CN103061894B - 内燃机的进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的进气装置，有效地抑制伴随节气阀的开阀产生进气噪音。通过节气阀的配置在内燃机的进气通道中的阀杆的旋转，板状的阀芯的一端侧向进气通道的上游侧移动而另一端侧向进气通道的下游侧移动时，从形成于阀芯的一端侧与进气通道的壁面之间的间隙通过的流速高的主流与阀芯的下游的伴流混合而产生旋涡从而成为进气噪音的原因。然而，将第一隔板的两端固定在进气通道的比阀芯靠下游侧且与该阀芯的一端侧对置的壁面，第一隔板与进气的流动方向大致平行地配置且朝向进气通道的径向内侧呈凸状地弯曲，因而能够由进气通道的壁面和第一隔板将主流的周围包围，使主流不与伴流混合来抑制旋涡的产生，从而能够有效地降低进气噪音。

Description

内燃机的进气装置

技术领域

本发明涉及内燃机的进气装置，其中，内燃机的节气阀具备板状的阀芯，该阀芯固定于能够旋转的阀杆以开闭进气通道，通过所述阀杆的旋转，所述阀芯的一端侧向所述进气通道的上游侧移动而另一端侧向所述进气通道的下游侧移动。

背景技术

由下述专利文献1公知有如下这样的内燃机的进气装置，在节气阀的阀芯的下游侧的进气通道的径向中央部，与进气的流动方向大致平行地配置圆筒或部分圆筒，使在节气阀开阀时从形成于进气通道和阀芯之间的开口通过的高速的空气流在进气通道的内周面与所述圆筒或部分圆筒的外周面之间的间隙中通过以进行整流，从而防止在该高速的空气流与其他低速的空气流之间的交界产生旋涡，以降低进气噪音。

专利文献1：日本专利第3430840号公报

不过，存在下述见解：借助节气阀的阀杆向开阀方向的旋转，阀芯的一端侧向进气通道的上游侧移动而另一端侧向进气通道的下游侧移动，但是，从形成于阀芯的一端侧（上游侧）的开口通过的空气流的流速比从形成于阀芯的另一端侧（下游侧）的开口通过的空气流的流速大，而且分布在从进气通道的外周部向中心部的较大区域。因此，为了有效地降低在节气阀的阀芯的下游产生的进气噪音，需要将从形成于阀芯的一端侧（上游侧）的开口通过的空气流的周围包围来进行整流以抑制旋涡的产生。

然而，上述专利文献1记载的内燃机的进气装置为，夹在进气通道的内周面与圆筒或部分圆筒的外周面之间的区域是在周向上敞开的，因此有可能无法有效地将高速的空气流全部包围来充分地抑制旋涡的产生，从而无法充分地降低进气噪音。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于有效地抑制伴随节气阀的打开而产生进气噪音。

为了达成上述目的，根据技术方案1记载的发明，提出一种内燃机的进气装置，内燃机的节气阀具备板状的阀芯，该阀芯固定于能够旋转的阀杆以开闭进气通道，借助所述阀杆的旋转，所述阀芯的一端侧向所述进气通道的上游侧移动而另一端侧向所述进气通道的下游侧移动，该内燃机的进气装置的特征在于，在所述进气通道的比所述阀芯靠下游侧且与该阀芯的所述一端侧对置的壁面固定第一隔板的两端，所述第一隔板与进气的流动方向大致平行地配置且朝向所述进气通道的径向内侧呈凸形形状地弯曲。

而且，根据技术方案2记载的发明，在技术方案1的结构的基础上，提出一种内燃机的进气装置，其特征在于，该内燃机的进气装置具备平板状的第二隔板，所述第二隔板与进气的流动方向大致平行地配置，将所述第二隔板的两端固定在所述进气通道的所述壁面并将该第二隔板的中央部固定在所述第一隔板的中央部。

而且，根据技术方案3记载的发明，在技术方案1或技术方案2的结构的基础上，提出一种内燃机的进气装置，其特征在于，在所述进气通道的与所述第一隔板对置的所述壁面，形成有朝向所述进气通道的径向外侧凹陷的凹部。

根据技术方案1的结构，借助在内燃机的进气通道配置的节气阀的阀杆的旋转，板状的阀芯的一端侧向进气通道的上游侧移动而另一端侧向进气通道的下游侧移动时，从形成于阀芯的一端侧与进气通道的壁面之间的间隙通过的流速高的主流和阀芯下游的滞流区域的伴流混合而产生旋涡，从而成为进气噪音的原因。然而，将第一隔板的两端固定在进气通道的比阀芯靠下游侧且与该阀芯的一端侧对置的壁面，所述第一隔板与进气的流动方向大致平行地配置并且朝向进气通道的径向内侧呈凸形形状地弯曲，因而，能够由进气通道的壁面和第一隔板包围主流的周围，使主流不与伴流混合来抑制旋涡的产生，从而能够有效地降低进气噪音。

而且，根据技术方案2的结构，内燃机的进气装置具备平板状的第二隔板，所述第二隔板与进气的流动方向大致平行地配置，第二隔板的两端固定在进气通道的壁面，且第二隔板的中央部固定在第一隔板的中央部，因而，不仅能够利用第二隔板提高第一隔板的刚性从而防止由第一隔板的振动引起的次级噪音的产生，而且能够由第二隔板包围在第一隔板的外侧漏出的主流的一部分来更有效地降低进气噪音。

而且，根据技术方案3的结构，在进气通道的与第一隔板对置的壁面形成有朝向进气通道的径向外侧凹陷的凹部，因而，通过将在阀芯的一端侧形成的间隙的下游的流路截面面积扩大与凹部对应的量而使主流的流速降低，从而能够减小该主流在第一隔板的下游与伴流合流时的流速差来更有效地降低进气噪音。

附图说明

图1是内燃机的进气装置的纵剖视图。（第一实施方式）

图2是沿图1的2-2线的剖视图。（第一实施方式）

图3是内燃机的进气装置的纵剖视图。（第二实施方式）

图4是沿图3的4-4线的剖视图。（第二实施方式）

图5是与图2和图4对应的图。（第三实施方式）

标号说明

11：节气阀；

13：进气通道；

13a：进气通道的壁面；

13b：进气通道的凹部；

15：阀杆；

16：阀芯；

16a：阀芯的一端侧；

16b：阀芯的另一端侧；

20：第一隔板；

22：第二隔板。

具体实施方式

下面，基于图1和图2说明本发明的第一实施方式。

内燃机的向燃烧室供给进气的进气装置具备上游侧的节气阀11和下游侧的进气管12。在节气阀11的上游侧连接有未图示的空气滤清器，在进气管12的下游侧连接有未图示的气缸盖。在节气阀11和进气管12的内部形成有供进气流过的一条进气通道13。

节气阀11具备：节气阀体14，其供圆形截面的进气通道13贯通；阀杆15，其被设置成与进气通道13交叉；以及圆板状的阀芯16，其固定于阀杆15，由电动致动器17驱动阀杆15在预定的角度范围旋转。节气阀体14和进气管12通过用螺栓19…将形成于它们的对置端部的凸缘14a、12a隔着O型圈18紧固从而被接合到一起。

当阀芯16处于闭阀状态时，阀芯16的外周部与进气通道13的内周面紧贴而将进气的气流完全拦截。当由电动致动器17驱动阀杆15而使阀芯16向箭头A方向旋转时，阀芯16的一端侧16a向进气的流动方向的上游侧移动，阀芯16的另一端侧16b向进气的流动方向的下游侧移动。

形成于阀芯16的一端侧16a与进气通道13的内周面之间的间隙α、和形成于阀芯16的另一端侧16b与进气通道13的内周面之间的间隙β为相同大小，不过，从阀芯16的一端侧16a的间隙α通过的进气的流量比从阀芯16的另一端侧16b的间隙β通过的进气的流量多。其结果是，在间隙α的下游产生的进气的气流（下面称作主流M）的流速大于在间隙β的下游产生的进气的气流的流速大，该主流M成为进气噪音的主要原因。

在进气管12的进气通道13中，在与阀芯16的一端侧16a对置的壁面13a、即进气管12的进气通道13的图中下半部分的壁面13a，固定有半圆筒状的第一隔板20的两端，所述第一隔板20朝向进气通道13的径向内侧呈凸状地突出。第一隔板20与进气通道13平行地配置。即，第一隔板20的母线方向与进气通道13的轴线平行。借助该第一隔板20，在该第一隔板20与进气通道13的壁面13a之间形成沿进气的流动方向延伸的第一流路21。

接下来，对具备上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。

从节气阀11闭阀而使得阀芯16将进气通道13完全堵塞的状态起，电动致动器17工作而使阀杆15旋转时，阀芯16的一端侧16a向上游侧移动而另一端侧16b向下游侧移动，从形成于阀芯16的一端侧16a与进气通道13的内周面之间的间隙α和形成于阀芯16的另一端侧16b与进气通道13的内周面之间的间隙β通过的进气流入到进气管12中。此时，从间隙α通过的作为进气噪音的原因的流速大的主流M的大部分被困在形成于进气通道13的下侧的壁面13a与第一隔板20之间的筒状的第一流路21，从而阻止所述主流M与其上方的滞流区域（淀み領域）的低速的进气（下面称作伴流W）混合，因此，能够将在流速不同的交界部产生旋涡（参照图1的虚线箭头）的情况抑制到最小限度从而抑制进气噪音。

这样，根据本实施方式，形成于进气通道13的下侧的壁面13a与第一隔板20之间的第一流路21的与进气的流动方向正交的截面是闭合的（参照图2），因此，能够将主流M与伴流W可靠地分离，从而提高进气噪音的抑制效果。

接着，基于图3和图4说明本发明的第二实施方式。

在第一实施方式中，进气管12的进气通道13的设有第一隔板20的壁面13a为圆形截面，不过，在第二实施方式中，在进气通道13的与第一隔板20的下侧对置的壁面13a，形成有向径向外侧凹陷的槽状的凹部13b。第一隔板20与凹部13b一起构成截面为圆形的第一流路21，供主流M流过的第一流路21的截面面积增加了与形成凹部13b的部分对应的量。

利用该流路截面面积的增加使主流M的流速降低，因此，能够抑制在第一隔板20的下游端在主流M与伴流W合流的部分产生的旋涡，从而更有效地抑制进气噪音。

接着，基于图5说明本发明的第三实施方式。

第三实施方式为在进气通道13设有凹部13b的第二实施方式的变形，在第二实施方式中第一隔板20的截面呈圆弧状，而第三实施方式中将第一隔板20形成为截面呈梯形形状。并且，在第一隔板20的上方配置的平板状的第二隔板22的中央部与第一隔板20的中央部连接，第二隔板22的两端部与进气通道13的壁面13a连接。

其结果是，由于利用第二隔板22提高了第一隔板20的刚性，因此防止第一隔板20因空气流而振动，能够抑制由第一隔板20的振动而产生次级进气噪音。而且，在第一隔板20与第二隔板22与进气通道13的壁面13a之间还构成有两个截面呈三角形状的第二流路23、23，因此能够利用两个第二流路23、23包围从形成于第一隔板20与进气通道13的壁面13a之间的第一流路21漏出的主流M，能够更可靠地将主流M与伴流W分离从而提高进气噪音的抑制效果。

以上，说明了本发明的实施方式，不过本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，第一隔板20并不限于第一实施方式的圆弧状截面的结构、或者第三实施方式的梯形形状截面的结构，只要是朝向进气通道13的径向内侧弯曲成凸形形状的结构，也可以是三角形状等其他截面形状。

而且，进气通道13的壁面13a的凹部13b的截面形状不限定于实施方式的圆弧状的结构，只要是从进气通道13的壁面13a朝向径向外侧凹陷的结构即可。

Claims (2)

1.一种内燃机的进气装置，内燃机的节气阀(11)具备板状的阀芯(16)，该阀芯(16)固定在能够旋转的阀杆(15)以开闭进气通道(13)，借助所述阀杆(15)的旋转，所述阀芯(16)的一端侧(16a)向所述进气通道(13)的上游侧移动而另一端侧(16b)向所述进气通道(13)的下游侧移动，该内燃机的进气装置的特征在于，

在所述进气通道(13)的比所述阀芯(16)靠下游侧且与该阀芯(16)的所述一端侧(16a)对置的壁面(13a)，固定第一隔板(20)的两端，所述第一隔板(20)与进气的流动方向大致平行地配置且朝向所述进气通道(13)的径向内侧呈凸形形状弯曲，

该内燃机的进气装置具备平板状的第二隔板(22)，所述第二隔板(22)与进气的流动方向大致平行地配置，将所述第二隔板(22)的两端固定在所述进气通道(13)的所述壁面(13a)，并将该第二隔板(22)的中央部固定在所述第一隔板(20)的中央部。

2.根据权利要求1所述的内燃机的进气装置，其特征在于，

在所述进气通道(13)的与所述第一隔板(20)对置的所述壁面(13a)，形成朝向所述进气通道(13)的径向外侧凹陷的凹部(13b)。