CN1316147C - 用于内燃机的吸气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的吸气设备，所述吸气设备包括：将入口分成为第一通路和第二通路的隔离物，以及气体运动控制阀，所述气体运动控制阀包括设置在所述隔离物的上游并且与所述隔离物的上游端部相隔开的可转动阀元件。所述气体运动控制阀具有其中阀元件阻止吸入空气流入到第二通路中的完全关闭位置和其中阀元件允许吸入空气流入到第二通路中的完全打开位置。当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，使得阀元件倾斜以便于将吸入空气流引导到第一通路中。当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，所述阀元件和隔离物相互协作以便于在它们之间限定出间隙。

Description

用于内燃机的吸气设备

技术领域

本发明涉及用于内燃机的吸气设备，更具体地说，本发明涉及一种包括用于增强气缸内(incylinder)气体运动(诸如翻滚或涡流)的吸气口的吸气设备。

背景技术

发动机气缸中的气体运动(诸如翻滚或涡流)对于实现火花点火内燃机中稀薄空气/燃料混合物的稳定燃烧来说是重要的。因此，一些类型的发动机需要一种吸气设备，所述吸气设备能够在更宽广的发动机操作区域中增强气缸内气体的运动。

日本专利申请首次公开号No.2002-54535示出了一种用于通过关闭吸气口区域的一半而增强气缸内气体流动的气体运动控制阀。日本专利申请首次公开号No.H06-159079示出了一种吸气设备，所述吸气设备包括将吸气口分成为上半部和下半部的隔离物，以及关闭所述吸气口的下半部以增加翻滚率的气体运动控制阀。

发明内容

布置这样一种气体运动控制阀以便于通过减小吸气口的整体流动通路区域的开口区域而产生气缸内翻滚流动。然而，当开口面积比率变得更小时，流动阻力增加了，并且气缸可吸入的进气量变小了。因此，其中通过气体运动控制阀增加气缸内流动的发动机操作区域被局限于较窄的范围内。

本发明的一个目的是提供一种用于在没有过度地减小吸气口的开口面积比率的情况下增强气缸内气体运动的吸气设备。

在本发明的一个方面中，提供了一种用于内燃机的吸气设备，所述内燃机包括多个发动机气缸和一个吸气口，所述吸气口与每个发动机气缸相连接，所述吸气设备包括：隔离物，所述隔离物沿吸气口的纵向延伸以便于将吸气口的内部区域分成为第一通路和第二通路；以及气体运动控制阀，所述气体运动控制阀包括设置在所述隔离物的上游并且与所述隔离物的上游端部相隔开的可转动阀元件，所述气体运动控制阀具有一完全关闭位置和一完全打开位置，在完全关闭位置，阀元件阻止吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中，而在完全打开位置，阀元件允许吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，使得阀元件倾斜以便于将吸入空气流引导到所述吸气口的第一通路中，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，所述阀元件和隔离物相互协作以便在阀元件与隔离物的上游端部之间限定出一间隙，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置中时，所述阀元件具有处于30-40度的范围内的倾角，所述倾角由阀元件和从所述隔离物朝向所述隔离物的上游侧延伸的参考平面限定。

在本发明的另一个方面中，提供了一种用于内燃机的吸气设备，所述内燃机包括多个发动机气缸和一个吸气口，所述吸气口与每个发动机气缸相连接，所述吸气设备包括：分离装置，所述分离装置用于将吸气口的内部区域分成为沿吸气口的纵向延伸的第一通路和第二通路；以及阀装置，所述阀装置用于控制吸入空气流入到吸气口的第二通路中，当所述阀装置阻止吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中时所述阀装置将吸入空气流引导到所述吸气口的第一通路中，当所述阀装置阻止吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中时，所述阀装置与所述分离装置相互协作，以使得通过所述吸气口的第一通路朝向发动机气缸流动的一部分吸入空气通过所述吸气口的第二通路再循环到所述吸气口第一通路的上游端部，当阀装置阻止吸入空气流入到吸气口的第二通路中时，所述阀装置相对于从分离装置朝向所述分离装置的上游侧延伸的参考平面限定了处于30-40度的范围内的倾角。

附图说明

图1是截面图，示出了具有本发明一个实施例所涉及的吸气设备的发动机。

图2是从上方看过去时图1中的吸气设备的平面图。

图3是说明性图，示意性地示出了图1吸气设备的结构。

图4是说明性图，示出了图1吸气设备中吸气口中的吸入空气流。

图5是与图4相似的说明性图，但是示出了比较示例的吸气设备中吸气口中的吸入空气流。

图6是示出了翻滚强度与进气量之间关系的图表，用以解释该实施例的作用。

图7是一个图表，示出了在阀元件的倾斜度较大的情况下翻滚强度与该实施例中阀元件和隔离物之间的间隙之间关系，以及在阀元件的倾斜度较小的情况下它们之间关系。

具体实施方式

现在将参照图1和图2描述本发明一个实施例所涉及的吸气设备。在该实施例中，所述吸气设备适用于口喷射式火花点火内燃机，并且所述吸气设备被设计得用于增强气缸内气体运动，尤其是，翻滚。当然，该吸气设备也可以被应用到其它类型的发动机，例如，一个直接喷射式火花点火内燃机。如图1中所示的，发动机具有包括气缸组1和覆盖气缸组1顶部的气缸盖3的发动机组。气缸组1形成有多个发动机气缸2。气缸盖3形成有多个凹槽，每个凹槽限定了具有两个倾斜表面的单坡屋顶状的燃烧室4。吸气口5与每个发动机气缸2相连接，并且吸气口5在燃烧室4的两个倾斜表面之一中具有下游端部开口。排气口6在燃烧室4的两个倾斜表面的另一个中具有端部开口。在该实施例中，吸气口5包括形成于气缸盖3和吸入歧管21的分支部分23的支路24的下游端部中的空气通路。或者，吸气口5可只形成于气缸盖3中。吸入阀7被布置得用于打开和关闭吸气口5的下游端。排出阀8被布置得用于打开和关闭排气口6的端部。在该实施例中，吸气口5的下游端部被分叉，并且具有两个分支，每个分支都通向燃烧室4。因此，每个发动机气缸2都具有用于打开和关闭吸气口5的两个分支的下游端的两个吸入阀7。同样地，每个发动机气缸2都具有两个排出阀8。火花塞9被设在由该四个阀7和8围绕的燃烧室4的中央部分处。活塞10被接收于发动机气缸2中。如图1中所示的，活塞10具有平顶。然而，依照各种要求(诸如用于分层进气燃烧的要求)可将活塞顶设计得具有各种形状。

吸气口5中具有细长内部区域。如图1中所示的，隔离物11沿吸气口5的纵向延伸以便于将吸气口5的细长内部区域分成为上部区域和下部区域。该上部区域用作第一通路5A，而该下部区域用作第二通路5B。词语“上部”表示沿从发动机曲轴的位置朝向燃烧室4延伸的发动机气缸2的轴向在位置上“更高”。在该实施例中，气缸盖3是用铝合金制成的，并且隔离物11是金属板(例如，钢板)形式的，作为在铸造气缸盖3时被插入到气缸盖3中的插入件，从而形成为一个整体的铸造气缸盖3的部分。

隔离物11的下游端11a位于最下游侧上，即，靠近于吸入阀7。具体地，隔离物11的下游端11a位于吸气口5的两个分支的分支点15a的直接上游。也就是说，隔离物11的下游端11a位于中隔壁15的上游端的直接上游处，所述中隔壁15被设置于吸气口5的两个分支之间并且将吸气口5的下游端部分为所述两个分支。在该实施例中，接收隔离物11的吸气口5的一部分沿吸气口5的纵向基本直线地延伸，并且隔离物11沿吸气口5的部分延伸。也就是说，隔离物11是沿吸气口5的纵向基本直线地延伸的平板形式的。然而，吸气口5可为弧形的，并且隔离物11也可沿吸气口5的弧形部分弯曲。隔离物11的上游端11b与吸入歧管21安装于其上的气缸盖3的吸入歧管安装表面22齐平。隔离物11的上游端11b可被布置于气缸盖3的吸入歧管安装表面22的略微下游处，以便于防止在加工吸入歧管安装表面22时隔离物11与工具相接触。如图2中所示的，隔离物11的上游端11b和下游端11a与气缸盖3的吸入歧管安装表面22平行。在平面图中由金属板形成的隔离物11具有通常为梯形的形状。但是，该形状取决于吸气口5的几何形状。

这样，隔离物11将除两个分支以及隔离物11与稍后所述的阀元件33之间的间隙12之外的吸气口5的内部区域分成为由隔离物11与吸气口5的上部内侧壁表面5a所限定的第一上部通路5A和由隔离物11与其下部内侧壁表面5b所限定的第二下部通路5B。

吸气口5与相对于每个发动机气缸2所提供的吸入歧管21的分支部分23相连接。吸气口5的第一和第二通路5A和5B与分支部分23的支路24相通。因此，提供了从吸入歧管21的收集器部分(未示出)向每个发动机气缸2延伸的吸入路径。支路24具有位于吸气口5附近、沿吸气口5的纵向直线延伸的下游部分，以及位于下游部分的上游朝向收集器部分向上弯曲的上游部分。

气体运动控制阀31被布置得可控制吸入空气流流入到吸气口5的第二通路5B中。气体运动控制阀31具有一个完全关闭位置和一个完全打开位置，在完全关闭位置，阻止来自于气体运动控制阀31上游侧的吸入空气流流入到所述吸气口5的第二通路5B中，在完全打开位置，允许来自于气体运动控制阀31上游侧的吸入空气流流入到所述吸气口5的第二通路5B中。具体地，气体运动控制阀31被设置在吸入歧管21的分支部分23的支路24的下游端部中并且邻近于隔离物11的上游端11b。气体运动控制阀31包括可转动阀轴32和牢固地支撑于阀轴32上的板状阀元件33。阀轴32沿一排发动机气缸的方向延伸并且关于其轴线可转动。如图1中所示的，阀轴32位于分支部分23的支路24的下游端部上并且被布置在从隔离物11朝向隔离物11的上游侧直线延伸的假想参考平面m上。阀轴32的轴线位于参考平面m中。阀元件33包括从阀轴32处沿一个方向延伸的主要部分33a，以及从阀轴32处沿相对方向延伸的延伸部分33b，所述延伸部分33b的长度小于主要部分33a的长度。主要部分33a打开和关闭吸气口5的第二通路5B的上游端。主要部分33a具有基本与支路24的下游端部的下内侧壁表面相配的形状。在该实施例中，如图2中所示的，主要部分33a通常具有半椭圆形的形状。与此相反，如图2中所示的，延伸部分33b被形成为具有一个远端的细长矩形形状中，即，沿直线并平行于吸入歧管安装表面22和隔离物11的上游端11b延伸的阀元件33的下游端33c中。阀轴32与隔离物11的上游端11b相隔开以阻止阀元件33的延伸部分33b与隔离物11的上游端11b相抵触。在该实施例中，阀元件33的下游端33c被布置于气缸盖3的吸入歧管安装表面22的略上游处。也就是说，阀元件33的下游端33c被布置于抵靠在气缸盖3的吸入歧管安装表面22上的分支部分23的下游端凸缘的端面的略上游处。

阀轴32与驱动器(未示出)相连接。在发动机操作状态中，气体运动控制阀31被控制得处于图1中所示的完全关闭位置中以增强翻滚。在完全关闭位置中，阀元件33完全关闭了吸气口5的第二通路5B的上游端。阀元件33被布置于倾斜状态中，其中主要部分33a位于阀轴32的上游并且来自于气体运动控制阀31上游侧的吸入空气流沿阀元件33的上表面被引导到吸气口5的第一通路5A。换句话说，阀元件33的主要部分33a被设计成这样的形状，即，使得当阀元件33处于倾斜状态中时，所述主要部分33a完全关闭其位置低于阀轴32位置的下部区域。在完全关闭位置中，阀元件33的倾角α小于90度，并且最好在30-40度的范围内。这里，倾角α被限定为由阀元件33与从隔离物11朝向上游侧直线延伸的参考平面m所形成的角度。而且，在气体运动控制阀31的完全关闭位置中，阀元件33的延伸部分33b朝向隔离物11的上部区域突出，也就是说，朝向吸气口5的第一通路5A突出。而且，阀元件33和隔离物11相互协作以便于在阀元件33的下游端33c与隔离物11的上游端11b之间限定出间隙12。间隙12用作第一通路5A的上游端与第二通路5B的上游端通过其彼此相通的交流通路。在该实施例中，如图2中所示的，隔离物11的上游端11b与阀元件33的下游端33c具有相互平行的直线周缘，在所述相互平行的直线周缘之间产生了具有均匀长度的间隙12。

在发动机操作区域(诸如进气量变得较大的高速高负荷区域)中，气体运动控制阀31处于阀元件33完全打开吸气口5的第二通路5B的上游端的完全打开位置中。在气体运动控制阀31的完全打开位置中，阀元件33与隔离物11面内对齐并且平行于朝向吸气口5定向的吸入空气流。阀元件33的延伸部分33b与隔离物11面内对齐从而使得间隙12最小化。位于延伸部分33b上的下游端33c被布置得邻近于隔离物11的上游端11b。

在该实施例中，气体运动控制阀31包括具有环形形状的阀架34。阀元件33以可转动的方式被支撑在阀架34内。阀元件33和阀架34构成了一个整体。通过将该一个整体安装于吸入歧管21的分支部分23的下游端凸缘的内圆周上而将阀元件33布置在分支部分23的支路24的下游部分中。分支部分23在下游端凸缘的内圆周中具有凹槽部分，其中具有阀元件33的阀架34被装配于所述凹槽部分。阀轴32被插入到阀元件33中诸如以便于穿过相应的分支部分23，并且与相应的阀元件33相连接。具有如此构成的气体运动控制阀31的吸入歧管21被安装于气缸盖3上以使得气体运动控制阀31被牢固地固定就位。

用于朝向吸气口5喷射燃料的燃料喷射器41被布置于气缸盖3的吸气口5的上方。燃料喷射器41被设计得可提供与该对吸入阀7相对应的通常为V形的分裂的燃料喷雾。如图1中所示的，为了阻止朝向吸入阀7的阀头定向的燃料喷雾抵触隔离物11，燃料喷射器41被布置得靠近于吸入阀7。在吸气口5的上部内壁表面5a中形成有凹槽部分42。从燃料喷射器41中喷射出的燃料穿过凹槽部分42和吸气口5的下游端部，并导向到吸入阀7的阀头上。

内燃机具有已知的废气再循环设备(未示出)，例如废气再循环控制阀，用于再循环从排气系统逸出到吸入系统的一部分废气。废气再循环设备被构成得可通过利用发动机气缸2中的翻滚在高废气再循环率下实现稳定燃烧，从而在部分负荷发动机操作区域中提高燃料燃烧效率。再循环的废气可被引入到吸入歧管21的收集器部分或被分配到每个发动机气缸2的支路24。

参照图3，将描述本发明吸气设备的操作。在吸入冲程上，吸入阀7被打开并且活塞10在发动机气缸2中的向下方向下降。吸入空气通过围绕吸入阀7的开口流入到发动机气缸2中。在该状态中，当气体运动控制阀31处于第一通路5A与第二通路5B两者都被打开的完全打开位置中时，吸入空气通过第一通路5A与第二通路5B流向发动机气缸2。然后吸入空气通过围绕吸入阀7的开口基本均匀地流入到发动机气缸2中。因此，发动机气缸2中所产生的气体运动较弱。

另一方面，当气体运动控制阀31处于其中第二通路5B被气体运动控制阀31关闭的关闭位置中时，吸入空气仅通过第一通路5A流向发动机气缸2。如图3中所示的，沿吸气口5的上部内侧壁表面5a流动的吸入空气流是大的，而沿吸气口5的下部内侧壁表面5b流动的吸入空气流是非常小的。因此，在吸入阀7与发动机气缸2的外圆周之间所形成的开口的下部部分20a中吸入流量较小并且吸入流速较低。在吸入阀7与火花塞9之间所形成的开口的上部部分20b中，吸入流量较大并且吸入流速较高。因此，在发动机气缸2中，如图3中的箭头所示的，形成从吸入阀7的吸入侧流向排出阀8的排气侧，并流向活塞10顶部的强翻滚流体运动，即，所谓的向前翻滚。而且，当气体运动控制阀31处于关闭位置中时，吸入空气流被节流以只通过第一通路5A流动。这导致隔离物11的上游端11b附近的局部减压，从而产生图3中所示的低压区13。用作第一通路5A与第二通路5B之间交流通路的间隙12位于低压区13中。在间隙12与第二通路5B的下游端14之间形成有压力差。由于该压力差，第二通路5B的下游端14用作吸吸气口，第一通路5A中的一部分吸入空气通过该吸吸气口被吸入到第二通路5B中。然后该部分吸入空气通过第二通路5B流向吸气口5的上游侧，并从间隙12进入到第一通路5A中然后并入第一通路5A中的吸入空气中。换句话说，穿过第一通路5A并流向吸气口5下游侧的一部分吸入空气通过第二通路5B和间隙12被再循环到第一通路5A中。为此，流过围绕吸入阀7的开口的上部部分20b的吸入空气流变得更大，而流过开口的下部部分20a的吸入空气流变得更小。这在发动机气缸2中产生了更强的翻滚。穿过开口的下部部分20a的吸入空气流作用在发动机气缸2中的翻滚流体运动上以便于抑制翻滚流体运动。然而，在该实施例中，穿过开口的上部部分20b的吸入空气流可被增强，同时，穿过开口的下部部分20a的吸入空气流可被减小。这起到在发动机气缸2中有效地产生强翻滚的作用。

发动机气缸2中所产生的强翻滚通过再循环大量废气而用于显著地提高燃料燃烧效率。在部分载荷发动机操作区域中，可通过关闭气体运动控制阀31从而实现稳定燃烧而产生强翻滚。另外，可再循环大量废气从而增加废气再循环率。这可实现稳定燃烧，因此，可提高燃料燃烧效率。

具体地，在图3中所示的关闭位置中，气体运动控制阀31的阀元件33的延伸部分33b朝向位于隔离物11的上部的第一通路5A突出。因此突出的延伸部分33b有助于有效地产生低压区13，以使得通过阀元件33与隔离物11之间的间隙12保证吸入再循环。

当气体运动控制阀31处于高速高载荷发动机操作区域中的完全打开位置中时，阀元件33与隔离物11在平面内对齐。由于该对齐结构，可减小流过第一通路5A与第二通路5B的吸入空气流的流动阻力。此外，在完全打开位置中，阀元件33的延伸部分33b被布置于阀元件33与隔离物11之间的间隙12中，从而减小间隙12并且抑制吸入空气流中的扰动。而且，在图1中所示的该实施例中，阀元件33的主要部分33a和延伸部分33b在厚度上朝向其尖端逐渐减小，主要部分33a和延伸部分33b都具有锥形截面。因此，吸入空气流可平滑地流动，因此，可进一步减小流动阻力。

图4示出了该实施例的吸气设备中的实际吸入空气流动的分析结果。在图4中，每个点中的流体流动的速度和方向都用小箭头表示为矢量。箭头的密度表示流量。在其中箭头密集的区域中流量较高，而在其中箭头粗的区域中流量较低。图5示出了比较示例中的吸入空气流，在比较示例中，消除了用作第一通路5A与第二通路5B之间交流通路的间隙12。图5的布置相当于其中主要通过隔离物11和气体运动控制阀31将吸入空气流动偏转到一侧的早期技术的吸气设备。在图4和图5中的两个示例中，气体运动控制阀31的打开程度被控制在相同值(大约20％)。

可从图4与图5之间的比较中明白以下情况。在图5的示例中，穿过第一通路5A的较大量吸入空气向下扩散到隔离物11的下游端11a的下游侧上，并通过围绕吸入阀7的开口的下部部分20a流入到发动机气缸2中。在隔离物11的下面的第二通路5B中，吸入空气几乎是静止且停滞的。与之相反，在图4的示例中，吸入空气通过第二通路5B从吸入阀7附近的下部区域再循环到第一通路5A。因此，明显减少了穿过围绕吸入阀7的开口的下部部分20a的吸入空气流动，并且增强了穿过围绕吸入阀7的开口的上部部分20b的吸入空气流动。因此，图4的布置可有效地增强气缸内的翻滚。

图6示出了如图4和图5中使用隔离物11和气体运动控制阀31的吸气设备中翻滚的强度与吸入空气量之间的关系。在图6中，翻滚的强度被表示为吸入冲程期间翻滚比率的最大值。通常，当翻滚较弱时，燃烧趋向于缓慢并且不稳定，而当翻滚较强时，燃烧趋向于快速并且稳定。图5比较示例的特征曲线如图6中的实线曲线所示出的。在该特征曲线的情况中，翻滚与吸入空气量以以下方式彼此相关。当开口面积比或气体运动控制阀31的打开程度被设定为较小值时，翻滚变得较强但是吸入空气量变得较小。另一方面，当开口面积比或气体运动控制阀31的打开程度被设定为较大值时，增加了吸入空气量但是翻滚变得较弱。吸入空气量的减少意味着其中可产生翻滚的翻滚操作区域(即，其中气体运动控制阀31可处于关闭位置中的操作区域)面积上的减小。相反，吸入空气量的增加意味着翻滚操作区域面积上的增加。图4实施例的特征曲线如图6中以虚线圈出的区域所示出的。在该示例中，翻滚与吸入空气量以以下方式彼此相关。当翻滚的强度被控制为恒量时，可增加吸入空气量。当吸入空气量(开口面积比或打开程度)被控制为恒量时，可增加翻滚的强度。

因此，在宽广的发动机操作区域中可实现大废气量再循环与强翻滚的组合，总体上起到显著增强发动机中的燃料燃烧效率的作用。此外，与比较示例的吸气设备相比较，在该实施例中在相同的发动机操作区域中可产生更强的翻滚。这可执行更大量的废气再循环，因此可进一步提高燃料燃烧效率。

如上所述的，在该实施例中，通过使得来自于吸气口5的上部流体通路5A的一部分吸入空气再循环到由气体运动控制阀31关闭的下部流体通路5B、可有效地提高气缸内流体运动。此外，在该实施例中，在没有过度地减小吸气口5的开口面积比的情况下可提供增强的气缸内流体运动。因此，可抑制由于吸气口5中的流动阻力增加而导致的抽吸损失的增加。而且，可增加流入到发动机气缸2中的吸入空气量，以使得可在宽广的发动机操作区域中增强气缸内流体的运动。

此外，在该实施例中，隔离物11是用金属板构成的，作为在铸造时被插入到气缸盖3中的插入件，从而形成为铸造气缸盖3的整体的部分。气体运动控制阀31被布置在吸入歧管21的分支部分23的下游部分中。在隔离物11和气体运动控制阀31的这种布置下，吸气设备可为结构简单形式的，并且可避免装配操作的恶化。具体地，由于气体运动控制阀31和阀架34构成了一个整体，因此可在提高的效率下执行将该整体安装于分支部分23的下游部的操作。而且，在将吸入歧管21安装于汽缸盖3之前，可检查和调节隔离物11上游端11b和阀元件33的下游端33c的相应位置。因此，可容易地实现隔离物11上游端11b和阀元件33的下游端33c之间的间隙12尺寸上的精确性。这起到防止翻滚强度波动的作用，所述翻滚强度波动是由于间隙12尺寸上改变而导致的。而且，在将汽缸盖3与用作隔离物11的金属板铸在一起之后，可对吸入歧管安装表面22和隔离物11的上游端11b进行加工以使其彼此齐平。在这种情况下，可在增强的精确度下将隔离物11的上游端11b控制在位置中。

而且，在该实施例中，如图1中所示的，当气体运动控制阀31处于完全关闭位置中时，使得阀元件33的倾角α较小。这起到减小这样一个范围的作用，在该范围内，当气体运动控制阀31处于完全关闭位置中时，由于阀元件33与隔离物11之间所形成的间隙12的尺寸误差，使得在发动机气缸2中所产生的翻滚的强度是波动的。图7示出了相对于阀元件33的倾角α的翻滚强度的增长率与间隙12的尺寸之间的关系。如图7中所示的，在阀元件33的倾角α的某一范围内，当间隙12增加时，翻滚强度趋向于增加。在其中阀元件33的倾角α较大(具体地，接近于90度)的情况下，如图7中的虚线曲线所表示的，翻滚强度的增加率相对于间隙12尺寸的增加陡峭地上升。与之相反，当阀元件33的倾角α低于90度并较小时，如图7中的实线曲线所表示的，翻滚强度的增加率相对于间隙12尺寸的增加缓慢地上升。如果需要的翻滚强度被设定为图7中的虚直线所表示的、并且如果间隙12实际尺寸中的误差出现在恒定范围A内的话，在阀元件33的较大倾角α的情况中，翻滚强度将在范围B上波动。另一方面，在相同的条件中，在由图7中实线曲线所表示阀元件33的较小倾角α的情况中，翻滚强度将在范围C中波动。如从图7中可明白的，在阀元件33的较小倾角α的情况中所出现的翻滚强度波动小于其较大倾角α的情况中所出现的翻滚强度波动。因此，使用阀元件33的较小倾角α的该实施例起到抑制多个气缸发动机的发动机气缸之间的燃烧波动，以及确保每个发动机气缸中的稳定燃烧的作用。

此外，在图7中，附图标记x表示在阀元件33的较大倾角α的情况中可获得的最小翻滚强度，其中恒定误差范围A的翻滚强度的波动处于范围B中。附图标记y表示在阀元件33的较小倾角α的情况中可获得的最小翻滚强度，其中恒定误差范围A的翻滚强度的波动处于范围C中。如从图7中可看到的，最小翻滚强度y大于最小翻滚强度x。如上所述的，大废气量再循环和发动机气缸2中的强翻滚的组合起到增强燃料燃烧效率的作用。在通过增强废气再循环率增强燃料燃烧效率时，根据翻滚强度确定废气再循环率的极限。如果未获得与废气再循环率的极限相对应的翻滚强度的话，将导致不稳定的燃烧。因此，实际上通过考虑翻滚强度中的波动，根据可获得的最小翻滚强度确定废气再循环率的极限。因此，在获得需要的翻滚强度的基础上，可通过如上所述的方案将阀元件33的倾角α设定为较小值而将废气再循环率的极限确定得较高。这起到进一步提高燃料经济性的作用。此外，在通过使得空气-燃料比倾斜而增强燃料经济性的情况下，根据翻滚强度确定空气-燃料比的极限。通过如上所述设定阀元件33的较小倾角α可实现更倾斜侧的燃烧。同时，由于例如装配汽缸盖3和吸入歧管21方面的误差、零件(诸如气体运动控制阀31)尺寸的变化、以及关闭位置中阀元件33的实际倾角α方面的变化将导致出现误差范围A。

然而，如果阀元件33的倾角α极小的话，阀元件33的主要部分33a的必需长度将变得太大。这导致关于克服阀轴32周围所产生的转动力的气体运动控制阀31的刚性、在气体运动控制阀31的关闭位置中的阀元件33的状态或条件、在其关闭位置中出现的流动阻力、阀元件33在其关闭位置中的振动等问题。在考虑这些问题的基础上确定阀元件33的倾角α的下限。因此，最好将阀元件33的倾角α设定在30-40度的范围内。

在上述实施例中，通过设定90度以下的阀元件33的较小倾角α(最好在30-40度)可改进间隙12的容许尺寸误差的范围。由于通过将汽缸盖3装配于隔离物11并且将吸入歧管21装配于气体运动控制阀31提供了适合的间隙12，因此在每个发动机气缸2中可以较高的精确度产生足够大的翻滚强度。

在上述实施例中，吸气口5被隔离物11分成为上部和下部通路，即，第一通路5A和第二通路5B，从而增强气缸内翻滚流体流动(竖直旋涡)。然而，可以各种方式定位隔离物11以加强气缸内涡流流体流动(水平旋涡)或加强介于翻滚和涡流之间的气缸内流体运动。

本申请是在2003的4月3日所申请的先前日本专利申请No.2003-100198的基础上提出的。在这里合并参考日本专利申请No.2003-100198的全部内容。

尽管以上已参照本发明的某个实施例描述了本发明，但是本发明不局限于上述实施例。根据上述技术，本领域普通技术人员将对上述实施例作出修正和变化。结合以下权利要求限定了本发明的范围。

Claims (7)

1.一种用于内燃机的吸气设备，所述内燃机包括多个发动机气缸和一个吸气口，所述吸气口与每个发动机气缸相连接，所述吸气设备包括：

隔离物，所述隔离物沿吸气口的纵向延伸以便于将吸气口的内部区域分成为第一通路和第二通路；以及

气体运动控制阀，所述气体运动控制阀包括设置在所述隔离物的上游并且与所述隔离物的上游端部相隔开的可转动阀元件，所述气体运动控制阀具有一完全关闭位置和一完全打开位置，在完全关闭位置，阀元件阻止吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中，而在完全打开位置，阀元件允许吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，使得阀元件倾斜以便于将吸入空气流引导到所述吸气口的第一通路中，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，所述阀元件和隔离物相互协作以便在阀元件与隔离物的上游端部之间限定出一间隙，

当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置中时，所述阀元件具有处于30-40度的范围内的倾角，所述倾角由阀元件和从所述隔离物朝向所述隔离物的上游侧延伸的参考平面限定。

2.如权利要求1中所述的吸气设备，其特征在于，所述气体运动控制阀包括阀元件被牢固地支撑于其上的可转动阀轴，所述阀元件包括从阀轴朝向阀轴的上游侧延伸的主要部分，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置中时，所述主要部分阻止吸入空气流入到吸气口的第二通路中。

3.如权利要求1中所述的吸气设备，其特征在于，所述阀轴被设置在从隔离物处延伸的平面上，当所述气体运动控制阀处于完全打开位置中时，所述阀元件与隔离物处于平面对齐。

4.如权利要求1中所述的吸气设备，其特征在于，所述内燃机包括限定了发动机气缸的汽缸盖以及安装于汽缸盖上的吸入歧管，所述隔离物设置在汽缸盖中，所述气体运动控制阀被设在吸入歧管中。

5.如权利要求1中所述的吸气设备，其特征在于，当所述气体运动控制阀处于完全关闭位置时，所述阀元件部分地朝向吸气口的第一通路突出。

6.如权利要求1中所述的吸气设备，其特征在于，所述吸气口的所述第二通路是沿发动机气缸的上下方向位于隔离物下方的吸气口的下部区域，所述吸气口的所述第一通路是沿发动机气缸的上下方向位于隔离物上方的吸气口的上部区域。

7.一种用于内燃机的吸气设备，所述内燃机包括多个发动机气缸和一个吸气口，所述吸气口与每个发动机气缸相连接，所述吸气设备包括：

分离装置，所述分离装置用于将吸气口的内部区域分成为沿吸气口的纵向延伸的第一通路和第二通路；以及

阀装置，所述阀装置用于控制吸入空气流入到吸气口的第二通路中，当所述阀装置阻止吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中时所述阀装置将吸入空气流引导到所述吸气口的第一通路中，当所述阀装置阻止吸入空气流入到所述吸气口的第二通路中时，所述阀装置与所述分离装置相互协作，以使得通过所述吸气口的第一通路朝向发动机气缸流动的一部分吸入空气通过所述吸气口的第二通路再循环到所述吸气口第一通路的上游端部，

当阀装置阻止吸入空气流入到吸气口的第二通路中时，所述阀装置相对于从分离装置朝向所述分离装置的上游侧延伸的参考平面限定了处于30-40度的范围内的倾角。

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