JP2018128003A - engine - Google Patents

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遼 森岡
Ryo Morioka
遼 森岡
智 吉川
Satoshi Yoshikawa
智 吉川
義幸 干場
Yoshiyuki Hoshiba
義幸 干場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress increase in temperature of intake air in an intake port, and to achieve smooth fuel vaporization in the intake port.SOLUTION: An engine 1 includes an intake port 3 and an exhaust port 4 connected to a combustion chamber 2 of the engine 1, a fuel injection valve 10 disposed in the intake port 3 and injecting fuel, and a partition wall 11 partitioning an inside of the intake port 3 into an upper port 16 and a lower port 13. A heat insulating material 12 is arranged on an inner surface of the upper port 16, and the fuel injection valve 10 is disposed in the lower port 13. A flow regulating valve A is provided on the upstream side in an intake flow direction of the fuel injection valve 10 in the lower port 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、燃焼室内での良好な燃焼を可能とする吸気通路構造を備えたエンジンに関する。   The present invention relates to an engine having an intake passage structure that enables good combustion in a combustion chamber.

エンジンの燃焼室内には、インテークマニホールドやシリンダヘッドに設けられる吸気通路(以下、吸気ポートと称する。)を通じて吸気が供給される。また、吸気ポート内には燃料噴射弁が備えられ、燃料噴射弁から噴射された燃料が吸気とともに燃焼室内で拡散し、その拡散した燃料が、燃焼室内に設けられた点火プラグによって点火されて燃焼する。   Intake air is supplied into the combustion chamber of the engine through an intake passage (hereinafter referred to as an intake port) provided in an intake manifold or a cylinder head. In addition, a fuel injection valve is provided in the intake port, and the fuel injected from the fuel injection valve diffuses in the combustion chamber together with the intake air, and the diffused fuel is ignited and burned by an ignition plug provided in the combustion chamber. To do.

ところで、燃焼室内での燃料の燃焼により発生した熱が吸気ポート側に伝わり、吸気の温度が過度に上昇してしまうと、吸気の充填効率の低下やノッキング発生の原因となる場合がある。   By the way, if heat generated by the combustion of fuel in the combustion chamber is transmitted to the intake port side and the temperature of the intake air rises excessively, it may cause a decrease in intake charging efficiency and occurrence of knocking.

そこで、例えば、特許文献1は、吸気ポートの内面に熱伝導率の低い断熱材を配置することで、吸気の温度上昇を抑制する技術が開示されている。この技術では、吸気ポート内を隔壁によって上部通路と下部通路に分割し、下部通路に空気量を制御する制御バルブを備えている。断熱材は、隔壁の上部通路側の面を含む上部通路の内面に配置されている。   Thus, for example, Patent Document 1 discloses a technique for suppressing a rise in the temperature of intake air by disposing a heat insulating material having low thermal conductivity on the inner surface of the intake port. In this technique, the inside of the intake port is divided into an upper passage and a lower passage by a partition, and a control valve that controls the amount of air is provided in the lower passage. The heat insulating material is arrange | positioned at the inner surface of the upper channel | path including the surface by the side of the upper channel | path of a partition.

また、特許文献2には、同じく、吸気ポート内を隔壁によって上部通路と下部通路に分割し、下部通路に空気量を制御する制御バルブを備え、隔壁の上部通路側の面に熱伝導率が高い高熱伝導性材を配置し、隔壁の下部通路側の面に断熱材が配置される技術が開示されている。   Similarly, in Patent Document 2, the inside of the intake port is divided into an upper passage and a lower passage by a partition, and a control valve that controls the amount of air is provided in the lower passage, and the thermal conductivity is provided on the surface of the partition on the upper passage side. There is disclosed a technique in which a high heat conductive material is disposed and a heat insulating material is disposed on a surface of the partition wall on the lower passage side.

特開2007−71129号公報(第16頁第14図等参照)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-71129 (refer to FIG. 14 on page 16, etc.) 特開2010−174722号公報JP 2010-174722 A

上記のように吸気ポート内に断熱材を配置すると、吸気温度が低下して吸気の充填効率の向上が可能となるほか、点火進角も可能となる。しかし、断熱材を配置することで、吸気通路の壁面温度が低下するので、運転状況によっては、噴射された燃料の円滑な気化が阻害される場合もあると考えられる。燃料の気化は常に円滑であることが望ましい。   When the heat insulating material is disposed in the intake port as described above, the intake air temperature is lowered and the intake charge efficiency can be improved, and the ignition advance is also possible. However, since the wall surface temperature of the intake passage is reduced by arranging the heat insulating material, it is considered that the smooth vaporization of the injected fuel may be hindered depending on the operation state. It is desirable that fuel vaporization is always smooth.

そこで、この発明の課題は、吸気ポート内の吸気の温度上昇を抑制するとともに、吸気ポート内における燃料の円滑な気化を実現することである。   Therefore, an object of the present invention is to suppress a rise in the temperature of intake air in the intake port and to realize smooth vaporization of fuel in the intake port.

上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの燃焼室に接続される吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート内に配置され燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記吸気ポート内を上部ポートと下部ポートに隔てる隔壁とを備え、前記上部ポートの内面に断熱材が配置され、前記燃料噴射弁は前記下部ポート内に配置され、前記下部ポートの前記燃料噴射弁よりも吸気流れ方向の上流側に流量調整弁を備えるエンジンを採用した。   In order to solve the above problems, the present invention includes an intake port and an exhaust port connected to a combustion chamber of an engine, a fuel injection valve disposed in the intake port and injecting fuel, and an upper portion in the intake port. A partition wall separating the port and the lower port, a heat insulating material is disposed on the inner surface of the upper port, the fuel injection valve is disposed in the lower port, and is more in the intake flow direction than the fuel injection valve of the lower port An engine equipped with a flow control valve on the upstream side was adopted.

ここで、前記流量調整弁は、前記吸気ポート内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸と、前記弁軸周りに回動自在の弁体とを備え、前記弁軸は、前記隔壁の吸気流れ方向の上流側端部に支持される構成を採用することができる。   Here, the flow rate adjusting valve includes a valve shaft disposed in a direction intersecting an intake flow direction in the intake port, and a valve body rotatable around the valve shaft, The structure supported by the upstream edge part of the suction flow direction of a partition can be employ | adopted.

あるいは、前記流量調整弁は、前記吸気ポート内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸と、前記弁軸周りに回動自在の弁体とを備え、前記弁軸は、前記隔壁の上流側端部から所定距離だけ下流側となる前記隔壁に支持される構成を採用することができる。   Alternatively, the flow rate adjusting valve includes a valve shaft disposed in a direction intersecting an intake flow direction in the intake port, and a valve body rotatable around the valve shaft, and the valve shaft includes the partition wall The structure supported by the said partition which becomes a predetermined distance downstream from the upstream edge part of this can be employ | adopted.

このとき、前記弁体は、前記弁軸に支持される基部と、閉弁状態で前記下部ポートの底部に当接する弁先端部とを備え、前記弁先端部は、閉弁状態で前記弁軸よりも吸気流れ方向の上流側に位置している構成を採用することができる。   At this time, the valve body includes a base portion supported by the valve shaft, and a valve tip portion that abuts against a bottom portion of the lower port in a valve-closed state, and the valve tip portion is the valve shaft in a valve-closed state. It is possible to adopt a configuration that is located upstream of the intake flow direction.

また、前記流量調整弁の他の態様として、前記流量調整弁は、前記吸気ポート内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸と、前記弁軸周りに回動自在の弁体とを備え、前記弁軸は、前記下部ポートの底部に支持される構成を採用することができる。   Further, as another aspect of the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve includes a valve shaft disposed in a direction intersecting an intake flow direction in the intake port, and a valve body rotatable around the valve shaft. The valve shaft can be configured to be supported on the bottom of the lower port.

このとき、前記弁体は、前記弁軸に支持される基部と、閉弁状態で前記下部ポートの天面に当接する弁先端部とを備え、前記弁先端部は、閉弁状態で前記弁軸よりも吸気流れ方向の下流側に位置している構成を採用することができる。   At this time, the valve body includes a base portion supported by the valve shaft, and a valve tip portion that comes into contact with the top surface of the lower port in a closed state, and the valve tip portion is in the closed state. A configuration that is located downstream of the shaft in the intake flow direction can be employed.

これらの各態様において、前記隔壁は、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの部材の熱容量が小さくなっている構成を採用することができる。   In each of these aspects, the partition can adopt a configuration in which the heat capacity of the member per unit area gradually decreases toward the downstream side in the intake flow direction.

例えば、前記隔壁は、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に部材の厚さが薄くなっている構成を採用することができる。あるいは、例えば、前記隔壁は内部に中空部を有し、前記中空部は、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの前記隔壁に介在する容積が大きくなっている構成を採用することができる。   For example, the partition may be configured such that the thickness of the member is gradually reduced toward the downstream side in the intake flow direction. Alternatively, for example, the partition has a hollow portion inside, and the hollow portion adopts a configuration in which the volume interposed in the partition per unit area gradually increases toward the downstream side in the intake flow direction. be able to.

この発明は、吸気ポート内に隔壁を介して上部ポートと下部ポートを備え、上部ポートの内面に断熱材を配置し、燃料噴射弁を下部ポート内に配置し、下部ポートの燃料噴射弁よりも吸気流れ方向の上流側に流量調整弁を備えたので、下部ポートへの吸気の流入を調整することで、吸気ポート内の吸気の温度上昇を抑制するとともに、吸気ポート内における燃料の円滑な気化を実現することができる。   The present invention includes an upper port and a lower port through a partition wall in the intake port, a heat insulating material is disposed on the inner surface of the upper port, a fuel injection valve is disposed in the lower port, and the fuel injection valve of the lower port is A flow control valve is provided upstream in the intake flow direction, so adjusting the inflow of intake air to the lower port suppresses the rise in intake air temperature in the intake port and smoothes the fuel vaporization in the intake port. Can be realized.

この発明の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of this invention. 図1の流量調整弁が閉弁状態になった際の断面図である。It is sectional drawing when the flow regulating valve of FIG. 1 will be in a valve closing state. (a)(b)は他の実施形態を示す断面図である。(A) (b) is sectional drawing which shows other embodiment. (a)(b)はそれぞれさらに他の実施形態を示す断面図である。(A) and (b) are sectional views showing other embodiments, respectively. (a)(b)(c)はそれぞれさらに他の実施形態を示す断面図である。(A) (b) (c) is sectional drawing which shows further another embodiment, respectively.

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は、この実施形態のエンジン1の燃焼室2とシリンダヘッド付近を示す縦断面図である。図2は、吸気ポート3の断面図である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of a combustion chamber 2 and a cylinder head of an engine 1 of this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the intake port 3.

図1に示すように、エンジン1のシリンダ内にはピストン8が収容されている。シリンダの上面、内周面、及び、ピストン8の上面等により燃焼室2が形成されている。燃焼室2の上部のシリンダヘッドには、燃焼室2内に吸気を送り込む吸気ポート3、燃焼室2から引き出された排気ポート4を備えている。   As shown in FIG. 1, a piston 8 is accommodated in the cylinder of the engine 1. The combustion chamber 2 is formed by the upper surface of the cylinder, the inner peripheral surface, the upper surface of the piston 8, and the like. An upper cylinder head of the combustion chamber 2 is provided with an intake port 3 for sending intake air into the combustion chamber 2 and an exhaust port 4 drawn from the combustion chamber 2.

また、吸気ポート3内には、燃焼室2や吸気ポート3内へ燃料を噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)10を備えている。また、燃焼室2の頂部には、その燃焼室2内に供給された燃料を燃焼させる点火火花を生じさせる点火装置7を備えている。   In addition, a fuel injection valve (injector) 10 for injecting fuel into the combustion chamber 2 and the intake port 3 is provided in the intake port 3. An ignition device 7 is provided at the top of the combustion chamber 2 to generate an ignition spark that burns fuel supplied into the combustion chamber 2.

吸気ポート3の燃焼室2への開口である吸気弁孔は、吸気バルブ5によって開閉される。また、同様に、排気ポート4の燃焼室2への開口である排気弁孔も、排気バルブ6によって開閉される。   An intake valve hole that is an opening of the intake port 3 to the combustion chamber 2 is opened and closed by the intake valve 5. Similarly, an exhaust valve hole that is an opening of the exhaust port 4 to the combustion chamber 2 is also opened and closed by the exhaust valve 6.

これらの図面では、この発明に直接関係する吸気側の部材や手段を中心に示し、他の部材等については図示省略している。また、図面では、一つのシリンダのみを示しているが、エンジン1は単気筒であってもよいし、複数のシリンダを備えた多気筒であってもよい。   In these drawings, members and means on the intake side that are directly related to the present invention are mainly shown, and other members and the like are not shown. Although only one cylinder is shown in the drawings, the engine 1 may be a single cylinder or a multi-cylinder having a plurality of cylinders.

吸気ポート3の断面形状は、通路の上面3a側と下面3b側とを結ぶ上下方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも小さく設定された、いわゆる横長のオーバル形状となっている。このようなオーバル形状は、吸気ポート3の吸気流れ方向上流寄りに配置されるインテークマニホールド内の吸気通路から、吸気バルブ5の傘部5aから伸びるバルブステム5bがシリンダヘッドに支持される箇所であるバルブ支持部付近までの区間において継続している。   The cross-sectional shape of the intake port 3 is a so-called horizontally long oval shape in which the maximum diameter in the vertical direction connecting the upper surface 3a side and the lower surface 3b side of the passage is set smaller than the maximum diameter in the width direction perpendicular thereto. It has become. Such an oval shape is a portion where the valve head 5b extending from the umbrella portion 5a of the intake valve 5 is supported by the cylinder head from the intake passage in the intake manifold arranged upstream of the intake port 3 in the intake flow direction. It continues in the section up to the vicinity of the valve support.

吸気ポート3内における吸気バルブ5よりも吸気流れ方向の上流側には、その吸気ポート3内の空間を、上部ポート16と下部ポート13とに隔てる隔壁11が備えられている。隔壁11は、吸気ポート3の上流側と下流側とを結ぶ吸気流れ方向に対して、上流側端部11dから下流側端部11eまで、一定の長さの範囲で設けられる。   A partition wall 11 that divides the space in the intake port 3 into an upper port 16 and a lower port 13 is provided upstream of the intake valve 5 in the intake port 3 in the intake flow direction. The partition wall 11 is provided in a range of a certain length from the upstream end portion 11d to the downstream end portion 11e with respect to the intake flow direction connecting the upstream side and the downstream side of the intake port 3.

隔壁11は、通路の幅方向の内壁間を直線状に結ぶ板状部材であってもよいし、それ以外にも、通路の幅方向の内壁間を吸気ポート3の下面3bに沿って円弧状に結ぶ板状部材等であってもよい。   The partition wall 11 may be a plate-like member that linearly connects the inner walls in the width direction of the passage. In addition, the partition wall 11 has an arc shape between the inner walls in the width direction of the passage along the lower surface 3b of the intake port 3. It may be a plate-like member or the like.

上部ポート16の内面には断熱材12が配置されている。断熱材12は、隔壁11の上部ポート16側の面を含む上部ポート16の内面全体に配置されている。また、断熱材12は、隔壁11の上流側端部11dよりも上流側の吸気ポート3の内面にも配置されている。下部ポート13の内面には断熱材12は配置されず、下部ポート13の内面は、隔壁11や吸気ポート3の素材である金属が露出している。   A heat insulating material 12 is disposed on the inner surface of the upper port 16. The heat insulating material 12 is disposed on the entire inner surface of the upper port 16 including the surface of the partition wall 11 on the upper port 16 side. The heat insulating material 12 is also disposed on the inner surface of the intake port 3 upstream of the upstream end portion 11 d of the partition wall 11. The heat insulating material 12 is not disposed on the inner surface of the lower port 13, and the metal that is the material of the partition wall 11 and the intake port 3 is exposed on the inner surface of the lower port 13.

隔壁11や吸気ポート3の部材を構成する素材は、通常はアルミニウム合金が用いられるが、これを他の金属や他の素材で構成することも可能である。また、隔壁11と吸気ポート3とを異なる素材で構成することも可能であるが、両者の熱伝導率は同程度とすることが望ましい。断熱材12の素材は、隔壁11や吸気ポート3の部材よりも相対的に熱伝導率が低い素材であり、例えば、樹脂等を採用することができる。   The material constituting the members of the partition wall 11 and the intake port 3 is usually made of an aluminum alloy, but it can be made of other metals or other materials. Further, the partition wall 11 and the intake port 3 can be made of different materials, but it is desirable that the thermal conductivity of the both be the same. The material of the heat insulating material 12 is a material whose thermal conductivity is relatively lower than the members of the partition wall 11 and the intake port 3, and for example, a resin or the like can be adopted.

吸気ポート3内に配置される燃料噴射弁10は下部ポート13に配置される。燃料噴射弁10は、吸気ポート3の下面3b側から下部ポート13内の空間に向かって噴射口が臨むように配置される。   The fuel injection valve 10 disposed in the intake port 3 is disposed in the lower port 13. The fuel injection valve 10 is disposed so that the injection port faces the space in the lower port 13 from the lower surface 3b side of the intake port 3.

このエンジン1を搭載する車両は、電子制御ユニット20を備えている。電子制御ユニット20は、吸排気バルブ5,6の開閉制御や燃料噴射の制御、点火装置7による点火時期の制御等を含む、エンジン1や補機類全般の制御を行うほか、車両に搭載された機器類の制御も行う。   A vehicle equipped with the engine 1 includes an electronic control unit 20. The electronic control unit 20 controls the engine 1 and all the auxiliary equipment including the opening / closing control of the intake and exhaust valves 5 and 6, the control of fuel injection, the control of the ignition timing by the ignition device 7, and the like. Also controls the equipment.

下部ポート13において、燃料は、燃料噴射弁10の噴射口から、吸気流れ方向に沿って下流側へ向かって噴射される。燃料噴射弁10から噴射された燃料は、燃焼室2へ供給される。また、上部ポート16においては、燃料の噴射は行われないので、上流側からの空気が燃焼室2へ供給される。   In the lower port 13, the fuel is injected from the injection port of the fuel injection valve 10 toward the downstream side along the intake flow direction. The fuel injected from the fuel injection valve 10 is supplied to the combustion chamber 2. Further, since fuel is not injected in the upper port 16, air from the upstream side is supplied to the combustion chamber 2.

ここで、下部ポート13において、燃料噴射弁10よりも上流側に流量調整弁Aが備えられている。この実施形態では、流量調整弁Aは、下部ポート13の上流側端に配置され、下部ポート13内に流入する上流側からの吸気(新気)の量が調整できるようになっている。図1は、流量調整弁Aの開弁状態を、図2は、流量調整弁Aの閉弁状態を示している。   Here, in the lower port 13, a flow rate adjustment valve A is provided upstream of the fuel injection valve 10. In this embodiment, the flow rate adjustment valve A is arranged at the upstream end of the lower port 13 so that the amount of intake air (fresh air) flowing into the lower port 13 from the upstream side can be adjusted. FIG. 1 shows the opened state of the flow regulating valve A, and FIG. 2 shows the closed state of the flow regulating valve A.

このように、吸気を供給するための上部ポート16の内面に断熱材12を配置したので、燃焼室2側からの熱の伝達、あるいは、排気の吹き戻し等に伴う上部ポート16の内面の温度上昇は抑制される。これにより、上部ポート16を通じて供給される吸気の温度上昇を抑制することができる。また、燃料噴射弁10を、断熱材12が配置されていない非断熱ポートである下部ポート13内に配置したので、下部ポート13の内面は、燃焼室2側からの熱の伝達、あるいは、排気の吹き戻し等によって、上部ポート16の内面よりも高い適度な温度に維持され、吸気ポート3内における燃料の円滑な気化を実現することができる。さらに、下部ポート13の燃料噴射弁10よりも上流側に流量調整弁Aを備えたので、下部ポート13への吸気の流入を調整することで、下部ポート13の内面の温度低下を防ぐことができ、燃料の気化をさらに促進することができる。   As described above, since the heat insulating material 12 is arranged on the inner surface of the upper port 16 for supplying intake air, the temperature of the inner surface of the upper port 16 due to the transfer of heat from the combustion chamber 2 side, the exhaust blowback, or the like. The rise is suppressed. Thereby, the temperature rise of the intake air supplied through the upper port 16 can be suppressed. In addition, since the fuel injection valve 10 is disposed in the lower port 13 which is a non-insulated port where the heat insulating material 12 is not disposed, the inner surface of the lower port 13 transmits heat from the combustion chamber 2 side or exhausts. By blowing back, etc., it is maintained at an appropriate temperature higher than the inner surface of the upper port 16, and smooth vaporization of fuel in the intake port 3 can be realized. Furthermore, since the flow regulating valve A is provided upstream of the fuel injection valve 10 in the lower port 13, the temperature of the inner surface of the lower port 13 can be prevented by adjusting the inflow of intake air to the lower port 13. This can further promote fuel vaporization.

なお、通常運転時は、流量調整弁Aの弁体15は全閉状態として、下部ポート13内の保温が行われることが望ましい。また、全負荷時は、流量調整弁Aの弁体15は全開状態として、必要な吸気量が確保されることが望ましい。   During normal operation, it is desirable that the valve body 15 of the flow rate adjustment valve A is fully closed to keep the inside of the lower port 13 warm. Further, it is desirable that the valve body 15 of the flow rate adjustment valve A is fully opened to ensure a necessary intake air amount during full load.

この実施形態における流量調整弁Aの具体的な構成は、吸気ポート3内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸14と、弁軸14周りに回動自在の弁体15とを備えている。弁軸14は、隔壁11の上流側端部11dに支持され、その軸方向が、吸気流れ方向に直交する方向となっている。   The specific configuration of the flow rate adjusting valve A in this embodiment includes a valve shaft 14 disposed in a direction intersecting the intake flow direction in the intake port 3 and a valve body 15 that is rotatable around the valve shaft 14. I have. The valve shaft 14 is supported by the upstream end portion 11d of the partition wall 11, and the axial direction thereof is a direction orthogonal to the intake flow direction.

図1に示す開弁状態において、板状の弁体15が、隔壁11の上流側端部11dからさらに上流側へ向かって、隔壁11の方向を延長した同一直線上に伸びているので、上流側からの吸気の流れは抵抗なく円滑に上部ポート16及び下部ポート13に誘導される。   In the valve open state shown in FIG. 1, the plate-like valve body 15 extends on the same straight line extending the direction of the partition wall 11 from the upstream end 11d of the partition wall 11 toward the upstream side. The flow of intake air from the side is smoothly guided to the upper port 16 and the lower port 13 without resistance.

また、図2に示す閉弁状態において、板状の弁体15が、吸気ポート3の下面3bから隔壁11の上流側端部11dへ向かって滑らかに接続されているので、上流側からの吸気の流れは円滑に上部ポート16に誘導される。   2, the plate-like valve body 15 is smoothly connected from the lower surface 3b of the intake port 3 toward the upstream end portion 11d of the partition wall 11, so that the intake air from the upstream side Is smoothly guided to the upper port 16.

ここで、吸気ポート3の吸気流れ方向に直交する断面において、上部ポート16の断面積は下部ポート13の断面積と同じか、あるいは、下部ポート13の断面積よりも大きく設定されている。上部ポート16は主たる吸気通路として機能し、下部ポート13は燃料を供給する通路として機能するので、好ましくは、上部ポート16の断面積は下部ポート13の断面積よりも数倍(例えば、2〜3倍程度)大きく設定するのがよい。   Here, in the cross section orthogonal to the intake flow direction of the intake port 3, the cross sectional area of the upper port 16 is set to be the same as or larger than the cross sectional area of the lower port 13. Since the upper port 16 functions as a main intake passage and the lower port 13 functions as a passage for supplying fuel, preferably, the cross-sectional area of the upper port 16 is several times larger than the cross-sectional area of the lower port 13 (for example, 2 to 2). It should be set larger.

図3(a)(b)の実施形態では、流量調整弁Aの弁軸14は、隔壁11の上流側端部11dよりも下流側で、下部ポート13の底部13bに支持されている。また、弁体15は、弁軸14に支持される基部15aと、閉弁状態において、弁軸14よりも下流側で下部ポート13の天面13aに当接する弁先端部15bとを備えている。   In the embodiment of FIGS. 3A and 3B, the valve shaft 14 of the flow rate adjusting valve A is supported by the bottom 13b of the lower port 13 on the downstream side of the upstream end 11d of the partition wall 11. The valve body 15 includes a base portion 15a supported by the valve shaft 14 and a valve tip portion 15b that contacts the top surface 13a of the lower port 13 on the downstream side of the valve shaft 14 in the closed state. .

このため、流量調整弁Aを開放した際には、下部ポート13の流路の断面のうち、図3
(b)に矢印aで示すような、隔壁11に近い側を通る吸気が多くなる。このため、燃料噴射弁10から噴射された燃料は、図中の矢印bで示すように、隔壁11から遠い側である底部13bに沿って層状に流れるようになり、隔壁11(下部ポート13の天面13a)への付着量が低減される。これにより、燃料の気化をさらに促進することができる。また、燃焼室2へ導入される吸気の多くは、下部ポート13の底部13bに近い側を通って燃焼室2に至るので、燃料は、燃焼室2内の排気側よりも吸気側に多く導入されるようになる。
For this reason, when the flow rate adjustment valve A is opened, FIG.
As shown by the arrow a in (b), the intake air passing through the side closer to the partition wall 11 increases. For this reason, the fuel injected from the fuel injection valve 10 flows in a layered manner along the bottom portion 13b on the side far from the partition wall 11, as indicated by the arrow b in the figure. The amount of adhesion to the top surface 13a) is reduced. Thereby, vaporization of fuel can be further promoted. Further, most of the intake air introduced into the combustion chamber 2 reaches the combustion chamber 2 through the side close to the bottom portion 13 b of the lower port 13, so that more fuel is introduced into the intake side than in the exhaust side in the combustion chamber 2. Will come to be.

つぎに、図4(a)に示す実施形態では、流量調整弁Aの弁軸14は、隔壁11の上流側端部11dよりも上流側で、下部ポート13の底部13bに支持されている。また、弁体15の弁先端部15bは、閉弁状態において、弁軸14よりも下流側で隔壁11の上流側端部11dに当接する。   Next, in the embodiment shown in FIG. 4A, the valve shaft 14 of the flow regulating valve A is supported by the bottom 13 b of the lower port 13 on the upstream side of the upstream end 11 d of the partition wall 11. In addition, the valve tip 15b of the valve body 15 contacts the upstream end 11d of the partition wall 11 on the downstream side of the valve shaft 14 in the closed state.

この実施形態においても、図2と同様、閉弁状態において、板状の弁体15が、吸気ポート3の下面3bから隔壁11の上流側端部11dへ向かって滑らかに接続されているので、上流側からの吸気の流れは円滑に上部ポート16に誘導される。   Also in this embodiment, as in FIG. 2, in the valve-closed state, the plate-like valve body 15 is smoothly connected from the lower surface 3b of the intake port 3 toward the upstream end 11d of the partition wall 11. The flow of intake air from the upstream side is smoothly guided to the upper port 16.

図4(b)に示す実施形態では、流量調整弁Aの弁軸14は、隔壁11の上流側端部11dよりも下流側で、隔壁11に支持されている。また、弁体15の弁先端部15bは、閉弁状態において、弁軸14よりも上流側で下部ポート13の底部13bに当接する。   In the embodiment shown in FIG. 4B, the valve shaft 14 of the flow rate adjustment valve A is supported by the partition wall 11 on the downstream side of the upstream end portion 11 d of the partition wall 11. In addition, the valve tip 15b of the valve body 15 contacts the bottom 13b of the lower port 13 on the upstream side of the valve shaft 14 in the closed state.

このため、流量調整弁Aを開放した際には、下部ポート13の流路の断面のうち、隔壁11から遠い側である底部13b付近を通る吸気が多くなる。このため、隔壁11の上流側端部11d付近での気流の乱れが生じにくく、吸気が下部ポート13に誘導されやすいという効果が期待できる。   For this reason, when the flow regulating valve A is opened, the intake air passing through the vicinity of the bottom portion 13b on the side far from the partition wall 11 in the cross section of the flow path of the lower port 13 increases. For this reason, it is unlikely that the airflow is disturbed in the vicinity of the upstream end portion 11 d of the partition wall 11, and the effect that intake air is easily guided to the lower port 13 can be expected.

また、これらの各実施形態において、隔壁11を、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの部材の熱容量(隔壁11の板面の単位面積に相当する範囲の部材の熱容量)が小さくなるように設定することができる。このような隔壁11は、流量調整弁Aの位置や向きが異なるいずれの実施形態においても採用できる。   Further, in each of these embodiments, the heat capacity of the member per unit area gradually (the heat capacity of the member in a range corresponding to the unit area of the plate surface of the partition wall 11) as the partition wall 11 is moved downstream in the intake flow direction. It can be set to be smaller. Such a partition wall 11 can be employed in any embodiment in which the position and direction of the flow rate adjustment valve A are different.

このような隔壁11を採用すれば、熱容量の小さい下流側のエリアにおいては、隔壁11は、燃焼室2側からの熱の伝達、あるいは、排気の吹き戻し等に伴って、早期に温度上昇する。このため、燃料の気化がさらに円滑である。また、熱容量の大きい上流側のエリアにおいては、その温度上昇に長い時間を要するものの、一旦温度が上昇した後は、その温度は、下流側のエリアよりも相対的に長い時間だけ高い状態に維持されやすい。このため、下部ポート13の内面温度が低下しないよう保温する効果が期待できる。   If such a partition wall 11 is employed, in the downstream area where the heat capacity is small, the partition wall 11 rises in temperature early due to heat transfer from the combustion chamber 2 side, exhaust blowback, or the like. . For this reason, the fuel can be vaporized more smoothly. In the upstream area where the heat capacity is large, it takes a long time for the temperature to rise, but once the temperature rises, the temperature is maintained at a higher level for a relatively longer time than the downstream area. Easy to be. For this reason, the effect of keeping warm so that the inner surface temperature of the lower port 13 may not be lowered can be expected.

例えば、図5(a)の実施形態では、隔壁11は、下流側へ向かうにつれて徐々に部材の厚さが薄くなっている構成となっている。このため、相対的に板厚の薄い下流側のエリアにおいては、隔壁11を構成する部材の単位面積当たりの熱容量が小さく、相対的に板厚の厚い上流側のエリアにおいては、隔壁11を構成する部材の単位面積当たりの熱容量が大きくなっている。   For example, in the embodiment of FIG. 5A, the partition wall 11 is configured such that the thickness of the member gradually decreases toward the downstream side. For this reason, in the downstream area where the plate thickness is relatively small, the heat capacity per unit area of the members constituting the partition wall 11 is small, and in the upstream area where the plate thickness is relatively thick, the partition wall 11 is formed. The heat capacity per unit area of the member to be performed is increased.

図5(b)の実施形態では、同じく、隔壁11は、下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの部材の熱容量が小さくなるように設定されている。ここでは、隔壁11は、下流側へ向かうにつれて段階的に部材の厚さが薄くなっている構成となっている。すなわち、図5(a)の実施形態では、隔壁11の板厚が上流側から下流側に向かって連続的に薄くなっていたのに対し、この図5(b)の実施形態では、隔壁11の板厚が上流側から下流側に向かって段階的に薄くなっている。   In the embodiment of FIG. 5B, similarly, the partition wall 11 is set so that the heat capacity of the member per unit area gradually decreases toward the downstream side. Here, the partition wall 11 is configured such that the thickness of the member is gradually reduced toward the downstream side. That is, in the embodiment of FIG. 5A, the plate thickness of the partition wall 11 is continuously reduced from the upstream side to the downstream side, whereas in the embodiment of FIG. The plate thickness is gradually reduced from the upstream side toward the downstream side.

相対的に板厚の薄い下流側のエリアにおいては、隔壁11を構成する部材が第一部材11aという1枚の板材で構成されている。相対的に板厚の厚い上流側のエリアにおいては、隔壁11を構成する部材が第一部材11aと第二部材11bの2枚の板材で構成されている。ここでは、上流側から下流側へ向かって2種類の板厚のエリアを設定したが、この板厚の異なるエリアを、例えば3種類、4種類等として、板厚の変化の段階数を増やしてもよい。   In the downstream area where the plate thickness is relatively thin, the members constituting the partition wall 11 are formed of a single plate material called the first member 11a. In the upstream area where the plate thickness is relatively thick, the members constituting the partition wall 11 are composed of two plate members, a first member 11a and a second member 11b. Here, two types of plate thickness areas are set from the upstream side to the downstream side, but the areas with different plate thicknesses are set to, for example, three types, four types, etc., and the number of stages of plate thickness change is increased. Also good.

図5(c)の実施形態では、同じく、隔壁11は、下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの部材の熱容量が小さくなるように設定されている。ここでは、隔壁11は、その内部に中空部11cを有し、中空部11cは、下流側へ向かうにつれて徐々に隔壁11の単位面積当たりに介在する容積が大きくなるように設定されている。すなわち、隔壁11を構成する部材は、下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの部材の重量が小さくなり、その結果、単位面積当たりの部材の熱容量が小さくなるように設定されている。   In the embodiment of FIG. 5C, similarly, the partition wall 11 is set so that the heat capacity of the member per unit area gradually decreases toward the downstream side. Here, the partition wall 11 has a hollow portion 11c therein, and the hollow portion 11c is set so that the volume interposed per unit area of the partition wall 11 gradually increases toward the downstream side. That is, the member constituting the partition wall 11 is set so that the weight of the member per unit area gradually decreases toward the downstream side, and as a result, the heat capacity of the member per unit area decreases.

具体的には、図5(c)の実施形態では、中空部11cが介在する下流側のエリアにおいては、単位面積当たりの熱容量が小さくなっており、中空部11cが介在しない上流側のエリアにおいては、単位面積当たりの熱容量が大きくなっており、エリアに応じて2種類の熱容量を設定している。これを、例えば、3段階、4段階等といったように、熱容量の変化の段階数を増やしてもよい。   Specifically, in the embodiment of FIG. 5C, in the downstream area where the hollow portion 11c is interposed, the heat capacity per unit area is small, and in the upstream area where the hollow portion 11c is not interposed. Has a large heat capacity per unit area, and two types of heat capacities are set according to the area. For example, the number of stages of change in heat capacity may be increased, such as three stages, four stages, and the like.

さらに、例えば、隔壁11の長さ方向(吸気ポート3内の吸気流れ方向)や幅方向に沿って、複数の中空部11cを等間隔で配置して、その複数存在する中空部11cの一つあたりの容積を、上流側から下流側に向かって徐々に大きくするように変化させる構成が考えられる。あるいは、複数存在する同一形状、同一の大きさの中空部11cの配置間隔を、上流側から下流側に向かって徐々に密にするように変化させる構成も考えられる。   Furthermore, for example, a plurality of hollow portions 11c are arranged at equal intervals along the length direction (intake flow direction in the intake port 3) and the width direction of the partition wall 11, and one of the plurality of hollow portions 11c exists. A configuration is conceivable in which the per unit volume is gradually increased from the upstream side toward the downstream side. Or the structure which changes so that the arrangement | positioning space | interval of the hollow part 11c which exists in multiple numbers and the same shape and the same magnitude | size may gradually become dense from the upstream to the downstream may be considered.

1 エンジン
2 燃焼室
3 吸気ポート
4 排気ポート
5 吸気バルブ
5a 傘部
5b バルブステム
6 排気バルブ
7 点火装置
8 ピストン
10 燃料噴射弁
11 隔壁
11a 第一部材
11b 第二部材
11c 中空部
11d 上流側端部
11e 下流側端部
12 断熱材
13 下部ポート
13a 天面
13b 底部
14 弁軸
15 弁体
15a 基部
15b 弁先端部
16 上部ポート
20 電子制御ユニット
A 流量調整弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Combustion chamber 3 Intake port 4 Exhaust port 5 Intake valve 5a Umbrella part 5b Valve stem 6 Exhaust valve 7 Ignition device 8 Piston 10 Fuel injection valve 11 Partition 11a First member 11b Second member 11c Hollow part 11d Upstream end part 11e Downstream end 12 Heat insulating material 13 Lower port 13a Top surface 13b Bottom 14 Valve shaft 15 Valve body 15a Base 15b Valve tip 16 Upper port 20 Electronic control unit A Flow control valve

Claims (9)

エンジンの燃焼室に接続される吸気ポート及び排気ポートと、
前記吸気ポート内に配置され燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気ポート内を上部ポートと下部ポートに隔てる隔壁と、
を備え、
前記上部ポートの内面に断熱材が配置され、
前記燃料噴射弁は前記下部ポート内に配置され、
前記下部ポートの前記燃料噴射弁よりも吸気流れ方向の上流側に流量調整弁を備える
エンジン。
An intake port and an exhaust port connected to the combustion chamber of the engine;
A fuel injection valve disposed in the intake port for injecting fuel;
A partition wall separating the intake port into an upper port and a lower port;
With
A heat insulating material is disposed on the inner surface of the upper port;
The fuel injection valve is disposed in the lower port;
An engine comprising a flow rate adjustment valve upstream of the fuel injection valve in the lower port in the intake flow direction.
前記流量調整弁は、前記吸気ポート内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸と、前記弁軸周りに回動自在の弁体とを備え、
前記弁軸は、前記隔壁の吸気流れ方向の上流側端部に支持される
請求項1に記載のエンジン。
The flow rate adjusting valve includes a valve shaft disposed in a direction intersecting an intake flow direction in the intake port, and a valve body rotatable around the valve shaft,
The engine according to claim 1, wherein the valve shaft is supported at an upstream end of the partition wall in the intake flow direction.
前記流量調整弁は、前記吸気ポート内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸と、前記弁軸周りに回動自在の弁体とを備え、
前記弁軸は、前記隔壁の吸気流れ方向の上流側端部から所定距離だけ下流側となる前記隔壁に支持される
請求項1に記載のエンジン。
The flow rate adjusting valve includes a valve shaft disposed in a direction intersecting an intake flow direction in the intake port, and a valve body rotatable around the valve shaft,
2. The engine according to claim 1, wherein the valve shaft is supported by the partition wall that is downstream by a predetermined distance from an upstream end portion of the partition wall in an intake flow direction.
前記弁体は、前記弁軸に支持される基部と、閉弁状態で前記下部ポートの底部に当接する弁先端部とを備え、
前記弁先端部は、閉弁状態で前記弁軸よりも吸気流れ方向の上流側に位置している
請求項2又は3に記載のエンジン。
The valve body includes a base portion supported by the valve shaft, and a valve tip portion that abuts against a bottom portion of the lower port in a closed state,
The engine according to claim 2 or 3, wherein the valve tip is positioned upstream of the valve shaft in the intake flow direction in a closed state.
前記流量調整弁は、前記吸気ポート内における吸気流れ方向に交差する方向に配置された弁軸と、前記弁軸周りに回動自在の弁体とを備え、
前記弁軸は、前記下部ポートの底部に支持される
請求項1に記載のエンジン。
The flow rate adjusting valve includes a valve shaft disposed in a direction intersecting an intake flow direction in the intake port, and a valve body rotatable around the valve shaft,
The engine according to claim 1, wherein the valve shaft is supported by a bottom portion of the lower port.
前記弁体は、前記弁軸に支持される基部と、閉弁状態で前記下部ポートの天面に当接する弁先端部とを備え、
前記弁先端部は、閉弁状態で前記弁軸よりも吸気流れ方向の下流側に位置している
請求項5に記載のエンジン。
The valve body includes a base that is supported by the valve shaft, and a valve tip that contacts the top surface of the lower port when the valve is closed,
The engine according to claim 5, wherein the valve tip portion is located downstream of the valve shaft in the intake flow direction in a valve-closed state.
前記隔壁は、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの部材の熱容量が小さくなっている
請求項1〜6の何れか1項に記載のエンジン。
The engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat capacity of the member per unit area is gradually reduced toward the downstream side in the intake flow direction.
前記隔壁は、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に部材の厚さが薄くなっている
請求項7に記載のエンジン。
The engine according to claim 7, wherein the partition wall gradually decreases in thickness toward the downstream side in the intake flow direction.
前記隔壁は内部に中空部を有し、
前記中空部は、吸気流れ方向の下流側へ向かうにつれて徐々に単位面積当たりの前記隔壁に介在する容積が大きくなっている
請求項7に記載のエンジン。
The partition has a hollow portion inside,
The engine according to claim 7, wherein the volume of the hollow portion that is interposed in the partition wall per unit area gradually increases toward the downstream side in the intake air flow direction.
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