JP2014070547A - Intake system for internal combustion engine - Google Patents
Intake system for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014070547A JP2014070547A JP2012216411A JP2012216411A JP2014070547A JP 2014070547 A JP2014070547 A JP 2014070547A JP 2012216411 A JP2012216411 A JP 2012216411A JP 2012216411 A JP2012216411 A JP 2012216411A JP 2014070547 A JP2014070547 A JP 2014070547A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- partition plate
- inlet pipe
- valve
- port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される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 mounted on a vehicle.
内燃機関の低負荷領域において、燃費の向上を図るために、燃焼室内で吸入された吸気がタンブルを発生し、燃焼室上部の点火プラグの周りに燃料を送り成層化して燃焼効率の向上を図る吸気装置を構成したものがある。 In order to improve fuel efficiency in the low load region of an internal combustion engine, intake air taken in the combustion chamber generates tumble, and fuel is sent around the spark plug at the upper portion of the combustion chamber to stratify the combustion efficiency. There is what constituted the intake device.
シリンダヘッドの燃焼室の天井面の吸気弁口と排気弁口から吸気ポートと排気ポートが互いに離れる方向に湾曲しながら延出しており、この吸気ポートが燃焼室に案内する吸気のうちで吸気弁口のシリンダ軸(シリンダボアの中心軸)に近い内側縁側から燃焼室の中央部に吸入される吸気が、排気側に向け流入しながらシリンダボアの排気側を下降した後にピストン頂面に沿って流れを曲げて吸気側を上昇することで縦渦いわゆるタンブルを形成する。 The intake port and the exhaust port extend from the intake valve port and the exhaust valve port on the ceiling surface of the combustion chamber of the cylinder head while curving in a direction away from each other. Of the intake air that is guided to the combustion chamber, the intake valve The intake air sucked into the center of the combustion chamber from the inner edge near the cylinder shaft (center axis of the cylinder bore) flows down the exhaust side of the cylinder bore while flowing toward the exhaust side, and then flows along the piston top surface. A vertical vortex, so-called tumble, is formed by bending and raising the intake side.
そこで、吸気弁口のシリンダ軸に近い内側縁側から吸入される吸気の割合を大きくするために、吸気ポートの内部を仕切壁により上下の通路に仕切り、仕切壁の上流側に下方の通路の開閉を行う吸気制御弁を設け、機関始動直後に下方の通路を閉じることで、吸気ポートの上方の通路を流れる吸気が上方の通路の延長である吸気弁口の内側縁側から吸入されることになり、強い渦流のタンブルを発生するようにした吸気装置の例がある(特許文献1参照)。 Therefore, in order to increase the proportion of the intake air from the inner edge near the cylinder shaft of the intake valve port, the inside of the intake port is partitioned into upper and lower passages by a partition wall, and the lower passage is opened and closed upstream of the partition wall. By providing an intake control valve that closes the lower passage immediately after engine startup, intake air flowing through the passage above the intake port is drawn from the inner edge of the intake valve port, which is an extension of the upper passage. There is an example of an intake device that generates a strong vortex tumble (see Patent Document 1).
特許文献1の吸気装置では、吸気ポートの上流側にポートライナの筒状の通路部を挿入または一体に形成し、同ポートライナの通路部に仕切壁を一体に形成している。
仕切壁は、通路部から吸気ポートの下流側に大きく突出している。
In the intake device of Patent Document 1, a cylindrical passage portion of the port liner is inserted or integrally formed on the upstream side of the intake port, and a partition wall is integrally formed in the passage portion of the port liner.
The partition wall protrudes greatly from the passage portion to the downstream side of the intake port.
仕切壁は、通路部から大きく突出しているので、剛性の確保が難しいことから、突出量に制限があり、特許文献1の図面の図1に示されるように仕切壁の下流端は吸気ポートの吸気弁よりかなり手前に位置している。
そのため、タンブルを発生させる吸気ポートの仕切壁の上側の通路を流れる吸気が、仕切壁の下流端を過ぎて燃焼室に入る手前で下方に拡散してしまい吸気弁口の内側縁側からの燃焼室への吸気が減少して強い渦流のタンブルを発生することが難しい。
Since the partition wall largely protrudes from the passage portion, it is difficult to ensure rigidity. Therefore, the amount of protrusion is limited, and the downstream end of the partition wall is the intake port as shown in FIG. It is located in front of the intake valve.
Therefore, the intake air flowing through the passage on the upper side of the partition wall of the intake port that generates the tumble diffuses downward just before entering the combustion chamber past the downstream end of the partition wall, and the combustion chamber from the inner edge side of the intake valve port It is difficult to generate a strong vortex tumble due to a decrease in air intake.
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、吸気通路内の仕切板を吸気ポート内に長尺に形成しても容易に剛性を確保でき、仕切板を燃焼室に近い下流まで延出することで、強い渦流のタンブルを発生させることが可能である内燃機関の吸気装置を供する点にある。 The present invention has been made in view of the above points. The object of the present invention is to ensure rigidity even if the partition plate in the intake passage is formed long in the intake port. It is the point which provides the intake device of the internal combustion engine which can generate | occur | produce the tumble of a strong vortex | eddy_current by extending to the downstream near.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、
シリンダブロック(16)のシリンダボア(16b)内を摺動自在に嵌合されるピストン(25)の頂面と同頂面が対向するシリンダヘッド(17)の天井面(41)との間に燃焼室(40)が構成され、
前記シリンダヘッド(17)の前記天井面(41)に開口した吸気弁口(42)と排気弁口(43)から各々吸気ポート(44)と排気ポート(45)が互いに離れる方向に湾曲しながら延出して形成され、
吸気ポート(44)にインレットパイプ(20)が接続されて連続した吸気通路(P)が構成され、
前記インレットパイプ(20)にスロットル弁(22)が設けられ、
前記吸気通路(P)が部分的に仕切板(60)により燃焼室(40)の中央部に通じる上側吸気通路(Up)と燃焼室(40)の外周部に通じる下側吸気通路(Lp)に仕切られ、
前記スロットル弁(22)よりも下流で前記仕切板(60)の上流に設けられた吸気振分け弁(65)により前記上側吸気通路(Up)と前記下側吸気通路(Lp)を流れる吸気が制御され、
吸気制御手段(71)により前記吸気振分け弁(65)が駆動制御される内燃機関の吸気装置において、
前記仕切板(60)は、前記インレットパイプ(20)に形成されるインレットパイプ側仕切板(61)と吸気ポート(44)内に形成される吸気ポート側仕切板(62)とからなり、
前記インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)と前記吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)が互いに上下に重なり合って連結されることを特徴とする内燃機関の吸気装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1
Combustion between the top surface of the piston (25) slidably fitted in the cylinder bore (16b) of the cylinder block (16) and the ceiling surface (41) of the cylinder head (17) facing the top surface Chamber (40) is constructed,
While the intake port (44) and the exhaust port (45) are curved away from each other from the intake valve port (42) and the exhaust valve port (43) opened in the ceiling surface (41) of the cylinder head (17). Formed to extend,
An inlet pipe (20) is connected to the intake port (44) to form a continuous intake passage (P),
The inlet pipe (20) is provided with a throttle valve (22),
The intake passage (P) is partly connected to the central portion of the combustion chamber (40) by the partition plate (60), and the lower intake passage (Lp) is connected to the outer peripheral portion of the combustion chamber (40). Divided into
The intake air distribution valve (65) provided downstream of the throttle valve (22) and upstream of the partition plate (60) controls the intake air flowing through the upper intake passage (Up) and the lower intake passage (Lp). And
In the intake device for an internal combustion engine in which the intake control valve (65) is driven and controlled by the intake control means (71),
The partition plate (60) consists of an inlet pipe side partition plate (61) formed in the inlet pipe (20) and an intake port side partition plate (62) formed in the intake port (44),
An internal combustion engine characterized in that a downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) and an upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62) are overlapped and connected to each other. It is an intake device.
請求項2記載の発明は、
請求項1記載の内燃機関の吸気装置において、
前記インレットパイプ(20)の前記上側吸気通路(Up)側にインジェクタ(23)が前記上側吸気通路(Up)の下流側に向けて燃料噴射するように設けられ、
前記インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)が前記吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)の上に重なるように連結されることを特徴とする。
The invention according to
The intake device for an internal combustion engine according to claim 1,
An injector (23) is provided on the upper intake passage (Up) side of the inlet pipe (20) so as to inject fuel toward the downstream side of the upper intake passage (Up),
The downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) is connected so as to overlap the upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62).
請求項3記載の発明は、
請求項2記載の内燃機関の吸気装置において、
前記インジェクタ(23)は、前記吸気ポート側仕切板(62)の前記インレットパイプ側仕切板(61)との連結部(61b,62a)よりも下流側に向けて燃料噴射するように構成したことを特徴とする。
The invention described in claim 3
The intake device for an internal combustion engine according to
The injector (23) is configured to inject fuel toward the downstream side of the connection portion (61b, 62a) between the intake port side partition plate (62) and the inlet pipe side partition plate (61). It is characterized by.
請求項4記載の発明は、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の内燃機関の吸気装置において、
前記インレットパイプ側仕切板(61)は樹脂で形成され、
前記インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)が、前記吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)に弾性変形による押圧力をもって圧接し重なり合うことを特徴とする。
The invention according to claim 4
The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The inlet pipe side partition plate (61) is made of resin,
The downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) is pressed against and overlapped with the upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62) with a pressing force due to elastic deformation.
請求項5記載の発明は、
請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の内燃機関の吸気装置において、
前記インレットパイプ側仕切板(61)は、下流端部(61b)が前記インレットパイプ(20)の下流開口端よりも突出して吸気ポート(44)内に入り込むことを特徴とする。
The invention according to
The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The inlet pipe side partition plate (61) is characterized in that the downstream end (61b) protrudes from the downstream opening end of the inlet pipe (20) and enters the intake port (44).
請求項1記載の内燃機関の吸気装置によれば、仕切板(60)がインレットパイプ(20)に形成されるインレットパイプ側仕切板(61)と吸気ポート(44)内に形成される吸気ポート側仕切板(62)とに分割され、インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)と吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)が互いに上下に重なり合って連結されるので、インレットパイプ側仕切板(61)と吸気ポート側仕切板(62)は、それぞれインレットパイプ(20)および吸気ポート(44)から突出するとしても突出量が小さくてすみ、容易に剛性を確保できる。
そのため、吸気ポート側仕切板(62)を燃焼室に近い下流まで延出することが可能で、上側吸気通路(Up)を流れる吸気を途中殆ど拡散することなく吸気弁口近くまで導いて、吸気弁口の内側縁側からの燃焼室に流入して、強い渦流のタンブルを発生させることができる。
According to the intake device for an internal combustion engine according to claim 1, the intake pipe formed in the inlet pipe side partition plate (61) and the intake port (44) in which the partition plate (60) is formed in the inlet pipe (20). It is divided into a side partition plate (62), and the downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) and the upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62) are overlapped and connected to each other. Therefore, even if the inlet pipe side partition plate (61) and the intake port side partition plate (62) protrude from the inlet pipe (20) and the intake port (44), respectively, the protrusion amount is small, and rigidity is easily achieved. It can be secured.
Therefore, it is possible to extend the intake port side partition plate (62) to the downstream near the combustion chamber, and guide the intake air flowing through the upper intake passage (Up) to the vicinity of the intake valve port without almost diffusing in the middle. It can flow into the combustion chamber from the inner edge side of the valve port and generate a strong vortex tumble.
請求項2記載の内燃機関の吸気装置によれば、インレットパイプ(20)の前記上側吸気通路(Up)側にインジェクタ(23)が前記上側吸気通路(Up)の下流側に向けて燃料噴射するように設けられ、インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)が吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)の上に重なるように連結されるので、インジェクタ(23)により噴射された燃料が連結部(61b,62a)の重ね合わせ面に浸入しがたく、下側吸気通路(Lp)に燃料が漏れることを防止できる。
According to the intake device for an internal combustion engine according to
請求項3記載の内燃機関の吸気装置によれば、インジェクタ(23)は、吸気ポート側仕切板(62)のインレットパイプ側仕切板(61)との連結部(61b,62a)よりも下流側に向けて燃料噴射するように構成したので、インジェクタ(23)の噴射燃料が下側吸気通路(Lp)に漏れず、また温度の高い吸気ポート側仕切板(62)に燃料が噴射されることで、燃料の液化を抑制することができる。 According to the intake device for an internal combustion engine according to claim 3, the injector (23) is located downstream of the connection portion (61b, 62a) of the intake port side partition plate (62) with the inlet pipe side partition plate (61). The fuel injected from the injector (23) does not leak into the lower intake passage (Lp), and the fuel is injected into the intake port side partition plate (62) where the temperature is high. Thus, liquefaction of the fuel can be suppressed.
請求項4記載の内燃機関の吸気装置によれば、樹脂で形成されたインレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)が、吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(61a)に弾性変形による押圧力をもって圧接し重なり合うので、接着剤等を使わずにインレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)と吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)を簡単に密着させて連結することができ、作業性が良好である。 According to the intake device for an internal combustion engine according to claim 4, the downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) made of resin is connected to the upstream end portion (61a) of the intake port side partition plate (62). ) With a pressing force due to elastic deformation and overlap, so that without using an adhesive or the like, the downstream end (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) and the upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62) ) Can be easily brought into close contact with each other and the workability is good.
請求項5記載の内燃機関の吸気装置によれば、インレットパイプ側仕切板(61)は、下流端部(61b)がインレットパイプ(20)の下流開口端よりも突出して吸気ポート(44)内に入り込む構造であるので、インレットパイプ(20)の組付け時に、インレットパイプ(20)の下流開口端より突出したインレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)を目安に目視で吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)と相対的に位置合せしながらインレットパイプ(20)を取り付けることができ、作業性に優れている。
According to the intake device for an internal combustion engine according to
以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図13に基づいて説明する。
図1は、本実施の形態に係る内燃機関10を搭載した自動二輪車1の全体側面図である。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall side view of a motorcycle 1 equipped with an
本自動二輪車1の車体フレーム2は、ヘッドパイプ2aから後方へ左右一対のメインフレーム2b,2bが延出した後に下方に屈曲して急傾斜部2ba,2baを形成し、その下部をくの字に前方に屈曲させて下端部に至っている。
またヘッドパイプ2aから斜め急角度に下方へ左右一対のダウンフレーム2c,2cが、側面視でメインフレーム2bの急傾斜部2baに略平行に延出している。
The
Further, a pair of left and right down frames 2c, 2c are extended substantially parallel to the steeply inclined portion 2ba of the main frame 2b in a side view when viewed downward from the
メインフレーム2b,2bの急傾斜部2ba,2baの上部からはシートレール2d,2dが後方に延出し、同シートレール2d,2dの中央部と急傾斜部2ba,2baの下部とを連結したバックステー2e,2eがシートレール2d,2dを支持している。
The seat rails 2d and 2d extend rearward from the upper portions of the steeply inclined portions 2ba and 2ba of the main frames 2b and 2b, and the back connecting the central portion of the seat rails 2d and 2d and the lower portion of the steeply inclined portions 2ba and 2ba. The
以上のような車体フレーム2において、ヘッドパイプ2aにはフロントフォーク3が枢支され、その下端に前輪4が軸支され、メインフレーム2b,2bの下部に設けられたピボットプレート2fに前端を軸支されたリヤフォーク5が後方へ延出し、その後端に後輪6が軸支され、リヤフォーク5の後部とシートレール2d,2dの中央部との間にリヤクッション7が介装されている。
メインフレーム2b,2bには燃料タンク8が架設され、燃料タンク8の後方にシート9がシートレール2d,2dに支持されて設けられている。
In the
A fuel tank 8 is installed on the main frames 2b and 2b, and a seat 9 is provided behind the fuel tank 8 and supported by
車体フレーム2に搭載される内燃機関10は、SOHC型2バルブの単気筒4ストローク内燃機関であり、車体に対してクランク軸12を車体幅方向に指向させ、気筒を若干前傾させて起立した姿勢で懸架される。
The
内燃機関10のクランク軸12を回転自在に軸支するクランクケース11は、クランク軸12の後方に配設されるメイン軸13とカウンタ軸14の間に変速歯車機構15が構成されており、カウンタ軸14は出力軸であり、後輪6の回転軸との間にチェーン(図示せず)が架渡され動力が後輪6に伝達される。
A
図2を参照して、クランクケース11の上には、1本の鋳鉄製のシリンダライナ16Lが鋳込まれたシリンダブロック16と、シリンダブロック16の上にガスケットを介してシリンダヘッド17が重ねられ、スタッドボルトにより一体に締結され、シリンダヘッド17の上方をシリンダヘッドカバー18が覆っている。
クランクケース11の上に重ねられるシリンダブロック16,シリンダヘッド17,シリンダヘッドカバー18は、クランクケース11から若干前傾した姿勢で上方に延出している(図1,図2参照)。
Referring to FIG. 2, a
The
このように車体フレームに搭載された内燃機関10の若干前傾して立設されたシリンダヘッド16から後方に連結管19を介してインレットパイプ20が延出し、インレットパイプ20にはスロットル弁22を内蔵するバタフライ型のスロットルボディ21が設けられるとともに、インジェクタ23が装着され、さらに後記する吸気振分け弁65が設けられている。
In this way, the
このインレットパイプ20の後端に連結されるエアクリーナ24が側面視でメインフレーム2aとシートレール2dとバックステー2eに囲まれた空間に配設される(図1参照)。
また、シリンダヘッド17から前方に延出した排気管27は、下方に屈曲し、さらに後方に屈曲してクランクケース11の下面に沿って後方にかつ右側に寄って後輪6の右側に配置されたマフラー26に連結している。
An air cleaner 24 connected to the rear end of the
Further, the
図2を参照して、クランクケース11は左右割りで、左右クランクケースの合せ面に形成された開口にシリンダライナ16Lの下端部が嵌入してシリンダブロック16が若干前傾して上方に突出しており、同シリンダライナ16Lの内部のシリンダボア16bにピストン25が往復摺動自在に嵌合され、ピストン25のピストンピン25pとクランク軸12のクランクピン12pとの間をコンロッド26が連接してクランク機構を構成している。
Referring to FIG. 2, the
シリンダブロック16のシリンダボア16b内を摺動するピストン25の頂面25tと同頂面25tが対向するシリンダヘッド17の天井面41との間に燃焼室40が構成される。
シリンダヘッド17には、天井面41にシリンダボア16bの中心軸であるシリンダ軸Cに関して互いに反対位置に1つずつ吸気弁口42と排気弁口43が燃焼室40に臨んで開口されるとともに、吸気弁口42と排気弁口43から各々吸気ポート44と排気ポート45が互いに離れる方向に湾曲しながら延出して形成されている。
A combustion chamber 40 is formed between the
In the
吸気ポート44は、吸気弁口42から後方に延出し、連結管19を介してインレットパイプ20に連通し、排気ポート45は排気管27に連結される。
シリンダヘッド16に一体に嵌着された弁ガイド34i,34eにそれぞれ摺動可能に支持される吸気弁46および排気弁47は、シリンダヘッド13の上に設けられる動弁機構30により駆動されて、吸気ポート44の吸気弁口42および排気ポート45の排気弁口43をクランク軸12の回転に同期して開閉する。
The
An
図2を参照して、動弁機構30は、シリンダヘッド17の上に1本のカム軸31が左右方向に指向して軸支されたSOHC型内燃機関の動弁機構であり、カム軸31の斜め前後上方にロッカアームシャフト32e,32iが支持され、後方のロッカアームシャフト32iに吸気ロッカアーム33iが揺動自在に中央を軸支され、前方のロッカアームシャフト32eに排気ロッカアーム33eが揺動自在に中央を軸支されている。
Referring to FIG. 2, a
吸気ロッカアーム33iの一端は、カム軸31の吸気カムロブに接し、他端がスプリングで付勢された吸気弁46のバルブステム46sの上端に調整ねじを介して接し、排気ロッカアーム33eの一端は、カム軸31の排気カムロブに接し、他端がスプリングで付勢された排気弁47のバルブステム47sの上端に調整ねじを介して接し、カム軸31の回転により吸気ロッカアーム33iと排気ロッカアーム33eが揺動して吸気弁46と排気弁47を開閉駆動する。
One end of the intake rocker arm 33i is in contact with the intake cam lobe of the
図3は、シリンダブロック16の上面図であり、シリンダヘッド17との合せ面16fにシリンダボア16bの円孔と動弁機構30に動力を伝達するチェーンを挿通するチェーン室16cの矩形孔が穿設されている。
図4は、シリンダブロック16に重ね合わされるシリンダヘッド17の下面図であり、シリンダブロック16に合せ面16fに対向する合せ面17fに、シリンダボア16bに対応して燃焼室40の天井面41が凹んで形成されるとともに、チェーン室16cに対応して連通するチェーン室17cが穿設されている。
FIG. 3 is a top view of the
FIG. 4 is a bottom view of the
シリンダヘッド17の合せ面17fにおける燃焼室40の天井面41の円形開口縁41sがシリンダボア16bの円孔に一致する。
天井面41の後側に大径の吸気弁口42が開口し、天井面41の前側に吸気弁口42より幾らか小径の排気弁口43が開口している。
また、天井面41には点火プラグ(図示せず)が先端を突出させるプラグ孔48が穿設されている。
A
A large-diameter
The
図5は、シリンダヘッド17の燃焼室40をシリンダ軸Cの軸方向に視た、すなわちシリンダ軸方向視で示した図であり、同図5を参照して、吸気弁口42が燃焼室40の天井面41のシリンダボア16bの円孔に対応する円形の天井面開口縁41sよりシリンダ軸方向視で外側にはみ出してオフセットしており、吸気弁口42は天井面開口縁41sからはみ出した三日月状のはみ出し部42a(図5の散点で示した部分)を有する。
FIG. 5 is a view of the combustion chamber 40 of the
吸気弁口42の開口縁42sの開口全周長に対するはみ出し部42aの開口周長の割合をマスキング割合Rmとすると、本吸気弁口42のオフセットによるマスキング割合Rmは20〜50%程度である。
When the ratio of the opening circumferential length of the protruding
また、図5を参照して、天井面41には、吸気弁口42と排気弁口43を長径方向両側に囲む楕円状の横断面形状を有してドーム状凹部51が形成されており、天井面41のうちドーム状凹部51の外側の左右1対の三日月状部分にそれぞれスキッシュ52,52が形成されている。
Referring to FIG. 5, the
そして、吸気弁口42の外周囲に、吸気弁口42の三日月状のはみ出し部42aの両端部辺りから吸気弁口42の開口縁42sに沿って湾曲した1対のガイド壁面53,53が、互いに対向して前記排気弁口43側に向けて徐々に拡開して形成されている。
A pair of guide wall surfaces 53, 53 curved around the opening
以上のように形成されたシリンダヘッド17の燃焼室40の天井面41に対して、シリンダブロック16のシリンダボア16bは、図3および図6に示すように、シリンダボア16bのシリンダヘッド17側の開口縁における吸気弁口42のはみ出し部42aに対向する後側部分を吸気弁46の移動方向に吸気弁46のかさ部46p周縁に沿って最大バルブリフト位置まで切り欠いた切欠き円曲面55が形成されている。
With respect to the
図6に示すように、切欠き円曲面55は、鋳鉄製のシリンダライナ16Lが鋳込まれたアルミ合金製のシリンダブロック16のフランジレスのシリンダライナ16Lの端面を覆う部分に斜めに切り欠かれて形成されている。
As shown in FIG. 6, the cut-out circular
この切欠き円曲面55に沿って切欠き円曲面55に近接して吸気弁46のかさ部46p周縁が移動するので、吸気弁46が開いて最大バルブリフト位置まで移動する間、吸気弁口42の外側縁側(はみ出し部42a側)からの吸気は、吸気弁46のかさ部46p周縁と切欠き円曲面55との極めて狭い隙間を通らなければならず燃焼室40への吸入が殆ど妨げられマスキングされた状態にある。
Since the peripheral edge of the cap portion 46p of the
したがって、吸気弁口42の外側縁側からはマスキングされて燃焼室40には僅かに吸入されるだけで、吸気弁口42の内側縁側からの吸入が主になり、よってタンブルが発生し易い構造となっている。
なお、吸気弁46の最大バルブリフト位置が、切欠き円曲面55をいくらか越えた位置にあってもよい。
Therefore, it is masked from the outer edge side of the
It should be noted that the maximum valve lift position of the
ピストン25の頂面25tの周縁部の吸気弁口42のはみ出し部42aに対向する部分が吸気弁46のかさ部46pの端面46pfと平行に切り欠かれてピストン切欠き面56が形成されており(図6参照)、吸気行程でピストン25の下降とともに吸気弁46が開弁しリフトするときに、外側縁側からの吸気の流入方向とピストン切欠き面(56)が垂直となるため、吸気弁口42の外側縁側から燃焼室40に吸気の吸入が促されることはなく、逆タンブルの発生がより抑えられている。
A portion of the peripheral surface of the
そして、吸気系において、インレットパイプ20から連結管19を介して吸気ポート44に至る吸気通路Pが、インレットパイプ20の下流部から吸気ポート44の湾曲部まで仕切板60により上側吸気通路Upと下側吸気通路Lpに仕切られている。
In the intake system, the intake passage P extending from the
シリンダヘッド17が吸気ポート44を形成する部分を含めアルミ合金で形成されているのに対して、インレットパイプ20は樹脂で形成されている。
そこで、仕切板60は、インレットパイプ20に一体に形成されるインレットパイプ側仕切板61と吸気ポート44内にシリンダヘッド17と一体に形成される吸気ポート側仕切板62とからなり、インレットパイプ側仕切板61の下流端部61bと吸気ポート側仕切板62の上流端部62aが互いに上下に重なり合って連結され構成されている。
Whereas the
Therefore, the
図2および図6を参照して、インレットパイプ側仕切板61は、下流端部61bがインレットパイプ20の下流開口端よりも突出して吸気ポート44内に入り込んでおり、吸気ポート側仕切板62は、上流端部62aが吸気ポート44の上流開口端まで達している。
樹脂製のインレットパイプ側仕切板61の吸気ポート44内に入り込んだ下流端部61bが、弾性変形による押圧力をもって吸気ポート側仕切板62の上流端部62aの上に圧接して重なり合って連結されている。
2 and 6, the inlet pipe
The
吸気通路Pは、通路断面が円形をしており、この吸気通路Pを上下に仕切る仕切板60は、図6に示すように、インレットパイプ側仕切板61と吸気ポート側仕切板62がともに、吸気通路Pの最大上下幅の中心軌跡(本吸気通路Pの場合、通路断面である円形の中心軌跡)である通路中心線Cpより上方に偏って位置し、上側吸気通路Upの通路断面積が下側吸気通路Lpの通路断面積より小さい(図7参照)。
図7に示すように、本吸気通路Pの場合、上側吸気通路Upと下側吸気通路Lpの通路断面積の割合は、上流側開口から下流側開口に至るまで、略3対7としている。
The intake passage P has a circular cross section. As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 7, in the case of the main intake passage P, the ratio of the cross-sectional area of the upper intake passage Up and the lower intake passage Lp is approximately 3 to 7 from the upstream opening to the downstream opening.
吸気ポート側仕切板62は、吸気ポート44の形状に沿って曲がっており、吸気ポート側仕切板62の下流端部62bは、吸気ポート44の湾曲部に位置する吸気弁46の吸気バルブステム46sに達しており、図8に示すように、下流端部62bには先端縁からU字状に凹んだ凹部62uが形成されていて、このU字状凹部60uを吸気ポート44内に延びた弁ガイド34iが貫通している。
弁ガイド34iの外径はU字状凹部60uの幅に等しく、U字状凹部60uの奥まで弁ガイド34iが嵌合して、隙間を生じないようにしているので、吸気ポート側仕切板62はできるだけ吸気ポート44の吸気弁口42の近くまで吸気通路Pを上下に仕切るようにしている。
The intake port
The outer diameter of the valve guide 34i is equal to the width of the U-shaped recess 60u, and the valve guide 34i is fitted to the back of the U-shaped recess 60u so that no gap is formed. The intake passage P is vertically divided as close as possible to the
したがって、図6を参照して、上側吸気通路Upは、吸気弁口42の内側縁側(シリンダ軸C側)から燃焼室40の中央部に通じ、下側吸気通路Lpは吸気弁口42の外側縁側(はみ出し部42a側)から燃焼室40の外周部に通じる。
Therefore, referring to FIG. 6, the upper intake passage Up leads from the inner edge side (cylinder shaft C side) of the
インレットパイプ20に装着されるインジェクタ23は、図6に示すように、上側吸気通路Upに臨み、吸気ポート側仕切板62のインレットパイプ側仕切板61との連結部61b,62aである上流端部62aよりも下流側に向けて燃料噴射するように取り付けられている。
As shown in FIG. 6, the
インレットパイプ20内には、スロットル弁22よりも下流でインレットパイプ側仕切板61の上流に吸気振分け弁65が設けられている。
吸気振分け弁65は、インレットパイプ20に軸支される回動軸66から板状弁体67が一体に延出して構成されるフラップバルブであり、モータ駆動機構72により板状弁体67が揺動させられる。
An
The
図9および図10に示すように、回動軸66の回動中心線Cvに平行な面で切り欠かれた半円柱状の切欠凹部65dが左右軸受間の吸気通路P内に形成されており、切欠凹部65dの切欠き底面に沿って板状弁体67が延出している。
なお、回動軸66の切欠凹部65dの背面側も若干切り欠いた凹部が形成されている。
板状弁体67は、切欠凹部65dの軸方向幅を短径とした半楕円状をしており、直線辺を有した基端部を切欠凹部65dの切欠き底面に当接して背面の凹部に座金68wを介して背面からネジ68を螺入して板状弁体67を回動軸66に一体に締結する。
リベットで締結してもよい。
As shown in FIGS. 9 and 10, a
In addition, a recessed portion slightly cut out is formed also on the back side of the notched recessed
The plate-
It may be fastened with rivets.
板状弁体67の基端部が回動軸66の切欠凹部65dに取り付けられると、板状弁体67の基端部の基端縁67aは略回動軸66の外周面の延長周面上にあり、切欠凹部65dは板状弁体67の基端部の表面上に凹部として残っている。
When the base end portion of the
このような吸気振分け弁65は、回動軸66の回動中心線Cvを、インレットパイプ側仕切板61の上流端部61aの左右水平方向に指向した上流端縁61aaに平行に指向させ、かつ上流端縁61aaの下方近傍に位置させた状態で、回動軸66をインレットパイプ20に回動自在に軸支し、同回動軸(66)から吸気上流側に向けて板状弁体67を延出した姿勢で取り付けられている。
Such an
板状弁体67は、回動軸(66)の回動で一体に上下に揺動し、半楕円状をした外周縁が断面円形の吸気通路Pの通路内周面に傾斜した姿勢で接すると、吸気通路Pの半分を完全に閉塞することができる。
The plate-shaped
吸気振分け弁65の回動軸66は、回動中心線Cvが吸気通路Pの通路中心線Cpと直交する位置に軸支されている。
なお、インレットパイプ20内に吸気振分け弁65より上流側に軸支されるスロットル弁22は、吸気通路Pの通路中心線Cpと直交する左右水平方向に指向した回動中心線を中心に回動するバタフライバルブである。
The
The
吸気振分け弁65は、上流のスロットル弁22に先端を向けて揺動することで、スロットル弁22より下流の吸気を上下に振り分け上側吸気通路Upと下側吸気通路Lpを流れる吸気の割合を変更することができる。
The
内燃機関10を制御するECU(電子制御ユニット)70は、吸気制御手段71を備えており、内燃機関10の運転状態を解析して吸気制御手段71により吸気系のスロットル弁22やインジェクタ23が駆動制御されるが、吸気振分け弁65も吸気制御手段71により駆動制御される。
An ECU (electronic control unit) 70 that controls the
図6を参照して、スロットル弁22のスロットル開度θは、全閉時から回動して吸気通路に平行になったときが全開状態であり、内燃機関10の負荷状態を示す。
吸気振分け弁65は、内燃機関10の負荷状態に応じて揺動制御され、吸気振分け弁65の揺動角である吸気振分け弁開度φは、図6に示す低負荷状態のときの吸気振分け弁65の低負荷位置を基準0度として図6で時計回りに揺動角度が増加する。
Referring to FIG. 6, the throttle opening θ of the
The
タンブルの状態は、クランク軸12の1回転当りのタンブルの回転数であるタンブル比Rtで表わすことができる。
タンブル比Rt=タンブル回転角速度/クランク軸角速度
タンブル比Rtが大きければ、強い渦流のタンブルが発生している。
The tumble state can be represented by a tumble ratio Rt which is the number of rotations of the tumble per revolution of the
Tumble ratio Rt = Tumble rotation angular velocity / Crankshaft angular velocity If the tumble ratio Rt is large, a strong vortex tumble is generated.
図11には、スロットル開度θに応じて吸気振分け弁65を揺動制御する吸気振分け弁開度φの変化とタンブル比Rtの変化を示している。
以下、図11を参照しつつ、内燃機関10の負荷状態による吸気振分け弁65の揺動制御とタンブル比Rtを考察する。
FIG. 11 shows a change in the intake distribution valve opening φ and the change in the tumble ratio Rt for swinging the
Hereinafter, the swing control of the
内燃機関10が低負荷運転状態のときは、図6に示すように、スロットル弁22は小さく開いており(スロットル開度θ:小)、吸気振分け弁65は板状弁体67の先端縁が吸気通路Pの下側周面に接した低負荷位置(吸気振分け弁開度φ=0度)に位置決めされている。
この吸気振分け弁65の板状弁体67の先端縁が吸気通路Pの下側周面に接したとき、板状弁体67の回動中心線Cvより上方となる基端縁67aはインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aの下面に接しており、よって、下側吸気通路Lpの上流側開口は吸気振分け弁65により完全に閉塞される。
そのため、吸気振分け弁65は吸気を略全部上方に振り分けて上側吸気通路Upを流れるようにすることができる。
When the
When the leading edge of the plate-
Therefore, the
したがって、スロットル弁22の僅かに開いた開口を通った吸気は、吸気振分け弁65により略全部上方の比較的狭い上側吸気通路Upに案内されて流れるために高速となり、さらに吸気ポート44の湾曲部に位置する吸気バルブステム46sまで延出した仕切板60により吸気弁口42の近くまで案内するので、大部分の吸気が吸気弁口42の内側縁側(シリンダ軸C側)から燃焼室40の中央部に排気側に向けて高速で吸入されることになり、図6に示すように、強い渦流のタンブルが発生する(タンブル比Rtが上昇)。
Accordingly, the intake air that has passed through the slightly opened opening of the
吸気弁口42がシリンダボア16bの円孔よりシリンダ軸方向視で外側にはみ出した三日月状のはみ出し部42aを有するようにオフセットして、吸気弁口42の外側縁側(はみ出し部42a側)はマスキングされ、かつ下側吸気通路Lpを通る吸気は殆どないため、吸気弁口42の外側縁側から燃焼室40に吸入する吸気はなく、タンブルを妨げる逆タンブルも発生せず、タンブルをより強く発生させ、タンブル比Rtは高くなり、低負荷時の燃焼効率を向上させることができる。
The
内燃機関10が中負荷運転状態のときは、図12に示すように、スロットル弁22は中開度に開き(スロットル開度θ:中)、吸気振分け弁65は先端縁が吸気通路Pの上側周面に近づいた中負荷位置(吸気振分け弁開度φ=β度)に位置決めされるので、吸気振分け弁65は吸気の割合が下方より上方を小さくするように振り分けている。
したがって、図12に矢印で示すように、下側吸気通路Lpは十分な吸気が流れるが、上側吸気通路Upを流れる吸気は抑制される。
When the
Therefore, as shown by the arrows in FIG. 12, sufficient intake air flows through the lower intake passage Lp, but intake through the upper intake passage Up is suppressed.
また、吸気振分け弁65の板状弁体67の先端縁が吸気通路Pの下側周面から離れると、板状弁体67の基端縁67aはインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aの下面から離れ、吸気振分け弁65の切欠凹部65dがインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aとの間に中間通路Mpを形成する。
When the leading edge of the plate-
中間通路Mpは、下側吸気通路Lpに通じるので、吸気振分け弁65により上下に振り分けた吸気のうち上側に振り分けられた吸気は、大部分が上側吸気通路Upに流入するが、上側吸気通路Upに入りきらなかった一部の吸気が滞留することなく中間通路Mpを通って円滑に下側吸気通路Lpに流入することができ、吸気流の乱れを抑制することができるとともに、上側吸気通路Upに流入される吸気がさらに抑制される。
Since the intermediate passage Mp communicates with the lower intake passage Lp, most of the intake air distributed up and down by the
そのため、上側吸気通路Upを流れる抑制された吸気は、吸気弁口42の内側縁側から燃焼室40に入っても、弱い渦流のタンブルしか発生せず、さらに吸気弁口42の外側縁側から燃焼室40の外周部に吸入される吸気が幾らかはあって逆タンブルを生じてタンブルを抑えるので、タンブルは極力抑えられ、タンブル比Rtが低下する。
Therefore, even if the suppressed intake air flowing through the upper intake passage Up enters the combustion chamber 40 from the inner edge side of the
内燃機関10が高負荷運転状態のときは、図13に示すように、スロットル弁22は全開となり(スロットル開度θ:全開)、吸気振分け弁65はインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aと平行で吸気通路Pの通路中心線Cpを含む平面にある高負荷位置(吸気振分け弁開度φ=α度)に位置決めされているので、吸気振分け弁65は吸気を1対1の割合に吸気を上下に振り分けている。
When the
しかし、図13および図13のX-X線断面図である図10に示すように、吸気振分け弁65の切欠凹部65dにインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aとの間で中間通路Mpが形成されるので、吸気振分け弁65により上側に振り分けられた吸気の一部はストレートに中間通路Mpを通って滞留することなく円滑に下側吸気通路Lpに流入することになるので、結局、吸気はインレットパイプ側仕切板61により仕切られた略3対7の割合で上側吸気通路Upと下側吸気通路Lpに流入する。
However, as shown in FIG. 10, which is a sectional view taken along line XX of FIGS. 13 and 13, an intermediate passage Mp is formed between the
したがって、図13に矢印で示すように、上側吸気通路Upと下側吸気通路Lpを十分な吸気が流れ、上側吸気通路Upを流れた吸気は、吸気弁口42の内側縁側から燃焼室40に吸入されてタンブルが発生し、下側吸気通路Lpを流れた吸気は、マスキングされつつも吸気弁口42の外側縁側から燃焼室40に入って幾らか逆タンブルを生じるが、上側吸気通路Upから十分な吸気量が吸入されることから、タンブル比Rtが比較的高い適度な渦流のタンブルを発生するとともに、十分な吸気により吸気効率を良好に維持することができる。
Therefore, as indicated by arrows in FIG. 13, sufficient intake air flows through the upper intake passage Up and the lower intake passage Lp, and the intake air that has flowed through the upper intake passage Up enters the combustion chamber 40 from the inner edge side of the
以上のように、本内燃機関10の吸気装置は、吸気振分け弁65の回動軸66の回動中心線Cvを仕切板(60)の上流端縁61aaに平行に指向させ、かつ同上流端縁61aaの下方近傍に位置させてインレットパイプ20に回動自在に軸支され、回動軸66から吸気上流側に向けて延出する板状弁体67が上下に揺動して、スロットル弁(22)より下流の吸気を上下に振り分け上側吸気通路Upと下側吸気通路Lpを流れる吸気の割合を変更することができるので、内燃機関の負荷状態に応じてタンブルの渦流の強さを調整して燃焼効率の最適化を図ることができる。
As described above, the intake device of the
本内燃機関10の吸気装置は、仕切板60がインレットパイプ20に形成されるインレットパイプ側仕切板61と吸気ポート44内に形成される吸気ポート側仕切板62とに分割され、インレットパイプ側仕切板61の下流端部61bと吸気ポート側仕切板62の上流端部62aが互いに上下に重なり合って連結されるので、インレットパイプ側仕切板61と吸気ポート側仕切板62は、それぞれインレットパイプ20および吸気ポート44から突出するとしても突出量が小さくてすみ、容易に剛性が確保できる。
The intake device of the present
吸気ポート側仕切板62は長尺であっても剛性が確保されるため、吸気ポート側仕切板62の下流端部62bを吸気ポート44の湾曲部に位置する吸気弁46の吸気バルブステム46sに達して、下流端部62の凹部62uが吸気バルブステム46sを跨ぐようにし、吸気ポート側仕切板(62)を燃焼室に近い下流まで延出しており、よって、上側吸気通路(Up)を流れる吸気を途中殆ど拡散することなく吸気弁口近くまで導いて、吸気弁口の内側縁側からの燃焼室の中央部に排気側に向けて流入して、強い渦流のタンブルを発生させることができる(図6参照)。
Even if the intake port
インレットパイプ20の上側吸気通路Up側にインジェクタ23が上側吸気通路Upの下流側に向けて燃料噴射するように設けられ、インレットパイプ側仕切板61の下流端部61bが吸気ポート側仕切板62の上流端部62aの上に重なるように連結されるので、インジェクタ23により噴射された燃料が連結部61b,62aの重ね合わせ面に浸入しがたく、下側吸気通路Lpに燃料が漏れることを防止し、燃料を効率良く燃焼に供して燃料消費を抑えることができる。
An
インジェクタ23は、吸気ポート側仕切板62のインレットパイプ側仕切板61との連結部61b,62aよりも下流側に向けて燃料噴射するように構成したので、インジェクタ23の噴射燃料が下側吸気通路Lpに益々漏れ難く、また温度の高い吸気ポート側仕切板62に燃料が噴射されることで、燃料の液化を抑制することができる。
Since the
樹脂で形成されたインレットパイプ側仕切板61の下流端部61bが、吸気ポート側仕切板62の上流端部61aに弾性変形による押圧力をもって圧接し重なり合うので、接着剤等を使わずにインレットパイプ側仕切板61の下流端部61bと吸気ポート側仕切板62の上流端部62aを簡単に密着させて連結することが容易にでき、作業性が良好である。
Since the
インレットパイプ側仕切板61は、下流端部61bがインレットパイプ20の下流開口端よりも突出して吸気ポート44内に入り込む構造であるので、インレットパイプ20の組付け時に、インレットパイプ20の下流開口端より突出したインレットパイプ側仕切板61の下流端部61bを目安に目視で吸気ポート側仕切板62の上流端部62aと相対的に位置合せしながらインレットパイプ20をシリンダヘッド17に取り付けることができ、作業性に優れている。
Since the inlet pipe
フラップバルブである吸気振分け弁の変形例を、図14および図15に示し説明する。
本吸気振分け弁80は、回動軸81の吸気通路P内に相当する部分に回動中心軸Cvを含む中心軸平面に平行な平面で切り欠かれた一対の切欠凹部81a,81bが形成されて、切欠凹部81a,81b間の平板部81cに平板部81cの両平面に平行に貫通するスリット81sが穿設されている。
スリット81sの左右幅は、切欠凹部81a,81bと同じく、吸気通路Pの内径に等しい。
平板部81cの左右2か所に取付孔81ch,81chが穿孔されている。
A modification of the intake distribution valve, which is a flap valve, will be described with reference to FIGS.
In the
The left and right widths of the
Mounting holes 81ch and 81ch are drilled in two places on the left and right of the
この回動軸81の平板部81cのスリット81sに、板状弁体82の基端部が嵌入される。
板状弁体82は、スリット81sの左右幅を短径とした半楕円状をしており、直線辺を有した基端部の左右に取付孔82h,82hが、回動軸81の平板部81cの取付孔81ch,81chに対応して穿孔されている。
The base end portion of the plate-
The plate-
図14に示すように、回動軸81の平板部81cのスリット81sに、板状弁体82の基端部を嵌入し、回動軸81の取付孔81ch,81chと板状弁体82の取付孔82h,82hを合せて、切欠凹部81b側から同取付孔81ch,81chと取付孔82h,82hにチューブラリベット83,83を貫通して切欠凹部81aに突出したチューブラリベット83,83の先端をかしめて、回動軸81に板状弁体82を取り付けて吸気振分け弁80とする。
この吸気振分け弁80は、前記実施の形態に係るインレットパイプ20にインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aの下方近傍に回動軸81の回動中心線Cvを位置させて取り付けられる。
As shown in FIG. 14, the base end portion of the plate-
The
板状弁体82は、回動軸81の回動で一体に上下に揺動し、内燃機関10が低負荷運転状態のとき、半楕円状をした外周縁が断面円形の吸気通路Pの通路内周面に傾斜した姿勢で接すると、回動軸81の平板部81cの端縁がインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aの下面に接して、下側吸気通路Lpの上流側開口は吸気振分け弁65により完全に閉塞され、上側吸気通路Upのみ吸気が通って、タンブルを強く発生させることができる。
The plate-shaped
内燃機関10が中高負荷運転状態のときは、下側吸気通路Lpの上流側開口は開くとともに、吸気振分け弁80の切欠凹部81aがインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aとの間に中間通路Mpを形成し、上側吸気通路Upに入りきらなかった一部の吸気が滞留することなく中間通路Mpを通って円滑に下側吸気通路Lpに流入することができ、吸気流の乱れを抑制することができる。
図15は、高負荷運転状態のときの図13のX-X線断面図に相当する断面図であり、吸気振分け弁80の切欠凹部81aが、インレットパイプ側仕切板61の上流端部61aとの間に中間通路Mpを形成している。
When the
15 is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 13 in a high-load operation state, in which the
以上の実施の形態では、吸気弁口42が燃焼室40の天井面41のシリンダボア16bの円孔に対応する円形の天井面開口縁41sよりシリンダ軸方向視で外側にはみ出してオフセットして、燃焼室の外周部のはみ出し部をマスキングしていたが、吸気弁口42が天井面開口縁41sよりはみ出さない通常のシリンダヘッドを使用した内燃機関についても、本発明は適用されるものである。
In the above embodiment, the
すなわち、燃焼室40の外周部がマスキングされなくとも、内燃機関10が低負荷運転状態のときは、吸気振分け弁65が下側吸気通路Lpの上流側開口を閉塞し(吸気振分け弁開度φ=0度)、吸気を略全部上方に振り分けて上側吸気通路Upを流れるようにすることで、比較的狭い上側吸気通路Upに案内されて高速で流れる吸気が吸気弁口42の内側縁側(シリンダ軸C側)から燃焼室40の中央部に排気側に向けて高速で吸入され、強い渦流のタンブルが発生することができる。
That is, even if the outer peripheral portion of the combustion chamber 40 is not masked, when the
そして、内燃機関10が中高負荷運転状態のときは、下側吸気通路Lpの上流側開口は開くとともに、吸気振分け弁80の切欠凹部81aがインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aとの間に中間通路Mpを形成し、上側吸気通路Upに入りきらなかった一部の吸気が滞留することなく中間通路Mpを通って円滑に下側吸気通路Lpに流入することができ、吸気流の乱れを抑制することができる。
When the
また、本実施の形態では、吸気振分け弁65を中負荷運転状態のとき、吸気振分け弁65の先端縁が吸気通路Pの上側周面に近づいた中負荷位置(吸気振分け弁開度φ=β度)にまで揺動していたが、このような制御をせずに、低負荷運転状態から高負荷運転状態までスロットル開度θの増加に対して正比例して吸気振分け弁開度φを増加させるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, when the
燃焼室40の外周部のマスキングはせずに、低負荷運転状態から高負荷運転状態までスロットル開度θの増加に対して正比例して吸気振分け弁開度φを増加させるように制御した場合のスロットル開度θに応じて吸気振分け弁65を揺動制御する吸気振分け弁開度φの変化とタンブル比Rtの変化を、図16に示す。
When the control is performed so that the intake valve opening φ is increased in direct proportion to the increase in the throttle opening θ from the low load operation state to the high load operation state without masking the outer periphery of the combustion chamber 40. FIG. 16 shows a change in the intake distribution valve opening φ and the change in the tumble ratio Rt for swing control of the
内燃機関10が低負荷運転状態のときは、スロットル弁22は小さく開いており(スロットル開度θ:小)、吸気振分け弁65は板状弁体67の先端縁が吸気通路Pの下側周面に接した低負荷位置(吸気振分け弁開度φ=0度)に位置決めされ、下側吸気通路Lpの上流側開口は吸気振分け弁65により完全に閉塞されている。
When the
そのため、比較的狭い上側吸気通路Upに案内されて流れる吸気が、吸気弁口42の内側縁側(シリンダ軸C側)から燃焼室40の中央部に排気側に向けて高速で吸入されることになり、強い渦流のタンブルが発生し、タンブル比Rtが上昇し、低負荷時の燃焼効率を向上させることができる。
Therefore, the intake air that flows while being guided by the relatively narrow upper intake passage Up is sucked at high speed from the inner edge side (cylinder shaft C side) of the
スロットル開度θが大きくなり、内燃機関10の負荷運転状態が高くなるに伴って、スロットル開度θに正比例して吸気振分け弁開度φを増加させると、吸気振分け弁65は下側吸気通路Lpの上流側開口を開き下側吸気通路Lpを吸気が流れ、上側吸気通路Upに振り分けられた吸気も一部形成された中間通路Mpを通って下側吸気通路Lpを流れるので、上側吸気通路Upを流れる吸気が減少することで、吸気弁口42の内側縁側から燃焼室40に入っても、弱い渦流のタンブルしか発生せず、タンブル比Rtが低下する。
As the throttle opening θ increases and the load operating state of the
スロットル開度θがある程度以上大きくなると、吸気振分け弁開度φがインレットパイプ側仕切板61の上流端部61aと平行(吸気振分け弁開度φ=α度)となる手前から上側吸気通路Upに振り分けられる吸気の割合は変化しないので、安定した弱い渦流のタンブルが持続し、タンブル比Rtは略一定となる。
このようにして、タンブルの渦流の強さを調整して燃焼効率の最適化を図ることができる。
When the throttle opening θ becomes larger than a certain level, the intake distribution valve opening φ enters the upper intake passage Up from before the intake pipe
In this way, it is possible to optimize the combustion efficiency by adjusting the strength of the tumble vortex.
1…自動二輪車、2…車体フレーム、10…内燃機関、11…クランクケース、12…クランク軸、13…メイン軸、14…カウンタ軸、16…シリンダブロック、16b…シリンダボア、17…シリンダヘッド、18…シリンダヘッドカバー、19…連結管、
20…インレットパイプ、21…スロットルボディ、22…スロットル弁、23…インジェクタ、24…エアクリーナ、25…ピストン、26…コンロッド、
30…動弁機構、31…カム軸、32e,32i…ロッカアームシャフト、33i…吸気ロッカアーム、33e…排気ロッカアーム、34i,34e…弁ガイド、
40…燃焼室、41…天井面、42…吸気弁口、42a…はみ出し部、43…排気弁口、44…吸気ポート、45…排気ポート、46…吸気弁、46p…かさ部、46pf…端面、46s…吸気バルブステム、47…排気弁、48…プラグ孔、
51…ドーム状凹部、52…スキッシュ、53…ガイド壁面、55…切欠き円曲面、56…ピストン切欠き面、
60…仕切板、61…インレットパイプ側仕切板、61a…上流端部、61b…下流端部、62…吸気ポート側仕切板、62a…上流端部、62b…下流端部、
65…吸気振分け弁、Cv…回動中心線、65d…切欠凹部、66…回動軸、67…板状弁体、67a…基端縁、68…ネジ、
70…ECU、71…吸気制御手段、72…モータ駆動機構、
80…吸気振分け弁、81…回動軸、81a,81b…切欠凹部、81s…スリット、82…板状弁体、82、83…チューブラリベット、
P…吸気通路、Cp…通路中心線、Up…上側吸気通路、Lp…下側吸気通路、Mp…中間通路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motorcycle, 2 ... Body frame, 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Crankcase, 12 ... Crankshaft, 13 ... Main shaft, 14 ... Countershaft, 16 ... Cylinder block, 16b ... Cylinder bore, 17 ... Cylinder head, 18 ... Cylinder head cover, 19 ... Connecting pipe,
20 ... Inlet pipe, 21 ... Throttle body, 22 ... Throttle valve, 23 ... Injector, 24 ... Air cleaner, 25 ... Piston, 26 ... Connecting rod,
30 ... Valve mechanism, 31 ... Cam shaft, 32e, 32i ... Rocker arm shaft, 33i ... Intake rocker arm, 33e ... Exhaust rocker arm, 34i, 34e ... Valve guide,
40 ... Combustion chamber, 41 ... Ceiling surface, 42 ... Intake valve port, 42a ... Projection part, 43 ... Exhaust valve port, 44 ... Intake port, 45 ... Exhaust port, 46 ... Intake valve, 46p ... Bulk part, 46pf ... End face , 46s ... Intake valve stem, 47 ... Exhaust valve, 48 ... Plug hole,
51 ... Dome-shaped recess, 52 ... Squish, 53 ... Guide wall, 55 ... Notched circular surface, 56 ... Piston notched surface,
60 ... partition plate, 61 ... inlet pipe side partition plate, 61a ... upstream end, 61b ... downstream end, 62 ... intake port side partition plate, 62a ... upstream end, 62b ... downstream end,
65 ... Intake distribution valve, Cv ... Center of rotation, 65d ... Notch recess, 66 ... Rotating shaft, 67 ... Plate-shaped valve element, 67a ... Base edge, 68 ... Screw,
70 ... ECU, 71 ... Intake control means, 72 ... Motor drive mechanism,
80 ... Intake distribution valve, 81 ... Rotating shaft, 81a, 81b ... Notch recess, 81s ... Slit, 82 ... Plate-shaped valve element, 82, 83 ... Tubular rivet,
P: intake passage, Cp: passage center line, Up: upper intake passage, Lp: lower intake passage, Mp: intermediate passage.
Claims (5)
前記シリンダヘッド(17)の前記天井面(41)に開口した吸気弁口(42)と排気弁口(43)から各々吸気ポート(44)と排気ポート(45)が互いに離れる方向に湾曲しながら延出して形成され、
吸気ポート(44)にインレットパイプ(20)が接続されて連続した吸気通路(P)が構成され、
前記インレットパイプ(20)にスロットル弁(22)が設けられ、
前記吸気通路(P)が部分的に仕切板(60)により燃焼室(40)の中央部に通じる上側吸気通路(Up)と燃焼室(40)の外周部に通じる下側吸気通路(Lp)に仕切られ、
前記スロットル弁(22)よりも下流で前記仕切板(60)の上流に設けられた吸気振分け弁(65)により前記上側吸気通路(Up)と前記下側吸気通路(Lp)を流れる吸気が制御され、
吸気制御手段(71)により前記吸気振分け弁(65)が駆動制御される内燃機関の吸気装置において、
前記仕切板(60)は、前記インレットパイプ(20)に形成されるインレットパイプ側仕切板(61)と吸気ポート(44)内に形成される吸気ポート側仕切板(62)とからなり、
前記インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)と前記吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)が互いに上下に重なり合って連結されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 Combustion between the top surface of the piston (25) slidably fitted in the cylinder bore (16b) of the cylinder block (16) and the ceiling surface (41) of the cylinder head (17) facing the top surface Chamber (40) is constructed,
While the intake port (44) and the exhaust port (45) are curved away from each other from the intake valve port (42) and the exhaust valve port (43) opened in the ceiling surface (41) of the cylinder head (17). Formed to extend,
An inlet pipe (20) is connected to the intake port (44) to form a continuous intake passage (P),
The inlet pipe (20) is provided with a throttle valve (22),
The intake passage (P) is partly connected to the central portion of the combustion chamber (40) by the partition plate (60), and the lower intake passage (Lp) is connected to the outer peripheral portion of the combustion chamber (40). Divided into
The intake air distribution valve (65) provided downstream of the throttle valve (22) and upstream of the partition plate (60) controls the intake air flowing through the upper intake passage (Up) and the lower intake passage (Lp). And
In the intake device for an internal combustion engine in which the intake control valve (65) is driven and controlled by the intake control means (71),
The partition plate (60) consists of an inlet pipe side partition plate (61) formed in the inlet pipe (20) and an intake port side partition plate (62) formed in the intake port (44),
An internal combustion engine characterized in that a downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) and an upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62) are overlapped and connected to each other. Intake device.
前記インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)が前記吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)の上に重なるように連結され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。 An injector (23) is provided on the upper intake passage (Up) side of the inlet pipe (20) so as to inject fuel toward the downstream side of the upper intake passage (Up),
The downstream end (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) is connected so as to overlap the upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62). An intake device for an internal combustion engine as described.
前記インレットパイプ側仕切板(61)の下流端部(61b)が、前記吸気ポート側仕切板(62)の上流端部(62a)に弾性変形による押圧力をもって圧接し重なり合うことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の内燃機関の吸気装置。 The inlet pipe side partition plate (61) is made of resin,
The downstream end portion (61b) of the inlet pipe side partition plate (61) is pressed and overlapped with the upstream end portion (62a) of the intake port side partition plate (62) with a pressing force due to elastic deformation. The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012216411A JP6005465B2 (en) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | Intake device for internal combustion engine |
CN201320597595.4U CN203702323U (en) | 2012-09-28 | 2013-09-26 | Air inlet device of internal combustion engine |
BR102013024776-6A BR102013024776B1 (en) | 2012-09-28 | 2013-09-26 | Internal Combustion Engine Intake Device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012216411A JP6005465B2 (en) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | Intake device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014070547A true JP2014070547A (en) | 2014-04-21 |
JP6005465B2 JP6005465B2 (en) | 2016-10-12 |
Family
ID=50746001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012216411A Active JP6005465B2 (en) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | Intake device for internal combustion engine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6005465B2 (en) |
CN (1) | CN203702323U (en) |
BR (1) | BR102013024776B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016191318A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 富士重工業株式会社 | Partition wall plate |
JP2016191319A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 富士重工業株式会社 | Partition wall plate |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101795168B1 (en) * | 2015-11-23 | 2017-11-10 | 현대자동차주식회사 | Structure of engine for vehicle |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06159203A (en) * | 1992-11-26 | 1994-06-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Air intake device of engine |
JP2001263067A (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | Compressed self-ignition type gasoline engine |
JP2002155748A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Toyota Motor Corp | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
JP2006299893A (en) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Partition plate for intake port, sand core for molding intake port and cylinder head |
JP2008075509A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Yamaha Motor Co Ltd | Intake control device for engine |
JP2008151078A (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Suzuki Motor Corp | Engine air-intake device |
JP2009180225A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Andreas Stihl Ag & Co Kg | Internal combustion engine having elastic connector and method of producing elastic connector |
JP2012127346A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Andreas Stihl Ag & Co Kg | Two-stroke engine |
-
2012
- 2012-09-28 JP JP2012216411A patent/JP6005465B2/en active Active
-
2013
- 2013-09-26 CN CN201320597595.4U patent/CN203702323U/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-09-26 BR BR102013024776-6A patent/BR102013024776B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06159203A (en) * | 1992-11-26 | 1994-06-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Air intake device of engine |
JP2001263067A (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | Compressed self-ignition type gasoline engine |
JP2002155748A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Toyota Motor Corp | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
JP2006299893A (en) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Partition plate for intake port, sand core for molding intake port and cylinder head |
JP2008075509A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Yamaha Motor Co Ltd | Intake control device for engine |
JP2008151078A (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Suzuki Motor Corp | Engine air-intake device |
JP2009180225A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Andreas Stihl Ag & Co Kg | Internal combustion engine having elastic connector and method of producing elastic connector |
JP2012127346A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Andreas Stihl Ag & Co Kg | Two-stroke engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016191318A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 富士重工業株式会社 | Partition wall plate |
JP2016191319A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 富士重工業株式会社 | Partition wall plate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN203702323U (en) | 2014-07-09 |
JP6005465B2 (en) | 2016-10-12 |
BR102013024776B1 (en) | 2021-08-31 |
BR102013024776A2 (en) | 2017-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6000785B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP5925878B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
US7802555B2 (en) | Intake control device for an engine | |
JP2008075509A (en) | Intake control device for engine | |
JP6005465B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP6262587B2 (en) | Intake structure of internal combustion engine | |
JP5841985B2 (en) | Combustion chamber structure of internal combustion engine | |
JP2013227966A (en) | Internal combustion engine | |
JP2004204782A (en) | Four cycle engine for motorcycle | |
JP4628161B2 (en) | Intake device for vehicle-mounted engine | |
JP6215807B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
US7137380B1 (en) | Internal combustion engine with ignition plug and vehicle provided with the same | |
WO2019009061A1 (en) | Air intake structure for internal combustion engine | |
JP5415363B2 (en) | Cylinder head structure of internal combustion engine | |
JP6262168B2 (en) | In-cylinder injection internal combustion engine of saddle riding type vehicle | |
JPWO2004038214A1 (en) | Motorcycle | |
JP2018150817A (en) | Suction structure for internal combustion engine | |
JP4271769B2 (en) | Engine intake system | |
JP2013213409A (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP5908321B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP6637357B2 (en) | Power unit | |
WO2024084540A1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2006291797A (en) | Inlet flow valve system | |
JP6186299B2 (en) | Air intake structure for saddle-ride type vehicles | |
JP2001193553A (en) | Intake device for engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150908 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160322 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160518 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6005465 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |