JP2009250066A - 内燃機関の渦流発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】気流制御弁の弁体を開弁位置に保持しているとき、インテークマニホールドの湾曲中心線を中心とする旋回方向への空気の流れにより、上記弁体に対し開弁位置から離れる方向への大きな力が働くことを抑制できる内燃機関の渦流発生装置を提供する。
【解決手段】メインインテークマニホールド12a,12bの隔壁16が捩った状態となるように形成され、それによって気流制御弁17のシャフト20の軸線がサブインテークマニホールド13a,13bの湾曲中心線Ca,Cbに対し90°の傾斜角度をもって傾斜した状態とされる。このため、気流制御弁17の弁体22が開弁位置に保持されているとき、サブインテークマニホールド13a,13bを通過することで上記湾曲中心線Caを中心とする旋回方向に流れる空気は、気流制御弁17に向けて上記弁体22の厚さ方向に対し直交する方向に流れる。
【選択図】図1
【解決手段】メインインテークマニホールド12a,12bの隔壁16が捩った状態となるように形成され、それによって気流制御弁17のシャフト20の軸線がサブインテークマニホールド13a,13bの湾曲中心線Ca,Cbに対し90°の傾斜角度をもって傾斜した状態とされる。このため、気流制御弁17の弁体22が開弁位置に保持されているとき、サブインテークマニホールド13a,13bを通過することで上記湾曲中心線Caを中心とする旋回方向に流れる空気は、気流制御弁17に向けて上記弁体22の厚さ方向に対し直交する方向に流れる。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関の渦流発生装置に関する。
従来より、自動車等の車両に搭載される内燃機関としては、空気と燃料とが供給される燃焼室内にガスの渦流を生じさせる渦流発生装置を設けたものが実用化されている(特許文献1、2参照)。そして、同装置を用いた燃焼室内でのガスの渦流の発生は、例えば、燃焼室内における燃料の微粒化、燃料と空気との混合促進、及び燃料の燃焼速度向上等による燃料の燃焼安定化を目的として行われる。
同装置は、例えば特許文献1に示されるように、燃焼室に繋がる吸気通路の内部に同燃焼室に向けて延びるように形成されて上記吸気通路の内部を渦流通路と主通路とに区画する隔壁と、この隔壁における吸気通路上流側の端部に設けられて上記主通路を閉塞・解放するよう開閉動作する気流制御弁とを備えている。また、気流制御弁は、隔壁における吸気通路上流側の端部に対して同端部の端面の長さ方向に延びるように設けられたシャフトと、そのシャフトに取り付けられて同シャフトの軸線を中心とする回動により主通路を閉塞する閉弁位置と上記隔壁の延長上に配置されて主通路を開放する開弁位置との間で変位する弁体とを備えている。
そして、同装置では、気流制御弁を動作させて弁体により主通路を閉塞することで渦流通路を介して燃焼室への空気の吸入を行い、それによって同燃焼室内にガスの渦流を生じさせるようにしている。このように燃焼室内にガスの渦流を生じさせることにより、燃焼室内における燃料の微粒化、燃料と空気との混合促進、及び燃料の燃焼速度向上等が図られ、それによって燃料の燃焼安定化が実現される。
特開2007−100642公報(図1)
特開平9−256858公報
ところで、吸気通路における気流制御弁の上流側の部分はインテークマニホールドに繋がれることになるが、内燃機関の気筒数や気筒配置形式によっては、上記インテークマニホールドが湾曲中心線を中心に円弧状に湾曲して延びる形状となる可能性がある。一方、隔壁に関しては、気流制御弁により主通路を閉塞したとき、渦流通路を通過した空気により燃焼室内にガスの渦流が生じるように吸気通路内に形成される。そして、このように隔壁を形成することにより、同隔壁におけるインテークマニホールド側の端部に設けられた気流制御弁のシャフトが、インテークマニホールドの湾曲の中心となる上記湾曲中心線と平行な状態となることがある。
この場合、空気がインテークマニホールド内を通過して気流制御弁に向けて流れるとき、その空気が上記湾曲中心線を中心とする旋回方向に向いて流れた状態となって気流制御弁の弁体に対しその厚さ方向に当たることになる。従って、気流制御弁の弁体を開弁位置に保持しているときには、上記旋回方向に流れる空気が弁体に当たることにより、同弁体が開弁位置からシャフトの軸線を中心とする回動方向に変動し、吸気通路における気流制御弁に対応する部分の空気流通面積を低減させてしまうおそれがある。
こうした不具合に対処するため、気流制御弁を開閉動作させるアクチュエータの駆動力を大きくし、弁体を開弁位置に保持する力を大きくすることが考えられるが、この場合には弁体を開弁位置に保持する力が大きくなるようアクチュエータを駆動する分だけ同アクチュエータの駆動に必要なエネルギが増大する。
なお、特許文献2には、吸気通路に形成された隔壁を捩ることについて開示されているものの、こうした技術の適用が上記不具合の解消に資することはない。これは、上記文献における隔壁の捩りは、渦流通路を通過した空気によって発生する燃焼室内のガスの渦流を強くするためのものであり、それを実現できるよう上記捩りが行われているに過ぎず、気流制御弁のシャフトと上記インテークマニホールドの湾曲中心線との位置関係を考慮して上記捩りを設定してはいないと推測されるためである。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、気流制御弁の弁体を開弁位置に保持しているとき、インテークマニホールドの湾曲中心線を中心とする旋回方向への空気の流れにより、上記弁体に対し開弁位置から離れる方向への大きな力が働くことを抑制できる内燃機関の渦流発生装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、湾曲中心線を中心に湾曲するインテークマニホールドに繋がるとともに、内燃機関の燃焼室に向けて延びる吸気通路と、前記吸気通路の内部に前記燃焼室へ向けて延びるように形成されて同通路の内部を渦流通路と主通路とに区画する隔壁と、前記隔壁における前記インテークマニホールド側の端部に対して同端部の端面の長さ方向に延びるように設けられたシャフトに弁体が取り付けられ、その弁体の前記シャフトの軸線を中心とする回動により、前記主通路を閉塞する閉弁位置と前記隔壁の延長上に配置されて前記主通路を開放する開弁位置との間で前記弁体を変位させる気流制御弁とを備え、前記気流制御弁を動作させて前記弁体により前記主通路を閉塞することで前記渦流通路を介して前記燃焼室への空気の吸入を行い、それによって同燃焼室内にガスの渦流を生じさせる内燃機関の渦流発生装置において、前記隔壁における前記インテークマニホールド側の端部寄りの部分が捻れており、それによって同端部に位置する前記気流制御弁のシャフトが前記湾曲中心線に対し90°もしくはその付近の値の傾斜角度をもって傾斜した状態となっていることを要旨とした。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、湾曲中心線を中心に湾曲するインテークマニホールドに繋がるとともに、内燃機関の燃焼室に向けて延びる吸気通路と、前記吸気通路の内部に前記燃焼室へ向けて延びるように形成されて同通路の内部を渦流通路と主通路とに区画する隔壁と、前記隔壁における前記インテークマニホールド側の端部に対して同端部の端面の長さ方向に延びるように設けられたシャフトに弁体が取り付けられ、その弁体の前記シャフトの軸線を中心とする回動により、前記主通路を閉塞する閉弁位置と前記隔壁の延長上に配置されて前記主通路を開放する開弁位置との間で前記弁体を変位させる気流制御弁とを備え、前記気流制御弁を動作させて前記弁体により前記主通路を閉塞することで前記渦流通路を介して前記燃焼室への空気の吸入を行い、それによって同燃焼室内にガスの渦流を生じさせる内燃機関の渦流発生装置において、前記隔壁における前記インテークマニホールド側の端部寄りの部分が捻れており、それによって同端部に位置する前記気流制御弁のシャフトが前記湾曲中心線に対し90°もしくはその付近の値の傾斜角度をもって傾斜した状態となっていることを要旨とした。
空気がインテークマニホールド内を通過して気流制御弁に向けて流れるとき、その空気が上記湾曲中心線を中心とする旋回方向に向いて流れた状態となる。上記構成によれば、気流制御弁のシャフトの軸線がインテークマニホールドの上記湾曲中心線に対し90°もしくはその付近の値の傾斜角度をもって傾斜した状態となっているため、気流制御弁の弁体が開弁位置に保持されているときには、上記湾曲中心線を中心とする旋回方向に流れる空気が上記弁体の厚さ方向に対し略直交方向に流れることになる。従って、上記旋回方向に流れる空気が弁体に対しその厚さ方向に当たり、同弁体に対しシャフトの軸線を中心とする回動方向であって開弁位置から離れる方向に大きな力が働くことは抑制される。その結果、上記旋回方向に流れる空気に起因して弁体が開弁位置からシャフトの軸線を中心とする回動方向に変動することを抑制することができ、ひいては同変動に起因して吸気通路における気流制御弁に対応する部分の空気流通面積が低減することを抑制できるようになる。また、上記弁体を開弁位置に保持するよう気流制御弁を動作させる際に、その動作に必要なエネルギが増大するということもない。
以下、本発明を自動車用のV型エンジンに適用した一実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1に示されるエンジン1は、二つのバンク(気筒列)2,3を備えている。各バンク2,3には、ピストン4を往復移動可能に収容したシリンダブロック5と、そのシリンダブロック5に取り付けられて上記ピストン4との間に燃焼室6を形成するシリンダヘッド7とが設けられている。このシリンダヘッド7には、上記燃焼室6に繋がる吸気通路8及び排気通路9が形成されるとともに、吸気通路8内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁10が設けられている。
図1に示されるエンジン1は、二つのバンク(気筒列)2,3を備えている。各バンク2,3には、ピストン4を往復移動可能に収容したシリンダブロック5と、そのシリンダブロック5に取り付けられて上記ピストン4との間に燃焼室6を形成するシリンダヘッド7とが設けられている。このシリンダヘッド7には、上記燃焼室6に繋がる吸気通路8及び排気通路9が形成されるとともに、吸気通路8内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁10が設けられている。
エンジン1においては、燃料噴射弁10から噴射供給された燃料と吸気通路8を流れる空気とが燃焼室6に吸入され、同燃焼室6内にて燃料及び空気からなる混合気に対し点火が行われる。このように燃焼室6内で混合気に対する点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン4が往復移動し、エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11が回転するようになる。また、燃焼後の混合気は、排気として各燃焼室6から排気通路9に送り出される。
次に、上記吸気通路8を含むエンジン1の吸気系について説明する。
バンク2側のシリンダヘッド7における吸気通路8の開口部分にはメインインテークマニホールド12aが接続され、バンク3側のシリンダヘッド7における吸気通路8の開口部分にはメインインテークマニホールド12bが接続されている。それらメインインテークマニホールド12a,12bの上流端には、それぞれサブインテークマニホールド13a,13bの下流端が接続されている。更に、それらサブインテークマニホールド13a,13bの上流端はサージタンク14に接続されている。そして、上記サージタンク14、サブインテークマニホールド13a,13b、及びメインインテークマニホールド12a,12bの内部は、シリンダヘッド7に形成された吸気通路8に繋がる吸気通路15となっており、それら吸気通路8,15を介して燃焼室6への空気の吸入が行われる。
バンク2側のシリンダヘッド7における吸気通路8の開口部分にはメインインテークマニホールド12aが接続され、バンク3側のシリンダヘッド7における吸気通路8の開口部分にはメインインテークマニホールド12bが接続されている。それらメインインテークマニホールド12a,12bの上流端には、それぞれサブインテークマニホールド13a,13bの下流端が接続されている。更に、それらサブインテークマニホールド13a,13bの上流端はサージタンク14に接続されている。そして、上記サージタンク14、サブインテークマニホールド13a,13b、及びメインインテークマニホールド12a,12bの内部は、シリンダヘッド7に形成された吸気通路8に繋がる吸気通路15となっており、それら吸気通路8,15を介して燃焼室6への空気の吸入が行われる。
ここで、V型のエンジン1においては、その気筒配置形式の関係から、サージタンク14を一方のバンク(この例ではバンク2)の上方に配置するとともに、同サージタンク14の側部からサブインテークマニホールド13a,13b及びメインインテークマニホールド12a,12bを各バンク2,3間に延ばすようにされる。この場合、サブインテークマニホールド13a,13b及びメインインテークマニホールド12a,12bのうち、サージタンク14に繋がる部分からメインインテークマニホールド12a,12bの途中の部分までの間は集合した状態となる。更に、メインインテークマニホールド12a,12bの途中の部分から各バンク2,3の吸気通路8までの間では、メインインテークマニホールド12a,12bが互いに離間した状態となって同吸気通路8に接続されることとなる。
以上のようなサブインテークマニホールド13a,13b及びメインインテークマニホールド12a,12bの配管構造を採用すると、吸気通路15のうちメインインテークマニホールド12a,12bに対応する部分と吸気通路8とでは、燃焼室6に向けてほぼ直線状に延びた状態とされるようになる。ただし、サブインテークマニホールド13a,13bに関しては、メインインテークマニホールド12a,12bとサージタンク14とを繋ぐことが可能となるよう、クランクシャフト11の軸線に対し平行となる湾曲中心線Ca,Cbを中心として湾曲した状態とされる。
また、エンジン1の吸気系には、燃焼室6内における燃料の微粒化、燃料と空気との混合促進、及び燃料の燃焼速度向上等による燃料の燃焼安定化を目的として、燃焼室6内にガスの縦方向に回転する渦流(タンブル流)を生じさせるための渦流発生装置が設けられる。同装置は、メインインテークマニホールド12a,12bの内部に燃焼室6に向けて延びるように形成された隔壁16と、その隔壁16におけるサブインテークマニホールド13a,13b側の端部に設けられた気流制御弁17とを備えている。
同装置の隔壁16は、吸気通路15におけるメインインテークマニホールド12a,12bに対応する部分の内部を渦流通路18と主通路19とに区画するとともに、その内部のうち吸気通路8寄りの部分において上記渦流通路18を上部に位置させるとともに主通路19を下部に位置させるものである。一方、同装置の気流制御弁17は、隔壁16のサブインテークマニホールド13a,13b側の端部に対して同端部の端面の長さ方向(図中左右方向)に延びるように設けられたシャフト20と、そのシャフト20に取り付けられて電動モータ21による同シャフト20の軸線を中心とする回動を通じて変位する弁体22とを備えている。この弁体22は、シャフト20の外周面から一方向に突出した状態となっており、上記シャフト20の軸線を中心とする回動に基づき隔壁16の延長上に配置されて主通路19を開放する開弁位置と同主通路19を閉塞する閉弁位置との間で変位するものである。こうした弁体22の開弁位置と閉弁位置との間の変位により、上記主通路19の閉塞及び開放を行うための気流制御弁17の開閉動作が実現される。
そして、同装置では、気流制御弁17を動作させて弁体22により主通路19を閉塞することで渦流通路18のみから吸気通路8を介して燃焼室6への空気の吸入を行い、それによって同燃焼室6内にガスのタンブル流を生じさせるようにしている。すなわち、弁体22により主通路19が閉塞された状態にあっては、渦流通路18のみから吸気通路8に空気が流れるため、その空気の多くが吸気通路8の上部を流れて燃焼室6内に吸入され、こうした燃焼室6内への空気の吸入を通じて燃焼室6内でガスのタンブル流が生じるようになる。このように燃焼室6内にガスのタンブル流を生じさせることにより、燃焼室6内における燃料の微粒化、燃料と空気との混合促進、及び燃料の燃焼速度向上等が図られ、それによって燃料の燃焼安定化が実現される。
ちなみに、気流制御弁17の弁体22により主通路19を閉塞し、それによって燃焼室6内にガスのタンブル流を生じさせることは、エンジン1の吸入空気量の少なくなる運転領域である同エンジン1の低負荷運転領域にて実行される。一方、低負荷運転領域以外のエンジン1の運転領域では、弁体22による主通路19の閉塞が解除されて同主通路19が開放されるとともに、同弁体22が開弁位置に保持されてメインインテークマニホールド12a,12b(吸気通路15)の空気流通面積が最大となるようにされる。これは、低負荷運転領域以外のエンジン1の運転領域では、エンジン1の吸気抵抗を極力少なくすることが良好なエンジン運転を得るうえで好ましく、気流制御弁17の弁体22が開弁位置から閉弁位置側に変位した状態では、それがエンジン1の吸気抵抗を増大させる原因となって良好なエンジン運転が得られにくくなるためである。
次に、本実施形態の渦流発生装置の詳細な構造について説明する。
燃焼室6内でのガスのタンブル流は、吸気通路8での空気の流れを同通路8の上部に集中させ、その状態で吸気通路8から燃焼室6に空気を吸入させることにより、発生されることとなる。こうしたことを考慮して、メインインテークマニホールド12a,12bの内部(吸気通路15)を渦流通路18と主通路19とに区画するための隔壁を、例えば図2に示されるように形成することが考えられる。なお、図2にはメインインテークマニホールド12a側の隔壁のみを示す。
燃焼室6内でのガスのタンブル流は、吸気通路8での空気の流れを同通路8の上部に集中させ、その状態で吸気通路8から燃焼室6に空気を吸入させることにより、発生されることとなる。こうしたことを考慮して、メインインテークマニホールド12a,12bの内部(吸気通路15)を渦流通路18と主通路19とに区画するための隔壁を、例えば図2に示されるように形成することが考えられる。なお、図2にはメインインテークマニホールド12a側の隔壁のみを示す。
同図に示される隔壁は、メインインテークマニホールド12aの長さ方向に沿って捻れることなく延びる板状に形成されている。そして、こうした隔壁により、メインインテークマニホールド12aの内部における吸気通路8寄りの部分が、その上部を渦流通路18とし下部を主通路19とするよう区画されている。また、これら渦流通路18と主通路19とは、メインインテークマニホールド12aの径方向についての両者の位置関係が変わることなく、同メインインテークマニホールド12aの長さ方向全体に亘って延びている。
この場合、気流制御弁17の弁体22を開弁位置(実線)から閉弁位置(二点鎖線)に変位させて主通路19を閉塞させることにより、メインインテークマニホールド12aの吸気通路8寄りの部分で上部に位置する渦流通路18のみから吸気通路8に空気が流れるため、その吸気通路8での空気の流れを同通路8の上部に集中させることができる。そして、吸気通路8の上部に集中して流れる空気を燃焼室6(図1)内に吸入させることにより、燃焼室6内にて的確にガスのタンブル流を生じさせることができるようになる。
ただし、図2に示されるように隔壁を形成すると、同隔壁のサブインテークマニホールド13a側の端部に設けられた気流制御弁17のシャフト20が、サブインテークマニホールド13aの湾曲の中心となる湾曲中心線Caと平行な状態となる。この状態にあっては、空気がサブインテークマニホールド13a内を通過して気流制御弁17に向けて流れるとき、その空気が上記湾曲中心線Caを中心とする旋回方向(矢印Y3方向)に向いて流れた状態となって気流制御弁17の弁体22に対しその厚さ方向に当たることになる。従って、気流制御弁17の弁体22を開弁位置(実線)に保持しているときには、上記旋回方向に流れる空気が弁体22に当たることにより、同弁体22が開弁位置(実線)からシャフト20の軸線を中心とする回動方向に変動し、吸気通路15における気流制御弁17に対応する部分の空気流通面積を低減させてしまうおそれがある。
なお、こうした不具合に関しては、メインインテークマニホールド12b(図1)側においても概ね共通したものとなる。ただし、サブインテークマニホールド13bにおける湾曲中心線Cbを中心とする湾曲は、サブインテークマニホールド13aの湾曲よりも緩くなる。このため、メインインテークマニホールド12b側においては、気流制御弁17の弁体22を開弁位置に保持しているとき、サブインテークマニホールド13bを通過して湾曲中心線Cbを中心とする旋回方向に流れる空気が上記弁体22に当たることにより、同弁体22が開弁位置から変動することは、比較的小さくて済む。従って、上述したような不具合は、メインインテークマニホールド12b側よりも、メインインテークマニホールド12a側で顕著に現れることになる。
以上のような不具合の発生を抑制すべく、この実施形態では、隔壁16におけるサブインテークマニホールド13a,13b側の端部寄りの部分を捩られた状態に形成し、それによって同端部に位置する気流制御弁17のシャフト20が上記湾曲中心線Ca,Cbに対し90°の傾斜角度θをもって傾斜した状態となるようにする。
図3は、上記のように形成された隔壁16のうち、メインインテークマニホールド12a側の隔壁16を示したものである。また、図4(a)〜(c)はそれぞれ、図3のメインインテークマニホールド12a(隔壁16)におけるA−A断面、B−B断面、C−C断面を示す断面図である。これらの図から分かるように、上記隔壁16は、図2の隔壁におけるサブインテークマニホールド13a寄りの部分を矢印Y1方向に捩った形状とされている。
上記のように隔壁16を形成した場合、気流制御弁17における弁体22の開弁位置は図3に実線で示される位置となる。このときの気流制御弁17をサブインテークマニホールド13a側から見た状態を図5に示す。このように気流制御弁17の弁体22が開弁位置(実線)に位置している状態にあって、電動モータ21の駆動を通じて気流制御弁17のシャフト20を回動させ、弁体22を閉弁位置(二点鎖線)に変位させると、その弁体22により主通路19が閉塞される。主通路19が弁体22により閉塞された状態では、空気が渦流通路18のみを流れるようになる。この渦流通路18は、図3に示されるように、下流側(図中の下側)においては隔壁16の捻れに基づき吸気通路15の上部に位置するようになる。従って、隔壁16が上記のように捻れているとしても、渦流通路18のみを通過する空気が吸気通路8(図)に流れるとき、その空気を吸気通路8の上部に集中させることができる。そして、吸気通路8の上部に集中して流れる空気を燃焼室6(図1)内に吸入させることにより、燃焼室6内にて的確にガスのタンブル流を生じさせることができる。
ここで、空気がサブインテークマニホールド13a内を通過して気流制御弁17に向けて流れるとき、その空気は、図3に示される湾曲中心線Caを中心とする旋回方向(矢印Y3方向)に向いて流れた状態となる。このときの空気の流れの方向を図5に示すとすると、その流れの方向は矢印Y2で示される方向ということになる。同図から分かるように、気流制御弁17のシャフト20の軸線は上記湾曲中心線Caに対し90°の傾斜角度θをもって傾斜した状態となるため、気流制御弁17の弁体22が開弁位置(実線)に保持されているときには、上記湾曲中心線Caを中心とする旋回方向(矢印Y2方向)に流れる空気が上記弁体22の厚さ方向に対し直交方向に流れる。従って、上記旋回方向に流れる空気が弁体22に対しその厚さ方向に当たり、同弁体22に対しシャフト20の軸線を中心とする回動方向であって開弁位置(実線)から離れる方向に大きな力が働くことは抑制される。その結果、上記旋回方向に流れる空気に起因して弁体22が開弁位置(実線)から上記回動方向に変動することを抑制でき、ひいては同変動に起因して吸気通路15における気流制御弁17に対応する部分の空気流通面積が低減することを抑制できるようになる。なお、こうした効果はメインインテークマニホールド12b(図1)側でも得られる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)メインインテークマニホールド12a,12bの隔壁16が捩った状態となるように形成され、それによって気流制御弁17のシャフト20の軸線がサブインテークマニホールド13a,13bの湾曲中心線Ca,Cbに対し90°の傾斜角度θをもって傾斜した状態とされる。このため、気流制御弁17の弁体22が開弁位置に保持されているとき、サブインテークマニホールド13a,13bを通過することで上記湾曲中心線Caを中心とする旋回方向に流れる空気は、気流制御弁17に向けて上記弁体22の厚さ方向に対し直交する方向に流れる。従って、上記旋回方向に流れる空気が弁体22に対しその厚さ方向に当たり、同弁体22が開弁位置からシャフト20の軸線を中心とする回動方向に変動することを抑制できる。そして、上記のように弁体22が開弁位置から変動することにより、吸気通路15における気流制御弁17に対応する部分の空気流通面積が低減することを抑制できる。
(1)メインインテークマニホールド12a,12bの隔壁16が捩った状態となるように形成され、それによって気流制御弁17のシャフト20の軸線がサブインテークマニホールド13a,13bの湾曲中心線Ca,Cbに対し90°の傾斜角度θをもって傾斜した状態とされる。このため、気流制御弁17の弁体22が開弁位置に保持されているとき、サブインテークマニホールド13a,13bを通過することで上記湾曲中心線Caを中心とする旋回方向に流れる空気は、気流制御弁17に向けて上記弁体22の厚さ方向に対し直交する方向に流れる。従って、上記旋回方向に流れる空気が弁体22に対しその厚さ方向に当たり、同弁体22が開弁位置からシャフト20の軸線を中心とする回動方向に変動することを抑制できる。そして、上記のように弁体22が開弁位置から変動することにより、吸気通路15における気流制御弁17に対応する部分の空気流通面積が低減することを抑制できる。
(2)上記弁体22を開弁位置に保持するよう電動モータ21の駆動を通じて気流制御弁17を動作させる際、その動作に必要なエネルギ(電動モータ21の駆動電力)が増大するということがない。これは、開弁位置に保持される弁体22に対しその厚さ方向に上記旋回方向に流れる空気が当たることはなく、同弁体22に対しシャフト20の軸線を中心とする回動方向であって開弁位置から離れる方向に大きな力が働くことはないためである。すなわち、こうした大きな力が働かなくなれば、その力に抗して弁体22が開弁位置に保持されるよう電動モータ21を駆動する必要もなくなり、そのような駆動電力の増大を招く電動モータ21の駆動を行わずに済むようになる。
(3)気流制御弁17に関しては、その弁体22がエンジン1の吸入空気量の多くなるエンジン運転領域で開弁位置に保持される。仮に、図2に示されるような隔壁が採用されたとすると、上記のようなエンジン運転領域で気流制御弁17の弁体22を開弁位置に保持しようとするとき、同弁体22に対し上記旋回方向に流れる空気が多量に当たり、同弁体22に対しシャフト20の軸線を中心とする回動方向であって開弁位置から離れる方向に大きな力が働くことは避けられない。こうした状況下で、弁体22を開弁位置に保持しようとして電動モータ21を駆動すると、同電動モータ21の駆動電力が著しく増大することになる。このような電動モータ21の駆動電力の増大を回避することができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・傾斜角度θに関しては、90°付近の値に変更することも可能である。この場合でも上記(1)と同等の効果が得られる。
・傾斜角度θに関しては、90°付近の値に変更することも可能である。この場合でも上記(1)と同等の効果が得られる。
・サブインテークマニホールド13a,13bに関しては、それらの湾曲中心線Ca,Cbが必ずしもクランクシャフト11の軸線と平行になる必要はなく、同軸線に対して上記湾曲中心線Ca,Cbが平行とはならないものであってもよい。
・吸気通路8に隔壁16及び気流制御弁17が設けられており、且つメインインテークマニホールド12a,12bが湾曲中心線を中心として湾曲するエンジンに本発明を適用してもよい。
・渦流発生装置によって生じさせる燃焼室6内でのガスの渦流としては、同ガスが縦方向に回転する渦流であるタンブル流に限らず、上記ガスが横方向に回転する渦流であるスワール流であってもよい。
・電動モータ21を気流制御弁17を開閉動作させるアクチュエータとして例示したが、これに代えて油圧式のアクチュエータや負圧式のアクチュエータを用いて気流制御弁17の開閉動作を行うようにしてもよい。
1…エンジン、2,3…バンク、4…ピストン、5…シリンダブロック、6…燃焼室、7…シリンダヘッド、8…吸気通路、9…排気通路、10…燃料噴射弁、11…クランクシャフト、12a,12b…メインインテークマニホールド、13a,13b…サブインテークマニホールド、14…サージタンク、15…吸気通路、16…隔壁、17…気流制御弁、18…渦流通路、19…主通路、20…シャフト、21…電動モータ、22…弁体。
Claims (1)
- 湾曲中心線を中心に湾曲するインテークマニホールドに繋がるとともに内燃機関の燃焼室に向けて延びる吸気通路と、
前記吸気通路の内部に前記燃焼室へ向けて延びるように形成されて同通路の内部を渦流通路と主通路とに区画する隔壁と、
前記隔壁における前記インテークマニホールド側の端部に対して同端部の端面の長さ方向に延びるように設けられたシャフトに弁体が取り付けられ、その弁体の前記シャフトの軸線を中心とする回動により、前記主通路を閉塞する閉弁位置と前記隔壁の延長上に配置されて前記主通路を開放する開弁位置との間で前記弁体を変位させる気流制御弁とを備え、
前記気流制御弁を動作させて前記弁体により前記主通路を閉塞することで前記渦流通路を介して前記燃焼室への空気の吸入を行い、それによって同燃焼室内にガスの渦流を生じさせる内燃機関の渦流発生装置において、
前記隔壁における前記インテークマニホールド側の端部寄りの部分が捻れており、それによって同端部に位置する前記気流制御弁のシャフトが前記湾曲中心線に対し90°もしくはその付近の値の傾斜角度をもって傾斜した状態となっている
ことを特徴とする内燃機関の渦流発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008096189A JP2009250066A (ja) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | 内燃機関の渦流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008096189A JP2009250066A (ja) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | 内燃機関の渦流発生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009250066A true JP2009250066A (ja) | 2009-10-29 |
Family
ID=41311015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008096189A Pending JP2009250066A (ja) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | 内燃機関の渦流発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009250066A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011190701A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの吸気装置 |
JP2012077628A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの吸気装置 |
-
2008
- 2008-04-02 JP JP2008096189A patent/JP2009250066A/ja active Pending
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