JP2019203474A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気の制御性を向上することが可能な内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】吸気管の内部を第１通路と第２通路に区画する隔壁と、上記吸気管の内面と上記隔壁との境界または上記隔壁にあり、上記第１通路と上記第２通路を接続する隙間と、上記第１通路の内面を構成する上記隔壁の面もしくは上記吸気管の内面、または、上記第２通路の内面を構成する上記隔壁の面もしくは上記吸気管の内面において、上記隙間の近傍にある凸部と、を有する内燃機関の吸気装置が提供される。【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

従来、吸気管の内部が隔壁により第１通路と第２通路に区画された内燃機関の吸気装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の吸気装置は、第１通路としてのメインポートと第２通路としてのスワールポートとを区画する隔壁を有しており、これによりシリンダ内にスワールを発生させる。

特開２００２−２３５５４６号公報

しかし、吸気管の内面と隔壁との境界または隔壁に、第１通路と第２通路を接続する隙間が存在する場合がある。この隙間を介して一方の通路から他方の通路へガスが流通することで、吸気の制御性が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、吸気の制御性を向上することが可能な、新規かつ改良された内燃機関の吸気装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、吸気管の内部を第１通路と第２通路に区画する隔壁と、上記吸気管の内面と上記隔壁との境界または上記隔壁にあり、上記第１通路と上記第２通路を接続する隙間と、上記第１通路の内面を構成する上記隔壁の面もしくは上記吸気管の内面、または、上記第２通路の内面を構成する上記隔壁の面もしくは上記吸気管の内面において、上記隙間の近傍にある凸部と、を有する内燃機関の吸気装置が提供される。

上記凸部の少なくとも一部は、上記吸気管における気体の流れ方向において上記隙間の上流側にあってもよい。

上記凸部と上記隙間との距離は、上記凸部により生じる気体の乱流渦が上記隙間の少なくとも一部に重なる距離であってもよい。

上記凸部は、複数の突起からなっていてもよい。

上記複数の突起は、交互に折れ曲がった形で連続してもよい。

上記凸部は、上記吸気管の内面に対向する上記隔壁の側端であって、上記第１通路または上記第２通路に向かって折れ曲がった部分であってもよい。

内燃機関の吸気装置は、上記吸気管の内部にあり上記第１通路を開閉可能な制御弁を有し、上記第２通路の内面を構成する上記隔壁の面または上記吸気管の内面に上記凸部があってもよい。

以上説明したように本発明によれば、隙間の近傍に凸部があることで、上記隙間の少なくとも一部に乱流渦が介在する。よって、上記隙間を介した通路間のガス流通が抑制されるため、吸気の制御性を向上できる。

本発明の第１の実施形態に係るエンジンの概略構成を示す断面図である。 同実施形態に係るエンジンをシリンダブロックの側からみた図である。 同実施形態に係る隔壁の部分拡大図である。 同実施形態に係るエンジンの吸気行程を示す断面図である。 同実施形態に係る隙間の近傍における気体の流れを示す隔壁の部分断面図である。 同実施形態に係る隙間の近傍における気体の流れを示す隔壁の部分拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る隔壁の部分拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る隔壁の部分拡大図である。 同実施形態に係る隙間の近傍における気体の流れを示す隔壁の部分断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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。

＜第１の実施形態＞
まず、図１〜３を参照して、第１の実施形態に係る内燃機関（以下、エンジン）の吸気装置の構成について説明する。
［内燃機関の構成］
図１は、本実施形態のエンジン１における１つの気筒の断面を示す。エンジン１は、いわゆる４ストロークのガソリンエンジンであり、自動車に搭載され、自動車の動力源として機能する。図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０３、バルブユニット１０５、吸気バルブ１０７、排気バルブ１０９、吸気カムシャフト１１１、排気カムシャフト１１３、点火プラグ１１５、ピストン１１７、コンロッド１１９、およびクランクシャフト１２１を有している。

シリンダブロック１０１には、略円筒状のシリンダボア１０２が形成されている。シリンダブロック１０１には、シリンダヘッド１０３が設置されている。シリンダブロック１０１と一体にクランクケース１０４が設けられている。クランクケース１０４の内部には、クランク室が形成されている。クランク室には、クランクシャフト１２１が回転自在に収容されている。

シリンダボア１０２には、ピストン１１７が摺動自在に収容されている。シリンダヘッド１０３、シリンダボア１０２、およびピストン１１７により区画された空間が燃焼室１０６として機能する。シリンダヘッド１０３の側における燃焼室１０６の形状は、いわゆるペントルーフ型である。コンロッド１１９の小端部は、ピンを介してピストン１１７に支持されている。コンロッド１１９の大端部は、クランクシャフト１２１に回転自在に支持されている。ピストン１１７は、コンロッド１１９を介してクランクシャフト１２１に連結されている。

シリンダヘッド１０３には、吸気ポート２１及び排気ポート５１が形成されている。両ポート２１，５１は管状であり、それぞれ２つに分岐して燃焼室１０６に接続する（図２参照）。シリンダヘッド１０３には、２つの吸気バルブ１０７と２つの排気バルブ１０９が設置されている。吸気カムシャフト１１１は、２つの吸気バルブ１０７が並ぶ方向に、クランクシャフト１２１と略平行に延びている。排気カムシャフト１１３は、２つの排気バルブ１０９が並ぶ方向に、クランクシャフト１２１と略平行に延びている。

各吸気バルブ１０７の一端は、燃焼室１０６の内部であって吸気ポート２１が燃焼室１０６へ開口する部位またはその近傍に位置する。各吸気バルブ１０７の他端には、吸気カム１１２が当接している。吸気カム１１２は吸気カムシャフト１１１により回転駆動される。吸気カム１１２が回転することで、吸気バルブ１０７が往復移動する。これにより、吸気バルブ１０７は、吸気ポート２１と燃焼室１０６との間を開閉する。同様に、排気カム１１４が排気カムシャフト１１３により回転駆動されることで、排気バルブ１０９が往復移動する。これにより、排気バルブ１０９は、排気ポート５１と燃焼室１０６との間を開閉する。

シリンダヘッド１０３には、点火プラグ１１５が設置されている。点火プラグ１１５の先端は、シリンダボア１０２の軸心に略重なる位置であって吸気ポート２１と排気ポート５１に囲まれた位置で、燃焼室１０６の内部に突出する。

エンジン１の吸気行程では、吸気バルブ１０７が開くとともに燃焼室１０６の体積が増加することで、空気と燃料との混合気が、吸気ポート２１を介して燃焼室１０６に流入する。吸気ポート２１は、吸気管２０として機能する。吸気行程後の圧縮工程で、燃焼室１０６の混合気が圧縮される。点火プラグ１１５が所定のタイミングで火花を発生すると、混合気が点火されて燃焼する。これにより燃焼室１０６の体積が増加する（燃焼行程）。その後、排気バルブ１０９が開くとともに燃焼室１０６の体積が減少することで、燃焼後の混合気が、排気ポート５１を介して燃焼室１０６から流出する（排気行程）。排気ポート５１は、排気管５０として機能する。このように、燃焼によりピストン１１７が往復運動を行う。往復運動は、コンロッド１１９を介してクランクシャフト１２１の回転運動に変換される。

［吸気装置の構成］
図１に示すように、吸気ポート２１における燃焼室１０６と反対側の開口部には、バルブユニット１０５が設置されている。バルブユニット１０５は、通路部材１０８とＴＧＶ（Ｔｕｍｂｌｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）２３を有している。通路部材１０８の内部には、通路２２が形成されている。通路２２は、吸気ポート２１と接続しており、吸気管２０として機能する。ＴＧＶ２３は、通路２２に設置されている。ＴＧＶ２３は、例えば、いわゆるバタフライバルブであり、板状の部材（弁体）が軸２３１の周りに回転することで通路２２の開度を調整する。軸２３１は、電動モータにより回転駆動される。

バルブユニット１０５には、インテークマニホールドが取り付けられている。インテークマニホールドの内部の通路は、通路部材１０８の通路２２と接続しており、吸気管２０として機能する。インテークマニホールドにはスロットルボディが設置されており、インテークマニホールドの通路の開度はスロットル弁により調整される。

吸気管２０には、隔壁２４が設置されている。吸気管２０および隔壁２４は、エンジン１の吸気装置２として機能する。図２は、吸気管２０、燃焼室１０６、および排気管５０を、シリンダブロック１０１の側からみた模式図である。以下で、上流、中流、および下流とは、吸気管２０における気体の流れ方向における上流、中流、および下流をそれぞれ意味する。

隔壁２４は、本体部２４０と連結部２４１を有している。本体部２４０は、例えば金属材料から形成されており、板状である。本体部２４０は、上流部２４２、中流部２４４、および下流部２４６を有している。上流部２４２は、平板状であり、中流部２４４に対して折れ曲がっている。上流部２４２は、バルブユニット１０５の通路２２の内部にあって、通路２２の軸方向（長手方向）すなわち気体の流れ方向に延びている。中流部２４４および下流部２４６は、平板状であり、吸気ポート２１の内部にあって吸気ポート２１の軸方向（長手方向）すなわち気体の流れ方向に延びている。

吸気管２０（具体的にはＴＧＶ２３および隔壁２４が設けられる箇所）を径方向に切った断面は略矩形状である。本体部２４０は、吸気管２０におけるシリンダブロック１０１の側の面に対し略平行に延びている。本体部２４０は、吸気管２０を第１通路２６と第２通路２８に区画している。吸気管２０の内部において吸気カムシャフト１１１の側に第１通路２６があり、シリンダブロック１０１の側に第２通路２８がある。図２で、隔壁２４は第２通路２８の側から見られている。本体部２４０は、吸気管２０の径方向において吸気管２０の軸心よりもシリンダブロック１０１の側に偏った位置にある。第１通路２６の流路断面積（径方向における断面積）は、第２通路２８の流路断面積よりも大きい。ＴＧＶ２３は、隔壁２４（本体部２４０）よりも上流側の吸気管２０にあり、第１通路２６を開閉することが可能である。ＴＧＶ２３は、吸気装置２として機能する。

隔壁２４の連結部２４１は、例えば樹脂材料から形成されており、半円柱状（棒状・スティック状）である。連結部２４１は、本体部２４０における中流部２４４の両側に一体的に接続している。図２に示すように、吸気ポート２１の内壁には、半円筒状の凹部２１０が形成されている。凹部２１０は、吸気ポート２１の軸方向に延びている。凹部２１０の軸方向における吸気上流側の一端は、吸気ポート２１とともにシリンダヘッド１０３の外壁面に開口している。隔壁２４の組み付け時、連結部２４１は、吸気ポート２１の開口部から軸方向に凹部２１０の内部に挿入され、凹部２１０に嵌まる。これにより、隔壁２４が吸気ポート２１の内壁に固定設置される。連結部２４１における本体部２４０の側の面（半円筒状の外周面に対し径方向反対側の面）は、吸気ポート２１の内面に連続しており、当該内面の一部として機能する。

下流部２４６の幅（吸気管２０の軸方向に対し直角の方向における寸法）は、中流部２４４の幅よりも小さい。下流部２４６の幅は、吸気管２０の軸方向において上流部２４２から燃焼室１０６の側へ向かうにつれて、徐々に小さくなる。下流部２４６の幅方向（吸気管２０の軸方向に対し直角の方向）の両側と吸気ポート２１の内壁との間には隙間２５がある。隙間２５は、吸気ポート２１の内面と隔壁２４（本体部２４０）との境界にあり、第１通路２６と第２通路２８を接続する。隙間２５の幅（吸気管２０の軸方向に対し直角の方向における寸法）は、吸気管２０の軸方向において上流部２４２の側（上流側）から燃焼室１０６の側（下流側）へ向かうにつれて、徐々に大きくなる。隙間２５の平均幅は、例えば１〜２ｍｍである。

図３は、図２における隔壁２４（本体部２４０）の一部分を拡大した模式図であり、隙間２５の近傍を示す。第２通路２８の内面を構成する下流部２４６の面において、隙間２５の近傍に、凸部２７が形成されている。凸部２７は、複数の突起２７１からなる。各突起２７１は、第２通路２８の内部に向かって延びており、下流部２４６の面に対して所定の高さ（例えば１ｍｍ）まで突出している。突起２７１同士は互いに連続していない。複数の突起２７１は、隙間２５の近傍において、下流部２４６の幅方向端に沿って一列に並んでいる。

各突起２７１の形状は、四角柱状である。図３に示すように、下流部２４６の面に直交する方向（上記面の法線方向）から見た各突起２７１の形状は、略台形であり、その幅（吸気管２０の軸方向に対し直角の方向における寸法）は、吸気管２０の軸方向において上流部２４２の側から燃焼室１０６の側へ向かうにつれて、徐々に大きくなる。上記台形の各辺のうち上底と脚をなす３面は、上記軸方向（流れ方向）で上流に面しており、上記軸方向（流れ方向）に対してゼロより大きい角度を有している。なお、下流部２４６の面の法線方向における突起２７１の上面が、上流に面し（上記角度を有し）ていてもよい。

［吸気装置の作用効果］
次に、図４〜６を参照して、本実施形態に係る吸気装置２の作用効果を説明する。図４は、図１における一部分を拡大した図であり、連結部２４１および凸部２７の図示を省略している。図４で、吸気行程における吸気（主流）の流れを破線の矢印３０で示す。図４に示すように、吸気行程で、気体は吸気管２０を通って燃焼室１０６に吸入される。燃焼室１０６に流入した吸気は、シリンダボア１０２に沿ってピストン１１７の頂面に向かった後、この頂面に沿ってシリンダヘッド１０３の側へ流れる。これにより、吸気が燃焼室１０６の内部で縦渦流（タンブル流）を形成する。例えば、エンジン１の負荷が小さく吸気量が少量のとき、ＴＧＶ２３により第１通路２６の流路断面積を絞ることで、気体を第２通路２８の側に通過させる。ＴＧＶ２３の開度が最小となり、ＴＧＶ２３の弁体によって第１通路２６が閉じられると、吸気管２０に導かれた気体のほとんどは、第２通路２８を通って燃焼室１０６へ向かう。

このように、気体が通過する流路が狭まり、吸気管２０の流路断面積が小さくなることで、気体の流速が高められる。この流速が高まった気体（混合気）が燃焼室１０６に流入することで、タンブル流が強められる。圧縮行程でピストン１１７が上死点付近までストロークすると、タンブル流が崩壊して小さな乱流渦が複数生成し、点火直前の燃焼室１０６の内部における吸気の流速変動（ガス流の乱れ強さ）が大きくなる。この状態で点火プラグ１１５により混合気に点火されることで、燃料の急速燃焼が実現され、燃費改善や燃焼安定性の向上が可能になる。このように、ＴＧＶ２３は、第１通路２６を開閉することで、タンブル流を強化するための制御弁として機能する。なお、ピストン１１７の頂面は、ガス流動の強化や成層燃焼等に適した形状であってもよい。

隔壁２４（下流部２４６）と吸気ポート２１の内壁との間には隙間２５がある。よって、図４において矢印３００で示すように、第２通路２８から隙間２５を通って第１通路２６へ気体（主流の一部）が漏れ出すおそれがある。このように第２通路２８から気体が漏れ出すと、燃焼室１０６に流入する吸気の流速が低下するため、燃焼室１０６におけるタンブル流が十分に強められず、所期のガス流動（意図した筒内流動）が得られないおそれがある。

これに対し、本実施形態では、第２通路２８の内面を構成する隔壁２４の面において、隙間２５の近傍に、凸部２７（複数の突起２７１）がある。図５は、隙間２５の近傍における隔壁２４（本体部２４０）の一部分を吸気管２０の軸方向で切った断面図であり、気体の主流３０と乱流渦３１を模式的に示す。図６は、図３と同様の図であり、気体の主流３０と乱流渦３１を模式的に示す。

図５に示すように、突起２７１の下流側に乱流渦３１が発生する。乱流渦３１を含む乱流は隙間２５に向かって延びるように発生する。また、各突起２７１の下流側に乱流渦３１が発生することで、図６において破線で囲んで示すように、隙間２５を覆うような乱流場３１０が形成される。このように隙間２５に乱流渦３１が介在することで、第２通路２８から隙間２５を介して第１通路２６へ気体が漏れ出すことが抑制される。図４において矢印３００で示す気体の漏れ出しが、乱流渦３１により遮られるため、第１通路２６と第２通路２８の間のガス流通が抑制される。よって、燃焼室１０６に流入する吸気の流速低下が抑制されるため、燃焼室１０６におけるタンブル流の強化機能（ガス流動の制御性）の低下を抑制できる。すなわち、吸気の制御性を向上することができる。

なお、乱流の層が厚くなると、第２通路２８の有効流路断面積が小さくなる（有効流路径を狭める）ため、その分、第２通路２８を流れる気体の流速が高くなる。よって、燃焼室１０６に流入する吸気の流速低下がより効果的に抑制される。また、第２通路２８を流れる気体の流速が高いとき、突起２７１の下流に発生し隙間２５に介在する乱流渦３１は大きくなる。よって、第１通路２６と第２通路２８の間で隙間２５を介して気体が流通するおそれが高い高流速時に、上記流通の抑制効果を自動的に高くできる。

突起２７１と隙間２５との間の（軸方向または幅方向）距離は、第２通路２８を流れる気体の流速が所定速であるとき、突起２７１により生じる乱流渦３１が隙間２５の少なくとも一部に重なるような距離に設定することができる。乱流渦３１が隙間２５の少なくとも一部に重なれば、この重なり部分における第１通路２６と第２通路２８の間の流通が抑制され、上記作用効果が得られる。なお、隙間２５は、吸気管２０の内面と隔壁２４との境界に限らず、隔壁２４にあってもよい。

ここで、隙間２５を介したガス流通を抑制するため、隙間２５の近傍に凸部２７（複数の突起２７１）を設ける代わりに、隙間２５を隔壁２４（本体部２４０）等で埋めることも考えられる。しかし、隔壁２４が吸気管２０とは別の部材として形成され、吸気管２０の内部に組付けられるような場合、組み付けバラツキによって隙間２５が生じうる。言い換えると、吸気管２０の内面と隔壁２４との間に所定の隙間２５が生じるようにあらかじめ寸法（公差）を設定すれば、組み付け性が向上し、コストを削減することができる。また、組み付けバラツキによって隔壁２４と吸気管２０の内面が干渉する事態を抑制できる。

あるいは、隔壁２４が、本実施形態のように本体部２４０と連結部２４１とを有する場合、この連結部２４１と本体部２４０との組み付けバラツキによっても（連結部２４１と本体部２４０との間に）隙間２５が生じうる。よって、組み付け性の向上等の観点からは、吸気管２０の内面と隔壁２４との境界または隔壁２４に、第１通路２６と第２通路２８を接続する隙間２５が存在するほうが便宜である。また、その他の理由で隙間２５が設けられる場合も考えられる。このように隙間２５が存在する場合に、当該隙間２５の近傍に凸部２７（複数の突起２７１）を設けることで、隙間２５を介したガス流通を抑制することが可能である。

なお、隙間２５は、隔壁２４の下流側に限らず、中流側や上流側にあってもよい。隙間２５の形状は、本実施形態のような楔形（三角形）に限らず、矩形（長方形）等であってもよい。また、隙間２５を構成する部材の縁は、直線状に限らず曲線状であってもよい。隙間２５は、隔壁２４の幅方向（吸気管２０の軸方向に対し直角の方向）で隔壁２４の片側にあってもよい。

また、吸気管２０の径方向断面の形状は、矩形状に限らず、円形状や楕円状等であってもよい。隔壁２４（本体部２４０）の形状は平板状でなくてもよい。例えば、吸気管２０の内壁が湾曲している場合、隔壁２４（本体部２４０）は、吸気管２０の上流側から下流側へ向かうにつれて、吸気管２０の内壁に沿って湾曲した形状でもよい。隔壁２４（本体部２４０）の幅は一定でなくてもよい。例えば、吸気管２０の内径が変化している場合、吸気管２０の上流側から下流側へ向かうにつれて、吸気管２０の内径の変化に沿うように隔壁２４（本体部２４０）の幅が変化してもよい。

本体部２４０の材質は、金属に限らず、樹脂等であってもよい。吸気管２０の内壁への隔壁２４の取り付け方法は任意であり、ボルト、リベットや溶接等により隔壁２４を吸気管２０に固定可能である。また、シリンダヘッド１０３を鋳造する際に別体の金属板を鋳込むことで隔壁２４を吸気管２０（吸気ポート２１）に形成してもよい。隔壁２４は吸気管２０にあればよく、吸気ポート２１に限らず、インテークマニホールド等に設置されていてもよい。

凸部２７（複数の突起２７１）は、隙間２５の近傍にあればよく、隔壁２４の面でなく、（第２通路２８の内面を構成する）吸気ポート２１その他の吸気管２０の内面にあってもよい。本実施形態では、凸部２７（複数の突起２７１）が隔壁２４の側にあるため、隙間２５の近傍に凸部２７（複数の突起２７１）を設けることが比較的容易である。本実施形態で、隔壁２４は、本体部２４０と連結部２４１を含んでいる。隙間２５が本体部２４０と連結部２４１との間に（本体部２４０に対向して）ある場合には、連結部２４１において、上記隙間２５の近傍に、凸部２７があってもよい。なお、連結部２４１を省略してもよい。

凸部２７（複数の突起２７１）は、吸気管２０の軸方向において隙間２５の上流側にある。言い換えると、各突起２７１は、第２通路２８における流れ方向で隙間２５と重なる。よって、この流れ方向において凸部２７（複数の突起２７１）の下流に発生する乱流渦３１を含む乱流が隙間２５に向かって延びるため、乱流渦３１（乱流場３１０）が隙間２５に重なることが容易になる。

凸部２７は複数の突起２７１からなる。複数の突起２７１は互いに連続しておらず、凸部２７は断続している。よって、複数の突起２７１の配置や間隔、大きさや形状を適宜変えることで、凸部２７により発生する乱流場３１０の大きさ（厚さ）や範囲を調整することが容易である。本実施形態では、複数の突起２７１は、互いに同じ形状・大きさであり、本体部２４０の幅方向端（隙間２５）に沿って１列に並んでいるが、これに限らない。

例えば、第２通路２８における流れ方向の下流側よりも上流側で、複数の突起２７１を密に配置したり、幅方向において複数列配置したり、個々の突起２７１を幅広にしたり高くしたりしてもよい。隙間２５の幅が小さい箇所よりも大きい箇所の近傍で、複数の突起２７１を密に配置したり、幅方向において複数列配置したり、個々の突起２７１を幅広にしたり高くしたりしてもよい。これにより、乱流渦３１（乱流場３１０）を効果的に隙間２５に重ならせることができる。

一方、乱流場３１０が厚くなりすぎると、第２通路２８を流れる気体の量（吸気量）が少なくなってエンジン１の出力が低下するおそれもある。このため、乱流場３１０の厚さが所定以下となるように、複数の突起２７１の配置や大きさ・形状を設定してもよい。

各突起２７１の形状は任意である。板状であってもよいし、錐体状や錐台状であってもよいし、円柱状や角柱状であってもよい。各突起２７１の表面は平面状であってもよいし曲面状であってもよい。突起２７１の上流側の端部が鈍頭であってもよい。突起２７１の下流側に発生する乱流の延在方向が、第２通路２８における主流３０の流れ方向に対しゼロより大きい角度を有して隙間２５に向かう方向となるように、突起２７１の形状を調整してもよい。例えば、突起２７１が上記角度を有して隙間２５に向かって延びる板状であってもよい。

凸部２７（複数の突起２７１）の形成方法は任意である。各突起２７１は、パンチ等のプレス加工により本体部２４０に形成した爪であってもよい。突起２７１を本体部２４０等とは別に作成し、これを隙間２５の近傍の面に設置してもよい。また、突起２７１を有するシートを作成し、これを隙間２５の近傍の面に接着してもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、図７を参照して、第２の実施形態に係る内燃機関の吸気装置について説明する。本実施形態は、第１の実施形態における凸部２７の変形例である。図７は、第２の実施形態における隔壁２４（本体部２４０）の一部分の、図３と同様の模式図である。凸部２７は、複数の突起２７１からなる。各突起２７１は、板状であり、下流部２４６の面の法線方向に延びる。隣接する突起２７１同士は、鋭角をなして互いに接続している。複数の突起２７１は、交互に折れ曲がった形で連続している。凸部２７（連続する複数の突起２７１）は、下流部２４６の幅方向端（隙間２５）に沿って延びている。

このように、複数の突起２７１がジグザグにつながれているため、吸気管２０の軸方向（第２通路２８における流れ方向）で上流に面する凸部２７の実質的な面積を増大させ、より大きな乱流渦３１を容易に発生させることができる。他の構成および作用効果は第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

＜第３の実施形態＞
次に、図８，９を参照して、第３の実施形態に係る内燃機関の吸気装置について説明する。本実施形態は、第１の実施形態における凸部２７の変形例である。図８は、第３の実施形態における隔壁２４（本体部２４０）の一部分の、図３と同様の模式図である。図９は、本実施形態における隔壁２４（本体部２４０）の一部分を、吸気管２０の径方向で切った端面図である。凸部２７は、下流部２４６の幅方向端（隙間２５）に沿って延びている。凸部２７は、吸気管２０の内面に対向する下流部２４６の幅方向端（側端）であり、当該端が第２通路２８の内部に向かって折れ曲がった部分である。図８に示すように、凸部２７は、吸気管２０の軸方向（第２通路２８における流れ方向）で上流に面しており、上記軸方向（流れ方向）に対してゼロより大きい角度θ１を有している。図９に示すように、第２通路２８の内面において、凸部２７が下流部２４６に対してなす角度θ２は鈍角である。

このように、隙間２５の近傍に凸部２７があることで、図９に示すように、隙間２５に向かう流れが剥離する。凸部２７を超える流れが乱流渦３１を生成し、隙間２５に向かって延びる乱流が発生する。隙間２５に重なる乱流場３１０が形成される。下流部２４６の幅方向端に角度θ２をつけるだけでよいため、プレス加工等により、凸部２７を容易に形成できる。他の構成および作用効果は第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、吸気管の内部にある制御弁は、タンブル流を強化するためのＴＧＶであるとしたが、横渦流（スワール流）を強化するためのスワール制御弁その他の弁であってもよい。スロットル弁がＴＧＶやスワール制御弁の機能を兼ね備えてもよい。吸気管に設置される制御弁の弁体が隔壁の機能を兼ね備えてもよい。すなわち、制御弁の弁体が吸気管を絞るとともに当該弁体が吸気管の内部を第１、第２通路に区画した状態で、弁体と吸気管の間の隙間の近傍に凸部があってもよい。

また、制御弁やスロットル弁がない吸気装置に本発明を適用してもよい。例えば、隔壁は、成層燃焼を実現するため、混合気が流通する通路と、空気が流通する通路とを区画する機能を有してもよい。この場合、一方の通路から隙間を介して他方の通路へガスが漏れ出すと、所期の成層燃焼が得られないおそれがある。両通路のいずれかの内面において、隙間の近傍に凸部があることで、通路間のガス流通を抑制することができる。要は、何らかのガスの流れがある通路（第１通路または第２通路）の内面において、隙間の近傍に凸部を設ければ、通路間のガス流通を抑制することが可能である。

上記実施形態では、内燃機関は４ストロークのガソリンエンジンとしたが、２ストローク・エンジンやディーゼルエンジンの吸気装置に本発明を適用してもよい。例えば、ディーゼルエンジンの吸気装置においてスワール流を強化するための隔壁が設けられている場合、隔壁により区画される一方の通路から他方の通路への気体の漏れ出しを、隙間の近傍の凸部により抑制できる。

吸気管において燃料を噴射する位置は、隔壁より上流側であってもよいし、下流側であってもよい。また、燃料を吸気管に噴射するエンジンに限らず、燃料を燃焼室に直接噴射するエンジンの吸気装置に本発明を適用してもよい。すなわち、吸気管を通る気体は混合気に限らず空気でもよい。また、上記実施形態では、内燃機関はレシプロエンジンとしたが、ロータリーエンジンの吸気装置に本発明を適用してもよい。また、燃料としてガソリンや軽油を用いるエンジンだけでなく、天然ガス等を用いるエンジンの吸気装置にも本発明を適用可能である。さらに、自動車のエンジンだけでなく、船舶や飛行機のエンジンの吸気装置に本発明を適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
２ 吸気装置
２０ 吸気管
２３ ＴＧＶ（制御弁）
２４ 隔壁
２５ 隙間
２６ 第１通路
２７ 凸部
２７１ 突起
２８ 第２通路
３１ 乱流渦

Claims (7)

1. 内燃機関の吸気装置であって、
   吸気管の内部を第１通路と第２通路に区画する隔壁と、
   前記吸気管の内面と前記隔壁との境界または前記隔壁にあり、前記第１通路と前記第２通路を接続する隙間と、
   前記第１通路の内面を構成する前記隔壁の面もしくは前記吸気管の内面、または、前記第２通路の内面を構成する前記隔壁の面もしくは前記吸気管の内面において、前記隙間の近傍にある凸部と、を有する
   内燃機関の吸気装置。
2. 前記凸部の少なくとも一部は、前記吸気管における気体の流れ方向で前記隙間の上流側にある
   請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 前記凸部と前記隙間との距離は、前記凸部により生じる気体の乱流渦が前記隙間の少なくとも一部に重なる距離である
   請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。
4. 前記凸部は、複数の突起からなる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 前記複数の突起は、交互に折れ曲がった形で連続する
   請求項４に記載の内燃機関の吸気装置。
6. 前記凸部は、前記吸気管の内面に対向する前記隔壁の側端であって、前記第１通路または前記第２通路に向かって折れ曲がった部分である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
7. 前記吸気管の内部にあり前記第１通路を開閉可能な制御弁を有し、
   前記第２通路の内面を構成する前記隔壁の面または前記吸気管の内面に前記凸部がある
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
   

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