JP4696978B2 - 吸気通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路内のガス流動を制御する吸気制御弁を有する吸気通路構造に関し、特に、デポジットや氷結による吸気制御弁の固着を防止する技術に関する。

従来、特許文献１に記載のように、吸気ポートの通路内を隔壁により２つの通路に区画形成し、一方の通路を開閉する吸気制御弁を設け、この吸気制御弁を閉弁動作させることにより、タンブルやスワール等の旋回流を生成する内燃機関の吸気装置が知られている。
かかる吸気装置において、前記特許文献１に記載のように、前記吸気制御弁が、弁体の一端側を吸気通路底壁側に軸支した弁軸に固定し、弁軸の回動により弁体を起立（閉弁状態）、倒伏（開弁状態）させる構造の場合に、その取付け構造として、吸気通路底壁側に凹状に形成した格納部を設け、開弁状態（倒伏状態）の時に吸気制御弁を格納部に格納するようにしたものがある。
実開平７−２５２６４号公報

しかしながら、吸気制御弁を格納部に格納する構造にあっては、吸気制御弁の閉弁時は吸気流速が速いために、シリンダへ噴射した燃料の未燃成分がシリンダ側から吸気通路側に吹き返され、バスタブ状に凹んでいる格納部に前記未燃燃料成分が溜まり易い。そして、排気還流ガス（ＥＧＲガス）の流通等により格納部が高温になると、溜まった未燃燃料に多く含まれるＨＣ成分が酸化されてタール状のデポジットとなり、温度の低下に伴って固まり堆積する。このため、機関の停止時に、吸気通路温度の低下により凝縮水やデポジットが格納部に溜まり、これら凝縮水の氷結や堆積したデポジットの張り付きにより吸気制御弁が固着する虞れがある。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、格納部から水やデポジットが排出され易いようにして、デポジットや氷結による吸気制御弁の固着を防止することを目的とする。

このため、本発明は、吸気通路底壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に軸支された弁軸と、該弁軸に一端が固定され、前記弁軸の回動により、前記吸気通路底壁に凹状に形成した格納部から起立する閉弁位置と前記格納部に倒伏格納される開弁位置との間を回動する弁体とを有し、該弁体の回動位置に応じてガス流動を制御する吸気制御弁を有する吸気通路構造であって、吸気通路幅より狭く、かつ凝縮水が重力で流れ出るように前記格納部から重力方向に傾斜させた溝を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、格納部内に存在する固着原因物であるデポジットや水が溝から流れ出るので、格納部にデポジットや水が溜まることを防止でき、水の氷結やデポジットの張り付きによる吸気制御弁の固着を防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る吸気通路構造の構成を示す図である。
図１において、シリンダヘッド１には、燃焼室２に接続する吸気ポート３が形成されている。吸気ポート３は、吸気バルブ４の開閉動作により燃焼室２と連通及び遮断される。前記吸気ポート３には、吸入空気を整流する横板状部材５，５と縦板状部材６，６が設けられている。７は燃料噴射弁である。

吸気マニホールド８は、吸気ポート３と接続して吸気通路を構成している。吸気マニホールド８の吸気ポート３接続側端部近傍には、燃焼室２に供給するガス流動を制御する吸気制御弁９が配置されている。吸気制御弁９は、吸気マニホールド８底壁にバスタブ形状の凹部で形成した格納部１０に吸気流れ方向と直交する方向に軸支された弁軸１１と、この弁軸１１に基端側が図２に示すように例えばネジ１２によって固定され、弁軸１１の回動により格納部１０から起立して吸気マニホールド８の上壁に当接する図１に２点鎖線で示す閉弁位置と格納部１０に倒伏格納される図１に実線で示す開弁位置との間を図１の矢印で示すように回動する弁体１３とを備える。弁軸１１は、弁体１３の固定部分が半円形状に面取りされて平面状になっている。また、弁体１３の先端側には、前記閉弁位置において旋回流を発生させるための切欠部１３ａが形成されている。

前記格納部１０の吸気通路下流側端部の略中央部には、図２及び図３に示すように、吸気通路幅より狭く、また、重力方向に滑らかに傾斜させてデポジットや水等の固着原因物１６を排出するための例えば略Ｖ字状の溝１５が形成されている。尚、溝１５の形状としては、Ｖ字状に限るものではなく、例えば半円形状等、どのような形状でもよい。
ここで、従来と同様の吸気制御弁９の制御について簡単に説明すると、
内燃機関の低回転低負荷時には、吸気制御弁９を図１の２点鎖線で示すように全閉とする。これにより、吸気マニホールド８を流れる吸入空気は吸気制御弁９の切欠部１３ａから吸気ポート３の横板状部材５と縦板状部材６により案内され燃焼室２に供給されて強い旋回流を形成する。内燃機関の中回転中負荷時は、吸気制御弁９を半開きにし、回転数及び負荷の程度に応じてその開度を決定する。内燃機関の高回転高負荷時には、吸気制御弁９を図１の実線で示すように全開とし、吸気制御弁９を格納部１０に格納して吸入空気の流動抵抗が増大するのを防ぐ。

次に、本実施形態の動作について図３を参照して説明する。
内燃機関の低回転低負荷時に、吸気制御弁９を全閉として旋回流を生成する際、強い旋回流の発生により燃焼室２内から吸気通路側に未燃燃料の吹き返しがあり、この未燃燃料に起因して機関停止時に格納部１０内にデポジットが付着する。また、機関停止時に凝縮した水が格納部１０内に流れ込む。このデポジットや水は格納部１０の下流側端部側に流れて図３に示すように固着原因物１６として堆積しようとするが、重力方向に滑らかに傾斜させた溝１５によって、固着原因物１６は吸気ポート３側に流れ出て格納部１０から排出される。

従って、本実施形態によれば、固着原因物１６が格納部１０に溜まるのを防止できるので、従来のような水の氷結やデポジットの弁体１３への張り付きによって吸気制御弁９が固着することを防止できる。これにより、次の機関始動時に吸気制御弁９が動作しない不具合を解消できる。また、溝１５の断面を、デポジットによる詰まりが生じない必要最低限の広さに設定すれば、吸気通路の断面形状をあまり変化させずに済み、吸気通路における吸入空気に対する流動抵抗の増大を抑えて機関の出力が低下するのを防止できる。尚、溝に代えて孔形状が考えられるが、孔形状の場合、デポジットに粘性があるためにデポジットによって詰まることが考えられる。

図４及び図５に、格納部１０に形成する溝の別の構成例を示す。尚図４及び図５では吸気制御弁９を図示省略してある。
図４は、デポジットや水を排出するための溝１５を、格納部１０の複数個所、例えば、吸気通路下流側端部の両端に形成する構成である。
自動車を停車させたとき、車体が水平状態にあることは少なく左右どちらかに傾いていることの方が多く、格納部１０のいずれか一方の端部側にデポジットや水が偏っていることが考えられる。従って、図４の構成のように格納部１０の両端に溝１５を形成すれば、デポジットや水が格納部１０のいずれか一方の端部に偏っても、デポジットや水を格納部１０から確実に排出することができるという効果を有する。

図５は、溝１５を、格納部１０の吸気通路下流側端部の両端及び中央部の３箇所に形成する構成であり、図４の構成の効果に加えて、更に溝が増えることにより、デポジットや水の排出が円滑にできる。
尚、上述の実施形態では、シリンダヘッド１の吸気ポート３と滑らかに接続するように、吸気マニホールド８に溝１５を形成する構成を示したが、必要に応じて、吸気ポート３側に溝１５先端部を形成し、吸気マニホールド８と吸気ポート３に跨って溝１５が形成されるような構成としてもよい。

また、溝１５の数は、上述した各実施形態のような１，２又３個に限定するものではないことは言うまでもなく、必要に応じて適当数形成すればよい。

本発明に係る吸気通路構造の一実施形態を示す構成図 同上実施形態の吸気ポート側から見た格納部の拡大図 同上実施形態の吸気ポートの格納部部分の拡大断面図 格納部に形成する溝の別の構成例を示す図 格納部に形成する溝の更に別の構成例を示す図

符号の説明

２ 燃焼室
３ 吸気ポート
８ 吸気マニホールド
９ 吸気制御弁
１０ 格納部
１１ 弁軸
１３ 弁体
１５ 溝

Claims (3)

1. 吸気通路底壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に軸支された弁軸と、該弁軸に一端が固定され、前記弁軸の回動により、前記吸気通路底壁に凹状に形成した格納部から起立する閉弁位置と前記格納部に倒伏格納される開弁位置との間を回動する弁体とを有し、該弁体の回動位置に応じてガス流動を制御する吸気制御弁を有する吸気通路構造であって、
   吸気通路幅より狭く、かつ凝縮水が重力で流れ出るように前記格納部から重力方向に傾斜させた溝を備えることを特徴とする吸気通路構造。
2. 前記溝を、前記格納部の複数個所に形成する構成とした請求項１に記載の吸気通路構造。
3. 前記溝を、前記格納部の吸気通路下流側端部の両端に形成する構成とした請求項２に記載の吸気通路構造。

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