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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lufteinlassvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor, bei der eine Funktion zum Einstellen einer Menge
eines Einlassluftvolumens und eine Funktion zum Erzeugen einer erwünschten
Luftströmung
umfasst sind.
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Stand der
Technik
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Ein
Beispiel von einer Lufteinlassvorrichtung ist in der Druckschrift
JP-A-7 269 375 offenbart. Bei dieser Vorrichtung ist ein Drosselventil
der Drehart, das um eine Welle drehbar ist, die die Durchmessermitte
von dem Drosselventil stützt,
in einem Einlassluftkanal angeordnet. Die Menge an zu dem Verbrennungsmotor
gelieferter Luft wird gemäß einem Öffnungsgrad
des Drosselventils der Drehart gesteuert. Ein zusätzlicher
Luftkanal für
ein geringes Luftvolumen, das einem Bereich mit einem geringen Öffnungsgrad
des Drosselventils entspricht, ist an einem stromaufwärtigen Abschnitt
des Drosselventils vorgesehen, um eine Menge an Luft genauer in
einem Bereich mit geringem Luftvolumen zu steuern. Das Drosselventil
der Drehart bei dieser Vorrichtung erzeugt jedoch keine erwünschte Luftströmung, die zu
einer Einlassöffnung
eines Zylinders vom Verbrennungsmotor gerichtet ist. Wenn es erforderlich
ist, die Luftströmung
zu erzeugen, muss das Luftströmungssteuerventil
zusätzlich
an einem stromabwärtigen Abschnitt
des Drosselventils vorgesehen werden, wodurch die Herstellkosten
der Vorrichtung zunehmen.
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Ein
anderes Beispiel von dieser Art an Vorrichtung ist in der Druckschrift
JP-A-9-222 063 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist ein um seine Mittelachse
drehbares Luftströmungssteuerventil stromabwärtig von
einem Drosselventil vorgesehen, das eine Menge an zu dem Verbrennungsmotor
gelieferter Luft steuert. Des Weiteren ist eine Führungsnut,
die dem Erzeugen einer Hochgeschwindigkeitsluftströmung bei
geschlossenem Luftströmungssteuerventil
dient, entlang einer Wand eines Einlassluftkanals vorgesehen. Das
Luftströmungssteuerventil und
die Führungsnut
an dieser Vorrichtung haben jedoch keine Funktion zum genauen Steuern
einer Menge an Luft bei einem Bereich mit geringem Luftvolumen,
obwohl die Luftströmung
erzeugt wird. Des Weiteren strömt,
da das Luftströmungssteuerventil um
eine Mittelachse drehbar ist, Luft auch durch eine Öffnung,
die an einer entgegengesetzten Seite von der Führungsnut ausgebildet ist,
wenn das Luftströmungssteuerventil
geöffnet
ist. Dem gemäß kann die Führungsnut
keine erwünschte
Luftströmung
in effektiver Weise erzeugen.
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Ein
Drosselventil des Standes der Technik ist üblicherweise um seine Mittelachse
drehbar gestaltet und Einlassluft strömt durch Öffnungen an beiden Seiten von
dem Drosselventil, wenn es geöffnet
ist. Daher ist es schwierig, die Menge an Einlassluft in einem Bereich
genau zu steuern, bei dem ein Volumen der Einlassluft gering ist.
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Darstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Die
vorliegende Erfindung soll das verstehend erwähnte Problem lösen und
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte
Lufteinlassvorrichtung für
einen Verbrennungsmotor zu schaffen, bei der die Menge an Einlassluft
genau in ihrem Bereich mit geringem Volumen gesteuert wird, während eine
Funktion zum Erzeugen einer erwünschten
Luftströmung
zu einer Einlassöffnung
hin vorgesehen ist. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, eine derartige Vorrichtung unter geringen Kosten zu schaffen.
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Technische
Lösung
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Die
Lufteinlassvorrichtung hat eine Drosselventileinheit, die in einem
Einlassluftkanal eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Die Drosselventileinheit
besteht aus einem Gehäuse,
einem Drosselventil, das in dem Gehäuse angeordnet ist, und einem
Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals. Ein unteres Ende
von dem Drosselventil ist mit dem Einlassluftkanal so verbunden,
dass es sich in drehbarer Weise um eine Welle dreht, um dadurch
einen Öffnungsbereich
zwischen einem oberen Ende des Drosselventils und einer Innenwand
von dem Einlassluftkanal zu ändern.
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Vorteilhafte Wirkungen
der Erfindung
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Das
Drosselventil nimmt eine gänzlich
geschlossene Position dann ein, wenn es senkrecht zu einer Mittellinie
des Einlassluftkanals gelangt, und es nimmt eine gänzlich geschlossene
Position dann ein, wenn es parallel zu der Mittellinie gelangt.
Ein Öffnungsgrad
von dem Drosselventil ist Null bei seiner gänzlich geschlossenen Position
und beträgt
90° bei seiner
gänzlich
geschlossenen Position. In einem vorbestimmten Bereich des Öffnungsgrades
von dem Drosselventil (bei dem eine geringe Menge an Einlassluft
geliefert wird), wird die Menge an durch den Luftströmungskanal
strömender
Einlassluft genau gesteuert, und gleichzeitig wird eine Luftströmung mit einer
hohen Geschwindigkeit in dem Luftströmungskanal erzeugt, wodurch
das Ausbilden eines gleichförmigen
Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors
unterstützt wird.
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Der
vorbestimmte Bereich von dem Öffnungsgrad
des Drosselventils kann so eingestellt sein, dass die Menge an Einlassluft,
die in diesem Bereich herein genommen wird, gleich wie oder höher als
eine Menge ist, die bei dem Aufwärmleerlaufbetrieb
des Verbrennungsmotors erforderlich ist, und gleich wie oder geringer
als eine Menge sein, die zum Antreiben bei einer konstanten hohen
Geschwindigkeit auf einer ebenen Straße erforderlich ist.
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Der
Luftkanal kann in einer Tunnelform ausgebildet sein, die durch eine
Abdeckwand bedeckt ist, um eine Luftströmungsdämpfung in dem Kanal zu verringern.
Der tunnelförmige
Kanal kann sich verzweigen, wobei er eine Vielzahl an Verzweigungskanälen ausbildet,
die jeweils einem Einlassventil entsprechen, das in einem Zylinder
des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Eine Auslassöffnung von
dem tunnelförmigen
Kanal oder dem tunnelförmigen
Abzweigungskanal kann so geneigt bzw. schräg gestellt sein, dass die Luftströmung zu
dem Einlassventil gerichtet wird. Ein Eingangsrand von der Abdeckwand kann
abgeschrägt,
gekrümmt
oder gebogen sein, wodurch ein empfindlicher Bereich beseitigt wird,
bei dem eine Menge an Einlassluft sich nicht gemäß dem Öffnungsgrad des Drosselventils ändert. Ein
dick gestaltetes oder vorragendes Element kann an einer Rückfläche von
dem Drosselventil ausgebildet sein, um eine Rückluftströmung (Wendeströmung) von
der vorderen Fläche
zu der hinteren Fläche
des Drosselventils zu verhindern. Das Element zum Ausbilden des
Luftströmungskanals
kann separat von den anderen Bauteilen der Lufteinlassvorrichtung
ausgebildet sein, so dass eine vorhandene Vorrichtung mit Leichtigkeit
abgewandelt wird, indem das separat hergestellte Element eingebaut
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Menge an Einlassluft in einem Bereich genau gesteuert,
bei dem das Einlassluftvolumen gering ist. Eine Hochgeschwindigkeitsluftströmung wird
in dem gleichen Bereich erzeugt, um ein gleichförmiges Luft-Kraftstoff-Gemisch
in einer Verbrennungskammer auszubilden. Diese Funktionen werden
mit Leichtigkeit vorgesehen, indem in einfacher Weise das Element
zum Ausbilden des Luftströmungskanals
zu der Drosselventileinheit hinzugefügt wird. Andere Aufgaben und
Merkmale der vorliegenden Erfindung sind anhand der nachstehend
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele besser verständlich.
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Kurze Beschreibung der
Abbildungen der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Gesamtaufbau von einer Lufteinlassvorrichtung von
einem Verbrennungsmotor.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Drosselventil, das in einem Einlassluftkanal
angeordnet ist, als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals
entlang einer Linie III-III, die in 2 gezeigt
ist.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht von einer Drosselventileinheit und einem
Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals, die mit der Drosselventileinheit
gekoppelt sind.
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5A zeigt
eine Querschnittsansicht von einer Position des Drosselventils in
Bezug auf das Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals in
einem vergrößerten Maßstab.
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5B zeigt
eine Vorderansicht von 5A, wobei das Drosselventil
und das Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals dargestellt sind.
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6 zeigt
eine grafische Darstellung von einer Menge an Einlassluft, die zu
einem Zylinder eines Verbrennungsmotors geliefert wird, in Bezug
auf einen Öffnungsgrad
des Drosselventils.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht von einer Position des Drosselventils in
Bezug auf ein Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals
als ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht von dem Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals
entlang einer Linie VIII-VIII, die in 7 gezeigt ist.
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Element zum Ausbilden eines Luftströmungskanals
als eine abgewandelte Form des zweiten Ausführungsbeispiels.
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10 zeigt
eine schematische Ansicht von einer Richtung einer Luftströmung, die
in dem Luftströmungskanal
erzeugt wird.
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11 zeigt
eine schematische Ansicht von Zielpositionen, zu denen die Luftströmung, die
in Abzweigungsluftströmungskanälen erzeugt
wird, gerichtet wird.
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12A zeigt eine Querschnittsansicht von einem Element
zum Ausbilden eines Luftströmungskanals
und von einem Drosselventil als ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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12B zeigt eine Vorderansicht von 12A, wobei das Drosselventil und das Element zum
Ausbilden eines Luftströmungskanals
gezeigt sind.
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Die 13A und 13B (die
den 12A und 12B entsprechen)
zeigen eine Querschnittansicht bzw. eine Vorderansicht von einer
abgewandelten Form des dritten Ausführungsbeispiels.
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Die 14A und 14B zeigen
Darstellungen zur Erläuterung
eines unempfindlichen Bereiches, bei dem eine Menge an Einlassluft
sich nicht gemäß einem Öffnungsgrad
des Drosselventils ändert.
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15 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Drosselventil mit einem Abschnitt
zum Verhindern einer Rückluftströmung oder
Wendeströmung als
ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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16 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ausschnittartig ein Drosselventil,
das einen vorragenden Abschnitt hat, als eine abgewandelte Form
von dem vierten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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17 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Gesamtaufbau einer Lufteinlassvorrichtung als
ein fünftes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf
die 1 bis 6 beschrieben. Unter Bezugnahme
auf 1 ist ein Gesamtaufbau von einer Lufteinlassvorrichtung
beschrieben. Einlassluft wird zu jedem Zylinder von einem Verbrennungsmotor 11 durch
ein Einlassrohr 12, einen Ausgleichsbehälter 13 und einen
Einlasskrümmer
(Sammelleitung) 14 geliefert, die in dieser Reihenfolge
von einem stromaufwärtigen
Ende der Einlassluft verbunden sind. Eine Drosselventileinheit 15 ist
in jedem Krümmerrohr
angeordnet, das mit jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 11 verbunden
ist. Eine (nicht dargestellte) Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum
Einspritzen von Kraftstoff zu einer Einlassöffnung 16 von jedem
Zylinder ist stromabwärtig
von der Drosselventileinheit 15 angeordnet. Eine Zündkerze
zum Zünden
von Gemischgas ist in jedem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 11 eingebaut.
Ein Drosselventil 19 von jeder Drosselventileinheit 15 ist
mit einer gemeinsamen Welle 20 verbunden, die durch einen
Motor 21 angetrieben wird.
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Nachstehend
ist unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 die
Drosselventileinheit 15 detailliert beschrieben. Wie dies
in den 2 und 3 gezeigt ist, besteht die Drosselventileinheit 15 aus
einem aus Harz ausgebildeten Gehäuse 17,
einem Drosselventil 12, das drehbar durch eine Welle 20 gestützt ist,
und aus einem Element 23 zum Ausbilden eines Luftströmungskanals 24.
Die Drosselventileinheit 15 ist in einem Vertiefungsabschnitt 25 von dem
Einlasskrümmer 14 angeordnet.
Das Gehäuse 17 hat
einen Einlassluftkanal 18 mit einem viereckigen Querschnitt,
und der Einlassluftkanal wird durch das Drosselventil 19 geschlossen
oder geöffnet.
Der Querschnitt von dem Gehäuse
ist nicht auf eine viereckige Form beschränkt, sondern kann auch andere Formen
aufweisen, wie beispielsweise eine halbkreisartige Form oder eine
halbovale Form. Das Drosselventil 19 ist mit der gemeinsamen
Welle 20 verbunden, die in dem Einlasskrümmer 14 gestützt ist
(siehe 1). Wie dies in 2 gezeigt
ist, ist das Drosselventil 19 mit der Welle 20 an
seinem unteren Ende so verbunden, dass es sich drehbar um die Welle 20 bewegt.
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Die
Welle 20, die für
sämtliche
Drosselventile 19 gemeinsam vorhanden ist, wird durch den
Motor 21 angetrieben, und dadurch wird ein Öffnungsgrad von
der Drossel, d.h. eine Menge an zu dem Verbrennungsmotor gelieferter
Luft gemäß den Betriebsbedingungen
des Verbrennungsmotors gesteuert. Es ist ebenfalls möglich, die
Welle 20 mit einem Gaspedal zu verbinden, damit diese durch
jenes angetrieben wird. Wenn das Drosselventil geschlossen ist,
ist ein oberes Ende von dem Drosselventil 19 sehr nahe
zu der oberen Wand des Gehäuses 7 (es
steht annähernd
mit dieser in Kontakt), so dass keine Luft durch dieses hindurch
tritt. Das Drosselventil 19 ist so gestaltet, dass keine
Luft durch einen Raum zwischen dem unteren Ende des Drosselventils 19 und
einer unteren Wand des Gehäuses 17 tritt.
Ein Vertiefungsabschnitt 22 ist in dem Einlasskrümmer 14 so
ausgebildet, dass das Drosselventil 19 in dem Vertiefungsabschnitt 22 untergebracht
ist, so dass die Luftströmung
nicht gestört
wird, wenn das Drosselventil 19 gänzlich geschlossen ist, wie
es durch eine Strichpunktlinie in 2 gezeigt
ist.
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Wie
dies in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist ein Element 23, das einen U-förmigen Querschnitt hat, in
einem Vertiefungsabschnitt 25 angeordnet, der stromabwärtig von
dem Drosselventil 19 positioniert ist. In dem Element 23 ist
ein länglicher
Luftströmungskanal 24 ausgebildet,
und zwar derart, dass die Geschwindigkeit von einer durch den Kanal 24 tretenden
Luftströmung
zunimmt zum Zwecke des Ausbildens eines gleichförmigen Gemisches in dem Zylinder.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist das Element 23 separat
von dem Gehäuse 17 ausgebildet und
mit dem Vertiefungsabschnitt 25 des Gehäuses 17 verbunden.
Das Element 23 ist in dem Vertiefungsabschnitt 25 so
angeordnet, dass eine obere Fläche 23a,
Seitenflächen 23b,
untere Enden 23c und ein vorderes Ende 23d jeweils
eng mit dem Gehäuse 17 in
Kontakt stehen. Das Element 23 ist mit dem Gehäuse 17 durch
eine Presspassung oder durch ein Haftmittel verbunden.
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Unter
Bezugnahme auf die 5A und 5B ist
nachstehend ein Öffnungsgrad
von dem Drosselventil 19 beschrieben. Wie dies in 5A gezeigt
ist, nimmt das Drosselventil 19 eine gänzlich geschlossene Position
dann ein, wenn ein Winkel zwischen einer vertikalen Linie VL (die
senkrecht zu einer Mittellinie von einer Einlassluftströmung ist)
und dem Drosselventil 0° (o
deg) aufweist, während
das Drosselventil 19 eine gänzlich geschlossene Position dann
einnimmt, wenn dieser Winkel 90° (90
deg) beträgt
(wenn das Drosselventil 19 parallel zu der Mittellinie
der Einlassluftströmung
wird). Der Öffnungsgrad
von dem Drosselventil 19 wird als 0 bei der gänzlich geschlossenen
Position definiert. In einem Bereich, bei dem der Öffnungsgrad
ungefähr
2° bis 10° beträgt (dieser
Bereich wird als ein Bereich mit einen geringen Luftvolumen bezeichnet),
ist die obere Wand von dem Luftströmungskanal 24 zu einer
Bogenform so gestaltet, dass ein Zwischenraum zwischen der oberen
Wand von dem Luftströmungskanal 24 und
dem oberen Ende von dem Drosselventil 19 allmählich zunimmt,
wenn der Öffnungsgrad
zunimmt. Indem das Element 20 zum Ausbilden des Luftströmungskanals 24 in
dem Gehäuse 17 angeordnet
wird, nimmt ein Volumen von der Einlassluft in dem Bereich mit geringem
Luftvolumen ab, und das Volumen von der Einlassluft wird noch genauer
in diesem Bereich gesteuert. Der Zwischenraum zwischen der Innenwand
von dem Gehäuse 17 und
dem oberen Ende von dem Drosselventil 19 ist bei der gänzlich geschlossenen
Position sehr klein gestaltet, beispielsweise 20 μm.
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Wie
dies in 5A gezeigt ist, nimmt in einem
Bereich "A", bei dem der Öffnungsgrad
0° bis 3° beträgt, der
Zwischenraum (der einer Menge an Einlassluft entspricht, die durch
das Drosselventil 19 tritt) linear zu. Das obere Ende von
dem Drosselventil 19 trifft auf einen Einlass des Luftströmungskanals 24 bei
dem Öffnungsgrad
von 3°. 6 zeigt
die Menge an Einlassluft in Bezug auf den Öffnungsgrad von dem Drosselventil 19.
In dem Bereich "A" nimmt die Menge
an Einlassluft linear zu. In dem Bereich "A" wird
der Verbrennungsmotor bei einer Drehzahl betrieben, die niedriger
als eine Aufwärmleerlaufdrehzahl
ist, die 200 Umdrehungen pro Minute höher als eine normale Leerlaufdrehzahl
ist. Die normale Leerlaufdrehzahl ist eine Drehzahl, bei der der
Verbrennungsmotor betrieben wird, nachdem er aufgewärmt worden
ist. In dem Bereich "A" wird die Luftströmung nicht
zwangsweise erzeugt, was einen Pumpenverlust unterdrückt, der
eine Zunahme bei dem Kraftstoffverbrauch bewirkt.
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In
einem Bereich "B", bei dem der Öffnungsgrad
3° bis 6° beträgt, und
in einem Bereich "C", bei dem Öffnungsgrad
6° bis 10° beträgt, wird
die Querschnittsfläche
von dem Luftströmungskanal 24 (d.h. seine
Breite W mal seine Tiefe d) allmählich
groß in Übereinstimmung
mit der Zunahme von dem Öffnungsgrad.
Die Menge an Einlassluft nimmt allmählich zu, wie dies in 6 gezeigt
ist, und die Luftströmung
wird in dem Kanal 24 verbessert, während ihre Strömungsgeschwindigkeit
gleichzeitig zunimmt. In dieser Weise wird eine erwünschte Luftströmung erzeugt,
die ein gleichförmiges
Gemisch in einer Verbrennungskammer erzeugt.
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In
dem Bereich "B" wird eine Menge
an Einlassluft, die bei einer Aufwärmdrehzahl (eine so genannte
schnelle Leerlaufdrehzahl für
einen kalten Verbrennungsmotor) erforderlich ist, zu dem Verbrennungsmotor
geliefert. Eine Änderungsrate
von einer Menge an Einlassluft in Bezug auf eine Zunahme des Öffnungsgrades
von dem Drosselventil 19 ist in dem Bereich "B" kleiner als in dem Bereich "C". In dem Bereich "C" wird
die Menge an Einlassluft, die bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit
auf einer ebenen Straße
(beispielsweise mit 120 km/h) erforderlich ist, zu dem Verbrennungsmotor
geliefert. In einem Bereich, der über den Bereich "C" hinausgeht, wird die Menge an Einlassluft
gleich derjenigen von einem Vergleichsbeispiel, bei dem kein Luftströmungskanal
ausgebildet ist, wie dies in 6 gezeigt ist.
Anders ausgedrückt
nimmt in einem Bereich, der über
den Bereich "C" hinausgeht, die
Menge an Einlassluft zu gemäß dem Öffnungsgrad
von dem Drosselventil 19.
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Wie
dies vorstehend erläutert
ist, wird in dem Bereich "B", der dem Aufwärmleerlauf
entspricht, und in dem Bereich "C", der einer Fahrt
mit hoher Geschwindigkeit auf einer ebenen Straße entspricht, eine Hochgeschwindigkeitsluftströmung in
dem Luftströmungskanal 24 erzeugt.
Daher verringert sich eine Menge an Kraftstoff, die an einer Innenwand
der Einlassöffnung
anhaftet, bei der Aufwärmleerlaufdrehzahl,
und die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor wird stabilisiert,
indem ein gleichförmiges
Gemisch ausgebildet wird. Des Weiteren kann die Menge an EGR (Abgasrezirkulation)
erhöht
werden, ohne dass sich der Kraftstoffverbrauch verschlechtert, und
ein Pumpverlust kann verringert werden, da das gleichförmige Gemisch
in der Verbrennungskammer ausgebildet wird aufgrund der in dem Luftströmungskanal 24 erzeugten
Luftströmung. Bei
der vorliegenden Erfindung ist ein vorbestimmter Bereich des Öffnungsgrades
von dem Drosselventil so eingestellt, dass er die Bereiche "B" und "C" abdeckt.
Anders ausgedrückt
entspricht der vorbestimmte Bereich des Öffnungsgrades von dem Drosselventil
einer Drehzahl des Verbrennungsmotors von einer Aufwärmleerlaufdrehzahl
(beispielsweise 200 Umdrehungen pro Minute höher als die normale Leerlaufdrehzahl)
bis zu einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit auf einer ebenen Straße (beispielsweise
120 km/h).
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Obwohl
das Drosselventil 19 die gänzlich geschlossene Position
bei ihrem Öffnungsgrad
von 0° bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel einnimmt, ist
es möglich,
die gänzlich
geschlossene Position bei dem Öffnungsgrad
von 3° bis
6° einzustellen,
der üblicherweise
aufgegriffen wird. Diese Einstellung ist bei einem kleinen Verbrennungsmotor
geeignet, der einen kleinen Bereich des Drosselventils hat, da die
Menge an Einlassluft relativ zu dem Öffnungsgrad des Drosselventils
bei dieser Einstellung groß wird.
Der obere Grenzwert von dem Bereich "B" und
dem Bereich "C" kann bis zu 18° bzw. 30° gemäß dem Bereich
des Drosselventils 19 und der Querschnittsfläche des
Luftströmungskanals 24 erhöht werden.
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Die
Vorteile, die durch das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel
erzielt werden, sind nachstehend zusammengefasst. In dem vorbestimmten
Bereich, bei dem die Menge an Einlassluft gering ist (das heißt in dem
Bereichen "B" und "C"), wird die Menge an Einlassluft genau
gesteuert, und eine Luftströmung
zum Ausbilden eines gleichförmigen
Gemisches in der Verbrennungskammer wird erzeugt. Diese Vorteile
werden erzielt, indem der Luftströmungskanal 24 in dem
Einlassluftkanal vorgesehen wird.
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Da
das Drosselventil 19, das sich um die Welle 20 dreht,
die mit seinem unteren Ende verbunden ist, verwendet wird, wird
die Menge an Einlassluft gesteuert, indem lediglich ein Luftkanal über dem Drosselventil 19 geändert wird.
Dem gemäß wird die Menge
an Einlassluft in dem Bereich genau gesteuert, bei dem eine geringe
Menge an Einlassluft erforderlich ist. Da das Element 23 zum
Ausbilden des Luftströmungskanals 24 separat
von den anderen Teilen wie beispielsweise das Drosselventil 19 und das
Gehäuse 17 hergestellt
wird und in dem Vertiefungsabschnitt 25 von dem Gehäuse 17 eingebaut wird,
ist es leicht, die Eigenschaften des Luftströmungskanals 24 zu ändern, ohne
die anderen Teile zu ändern.
Anders ausgedrückt
können
die Menge an Einlassluft und die Luftströmungsgeschwindigkeit in dem
Luftströmungskanal 24 in
dem vorbestimmten Bereich (in den Bereichen "B" und "C") mit Leichtigkeit geändert werden,
indem lediglich das Element 23 zum Ausbilden des Luftströmungskanals
geändert wird.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf
die 7 bis 11 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Luftströmungskanal 24 durch
eine Abdeckwand 26 bedeckt, wodurch ein tunnelförmiger Kanal 24 ausgebildet
wird, wie dies in 7 gezeigt ist. Der restliche
Aufbau ist der gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Indem der tunnelförmige Luftströmungskanal 24 ausgebildet wird,
kann die Luftströmung
eine Verbrennungskammer selbst dann erreichen, wenn der Abstand
von dem Luftströmungskanal 24 zu
der Verbrennungskammer lang ist. Anders ausgedrückt wird eine Dämpfung der
Luftströmung
in dem Luftströmungskanal 24 unterdrückt, indem
der Kanal 24 in einer Tunnelform ausgebildet wird.
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Der
tunnelförmige
Luftströmungskanal 24 kann
als ein einzelner Kanal ausgebildet sein, wie dies in 8 gezeigt
ist. Alternativ kann er so verzweigen, dass er zwei Verzweigungskanäle ausbildet,
wie dies in 9 gezeigt ist. Die Verzweigungskanäle erstrecken
sich zu jeweiligen Auslassöffnungen 24a,
die zu jeweiligen Einlassventilen 27 (siehe 10)
von einem Zylinder des Verbrennungsmotors gerichtet sind. Die Anzahl
an Verzweigungskanälen
ist nicht auf zwei beschränkt,
sondern die Anzahl kann gleich der Anzahl an Einlassventilen 27 sein,
die in jedem Zylinder vorgesehen sind. Wie dies in 10 gezeigt
ist, kann die Auslassöffnung 24a von
dem Verzweigungskanal geneigt oder gekrümmt sein, so dass die durch
den Verzweigungskanal 24 tretende Luftströmung zu
dem Einlassventil 27 gerichtet wird. In dieser Weise wird
eine Dämpfung
der Luftströmung
vermieden. Wie dies in 11 gezeigt ist, kann eine Zielposition
an dem Einlassventil 27 eingestellt werden, und die durch
den Verzweigungskanal tretende Luftströmung kann zu der Zielposition gerichtet
werden. Beispielsweise kann die Zielposition an jedem Einlassventil 27 bei
einer Position eingestellt werden, die nahe zu der Mitte der Verbrennungskammer
sich befindet.
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Die
folgenden Vorteile werden bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu
den Vorteilen erzielt, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Da der Luftströmungskanal 24 in
der Tunnelform ausgebildet wird, wird die Dämpfung der Luftströmung vermieden.
Demgemäß kann die
Luftströmung
die Verbrennungskammer selbst dann erreichen, wenn der Abstand zu
der Verbrennungskammer lang ist. Da die Luftströmung zu jedem Einlassventil 27 gerichtet
wird, in dem der Luftströmungskanal
verzweigt, wird die Luftströmung
zu jedem Einlassventil 27 gleich verteilt, wodurch ein gleichförmiges Gemisch
in der Verbrennungskammer ausgebildet wird. Da die Auslassöffnung 24a von jedem
Verzweigungskanal 24 geneigt oder gekrümmt ist, wird die Luftströmung zu
jeder Einlassöffnung
sicher gerichtet und wird sie in die Verbrennungskammer sanft eingeleitet.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf
die 12 bis 14 beschrieben.
Wie dies in den 14A und 14B gezeigt
ist, ist in dem Fall, bei dem ein Eingangsrand der Abdeckwand 26 parallel
zu der Welle 20 (d.h. parallel zu dem oberen Ende des Drosselventils 19)
ausgebildet wird, ein unempfindlicher Bereich, bei dem die Menge
an Einlassluft sich nicht in Ansprechen auf die Änderungen des Öffnungsgrades
des Drosselventils 19 ändert,
ausgebildet. Dieser unempfindliche Bereich ist der Bereich, bei
dem das obere Ende von dem Drosselventil 19 dem Eingangsrand
der Abdeckwand 26 zugewandt ist, wie dies in 14A gezeigt ist.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
ist, um den unempfindlichen Bereich zu beseitigen, der Eingangsrand
von der Abdeckwand 28 relativ zu der Richtung der Welle 20 um Θ geneigt,
wie dies in 12B gezeigt ist. Der restliche
Aufbau ist der gleiche wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Winkel Θ kann auf
15° bis
75° eingestellt
sein. Durch ein Neigen des Eingangsrandes von der Abdeckwand 28 ändert sich
die Menge an Einlassluft allmählich
gemäß der Drehung
des Drosselventils selbst in dem Bereich, bei dem das obere Ende
des Drosselventils 19 zu dem Eingangsrand der Abdeckwand 28 gewandt
ist. Alternativ kann der Eingangsrand von der Abdeckwand 29 zu
einer Bogenform ausgebildet sein, wie dies in 13B gezeigt ist. In dieser Weise kann der unempfindliche
Bereich beseitigt werden. Die Bogenform kann nach unten konvex sein
oder nach oben konkav sein oder sie kann andere Formen einnehmen,
wie beispielsweise eine V-Form oder eine dreieckige Form. Indem
der Eingangsrand der Abdeckwand geneigt, gekrümmt oder gebogen relativ zu
der Richtung der Welle 20 gestaltet wird, kann der unempfindliche
Bereich beseitigt werden.
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Ein
viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf
die 15 und 16 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Abschnitt 30 zum Verhindern einer Umgehungsluftströmung oder Rückluftströmung an
einer stromabwärtigen
Fläche (Rückfläche) von
dem Drosselventil 19 ausgebildet, wie dies in 15 gezeigt
ist. Der restliche Aufbau ist der gleiche wie bei den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Die Luft kann von einer stromaufwärtigen Fläche (Vorderfläche) des
Drosselventils 19 zu der rückwärtigen Fläche (sich herum wendend) strömen. Wirbel
können
entwickelt werden durch die Umlenkluft (an der Rückfläche, was einen gewissen Strömungsverlust
bei der Luftströmung
bewirkt, die durch den Kanal 24 tritt. Durch ein Ausbilden
des Verdickungsabschnittes 30 an der Rückfläche, wird ein Umwenden der
Luft verhindert oder unterdrückt.
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Anstelle
des Verdickungsabschnittes 30 kann ein Vorsprungsabschnitt 31 an
der Rückfläche ausgebildet
sein, wie dies in 16 gezeigt ist. Das Drosselventil 19 ermöglicht ein
Strömen
der Einlassluft lediglich durch den oberen Abschnitt von dem Drosselventil 19,
und das Drosselventil ist in dem Vertiefungsabschnitt 22 (wie
dies in 2 gezeigt ist) bei seiner gänzlich offenen
Position untergebracht. Daher behindert der Verdickungsabschnitt 30 oder der
Vorsprungsabschnitt 33, der an der Rückfläche ausgebildet ist, nicht
die Luftströmung,
die durch den Luftkanal 18 tritt. Vielmehr ist es so, dass
die Luftliefereffizienz bei der gänzlich geöffneten Position verbessert
ist, indem das sich durch die Umkehrluft ergebende Ausbilden und
Entwickeln von Wirbeln an der Rückfläche verhindert
wird.
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Ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Drosselventileinheit 15 in
jedem Rohr des Krümmers 14 eingebaut,
um Einlassluft zu jedem Zylinder zu liefern. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel
ist eine einzelne Drosselventileinrichtung 15, die für sämtliche
Zylinder gemeinschaftlich vorhanden ist, in dem Einlassrohr 12 eingebaut,
wie dies in 17 gezeigt ist. Ein tunnelförmiger Kanal 32 erstreckt
sich zu einem Ausgleichsbehälter 13 und
verzweigt zu tunnelförmigen
Verzweigungskanälen 32,
die sich jeweils durch den Einlasskrümmer zu einer Einlassöffnung 16 von jedem
Zylinder erstrecken. In dieser Weise kann die Luftströmung, die
in den tunnelförmigen
Kanälen 32 erzeugt
wird, zu jeweiligen Zylindern des Verbrennungsmotors 11 geführt werden,
während
eine Dämpfung
der Luftströmung
unterdrückt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele
beschränkt
sondern kann verschiedenartig abgewandelt werden. Bspw. kann ein
Drosselventil verwendet werden, das um eine Achse drehbar beweglich
ist, die an einem oberen Ende von dem Drosselventil angeordnet ist.
Die Achse, um die das Drosselventil drehbar beweglich ist, kann
an irgendeiner Seite (links oder rechts) von dem Drosselventil angeordnet sein.
Obwohl der Kraftstoff in die Einlassöffnungen bei den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
eingespritzt wird, kann er direkt in die Zylinder des Verbrennungsmotors
eingespritzt werden.
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Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehend dargelegten
bevorzugten Ausführungsbeispiele
aufgezeigt und beschrieben ist, ist für Fachleute offensichtlich,
dass Änderungen
bei der Form und den Einzelheiten hierbei gemacht werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.
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Die
Lufteinlassvorrichtung hat das Drosselventil 19, das um
eine Welle 20 drehbar beweglich ist, die mit einem Ende
von dem Drosselventil 19 verbunden ist, und einen Strömungskanal 24,
der in dem Einlassluftkanal 18 oberhalb eines oberen Endes
von dem Drosselventil ausgebildet ist. In einem Bereich B, C, bei
dem die Menge an Einlassluft gering ist, d.h. in einem Bereich,
bei dem ein Öffnungsgrad
von dem Drosselventil gering ist), wird eine Menge an Einlassluft,
die durch den Luftströmungskanal 24 tritt,
genau gesteuert. In dem gleichen Bereich wird eine Hochgeschwindigkeitsluftströmung in
dem Luftströmungskanal 24 erzeugt,
wobei dadurch ein gleichförmiges Luft-Kraftstoff-Gemisch
in einer Verbrennungskammer von einem Verbrennungsmotor 11 ausgebildet wird.
Diese Funktionen werden mit Leichtigkeit verwirklicht, indem in
einfacher Weise ein Element 23 zum Ausbilden des Luftströmungskanals 24 zu
einer Drosselventileinheit 15, die in dem Einlassluftkanal 18 angeordnet
ist, hinzugefügt
wird.