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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 7 269 375 A offenbart. Bei dieser Vorrichtung ist ein drehbares Drosselventil, das um eine Welle drehbar ist, die das Drosselventil an der Mitte seines Durchmessers stützt, in einem Einlassluftkanal angeordnet. Die Menge an zu dem Verbrennungsmotor gelieferter Luft wird gemäß einem Öffnungsgrad des Drosselventils 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. 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 9 222 063 A 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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Die Druckschrift
US 2006/0048738 A1 offenbart eine Lufteinlassvorrichtung mit einem bogenförmigen Einlassluftkanal, in dem ein Drosselventil angeordnet ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 050 508 A1 offenbart ebenfalls eine Lufteinlassvorrichtung mit einem bogenförmigen Einlassluftkanal, in dem ein Drosselventil angeordnet ist.
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Die Druckschrift
DE 198 11 597 A1 offenbart eine Lufteinlassvorrichtung mit einem geraden Einlassluftkanal, in dem ein Drosselventil angeordnet ist. Das Drosselventil besitzt ein Kompensationselement in einer Ausbauchungsform an der stromaufwärtigen Seite.
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Die Druckschrift
DE 196 44 687 A1 offenbart eine Lufteinlassvorrichtung mit einem geraden Einlassluftkanal, in dem ein Drosselventil angeordnet ist. Stromaufwärtig des Drosselventils verzeigt der Einlassluftkanal in einen Hauptkanal und einen Nebenkanal. Das Einlassluftkanal sitzt im Hauptkanal.
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Die Druckschrift
US 6 006 722 A offenbart eine Lufteinlassvorrichtung mit einem bogenförmigen Einlassluftkanal, in dem ein Drosselventil angeordnet ist. Für einen Leerlaufbereich oder Niedrigleistungsbereich öffnet das Drosselventil in einem Bereich, bei dem der Öffnungsgrad 0° bis 45° Grad beträgt, wobei sich mit Zunahme des Öffnungsgrades ein Zwischenraum zwischen der Wand des Einlassluftkanals und dem Drosselventil allmählich erweitert.
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Die Druckschrift
US 5 722 366 A offenbart eine Lufteinlassvorrichtung mit einem bogenförmigen Einlassluftkanal, in dem ein Drosselventil angeordnet ist. Für einen Leerlaufbereich öffnet das Drosselventil so, dass sich mit Zunahme des Öffnungsgrades ein Zwischenraum zwischen der Wand des Einlassluftkanals und dem Drosselventil allmählich erweitert.
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Darstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Die vorliegende Erfindung soll das vorstehend 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 Aufgabe ist durch eine Lufteinlassvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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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 geöffneten 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 strömt, 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 mit 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 jeweils 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 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 17 (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 länglich gestalteter Luftströmungskanal 24 ausgebildet, und zwar derart, dass die Geschwindigkeit von einer durch den Luftströmungskanal 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° (0 deg) aufweist, während das Drosselventil 19 eine gänzlich geöffnete 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 Luftströmungskanal 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 Luftströmungskanal 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 Luftströmungskanal 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 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 Verdickungsabschnitt 30 zum Verhindern einer Umgehungsluftströmung oder Rückluftströmung an einer stromabwärtigen Fläche (die auch als Rückfläche bezeichnet werden kann) 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 (die auch als Vorderfläche bezeichnet werden kann) 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 Luftströmungskanal 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 wie folgt 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.
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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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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 Luftströmungskanal 24, der in dem Einlassluftkanal 18 oberhalb eines oberen Endes von dem Drosselventil ausgebildet ist. In einem Bereich bestehend aus B, und 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.
