CN104114832A - 内燃机的吸气装置 - Google Patents
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Abstract
在本发明的内燃机的吸气装置中，在吸气通路(P)中设有节气阀(22)与吸气分配阀(23)。吸气分配阀(23)的下游侧被分隔板(60)分为上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)。吸气分配阀(23)枢支在分隔板(60)的上游侧端缘附近，向上游一侧延伸，通过吸气分配阀(23)的摆动，调节其下游侧的、分为上下两部分而流动在上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)中的气体的比例。从而能够根据负载状态适当选择分配上下通路的吸气量，从而调整滚流的涡流强度以实现燃烧效率的最优化。
Description
技术领域
本发明涉及一种搭载在车辆上的内燃机的吸气装置。
背景技术
现有技术中有这样一种内燃机的吸气装置，即，在内燃机进行低负载运转时，使吸入燃烧室内的气体(吸入气体)产生滚流(tumble)，将燃料分层输送到位于燃烧室上部的火花塞周围，从而能够提高燃烧效率，降低燃料消耗。
在该吸气装置中，在气缸头的顶壁面设有吸气阀口与排气阀口，吸气阀口与排气阀口分别连接着吸气通道与排气通道，吸气通道与排气通道这二者从吸气阀口与排气阀口一侧弯曲延伸，使二者呈相互远离状。由吸气通道导入燃烧室的气体中，从吸气阀口的靠近气缸轴线(汽缸孔的中心轴线)的内侧边缘一侧吸入燃烧室的那一部分气体，向排气侧流动，并且，在气缸孔的排气侧下降，之后，沿着活塞顶面变换方向，向着吸气侧上升，从而形成纵向涡(longitudinal vortex)，即所谓的滚流。
另外，现有技术中有这样一种吸气装置，即，为了增大从吸气阀口的靠近气缸轴线的内侧边缘一侧吸入的气体的比例，将吸气通道的内部通过分隔壁分为上侧通路与下侧通路，在分隔壁的气流上游侧设置用于开闭下侧通路的吸气控制阀(阀芯)。在内燃机刚刚开始工作之后，关闭下侧通路，从而，吸气通道的上侧通路中的气体经由作为上侧通路的延长通路的吸气阀口的内侧边缘一侧被吸入燃烧室，能够产生涡流强度较大的滚流(参照下述专利文献1)。
专利文献1：日本发明专利公开公报特开2008-151078
在专利文献1所记载的吸气装置中，设置在吸气通道中的分隔壁的上游侧的吸气控制阀(阀芯)的基端的轴部枢支在吸气通道的下壁上，从而使吸气控制阀(阀芯)能够转动。在吸气控制阀以上述轴部为中心转动至伏倒在位于其下侧的壁部上的位置时，下侧通路的上游侧开口打开，气体经由上侧通路与下侧通路被吸入，在吸气控制阀向上转动至使其顶端缘与分隔壁的上游侧端缘接触的位置时，下侧通路的上游侧开口被关闭，气体仅经由上侧通路被吸入。
因而，在内燃机刚刚开始工作时，吸气控制阀使下侧通路的上游侧开口关闭，经由上侧通路向燃烧室导入气体，能够产生涡流强度较大的滚流，提高燃烧效率。
在内燃机进行中负载运转时，如果滚流的滚动过强(涡流强度大)的话，燃烧过于迅速会不利于燃料消耗的降低，另外，迅速燃烧有时还会导致曲柄杂音。
因而，在中负载运转时，最好是能够抑制经由吸气通道中的上侧通路进行吸气，然而，在专利文献1所记载的由吸气控制阀所进行的吸气控制中，不能仅关闭上侧通路的上游侧开口来抑制经由上侧通路的吸气。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种内燃机的吸气装置，该吸气装置能够根据负载状态适当选择分配上下通路的吸气量，从而调整滚流的涡流强度以实现燃烧效率的最优化。
另外，本发明的另一个目的在于，提供一种内燃机的吸气装置，该吸气装置能够根据内燃机的负载状态调整滚流的涡流强度，在内燃机低负载运转时产生涡流强度较大的滚流，在内燃机中负载运转时抑制滚流的产生，在内燃机高负载运转时使气缸吸气量达到最大，从而，能够实现燃烧效率的最优化。
为了达成上述目的，内燃机的吸气装置构成为，在所述内燃机中，在气缸体的气缸孔内嵌合着能够滑动的活塞，在活塞的顶面以及气缸头的与该顶面相面对的顶壁面之间构成燃烧室，在所述气缸头的所述顶壁面上设有吸气阀口与排气阀口，与吸气阀口、排气阀口分别相连地设有吸气通道与排气通道，所述吸气通道与排气通道向相互远离的方向弯曲延伸，在吸气通道上连接着进气管，从而构成连续的吸气通路，在所述进气管上设有节气阀与位于该节气阀的气流下游侧的吸气分配阀，在所述吸气通路中设有分隔板，由分隔板将所述吸气通路位于吸气分配阀下游侧的部分分隔为上侧吸气通路与下侧吸气通路，由所述吸气分配阀对所述上侧吸气通路与下侧吸气通路中的气流量进行控制，所述吸气分配阀被吸气控制机构控制，所述吸气分配阀临近所述分隔板的上游侧端缘配置，用于对所述节气阀下游侧的所述上侧吸气通路与下侧吸气通路上下两部分中流动的气体的比例进行调节。
本发明优选，所述吸气分配阀是挡板阀，其基端枢支在所述进气管的临近所述分隔板的上游侧端缘的部位，该吸气分配阀的朝向气流上游侧的头端能够上下摆动。
本发明优选，所述上侧吸气通路的流路横截面积比所述下侧吸气通路的流路横截面积小。
本发明优选，所述分隔板的下游侧端部位于所述吸气通道内，且临近吸气阀杆。
本发明优选，设置在所述气缸头的所述顶壁面上的所述吸气阀口与所述排气阀口朝向所述燃烧室开口，并且，所述吸气阀口与所述排气阀口配置在所述气缸孔的中心轴线即气缸轴线的两侧，沿着气缸轴线方向看，所述吸气阀口偏心配置，具有伸出所述气缸孔的圆孔的外侧的、呈新月状的伸出部。
本发明优选，所述吸气控制机构使得，在所述内燃机处于低负载状态时，所述吸气分配阀保持在低负载位置，从而使气流的大部分被分配至上侧而流入所述上侧吸气通路，在所述内燃机处于中负载状态时，所述吸气分配阀保持在中负载位置，从而减小上侧的气流相对于下侧的气流的比例，抑制流向所述上侧吸气通路的气流，在所述内燃机处于高负载状态时，所述吸气分配阀保持在高负载位置，由所述分隔板所分隔的比例分配气流。
本发明优选，在所述进气管的所述上侧吸气通路与下侧吸气通路中分别设有用于喷射燃料的上侧燃料喷射器与下侧燃料喷射器，所述吸气控制机构根据所述吸气分配阀的摆动位置来控制所述上侧燃料喷射器与所述下侧燃料喷射器的燃料喷射量。
【本发明的效果】
采用本发明的内燃机的吸气装置，吸气分配阀临近所述分隔板的上游侧端缘配置，将位于节气阀下游侧的气流分为上下两部分，调节上侧吸气通路与下侧吸气通路的气流的比例，因而，能够根据内燃机的负载状态适当地选择分配上下通路的吸气量，调节所产生的滚流的涡流强度，使燃烧效率达到优化。
所述吸气分配阀是挡板阀，其基端枢支在所述进气管的临近所述分隔板的上游侧端缘的部位，使该吸气分配阀的朝向气流上游侧的头端能够上下摆动。因而，能够容易地通过调整其头端的摆动位置来调节气体的上下分配比例。
由于上侧吸气通路的通路横截面积下雨下侧吸气通路，因而，在低负载状态时，气体经由狭窄的上侧吸气通路流动，提高了气流速度，气流被高速吸入燃烧室，从而能够产生涡流强度大的滚流，提高燃烧效率。
所述分隔板的下游侧端部位于所述吸气通道内，且位于吸气阀杆的附近，因而，在低负载状态时，能够将上侧吸气通路的气流引导至吸气阀口附近，容易产生涡流强度大的滚流。
沿着气缸轴线方向看，形成在气缸头的顶壁面上的吸气阀口偏心配置，具有伸出所述气缸孔的圆孔的外侧的、呈新月状的伸出部。因而，能够使伸出部的开口周长相对于吸气阀口的开口全周长的比例较大，阻碍气体经由吸气阀口的外侧边缘一侧(伸出部一侧)进入燃烧室，抑制逆向滚流的产生，从而避免气体经由吸气阀口的内侧边缘一侧被吸气而产生的滚流受到影响，从而能够产生涡流强度大的滚流。
在吸气控制机构的控制下，当所述内燃机处于低负载状态时，所述吸气分配阀保持在低负载位置，从而使气流的大部分被分配至上侧而流入所述上侧吸气通路，从而能够形成涡流强度大的滚流；当所述内燃机处于中负载状态时，所述吸气分配阀保持在中负载位置，从而减小上侧的气流相对于下侧的气流的比例，抑制气流流向所述上侧吸气通路，从而能够大大抑制滚流的涡流强度，防止产生急速燃烧；当所述内燃机处于高负载状态时，所述吸气分配阀保持在高负载位置，从而按照所述分隔板所分隔的比例分配气流，从而能够使上侧吸气通路具有充足的气流，能够产生具有适度涡流强度的滚流，并且，能够维持良好的吸气效率。即，根据内燃机的负载状态调整滚流的涡流强度，实现燃烧效率的优化，降低了燃料消耗。
在所述进气管的所述上侧吸气通路与下侧吸气通路中分别设有用于喷射燃料的上侧燃料喷射器与下侧燃料喷射器，所述吸气控制机构根据所述吸气分配阀的摆动位置(摆动状态)来控制所述上侧燃料喷射器与所述下侧燃料喷射器的燃料喷射量。因而，能够根据吸气分配阀的摆动位置即气流量的上下分配状态来控制上侧燃料喷射器与所述下侧燃料喷射器的燃料喷射量，使其最优化，从而能够进一步提高燃烧效率，使空燃比最优化。
附图说明
图1为本发明一个实施方式中涉及的搭载有内燃机的二轮摩托车的右视图，该内燃机具有实施方式中涉及的吸气装置；
图2为上述内燃机的局部剖视图(右剖视图)；
图3为气缸体的俯视图；
图4为气缸头的仰视图；
图5为燃烧室的顶壁面的放大图；
图6为低负载状态下的内燃机的局部剖视图；
图7为中负载状态下的内燃机的局部剖视图；
图8为高负载状态下的内燃机的局部剖视图；
图9为沿图6中IX-IX的剖视图；
图10为沿图6中X-X线的剖视图；
图11用于表示对应于风门开度θ来对吸气分配阀开度的进行的控制以及滚流比Rt的变化；
图12为另一实施方式中涉及的具有吸气装置的内燃机的局部剖视图；
图13为沿图12中XIII-XIII线的剖视图；
图14用于表示，图12涉及的实施方式中，对应于风门开度θ来对吸气分配阀开度与燃料喷射比r进行的控制。
具体实施方式
下面参照图1～图11对本发明的一个实施方式进行说明。
图1为搭载有内燃机10的二轮摩托车1的整体侧视图，该内燃机10具有本实施方式中涉及的吸气装置。
该二轮摩托车1的车身框架2具有从头管2a向后延伸的左右一对主框架管2b，一对主框架管2b分别向后延伸后向下弯曲，形成倾斜延伸部2ba。倾斜延伸部2ba的下部(包括下端部)向前弯曲。
另外，左右一对下行框架管2c从头管2a向斜下方延伸，从侧面看，下行框架管2c与主框架管2b的倾斜延伸部2ba大致平行。
一对车座导轨(车座支架)2d从主框架管2b的倾斜延伸部2ba的上部向后延伸，在一对车座导轨2d各自的中央部与一对倾斜延伸2ba的下部之间分别连接有后侧支承件2e，该后侧支承件2e对车座导轨2d进行支承。
在这样的车身框架2中，在头管2a上枢支着前叉3，前叉3的下端枢支前轮4。在主框架管2b的下部前方固定着枢支框架2f，该枢支框架2f上支承着后叉5，后叉5的前端枢支在枢支框架2f上，从枢支框架2f向后延伸，后端上枢支着后轮6。在后叉5的后部与车座导轨2d的中央部之间安装着后减震机构7。
在主框架管2b上安装着燃料箱8，在燃料箱8的后方设有车座9，车座9被车座导轨2d支承。
在车身框架2上配备有内燃机10，该内燃机10是SOHC型2阀单缸4冲程内燃机，该内燃机10以其曲轴12(图2)沿着车身宽度方向配置、气缸竖立且稍稍前倾的状态配置在车身上。
如图2所示，内燃机10的曲轴12以能够转动的方式被曲轴箱壳11支承，在曲轴箱壳11内配置着齿轮变速机构15，该齿轮变速机构15设置在位于曲轴12的后方的主轴13与副轴14之间。副轴14是输出轴，在副轴14与后轮6的转轴之间设有链条(未示出)，动力从输出轴经由链条传递至后轮6。
参照图2，在曲轴箱壳11的上方安装有气缸体16，气缸体16内通过铸造形成有1个铸铁制的气缸套(cylinder liner)，在气缸体16的上方通过垫圈重叠配置着气缸头17。气缸体16与气缸头17通过双头螺栓固定在一起，气缸头17的上方由气缸头盖18覆盖。
重叠配置在曲轴箱壳11上方的气缸体16、气缸头17与气缸头盖18从曲轴箱壳11向上延伸并以稍稍前倾的状态配置(参照图1、图2)。
配置在车身框架上的内燃机10的以稍稍前倾的竖立状态配置的气缸头16上通过连接管19安装有进气管(inlet pipe)20，进气管20从气缸头16向后方伸出，在进气管20上设有节气门体(Throttle body)21，节气门体21内置有节气阀(阀芯)22。另外，在进气管20上还安装有燃料喷射器23，在进气管20内设有后述的吸气分配阀61。
如图1所示，在进气管20的后端连接着空气滤清器24，从侧面看，空气滤清器24配置在主框架2b的倾斜延伸部2ba、车座导轨2d与后侧支承件2e所围成的空间中(参照图1)。
另外，从气缸头17向前伸出的排气管27向下方弯曲后向后方弯曲，沿着曲轴箱壳11的下表面向后方并且靠右侧延伸，与配置在后轮6右侧的消音器26连接。
参照图2，曲轴箱壳11是左右两半式结构，由左右曲轴箱壳体半壳构成，在左右曲轴箱壳体半壳的对接面上形成有开口，气缸套16L的下端部嵌入该开口，气缸体16以稍稍前倾的状态向上伸出。并且，在位于气缸套16L内部的气缸孔(cylinder bore)16b中嵌合着能够往复滑动的活塞25，活塞25的活塞销25p与曲轴12的曲轴销12p之间连接着连杆26，从而构成了曲柄机构(crank mechanism)。
在气缸体16的气体室16b内滑动的活塞25的顶面25t与气缸头17的面对该顶面25t的顶壁面41之间形成燃烧室40。
在气缸头17的顶壁面41上设有吸气阀口42与排气阀口43(图4、图6)，吸气阀口42与排气阀口43在径向上分别配置在气缸孔16b的中心轴线即气缸轴线C的两侧，其开口面对着燃烧室40。另外，在气缸头17上配置着分别连接吸气阀口42与排气阀口43的吸气通道44与排气通道45，吸气通道44与排气通道45这二者从吸气阀口42与排气阀口43一侧延伸出来，且向使二者相互远离的方向弯曲延伸。
参照图2，吸气通道44从吸气阀口42向二轮摩托车的后方延伸，通过连接管19与进气管20连通，排气通道45与排气管27(图1)连接。
在气缸头17上嵌合有阀芯导向件34i、34e，在阀芯导向件34i、34e上分别支承着吸气阀(阀芯)46与排气阀(阀芯)47，吸气阀(阀芯)46与排气阀(阀芯)47能够沿着阀芯导向件34i、34e滑动。在气缸头17的上方设有阀芯驱动机构30，吸气阀(阀芯)46与排气阀(阀芯)47能够被阀芯驱动机构30驱动，从而与曲轴12的转动同步，开闭吸气通道22的吸气阀口42与排气通道45的排气阀口43。
阀芯驱动机构30是SOHC型内燃机的阀芯驱动机构，其具有配置在气缸体17上方的1个凸轮轴31，该凸轮轴31沿着左右方向配置。在凸轮轴31的斜前上方与斜后上方分别支承着摇臂轴32e、32i，位于后侧的摇臂轴32i上支承着吸气摇臂33i，该吸气摇臂33i的中央部被支承，能够摇动；位于前侧的摇臂轴32e上支承着排气摇臂33e，该排气摇臂33e中央部被支承，能够摇动。
吸气摇臂33i的一端与凸轮轴31的吸气凸轮周面(lobe)相接处，另一端通过调节螺栓与被弹簧加载的吸气阀46的阀杆46s的上端接触；排气摇臂33e的一端与凸轮轴31的排气凸轮周面接触，另一端通过调节螺栓与被弹簧加载的排气阀47的阀杆47s的上端接触，随着凸轮轴31的转动，吸气摇臂33i与排气摇臂33e摇动(摆动)，驱动吸气阀46与排气阀47进行开闭动作。
图3为从上方看到的气缸体16的附图，在气缸体16的与气缸头17对接的对接面16f上设有圆孔与矩形孔，圆孔属于气缸孔16b，矩形孔属于，供向阀芯驱动机构30传递动力的链条穿过的链条室16c。
图4为重叠配置在气缸体16上的气体头17的仰视图，在气缸头17的与气缸体16的对接面16f相面对的对接面17f上凹进形成顶壁面41，该顶壁面41是燃烧室40的顶壁面，其形成位置与气缸孔16b对应。另外，在对接面17f上设有链条室17c，其形成位置与链条室16c对应，并且与链条室16c连通。
气缸头17的对接面17f上的、燃烧室40的顶壁面41的圆形开口边缘41s与气缸孔16b的圆孔一致。
直径较大的吸气阀口42的开口位于顶壁面41的后部，直径比吸气阀口42小一些的排气阀口43的开口位于顶壁面41的前部。
另外，在顶壁面41上设有火花塞孔48，该火花塞孔48用于使火花塞(未示出)的顶端(头端)伸入燃烧室。
图5为沿着气缸轴C的方向看气缸头17的燃烧室40时的附图，参照图5，沿着气缸轴方向看，吸气阀口42偏心配置，该吸气阀口外侧部的一部分位于燃烧室40的顶壁面41的与气缸孔16b的圆孔对应的圆形的顶壁面开口边缘41s的外侧，吸气阀口42具有伸出至顶壁面开口边缘41s的外侧的新月状的伸出部42a(图5中点状阴影所示部分)。
开口在伸出部42a的周长相对于吸气阀口42的开口边缘42s的开口全周长的比例为遮蔽(masking)比Rm，通过偏心配置吸气阀口42，使遮蔽比Rm为20～50％左右。
另外，参照图5，在顶壁面41上形成拱顶状凹部51，该拱顶状凹部51的横截面呈椭圆状，吸气阀口42与排气阀口43该椭圆内，沿着长轴方向配置，在顶壁面41中，位于拱顶状凹部51的外侧的左右一对新月状部分上分别形成有扁状部(squish)52。
并且，在吸气阀口42的外周侧形成由一对导向壁53，该导向壁53从吸气阀口42的新月状的伸出部42a的两端部边缘沿着吸气阀口42的开口边缘42s弯曲形成，一对导向壁53相互面对，并且分别向上述排气阀口43一侧尺寸逐渐扩展开。
相对于具有上述结构的汽缸头17的燃烧室40的顶壁面41，如图3、图6～图8所示，在汽缸体16的汽缸孔16b的位于汽缸头17一侧的开口边缘上，于面对吸气阀口42的伸出部42a的后侧部分形成有切口状曲面部(切口状圆曲面部)55，该切口状曲面部55是将上述后侧部分在吸气阀46的移动方向上并且沿着吸气阀46的伞状部46p的周缘切除至(吸气阀46的)最大行程位置所形成的。
如图7、图8以及图9所示，切口状曲面部55形成在，通过铸造形成有铸铁制的汽缸套16L的铝合金制的汽缸体16的覆盖无凸缘的汽缸套16L的上端面的部分上，呈对该部分进行斜向切除加工而形成的形状。
在吸气阀46打开，移动至最大行程位置期间，吸气阀46的伞状部46p沿着切口状曲面部55、逐渐靠近该切口状曲面部55而移动，因而，在此期间，经由吸气阀口42的外侧边缘侧(伸出部42a一侧)吸入的气体要进入燃烧室40的话，必需经过吸气阀46的伞状部46p与切口状曲面部55之间的非常狭窄的间隙，上述气体向燃烧室40的吸入几乎完全被抑制，呈被遮蔽的状态。
因而，气体经由吸气阀口42的外侧边缘一侧的吸入被遮蔽，仅仅有一点点气体由此被吸入，经由吸气阀口42的内侧边缘一侧的吸气量成为主要部分，因而，容易在燃烧室内产生滚流。
另外，吸气阀46的最大行程位置也可以位于稍稍越过切口状曲面部55的位置。
如图6所示，活塞25的顶面25t的周缘部的面对吸气阀口42的伸出部42a的部分形成为与吸气阀46的伞状部46pf的外周部端面平行的切除状表面56(参照图6)，在吸气行程中，活塞25进行下降动作，并且吸气阀46打开、进行上升动作，此时，由于气体经由吸气阀口42的外侧边缘一侧流入的流动方向与活塞切除状表面56垂直，因而，经由吸气阀口42的外侧边缘一侧向燃烧室40内的吸气不会被促进，能够抑制逆向滚流的产生。
另外，在吸气系统中，由进气管20通过连接管16延伸至吸气通道44的吸气通路P，从进气管20的下游侧位置到吸气通道44的弯曲部，被分隔板60分为上侧吸气通路Up与下侧吸气通路Lp。
分隔板60一体形成在进气管20上，分隔板60的上游侧端部将进气管20的内部分为上下两部分，下游侧的从进气管20延伸出的部分插入吸气通道44中。
如图9所示，分隔板60的呈带状(板状)的伸出部分的两侧边缘沿着吸气通道44的内周面延伸。
分隔板60靠近气体通路P的上侧配置，使上侧吸气通路Up的通路横截面积比下侧吸气通路Lp的通路横截面积小(参照图9)。
分隔板60的尺寸较长的延伸部沿着吸气通道44的弯曲形状弯曲延伸，如图10所示，作为前端的下游侧端部60e延伸至位于吸气通道44的弯曲部的吸气阀46的吸气阀杆46s，在下游侧端部60e上形成凹部60u，该凹部60u从前端侧向后凹成字母U形，吸气阀杆46s穿过该字母U形的凹部60u。
另外，下游侧端部60e呈不弯曲的平板状，直线状地插入吸气通道44的弯曲部，在吸气通道44的弯曲部上，面对下游侧端部60e的左右侧部形成有左右的凹槽44v，下游侧端部60e的左右侧部嵌入凹槽44v中而被固定支承。
在进气管20内设有吸气分配阀(阀芯)61，该吸气分配阀61位于节气阀22的下游侧、分隔板60的上游侧。
参照图6、图7、图8，吸气分配阀61是挡板阀(flap valve)，位于其基端的转动轴61a枢支在进气管20上，且位于分隔板60的上游侧端缘附近，其朝向吸气上游侧的头端能够上下摆动。吸气分配阀61被马达驱动机构62驱动而进行摆动。
吸气分配阀61通过其朝向上游的节气阀22的头端的摆动，能够调节从节气阀22下游侧被分为上下两部分而分别流动在上侧吸气通路Up与下侧吸气通路Lp中的气体的比例。
用于控制内燃机10的动作的ECU(电控单元)65(图2)具有吸气控制机构65，ECU65解析内燃机10的运转状态，通过吸气控制机构66来驱动控制吸气系统的节气阀21与燃料喷射器23，也通过吸气控制机构66驱动控制吸气分配阀61。
参照图6，节气阀22的开度(风门开度)θ能够表示内燃机10的负载状态，在节气阀22从完全关闭状态转动至与吸气通路平行的姿势时，达到全开状态。
根据内燃机10的负载状态来驱动控制吸气分配阀61，吸气分配阀61的摆动角度即是吸气分配阀开度以图6所示的低负载状态下的吸气分配阀61的位置(低负载位置)为基准0度，在吸气分配阀61从图6所示的位置顺时针转动时，摆动角度增大。
滚流的状态可以由滚流比Rt表示，该滚流比Rt相当于曲轴12转动1圈时滚流的转动次数。
滚流比Rt＝滚流转动角速度/曲轴角速度
滚流比Rt较大的话，表示产生了涡轮强度大的滚流。
图11所示为对应于风门开度θ来控制吸气分配阀61摆动时吸气分配阀开度的变化与滚流比Rt的变化。
参照图11来说明对应于内燃机10的负载状态的对吸气分配阀61进行的摆动控制以及滚流比Rt的变化。
在内燃机10处于低负载运转状态时，如图6所示，节气阀22的打开程度较小(风门开度θ：小)，吸气分配阀61被保持在其头端部边缘与吸气通路P的下侧周面接触的低负载位置(吸气分配阀开度度)，因而，此时，吸气分配阀61将气体的大部分分配至上方，气体经由上侧吸气通路Up流动。
因而，经由节气阀22的打开程度较小的开口被吸入的气体的大部分被吸气分配阀61导入位于上方的、通路较狭窄的上侧吸气通路Up中，提高了气流速度，进一步地，这些气体被延伸至位于吸气通道44的弯曲部中的吸气阀杆46s处的分隔板60导向至吸气阀口42的附近，因而，大部分的气体经由吸气阀口42的内侧边缘一侧(汽缸轴C一侧)被高速吸入燃烧室40，如图6所示，能够产生涡流强度较大的滚流(滚流比Rt上升)。
从汽缸轴线方向上看，吸气阀口42相对于汽缸孔16b的圆孔偏心配置，具有向外侧伸出的伸出部42a，使得吸气阀口42的外侧边缘一侧(伸出部42a一侧)被遮蔽，并且，几乎没有气体经由下侧吸气通路Lp流动，因而，没有气体经由吸气阀口42的外侧边缘一侧被吸入燃烧室40，不会产生妨碍滚流的逆向滚流，能够产生强烈的滚流，提高滚流比Rt，提高低负载时的燃烧效率。
在内燃机10处于中负载运转状态时，如图7所示，节气阀21的打开程度为中等程度(风门开度θ：中)，吸气分配阀61被保持在其头端(顶端)边缘靠近吸气通路P的上侧周面的中负载位置(吸气分配阀开度度)。因而，吸气分配阀61使上方的气体所占的比例比下方小。
因而，如图7中的箭头所示，下侧吸气通路Lp中有充分的气体流动，而经由上侧吸气通路Up的气流被抑制。
因此，经由上侧吸气通路Up流动的气体即使经由吸气阀口42的内侧边缘一侧进入燃烧室40，由于该气体的量被抑制得较小，因而仅能够产生涡流较弱的滚流，进一步，经由吸气阀口42的外侧边缘一侧被吸入燃烧室40中的气体较多，产生逆向滚流，抑制了滚流，从而大大地抑制了滚流的产生，降低滚流比Rt。
在内燃机10处于高负载运转状态时，如图8所示，节气阀21呈全开状态(风门开度θ：全开)，吸气分配阀61被保持在与分隔板60位于同一平面的高负载位置(吸气分配阀开度度)。因而，吸气分配阀61不改变分隔板60所分配的气体的比例。
因而，如图8所示，上侧吸气通路Up与下侧吸气通路Lp中有充分的气体流动，经由上侧吸气通路Up流动的气体经由吸气阀口42的内侧边缘一侧被吸入燃烧室40，产生滚流，经由下侧吸气通路Lp流动的气体被遮蔽但是也有一点点经由吸气阀口42的外侧边缘一侧进入燃烧室40，产生逆向滚流，不过，由于能够经由上侧吸气通路Up吸入充足量的吸气，因而，能够产生滚流比Rt较高的涡旋程度大小适度的滚流，并且，由于吸气充分，因而能够维持良好的吸气效率。
如上所述，本内燃机10的吸气装置能够根据内燃机的负载状态调整滚流的涡旋强度，实现燃料效率的最优化。
由于吸气分配阀61是基端的转动轴61a枢支在进气管20上，且位于分隔板60的上游侧端缘附近、其朝向吸气上游侧的头端能够上下摆动的挡板阀，因而能够容易地通过调整其头端的摆动位置来调节气体的上下分配比例。
在上述实施方式所涉及的吸气装置中，由分隔板60分隔成的上侧吸气通路Up与下侧吸气通路Lp中，仅在上侧吸气通路Up安装有燃料喷射器23，然而，如图12、图13所示，也可以在下侧吸气通路Lp还安装有燃料喷射器。
在上侧吸气通路Up上安装上侧燃料喷射器71，在下侧吸气通路Lp上安装下侧燃料喷射器72。另外，其他的部件与上述实施方式相同，使用相同的附图标记表示。
图14所示为上侧燃料喷射器71与下侧燃料喷射器72的燃料喷射比r(下侧喷射量/上侧喷射量)。
随着风门开度θ的增大，吸气分配阀开度从低负载状态时的0度的状态线性地上升至高负载状态时的α度。
在低负载状态下，即，在气体仅经由上侧吸气通路Up流动时，燃料喷射比r为0％，下侧燃料喷射器72不喷射燃料，仅由上侧燃料喷射器71喷射燃料。
在风门开度θ、负载增大时，增大吸气分配阀开度增大经由下侧吸气通路Lp流动的气体相对于上侧吸气通路Up流动的气体的比例，与此相随，增大下侧燃料喷射器72的燃料喷射量，提高燃料喷射比r。
并且，在高负载状态时，燃料喷射比r设定为与分隔板60对吸气通路P进行分隔的比例(经由下侧吸气通路Lp流动的气体相对于上侧吸气通路Up流动的气体的比例)大致一致。
如此，根据吸气分配阀61的摆动状态即根据吸气流量的上下分配状态(吸气分配阀开度)对上侧燃料喷射器71与下侧燃料喷射器72的喷射量(燃料喷射比r)进行最优化控制，从而能够进一步提高燃烧效率，并且使空燃比(A/F，空气燃料比)达到最优化。
附图标记说明
1、二轮摩托车；2、车身框架；10、内燃机；11、曲轴箱壳；12、曲轴；13、主轴；14、副轴；16、汽缸体；16b、汽缸孔；17、汽缸头；18、汽缸头盖；19、连接管；20、进气管；21、节气门体；22、节气阀；23、燃料喷射器；24、空气滤清器；25、活塞；26、连杆；30、阀芯驱动机构；31、凸轮轴；32e、32i、摇臂轴；33i、吸气摇臂；33e、排气摇臂；34i、34e、阀芯导向件；40、燃烧室；41、顶壁面；42、吸气阀口；42a、伸出部；43、排气阀口；44、吸气通道；45、排气通道；46、吸气阀；46pf、伞状部；46s、吸气阀杆；47、排气阀；48、火花塞孔；51、拱顶状凹部；52、扁状部；53、导向壁面；55、切口状曲面部；56、活塞切除状表面；60、分隔板；61、吸气分配阀；62、马达驱动机构；65、ECU；66、吸气控制机构；71、上侧燃料喷射器；72、下侧燃料喷射器；Up、上侧吸气通路；Lp下侧吸气通路；P、吸气通路。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种内燃机的吸气装置，
在所述内燃机中，
在气缸体(16)的气缸孔(16b)内嵌合着能够滑动的活塞(25)，在活塞(25)的顶面以及气缸头(17)的与该顶面相面对的顶壁面(41)之间构成燃烧室(40)，
在所述气缸头(17)的所述顶壁面(41)上设有吸气阀口(42)与排气阀口(43)，与吸气阀口(42)、排气阀口(43)分别相连地设有吸气通道(44)与排气通道(45)，所述吸气通道(44)与排气通道(45)向相互远离的方向弯曲延伸，
在吸气通道(44)上连接着进气管(20)，从而构成连续的吸气通路(P)，
在所述进气管(20)上设有节气阀(22)与位于该节气阀(22)的气流下游侧的吸气分配阀(61)，
在所述吸气通路(P)中设有分隔板(61)，由分隔板(61)将所述吸气通路(P)位于吸气分配阀(61)下游侧的部分分隔为上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)，由所述吸气分配阀(61)对所述上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)中的气流量进行控制，
所述吸气分配阀(61)被吸气控制机构(66)控制，
其特征在于，
所述吸气分配阀(61)临近所述分隔板(60)的上游侧端缘配置，用于对所述节气阀(22)下游侧的所述上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)上下两部分中流动的气体的比例进行调节，
所述吸气控制机构(66)使得，
在所述内燃机处于低负载状态时，所述吸气分配阀(61)保持在低负载位置，从而使气流的大部分被分配至上侧而流入所述上侧吸气通路(Up)，
在所述内燃机处于中负载状态时，所述吸气分配阀(61)保持在中负载位置，从而减小上侧的气流相对于下侧的气流的比例，抑制流向所述上侧吸气通路(Up)的气流，
在所述内燃机处于高负载状态时，所述吸气分配阀(61)保持在高负载位置，由所述分隔板(60)所分隔的比例分配气流。
2.根据权利要求1所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，所述吸气分配阀(61)是挡板阀，其基端枢支在所述进气管(20)的临近所述分隔板(60)的上游侧端缘的部位，该吸气分配阀(61)的朝向气流上游侧的头端能够上下摆动。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，所述上侧吸气通路(Up)的流路横截面积比所述下侧吸气通路的流路横截面积小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，所述分隔板(60)的下游侧端部(60e)位于所述吸气通道(44)内，且临近吸气阀杆(46s)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，
设置在所述气缸头(17)的所述顶壁面(41)上的所述吸气阀口(42)与所述排气阀口(43)朝向所述燃烧室(40)开口，并且，所述吸气阀口(42)与所述排气阀口(43)配置在所述气缸孔(16b)的中心轴线即气缸轴线(C)的两侧，
沿着气缸轴线(C)方向看，所述吸气阀口(42)偏心配置，具有伸出所述气缸孔(16b)的圆孔的外侧的、呈新月状的伸出部(42a)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，
在所述进气管(20)的所述上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)中分别设有用于喷射燃料的上侧燃料喷射器(71)与下侧燃料喷射器(72)，
所述吸气控制机构(66)根据所述吸气分配阀(61)的摆动位置来控制所述上侧燃料喷射器(71)与所述下侧燃料喷射器(72)的燃料喷射量。
Claims (7)
1.一种内燃机的吸气装置，
在所述内燃机中，
在气缸体(16)的气缸孔(16b)内嵌合着能够滑动的活塞(25)，在活塞(25)的顶面以及气缸头(17)的与该顶面相面对的顶壁面(41)之间构成燃烧室(40)，
在所述气缸头(17)的所述顶壁面(41)上设有吸气阀口(42)与排气阀口(43)，与吸气阀口(42)、排气阀口(43)分别相连地设有吸气通道(44)与排气通道(45)，所述吸气通道(44)与排气通道(45)向相互远离的方向弯曲延伸，
在吸气通道(44)上连接着进气管(20)，从而构成连续的吸气通路(P)，
在所述进气管(20)上设有节气阀(22)与位于该节气阀(22)的气流下游侧的吸气分配阀(61)，
在所述吸气通路(P)中设有分隔板(61)，由分隔板(61)将所述吸气通路(P)位于吸气分配阀(61)下游侧的部分分隔为上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)，由所述吸气分配阀(61)对所述上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)中的气流量进行控制，
所述吸气分配阀(61)被吸气控制机构(66)控制，
其特征在于，
所述吸气分配阀(61)临近所述分隔板(60)的上游侧端缘配置，用于对所述节气阀(22)下游侧的所述上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)上下两部分中流动的气体的比例进行调节。
2.根据权利要求1所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，所述吸气分配阀(61)是挡板阀，其基端枢支在所述进气管(20)的临近所述分隔板(60)的上游侧端缘的部位，该吸气分配阀(61)的朝向气流上游侧的头端能够上下摆动。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，所述上侧吸气通路(Up)的流路横截面积比所述下侧吸气通路的流路横截面积小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，所述分隔板(60)的下游侧端部(60e)位于所述吸气通道(44)内，且临近吸气阀杆(46s)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，
设置在所述气缸头(17)的所述顶壁面(41)上的所述吸气阀口(42)与所述排气阀口(43)朝向所述燃烧室(40)开口，并且，所述吸气阀口(42)与所述排气阀口(43)配置在所述气缸孔(16b)的中心轴线即气缸轴线(C)的两侧，
沿着气缸轴线(C)方向看，所述吸气阀口(42)偏心配置，具有伸出所述气缸孔(16b)的圆孔的外侧的、呈新月状的伸出部(42a)。
6.根据权利要求5所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，
所述吸气控制机构(66)使得，
在所述内燃机处于低负载状态时，所述吸气分配阀(61)保持在低负载位置，从而使气流的大部分被分配至上侧而流入所述上侧吸气通路(Up)，
在所述内燃机处于中负载状态时，所述吸气分配阀(61)保持在中负载位置，从而减小上侧的气流相对于下侧的气流的比例，抑制流向所述上侧吸气通路(Up)的气流，
在所述内燃机处于高负载状态时，所述吸气分配阀(61)保持在高负载位置，由所述分隔板(60)所分隔的比例分配气流。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机的吸气装置，其特征在于，
在所述进气管(20)的所述上侧吸气通路(Up)与下侧吸气通路(Lp)中分别设有用于喷射燃料的上侧燃料喷射器(71)与下侧燃料喷射器(72)，
所述吸气控制机构(66)根据所述吸气分配阀(61)的摆动位置来控制所述上侧燃料喷射器(71)与所述下侧燃料喷射器(72)的燃料喷射量。
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