーナ装置Aおよび前記周辺部品の配置のコンパクト化が可能になる。
吸気部品は、エアクリーナ装置A以外の吸気装置を構成する部品、例えばスロットル弁装置2または吸気管装置4であってもよい。
湾曲通路21cは、仕切壁により、湾曲内側分岐路および湾曲外側分岐路が2股状に空隙を挟んで形成されてもよい。
前記所定数は3以上であってもよい。その場合には、湾曲通路21cは、2以上の仕切壁により3以上の分岐路に分けられ、隣接する2つの分岐路同士について、本発明が適用される。
偏向部の複数の偏向部分の少なくとも一部は、隆起部以外の形状を有していてもよく、またエアクリーナにおいて底壁以外の部分、例えば側壁に設けられてもよい。
空気導入通路が湾曲通路の下流に連なる下流側直線通路を有し、該湾曲通路21cおよび該下流側直線通路が、仕切壁により、湾曲内側分岐路およびその下流の直線分岐路と、湾曲外側分岐路およびその下流の直線分岐路とに分けられてもよい。
案内面33a,34aは、単一の傾斜角の傾斜平面により構成されてもよく、また、曲率が異なる複数の曲面、傾斜角が異なる複数の傾斜平面または曲面と傾斜平面との組合せなど、複合面により構成されてもよい。
第2下流ダクト70は、上流ダクト50に接続されて、湾曲ダクト60の全体を囲むと共に上流ダクト50の一部、例えば下流接続部50dを囲んでいてもよく、その場合は、該一部(例えば下流接続部50d)は特許請求の範囲の下流ダクトの一部となる。
第2下流ダクト70は、湾曲ダクト60を全周でなく、周方向で部分的に囲い、したがって包囲通路76が環状通路でなく、湾曲ダクト60を周方向で部分的に囲むものであってもよい。
ブローバイガス導入口87は、包囲通路76の下部で開口していてもよい。
内燃機関は、車両以外の機械に搭載されてもよい。
A…エアクリーナ装置、D…対向方向、F…クリーナエレメント。
Claims (6)
- エアクリーナ室が上下方向でクリーナエレメントを挟んで下方に形成されるダスト室および上方に形成されるクリーン室に分けられ、前記ダスト室には空気の取入口を有する空気導入通路の出口が開口し、前記クリーン室には空気導出通路の入口が開口する内燃機関のエアクリーナ装置において、
前記エアクリーナ室の室壁は、上下方向で前記クリーナエレメントと対向する底壁と、前記底壁から立ち上がる1対の側壁とを有し、
前記1対の側壁は、前記空気導入通路が接続される第1側壁と、前記第1側壁と対向方向で前記クリーナエレメントを挟んで対向する第2側壁とから構成され、
前記空気導入通路は、仕切壁により湾曲内側分岐路および湾曲外側分岐路に分けられた湾曲通路を有すると共に、前記湾曲通路により、前記取入口から前記湾曲内側分岐路を経て前記出口に至る第1通路長が、前記取入口から前記湾曲外側分岐路を経て前記出口に至る第2通路長よりも短く設定され、
前記湾曲通路は、上下方向から見て、上流に向かって前記対向方向に対して交差する方向に湾曲し、
前記ダスト室内には、前記湾曲内側分岐路および前記湾曲外側分岐路を通って前記出口から別々に前記ダスト室に流入した空気の流れを、それぞれ上方に偏向させて前記クリーナエレメントに向ける第1偏向部および第2偏向部が設けられ、
前記第2偏向部は、前記対向方向で前記第1偏向部よりも前記出口に近い位置にあることを特徴とする内燃機関のエアクリーナ装置。 - 前記空気導出通路は、前記クリーン室内で、前記第1側壁から前記第2側壁に向かって延出していると共に前記第1側壁から離れた位置に前記入口を有し、
前記第2偏向部は、前記対向方向で前記第1側壁と前記入口との間に位置することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のエアクリーナ装置。 - 前記第1偏向部および前記第2偏向部は、前記底壁に設けられて上方に向かって隆起する隆起部により構成されることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関のエアクリーナ装置。
- 前記第1偏向部と前記第2偏向部との前記対向方向での間隔は、前記第1通路長と前記第2通路長との差にほぼ等しいことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の内燃機関のエアクリーナ装置。
- 前記空気導出通路は、前記入口と前記入口から流入した空気を前記クリーン室の外部に流出させる流出口とを有する上流通路を有し、
前記上流通路は、前記第1側壁のうちの前記クリーン室における側壁に接続されると共に前記クリーン室内で前記対向方向に延びている上流ダクトにより形成され、
前記第1偏向部および前記第2偏向部は、上下方向から見て、前記対向方向で前記入口と前記流出口との間に位置することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のエアクリーナ装置。 - 前記第1偏向部は、前記対向方向で前記入口寄りに配置され、
前記第2偏向部は、前記対向方向で前記流出口寄りに配置されることを特徴とする請求項5記載の内燃機関のエアクリーナ装置。
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