JPH10205415A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPH10205415A
JPH10205415A JP9010102A JP1010297A JPH10205415A JP H10205415 A JPH10205415 A JP H10205415A JP 9010102 A JP9010102 A JP 9010102A JP 1010297 A JP1010297 A JP 1010297A JP H10205415 A JPH10205415 A JP H10205415A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアフロメータの出力変動を抑えることがで
きる吸気装置を提供する。 【解決手段】 流出口２６は、容器１１の内底面２５の
中心部から偏心した位置に開口し、大径筒部１７を介し
て小径筒部１４の内部に連通している。第１の段差１５
は、内底面２５と大径筒部１７の側部内面２７ａとの間
に形成され、第２の段差１６は、大径筒部１７の底部２
８と小径筒部１４の端部内面２９ａとの間に形成され
る。第１の段差１５と第２の段差１６との間には、空間
部３３が形成される。内底面２５に沿って流れ、流出口
２６に流れ込む空気の流れは、２つの段差１５および１
６とその間の空間部３３で緩和され、大径筒部１７と小
径筒部１４とからなる出口管に滑らかに流出する。した
がって、空気の剥離流れや流体のぶつかりによる流れの
乱れを抑制することができるため、小径筒部１４に設け
られた熱線式流量計１８の出力変動を抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
「内燃機関」をエンジンという）の吸気装置に関し、特
にエアクリーナの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの吸気系空気流量を測定
する方式として、熱式エアフロメータ、例えば熱線式流
量計を用いるものが主流となっている。この熱線式流量
計は、直接吸入空気の質量が検出できるという利点があ
り、また、流路径に比して小さい発熱低抗体からの熱伝
達量の変化により流路断面の一部の流速を測定して全体
の流量を測定する。したがって、エアクリーナからの空
気の流れの乱れの影響を受け易い。例えば図８および図
９に示すように、入口管４３からエアクリーナケース４
１の内部に取り入れた空気が、平面型エレメント４２を
経由してエアクリーナケース４１の出口内壁面４５に沿
って流れ、内壁面４５の中心部から偏心した位置に開口
した出口管４４に流れ込んで熱線式流量計４８により空
気流量を計測するエアクリーナ４０の構造が知られてい
る。このようなエアクリーナ構造によると、空気の流れ
の乱れは、剥離流れや流体のぶつかり等により増大す
る。
【０００３】このようにエアクリーナからの空気の流れ
の乱れが大きいと、図３に示す従来例のように、流量計
の出力変動が増大し、エンジン制御上悪影響を与える。
このため、特開昭５７−１０３０１６号公報に開示され
る吸気装置では、エアフロメータの上流に整流格子を設
け、エアフロメータにより検出される出力変動を抑えて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５７一１０３０１６号公報に開示されている吸気装置で
は、空気の流路内に整流格子を設けているので、吸気抵
抗が増大し、エンジンの出力が低下する等の問題が発生
している。特に、出力変動の抑制効果を高めるために
は、流路抵抗の大きい整流格子を設ける必要があった。
また整流格子は、部品点数の増加を招くという問題があ
った。
【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、簡単な構成で熱式エアフロメータの
出力変動を抑える吸気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
吸気装置によると、エアクリーナケースの出口内壁面の
流出口に第１の段差を設け、第１の段差の出口側の内壁
面に第２の段差を設けたので、出口内壁面に沿って流れ
る空気の流れの乱れは２つの段差とその間の空間で緩和
され、出口管に滑らかに流出する。したがって、空気の
剥離流れや流体のぶつかり等による流れの乱れを抑制す
ることができるので、第１、第２の段差より下流の取付
け部に取付けられるエアフロメータの出力変動を抑える
ことができる。
【０００７】本発明の請求項２記載の吸気装置による
と、２つの段差は、少なくとも出口内壁面の中心部方向
側の流出口とその出口側の内壁面に設けられるので、エ
アクリーナケース内から出口管へ向けて空気の流れが大
きく曲げられる部位において確実に流れの乱れを抑制す
ることができる。本発明の請求項３記載の吸気装置によ
ると、第１の段差は出口内壁面と大径筒部の内面との間
に設けられ、第２の段差は大径筒部の内面と小径筒部の
内面との間に設けられるので、簡単な構造で空気の流れ
の乱れを低減させることができる。
【０００８】本発明の請求項４記載の吸気装置による
と、出口管にエアフロメータが設けられるので、出口部
からエンジンに流れ込む空気の流量計測を精度よく安定
に行うことができる。本発明の請求項５記載の吸気装置
によると、出口内壁面に、前記流出口から放射状にリブ
が設けられるので、流体のぶつかりによる流れの乱れを
さらに抑制することができる。したがって、エアフロメ
ータの出力変動をさらに抑えることができる。
【０００９】本発明の請求項６記載の吸気装置による
と、出口管に整流部材が設けられているので、空気の剥
離流れや流体のぶつかりによる流れの乱れをさらに抑制
することができる。したがって、エアフロメータの出力
変動をさらに抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）本発明の吸気装置をエアクリーナの構造
に適用した第１実施例を図１および図２に示す。
【００１１】エアクリーナケースとしての樹脂製の容器
１１は、下側のケース２０とキャップ２１とを有し、さ
らに空気出口側に一体的に接続された出口管１４にエア
フロメータとしての熱線式流量計１８が取り付けられて
いる。吸気装置としてのエアクリーナ１０は、入口管１
３と、容器１１と、容器１１の内部に取付けられた平面
型エレメント１２と、出口管としての大径筒部１７およ
び小径筒部１４とからなる。入口管１３は、図示しない
吸気ダクトに接続されており、容器１１に対しその外周
部に開口穴２２を通して後述のダストサイド２３に連通
している。キャップ２１は、図示しないスプリングフッ
クによりケース２０の上側開放端を覆って弾性保持さ
れ、容器１１を形成している。平面型エレメント１２
は、容器１１内のケース２０とキャップ２１との合わせ
面に形成された取付け部に保持され、容器１１内を空気
が流入する入口としてのダストサイド２３と空気が流出
する出口としてのクリーンサイド２４とに区分けしてい
る。なお、ダストサイド２３は入口管１３に連通し、ク
リーンサイド２４は大径筒部１７に連通している。
【００１２】クリーンサイド２４の出口内壁面としての
内底面２５の中心部から偏心した位置に流出口２６が開
口しており、流出口２６は、流出口２６の空気出口側に
位置する大径筒部１７を介して小径筒部１４に連通して
いる。大径筒部１７は側部２７が流出口２６に一体的に
接続されており、大径筒部１７の内径は、小径筒部１４
の外径よりも大きく、流出口２６の開口径と同等に形成
されている。
【００１３】小径筒部１４は、端部２９が大径筒部１７
と同軸に設けられ、大径筒部１７の底部２８に一体的に
接続されている。小径筒部１４の内径は、底部２８に開
口した開口径と同等に形成されている。また、小径筒部
１４の外側面１４ａに熱線式流量計１８の取付け部が形
成されており、この取付け部に熱線式流量計１８が取り
付けられ、小径筒部１４の内部にセンサ部１９が設けら
れている。したがって、熱線式流量計１８は、出口管と
しての小径筒部１４内の空気の流れに基づいて流量を計
測する。小径筒部１４は、図示しない吸気マニホールド
を経てエンジンの燃焼室に連通している。
【００１４】内底面２５と大径筒部１７の側部内面２７
ａとの間には、大径筒部１７の全周に沿って空気の流れ
方向に対する断面積が小さくなるように第１の段差１５
が形成されている。底部２８と小径筒部１４の端部内面
２９ａとの間には、小径筒部１４の全周に沿って空気の
流れ方向に対する断面積が小さくなるように第２の段差
１６が形成されている。また、第１の段差１５と第２の
段差１６との間には、側部内面２７ａと底部２８とで大
径筒部１７の全周に空間部３３が形成されている。
【００１５】次に第１実施例の作動について説明する。
エアクリーナ１０の入口管１３より吸入された空気は、
容器１１のダストサイド２３に入り、エアクリーナ１０
内に吸入された空気中のダスト、ごみ等はエレメント１
２で除去され、ダスト、ごみ等が除去された空気がクリ
ーンサイド２４に流入する。このとき、流出口２６に向
かって内底面２５に沿って空気が流れることによる剥離
流れと、流出口２６付近における流体のぶつかりとによ
り空気の流れの乱れが増大する。
【００１６】しかしながら第１実施例においては、空気
の流れの乱れは、第１の段差１５と第２の段差１６と空
間部３３とで抑制される。乱れが抑制された空気は、小
径筒部１４に滑らかに流出する。小径筒部１４の内部に
流入した空気は、熱線式流量計１８のセンサ部１９を通
過し、エンジンの燃焼室に供給される。したがって、空
気の流通抵抗を増大させる部材を用いることなく熱線式
流量計１８の設置部における乱流を抑制できるので、エ
ンジンの出力を低下させることなく正確な吸入空気量の
検出が可能となる。
【００１７】次に、実験データを図３に示す。本実験
は、この第１実施例と図８に示す従来例について熱線式
流量計１８が計測した出力の変動幅を測定する実験であ
る。図３に示すグラフから判るように、第１実施例は、
従来例に比べ空気の流量の全範囲内において出力の変動
幅が低下することが判明した。したがって第１実施例で
は、空気の剥離流れや流体のぶつかりによる流れの乱れ
を抑制することができるため、熱線式流量計１８の出力
変動を抑えることができる。
【００１８】第１実施例においては、内底面２５と大径
筒部１７の側部内面２７ａとの間に第１の段差１５を形
成し、底部２８と小径筒部１４の端部内面２９ａとの間
に第２の段差１６を形成するという簡単な吸気装置の構
造で、空気の流通抵抗を低減させることができるので、
エンジンの出力を向上させるこができる。また、空気の
剥離流れと流体のぶつかりによる空気の流れの乱れを抑
制することができるので、熱式エアフロメータの出力変
動を抑えることができる。
【００１９】特に、この実施例のように偏平なエアクリ
ーナケースの中心部から偏心した位置に、そのエアクリ
ーナケースの偏平面から垂直に出口管を延出させ、その
出口管内にエアフロメータを配置する構成においては、
かかる構成ゆえに生じる流れの乱れがエアフロメータの
変動の主たる要因となるが、上記実施例のような２段の
段差を設けることで、簡単な構成でエアフロメータの出
力変動を抑制することができる。
【００２０】第１実施例においては、大径筒部１７およ
び小径筒部１４の全周に順次小さくなるように２つの段
差１５および１６を形成したが、本発明では、内底面の
中心部方向側のみに２つの段差を形成してもよい。ま
た、本発明では、段差のつなぎは曲面であってもよい
し、面取りがされていてもよい。また、ケース２０およ
びキャップ２１は樹脂製であるとしたが、本発明では、
金属製あるいは金属と樹脂との複合体からなっていても
よい。
【００２１】（第２実施例）次に本発明の第２実施例を
図４および図５に示す。図４および図５に示す第２実施
例において、エアクリーナ１０のケース２０の内底面２
５に内底面２５の中心部から偏心して開口した流出口２
６からクリーンサイド２４の内側面２４ａまで放射状に
複数の樹脂製のリブ３１を設けた。複数のリブ３１は、
流出口２６からクリーンサイド２４の内側面２４ａまで
の長さに応じて異なる軸長Ｌを有している。一端３１ａ
は、Ｌ字状に曲折されており、大径筒部１７の内部に挿
入される。側端部３１ｂは、大径筒部１７の側部内面２
７ａに接しており、側部内面２７ａの軸方向寸法と略同
寸法である。また、先端部３１ｃは、底部２８に接して
おり、底部２８の径方向寸法と略同寸法である。また、
他端３１ｄの側端部３１ｅは内底面２５に接しており、
先端部３１ｆは内側面２４ａ接している。リブ３１は、
内底面２５に一体に成形されている。このリブ３１は、
容器１１内から流出口２６に向かう整流部材を構成して
おり、特に、一端３１ａは出口管内における整流部材を
構成しており、全体として容器１１内から出口管内にま
で連続した整流部材を構成している。その他の第１実施
例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００２２】この第２実施例によると、入口管１３より
吸入された空気は、エレメント１２で空気中のダスト、
ごみ等が除去された後、ケース２０の内底面２５に沿っ
て流出口２６へ向かって流れる。このとき空気は、リブ
３１により内底面２５に沿って流れるときのぶつかり
や、大径筒部１７の内部の周方向に流れるときのぶつか
りが防止されることにより流体の乱れが緩和される。ま
た、２つの段差１５および１６とその間の空間部３３と
により空気の剥離流れや流体のぶつかりによる乱れが抑
制され、小径筒部１４に滑らかに流出する。小径筒部１
４の内部に流入した空気は、熱線式流量計１８のセンサ
部１９を通過し、エンジンの燃焼室に供給される。
【００２３】第２実施例による出力の変動幅について実
験した結果を図３に示す。図３に示す結果から明らかな
ように、第２実施例においては、第１実施例に比べ出力
の変動幅が低下することが判った。これは、空気の流量
の少ない範囲内において特に顕著である。したがって第
２実施例では、空気の剥離流れや流体のぶつかりによる
流れの乱れをさらに抑制することができるため、熱線式
流量計１８の出力変動をさらに抑えることができる。
【００２４】第２実施例においては、リブ３１は樹脂製
でＬ字状に曲折されているとしたが、本発明では、リブ
は流体のぶつかりを防止できる材料および形状であれば
どのようなものであってもよい。 （第３実施例）次に本発明の第３実施例を図６および図
７に示す。
【００２５】図６および図７に示す第３実施例は、第１
の段差１５と第２の段差１６との間の大径筒部１７の内
部に樹脂製のハニカム状整流部材３２を設けた。この整
流部材３２の厚さは大径筒部１７の全長より短い。整流
部材３２は、側端部３２ａが大径筒部１７の側部内面２
７ａに熱圧着等により接合されている。その他の第１実
施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００２６】この第３実施例によると、エアクリーナ１
０の入口管１３より吸入された空気は、エレメント１２
で空気中のダスト、ごみ等が除去された後、ケース２０
の内底面２５に沿って流出口２６へ向かって流れる。こ
のとき、第１の段差１５と、整流部材３２と、第２の段
差１６と、２つの段差１５および１６の間の空間部３３
とにより空気の剥離流れや流体のぶつかりによる乱れが
緩和され、小径筒部１４に滑らかに流出する。小径筒部
１４の内部に流入した空気は、熱線式流量計１８のセン
サ部１９を通過し、エンジンの燃焼室に供給される。
【００２７】第３実施例による出力の変動幅について実
験した結果を図３に示す。図３に示す結果から明らかな
ように、第３実施例においては、第１実施例に比べ出力
の変動幅が低下することが判った。これは、特に空気の
流量の少ない範囲内において顕著である。したがって第
３実施例では、空気の剥離流れや流体のぶつかりによる
流れの乱れをさらに抑制することができるため、熱線式
流量計１８の出力変動をさらに抑えることができる。
【００２８】第３実施例においては、整流部材３２は樹
脂製でハニカム状であるとしたが、本発明では、整流部
材は格子状あるいは金網等整流効果のあるものであれば
何であってもよい。また、整流部材３２は、第１の段差
１５と第２の段差１６との間に設置されたが、本発明で
は、整流部材は整流効果のある位置であればエアクリー
ナ内のどこに設置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の内燃機関の吸気装置を示
す斜視図である。
【図２】図１のＡ方向矢視断面図である。
【図３】第１〜第３実施例および従来例の実験データ図
である。
【図４】本発明の第２実施例の内燃機関の吸気装置を示
す斜視図である。
【図５】第２実施例のリブを示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施例の内燃機関の吸気装置を示
す斜視図である。
【図７】第３実施例の整流部材を示す斜視図である。
【図８】従来例を示す斜視図である。
【図９】図８のＢ方向矢視断面図である。
【符号の説明】
１０ エアクリーナ（吸気装置） １１ 容器（エアクリーナケース） １２ エレメント １３ 入口管 １４ 小径筒部（出口管） １５ 第１の段差 １６ 第２の段差 １７ 大径筒部（出口管） １８ 熱線式流量計（エアフロメータ） ２０ ケース ２１ キャップ ２３ ダストサイド ２４ クリーンサイド ２５ 内底面（出口内壁面） ２６ 流出口 ２７ 側部 ２９ 端部 ３１ リブ ３２ 整流部材 ３３ 空間部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気が流入する入口と、空気中の異物を
    捕集するエレメントの取付け部と、空気が流出する出口
    とを有するエアクリーナケースと、 前記出口に接続され、前記出口から内燃機関に流れ込む
    空気流量を測定するエアフロメータの取付け部を有する
    出口管とを備え、 前記エアクリーナケースの出口内壁面の流出口に第１の
    段差を設け、前記第１の段差の出口側の内壁面に第２の
    段差を設け、両段差より下流に前記エアフロメータ取付
    け部を位置させたことを特徴とする内燃機関の吸気装
    置。
  2. 【請求項２】 前記流出口は、前記出口内壁面の中心部
    から偏心した位置に開口しており、前記第１および第２
    の段差は、少なくとも前記出口内壁面の中心部方向側に
    設けられたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
    吸気装置。
  3. 【請求項３】 前記出口管は、同軸に設けられた大径筒
    部と小径筒部とからなり、前記第１の段差は、前記出口
    内壁面と前記大径筒部の内面との間に設けられ、前記第
    ２の段差は、前記大径筒部の内面と前記小径筒部の内面
    との間に設けられたことを特徴とする請求項１または２
    記載の内燃機関の吸気装置。
  4. 【請求項４】 前記出口管に設けられたエアフロメータ
    を備えることを特徴とする請求項１、２または３記載の
    内燃機関の吸気装置。
  5. 【請求項５】 前記出口内壁面には、前記流出口から放
    射状にリブが設けられたことを特徴とする請求項１〜４
    のいずれか一項記載の内燃機関の吸気装置。
  6. 【請求項６】 前記出口管には、整流部材が設けられた
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の内
    燃機関の吸気装置。
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