JP4679557B2 - 吸気部品を備える内燃機関 - Google Patents
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そこで、ブローバイガス導入口をエアフローメータから遠ざけて配置することにより、ブローバイガスの流量変動がエアフローメータに与える影響を抑制できるが、吸気通路を構成する空気通路であって、エアフローメータよりも下流の空気通路の通路長が長くなって、該空気通路を形成する吸気部品が大型化し、ひいては吸気装置が大型化する。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関において、前記包囲通路は、前記下流ダクトを全周に渡って囲む環状通路であることを特徴とする
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の内燃機関において、前記吸気部品は、前記エアフローメータが取り付けられる上流ダクトと、前記下流ダクトと、前記第2空気通路を形成する第2下流ダクトとを備え、前記下流ダクトは、前記上流ダクトと前記第2下流ダクトとの間を密封するシール部材であることを特徴とする。。
この結果、吸気通路に流入するブローバイガスの流量変動がエアフローメータによる空気流量の検出に与える影響が低減して、エアフローメータの検出精度が向上する。しかも、包囲通路により、第1空気通路の通路長を長くすることなく前記伝達経路長を長くすることができるので、ブローバイガスの流量変動がエアフローメータに与える影響を低減しながら、吸気部品を小型化できる。
また、第1空気通路の流入口での空気の流れ方向と第2空気通路の出口での空気の流れ方向とが異なる場合にも、第1空気通路を流れる空気は湾曲ダクトにより出口に向かって滑らかに導かれて出口に向けて流出口から流出するので、第1空気通路から流出した空気が第2空気通路内で乱れた流れとなることが抑制されて、吸気効率が向上する。
さらに、ブローバイガス導入口は、包囲通路において、湾曲ダクトの通路中心線よりも湾曲内側で、かつ上部にて、包囲通路に開口するので、ブローバイガス中に残留している残留オイルは、包囲通路内で落下する途中でブローバイガスと共に流出口に向かって流れて、湾曲通路を流れてきた空気に混入する。この結果、湾曲ダクトにより形成されるスペースを有効に活用することで、残留オイルが包囲通路の下部に滞留することを抑制して、該残留オイルを流出口よりも下流の第2空気通路に導き易くなる。
また、湾曲ダクトの通路中心線よりも湾曲内側に形成される湾曲内側スペースは、該通路中心線よりも湾曲外側に形成される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を湾曲内側スペースに配置することで、外側湾曲スペースには、吸気部品の部分または吸気部品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、吸気部品の小型化、または、吸気部品および該周辺部品の配置のコンパクト化が可能になる。
請求項2記載の事項によれば、包囲通路は第1下流ダクトを全周に渡って囲む環状通路であることから、包囲通路の容積が大きくなって、包囲通路でのブローバイガスの流動変動が一層減衰するので、エアフローメータの流量検出に対するブローバイガスの流量変動の影響を一層低減できる。
また、ブローバイガスを周方向での広い範囲に渡って流出口よりも下流に流出させることができるので、第1下流ダクトから流出する空気とブローバイガスとの混合の均一性が向上する。
請求項3記載の事項によれば、下流ダクトが、上流ダクトと第2下流ダクトとを気密に接続するシール部材を兼ねる。この結果、上流ダクト、下流ダクトおよび第2下流ダクトのほかに別個のシール部材が不要になるので、部品点数が削減されて、コストが削減される。
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15b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。
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。
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。
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 (3)
- 吸気通路を流れる空気の流量を検出するエアフローメータ(80)と、前記吸気通路を構成する空気通路(P)を形成する吸気部品とを備える内燃機関において、
前記空気通路(P)は、前記エアフローメータ(80)よりも下流の第1空気通路(61)と、前記第1空気通路(61)を形成する下流ダクト(42)を周方向で少なくとも部分的に囲む包囲通路(76)を有すると共に前記第1空気通路(61)の流出口(61o)が開口する第2空気通路(71)とを有し、
前記第1空気通路(61)の流入口(61o)での空気の流れ方向および前記第2空気通路(71)の出口(71o)での空気の流れ方向は、互いに異なる方向であり、
前記下流ダクト(42)は、前記流出口(61o)での空気の流れが前記第2空気通路(71)の前記出口(71o)を指向するように湾曲した湾曲ダクト(60)であり、前記第1空気通路(61)は湾曲通路であり、
ブローバイガスを前記吸気通路に流入させるブローバイガス導入口(87)が、前記流出口(61o)よりも上流の前記包囲通路(76)内において、前記湾曲ダクト(60)の通路中心線(L3)に対して湾曲内側で、かつ上部に配置され、
前記ブローバイガス導入口(87)の開口方向と前記流出口(61o)の空気の流れ方向が反対方向である
ことを特徴とする内燃機関。 - 前記包囲通路(76)は、前記下流ダクト(42)を全周に渡って囲む環状通路であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関。
- 前記吸気部品は、前記エアフローメータ(80)が取り付けられる上流ダクト(50)と、前記下流ダクト(42)と、前記第2空気通路(71)を形成する第2下流ダクト(70)とを備え、
前記下流ダクト(42)は、前記上流ダクト(50)と前記第2下流ダクト(70)との間を密封するシール部材であることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関。
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