JP4730146B2 - Intake passage structure of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関の吸気通路構造に関する。 The present invention relates to an intake passage structure for an internal combustion engine.
内燃機関の吸気装置において、機関燃焼室内にタンブル流を発生させる技術がある。例えば特許文献１では、吸気ポート内を隔壁によって上側通路と下側通路とに区切る。そして隔壁の上流に開度調整弁を設ける。この開度調整弁によって下側通路を流れる吸気流量を減少させて上側通路を流れる吸気流量を増大させることで機関燃焼室内にタンブル流を発生させる。
ところで、内燃機関では、燃焼ガスのすべてが排気ポートへ排出されるのではなく、その一部は燃焼室内に残留する。この燃焼室内に残留した既燃ガスが、吸気弁の開弁とともに吸気ポートに流出するいわゆる吹き返しを生じることがある。前述した吸気ポートの構造では、吹き返した既燃ガスの多くは隔壁の上側通路に流入する。この既燃ガスが新気とともに燃焼室に再吸入されると、燃焼室内で偏って分布し、燃焼を不安定にするという問題があった。 By the way, in the internal combustion engine, not all of the combustion gas is discharged to the exhaust port, but a part thereof remains in the combustion chamber. The burned gas remaining in the combustion chamber may cause so-called blow-back that flows out to the intake port when the intake valve is opened. In the structure of the intake port described above, most of the burned burned gas flows into the upper passage of the partition wall. When the burned gas is re-inhaled into the combustion chamber together with fresh air, there is a problem that the combustion gas is unevenly distributed in the combustion chamber and makes combustion unstable.
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、隔壁の上側通路に吹き返した既燃ガスを再吸入の際に拡散させて、燃焼室内における既燃ガスの分布の均一化を図ることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem. The burnt gas blown back to the upper passage of the partition wall is diffused at the time of re-suction, and the distribution of the burned gas in the combustion chamber is made uniform. The purpose is to make it easier.
本発明は、内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路と、前記吸気通路の内部に設けられ、その吸気通路を上下の第一通路及び第二通路に区画し、その第一通路を通流した空気の多くが吸気通路開口の特定範囲から前記燃焼室に流入するように空気の流れに指向性を付与する隔壁と、前記隔壁の第一通路側の表面に、その表面の所定位置から吸気方向下流に進むにつれて、その表面に占める割合が増加するように末広がりに拡幅するとともに前記隔壁の板厚が薄くなるように形成される傾斜面を備えるディフューザと、を有することを特徴とする。 The present invention is provided in an intake passage that communicates with a combustion chamber of an internal combustion engine and the intake passage, and the intake passage is partitioned into an upper and lower first passage and a second passage, and the first passage is passed through the intake passage. A partition that imparts directivity to the air flow so that most of the air flows into the combustion chamber from a specific range of the intake passage opening, and a surface on the first passage side of the partition from the predetermined position on the surface to the intake direction And a diffuser having an inclined surface that is formed so as to widen toward the end so as to increase the proportion of the surface of the partition as it goes downstream.
本発明では、隔壁の下流部上面にディフューザを形成する。上述のように、隔壁の上側通路に吹き返した既燃ガスが新気とともに燃焼室に吸入されるときに、このディフューザによって拡散される。このようにして燃焼室内における既燃ガスの均一化を図ることができる。 In the present invention, the diffuser is formed on the upper surface of the downstream portion of the partition wall. As described above, the burned gas blown back to the upper passage of the partition wall is diffused by the diffuser when it is sucked into the combustion chamber together with fresh air. In this way, the burnt gas in the combustion chamber can be made uniform.
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１及び図２を参照して、本発明による内燃機関の吸気通路構造の実施形態について説明する。図１は、本発明による内燃機関の吸気通路構造の一実施形態を示す断面図である。図２は、本発明による内燃機関の吸気通路構造を上方から見た図である。 An embodiment of an intake passage structure for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an intake passage structure for an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 2 is a view of the intake passage structure of the internal combustion engine according to the present invention as viewed from above.
まず、図１を参照して説明する。内燃機関１は、シリンダブロック２と、その頂部を覆うシリンダヘッド３とを備える。 First, a description will be given with reference to FIG. The internal combustion engine 1 includes a cylinder block 2 and a cylinder head 3 that covers the top of the cylinder block 2.
シリンダブロック２には、複数のシリンダ４が形成される。シリンダ４には、ピストン５が摺動自在に嵌合する。 A plurality of cylinders 4 are formed in the cylinder block 2. A piston 5 is slidably fitted into the cylinder 4.
シリンダヘッド３には、ペントルーフ型の燃焼室６が凹設される。燃焼室６の頂壁中心には、点火栓９が配設される。燃焼室６に吸気ポート７（吸気通路）及び排気ポート８が連通する。 A pent roof type combustion chamber 6 is recessed in the cylinder head 3. A spark plug 9 is disposed at the center of the top wall of the combustion chamber 6. An intake port 7 (intake passage) and an exhaust port 8 communicate with the combustion chamber 6.
吸気ポート７及び排気ポート８は、図２に示すように先端が二股に分岐する。 The intake port 7 and the exhaust port 8 have bifurcated ends as shown in FIG.
吸気ポート７の内部には、吸気バルブ１０と、隔壁１３と、吸気制御弁１４とが設けられる。 Inside the intake port 7, an intake valve 10, a partition wall 13, and an intake control valve 14 are provided.
吸気バルブ１０は、１つのシリンダごとに一対ずつ設けられる。吸気バルブ１０はバルブヘッド１０ａとバルブステム１０ｂとを備える。吸気バルブ１０は、シリンダヘッド３に装着されたバルブガイド１１によって保持される。吸気バルブ１０は、バルブ軸方向に往復動して燃焼室６と吸気ポート７との連通を開閉する。以下、便宜のため、バルブヘッド１０ａの上側つまり点火栓９に近い側を「バルブヘッド上顎側」という。バルブヘッド１０ａの下側つまりシリンダ４の壁面に近い側を「バルブヘッド下顎側」という。 A pair of intake valves 10 is provided for each cylinder. The intake valve 10 includes a valve head 10a and a valve stem 10b. The intake valve 10 is held by a valve guide 11 attached to the cylinder head 3. The intake valve 10 reciprocates in the valve axial direction to open and close the communication between the combustion chamber 6 and the intake port 7. Hereinafter, for convenience, the upper side of the valve head 10a, that is, the side close to the spark plug 9 is referred to as “valve head upper jaw side”. The lower side of the valve head 10a, that is, the side closer to the wall surface of the cylinder 4 is referred to as “valve head lower jaw side”.
隔壁１３は、吸気ポート７の内部に、吸気ポート７に一体形成される。隔壁１３は、吸気ポート７を流れる吸気の流れ方向に沿って形成される。隔壁１３は、下流端１３ｂが吸気ポート７の分岐部７ｄの近傍に位置するように形成される（図２参照）。隔壁１３は、吸気ポート７の内部を上側通路７ａ（第一通路）と下側通路７ｂ（第二通路）とに分割する。ここで、吸気ポート７についての「上」「下」とは、シリンダ４の上下を基準とするものであり、空間上の絶対的な上下の意味ではない。 The partition wall 13 is formed integrally with the intake port 7 inside the intake port 7. The partition wall 13 is formed along the flow direction of the intake air flowing through the intake port 7. The partition wall 13 is formed so that the downstream end 13b is positioned in the vicinity of the branch portion 7d of the intake port 7 (see FIG. 2). The partition wall 13 divides the inside of the intake port 7 into an upper passage 7a (first passage) and a lower passage 7b (second passage). Here, “upper” and “lower” with respect to the intake port 7 are based on the upper and lower sides of the cylinder 4 and do not mean absolute upper and lower in space.
隔壁１３の長さは、吸気制御弁１４を閉じたときに、上側通路７ａを流れる吸気流に、バルブヘッド上顎側へ強い指向性を付与するのに必要十分な長さである。上側通路７ａを流れて強い指向性が付与された高速の吸気流によって、燃焼室６内でタンブル流を中心とする強力なガス流動が生起される。 The length of the partition wall 13 is necessary and sufficient to give strong directivity to the valve head upper jaw side in the intake air flow flowing through the upper passage 7a when the intake control valve 14 is closed. A powerful gas flow centered on the tumble flow is generated in the combustion chamber 6 by the high-speed intake flow imparted with strong directivity by flowing through the upper passage 7a.
吸気制御弁１４は、隔壁１３の上流に配置される。吸気制御弁１４は、軸１５に取り付けられ、その軸１５を中心として回転する。軸１５は回転角度がアクチュエータ（図示せず）によって制御される。アクチュエータは、機関運転条件によって軸１５を回転させることで、吸気制御弁１４の開度を調整し、下側通路７ｂへ流れる吸気流量を調整する。なおアクチュエータは後述するコントローラ（図示せず）によって制御される。 The intake control valve 14 is disposed upstream of the partition wall 13. The intake control valve 14 is attached to a shaft 15 and rotates around the shaft 15. The rotation angle of the shaft 15 is controlled by an actuator (not shown). The actuator adjusts the opening of the intake control valve 14 by rotating the shaft 15 according to the engine operating conditions, and adjusts the intake flow rate flowing into the lower passage 7b. The actuator is controlled by a controller (not shown) described later.
図１は、吸気制御弁１４の閉位置を示す。図示の姿勢のように、吸気制御弁１４は、閉位置において僅かに傾斜するように保持される。このようになっているので、吸気制御弁１４が閉位置のときに、吸気制御弁１４の上流から流れてきた吸気流は、吸気ポート７の上側通路７ａへ案内され、下側通路７ｂへは流れない。なお吸気制御弁１４の開位置は、隔壁１３と平行になる位置である。 FIG. 1 shows the closed position of the intake control valve 14. As in the illustrated posture, the intake control valve 14 is held so as to be slightly inclined in the closed position. Thus, when the intake control valve 14 is in the closed position, the intake flow that has flowed from the upstream side of the intake control valve 14 is guided to the upper passage 7a of the intake port 7 and to the lower passage 7b. Not flowing. The open position of the intake control valve 14 is a position parallel to the partition wall 13.
なお排気ポート８には一対の排気バルブ１２が配設され、燃焼室６と排気ポート８との連通を開閉する。 The exhaust port 8 is provided with a pair of exhaust valves 12 that opens and closes communication between the combustion chamber 6 and the exhaust port 8.
また、内燃機関１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（図示せず）等からなるコントローラを備える。コントローラは、図示しないエンジン回転速度センサや吸入空気量センサ等の各種計器によって検出した内燃機関１の運転条件に基づいて、上述した吸気制御弁１４のアクチュエータや、点火栓９の点火時期等を制御する。 The internal combustion engine 1 includes a controller including a CPU, a ROM, a RAM (not shown), and the like. The controller controls the actuator of the intake control valve 14 and the ignition timing of the ignition plug 9 based on the operating conditions of the internal combustion engine 1 detected by various instruments such as an engine speed sensor and an intake air amount sensor (not shown). To do.
ところで、排気行程において、排気バルブ１２が開弁すると、燃焼室６内の既燃ガスが排気ポート８へ排出される。しかし、排気行程から吸気行程に移行する際、実際には、内燃機関の吸気バルブ１０と排気バルブ１２とが共に開弁する期間、いわゆるバルブオーバーラップ期間が存在する。そのため、一部の既燃ガスは排気ポート８へ排出されることなく、吸気バルブ１２の開弁とともに吸気ポート７に流出するいわゆる吹き返しを生じる場合がある。 By the way, when the exhaust valve 12 is opened in the exhaust stroke, the burned gas in the combustion chamber 6 is discharged to the exhaust port 8. However, when shifting from the exhaust stroke to the intake stroke, there is actually a period during which both the intake valve 10 and the exhaust valve 12 of the internal combustion engine open, that is, a so-called valve overlap period. For this reason, some burned gas may not be discharged to the exhaust port 8, but may cause a so-called blowback that flows out to the intake port 7 when the intake valve 12 is opened.
ここで、本発明の理解を容易にするために、図８から図１０を参照して従来技術における吹き返しによる問題について説明する。なお、従来技術において、本発明による内燃機関の吸気通路構造の実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。 Here, in order to facilitate understanding of the present invention, a problem caused by blowback in the prior art will be described with reference to FIGS. In the prior art, the same reference numerals are used for the same functions as those in the embodiment of the intake passage structure of the internal combustion engine according to the present invention, and repeated description is appropriately omitted.
図８は、従来の吸気通路構造における隔壁１１３の下流部の形状を示す図である。従来の吸気通路構造における隔壁１１３は矩形の形状であった。このような形状では、上流から下流へと隔壁１１３の上面１１３ａを流れる吸気は、図８に示す矢印の方向へ流れる。この矢印は、隔壁１１３と略平行であり、バルブヘッド上顎側へ向いている。隔壁１１３は吸気の流れ方向に沿って形成され、平坦である。したがって、隔壁１１３に沿って上流から下流へと流れる吸気は、この矢印の方向へ指向性が付与される。 FIG. 8 is a view showing the shape of the downstream portion of the partition wall 113 in the conventional intake passage structure. The partition wall 113 in the conventional intake passage structure has a rectangular shape. In such a shape, the intake air flowing through the upper surface 113a of the partition wall 113 from the upstream to the downstream flows in the direction of the arrow shown in FIG. This arrow is substantially parallel to the partition wall 113 and faces the valve head upper jaw side. The partition wall 113 is formed along the direction of intake air flow and is flat. Accordingly, the intake air flowing from upstream to downstream along the partition wall 113 is given directivity in the direction of this arrow.
図９は、従来の吸気通路構造における既燃ガスの吹き返しから再吸入までの挙動を示す図である。いずれも吸気制御弁１４は閉じられた状態である。図９において、ハッチング（クロスハッチング及び斜線）で示した部分が既燃ガスである。クロスハッチングと斜線の違いは既燃ガスの温度の違いを示す。クロスハッチングの方が、温度が高い。 FIG. 9 is a diagram showing the behavior from the return of burned gas to the re-intake in the conventional intake passage structure. In either case, the intake control valve 14 is in a closed state. In FIG. 9, the portion indicated by hatching (cross-hatching and diagonal lines) is burned gas. The difference between cross-hatching and diagonal lines indicates the difference in the temperature of burned gas. Cross hatching is hotter.
図９（Ａ）は、排気行程を示す。このとき排気バルブ１２は開かれ、吸気バルブ１０は閉じられている。 FIG. 9A shows the exhaust stroke. At this time, the exhaust valve 12 is opened and the intake valve 10 is closed.
図９（Ｂ）以降は吸気行程（バルブオーバーラップ期間を含む）を示す。図９（Ｂ）に示すように、バルブオーバーラップ期間中に吸気バルブ１０が開かれると、既燃ガスの吹き返しが発生する。この既燃ガスは、バルブヘッド１０ａと吸気ポート７の開口との隙間からバルブステム１０ｂに沿って、吸気ポート７に流出する。 FIG. 9B and subsequent figures show the intake stroke (including the valve overlap period). As shown in FIG. 9B, when the intake valve 10 is opened during the valve overlap period, burnt gas blows back. The burned gas flows out from the gap between the valve head 10a and the opening of the intake port 7 to the intake port 7 along the valve stem 10b.
図９（Ｃ）で、バルブステム１０ｂに沿って吸気ポート７に流出した既燃ガスは、バルブガイド１１の下端に到達する。バルブガイド１１の下端まで到達した既燃ガスは、そこから吸気ポート７の内壁７ｃに沿って流れる。そして、この既燃ガスは、吸気ポート７の上流へと流れて拡散する。 In FIG. 9C, the burned gas that has flowed out to the intake port 7 along the valve stem 10 b reaches the lower end of the valve guide 11. The burnt gas that has reached the lower end of the valve guide 11 flows along the inner wall 7c of the intake port 7 therefrom. The burned gas flows upstream from the intake port 7 and diffuses.
ここで図９（Ｄ）に示すように、既燃ガスは、隔壁１１３が存在するため、吸気ポート７の内部に均一に拡散するのではなく、上側通路７ａに偏って拡散する。 Here, as shown in FIG. 9D, the burnt gas does not diffuse uniformly in the intake port 7 but diffuses in the upper passage 7a because the partition 113 exists.
図９（Ｅ）から（Ｇ）は、新気とともに吹き返してきた既燃ガスが再吸入されていく様子を示す。 FIGS. 9E to 9G show how the burned gas that has been blown back with fresh air is re-inhaled.
上述したように、従来の吸気通路構造における隔壁１１３の形状では、上側通路７ａを流れる新気に対して、バルブヘッド上顎側へ強い指向性が付与されていた。その結果、図９（Ｆ）及び（Ｇ）に示すように、上側通路７ａに偏って拡散した既燃ガスは、上側通路７ａを流れてくる新気の流れに沿って、バルブヘッド上顎側の間隙１６ａから再吸入されることになる。したがって、バルブヘッド下顎側近傍の領域Ｔに存在する既燃ガスが相対的に少なくなり、燃焼室６内で既燃ガスの分布が不均一となる。このような、燃焼室６内における既燃ガスの不均一性は、安定した筒内燃焼を阻害し、ノッキングの原因となる。 As described above, with the shape of the partition wall 113 in the conventional intake passage structure, strong directivity is imparted to the valve head upper jaw side with respect to fresh air flowing through the upper passage 7a. As a result, as shown in FIGS. 9 (F) and 9 (G), the burned gas diffused in the upper passage 7a is distributed along the valve head upper jaw along the flow of fresh air flowing through the upper passage 7a. It will be re-inhaled from the gap 16a. Therefore, the burnt gas existing in the region T in the vicinity of the valve head lower jaw side becomes relatively small, and the burnt gas distribution in the combustion chamber 6 becomes non-uniform. Such non-uniformity of burnt gas in the combustion chamber 6 inhibits stable in-cylinder combustion and causes knocking.
図１０は上述した従来の吸気通路構造における既燃ガスの吹き返しから再吸入までの挙動を模式的に示す図である。図１０の細線で描かれた矢印Ａ1は吹き返してきた既燃ガスを示す。図１０の太線で描かれた矢印Ａ2は新気とともに再吸入される既燃ガスを示す。 FIG. 10 is a diagram schematically showing the behavior from the return of burned gas to the re-intake in the conventional intake passage structure described above. An arrow A 1 drawn with a thin line in FIG. 10 indicates the burned gas that has blown back. An arrow A 2 drawn with a thick line in FIG. 10 indicates burned gas re-inhaled with fresh air.
この図で改めて説明すると、バルブヘッド上顎側の間隙１６ａ及びバルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから吸気ポート７に吹き返してきた既燃ガスは、矢印Ａ1に示すように、吸気ポート７の上側通路７ａの上流へと流れて拡散する。そして、バルブヘッド上顎側へ強い指向性を付与された新気とともに、矢印Ａ2に示すように、バルブヘッド上顎側の間隙１６ａから再吸入される。したがって、燃焼室内でタンブル流は生起されるものの、既燃ガスの分布が偏り、燃焼に影響があることがわかった。 When self-explanatory in this figure, the burned gas that has blown back from the valve head maxillary side gap 16a and the valve head mandibular side gap 16b to the intake port 7, as shown by the arrow A 1, the upper passage 7a of the intake port 7 To flow upstream and diffuse. Then, the fresh air granted a strong directivity to the valve head maxillary side, as indicated by the arrow A 2, are re-sucked from the valve head maxillary side of the gap 16a. Therefore, it was found that although the tumble flow is generated in the combustion chamber, the distribution of burned gas is biased and the combustion is affected.
そこで本発明では、このような燃焼室６内において既燃ガスの分布が偏ることを防止すべく、隔壁１３の下流部にディフューザ１３１を形成する。 Therefore, in the present invention, the diffuser 131 is formed in the downstream portion of the partition wall 13 in order to prevent the distribution of burned gas in the combustion chamber 6 from being biased.
図３は、本発明の吸気通路構造における隔壁１３の上面１３ｃの下流部に形成されたディフューザ１３１の形状を示す図である。 FIG. 3 is a view showing the shape of the diffuser 131 formed in the downstream portion of the upper surface 13c of the partition wall 13 in the intake passage structure of the present invention.
ディフューザ１３１には、傾斜面１３１ａと、突条１３１ｂとが形成される。 In the diffuser 131, an inclined surface 131a and a protrusion 131b are formed.
傾斜面１３１ａは、隔壁上面１３ｃの所定位置から、下流端１３ｂまで形成される。傾斜面１３１ａは、上流から下流に進むにつれて隔壁の板厚が薄くなる。傾斜面１３１ａは、上流から下流に進むにつれてその幅が拡幅する。つまり、傾斜面１３１ａの幅は、上流から下流に進むにつれて、末広がりに拡がる。そのため、傾斜面１３１ａの幅方向の両サイドからは、隔壁１３に対して垂直に起立する内壁１３１ｃが形成される。 The inclined surface 131a is formed from a predetermined position on the partition upper surface 13c to the downstream end 13b. As for the inclined surface 131a, the plate | board thickness of a partition becomes thin as it goes downstream from an upstream. The width of the inclined surface 131a increases as it progresses from upstream to downstream. That is, the width of the inclined surface 131a expands toward the end as it goes from upstream to downstream. Therefore, an inner wall 131c that stands upright with respect to the partition wall 13 is formed from both sides in the width direction of the inclined surface 131a.
突条１３１ｂは、傾斜面１３１ａの上面に一体形成される。突条１３１ｂは、上流から下流へ、吸気の流れ方向に形成される。突条１３１ｂは、傾斜面１３１ａから、隔壁１３に対して垂直に起立する。本実施形態では、二枚の突条１３１ｂが設けられる。二枚の突条１３１ｂは、幅方向に均等に配置させる。なお、突条１３１ｂの数量はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。 The protrusion 131b is integrally formed on the upper surface of the inclined surface 131a. The protrusion 131b is formed in the direction of intake air flow from upstream to downstream. The protrusion 131b rises perpendicularly to the partition wall 13 from the inclined surface 131a. In the present embodiment, two ridges 131b are provided. The two protrusions 131b are arranged uniformly in the width direction. In addition, the quantity of the protrusion 131b is an example to the last, and is not limited to this.
このように、隔壁１３は、傾斜面１３１ａと、突条１３１ｂと、内壁１３１ｃとで区画される。 Thus, the partition wall 13 is partitioned by the inclined surface 131a, the protrusion 131b, and the inner wall 131c.
図４は、本発明の吸気通路構造における吸気ポート７の要部を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of the intake port 7 in the intake passage structure of the present invention.
傾斜面１３１ａの傾斜は、傾斜面１３１ａから平行に延びる延長線Ｌが、バルブヘッド下顎側に向くように設定する。 The inclination of the inclined surface 131a is set so that the extension line L extending in parallel from the inclined surface 131a faces the mandible side of the valve head.
次に、このディフューザ１３１の作用について図５から図７を参照して説明する。 Next, the operation of the diffuser 131 will be described with reference to FIGS.
図５は、吸気ポート７の上側通路７ａにおけるガス流動の分布を示した図である。流体の性質上、上側通路７ａの中央を流れるガスの流量は、吸気ポート７の内壁７ｃ近傍及び隔壁１３の上面１３ｃを流れるガスの流量に比べて相対的に多く、かつ流速も速い。したがって、図５に示すように、上側通路７ａにおけるガス流動の分布は、上側通路７ａの中央付近が最大であり、そこから吸気ポート７の内壁７ｃ及び隔壁１３に向けて低下する凸形となる。 FIG. 5 is a diagram showing the distribution of gas flow in the upper passage 7 a of the intake port 7. Due to the nature of the fluid, the flow rate of the gas flowing in the center of the upper passage 7a is relatively larger than the flow rate of the gas flowing in the vicinity of the inner wall 7c of the intake port 7 and the upper surface 13c of the partition wall 13, and the flow velocity is also high. Therefore, as shown in FIG. 5, the distribution of the gas flow in the upper passage 7a is maximum near the center of the upper passage 7a, and then has a convex shape that decreases toward the inner wall 7c and the partition wall 13 of the intake port 7. .
図６は、本発明による吸気通路構造における隔壁１３の上面１３ｃの下流部に形成されたディフューザ１３１の作用を示す図である。 FIG. 6 is a view showing the action of the diffuser 131 formed in the downstream portion of the upper surface 13c of the partition wall 13 in the intake passage structure according to the present invention.
隔壁１３に形成されたディフューザ１３１の傾斜面１３１ａによって、新気及び既燃ガスの一部が、バルブヘッド下顎側に流れる。同時に、傾斜面１３１ａは、上流から下流に進むにつれて幅が拡幅するため、図６に示す矢印のように、傾斜面１３１ａを流れる新気及び既燃ガスは左右に拡散する。また、突条１３１ｂによって、傾斜面１３１ａを流れる新気及び既燃ガスの整流効果を高める。 Due to the inclined surface 131a of the diffuser 131 formed in the partition wall 13, a part of fresh air and burned gas flows to the valve head lower jaw side. At the same time, since the width of the inclined surface 131a increases as it progresses from upstream to downstream, fresh air and burned gas flowing through the inclined surface 131a diffuses to the left and right as shown by arrows in FIG. Moreover, the straightening of the fresh air and burned gas which flow through the inclined surface 131a is heightened by the protrusion 131b.
図７は、本発明による吸気通路構造における既燃ガスの吹き返しから再吸入までの挙動を模式的に示す図である。図７の細線で描かれた矢印Ｂ1は吹き返してきた既燃ガスを示す。図７の太線で描かれた矢印Ｂ2及びＢ3は新気とともに再吸入される既燃ガスを示す。 FIG. 7 is a diagram schematically showing the behavior from the return of burned gas to the re-intake in the intake passage structure according to the present invention. An arrow B 1 drawn with a thin line in FIG. 7 indicates the burned gas that has blown back. Arrows B 2 and B 3 drawn by bold lines in FIG. 7 indicate burned gas that is re-inhaled together with fresh air.
この図に示すように、バルブヘッド上顎側の間隙１６ａ及びバルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから吹き返してきた既燃ガスは、吸気ポート７の上側通路７ａの上流へと流れて拡散する。そして、吹き返してきた既燃ガスは、新気とともにバルブヘッド上顎側へ強い指向性を付与され、バルブヘッド上顎側から再吸入される。その際に、隔壁１３に形成されたディフューザ１３１の傾斜面１３１ａによって、新気及び既燃ガスの一部が、バルブヘッド下顎側に向けて流れる。そのため、バルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから流入するガスの流量は増加する。 As shown in this figure, the burnt gas blown back from the gap 16a on the valve head upper jaw side and the gap 16b on the valve head lower jaw side flows to the upstream side of the upper passage 7a of the intake port 7 and diffuses. The burnt gas that has blown back is given a strong directivity to the valve head upper jaw side together with fresh air, and is re-inhaled from the valve head upper jaw side. At that time, a part of fresh air and burned gas flows toward the lower jaw side of the valve head by the inclined surface 131a of the diffuser 131 formed in the partition wall 13. Therefore, the flow rate of the gas flowing in from the gap 16b on the valve head lower jaw side increases.
以上説明した本実施形態によれば、ディフューザ１３１によって、隔壁上面１３ａの表面を流れる新気及び既燃ガスをバルブヘッド下顎側に向けて流す。そのため、バルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから流入するガスの流量は増加する。同時に、バルブヘッド下顎側に流れたガスは、左右に拡散する。そのため、バルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから流入するガスの流速を抑えられるとともに、そこから流入するガスの流量の均一にできる。 According to the present embodiment described above, the diffuser 131 causes fresh air and burned gas flowing on the surface of the partition upper surface 13a to flow toward the valve head lower jaw side. Therefore, the flow rate of the gas flowing in from the gap 16b on the valve head lower jaw side increases. At the same time, the gas that flows to the mandibular side of the valve head diffuses left and right. Therefore, the flow rate of the gas flowing in from the gap 16b on the valve head lower jaw side can be suppressed, and the flow rate of the gas flowing in from there can be made uniform.
したがって、バルブヘッド下顎側近傍に存在する既燃ガスが相対的に少なくなることで、燃焼室６内における既燃ガスの分布が不均一になるという従来の問題を解決できる。 Therefore, the conventional problem that the distribution of the burned gas in the combustion chamber 6 becomes non-uniform can be solved by relatively reducing the burnt gas present in the vicinity of the valve head lower jaw side.
また、ディフューザ１３１によって、隔壁上面１３ａの表面を流れるガスの一部は、バルブヘッド下顎側に向けて流される。しかし、吸気行程後半の吸気流に慣性が付いた状態では、バルブヘッド上顎側の間隙１６ａから流入するガスの流量は、バルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから流入するガスの流量と比べて十分多い。また、突条１３１ｂの整流効果により、バルブヘッド上顎側へ強い指向性を付与された新気及び既燃ガスの流れを阻害することもない。そのため、バルブヘッド上顎側へ向かうガスの流速は維持されており、バルブヘッド上顎側の間隙１６ａから流入するガスの流速は、バルブヘッド下顎側の間隙１６ｂから流入するガスの流速と比べて十分速い。 Further, the diffuser 131 causes a part of the gas flowing on the surface of the partition upper surface 13a to flow toward the lower side of the valve head. However, in the state in which the intake flow in the latter half of the intake stroke is inertial, the flow rate of the gas flowing from the gap 16a on the valve head upper jaw side is sufficiently larger than the flow rate of the gas flowing from the gap 16b on the lower side of the valve head. Further, the flow of fresh air and burned gas imparted with strong directivity to the valve head upper jaw side is not obstructed by the rectifying effect of the protrusion 131b. Therefore, the flow rate of the gas toward the valve head upper jaw side is maintained, and the flow rate of the gas flowing in from the gap 16a on the valve head upper jaw side is sufficiently faster than the flow rate of the gas flowing in from the gap 16b on the lower side of the valve head. .
したがって、燃焼室６内ではタンブル流が生起される。 Accordingly, a tumble flow is generated in the combustion chamber 6.
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
例えば、吸気ポート７の形状に応じて、ディフューザ１３１の形状、すなわち、ディフューザ１３１の幅方向への拡がりや傾斜面１３１ａなどを適宜に設定することで、燃焼室６内の既燃ガスの分布を均一にできる。 For example, according to the shape of the intake port 7, the shape of the diffuser 131, that is, the spread in the width direction of the diffuser 131, the inclined surface 131 a, and the like are appropriately set, so that the distribution of burned gas in the combustion chamber 6 can be made. Can be uniform.
１ 内燃機関
６ 燃焼室
７ 吸気ポート（吸気通路）
７ａ 上側通路（第一通路）
７ｂ 下側通路（第二通路）
１０ 吸気バルブ
１３ 隔壁
１３ｃ 隔壁上面
１３１ ディフューザ
１３１ａ 傾斜面
１３１ｂ 突条
1 Internal combustion engine 6 Combustion chamber 7 Intake port (intake passage)
7a Upper passage (first passage)
7b Lower passage (second passage)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Intake valve 13 Partition 13c Partition upper surface 131 Diffuser 131a Inclined surface 131b Projection
Claims (3)
前記吸気通路の内部に設けられ、その吸気通路を上下の第一通路及び第二通路に区画し、その第一通路を通流した空気の多くが吸気通路開口の特定範囲から前記燃焼室に流入するように空気の流れに指向性を付与する隔壁と、
前記隔壁の第一通路側の表面に、その表面の所定位置から吸気方向下流に進むにつれて、その表面に占める割合が増加するように末広がりに拡幅するとともに前記隔壁の板厚が薄くなるように形成される傾斜面を備えるディフューザと、
を有する内燃機関の吸気通路構造。 An intake passage communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine;
Provided inside the intake passage, the intake passage is divided into an upper and lower first passage and a second passage, and most of the air flowing through the first passage flows into the combustion chamber from a specific range of the intake passage opening. Partition walls to give directivity to the air flow,
Formed on the surface on the first passage side of the partition wall so that the proportion of the surface increases toward the downstream from the predetermined position on the surface so that the proportion of the surface increases and the plate thickness of the partition wall decreases. A diffuser with a sloped surface,
An intake passage structure for an internal combustion engine.
前記第一通路は、その第一通路を通流した多くの空気が、前記吸気バルブのバルブヘッドと前記吸気通路開口との間隙であって前記燃焼室の頂部近傍の範囲から前記燃焼室に流入するように空気の流れに指向性を付与し、
前記傾斜面は、前記第一通路を通流した空気の一部を前記吸気バルブのバルブヘッドと前記吸気通路開口との間隙であってシリンダ内壁近傍の範囲から前記燃焼室に流入させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気通路構造。 An intake valve that opens and closes communication between the combustion chamber and the intake passage;
In the first passage, a large amount of air flowing through the first passage flows into the combustion chamber from a range between the valve head of the intake valve and the intake passage opening and in the vicinity of the top of the combustion chamber. To give directivity to the air flow,
The inclined surface allows a part of the air flowing through the first passage to flow into the combustion chamber from a range between the valve head of the intake valve and the intake passage opening and in the vicinity of the inner wall of the cylinder.
The intake passage structure for an internal combustion engine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の吸気通路構造。 The diffuser includes a ridge that stands upright on the inclined surface and extends downstream in the intake direction.
3. An intake passage structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake passage structure is an internal combustion engine.
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