JP7223679B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの吸気装置に関し、詳しくは、ブローバイガス経路の閉塞が起こり難いエンジンの吸気装置に関する。
従来、内周にブローバイガス導入口が開口されたブローバイガス導入管を備えた、エンジンの吸気装置がある(例えば、特許文献１参照)。
特開２００９－１５６２０９号公報(図２参照)
《問題点》 ブローバイガス経路の閉塞が起こり易い。
特許文献１のエンジンでは、ブローバイガスがブローバイガス導入口で低温の吸気と衝突し、ブローバイガス中の水分がブローバイガス導入口で氷結し、ブローバイガス経路の閉塞が起こり易い。
本発明の課題は、ブローバイガス経路の閉塞が起こり難い、エンジンの吸気装置を提供することにある。
請求項１と３に係る発明の構成は、次の通りである。
(請求項１と３に係る発明に共通する発明特定事項)
図３に例示するように、内周にブローバイガス導入口(８ａ)が開口されたブローバイガス導入管(８)と、ブローバイガス導入管(８)に内嵌された通気管(９)と、ブローバイガス導入管(８)と通気管(９)の間に保持されたブローバイガス通過隙間(１０)と、通気管(９)の吸気上流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側端部を閉塞する閉塞部(１０ａ)と、通気管(９)の吸気下流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気下流側端部に開口されたブローバイガス放出口(１０ｂ)を備えている。
(請求項１に係る発明に固有の発明特定事項)
図３に例示するように、ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)と、導入管入口側吸気ホース(１３)を導入管入口側部(８ｂ)に締め付ける導入管入口側締付具(１３ａ)を備え、
通気管入口側部(９ａ)の外周にリブ(９ｃ)が突設されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
(請求項３に係る発明に固有の発明特定事項)
図３に例示するように、ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)を備え、通気管入口側部(９ａ)は、ブローバイガス導入管(８)の吸気上流側に向けて拡開し、その入口側端部(９ｂ)は、導入管入口側部(８ｂ)を吸気上流側から覆うベルマウス形状とされている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
請求項１と３に係る発明の効果は、次の通りである。
(請求項１と３に係る発明に共通する効果)
《効果》 ブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
図３に例示するように、ブローバイガス(１１)は、ブローバイガス導入口(８ａ)からブローバイガス通過隙間(１０)に流入し、通気管(９)を通過する低温の吸気(６)の衝突を受けることなく、ブローバイガス放出口(１０ｂ)から放出されるため、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
(請求項１に係る発明に固有の効果)
《効果》 ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
図３に例示するリブ(９ｃ)により、通気管入口側部(９ａ)の強度が高まり、導入管入口側部(８ｂ)に導入管入口側締付具(１３ａ)の締付力がかかっても、通気管入口側部(９ａ)が歪み難く、ブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側の閉塞が維持されるため、吸気(６)がブローバイガス通過隙間(１０)に進入せず、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
(請求項３に係る発明に固有の効果)
《効果》ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
図３に例示するように、導入管入口側吸気ホース(１３)の内直径寸法(１３ｂ)に比べ、通気管(９)の内直径寸法(９ｄ)は小さく、これらの内直径寸法差による段差が生じるが、ベルマウス形状の通気管入口側部(９ａ)により、吸気(６)は、導入管入口側吸気ホース(１３)から通気管(９)に滑らかに導入されるため、吸気(６)が閉塞部(１０ａ)を越えてブローバイガス通過隙間(１０)に進入し難くいため、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
本発明の実施形態に係るエンジンの吸気装置の側面図である。 図１の吸気装置で用いるセンサ取付管とその周辺部品の断面図である。 図１の吸気装置で用いるブローバイガス導入管とその周辺部品の断面図である。 図１の吸気装置を取り付けるエンジンの右側面図である。 図４のエンジンの正面図である。 図４のエンジンの左側面図である。
図１～図６は本発明の実施形態に係るエンジンの吸気装置を説明する図で、この実施形態では、立形の直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図４に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(１５)と、シリンダブロック(１５)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(１６)と、シリンダヘッド(１６)の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバー(１７)と、クランク軸(１８)の架設方向を前後方向として、シリンダブロック(１５)の前部に配置された伝動ギヤケース(１９)と、シリンダブロック(１５)の後部に配置されたフライホイール(２０)と、シリンダブロック(１５)の下部に組み付けられたオイルパン(２９)を備えている。
このエンジンは、前後方向と直交する水平方向を左右横方向として、図４，５に示すように、シリンダヘッド(１６)の右側面に組み付けられた吸気マニホルド(２１)と、吸気マニホルド(２１)の吸気入口に組み付けられた吸気スロットル(２２)と、シリンダヘッドカバー(１７)の右側に架設されたコモンレール(２３)と、シリンダブロック(１５)の右側に配置された燃料サプライポンプ(２４)を備え、図６に示すように、シリンダヘッド(１６)の左側面に組み付けられた排気マニホルド(２５)と、排気マニホルド(２５)の排気出口に組み付けられた過給機(２６)を備えている。
このエンジンの燃料供給装置は、図４，５に示す燃料サプライポンプ(２４)やコモンレール(２３)からなるコモンレール式燃料噴射装置である。
このエンジンの吸気装置は、図１に示すエアクリーナ(２７)と、センサ取付管(１)と、ブローバイガス導入管(８)と、過給機(２６)のエアコンプレッサ(２６ａ)と、図４，５に示す吸気スロットル(２２)と、吸気マニホルド(２１)を備えている。
このエンジンの排気装置は、図５，６に示す排気マニホルド(２５)と、過給機(２６)の排気タービン(２６ｂ)と、排気処理装置(２８)を備えている。排気処理装置(２８)は、排気処理ケース(２８ａ)内にＤＯＣ(図示せず)とＤＰＦ(図示せず)を収容している。ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称である。
図１または図２に示すように、吸気装置は、センサ取付管(１)と、センサ取付管(１)に取り付けられたエアフローセンサ(２)と、センサ取付管(１)の取付管入口側部(１ａ)に外嵌された取付管入口側吸気ホース(３)と、センサ取付管(１)の取付管出口側部(１ｂ)に外嵌された取付管出口側吸気ホース(４)と、取付管入口側吸気ホース(３)を取付管入口側部(１ａ)に締め付ける取付管入口側締付具(３ａ)と、取付管出口側吸気ホース(４)を取付管出口側部(１ｂ)に締め付ける取付管出口側締付具(４ａ)を備えている。
図２に示すように、この吸気装置は、センサ取付管(１)に隙間(１ｃ)を保持して内嵌される吸気検出用通風管(５)を備え、吸気検出用通風管(５)内にエアフローセンサ(２)の検出部(２ａ)が差し込まれている。
上記構成によれば、図２に示す取付管入口側締付具(３ａ)と取付管出口側締付具(４ａ)の締付力で、センサ取付管(１)に歪が生じても、その歪は隙間(１ｃ)により吸気検出用通風管(５)には及び難く、吸気検出用通風管(５)内の吸気(６)の乱れが起こり難く、エアフローセンサ(２)の検出精度を高く維持できる。
図２に示すセンサ取付管(１)と吸気検出用通風管(５)は、硬質の合成樹脂製パイプである。エアフローセンサ(２)は、ホットワイヤ式のものである。取付管入口側吸気ホース(３)と取付管出口側吸気ホース(４)は、可撓性の合成樹脂製ホースである。取付管入口側締付具(３ａ)と取付管出口側締付具(４ａ)は、金属性の締付バンドである。
図２に示すように、この吸気装置は、センサ取付管(１)と吸気検出用通風管(５)の間に挟まれた複数本のＯリング(７ａ)(７ｂ)を備えている。
この複数本のＯリング(７ａ)(７ｂ)を介して吸気検出用通風管(５)がセンサ取付管(１)に弾性支持されている。
上記構成によれば、図２に示す吸気検出用通風管(５)の振動が複数本のＯリング(７ａ)(７ｂ)の弾性変形で緩和されるため、吸気検出用通風管(５)の振動による吸気(６)の乱れが起こり難く、エアフローセンサ(２)の検出精度を高めることができる。
Ｏリング(７ａ)(７ｂ)は、吸気検出用通風管(５)の吸気上流側端部と吸気下流側端部にそれぞれ１本ずつ用いられている。
図２に示すように、吸気検出用通風管(５)の外周にリブ(５ｅ)が突設されてい。
上記構成によれば、図２に示すリブ(５ｅ)により吸気検出用通風管(５)の強度が高まり、吸気検出用通風管(５)に取付管入口側締付具(３ａ)や取付管出口側締付具(４ａ)の締付力がかかっても、吸気検出用通風管(５)が歪み難いため、吸気検出用通風管(５)内の吸気(６)の流れが乱れ難く、エアフローセンサ(２)の検出精度を高めることができる。
図２に示すように、通風管入口側部(５ａ)は、センサ取付管(１)の吸気上流側に向けて拡開するベルマウス形状とされ、その入口側端部(５ａｅ)は取付管入口側部(１ａ)を吸気上流側から覆っている。
上記構成によれば、図２に示すように、取付管入口側吸気ホース(３)の内直径寸法(３ｂ)に比べ、吸気検出用通風管(５)の内直径寸法(５ｄ)は小さく、これらの内直径寸法差による段差が生じるが、ベルマウス形状の通風管入口側部(５ａ)により、吸気(６)は、取付管入口側吸気ホース(３)から吸気検出用通風管(５)に滑らかに導入されるため、段差による吸気(６)の乱れが起こり難く、エアフローセンサ(２)の検出精度を高めることができる。
図２に示すように、この吸気装置では、吸気検出用通風管(５)の中心軸線(５ｃ)の方向を軸長方向、吸気検出用通風管(５)の軸長方向中間位置での内直径寸法(５ｄ)を基準内直径寸法(５ｄｓ)とし、エアフローセンサ(２)の検出部(２ａ)の軸長方向中央位置(２ｂ)からの通風管入口側部(５ａ)の入口側軸長寸法(５ａｓ)が、基準内直径寸法(５ｄｓ)の１倍～２倍に設定されている。
図２に示す通風管入口側部(５ａ)の入口側軸長寸法(５ａｓ)が基準内直径寸法(５ｄｓ)の１倍未満である場合、吸気検出用通風管(５)の通風管入口側部(５ａ)内での吸気(６)の整流が不十分になり、エアフローセンサ(２)の検出精度が低くなるおそれがある。他方、これが２倍を超えると、取付管入口側部(１ａ)から通風管入口側部(５ａ)が大きく突出し、取付管入口側吸気ホース(３)の曲げの自由度が低下するおそれがある。
これに対し、通風管入口側部(５ａ)の入口側軸長寸法(５ａｓ)が上記範囲内にある場合には、上記問題が起こり難く、エアフローセンサ(２)の検出精度が高いと共に、取付管入口側吸気ホース(３)の曲げの自由度も高い。
基準内直径寸法(５ｄｓ)は、吸気検出用通風管(５)の内直径寸法(５ｄ)が一定になる吸気検出用通風管(５)の軸長方向中間位置での内直径寸法(５ｄ)とすればよい。この実施形態では、吸気検出用通風管(５)の軸長方向中間位置にある最小の内直径寸法(５ｄ)を基準内直径寸法(５ｄｓ)としている。
図２に示すように、この吸気装置では、吸気検出用通風管(５)の中心軸線(５ｃ)の方向を軸長方向、吸気検出用通風管(５)の軸長方向中間位置での内直径寸法(５ｄ)を基準内直径寸法(５ｄｓ)とし、エアフローセンサ(２)の検出部(２ａ)の軸長方向中央位置(２ｂ)からの通風管出口側部(５ｂ)の出口側軸長寸法(５ｂｓ)が、基準内直径寸法(５ｄｓ)の０．５倍～２倍に設定されている。
図２に示す通風管出口側部(５ｂ)の出口側軸長寸法(５ｂｓ)が、基準内直径寸法(５ｄｓ)の０．５倍未満である場合、通風管出口側部(５ｂ)の吸気下流側で生じる後流の影響により、エアフローセンサ(２)の検出精度が低くなるおそれがある。他方、これが２倍を超えると、取付管出口側部(１ｂ)から通風管出口側部(５ｂ)が大きく突出し、取付管出口側吸気ホース(４)の曲げの自由度が低下するおそれがある。
これに対し、通風管出口側部(５ｂ)の出口側軸長寸法(５ｂｓ)が上記範囲内にある場合には、上記問題が起こり難く、エアフローセンサ(２)の検出精度が高いと共に、取付管出口側吸気ホース(４)の曲げの自由度も高い。
図３に示すように、吸気装置は、内周にブローバイガス導入口(８ａ)が開口されたブローバイガス導入管(８)と、ブローバイガス導入管(８)に内嵌された通気管(９)と、ブローバイガス導入管(８)と通気管(９)の間に保持されたブローバイガス通過隙間(１０)と、通気管(９)の吸気上流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側端部を閉塞する閉塞部(１０ａ)と、通気管(９)の吸気下流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気下流側端部に開口されたブローバイガス放出口(１０ｂ)を備えている。
上記構成によれば、図３に示すように、ブローバイガス(１１)は、ブローバイガス導入口(８ａ)からブローバイガス通過隙間(１０)に流入し、通気管(９)を通過する低温の吸気(６)の衝突を受けることなく、ブローバイガス放出口(１０ｂ)から放出されるため、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
ブローバイガス導入管(８)と通気管(９)は、いずれも硬質の合成樹脂パイプである。ブローバイガス(１１)は、シリンダヘッドカバー(１７)からブローバイガス導入チューブ(８ｅ)を介してブローバイガス導入口(８ａ)に導入される。ブローバイガス導入チューブ(８ｅ)は可撓性の合成樹脂製チューブである。
図３に示すように、通気管(９)とブローバイガス導入管(８)の間にＯリング(１２)が挟まれ、このＯリング(１２)で前記閉塞部(１０ａ)が構成されている。
上記構成によれば、図３に示す通気管(９)が振動しても、Ｏリング(１２)の弾性変形で、ブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側端部の閉塞が維持されるため、吸気(６)がブローバイガス通過隙間(１０)に進入し難く、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
図１または図３に示すように、ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)と、導入管入口側吸気ホース(１３)を導入管入口側部(８ｂ)に締め付ける導入管入口側締付具(１３ａ)を備えている。
図３に示すように、通気管入口側部(９ａ)の外周にリブ(９ｃ)が突設されている。
図３に示すリブ(９ｃ)により、通気管入口側部(９ａ)の強度が高まり、導入管入口側部(８ｂ)に導入管入口側締付具(１３ａ)の締付力がかかっても、通気管入口側部(９ａ)が歪み難く、ブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側の閉塞が維持されるため、吸気(６)がブローバイガス通過隙間(１０)に進入せず、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
導入管入口側吸気ホース(１３)は可撓性の合成樹脂製ホースである。導入管入口側締付具(１３ａ)は、金属製締付バンドである。導入管入口側吸気ホース(１３)は、取付管出口側吸気ホース(４)で兼用されている。
図３に示すように、この吸気装置は、ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)を備え、通気管入口側部(９ａ)は、ブローバイガス導入管(８)の吸気上流側に向けて拡開し、その入口側端部(９ｂ)は、導入管入口側部(８ｂ)を吸気上流側から覆うベルマウス形状とされている。
図３に示すように、導入管入口側吸気ホース(１３)の内直径寸法(１３ｂ)に比べ、通気管(９)の内直径寸法(９ｄ)は小さく、これらの内直径寸法差による段差が生じるが、ベルマウス形状の通気管入口側部(９ａ)により、吸気(６)は、導入管入口側吸気ホース(１３)から通気管(９)に滑らかに導入されるため、吸気(６)が閉塞部(１０ａ)を越えてブローバイガス通過隙間(１０)に進入し難くいため、ブローバイガス(１１)中の水分の氷結によるブローバイガス経路の閉塞が起こり難い。
図３に示すように、通気管入口側部(９ａ)の入口側端部(９ｂ)は、ブローバイガス導入管(８)の吸気上流側端面(８ｃ)に沿っている。
このため、図３に示すように、通気管入口側部(９ａ)が導入管入口側部(８ｂ)から大きく突出せず、導入管入口側吸気ホース(１３)の曲げの自由度が高い。
図３に示すように、吸気装置は、ブローバイガス導入管(８)の導入管出口側部(８ｄ)に外嵌された導入管出口側吸気ホース(１４)を備え、通気管出口側部(９ｅ)の出口側端部(９ｆ)は導入管出口側部(８ｄ)内に配置されている。
このため、図３に示すように、通気管出口側部(９ｅ)が導入管出口側部(８ｄ)から突出せず、導入管出口側吸気ホース(１４)の曲げの自由度が高い。
図３に示す導入管出口側吸気ホース(１４)は、導入管出口側締付具(１４ａ)で導入管出口側部(８ｄ)に締め付けられている。導入管出口側吸気ホース(１４)は可撓性の合成樹脂製ホースで、導入管出口側締付具(１４ａ)は金属製締付バンドである。
図３に示すように、通気管出口側部(９ｅ)の外周には周方向に沿う円環状のリブ(９ｇ)がブローバイガス通過隙間(１０)に向けて突出されている。このため、リブ(９ｇ)とブローバイガス導入管(８)の間に形成される絞り隙間により、ブローバイガス放出口(１０ｂ)に向かうブローバイガス(１１)の一部がリブ(９ｇ)に沿ってブローバイガス通過隙間(１０)の周方向を迂回し、円環状のブローバイガス放出口(１０ｂ)の広い範囲からブローバイガス(１１)が放出される。
(８)…ブローバイガス導入管、(８ａ)…ブローバイガス導入口、(８ｂ)…導入管入口側部、(８ｃ)…吸気上流側端面、(８ｄ)…導入管出口側部、(９)…通気管、(９ａ)…通気管入口側部、(９ｂ)…入口側端部、(９ｃ)…リブ、(９ｄ)…内直径寸法、(９ｅ)…通気管出口側部、(９ｆ)…出口側端部、(１０)…ブローバイガス通過隙間、(１０ａ)…閉塞部、(１０ｂ)…ブローバイガス放出口、(１２)…Ｏリング、(１３)…導入管入口側吸気ホース、(１３ａ)…導入管入口側締付具、(１３ｂ)…内直径寸法、(１４)…導入管出口側吸気ホース。

Claims (6)

  1. 内周にブローバイガス導入口(８ａ)が開口されたブローバイガス導入管(８)と、ブローバイガス導入管(８)に内嵌された通気管(９)と、ブローバイガス導入管(８)と通気管(９)の間に保持されたブローバイガス通過隙間(１０)と、通気管(９)の吸気上流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側端部を閉塞する閉塞部(１０ａ)と、通気管(９)の吸気下流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気下流側端部に開口されたブローバイガス放出口(１０ｂ)を備え、
    ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)と、導入管入口側吸気ホース(１３)を導入管入口側部(８ｂ)に締め付ける導入管入口側締付具(１３ａ)を備え、
    通気管入口側部(９ａ)の外周にリブ(９ｃ)が突設されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  2. 請求項１に記載されたエンジンの吸気装置において、
    ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)を備え、通気管入口側部(９ａ)は、ブローバイガス導入管(８)の吸気上流側に向けて拡開し、その入口側端部(９ｂ)は、導入管入口側部(８ｂ)を吸気上流側から覆うベルマウス形状とされている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  3. 内周にブローバイガス導入口(８ａ)が開口されたブローバイガス導入管(８)と、ブローバイガス導入管(８)に内嵌された通気管(９)と、ブローバイガス導入管(８)と通気管(９)の間に保持されたブローバイガス通過隙間(１０)と、通気管(９)の吸気上流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気上流側端部を閉塞する閉塞部(１０ａ)と、通気管(９)の吸気下流側に臨むブローバイガス通過隙間(１０)の吸気下流側端部に開口されたブローバイガス放出口(１０ｂ)を備え、
    ブローバイガス導入管(８)の導入管入口側部(８ｂ)に外嵌された導入管入口側吸気ホース(１３)を備え、通気管入口側部(９ａ)は、ブローバイガス導入管(８)の吸気上流側に向けて拡開し、その入口側端部(９ｂ)は、導入管入口側部(８ｂ)を吸気上流側から覆うベルマウス形状とされている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  4. 請求項２または請求項３に記載されたエンジンの吸気装置において、
    通気管入口側部(９ａ)の入口側端部(９ｂ)は、ブローバイガス導入管(８)の吸気上流側端面(８ｃ)に沿っている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載されたエンジンの吸気装置において、
    通気管(９)とブローバイガス導入管(８)の間にＯリング(１２)が挟まれ、このＯリング(１２)で前記閉塞部(１０ａ)が構成されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載されたエンジンの吸気装置において、
    ブローバイガス導入管(８)の導入管出口側部(８ｄ)に外嵌された導入管出口側吸気ホース(１４)を備え、通気管出口側部(９ｅ)の出口側端部(９ｆ)は導入管出口側部(８ｄ)内に配置されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
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