JP2017150379A - engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel consumption and combustion stability.SOLUTION: In an engine in which an intake port 11 is divided into a first flow channel 22 and a second flow channel 23 by a partitioning wall 21, and an opening of the first flow channel 22 separating from a combustion chamber with respect to the second flow channel 23 is variable by a valve, the partitioning wall 21 includes a straight portion 21b extended from an upstream side toward a downstream side of the intake port 11 straight, and a bent portion 21c bent to a first flow channel 22 side with respect to the straight portion 21b at a downstream side of the straight portion 21b, thus tumble flow can be enhanced in low load of the engine in comparison with a case of the partitioning wall not provided with the bent portion 21c.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、吸気ポートを仕切る隔壁が設けられたエンジンに関する。   The present invention relates to an engine provided with a partition wall that partitions an intake port.

従来、燃焼室内でタンブル(縦渦)流を発生させるため、吸気ポートを2つの流路(第1流路、第2流路)に仕切る隔壁が設けられたエンジンが開発されている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, in order to generate a tumble (vertical vortex) flow in a combustion chamber, an engine having a partition wall that partitions an intake port into two flow paths (a first flow path and a second flow path) has been developed (for example, Patent Document 1).

このエンジンでは、負荷が低く吸気流量が少ないとき、隔壁で仕切られた第1流路の開度をTGV(Tumble Generation Valve)によって絞ることで、第2流路から燃焼室内に流入する吸気の流速を高め、燃焼室内において強いタンブル流を生成することができる。   In this engine, when the load is low and the intake flow rate is low, the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber from the second flow path is reduced by restricting the opening degree of the first flow path partitioned by the partition wall by TGV (Tumble Generation Valve). And a strong tumble flow can be generated in the combustion chamber.

特許第3694963号公報Japanese Patent No. 3694963

しかしながら、エンジンの回転数、負荷が低く吸気流量が少ない場合には、吸気ポートから燃焼室に導かれる吸気の運動量が小さく、吸気が吸気バルブに衝突するなどして、所望のタンブル流が形成されないおそれがある。   However, when the engine speed and load are low and the intake flow rate is low, the momentum of the intake air introduced from the intake port to the combustion chamber is small, and the intake air collides with the intake valve, so that a desired tumble flow is not formed. There is a fear.

このような場合には、燃焼室内で形成されるタンブル流が弱くなってしまい、燃料を含む混合気の燃焼速度が低下し、希釈、希薄限界が低下することで燃費が悪化、または燃焼安定性が悪化してしまうことになるといった問題があった。   In such a case, the tumble flow formed in the combustion chamber becomes weak, the combustion speed of the air-fuel mixture containing fuel decreases, the fuel consumption deteriorates due to the decrease in the dilution and lean limit, or the combustion stability There was a problem that would get worse.

そこで本発明は、このような課題に鑑み、燃費や燃焼安定性を向上することが可能なエンジンを提供することを目的としている。   Therefore, in view of such a problem, an object of the present invention is to provide an engine capable of improving fuel consumption and combustion stability.

上記課題を解決するために、本発明は、吸気ポートが隔壁によって第1流路と第2流路に区分けされ、該第2流路よりも燃焼室から離隔した該第1流路の開度がバルブによって可変されるエンジンであって、前記隔壁は、前記吸気ポートの上流側から下流側に向かって直線的に延在するストレート部と、前記ストレート部の下流側に位置し、該ストレート部に対して前記第1流路側に屈曲した屈曲部と、を備える。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides an intake port having a first flow path and a second flow path divided by a partition wall, the opening of the first flow path being separated from the combustion chamber rather than the second flow path. In which the partition is linearly extended from the upstream side to the downstream side of the intake port, and the straight portion is located on the downstream side of the straight portion. With respect to the first flow path side.

また、前記吸気ポートは、燃焼室に臨む開口が複数設けられ、前記屈曲部は、前記開口の形状に合わせて湾曲されているとよい。   The intake port may include a plurality of openings facing the combustion chamber, and the bent portion may be curved in accordance with the shape of the opening.

また、前記吸気ポートは、燃焼室に臨む開口が複数設けられ、前記屈曲部は、前記ストレート部の下流側の端部において、前記開口が並ぶ方向の両端に形成されているとよい。   The intake port may be provided with a plurality of openings facing the combustion chamber, and the bent portion may be formed at both ends in the direction in which the openings are arranged at the downstream end of the straight portion.

本発明によれば、燃費や燃焼安定性を向上することが可能となる。   According to the present invention, fuel consumption and combustion stability can be improved.

エンジンの構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition of an engine. 隔壁の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of a partition. 第2流路を流れる吸気の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the intake air which flows through the 2nd channel. 隔壁と、屈曲部を有していない隔壁とによる吸気の流れの違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the flow of the intake air by a partition and the partition which does not have a bending part. 吸気流速が相対的に遅い場合における、隔壁と、屈曲部を有していない隔壁とによる、燃焼室内での平均流速および乱れ強さを計測したグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph which measured the average flow velocity and turbulence intensity in a combustion chamber by the partition and the partition which does not have a bending part in case an intake air flow rate is comparatively slow. 第2の実施形態の隔壁を説明する図である。It is a figure explaining the partition of a 2nd embodiment. 第3の実施形態の隔壁を説明する図である。It is a figure explaining the partition of a 3rd embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

<第1の実施形態>
図1は、エンジン1の構成を説明する図である。なお、以下では、シリンダボア5およびピストン6の軸方向を上下方向とし、ピストン6が下死点から上死点へ向かう方向を上方向、ピストン6が上死点から下死点へ向かう方向を下方向として説明する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the engine 1. In the following, the axial direction of the cylinder bore 5 and the piston 6 is the vertical direction, the direction in which the piston 6 is directed from the bottom dead center to the top dead center is upward, and the direction in which the piston 6 is directed from the top dead center to the bottom dead center is downward. This will be described as a direction.

図1に示すように、エンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2と一体形成されたクランクケース3と、シリンダブロック2の上部に固定されたシリンダヘッド4とが設けられている。   As shown in FIG. 1, the engine 1 is provided with a cylinder block 2, a crankcase 3 integrally formed with the cylinder block 2, and a cylinder head 4 fixed to the upper part of the cylinder block 2.

シリンダブロック2には、シリンダボア5が形成されており、シリンダボア5には、ピストン6が摺動自在にコンロッド10に支持されている。そして、エンジン1では、シリンダヘッド4と、シリンダボア5と、ピストン6の上面とによって囲まれた空間が燃焼室7として形成されている。   A cylinder bore 5 is formed in the cylinder block 2, and a piston 6 is slidably supported on the connecting rod 10 in the cylinder bore 5. In the engine 1, a space surrounded by the cylinder head 4, the cylinder bore 5, and the upper surface of the piston 6 is formed as a combustion chamber 7.

また、エンジン1では、クランクケース3内に形成されたクランク室8内に、クランクシャフト9が回転自在に支持されている。コンロッド10は、クランクシャフト9に回転自在に支持されている。これにより、ピストン6は、コンロッド10を介してクランクシャフト9に連結される。   In the engine 1, a crankshaft 9 is rotatably supported in a crank chamber 8 formed in the crankcase 3. The connecting rod 10 is rotatably supported by the crankshaft 9. Thereby, the piston 6 is connected to the crankshaft 9 via the connecting rod 10.

シリンダヘッド4には、吸気ポート11および排気ポート12が燃焼室7に連通するように設けられている。なお、吸気ポート11は、上流から下流に向かう途中で、2つに流路が分かれ、燃焼室7に臨む開口が2つ形成されている。また、排気ポート12は、燃焼室7に臨む開口が2つ形成され、上流から下流に向かう途中で、流路が1つに統合されている。   An intake port 11 and an exhaust port 12 are provided in the cylinder head 4 so as to communicate with the combustion chamber 7. The intake port 11 is divided into two flow paths on the way from the upstream to the downstream, and two openings facing the combustion chamber 7 are formed. Further, the exhaust port 12 has two openings facing the combustion chamber 7, and the flow path is integrated into one on the way from the upstream to the downstream.

吸気ポート11と燃焼室7との間には、吸気バルブ13の先端が位置し、排気ポート12と燃焼室7との間には、排気バルブ14の先端が位置している。そして、シリンダヘッド4およびヘッドカバー(不図示)に囲まれたカム室内に、カム15aが固定された吸気カムシャフト15、および、カム16aが固定された排気カムシャフト16が設けられている。吸気カムシャフト15および排気カムシャフト16は、タイミングベルトを介してクランクシャフト9に連結されており、クランクシャフト9の回転に伴って回転する。   The tip of the intake valve 13 is located between the intake port 11 and the combustion chamber 7, and the tip of the exhaust valve 14 is located between the exhaust port 12 and the combustion chamber 7. An intake camshaft 15 to which a cam 15a is fixed and an exhaust camshaft 16 to which a cam 16a is fixed are provided in a cam chamber surrounded by a cylinder head 4 and a head cover (not shown). The intake camshaft 15 and the exhaust camshaft 16 are connected to the crankshaft 9 via a timing belt, and rotate as the crankshaft 9 rotates.

吸気カムシャフト15は、カム15aが吸気バルブ13の他端に当接されており、回転することで吸気バルブ13を上下方向に移動させる。これにより、吸気バルブ13は、吸気ポート11と燃焼室7との間を開閉する。排気カムシャフト16は、カム16aが排気バルブ14の他端に当接されており、回転することで排気バルブ14を上下方向に移動させる。これにより、排気バルブ14は、排気ポート12と燃焼室7との間を開閉する。   The intake camshaft 15 has a cam 15a in contact with the other end of the intake valve 13, and rotates the intake valve 13 in the vertical direction by rotating. Thereby, the intake valve 13 opens and closes between the intake port 11 and the combustion chamber 7. The cam 16a is in contact with the other end of the exhaust valve 14, and the exhaust cam shaft 16 moves the exhaust valve 14 in the vertical direction by rotating. Thereby, the exhaust valve 14 opens and closes between the exhaust port 12 and the combustion chamber 7.

シリンダヘッド4には、先端が燃焼室7内に位置するように不図示の点火プラグが設けられている。そして、吸気ポート11を介して燃焼室7に流入した空気と燃料との混合気が、所定のタイミングで点火プラグに点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン6が往復運動を行い、その往復運動が、コンロッド10を通じてクランクシャフト9の回転運動に変換される。   The cylinder head 4 is provided with a spark plug (not shown) so that the tip is located in the combustion chamber 7. Then, the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 7 through the intake port 11 is ignited and burned at the spark plug at a predetermined timing. By such combustion, the piston 6 reciprocates, and the reciprocating motion is converted into the rotational motion of the crankshaft 9 through the connecting rod 10.

また、エンジン1では、シリンダヘッド4の外壁面のうち、吸気ポート11の開口部分に吸気配管19が取り付けられている。吸気配管19の内部には、吸気が導かれる吸気流路20が形成されており、吸気流路20と吸気ポート11が連通している。   In the engine 1, an intake pipe 19 is attached to an opening portion of the intake port 11 in the outer wall surface of the cylinder head 4. An intake passage 20 through which intake air is guided is formed inside the intake pipe 19, and the intake passage 20 and the intake port 11 communicate with each other.

吸気ポート11の内部には、隔壁21が配設されている。隔壁21は、吸気ポート11の内部から吸気流路20の内部まで延在している。隔壁21は、吸気流路20の下流側(燃焼室7側)および吸気ポート11の上流側を、吸気の流れ方向に沿って、図1における上下方向に区分けして、第1流路22と第2流路23を形成する。すなわち、吸気流路20および吸気ポート11のそれぞれ一部が、隔壁21によって第1流路22と第2流路23とに仕切られる。   A partition wall 21 is disposed inside the intake port 11. The partition wall 21 extends from the inside of the intake port 11 to the inside of the intake flow path 20. The partition wall 21 divides the downstream side of the intake passage 20 (combustion chamber 7 side) and the upstream side of the intake port 11 in the vertical direction in FIG. A second flow path 23 is formed. That is, a part of each of the intake flow path 20 and the intake port 11 is partitioned into the first flow path 22 and the second flow path 23 by the partition wall 21.

TGV(Tumble Generation Valve:バルブ)24は、吸気流路20のうち、隔壁21より上流側に配設され、第2流路23よりも燃焼室7から離隔した第1流路22の開度を可変する。   A TGV (Tumble Generation Valve) 24 is disposed on the upstream side of the partition wall 21 in the intake flow path 20, and has an opening degree of the first flow path 22 that is further away from the combustion chamber 7 than the second flow path 23. Variable.

図1に示すように、TGV24の開度が最小となり、TGV24によって第1流路22がほとんど閉じられると、吸気流路20に導かれた吸気は、第2流路23を通過して燃焼室7に向かう。   As shown in FIG. 1, when the opening of the TGV 24 is minimized and the first flow path 22 is almost closed by the TGV 24, the intake air guided to the intake flow path 20 passes through the second flow path 23 and is in the combustion chamber. Head to 7.

エンジンの負荷が小さく吸気流量が少ない場合、第1流路22の開度を絞り、吸気のほとんどを第2流路23側に通過させる。こうして、エンジン1では、流速を高めた吸気を燃焼室7に流入させることで、燃焼室7内において図中矢印線で示すタンブル流を生成させ、燃料の急速燃焼を実現し、希釈・希薄燃焼限界、燃焼安定性を向上させる。それにより燃費改善を可能とする。   When the engine load is small and the intake flow rate is small, the opening degree of the first flow path 22 is reduced, and most of the intake air is passed to the second flow path 23 side. In this way, in the engine 1, the intake air with an increased flow velocity is caused to flow into the combustion chamber 7, thereby generating a tumble flow indicated by the arrow in the figure in the combustion chamber 7, realizing rapid fuel combustion, and dilution / lean combustion Improve limits and combustion stability. This makes it possible to improve fuel efficiency.

図2は、隔壁21の形状を説明するための図である。図2に示すように、吸気ポート11は、吸気流路20に連通された入口部11aが燃焼室7側に向かって湾曲しているとともに、燃焼室7に連通された出口部11bが燃焼室7側に向かって湾曲している。そして、吸気ポート11は、入口部11aおよび出口部11bの間のストレート部11cが、直線的に延在している。   FIG. 2 is a view for explaining the shape of the partition wall 21. As shown in FIG. 2, the intake port 11 has an inlet portion 11 a communicated with the intake flow path 20 curved toward the combustion chamber 7 side, and an outlet portion 11 b communicated with the combustion chamber 7. Curved toward 7 side. In the intake port 11, a straight portion 11c between the inlet portion 11a and the outlet portion 11b extends linearly.

隔壁21は、吸気ポート11の入口部11aの形状に沿って湾曲した湾曲部21a、吸気ポート11のストレート部11cに沿って(吸気ポート11の上流側から下流側に向かって)直線的に延在したストレート部21b、および、ストレート部21bの下流側に位置し、第1流路22側に屈曲した屈曲部21cが一体形成されている。   The partition wall 21 extends linearly along the curved portion 21a curved along the shape of the inlet portion 11a of the intake port 11 and along the straight portion 11c of the intake port 11 (from the upstream side to the downstream side of the intake port 11). The existing straight portion 21b and a bent portion 21c which is located on the downstream side of the straight portion 21b and is bent toward the first flow path 22 are integrally formed.

屈曲部21cは、ストレート部21bの下流端と、吸気ポート11における燃焼室7に臨む開口11dの上端11eとを結ぶ直線L1に沿って延在しており、その長さは5mm〜10mmとなっている。なお、屈曲部21cは、ストレート部21bが延在する直線L2と、直線L1とにより形成される角度θを基準として、±10°以内に延在しているとよい。   The bent portion 21c extends along a straight line L1 connecting the downstream end of the straight portion 21b and the upper end 11e of the opening 11d facing the combustion chamber 7 in the intake port 11, and the length is 5 mm to 10 mm. ing. The bent portion 21c may extend within ± 10 ° with reference to an angle θ formed by the straight line L2 from which the straight portion 21b extends and the straight line L1.

上記したように、エンジン1では、エンジンの負荷が低く、吸気流量が少ない場合、TGV24によって第1流路22を閉鎖し、第2流路23のみに吸気を通過させる。このとき、隔壁21は、湾曲部21aおよびストレート部21bによって吸気の流速(吸気流速)を増速させ、屈曲部21cによって吸気の向き、つまり、流れ方向を調整する。   As described above, in the engine 1, when the engine load is low and the intake flow rate is small, the first flow path 22 is closed by the TGV 24 and the intake air is allowed to pass through only the second flow path 23. At this time, the partition wall 21 increases the flow velocity of intake air (intake air flow velocity) by the curved portion 21a and the straight portion 21b, and adjusts the direction of intake air, that is, the flow direction by the bent portion 21c.

図3は、第2流路23を流れる吸気の様子を説明する図である。なお、図3において、吸気の流れ方向を矢印線で示す。図3に示すように、第2流路23を通過する吸気のうち、隔壁21のストレート部21bの近傍を通過する吸気は、屈曲部21cまで到達すると、空気の粘性によるコアンダ効果で、屈曲部21c側に流れ方向が変更される。   FIG. 3 is a diagram for explaining the state of intake air flowing through the second flow path 23. In FIG. 3, the direction of intake air flow is indicated by an arrow line. As shown in FIG. 3, among the intake air that passes through the second flow path 23, when the intake air that passes in the vicinity of the straight portion 21 b of the partition wall 21 reaches the bent portion 21 c, the bent portion is caused by the Coanda effect due to the viscosity of the air. The flow direction is changed to the 21c side.

吸気の流速が高い場合、ストレート部21bと屈曲部21cとの境目である剥離点30よりも下流側に剥離領域(図3中、ハッチングで示す)が形成される。この剥離領域において吸気は、屈曲部21c側に引き付けられる剥離渦を形成する。   When the flow velocity of the intake air is high, a separation region (shown by hatching in FIG. 3) is formed downstream of the separation point 30 that is the boundary between the straight portion 21b and the bent portion 21c. In the separation region, the intake air forms a separation vortex attracted to the bent portion 21c side.

そして、エンジンの回転数、負荷が低く吸気流速が相対的に遅い場合には、剥離しない、もしくは、剥離領域よりも下流側において吸気が屈曲部21cに再付着して屈曲部21cに沿って流れることにより、吸気が吸気バルブ13の上端側から燃焼室7へ導かれることになる。したがって、吸気流速が相対的に遅い場合には、屈曲部21cの影響を受けて、吸気が第1流路22側(吸気バルブ13の上端側)により多く引き付けられることで、吸気バルブ13の上端側から、より効率よく吸気が燃焼室7内に導かれることになる。   When the engine speed and load are low and the intake air flow rate is relatively slow, the air does not separate or the intake air reattaches to the bent portion 21c and flows along the bent portion 21c on the downstream side of the separation region. As a result, the intake air is guided from the upper end side of the intake valve 13 to the combustion chamber 7. Therefore, when the intake air flow rate is relatively slow, the upper end of the intake valve 13 is attracted to the first flow path 22 side (the upper end side of the intake valve 13) due to the influence of the bent portion 21c. From the side, intake air is more efficiently guided into the combustion chamber 7.

一方で、エンジンの回転数、負荷が高く吸気流速が相対的に速い場合には、剥離点30で隔壁21から剥離した吸気は、屈曲部21cに再付着することなく、そのまま吸気バルブ13の上端側から燃焼室7へ導かれることになる。   On the other hand, when the engine speed and load are high and the intake flow velocity is relatively fast, the intake air separated from the partition wall 21 at the separation point 30 does not reattach to the bent portion 21c and remains at the upper end of the intake valve 13 as it is. It will be led to the combustion chamber 7 from the side.

図4は、隔壁21と、屈曲部を有していない隔壁Wとによる吸気の流れの違いを説明する図である。図4(a)は、吸気流速が相対的に速い場合の隔壁21による吸気の流れを示し、図4(b)は、吸気流速が相対的に速い場合の隔壁Wによる吸気の流れを示し、図4(c)は、吸気流速が相対的に遅い場合の隔壁21による吸気の流れを示し、図4(d)は、吸気流速が相対的に遅い場合の隔壁Wによる吸気の流れを示す。   FIG. 4 is a diagram for explaining a difference in intake air flow between the partition wall 21 and the partition wall W that does not have a bent portion. FIG. 4A shows the flow of intake air by the partition wall 21 when the intake flow velocity is relatively fast, and FIG. 4B shows the flow of intake air by the partition wall W when the intake flow velocity is relatively fast, FIG. 4C shows the flow of intake air through the partition wall 21 when the intake flow velocity is relatively slow, and FIG. 4D shows the flow of intake air through the partition wall W when the intake flow velocity is relatively slow.

図4(a)および図4(b)に示すように、エンジンの負荷が高く吸気流速が相対的に速い場合には、屈曲部21cを有する隔壁21であっても、屈曲部を有していない隔壁Wであっても、吸気バルブ13に衝突した吸気が、吸気バルブ13の裏面に沿って流れることで、吸気バルブ13の上端側から燃焼室7内に導かれることになる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, when the engine load is high and the intake air flow rate is relatively high, even the partition wall 21 having the bent portion 21c has the bent portion. Even if there is no partition wall W, the intake air that has collided with the intake valve 13 flows along the back surface of the intake valve 13, and is thus introduced into the combustion chamber 7 from the upper end side of the intake valve 13.

一方、エンジンの負荷が低く吸気流速が相対的に遅い場合には、図4(c)に示すように、屈曲部21cを有する隔壁21では、上記したように、剥離領域よりも下流側において吸気が屈曲部21cに再付着して屈曲部21cに沿って流れることにより、吸気バルブ13の上端側から燃焼室7へ導かれることになる。これにより、吸気流速が遅い場合であっても、燃焼室7で形成されるタンブル流が強くなり、燃料を含む混合気の燃焼速度を増加させ、総じて燃費や燃焼安定性を向上させることができる。   On the other hand, when the engine load is low and the intake air flow velocity is relatively slow, as shown in FIG. 4C, the partition wall 21 having the bent portion 21c takes in the intake air on the downstream side of the separation region as described above. Is reattached to the bent portion 21 c and flows along the bent portion 21 c, thereby being guided from the upper end side of the intake valve 13 to the combustion chamber 7. As a result, even when the intake air flow rate is slow, the tumble flow formed in the combustion chamber 7 becomes strong, and the combustion speed of the air-fuel mixture containing fuel can be increased, and the fuel efficiency and combustion stability can be improved as a whole. .

しかしながら、図4(d)に示すように、屈曲部を有していない隔壁Wでは、隔壁Wに沿って流れる吸気が、そのまま吸気バルブ13に衝突することになる。このとき、吸気流速が遅いため、吸気バルブ13に衝突した吸気の一部が、吸気バルブ13の下端側から燃焼室7内に導かれることになる。吸気バルブ13の下端側から燃焼室7内に導かれる吸気量が増加すると、燃焼室7で形成されるタンブル流が弱くなり、燃料を含む混合気の燃焼速度が低下し、総じて燃費や燃焼安定性が悪化してしまうことになる。   However, as shown in FIG. 4D, in the partition wall W that does not have a bent portion, the intake air flowing along the partition wall W directly collides with the intake valve 13. At this time, since the intake air flow rate is slow, a part of the intake air colliding with the intake valve 13 is guided into the combustion chamber 7 from the lower end side of the intake valve 13. When the amount of intake air introduced into the combustion chamber 7 from the lower end side of the intake valve 13 increases, the tumble flow formed in the combustion chamber 7 becomes weak, the combustion speed of the air-fuel mixture containing fuel decreases, and overall fuel consumption and combustion stability The sex will get worse.

図5は、吸気流速が相対的に遅い場合における、隔壁21と、屈曲部を有していない隔壁Wとによる、燃焼室7内での平均流速および乱れ強さを計測したグラフを示す図である。図5(a)は、横軸にクランク角をとり、縦軸に平均流速をとったグラフであり、図5(b)は、横軸にクランク角をとり、縦軸に乱れ強さをとったグラフである。図5では、クランク角が360°のとき、ピストン6が上死点に位置しており、クランク角が340°〜360°の範囲にあるときに点火プラグが点火される。   FIG. 5 is a diagram showing a graph in which the average flow velocity and turbulence intensity in the combustion chamber 7 are measured by the partition wall 21 and the partition wall W having no bent portion when the intake air flow rate is relatively slow. is there. FIG. 5 (a) is a graph in which the horizontal axis represents the crank angle and the vertical axis represents the average flow velocity, and FIG. 5 (b) represents the crank angle on the horizontal axis and the turbulence intensity on the vertical axis. It is a graph. In FIG. 5, when the crank angle is 360 °, the piston 6 is located at the top dead center, and when the crank angle is in the range of 340 ° to 360 °, the spark plug is ignited.

図5(a)に示すように、屈曲部21cを有する隔壁21を用いた場合には、クランク角が300°〜450°の範囲において、屈曲部を有していない隔壁Wを用いた場合と比べて、燃焼室7内での平均流速が高くなっていることがわかる。つまり、屈曲部21cを有する隔壁21を用いた場合には、屈曲部を有していない隔壁Wを用いた場合と比べて、強いタンブル流を形成させた。   As shown in FIG. 5A, when the partition wall 21 having the bent portion 21c is used, the partition wall W having no bent portion is used in the crank angle range of 300 ° to 450 °. In comparison, it can be seen that the average flow velocity in the combustion chamber 7 is higher. That is, when the partition wall 21 having the bent portion 21c is used, a stronger tumble flow is formed as compared with the case where the partition wall W having no bent portion is used.

また、図5(b)に示すように、屈曲部21cを有する隔壁21を用いた場合には、クランク角が315°〜365°の範囲において、屈曲部を有していない隔壁Wを用いた場合と比べて、燃焼室7内での乱れ強さが大きくなっていることがわかる。   Further, as shown in FIG. 5B, when the partition wall 21 having the bent portion 21c is used, the partition wall W having no bent portion is used in a crank angle range of 315 ° to 365 °. It can be seen that the turbulence intensity in the combustion chamber 7 is greater than in the case.

このように、屈曲部21cを有する隔壁21を用いたエンジン1では、少なくとも点火プラグが点火されるタイミングにおいて、平均流速が高く、乱れ強さも大きいので、吸気流速が相対的に遅い場合であっても、屈曲部を有していない隔壁Wを用いたエンジンと比べて、燃料を含む混合気の燃焼速度を増加させることが可能であることが明確となった。   As described above, in the engine 1 using the partition wall 21 having the bent portion 21c, the average flow velocity is high and the turbulence strength is large at least at the timing when the spark plug is ignited. However, it became clear that the combustion rate of the air-fuel mixture containing fuel can be increased as compared with the engine using the partition wall W having no bent portion.

以上より、エンジン1では、屈曲部21cを有する隔壁21により、吸気流速が相対的に遅い場合であっても、強いタンブル流を形成させることができ、燃料を含む混合気の燃焼速度を増加させ、総じて燃費や燃焼安定性を向上させることができる。   As described above, in the engine 1, the partition wall 21 having the bent portion 21c can form a strong tumble flow even when the intake air flow rate is relatively slow, and increases the combustion speed of the air-fuel mixture including fuel. Overall, fuel economy and combustion stability can be improved.

<第2の実施形態>
図6は、第2の実施形態の隔壁100を説明する図である。図6(a)は、シリンダヘッド4内に配設された隔壁100を示す図であり、図6(b)は、燃焼室7側から見た隔壁100を示す図である。なお、第2の実施形態においては、第1の実施形態の隔壁21に代えて隔壁100が設けられており、それ以外の構成は第1の実施形態と同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a diagram illustrating the partition wall 100 according to the second embodiment. FIG. 6A is a view showing the partition wall 100 disposed in the cylinder head 4, and FIG. 6B is a view showing the partition wall 100 viewed from the combustion chamber 7 side. In the second embodiment, a partition wall 100 is provided in place of the partition wall 21 of the first embodiment, and the other configuration is the same as that of the first embodiment, so that the same reference numerals are given. The description is omitted.

図6(a)に示すように、第2の実施形態の隔壁100は、湾曲部21a、ストレート部21bおよび屈曲部100cが一体形成されている。屈曲部100cは、第1の実施形態の屈曲部21cと同様に、ストレート部21bの下流端と吸気ポート11の燃焼室7に臨む開口11dの上端と11eを結ぶ直線L1に沿って延在しており、その長さは5mm〜10mmとなっている。   As shown to Fig.6 (a), the partition part 100 of 2nd Embodiment is integrally formed with the curved part 21a, the straight part 21b, and the bending part 100c. Similarly to the bent portion 21c of the first embodiment, the bent portion 100c extends along a straight line L1 that connects the downstream end of the straight portion 21b and the upper end of the opening 11d facing the combustion chamber 7 of the intake port 11 and 11e. The length is 5 mm to 10 mm.

また、屈曲部100cは、図6(b)に示すように、吸気ポート11における燃焼室7に臨む開口11dの上端側の形状に沿って、中央部分が上側に膨らんで凸状に形成された凸状部100dが2つ形成されている。したがって、屈曲部100cは、吸気ポート11の燃焼室7に臨む開口11dの上端に向かって全体的に延在しているとともに、2つの開口11dの上端側の形状に合わせて湾曲している。   Further, as shown in FIG. 6B, the bent portion 100c is formed in a convex shape with the central portion bulging upward along the shape of the upper end side of the opening 11d facing the combustion chamber 7 in the intake port 11. Two convex portions 100d are formed. Therefore, the bent portion 100c extends as a whole toward the upper end of the opening 11d facing the combustion chamber 7 of the intake port 11, and is curved in accordance with the shape of the upper end side of the two openings 11d.

隔壁100では、吸気バルブ13と開口11dとの隙間の形状に合わせて吸気を燃焼室7へ向けて通過させることができるので、エンジンの負荷が低く吸気流速が相対的に遅い場合に、隔壁21と比べて、吸気バルブ13の上端側から燃焼室7内により多くの吸気を導くことができる。   In the partition wall 100, the intake air can be passed toward the combustion chamber 7 in accordance with the shape of the gap between the intake valve 13 and the opening 11d. Therefore, when the engine load is low and the intake air flow rate is relatively slow, the partition wall 21 As compared with the above, more intake air can be introduced into the combustion chamber 7 from the upper end side of the intake valve 13.

<第3の実施形態>
図7は、第3の実施形態の隔壁200を説明する図である。図7(a)は、燃焼室7側から見た隔壁200を示す図であり、図7(b)は、隔壁200を用いた場合の燃焼室7に導かれる吸気の流れを示す図であり、図7(c)は、屈曲部を有していない隔壁Wを用いた場合の燃焼室7に導かれる吸気の流れを示す図である。なお、第3の実施形態においては、第1の実施形態の隔壁21に代えて隔壁200が設けられており、それ以外の構成は第1の実施形態と同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a diagram illustrating the partition wall 200 according to the third embodiment. FIG. 7A is a view showing the partition wall 200 viewed from the combustion chamber 7 side, and FIG. 7B is a view showing the flow of intake air guided to the combustion chamber 7 when the partition wall 200 is used. FIG. 7C is a diagram showing the flow of intake air introduced into the combustion chamber 7 when the partition wall W having no bent portion is used. In the third embodiment, a partition wall 200 is provided instead of the partition wall 21 of the first embodiment, and the other configuration is the same as that of the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given. The description is omitted.

図7(a)に示すように、第3の実施形態の隔壁200は、湾曲部21a、ストレート部21b、屈曲部200cが一体形成されている。屈曲部200cは、ストレート部21bにおける下流側の端部において、吸気の流れ方向に対して直交した開口11dが並ぶ方向の両端が直線L1(図2参照)に沿って延在している。   As shown in FIG. 7A, the partition wall 200 of the third embodiment is integrally formed with a curved portion 21a, a straight portion 21b, and a bent portion 200c. In the bent portion 200c, both ends in the direction in which the openings 11d orthogonal to the flow direction of the intake are arranged extend along a straight line L1 (see FIG. 2) at the downstream end of the straight portion 21b.

隔壁200を用いたエンジン1では、図7(b)に示すように、隔壁200の下流側の端部において、第2流路23における中央部分の断面積が、屈曲部200cが設けられた両端側の断面積よりも小さくなるため、中央部分の吸気流速が両端側の吸気流速よりも高くなる。   In the engine 1 using the partition wall 200, as shown in FIG. 7B, the cross-sectional area of the central portion of the second flow path 23 at the downstream end of the partition wall 200 is the both ends where the bent portions 200c are provided. Since it is smaller than the cross-sectional area on the side, the intake air flow velocity at the central portion is higher than the intake air flow velocity on both ends.

これにより、吸気ポート11から燃焼室7に導かれた吸気が、開口11dが並ぶ方向において同等の大きさとなる。これにより、燃焼室7で形成されるタンブル流を強くして(タンブル流の質を向上して)、燃料の燃焼速度を増加させ、総じて燃費や燃焼安定性を向上させることができる。   As a result, the intake air guided from the intake port 11 to the combustion chamber 7 has the same size in the direction in which the openings 11d are arranged. As a result, the tumble flow formed in the combustion chamber 7 can be strengthened (improved tumble flow quality), the fuel combustion speed can be increased, and fuel efficiency and combustion stability can be improved as a whole.

一方、隔壁Wを用いたエンジンでは、図7(c)に示すように、隔壁Wの下流側の端部において、中央部分の吸気流速が両端側の吸気流速よりも低くなる。このような場合、吸気ポート11から燃焼室7に導かれた吸気が、開口11dが並ぶ方向において両端側が中央側よりも速くなる。これにより、燃焼室7で形成されるタンブルの質が悪化し、圧縮上死点でのタンブル残存性が悪化する。それにより燃料を含む混合気の燃焼速度は低下し、総じて燃費や燃焼安定性を悪化させることになる。   On the other hand, in the engine using the partition wall W, as shown in FIG. 7C, the intake air flow velocity at the central portion is lower than the intake air flow velocity at both ends at the downstream end portion of the partition wall W. In such a case, the intake air guided from the intake port 11 to the combustion chamber 7 is faster at both ends than the center in the direction in which the openings 11d are arranged. Thereby, the quality of the tumble formed in the combustion chamber 7 is deteriorated, and the tumble persistence at the compression top dead center is deteriorated. As a result, the combustion speed of the air-fuel mixture containing fuel is reduced, and the fuel consumption and combustion stability are generally deteriorated.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態では、屈曲部21c、100c、200cが直線L1に沿って延在するようにしたが、ストレート部21bが延在する直線L1に対して少なくとも第1流路22側に屈曲していればよい。   For example, in the above-described embodiment, the bent portions 21c, 100c, and 200c extend along the straight line L1, but bend at least toward the first flow path 22 with respect to the straight line L1 that the straight portion 21b extends. If you do.

本発明は、吸気ポートを仕切る隔壁が設けられたエンジンに利用できる。   The present invention can be used for an engine provided with a partition wall for partitioning an intake port.

1 エンジン
4 シリンダヘッド
7 燃焼室
11 吸気ポート
13 吸気バルブ
21、100、200 隔壁
21b ストレート部
21c、100c、200c 屈曲部
22 第1流路
23 第2流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4 Cylinder head 7 Combustion chamber 11 Intake port 13 Intake valve 21, 100, 200 Partition 21b Straight part 21c, 100c, 200c Bending part 22 1st flow path 23 2nd flow path

Claims (3)

吸気ポートが隔壁によって第1流路と第2流路に区分けされ、該第2流路よりも燃焼室から離隔した該第1流路の開度がバルブによって可変されるエンジンであって、
前記隔壁は、
前記吸気ポートの上流側から下流側に向かって直線的に延在するストレート部と、
前記ストレート部の下流側に位置し、該ストレート部に対して前記第1流路側に屈曲した屈曲部と、
を備えることを特徴とするエンジン。
An engine in which an intake port is divided into a first flow path and a second flow path by a partition, and an opening degree of the first flow path that is separated from the combustion chamber rather than the second flow path is variable by a valve,
The partition is
A straight portion extending linearly from the upstream side to the downstream side of the intake port;
A bent portion located downstream of the straight portion and bent toward the first flow path with respect to the straight portion;
An engine comprising:
前記吸気ポートは、燃焼室に臨む開口が複数設けられ、
前記屈曲部は、
前記開口の形状に合わせて湾曲されていることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。
The intake port is provided with a plurality of openings facing the combustion chamber,
The bent portion is
The engine according to claim 1, wherein the engine is curved in accordance with the shape of the opening.
前記吸気ポートは、燃焼室に臨む開口が複数設けられ、
前記屈曲部は、
前記ストレート部の下流側の端部において、前記開口が並ぶ方向の両端に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。
The intake port is provided with a plurality of openings facing the combustion chamber,
The bent portion is
2. The engine according to claim 1, wherein the opening is formed at both ends in the direction in which the openings are arranged at the downstream end of the straight portion.
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