CN100417794C - 进气装置 - Google Patents

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Abstract

一种进气装置，能够使净化气等气体的气缸分配均匀化。进气装置(70)具有节流阀(91)、进气集流器(51)、第一进气管(53)、分隔部(80)、气体导入管(71)。节流阀(91)设于内燃机(1)的进气通路(50)，调节进入进气通路的新空气的量。进气集流器设于进气通路中节流阀的下游。第一进气管(53)设于节流阀和进气集流器之间。分隔部(80)的第一分隔板(81)将第一进气管的内侧空间的一部分分为第一进气空间(53a)和第二进气空间(53b)。气体导入管将净化气导入节流阀和分隔部之间、第一进气管的内侧空间。分隔部的第一分隔板中上游侧部分(81b)相对于节流阀的旋转轴(91a)倾斜。

Description

进气装置
技术领域
本发明涉及内燃机的进气装置。
背景技术
以往，提出有具有节流阀、进气集流器和设置在节流阀与进气集流器间的进气管的进气装置(例如专利文献1)。
专利文献1：特开昭62-91621(第1～4页，第1～3图)
在专利文献1的技术方案中，进气管由分隔板分成第一进气空间和第二进气空间，进行共鸣进气。在这样的进气装置中，从分隔板的上游向第一进气空间和第二进气空间导入净化气等气体。
但是，该方案中有净化气等气体和新空气不能均匀混合的情况，有净化气等气体不能均匀进行气缸分配的倾向。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能够使净化气等气体的气缸分配均匀化的进气装置。
为实现上述目的，本发明的进气装置具有调节阀、进气集流器、第一进气管、分隔部和气体导入管。调节阀设于内燃机的进气通路上，调节进入进气通路的新空气的量。进气集流器设于进气通路中调节阀的下游。第一进气管设于调节阀和进气集流器之间。分隔部将第一进气管的内侧空间的一部分分成第一进气空间和第二进气空间。气体导入管将第一气体导入调节阀和分隔部之间第一进气管的内侧空间。分隔部的上游侧部分相对于调节阀的旋转轴倾斜。
该进气装置中，分隔部其上游侧部分相对于调节阀的旋转轴倾斜。另外，气体导入管将第一气体导入调节阀和分隔部之间第一进气管的内侧空间。由此，可促进第一气体和新空气的混合。
根据本发明的内燃机能够促进第一气体和新空气的混合，所以能够使第一气体的气缸分配均匀化。
附图说明
图1是本发明的实施方式的内燃机的剖面图；
图2是进气装置的平面图；
图3是图2的箭头III-III视图；
图4是图3的IV-IV视图；
图5是箭头V-V视图；
图6是图2的VI-VI剖面图。
附图标记说明
1内燃机；
50进气通路；
51进气集流器；
53第一进气管；
53a第一进气空间；
53b第二进气空间；
71气体导入管；
80分隔部；
81第一分隔板；
81b上游侧部分；
91节流阀(调节阀)；
91a旋转轴(转动轴)；
HD水平方向。
具体实施方式
本发明的实施方式的内燃机的剖面图示于图1。
(内燃机的概略结构)
内燃机1是进行共鸣进气的V型6气缸的内燃机。六个气缸从长度方向上看以相同数目配置在配于右侧的右组(右バンク)和配于左侧的左组(左バンク)。另外，图1表示6气缸中的一个。
内燃机1主要具有：六个燃烧室63、进气装置70、排气装置30、六个燃料喷射装置27和六个火花塞29。
各燃烧室63是被气缸盖20、气缸座10和活塞3围成的室，形成于每个气缸。气缸盖20上形成有用于对燃烧室63供给新空气的进气孔道23和用于从燃烧室63作为排气排出已燃气体排出的排气孔道24。
另外，进气装置70经由进气通路50将新空气和燃料导入各燃烧室63，对6气缸共用。进气装置70具有进气阀21、进气孔道23和进气支路52等。进气支路52位于进气孔道23的上游。进气孔道23的下游配备有进气阀21。
另一方面，排气装置30将排气从各燃烧室63排出而设置，对6气缸共用。排气装置30主要具有排气阀22、排气孔道24和排气支路31。排气支路31位于排气孔道24的下游。排气孔道24的上游配备排气阀22。
与曲轴的旋转联动而转动的进气用凸轮轴21b/排气用凸轮轴22b上固定的进气用凸轮21a/排气用凸轮22a配置在进气阀21/排气阀22的上方，开闭进气阀21/排气阀22。
各燃料喷射阀27是使汽油燃料喷射到进气孔道23的阀，对每个气缸设置。燃料喷射阀27的前端突入选气孔道23。
各火花塞29对各气缸设置，从燃烧室63上部大致中央的气缸盖20向燃烧室63内部延伸。火花塞29的前端部分29a突入燃烧室63。
(内燃机的概略工作)
内燃机1中，导入进气支路52的后述的第一混合气导入进气孔道23。供给加压的燃料的燃料喷射阀27将燃料喷射给导入进气孔道23的第一混合气。由此，在进气孔道23形成新混合气。
进气行程中，由进气用凸轮21a使进气阀21成开状态，由进气孔道23形成的新混合气从进气孔道23导入燃烧室63。
压缩行程中，活塞3上升，燃烧室63的新混合气被压缩。并且，由火花塞29的前端部分29a使燃烧室63的新混合气以规定的时控被点火燃烧。
在膨胀行程中，新混合气燃烧，产生燃烧压力，使活塞3压下。
在排气行程中，由排气用凸轮22a使排气阀22成开状态，在燃烧室63燃烧的已燃气体作为排气经由排气孔道24向排气支路31排出。
(进气装置的概略结构)
进气装置的上面图示于图2。另外，图2的箭头III-III视图示于图3。进而，图3的IV-IV剖面图示于图4。
进气装置70主要具有进气通路50、节流阀(调节阀)91(参照图1)、进气阀21(参照图1)、分隔部80和气体导入管71。
进气通路50是进入燃烧室63的新空气流动的通路。进气通路50主要具有节流腔54(参照图1)、第一进气管53、进气集流器51、进气支路52和进气孔道23(参照图1)。分隔部80具有第一分隔板81和第二分隔板82。
节流腔54上配备有节流阀91(参照图1)。节流阀91能够由开度的变化，使节流腔54内通过的新空气的量变化。由此，节流阀91调节进入的新空气的量。
第一进气管53设于节流腔54和进气集流器51之间。第一进气管53的管壁53c弯曲成大致圆弧状，并连通节流腔54和进气集流器51。另外，第一进气管53的内侧空间的一部分由第一分隔板81与右组和左组对应而分成第一进气空间53a和第二进气空间53b(第一分隔板81的上下，参照图6)。在此，第一分隔板81设于从节流阀91的附近(突缘53e附近、突缘53e的下游)到进气集流器51的部分。进而，第一进气管53的内侧空间的剩余部分成为位于第一分隔板81的上游、节流阀91的下游的第三进气空间53d。
气体导入管71连接在节流腔54和第一分隔板81之间与第一进气管53汇合。由此，气体导入管71可将净化气(第一气体)导入第三进气空间53d。在此，净化气是从抑制燃料罐(未图示)的燃料的蒸发气体排出的筒罐(未图示)导入的气体。
集流壁51c围成的进气集流器51设于节流阀91和第一进气管53的下游。进气集流器51具有大致长方形形状，在中央附近连接着第一进气管53。另外，进气集流器51由第二分隔板82对应右组和左组而分成第一集流空间和第二集流空间(第二分隔板82的上下)。在此，第二分隔板82的第一进气管53侧的端部82c与第一分隔板81的进气集流器51侧的端部(下游侧部分)81c连续。由此，第一集流空间不与第二进气空间53b连通，而与第一进气空间53a连通，第二集流空间不与第一进气空间53a连通，而与第二进气空间53b连通。
进气支路52设于进气集流器51和气缸盖20之间，以第一进气管53的相反侧部分与进气集流器51连接。进气支路52对应于按照气缸数的量(图2中6气缸)设置的各进气孔道23而分路，其具有第一分路管52a、第二分路管52b、第三分路管52c、第四分路管52d、第五分路管52e和第六分路管52f。在此，第一分路管52a、第二分路管52b和第三分路管52c与右组对应，从第一集流空间向右组的各进气孔道23延伸。另外，第四分路管52d、第五分路管52e和第六分路管52f对应左组，从第二集流空间向左组的各进气孔道23延伸。
并且，在各进气孔道23的下游设有进气阀21来将进气孔道23和燃烧室63之间开闭。
(进气装置的概略工作)
节流阀91以规定的开度打开。由此，进入的量被调节的新空气通过节流腔54导入第一进气管53的第三进气空间53d。另一方面，气体导入管71从筒罐(未图示)导入净化气。导入气体导入管71的净化气导入第三进气空间53d。并且，在第三进气空间53d混合新空气和净化气，生成第一混合气。该第一混合气向第一进气空间53a和第二进气空间53b分路，流向进气集流器51。由此，为进行共鸣进气，第一进气空间53a的第一混合气的脉动和第二进气空间53b的第一混合气的脉动可相位不同。
并且，第一混合气从第一进气空间53a导入第一集流空间后，经由第一分路管52a～第三分路管52c导入右组的各进气孔道23。导入进气孔道23的第一混合气在进气阀21打开后导入燃烧室63。
同样，第一混合气从第二进气空间53b导入第二集流空间后，经由第四分路管52d～第六分路管52f导入左组的各进气孔道23。导入进气孔道23的第二混合气在进气阀21打开后导入燃烧室63。
(第一进气管和第一分隔板的详细结构)
图2的箭头V-V视图示于图5。进而，图2的VI-VI剖面图示于图6。
节流阀91的旋转轴(转动轴)91a(参照图1)与突缘53e向节流阀54接合的接合面53f投影在同一平面上的情况如图5的虚线所示。即，第一分隔板81中上游侧部分81b相对于节流阀91的旋转轴91a(参照图1)形成角度θ(流入12°)而倾斜。具体地，第一分隔板81具有朝向第一进气空间53a的第一面81d和朝向第二进气空间53b的第二面81e。并且，相互大致平行的第一面81d和第二面81e在上游侧部分81b相对节流阀91的旋转轴91a成角度θ而倾斜。
另外，进气装置70装配在车上的状态下的水平方向HD与节流阀91的旋转轴91a(参照图1)大致平行。即，第一分隔板81相对于车载状态下的水平方向HD成角度θ(流入12°)而倾斜。具体地，相互大致平行的第一面81d和第二面81e在上游侧部分81b相对于车载状态下的水平方向HD成角度θ而倾斜。因此，与第一分隔板81相对于水平方向HD不倾斜的情况相比，通过中心轴CA而与水平方向HD平行的轴(与图5中虚线所示的旋转轴91a重合的轴)所相关的第一进气管53和第一分隔板81的剖面系数提高。因此，与第一分隔板81相对于水平方向HD不倾斜的情况相比，可抑制大致垂直于水平方向HD的上下方向的振动。
进而，第一分隔板81沿着第一进气管53延伸的方向而延伸。具体地，第一分隔板81的第一面81d和第二面81e，随着从上游侧部分81b到下游侧部分81c，其相对于节流阀91的旋转轴91a(参照图1)所成的角度从θ变化近于0。并且，第一分隔板81的第一面81d和第二面81e在下游侧部分81c与相对于旋转轴91a大致平行的第二分隔板82的第一进气管53侧的端部82c连续，并且相对于旋转轴91a所成的角度大致成为0。这样，第一面81d和第二面81e形成平滑的连续面。由此，第一分隔板81和第一进气管53可经由熔固面WS1(点划线所示)和熔固面SW2(双点划线所示)(参照图3)而由振动熔固法形成。另外，振动熔固法与铝铸物中利用的GDC方法、树脂成型中利用的残留芯体的方法相比成本低。
另一方面，第一进气管53在进气装置70被载于车上的状态下，下游侧部分53e比上游侧部分53h低。具体地，第一进气管53从突缘53e附近到第一分隔板81的上游侧部分81b附近，下部的管壁53c向下方倾斜而延伸。另外，上部的管壁53c从突缘53e附近到第一分隔板81的上游侧部分81b附近大致等高。
另外，第一进气管53的管壁53c如图4所示，在第一分隔板81的上游侧部分81b和突缘53e之间开口，形成开口部71a。由此，气体导入管71可经由开口部71a向第三进气空间53d导入净化气。
(第一进气管的流体的详细工作)
通过节流阀91调节进入的量的新空气，如图6的空白箭头所示，通过节流腔54导入第一进气管53的第三进气空间53d。在此，从节流阀91的旋转轴91a(参照图1)引到与突缘53e对节流腔54的接合面53f相同的同一平面上的投影线的延长线PL如图5虚线所示。即，通过节流腔54的新空气前进到从旋转轴91a偏离的位置，所以导入第三进气空间53d的新空气也前进到从投影线的延长线PL的位置。
对此，从筒罐(未图示)向气体导入管71导入净化气。导入气体导入管71的净化气在节流阀91和第一分隔板81之间经由开口部71a(如图6虚线所示)导入第三进气空间53d。
导入第三进气空间53d的新空气和导入第三进气空间53d的净化气，在从开口部71a附近到第一分隔板81的上游侧部分81b的位置混合成第一混合气。在此，前进到投影线的延烧性PL的下侧的第一混合气有与第一分隔板81的上游侧部分81b碰撞而反弹的倾向。因此，第三进气空间53d，由于产生乱流而促进净化气和新空气的混合，所以到达上游侧部分81b附近的第一混合气浓度大致均匀。
浓度大致均匀的第一混合气向第一进气空间53a和第二进气空间53b分路，流向进气集流器51。
导入第一进气空间53a的第一混合气在流向第一集流空间时其一部分沿第一面81d流动。在此，第一面81d形成平滑的连续面，所以压制第一进气空间53a的通气阻抗。
同样，导入第二进气空间53b的第一混合气流向第二集流空间时，其一部分沿着第二面81e流动。在此，第二面81e形成平滑的连续面，所以压制第二进气空间53b的通气阻抗。
另一方面，第三进气空间53d中导入新空气或净化气，并导入水蒸汽和油的蒸气。这是，在第三进气空间53d中，水蒸汽和油的蒸气凝缩，停溜在第一进气管53的底部，有从第三进气空间53d向节流腔54逆流的倾向。
这时，第一进气管53其下游侧部分53g也比上游侧部分53h形成得低。由此，凝缩水、油分LQ等，如图6斜线箭头所示，第一进气管53的底部从上游侧部分53h流向下游侧部分53g。即，凝缩水、油分LQ等，在远离节流阀91的部分滞溜在第一进气管53的底部。由此，凝缩水、油分LQ向节流阀91的逆流减少。
(内燃机的进气装置的特征)
(1)
在此，分隔部80的第一分隔板81其上游侧部分81b相对于节流阀91的旋转轴91a倾斜。另外，气体导入管71将净化气导入节流阀91和分隔部80的第一分隔板81之间、第一进气管53的第三进气空间53d。由此，促进净化气和新空气的混合。
这样，由于促进净化气和新空气的混合，所以从第一进气空间53a经由第一集流空间而导入右组的各气缸的第一混合气、和从第二进气空间53b经由第二集流空间而导入左组的各气缸的第一混合气分别大致均匀。结果，净化气的气缸分配均匀化。
(2)
在此，分隔板80的第一分隔板81中，上游侧部分81b相对于车载状态下的水平方向HD倾斜。由此，由于第一进气管53和第一分隔板81的剖面系数提高，所以抑制了上下方向的振动。
(3)
在此，分隔板80的第一分隔板81沿着第一进气管53延伸的方向而延伸。因此，第一分隔板81的第一面81d和第二面81e形成平滑的连续面，所以分隔板80的第一分隔板81和第一进气管53可由低成本的振动熔固法形成。另外，第一进气空间53a和第二进气空间53b的通气阻抗被压制。
(4)
在此，第一进气管53具有比上游侧部分53h低的部分53g。由此，节流阀91附近的下游，有凝缩水和油分等滞溜在第一进气管53的底部，减少向节流阀91的逆流，所以可防止节流阀91的固定不顺畅(固着しぶり)。
(A)第一分隔板81的上游侧部分81b相对于节流阀91的旋转轴91a倾斜的角度θ，可以不是12°，而是12°以外的7°～19°的值。这时，前进到投影线的延长线PL的下侧的第一混合气可碰撞第一分隔板81的上游侧部分81b而反弹，可压制第一进气空间53a的通气阻抗和第二进气空间53b的通气阻抗。
(B)由气体导入管71导入第三进气空间53d的可以不是净化气，而是漏气或EGR气体(再循环废气)。
这时，分隔板80的第一分隔板81其上游侧部分81b相对节流阀91的旋转轴91a倾斜。由此，可促进漏气或EGR气体等和新空气的混合。
(C)内燃机1，可以不是V型的，而是水平相对型的。另外，内燃机1可以不是6气缸的，也可以是4气缸、8气缸、10气缸、12气缸等。
产业上可利用性：本发明的进气装置具有可使净化气等气体的气缸分配均匀化的效果，作为进气装置等是有用的。

Claims (5)

1. 一种进气装置，其中，所述进气装置包括：
调节阀，该调节阀设于内燃机的进气通路上规定的旋转轴上，对进入所述进气通路的新空气的量进行调节；
进气集流器，该进气集流器于所述进气通路上设置在所述调节阀的下游；
进气管，该进气管设于所述调节阀和所述进气集流器之间；
分隔部，该分隔部将进气管的内侧空间的一部分分成第一进气空间和第二进气空间；
气体导入管，该气体导入管将第一气体导入所述调节阀和所述分隔部之间的所述进气管的内侧空间，
所述分隔部的上游侧部分相对于所述调节阀的旋转轴倾斜。
2. 如权利要求1所述的进气装置，其中，所述第一气体含有净化气、漏气或EGR气体。
3. 如权利要求1或2所述的进气装置，其中，所述分隔部的上游侧部分相对于车载状态的水平方向倾斜。
4. 如权利要求1或2所述的进气装置，其中，所述分隔部沿着所述进气管延伸的方向而延伸。
5. 如权利要求1或2所述的进气装置，其中，所述进气管具有比所述上游侧部分低的部分。
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