JP2003278551A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents

Intake device for internal combustion engine

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JP2003278551A
JP2003278551A JP2002080598A JP2002080598A JP2003278551A JP 2003278551 A JP2003278551 A JP 2003278551A JP 2002080598 A JP2002080598 A JP 2002080598A JP 2002080598 A JP2002080598 A JP 2002080598A JP 2003278551 A JP2003278551 A JP 2003278551A
Authority
JP
Japan
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partition plate
intake
valve
combustion chamber
internal combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002080598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Hashimoto
俊夫 橋本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid increase of ventilation resistance in a high load region by a partition plate provided in an intake port. <P>SOLUTION: The partition plate 9 for partitioning the intake port 8 into two up and down intake passages 8a, 8b is provided, and a valve 10 for opening and closing the intake passage 8b on a lower side is provided to make intake air flow in an eccentric manner by closing the valve 10 to cause a strong tumble stream in a combustion chamber 3. The partition plate 9 is constituted so as to slide and move forward and backward in the direction of extension of the intake port 8 in conjunction with opening and closing operations of the valve 10. When a tumble stream is generated by closing the valve 10, a tip of the partition plate 9 approaches a valve stem 5a of an intake valve 5. When the valve 10 is opened, the partition plate 9 retreats from a combustion chamber 3 side and is displaced up to a position where a passage area of the intake passage 8a on an upper side is not throttled by the valve stem 5a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気装
置に関し、詳しくは、燃焼室内に強い吸気旋回流を発生
させるための吸気装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for an internal combustion engine, and more particularly to an intake system for generating a strong intake swirl flow in a combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、筒内に燃料を直接噴射する筒
内直接噴射式ガソリン機関において、吸気ポートを仕切
り板によって上下2つの吸気通路に仕切ると共に、前記
2つの吸気通路の一方を開閉するタンブルコントロール
バルブ(以下、TCVと略す)を設け、燃焼室内に強い
タンブル流を生成させる必要があるときに、前記TCV
を閉じるよう構成された吸気装置が知られている(特開
2002−038953号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an in-cylinder direct injection gasoline engine in which fuel is directly injected into a cylinder, an intake port is divided into two upper and lower intake passages by a partition plate, and one of the two intake passages is opened and closed. When a tumble control valve (hereinafter abbreviated as TCV) is provided to generate a strong tumble flow in the combustion chamber, the TCV
There is known an air intake device configured to close the air conditioner (see Japanese Patent Laid-Open No. 2002-038953).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
吸気装置において、燃焼室内に強いタンブル流を生成さ
せるためには、前記仕切り板を燃焼室の近傍位置まで延
設させることが望まれるが、大量の吸気を必要とするス
ロットルの全開付近では、前記仕切り板が抵抗となって
吸気量を低下させてしまうという問題があった。
In order to generate a strong tumble flow in the combustion chamber in the intake system having the above structure, it is desired that the partition plate be extended to a position near the combustion chamber. There has been a problem that the partition plate acts as a resistance to reduce the intake amount near the fully open position of the throttle, which requires a large amount of intake air.

【0004】吸気量が低下する要因としては、仕切り板
による実断面積の低下、及び、空気が接する面積が仕切
り板によって大きくなることによる粘性抵抗の増大が考
えられるが、更に大きな要因として、仕切り板を燃焼室
近傍まで延設させることにより、仕切り板で仕切られる
上側の吸気通路が吸気バルブのバルブステム(及びバル
ブガイド)で絞られ、上側の吸気通路の通路面積が大き
な割合で減少変化して大きな通気抵抗となっていること
が考えられる。
As a factor for reducing the intake air amount, it is considered that the actual sectional area is decreased by the partition plate and the viscous resistance is increased by increasing the area in contact with air by the partition plate. By extending the plate to the vicinity of the combustion chamber, the upper intake passage partitioned by the partition plate is throttled by the valve stem (and valve guide) of the intake valve, and the passage area of the upper intake passage decreases and changes at a large rate. It is thought that it has a large ventilation resistance.

【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、仕切り板により強い吸気旋回流の生成を図りつ
つ、高負荷域で通気抵抗を減少させることができる内燃
機関の吸気装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an intake system for an internal combustion engine capable of reducing a ventilation resistance in a high load range while achieving a strong intake swirl flow by a partition plate. The purpose is to

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そのため、請求項1記載
の発明では、吸気ポート内を複数の吸気通路に仕切る仕
切り板と、前記複数の吸気通路の一部を開閉するバルブ
とを備え、前記バルブを閉じることで燃焼室内に強い吸
気旋回流を発生させる吸気装置において、仕切り板を吸
気ポート延設方向の前後に移動させる移動手段を備える
構成とした。
Therefore, the invention according to claim 1 is provided with a partition plate for partitioning the inside of the intake port into a plurality of intake passages, and a valve for opening and closing a part of the plurality of intake passages, In the intake device that generates a strong intake swirl flow in the combustion chamber by closing the valve, the partition plate is configured to be moved forward and backward in the intake port extending direction.

【0007】上記構成によると、吸気ポートを仕切る仕
切り板が移動手段によって吸気ポート延設方向の前後に
移動可能に構成され、燃焼室(吸気バルブのバルブステ
ム)に近い位置と、燃焼室から比較的離れた位置とに仕
切り板が移動する。請求項2記載の発明では、バルブを
閉じて強い吸気旋回流を発生させるときには、仕切り板
を燃焼室側に近づけ、バルブを開くときには、仕切り板
を燃焼室側から遠ざける構成とした。
According to the above construction, the partition plate for partitioning the intake port is configured to be movable forward and backward in the direction of extension of the intake port by the moving means, and compared with the position close to the combustion chamber (the valve stem of the intake valve) from the combustion chamber. The partition plate moves to a position distant from the target. According to the second aspect of the invention, when the valve is closed to generate a strong intake swirl flow, the partition plate is brought closer to the combustion chamber side, and when the valve is opened, the partition plate is moved away from the combustion chamber side.

【0008】上記構成によると、バルブを閉じて強い吸
気旋回流を生成するときには、仕切り板を燃焼室近傍位
置に移動させることで、吸気が仕切り板に案内されて燃
焼室近傍まで至るようにする一方、強い吸気旋回流の生
成が不要でバルブを開くときには、仕切り板を燃焼室
(吸気バルブ)近傍位置から後退させる。請求項3記載
の発明では、バルブを閉じて強い吸気旋回流を発生させ
るときには、吸気バルブのバルブステム近傍位置まで仕
切り板を燃焼室側に近づけ、バルブを開くときには、仕
切り板で仕切られる吸気通路が、吸気バルブのバルブス
テムで遮られない位置まで仕切り板を燃焼室側から遠ざ
ける構成とした。
According to the above construction, when the valve is closed to generate a strong swirling flow of the intake air, the partition plate is moved to a position near the combustion chamber so that the intake air is guided to the partition plate and reaches the vicinity of the combustion chamber. On the other hand, when it is not necessary to generate a strong intake swirl flow and the valve is opened, the partition plate is retracted from a position near the combustion chamber (intake valve). In the invention according to claim 3, when the valve is closed to generate a strong intake swirl flow, the partition plate is brought close to the combustion chamber side to a position near the valve stem of the intake valve, and when the valve is opened, the intake passage is partitioned by the partition plate. However, the partition plate was moved away from the combustion chamber side to a position where it was not blocked by the valve stem of the intake valve.

【0009】上記構成によると、バルブを閉じて強い吸
気旋回流を発生させるときには、吸気バルブのバルブス
テムに干渉しない範囲内で仕切り板を燃焼室側に近づ
け、バルブを開くときには、仕切り板で仕切られる吸気
通路がバルブステム(バルブガイド)で遮られず、仕切
り板で仕切られる吸気通路の断面積変化が発生しない位
置まで燃焼室側から後退させる。
According to the above construction, when the valve is closed to generate a strong intake swirl flow, the partition plate is brought close to the combustion chamber side within a range that does not interfere with the valve stem of the intake valve, and when the valve is opened, the partition plate is used for partitioning. The intake passage to be blocked is not blocked by the valve stem (valve guide), and is retracted from the combustion chamber side to a position where the cross-sectional area of the intake passage partitioned by the partition plate does not change.

【0010】請求項4記載の発明では、仕切り板により
吸気ポート内を上下2つの吸気通路に仕切り、前記上下
2つの吸気通路のいずれか一方をバルブで開閉し、前記
バルブを閉じることで強いタンブル流を発生させる構成
とした。上記構成によると、燃焼室内に強いタンブル流
を発生させるべく吸気ポート内を上下2つに仕切る構成
において、仕切り板が、燃焼室(吸気バルブのバルブス
テム)に近い位置と、燃焼室から比較的離れた位置とに
移動する。
According to the fourth aspect of the invention, the partition plate divides the inside of the intake port into two upper and lower intake passages, one of the two upper and lower intake passages is opened and closed by a valve, and the valve is closed to make a strong tumble. It is configured to generate a flow. According to the above configuration, in the configuration in which the inside of the intake port is partitioned into upper and lower parts in order to generate a strong tumble flow in the combustion chamber, the partition plate is relatively close to the combustion chamber (the valve stem of the intake valve) and relatively away from the combustion chamber. Move to a remote location.

【0011】尚、本願において、上下とは、シリンダ軸
線方向に沿った方向であり、かつ、シリンダヘッド側を
上側、シリンダブロック側を下側とする。請求項5記載
の発明では、移動手段が、バルブの開閉動作に連動して
仕切り板を移動させる構成とした。上記構成によると、
バルブを閉じて強い吸気旋回流を発生させるときには、
バルブの閉じ動作に連動して、仕切り板がバルブ閉じ状
態に対応する位置に移動し、バルブを開くときには、バ
ルブの開き動作に連動して仕切り板がバルブの開状態に
対応する位置に移動する。
In the present application, the term "upper and lower" means the direction along the cylinder axis, and the cylinder head side is the upper side and the cylinder block side is the lower side. In the invention according to claim 5, the moving means moves the partition plate in conjunction with the opening / closing operation of the valve. According to the above configuration,
When closing the valve and generating a strong intake swirl flow,
The partition plate moves to the position corresponding to the valve closed state in conjunction with the valve closing operation, and when opening the valve, the partition plate moves to the position corresponding to the valve open state in conjunction with the valve opening operation. .

【0012】請求項6記載の発明では、バルブを回転軸
に支持されるバタフライ式バルブとし、前記移動手段
が、前記回転軸の回転運動を仕切り板のスライド運動に
変換することで仕切り板を移動させる構成とした。上記
構成によると、バタフライ式バルブを開閉動作させるべ
く回転軸が回転すると、該回転運動が仕切り板のスライ
ド運動に変換され、バルブの開閉動作に連動して仕切り
板がスライド移動する。
In a sixth aspect of the invention, the valve is a butterfly valve supported by a rotary shaft, and the moving means moves the partition plate by converting the rotary motion of the rotary shaft into a sliding motion of the partition plate. It was configured to let. According to the above configuration, when the rotary shaft rotates to open / close the butterfly valve, the rotary motion is converted into the sliding motion of the partition plate, and the partition plate slides in conjunction with the opening / closing motion of the valve.

【0013】請求項7記載の発明では、前記移動手段
が、仕切り板を移動させるための動力源としてモータを
用いる構成とした。上記構成によると、モータを駆動さ
せることで、吸気ポートを仕切る仕切り板を移動させ
る。
In a seventh aspect of the invention, the moving means uses a motor as a power source for moving the partition plate. According to the above configuration, the partition plate that partitions the intake port is moved by driving the motor.

【0014】[0014]

【発明の効果】請求項1記載の発明によると、吸気ポー
トを仕切る仕切り板が移動可能であるから、強い吸気旋
回流の生成に適した位置と、通気抵抗を低下させること
ができる位置とに切り換えることが可能となり、強い吸
気旋回流を安定的に生成させつつ、全開域付近での機関
性能を向上させることができるという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, since the partition plate for partitioning the intake port is movable, it is located at a position suitable for generating a strong intake swirl flow and a position at which ventilation resistance can be reduced. It is possible to switch between them, and there is an effect that the engine performance in the vicinity of the fully open region can be improved while stably generating a strong intake swirl flow.

【0015】請求項2記載の発明によると、バルブを閉
じて燃焼室内に強い吸気旋回流を発生させるときに、仕
切り板が燃焼室近傍に位置することで、吸気を燃焼室内
に向けて確実に案内でき、以って、強い吸気旋回流を安
定的に発生させることができる一方、バルブを開くとき
に、仕切り板を燃焼室側から後退させることで、燃焼室
の近傍に位置する吸気バルブのバルブステム等によって
吸気通路の断面積が極端に狭められることを回避して、
仕切り板による通気抵抗の増大を抑制することができる
という効果がある。
According to the second aspect of the present invention, when the valve is closed to generate a strong intake swirl flow in the combustion chamber, the partition plate is located in the vicinity of the combustion chamber, so that the intake air is reliably directed into the combustion chamber. Since it is possible to guide, it is possible to stably generate a strong intake swirl flow, while retracting the partition plate from the combustion chamber side when opening the valve, the intake valve located near the combustion chamber Avoiding that the cross-sectional area of the intake passage is extremely narrowed by the valve stem etc.,
There is an effect that it is possible to suppress an increase in ventilation resistance due to the partition plate.

【0016】請求項3記載の発明によると、バルブを閉
じて燃焼室内に強い吸気旋回流を発生させるときに、仕
切り板をバルブステム近傍に位置させることで最大限に
吸気旋回流を生成させることができ、かつ、バルブを開
くときには、仕切り板で仕切られる吸気通路がバルブス
テム(バルブガイド)で遮られて通路面積が大きな割合
で減少変化することが回避され、全開域付近での機関性
能が向上するという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, when the valve is closed to generate a strong intake swirl flow in the combustion chamber, the partition plate is positioned near the valve stem to maximize the intake swirl flow. In addition, when opening the valve, it is avoided that the intake passage partitioned by the partition plate is blocked by the valve stem (valve guide) and the passage area decreases and changes at a large rate, and the engine performance near the full open range is improved. It has the effect of improving.

【0017】請求項4記載の発明によると、吸気ポート
を上下2つの吸気通路に仕切ることで燃焼室内に強いタ
ンブル流を発生させる吸気装置において、仕切り板を移
動させることで、強いタンブル流を安定的に生成させつ
つ、全開域での機関性能を向上させることができるとい
う効果がある。請求項5記載の発明によると、仕切り板
を移動させるための機構を簡素化でき、仕切り板を移動
可能に構成することによるコストの増大を抑制すること
ができるという効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, in the intake device which divides the intake port into two upper and lower intake passages to generate a strong tumble flow in the combustion chamber, the partition plate is moved to stabilize the strong tumble flow. There is an effect that the engine performance in the full open range can be improved while being generated. According to the invention described in claim 5, there is an effect that a mechanism for moving the partition plate can be simplified and an increase in cost due to the movable structure of the partition plate can be suppressed.

【0018】請求項6記載の発明によると、バタフライ
式バルブの回転軸の回転運動を、仕切り板のスライド運
動に変換させることで、バルブに連動した仕切り板の移
動を簡便な構造で行わせることができるという効果があ
る。請求項7記載の発明によると、仕切り板の移動を任
意のタイミングでかつ任意の速度で行わせることができ
るという効果がある。
According to the invention of claim 6, the rotary motion of the rotary shaft of the butterfly valve is converted into the sliding motion of the partition plate so that the partition plate can be moved in conjunction with the valve with a simple structure. There is an effect that can be. According to the invention described in claim 7, there is an effect that the partition plate can be moved at an arbitrary timing and at an arbitrary speed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は、実施形態における内燃機関
のシステム構成図である。図1に示す内燃機関1は、燃
料噴射弁2が燃焼室3内に燃料を直接噴射する筒内直接
噴射式ガソリン機関である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine in the embodiment. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a cylinder direct injection gasoline engine in which a fuel injection valve 2 directly injects fuel into a combustion chamber 3.

【0020】燃焼室3内には、スロットルバルブ4で計
量される空気が吸気バルブ5を介して吸引される。燃焼
室3内に形成される混合気は、点火プラグ6による火花
点火によって着火燃焼し、燃焼排気は排気バルブ7を介
して放出される。また、吸気ポート8には、該吸気ポー
ト8内を上下2つの吸気通路8a,8bに仕切る仕切り
板9が設けられ、該仕切り板9の上流端側には、下側の
吸気通路8bを開閉するためのタンブルコントロールバ
ルブ(TCV)10が設けられる。
Air metered by the throttle valve 4 is sucked into the combustion chamber 3 through the intake valve 5. The air-fuel mixture formed in the combustion chamber 3 is ignited and burned by spark ignition by the spark plug 6, and the combustion exhaust gas is discharged via the exhaust valve 7. Further, the intake port 8 is provided with a partition plate 9 for partitioning the inside of the intake port 8 into two upper and lower intake passages 8a and 8b, and an upstream end side of the partition plate 9 opens and closes a lower intake passage 8b. A tumble control valve (TCV) 10 is provided for this purpose.

【0021】そして、機関1を希薄燃焼運転させるとき
には、前記TCV10を閉じて上側の吸気通路8aのみ
から吸気を燃焼室3内に導入させることで、燃焼室3内
に強いタンブル流を発生させ、燃料噴射弁2から噴射さ
れた燃料を前記タンブル流によって点火プラグ6の近傍
に運ぶことで、点火プラグ6の周囲での空燃比が濃くな
る成層混合気を形成させ、希薄燃焼時に高い着火安定性
が得られるようにしてある。
When the engine 1 is operated in a lean burn mode, the TCV 10 is closed and intake air is introduced into the combustion chamber 3 from only the upper intake passage 8a, thereby generating a strong tumble flow in the combustion chamber 3. By carrying the fuel injected from the fuel injection valve 2 to the vicinity of the spark plug 6 by the tumble flow, a stratified mixture having a high air-fuel ratio around the spark plug 6 is formed, and high ignition stability at the time of lean combustion. Is obtained.

【0022】前記燃料噴射弁2による燃料噴射量及び噴
射時期、点火プラグ6による点火時期、更に、前記TC
V10の開閉は、マイクロコンピュータを内蔵するエン
ジンコントロールユニット(ECU)11によって制御
される。尚、前記点火プラグ6には、それぞれにパワー
トランジスタ内蔵のイグニッションコイルユニット12
が設けられ、前記ECU11は、前記パワートランジス
タのON・OFFを制御することで、点火プラグ6の点
火時期を制御する。
The fuel injection amount and injection timing of the fuel injection valve 2, the ignition timing of the spark plug 6, and the TC
The opening and closing of V10 is controlled by an engine control unit (ECU) 11 having a microcomputer. The ignition plug 6 has an ignition coil unit 12 with a built-in power transistor.
Is provided, and the ECU 11 controls the ignition timing of the spark plug 6 by controlling ON / OFF of the power transistor.

【0023】前記仕切り板9は、吸気ポート8の延設方
向の前後にスライド可能に支持され、TCV10の開閉
動作に連動して移動するよう構成されており、前記TC
V10及び仕切り板9の動作機構(移動手段)を、図
2,3に基づいて詳細に説明する。尚、図2(A),
(B)は、TCV10が閉じられている状態を示し、図
3(A),(B)は、TCV10が開かれている状態を
示す。
The partition plate 9 is slidably supported forward and backward in the extending direction of the intake port 8 and is configured to move in conjunction with the opening / closing operation of the TCV 10.
The operation mechanism (moving means) of the V10 and the partition plate 9 will be described in detail with reference to FIGS. In addition, FIG.
3B shows a state in which the TCV 10 is closed, and FIGS. 3A and 3B show a state in which the TCV 10 is opened.

【0024】TCV10は、モータ20によって回転駆
動される回転軸21に固定され、吸気ポート8に対して
回転自在に支持される前記回転軸21が、図2(B)に
示す状態から時計回りに駆動されると、図3(B)に示
すような仕切り板9と略平行な開位置に変位する。一
方、図3(B)に示す開状態から反時計回りに回転軸2
1が駆動されることで、図2(B)に示すようなTCV
10が吸気通路8bを閉じる位置に変位する。
The TCV 10 is fixed to a rotary shaft 21 that is rotationally driven by a motor 20, and the rotary shaft 21 that is rotatably supported with respect to the intake port 8 rotates clockwise from the state shown in FIG. 2B. When driven, it is displaced to an open position substantially parallel to the partition plate 9 as shown in FIG. 3 (B). On the other hand, the rotary shaft 2 is rotated counterclockwise from the open state shown in FIG.
1 is driven, the TCV as shown in FIG.
10 is displaced to a position that closes the intake passage 8b.

【0025】前記回転軸21の一端には平歯車22が軸
支されており、該平歯車22には、前記回転軸21と平
行に設けられる回転軸23に軸支される平歯車24が噛
み合わされる。更に、前記平歯車24には、前記回転軸
21,23と平行に設けられる回転軸25に軸支される
平歯車26が噛み合わされ、前記回転軸25(平歯車2
6)は、前記回転軸21がモータ20で回転駆動される
と、同じ方向に従動回転するようになっている。
A spur gear 22 is rotatably supported at one end of the rotary shaft 21, and a spur gear 24, which is rotatably supported by a rotary shaft 23 provided in parallel with the rotary shaft 21, meshes with the spur gear 22. To be done. Further, a spur gear 26, which is rotatably supported by a rotary shaft 25 provided in parallel with the rotary shafts 21 and 23, is meshed with the spur gear 24.
In 6), when the rotary shaft 21 is rotationally driven by the motor 20, the rotary shaft 21 is driven to rotate in the same direction.

【0026】前記回転軸25には、前記平歯車26と共
に平歯車27が軸支されており、該平歯車27は、仕切
り板9の上面に設けられたラック28に噛み合わされ、
該平歯車27とラック28との噛み合わせによって、平
歯車27の回転が仕切り板9のスライド運動に変換され
るようになっている。上記構成によると、図2に示すT
CV10が閉じられている状態から、TCV10を開く
べく図2(B)で時計回りに回転軸21が回転駆動され
ると、前記回転軸25(平歯車26,27)が同じく時
計回りに回転駆動され、TCV10を開く動作に連動し
て、仕切り板9が図2(B)で左方向に向けてスライド
する。
A spur gear 27 is pivotally supported together with the spur gear 26 on the rotary shaft 25. The spur gear 27 is meshed with a rack 28 provided on the upper surface of the partition plate 9,
By the meshing of the spur gear 27 and the rack 28, the rotation of the spur gear 27 is converted into the sliding movement of the partition plate 9. According to the above configuration, T shown in FIG.
When the rotary shaft 21 is rotationally driven clockwise in FIG. 2B to open the TCV 10 from the state where the CV 10 is closed, the rotary shaft 25 (spur gears 26, 27) is also rotationally driven clockwise. Then, the partition plate 9 slides leftward in FIG. 2B in conjunction with the operation of opening the TCV 10.

【0027】図2(B)の右方向が燃焼室3側であり、
左方向がスロットルバルブ4側であるから、TCV10
を開く動作に連動して、仕切り板9は燃焼室3から離れ
る方向に変位することになる。一方、図3に示すTCV
10が開かれている状態から、TCV10を閉じるべく
図3(B)で反時計回りに回転軸21が回転駆動される
と、前記回転軸25(平歯車26,27)が同じく反時
計回りに回転駆動され、TCV10を閉じる動作に連動
して、仕切り板9が図3(B)で右方向に向けてスライ
ドし、仕切り板9は燃焼室3に近づく方向に変位するこ
とになる。
The right side of FIG. 2B is the combustion chamber 3 side,
Since the left side is the throttle valve 4 side, TCV10
The partition plate 9 is displaced in the direction away from the combustion chamber 3 in conjunction with the opening operation of the. On the other hand, TCV shown in FIG.
When the rotary shaft 21 is rotationally driven counterclockwise in FIG. 3 (B) to close the TCV 10 from the state where the rotary shaft 10 is opened, the rotary shaft 25 (spur gears 26, 27) is also rotated counterclockwise. The partition plate 9 is driven to rotate and interlocks with the operation of closing the TCV 10, and the partition plate 9 slides rightward in FIG. 3B, and the partition plate 9 is displaced in a direction approaching the combustion chamber 3.

【0028】前記仕切り板9のスライド量は、平歯車2
2,24,26のギヤ比によって決定される前記TCV
10の動作角に対する回転軸25の回転角、及び、該回
転軸25の回転角と平歯車27の径との相関によって決
まる。本実施形態では、TCV10を閉じて仕切り板9
が燃焼室3に最も近づいたときに、仕切り板9の先端が
吸気バルブ5のバルブステム5aの近接するようにして
ある(図4に示すA位置)。
The sliding amount of the partition plate 9 is determined by the spur gear 2
The TCV determined by the gear ratio of 2, 24, 26
It is determined by the rotation angle of the rotary shaft 25 with respect to the operating angle of 10 and the correlation between the rotation angle of the rotary shaft 25 and the diameter of the spur gear 27. In this embodiment, the TCV 10 is closed and the partition plate 9 is closed.
When the valve is closest to the combustion chamber 3, the tip of the partition plate 9 comes close to the valve stem 5a of the intake valve 5 (position A shown in FIG. 4).

【0029】燃焼室3内に強いタンブル流を発生させる
には、燃焼室3に対して吸気を偏流させて導入させるこ
とが要求され、そのためには、なるべく燃焼室3に近い
位置に仕切り板9を存在させ、仕切り板9で仕切られる
一方の吸気通路8aのみから吸気を燃焼室3内に導入さ
せることが望まれる。そこで、TCV10を閉じて強い
タンブル流を発生させようとするときには、吸気ポート
8の内部を斜めに横断するように配設される吸気バルブ
5のバルブステム5aに近接する位置に仕切り板9を配
置し、仕切り板9を燃焼室3側に最大限に近づけるよう
にしてある。
In order to generate a strong tumble flow in the combustion chamber 3, it is required to introduce the intake air into the combustion chamber 3 in a biased manner. For that purpose, the partition plate 9 is located as close to the combustion chamber 3 as possible. It is desired that the intake air be introduced into the combustion chamber 3 from only one intake passage 8a partitioned by the partition plate 9. Therefore, when the TCV 10 is to be closed to generate a strong tumble flow, the partition plate 9 is arranged at a position close to the valve stem 5a of the intake valve 5 which is arranged so as to obliquely cross the inside of the intake port 8. Then, the partition plate 9 is made to be as close as possible to the combustion chamber 3 side.

【0030】一方、TCV10を開くと、吸気ポート8
内に配設されるバルブステム5aによって吸気通路8a
の通路断面積が狭められることがない位置にまで、仕切
り板9が燃焼室3側から離れるようにしてある(図4に
示すB位置)。TCV10を開いた状態での高負荷運転
時には、多くの吸気を燃焼室3内に導入することが要求
され、そのためには、通気抵抗をなるべく減少させる必
要があるが、仕切り板9が、タンブル流の生成に最適な
燃焼室3に近い位置であると、吸気通路8aの通路面積
がバルブステム5a(バルブガイド5b)で極端に減少
することで(図5参照)、大きな通気抵抗になってしま
す。
On the other hand, when the TCV 10 is opened, the intake port 8
The intake passage 8a is provided by the valve stem 5a arranged inside.
The partition plate 9 is separated from the side of the combustion chamber 3 to a position where the passage cross-sectional area is not narrowed (position B shown in FIG. 4). During high load operation with the TCV 10 open, it is required to introduce a large amount of intake air into the combustion chamber 3. For that purpose, it is necessary to reduce the ventilation resistance as much as possible, but the partition plate 9 causes the tumble flow. When the position is close to the combustion chamber 3 which is optimum for the generation of the exhaust gas, the passage area of the intake passage 8a is extremely reduced by the valve stem 5a (valve guide 5b) (see FIG. 5), which results in a large ventilation resistance. I will.

【0031】そこで、TCV10を開く運転条件で、仕
切り板9による偏流の生成が不要であるときには、仕切
り板9を燃焼室3側から遠ざけ、仕切り板9で仕切られ
る吸気通路8aの通路面積がバルブステム5a(バルブ
ガイド5b)によって狭められることがないようにして
ある。これによって、吸気通路8aの通路面積が大きな
割合で減少変化して大きな通気抵抗となってしまうこと
を回避でき、特に全開域付近での機関性能を向上させる
ことができる。
Therefore, under the operating condition of opening the TCV 10, when it is not necessary to generate the non-uniform flow by the partition plate 9, the partition plate 9 is moved away from the combustion chamber 3 side, and the passage area of the intake passage 8a partitioned by the partition plate 9 is the valve area. The stem 5a (valve guide 5b) is prevented from being narrowed. As a result, it is possible to prevent the passage area of the intake passage 8a from decreasing and changing at a large rate to result in a large ventilation resistance, and it is possible to improve engine performance particularly near the fully open region.

【0032】ところで、上記実施形態では、TCV10
の開閉動作に連動して仕切り板9が移動するよう構成し
たが、TCV10の開閉動作とは個別に、仕切り板9を
独立に駆動させるようにしても良い。図6(A),
(B)は、仕切り板9を独立に駆動する移動手段を備え
た第2実施形態を示す。
In the above embodiment, the TCV10
Although the partition plate 9 is configured to move in conjunction with the opening / closing operation of, the partition plate 9 may be driven independently of the opening / closing operation of the TCV 10. FIG. 6 (A),
(B) shows a second embodiment provided with moving means for independently driving the partition plate 9.

【0033】図6(A),(B)においては、TCV1
0を開閉駆動するアクチュエータとは別に、仕切り板9
をスライド駆動する専用のモータ31を設けてある。前
記モータ31は、前記ECU11によって駆動制御さ
れ、その回転軸31aが仕切り板9の端面に直交するよ
うに配置されている。前記モータ31の回転軸31aに
は、ウォームホイール32が軸支されており、該ウォー
ムホイール32には、仕切り板9の端面に対して平行で
かつ吸気ポート8の径方向に平行な回転軸33に設けら
れるウォームギヤ34が噛み合わされ、モータ31の回
転によって前記回転軸33が回転されるようになってい
る。
In FIGS. 6A and 6B, TCV1
Separately from the actuator that drives 0 to open and close,
A dedicated motor 31 for slidingly driving is provided. The motor 31 is drive-controlled by the ECU 11, and is arranged so that its rotation shaft 31 a is orthogonal to the end surface of the partition plate 9. A worm wheel 32 is rotatably supported by a rotary shaft 31a of the motor 31, and the worm wheel 32 has a rotary shaft 33 parallel to the end surface of the partition plate 9 and parallel to the radial direction of the intake port 8. The worm gear 34 provided in the gear is engaged with the rotation shaft 33 by the rotation of the motor 31.

【0034】前記回転軸33には、平歯車35が軸支さ
れており、該平歯車35は、仕切り板9の上面に設けら
れたラック36に噛み合わされ、該平歯車35とラック
36との噛み合わせによって、平歯車35の回転が仕切
り板9のスライド運動に変換されるようになっている。
上記構成においても、基本的には、TCV10を閉じて
強いタンブル流を発生させようとするときには、仕切り
板9を燃焼室3側に近づけ、TCV10を開くときに
は、仕切り板9を燃焼室3側から遠ざけるようにする。
A spur gear 35 is rotatably supported on the rotary shaft 33, and the spur gear 35 is meshed with a rack 36 provided on the upper surface of the partition plate 9 so that the spur gear 35 and the rack 36 are connected to each other. By the meshing, the rotation of the spur gear 35 is converted into the sliding movement of the partition plate 9.
Also in the above configuration, basically, when the TCV 10 is to be closed to generate a strong tumble flow, the partition plate 9 is brought closer to the combustion chamber 3 side, and when the TCV 10 is opened, the partition plate 9 is moved from the combustion chamber 3 side. Try to keep them away.

【0035】但し、仕切り板9はTCV10の開閉とは
独立に駆動できるから、例えば、同じTCV10の開状
態であっても、機関負荷が比較的小さいときには仕切り
板9を燃焼室3に近い位置として、機関負荷の増大に応
じて仕切り板9を燃焼室3から徐々に遠ざけ、全負荷付
近では、バルブステム5aによって吸気通路8aの通路
面積が狭められることがない位置に移動させるようにし
ても良いし、同様にして、TCV10の閉状態で仕切り
板9の位置を変化させることも可能である。
However, since the partition plate 9 can be driven independently of the opening and closing of the TCV 10, for example, even when the same TCV 10 is open, the partition plate 9 is positioned near the combustion chamber 3 when the engine load is relatively small. The partition plate 9 may be gradually moved away from the combustion chamber 3 as the engine load increases, and may be moved to a position where the passage area of the intake passage 8a is not narrowed by the valve stem 5a near the full load. However, in the same manner, the position of the partition plate 9 can be changed with the TCV 10 closed.

【0036】更に、仕切り板9を2位置のいずれかに移
動させる構成において、TCV10の開閉動作に対して
仕切り板9の移動開始時期をずらしたり、更には、仕切
り板9の移動速度を制御することが可能である。尚、上
記実施形態では、仕切り板9で上下2つに仕切られる吸
気通路8a,8bのうち、下側の吸気通路8bを閉じる
構成としたが、上側の吸気通路8aをTCV10で閉じ
る構成として、逆向きのタンブル流を発生させる構成で
あっても良い。
Further, in the structure in which the partition plate 9 is moved to either of two positions, the movement start timing of the partition plate 9 is shifted with respect to the opening / closing operation of the TCV 10, and further, the moving speed of the partition plate 9 is controlled. It is possible. In the above-described embodiment, the lower intake passage 8b of the intake passages 8a and 8b divided into the upper and lower parts by the partition plate 9 is closed, but the upper intake passage 8a is closed by the TCV 10. The configuration may be such that a tumble flow in the opposite direction is generated.

【0037】また、吸気ポート8を仕切り板によって左
右に仕切り、一方の吸気通路をバルブ(スワールコント
ロールバルブ)で閉じることで、燃焼室内に強いスワー
ル流を発生させる構成において、仕切り板を吸気ポート
延設方向の前後に移動させるようにしても良い。
Further, in a structure in which the intake port 8 is partitioned into left and right by a partition plate and one of the intake passages is closed by a valve (swirl control valve), a strong swirl flow is generated in the combustion chamber. You may make it move to the front and back of the installation direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態における内燃機関のシステム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine in an embodiment.

【図2】仕切り板の移動手段の第1実施形態におけるT
CVの閉状態を示す図であり、(A)は正面図、(B)
は側面図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a T in the first embodiment of the partition plate moving means.
It is a figure which shows the closed state of CV, (A) is a front view, (B)
Is a side view.

【図3】前記第1の実施形態におけるTCVの開状態を
示す図であり、(A)は正面図、(B)は側面図。
FIG. 3 is a diagram showing an open state of the TCV in the first embodiment, (A) is a front view and (B) is a side view.

【図4】実施形態における仕切り板の位置変化を説明す
るための概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a positional change of a partition plate in the embodiment.

【図5】実施形態における仕切り板とバルブステムとの
位置関係を示す吸気ポートの横断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the intake port showing the positional relationship between the partition plate and the valve stem in the embodiment.

【図6】仕切り板の移動手段の第2実施形態を示す図で
あり、(A)は正面図、(B)は側面図。1…内燃機関 2…燃料噴射弁 3…燃焼室 5…吸気ポート 5a…バルブステム 5b…バルブガイド 8…吸気ポート 8a,8b…吸気通路 9…仕切り板 10…タンブルコントロールバルブ(TCV) 11…エンジンコントロールユニット(ECU) 20…モータ 22,24,26,27…平歯車 28…ラック 31…モータ 32…ウォームホイール 34…ウォームギヤ 35…平歯車 36…ラック
6A and 6B are views showing a second embodiment of a partition plate moving means, in which FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a side view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Fuel injection valve 3 ... Combustion chamber 5 ... Intake port 5a ... Valve stem 5b ... Valve guide 8 ... Intake ports 8a, 8b ... Intake passage 9 ... Partition plate 10 ... Tumble control valve (TCV) 11 ... Engine Control unit (ECU) 20 ... Motors 22, 24, 26, 27 ... Spur gear 28 ... Rack 31 ... Motor 32 ... Worm wheel 34 ... Worm gear 35 ... Spur gear 36 ... Rack

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吸気ポート内を複数の吸気通路に仕切る仕
切り板と、該仕切り板で仕切られる複数の吸気通路の一
部を開閉するバルブと、を備えてなり、前記バルブを閉
じることで燃焼室内に強い吸気旋回流を発生させる内燃
機関の吸気装置において、 前記仕切り板を、吸気ポート延設方向の前後に移動させ
る移動手段を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装
置。
1. A combustion system comprising: a partition plate for partitioning an intake port into a plurality of intake passages; and a valve for opening and closing a part of the plurality of intake passages partitioned by the partition plate. An intake device for an internal combustion engine, which generates a strong intake swirl flow in a room, comprising: a moving means for moving the partition plate forward and backward in a direction in which an intake port extends.
【請求項2】前記バルブを閉じることで強い吸気旋回流
を発生させるときには、前記仕切り板を燃焼室側に近づ
け、前記バルブを開くときには、前記仕切り板を燃焼室
側から遠ざけることを特徴とする請求項1記載の内燃機
関の吸気装置。
2. The partition plate is brought closer to the combustion chamber side when a strong intake swirl flow is generated by closing the valve, and the partition plate is moved away from the combustion chamber side when the valve is opened. An intake system for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】前記バルブを閉じることで強い吸気旋回流
を発生させるときには、吸気バルブのバルブステム近傍
位置まで前記仕切り板を燃焼室側に近づけ、前記バルブ
を開くときには、前記仕切り板で仕切られる吸気通路
が、吸気バルブのバルブステムで遮られない位置まで前
記仕切り板を燃焼室側から遠ざけることを特徴とする請
求項2記載の内燃機関の吸気装置。
3. When a strong intake swirl flow is generated by closing the valve, the partition plate is brought close to the combustion chamber side to a position near the valve stem of the intake valve, and when the valve is opened, the partition plate is partitioned. The intake device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the partition plate is moved away from the combustion chamber side to a position where the intake passage is not blocked by the valve stem of the intake valve.
【請求項4】前記仕切り板が吸気ポート内を上下2つの
吸気通路に仕切り、前記バルブが前記仕切り板で仕切ら
れる上下2つの吸気通路のいずれか一方を開閉する構成
であり、前記バルブを閉じることで燃焼室内に強いタン
ブル流を発生させることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか1つに記載の内燃機関の吸気装置。
4. The partition plate divides the inside of the intake port into two upper and lower intake passages, and the valve opens and closes either one of the upper and lower intake passages partitioned by the partition plate, and closes the valve. As a result, a strong tumble flow is generated in the combustion chamber, and the intake system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the tumble flow is strong.
【請求項5】前記移動手段が、前記バルブの開閉動作に
連動して、前記仕切り板を移動させることを特徴とする
請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の吸気装
置。
5. The intake system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the moving means moves the partition plate in conjunction with the opening / closing operation of the valve.
【請求項6】前記バルブが回転軸に支持されるバタフラ
イ式バルブであり、前記移動手段が、前記回転軸の回転
運動を、前記仕切り板のスライド運動に変換して、前記
仕切り板を移動させることを特徴とする請求項5記載の
内燃機関の吸気装置。
6. The butterfly valve, wherein the valve is supported by a rotary shaft, and the moving means converts the rotary motion of the rotary shaft into a sliding motion of the partition plate to move the partition plate. The intake system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein:
【請求項7】前記移動手段が、前記仕切り板を移動させ
るための動力源としてモータを用いることを特徴とする
請求項1〜6のいずれか1つに記載の内燃機関の吸気装
置。
7. The intake system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the moving means uses a motor as a power source for moving the partition plate.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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