JP2007309275A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。 The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine.
特許文献1には、吸気ポートを隔壁を用いて上下2分割し、この隔壁の上流端に近接して位置し、かつ隔壁により区画された下側の流路を吸気制御弁で開閉すると共に、隔壁により区画された上下2つの流路を吸気制御弁に近い位置の隙間で互いに連通させた構成の内燃機関の吸気装置が開示されている。
In
この特許文献1おいては、吸気制御弁が遮蔽した流路を介して一部の吸気が還流することによりシリンダ内のガス流動を効果的に向上させることができ、特に、吸気制御弁による開口率を小さくせずにより強いガス流動を得ることができる。
しかしながら、この特許文献1においては、隔壁の上流端と吸気制御弁との間に位置する隙間を通過して隔壁上下を循環する流れにより、燃料成分が吸気制御弁近傍に到達することになるので燃費が悪化する。
However, in this
そこで、本発明の内燃機関の吸気装置は、吸気ポートをその断面で2つの領域に区画するよ平板上の隔壁と、この隔壁の上流端に近接して位置し、かつ隔壁により区画された一方の流路を開閉する吸気制御弁と、隔壁により区画された2つの流路を吸気制御弁に近い位置で互いに連通させる第1連通路と、隔壁により区画された2つの流路を当該隔壁の吸気ポート長手方向に沿った略中央位置で互いに連通させる第2連通路とを備え、第2連通路は、一方の流路に開口する第1開口部が他方の流路に開口する第2開口部よりも吸気ポートの上流側に位置するように形成されていることを特徴としている。 Therefore, the intake device for an internal combustion engine according to the present invention divides the intake port into two regions in its cross section, and has a partition on the flat plate, and is positioned close to the upstream end of the partition and is partitioned by the partition. An intake control valve that opens and closes the first flow path, a first communication path that connects the two flow paths partitioned by the partition at a position close to the intake control valve, and the two flow paths partitioned by the partition And a second communication path that communicates with each other at a substantially central position along the longitudinal direction of the intake port. The second communication path has a first opening that opens in one flow path and a second opening that opens in the other flow path. It is characterized by being formed so as to be located on the upstream side of the intake port from the portion.
吸気制御弁が一方の流路を遮蔽した閉位置にあるときには、他方の流路のみを通して吸気がシリンダ側へ流れることになり、吸気弁の周囲の一方に片寄った位置から相対的に多くの吸気がシリンダ内に流れ込む。これと同時に、吸気制御弁が吸気流を絞ることによって吸気制御弁の下流側に局部的な圧力低下が生じ、第1連通路に作用する。従って、吸気制御弁で遮蔽された一方の流路の下流側の端部と第1連通路との間で圧力差が発生し、端部から吸気が吸い込まれるとともに、吸気ポートの上流側へ向かって逆に流れ、かつ第1連通路よりも吸気下流側に位置する第2連通路を通して他方の流路へと合流する。つまり、遮蔽された一方の流路を介して吸気の一部が上流側へと還流する循環流が発生し、吸気弁の周囲を通る吸気流の流量ないしは流速の不均衡が一層拡大し、シリンダ内のガス流動が効果的に強化される。 When the intake control valve is in the closed position where one of the flow paths is shielded, the intake air flows to the cylinder side only through the other flow path, so that a relatively large amount of intake air is released from the position that is offset to one side around the intake valve. Flows into the cylinder. At the same time, when the intake control valve throttles the intake flow, a local pressure drop occurs on the downstream side of the intake control valve and acts on the first communication path. Therefore, a pressure difference is generated between the downstream end portion of the one flow path shielded by the intake control valve and the first communication path, and intake air is sucked from the end portion and is directed toward the upstream side of the intake port. And flows into the other flow path through the second communication path located on the intake downstream side of the first communication path. In other words, a circulating flow in which a part of the intake air recirculates to the upstream side through one shielded flow path is generated, and the imbalance in the flow rate or flow velocity of the intake flow passing around the intake valve is further increased. The gas flow inside is effectively enhanced.
本発明によれば、吸気制御弁で遮蔽された一方の流路を介して吸気の一部が上流側へと還流する循環流を利用して、一方の流路内に滞留する燃料成分を第1連通路よりも吸気下流側に位置する第2連通路を通じて他方の流路を流れるシリンダに向かう流れに合流させることで、燃費の一層の向上を図ることができる。 According to the present invention, the fuel component staying in one of the flow paths is obtained by using a circulating flow in which a part of the intake air recirculates upstream through the one flow path shielded by the intake control valve. The fuel efficiency can be further improved by merging with the flow toward the cylinder flowing through the other flow path through the second communication path located on the intake downstream side of the one communication path.
以下、本発明の位置実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, position embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明を筒内直接噴射式火花点火内燃機関の吸気装置に適用した実施形態を示しており、これは、ガス流動としてタンブルの強化を図った例である。 FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an intake device of an in-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine, which is an example in which tumble is strengthened as a gas flow.
図2は本発明の第1実施形態における内燃機関の吸気装置の概略構成を模式的に示した説明図であり、図3は図2に示す隔壁11(後述)の平面図である。 FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration of the intake device for an internal combustion engine in the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of a partition wall 11 (described later) shown in FIG.
シリンダブロック1に円筒状のシリンダ2が複数形成されているとともに、その頂部を覆うシリンダヘッド3に、ペントルーフ型の燃焼室4が凹設されている。この燃焼室4の2つの傾斜面にそれぞれ開口するように、吸気ポート5および排気ポート6が形成されており、吸気ポート5の先端を吸気弁7が開閉し、かつ排気ポート6の先端を排気弁8が開閉している。ここで、吸気ポート5は、先端部が二股状に分岐しており、各気筒に一対設けられた吸気弁7がそれぞれの先端を開閉している。同様に、排気弁8も各気筒に一対設けられている。そして、これらの4つの弁に囲まれた燃焼室4中心部に、点火栓9が配置されている。なお、シリンダ2内に配置されたピストン10は、本発明の要部ではないので、頂面が平坦な単純形状として図示してあるが、必要に応じて成層燃焼等に適した所望の形状に構成される場合もある。
A plurality of
そして、図1に示すように、本実施形態では、吸気ポート5をその断面で上下2つの領域に区画するように、吸気ポート5長手方向に沿った隔壁11が設けられている。この隔壁11は、シリンダヘッド3を鋳造する際に別体の金属板を鋳込むことによって構成されており、その下流端11aができるだけ下流側つまり吸気弁7に近い位置となるように配置されている。ここで、図示例では、この隔壁11が存在する長手方向の部分で吸気ポート5がほぼ直線状をなし、これに対応して隔壁11もほぼ直線状をなしているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、吸気ポート5が湾曲している場合には、これに沿うように湾曲した隔壁11が設けられる。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a
なお、当業者には明らかなように、本明細書において吸気ポート5や吸気流等についての「上」「下」とは、シリンダ2の上下を基準とするものであり、空間上の絶対的な上下の意味ではない。また、「吸気ポート」という用語も、必ずしもシリンダヘッド3内部の部分のみを意味するのではなく、態様によっては、その上流側の一部が、シリンダヘッド3外部の他の部材、例えば吸気マニホルドの一部として構成される場合も含む。つまりシリンダヘッド3とは別の吸気マニホルド等から構成される部分を含めて「吸気ポート」と呼ぶものとする。
As will be apparent to those skilled in the art, the terms “upper” and “lower” for the
上記の隔壁11が存在する部分では、吸気ポート5内が、上側の通路状部分つまり他方の流路である第1流路5Aと下側の通路状部分つまり一方の通路である第2流路5Bとに上下に分割される。そして、下側の第2流路5Bを入口側つまり上流端で遮蔽するように、各気筒毎に吸気制御弁21が設けられている。この吸気制御弁21は、隔壁11の延長線上、特に、隔壁11の上流端11bの上流側に隣接して回転軸21aが位置し、かつこの回転軸21aに、板状をなす弁体21bの一端が支持されている。回転軸21aは、図示せぬアクチュエータに連係しており、タンブルを強化すべき運転条件では、弁体21bが図示の姿勢のような閉位置に制御され、第2流路5Bを遮蔽する。このとき、吸気制御弁21上流側から流れてきた吸気流を上側の第1流路5Aへ案内する方向に弁体21bが僅かに傾斜している。また吸気量が大となる運転条件、例えば高速高負荷域では、吸気ポート5長手方向に沿った開位置に制御され、第2流路5Bを開放する。この開位置では、弁体21bが隔壁1の上流端11b近傍部分と直線状に連続するような姿勢となり、吸気流と平行となるため、通路抵抗が最小となる。
In the portion where the
また、隔壁11の上流端11b近傍に、第1流路5Aと第2流路5Bとを互いに連通させる第1連通路12Aが開口形成されている。この第1連通路12Aは、気筒列方向(吸気ポート5長手方向と直交する方向)に沿って細長いスリット状に開口している。
In addition, an opening is formed in the vicinity of the
そして、隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置には、図3に示すように、第1流路5Aと第2流路5Bとを互いに連通させる第2連通路12Bが開口形成されている。この第2連通路12Bは、気筒列方向(吸気ポート5長手方向と直交する方向)に沿った細長いスリット状を呈していると共に、第1流路5Aに開口する第1開口部31aが、第2流路5Bに開口する第2開口部31bよりも、吸気ポート5の下流側に位置するよう形成されている(図1〜図3を参照)。換言すれば、この第1実施形態においては、第2連通路12Bが第1流路5A及び第2流路5Bと直交する方向に沿って細長いスリット状に開口形成され、第2流路5Bに開口する第2開口部31bが、第1流路5Aに開口する第1開口部31aよりも、吸気ポート5の上流側に位置するよう形成されている(図1〜図3を参照)。
Then, as shown in FIG. 3, a
尚、第2連通路12Bは、隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置に形成されているが、より具体的には、第2連通路12Bの第2開口部31bが隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置に形成され、第2連通路12Bの第1開口部31bは隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置よりも吸気下流側に形成されている。
The
また、図3中の矢印は、第2流路5B内を吸気ポート5の上流側に向かって逆に流れる循環流の向きを示している。そして、図3中に示された点線は、第2流路5B内における燃料成分境界分布を表すものである。第2流路5B内を吸気上流側に向かって流れる循環流は第2流路5Bの壁面に沿って発達する。つまり、この循環流内に燃料は、主として、第2流路5Bの壁面側を偏って吸気上流側に向かって流れることになる。また、この循環流の流速は、第2流路5Bの壁面側の流速が速く、第2流路5Bの壁面側ほど吸気上流側に早期に到達する。
Further, the arrows in FIG. 3 indicate the direction of the circulating flow that flows in the
そして、このような循環流が生じる場合に、第2流路5Bに滞留する燃料成分は、図4に示すように、吸気ポート5の壁面側に、相対的に濃度の濃い部分が存在する。詳述すると、吸気ポート5を平面視した(上から見た)際に、吸気ポート5の壁面側(図4における上側の壁面と下側の壁面)に、相対的に燃料濃度の濃い部分が存在する。ここで、図4において、領域1>領域2>領域3の順番で燃料濃度が濃くなっている。すなわち、領域1が最も燃料濃度が濃い領域であり、領域2がその次に燃料濃度が濃い領域であり、領域3は領域2よりも燃料濃度が薄い領域である。
When such a circulation flow occurs, the fuel component staying in the
次に上記の実施形態の構成における作用について説明する。吸気行程において、吸気弁7が開き、かつピストン10が下降すると、吸気は、吸気弁7周囲の間隙を通して、シリンダ2内に流入する。このとき、吸気制御弁21が開位置にあれば、第1流路5Aおよび第2流路5Bの双方を通して吸気が流れ、吸気弁7の周囲の各部からほぼ均等に吸気が流れ込むので、シリンダ2内に発生するガス流動は比較的弱い。
Next, the operation of the configuration of the above embodiment will be described. When the
これに対し、吸気制御弁21が図示(図1及び図2を参照)のような閉位置に制御されると、下側の第2流路5Bが遮蔽され、上側の第1流路5Aのみを通して吸気がシリンダ2側へ流れることになる。特に、吸気ポート5の上側の内壁面5a(以下、上側内壁面5aと記す)に沿って吸気流が偏在し、吸気ポート5の下側の内壁面5b(以下、下側内壁面5bと記す)に沿う流れは非常に少ない。そのため、吸気弁7の周囲について見たときに、吸気弁7の下側つまりシリンダ2外周に近い側の間隙20aでは、吸気の流量が少ないとともに、流速も低く、また吸気弁7の上側つまり点火栓9に近い側の間隙20bでは、吸気の流量が多いとともに、流速も高くなる。この結果、シリンダ2内には、矢印で示すように、吸気弁7側から排気弁8側を経てピストン10頂面へと向かうタンブル(いわゆる順タンブル)が生じる。そして、本実施形態では、吸気制御弁21が図示のように閉位置にあると、この部分が絞り部となって吸気流が第1流路5Aのみを流れるように絞られるので、第1流路5Aにおいて、隔壁11の上流端11bよりも僅かに下流側で、局部的な圧力低下が生じ、符号13として示す低圧領域が発生する。そして、第1連通路12Aは、この低圧領域13に開口しているので、第2流路5Bの下流側の開口端14との間で圧力差が生じる。そのため、開口端14が吸気取り入れ口となり、上記圧力差によって、開口端14から吸気が取り込まれるとともに、取り込まれた吸気は吸気ポート5の上流側へ向かって逆に流れることになる。つまり、第2流路5B内に、吸気ポート5の上流側に向かって逆に流れる循環流(図1中に矢印を参照)が発生する。
On the other hand, when the
そして、本実施形態においては、第1連通路12Aよりも下流側に第2連通路12Bが設けられており、開口端14から取り込まれた吸気の大部分は、すなわち上記循環流の大部分は、第1連通路12Aよりも下流側に位置する第2連通路12Bから第1流路5Aに合流する。つまり、第1流路5A通過後に吸気ポート5の下側の領域へと拡がろうとした吸気が第2流路5Bを通して上流側へ還流し、上側の第1流路5Aへと戻されることになる。
In the present embodiment, the
そのため、吸気弁7の下側の間隙20aを通る吸気流がより少なくなると同時に、上側の間隙20bを通る吸気流がより多くなり、シリンダ2内のタンブルがより強く得られる。特に、下側の間隙20aを通る吸気流は、シリンダ2内のタンブルを弱めるように作用するのであるが、上記実施形態では、上側の間隙20bを通る流れによりタンブルが強められるのみならず、このタンブルを弱めるように作用する下側の間隙20aを通る流れが抑制されることから、非常に効果的にタンブルが強化される。
Therefore, the intake flow through the
さらに、ガス流動(タンブル)を阻害することなく第2流路5B内に滞留する燃料成分を燃焼室4内に吸入することができるので、燃費の一層の向上を図ることができる。特に、第2流路5B内に滞留する燃料成分を第1連通路12Aよりも吸気下流側に位置する第2連通路12Bを通じて第1流路5A内を流れるシリンダに向かう流れに合流させることで、第2流路5B内に滞留する燃料成分の第1流路5Aに合流するまでの経路長が相対的に短縮されることになり、第2流路5B内に滞留する燃料成分を可及的速やかに燃焼室4内に戻すことができ、燃費の一層の向上を図ることができる。
Furthermore, since the fuel component staying in the
そして、第2連通路12Bは、第2流路5Bに開口する第2開口部31bが、第1流路5Aに開口する第1開口部31aよりも、吸気ポート5の上流側に位置するよう形成されている。換言すれば、第2連通路12Bは、第1開口部31aが第2開口部31bよりも吸気下流側に位置するように、隔壁11に対して直交する平面に対して傾いて形成されている。
In the
そのため、第1流路5Aを流れる吸気の流速による吸い出し効果を強化することができる。また、第2連通路12Bの第2開口部31bから吸い出される循環流は、第1流路5A内の吸気流の流れ方向に傾いた状態で他方の流路内の吸気流と合流することなり、第1流路5A内の吸気流の流れを妨げることなく、第2連通路12Bを介して循環流を第1流路5A内の吸気流に合流させることができる。そして、第2連通路12Bの壁面が第1流路5A内を流れる吸気流の流れ方向に傾いて形成されているので、第1流路5A内を流れる吸気流が第2連通路12Bの壁面に衝突しにくく、第2連通路12Bによって第1流路5A内を流れる吸気流の流れが阻害されることもない。
Therefore, the suction effect by the flow velocity of the intake air flowing through the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態は、上述した第1実施形態における第2連通路12Bの形状の変形例である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This 2nd Embodiment is a modification of the shape of the 2nd communicating
この第2実施形態においては、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、図5に示すように、隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った中央位置に形成された第2連通路41Bの第1開口部42a及び第2開口部42bが、それぞれ吸気下流側に向かって凸となるV字形状に形成されている。ここで、第2開口部42bは吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置で第2流路5Bに開口するものであり、第1開口部42aは第2開口部42bよりも吸気下流側で第1流路5Aに開口するものである。
The second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment described above. However, as shown in FIG. 5, the second embodiment is formed at the center position of the
尚、図5中の矢印は、第2流路5B内を吸気ポート5の上流側に向かって逆に流れる循環流の向きを示している。そして、図5中に示された点線は、第2流路5B内における燃料成分境界分布を表すものである。
In addition, the arrow in FIG. 5 has shown the direction of the circulating flow which flows reversely toward the upstream of the
このような第2実施形態においては、第2連通路41bの第1開口部42Bが燃料成分境界分布に沿うように吸気下流側に向かって凸となるV字形状に形成されているので、第2連通路32bから第2流路5B内を流れる循環流を効率よく第1流路5Aに導入することができる。尚、この第2実施形態においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In such a second embodiment, the first opening 42B of the second communication passage 41b is formed in a V-shape that protrudes toward the intake downstream side along the fuel component boundary distribution. The circulating flow flowing in the
次に本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態は、上述した第1実施形態における第2連通路12Bの形状の変形例である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is a modification of the shape of the
この第3実施形態においては、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、図6に示すように、隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った中央位置に形成された第2連通路51Bの第1開口部52a及び第2開口部52bが、それぞれ吸気上流側に向かって凸となるV字形状に形成されている。ここで、第2開口部52bは吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置で第2流路5Bに開口するものであり、第1開口部52aは第2開口部52bよりも吸気下流側で第1流路5Aに開口するものである。
The third embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment described above. However, as shown in FIG. 6, the second embodiment is formed at the center position of the
尚、図6中の矢印は、第2流路5B内を吸気ポート5の上流側に向かって逆に流れる循環流の向きを示している。また、図6中に示された点線は、第2流路5B内における燃料成分境界分布を表すものである。
In addition, the arrow in FIG. 6 has shown the direction of the circulating flow which flows reversely toward the upstream of the
このような第3実施形態においては、第2連通路51Bの第1開口部52aが吸気上流側に向かって凸となるV字形状に形成されているので、第2流路5Bの壁面側に偏って吸気上流側へと流れてくる循環流内の燃料成分を可及的速やかに第1流路5A内に導入することができる。尚、この第3実施形態においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In such 3rd Embodiment, since the
次に本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態は、上述した第1実施形態における第2連通路12Bの形状の変形例である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. This 4th Embodiment is a modification of the shape of the 2nd communicating
この第4実施形態においては、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、図7に示すように、隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った中央位置の両側に一対の第2連通路61B,61Bが形成されている。換言すれば、この第4実施形態においては、隔壁11幅方向の中央部分には第2流路5Bと第1流路5Aとを連通させる通路が形成されておらず、第2流路5Bの壁面側にのみ第2流路5Bと第1流路5Aとを連通させる通路が形成されている。さらに言えば、この第4実施形態における第2連通路61B,61Bは、上述した第1実施形態における第2連通路12Bの幅方向(図1及び図2における紙面垂直方向、あるいは図3における上下方向)の両側部分に相当するものであり、第1実施形態における第2連通路12Bの幅方向の中央部分を閉塞することで得られる構成である。ここで、図7中の62bは吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置で第2流路5Bに開口する第2開口部であり、図7中の62aは第2開口部52bよりも吸気下流側で第1流路5Aに開口する第1開口部である。
The fourth embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment described above, but, as shown in FIG. 7, a pair of first on both sides of the central position along the longitudinal direction of the
尚、図7中の矢印は、第2流路5B内を吸気ポート5の上流側に向かって逆に流れる循環流の向きを示している。また、図7中に示された点線は、第2流路5B内における燃料成分境界分布を表すものである。
In addition, the arrow in FIG. 7 has shown the direction of the circulating flow which flows reversely toward the upstream of the
このような第4実施形態においては、第2流路5Bの壁面側を偏って吸気上流側に向かって流れる循環流に対応させて、隔壁11幅方向の両側部分に第2連通路61B,61Bが形成されているので、循環流の内の燃料成分を第2連通路61B,61Bから効率よく第1流路5A内に導入することができる。尚、この第4実施形態においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In such a 4th embodiment, the wall surface side of the
次に本発明の第5実施形態について説明する。この第4実施形態は、上述した第1実施形態における第2連通路12Bの形状の変形例である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. This 4th Embodiment is a modification of the shape of the 2nd communicating
この第5実施形態においては、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、図8に示すように、隔壁11の吸気ポート5長手方向に沿った中央位置の両側に、吸気ポート5壁面側が相対的に吸気下流側に位置するように傾いた一対の第2連通路71B,71Bが形成されている。換言すれば、この第5実施形態においては、隔壁11幅方向の中央部分に第2流路5Bと第1流路5Aとを連通させる通路が形成されておらず、吸気ポート5の壁面側にのみ第2流路5Bと第1流路5Aとを連通させる通路が形成されている。
In the fifth embodiment, the configuration is substantially the same as that of the first embodiment described above. However, as shown in FIG. 8, the intake port is provided on both sides of the central position along the longitudinal direction of the
さらに言えば、この第5実施形態における第2連通路71B,71Bは、上述した第3実施形態における第2連通路51Bの幅方向(図1及び図2における紙面垂直方向、あるいは図3における上下方向)の両側部分に相当するものであり、第3実施形態における第2連通路51Bの幅方向の中央部分を閉塞することで得られる構成である。ここで、図8中の72bは吸気ポート5長手方向に沿った略中央位置で第2流路5Bに開口する第2連通路71Bの第2開口部であり、図7中の72aは第2開口部72bよりも吸気下流側で第1流路5Aに開口する第2連通路71Bの第1開口部である。
Furthermore, the
尚、図8中の矢印は、第2流路5B内を吸気ポート5の上流側に向かって逆に流れる循環流の向きを示している。また、図8中に示された点線は、第2流路5B内における燃料成分境界分布を表すものである。
In addition, the arrow in FIG. 8 has shown the direction of the circulating flow which flows reversely toward the upstream of the
このような第5実施形態においては、第2流路5Bの壁面側を偏って吸気上流側に向かって流れる循環流に対応させて、隔壁11幅方向の両側部分に第2連通路71B,71Bが形成されているので、循環流の内の燃料成分を第2連通路71B,71Bから効率よく第1流路5A内に導入することができる。尚、この第5実施形態においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In the fifth embodiment, the
尚、上記の各実施形態では、吸気ポート5を隔壁11により上下に分割してタンブル(縦渦)の強化を図っているが、隔壁11を配置する方向を適宜に設定することにより、スワール(横渦)の強化や、スワールとタンブルとを合成した方向の旋回流の強化を図ることも可能である。
In each of the above embodiments, the
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。 The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.
(1) 内燃機関のシリンダに吸気ポートが接続され、かつこの吸気ポートの下流側の先端を吸気弁が開閉する内燃機関の吸気装置において、吸気ポートをその断面で2つの領域に区画するように、吸気ポート長手方向に沿って設けられた平板上の隔壁と、この隔壁の上流端に近接して位置し、かつ隔壁により区画された一方の流路を開閉する吸気制御弁と、隔壁により区画された2つの流路を吸気制御弁に近い位置で互いに連通させる第1連通路と、隔壁により区画された2つの流路を当該隔壁の吸気ポート長手方向に沿った略中央位置で互いに連通させる第2連通路とを備え、第2連通路は、一方の流路に開口する第1開口部が、他方の流路に開口する第2開口部よりも、吸気ポートの上流側に位置するよう隔壁に形成されている。 (1) In an intake device of an internal combustion engine in which an intake port is connected to a cylinder of the internal combustion engine and an intake valve opens and closes a tip on the downstream side of the intake port, the intake port is divided into two regions in its cross section A partition on the flat plate provided along the longitudinal direction of the intake port, an intake control valve that is located near the upstream end of the partition and opens and closes one flow path partitioned by the partition, and a partition by the partition The first communication path that connects the two flow paths to each other at a position close to the intake control valve, and the two flow paths that are partitioned by the partition are connected to each other at a substantially central position along the longitudinal direction of the intake port of the partition. A second communication path, and the second communication path is such that the first opening that opens in one flow path is located upstream of the second opening that opens in the other flow path. It is formed in the partition.
吸気制御弁が一方の流路を遮蔽した閉位置にあるときに、他方の流路のみを通して吸気がシリンダ側へ流れることになり、吸気弁の周囲の一方に片寄った位置から相対的に多くの吸気がシリンダ内に流れ込む。これと同時に、吸気制御弁が吸気流を絞ることによって吸気制御弁の下流側に局部的な圧力低下が生じ、第1連通路に作用する。従って、吸気制御弁で遮蔽された一方の流路の下流側の端部と第1連通路との間で圧力差が発生し、端部から吸気が吸い込まれるとともに、吸気ポートの上流側へ向かって逆に流れ、かつ第1連通路よりも吸気下流側に位置する第2連通路を通して他方の流路へと合流する。つまり、遮蔽された一方の流路を介して吸気の一部が上流側へと還流する循環流が発生し、吸気弁の周囲を通る吸気流の流量ないしは流速の不均衡が一層拡大し、シリンダ内のガス流動が効果的に強化される。 When the intake control valve is in the closed position where one of the flow paths is shielded, intake air flows to the cylinder side only through the other flow path. Intake flows into the cylinder. At the same time, when the intake control valve throttles the intake flow, a local pressure drop occurs on the downstream side of the intake control valve and acts on the first communication path. Therefore, a pressure difference is generated between the downstream end portion of the one flow path shielded by the intake control valve and the first communication path, and intake air is sucked from the end portion and is directed toward the upstream side of the intake port. And flows into the other flow path through the second communication path located on the intake downstream side of the first communication path. In other words, a circulating flow in which a part of the intake air recirculates to the upstream side through one shielded flow path is generated, and the imbalance in the flow rate or flow velocity of the intake flow passing around the intake valve is further increased. The gas flow inside is effectively enhanced.
これによって、吸気制御弁で遮蔽された一方の流路を介して吸気の一部が上流側へと還流する循環流を利用して、一方の流路内に滞留する燃料成分を第1連通路よりも吸気下流側に位置する第2連通路を通じて他方の流路を流れるシリンダに向かう流れに合流させることで、ガス流動(タンブル)を阻害することなく一方の流路内に滞留する燃料成分を燃焼室内に吸入することができ、燃費の一層の向上を図ることができる。特に、一方の流路内に滞留する燃料成分を第1連通路よりも吸気下流側に位置する第2連通路を通じて他方の流路を流れるシリンダに向かう流れに合流させることで、一方の流路内に滞留する燃料成分が他方の流路に合流するまでの経路長が相対的に短縮されることになり、一方の流路内に滞留する燃料成分を可及的速やかに燃焼室内に戻すことができる点でも、燃費向上を図る上で有利である。 As a result, the fuel component staying in one flow path is removed from the first communication path using a circulating flow in which a part of the intake air recirculates upstream through the one flow path shielded by the intake control valve. The fuel component staying in one flow path without hindering gas flow (tumble) is obtained by merging with the flow toward the cylinder flowing through the other flow path through the second communication path located on the downstream side of the intake air. The fuel can be sucked into the combustion chamber, and the fuel consumption can be further improved. In particular, the fuel component staying in one of the flow paths is merged with the flow toward the cylinder flowing through the other flow path through the second communication path located on the downstream side of the intake air relative to the first communication path. The path length until the fuel component staying in the other flow path merges with the other flow path is relatively shortened, and the fuel component staying in one flow path is returned to the combustion chamber as quickly as possible. This is also advantageous for improving fuel efficiency.
また、第2連通路は、一方の流路に開口する第1開口部が、他方の流路に開口する第2開口部よりも、吸気ポートの上流側に位置するよう形成されているため、第1流路5Aを流れる吸気の流速による吸い出し効果を強化することができる。そして、第2連通路の第2開口部から吸い出される循環流は、他方の流路内の吸気流の流れ方向に傾いた状態で他方の流路内の吸気流と合流するので、他方の流路内の吸気流の流れを妨げることなく、第2連通路を介して循環流を他方の流路内の吸気流に合流させることができる。
In addition, the second communication path is formed so that the first opening that opens in one flow path is located upstream of the second opening that opens in the other flow path. The suction effect by the flow velocity of the intake air flowing through the
(2) 上記(1)に記載の内燃機関の吸気装置において、第2連通路は、具体的には、流路と直交する方向に沿って細長いスリット状に開口形成されている。 (2) In the intake device for an internal combustion engine according to (1), specifically, the second communication passage is formed in an elongated slit shape along a direction orthogonal to the flow path.
(3) 上記(2)に記載の内燃機関の吸気装置において、第2連通路は、より具体的には、流路と直交する方向における中央部分に比べ、吸気ポート壁面側となる両側部分が吸気下流側に位置するように形成されている。 (3) In the intake device for an internal combustion engine according to (2), more specifically, the second communication path has both side portions that are on the intake port wall surface side as compared to a central portion in a direction orthogonal to the flow path. It is formed so as to be located on the intake downstream side.
(4) 上記(2)に記載の内燃機関の吸気装置において、第2連通路は、より具体的には、流路と直交する方向における中央部分に比べ、吸気ポート壁面側となる両側部分が吸気上流側に位置するように形成されている。 (4) In the intake device for an internal combustion engine according to (2), more specifically, the second communication path has both side portions that are on the intake port wall surface side as compared to a central portion in a direction orthogonal to the flow path. It is formed so as to be located on the intake upstream side.
(5) 上記(1)に記載の内燃機関の吸気装置において、第2連通路は、具体的には、流路と直交する方向における中央部分には設けられず、吸気ポート壁面側となる両側部分にのみ開口形成されている。 (5) In the intake device for an internal combustion engine according to (1), specifically, the second communication path is not provided in a central portion in a direction orthogonal to the flow path, and is on both sides on the intake port wall surface side. An opening is formed only in the portion.
5…吸気ポート
7…吸気弁
12A…第1連通路
12B…第2連通路
31a…第1開口部
31b…第2開口部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
吸気ポートをその断面で2つの領域に区画するように、吸気ポート長手方向に沿って設けられた平板上の隔壁と、この隔壁の上流端に近接して位置し、かつ隔壁により区画された一方の流路を開閉する吸気制御弁と、隔壁により区画された2つの流路を吸気制御弁に近い位置で互いに連通させる第1連通路と、隔壁により区画された2つの流路を当該隔壁の吸気ポート長手方向に沿った略中央位置で互いに連通させる第2連通路とを備え、
第2連通路は、一方の流路に開口する第1開口部が、他方の流路に開口する第2開口部よりも、吸気ポートの上流側に位置するよう隔壁に形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 In an intake device of an internal combustion engine in which an intake port is connected to a cylinder of the internal combustion engine, and an intake valve opens and closes a tip on the downstream side of the intake port.
A partition on a flat plate provided along the longitudinal direction of the intake port so as to partition the intake port into two regions in its cross section, and one of the partitions located close to the upstream end of the partition and partitioned by the partition An intake control valve that opens and closes the first flow path, a first communication path that connects the two flow paths partitioned by the partition at a position close to the intake control valve, and the two flow paths partitioned by the partition A second communication passage communicating with each other at a substantially central position along the longitudinal direction of the intake port,
The second communication path is formed in the partition wall so that the first opening that opens in one flow path is located upstream of the second opening that opens in the other flow path. An internal combustion engine intake device.
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