(57)【要約】【課題】二次空気供給装置の作動による二次空気吸入開口部での異音を防止する。【解決手段】エアクリーナ２で濾過された燃焼用空気と燃料の混合気がＶ型エンジン１の燃焼室１２内で点火され燃焼し、排気通路１４に排出される排気ガスに、Ｖ型エンジン１のＶバンク１１ｃ内に配置された電動エアポンプ３１によって、排気通路１４に二次空気を供給する二次空気供給装置３において、電動エアポンプ３１の吸入開口部３２ａにメッシュ材部４を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に、吸入開口部から吸入した二次空気を供給する二次空気供給装置において、前記吸入開口部に整流手段を設けたことを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項２】
前記吸入開口部から吸入される二次空気は、内燃機関燃焼用空気の吸気通路とは異なる吸入開口部から吸入されることを特徴とする、請求項１記載の二次空気供給装置。
【請求項３】
前記内燃機関はＶ型エンジンであって、前記吸入開口部がＶバンク内に設けられたことを特徴とする、請求項２記載の二次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス浄化のために、内燃機関（以下、「エンジン」と称する）の排気通路に排気ガスの酸化を促進するための二次空気を供給する二次空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。図８に、この特許文献１に記載されている二次空気供給装置の概要を示す。
【０００３】
同図８に示されるように、この装置は、エンジン１と、エンジン１に送られる燃焼用空気に含まれる塵や埃を除去するために不織布や濾紙等で構成された濾過部材（以下、「エアクリーナ」と称する）２と、二次空気供給装置３とにより構成されている。
【０００４】
エンジン１は、燃焼室１２、吸気通路１３、排気通路１４、触媒１５とにより構成される。また、二次空気供給装置３は、二次空気供給手段である電動エアポンプ３１と、導入通路３２と、吸気通路１３から導入通路３２へ二次空気を導入する吸入開口部３２ａと、供給通路３３と、弁体３４と、によって構成される。
【０００５】
このような構成により、エンジン１はエアクリーナ２により濾過された燃焼用空気と、図示しない燃料系から噴射された燃料が混合された混合気を吸気通路１３から燃焼室１２に吸入する。そして、この混合気は、燃焼室１２で点火されて燃焼し、排気ガスとなって排気通路１４から排出される。
【０００６】
一方、例えば内燃機関が冷間始動等され、排気系の途中に配設される触媒がまだ活性化されていない期間には、二次空気供給装置３が作動する。図示しない制御装置の制御信号により、電動エアポンプ３１が駆動され、また、弁体３４が開弁される。電動エアポンプ３１の駆動により吸気通路１３に設けられた吸入開口部３２ａから導入通路３２に、エアクリーナ２により濾過された燃焼用空気の一部が二次空気として吸入される。吸入された二次空気は供給通路３３及び供給通路３３上に設けられた弁体３４を通過し、触媒１５上流の排気通路１４に供給される。そして、排気通路１４に二次空気が供給されることにより、排気通路１４及び触媒１５において、排気ガス中の未燃炭化水素（以下、「ＨＣ」と記載する）及び一酸化炭素（以下、「ＣＯ」と記載する）の酸化が促進される。このように、排気ガス中のＨＣやＣＯを酸化させることにより、それらＨＣやＣＯの残存量が減少し、触媒が活性化していない期間におけるＨＣやＣＯの外部への放出が抑制され、排気エミッションが改善される。また、未燃ガスの燃焼により触媒が速やかに昇温され、内燃機関の冷間始動後であっても、同触媒が早期に活性状態となる。
【特許文献１】特開平４―２１９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、二次空気供給装置の作動時、二次空気は吸入開口部へ吸入されるため、吸入開口部で空気流の乱れが発生し、空気流乱れに起因する異音が発生することが本願発明者らの実験により判明した。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は二次空気供給装置の吸入開口部で吸入される空気流の乱れにより発生する異音を防止する、エンジンの二次空気供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路に、吸入開口部から吸入した二次空気を供給する二次空気供給装置において、前記吸入開口部に整流手段を設けたことを特徴とする。
なお、ここで吸入開口部とは、二次空気が吸入される吸入開口部の流路断面積が変化する部位のみならず、この部位近傍で吸入される二次空気の空気流の乱れが生じている部位も含むものとする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二次空気供給装置において、吸入開口部から吸入される二次空気は、内燃機関燃焼用空気の吸気通路とは異なる吸入開口部から吸入されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の二次空気供給装置において、内燃機関はＶ型エンジンであって、前記吸入開口部がＶバンク内に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、吸入開口部に設けられた整流手段によって、二次空気供給装置の作動時、吸入開口部に吸入される二次空気の空気流が整流され、空気流の乱れに起因する異音の発生を防止することができる。
【００１１】
請求項２の構成によれば、二次空気の吸入開口部が設けられた複雑な吸気通路の製造を不要とすることができるとともに、吸気通路と二次空気の導入通路との結合部のシールを不要とすることができる。
【００１２】
請求項３の構成によれば、Ｖバンク内に二次空気供給手段を配置する構成とすることで二次空気供給手段から吸入開口部の導入通路を短くすることができるため、請求項２の効果に加えて、導入通路の長さに起因する吸入抵抗を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、本発明にかかる第１実施形態について、図１から図３を参照にして詳細に説明する。図１から図３において、従来例と同一又は相当部分には図８と同じ符号を付す。
【００１４】
図１はＶ型エンジン１に二次空気供給装置３を搭載した概要図である。
【００１５】
エンジン１は、第１バンク１１ａ及び第２バンク１１ｂのそれぞれに燃焼室１２が割り振られて配列された二つの気筒群を備えるＶ型気筒配列のものである。燃焼室１２に燃焼用空気が供給されるための吸気通路１３は単一吸気管１３ｃと、第一バンク１１ａの各燃焼室に通じる第一吸気管１３ａと、第二バンク１１ｂの各燃焼室に通じる第二吸気管１３ｂとにより構成される。また、排気通路１４は合流排気管１４ｃと、第一バンク１１ａの各燃焼室に通じる第一排気管１４ａと、第二バンク１１ｂの各燃焼室に通じる第二排気管１４ｂとにより構成される。吸気通路１３にはエアクリーナ２が設けられるとともに、排気通路１４上には触媒１５が設けられている。
また、二次空気供給装置３は、Ｖバンク１１ｃ内に設けられた二次空気供給手段である電動エアポンプ３１と、第一、第二、第三、第四供給管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、弁体３５、３６とにより構成される。
図２及び図３は電動エアポンプ３１の正面図及び側面図である。電動エアポンプ３１は略円柱状の本体により構成され、本体軸方向上部に設けられ、略周方向に延びる円筒状の吸入口３１ａと、本体軸方向下部に設けられ、略周方向に延びる円筒状の排出口３１ｂを備える。本実施例では、排気通路１４に供給される二次空気は、吸入口３１ａから直接二次空気を吸入する構成とされる。そのため、吸入口３1ａには導入通路は接続されず、吸入口３１ａの先端の吸入開口部３２ａには整流手段としてのメッシュ部材４が設けられている。メッシュ部材４は、線状材料がクロスした網目状に構成され、網目から二次空気が通過可能に形成される。排出口３１ｂには後述する第一配管３３ａが覆うように接続される。そして、当該電動エアポンプ３１は図示しない取り付けボルトによりＶバンク１１ｃ内に取り付けられる。
第一供給配管３３ａは一端が電動エアポンプ３１の排出口３１ｂに接続され、他端が弁体３５に接続されている。弁体３５は、電気式のバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）であり、電動エアポンプ３１により吸入された二次空気が第一供給配管３３ａから第二供給管３３ｂへ供給されることを許可又は禁止すべく開閉するものである。第二供給管３３ｂは一端が弁体３５に接続され、他端が弁体３６に接続されている。弁体３６は負圧式のエアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）であり、調整弁３７により弁体３６に伝わる負圧が調整され開閉駆動される。弁体３６の開閉駆動により第二供給管３３ｂから第三供給管３３ｃ、第四供給管３３ｄを通して、第一排気管１４ａ、第二排気管１４ｂへの二次空気の供給が許可又は禁止される。第三供給管３３ｃ、第四供給管３３ｄは一端が弁体３６に接続され、他端がそれぞれ第一、第二バンク１１ａ、１１ｂに対応した第一、第二排気管１４ａ、１４ｂであって触媒上流側の排気通路１４に接続されている。なお、弁体３５、３６は第一、第二排気管１４ａ、１４ｂからの排気ガスの逆流を規制する逆止弁としての機能を備えている。このため、逆流した排気ガスによって電動エアポンプ３１が損傷することが防止されるとともに、排気ガスが電動エアポンプ３１の吸入口３１ａから大気中に放出されることが防止される。また、複数の弁体を設けることで、一方の弁体が損壊した場合のフェールセーフが可能となる。
【００１６】
次に前記のように構成された本実施例の作用について説明する。エンジン１においてはエアクリーナ２により濾過された燃焼用空気と、図示しない燃料系から噴射された燃料が混合された混合気が吸気通路１３の第一、第二バンク１１ａ、１１ｂに対応する第一、第二吸気管１３ａ、１３ｂから各燃焼室１２に送り込まれる。そして、この混合気は、燃焼室１２内で図示しない点火装置により点火されて燃焼し、第一、第二バンク１１ａ、１１ｂに対応する第一、第二排気管１４ａ、１４ｂから排気ガスとなって排気通路１４から排出される。
【００１７】
一方、図示しない制御装置の制御信号により電動エアポンプ３１が駆動されると、Ｖバンク１１ｃ内の車両後方に向けた吸入口３１ａより二次空気が吸入される。吸入口３１ａを車両後方に向けることで、車両前方よりエンジンコンパートメント内に流入する異物が吸入口３１ａに直接衝突、吸入されることが防止される。また、図示しない制御装置の開弁制御信号により弁体３５が駆動されことで、弁体３５が開弁される。さらに、図示しない制御装置の開弁制御信号により調整弁３７が駆動されることで、弁体３６が開弁される。電動エアポンプ３１の駆動と、各弁体３５、３６が開弁されることにより電動エアポンプ３１により吸入された二次空気は第一供給管３３ａ、第二供給管３３ｂを通過し、分岐した第三、第四供給管３３ｃ、３３ｄから、第一、第二バンク１１ａ、１１ｂに対応する第一、第二排気管１４ａ、１４ｂに供給される。
【００１８】
ここで、電動エアポンプ３１によりＶバンク１１ｃ内から吸入口３１ａに吸入される空気はメッシュ部材４により整流される。さらにＶバンク内はエンジンコンパートメントに流入した異物が溜まりやすい場所であるが、Ｖバンク１１ｃ内にたまった異物がメッシュ部材４により電動エアポンプ３１に吸入されることが防止される。
【００１９】
排気通路１４の第一、第二排気管１４ａ、１４ｂに供給された二次空気は排気通路１４内及び触媒１５内で排気ガス中のＨＣ、ＣＯと酸化反応して排気ガスを浄化する。
以上説明したように、この第１実施形態にかかる二次空気供給装置によれば、以下に記載するような効果が得られる。
【００２０】
（１）二次空気を吸入する電動エアポンプ３１の吸入口３１ａにメッシュ部材４を設けたので、電動エアポンプ３１作動による二次空気の吸入時、メッシュ部材４の整流効果によってエンジンコンパートメント内から直接吸入口３１ａに導入される空気が整流され、吸入開口部３２ａでの空気流の乱れに起因する異音の発生を防止することができる。
【００２１】
（２）二次空気供給手段である電動エアポンプ３１をＶバンク内に配置し、吸入開口部３２ａをＶバンク内に配置した電動エアポンプ３１の吸入口としたため、二次空気の導入通路を不要とすることができる。このため、二次空気供給手段から吸入開口部の導入通路の長さに起因して生じる吸入抵抗を少なくできるとともに、部品点数の削減によるコストの削減と、エンジンコンパートメント内を省スペース化できる。
【００２２】
（３）電動エアポンプ３１の吸入口３１ａにメッシュ部材４を設けたため、メッシュ部材４の取り付け及び交換を容易に行うことができる。
【００２３】
（４）整流手段をメッシュ部材４とすることで、Ｖバンク１１ｃ内にたまった異物の吸入を防止するとともに、エアクリーナに比べて通気抵抗、及び圧力損失が少ないため十分な吸気流量を確保することができる。そのため、異物の吸入を防止するための二次空気吸入用エアクリーナを、吸気通路のエアクリーナとは別に設ける必要がなくコストの削減ができる。
【００２４】
（５）整流手段をメッシュ部材４とすることで、比較的安価に製造できるためコストの削減ができる。
【００２５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態では図４に示すように図１から図３の第１実施形態におけるメッシュ部材４に代えて、吸入開口部断面径より小径の円で二つの領域に区分した外周領域にのみメッシュ材を構成した中空メッシュ部材４０を整流手段とした二次空気供給装置である。なお、その他の構成は第１実施形態と同一構成である。以上の構成により、電動エアポンプ３１によりＶバンク１１ｃ内から吸入口３１ａに吸入される二次空気は中空メッシュ部材４０により整流される。
【００２６】
以上説明したように、この第２実施形態にかかる二次空気供給装置によれば、以下に記載するような効果が得られる。
【００２７】
（１）前記第１実施形態の（１）から（４）と同様、あるいはそれに準じた効果を得ることができる。
【００２８】
（２）メッシュ材は吸入開口部断面径より小径の円で二つの領域に区分した外周領域にのみ構成されるため、特に空気流の乱れが生じやすい流路断面外周部を好適に整流できるとともに、中央部にはメッシュ材が設けられていないため、この部分の通気抵抗をなくすことができる。
【００２９】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態では図５及び図６に示すように図１から図３の第１実施形態におけるメッシュ部材４に代えて、吸入口３１ａ軸方向に延びる複数の板状部材を平行に組み合わせた整流板部材４１を整流手段とした二次空気供給装置である。なお、その他の構成は第１実施形態と同一構成である。なお、図５は整流板部材４１の正面図、図６は図５で示した整流板部材４１の側面から見たＸ‐Ｘ´断面図である。以上の構成により、電動エアポンプ３１によりＶバンク１１ｃ内から吸入口３１ａに吸入される二次空気は整流板部材４１により整流される。
以上説明したように、この第３実施形態にかかる二次空気供給装置によれば、以下に記載するような効果が得られる。
【００３０】
（１）前記第１実施形態の（１）から（４）と同様、あるいはそれに準じた効果を得ることができる。
【００３１】
（２）整流板部材４１は二次空気が吸入される吸入口３１ａの吸入軸方向に延びる板状部材により構成されるため、吸入される二次空気に対する整流効果が大きく、吸気異音の発生を十分に抑制することができる。
【００３２】
（３）整流板部材４１は吸入口３１ａの軸方向に立設されるため吸入口３１ａ部分の補強部材としての効果を有し、剛性を向上させることができる。
【００３３】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態では図７に示すように図１から図３の第１実施形態における電動エアポンプ３１の吸入口３１ａに、整流手段としてのファンネル部５を設けた二次空気供給装置である。その他の構成は第１実施形態と同一構成である。本第実施形態では電動エアポンプ３１の吸入口３１ａはファンネル部５としてポンプ本体とともに一体成形にて形成されている。そのため、本実施形態では吸入開口部３２ａには第１実施例から第３実施例におけるような別部材は設けられていない。このように吸入口３１ａをファンネル部５とすることで、吸入開口部３２ａに整流手段を設けることができる。以上の構成により、電動エアポンプ３１によりＶバンク１１ｃ内から吸入口３１ａに吸入される二次空気はファンネル部５により整流される。
以上説明したように、この第４実施形態にかかる二次空気供給装置によれば、以下に記載するような効果が得られる。
【００３４】
（１）前記第１実施形態の（１）及び（２）と同様、あるいはそれに準じた効果を得ることができる。
（２）電動エアポンプ３１の吸入口３１ａをファンネル部５として一体成形したため、別部材を設ける必要がない。
【００３５】
（３）二次空気を吸入する通路上に整流手段が設けられていないため、通気抵抗を小さくすることができる。
【００３６】
［その他の実施形態］
・前記第１、第２実施形態において、メッシュ部材は線状材料がクロスした網状のものを挙げたが、吸入される二次空気に作用して異音を低減する効果を生じれば、他の構成のものも含まれ、例えば、蜂の巣状等に配列されているものも含まれる。
・前記第３実施形態において、整流手段は流路断面のほぼ全域にわたって設けられたが、第２実施形態のように流路断面の外周部を占めるようなものであってもよい。
・前記第１、第３実施形態において、整流手段は流路断面のほぼ全域にわたって設けられたが、例えば上下、又は左右方向の一部を占めるようなものであっても良い。
・前記第４実施形態において、吸入開口部に別部材は設けられていないが、前記第１〜第３実施形態のような別部材を別途設けても良い。
・前記各実施形態において、二次空気供給手段は電動エアポンプに限らず、エンジンの回転によって駆動される機械式エアポンプ等であっても良い。また、電動エアポンプは電動モータによって駆動されるタイプのエアポンプであり、ベーンタイプ、渦流式タイプ、タービンタイプ等の各種タイプであってもよい。
・前記各実施形態において、吸入開口部は車両後方に向けたが、それ以外の方向であってもよい。
・前記各実施形態において、二次空気供給装置に設けられる弁体は二つに限られず、単数であっても、二つ以上の複数であっても良い。
・前記各実施形態において、燃焼室で燃焼される混合気は、吸気通路中に燃料が噴射されることにより形成されるものであっても、燃焼室内に燃料が噴射されることにより形成されるものであっても良い。
・前記各実施形態において、内燃機関燃焼用空気の吸気通路とは異なる吸入開口部から二次空気を吸入するものにおいて、Ｖバンク内以外の場所から二次空気を吸入する構成にしてもよい。
・前記各実施形態において、二次空気は電動エアポンプ吸入口から直接空気を吸入したが、従来例と同様にエンジン燃焼用空気の吸気通路等、導入通路より流路断面積の大きい他の通路から二次空気を吸入する構成に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる二次空気供給装置の第１実施形態による全体構造を模式的に示す概要図
【図２】第１実施形態による二次空気供給手段を示す正面図
【図３】第１実施形態による二次空気供給手段を示す側面図
【図４】第２実施形態による整流手段の正面図
【図５】第３実施形態による整流手段の正面図
【図６】第３実施形態による整流手段の断面図
【図７】第４実施形態による二次空気供給手段を示す側面図
【図８】従来の二次空気供給装置についてその全体構造を模式的に示す概要図
【符号の説明】
【００３８】
１      内燃機関（エンジン）
１１ａ  第一バンク
１１ｂ  第二バンク
１１ｃ  Ｖバンク
１２    燃焼室
１３    吸気通路
１３ａ  第一吸気管
１３ｂ  第二吸気管
１３ｃ  単一吸気管
１４    排気通路
１４ａ  第一排気管
１４ｂ  第二排気管
１４ｃ  合流排気管
１５    触媒
２      エアクリーナ
３      二次空気供給装置
３１    電動エアポンプ
３１ａ  吸入口
３１ｂ  排出口
３２    導入通路
３２ａ  吸入開口部
３３    供給通路
３３ａ  第一供給管
３３ｂ  第二供給管
３３ｃ  第三供給管
３３ｄ  第四供給管
３４    弁体
３５    弁体（ＶＳＶ）
３６    弁体（ＡＳＶ）
３７    調整弁
４      メッシュ部材
４０    中空メッシュ部材
４１    整流板部材
５      ファンネル部
【図１】
2006046189.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006046189.tif 000008
【図７】
2006046189.tif 000009
【図８】
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