JP2009215988A - エアクリーナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エアフローメータの出力特性のずれを低減する。
【解決手段】入口16Cから流入した吸気を変向しつつエレメント16Bで濾過し、吸気流量Qを計測するエアフローメータ28が取り付けられた出口16Dから流出させるエアクリーナ装置16において、出口16Dの周囲であって吸気の変向方向の内方に位置する部分の内壁に、エレメント16Bに向かって延びるリブ16Hを突出形成する。このようにすれば、エレメント16Bに目詰まりが発生したとき、リブ16Hにより吸気が整流されて直線的に出口16Dから流出するようになる。このため、出口16D近傍において、空気剥離による乱流発生が抑制されると共に、吸気がエアフローメータ28を通過する直前の直線距離Lが長くなって乱流が減衰され、エアフローメータ28の出力特性のずれを低減することができる。
【選択図】図2
【解決手段】入口16Cから流入した吸気を変向しつつエレメント16Bで濾過し、吸気流量Qを計測するエアフローメータ28が取り付けられた出口16Dから流出させるエアクリーナ装置16において、出口16Dの周囲であって吸気の変向方向の内方に位置する部分の内壁に、エレメント16Bに向かって延びるリブ16Hを突出形成する。このようにすれば、エレメント16Bに目詰まりが発生したとき、リブ16Hにより吸気が整流されて直線的に出口16Dから流出するようになる。このため、出口16D近傍において、空気剥離による乱流発生が抑制されると共に、吸気がエアフローメータ28を通過する直前の直線距離Lが長くなって乱流が減衰され、エアフローメータ28の出力特性のずれを低減することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、吸気からほこりを取り除くエアクリーナ装置に関する。
自動車のエンジンルームには、エンジン及びその補機類に加え、冷却系部品,吸排気系部品などの各種機器が設置されるため、大容量でありながらコンパクトなエアクリーナ装置を使用する必要がある。そこで、エンジンルームの隙間、例えば、前方の左右隅部に設置可能なエアクリーナ装置として、特開2007−291982号公報(特許文献1)に記載されるように、入口から流入した吸気を変向しつつエレメントで濾過し、吸気流量を計測するエアフローメータが取り付けられた出口から流出させるものが提案されている。
特開2007−291982号公報
従来提案のエアクリーナ装置では、入口から流入した吸気を変向しつつエレメントで濾過するため、吸気に含まれるほこりは遠心力を受けて、変向方向の外方に位置するエレメントを通過するという特性がある。このため、エレメントのうち、吸気変向方向の外方に位置する一端部から他端部に向かって目詰まりが徐々に進行してしまう。このとき、目詰まりが発生していない部分のエレメントで吸気が濾過されるが、エアクリーナ装置内部で吸気流れが偏って出口近傍で大きく変向するため、空気剥離が起こって乱流が発生してしまう。出口近傍で乱流が発生すると、そこに取り付けられたエアフローメータの出力特性がずれ、その出力信号を用いたエンジン制御に影響が及び、例えば、エミッションを低下させてしまう。従って、従来では、エアフローメータの上流に整流効果を発揮するメッシュを設置して出力特性のずれを低減させていたが、部品コスト上昇及び吸気通路面積減少による出力低下を来たしてしまうおそれがあった。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、エアクリーナ装置内部に整流板として機能するリブを突出形成することで、部品コスト上昇及び出力低下を来たさずに、エアフローメータの出力特性のずれを低減したエアクリーナ装置を提供することを目的とする。
このため、本発明では、入口から流入した吸気を変向しつつエレメントで濾過し、吸気流量を計測するエアフローメータが取り付けられた出口から流出させるエアクリーナ装置において、出口の周囲であって吸気の変向方向の内方に位置する部分の内壁に、リブを突出形成する。ここで、「吸気の変向方向の外方」及び「吸気の変向方向の内方」とは、吸気流れの流線を考えたとき、その凸側及び凹側に向かう方向のことをいう。
本発明に係るエアクリーナ装置によれば、エレメントのうち吸気の変向方向外方に位置する部分に目詰まりが発生しても、リブによって吸気が整流され、直線的に出口から流出するようになる。このため、出口近傍で吸気が大きく変向することがなく、空気剥離による乱流発生を抑制することができる。また、吸気がエアフローメータを通過する直前の直線距離が長くなり、出口近傍で発生した乱流を減衰させることができる。そして、これらの相乗作用により、エレメントの目詰まり状態の如何にかかわらず、エアフローメータの出力特性のずれを低減することができる。
一方、エレメントに目詰まりが発生していないときには、入口から流入した吸気は、吸気の変向方向外方に位置する内壁に沿って流れる「主流」と、吸気の変向方向内方に位置する内壁に沿って流れる「副流」と、に分流して出口から流出する。このとき、副流は、吸気の出口近傍でリブによって整流され、主流の流れ方向に近づく。このため、主流に対して副流が合流するときの相対角度が小さくなることから、主流に対する副流の干渉が抑制され、通気抵抗を低減することができる。そして、通気抵抗の低減がなされることから、エンジン高負荷・高回転時における出力向上を図ることができる。
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図1は、本発明が適用されるガソリンエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す。
エンジン10の吸気マニホールド12に接続される吸気ダクト14には、吸気上流から下流に向けて、吸気からほこりを取り除く合成樹脂製のエアクリーナ装置16と、吸気流路の断面積を増減するスロットルバルブ18Aが内蔵されたスロットルチャンバ18と、がこの順番で配設される。一方、エンジン10の排気マニホールド20に接続される排気ダクト22には、排気上流から下流に向けて、理論空燃比下で排気中のCO,HC及びNOxを還元浄化する三元触媒24と、排気音を低減させるマフラー26と、がこの順番で配設される。
図1は、本発明が適用されるガソリンエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す。
エンジン10の吸気マニホールド12に接続される吸気ダクト14には、吸気上流から下流に向けて、吸気からほこりを取り除く合成樹脂製のエアクリーナ装置16と、吸気流路の断面積を増減するスロットルバルブ18Aが内蔵されたスロットルチャンバ18と、がこの順番で配設される。一方、エンジン10の排気マニホールド20に接続される排気ダクト22には、排気上流から下流に向けて、理論空燃比下で排気中のCO,HC及びNOxを還元浄化する三元触媒24と、排気音を低減させるマフラー26と、がこの順番で配設される。
エンジン10の制御系として、吸気流量Qを測定するエアフローメータ28がエアクリーナ装置16に取り付けられると共に、排気中のO2濃度を測定するO2センサ30が排気マニホールド20直下の排気ダクト22に取り付けられる。そして、エアフローメータ28及びO2センサ30からの測定信号に加え、エンジン回転速度Neを測定する回転速度センサ32からの測定信号が、コンピュータを内蔵したコントロールユニット34へと入力される。コントロールユニット34では、そのROM(Read Only Memory)などに記憶された制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、吸気マニホールド12に取り付けられた燃料噴射弁36が電子制御される。
エアクリーナ装置16は、図2に示すように、二分割可能なエアクリーナケース16Aと、吸気を濾過してほこりを取り除くエレメント16Bと、を含んで構成される。エアクリーナケース16Aには、エレメント16Bにより区画されるダストサイド及びクリーンサイドに吸気の入口16C及び出口16Dが夫々開設される。エアクリーナケース16Aの入口16Cには、エアクリーナケース16Aに吸気を導入するための導入管として機能する筒状部材16Eが固着される一方、その出口16Dには、クリーンサイド側吸気通路として機能する筒状部材16Fが固着される。ここで、エアクリーナ装置16は、エンジンルーム前方の左右隅部に設置可能とすべく三角形状の横断面をなし、筒状部材16Eを経て入口16Cから流入した吸気を変向しつつエレメント16Bで濾過し、さらに吸気変向方向から更に同方向に変向させつつ出口16Dを経て筒状部材16Fから流出するように構成される。また、エレメント16Bは、長年の使用により目詰まりが発生するので、ダストサイドのエアクリーナケース16Aに着脱可能に嵌合固定され、クリーンサイドのエアクリーナケース16Aを取り外すことで容易に点検及び交換可能になっている。また、吸気の出口16Dに固着される筒状部材16Fには、吸気流量Qを計測するエアフローメータ28を取り付けるための取付部16Gが形成される。
吸気の出口16Dの周囲であって吸気の変向方向内方に位置する部分の内壁、換言すると、エアクリーナケース16Aと筒状部材16Fとの接続部であって、エアクリーナケース16Aの出口16Dの吸気変向方向の内方に位置する部分の内壁には、図3に示すように、リブ16Hが突出形成される。リブ16Hの突出方向としては、エレメント16Bに向かう方向、より望ましくは、吸気の変向方向の外方に位置する内壁と平行に延びる方向とする。また、リブ16Hの幅Wとしては、吸気の出口16Dの直径φDより大きいことが望ましい。なお、リブ16Hの形状としては、図に示す直線状のものに限らず、多少の曲率を持った円弧状のものとしてもよい。
かかるエアクリーナ装置16によれば、エレメント16Bのうち、吸気の変向方向外方に位置する部分に目詰まりが発生したとき、リブ16Hが突出形成されていなければ、吸気が破線で示すような経路で流れ、出口16Dの近傍で空気剥離が起こって乱流が発生してしまう。しかし、リブ16Hが突出形成されていることで、吸気が整流されて実線で示すような経路で流れるようになることから、出口16Dの近傍で大きく変向することがなく、空気剥離による乱流発生を抑制することができる。また、吸気がエアフローメータ28を通過する直前の直線距離Lが長くなり、発生した乱流を減衰させることができる。そして、これらの相乗作用により、エレメント16Bの目詰まり状態の如何にかかわらず、エアフローメータ28の出力特性のずれを低減することができる。ここで、エアフローメータ28の出力特性のずれを所望範囲に収めるべく、実験やシミュレーションなどを通して、リブ16Hの寸法及び形状を適宜決定するとよい。
一方、エレメント16Bに目詰まりが発生していないときには、図4に示すように、入口16Cから流入した吸気は、吸気の変向方向外方に位置する内壁に沿って流れる「主流」と、吸気の変向方向内方に位置する内壁に沿って流れる「副流」と、に分流して出口16Dから流出する。このとき、リブ16Hが突出形成されていなければ、主流に対して破線で示す副流が合流して干渉することから、通気抵抗が増大してしまう。しかし、リブ16Hが突出形成されていることで、これが副流を整流する整流板として機能し、実線で示すように、副流が主流の流れ方向に近づく。この副流は、破線で示す副流に比べて、主流に対して副流が合流するときの相対角度が小さくなることから、主流に対する副流の干渉が抑制され、通気抵抗を低減することができる。そして、通気抵抗の低減がなされることから、エンジン高負荷・高回転時における出力向上を図ることができる。
また、リブ16Hの幅Wを出口16Dの直径φDより大きくすることで、出口16Dから筒状部材16Fへと流出する主流に対する副流の干渉抑制の実効が図られ、通気抵抗のさらなる低減をすることができる。
さらに、リブ16Hは、例えば、エアクリーナケース16Aを射出成形により製造するときに一体成形可能であるため、部品コストの増加を抑制することができる。また、筒状部材16Fの通路面積が変化しないため、エンジン出力の低下を来たすこともない。
16 エアクリーナ装置
16B エレメント
16C 入口
16D 出口
16G 取付部
16H リブ
28 エアフローメータ
16B エレメント
16C 入口
16D 出口
16G 取付部
16H リブ
28 エアフローメータ
Claims (5)
- 入口から流入した吸気を変向しつつエレメントで濾過し、吸気流量を計測するエアフローメータが取り付けられた出口から流出させるエアクリーナ装置において、
前記出口の周囲であって吸気の変向方向の内方に位置する部分の内壁に、リブを突出形成したことを特徴とするエアクリーナ装置。 - 前記リブの幅は、前記出口の直径より大きいことを特徴とする請求項1記載のエアクリーナ装置。
- 前記リブは、前記エレメントに向かって突出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエアクリーナ装置。
- 前記リブは、吸気の変向方向の外方に位置する内壁と平行に延びることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のエアクリーナ装置。
- エアクリーナケースに吸気を供給するための導入管を備え、前記エアクリーナケースは前記導入管から流入した吸気を変向しつつエレメントで濾過し、さらに前記変向方向から更に同方向に変向させたクリーンサイド側吸気通路に吸気を供給し、前記クリーンサイド側吸気通路のエアクリーナケース出口近傍に吸気流量を計測するエアフローメータが取り付けられたエアクリーナ装置において、
前記エアクリーナケースと前記クリーンサイド側吸気通路との接続部であって、エアクリーナケースの出口周囲の吸気変向方向の内方に位置する部分の内壁に、リブを突出形成したことを特徴とするエアクリーナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008060795A JP2009215988A (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | エアクリーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008060795A JP2009215988A (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | エアクリーナ装置 |
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JP2009215988A true JP2009215988A (ja) | 2009-09-24 |
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Family Applications (1)
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JP2008060795A Pending JP2009215988A (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | エアクリーナ装置 |
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JP (1) | JP2009215988A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014040779A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Denso Corp | 吸気装置 |
JP2015090126A (ja) * | 2013-11-07 | 2015-05-11 | 株式会社デンソー | エアクリーナ |
-
2008
- 2008-03-11 JP JP2008060795A patent/JP2009215988A/ja active Pending
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