JP2019143612A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した着火を促進する気流を生じさせることができる内燃機関の吸気装置を提供することにある。【解決手段】燃焼室１２と、燃焼室１２の天井部の中央に設けられた点火プラグ１５とを備えるエンジン１０の吸気装置であって、吸気口３１を介して燃焼室１２に連通する吸気ポート３０と、吸気ポート３０に設けられ、気筒の平面視において中央となる第１流路３５とその両側となる２つの第２流路３６とを形成する仕切り壁３４と、第１流路３５に設けられ、第１流路３５の開口面積を可変とする第１制御弁４１と、第１制御弁４１により、第１流路３５において気筒の軸方向を上下方向とした場合の上側及び下側のうち少なくとも一方を部分的に閉鎖して第１流路３５を流れる気流を強化する気流制御部と、を備えるエンジン１０の吸気装置。【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関するものである。

内燃機関では、燃焼促進のために、燃焼室内の気流を制御することが行われている。例えば、特許文献１の構成では、燃焼室に吸気をする第１吸気ポートと第２吸気ポートに吸気ポートを幅方向に仕切る弁を設けている。そして、この弁を開閉することで、燃焼室内のスワール流をコントロールして、ＥＧＲガスと新気混合気との層状化を図っている。

特開２００８−２５５８６６号公報

ところで、燃焼室内の気流によって、点火プラグの着火状況が変化する。具体的には、点火プラグ近傍の気流が強すぎると、アーク放電の途切れが生じて、失火するおそれがある。また、点火プラグ近傍の気流が弱すぎると、アーク放電の放電距離が短くなり、着火不良が発生するおそれがある。このような観点から、点火プラグ近傍の気流を制御することが求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、安定した着火を促進する気流を生じさせることができる内燃機関の吸気装置を提供することにある。

第１の手段は、ピストン（１１）を収容する気筒内に設けられた燃焼室（１２）と、前記燃焼室の天井部の中央に設けられた点火プラグ（１５）とを備える内燃機関（１０）の吸気装置であって、吸気口（３１）を介して前記燃焼室に連通する吸気ポート（３０）と、前記吸気ポートに設けられ、前記気筒の平面視において中央となる第１流路（３５）とその両側となる２つの第２流路（３６）とを形成する仕切り壁（３４）と、前記第１流路に設けられ、当該第１流路の開口面積を可変とする制御弁（４１）と、前記制御弁により、前記第１流路において前記気筒の軸方向を上下方向とした場合の上側及び下側のうち少なくとも一方を部分的に閉鎖して前記第１流路を流れる気流を強化する気流制御部（１８）と、を備える。

吸気ポートには、中央となる第１流路とその両側の第２流路とを形成する仕切り壁が設けられており、第１流路にその開口面積を可変とする制御弁が設けられている。中央の第１流路に制御弁が設けられることで、点火プラグに向かって流れ込む気流の強さを制御することができ、点火プラグに向かう気流を適切な強さにすることができ、着火性を向上させることができる。この場合特に、制御弁により第１流路において上側及び下側の少なくとも一方が部分的に閉鎖されることで、第１流路を流れる気流が強化されている。つまり、上下の一方もしくは上下方向の中央部分が開口されるようになっており、燃焼室内の縦渦（タンブル流）が生成しやすくなる。

第１実施形態にかかる内燃機関の概略構成図 点火プラグ近傍の流速と着火性を示す指標との関係性を示す図 吸気ポート及び燃焼室の平断面図 吸気ポート及び燃焼室内の気流を説明するための図 吸気ポート及び燃焼室内の気流を説明するための図 第２実施形態にかかる吸気ポート及び燃焼室の平面図 吸気ポート及び燃焼室内の気流を説明するための図 他の実施形態にかかる吸気ポート及び燃焼室の平面図 他の実施形態にかかる吸気ポート及び燃焼室の平面図

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

本実施形態は、内燃機関である車載多気筒４サイクルガソリンエンジンを対象にエンジンの吸気装置を構築するものとしている。このエンジンの概略構成図を図１に示す。なお、以下の図においては、エンジン１０が備える複数気筒のうちの１気筒のみを例示している。また、以下の説明において、気筒の軸方向、つまりピストン１１の往復方向を上下方向とする。

エンジン１０の各気筒の内部には、ピストン１１が往復移動可能なように収容されている。そして、各気筒のピストン１１の頂部側（上側）には、燃焼室１２が設けられている。燃焼室１２の内周面は、円状（真円状もしくは楕円状）をなしている。燃焼室１２は、２つの吸気口３１を介して吸気ポート３０に連通されるとともに、２つの排気口１３を介して排気ポート１４に連通される。

燃焼室１２の天井部（シリンダヘッド２１）の中心部には、点火プラグ１５が設けられている。点火プラグ１５が設けられる天井部の中央部とは、その天井部の中心点を含む所定の範囲内であるとよい。具体的には、点火プラグ１５は、天井部の中央部において、燃焼室１２の吸気側の中心位置（２つの吸気口３１の中心位置）と排気側の中心位置（２つの排気口１３の中心位置）とを繋ぐ線上の位置に設けられていることが望ましい。そして、点火プラグ１５は、点火コイル等よりなる点火装置を通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。点火プラグ１５に対する高電圧の印加により、対向電極間にアーク放電が発生し、燃焼室１２内の混合気に着火する。

エンジン１０の各気筒の上部であって、吸気ポート３０側には、燃焼室１２内に燃料を直接供給する燃料噴射弁１６が設けられている。燃料噴射弁１６は、図示しない燃料配管を介して燃料タンクに接続されている。燃料タンク内の燃料は、各気筒の燃料噴射弁１６に供給され、燃料噴射弁１６から燃焼室１２の点火プラグ１５方向に向かって噴射される。

なお、図示はしないが、排気ポート１４の下流と吸気ポート３０の上流を繋ぐＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムを設けている。ＥＧＲシステムによって、排気の一部を吸気に導入可能となっている。また、ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ率を調整するためのＥＧＲバルブを有している。

エンジン１０には、エンジン１０の回転に伴い所定クランク各毎（例えば３０°ＣＡ周期）で矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ１７が設けられている。また、本エンジン１０は、ＥＣＵ１８を備えている。ＥＣＵ１８は、周知のとおりＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ１８は、クランク角度センサ１７等各種センサからの出力に基づいて、エンジン１０の運転状況を算出する。そして、エンジン１０の運転状況に応じて、各種装置を制御するための信号を出力する。

次に、図２を用いて、点火プラグ１５近傍の流速Ｖと着火性との関係について説明する。図２は、点火プラグ１５近傍の流速Ｖと着火性を示す指標Ｋとの関係性を示す図である。指標Ｋは、点火プラグ１５から燃料への着火性と関連性を有する指標であり、着火性が良くなるほど、値が大きくなる。指標Ｋには、例えば、ＥＧＲ率や燃料濃度等のエンジン１０の運転条件がある。ＥＧＲ率は、吸気ガスの中に占めるＥＧＲガスの割合であり、着火性がよいほど、ＥＧＲ率が高くできる。燃料濃度とは、燃焼室１２内の空気量（酸素量）に対する燃料量の割合を示しており、着火性が良くなるほど、燃料濃度を薄く（リーン状態に）できる。

また、点火プラグ１５近傍の流速が適切な範囲になければ着火遅れ、失火が生じる。具体的には、点火プラグ１５の近傍の流速が速すぎると、放電経路が長くなりすぎて、放電切れが生じる。一方、点火プラグ１５近傍の流速が遅すぎると、放電経路が長くならないため、混合気へのエネルギー供給が悪化し、その結果として着火が遅れる。そのため、着火性を表す指標の値毎に、適切な流速があり、図２では、その関係性を示している。例えば、図２において、着火性を表す指標がＫ１の場合には、適切な流速は、Ｖ１からＶ２の間となる。そして、このような値となるように、点火プラグ１５近傍の流速を制御することが求められる。

このような点火プラグ１５近傍の流速を制御するための構成について、図１及び図３を用いて説明する。図３は、吸気ポート３０と燃焼室１２の平断面図であって、燃焼室１２の周辺部の構成を気筒の軸線方向においてシリンダヘッド２１側から見た図である。以下の説明において、図３に示すように、吸気ポート３０の軸線方向（吸気ポート３０の延びる方向）をＬ１方向とし、Ｌ１方向と直交する方向をＬ２方向とする。

吸気ポート３０は、シリンダヘッド２１に設けられたヘッド通路３０ａと、シリンダヘッド２１とインテークマニホールド２２との間に取り付けられた弁体アセンブリ２３に設けられたアセンブリ通路３０ｂとからなりたっている。つまり、吸気ポート３０とは、インテークマニホールド２２との接続部分より下流側で、燃焼室１２の吸気口３１までの間の空気通路を指している。なお、ヘッド通路３０ａが吸気ポート３０の下流側領域を形成する空気通路になり、アセンブリ通路３０ｂが吸気ポート３０の上流側領域を形成する空気通路となる。吸気ポート３０のヘッド通路３０ａには、燃焼室１２側で二股分岐された二股通路３２が形成されている。二股通路３２の先端（燃焼室１２側）にそれぞれ吸気口３１が設けられている。吸気口３１は、Ｌ２方向に沿って隣り合うように設けられている。アセンブリ通路３０ｂの位置では、吸気ポート３０の通路断面は、矩形状となっている一方、二股通路３２の位置では、各吸気ポート３０通路断面は、円形状となっている。

排気口１３は、吸気口３１と同様に、Ｌ２方向に沿って隣り合うように２つ設けられている。なお、排気口については、２つではなく１つであってもよい。その場合には、１つの排気口がＬ２方向の中央位置に設けられているとよい。

エンジン１０の吸気ポート３０と排気ポート１４には、それぞれ吸気口３１を塞ぐ吸気バルブ３３と、排気口１３を塞ぐ排気バルブ１９とが設けられている。吸気バルブ３３は、吸気口３１を開閉するバルブヘッド３３ａと、バルブヘッド３３ａに連結された棒状のバルブステム３３ｂとを備えている。バルブヘッド３３ａの外周形状は、吸気口３１の内周形状とほぼ同じ円形状であり、バルブヘッド３３ａの外径は、吸気口３１の内径よりも大きくなっている。バルブステム３３ｂは、バルブヘッド３３ａの中心位置に設けられている。

そして、吸気バルブ３３の開動作により吸気ポート３０内の空気が燃焼室１２内に流入し、排気バルブ１９の開動作により燃焼室１２内の排ガスが排気ポート１４に排出される。吸気バルブ３３及び排気バルブ１９の開閉タイミング（バルブタイミング）は、可変バルブタイミング装置によりそれぞれ可変制御される。

吸気ポート３０には、気筒の平面視において、中央とその両側とに仕切る仕切り壁３４が２つ設けられている。仕切り壁３４は、吸気ポート３０のＬ１方向のほぼ全長に亘って設けられている。仕切り壁３４の先端側（燃焼室１２側）は、吸気ポート３０の二股通路３２に至っており、仕切り壁３４は、バルブステム３３ｂに向けて延びている。

吸気ポート３０は、気筒の平面視において、中央となる第１流路３５と、その両側に２つの第２流路３６とに仕切り壁３４によって仕切られている。つまり、吸気ポート３０は、Ｌ２方向に３つに区切られている。

第１流路３５及び第２流路３６には、それぞれ第１制御弁４１及び第２制御弁４２が設けられている。第１制御弁４１及び第２制御弁４２は、それぞれ弁体４３と回動軸４４とアクチュエータ４５とを有している。各制御弁４１，４２は、第１流路３５及び第２流路３６において気筒の軸方向を上下方向とした場合の下側を部分的に閉鎖して、各流路３５，３６を流れる気流の流量及び速度を調整するものであり、回動軸４４を軸心とする弁体４３の回動により、当該気流が調整される。具体的には、弁体４３は、吸気ポート３０の下側面で回動軸４４により回動可能に支持されており、アクチュエータ４５により弁体４３が回動されることで、各流路３５，３６の下側が部分的に閉鎖される。第２制御弁４２の回動軸４４は互いに連結しており、回動軸４４は、それぞれ流路外にあるアクチュエータ４５に取り付けられている。なお、第２制御弁４２は、１つの回動軸４４で１つのアクチュエータ４５により制御されていたが、各第２制御弁４２が別々に制御されていてもよい。

各アクチュエータ４５には、第１制御弁４１及び第２制御弁４２の開度を検出するためのセンサが内蔵されている。ＥＣＵ１８は、エンジン１０の運転状況に基づいて、アクチュエータ４５を制御し、第１制御弁４１及び第２制御弁４２の開度を制御する。アクチュエータ４５で検知した各制御弁４１,４２の開度は、ＥＣＵ１８に出力されている。なお、ＥＣＵ１８において、運転状況を検出し、開度を検出し調整する機能が「気流制御部」に相当する。

このように、中央に設けられた第１制御弁４１によって、図４及び図５に示すように、第１流路３５に流れる気流が制御されることで、点火プラグ１５近傍の流速が調整される。図４は、吸気ポート３０及び燃焼室１２内の気流を説明するための図であって、第１流路３５の位置での断面図である。図５は、吸気ポート３０及び燃焼室１２内の気流を説明するための図であって、燃焼室１２の周辺部の構成を気筒の軸線方向においてシリンダヘッド２１側から見た図である。図４及び図５において、二点鎖線は、気流の流れを示している。

エンジン１０において、混合気の燃料濃度が低い（燃焼室１２内の気体における燃料の割合が小さい）場合やＥＧＲ率が高い場合等には、特に点火プラグ１５近傍の流速を速くすることが求められる。そこで、第１制御弁４１は、第１流路３５の開口面積を大きくするように、その開度が調整される一方で、第２制御弁４２は、第２流路３６の開口面積を小さくするように、その開度を調整する。つまり、第１流路３５の開口面積が第２流路３６の開口面積よりも大きくなるようにして、流路抵抗が第２流路３６より低くなる第１流路３５に多くの気体が流れ込むようにする。なお、この際に、弁体４３を回動軸４４によって回動させ、各流路３５,３６の下側が部分的に閉鎖されることで、簡単に各流路３５,３６の開口面積が調整される。

第１流路３５に流れ込んだ気体は、第１制御弁４１によって、第１流路３５の下方が閉鎖されていることから、第１流路３５の上方を上方の壁面に沿って流れ込み、二股通路３２で、２つに分かれて流れ込む。そして、二股通路３２では、流れ込んだ気体は、バルブステム３３ｂの側方であって中央側を通るように流れ、バルブヘッド３３ａに当って、中央側に集約されるようにして、燃焼室１２内に流れ込む。このようにして、第１流路３５を流れる気流は、比較的強い気流となって、燃焼室１２の中央位置に流れ込む。そして、燃焼室１２の天井面、排気口１３側の筒内壁面、ピストン１１の上面という順で回転するタンブル流を生じさせる。

一方で、わずかに第２流路３６に流れ込んだ気体は、第２制御弁４２によって、第２流路３６の下方が閉鎖されていることから、第２流路３６の上方を上方の壁面に沿って流れ込む。そして、二股通路３２では、流れ込んだ気体は、外側を通り、バルブステム３３ｂの側方であって外側を通るように流れ、バルブヘッド３３ａに当って、外側に向くようにして、燃焼室１２内に流れ込む。このようにして、第２流路３６を流れる気流は、燃焼室１２の外側に流れ込む。

吸気ポート３０は、第１流路３５とその両側となる２つの第２流路３６とに仕切り壁３４によって分けられ、吸気ポート３０を流れる気流は、二股通路３２の先端に設けられた２つの吸気口３１から燃焼室１２内に流れ込む。この際に、仕切り壁３４がバルブステム３３ｂに向かって延びていることから、バルブヘッド３３ａに当った後も、中央側と外側に気流が分かれることになる。

そして、第１流路３５に流れ込む気体の量が、第２流路３６と第１流路３５の開度の差によって調整されつつ、燃焼室１２の中央に流れ込む気流が通る第１流路３５の気流が第１制御弁４１によって制御されることで、燃焼室１２の中央（点火プラグ１５近傍）に流れ込む気流の流速を第１制御弁４１によって制御することができる。また、流路３５，３６の下方が閉鎖されていて、上方を気流が流れるようにすることで、燃焼室１２内にタンブル流を生成しやすくなる。

また、例えば、高負荷状態にある場合等、吸気ポート３０に流れ込む気体の量が多い場合、全ての流路３５，３６の開口面積を大きくするように制御弁４１，４２が開き気味に調整される。このような場合には、各流路３５，３６の開口面積を小さくすると、気流が流れ込む際の抵抗になるため、流れ込む気体の量が多い場合には、開口面積が大きくなるようにする。また、燃焼室１２内の燃料の割合も比較的高いことから、要求される点火プラグ１５近傍の流速の範囲も広くなるため、全ての流路３５,３６の開口面積を大きくしても支障がない。

そして、吸気ポート３０に吸気ポート３０に流れ込む気体の量が少ない場合、全ての流路３５，３６の開口面積を小さくするように制御弁４１，４２が閉じ気味に調整される。このような場合には、各流路３５，３６の開口面積を小さくしても、気流が流れ込む際の抵抗とならないため、流れ込む気体の量が少ない場合には、開口面積が小さくなるようにする。このように、エンジン１０の運転状況に基づいて、制御弁４１,４２の開度を調整し、各流路３５,３６に流れる気流を適切なものとすることができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

中央となる第１流路３５とその両側の第２流路３６とに吸気ポート３０内を仕切る仕切り壁３４が設けられ、第１流路３５に、その流路を縮小することで、開口面積を可変とする第１制御弁４１が設けられている。中央の第１流路３５に第１制御弁４１が設けられることで、点火プラグ１５に向かって流れ込む気流の強さを制御することができ、点火プラグ１５に向かう気流を適切な強さにすることができ、着火性を向上させることができる。また、第１制御弁４１により第１流路３５において下側が部分的に閉鎖されて、第１流路３５を流れる気流を強化している。つまり、上方が開口されるようになっており、燃焼室１２内の縦渦（タンブル流）が生成しやすくなる。

燃焼室１２内の燃料割合やエンジン１０の回転速度や負荷等の運転条件に基づいて、第１制御弁４１により縮小される開口面積が設定される。例えば、リーン運転やＥＧＲ率が高い場合には、着火できる条件が厳しいため、着火に必要な流速になるように開口面積が設定される。つまり、運転条件に基づいて流速の制御が必要な場合に、必要な流速になるように制御することができる。

第１流路３５に設けられた第１制御弁４１とは別に、第２流路３６に第２制御弁４２が設けられることで、第２流路３６に流れる気流を制御することができる。そして、第１制御弁４１と第２制御弁４２がともに、下側の流路を部分的に閉鎖する、つまり上方が開口されることで、吸気ポート３０の壁面に沿って気流が流れ込みやすくなり、タンブル流を生成しやすくなる。また、第２制御弁４２から流れ込む気流もタンブル流の生成に貢献することができる。

第１制御弁４１と第２制御弁４２とが個別に駆動されて、第１流路３５の気流強化と第２流路３６の気流強化が各々実施されることで、中央の気流と燃焼室１２全体の気流とを制御することができる。また、第１制御弁４１及び第２制御弁４２は、回動軸４４によって回動することで、下方を部分的に閉鎖し、開口面積を調整することができる。

吸気ポート３０が二股に分岐されており、燃焼室１２に繋がる２つの吸気口３１にそれぞれ吸気バルブ３３が設けられている。吸気バルブ３３は、吸気口３１を開閉するバルブヘッド３３ａと、バルブヘッド３３ａに連結されたバルブステム３３ｂとを有している。バルブヘッド３３ａを押し下げて、吸気口３１が開くと、吸気ポート３０からの気流は、バルブステム３３ｂとバルブヘッド３３ａに当って、バルブヘッド３３ａを回り込むようにして燃焼室１２内に流れ込む。また、二股の吸気ポート３０（二股通路３２）が第１流路３５と第２流路３６とに仕切られている。第１流路３５から流れ込み２つのバルブヘッド３３ａの中央側にそれぞれ当った気流が中央側に集約される一方で、第２流路３６から流れ込み２つのバルブヘッド３３ａの外側にそれぞれ当った気流が外側に集約されやすくなる。その結果、燃焼室１２内でも中央位置の気流は第１流路３５から流れ込んだ気流となり、第１制御弁４１で制御された気流がそのまま中央位置に流し込むことができる。また、仕切り壁３４が、それぞれのバルブステム３３ｂに向けて延びることで、より確実にバルブヘッド３３ａに当って回り込む気流の方向を規制しやすくなる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、第２制御弁４２も下側の流路を部分的に閉鎖していたが、第２実施形態においては、第２制御弁１４２は仕切り壁１３４の反対側をそれぞれ閉鎖している。以下、図６及び図７を参照して、詳しく説明する。図６は、第２実施形態の吸気ポート３０と燃焼室１２の平断面図であって、燃焼室１２の周辺部の構成を気筒の軸線方向においてシリンダヘッド２１側から見た図である。図７は、吸気ポート３０及び燃焼室１２内の気流を説明するための図であって、二点鎖線は、気流の流れを示している。

吸気ポート３０には、気筒の平面視において、中央とその両側とに仕切る仕切り壁１３４が２つ設けられている。仕切り壁１３４は、吸気ポート３０のＬ１方向のほぼ全長に亘って設けられている。仕切り壁１３４の先端側（燃焼室１２側）は、吸気ポート３０の二股通路３２に至っており、仕切り壁１３４は、バルブステム３３ｂよりも内側に向けて延びている。

第２流路３６には、第２制御弁１４２が設けられている。第２制御弁１４２には、それぞれ弁体１４３と、回動軸１４４とが設けられている。弁体１４３は、平板状であって、弁体１４３の幅方向（Ｌ２方向）の寸法は、第２流路３６の幅方向（Ｌ２方向）の内寸４分の３程度となっており、弁体１４３の上下方向の寸法は、第２流路３６の上下方向の内寸と同じとなっている。つまり、弁体１４３（第２制御弁１４２）は、第２流路３６の外側（仕切り壁１３４と反対側）を閉鎖し、中央側が常に開いた状態となっている。なお、弁体１４３の幅方向の寸法は、第２流路３６の内寸と同じになっていてもよい。

また、弁体１４３の一端、具体的には根元側（外側）に回動軸１４４が設けられており、回動軸１４４は、吸気ポート３０の幅方向外側の壁面に接触している。第２制御弁１４２は、回動軸１４４を中心に弁体１４３が回動することで、第２流路３６の幅方向の開度が調節されている。つまり、第２制御弁１４２は、仕切り壁１３４の反対側を部分的に閉鎖しており、その閉鎖状況（第２流路３６の開度）が回動軸１４４を中心に弁体１４３が回転することで調整される。回動軸１４４は、それぞれ流路外にあるアクチュエータ１４５に取り付けられている。第２制御弁１４２は、それぞれアクチュエータ１４５によって開度調節されており、アクチュエータ１４５には、第２制御弁１４２の開度を検出するためのセンサが内蔵されている。

図７に示すように、第２流路３６に流れ込んだ気体は、第２制御弁１４２によって、第２流路３６の外側が閉鎖されていることから、第２流路３６の中央側を仕切り壁１３４の壁面に沿って流れ込む。そして、二股通路３２では、流れ込んだ気体は、中央側に寄せられるようにして流れ込み、バルブステム３３ｂの中央側もしくは外側の中央よりを通るように流れ、バルブヘッド３３ａに当って、中央側に寄るようにして、燃焼室１２内に流れ込む。このようにして、第２流路３６を流れる気流は、燃焼室１２の中央側に流れ込む。

第１流路３５に流れ込む気体の量を、第２流路３６と第１流路３５の開度の差によって調整する。燃焼室１２の中央に流れ込む気流が通る第１流路３５の気流を第１制御弁４１によって制御することで、燃焼室１２の中央（点火プラグ１５近傍）に流れ込む気流の流速を制御することができる。また、第１流路３５の下方を閉鎖して、上方を気流が流れるようにすることで、燃焼室１２内にタンブル流を生成しやすくなる。一方で、第２流路３６の気流を中央側に寄せることで、中央位置に流れる気流を強くすることができる。

以上のように、第２実施形態では、第１流路３５に設けられた第１制御弁４１とは別に、第２流路３６に第２制御弁４２が設けられることで、第２流路３６に流れる気流が制御される。そして、第１制御弁４１は、下側の流路が部分的に閉鎖される、つまり上方が開口されることで、吸気ポート３０の壁面に沿って流れ込みやすくなり、タンブル流を生成しやすくなる。一方、第２制御弁４２では、仕切り壁１３４の反対側が部分的に閉鎖されて、中央側（第１流路３５側）が開口されているため、中央位置に流れる気流を強くすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。ちなみに、以下の別例の構成を、上記実施形態の構成に対して、個別に適用してもよく、また、任意に組み合わせて適用してもよい。

・上記実施形態では、第１制御弁４１と第２制御弁４２，１４２の開度を調整することで、第１流路３５に流れ込む気流を調整したが、第１制御弁４１の開度のみを調整し、第１流路３５に流れ込む気流の速度を調整するようにしてもよい。

・上記実施形態では、第１制御弁４１は、第１流路３５の下方を閉鎖していたが、上方を閉鎖して下方が開口するようにしてもよい。また、上下両方を閉鎖して、上下方向の中央が開口するようにしてもよい。

・上記実施形態のような弁形状の他、流路を部分的に閉鎖できれば、他の構成であってもよい。例えば、流路の壁面から突出するスライド弁であってもよいし、回動構造を備えたロータリ弁であってもよい。

・上記実施形態では、吸気ポート３０は二股状になっていたが、分流せず、吸気口３１が一つになっていてもよい。

・仕切り壁３４は、図８に示すように、弁体アセンブリ２３側のアセンブリ通路３０ｂにのみ設けてもよい。このように、弁体アセンブリ２３内のみに仕切り壁３４を設けても、仕切り壁３４及び第１制御弁４１を設けない場合に比べて、燃焼室１２内で点火プラグ１５近傍の気流を調整することができる。また、シリンダヘッドは仕切り壁のない既存のものを用いることができる。つまり、既存のシリンダヘッドに仕切り壁３４及び第１制御弁４１（及び第２制御弁４２）を設けた弁体アセンブリ２３を取り付けることで、点火プラグ１５近傍の気流を調整することができる。

・仕切り壁３４は、図９に示すように、吸気ポート３０のヘッド通路３０ａ内の上流側のみに設けてもよい。つまり、仕切り壁３４は、二股通路３２に至っていなくてもよい。このように、二股通路３２に至っていなくても、仕切り壁３４及び第１制御弁４１を設けない場合に比べて、燃焼室１２内で点火プラグ１５近傍の気流を調整することができる。

１１…ピストン、１２…燃焼室、１５…点火プラグ、１８…ＥＣＵ、２１…シリンダヘッド、２３…弁体アセンブリ、３０…吸気ポート、３１…吸気口、３３…吸気バルブ、３３ａ…バルブヘッド、３３ｂ…バルブステム、３４…仕切り壁、３５…第１流路、３６…第２流路、４１…第１制御弁、４２…第２制御弁、１３４…仕切り壁、１４２…第２制御弁。

Claims (9)

1. ピストン（１１）を収容する気筒内に設けられた燃焼室（１２）と、前記燃焼室の天井部の中央に設けられた点火プラグ（１５）とを備える内燃機関（１０）の吸気装置であって、
   吸気口（３１）を介して前記燃焼室に連通する吸気ポート（３０）と、
   前記吸気ポートに設けられを、前記気筒の平面視において中央となる第１流路（３５）とその両側となる２つの第２流路（３６）とを形成する仕切り壁（３４）と、
   前記第１流路に設けられ、当該第１流路の開口面積を可変とする制御弁（４１）と、
   前記制御弁により、前記第１流路において前記気筒の軸方向を上下方向とした場合の上側及び下側のうち少なくとも一方を部分的に閉鎖して前記第１流路を流れる気流を強化する気流制御部（１８）と、
   を備える内燃機関の吸気装置。
2. 前記気流制御部は、前記内燃機関の運転状況に基づいて、前記第１流路において前記制御弁による流路縮小状態での開口面積を設定する請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 前記制御弁を第１制御弁（４１）として備えるとともに、前記第２流路に設けられ当該第２流路の開口面積を可変とする第２制御弁（４２）を備え、
   前記気流制御部は、前記第１制御弁及び前記第２制御弁により、前記第１流路及び前記第２流路において前記上下方向の上側及び下側のうち一方を部分的に閉鎖して前記第１流路及び前記第２流路を流れる気流を強化する請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
4. 前記制御弁を第１制御弁（４１）として備えるとともに、前記第２流路に設けられ当該第２流路の開口面積を可変とする第２制御弁（４２）を備え、
   前記気流制御部は、
   前記第１制御弁により、前記第１流路において前記上下方向の上側及び下側のうち一方を部分的に閉鎖して前記第１流路を流れる気流を強化するとともに、
   前記第２制御弁により、前記第２流路において前記仕切り壁の反対側を部分的に閉鎖して前記第２流路を流れる気流を強化する請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 前記第１制御弁及び前記第２制御弁は個別に駆動可能であり、
   前記気流制御部は、前記第１制御弁の駆動による前記第１流路の気流強化と、前記第２制御弁の駆動による前記第２流路の気流強化とを各々実施する請求項３又請求項４に記載の内燃機関の吸気装置。
6. 前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、回動又はスライドにより前記各流路を部分的に閉鎖するものである請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
7. 前記吸気ポートの上流側領域を形成する空気流路（３０ｂ）を有し、その空気流路に、前記仕切り壁と前記制御弁とが設けられている弁体アセンブリ（２３）を備え、
   前記弁体アセンブリが、前記内燃機関のシリンダヘッド（２１）に取り付けられている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
8. 前記吸気ポートが、二股に分岐されており、前記燃焼室に通じる２つの前記吸気口にそれぞれ吸気バルブ（３３）が設けられており、
   前記吸気バルブは、前記吸気口を開閉するバルブヘッド（３３ａ）と、そのバルブヘッドに連結されたバルブステム（３３ｂ）とを有しており、
   前記仕切り壁は、二股の前記吸気ポートを前記第１流路と前記２つの第２流路とに仕切るものとなっている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
9. 前記仕切り壁は、前記吸気ポート内において前記バルブステムに向けて延びるように設けられている請求項８に記載の内燃機関の吸気装置。

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