(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアクリーナケース内に空気流量計と外部に連通するエア導出口とを有する内燃機関の吸気構造であって、
２分割可能なように２つの容器のそれぞれの開口面同士を組み合せて連続した空間を形成して、その内部に空気を流通する通路を有するエアクリーナケースと、
前記２つの容器のうちの一方であって、通路入口と一体に形成された容器部と、
前記２つの容器のうちの他方であって、通路出口と一体に形成されたキャップ部と、
前記エアクリーナケース内に収容され、前記通路を流れる空気中の異物を捕集するエレメントと、
前記エアクリーナケースの前記通路出口に取付けられる空気流量計と、
前記エレメントと前記空気流量計入口との間の前記エアクリーナケースの内部に形成されるエア導出口と、
前記エア導出口と前記空気流量計入口との間に設けられた仕切り部またはパイプ部とを備え、
前記仕切り部またはパイプ部の前記通路内に延びる先端部により形成されて前記エア導出口へ前記通路から空気を分割させる開口部は、前記容器部の開口面乃至底部近傍にて前記キャップ部側から前記容器部の底部側方向に向けて開口していることを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の吸気構造に関するもので、内燃機関の吸気通路に取付けられる空気流量計とエアクリーナの位置、形状並びに構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排ガス規制、環境汚染等を考慮し、排気系の触媒に吸入空気の一部を供給することで生ガスの燃焼効率を向上する技術が知られている。この種の内燃機関の吸気構造においては、エアクリーナから供給されたエアの一部を吸気通路から分岐する配管を通して外部の排気系の触媒へ送気し、生ガスの燃焼効率を向上するようにしている。例えば、図８に示されるような内燃機関の吸入空気側の構造においては、入口管１からエアクリーナケース２内に取り入れた空気を円筒型エレメント３を経由してＬ字状キャップ４を経由して熱式空気流量計５を通して内燃機関の燃焼室に供給する。キャップ４の内壁には二次エア吸出ポート９が開口し、この二次エア吸出ポート９に連通する通路を有する二次エア導出管６がキャップ４に設けられている。そして、ポンプ８によりキャップ４内のエアの一部を二次エア吸出ポート９から二次エア導出管６、ポンプ８を経由して排気系に供給する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の内燃機関の吸気構造においては、図８に示すように、熱式空気流量計５の上流側のキャップ４内の吸入空気の一部が二次エア吸出ポート９から吸い出されるため、この二次エア吸出ポート９の近傍で吸入空気の主流に乱れが発生しやすい。特に内燃機関のアイドル運転時あるいは減速運転時においては二次エアの吸い出し量が増大するためキャップ４を流れる空気の主流に乱れを及ぼしやすいので、このような運転条件下においては熱式空気流量計５での吸入空気量の計測に誤差が発生しやすいという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、空気流量計の上流側の主流に乱れを及ぼしにくい箇所に二次エア吸入ポートを開口することで吸入空気量の測定精度を向上するようにした内燃機関の吸気構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明請求項１による内燃機関の吸気構造は、
２分割可能なように２つの容器のそれぞれの開口面同士を組み合せて連続した空間を形成して、その内部に空気を流通する通路を有するエアクリーナケースと、
前記２つの容器のうちの一方であって、通路入口と一体に形成された容器部と、
前記２つの容器のうちの他方であって、通路出口と一体に形成されたキャップ部と、
前記エアクリーナケース内に収容され、前記通路を流れる空気中の異物を捕集するエレメントと、
前記エアクリーナケースの前記通路出口に取付けられる空気流量計と、
前記エレメントと前記空気流量計入口との間の前記エアクリーナケースの内部に形成されるエア導出口と、
前記エア導出口と前記空気流量計入口との間に設けられた仕切り部またはパイプ部とを備え、
前記通路内に延びる前記仕切り部または前記パイプ部の先端部により形成されて前記エア導出口へ前記通路から空気を分割させる開口部は、前記容器部の開口面乃至底部近傍にて前記キャップ部側から前記容器部の底部側方向に向けて開口していることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明の内燃機関の吸気構造によると、空気流量計入口とエア導出口との間に設けられた仕切り部またはパイプ部とを備え、
通路内に延びるその仕切り部またはパイプ部の先端部により形成されてエア導出口へ通路から空気を分割させる開口部は、容器部の開口面乃至底部近傍にてキャップ部側から容器部の底部側方向に向けて開口している構成としたので、エレメント出口側から空気流量計入口に吸入される空気はエア導出口近傍の空気の乱れの影響を受け難い。このため、空気流量計入口から吸入される空気の主流は乱れを発生し難いため、空気流量計における流量計測の精度を高くすることができる。さらに、エア導出口からエアが吸い出される場合、エアクリーナ内の主流への影響は少なく、空気流量計の入口における空気の流速分布の変化を小さくすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の第１実施例を図１に示す。
図１において、エアクリーナ１０の出口部に熱式空気流量計５が取り付けられている。エアクリーナ１０は、入口管１と、有底円筒状の容器１２と、この容器１２の上部に形成されるキャップ１３とからなる。入口管１は、容器１２に対しその外周部に開口穴１４を通して容器１２の内部に連通している。
【０００８】
容器１２の内部に収容される円筒状のエレメント１５は、容器底部に接合される平板１６の係止部１６ａにより容器１２の略中央部に係止されている。容器１２の上部に蓋をする平板２３は、スプリング２４により容器１２の上端に弾性保持されている。平板２３の中央開口部１９に接続されるキャップ１３は、入口１７が容器１２の内部に連通しており、出口１８が熱式空気流量計５に接続されている。キャップ１３はＬ字状に曲折されており、そのＬ字部に二次エア導出管６が接続されている。
【０００９】
そして二次エア導出管６に二次エア導出パイプ２０が接続されている。この二次エア導出パイプ２０は、容器１２の内部にエレメント１５の筒内側の軸方向に沿って延びている。この二次エア導出パイプ２０の下端に形成されるエア導出口２０ａは、エレメント１５の円筒中心部から偏心した位置で容器１２の底部に狭いクリアランスδをもつ位置に開口している。エア導出口２０ａと平板１６の間には狭い空間部５１が形成される。これは、空間部５１から二次エア導出パイプ２０のエア導出口２０ａへ空気に一部が吸い出されることが、エレメント１５からキャップ１３に流れる空気の主流に乱れを及ぼさないようにするためである。二次エア導出パイプ２０は、溶接によってキャップ１３に固定組み付けされている。
【００１０】
次に本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１より吸入された空気は、容器１２に入りエレメント１５を径方向内側に通過し、キャップ１３に形成される吸気通路２１を通して熱式空気流量計５に流入する。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１５で除去され、ダスト、ごみ等が除去された空気が吸気通路２１を経由して熱式空気流量計５に導入される。熱式空気流量計５を通過した空気は内燃機関の燃焼室に供給される。
【００１１】
内燃機関の排気系に設けられる触媒に二次エアを供給する二次エアシステムが作動する時、エアクリーナ１０の内部から二次エア導出パイプ２０のエア導出口２０ａから空気の一部を吸入し、この二次エア導出パイプ２０を通して二次エア導出管６を経由してポンプ８に吸い込まれ、このポンプ８から吐出される二次エアが排気系触媒に導入される。
【００１２】
本実施例では、二次エア吸入系統において、二次エア導出パイプ２０を使用し、熱式空気流量計５の入口から離れたエレメント１５の底部近傍に二次エア導出パイプ２０のエア導出口２０ａが開口しているため、二次エア導出パイプ２０の先端部のエア導出口２０ａから空気を吸い出す場合、エアクリーナ１０内の主流への影響は少なく、熱式空気流量計１１の入口における空気の流速分布の変化を小さくすることができる。従って、二次エアシステム作動時においても空気の主流に乱れがほとんど生じないので、熱式空気流量計５が発生する出力特性への影響を小さくすることが可能となる。
【００１３】
次に、実験データを示す。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式空気流量計が測定した流量の誤差を計測する実験である。二次エアシステム作動有と作動無での誤差結果を図２に示す。本実験条件は、単位時間当たりの二次エアポンプ吸入量を６リットル／秒の供給の条件下で行った。図２に示すグラフから判るように、流量誤差０は二次エアシステム作動無時を基準とするもので、この基準線に対し従来例と本実施例では流量誤差が大きく異なることが判明した。
【００１４】
次に本発明の第２実施例を図３に示す。
図３に示す第２実施例は、エアクリーナに円筒型エレメントを使用したものに本発明を適用した例を示す。二次エア導出管６の二次エア吸出ポート９の近傍にキャップ１３の内壁からこの近傍と熱式空気流量計５へ通じる吸気通路２１とを仕切る仕切り板３０を設けている。仕切り板３０とキャップ１３の内壁との間には狭い空間部５２が形成される。仕切り板３０は、キャップ１３の上部内壁から湾曲してキャップ１３のエルボー部の湾曲する内壁に沿って下方の容器１２の入口側まで垂れ下がっている。この仕切り板３０の下端３０ａにおいてキャップ１３の内部が二次エア吸出側通路２７と熱式空気流量計５に通じるキャップ出口１８への通路２１とに分割されている。仕切り板３０の付根部３０ｂは、二次エア導出管６と熱式空気流量計５の間に主流の乱れを発生させないようにキャップ１３の内壁に溶接固定されている。
【００１５】
この第２実施例によると、二次エアの流路とエアクリーナ主流の流路とが別流路に仕切られるため、前記第１実施例と同様に二次エアシステムの作動による熱式空気流量計５の入口での流速分布の変化を小さくすることができる。このため主流の乱れを発生しないので、熱式空気流量計５の出力誤差が低減できる。
第２実施例による流量誤差について実験した結果を図４に示す。
【００１６】
実験条件は、前述した実験条件と同様であり、図８に示す従来例と図３に示す第２実施例とを比較した結果である。図４に示す結果から明らかなように、従来例に比べ第２実施例においては、二次エアシステム作動有時と作動無時における流量誤差が小さいことが判る。次に参考例を図５に示す。
【００１７】
図５に示す参考例は、エアクリーナに平面型エレメントを使用した例である。エアクリーナ３１は、平面型エレメント３２を備え、このエレメント３２の上流側にエアクリーナ吸入口３３が形成され、この吸入口３３から流路を狭くする絞り部分３４を経由してエレメント入口面３２ｂに連通している。エレメント出口面３２ａの一部分は、エアクリーナ内壁と対面して狭い絞り部（空間部）３５を形成する。エレメント出口面３２ａの他の部分は、主通路３６より出口３７に連通する。出口３７には熱式空気流量計５が取り付けられている。
【００１８】
そして出口面エレメント３２ａの下流側には、エアクリーナケース４０の内壁３９とエレメント出口面３２ａとの間の隙間が絞られる絞り部３５を形成し、この絞り部３５の熱式空気流量計５の入口から離れる側位置に二次エア導出管６が開口されている。
この第３実施例では、二次空気エアシステムは、エアクリーナ３１の内部に二次エア導出パイプ無しで、エアクリーナケース４０の内壁３９とエレメント出口３２ａとの間に絞り部３５を形成し、この絞り部３５から離れた位置に出口３７が形成される。
【００１９】
この参考例によると、二次エア導出管６から吸い出される空気は、エレメント入口面３２ｂからエレメント３２を通ってエレメント出口面３２ａより絞り部３５を経由して導出されるものであるから、エレメント出口面３２ａから主通路３６を経由して出口３７に流れる主流に前述の吸い出される空気が与える影響が少なく、前記第１実施例と同様に出口３７から熱式空気流量計５に流入する空気の流速分布の変化を小さくする。従って、二次エア吸入システムが作動した場合にも、主通路３６を流れる空気の主流に乱れが生じにくいので、熱式空気流量計５で計測する流量の出力に大きな変化を及ぼさないので測定誤差を最小限に抑える。
【００２０】
次にこの参考例と従来例とを比較した実験データを図６に示す。図６に示す実験データは、図９に示す従来例と図５に示す参考例を対比した例である。図９に示す従来例はエアクリーナ３１の絞り部３５より離れた出口３７に近いエアクリーナ内壁に二次エア吸出口５０を形成した例である。この従来例によると、二次エア吸出口５０から吸出される二次エアの影響により通路３６から出口３７を経由して熱式流量計５に導入される空気の主流に乱れが発生するものと考えられる。この従来例の実験結果が図６に示され、また図５に示す参考例の実験結果が図６に示される。図６から明らかなように、本参考例による二次エアシステムの作動時の流量誤差は極めて小さい。これに対し従来例の流量計測誤差はかなり大きいことが判る。
【００２１】
本発明の第３実施例を図７に示す。図７に示す第３実施例は、平面型エレメント３２を使用するエアクリーナに本発明を適用したもので、エレメント出口面３２ａケース４０の内壁に仕切り板４１を一体成形した例である。この仕切り板４１によって分割される一方の狭い通路（空間部）４２は二次エア吸入口５０に連通し、他方の通路４３は熱式空気流量計５に連通する。仕切り板４１により通路４２と４３が分割されるため、通路４２から二次エアが吸い出される時、熱式空気流量計５に流入する空気流に乱れを及ぼしにくい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の内燃機関の吸気構造によると、エアクリーナ内に空気流量計と外部へのエア導出口とを設けた吸気構造において、空気流量計入口とエア導出口との間に設けられた仕切り部またはパイプ部とを備え、通路内に延びるその仕切り部またはパイプ部の先端部により形成されてエア導出口へ通路から空気を分割させる開口部は、容器部の開口面乃至底部近傍にてキャップ部側から容器部の底部側方向に向けて開口している構成としたことにより、空気流量計に導かれる空気の主流に乱れを及ぼしにくいので、二次エアシステム作動時の吸入空気量の計測を正確に行えるという効果がある。
【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構造を示す断面図である。
【図２】  第１実施例と従来例との実験データ図である。
【図３】  本発明の第２実施例の内燃機関の吸気構造を示す断面図である。
【図４】  第２実施例と従来例との実験データ図である。
【図５】  参考例の内燃機関の吸気構造を示す断面図である。
【図６】  参考例と他の従来例との実験データ図である。
【図７】  本発明の第３実施例の内燃機関の吸気構造を示す断面図である。
【図８】  従来例を示す断面図である。
【図９】  他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
５    熱式空気流量計
６    二次エア導出管
９    二次エア吸出ポート
１０    エアクリーナ
１２    容器（エアクリーナケース）
１３    キャップ（エアクリーナケース）
１５    エレメント
２０    二次エア導出パイプ
２０ａ  下端
２１    通路
５１    空間部
６０    空間部
【図１】
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【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】
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【図７】
0003830173.tif 000008
【図８】
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【図９】
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