WO2023053346A1 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

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WO2023053346A1
WO2023053346A1 PCT/JP2021/036152 JP2021036152W WO2023053346A1 WO 2023053346 A1 WO2023053346 A1 WO 2023053346A1 JP 2021036152 W JP2021036152 W JP 2021036152W WO 2023053346 A1 WO2023053346 A1 WO 2023053346A1
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intake
valve
passage
internal combustion
combustion engine
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PCT/JP2021/036152
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋平 中村
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/06—Movable means, e.g. butterfly valves
    • F02B31/08—Movable means, e.g. butterfly valves having multiple air inlets, i.e. having main and auxiliary intake passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems

Definitions

  • the present invention relates to an intake system for an internal combustion engine, which has a partition in an intake passage leading to a combustion chamber and a resonator.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which an intake passage of an internal combustion engine is divided into a main flow path and a sub-flow path by a partition portion to generate a tumble flow.
  • a tumble control valve is provided downstream of a throttle valve, and a partition plate portion, which is a partition portion, is provided downstream of the tumble control valve from an inlet pipe to an intake port.
  • the portion divides the intake passage into an upper and lower sub passage and an upper main passage.
  • the lower secondary passage serves as a tumble flow passage, and the tumble control valve substantially opens and closes the upper main passage.
  • the tumble control valve is closed, and the opening of the throttle valve provided upstream of the tumble control valve is also relatively small. Therefore, at this time, in the intake stroke from when the intake valve opens to when it closes, the volume on the intake port side increases as the piston descends. If the inflow is not in time, the inside of the intake port will suddenly become a negative pressure state, and the flow inside the intake passage will become weak.
  • An object of the present invention is to provide an internal combustion engine in which a partition is provided in an intake passage on the downstream side of a throttle valve, and to provide a configuration that makes it possible to improve intake of intake air when the opening of the throttle valve is relatively small. to do.
  • one aspect of the present invention is a partition extending in the intake flow direction so as to divide an intake passage on the downstream side of the throttle valve into a plurality of flow paths; and a resonator provided so as to communicate with the intake passage on the downstream side of the intermediate portion of the partition in the intake air flow direction.
  • the resonator is provided so as to communicate with the intake passage on the downstream side of the intermediate portion of the partition in the intake air flow direction. Therefore, when the throttle valve is throttled, i.e., when the opening of the throttle valve is relatively small, such as when the internal combustion engine is operating in a low-load region, the intake air can flow from the resonator side into the intake passage on the downstream side of the partition. Therefore, the inflow of intake air from the intake passage to the combustion chamber can be improved.
  • the axis of the downstream outlet of the communication passage that connects the resonator to the intake passage is designed to face the combustion chamber.
  • the resonator is directly connected via a communication passage to a cylinder head of the internal combustion engine defining a ceiling surface of the combustion chamber. This makes it easier to guide the air flowing in from the resonator more directly into the combustion chamber.
  • the partition section divides the intake passage into first intake air intakes arranged in order in the first direction. It is provided so as to be divided into a flow path and the second intake flow path. Thereby, for example, a tumble flow can be generated by the intake air flowing into the combustion chamber from the first intake passage.
  • the communication passage that connects the resonator to the intake passage communicates with a downstream portion of the second intake passage or a downstream junction of the first intake passage and the second intake passage.
  • the intake air from the resonator can be introduced into the combustion chamber from the second intake passage side or the downstream confluence portion.
  • a deflector configured to deflect intake air from the first intake passage into the combustion chamber to one side of the imaginary plane.
  • the flow channel cross-sectional area of the second intake flow channel is larger than the flow channel cross-sectional area of the first intake flow channel, and the fuel injection valve is provided on the second intake flow channel side.
  • the intake air can be strongly introduced into the combustion chamber from the first intake passage, and the fuel sprayed from the fuel injection valve can be suitably injected into the combustion chamber while maintaining the flow of the intake air in the first intake passage. be able to guide.
  • the fuel injection direction of the fuel injection valve is substantially parallel to the axis of the downstream outlet of the communication passage that connects the resonator to the intake passage.
  • the air flow from the resonator can be made substantially the same as the fuel injection direction, so that the atomized fuel can be more effectively diffused in the combustion chamber.
  • a tumble control valve that opens and closes the second intake flow path is further provided at an upstream end of the partition or upstream of the upstream end.
  • the intake air from the first intake passage can more preferably generate a tumble flow in the combustion chamber.
  • a notch is further provided at a downstream outlet of the communication passage connecting the resonator to the intake passage.
  • FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine and its surroundings according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a right side view of the cylinder head of the internal combustion engine of FIG. 1 and its vicinity
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the internal combustion engine of FIG. 1 along line III-III of FIG. 2
  • 2 is a bottom view of the cylinder head of the internal combustion engine of FIG. 1
  • FIG. FIG. 2 is a front view of a three-dimensional model of an intake system and an exhaust system in the vicinity of a combustion chamber of the internal combustion engine of FIG. 1
  • FIG. 6 is a plan view of the three-dimensional model of FIG. 5
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the three-dimensional model of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along line VIII-VIII in FIG. 6, mainly of the intake system in the three-dimensional model of FIG. 5;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along line IX-IX in FIG. 6, mainly of the intake system in the three-dimensional model of FIG. 5;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of mainly the intake system in the three-dimensional model of FIG. 5, taken along line XX of FIG. 6, and is a view schematically showing sprayed fuel.
  • FIG. 9 is a perspective view of the three-dimensional model of FIG. 8;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the three-dimensional model of FIG. 5 along line XII-XII of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of the three-dimensional model of FIG. 6 and schematically shows sprayed fuel.
  • FIG. 6 is a perspective view of the three-dimensional model of FIG. 5 and schematically shows sprayed fuel.
  • FIG. 2 is a schematic view of the combustion chamber and its surroundings of the internal combustion engine of FIG. 1 as seen from the cylinder axis direction;
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the direction of a communication passage that connects a resonator to an intake passage in the internal combustion engine of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a schematic view of the internal combustion engine of FIG. 1 as viewed from the upstream side in the intake flow direction to the intake valve port side;
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an intake passage showing a region downstream of a throttle valve;
  • FIG. 18 shows the pressure variation at the point indicated in FIG. 17 during the cycle of the internal combustion engine;
  • 4 is an operation map of a throttle valve and a tumble control valve;
  • 4 is a graph showing the relationship between throttle opening and intake flow rate;
  • 4 is a graph showing the correlation between throttle opening and vortex intensity;
  • FIG. 11 is a view showing a confluence portion of a resonator with an intake passage in an intake device of a modified example;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine 10 to which an intake system S according to one embodiment is applied and its surroundings.
  • FIG. 2 is a right side view of the cylinder head of the internal combustion engine of FIG. 1 and its vicinity.
  • 3 is a cross-sectional view of the internal combustion engine of FIG. 1 along line III-III of FIG. 2; 4 is a bottom view of the cylinder head of the internal combustion engine of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine 10 to which an intake system S according to one embodiment is applied and its surroundings.
  • FIG. 2 is a right side view of the cylinder head of the internal combustion engine of FIG. 1 and its vicinity.
  • the internal combustion engine 10 is a SOHC type 2-valve, single-cylinder, 4-stroke internal combustion engine, and is suspended in an upright posture with the crankshaft 12 oriented in the width direction of the vehicle body and the cylinders tilted slightly forward.
  • a transmission gear mechanism 20 is formed between a main shaft 16 arranged behind the crankshaft 12 and a counter shaft 18 that is an output shaft. ing.
  • a cylinder block 22 with one cylinder liner 22L cast and a cylinder head 24 are superimposed on the cylinder block 22 via a gasket, and are integrally fastened with stud bolts to form a cylinder.
  • a cylinder head cover 26 covers the top of the head 24 .
  • a cylinder block 22, a cylinder head 24, and a cylinder head cover 26, which are superimposed on the crankcase 14, extend upward from the crankcase 14 in a slightly forward-inclined posture.
  • the internal combustion engine 10 is not limited to the single-cylinder internal combustion engine configured as described above, and may be an internal combustion engine configured in various types.
  • crankcase 14 is split left and right, and the lower ends of the cylinder liners 22L are fitted into openings formed in the mating surfaces of the left and right crankcases.
  • the cylinder block 22 is slightly inclined forward and protrudes upward from the crankcase 14 .
  • a piston 28 is fitted in a cylinder bore 22b inside the cylinder liner 22L so as to be reciprocally slidable.
  • a connecting rod 30 connects between the piston pin 28p of the piston 28 and the crankpin 12p of the crankshaft 12 to form a crank mechanism.
  • a combustion chamber 32 is formed in the The combustion chamber 32 is generally defined by the cylinder bore 22b of the cylinder block 22, the top surface 28t of the piston 28, and the ceiling surface 24t of the cylinder head 24.
  • an intake valve port 34 and an exhaust valve port 36 are opened on the ceiling surface 24t at mutually opposite positions with respect to the cylinder axis C, which is the central axis of the cylinder bore 22b, facing the combustion chamber 32.
  • An intake port 38 and an exhaust port 40 extend from the valve port 34 and the exhaust valve port 36 while curving in directions away from each other.
  • the cylinder head 24 is defined with a single intake port 38 and a single exhaust port 40 .
  • An intake valve 44 and an exhaust valve 46 which are respectively slidably supported by valve guides 42i and 42e integrally fitted to the cylinder head 24, are driven by a valve mechanism 48 provided on the cylinder head 24,
  • the intake valve opening 34 of the intake port 38 and the exhaust valve opening 36 of the exhaust port 40 are opened and closed in synchronization with the rotation of the crankshaft 12 . That is, the cylindrical intake valve guide 42i is fitted integrally with the curved outer wall portion 38a of the intake port 38 in the cylinder head 24.
  • An intake valve 44 slidably supported by an intake valve guide 42i opens and closes the intake valve 44 facing the combustion chamber 32 of the intake port 38 .
  • an exhaust valve 46 slidably supported by an exhaust valve guide 42e integrally fitted to the curved outer wall portion 40a of the exhaust port 40 in the cylinder head 24 is an exhaust valve opening facing the combustion chamber 32 of the exhaust port 40. Open and close 36.
  • the valve mechanism 48 is a valve mechanism for an SOHC internal combustion engine in which a single camshaft 48a is rotatably supported on the cylinder head 24 in the left-right direction.
  • Rocker arm shafts 47i and 47e are supported diagonally above the cam shaft 48a in the front and rear direction, the rear rocker arm shaft 47i pivotally supports the intake rocker arm 48i at its central portion, and the front rocker arm shaft 47e swings the exhaust rocker arm 48e.
  • the central part is freely pivoted.
  • One end of the intake rocker arm 48i contacts the intake cam lobe of the camshaft 48a, and the other end contacts the upper end of the valve stem 44s of the spring-biased intake valve 44 via an adjusting screw.
  • One end of the exhaust rocker arm 48e contacts the exhaust cam lobe of the camshaft 48a, and the other end contacts the upper end of the valve stem 46s of the spring-biased exhaust valve 46 via an adjusting screw.
  • the intake rocker arm 48i and the exhaust rocker arm 48e are swung by the rotation of the cam shaft 48a, thereby driving the intake valve 44 and the exhaust valve 46 to open and close.
  • the camshaft 48a protrudes leftward from the bearing, and a cam chain sprocket 50 is pivotally supported at the left end thereof.
  • the camshaft 48a rotates in the same direction in synchronization with the crankshaft 12 at half the number of rotations thereof.
  • cam chain chambers 22c and 24c which are rectangular holes through which the cam chain 52 is inserted, are formed.
  • the right side wall of the cylinder head 24 is fitted with a spark plug 54, which is an ignition means, fitted toward the combustion chamber 32.
  • a cylinder internal pressure sensor (not shown) may be fitted toward the combustion chamber 32 in the vicinity of the ignition plug 54 .
  • FIG. 4 is a bottom view of the cylinder head 24 superimposed on the cylinder block 22, and the cylinder axis C in the internal combustion engine 10 is represented by a dot.
  • the ceiling surface 24t of the combustion chamber 32 is recessed corresponding to the cylinder bore 22b on the mating surface 24f of the cylinder head 24 facing the mating surface of the cylinder block 22.
  • the combustion chamber 32 does not have the shape of a so-called pent-roof combustion chamber, and the ceiling surface 24t is formed into a concave curved surface and is generally hemispherical.
  • a cam chain chamber 24c communicating with the cam chain chamber 22c is formed on the left side of the combustion chamber 32 in the mating surface 24f.
  • the circular opening edge 24e of the ceiling surface 24t of the combustion chamber 32 on the mating surface 24f of the cylinder head 24 matches the circular hole of the cylindrical cylinder bore 22b.
  • a large-diameter intake valve port 34 opens behind the cylinder axis C on the ceiling surface 24t, and an exhaust valve port 36 with a slightly smaller diameter than the intake valve port 34 opens on the front side of the cylinder axis C on the ceiling surface 24t.
  • a plug hole 56 for projecting the electrode of the spark plug 54 into the combustion chamber 32 is formed on the right side of the cylinder axis C of the ceiling surface 24t. That is, the spark plug 54 is not positioned at the center of the ceiling surface 24t, but is provided offset from the center.
  • the spark plug 54 is positioned on one side of the imaginary plane IS when defining the imaginary plane IS extending from the intake valve port 34 side to the exhaust valve port 36 side and extending parallel to the cylinder axis C.
  • the ignition plug 54 is arranged on one side opposite to the cam chain chamber 24c with respect to the imaginary plane IS. 4, the virtual plane IS is defined so as to pass through the central portion 34a of the intake valve port 34 and the central portion 36a of the exhaust valve port 36.
  • the imaginary plane IS is defined so as to pass through the center portion 34a of the intake valve port 34 and the center portion 36a of the exhaust valve port 36 and extend parallel to the cylinder axis C.
  • the center portion 34a of the intake valve port 34 is preferably the center of the intake valve port 34
  • the center portion 36a of the exhaust valve port 36 is also preferably the center of the exhaust valve port 36.
  • both the intake valve opening 34 and the exhaust valve opening 36 are substantially circular, and their respective centers are center portions 34a and 36a.
  • Each of the intake valve opening 34 and the exhaust valve opening 36 may be circular or elliptical, for example.
  • the spark plug 54 includes a center electrode 54e and side electrodes (or ground electrodes) 54f.
  • the side electrode 54f has a base end portion 54g on the side of the plug main body portion 54b of the spark plug 54 and a curved portion 54h that curves and extends from the base end portion 54g so as to cover the tip portion of the central electrode 54e.
  • a base end portion 54g of the side electrode 54f extends substantially parallel to the axis of the plug main body portion 54b of the spark plug 54. As shown in FIG.
  • the upstream end of the intake port 38 opens toward the upper side of the cylinder head 24 and is connected to the inlet pipe 58 via an insulator 63 to form a continuous intake passage 60.
  • On the upstream side of the inlet pipe 58 is a throttle.
  • a body 62 is connected.
  • the throttle body 62 has an intake passage 62a having a substantially circular cross section forming a part of the intake passage 60 communicating with the combustion chamber 32 of the internal combustion engine 10, and the upstream side of the intake passage 62a is connected to an air cleaner device (not shown).
  • the throttle body 62 is rotatably supported in the throttle body 62 by a throttle valve shaft 62b that intersects the central axis of the intake passage 62a perpendicularly to the flow direction of intake air in the intake passage 62a. It has a throttle valve 62c that can variably control the flow passage area of the air intake passage 62a to open and close the intake passage 62a.
  • the throttle valve 62c is of the butterfly type, and has a throttle valve shaft 62b and a disc-shaped valve body 62d that is fixed to the throttle valve shaft 62b and rotates integrally with the throttle valve shaft 62b.
  • the throttle valve 62c is rotatable clockwise in FIG. 1 in the valve opening direction by the driver's operation or the like. It is urged counterclockwise in the valve closing direction so as to be in the fully closed position in contact with the wall surface.
  • a downstream end of the exhaust port 40 opens downward from the cylinder head 24 and is connected to an exhaust pipe (not shown) to form a continuous exhaust passage 64 .
  • An exhaust purification device and a silencer may be provided downstream of the exhaust passage 64 .
  • the intake device S for giving a tumble swirl or tumble flow of the fuel/air mixture in the combustion chamber 32 in order to obtain more favorable combustion of the fuel or mixture in the combustion chamber 32, that is, longitudinal rotation.
  • the intake device S includes a partition portion 70 provided in the intake passage 60 so as to divide the intake passage 60 into a plurality of sections.
  • the intake passage 60 is divided into a plurality of intake passage portions 72, 74 by the partition portion 70.
  • the intake passage 60 is divided into the plurality of intake passage portions 72, 74 in the direction of the cylinder axis C.
  • the intake passage 60d on the downstream side of the throttle valve 62c is divided along the intake air flow direction by the partition portion 70 continuing from the inlet pipe 58 to the intake port 38, and the passing intake air tumbles in the combustion chamber 32. It is partitioned into a tumble flow path 72 that is an intake flow path section configured to allow turbulence to occur, and a main flow path 74 that is an intake flow path section excluding the tumble flow path 72 .
  • the intake channel portion 72 that can be a tumble channel for generating a tumble flow in the combustion chamber 32 is called a tumble channel, which corresponds to the first intake channel, and the main channel 74 corresponds to the second intake channel. do.
  • the tumble flow path 72 is an intake air flow path for generating a tumble flow in the combustion chamber 32 when the opening degree of the throttle valve 62c is low, for example, when the internal combustion engine 10 is operated under a low load.
  • the tumble flow path 72 may be referred to as a sub-passage.
  • the partition portion 70 extending in the direction of the intake air flow in a plate shape divides the downstream side of the intake passage 60 substantially in the vertical direction, that is, divides the downstream side of the intake passage 60 into substantially the cylinder axis C. It is provided so as to bisect in direction, here extending substantially parallel to an axis extending in the direction of intake air flow.
  • the channel cross-sectional area of the tumble channel 72 is smaller than the channel cross-sectional area of the main channel 74, that is, the channel cross-sectional area of the main channel 74 is larger than the channel cross-sectional area of the tumble channel 72.
  • the partition part 70 may be provided so that the cross-sectional area of the tumble flow channel 72 is larger than the cross-sectional area of the main flow channel 74, or they may be substantially the same.
  • the lower portion of the intake passage 60 partitioned by the partition portion 70 serves as the tumble passage 72, and the upper portion thereof serves as the main passage 74, but in this specification they are not limited to their vertical arrangement.
  • the terms “upper” and “lower” for the intake passages 60, 60d and the like refer to the direction from the crankshaft 12 to the cylinder head 24 or the cylinder head cover 26 in the direction of the cylinder axis C.
  • the “upward” direction, the direction opposite to this "upward” direction, that is, the direction from the cylinder head 24 side to the crankshaft 12 side is called the “downward” or “downward” direction. It doesn't mean “below”.
  • the “up” or “up” direction corresponds to the first direction
  • the "down” or “down” direction corresponds to the second direction.
  • a tumble control valve 75 is further provided upstream of the partition 70 and downstream of the throttle valve 62c. As shown in FIG. 1, a tumble control valve 75 is arranged at an upstream end portion 70u of the partition portion 70 formed in the inlet pipe 58. As shown in FIG. The tumble control valve 75 has a tumble valve shaft 75a and a tumble valve body 75b that is fixed to the tumble valve shaft 75a and rotates together. The tumble valve body 75b is formed in a plate-like semi-disk that closes the opening of the main flow path 74 near the upstream end 70u of the partition section 70 in the inlet pipe 58. As shown in FIG. A tumble valve shaft 75a is attached to one linear end of the tumble valve body 75b.
  • the tumble valve shaft 75a is rotatably supported on the inlet pipe 58 so as to be parallel to the plane of the partition portion 70 in the width direction of the intake passage 60, more specifically, parallel to the throttle valve shaft 62b. and is appropriately rotated by an actuator (not shown). As the tumble valve shaft 75a rotates, the tumble valve body 75b also rotates, the opening degree of the main flow path 74 is changed, and as the amount of intake air flowing through the main flow path 74 is adjusted, the intake air amount of the tumble flow path 72 also increases. adjusted.
  • the tumble control valve 75 is provided so as to be continuous with the upstream end 70u of the partition 70, but is arranged with a gap from the upstream end 70u of the partition 70. good too.
  • the tumble control valve 75 can also be called an intake control valve, a tumble valve, or a TCV.
  • the tumble control valve 75 and the throttle valve 62c are electronically controlled as described below, but are not limited to being electronically controlled. It may be a valve controlled by
  • the internal combustion engine 10 is provided with fuel injection valves 76 and 78 .
  • One fuel injection valve (hereinafter referred to as the first fuel injection valve) 76 is provided upstream of the upstream end 70u of the partition 70, and is located upstream of the upstream end 70u of the intake passage 60. It is arranged to inject fuel into the part.
  • the other fuel injection valve (hereinafter referred to as the second fuel injection valve) 78 is provided to inject fuel into the intake port 38 .
  • the second fuel injection valve 78 is provided on the main flow path 74 side.
  • the second fuel injection valve 78 is provided so as to face the main flow path 74, and is provided in the inlet pipe 58 here.
  • the second fuel injection valve 78 is provided to inject fuel from the main flow path 74 side and supply the fuel to the combustion chamber 32 via the intake port 38 .
  • the second fuel injection valve 78 is attached to the upper wall of the member defining the intake passage 60.
  • the present disclosure does not limit the number of fuel injection valves to two, and may be one, for example. Only 78 can be provided.
  • the resonator 77 is connected to the intake passage 60 via the communicating pipe 77a.
  • the communication pipe 77a is provided so as to communicate the resonator 77 with the intake passage 60 on the downstream side of the intermediate portion 70m of the partition portion 70 in the intake flow direction.
  • the communication pipe 77a is positioned so as to communicate with the intake port 38 defined in the cylinder head 24, particularly to communicate with the downstream portion 74d of the main flow passage 74 and its downstream side. Therefore, the downstream outlet portion 77c of the communicating passage 77b connecting the resonator 77 of the communicating pipe 77a to the intake passage 60 opens to the intake port 38 defined by the cylinder head 24. As shown in FIG.
  • the communication passage 77b is defined by the communication pipe 77a that connects the resonator 77 and the cylinder head 24, but is not limited to this, and may be configured as part of the resonator 77 or part of the cylinder head 24.
  • a downstream portion 74d of the main flow path 74 is a portion of the main flow path 74 downstream of the intermediate portion 70m of the partition portion 70.
  • the intermediate portion 70m of the partition portion 70 is a portion located in the middle of the length of the partition portion 70 extending in the intake air flow direction. For example, when the partition 70 includes only the partition main body 92, it is a portion located in the middle of the length in the intake air flow direction.
  • An ECU (electronic control unit) 80 that controls the internal combustion engine 10 has a configuration as a so-called computer, and includes an intake control section 82, a fuel injection control section 84 and an ignition control section 85.
  • the ECU 80 analyzes the operating state of the internal combustion engine 10 based on the outputs from various sensors such as an engine rotation speed sensor and an engine load sensor, and controls the operation of the throttle valve 62c by the intake control unit 82, and performs tumble control. For example, it controls the operation of the valve 75 . Further, the ECU 80 controls each operation of the fuel injection valves 76 and 78 by the fuel injection control section 84 based on the analyzed operating state of the internal combustion engine 10 . Further, the ECU 80 controls the operation of the spark plug 54 by the ignition control section 85 based on the analyzed operating state of the internal combustion engine 10 .
  • the ECU 80 stores programs and various data for these controls.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the three-dimensional model M along the line VII-VII in FIG. 6, and FIG. 8 shows a cross-sectional view of mainly the intake system of the three-dimensional model M along the line VIII-VIII in FIG. 9 shows a cross-sectional view of mainly the intake system of the three-dimensional model M along line IX-IX in FIG. 6, and FIG. 1 shows a cross-sectional view of an intake system;
  • FIG. 11 is a perspective view of the three-dimensional model M shown in FIG. 12 shows a cross-sectional view of the three-dimensional model M at a position along line XII-XII in FIG.
  • the three-dimensional model M includes an intake port 38 from the downstream end of the inlet pipe 58 and an exhaust port 40.
  • the outer surface 79 of the intake system in the three-dimensional model M corresponds to the inner surface 58s of the inlet pipe 58, the inner surface 63s of the insulator 63, and the inner wall surface 24s of the cylinder head 24, which are members that define the downstream side of the intake passage 60. It has portions, some of which correspond to the surface 70s of the partition 70, and some of which correspond to the surface 90s of the offset portion 90, which will be described later.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 overlap vertically in the cylinder axis C direction.
  • the downstream end 72d of the tumble channel 72 is narrower in the horizontal direction than the main channel 74, and is biased to the right.
  • a portion 72d of the tumble flow path 72 defined by the inner wall surface 24s of the cylinder head 24 is biased to the right with respect to the intake valve port 34, as shown in FIG.
  • the partition 70 has an offset portion 90 provided on the downstream side of the partition 70.
  • the offset portion 90 is narrower than the upstream end portion (upstream end) 70u of the partition portion 70 in the lateral direction (LH-RH direction) intersecting with the cylinder axis C, that is, the width direction.
  • the offset portion 90 extends from one side to the other side of the valve axis of the intake valve 44 when the intake passage 60 faces the intake valve 44 in the direction in which the intake air flows from the upstream side to the downstream side, ie, the intake air flow direction. It is the narrow portion of the partition 70 in the width direction that can be defined as the direction. As shown in FIG.
  • the width W1 in the width direction of the upstream end portion located on the upstream end portion 70u side of the partition portion 70 in the portion defined by the cylinder head 24 is larger than the width W1 in the width direction.
  • the width W2 in the width direction of the downstream end portion 72d is clearly narrow.
  • the deviation portion 90 is biased in one direction in the left-right direction, that is, in the width direction.
  • the downstream end portion 72d of the tumble flow path 72 is partitioned so as to deviate to the right RH side (see FIGS. 10 and 12). Therefore, the offset portion 90 on the downstream side of the partition portion 70, which at least partially partitions the offset downstream end portion 72d of the tumble flow path 72, is offset to the right RH side here. Therefore, in FIG. 1, the cylinder axis C extends parallel to the plane of the paper, and the width direction extends substantially perpendicular to the plane of the paper. Therefore, it is indicated by a two-dot dashed line instead of a solid line. In this way, on the downstream side in the intake air flow direction, the tumble flow passage 72 is designed to be biased in the width direction, and along with this, the deviated portions 90 are partitioned to be biased to the same side in the width direction.
  • FIG. 8 the relationship between the partition section 70 and the offset section 90 on the downstream side thereof, the tumble flow path 72 and the main flow path 74 will be further described with reference to FIGS. 8 to 10.
  • FIG. 8 the relationship between the partition section 70 and the offset section 90 on the downstream side thereof, the tumble flow path 72 and the main flow path 74 will be further described with reference to FIGS. 8 to 10.
  • the tumble channel 72 and the main channel 74 are completely separated.
  • the width of the tumble channel 72 and the width of the main channel 74 are substantially the same.
  • the partition part 70 extends to the inner wall surface 24s of the cylinder head 24 at both ends in the width direction between the tumble flow path 72 and the main flow path 74, and is connected to the upstream side of the deviation part 90.
  • a body portion 92 extends.
  • the surfaces 70s of the partition 70 and the surfaces 92s of the partition main body 92 thereof are denoted by reference numerals.
  • the tumble channel 72 and the main channel 74 are completely separated, but the width of the tumble channel 72 is narrower than the width of the main channel 74.
  • the partition portion 70 extends to the inner wall surface 24s of the cylinder head 24 at both ends in the width direction between the tumble flow passage 72 and the main flow passage 74, and extends from the partition body portion 92 to the offset portion 90.
  • the reference numerals are given to the portions corresponding to the surface 70s of the partition portion 70. As shown in FIG.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are partially connected at the cut point in FIG. 10 (the line XX in FIG. 6). Further, in this cut plane, the surface 70s of the partition 70 extends in the width direction and also in the vertical direction, and is biased to the right. As a result, the partition 70 transitions from the main partition 92 to the offset portion 90, and the intake port 38 has enough cylinder space in the intake port 38 to the extent that the offset portion 90 does not completely separate the tumble flow path 72 and the main flow path 74. It can be seen that it extends leftward from the right part of the inner wall surface 24s of the head 24 .
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are partitioned so that the main flow path 74 and the tumble flow path 72 communicate with each other in the region where the deviated portion 90 extends in the intake air flow direction.
  • the offset portion 90 connected to the partition body portion 92 extends downstream of the partition body portion 92 of the partition portion 70 so that a part of the partition body portion 92 extends in the intake air flow direction. It is formed to extend downstream.
  • the surfaces 70s of the partitioning portion 70 and the surfaces 90s of the deviating portion 90 thereof are denoted by reference numerals.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are partitioned so that the main flow path 74 extends downward to the sides of the deviation portion 90 in the region where the deviation portion 90 extends in the intake flow direction. there is This downward expansion of the main flow path 74 is performed in a direction opposite to the direction in which the offset 90 is biased, here on the left LH side of the offset 90 .
  • the downward expansion of the main flow path 74 and the resulting fusion of the main flow path 74 and the tumble flow path 72 are more pronounced toward the downstream side of the deviation portion 90 .
  • the wall surface 24w is a part of the inner wall surface 24s of the cylinder head 24 here, is positioned just below the second direction side of the main flow passage 74, and extends in the direction of the cylinder axis C as shown in FIGS. It has a directional length and extends in the intake flow direction. Therefore, when the inner wall surface 24s is extended in the direction of the cylinder axis, the elongated inner wall surface 24s crosses the main flow path 74. As shown in FIG.
  • the wall surface 24w extends to the left LH side of the downstream end portion 72d of the tumble flow path 72 to form a partition, and biases the tumble flow path 72 to the right RH side.
  • the wall surface 24w serves as a deflection section DP configured to deflect the intake air from the tumble flow path 72 to one side of the virtual plane IS, that is, to the right RH side.
  • the mounting portion 78s of the second fuel injection valve 78 is located on the left LH side of the intake passage 60, as is clear from FIGS.
  • the second fuel injection valve 78 is provided at a position biased in the direction opposite to the direction in which the biased portion 90 is biased. Therefore, the second fuel injector 78 can inject fuel in a direction different from the direction in which the deviated portion 90 is biased, and more preferably in the opposite direction.
  • the second fuel injection valve 78 is provided on the upper side, that is, on the main flow path 74 side, and injects fuel from the main flow path 74 side.
  • FIGS. 13A and 13B schematically show sprayed fuel SF injected from the second fuel injection valve 78 provided at a position biased toward the left LH side.
  • 10 schematically shows part of the sprayed fuel SF injected from the second fuel injection valve 78. As shown in FIG.
  • the fuel SF injected from the second fuel injection valve 78 is not blocked by the partition 70, and at least part of it, here in particular at least the majority of it, more preferably its All flow first through the main flow path 74, then flow into the junction (downstream junction) 72f between the main flow path 74 and the tumble flow path 72, and then directly reach the intake valve port 34 and enter the combustion chamber 32.
  • the arrangement of the second fuel injection valve 78 and the shape of the partition portion 70 including the offset portion 90 are designed to enable such fuel injection.
  • divider body 92 of divider 70 partially terminates downstream thereof to allow confluence of main channel 74 and tumble channel 72, and along surface 90s of offset 90 preferably
  • the partition main body portion 92 of the partition portion 70 and the offset portion 90 downstream thereof are arranged so that the fuel SF injected from the second fuel injection valve 78 reaches the intake valve port 34 without touching the offset portion 90. designed (see, for example, FIG. 10).
  • the second fuel injection valve 78 which is provided to inject the fuel SF from the main flow path 74 side toward the combustion chamber 32, injects fuel in the direction opposite to the direction in which the deviated portion 90 is deviated. It is designed to Therefore, the partition 70, particularly its offset 90, can be extended further downstream in the intake air flow direction.
  • the deflection portion DP which is the wall surface 24w, defines the tumble flow path 72 so that the deflection portion 90 is biased toward the downstream side in the biased direction. Therefore, the deviated portion 90 of the partition portion 70 that is extended further downstream in the direction of flow of the intake air can give stronger directivity to the intake air from the tumble flow path 72 .
  • the partition portion 70 completely separates the main flow path 74 and the tumble flow path 72 with the partition body portion 92 on the upstream side, and has the offset portion 90 on the downstream side to It is designed to characterize the flow from the tumble channel 72 further downstream while realizing connection with the tumble channel 72 .
  • the second fuel injection valve 78 is biased in the direction opposite to the direction in which the biased portion 90 is biased, here it is disposed on the opposite side in the width direction, and injects fuel in a direction different from that of the biased portion 90. , and fuel can be introduced substantially directly into the combustion chamber 32 via the intake valve port 34 . In other words, it is possible to ensure a good supply of fuel to the combustion chamber.
  • the offset portion 90 which is the downstream portion of the partition portion 70, can be extended further downstream. Therefore, the flow from the tumble channel 72 can be given a stronger directivity. This directivity is directed between the intake valve port 34 and the head portion of the intake valve 44 when the valve is open so as to form a stronger tumble flow in the combustion chamber 32 . Therefore, the intake air from the tumble flow path 72 can more preferably form a tumble flow in the combustion chamber 32 .
  • the tumble flow path 72 communicates with the main flow path 74 downstream of the downstream edge portion of the partition portion 70, that is, the downstream edge portion 90d of the deviation portion 90, and forms a single intake passage leading to the combustion chamber 32.
  • the tumble channel 72 and the main channel 74 are defined. This allows the intake air from the tumble passage 72 to be introduced into the combustion chamber 32 along with the intake air from the main passage 74, and the intake air from the single intake passage, the single intake port 38, to deliver fuel to the combustion chamber 32. and the formation of tumble flow can occur.
  • this configuration can suppress an increase in the number of parts, and is excellent in terms of cost.
  • the wall surface 24w allows the intake air from the tumble flow path 72 to be biased to one side of the imaginary plane IS, that is, to the right RH side, and flow into the combustion chamber 32.
  • the intake air from this tumble passage 72 has a strong directivity so as to form a strong tumble flow as described above, flows into the combustion chamber 32, and extends to the exhaust side of the wall surfaces defining the combustion chamber 32. It collides with the part of the ceiling surface 24t and the part of the cylinder bore 22b. Due to this collision, the wall surface can generate a lateral force component in the longitudinal direction of the tumble flow. Therefore, in addition to the vertical force component of the tumble flow, the intake air from the tumble flow path 72 can also have the horizontal force component of the swirl flow, that is, the circumferential direction of the cylinder.
  • the spark plug 54 provided in the combustion chamber 32 is positioned on one side of the imaginary plane IS, that is, on the side to which the intake air from the tumble flow path 72 is biased. Therefore, it is possible to suitably ignite the fuel contained in the intake air from the tumble flow path 72, that is, the air-fuel mixture.
  • FIG. 14 shows a schematic diagram of the combustion chamber 32 of the internal combustion engine 10 and its surroundings viewed from above in the cylinder axis C direction. 14 shows the contour of the circular opening edge 24e of the cylinder bore 22b or the ceiling surface 24t of the combustion chamber 32, the relative arrangement of the intake valve port 34, the exhaust valve port 36 and the spark plug 54.
  • FIG. The imaginary plane IS defined to pass through the central portion 34a of the intake valve port 34 and the central portion 36a of the exhaust valve port 36 passes through the cylinder axis C and the valve stem of the intake valve 44 in FIG. Overlaps the 44s axis (valve axis).
  • the intake air from the tumble flow path 72 enters the combustion chamber 32 biased to the right RH side in the width direction perpendicular to the imaginary plane IS, as indicated by arrow T in FIG.
  • the downstream end portion 72d of the tumble flow path 72 has a substantially constant width, so the arrow T of the intake air from the tumble flow path 72 is shown substantially parallel to the imaginary plane IS.
  • the arrow T mainly passes through the right side, which is one side of the imaginary plane IS, and advances toward the wall surface 32W on the exhaust valve port 36 side of the combustion chamber 32, and can collide with it.
  • the wall surface 32W against which the flow of the arrow T collides is mainly the wall on the right RH side of the imaginary plane IS, and as shown in FIG.
  • the impact force F of the flow of the arrow T on the wall surface 32W can be divided into an orthogonal component Fa orthogonal to the wall surface 32W and a tangential component Fb along the wall surface 32W.
  • the orthogonal component Fa is a component that produces a vertical eddy current in the direction of the cylinder axis C, that is, a tumble flow.
  • the tangential component Fb is a component that produces a swirl flow that rotates along the circumferential direction of the cylinder from the right side, which is one side of the virtual plane IS, toward the left side, which is the other side. That is, the flow of arrow T forms a flow in combustion chamber 32 so as to generate a tumble flow and a swirl flow.
  • the flow from the tumble flow path 72 has a different center of vortex than when the tumble flow is simply formed in the combustion chamber 32, so that the tumble flow can be generated in the combustion chamber 32 and the virtual plane A swirl-like flow from the right RH side, which is one side of the IS, to the left LH side can also be generated.
  • the wall surface 32W with which the intake air from the tumble flow path 72 collides is, for example, the ceiling surface 24t portion or the cylinder bore 22b portion extending toward the exhaust side among the wall surfaces defining and forming the combustion chamber 32 as described above.
  • the ceiling surface 24t is formed into a concave curved surface. Therefore, the ceiling surface 24t can suitably generate the force of the tangential component Fb by the intake air from the tumble flow path 72.
  • the ceiling surface 24t is formed in a substantially hemispherical shape and is a smooth concave curved surface, so that such a force is generated in the intake air from the tumble flow passage 72, and a swirl-like flow is more preferably generated. can contribute to the development of
  • the arrow T1 in FIG. 14 indicates the flow when the intake air flows into the combustion chamber 32 while being directed more to the right.
  • the wall surface 24w may be designed in consideration of the degree of force of the tangential component that is generated, such as the bias of the tumble flow path 72, the inclination of the tumble flow path 72 with respect to the combustion chamber 32, and the like.
  • the spark plug 54 is positioned on the side of the imaginary plane IS where the intake air from the tumble flow path 72 is biased. Therefore, since the intake air from the tumble flow path 72 contains fuel and substantially forms an air-fuel mixture, the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber 32 is preferably ignited by the ignition plug 54 . Then, since the flow from the right RH side, which is one side of the virtual plane IS, to the left LH side is formed as described above, flame propagation in the combustion chamber 32 can be favorably caused.
  • the resonator 77 is connected to the intake passage 60, particularly to the intake passage 60d on the downstream side of the throttle valve 62c, as described above.
  • the resonator 77 is provided so as to communicate with the intake passage 60d obliquely rather than perpendicularly to the direction of intake air flow. It is
  • the communication pipe 77a is connected to the cylinder head 24 so as to be obliquely inserted from the upper side to the lower side. Therefore, the axis 77d (FIGS.
  • a communication passage 77b that connects the resonator 77 to the intake passage 60 is provided at a position biased toward the left LH side, like the second fuel injection valve 78.
  • the communication path 77b directly communicates with the main flow path 74 and the downstream junction 72f.
  • the communicating portion of the communication passage 77b with the intake passage 60 is positioned in the vicinity of the mounting portion 78s of the second fuel injection valve 78, immediately downstream of the mounting portion 78s.
  • the axial line 77d of the downstream outlet portion 77c of the communication passage 77b connecting the resonator 77 to the intake passage 66 is made substantially parallel to the fuel injection direction of the second fuel injection valve 78. As shown in FIG.
  • the communication passage 77b of the resonator 77 is It is provided with respect to the intake passage 60 so that the intake air from the resonator 77 can be directed directly to the combustion chamber 32 .
  • the directivity of the intake air from this resonator 77 is directed between the intake valve port 34 and the head portion of the intake valve 44 when the valve is open so as to form a stronger swirl flow in the combustion chamber 32. .
  • FIG. 15 shows the three-dimensional model of FIG. 5, schematically shows the intake valve 44, and schematically shows the flow direction of the intake air from the resonator 77, that is, the axis 77d.
  • FIG. 16 schematically shows a view of the intake valve port 34 side from the upstream side in the intake air flow direction. , and the direction of flow of intake air from the resonator 77, that is, the axis 77d.
  • the communication path 77b is arranged so that the intake air from the resonator 77 directly passes between the head portion of the intake valve 44 and the intake valve port 34 when the valve is open, and is directed toward the combustion chamber 32.
  • the axis 77d extends to the combustion chamber 32 by directly passing between the head portion 44a of the intake valve 44 and the intake valve port 34 when the valve is open.
  • the direction of the axis 77d of the communication passage 77b is the direction of the axis 77d of the communication passage 77b, as shown in FIG. It is defined to cross the valve stem 44s of the intake valve 44 upstream of the valve stem 44s.
  • the axis 77d of the communication passage 77b is not limited to intersecting the valve stem 44s upstream of the valve stem 44s of the intake valve 44. It can also be defined to intersect the valve stem 44s downstream of the valve stem 44s.
  • the axis 77d of the communication passage 77b is the back of the head portion 44a of the intake valve 44 (toward the combustion chamber) when the intake valve 44 is open in the intake stroke.
  • the imaginary cylindrical body IC (FIG. 15) that can be defined between the intake valve port 34 and the side facing the air outlet 77b, it passes through the imaginary wall surface on the side opposite to the outlet portion 77c of the communicating passage 77b.
  • the axis 77d of the communicating passage 77b extends substantially parallel to the surface of the head portion 44a.
  • the resonator 77 Since the resonator 77 is connected to the intake passage 60d via the communication passage 77b as described above, when the air from the resonator 77 flows toward the combustion chamber 32, the air is biased to the right side of the intake valve port 34. It can flow into the combustion chamber 32 . Since the axis 77d of the downstream outlet 77c of the communication passage 77b obliquely intersects the intake air flow direction at the connection point to the intake passages 60 and 60d, as described above, the intake air from the resonator 77 is biased. greater than the intake bias from the tumble flow path 72. 14, the intake air from the tumble flow path 72 flows into the combustion chamber 32 biasedly as indicated by arrow T in FIG. It can flow into the combustion chamber 32 even more. Therefore, the intake air from the resonator 77 can generate a swirl flow or a vortex flow close to it.
  • FIG. 17 in these intake devices, a tumble control valve 75 is attached to the upper passage portion of the intake passage, the upper side being the main passage 74 and the lower side being the tumble passage 72 .
  • a and B indicate the positions of various locations representing changes in pressure within the intake system shown in FIG. Point A is located downstream of the throttle valve 62c and upstream of the upstream end 70u of the partition section 70 separating the tumble flow path 72 and the main flow path 74, and point B is the tumble flow. Located on Road 72.
  • FIG. 18 shows crank angles in one cycle when the throttle valve 62c is slowly opened for an intake system in which the resonator 77 is connected downstream of the throttle valve 62c and an intake system in which the resonator 77 is not connected downstream of the throttle valve 62c.
  • the pressure data at each location are shown with the crank angle on the horizontal axis and the pressure on the vertical axis.
  • An intake passage area in the intake device from the downstream of the throttle valve 62c to the intake valve 44 is defined as a throttle valve downstream intake area, and this volume is defined as a throttle valve downstream intake volume.
  • These definitions also include areas and volumes within resonator 77 when resonator 77 is connected.
  • the intake volume downstream of the throttle valve is not large. , air is taken in from the atmosphere upstream of the throttle valve 62c through the opening of the throttle valve 62c.
  • the opening of the throttle valve 62c is small, the volume of air that increases as the piston 28 descends cannot be charged in time, and the internal pressure of the intake port rapidly becomes negative (at crank angle 380 in FIG. 18). between about 540 degrees).
  • the pressure in the intake port suddenly becomes negative in this way, as the piston 28 descends, the air in the intake area downstream of the throttle valve expands and is drawn in, weakening the flow and forming a tumble flow in the cylinder.
  • the eddy current becomes weaker.
  • FIG. 19 is an operation map of the throttle valve 62c and the tumble control valve 75.
  • the horizontal axis represents the engine rotation speed Ne, and the vertical axis represents the output of the internal combustion engine 10.
  • the opening range of the control valve 75 is shown. Both the areas ⁇ 1 and ⁇ 2 are areas in which the tumble control valve 75 is closed as indicated by broken lines in FIG. 1, and the area ⁇ is an area in which the tumble control valve 75 is opened as indicated by solid lines in FIG.
  • the region ⁇ 1 is a region in which the throttle valve 62c is gradually opened and corresponds to a low load region, and the region ⁇ 2 is a region in which the throttle valve 62c is opened to a predetermined opening degree larger than the opening degree in the region ⁇ 1, Corresponds to the medium load range.
  • the tumble control valve 75 is either fully open or fully closed. However, the tumble control valve 75 may be controlled to take an opening degree between fully open and fully closed.
  • the mapped data of FIG. 19 is stored in the storage section of the ECU
  • the horizontal axis represents the opening of the throttle valve 62c, that is, the throttle opening TH
  • the vertical axis represents the intake air flow rate into the combustion chamber 32. and the inspiratory flow rate.
  • the thin line indicates the intake air flow rate from the resonator 77 and the thick line indicates the intake air flow rate from the tumble flow path 72 .
  • 20A indicates the sum of the intake flow rate from the tumble flow path 72 and the intake flow rate from the resonator 77.
  • the graph of FIG. 20B shows the strength correlation between the vortex flow such as the tumble flow caused by the intake air from the tumble flow path 72 and the vortex flow such as the swirl flow caused by the intake air from the resonator 77
  • the horizontal axis is the graph of FIG. 20A.
  • the vertical axis indicates the strength of the vortex.
  • 20A and 20B is the throttle opening degree when the tumble control valve 75 is closed. This is the opening degree at the boundary of the area (corresponding to area ⁇ 2 in FIG. 19).
  • the throttle valve 62c When the tumble control valve 75 is in the closed state and the throttle opening TH is relatively small such as gradually opening, that is, when the operating state of the internal combustion engine is in the low load region, that is, the region ⁇ 1, the throttle valve 62c is closed as described above.
  • the amount of intake air in the tumble flow path 72 which is the intake flow path portion on the downstream side of the air intake, is small.
  • the intake stroke in addition to the intake air flowing through the tumble flow path 72, the intake air inside the resonator 77 is also drawn into the combustion chamber 32 as described above.
  • the intake air flowing through the tumble flow passage 72 is in addition, the intake air inside the resonator 77 is also positively drawn into the combustion chamber 32 .
  • the intake air from the resonator 77 is directed as described above and is strongly directed to the right side of the combustion chamber 32 and taken in.
  • a strong swirl flow or tumble flow with a strong swirl component is generated in the combustion chamber 32 (“swirl” line in FIG. 20B). Therefore, the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be promoted.
  • the resonator 77 provided as described above can improve intake of air when the throttle opening is relatively small.
  • the tumble control valve 75 when the tumble control valve 75 is in the closed state and the throttle opening TH gradually increases, for example, when the operating state of the internal combustion engine is in the middle load region, that is, the region ⁇ 2, the tumble flow downstream from the throttle valve 62c
  • the intake air flowing into the passage 72 can cover the intake air in the intake stroke, and the degree to which the intake air in the resonator 77 is drawn into the combustion chamber 32 is reduced.
  • the intake air flowing into the tumble flow path 72 is mainly It is drawn into combustion chamber 32 .
  • This allows a tumble flow to be generated in the combustion chamber 32 by the intake air through the tumble passage 72 ("tumble" line in FIG. 20B). Therefore, even when the tumble control valve 75 is in the closed state and the throttle opening TH is relatively large, the intake air can be preferably drawn.
  • the resonator 77 is provided so as to communicate with the intake passage on the downstream side of the intermediate portion 70m of the partition portion 70 in the intake flow direction. Therefore, when the throttle valve 62c is throttled, that is, when the throttle valve 62c is relatively small, such as when the internal combustion engine is operating in a low-load region, the intake air from the resonator flows into the intake passage on the downstream side of the partition 70. can be done. Therefore, the inflow of intake air from the intake passage to the combustion chamber 32 can be improved.
  • the axis 70d of the downstream outlet 70c of the communicating passage 70b connecting the resonator 77 to the intake passage 60 is designed to face the combustion chamber 32 as described above. Therefore, the air flowing from the resonator can be easily guided to the combustion chamber 32, so that a vortex such as a swirl flow can be more positively generated in the combustion chamber 32.
  • the resonator 77 is directly connected to the cylinder head 24 defining the ceiling surface 24t of the combustion chamber 32 via a communication passage 77b. Therefore, the air flowing in from the resonator 77 can be guided more directly into the combustion chamber 32 .
  • the tumble control valve 75 is closed. , the swirl flow and/or tumble flow can promote better mixing of the fuel and promote its combustion.
  • spark plug 54 is positioned in the direction of this fuel injection. Therefore, the combustion of fuel in the combustion chamber 32 can be caused more favorably.
  • the downstream side of the intermediate portion 70m of the partition portion 70 in the intake air flow direction is communicated with the intake passage 60, particularly with the downstream portion of the main flow passage 74.
  • a resonator 77 was provided. This makes it possible to effectively introduce the intake air from the resonator 77 into the combustion chamber 32 when the throttle valve 62c is throttled during operation of the internal combustion engine 10 in the low load region ⁇ 1.
  • the axis 77d of the downstream outlet 77c of the communicating passage 77b connecting the intake air of the resonator 77 to the intake passage 60 is designed to face the combustion chamber 32 side.
  • the intake air from the resonator 77 is more directly directed to the combustion chamber 32, and a swirl flow or a tumble flow having a swirl component is actively generated in the combustion chamber 32.
  • the communication passage 77b preferably communicates with the downstream side of the main flow passage 74 rather than the downstream portion thereof. It is preferable that the tumble channel 72 and the main channel 74 communicate with the downstream junction 72f.
  • a notch portion 77e may be further provided at the downstream outlet portion 77c of the communicating passage 77b that connects the resonator 77 to the intake passage 60.
  • the internal combustion engine 10 was a two-valve internal combustion engine having only one intake valve and one exhaust valve per cylinder. However, the internal combustion engine to which the present invention is applied has three or more valves per cylinder. may have Moreover, although the internal combustion engine 10 is provided with the tumble control valve 75, the present invention can also be applied to an internal combustion engine in which the tumble control valve 75 is not provided.

Abstract

本開示は、スロットル弁の下流側の吸気通路に仕切部が設けられる内燃機関において、スロットル弁の開度が相対的に小さいときの吸気の吸入を改善することを可能にする構成に向けられている。一実施形態に係る内燃機関10の吸気装置Sは、スロットル弁62cの下流側の吸気通路を複数の流路に分割するように吸気流れ方向に延在する仕切部70と、前記吸気流れ方向において前記仕切部の中間部70mよりも下流側において前記吸気通路に連通するように設けられたレゾネータ77とを備える。

Description

内燃機関の吸気装置
　本発明は、燃焼室に連なる吸気通路に仕切部を備え、かつ、レゾネータを備える内燃機関の吸気装置に関する。
　従来、燃焼室における混合気の燃焼を促進し燃焼効率を向上させるべく、燃焼室内にタンブル流、スワール流といった渦流を発生させる構成が種々提案されている。
　例えば、特許文献１は、内燃機関の吸気通路を仕切部により主流路と副流路に仕切り、タンブル流を発生させる構造を開示する。この内燃機関の吸気構造では、スロットル弁の下流側にタンブル制御弁を設け、そのタンブル制御弁の下流側にインレットパイプから吸気ポートへと続けて仕切部である仕切板部を設け、この仕切板部により吸気通路を上下の下側副通路と上側主通路とに仕切ることが行われる。下側副通路がタンブル流路となり、タンブル制御弁は上側主通路を実質的に開閉するものである。
日本国特許第６７１４７６４号公報
　ところで、例えば内燃機関の運転状態が低負荷領域にあるとき、上記タンブル制御弁は閉弁され、このタンブル制御弁よりも上流側に設けられるスロットル弁の開度も比較的小さい。したがって、このとき、吸気弁が開いてから閉じるまでの吸気行程において、ピストンの下降に伴って吸気ポート側の体積が増加するが、その体積増加に対してスロットル弁の開口部からの吸気ではその流入が間に合わず、吸気ポート内は急激に負圧の状態となり、吸気通路内の流動が弱くなってしまう。
　本発明の目的は、スロットル弁の下流側の吸気通路に仕切部が設けられる内燃機関において、スロットル弁の開度が相対的に小さいときの吸気の吸入を改善することを可能にする構成を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
　スロットル弁の下流側の吸気通路を複数の流路に分割するように吸気流れ方向に延在する仕切部と、
　前記吸気流れ方向において前記仕切部の中間部よりも下流側において前記吸気通路に連通するように設けられたレゾネータと
を備えた
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置
を提供する。
　上記構成によれば、レゾネータが、吸気流れ方向において上記仕切部の中間部よりも下流側において吸気通路に連通するように設けられる。したがって、例えば内燃機関の低負荷領域での稼働時といったスロットル弁が絞られた状態つまりその開度が相対的に小さいとき、仕切部より下流側の吸気通路にレゾネータ側から吸気が流れ込むことができるので、吸気通路から燃焼室への吸気の流入を改善することができる。
　好ましくは、前記レゾネータを前記吸気通路につなぐ連通路における下流側出口部の軸線は前記燃焼室側を向くように設計されている。この構成により、レゾネータから流入する空気を燃焼室に導きやすくすることができ、よって燃焼室での燃焼効率を向上させることができる。
　好ましくは、前記レゾネータは、前記燃焼室の天井面を区画形成する前記内燃機関のシリンダヘッドに連通路を介して直接的に繋げられている。これにより、レゾネータから流入する空気を燃焼室により直接的に導きやすくなる。
　好ましくは、前記内燃機関のシリンダ軸線の方向においてクランク軸側からシリンダヘッド側の方向を第１方向と定義するとき、前記仕切部は、前記吸気通路を、前記第１方向において順に並ぶ第１吸気流路と前記第２吸気流路とに分けるように設けられている。これにより、例えば第１吸気通路から燃焼室に流入する吸気でタンブル流を生じさせることができる。
　好ましくは、前記レゾネータを前記吸気通路につなぐ連通路は、前記第２吸気流路の下流側部分又は前記第１吸気流路と前記第２吸気流路との下流側合流部に連通する。これにより、第２吸気通路側又は下流側合流部から燃焼室にレゾネータからの吸気を導入することができる。
　好ましくは、前記燃焼室に臨むとともに吸気弁によって開閉される吸気弁口の中心部と、前記燃焼室に臨むとともに排気弁によって開閉される排気弁口の中心部とを通過するとともに前記シリンダ軸線に平行に延びる仮想面を定めるとき、前記第１吸気流路から前記燃焼室への吸気を前記仮想面の一方側に偏らせるように構成された偏向部が更に設けられている。この構成により、第１吸気通路からの吸気を仮想面の一方側に偏らせて導くことができ、よって燃焼室での渦流をより強化することができる。
　好ましくは、前記第２吸気流路の流路断面積は前記第１吸気流路の流路断面積よりも大きく、燃料噴射弁は、前記第２吸気流路側に設けられている。これにより、第１吸気通路から吸気を強く燃焼室に導入することが可能になり、また、第１吸気通路における吸気の流れを好適に保ちつつ燃料噴射弁からの噴霧燃料を燃焼室に好適に導くことが可能になる。
　好ましくは、前記燃料噴射弁の燃料噴射方向は、前記レゾネータを前記吸気通路につなぐ連通路における下流側出口部の軸線と略平行である。この構成により、レゾネータからの空気の流れを燃料の噴射方向と実質的に同じにすることができ、よって噴霧燃料をより効果的に燃焼室で拡散させることができる。
　好ましくは、前記第２吸気流路を開閉するタンブル制御弁が前記仕切部の上流端又は該上流端よりも上流側に更に設けられている。この構成により、第１吸気通路からの吸気でより好適に燃焼室でタンブル流を生じさせることができる。
　好ましくは、前記レゾネータを前記吸気通路につなぐ連通路における下流側出口部に切欠部が更に設けられている。この構成により、噴射燃料が連通孔に溜まることをより防ぐことができ、よって燃費の悪化を防ぐことができる。
　本発明の上記態様によれば、上記構成を備えるので、スロットル弁の下流側の吸気通路に仕切部が設けられる内燃機関において、スロットル弁の開度が相対的に小さいときの吸気の吸入を改善することが可能になる。
本発明の一実施形態に係る内燃機関及びその周囲の断面図である。 図１の内燃機関のシリンダヘッド及びその近辺の右側面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った、図１の内燃機関の断面図である。 図１の内燃機関のシリンダヘッドの下面図である。 図１の内燃機関の燃焼室近傍の吸気系及び排気系の立体モデルの正面図である。 図５の立体モデルの平面図である。 図５の立体モデルの、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図である。 図５の立体モデルのうちの主に吸気系の、図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図５の立体モデルのうちの主に吸気系の、図６のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。 図５の立体モデルのうちの主に吸気系の、図６のＸ－Ｘ線に沿った断面図であり、噴霧燃料を模式的に示す図である。 図８の立体モデルの斜視図である。 図５の立体モデルの、図７のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図である。 図６の立体モデルにおける透視図であり、噴霧燃料を模式的に示す図である。 図５の立体モデルにおける透視図であり、噴霧燃料を模式的に示す図である。 図１の内燃機関の燃焼室及びその周囲をシリンダ軸線方向からみた模式図である。 図１の内燃機関における、レゾネータを吸気通路につなぐ連通路の方向を示す模式的に示す図である。 図１の内燃機関における、吸気流れ方向の上流側から吸気弁口側をみた模式図である。 スロットル弁下流側領域を示した吸気通路の模式図である。 内燃機関のサイクルにおいて図１７で示された箇所における圧力の変動を示した図である。 スロットル弁及びタンブル制御弁の動作マップである。 スロットル開度と吸気流量との関係を示すグラフである。 スロットル開度と渦流の強さとの相関関係を示すグラフである。 変形例の吸気装置における、レゾネータの吸気通路への合流部を示す図である。
　以下、本発明に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品（又は構成）には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置Sについて図に基づいて説明する。図１は、一実施形態に係る吸気装置Sが適用された内燃機関10及びその周囲の断面図である。図２は、図１の内燃機関のシリンダヘッド及びその近辺の右側面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った、図１の内燃機関の断面図である。図４は、図１の内燃機関のシリンダヘッドの下面図である。なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、実施形態に係る内燃機関10が搭載される自動二輪車（不図示）の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を、ＲＲは後方を、ＬＨは左方を、ＲＨは右方を示すものとする。
　内燃機関10は、ＳＯＨＣ型２バルブの単気筒４ストローク内燃機関であり、車体に対してクランク軸12を車体幅方向に指向させ、気筒を若干前傾させて起立した姿勢で懸架される。内燃機関10のクランク軸12を回転自在に軸支するクランクケース14では、クランク軸12の後方に配設されるメイン軸16及び出力軸であるカウンタ軸18の間に変速歯車機構20が構成されている。
　クランクケース14の上には、１本のシリンダライナ22Lが鋳込まれたシリンダブロック22と、シリンダブロック22の上にガスケットを介してシリンダヘッド24が重ねられ、スタッドボルトにより一体に締結され、シリンダヘッド24の上方をシリンダヘッドカバー26が覆っている。クランクケース14の上に重ねられるシリンダブロック22、シリンダヘッド24、シリンダヘッドカバー26は、クランクケース14から若干前傾した姿勢で上方に延出している。なお、内燃機関10は、上記構成の単気筒内燃機関であることに限定されず、種々の形式を有して構成された内燃機関とされてもよい。
　クランクケース14は左右割りで、左右クランクケースの合せ面に形成された開口にシリンダライナ22Lの下端部が嵌入されている。シリンダブロック22は若干前傾して、クランクケース14から上方に突出している。シリンダライナ22Lの内部のシリンダボア22bにピストン28が往復摺動自在に嵌合されている。ピストン28のピストンピン28pとクランク軸12のクランクピン12pとの間をコンロッド30が連接してクランク機構を構成している。
　シリンダブロック22のシリンダボア22b内を摺動するピストン28の頂面28ｔと同頂面28ｔが対向するシリンダヘッド24の燃焼室天井面（以下、単に「天井面」と称し得る。）24tとの間に燃焼室32が構成される。燃焼室32は、シリンダブロック22のシリンダボア22bと、ピストン28の頂面28ｔと、シリンダヘッド24の天井面24tとにより概ね区画形成される。シリンダヘッド24には、天井面24tにシリンダボア22bの中心軸線であるシリンダ軸線Cに関して互いに反対位置に１つずつ吸気弁口34と排気弁口36が燃焼室32に臨んで開口されるとともに、吸気弁口34と排気弁口36から各々吸気ポート38と排気ポート40が互いに離れる方向に湾曲しながら延出して形成されている。このように、シリンダヘッド24には、単一の吸気ポート38及び単一の排気ポート40が区画形成されている。
　シリンダヘッド24に一体に嵌着された弁ガイド42ｉ、42ｅにそれぞれ摺動可能に支持される吸気弁44及び排気弁46は、シリンダヘッド24の上に設けられる動弁機構48により駆動されて、吸気ポート38の吸気弁口34及び排気ポート40の排気弁口36をクランク軸12の回転に同期して開閉する。つまり、シリンダヘッド24における吸気ポート38の湾曲外壁部38ａに一体に円筒状の吸気弁ガイド42iが嵌着されている。吸気弁ガイド42iに摺動可能に支持された吸気弁44が、吸気ポート38の燃焼室32に臨む吸気弁44を開閉する。また、シリンダヘッド24における排気ポート40の湾曲外壁部40aに一体に嵌着された排気弁ガイド42eに摺動可能に支持された排気弁46が、排気ポート40の燃焼室32に臨む排気弁口36を開閉する。
　図１及び図３を参照して、動弁機構48は、シリンダヘッド24の上に１本のカム軸48aが左右方向に指向して軸支されたＳＯＨＣ型内燃機関の動弁機構であり、カム軸48aの斜め前後上方にロッカアームシャフト47i、47eが支持され、後方のロッカアームシャフト47iに吸気ロッカアーム48ｉが揺動自在に中央部を軸支され、前方のロッカアームシャフト47eに排気ロッカアーム48eが揺動自在に中央部を軸支されている。
　吸気ロッカアーム48iの一端は、カム軸48aの吸気カムロブに接し、他端がスプリングで付勢された吸気弁44のバルブステム44sの上端に調整ねじを介して接する。排気ロッカアーム48eの一端は、カム軸48aの排気カムロブに接し、他端がスプリングで付勢された排気弁46のバルブステム46sの上端に調整ねじを介して接する。カム軸48aの回転により吸気ロッカアーム48iと排気ロッカアーム48eが揺動することで吸気弁44と排気弁46は開閉駆動される。
　カム軸48aは軸受から左方に突出して、その左端部にカムチェーンスプロケット50が軸支され、カムチェーンスプロケット50に巻き掛けられたカムチェーン52がクランク軸12に向かい、クランク軸12に嵌着されたカムチェーンスプロケット（図示せず）に巻き掛けられ、カム軸48aがクランク軸12と同期して、その１／２の回転数で同一方向に回転する。
　シリンダブロック22のシリンダボア22bの左側及び燃焼室32の左側に、カムチェーン52を挿通する矩形孔であるカムチェーン室22c、24cが形成されている。図３に示されるように、シリンダヘッド24の右側壁には、点火手段である点火プラグ54が燃焼室32に向かって嵌入して装着される。なお、点火プラグ54の付近に筒内圧センサ（不図示）が燃焼室32に向かって嵌入して装着されるとよい。
　図４は、シリンダブロック22に重ね合わされるシリンダヘッド24の下面図であり、内燃機関10におけるシリンダ軸線Cが点であらわされている。図４を参照して、シリンダヘッド24におけるシリンダブロック22の合わせ面に対面する合わせ面24fに、シリンダボア22bに対応して燃焼室32の天井面24tが凹んで形成されている。燃焼室32は所謂ペントルーフ型燃焼室の形状を有さず、天井面24tは、凹状の曲面に形成され、概ね半球状に形成されている。また、合わせ面24fには、カムチェーン室22cに対応して連通するカムチェーン室24cが燃焼室32の左側に穿設されている。
　シリンダヘッド24の合わせ面24fにおける燃焼室32の天井面24tの円形開口縁24eが円筒状のシリンダボア22bの円孔に一致する。天井面24tのシリンダ軸線Cより後側に大径の吸気弁口34が開口し、天井面24tのシリンダ軸線Cより前側に、吸気弁口34より幾らか小径の排気弁口36が開口している。
　また、天井面24tのシリンダ軸線Cより右側には、点火プラグ54の電極を燃焼室32に突出させるプラグ孔56が穿設されている。すなわち、点火プラグ54は、天井面24tの中心部に位置づけられるのではなく、その中心からずれて設けられている。点火プラグ54は、吸気弁口34側から排気弁口36側に延びるとともにシリンダ軸線Cに平行に延びる仮想面ISを定めるとき、仮想面ISの一方側に位置付けられている。特にここでは、点火プラグ54は、仮想面ISに関してカムチェーン室24ｃと反対側の一方側に配置される。なお、図４において、仮想面ISは、吸気弁口34の中心部34aと排気弁口36の中心部36aとを通るように定められている。つまり、ここでは、仮想面ISは、吸気弁口34の中心部34a及び排気弁口36の中心部36aを通過するとともにシリンダ軸線Cに平行に延びるように定められている。吸気弁口34の中心部34aは、吸気弁口34の中心であるとよく、排気弁口36の中心部36aも排気弁口36の中心であるとよい。ここでは、吸気弁口34も排気弁口36も略円形であり、それらの各中心が中心部34a、36aとなる。吸気弁口34及び排気弁口36のそれぞれは、例えば正円形であっても、楕円形であってもよい。
　図３に示すように、点火プラグ54は、中心電極54eと、側方電極（又は接地電極）54fとを備える。側方電極54fは、点火プラグ54のプラグ本体部54b側の基端部54gと基端部54gから中央電極54eの先端部を覆うように湾曲して延びる湾曲部54hとを有する。なお、側方電極54fの基端部54gは、点火プラグ54のプラグ本体部54bの軸線に概ね平行に延びる。
　吸気ポート38の上流端は、シリンダヘッド24の上方に向けて開口し、インシュレータ63を介してインレットパイプ58と接続して、連続した吸気通路60が構成され、インレットパイプ58の上流側に、スロットルボディ62が接続される。スロットルボディ62は、内燃機関10の燃焼室32に連なる吸気通路60の一部を構成する断面略円形の吸気路62aを有し、その上流側は、図示しないエアクリーナ装置に接続している。
　スロットルボディ62は、その吸気路62aの吸気の流れ方向と垂直、すなわち吸気路62aの中心軸線と直角に交差するスロットル弁軸62bによってスロットルボディ62内に回転自在に軸支されて、吸気路62aの流路面積を可変制御し、吸気路62aを開閉し得るスロットル弁62cを備えている。スロットル弁62cはバタフライ式のもので、スロットル弁軸62bと、スロットル弁軸62bに固定される共に一体的に回転する円盤状の弁体62dとを有している。
　スロットル弁62cは運転者の操作等により、図１において時計回りに開弁方向に回動可能となっているとともに、図示しない復帰ばねにより、弁体62dはそれの縁部が吸気路62aの内壁面に当接する全閉位置に位置するように、閉弁方向に反時計回りに付勢されている。
　排気ポート40の下流端は、シリンダヘッド24の下方に向けて開口し、排気管（不図示）に連結され、連続した排気通路64が構成される。排気通路64の下流側には、排気浄化装置及び消音装置が設けられ得る。
　以上の内燃機関10において、燃焼室32でのより好ましい燃料つまり混合気の燃焼を得るために燃焼室32において燃料・空気混合気のタンブル渦流つまりタンブル流、すなわち縦回転を与えるための吸気装置Sが構成されている。吸気装置Sは、吸気通路60を複数に分けるように、吸気通路60に設けられた仕切部70を備える。仕切部70により、複数の吸気流路部72、74に吸気通路60は分けられ、ここではシリンダ軸線Cの方向において複数の吸気流路部72、74に吸気通路60は分けられる。すなわち、スロットル弁62cよりも下流側の吸気通路60dは、インレットパイプ58から吸気ポート38へと続く仕切部70によって、吸気流れ方向に沿って分割され、通った吸気が燃焼室32でタンブル流を発生し得るように構成された吸気流路部であるタンブル流路72と、タンブル流路72を除く吸気流路部である主流路74とに仕切られている。燃焼室32でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となり得る吸気流路部72をタンブル流路と称し、それは第１吸気流路に相当し、主流路74が第２吸気流路に相当する。つまり、タンブル流路72とは、スロットル弁62cの低開度時、例えば内燃機関10の低負荷運転時に燃焼室32にタンブル流を発生させるための吸気の流路である。なお、タンブル流路72は副通路と称されてもよい。
　なお、吸気流れ方向に板状に延在する仕切部70は、吸気通路60の下流側を実質的に上下方向において二分するように、つまり吸気通路60の下流側を実質的にシリンダ軸線Cの方向において二分するように、ここでは吸気流れ方向に延びる軸線に略平行に実質的に延びるように設けられている。本実施形態では、タンブル流路72の流路断面積は主流路74の流路断面積よりも小さい、つまり、主流路74の流路断面積はタンブル流路72の流路断面積よりも大きい。しかし、タンブル流路72の流路断面積が主流路74の流路断面積よりも大きくなるように仕切部70は設けられてもよく、それらを略同じにすることも可能である。
　図１に示すように、吸気通路60の仕切部70によって仕切られた下側部分がタンブル流路72、上側部分が主流路74となるが、本明細書においてはそれらはその上下配置に限定されない。なお、本明細書において、吸気通路60、60dなどについての「上」、「下」とは、シリンダ軸線C方向においてクランク軸12側からシリンダヘッド24ないしシリンダヘッドカバー26側の方向を「上」又は「上」方向、この「上」方向とは逆向きの方向つまりシリンダヘッド24側からクランク軸12側の方向を「下」又は「下」方向といい、空間上の絶対的な「上」、「下」の意味ではない。この「上」又は「上」方向は第１方向に相当し、「下」又は「下」方向は第２方向に相当する。
　仕切部70の上流側かつスロットル弁62cの下流側にタンブル制御弁75が更に設けられている。図１に示されるように、インレットパイプ58内に形成された仕切部70の上流側の上流側端部70uに、タンブル制御弁75が配設されている。タンブル制御弁75は、タンブル弁軸75aと、タンブル弁軸75aに固定される共に一体的に回転するタンブル弁体75bとを有している。タンブル弁体75bは、インレットパイプ58内において仕切部70の上流側端部70u近傍の主流路74の開口を塞ぐような板状の半円盤に形成されている。タンブル弁体75bの直線状の一端にタンブル弁軸75aが取り付けられている。タンブル弁軸75aは、仕切部70の吸気通路60の幅方向の面と平行になるように、より具体的にはスロットル弁軸62bと平行になるように、インレットパイプ58に回動自在に支承されており、図示されないアクチュエータにより適宜回動される。タンブル弁軸75aの回動に伴ってタンブル弁体75bも回動し、主流路74の開度が変更され、主流路74に流れる吸気量が調整されるに従って、タンブル流路72の吸気量も調整される。本実施形態では、タンブル制御弁75は、仕切部70の上流側端部70uに連続するように設けられているが、仕切部70の上流側端部70uと間隔を存して配設されてもよい。
　なお、タンブル制御弁75は、吸気制御弁、タンブル弁、又は、ＴＣＶなどとも称され得る。また、タンブル制御弁75及び上記スロットル弁62cは、それぞれ、以下に説明するようにそれぞれ電子制御されるが、電子制御されることに限定されず、例えばそれらの少なくともいずれか一方はケーブルで機械的にコントロールされる弁であってもよい。
　内燃機関10では、燃料噴射弁76、78が設けられている。一方の燃料噴射弁（以下、第１燃料噴射弁）76は、仕切部70の上流側端部70uよりも上流側に設けられて、該上流側端部70uよりも上流側の吸気通路60の部分に燃料を噴射するように設けられている。他方の燃料噴射弁（以下、第２燃料噴射弁）78は、吸気ポート38に燃料を噴射するように設けられている。第２燃料噴射弁78は、主流路74側に設けられている。第２燃料噴射弁78は、主流路74に臨むように設けられ、ここではインレットパイプ58に設けられている。このように、第２燃料噴射弁78は、主流路74側から燃料を噴射し、吸気ポート38を介して燃焼室32に燃料を供給するように設けられている。なお、図１から明らかなように、第２燃料噴射弁78は、吸気通路60を区画形成する部材の上側の壁部に取り付けられている。なお、本開示は、燃料噴射弁の数を２つに限定するものではなく、例えば１つであってもよく、燃料噴射弁76、78のいずれか一方のみを、例えば、第２燃料噴射弁78のみを設けることができる。
　上記構成の内燃機関10では、吸気通路60に連通管77aを介してレゾネータ77が接続されている。連通管77aは、吸気流れ方向において仕切部70の中間部70mよりも下流側において吸気通路60にレゾネータ77を連通させるように設けられている。ここでは、連通管77aはシリンダヘッド24に区画形成された吸気ポート38に連通するように、特に主流路74の下流側部分74d及びその下流側に連通するように位置決めされている。したがって、連通管77aのレゾネータ77を吸気通路60につなぐ連通路77bにおける下流側出口部77cはシリンダヘッド24により区画形成された吸気ポート38に開口する。連通路77bはここではレゾネータ77とシリンダヘッド24とをつなぐ連通管77aにより区画形成されているが、これに限定されず、レゾネータ77の一部又はシリンダヘッド24の一部として構成されてもよい。なお、主流路74の下流側部分74dは、主流路74における仕切部70の中間部70mよりも下流側の部分である。また、仕切部70の中間部70mは、吸気流れ方向に延びる仕切部70の吸気流れ方向の長さの中間に位置する部分であり、この実施形態では仕切本体部92と偏位部90とを含む仕切部70の吸気流れ方向の長さの中間に位置する部分であるが、例えば仕切本体部92のみを仕切部70が備える場合、吸気流れ方向の長さの中間に位置する部分である。
　内燃機関10を制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）80は、所謂コンピュータとしての構成を備え、吸気制御部82、燃料噴射制御部84及び点火制御部85を備えている。ＥＣＵ80は、エンジン回転速度センサ、エンジン負荷センサなどの各種センサからの出力に基づいて内燃機関10の運転状態を解析して、吸気制御部82により、スロットル弁62cの作動を制御したり、タンブル制御弁75の作動を制御したりする。また、ＥＣＵ80は、解析した内燃機関10の運転状態に基づいて、燃料噴射制御部84により、燃料噴射弁76、78の各作動を制御する。また、ＥＣＵ80は、解析した内燃機関10の運転状態に基づいて、点火制御部85により、点火プラグ54の作動を制御する。なお、ＥＣＵ80には、これらの制御のためのプログラム及び各種データが記憶されている。
　ここで、図５及び図６に、燃焼室32近傍の吸気系及び排気系の立体モデルMを示す。図７に、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ったその立体モデルMの断面図を示し、図８に図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿ったその立体モデルMの主に吸気系の断面図を示し、図９に図６のＩＸ－ＩＸ線に沿ったその立体モデルMの主に吸気系の断面図を示し、図１０に図６のＸ－Ｘ線に沿ったその立体モデルMの主に吸気系の断面図を示す。なお、図１１は、図８に示す立体モデルMの斜視図である。また、図１２に、図７のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った位置での立体モデルMの断面図を示す。
　立体モデルMは、インレットパイプ58の下流側端部から吸気ポート38を含み、かつ、排気ポート40を含む。なお、立体モデルMにおける吸気系の外表面79は、吸気通路60の下流側を区画形成する部材であるインレットパイプ58の内面58s、インシュレータ63の内面63s及びシリンダヘッド24の内壁面24sに対応する部分を有し、一部は仕切部70の表面70sに対応し、部分的に後述する偏位部90の表面90sに対応する。そこで、理解を容易にするように、インレットパイプ58の内面58s、インシュレータ63の内面63s、シリンダヘッド24の内壁面24s、仕切部70の表面70s、偏位部90の表面90sに対応する立体モデルMの個所に、それらの符号を付す。また、第２燃料噴射弁78が取り付けられてその噴射口が吸気通路60に臨む部分（以下、取付部）に符号「78s」を付す。更に、シリンダ軸線Ｃの方向において前述の「上」側に符号「Ｕ」を用い、「下」側に符号「Ｄ」を用いる。
　既に述べたように、また図５から明らかなように、タンブル流路72と主流路74とはシリンダ軸線C方向において上下に重なる。また、図８から明らかなように、タンブル流路72は、ここではその下流側端部72dは、主流路74よりも左右方向の幅が狭く、ここでは右側に偏っている。特にタンブル流路72のうちシリンダヘッド24の内壁面24sにより区画形成された部分72dは、図９に示すように、吸気弁口34に対して右側に偏っている。
　図１、図８から図１０及び図１２より理解できるように、仕切部70は、仕切部70の下流側に設けられた偏位部90を備える。偏位部90は、シリンダ軸線Cに交差する左右方向（ＬＨ－ＲＨ方向）つまり幅方向の幅が仕切部70の上流側端部（上流端）70uよりも狭い。偏位部90は、吸気通路60を吸気が上流側から下流側に流れる方向つまり吸気流れ方向において吸気弁44に対して向かったときに吸気弁44のバルブ軸線の一方側からもう一方側に延びる方向として定められ得る幅方向において、仕切部70の幅狭の部分である。図１２に示すように、タンブル流路72において、シリンダヘッド24により区画形成された部分のうちの仕切部70の上流側端部70u側に位置する上流端側部分の幅方向の幅W1よりも、下流端側部分72dの幅方向の幅W2は明らかに狭い。
　更に、偏位部90は、左右方向つまり幅方向において一方向に偏っている。ここでは、上述のように、タンブル流路72の下流端側部分72dは右ＲＨ側に偏るように区画形成されている（図１０及び図１２参照）。したがって、このタンブル流路72の偏っている下流端側部分72dを少なくとも部分的に区画形成する仕切部70の下流側の偏位部90は、ここでは右ＲＨ側に偏っている。したがって、ここでは、図１において、シリンダ軸線Cは紙面に平行に延び、幅方向は同紙面に略直交するように延びる方向であるので、仕切部70の下流側に延びる偏位部90はあらわれず、よって実線ではなく二点破線で示している。このように、吸気流れ方向の下流側では、タンブル流路72は幅方向に偏るように設計され、これに伴い偏位部90は幅方向で同じ側に偏るように区画形成されている。
　ここで、上記仕切部70及びその下流側の偏位部90と、タンブル流路72及び主流路74との関係について、図８から図１０に基づいて更に説明する。
　図８の切断箇所（図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ）では、タンブル流路72と主流路74とが完全に分かれている。そして、タンブル流路72の幅と主流路74の幅とは略同じである。この切断位置では、仕切部70は、タンブル流路72と主流路74との間において幅方向の両端でシリンダヘッド24の内壁面24sにまで延びていて、偏位部90の上流側につながる仕切本体部92が延在する。なお、図８では、仕切部70の表面70s及びそのうちの仕切本体部92の表面92sに対応する個所にそれらの符号を付している。
　図９の切断箇所（図６のＩＸ－ＩＸ線）では、タンブル流路72と主流路74とが完全に分かれているが、タンブル流路72の幅が主流路74の幅よりも狭くなっている。この切断位置では、仕切部70は、タンブル流路72と主流路74との間において幅方向の両端でシリンダヘッド24の内壁面24sにまで延びていて、仕切本体部92から偏位部90へ移行する途中である。なお、図９では、仕切部70の表面70sに対応する個所にその符号を付している。
　図１０の切断箇所（図６のＸ－Ｘ線）では、タンブル流路72と主流路74とは部分的につながっている。また、この切断面では、仕切部70の表面70sが幅方向に延びるとともに上下方向にも延びていて、右側に偏っている。これより、仕切部70は仕切本体部92から偏位部90に移行していて、その偏位部90がタンブル流路72と主流路74とを完全に隔てない程度に、吸気ポート38にシリンダヘッド24の内壁面24sの右側の箇所から左方向に延在していることがわかる。つまり、吸気流れ方向において偏位部90が延在する領域において主流路74とタンブル流路72とが連通するように、タンブル流路72及び主流路74は区画形成されている。換言すると、仕切部70の仕切本体部92よりも下流側において該仕切本体部92の一部を吸気流れ方向に延長するように、仕切本体部92につながる偏位部90は仕切本体部92の下流側に延出して形成されている。なお、図１０では、仕切部70の表面70s及びそのうちの偏位部90の表面90sに対応する個所にそれらの符号を付している。
　そして、吸気流れ方向において偏位部90が延在する領域において主流路74が偏位部90の脇つまり側方にまで下方に延びるように、タンブル流路72及び主流路74は区画形成されている。この主流路74の下方への拡張は、偏位部90が偏った方向とは反対側の方向で実施され、ここでは偏位部90の左ＬＨ側で行われている。なお、この主流路74の下方への拡張及びそれによる主流路74とタンブル流路72との融合は、偏位部90の下流側ほど顕著である。
　図９及び図１０に示すように、仕切部70が仕切本体部92から偏位部90に移行するにつれて、タンブル流路72を幅方向において偏らせる壁面24wがあらわれる。壁面24wはここではシリンダヘッド24の内壁面24sの一部であり、主流路74の第２方向側の真下に位置し、図９及び図１０に示すようにシリンダ軸線Cの方向に延びて上下方向の長さを有するとともに、吸気流れ方向に延びている。したがって、この内壁面24ｓをシリンダ軸線の方向に伸ばすとき、この伸長した内壁面24sは主流路74を横断する。この壁面24wはタンブル流路72の下流端側部分72dの左LH側に延びてそれを区画形成し、タンブル流路72を右RH側に偏らせる。つまり、この壁面24wは、タンブル流路72からの吸気を前述の仮想面ISの一方側つまり右RH側に偏らせるように構成されている偏向部DPとなる。
　そして、第２燃料噴射弁78の取付部78sは、図６、図８及び図１１から明らかなように、吸気通路60の左ＬＨ側に位置付けられている。このように、第２燃料噴射弁78は、偏位部90が偏った方向とは反対側の方向に偏った位置に設けられている。よって、第２燃料噴射弁78は、偏位部90が偏った方向とは異なる方向に、より好ましくは反対側の方向において燃料を噴射することができる。なお、第２燃料噴射弁78は、上側につまり主流路74側に設けられていて、主流路74側から燃料を噴射する。
　ここで、図６及び図５に示す立体モデルＭの透視図を図１３Ａ及び図１３Ｂに示す。図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、左ＬＨ側に偏った位置に設けた第２燃料噴射弁78から噴射された噴霧燃料SFを模式的に表す。また、図１０において、第２燃料噴射弁78から噴射された噴霧燃料SFの一部を模式的に表す。図１０、図１３Ａ及び図１３Ｂより、第２燃料噴射弁78から噴射された燃料SFは仕切部70に阻まれることなく、その少なくとも一部が、ここでは特にその少なくとも過半が、より好ましくはその全てが、まず主流路74を流れ、次に主流路74とタンブル流路72との合流部（下流側合流部）72fに流れ、そして直接的に吸気弁口34に到達し、燃焼室32に導入されることが理解できる。このような燃料噴射を可能にするように、第２燃料噴射弁78の配置、及び、偏位部90を含む仕切部70の形状等は設計されている。特に、仕切部70の仕切本体部92はその下流側で部分的に終端して主流路74とタンブル流路72との合流を可能にし、また、偏位部90の表面90sに沿って好ましくは偏位部90に触れることなく第２燃料噴射弁78から噴射された燃料SFが吸気弁口34に達するように、仕切部70の仕切本体部92及びそれの下流側に続く偏位部90は設計されている（例えば図１０参照）。
　更に、主流路74側から燃焼室32に向けて燃料SFを噴射するように設けられている第２燃料噴射弁78は、偏位部90が偏った方向とは反対側の方向において燃料を噴射するように設けられている。したがって、仕切部70を、特にその偏位部90を吸気流れ方向でより下流側にまで延ばすことができる。そして、壁面24wである偏向部DPにより、タンブル流路72は偏位部90が偏った方向に下流側で偏るように区画形成されている。したがって、吸気流れ方向でより下流側にまで延長された仕切部70の偏位部90で、タンブル流路72からの吸気により強い指向性を与えることができる。
　このように、仕切部70は、その上流側の仕切本体部92で主流路74とタンブル流路72とを完全に仕切り、その下流側において、偏位部90を有して、主流路74とタンブル流路72とのつながりを実現しつつもタンブル流路72からの流れをより下流側まで特徴づけるように設計されている。また、第２燃料噴射弁78は偏位部90が偏った方向とは逆側に偏って配置され、ここでは幅方向において反対側に配置され、偏位部90とは異なる方向において燃料を噴射でき、吸気弁口34を介して概ね直接的に燃焼室32に燃料を導入することができる。つまり、燃焼室への燃料の供給を良好に確保することができる。したがって、仕切部70の下流側部分である偏位部90をより下流側にまで延ばすことができる。よって、タンブル流路72からの流れにより強い指向性を与えることができる。この指向性は燃焼室32でより強いタンブル流を形成するように吸気弁口34と開弁時の吸気弁44の傘部との間に向けられている。よって、タンブル流路72からの吸気で燃焼室32により好適にタンブル流を形成することができる。
　なお、タンブル流路72が仕切部70の下流側縁部つまり偏位部90の下流側縁部90dよりも下流側で主流路74と連通し、燃焼室32に連なる単一の吸気通路となるように、タンブル流路72及び主流路74は区画形成されている。これにより、タンブル流路72からの吸気は主流路74からの吸気とともに燃焼室32に導入され得、単一の吸気通路である単一の吸気ポート38からの吸気で、燃焼室32への燃料の供給とタンブル流の形成とを生じさせることが可能になる。なお、この構成は、部品点数の増加を抑制でき、コスト面でも優れる。
　上記内燃機関10では、前述のように、壁面24wにより、タンブル流路72からの吸気を仮想面ISの一方側つまり右RH側に偏らせ、燃焼室32に流入させることができる。このタンブル流路72からの吸気は上記のごとく強いタンブル流を形成するように強い指向性を有して、燃焼室32に流入し、燃焼室32を区画形成する壁面のうち排気側に延びる例えば天井面24tの部分やシリンダボア22bの部分に衝突する。この衝突により、その壁面によりタンブル流の縦方向の流れに横方向の力成分を生じさせることができる。よって、タンブル流路72からの吸気にタンブル流の縦方向の力成分に加えて、スワール流の横方向つまりシリンダ円周方向の力成分をも持たせることができる。
　加えて、燃焼室32に設けられる点火プラグ54は、その仮想面ISのその一方側に、つまり、タンブル流路72からの吸気が偏って導かれる側に位置付けられている。したがって、タンブル流路72からの吸気に含まれる燃料に、つまり混合気に、好適に点火することが可能になる。
　図１４に、内燃機関10の燃焼室32及びその周囲をシリンダ軸線C方向上側からみた模式図を示す。図１４では、シリンダボア22b又は燃焼室32の天井面24tの円形開口縁24eの輪郭、吸気弁口34、排気弁口36及び点火プラグ54の相対的な配置を示す。吸気弁口34の中心部34aを通るとともに排気弁口36の中心部36aを通るように定められる前述の仮想面ISは、図１４において、シリンダ軸線Cを通り、かつ、吸気弁44のバルブステム44sの軸線（バルブ軸線）に重なる。
　タンブル流路72からの吸気は、図１４において矢印Ｔで示すように、仮想面ISに直交する幅方向において右ＲＨ側に偏って燃焼室32に入る。図１２においてタンブル流路72の下流端側部分72dは略一定の幅を有するので、タンブル流路72からの吸気の矢印Tは仮想面ISに略平行に示されている。この矢印Tは、燃焼室32において、仮想面ISの一方側である右側を主に通り、燃焼室32の排気弁口36側の壁面32Wに向かって進み、衝突することができる。このとき、矢印Tの流れがぶつかる壁面32Wは、主に仮想面ISよりも右RH側の壁であり、図１４に示すように排気側ほど仮想面ISに近づくように左側に向けて凹湾曲している。したがって、矢印Tの流れの壁面32Wへの衝突力Fは、壁面32Wに直交する直交成分Faと、壁面32Wに沿った接線成分Fbとに分けることができる。直交成分Faはシリンダ軸線C方向の縦の渦流つまりタンブル流を生じさせる成分である。接線成分Fbは仮想面ISの一方側である右側からその他方側である左側に向けてシリンダ円周方向に沿って回転する流れつまりスワール流を生じさせる成分となる。つまり、矢印Tの流れは、タンブル流を生じさせるとともにスワール流を生じさせるように、燃焼室32での流れを形成する。これにより、タンブル流路72からの流れは、燃焼室32で単にタンブル流を形成するときとは異なる渦中心を有することになり、燃焼室32でタンブル流を生じさせることができるとともに、仮想面ISの一方側である右RH側から左LH側へのスワール流のような流れをも生じさせることができる。
　タンブル流路72からの吸気が衝突する壁面32Wは、前述のように燃焼室32を区画形成する壁面のうち排気側に延びる例えば天井面24tの部分やシリンダボア22bの部分である。前述のように、天井面24tは凹状の曲面に形成されている。したがって、天井面24tはタンブル流路72からの吸気により好適に接線成分Fbの力を生じさせることができる。特にここでは天井面24tは略半球状に形成されていて、滑らかな凹曲面であるので、そのような力をタンブル流路72からの吸気に生じさせ、スワール流のような流れをより好適に生じさせることに寄与し得る。
　なお、吸気がより右側に偏るように方向づけられて燃焼室32に流入した場合の、その流れを図１４において矢印T1で示す。このとき、矢印Tの流れに比べて、矢印T1の流れは壁面32Wにより角度をつけて衝突するので（θ１＜θ２）、矢印T1の流れの衝突力F1が矢印Tの流れの衝突力Fと同じ大きさを有する場合（F1=F）、矢印T1の流れの衝突力F1は、相対的に小さな直交成分Fa1（Fa1＜Fa）と、相対的に大きな接線成分Fb1（Fb1＞Fb）とを生じさせることができる。よって、よりスワール流の成分が大きくなり、仮想面ISの一方側から他方側への火炎伝播はより生じ易くなる。この生じさせる接線成分の力の程度を考慮してタンブル流路72の偏り、タンブル流路72の燃焼室32に対する傾きなど、例えば壁面24wは設計されるとよい。
　また、内燃機関10では、点火プラグ54は、その仮想面ISの、タンブル流路72からの吸気が偏って導かれる側に位置付けられている。したがって、タンブル流路72からの吸気は、燃料を含み、混合気を実質的に形成するので、燃焼室32に導入された混合気は点火プラグ54により好適に点火される。そして、仮想面ISの一方側である右RH側から左LH側への流れが上述のように形成されるので、燃焼室32での火炎伝播を好適に生じさせることができる。
　さて、上記構成の内燃機関10において、前述のように、吸気通路60に、特にスロットル弁62cの下流側の吸気通路60dにレゾネータ77が接続されている。レゾネータ77は、図１、図５から図９、図１１、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、吸気流れ方向に対して、直交するのではなく、斜めに吸気通路60dに連通するように設けられている。そして、連通管77aは上側から下側に向けて斜めに差し込まれるようにシリンダヘッド24に接続されている。したがって、連通管77aつまり連通路77bにおける下流側出口部77cの軸線77d（図７及び図９）は吸気通路60、60dへの接続箇所での吸気流れ方向に斜めに交差し、ここでは特に燃焼室32側を向く。
　レゾネータ77を吸気通路60につなげる連通路77bは、第２燃料噴射弁78と同じく、左ＬＨ側に偏った位置に設けられている。そして、連通路77bは主流路74及び下流側合流部72fに直接的に連通する。更に、図１及び図６から明らかなように、連通路77bの吸気通路60への連通箇所は第２燃料噴射弁78の取付部78s近傍の、その取付部78sのすぐ下流側に位置決めされている。これにより、レゾネータ77を吸気通路66につなぐ連通路77bにおける下流側出口部77cの軸線77dを、第２燃料噴射弁78の燃料噴射方向と略平行にする。つまり、第２燃料噴射弁78は吸気弁口34を介して概ね直接的に燃焼室32に燃料を導入することができるように方向づけされているのと同様に、レゾネータ77の連通路77bは、レゾネータ77からの吸気を直接的に燃焼室32に方向付けることができるように、吸気通路60に対して設けられている。特にここでは、このレゾネータ77からの吸気の指向性は燃焼室32でより強いスワール流を形成するように吸気弁口34と開弁時の吸気弁44の傘部との間に向けられている。
　図１５に、図５の立体モデルを示すとともに、吸気弁44を模式的に示し、レゾネータ77からの吸気の流れ方向つまり軸線77dを模式的に示す。また、図１６に、吸気流れ方向の上流側から吸気弁口34側をみた図を模式的に示し、吸気弁口34を開いた状態の吸気弁44に対する第２燃料噴射弁78から噴霧燃料SFと、レゾネータ77からの吸気の流れ方向つまり軸線77dとを示す。
　図１５及び図１６に示すように、レゾネータ77からの吸気が開弁時の吸気弁44の傘部と吸気弁口34との間を直接通過して燃焼室32に向くように、連通路77bの軸線77dは、開弁時の吸気弁44の傘部44aと吸気弁口34との間を直接的に通過して燃焼室32に延びる。ここでは、吸気流れ方向において上流側から、開弁時の吸気弁44の傘部44a側をみた図１６に示すように、この連通路77bの軸線77dの方向は、連通路77bの軸線77dが吸気弁44のバルブステム44sよりも上流側においてバルブステム44sと交差するように定められている。なお、連通路77bの軸線77dは、吸気弁44のバルブステム44sよりも上流側においてバルブステム44sと交差することに限定されず、吸気弁44のバルブステム44sと直接的に交わっても、そのバルブステム44sよりも下流側においてバルブステム44sと交差するように定められることもできる。
　そして、図１５の立体モデルＭの側面図において、連通路77bの軸線77dは、吸気弁44が吸気行程で開弁しているときに吸気弁44の傘部44aの裏部（燃焼室に向かって面する側）と吸気弁口34との間に定めることができる仮想円柱体IC（図１５）において、連通路77bの出口部77cと反対側の仮想壁面を通る。そして、吸気弁口34の下流側において、連通路77bの軸線77dは、傘部44aの面に略平行に延びる。
　レゾネータ77は連通路77bを介して前述のように吸気通路60dにつながっているので、レゾネータ77からの空気が燃焼室32に向けて流れるとき、その空気は、吸気弁口34の右側に偏って燃焼室32に流入することができる。このレゾネータ77からの吸気の偏りは、前述のように連通路77bにおける下流側出口部77cの軸線77dが吸気通路60、60dへの接続箇所での吸気流れ方向に斜めに交差しているので、タンブル流路72からの吸気の偏りよりも大きい。タンブル流路72からの吸気が図１４に矢印Tで示すように燃焼室32に偏って流入することに対して、レゾネータ77からの吸気は図１４に矢印T1で示すように右側に偏って又はそれ以上に偏って燃焼室32にする流入することができる。したがって、レゾネータ77からの吸気でスワール流又はそれに近い渦流を生じさせることができる。
　ここで、実験結果を説明する。吸気通路60に連通してスロットル弁62cより下流にレゾネータを設けることにより、タンブル流路72による流動を強化する効果について、図１７及び図１８を参照して、レゾネータが設けられていない吸気装置の場合と比較して説明する。図１７に示されるように、これらの吸気装置では、吸気通路の上側の流路部にタンブル制御弁75が取り付けられており、上側が主流路74、下側がタンブル流路72となっている。図１７には、図１８で示す吸気装置内の圧力の変化を表している各所の位置を、Ａ，Ｂで示している。Ａ点は、スロットル弁62cの下流側であってタンブル流路72と主流路74とを仕切る仕切部70の上流側端部つまり上流端70uより上流側に位置しており、Ｂ点はタンブル流路72内に位置している。
　図１８は、レゾネータ77がスロットル弁62cより下流側に接続された吸気装置と、レゾネータ77がスロットル弁62cより下流側に接続されていない吸気装置の、スロットル弁62cの徐開時における１サイクルにおけるクランク角ごとの各所の圧力のデータを、横軸をクランク角、縦軸を圧力として表している。スロットル弁62c下流から吸気弁44までの吸気装置内の吸気通路領域をスロットル弁下流吸気領域と定義し、この容積をスロットル弁下流吸気容積と定義する。これらの定義においては、レゾネータ77が接続されている場合には、レゾネータ77内の領域および容積も含んでいる。
　レゾネータ77がスロットル弁62cより下流側に接続されてない場合の吸気通路の圧力変化および吸気の流動について説明する。レゾネータ77がスロットル弁62cより下流側に接続されていない場合とは、吸気装置がレゾネータ77を有しない場合、また吸気装置がレゾネータ77を有していても、スロットル弁62cより上流側に接続されている場合である。
　レゾネータ77がスロットル弁62cより下流側に接続されていない吸気装置では、スロットル弁下流吸気容積が大きくないので、ここに溜まっている空気量が少なく、吸気弁44が開いてから閉じるまでの吸気行程において、スロットル弁62cの開口を通じて、スロットル弁62cの上流の大気から空気の取り込みを行う。しかし、スロットル弁62cの開口が小さいので、ピストン28の下降に伴って増加する体積分の空気量のチャージが間に合わず、吸気ポート内圧力は急激に負圧となる（図１８において、クランク角３８０度付近から５４０度付近の間）。このように吸気ポート内圧力が急激に負圧になると、ピストン28の下降にともない、スロットル弁下流吸気領域内の空気が膨張して吸入するため流動が弱くなり、筒内で形成されるタンブル流といった渦流が弱くなる。
　次にレゾネータ77がスロットル弁62cより下流側に接続された場合の吸気通路の圧力変化および吸気の流動について説明する。吸気弁44が開いてから閉じるまでの吸気行程において、レゾネータ77が接続されていないものの場合に比べて、レゾネータ77内の容積分、スロットル弁下流吸気容積が大きいので、溜る空気の質量は大きい。
　吸気弁44が開いたときに、ピストン28の下降に伴って増加する体積分の空気量のチャージが、スロットル弁下流吸気領域内に多く溜まった空気から行われて、スロットル弁62cの開口を通じて、スロットル弁62cの上流の大気から取り込む空気量が比較的少ない。
　そのため、徐開時等のスロットル弁62cの開口が比較的小さい場合であっても、吸気ポート内圧力の負圧の変化は比較的少ないものとなる（図１８において、クランク角３８０度付近から５４０度付近の間）。このように吸気ポート内圧力が急激に負圧になることが少ないので、ピストン下降にともなったスロットル弁下流吸気領域内の吸気の膨張が比較的少なく、流動が低下せず、筒内で形成されるタンブル流といった渦流の流動を高めることができる。
　ここで本実施形態の説明に戻る。本実施形態の吸気装置Sにおける内燃機関10での吸気の吸入について、図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに基づいて更に説明する。
　図１９は、スロットル弁62c及びタンブル制御弁75の動作マップであり、横軸にエンジン回転速度Neをとり、縦軸に内燃機関10の出力をとり、スロットル弁62cの全開時の線と、タンブル制御弁75の開度領域を示す。領域α１及び領域α２はともに図１に破線で示すようにタンブル制御弁75が閉じられる領域であり、領域βは図１に実線で示すようにタンブル制御弁75が開かれる領域である。領域α１は、スロットル弁62cが徐開される領域であり、低負荷領域に相当し、領域α２はスロットル弁62cが領域α１での開度よりも大きな所定開度以上に開かれる領域であり、中負荷領域に相当する。なお、ここではタンブル制御弁75は全開及び全閉のどちらかの状態にされる。しかし、全開と全閉との間の開度をとるようにタンブル制御弁75が制御されてもよい。図１９のマップ化されたデータは、ＥＣＵ80の記憶部に記憶されている。
　図２０Ａのグラフは、横軸にスロットル弁62cの開度つまりスロットル開度THをとり、縦軸に燃焼室32への吸入空気流量をとり、タンブル流路72からの吸気流量と、レゾネータ77からの吸気流量との関係を示す。細線はレゾネータ77からの吸気流量を、太線はタンブル流路72からの吸気流量である。なお、図２０Ａのグラフの破線は、タンブル流路72からの吸気流量と、レゾネータ77からの吸気流量との和を示す。
　図２０Ｂのグラフは、タンブル流路72からの吸気によるタンブル流といった渦流と、レゾネータ77からの吸気によるスワール流といった渦流との強さの相関関係を示すものであり、横軸は図２０Ａのグラフの横軸と同じであり縦軸はその渦流の強さを示す。ただし、図２０Ａ及び図２０Ｂの横軸は、タンブル制御弁75が閉弁されているときのスロットル開度であり、開度TH1は、低負荷領域（図１９の領域α１に相当）と中負荷領域（図１９の領域α２に相当）の境界での開度である。
　タンブル制御弁75が閉弁状態にあり、スロットル開度THが徐開など相対的に小さいとき、つまり、内燃機関の運転状態が低負荷領域つまり領域α１にあるとき、前述のようにスロットル弁62cから下流側の吸気流路部分であるタンブル流路72の吸気は少ない。このとき、吸気行程においては、タンブル流路72を介して流入する吸気に加えて、前述のようにレゾネータ77内の吸気も燃焼室32へ吸入される。
　このように、タンブル制御弁75が閉弁状態にあり、スロットル開度THが相対的に小さいとき（例えばTH<TH1のとき）、吸気行程においては、タンブル流路72を介して流入する吸気に加えて、レゾネータ77内の吸気も燃焼室32へ積極的に吸入される。このとき、レゾネータ77からの吸気は、前述のように指向されて、燃焼室32の右側へ強く指向されて吸入される。これにより、スワール流又はスワール成分の強いタンブル流が燃焼室32で強く生じることになる（図２０Ｂの「スワール」線）。よって燃焼室における混合気の燃焼を促進することができる。このように、上記のように設けたレゾネータ77により、スロットル開度が相対的に小さいときの吸気の吸入を改善することができる。
　一方、タンブル制御弁75が閉弁状態にあり、スロットル開度THが徐々に大きくなると、例えば内燃機関の運転状態が中負荷領域つまり領域α２にあるとき、スロットル弁62cからその下流側のタンブル流路72に流入する吸気で、吸気行程での吸入空気はまかなえるようになり、レゾネータ77内の吸気が燃焼室32へ吸入される度合いは低下する。
　このように、タンブル制御弁75が閉弁状態にあり、スロットル開度THが相対的に大きいとき（例えばTH＞TH1のとき）、吸気行程においては、タンブル流路72に流入する吸気が主に燃焼室32へ吸入される。これにより、タンブル流路72を経た吸気によりタンブル流を燃焼室32において生じさせることができる（図２０Ｂの「タンブル」線）。よって、タンブル制御弁75が閉弁状態にあり、スロットル開度THが相対的に大きいときも、吸気の吸入を好適に行うことができる。
　以上述べたように、レゾネータ77が、吸気流れ方向において仕切部70の中間部70mよりも下流側において吸気通路に連通するように設けられる。したがって、例えば内燃機関の低負荷領域での稼働時といったスロットル弁62cが絞られた状態つまりその開度が相対的に小さいとき、仕切部70より下流側の吸気通路にレゾネータ側から吸気が流れ込むことができる。よって、吸気通路から燃焼室32への吸気の流入を改善することができる。
　そして、レゾネータ77を吸気通路60につなぐ連通路70bにおける下流側出口部70cの軸線70dは前述のように燃焼室32側を向くように設計されている。したがって、レゾネータから流入する空気を燃焼室32に導きやすくすることができ、よって燃焼室32で例えばスワール流といった渦流をより積極的に生じさせることができる。
　更に、レゾネータ77は、連通路77bを介して、燃焼室32の天井面24tを区画形成するシリンダヘッド24に直接的に繋げられている。したがって、レゾネータ77から流入する空気を燃焼室32により直接的に導くことができる。
　更に、第２燃料噴射弁78からの燃料がレゾネータ77を吸気通路60につなぐ連通路77bにおける下流側出口部の軸線77dに略平行な方向に噴射されるので、タンブル制御弁75が閉弁状態にあるとき、スワール流及び／又はタンブル流により燃料の混合がより好適に促進され、その燃焼を促進することができる。
　更に、この燃料の噴射方向に点火プラグ54が位置するように位置付けられている。従って、燃焼室32での燃料の燃焼を更に好適に生じさせることができる。
　なお、上記内燃機関10の吸気装置Sでは、吸気流れ方向において仕切部70の中間部70mよりも下流側において吸気通路60に連通するように、特に主流路74の下流側部分に連通するようにレゾネータ77が設けられた。これにより、内燃機関10の低負荷領域α１での稼働時においてスロットル弁62cが絞られた状態において、レゾネータ77からの吸気を燃焼室32に効果的に導入することを可能にした。そして、更に、レゾネータ77の吸気を吸気通路60につなぐ連通路77bにおける下流側出口部77cの軸線77dは燃焼室32側を向くように設計された。これにより、レゾネータ77からの吸気をより直接的に燃焼室32に向け、燃焼室32でスワール流又はスワール成分を有するタンブル流を積極的に生じさせるようにした。このように、燃焼室32でスワール流又はスワール成分を有するタンブル流を積極的に生じさせるために、連通路77bは、主流路74の中でもその下流側部分よりも下流側に連通するとよく、例えばタンブル流路72と主流路74との下流側合流部72fに連通するとよい。
　また、図２１に示すように、レゾネータ77を吸気通路60につなぐ連通路77bにおける下流側出口部77cに切欠部77eが更に設けられてもよい。切欠部77eを設けることで、例えば第２燃料噴射弁78からの燃料が連通路77bの下流側出口部77cに滞留することをより効果的に防ぐことができる。
　以上、本発明に係る実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はそれらに限定されない。本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。
　なお、上記内燃機関10は、１気筒当たりたった１つの吸気弁及びたった１つの排気弁を備える２バルブの内燃機関であった、しかし、本発明が適用される内燃機関は１気筒当たり３バルブ以上を有してもよい。また、上記内燃機関10はタンブル制御弁75を備えたが、本発明はタンブル制御弁75が設けられない内燃機関にも適用され得る。
10…内燃機関、12…クランク軸、22…シリンダブロック、24…シリンダヘッド
24w…壁部、32…燃焼室、34…吸気弁口、36…排気弁口、38…吸気ポート
40…排気ポート、44…吸気弁、46…排気弁、54…点火プラグ、60…吸気通路
62…スロットルボディ、62c…スロットル弁、70…仕切部
72…タンブル流路（第１吸気流路）、74…主流路（第２吸気流路）
75…タンブル制御弁、76…第１燃料噴射弁、77…レゾネータ、77b…連通路
78…第２燃料噴射弁、90…偏位部、92…仕切本体部
DP…偏向部、M…立体モデル、S…吸気装置

Claims (10)

  1. 　スロットル弁(62c)の下流側の吸気通路(60d)を複数の流路に分割するように吸気流れ方向に延在する仕切部(70)と、
    　前記吸気流れ方向において前記仕切部(70)の中間部(70m)よりも下流側において前記吸気通路(60d)に連通するように設けられたレゾネータ(77)と
    を備えた
    ことを特徴とする内燃機関の吸気装置(S)。
  2. 　前記レゾネータ(77)を前記吸気通路(60d)につなぐ連通路(70b)における下流側出口部(77c)の軸線(77d)は前記燃焼室(32)側を向くように設計されている
    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(S)。
  3. 　前記レゾネータ(77)は、前記燃焼室(32)の天井面(24t)を区画形成する前記内燃機関のシリンダヘッド(24)に連通路(77b)を介して直接的に繋げられている
    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装置(S)。
  4. 　前記内燃機関のシリンダ軸線(C)の方向においてクランク軸(12)側からシリンダヘッド(24)側の方向を第１方向と定義するとき、
    　前記仕切部(70)は、前記吸気通路(60d)を、前記第１方向において順に並ぶ第１吸気流路(72)と前記第２吸気流路(74)とに分けるように設けられている
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
  5. 　前記レゾネータ(77)を前記吸気通路(60d)につなぐ連通路(77b)は、前記第２吸気流路(74)の下流側部分(74d)又は前記第１吸気流路(72)と前記第２吸気流路(74)との下流側合流部(72f)に連通する
    ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
  6. 　前記燃焼室(32)に臨むとともに吸気弁(44)によって開閉される吸気弁口(34)の中心部と、前記燃焼室(32)に臨むとともに排気弁(46)によって開閉される排気弁口(36)の中心部とを通過するとともに前記シリンダ軸線(C)に平行に延びる仮想面(IS)を定めるとき、
    　前記第１吸気流路(72)から前記燃焼室(32)への吸気を前記仮想面(IS)の一方側に偏らせるように構成された偏向部(DP)が更に設けられている
    ことを特徴する請求項４又は５に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
  7. 　前記第２吸気流路(74)の流路断面積は前記第１吸気流路(72)の流路断面積よりも大きく、燃料噴射弁(78)は、前記第２吸気流路(74)側に設けられている
    ことを特徴する請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
  8. 　前記燃料噴射弁(78)の燃料噴射方向は、前記レゾネータ(77)を前記吸気通路(60d)につなぐ連通路(77b)における下流側出口部(77c)の軸線(77d)と略平行である
    ことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
  9. 　前記第２吸気流路(74)を開閉するタンブル制御弁(75)が前記仕切部(70)の上流端(70u)又は該上流端(70u)よりも上流側に更に設けられている
    ことを特徴とする請求項４から請求項８に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
  10. 　前記レゾネータ(77)を前記吸気通路(60d)につなぐ連通路(77b)における下流側出口部(77c)に切欠部(77e)が更に設けられている
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置(S)。
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