WO2006106751A1 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

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passage
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Kazuyoshi Abe
Daisuke Uchida
Mitsumasa Yamagata
Akira Nakawatase
Akio Yoshimatsu
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an intake device for an internal combustion engine that controls an intake flow by arranging a partition plate in an intake pipe.
  • Patent Document 1 disposes a tumble passage and a control passage by arranging a partition plate (also referred to as a partition wall or a partition wall) along the longitudinal direction inside the intake pipe.
  • An intake flow control valve that can be freely opened and closed is arranged on the control passage side, and left and right bulkheads are provided on the tumble passage side to stratify the tumble flow.
  • Patent Document 2 discloses an intake device using a partition plate in which a portion where the injected fuel collides is at least in a communicating porous shape.
  • Patent Document 3 discloses an intake device in which an intake control valve is disposed upstream of a partition wall that divides an intake port into two passages, and a slit-like communication passage is provided in a partition wall. The communication path is provided on the upstream end side of the partition wall so as to face a local low-pressure region generated on the downstream side when the intake control valve is closed.
  • the lower second passage when generating a tumble flow, the lower second passage is closed by an intake control valve, and the intake flow is caused to flow through the upper first passage. At this time, an intake flow taken from the second passage to the first passage is generated in the communication passage to enhance the tumble flow.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-159079
  • Patent Document 2 JP-A-5-209582
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-124836
  • FIG. 8 (A) schematically shows the state of the intake device 100 at this time.
  • the inside of the intake pipe 103 is divided into a tumble passage 105 and a control passage 106 by a partition plate 104.
  • FIG. 8A shows a state in which the intake flow control valve 110 is rotated to close the control passage 106 side and a strong tumble flow is generated in the tumble passage 105.
  • a part of the intake air flow after passing through the partition plate 104 may become a strong eddy current EC at the lower end.
  • This vortex EC flows backward through the control passage 106 and causes fuel FU to adhere to the lower surface of the partition plate 104 in the form of droplets. Further, the fuel FU may adhere to the lower surface of the partition plate 104 due to blow-back when an intake valve (not shown) above the cylinder is opened.
  • the fuel FU that has flowed back or blown back remains in the lower surface of the partition plate 104 or in the recessed portion of the periphery.
  • the intake flow control valve 110 is switched to open (particularly fully open) with the injected fuel staying on the control passage 106 side as described above, the droplet-like fuel FU is burned as shown in FIG. 8 (B).
  • the air-fuel ratio (AZF) will suddenly become rich because it will flow into the room at once. Since this change is sudden, it is extremely difficult to control the air-fuel ratio. This reduces the combustion efficiency of the internal combustion engine and worsens the emissions.
  • the partition plate of the intake device disclosed in Patent Document 2 is formed of a continuous porous material in which the portion where the injected fuel collides is concave and convex and the front and back are communicated. It is also proposed to use a foam metal material as such a continuous porous material.
  • a continuous porous material if the inside of the intake pipe is partitioned with a continuous porous material, the tumble passage and the control passage are in a wide range of communication, and the effect of providing the partition plate is reduced. Therefore, it is difficult for this intake device to form a strong tumble flow on the tumble passage side.
  • this intake system proposes a technology that promotes the vaporization and atomization of fuel injected by the fuel injector, and does not deal with the fuel adhering to the lower surface of the partition plate due to the reverse flow of the intake flow as described above. .
  • the intake device disclosed in Patent Document 3 communicates intake air when forming a tumble flow. It is taken into the 1st passage from the 2nd passage via a way. At this time, the intake air flows back (backward) from the bottom to the top in the second passage. Since the injected fuel flows back along with the recirculation, the fuel stays on the lower surface and the peripheral portion of the partition wall as in the apparatus of Patent Document 1 described above. In particular, since the communication passage is provided at the upstream end of the partition wall so as to face the low pressure region generated when the intake control valve is closed, the fuel tends to adhere to the entire lower surface of the partition wall. In addition, the fuel may flow back to a position close to the intake control valve and may stay in the indented portion of the circumference. Therefore, an internal combustion engine that employs such an intake device is concerned with a decrease in combustion efficiency and a bad emission.
  • an object of the present invention is to prevent the intake flow from recirculating to the periphery of the intake control valve, suppress fuel adhering to the lower surface of the partition plate, and improve combustion efficiency and emission. It is an object to provide an air intake device that can be improved.
  • the above object is to provide a partition plate in the intake pipe along the longitudinal direction, and the interior is divided into a first intake passage that is an upper passage of the intake pipe and a second intake passage that is a lower passage of the intake pipe.
  • the intake device for an internal combustion engine that is divided and includes an intake control valve that opens and closes the second intake passage
  • the partition plate communicates the first intake passage and the second intake passage, and the lower surface of the partition plate
  • the partition plate since the partition plate has a plurality of holes communicating the first intake passage and the second intake passage, when a strong intake flow (tumble flow) flows through the first intake passage, 2 The airflow directed from the intake passage to the first intake passage is generated in the hole, so that the fuel adhering to the partition plate can be sucked out. As a result, it is possible to suppress a situation in which the fuel droplets suddenly flow into the internal combustion engine, and thus it is possible to provide an intake device that can improve combustion efficiency and emissions.
  • the opening position of the hole on the first intake passage side in the intake air flow direction may be downstream of the opening position of the hole on the second intake passage side. Further, the opening position of the hole on the first intake passage side may be upstream of the opening position of the hole on the second intake passage side in the intake flow direction. [0012] Further, the downstream end portion of the hole on the second intake passage side may be downstream of the downstream end portion of the hole on the first intake passage side in the direction of the intake air flow. Good.
  • an opening diameter of the hole formed on the first intake passage side is smaller than an opening diameter of the hole formed on the second intake passage side.
  • the hole has a taper-shaped structure in which the diameter is increased from the first intake passage side toward the second intake passage side.
  • the hole may adopt a structure provided on the downstream side of the partition plate.
  • the intake flow is prevented from flowing back to the periphery of the intake control valve, the fuel adhering to the lower surface of the partition plate is suppressed, and the combustion efficiency is improved and the emission is improved. It is possible to provide an intake device that can be achieved.
  • FIG. 1 is a diagram showing an intake device according to Embodiment 1
  • (A) is a diagram showing the overall configuration of the intake device
  • (B) is an enlarged view of the inside of CR in (A). It is a figure.
  • FIG. 2 (A) is a plan view of the partition plate.
  • (B) is an enlarged view of one of the holes shown in FIG. 1 (B).
  • (C) is a diagram showing an example of holes that uniformly expand in diameter.
  • FIG. 3 is a diagram showing Example 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing Example 3.
  • FIG. 5 is a diagram showing Example 4.
  • FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of an intake device according to a modification.
  • FIG. 7 is a view showing another arrangement example of holes provided in the partition plate.
  • FIG. 8 is a view showing a conventional intake device.
  • FIG. 1 is a view showing an intake device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1 (A) is a diagram showing the overall configuration of the intake device 1
  • FIG. 1 (B) is an enlarged view of the inside of the CR in (A).
  • the intake device 1 is arranged at a portion connecting a cylinder side of an internal combustion engine (not shown) and the intake bear-hold.
  • the lower end 2 is the cylinder side of the intake device 1.
  • the intake air flow GS flows from the intake bear-hold side toward the cylinder as shown in the figure.
  • the intake pipe of the intake device is often formed in the cylinder head of the internal combustion engine, but the intake device according to the present invention is not limited to such a form.
  • the intake pipe may be a part of the intake bear-hold or may exist as an independent pipe. The embodiment described below will be described without particularly limiting the place where the intake pipe is provided.
  • a partition plate 4A is disposed along the longitudinal direction.
  • the inside of the intake pipe 3 is divided into a first intake passage 5 as an upper passage and a second intake passage 6 as a lower passage by the partition plate 4A.
  • an injector mounting portion 7 is formed so as to protrude outward, and fuel is injected into the intake pipe 3 from the tip 8a of the indicator 8 inserted into the mounting portion 7. The Therefore, the intake air flow GS after this becomes an air-fuel mixture containing fuel.
  • An on-off valve 10 is arranged as an intake control valve on the upstream side (intake bear-hold side) from the partition plate 4A.
  • the on-off valve 10 rotates around a support shaft 15 provided on the inner wall of the intake pipe 3.
  • a support shaft 15 is disposed on the wall surface on the second intake passage 6 side. This support shaft 15 is supported by a bearing 16. Further, the rotational force from the actuator 17 is transmitted to the support shaft 15.
  • the actuator 17 is driven by an ECU (Electronic Control Unit) 18.
  • the ECU 18 may also be used as an ECU that controls an internal combustion engine (not shown). In this case, the opening / closing valve 10 can be moved to a desired position by controlling the actuator 17 in accordance with the state of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 (A) when the on-off valve 10 forms a state in which the second intake passage 6 is closed and only the first intake passage 5 is opened, the first intake passage is more than in the fully open state. A strong tumble flow can be formed in 5.
  • the state shown in FIG. 1 (A) is called a half-open state, A state in which the opening / closing valve 10 is rotated to be parallel to the wall surface of the intake pipe 3 and the first intake passage 5 and the second intake passage 6 are opened is referred to as a fully open state.
  • the first intake passage 5 is a tumble passage
  • the second intake passage 6 is a control passage.
  • the on-off valve 10 is formed large so that the intake air flow in the first intake passage 5 can also be controlled, but may be formed small so as to control only the intake flow into the second intake passage 6.
  • FIG. 1 (B) shows that the cross-sectional shape of the hole 9 formed in the partition plate 4A can be confirmed. Further, in this figure, the behavior of the fuel FU adhering to the lower surface of the partition plate 4A due to the backflowed intake air flow CGS is schematically shown.
  • a plurality of holes 9 are formed in the partition plate 4A. The plurality of holes 9 are formed to communicate the first intake passage 5 and the second intake passage 6. The hole 9 formed in the cutting plate 4A is formed so that the opening diameter of the second intake passage 6 is larger than that of the first intake passage 5.
  • FIG. 2 (A) is a plan view of the partition plate 4A (a top view as viewed from the first intake passage 5 side).
  • the solid line shows the opening 9Ha of the hole 9 formed on the first intake passage 5 side
  • the dotted line shows the opening 9Hb of the hole 9 formed on the second intake passage 6 side.
  • FIG. 2 (B) is a further enlarged view of one of the holes 9 shown in FIG. 1 (B). From these figures, it can be confirmed that the opening diameter on the second intake passage 6 side is formed to be larger than the opening diameter on the first intake passage 5 side. If the opening of the hole on the lower surface side of the partition plate 4A is formed large in this way, the fuel FU attached to the lower surface of the partition plate 4A can be easily guided into the hole 9.
  • the opening on the first intake passage 5 side is made small in this way, the intake flow GS will not flow easily from the first intake passage 5 side to the second intake passage 6 side, so the tumble ratio is not lowered. Fuel FU can be sucked out to the first intake passage 5 side.
  • the downstream end 92 of the hole 9 on the second intake passage 6 side in the direction of the intake flow GS is more than the downstream end 91 on the first intake passage 5 side. Is also located downstream.
  • the inner wall 9TE of the hole 9 it is preferable to form the inner wall 9TE of the hole 9 in a tapered shape as shown in the figure, since the fuel that has entered can be smoothly guided to the opposite side.
  • the hole shape (opening shape) on the first intake passage 5 side and the hole shape of the second intake passage 6 are circular, and the second intake passage 6 side Shift the downstream end 92 to the downstream side.
  • the present invention is not limited to this.
  • the hole 9 may have an elliptical shape or a slit shape.
  • the first intake passage 5 side may have a circular shape
  • the second intake passage 6 side may have an elliptical shape.
  • the hole 9 may have a tapered shape in which the diameter is uniformly increased from the first intake passage 5 side to the second intake passage 6 side.
  • the downstream end 92 whose opening area on the second intake passage 6 side is larger than the first intake passage 5 side is the downstream end portion on the first intake passage 5 side. It is formed to be downstream from 91.
  • the partition plate 4A is preferably a flat plate member. As such a partition plate 4A, for example, a metal plate having a predetermined thickness and a smooth surface can be used. If a hole is drilled at a desired position on this metal plate to form a plurality of tapered holes 9, the partition plate 4A can be obtained. If the partition plate 4A is flat, the pressure loss can be reduced, so that the intake air flowing in the vicinity can flow smoothly.
  • the intake device 1 of the first embodiment described above when the intake flow GS is flown in the half-open state shown in Fig. 1 (A), a strong flow is generated on the first intake passage 5 side.
  • the intake passage 5 has a lower pressure than the second intake passage 6.
  • the fuel FU adhering to the lower surface of the partition plate 4A passes through the hole 9 (the first intake passage). 5 side) will be sucked out.
  • the fuel FU sucked into and discharged from the first intake passage 5 side is transported toward the cylinder again on the strong intake flow on the first intake passage 5 side.
  • the downstream end 92 that increases the opening area of the hole on the second intake passage 6 side is located downstream of the downstream end 91 on the first intake passage 5 side.
  • the fuel FU adhering to the lower surface can be efficiently sucked upward.
  • the intake device 1 of the first embodiment the fuel adhering to the lower surface of the partition plate 4A can be sucked out to the upper surface side and returned to the intake air flow. It is possible to suppress the fuel from staying on the second intake passage 6 side.
  • the partition plate 4A of the intake device 1 is a first intake passage that is a force tumble passage that is formed by drilling a metal plate or the like to partially communicate the first intake passage 5 and the second intake passage 6. Hole 9 is arranged as long as the tumble flow generated in 5 is not weakened. Therefore, the intake device 1 can improve the combustion efficiency and emission of the internal combustion engine.
  • the intake device 1 stabilizes AZF, the torque fluctuation of the internal combustion engine is suppressed and a stable output is achieved. Can be obtained.
  • the first intake passage 5 It is possible to urge the intake air flowing through the upper surface of the intake pipe 3. As a result, the tumble ratio can be increased, and as a secondary effect of providing the holes 9, the fuel of the internal combustion engine can be further improved.
  • FIG. 3 is a view showing Example 2 in the case where the partition plate used in the intake device 1 is another partition plate 4B.
  • 3A is a plan view of the partition plate 4B
  • FIG. 3B is a side view.
  • This cutting plate 4B has a hole 9 formed substantially perpendicular to the direction of flow of the intake air flow GS.
  • the opening 9Ha on the first intake passage 5 side and the opening 9Hb on the second intake passage 6 side are substantially the same, and the hole diameters are also substantially the same.
  • the intake device 1 Even in the intake device 1 that employs the partition plate 4B provided with the simple-shaped hole 9 as described above, the fuel adhering to the lower surface can be sucked out to the upper surface side and returned to the intake air flow. It is possible to suppress the accumulation of fuel. Therefore, the intake device 1 can also improve the combustion efficiency and the emission of the internal combustion engine, and can obtain a stable output by suppressing the torque fluctuation of the internal combustion engine.
  • FIG. 4 is a diagram showing Example 3 in the case where the partition plate used in the intake device 1 is another partition plate 4C.
  • 4A is a plan view of the partition plate 4C
  • FIG. 4B is a side view thereof.
  • the solid line indicates the opening 9Ha of the hole 9 formed on the first intake passage 5 side
  • the dotted line indicates the opening 9Hb of the hole 9 formed on the second intake passage 6 side.
  • the partition plate 4C has a hole 9 so that the opening position on the first intake passage 5 side is on the downstream side of the second intake passage 6 side in the direction in which the intake flow GS flows. Further, the hole diameters of the holes 9 are substantially the same.
  • the intake flow is difficult to flow to the first intake passage 5 force and the second intake passage 6 in the half-open state, so that a strong tumble flow can be secured on the first intake passage 5 side.
  • the fuel adhering to the lower surface of the partition plate 4C can be sucked out to the upper surface side. Therefore, the intake device 1 adopting this partition plate 4C is also used in the combustion of the internal combustion engine. Increase efficiency and emissions.
  • FIG. 5 is a view showing Example 4 in the case where the partition plate used in the intake device 1 is another partition plate 4D.
  • FIG. 5 (A) is a plan view of the partition plate 4C
  • FIG. 5 (B) is a side sectional view.
  • the solid line shows the opening 9Ha of the hole 9 formed on the first intake passage 5 side
  • the dotted line shows the opening 9Hb of the hole 9 formed in the second intake passage 6.
  • the partition plate 4D is formed with a hole 9 so that the hole position on the second intake passage 6 side is downstream of the first intake passage 5 side in the direction in which the intake flow GS flows. Further, the hole diameters of the holes 9 are substantially the same.
  • the intake device 1 employing this partition plate 4D can also improve the combustion efficiency and emission of the internal combustion engine.
  • FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of an intake device 40 according to a modification.
  • the intake device 40 includes a partition plate 41 in which a heater 42 is embedded.
  • the partition plate 41 provided with the heater 42 as a heating means may be employed to promote the vaporization of the attached fuel.
  • the intake device 40 controls the energization of the heater 42 by the ECU 18 so that there is no fuel adhering to the lower surface of the cutting plate 41 and the on-off valve 10 is switched to open.
  • FIG. 6 shows a structural example in which a heater 42 is provided on the partition plate 41, which has a hole. However, a structure in which a heater is further provided on the partition plate having the holes exemplified in Examples 1 to 4 is adopted. Use it.
  • holes having various shapes are formed in the partition plate 4 (4A to 4D).
  • An example of the case where 9s are arranged substantially equally will be described.
  • the hole 9 is provided in the partition plate, even if reflux (back flow) occurs in the second intake passage 6, it can be gradually weakened by the suction effect (suction effect) provided with the hole 9. it can. Therefore, the fuel can be prevented from reaching the vicinity of the on-off valve 10 located upstream, so that the fuel does not stay in the recessed portion of the on-off valve 10. Therefore, if the valve becomes rich suddenly (temporarily) when the valve is fully opened, it is possible to prevent the occurrence of the depression.
  • FIG. 7 shows another arrangement example of the holes 9 provided in the partition plate 4.
  • FIG. 7 (A) shows an example in which the holes 9 are intensively arranged downstream of the center position CL of the partition plate 4.
  • the arrangement of the holes 9 shown in FIG. 7A can be applied to any of the partition plates 4A to 4D shown in the first to fourth embodiments. Therefore, in FIG. 7 (A), it is shown as the partition plate 4 without distinguishing A to D.
  • FIG. 7 (A) is a force illustrating the case where the hole 9 is arranged on the downstream side of the center position CL. It is not limited to.
  • the hole 9 may be disposed downstream of the position CLS at 2Z3 from the downstream.
  • the holes 9 are evenly arranged in the partition plate 4 as compared with the case where the holes 9 are arranged relatively downstream, it is sufficient. If designed in this way, it is possible to substantially narrow the reflux range closer to the downstream side than in the case of uniform arrangement. Therefore, as shown in FIG. 7B, a partition plate 4 having a structure in which the density of the holes 9 existing downstream from the center position CL is higher than that of the upstream side may be employed.

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Description

明 細 書
内燃機関の吸気装置
技術分野
[0001] 本発明は、吸気管内に仕切板を配置して吸気流を制御する内燃機関の吸気装置 に関する。
背景技術
[0002] 吸気管（吸気ポートとも称される）内に強いタンブル流を発生させる構造を設けた吸 気装置が従来力 複数提案されている。例えば、特許文献 1は吸気管の内部に長手 方向に沿った仕切板 (仕切壁、隔壁等とも称される）を配置して、タンブル通路と制御 通路とに分割している。そして、制御通路側に開閉自在な吸気流制御バルブを配置 すると共にタンブル通路側には左右隔壁を設けて、タンブル流の成層化を図ってい る。また、特許文献 2は、噴射燃料が衝突する部位が少なくとも連通多孔状となって いる仕切板を用いた吸気装置を開示する。この吸気装置は、噴射燃料が衝突する部 位の表面を凹凸形状で連通多孔状とすることで燃料の飛散及び気化霧化を促進し、 噴射燃料の液滴化を防止して燃焼の安定ィ匕を図っている。さらに、特許文献 3は吸 気ポート内を 2つの通路に分割する隔壁の上流に吸気制御弁を配置すると共に、隔 壁にスリット状の連通路を設けた吸気装置を開示する。上記連通路は、吸気制御弁 を閉じたときに下流側に発生する局部的な低圧領域に臨むように、隔壁の上流端側 に設けられている。特許文献 3の吸気装置は、タンブル流を発生させるときに下側の 第 2通路を吸気制御弁で閉じて、上側の第 1通路に吸気流を流す。このときに、上記 連通路に第 2通路から第 1通路に取り込む吸気流を発生させてタンブル流の強化を 図っている。
[0003] 特許文献 1 :特開平 6— 159079号公報
特許文献 2：特開平 5 - 209582号公報
特許文献 3：特開 2004 - 124836号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0004] 上記特許文献 1で開示する吸気装置は、タンブル通路側に燃料が噴射されており 、仕切板を通った後の吸気流は燃料を含んで燃焼室へと流れ込む。図 8 (A)は、こ のときの吸気装置 100の様子を模式的に示している。吸気装置 100は吸気管 103の 内部が仕切板 104によって、タンブル通路 105と制御通路 106とに分割されている。 図 8 (A)は吸気流制御バルブ 110を回動させて制御通路 106側を閉じてタンブル通 路 105に強いタンブル流を発生させた状態を示している。このような状態が形成され たときには仕切板 104を通った後の吸気流の一部が下端で強い渦流 ECとなる場合 がある。この渦流 ECは制御通路 106を逆流して仕切板 104の下面に燃料 FUを液 滴状に付着させる。また、気筒上部の吸気バルブ (不図示）が開いたときの吹返しに より仕切板 104の下面に燃料 FUが付着してしまう場合がある。
[0005] 逆流した或いは吹き返された燃料 FUは、仕切板 104の下面や周部のくぼみ部分 に滞留する。このように噴射燃料が制御通路 106側に滞留した状態で吸気流制御バ ルブ 110が開（特に全開）に切換わると、図 8 (B)で示すように液滴状の燃料 FUが燃 焼室内に一気に流れ込むことになるので空燃比 (AZF)が急激にリッチになってしま う。この変化は突発的であるため空燃比の制御を行うことが極めて困難である。その ために内燃機関の燃焼効率が低下すると共にェミッションを悪化させてしまう。
[0006] また、特許文献 2で開示する吸気装置の仕切板は、噴射燃料が衝突する部位が凹 凸形状でかつ表裏を連通する連通多孔状の材料で形成されている。そして、このよう な連通多孔状の材料として発泡金属材料を使用することを提案している。しかし、連 通多孔状の材料で吸気管内を仕切ると、タンブル通路と制御通路とが広範囲で連通 している状態となるので仕切板を設けた効果が低下してしまう。よって、この吸気装置 はタンブル通路側に強いタンブル流を形成させることが困難となる。また、仕切板に 発泡金属のような材料を使用すると、燃料が途中で詰まったり、通路が複雑なために 燃料がうまく吸い出されないという場合がある。また、この吸気装置は特殊な材料を使 用するので製造コストが上昇してしまう。さらに、この吸気装置はインジエタタカ 噴射 された燃料の気化霧化を促進する技術を提案したものであり、前述したように吸気流 の逆流等によって仕切板の下面に付着した燃料に対処するものではない。
[0007] 更に、特許文献 3で開示する吸気装置は、タンブル流を形成するときに吸気が連通 路を介して第 2通路から第 1通路に取り込まれる。このときに第 2通路内には吸気流 が下から上へ還流 (逆流）して 、る。この還流に伴って噴射された燃料が逆流してし まうので、前述した特許文献 1の装置と同様に、隔壁の下面や周辺部に燃料が滞留 することになる。特に、連通路は吸気制御弁を閉じたときに発生する低圧領域に臨む ように隔壁上流端に設けられているので、燃料が隔壁の下面全体に付着し易い。ま た、燃料が吸気制御弁の近い位置にまで逆流してしまい周部のくぼみ部分に滞留す る可能性がある。よって、このような吸気装置を採用する内燃機関は、燃焼効率の低 下及びェミッションの悪ィ匕が懸念される。
[0008] したがって、本発明の目的は、吸気流が吸気制御弁の周辺部にまで還流するのを 防止し、仕切板の下面に付着する燃料を抑制して、燃焼効率の向上とェミッションの 改善を図ることができる吸気装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0009] 上記目的は、吸気管内に長手方向に沿って仕切板を設けて内部を前記吸気管の 上側通路である第 1吸気通路と前記吸気管の下側通路である第 2吸気通路とに分割 すると共に、前記第 2吸気通路を開閉する吸気制御バルブを備えている内燃機関の 吸気装置において、前記仕切板が前記第 1吸気通路と第 2吸気通路とを連通し、前 記仕切板下面の燃料が前記第 1吸気通路へ吸!、出されるように複数の穴を有して 、 る内燃機関の吸気装置によって達成される。
[0010] 本発明によると、仕切板が第 1吸気通路と第 2吸気通路とを連通する複数の穴を有 しているので、第 1吸気通路に強い吸気流 (タンブル流）を流すと第 2吸気通路から 第 1吸気通路へ向力う気流が前記穴に生成するので仕切板に付着した燃料を吸出 すことができる。よって、液滴化した燃料が内燃機関に突発的に流込むような事態を 抑制できるので、燃焼効率の向上とェミッションの改善を図ることができる吸気装置を 提供できる。
[0011] また、吸気流方向で、前記第 1吸気通路側での前記穴の開口位置が前記第 2吸気 通路側での前記穴の開口位置よりも下流側にある構造としてもよい。また、吸気流方 向で、前記第 1吸気通路側での前記穴の開口位置が前記第 2吸気通路側での前記 穴の開口位置よりも上流側にある構造としてもよい。 [0012] また、吸気流の方向で、前記第 2吸気通路側の前記穴の下流側端部が前記第 1吸 気通路側の前記穴の下流側端部よりも下流側にある構造としてもよい。
[0013] また、前記第 1吸気通路側に形成した前記穴の開口径が、前記第 2吸気通路側に 形成した前記穴の開口径よりも小さい形成することが望ましい。そして、前記穴は前 記第 1吸気通路側から前記第 2吸気通路側に向力つて拡径するテーパ形状となる構 造を採用することが好ましい。また、前記穴は前記仕切板の下流側に設けた構造を 採用してもよい。このように仕切板に設ける穴を主に下流側に設けることで、仮に第 2 通路内に還流が発生したとしても還流の範囲を狭め、燃料が上流にある吸気制御バ ルブにまで逆流するのを防止できる。なお、前記仕切板は平坦な板状部材を採用す ることが好ましい。仕切板が平坦であると圧力損失が小さいので付近を流れる吸気流 をスムーズに流すことができる。
発明の効果
[0014] 本発明によれば、吸気流が吸気制御弁の周辺部にまで還流するのを防止し、仕切 板の下面に付着する燃料を抑制して、燃焼効率の向上とェミッションの改善を図るこ とができる吸気装置を提供できる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]実施例 1に係る吸気装置について示した図であり、（A)は吸気装置の全体構成 を示した図、（B)は (A)の CR内を拡大して示した図である。
[図 2] (A)は仕切板の平面図である。 (B)は図 1 (B)で示した穴の 1つを拡大した図で ある。 (C)は均等に拡径する穴の例を示した図である。
[図 3]実施例 2について示した図である。
[図 4]実施例 3について示した図である。
[図 5]実施例 4について示した図である。
[図 6]変形例の吸気装置の全体構成を示した図である。
[図 7]仕切板に設ける穴の他の配置例について示した図である。
[図 8]従来の吸気装置について示した図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置について 説明する。
実施例 1
[0017] 図 1は実施例 1に係る吸気装置 1について示した図である。図 1 (A)は吸気装置 1 の全体構成を示した図、同図（B)は (A)の CR内を拡大して示した図である。吸気装 置 1は、不図示の内燃機関の気筒側とインテークマ-ホルドとを接続する部分に配設 されている。図 1 (A)では下側の端部 2が吸気装置 1の気筒側である。吸気流 GSは 図示のようにインテークマ-ホルド側から気筒に向って流れている。なお、一般に吸 気装置の吸気管は内燃機関のシリンダヘッド内に形成される場合が多いが、本発明 に係る吸気装置はこのような形態に限らな 、。吸気管はインテークマ-ホルドの一部 、或いは独立した配管として存在する形態であってもよい。以下で示す実施例は吸 気管を設ける場所を特に限定することなく説明する。
[0018] 吸気管 3の内部には仕切板 4Aが長手方向に沿って配置されている。この仕切板 4 Aにより吸気管 3の内部が上側通路である第 1吸気通路 5と下側通路である第 2吸気 通路 6とに分割されている。第 1吸気通路 5の上部にはインジヱクタ取付部 7が外側に 突出するように形成されており、この取付部 7に差し込まれたインジヱクタ 8の先端部 8 aから燃料が吸気管 3内に噴射される。よって、これ以降の吸気流 GSは燃料を含ん だ混合気となる。
[0019] 仕切板 4Aより上流側 (インテークマ-ホルド側）には吸気制御バルブとして開閉弁 10が配置されている。この開閉弁 10は吸気管 3の内壁に設けた支軸 15を中心に回 動する。図示している例では第 2吸気通路 6側の壁面に支軸 15が配設されている。こ の支軸 15は軸受 16により軸支されている。また、支軸 15にはァクチユエータ 17から の回転力が伝達されている。ァクチユエータ 17は ECU (Electronic Control Unit: 電子制御装置） 18によって駆動が制御されている。この ECU18は図示しない内燃 機関を制御する ECUと兼用してもよい。この場合には、内燃機関の状態に応じてァ クチユエータ 17を制御して開閉弁 10を所望の位置に移動させることができる。
[0020] 図 1 (A)で示すように開閉弁 10が第 2吸気通路 6側を閉じて第 1吸気通路 5側だけ を開いた状態を形成すると、全開状態の場合よりも第 1吸気通路 5内に強いタンブル 流を形成することができる。なお、この図 1 (A)で示している状態を半開状態と称し、 開閉弁 10が回動して吸気管 3の壁面と平行となり第 1吸気通路 5及び第 2吸気通路 6 を開いた状態を全開状態と称する。また、この吸気装置 1では、第 1吸気通路 5がタン ブル通路、第 2吸気通路 6が制御通路となる。上記開閉弁 10は、第 1吸気通路 5の吸 気流も制御できるように大きく形成してあるが、第 2吸気通路 6への吸気流だけを制御 するように小さく形成してもよ 、。
[0021] 図 1 (B)は仕切板 4Aに形成されている穴 9の断面形状を確認できるように示してい る。また、この図では逆流した吸気流 CGSにより仕切板 4Aの下面に付着した燃料 F Uの挙動を模式的に示している。仕切板 4Aには複数の穴 9が形成されている。複数 の穴 9は第 1吸気通路 5と第 2吸気通路 6とを連通するように形成されている。この仕 切板 4Aに形成した穴 9は、第 1吸気通路 5よりも第 2吸気通路 6の開口径が大きく形 成されている。
[0022] 図 2 (A)は、仕切板 4Aの平面図（第 1吸気通路 5側から見た上面視図）である。実 線で示すのが第 1吸気通路 5側に形成される穴 9の開口 9Haであり、点線で示すの が第 2吸気通路 6側に形成される穴 9の開口 9Hbである。図 2 (B)は、図 1 (B)で示し た穴 9の 1つを更に拡大した図である。これらの図から第 2吸気通路 6側の開口径が 第 1吸気通路 5側の開口径より大きくなるように形成されていることを確認できる。この ように仕切板 4A下面側の穴の開口を大きく形成しておくと、仕切板 4Aの下面に付 着した燃料 FUを穴 9内に誘導し易くなる。また、このように第 1吸気通路 5側の開口を 小さく形成しておくと、吸気流 GSが第 1吸気通路 5側から第 2吸気通路 6側へ流れ難 くなるのでタンブル比を下げることなく燃料 FUを第 1吸気通路 5側へ吸出すことがで きる。
[0023] 特に、図 2 (B)で示すように、吸気流 GSの方向で第 2吸気通路 6側の穴 9の下流側 端部 92が第 1吸気通路 5側の下流側端部 91よりも下流側に位置している。このように 下面側の穴の端部を下流側にずらした構造とすることによつても、付着した燃料を穴 9内に誘導し易くしている。さらに、図示のように穴 9の内壁 9TEをテーパ状に形成し ておくと進入した燃料を反対側へスムーズに誘導できるので好まし 、。
[0024] 図 2 (A)及び (B)では、第 1吸気通路 5側での穴形状（開口形状)及び第 2吸気通 路 6の穴形状が円形であって、第 2吸気通路 6側で下流側端部 92を下流側にずらし た場合を例示しているがこれに限るものではない。例えば、穴 9の穴形状は楕円、スリ ット状等でもよい。また、第 1吸気通路 5側が円形形状で、第 2吸気通路 6側が楕円形 状のように異なる形状であってもよい。さらに、図 2 (C)で示すように穴 9は第 1吸気通 路 5側から第 2吸気通路 6側に向力つて均等に拡径するテーパ形状となっていてもよ い。この実施例 1の仕切板 4Aが有する穴 9は、第 2吸気通路 6側の開口面積が第 1 吸気通路 5側より大きぐ下流側端部 92が第 1吸気通路 5側の下流側端部 91より下 流側となるように形成されて 、る。上記仕切板 4Aは平坦な板状部材を用いることが 望ま 、。このような仕切板 4Aとして例えば所定厚で表面を平滑に仕上げた金属板 を用いることができる。この金属板の所望の位置に穴加工を施してテーパ形状の穴 9 を複数設けて仕切板 4Aとすればょ ヽ。仕切板 4Aが平坦であると圧力損失を小さく できるので付近を流れる吸気流をスムーズに流すことができる。
[0025] 以上説明した実施例 1の吸気装置 1は、図 1 (A)で示す半開状態として吸気流 GS を流すと第 1吸気通路 5側に強い流れが発生するので、差圧により第 1吸気通路 5が 第 2吸気通路 6よりも低圧となる。このときに第 2吸気通路 6側から第 1吸気通路 5側へ 流れる気流が穴 9に発生するので、仕切板 4Aの下面に付着した燃料 FUが穴 9を介 して上側（第 1吸気通路 5側）へ吸 、出されることになる。第 1吸気通路 5側へ吸 、出 された燃料 FUは、第 1吸気通路 5側の強い吸気流に乗って再び気筒へ向けて搬送 される。特に、本実施例 1では第 2吸気通路 6側の穴の開口面積を大きぐ下流側端 部 92が第 1吸気通路 5側の下流側端部 91より下流側にあるので、仕切板 4Aの下面 に付着している燃料 FUを効率良く上側に吸出すことができる。
[0026] 以上の説明から明らかなように、実施例 1の吸気装置 1によれば、仕切板 4Aの下面 に付着する燃料を上面側に吸出して吸気流に戻すことができるので、制御通路とな る第 2吸気通路 6側に燃料が滞留することを抑制できる。なお、吸気装置 1の仕切板 4Aは金属板等に穴加工等を施して、第 1吸気通路 5と第 2吸気通路 6とを一部連通 させるものである力 タンブル通路となる第 1吸気通路 5に発生させるタンブル流を弱 めることがない範囲で穴 9が配置されている。よって、この吸気装置 1は内燃機関の 燃焼効率の向上及びェミッションの改善を図ることができる。また、本吸気装置 1によ り、 AZFの安定ィ匕が図られるので、内燃機関のトルク変動を抑制して安定した出力 を得ることができる。なお、吸気装置 1が半開状態及び全開状態となって仕切板 4A の穴 9を介して吸気が第 2吸気通路 6から第 1吸気通路 5へ流れる状態が形成された ときには、第 1吸気通路 5を流れる吸気流を吸気管 3の上面側に付勢することができ る。これによりタンブル比を上げることができるので、穴 9を設けた副次的な効果として 更に内燃機関の燃料向上を図ることができる。
実施例 2
[0027] 図 3は、吸気装置 1で使用する仕切板を他の仕切板 4Bとした場合の実施例 2につ いて示した図である。図 3 (A)は仕切板 4Bの平面図、同（B)は側面図である。この仕 切板 4Bは吸気流 GSの流れる方向に対してほぼ垂直に形成した穴 9を備えている。 この穴 9は第 1吸気通路 5側の開口 9Haと第 2吸気通路 6側の開口 9Hbとが略同一 で、穴径も略同一に形成されている。
[0028] このように単純な形状の穴 9を備えた仕切板 4Bを採用する吸気装置 1でも、下面に 付着する燃料を上面側に吸出して吸気流に戻すことができるので、制御通路側に燃 料が滞留することを抑制できる。よって、この吸気装置 1も内燃機関の燃焼効率の向 上及びェミッションの改善を図ることができ、また内燃機関のトルク変動を抑制して安 定した出力を得ることができる。
実施例 3
[0029] 図 4は、吸気装置 1で使用する仕切板を他の仕切板 4Cとした場合の実施例 3につ いて示した図である。図 4 (A)は仕切板 4Cの平面図、同（B)は側面図である。実線 で示すのが第 1吸気通路 5側に形成される穴 9の開口 9Haであり、点線で示すのが 第 2吸気通路 6側に形成される穴 9の開口 9Hbである。この仕切板 4Cは吸気流 GS の流れる方向において、第 1吸気通路 5側の開口位置が第 2吸気通路 6側よりも下流 側となるように穴 9が形成されている。また、この穴 9の穴径は略同一に形成されてい る。
[0030] 図 4で示す仕切板 4Cを採用すると、半開状態のときには吸気流が第 1吸気通路 5 力 第 2吸気通路 6へ流れ難いため、第 1吸気通路 5側に強いタンブル流を確保でき る。これにより実施例 1の場合と同様に仕切板 4Cの下面に付着した燃料を上面側に 吸出すことができる。よって、この仕切板 4Cを採用した吸気装置 1も内燃機関の燃焼 効率の向上及びェミッションの改善を図ることができる。
実施例 4
[0031] 図 5は、吸気装置 1で使用する仕切板を他の仕切板 4Dとした場合の実施例 4につ いて示した図である。図 5 (A)は仕切板 4Cの平面図、同（B)は側断面図である。実 線で示すのが第 1吸気通路 5側に形成される穴 9の開口 9Haであり、点線で示すの が第 2吸気通路 6に形成される穴 9の開口 9Hbである。この仕切板 4Dは吸気流 GS の流れる方向において、第 2吸気通路 6側の穴位置が第 1吸気通路 5側よりも下流側 となるようにして穴 9が形成されている。また、この穴 9の穴径は略同一に形成されて いる。
[0032] 図 5で示す仕切板 4Dを採用すると、半開状態のときに第 2吸気通路 6から第 1吸気 通路 5へ向力う吸気の流れがスムーズとなるので、実施例 1の場合と同様に仕切板 4 Dの下面に付着した燃料を上面側に吸出すことができる。よって、この仕切板 4Dを 採用した吸気装置 1も内燃機関の燃焼効率の向上及びェミッションの改善を図ること ができる。
[0033] (変形例）
図 6は変形例の吸気装置 40の全体構成を示した図である。重複する説明を避ける ため、実施例 1で示した吸気装置 1と同様の部位には同一の符号を付している。吸気 装置 40は、内部にヒータ 42を埋設した仕切板 41を備えている。このように加熱手段 となるヒータ 42を備えた仕切板 41を採用して付着した燃料の気化を促進するようにし てもよい。なお、この吸気装置 40は ECU18によってヒータ 42への通電を制御し、仕 切板 41の下面に付着する燃料が無い状態を形成して開閉弁 10を開に切換えるよう にすればょ ヽ。図 6は穴を有して ヽな 、仕切板 41にヒータ 42を設けた構造例を示し ているが、実施例 1〜4で例示した穴を有する仕切板にヒータを更に設けた構造を採 用してちょい。
[0034] 変形例の吸気装置 40によっても仕切板 41の下面に付着する燃料を抑制できるの で、前述した他の実施例の吸気装置 1と同様に内燃機関の燃焼効率の向上及びエミ ッシヨンの改善を図ることができる。
[0035] また、前述した実施例 1から実施例 4では、仕切板 4 (4A〜4D)に種々の形状の穴 9を略均等に配置する場合を例示して 、る。このように仕切板に穴 9を設けた構造と することによって第 2吸気通路 6内に還流 (逆流）が発生したとしても穴 9を設けた吸い 出し効果（吸引効果）によって徐々に弱めることができる。よって、燃料が上流に位置 する開閉弁 10周辺にまで到達することを防止できるので、開閉弁 10のくぼみ部分に 燃料が滞留することがない。したがって、弁全開時に突発的（一過的）にリッチになる と 、う状態が発生するのを防止できる。
[0036] なお、仕切板 4に設ける穴 9は、均等に配置することは必須ではない。さらに、この 点について説明する。図 7は、仕切板 4に設ける穴 9の他の配置例を示している。図 7 (A)は仕切板 4の中央位置 CLより下流側に集中的に穴 9を配置した場合の例を示し ている。このような構造の仕切板 4を採用すると、設けた穴 9の吸出効果によって仕切 板 4の下流側で発生した還流を打ち消すことができる。よって、還流の範囲を狭めて 、燃料が逆流することを防止できる。なお、図 7 (A)で示す穴 9の配置は、前記実施 例 1から実施例 4で示した仕切板 4A〜4Dのいずれにも適用できる。よって、図 7 (A) では A〜Dの区別を付けず仕切板 4として示している。
[0037] さらに、仕切板 4の下流側に穴 9を配置することに関して、図 7 (A)は中央位置 CLよ り下流側に穴 9を配置した場合を例示している力 このような配置に限るものではない 。例えば、下流から 2Z3の位置 CLSより下流側に穴 9を配置してもよい。要するに、 仕切板 4に穴 9を均等に配置した場合と比較して、穴 9の配置が相対的に下流側に 偏って 、ればよ 、。このように設計しておけば均等配置の場合より還流範囲を下流 側に寄せて実質的に狭めることができる。よって、図 7 (B)で示すように中央位置 CL より下流側に存在する穴 9の密度を上流側より高くした構造の仕切板 4を採用しても よい。
[0038] 以上本発明の好ましい実施形態について詳述した力 本発明は係る特定の実施 形態に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲 内において、種々の変形 ·変更が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 吸気管内に長手方向に沿って仕切板を設けて内部を前記吸気管の上側通路である 第 1吸気通路と前記吸気管の下側通路である第 2吸気通路とに分割すると共に、前 記第 2吸気通路を開閉する吸気制御バルブを備えている内燃機関の吸気装置にお いて、
前記仕切板が前記第 1吸気通路と第 2吸気通路とを連通し、前記仕切板下面の燃 料が前記第 1吸気通路へ吸 、出されるように複数の穴を有して 、ることを特徴とする 内燃機関の吸気装置。
[2] 吸気流方向で、前記第 1吸気通路側での前記穴の開口位置が前記第 2吸気通路側 での前記穴の開口位置よりも下流側にあることを特徴とする請求項 1に記載の内燃 機関の吸気装置。
[3] 吸気流方向で、前記第 1吸気通路側での前記穴の開口位置が前記第 2吸気通路側 での前記穴の開口位置よりも上流側にあることを特徴とする請求項 1に記載の内燃 機関の吸気装置。
[4] 吸気流の方向で、前記第 2吸気通路側の前記穴の下流側端部が前記第 1吸気通路 側の前記穴の下流側端部よりも下流側にあることを特徴とする請求項 1に記載の内 燃機関の吸気装置。
[5] 前記第 1吸気通路側に形成した前記穴の開口径が、前記第 2吸気通路側に形成し た前記穴の開口径よりも小さいことを特徴とする請求項 1に記載の内燃機関の吸気 装置。
[6] 前記穴は前記第 1吸気通路側力 前記第 2吸気通路側に向力つて拡径するテーパ 形状となっていることを特徴とする請求項 5に記載の内燃機関の吸気装置。
[7] 前記穴は、前記仕切板の下流側に設けられて 、ることを特徴とする請求項 1に記載 の内燃機関の吸気装置。
[8] 前記仕切板は平坦な板状部材であることを特徴とする請求項 1乃至 7の 、ずれか一 項に記載の内燃機関の吸気装置。
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