JP2018091313A - Air cleaner of internal combustion engine and intake system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のエアクリーナ及び内燃機関の吸気システムに関する。 The present invention relates to an air cleaner for an internal combustion engine and an intake system for the internal combustion engine.
内燃機関のエアクリーナは、インレットを有するケースと、アウトレットを有するキャップと、ケースの開口とキャップの開口との間に設けられる濾過部を有するフィルタエレメントとを備えている。フィルタエレメントは、濾材シートを襞折りして形成された濾過部と、濾過部の周縁に設けられたシール部とを有している。内燃機関の運転に伴って吸入された空気がフィルタエレメントの濾過部を通過する際に、空気に含まれているダストが捕捉されることにより空気が濾過される。 An air cleaner for an internal combustion engine includes a case having an inlet, a cap having an outlet, and a filter element having a filtering portion provided between the opening of the case and the opening of the cap. The filter element has a filtration part formed by folding a filter material sheet, and a seal part provided at the periphery of the filtration part. When the air taken in with the operation of the internal combustion engine passes through the filter part of the filter element, the air is filtered by capturing the dust contained in the air.
また従来、フィルタエレメントの寿命を延ばす目的から、濾過部を自動清掃する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載のエアクリーナには、内燃機関の吸気管負圧を利用してケースの内部に設けられた清掃部材を往復動させる清掃装置が設けられている。
Conventionally, in order to extend the life of the filter element, a technique for automatically cleaning the filtration unit has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
The air cleaner described in Patent Document 1 is provided with a cleaning device that reciprocates a cleaning member provided inside the case using intake pipe negative pressure of the internal combustion engine.
すなわち、エアクリーナのケースの外部には、エアシリンダが設けられており、エアシリンダの内部には、清掃部材に連結されたピストンと、ピストンを一方向に向けて付勢するコイルばねとが設けられている。エアシリンダには、エア通路を介して内燃機関のサージタンクが連通されている。エア通路には、エアシリンダの内部を大気圧導入状態と負圧導入状態とに切り替える三方弁が設けられている。 In other words, an air cylinder is provided outside the case of the air cleaner, and a piston connected to the cleaning member and a coil spring that urges the piston in one direction are provided inside the air cylinder. ing. A surge tank of an internal combustion engine communicates with the air cylinder through an air passage. The air passage is provided with a three-way valve that switches the inside of the air cylinder between an atmospheric pressure introduction state and a negative pressure introduction state.
こうした清掃装置においては、三方弁を切り替えることにより、エアシリンダの内部が大気圧導入状態にされると、コイルばねの付勢力により清掃部材が上記一方向に向けて移動される。一方、三方弁を切り替えることにより、エアシリンダの内部が負圧導入状態にされると、吸気管負圧により清掃部材がコイルばねの付勢力に抗して上記一方向とは反対方向に向けて移動される。 In such a cleaning device, when the inside of the air cylinder is brought into an atmospheric pressure introduction state by switching the three-way valve, the cleaning member is moved in the one direction by the biasing force of the coil spring. On the other hand, when the inside of the air cylinder is brought into a negative pressure introduction state by switching the three-way valve, the cleaning member is directed in a direction opposite to the one direction against the biasing force of the coil spring by the negative pressure of the intake pipe. Moved.
ところで、特許文献1に記載の技術は、サージタンクの吸気管負圧を利用するものであり、サージタンクとエアシリンダとを連通するエア通路を必須の構成として備えるものである。そのため、フィルタエレメントの自動清掃を行うための構成が複雑になるという問題がある。 By the way, the technique described in Patent Document 1 uses the intake pipe negative pressure of the surge tank, and includes an air passage that communicates the surge tank and the air cylinder as an essential component. Therefore, there exists a problem that the structure for performing the automatic cleaning of a filter element becomes complicated.
本発明の目的は、フィルタエレメントの自動清掃を簡単な構成により行うことのできる内燃機関のエアクリーナ及び内燃機関の吸気システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air cleaner for an internal combustion engine and an intake system for the internal combustion engine that can automatically clean a filter element with a simple configuration.
上記目的を達成するための内燃機関のエアクリーナは、過給機を構成する圧縮機とスロットルバルブとが上流側から順に設けられた吸気通路と、前記吸気通路における前記圧縮機と前記スロットルバルブとの間の部位と前記圧縮機の上流側とを連通するとともにエアバイパスバルブが設けられたエアバイパス通路とを備える内燃機関に適用され、前記吸気通路における前記圧縮機の上流側に設けられるものであり、インレットを有するケースと、アウトレットを有するキャップと、前記ケースの開口と前記キャップの開口との間に設けられる濾過部を有するフィルタエレメントとを備え、前記キャップには、前記エアバイパス通路が接続される接続口と、前記接続口を通じて戻されるエアの圧力により駆動されて前記濾過部に堆積しているダストを振るい落とす機構とが設けられている。 An air cleaner for an internal combustion engine for achieving the above object includes an intake passage in which a compressor and a throttle valve constituting a supercharger are sequentially provided from the upstream side, and the compressor and the throttle valve in the intake passage. It is applied to an internal combustion engine having an air bypass passage provided with an air bypass valve while communicating with a portion in between and an upstream side of the compressor, and is provided on the upstream side of the compressor in the intake passage. A case having an inlet, a cap having an outlet, and a filter element having a filtration portion provided between the opening of the case and the opening of the cap, the air bypass passage being connected to the cap. Connected to the filter and a filter that is driven by the pressure of the air returned through the connection and accumulates in the filter. And a mechanism to shake off the door is provided.
また、上記目的を達成するための内燃機関の吸気システムは、内燃機関の燃焼室に対して吸気を導入する吸気通路を備え、前記吸気通路には、上流側から順に、前記エアクリーナ、過給機を構成する圧縮機、及びスロットルバルブが設けられており、前記吸気通路における前記圧縮機と前記スロットルバルブとの間の部位と、前記エアクリーナの前記キャップに設けられた前記接続口とは、エアバイパス通路を介して接続されており、前記エアバイパス通路には、エアバイパスバルブが設けられている。 Further, an intake system for an internal combustion engine for achieving the above object includes an intake passage for introducing intake air into a combustion chamber of the internal combustion engine, and the intake passage includes the air cleaner and the supercharger in order from the upstream side. And a throttle valve is provided, and a portion of the intake passage between the compressor and the throttle valve and the connection port provided in the cap of the air cleaner are air bypass. An air bypass valve is provided in the air bypass passage.
過給機付きの内燃機関においては、圧縮機の下流側に位置するスロットルバルブが閉じられることに伴い吸気通路における圧縮機とスロットルバルブとの間の圧力が急激に増大すると、圧縮機などに過大な負荷がかかるおそれがある。そのため、こうした圧力の増大を回避するために、エアバイパスバルブを開いて上記圧力を逃がすようにしている。 In an internal combustion engine with a supercharger, if the pressure between the compressor and the throttle valve in the intake passage suddenly increases as the throttle valve located on the downstream side of the compressor is closed, the compressor or the like becomes excessive. May cause excessive load. Therefore, in order to avoid such an increase in pressure, the air bypass valve is opened to release the pressure.
上記構成によれば、例えば内燃機関の運転が停止される際、スロットルバルブが閉じられるとともにエアバイパスバルブが開かれることで、エアバイパス通路及び接続口を通じて戻されるエアの圧力によって機構が駆動される。これにより、フィルタエレメントの濾過部に堆積しているダストが振るい落とされる。 According to the above configuration, for example, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the throttle valve is closed and the air bypass valve is opened, so that the mechanism is driven by the air pressure returned through the air bypass passage and the connection port. . Thereby, the dust accumulated on the filter part of the filter element is shaken off.
本発明によれば、フィルタエレメントの自動清掃を簡単な構成により行うことができる。 According to the present invention, the filter element can be automatically cleaned with a simple configuration.
以下、図1及び図2を参照して、一実施形態について説明する。
図1に示すように、車載内燃機関の吸気システムは、燃焼室に対して吸気を導入する吸気通路60を備えている。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the in-vehicle internal combustion engine intake system includes an
吸気通路60には、上流側から順に、エアクリーナ10、過給機61を構成する圧縮機62、及びスロットルバルブ63が設けられている。
吸気通路60における圧縮機62とスロットルバルブ63との間の部位と、圧縮機62の上流側とを連通するエアバイパス通路70が設けられている。エアバイパス通路70には、エアバイパスバルブ71が設けられている。
In the
An
スロットルバルブ63及びエアバイパスバルブ71は、それぞれ図示しないアクチュエータにより開閉駆動される。また、スロットルバルブ63及びエアバイパスバルブ71の開度制御は、図示しない電子制御装置により行われる。
The
次に、エアクリーナ10について説明する。
エアクリーナ10は、上部の開口21及び筒状のインレット25を有するケース20と、下部の開口31及び筒状のアウトレット35を有するキャップ30と、ケース20の開口21とキャップ30の開口31との間に設けられる濾過部51を有するフィルタエレメント50とを備えている。
Next, the
The
<ケース20>
ケース20は、開口21を取り囲む周壁22と底壁23とを有しており、硬質樹脂材料により形成されている。上記インレット25は、周壁22の外面から突設されている。開口21の周縁には、フランジ24が全周にわたって形成されている。
<
The
底壁23の中央部には、複数の排出孔26が形成されている。また、底壁23の中央部の外面には、上記複数の排出孔26を下側から覆うとともにダストを外部に排出する排塵弁27が取り付けられている。
A plurality of
排塵弁27は、ゴム材料により形成された周知の構成であり、機関運転に伴いケース20の内部、すなわち排塵弁27の内部が負圧になると先端開口部28の対向面同士が密着することで閉じられる一方、車両振動が作用すると先端開口部28の対向面同士が一時的に開かれることでダストを外部に排出するように構成されている。
The
<キャップ30>
キャップ30は、開口31を取り囲む周壁32と頂壁33とを有しており、硬質樹脂材料により形成されている。上記アウトレット35は、周壁32の外面から突設されている。開口31の周縁には、フランジ34が全周にわたって形成されている。なお、アウトレット35には、吸気流量を検出する図示しないエアフローメータが取り付けられる。
<
The
<フィルタエレメント50>
フィルタエレメント50は、不織布や濾紙などの濾材シートを襞折りして形成された濾過部51と、独立気泡の発泡ウレタンにより形成されるとともに濾過部51の周縁に設けられた環状のシール部52とを有している。
<
The
ケース20のフランジ24とキャップ30のフランジ34とによってシール部52が挟持されることにより、キャップ30とシール部52との間がシールされている。
<ブロワ機構40>
エアクリーナ10のキャップ30には、エアバイパス通路70を通じて戻されるエアの圧力によりブロワファン47を回転駆動させることで濾過部51に向けて送風し、その風圧により濾過部51に堆積しているダストを振るい落とすブロワ機構40が設けられている。
The
<
The
すなわち、キャップ30の頂壁33の中央部には、上方に向けて突出するとともにキャップ30の内部に開口する開口部43を有する収容部41が形成されている。
収容部41の外面には、筒状をなす接続口42が突設されている。この接続口42には、上記エアバイパス通路70の一端が接続されている。
That is, an
A
収容部41の内部には、その内部空間を、接続口42に連通する上部空間と、開口部43に連通する下部空間とに仕切る仕切壁44が設けられている。仕切壁44には、軸受孔45が貫通して形成されている。
A
上部空間及び下部空間には、タービンホイール46及びブロワファン47がそれぞれ収容されている。本実施形態では、ブロワファン47全体が収容部41の下部空間の内部に収容されている。
A
タービンホイール46には、軸受孔45に挿通された連結軸48の上端が連結されている。ブロワファン47には、上記連結軸48の下端が連結されている。連結軸48は、軸受孔45により回転可能に支持されている。
The
本実施形態では、ブロワファン47及び開口部43が、濾過部51の中央部に対向して配置されている。また、排塵弁27がブロワファン47の直下に設けられている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
In the present embodiment, the
Next, the operation of this embodiment will be described.
過給機61付きの内燃機関においては、圧縮機62の下流側に位置するスロットルバルブ63が閉じられることに伴い吸気通路60における圧縮機62とスロットルバルブ63との間の圧力が急激に増大すると、圧縮機62などに過大な負荷がかかるおそれがある。そのため、こうした圧力の増大を回避するために、エアバイパスバルブ71を開いて上記圧力を逃がすようにしている。
In an internal combustion engine with a
本実施形態によれば、図2に示すように、内燃機関の運転が停止される際、スロットルバルブ63が閉じられるとともにエアバイパスバルブ71が開かれることで、エアバイパス通路70及び接続口42を通じて戻されるエアの圧力によってタービンホイール46が回転駆動されるとともにブロワファン47が回転駆動される。
According to this embodiment, as shown in FIG. 2, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the
このとき、同図に二点鎖線の矢印にて示すように、ブロワファン47の送風による圧力によって、フィルタエレメント50の濾過部51に堆積しているダストが振るい落とされる。そして、振るい落とされたダストは、ケース20の排出孔26を通じて排塵弁27の内部に集められ、車両振動などにより排塵弁27が開かれたときに外部に排出される。
At this time, as shown by a two-dot chain line arrow in the drawing, the dust accumulated on the
以上説明した本実施形態に係る内燃機関のエアクリーナ及び内燃機関の吸気システムによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)エアクリーナ10のキャップ30には、エアバイパス通路70が接続される接続口42と、接続口42を通じて戻されるエアの圧力により駆動されて濾過部51に堆積しているダストを振るい落とすブロワ機構40とが設けられている。
According to the air cleaner for an internal combustion engine and the intake system for the internal combustion engine according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The
こうした構成によれば、上記作用を奏することから、フィルタエレメント50の自動清掃を簡単な構成により行うことができる。
(2)ブロワ機構40は、接続口42を通じて戻されるエアの圧力により回転駆動されて濾過部51に向けて送風するブロワファン47を備える。
According to such a structure, since the said effect | action is show | played, automatic cleaning of the
(2) The
こうした構成によれば、フィルタエレメント50の濾過部51に堆積しているダストがブロワファン47の送風による圧力によって振るい落とされる。このため、濾過部51を傷つけることなくフィルタエレメント50の自動清掃を行うことができる。
According to such a configuration, the dust accumulated in the
(3)キャップ30の頂壁33には、外側に向けて突出した収容部41が設けられている。ブロワファン47全体が、収容部41の内部に収容されている。このため、ブロワファン47により通気抵抗が増大することを適切に回避できる。また、ブロワファン47によりエアの流れが乱されることが適切に抑制されるため、エアフローメータの検出特性に悪影響を及ぼすことを適切に回避できる。
(3) The
(4)ブロワファン47は、濾過部51の中央部に対向して配置されている。
こうした構成によれば、ブロワファン47による風圧を濾過部51の中央部に対して作用させることができる。このため、濾過部51に堆積しているダストを効果的に振るい落とすことができる。
(4) The
According to such a configuration, the wind pressure generated by the
(5)ケース20には、ダストを外部に排出する排塵弁27が設けられている。
フィルタエレメント50の濾過部51から振るい落とされたダストはケース20の底壁23の内面などに堆積することとなるが、これらのダストはインレット25を通じて導入されるエアによって飛散して濾過部51に再び堆積するおそれがある。
(5) The
The dust shaken off from the
この点、上記構成によれば、濾過部51から振るい落とされたダストが排塵弁27を通じて外部に排出されるため、底壁23に堆積したダストの再飛散及び濾過部51への再堆積を抑制することができる。したがって、フィルタエレメント50の自動清掃を効果的に行うことができる。
In this regard, according to the above configuration, the dust shaken off from the
(6)排塵弁27が底壁23の中央部に設けられている。すなわち、排塵弁27がブロワファン47の直下に設けられていることから、濾過部51から振るい落とされたダストの多くが排塵弁27に集まりやすくなる。したがって、底壁23に堆積したダストの再飛散及び濾過部51への再堆積を効果的に抑制することができる。
(6) A
(7)内燃機関の吸気システムは、燃焼室に対して吸気を導入する吸気通路60を備えている。吸気通路60には、上流側から順に、エアクリーナ10、過給機61を構成する圧縮機62、及びスロットルバルブ63が設けられている。吸気通路60における圧縮機62とスロットルバルブ63との間の部位と、エアクリーナ10のキャップ30に設けられた接続口42とは、エアバイパス通路70を介して接続されている。エアバイパス通路70には、吸気通路60における圧縮機62とスロットルバルブ63との間の圧力を逃がすエアバイパスバルブ71が設けられている。
(7) The intake system of the internal combustion engine includes an
こうした構成によれば、上記効果(1)と同様な効果を奏することができる。
<変形例>
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
According to such a configuration, the same effect as the effect (1) can be obtained.
<Modification>
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
・排塵弁27の位置を、ケース20の底壁23の隅部などの他の位置に変更することもできる。
・排塵弁27を省略することもできる。
The position of the
The
・ブロワファン47を濾過部51の周縁部など中央部以外の部位に対向して配置することもできる。
・例えばブロワファン47の一部が開口部43よりも下方に突出するものであってもよい。また、ブロワファン47の全体が開口部43よりも下方に突出するものであってもよい。
The
For example, a part of the
・濾過部51に堆積しているダストを振るい落とす機構は、ブロワファン47を回転駆動させるブロワ機構40に限定されない。エアバイパス通路70及び接続口42を通じて戻されるエアの圧力により加振部材を駆動することにより、キャップ30の内部においてフィルタエレメント50の濾過部51を直接加振させるものであってもよい。この場合、濾過部51の表面に形状保持のためのプロテクタが設けられているフィルタエレメント50の場合には、同プロテクタを直接加振させるようにすれば、濾過部51の摩耗を抑制することができる。
The mechanism that shakes off the dust accumulated on the
10…エアクリーナ、20…ケース、21…開口、22…周壁、23…底壁、24…フランジ、25…インレット、26…排出孔、27…排塵弁、28…先端開口部、30…キャップ、31…開口、32…周壁、33…頂壁、34…フランジ、35…アウトレット、40…ブロワ機構、41…収容部、42…接続口、43…開口部、44…仕切壁、45…軸受孔、46…タービンホイール、47…ブロワファン、48…連結軸、50…フィルタエレメント、51…濾過部、52…シール部、60…吸気通路、61…過給機、62…圧縮機、63…スロットルバルブ、70…エアバイパス通路、71…エアバイパスバルブ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
インレットを有するケースと、
アウトレットを有するキャップと、
前記ケースの開口と前記キャップの開口との間に設けられる濾過部を有するフィルタエレメントとを備え、
前記キャップには、前記エアバイパス通路が接続される接続口と、前記接続口を通じて戻されるエアの圧力により駆動されて前記濾過部に堆積しているダストを振るい落とす機構とが設けられている、
内燃機関のエアクリーナ。 An intake passage in which a compressor and a throttle valve constituting the supercharger are provided in order from the upstream side, and a portion between the compressor and the throttle valve in the intake passage communicates with the upstream side of the compressor In addition, an air cleaner that is applied to an internal combustion engine that includes an air bypass passage provided with an air bypass valve and that is provided on the upstream side of the compressor in the intake passage,
A case having an inlet;
A cap having an outlet;
A filter element having a filtration part provided between the opening of the case and the opening of the cap;
The cap is provided with a connection port to which the air bypass passage is connected, and a mechanism that is driven by the pressure of air returned through the connection port to shake off dust accumulated in the filtration unit.
Air cleaner for internal combustion engines.
請求項1に記載の内燃機関のエアクリーナ。 The mechanism includes a blower fan that is rotationally driven by the pressure of air returned through the connection port and blows air toward the filtration unit.
The air cleaner for an internal combustion engine according to claim 1.
前記ブロワファンは、前記収容部の内部に収容されている、
請求項2に記載の内燃機関のエアクリーナ。 The cap is provided with an accommodating portion protruding outward,
The blower fan is housed in the housing portion.
An air cleaner for an internal combustion engine according to claim 2.
請求項2または請求項3に記載の内燃機関のエアクリーナ。 The blower fan is disposed to face the central portion of the filtration unit.
An air cleaner for an internal combustion engine according to claim 2 or claim 3.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。 The case is provided with a dust exhaust valve for discharging dust to the outside.
An air cleaner for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
前記吸気通路には、上流側から順に、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のエアクリーナ、過給機を構成する圧縮機、及びスロットルバルブが設けられており、
前記吸気通路における前記圧縮機と前記スロットルバルブとの間の部位と、前記エアクリーナの前記キャップに設けられた前記接続口とは、エアバイパス通路を介して接続されており、
前記エアバイパス通路には、前記吸気通路における前記圧縮機と前記スロットルバルブとの間の圧力を逃がすエアバイパスバルブが設けられている、
内燃機関の吸気システム。 An intake passage for introducing intake air into the combustion chamber of the internal combustion engine;
The air intake passage according to any one of claims 1 to 5, a compressor constituting a supercharger, and a throttle valve are provided in the intake passage in order from the upstream side.
A portion of the intake passage between the compressor and the throttle valve and the connection port provided in the cap of the air cleaner are connected via an air bypass passage,
The air bypass passage is provided with an air bypass valve for releasing pressure between the compressor and the throttle valve in the intake passage.
An intake system for an internal combustion engine.
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