JP5769075B2 - 内燃機関のガスセンサ被水防止構造 - Google Patents
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Description
また、ディーゼルエンジン及びその他の内燃機関では、吸気温度を下げ、単位容積当りの吸気質量を増加させて出力を向上させるため、吸気通路にインタークーラを設けている。しかし、インタークーラで吸気を冷却し過ぎると、インタークーラの出口側で吸気から凝縮水が発生する。
また、大量の凝縮水がシリンダに進入すると、蒸気爆発が起こり、シリンダ構成機器が破損するおそれもある。
排ガス中には燃料の燃焼によって生成される水蒸気が含まれるため、含有水蒸気量は吸気より多く、EGR装置を備えた内燃機関では、排ガスの一部が吸気管に導入されることによって、インタークーラで冷却されると一層凝縮水が発生しやすい。
この整流板により排ガスの一部がA/Fセンサに対して鋭角に整流されるため、凝縮水がA/Fセンサに付着する確率が低減する。また、整流板に付着した凝縮水は落下が促され、A/Fセンサから早期に離脱し易くなる技術が開示されている。
また、エンジン停止後に吸気の流れが停止し,副室内旋回流が発生しなくなった場合は、副室内に傾斜(θ3)を設けているため,エンジン停止後に副室内に残存する水滴を、センサと接触することなく排出できる。
また、吸気通路を流れる吸気を前記副室内に導くように前記開口部の入口部に通路壁面を副室内側へ傾斜させた傾斜面を設けたので、吸気が副室内に入り易いため、ガスセンサの誤検出及び、応答遅れについても回避することができる。
さらに、吸気を旋回させて、吸気に混入している水滴の比重が大きいことを利用して、水滴を副室の壁面に捕捉させて水滴がガスセンサに衝突するのを効果的に防止することができる。
また、エンジン停止後に吸気の流れが停止し,副室内旋回流が発生しなくなった場合は、副室内に傾斜(θ3)を設けているため,エンジン停止後に副室内に残存する水滴を、センサと接触することなく排出できる。
このようにして、吸気中に生成された凝縮水は、吸気aと伴に吸気通路62aを形成するサージタンク62を通過して吸気マニホールド17から燃焼室へ吸入される。これらの凝縮水がA/Fセンサ58等に付着する。
図2、3に基づいて、本発明にかかるガスセンサ被水防止構造の第1実施形態について説明する。
図3(A)は図2のY部の部分拡大図を示し、(B)は図3(A)のX矢視図を示す。
吸気aはサージタンク62の吸気通路62aをZ矢視方向(重力方向下側から上方へ)から吸気マニホールド17に入り、該吸気マニホールド17の分岐管17aからエンジン10の各燃焼室15に吸入される。
そして、円筒状の中心軸線CL近傍に、該中心軸線CLに沿ってA/Fセンサ58は配設されている。
導入傾斜面63cの傾斜角度θ1は、導入傾斜面63cの延長線L1と、該延長線L1と副室壁面63bの交差する部分P1の接線とが成す角度θ2が鈍角になるように導入傾斜面63cの傾斜角度が調整される。
これは、導入された吸気aに混入されている水滴が副室壁面63bに衝突し、跳ね返った水滴がA/Fセンサ58に付着しないようにするものである。
また、傾斜角度θ1の延長線L1は、A/Fセンサ58に接する事が無いようにすると共に、A/Fセンサ58が延長線L1に対し、吸気通路62aの反対側に位置するように、配置されている。
また、図3(B)は、図3(A)のX矢視図を示し、A/Fセンサ58は副室63の側壁面63eから水平方向へ向けた状態で配置されている。
そして、A/Fセンサ58の先端部58aは反対側の側壁面63fに対し隙間を有して配置されている。
排出傾斜面63dには、副室壁面63bに付着した水滴が吸気aの流れに押されて空間部63sの排出傾斜面63dに到達し、再び、水滴は排出傾斜面63dから吸気aと伴に吸気通路62aに戻っていく。
また、副室壁面63bに付着した水滴は、吸気aの流れに押され、排出傾斜面63dを伝わり吸気通路62aに戻すようになっている。
空間部63s内の吸気aは、該空間部63s内で加速され、加速された吸気aに乗った水滴は比重が大きいので、吸気通路62a内に容易に進入して、再び副室63内に入ることが無く、A/Fセンサ58の被水をより効果的に防止できる。
また、エンジン停止後に吸気の流れが停止し,副室内旋回流が発生しなくなった場合は、副室内に傾斜(θ3)を設けているため,エンジン停止後に副室内に残存する水滴を、センサと接触することなく排出できる。
本発明の第2実施形態について、図4(A)、及び(B)に基づいて説明する。
尚、第2実施形態は吸気aの流れ方向が、第1実施形態が下方から上方向へ流れるのに対し、水平方向に流れる場合を示しそれ以外は同じため、エンジンシステムの説明は省略し、同一部品は同一符号を付し、説明は省略する。
吸気aはサージタンク62の吸気通路62aをZ矢視(水平方向)から吸気マニホールド17に入り、該吸気マニホールド17の分岐管17aからエンジン10の各燃焼室15に吸入される。
該副室65の中心部にはA/Fセンサ58が配置されている。A/Fセンサ58
は図4(B)に示すように、副室65内の上側(重力方向)から下側に向け装着されている。
吸気通路62aを形成する通路壁面62bに開口部65aが配設され、該開口部65aに連続して吸気通路62aの外方に突出した円筒状(環状)の副室壁面65bによって空間部65sが形成され、該円筒状の空間部65sの中心軸線CLが略水平方向になる副室65が形成される。
そして、円筒状の中心軸線CL近傍に、該中心軸線CLに沿ってA/Fセンサ58は配設されている。
導入傾斜面65cの傾斜角度θ1は、導入傾斜面65cの延長線L1と、該延長線L1と副室壁面65bの交差する部分P1の接線とが成す角度θ2が鈍角になるように調整される。
これは、導入された吸気aに混入されている水滴が副室壁面65bに衝突し、跳ね返った水滴がA/Fセンサ58に付着しないようにするものである。
また、傾斜角度θ1の延長線L1は、A/Fセンサ58に接する事が無いようにすると共に、A/Fセンサ58が延長線L1に対し、吸気通路62aの反対側に位置するように、配置されている。
また、図4(B)は、図4(A)のA−A断面を示し、A/Fセンサ58は副室65の上壁面65eから下方(重力方向)へ向け垂下した状態で配置されている。
そして、A/Fセンサ58の先端部58aは下壁面65dに対し隙間を有して配置されている。
更に、下壁面65dは吸気通路62a側に対し下方へ傾斜した面となっており、副室壁面63bに付着した水滴が下方へ流れ、傾斜した下壁面65dを伝わり吸気通路62aに流れるようになっている。
また、エンジン停止後に吸気の流れが停止し,副室内旋回流が発生しなくなった場合は、副室内に傾斜(θ3)を設けているため,エンジン停止後に副室内に残存する水滴を、センサと接触することなく排出できる。
また、副室壁面65bに付着した水滴は、重力により下方へ流れ、下壁面65dを伝わり吸気通路62aに流れるようになっている。
さらに、エンジン停止後に吸気の流れが停止し,副室内旋回流が発生しなくなった場合は、副室内に傾斜(θ3)を設けているため,エンジン停止後に副室内に残存する水滴を、センサと接触することなく排出できる。
これにより、分離された水滴が吸気aの流れにより再び副室65内に入ることが無く、A/Fセンサ58の被水はより効果的に防止できる。
12 シリンダブロック
14 シリンダヘッド
16 燃料噴射装置
17 吸気マニホールド
18 第2吸気管
19 排気マニホールド
20 排気管
22 過給機
23 第1吸気管
24 排ガス浄化装置
32 高圧EGR装置
38 低圧EGR装置
40 インタークーラ
44 エアフローセンサ
50、52 吸気スロットル弁
58 A/Fセンサ(ガスセンサ)
60 ECU
62 サージタンク
62a 吸気通路
63、65 副室
63a、65a 開口部
63b、65b 副室壁面
63c、65c 導入傾斜面
a 吸気
e 排ガス
Claims (5)
- 内燃機関の吸気通路に取付けられたガスセンサの被水防止構造において、前記吸気通路を形成する通路壁面に設けられた開口部に連続して、該通路壁面から外方へ突出して形成された副室と、該副室内に配設されたガスセンサと、を備え、前記吸気通路を流れる吸気を前記副室内に導くように前記開口部の入口部に通路壁面を副室内側へ傾斜させた傾斜面を設けたことを特徴とする内燃機関のガスセンサ被水防止構造。
- 前記傾斜面は、該傾斜面の延長線が前記ガスセンサに対し吸気通路側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。
- 前記傾斜面は、該記傾斜面の延長線と、該延長線と交差する副室壁面の接線とが成す角度が鈍角となるような傾斜面角度に形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。
- 前記副室は、該副室内に導入された吸気を旋回させる環状壁面を有すると共に、前記ガスセンサは、該環状壁面に沿って流れる旋回流の中心部に該旋回流の軸線に沿って配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。
- 前記副室壁面には、該副室壁面に捕捉された水滴を前記副室外へ排出する排出部が該副室の重力方向下側に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。
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