CN1536201A - 内燃机的进气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃机的进气装置，包括：一隔壁，其沿进气口的纵向延伸，以便将进气口的内部区域分为第一通道和第二通道；和一气体运动控制阀，其设置在进气歧管的下游端并邻近隔壁的上游端。该气体运动控制阀包括一可转动的阀元件并具有一全闭位置和一全开位置，在前一位置处阀元件完全关闭进气口的第二通道，在后一位置处阀元件完全打开进气口的第二通道，所述阀元件和隔壁彼此配合，以在气体运动控制阀处于全闭位置时在阀元件和隔壁的上游端之间限定一间隙。

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，具体地说，涉及一种进气装置，其包括一用于增加缸内气体运动如滚流或涡流的进气口。
背景技术
发动机气缸内的气体运动如滚流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是重要的。因此，某些类型的发动机需要一种能在更宽的发动机运行范围中增加缸内气体运动的进气装置。
日本专利申请首次公开No.2002-54535披露了一种通过关闭一半进气口来增加缸内气体运动的气体运动控制阀。日本专利申请首次公开No.H06-159079披露了一种用于增加滚流比的进气装置，该装置包括一将进气口分为上下两部分的隔壁和一关闭进气口下半部分的气体运动控制阀。
设置这种气体运动控制阀，以通过减少进气口整个流动通道面积的打开面积来产生缸内滚流。但是，当打开面积比变小时，流动阻力增大，而且气缸的进气量变小。因此，其中缸内流动由气体运动控制阀增加的发动机运行范围被限制到较窄的范围。
发明内容
本发明的目的是在不过度减小进气口的打开面积比的情况下，提供一种用于增加缸内气体运动的进气装置。
在本发明的一方面中，提供一种内燃机的进气装置，其中内燃机包括一气缸盖和一进气歧管，所述气缸盖限定若干发动机气缸和一与各发动机气缸相连的进气口，所述进气歧管与进气口相连，该进气装置包括：
一隔壁，其沿进气口的纵向延伸，以便将进气口的内部区域分为第一通道和第二通道；和
一气体运动控制阀，其设置在进气歧管的下游端并邻近隔壁的上游端，该气体运动控制阀包括一可转动的阀元件并具有一全闭位置和一全开位置，在前一位置处阀元件完全关闭进气口的第二通道，在后一位置处阀元件完全打开进气口的第二通道，所述阀元件和隔壁彼此配合，以在气体运动控制阀处于全闭位置时在阀元件和隔壁的上游端之间限定一间隙。
在本发明的另一方面中，提供一种内燃机的进气装置，内燃机包括若干发动机气缸，该进气装置包括：
一发动机本体，其限定一适于和各发动机气缸相连的进气口；
分隔装置，用于将进气口的内部区域分成第一通道和第二通道，其沿进气口的纵向延伸；和
阀装置，用于控制流入进气口的第二通道中的进入空气，该阀装置与分隔装置配合，以在阀装置防止进入空气流入进气口的第二通道时，将一部分通过进气口的第一通道朝向发动机气缸流动的进入空气通过进气口的第二通道流动到进气口的第一通道的上游端。
附图的简要说明
图1为表示具有根据本发明第一实施例的进气装置的发动机的剖视图。
图2为从上面看去的图1进气装置的平面图。
图3为示意地表示图1进气装置的结构的说明图。
图4为表示图1进气装置的进气口中进气气流的说明图。
图5为类似于图4的说明图，但表示作为一比较例的进气装置的进气口中的进气气流。
图6为表示滚流强度和进气量之间关系的曲线图，用以表示第一实施例的效果。
图7为表示下述两种情况下第一实施例的阀元件和隔壁之间的间隙与滚流强度之间的关系，一种情况为阀元件的倾斜度大，另一种情况为阀元件的倾斜度小。
图8为类似于图1的视图，但是表示具有根据本发明第二实施例的进气装置的发动机。
图9为从上面看去的图8进气装置的平面图。
图10为类似于图1的视图，但是表示具有根据本发明第三实施例的进气装置的发动机。
图11为从上面看去的图10进气装置的平面图。
图12为从上面看去的，根据本发明第四实施例的进气装置的平面图。
图13为类似于图1的视图，但是表示具有根据本发明第五实施例的进气装置的发动机。
图14为从上面看去的图13进气装置的平面图。
图15为根据本发明第六实施例的进气装置的隔壁之基本部分的平面图。
图16为类似于图15的视图，但是表示本发明的第七实施例。
图17为类似于图1的视图，但是表示具有根据本发明第八实施例的进气装置的发动机。
发明的详细说明
参照图1和2，现在解释说明根据本发明第一实施例的进气装置。在该实施例中，进气装置被应用到进气口喷射火花点火内燃机上，并被用于加强缸内气体运动，特别是滚流。但是，该装置可以被应用到其它类型的内燃机，例如直喷火花点火内燃机。如图1所示，发动机具有一包括气缸体1和气缸盖3的发动机本体，所述气缸盖覆盖气缸体1的顶部。气缸体1形成有若干发动机气缸2。气缸盖3形成有各限定单坡屋顶形燃烧室4的若干凹槽，所述燃烧室具有两个倾斜表面。进气口5与各发动机气缸2相连，并具有一在燃烧室4的两个倾斜表面的一个中开口的下游端。排气口6具有一在燃烧室4的两个倾斜表面的另一个中开口的端部。进气阀7用于打开和关闭进气口5的下游端。排气阀8用于打开和关闭排气口6的端部。在该实施例中，进气口5的下游端部被分叉，并具有各自通向燃烧室4的两个分支。因此，各发动机气缸2具有两个用于打开和关闭进气口5两分支下游端的进气阀7。同样地，各发动机气缸2具有两个排气阀8。火花塞9设置在燃烧室4的中央部分，由这四个阀7和8围绕。活塞10被容纳在发动机气缸2中。活塞10具有如图1所示的平顶。但是，活塞顶可以根据如分层进气燃烧等各种需要设计成各种形状。
进气口5在其中具有一细长的内部区域。隔壁11沿进气口5的纵向延伸，以便将进气口5的细长内部区域分成上部区域和下部区域，如图1所示。上部区域用作第一通道5A，下部区域用作第二通道5B。术语“上部”表示沿从发动机曲轴朝向燃烧室4延伸的发动机气缸2的轴向的位置“较高”。在该实施例中，气缸盖3由铝合金制成，而且隔壁11为金属板如钢板的形式，其在铸造气缸盖3时作为嵌入件嵌入气缸盖3中，从而形成铸造气缸盖3的一整体部件。
隔壁11的下游端11a位于最下游的侧上，即靠近进气阀7。详细地说，隔壁11的下游端11a直接位于进气口5两分支的分支点15a上游。即，隔壁11的下游端11a直接位于中间壁15上游端的上游，所述壁15设置在进气口5的两分支之间并将进气口5的下游端部分成两个分支。在该实施例中，容纳隔壁11的进气口5的一部分基本笔直地沿进气口5的纵向延伸，而且隔壁11沿进气口5的所述部分延伸。即，隔壁11以平板的形式基本沿进气口5的纵向笔直地延伸。但是，进气口5可以被弯曲，而且隔壁11可以沿进气口5的弯曲部分弯曲。隔壁11的上游端11b稍微位于气缸盖3的进气歧管安装表面22的下游，进气歧管21被安装在所述安装表面上。
如图2所示，隔壁11的上游端11b和下游端11a平行于气缸盖3的进气歧管安装表面22。形成隔壁11的金属板在平面图中具有大致梯形的形状。但是，该形状取决于进气口5的几何形状。另外，隔壁11在其侧周缘具有两对突起11c，它们与上游端11b和下游端11a配合以形成梯形形状。突起11c用于加强隔壁11和气缸盖3的铸造连接。
因此，隔壁11分割除两分支及隔壁11与阀元件33之间间隙之外(下面将要说明)的进气口5的内部区域，将其分成第一上部通道5A和第二下部通道5B，其中通道5A由隔壁11和进气口5的上内壁表面5a限定，通道5B由隔壁11和进气口的下内壁表面5b限定。
进气口5与和各发动机气缸2对应设置的进气歧管21的分支部分23连接。进气口5的第一和第二通道5A和5B与分支部分23的分支通道24相通。因此，设有一从各发动机气缸2的进气歧管21的汇集部分(未示出)延伸的进气通路。分支通道24具有一位于进气口5附近的下游部分和一位于所述下游部分上游的上游部分，其中下游部分沿进气口5的纵向笔直地延伸，上游部分朝向汇集部分向上弯曲。
气体运动控制阀31被设置以控制流入进气口5第二通道5B的进气流量。气体运动控制阀31具有一全闭位置和一全开位置，在前一位置中从气体运动控制阀31上游侧流动的进入空气被阻止流入进气口5的第二通道5B；在后一位置中从气体运动控制阀31上游侧流动的进入空气被容许流入进气口5的第二通道5B。具体地说，气体运动控制阀31被设置在进气歧管21的分支部分23的分支通道24的下游部分，并邻近隔壁11的上游端11b。气体运动控制阀31包括可转动的阀轴32和固定地支撑在阀轴32上的片状阀元件。阀轴32沿发动机气缸排的方向延伸，并可绕其轴线转动。阀轴32位于分支部分23的分支通道24的下游部分，并设置在一假象参考平面m上，该平面从隔壁11向隔壁11的上游侧笔直地延伸，如图1所示。阀轴32的轴线位于参考平面m上。阀元件33包括从阀轴32沿一方向延伸的主体部分33a，和从阀轴32沿所述方向的相对方向延伸的延伸部分33b，延伸部分的长度比主体部分的小。主体部分33a打开和关闭进气口5的第二通道5B的上游端。主体部分33a具有基本和分支通道24的下游部分的下内壁表面相匹配的轮廓。在该实施例中，主体部分33a具有半椭圆状的轮廓，如图2所示。相反地，如图2所示，延伸部分33b形成为一种具有远端，即阀元件33的下游端33c的细长矩形，该端平行于进气歧管安装表面22和隔壁11的上游端11b笔直地延伸。阀轴32与隔壁11的上游端11b隔开，以便防止阀元件33的延伸部分33b与隔壁11的上游端11b干涉。在该实施例中，阀元件33的下游端33c稍微位于气缸盖3的进气歧管安装表面22的上游。即，阀元件33的下游端33c稍微位于分支部分23的下游端凸缘的端面之上游，所述端面抵靠在气缸盖3的进气歧管安装表面22上。
阀轴32与一致动器连接，该致动器未示出。气体运动控制阀31被控制在发动机运行情况下的图1所示的全闭位置，以加强滚流。在全闭位置中，阀元件33完全关闭进气口5的第二通道5B的上游端。阀元件33以倾斜状态设置，其中主体部分33a位于阀轴32的上游，从气体运动控制阀31的上游侧流动的进入空气被沿阀元件33的上表面导向进气口5的第一通道5A。换句话说，阀元件33的主体部分33a的轮廓被设计，以在阀元件33处于倾斜状态时完全接近比阀轴32低的下部区域。优选的是，将阀元件33的倾斜角α设定在30-40°的范围中，以便减少滚流强度中的波动，这在下面描述。这里，倾斜角α被定义为由阀元件33和从隔壁11延伸的参考平面m形成的夹角。另外，在气体运动控制阀31的全闭位置，阀元件33的延伸部分33b向隔壁11上方的上部区域，即进气口5的第一通道5A突出。另外，阀元件33和隔壁11彼此配合，以在阀元件33的下游端33c和隔壁11的上游端11b之间限定间隙12。间隙12用作一连通通道，第一通道5A的上游端和第二通道5B的上游端通过所示连通通道彼此相连。在该实施例中，如图2所示，隔壁11的上游端11b和阀元件33的下游端33c具有彼此平行的笔直周边，在它们之间产生具有均匀长度的间隙12。
在进气量变大的发动机运行范围如高速高负载范围中，气体运动控制阀31处于全开位置，其中阀元件33完全打开进气口5第二通道5B的上游端。在气体运动控制阀31的全开位置，阀元件33与隔壁11面内对准并平行于朝进气口5定向的进气气流。阀元件33的延伸部分33b与隔壁11面内对准，以使间隙12最小化。位于延伸部分33b上的下游端33c邻近隔壁的上游端11b。
在该实施例中，气体运动控制阀31包括环形的阀座34。阀元件33可转动地支撑在阀座34内。阀元件33和阀座34构成一个单元。通过将该单元安装到进气歧管21的分支部分23的下游端凸缘的内周，可以将阀元件33设置在分支部分23的分支通道24的下游部分内。分支部分23在下游端凸缘的内周具有一凹入部分，带有阀元件33的阀座34被装配到其中。阀轴32被如此插入阀元件33中，以便横过相应的分支部分23，并与相应的阀元件33相连。具有如此构造的气体运动控制阀31的进气歧管21被安装到气缸盖3上，从而气体运动控制阀31被牢牢地定位。
用于朝进气口5喷射燃料的燃料喷射器41设置在气缸盖3的进气口5上方。燃料喷射器41用于提供一种与所述对进气阀相对应的、通常V形的燃料分开式喷雾。如图1所示，燃料喷射器41位于进气阀7附近，以便防止朝向进气阀7阀头定向的燃料喷雾与隔壁11干涉。凹槽部分42形成在进气口5的上内壁表面5a中。燃料喷射器41的燃料喷雾经过凹槽部分42和进气口5的下游端部，被导向进气阀7的阀头。
所述内燃机具有一种已知的废气再循环装置(未示出)如废气再循环控制阀，用于将一部分从排气系统排出的废气再循环到进气系统。废气再循环装置通过利用发动机气缸2中的滚流来以高的废气再循环率实现稳定的燃烧，并因此提高部分负载的发动机运行范围中的燃料经济性。被再循环的废气可以被导入进气歧管21的收集部分，或者可以被分配到各发动机气缸2的分支通道24。
参照图3，说明第一实施例的进气装置的操作。在进气冲程，进气阀7打开，活塞10在发动机气缸2中沿向下方向下行。进入的空气通过围绕进气阀7的开口流入发动机气缸2。在这种情况下，当气体运动控制阀31处于第一通道5A和第二通道5B都打开的全开位置时，进入的空气通过第一通道5A和第二通道5B流向发动机气缸2。进入的空气然后通过进气阀7周围的开口基本均匀地流入发动机气缸2。结果，发动机气缸2中产生的气体运动比较弱。
另一方面，当气体运动控制阀31处于图3所示的关闭位置时，其中第二通道5B由气体运动控制阀31关闭，进入的空气仅通过第一通道5A流向发动机气缸2。如图3所示，沿进气口5的上内壁表面5a流动的进气气流大，而沿进气口5的下内壁表面5b流动的进气气流很小。因此，在进气阀7和发动机气缸2的外周之间形成的开口的下部20a中，进气流率小而且进气流速低。在进气阀7和火花塞9之间形成的开口的上部20b中，进气流率大而且进气流速高。结果，在发动机气缸2中，形成如图3中箭头所示的强滚流运动，即所谓的向前滚流，其从进气阀7的进气侧流到排气阀8的排气侧，并流向活塞10的顶部。另外，当气体运动控制阀31处于关闭位置时，进气气流被节流，以仅流经第一通道5A。这引起隔壁11上游端11b附近的局部压力降低，从而产生图3所示的低压区域13。用作第一通道5A和第二通道5B之间连通通道的间隙12位于低压区域13中。在间隙12和第二通道5B的下游端14之间形成压力差。由于压差，第二通道5B的下游端用作吸入口，第一通道5A中的一部分进入空气通过它被吸入第二通道5B。这部分进入空气然后通过第二通道5B流向进气口5的上游侧，并从间隙12进入第一通道5A，然后汇入第一通道5A的进入空气中。换句话说，一部分流经第一通道5A并流到进气口5下游侧的进入空气被通过第二通道5B和间隙12再循环到第一通道5A。因此，流经进气阀7周围的开口的上部20b的进气气流变得更大，而流经开口的下部20a的进气气流变得更小。这在发动机气缸2中产生更强的滚流。流经开口的下部20a的进气气流作用在发动机气缸2中的滚流运动上，从而抑制滚流运动。但是，在该实施例中，流经开口的上部20b的进气气流可以被增大，而且同时，流经开口的下部20a的进气气流可以被减少。这用于在发动机气缸2中有效地产生强滚流。
通过再循环大量的废气，发动机气缸2中产生的强滚流对于提高燃料经济性非常有用。在部分负载的发动机运行范围中，强滚流可以通过关闭气体运动控制阀31产生，从而实现稳定的燃烧。另外，大量的废气可以被再循环，以增大废气再循环率。这能获得稳定的燃烧，而且因此，能提高燃料经济性。
特别地，在图3的关闭位置，气体运动控制阀31的阀元件33的延伸部分33b朝向位于隔壁11上方的第一通道5A突出。这样突出的延伸部分33b有助于有效地产生低压区域13，因此通过阀元件33和隔壁11之间的间隙12确保进气再循环。
当气体运动控制阀31在高速高负载发动机运行范围中处于全开位置时，阀元件33与隔壁11对准。由于这种对准，流经第一通道5A和第二通道5B的进气气流的流动阻力可以被降低。另外，在全开位置中，阀元件33的延伸部分33b位于阀元件33和隔壁11之间的间隙12内，用以减少间隙12并限制进气气流中的湍流。另外，在图1所示的实施例中，阀元件33的主体部分33a和延伸部分33b朝向其顶端厚度逐渐减小，各自具有一锥形截面。因此，进气气流可以平滑流动，而且因此，流动阻力可以被进一步降低。
图4示出第一实施例的进气装置中实际进气气流的分析结果。在图4中，各点的速度和流体流动方向由小箭头表示为一矢量。箭头的密度代表流率。箭头密的区域流率高，箭头稀疏的区域流率低。图5示出一比较例中的进气气流，其中用作第一和第二通道5A和5B之间连通通道的间隙12被消除了。图5的设置与较早技术的进气装置对应，其中进气气流通过隔壁11和气体运动控制阀31仅偏向一侧。在图4和图5的两种情况中，气体运动控制阀31的开启程度被保持在相同的值下(约20％)。
从图4和图5的比较中，下述变得显然。在图5的例子中，相当大量的流经第一通道5A的进入空气在隔壁11下游端11a的下游侧上向下扩散，并通过进气阀7周围开口的下部20a流入发动机气缸2中。在隔壁1下方的第二通道5B中，进入的空气几乎是静止和停滞的。相反地，在图4的情况中，进入的空气从进气阀7附近的下部区域经过第二通道5B再循环到第一通道5A。因此，流经进气阀7周围开口的下部20a的进气气流被显著地减少，而且流经进气阀7周围开口的上部20a的进气气流增加。因而，图4的布置可以有效地增加缸内滚流。
图6表示滚流强度与采用和图4、5中情况一样的隔壁11及气体运动控制阀31的进气装置中的进气量之间的关系。在图6中，滚流强度被表示为进气冲程期间滚流比的最大值。通常，当滚流弱时，燃烧趋于缓慢且不稳定，而当滚流强时，燃烧趋于快速且稳定。图5比较例的特征由图6中的实曲线表示。在这种特征的情况下，滚流和进气量以下述方式彼此相关。当气体运动控制阀31的开启面积比或打开程度被设定为较小值时，滚流变强，但进气量变小。另一方面，当开启面积比或打开程度被设定为较大值时，进气量增加，但滚流变弱。进气量的降低意味着可以产生滚流的滚流工作区域，即气体运动控制阀31可以处于关闭位置的工作区域，的面积减小。相反地，进气量的增加意味着滚流工作区域的面积增加。图4实施例的特征被表示在由图6中虚线所围绕的区域中。在这种情况中，滚流和进气量以下述方式相关。当滚流强度被保持恒定时，进气量可以被增加。当进气量(开启面积比或打开程度)被保持恒定时，滚流强度可以被增加。
因此，可以在大的发动机运行范围中实现大废气量再循环和强滚流的组合，用以显著地提高发动机整体的燃料经济性。另外，与比较例的进气装置相比，在相同的发动机运行范围中，在该实施例中可以产生更强的滚流。这能实现大量废气的再循环，因此可以进一步提高燃料经济性。
如上所述，在该实施例中，通过从进气口5的上部流体通道5A再循环一部分进入空气到由气体运动控制阀31关闭的下部流体通道5B，可以有效地改善缸内流体运动。另外，在该实施例中，在不过度地减小进气口5的开启面积比的情况下，可以提供加强的缸内流体运动。因此，可以抑止由于进气口5中流动阻力增加而引起的泵送损失的增加。另外，流入发动机气缸2的进气量可以被增加，因此缸内流体运动可以在宽的发动机运行范围中被增强。另外，通过如此设置隔壁11和气体运动控制阀31以便在其间产生适当的间隙，可以有效地实现加强滚流。
另外，在该实施例中，隔壁11由金属板形成为一嵌入件，其在铸造时被嵌入气缸盖3中，从而形成铸造气缸盖3的一整体部件。气体运动控制阀31被设置在进气歧管21的分支部分23的下游部分。采用隔壁11和气体运动控制阀31的这种设置，进气装置的结构可以被简化，而且可以避免装配操作的损坏。特别地，由于气体运动控制阀31和阀座34构成一个单元，所以能以提高的效率将该单元安装到分支部分23的下游端部。另外，在将进气歧管21安装到气缸盖3上之前，可以检测并调整隔壁11的上游端11b和阀元件33的下游端33c的相应位置。因此，易于精确地获得隔壁11上游端11b和阀元件33下游端33c之间间隙12的尺寸。这用于避免由间隙12的尺寸变化引起的滚流强度的波动。
另外，隔壁11的上游端11b位于气缸盖3的进气歧管安装表面22的下游，从而可以防止机加工进气歧管安装表面22时隔壁11与工具接触，而且可以容易地进行机加工操作。另外，由于气体运动控制阀31的阀元件33位于进气歧管21的分支部分23的下游端凸缘的端面上游，所以，可以防止阀元件33抵靠进气歧管安装表面22，并因此被损坏。
另外，当气体运动控制阀31处于全闭位置时，阀元件33的倾斜度较小。这用于减少发动机气缸2中产生的滚流的强度的波动，所述波动是由间隙12的尺寸误差引起的。图7表示滚流强度和气体运动控制阀31处于全闭位置时阀元件33与隔壁11之间间隙12的关系，其中阀元件33的倾斜角α变化。如图7所示，在倾斜角α的一定范围中，当气体运动控制阀31全闭位置中产生的间隙12增大时，滚流强度趋于增大。当倾斜角α较大时，即接近90°，滚流强度相对于间隙12的尺寸增加的增长率上升快，如图中的虚曲线所示。相反地，当倾斜角α低于90°并较小时，滚流强度相对于间隙12的尺寸增加的增长率上升慢，如图中的实曲线所示。如果需要的滚流强度被设定为由虚直线表示，那么在大倾斜角α和小倾斜角α的情况下，滚流强度相对于间隙12的恒定误差A的波动分别位于范围B和C内。从图7中可以明显地看出，小倾斜角α时的滚流强度波动范围C比大倾斜角α时的滚流强度波动范围B小。因此，使用较小倾斜角α的阀元件33的该实施例用于抑制多缸发动机的发动机气缸之间的燃烧波动。
参照图8和9，说明本发明的第二实施例，其和第一实施例的不同之处在于隔壁11的设置。类似的参考标号表示类似的部件，而且因此，略去详细的说明。如图8和9中所示，隔壁111具有延伸到进气歧管安装表面33的上游端111b并与之齐平。特别地，在铸造具有用作隔壁111的金属板的气缸盖3后，进气歧管安装表面22和隔壁111的上游端111b易于被加工成彼此齐平。下游端111a和隔壁111的两对侧突起111c与第一实施例的隔壁11的下游端11a和侧突起11c相同。气体运动控制阀31被设置在分支部分23内的稍进一步上游位置，这是与第一实施例的位置相比而言的，为得是确保间隙12。在第二实施例中，隔壁111的上游端111b可以通过提高的机加工精度定位。另外，隔壁111可以在限定的进气口5的整个长度内延长。
参照图10和11，说明本发明的第三实施例。在该实施例中，隔壁211的上游端211b位于气缸盖3的进气歧管安装表面22的更进一步下游处，这是与第一实施例中隔壁11的上游端11b相比而言的。另外，与第一实施例中的气体运动控制阀31相比，当气体运动控制阀231处于全闭位置时，气体运动控制阀231位于分支部分23的下游端凸缘端面的更进一步下游处。在气体运动控制阀231的全闭位置，阀元件233与分支部分23的下游端凸缘的端面齐平。对于隔壁211的这种设置，类似于第一实施例，在加工气缸盖3的进气歧管安装表面22时，可以防止隔壁211与工具接触，而且可以容易地进行机加工操作。另外，气体运动控制阀231的设置适合于具有笔直地延伸较短长度的下游部分的分支部分23。在这种情况中，当气体运动控制阀231处于全开位置时，阀元件233的上游端被防止突出到分支通道24的弯曲部分中，该部分紧位于分支通道24的下游部分的上游。因此，可以防止阀元件233的上游端干扰流经分支通道24的弯曲部分的进气气流。
在如上所述的实施例中，进气口5由隔壁11、111和211分为上下通道，即第一和第二通道5A和5B，从而增加缸内滚流流动(纵向涡流)。但是，隔壁11、111和211可以以各种方式定向，以加强缸内涡流流动(横向涡流)或加强滚流和涡流中间的缸内流体运动。
参照图12，说明书本发明的第四实施例。在该实施例中，隔壁311的上游端311b具有切口部分311bm，该部分朝向隔壁311的下游侧凹入并位于和隔壁311的纵向垂直的横向或宽度方向上的中间位置。隔壁311的上游端311b包括两个沿隔壁311的横向彼此隔开的侧部311bs，在它们之间设置切口部分311bm。两个侧部311bs具有平行于气体运动控制阀31的阀轴32和进气歧管安装表面22延伸的横向周边。在该实施例中，切口部分311bm在平面图中基本形成为梯形形状，如图12所示，而且朝向隔壁311的下游侧逐渐变细。切口部分311bm包括两个分别与两侧部311bs的周边相连的直周边。隔壁311的下游端311a平行于气体运动控制阀31的阀轴22和进气歧管安装表面22设置。因此，当气体运动控制阀31处于全闭位置时，沿隔壁311纵向的阀元件33的下游端33c和隔壁311的上游端311b之间的间隙12沿其横向变化。即，在气体运动控制阀31的全闭位置，阀元件33的下游端33c和隔壁311的上游端311b的两侧部311bs之间的间隙12较小，而阀元件33的下游端33c和隔壁311的上游端311b的切口部分311bm之间的间隙较大。因而，在进气口5的中部附近，间隙12设置的足够大；在进气口5的内壁表面附近，设定的较小。
如上所述，隔壁311的上游端311b被如此构造，以便阀元件33的上游端311b和下游端33c之间的间隙在进气口5中部附近足够大，在进气口5内壁表面附近较小。这能更有效地增强进气循环。特别地，气体运动控制阀31下游侧上的图3所示低压区域13的产生取决于进气流速。进气流速在进气口5中部附近高，而在进气口5内壁表面附近接近零。因此，进气口5中部附近产生的压力十分低，但进气口5内壁表面附近产生的压力不很低。如果在进气口5内壁表面附近存在大的间隙12，那么经第二通道5B和间隙12通过第一通道5A流到第一通道5A上游的进入空气的再循环不能被充分地实现，因此一部分进入空气将相反地通过大间隙12从第一通道5A的上游端流入第二通道5B的上游端。此时，由于进气口5中部附近产生的低压，这部分进入空气经过大间隙12被吸入第一通道5A的上游端。这干扰第二通道5B的图3所示下游端14处进入空气的吸入，并阻碍进气循环到第二通道5B。在该实施例中，可以通过相对减小进气口5内壁表面附近的间隙12，抑制从第一通道5A的上游端到第二通道5B的上游端的进气倒流。另外，在进气口5的中部附近采用高流速，能更进一步有效地增强进气循环。
参照图13和14，说明书本发明的第五实施例，其与第四实施例的区别在于气体运动控制阀的阀元件的结构。隔壁311的上游端311b的切口部分311bm在平面图中具有大致梯形的形状，类似于第四实施例。阀元件433在延伸部分433b上具有下游端433c，其被构造成一定的形状，以在气体运动控制阀31处于全开位置时基本和隔壁311的上游端311b相符。特别地，阀元件433的下游端433c在平面图中具有通常梯形的突起，如图14所示，其朝向下游侧突出。通常为梯形的突起被设置的与隔壁311的上游端311b的通常梯形的切口部分311bm相配合。
当气体运动控制阀31处于全开位置时，其中阀元件433与隔壁311面内对准，阀元件433的下游端433c与隔壁311的上游端311b配合。在这种状态下，阀元件433和隔壁311基本连续地彼此相连，因此可以限制进气气流中的干扰。期间，阀元件433的下游端433c可以被如下构造，即当气体运动控制阀31处于全开位置时，在下游端433c和隔壁311的上游端311b之间产生适当的间隙。
图15和16分别表示本发明的第六和第七实施例，其与第一至第五实施例的区别在于隔壁上游端的结构。如图15所示，隔壁411的上游端411b具有在平面图中通常为弓形的切口部分411bm。通常弓形的切口部分411bm朝向隔壁的下游侧逐渐变细。如图16所示，隔壁511的上游端511b具有在平面图中通常为V形的切口部分511bm。通常V形的切口部分511bm朝向隔壁的下游侧逐渐变细。类似于第四实施例，在第六和第七实施例中，阀元件33的下游端33c可以形成有与阀轴32和进气歧管安装表面22平行的直横向周边。另外，在第六和第七实施例中，阀元件33的下游端33c可以被加工成一定的形状，以基本与隔壁411的上游端411b的切口部分411bm和隔壁511的上游端511b的切口部分511bm分别相符。
参照图17，说明本发明的第八实施例。该实施例与第一实施例的不同之处在于设置漏气通道142。如图17所示，漏气通道142经气缸盖3延伸到进气口5中。漏气通道142具有通向进气口5的第一通道5A并位于气体运动控制阀31下游侧上的一端部142a。特别地，漏气通道142在安装到燃料喷射器安装部分141上的燃料喷射器旁边延伸。燃料喷射器安装部分141形成在气缸盖3中并位于进气口5上方。燃料喷射器用于提供一种通常V形的燃料分开式喷雾，与进气阀7对相对应。燃料喷射器安装部分141位于进气阀7附近，为得是防止朝向进气阀7阀头定向的燃料喷雾与隔壁311干扰。
漏气通道142的一端142a位于限定进气口5的第一通道5A的内上壁表面5a中，而且从一平面偏移，所述平面沿发动机气缸2的上下方向延伸并包含沿进气口纵向延伸的进气口5的中央轴线。即，漏气通道142的一端142a位于沿发动机气缸排方向从进气口5的中央轴线偏移的位置。因此，漏气通道142的一端142a与第一通道5A相通，进入空气总是通过它流动，而不管气体运动控制阀31的操作位置如何，而且该端用作将漏入空气导入第一通道5A的漏气入口。漏气通道142的一端142a基本位于第一通道5A的中央长度处。
漏气通道142从气缸盖3的凸缘表面3a到进气口5笔直地延伸，与发动机气缸2的轴向为平行关系。漏气通道142通过适当的机加工如钻孔形成。漏气通道142的相对端开口在气缸盖3的凸缘表面3a中，并通过连通通道145与气缸盖罩143的漏气主通道144连接。漏气主通道144形成在气缸盖罩143的上部，连通通道145形成在气缸盖罩143的侧壁中。漏气主通道144通过流量控制阀，即所谓的PCV阀与气阀机构室146相通。曲轴箱中的漏气流入气阀机构室146，然后经漏气主通道144、连通通道145和漏气通道142流入进气口5。因此，漏气被导入进气口5的第一通道5A，进入空气总是通过它流动，而不管气体运动控制阀31的操作位置如何。漏气然后经第一通道5A被供给燃烧室4。
通常是公知的，来自曲轴箱的漏气包含通过油分离器不能去除的油份，水和碳等。如果漏气从气体运动控制阀31的上游侧被输送，那么气体运动控制阀31将被漏气中的油份污染，从而阀元件33将很快被粘住。另外，如果漏气从气体运动控制阀31的下游侧被输送到第二通道5B，那么气体运动控制阀31将被漏气中的油份污染，这是由于进气再循环出现在气体运动控制阀31的全闭位置而导致的。
在该实施例中，漏气通道142的一端142a，即漏气入口在限定第一通道5A的内上壁表面5a中开口并位于气体运动控制阀31的下游。采用漏气入口的这种设置，可以防止气体运动控制阀31暴露给通过漏气通道142的漏气，而且因此可以防止阀元件33很快被粘住。如果漏气通道142的一端142a开口在内上壁表面5a中并位于隔壁311的上游端311b附近，那么漏气中的油份将由于进气的脉动流动而粘附到气体运动控制阀31上。相反地，如果漏气通道142的一端142a口在内上壁表面5a中并位于隔壁311的下游端311a附近，那么漏气将被导入第二通道5B，然后流回进气口5的上游侧，这是由气体运动控制阀31处于全闭位置时促成的进气再循环引起的。因此，优选的是将漏气通道142的一端142a设置在第一通道5A的基本中央处。
另外，漏气通道142平行于发动机气缸2的轴向延伸，从而在漏气通道142和相对于发动机气缸2的轴向倾斜的进气口5之间形成一锐角。这促使与第一通道5A中的进气混合的漏气输送到燃烧室4。
使用单独的管件，漏气主通道144可以被设置在气缸盖罩143的外侧。在这种情况中，单独的管件经外部管系与漏气通道142相连。
本申请以下述专利申请为基础，即2003年4月3日提交的在先日本专利申请No.2003-100196，2003年4月3日提交的日本专利申请No.2003-100199，2003年4月3日提交的日本专利申请No.2003-100200。日本专利申请No.2003-100196，No.2003-100199和No.2003-100200的全部内容被包含在此处用作参考。
尽管上面已经参照本发明的特定实施例描述了本发明，但是本发明不限于上面描述的实施例。根据上述内容，本领域的技术人员可以对上述实施例进行变型和变化。本发明的范围参照下述权利要求限定。

Claims (20)

1.一种用于内燃机的进气装置，所述内燃机包括一气缸盖和一进气歧管，所述气缸盖限定若干发动机气缸和一与各发动机气缸相连的进气口，所述进气歧管与该进气口相连，该进气装置包括：
一隔壁，其沿进气口的纵向延伸，以便将进气口的内部区域分为第一通道和第二通道；和
一气体运动控制阀，其设置在进气歧管的下游端并邻近隔壁的上游端，该气体运动控制阀包括一可转动的阀元件并具有一全闭位置和一全开位置，在前一位置处阀元件完全关闭进气口的第二通道，在后一位置处阀元件完全打开进气口的第二通道，所述阀元件和隔壁彼此配合，以在气体运动控制阀处于全闭位置时在阀元件和隔壁的上游端之间限定一间隙。
2.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：所述气体运动控制阀包括一其上支承阀元件的可转动阀轴，该阀轴位于从隔壁延伸的平面上，当气体运动控制阀处于全开位置时，所述阀元件与隔壁在面内对准。
3.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：当气体运动控制阀处于全开位置时，所述阀元件朝向进气口的第一通道局部地突出。
4.如权利要求2所述的进气装置，其特征在于：所述阀元件包括一主体部分和一延伸部分，所述主体部分沿一方向从阀轴延伸，以便在气体运动控制阀处于全闭位置时完全关闭第二通道，所述延伸部分沿相反的方向从阀轴延伸，当气体运动控制阀处于全闭位置时，该延伸部分向第一通道突出，如此设置延伸部分，以便当气体运动控制阀处于全开位置时使所述间隙最小。
5.如权利要求5所述的进气装置，其特征在于：所述隔壁为板形，其在铸造气缸盖时作为嵌入件嵌入气缸盖中。
6.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：所述隔壁的上游端沿其上安装进气歧管的气缸盖之进气歧管安装表面笔直地延伸，隔壁的上游端与进气歧管安装表面齐平。
7.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：所述隔壁的上游端位于其上安装进气歧管的气缸盖之进气歧管安装表面的下游。
8.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：进气口的第二通道为进气口的下部区域，其沿发动机气缸的上下方向位于隔壁下方；进气口的第一通道为进气口的上部区域，其沿发动机气缸的上下方向位于隔壁上方。
9.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：所述阀元件被倾斜，以在气体运动控制阀处于全闭位置时，将进气气流导向进气口的第一通道。
10.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于：所述隔壁的上游端包括切口部分，该部分朝向隔壁的下游侧凹入，所述切口部分沿隔壁横向位于基本中央的位置处。
11.如权利要求10所述的进气装置，其特征在于：所述隔壁上游端的切口部分朝向隔壁的下游侧逐渐变细。
12.如权利要求10所述的进气装置，其特征在于：所述气体运动控制阀包括一其上支承阀元件的可转动阀轴，隔壁的上游端包括两沿隔壁的横向彼此隔开的侧部，切口部分位于它们之间，该两侧部分别具有平行于阀轴延伸的横向周边。
13.如权利要求10所述的进气装置，其特征在于：所述阀元件具有一下游端，其被构造成一定的形状，以在气体运动控制阀处于全开位置时基本和隔壁上游端的切口部分互补。
14.如权利要求11所述的进气装置，其特征在于：当气体运动控制阀处于全闭位置时，隔壁上游端的切口部分和阀元件之间的间隙较大，而隔壁上游端的两侧部和阀元件之间的间隙较小。
15.如权利要求10所述的进气装置，还包括一通过气缸盖延伸到进气口中的漏气通道，该漏气通道具有一端部，该端部通向进气口的第一通道并位于气体运动控制阀的下游侧。
16.如权利要求15所述的进气装置，其特征在于：进气口的第二通道为进气口的下部区域，其沿发动机气缸的上下方向位于隔壁下方；进气口的第一通道为进气口的上部区域，其沿发动机气缸的上下方向位于隔壁上方，所述内燃机还包括一在进气口上方安装到气缸盖中的燃料喷射器，漏气通道在燃料喷射器旁边延伸，漏气通道的一端位于限定进气口第一通道的上壁表面中，并偏离一平面，所述平面沿发动机气缸的上下方向延伸并包含沿进气口的纵向延伸的进气口的中央轴线。
17.如权利要求15所述的进气装置，其特征在于：所述漏气通道的一端位于进气口第一通道长度方向的基本中央处。
18.一种用于内燃机的进气装置，所述内燃机包括若干发动机气缸，该进气装置包括：
一发动机本体，其限定一适于和各发动机气缸相连的进气口；
分隔装置，用于将进气口的内部区域分成第一通道和第二通道，这些通道沿进气口的纵向延伸；和
阀装置，用于控制流入进气口的第二通道中的进入空气，该阀装置与分隔装置配合，以在阀装置防止进入空气流入进气口的第二通道时，将一部分通过进气口的第一通道流向发动机气缸的进入空气通过进气口的第二通道再循环到进气口的第一通道的上游端。
19.如权利要求18所述的进气装置，其特征在于：所述分隔装置包括倒流减少装置，用于在阀装置防止进入空气流入进气口的第二通道时，减少进入空气从进气口的第一通道的上游端到进气口的第二通道的上游端的倒流。
20.如权利要求18所述的进气装置，其特征在于：所述发动机本体包括一漏气通道，用于将漏气输送到进气口的第一通道，该漏气通道具有一位于阀装置下游的端部。
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