WO2023188249A1 - 内燃機関の吸気構造 - Google Patents

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WO2023188249A1
WO2023188249A1 PCT/JP2022/016479 JP2022016479W WO2023188249A1 WO 2023188249 A1 WO2023188249 A1 WO 2023188249A1 JP 2022016479 W JP2022016479 W JP 2022016479W WO 2023188249 A1 WO2023188249 A1 WO 2023188249A1
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intake
flow path
valve
internal combustion
guide
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PCT/JP2022/016479
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English (en)
French (fr)
Inventor
憲二 西田
一紀 菊池
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
    • 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
    • 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
    • F02B31/06—Movable means, e.g. butterfly valves
    • 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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an intake structure for an internal combustion engine, which includes a partition in an intake passage connected to a combustion chamber.
  • a vortex flow such as a tumble flow is generated in the combustion chamber in order to promote combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber and improve combustion efficiency.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which an intake passage of an internal combustion engine is partitioned into a main passage and a sub-flow passage by a partition part to generate a tumble flow.
  • a tumble control valve is provided downstream of the throttle valve, and a partition plate portion is provided downstream of the tumble control valve from the inlet pipe to the intake port.
  • the intake passage is partitioned into an upper and lower lower sub-passage and an upper main passage.
  • the lower secondary passage becomes a tumble flow passage, and the tumble control valve substantially opens and closes the upper main passage.
  • fuel may remain in the intake port and may adhere to, for example, a passage defining portion around a valve guide that slidably supports the intake valve.
  • the desired amount of fuel reaching the combustion chamber is affected, and the air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber may deviate from the desired air-fuel ratio.
  • An object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a configuration in which an intake passage is formed to generate a tumble flow in an intake passage connected to a combustion chamber and facing a fuel injection valve.
  • An object of the present invention is to provide a structure that suppresses intake air directed toward an inner wall surface defining a confluence section from staying in an intake passage.
  • one aspect of the present invention is to an intake passage that connects to the combustion chamber and faces the fuel injection valve; a partition section provided in the intake passage so as to divide the intake passage into a plurality of intake passage sections including a first intake passage section and a second intake passage section in the direction of the cylinder axis; a tumble control valve provided to at least change the opening degree of the second intake flow path; and a tumble control valve provided to at least change the opening degree of the second intake flow path;
  • An intake structure for an internal combustion engine characterized in that a guide part is provided at a confluence part where the second intake passage parts merge so as to reverse the intake air to at least one of the plurality of intake passage parts.
  • the guide section is provided at the confluence section where the first intake flow path section and the second intake flow path section merge, so that the intake air directed toward the inner wall surface defining the confluence section is directed to the intake air flow. It can be reversed to at least one of the road sections. Thereby, it is possible to suppress the intake air directed toward the inner wall surface defining the merging portion from remaining in the intake passage. Therefore, it is possible to prevent the fuel from remaining attached to the confluence part, for example, the passage defining part around the valve guide of the intake valve, for a while, and it is therefore possible to more appropriately supply fuel to the combustion chamber. become.
  • the guide part is arranged at the merging part so that at least a part of the guide part faces the combustion chamber in the direction of the cylinder axis and overlaps with an intake valve port opened and closed by an intake valve.
  • the guide part is arranged at the merging part so that at least a part of the guide part overlaps with the intake valve port in the direction of the cylinder axis. Adhesion to surrounding passage defining parts is suppressed. Therefore, it is possible to prevent fuel from dripping into the combustion chamber via the intake valve.
  • the guide portion is provided downstream of a valve guide that slidably supports the intake valve.
  • a valve guide that slidably supports the intake valve.
  • a passage defining part around a valve guide that slidably supports an intake valve that opens and closes an intake valve port facing the combustion chamber is defined by a passage defining part around a valve guide that is located upstream of the valve guide from the guide part side;
  • the air intake guide surface is provided with an intake guide surface extending toward the side.
  • the passage defining part around the valve guide that slidably supports the intake valve is provided with the intake guide surface, the intake air that has reached the guide part is directed more preferably to the second intake flow path part. I can guide you. Therefore, adhesion of fuel to the inner wall surface of the intake passage can be further suppressed.
  • the guide portion includes a recess. According to this configuration, even if the guide section is provided, the flow of intake air toward the combustion chamber is not obstructed by the guide section, and the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber can continue to occur suitably.
  • the partition portion divides the intake passage into the first intake flow path portions arranged in order in the first direction. and the second intake flow path part, the central part of the intake valve port faces the combustion chamber and is opened and closed by the intake valve, and the center part of the intake valve port faces the combustion chamber and is opened and closed by the exhaust valve.
  • the intake air from the first intake flow path portion to the combustion chamber is biased to one side of the imaginary plane.
  • a structured deflection section may also be provided.
  • the intake air from the first intake flow path can be guided to one side of the virtual plane, and the flow of the intake air from the first intake flow path can be strengthened, so that the intake air can be guided in the combustion chamber.
  • the vortex flow can be further strengthened. Since the guide section is provided, even if the flow of intake air from the first intake passage section is strengthened in this way, adhesion of fuel to the inner wall surface of the intake passage can be further suppressed.
  • an internal combustion engine having a configuration that forms an intake passage portion for producing a tumble flow in the intake passage connected to the combustion chamber and facing the fuel injection valve. It becomes possible to suppress the intake air directed toward the inner wall surface defining the confluence section on the downstream side of the intake flow path section from staying in 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. 2 is a right side view of the cylinder head and its vicinity of the internal combustion engine shown in FIG. 3 is a sectional view of the internal combustion engine of FIG. 1 along line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a front view of a three-dimensional model of the intake system and exhaust system near the combustion chamber of the internal combustion engine shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the three-dimensional model of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the three-dimensional model M of FIG. 4 superimposed on the sprayed fuel injected from the fuel injection valve.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the intake system of the three-dimensional model shown in FIG. 6, taken along line VIIA-VIIA in FIG.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the intake system in the three-dimensional model shown in FIG. 6, taken along line VIIB-VIIB in FIG.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view of the intake system of the three-dimensional model shown in FIG. 6, taken along line VIIC-VIIC in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the intake system of the three-dimensional model of FIG. 4 along the line VIII-VIII of FIG. 5, including an intake valve.
  • 9 is an enlarged perspective view of the guide section and its surroundings of the three-dimensional model of FIG. 4.
  • FIG. 10A is a front view of a three-dimensional model of an intake system and an exhaust system near the combustion chamber of an internal combustion engine according to a modified example.
  • FIG. 10B is a plan view of the three-dimensional model of FIG. 10A.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a simulation model regarding the internal combustion engine of FIG. 1.
  • FIG. 12 is a diagram showing the results of a simulation of a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram showing the results of the simulation of FIG. 11.
  • FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine 10 and its surroundings to which an intake structure S according to an embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a right side view of the cylinder head and its vicinity of the internal combustion engine shown in FIG. 3 is a sectional view of the internal combustion engine of FIG. 1 along line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine 10 and its surroundings to which an intake structure S according to an embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a right side view of the cylinder head and its vicinity of the internal combustion engine shown in FIG. 3 is a sectional view of the internal combustion engine of FIG. 1 along line III-III of FIG. 2.
  • the front, rear, left, and right directions are based on the normal standard in which the straight traveling direction of the motorcycle (not shown) on which the internal combustion engine 10 according to the embodiment is mounted is the forward direction, and in the drawings, the FR indicates the front, RR indicates the rear, LH indicates the left, and RH indicates the right.
  • the internal combustion engine 10 is a SOHC type two-valve single-cylinder four-stroke internal combustion engine, and is suspended in an upright position with the crankshaft 12 oriented in the width direction of the vehicle body and the cylinders slightly tilted forward.
  • a speed change gear mechanism 20 is configured between a main shaft 16 disposed behind the crankshaft 12 and a countershaft 18 which is an output shaft. ing.
  • crankcase 14 On top of the crankcase 14, there is a cylinder block 22 in which one cylinder liner 22L is cast, and a cylinder head 24 is stacked on top of the cylinder block 22 via a gasket, and is fastened together with stud bolts.
  • 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 stacked on top of the crankcase 14 extend upward from the crankcase 14 in a slightly forward-leaning posture.
  • the internal combustion engine 10 is a single-cylinder internal combustion engine having the above configuration, it is not limited thereto, and may be an internal combustion engine configured in various types.
  • crankcase 14 is divided into left and right parts, and the lower end of the cylinder liner 22L is fitted into an opening 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 into the cylinder bore 22b inside the cylinder liner 22L so as to be able to freely reciprocate and slide.
  • a connecting rod 30 connects the piston pin 28p of the piston 28 and the crank pin 12p of the crankshaft 12 to form a crank mechanism.
  • a combustion chamber 32 is configured.
  • 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 facing the combustion chamber 32, one each at opposite positions with respect to the cylinder axis C, which is the center axis of the cylinder bore 22b, on the ceiling surface 24t.
  • An intake port 38 and an exhaust port 40 are formed to curve away from each other and extend from the valve port 34 and the exhaust valve port 36, respectively.
  • the cylinder head 24 is defined with a single intake port 38 and a single exhaust port 40.
  • the intake valve 44 and the exhaust valve 46 which are each slidably supported by valve guides 42i and 42e that are integrally fitted to the cylinder head 24, are driven by a valve operating mechanism 48 provided above the cylinder head 24.
  • the intake valve port 34 of the intake port 38 and the exhaust valve port 36 of the exhaust port 40 are opened and closed in synchronization with the rotation of the crankshaft 12. That is, a cylindrical intake valve guide 42i is integrally fitted into the curved outer wall portion 38a of the intake port 38 in the cylinder head 24.
  • An intake valve 44 slidably supported by the 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 that is slidably supported by an exhaust valve guide 42e that is integrally fitted to the curved outer wall portion 40a of the exhaust port 40 in the cylinder head 24 has an exhaust valve port that faces the combustion chamber 32 of the exhaust port 40. Open and close 36.
  • the passage defining portion 38b around the valve guide 42i which slidably supports the intake valve 44 that opens and closes the intake valve port 34 facing the combustion chamber 32, is connected to the curved outer wall portion 38a of the intake port 38.
  • valve mechanism 48 is a valve mechanism for an SOHC internal combustion engine in which a single camshaft 48a is supported horizontally on the cylinder head 24, Rocker arm shafts 47i and 47e are supported diagonally above the front and rear of the camshaft 48a, the intake rocker arm 48i is pivotally supported in the center by the rear rocker arm shaft 47i, and the exhaust rocker arm 48e is swingable by the front rocker arm shaft 47e. It is freely pivoted in the center.
  • 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 intake valve 44, which is biased by a spring, via an adjustment 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 exhaust valve 46, which is biased by a spring, via an adjustment screw.
  • the rotation of the camshaft 48a causes the intake rocker arm 48i and the exhaust rocker arm 48e to swing, thereby driving the intake valve 44 and the exhaust valve 46 to open and close.
  • the camshaft 48a protrudes to the left from the bearing, and a cam chain sprocket 50 is pivotally supported at the left end of the camshaft 48a, and a cam chain 52 wrapped around the cam chain sprocket 50 faces toward the crankshaft 12 and is fitted onto the crankshaft 12.
  • the camshaft 48a rotates in synchronization with the crankshaft 12 in the same direction at 1/2 the rotational speed of the crankshaft 12.
  • Cam chain chambers 22c and 24c which are rectangular holes through which the cam chain 52 is inserted, are formed on the left side of the cylinder bore 22b of the cylinder block 22 and on the left side of the combustion chamber 32.
  • an ignition plug 54 which is ignition means, is fitted into the right side wall of the cylinder head 24 toward the combustion chamber 32.
  • an in-cylinder pressure sensor (not shown) be fitted and mounted near the spark plug 54 toward the combustion chamber 32.
  • the upstream end of the intake port 38 opens upward to the cylinder head 24 and is connected to the inlet pipe 58 via an insulator 63 to form a continuous intake passage 60.
  • Body 62 is connected.
  • the throttle body 62 has an intake passage 62a having a substantially circular cross section and forming a part of the intake passage 60 connected to 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 within the throttle body 62 by a throttle valve shaft 62b that is perpendicular to the flow direction of intake air in the intake passage 62a, that is, perpendicular to the center axis of the intake passage 62a.
  • the intake passage 62a is provided with a throttle valve 62c that can variably control the flow passage area and open and close the intake passage 62a.
  • the throttle valve 62c is of a butterfly type and includes 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 can be rotated clockwise in the valve opening direction in FIG. 1 by the driver's operation, and a return spring (not shown) causes the valve body 62d to have its edge inside the intake passage 62a. It is biased counterclockwise in the valve closing direction so that it is in the fully closed position where it contacts the wall surface.
  • the downstream end of the exhaust port 40 opens toward the bottom of the cylinder head 24 and is connected to an exhaust pipe (not shown), forming a continuous exhaust passage 64.
  • An exhaust purification device and a muffling device may be provided downstream of the exhaust passage 64.
  • the intake structure S provides a tumble vortex flow, that is, a vertical rotation, of the fuel/air mixture in the combustion chamber 32 in order to obtain more preferable combustion of the fuel or mixture in the combustion chamber 32.
  • the intake structure S includes a partition section 70 provided in the intake passage 60 so as to divide the intake passage 60 into a plurality of intake flow path sections.
  • the intake passage 60 is divided into a plurality of intake passage parts 72 and 74 by the partition part 70, and here, the intake passage 60 is divided into a plurality of intake passage parts 72 and 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 flow direction by a partition section 70 that extends from the inlet pipe 58 to the intake port 38, and the intake air that passes therethrough forms a tumble flow in the combustion chamber 32. It is partitioned into a tumble flow path 72, which is an intake flow path configured to allow air to occur, and a main flow path 74, which is an intake flow path excluding the tumble flow path 72.
  • the intake flow path section 72 that can serve as a tumble flow path for generating a tumble flow in the combustion chamber 32 is referred to as a tumble flow path, and corresponds to a first intake flow path section, and the main flow path 74 is a second intake flow path section.
  • the tumble flow path 72 is an intake air flow path for generating a tumble flow in the combustion chamber 32 when the throttle valve 62c is opened at a low degree, for example, when the internal combustion engine 10 is operated at a low load.
  • the tumble flow path 72 may also be called a sub-path.
  • the partition portion 70 extending in a plate shape in the intake flow direction substantially divides the downstream side of the intake passage 60 into two in the vertical direction, that is, the downstream side of the intake passage 60 is substantially divided into two parts along the cylinder axis C. It is provided so as to bisect in the direction, here extending substantially parallel to the axis extending in the intake flow direction.
  • the cross-sectional area of the tumble channel 72 is smaller than the cross-sectional area of the main channel 74, that is, the cross-sectional area of the main channel 74 is larger than the cross-sectional area of the tumble channel 72.
  • the partition portion 70 may be provided so that the cross-sectional area of the tumble flow path 72 is larger than the cross-sectional area of the main flow path 74, or it is also possible to make them substantially the same.
  • the lower part of the intake passage 60 partitioned by the partition part 70 becomes the tumble flow path 72, and the upper part becomes the main flow path 74, but in this specification, they are not limited to the vertical arrangement.
  • “upper” and “lower” with respect to the intake passages 60, 60d, etc. refer to the direction from the crankshaft 12 side to the cylinder head 24 or cylinder head cover 26 side in the direction of the cylinder axis C.
  • the “up” direction, the direction opposite to this "up” direction, that is, the direction from the cylinder head 24 side to the crankshaft 12 side, is called the “down” or “down” direction, and is the absolute “up” in space. It doesn't mean “below”.
  • This "up” or “up” direction corresponds to the first direction
  • the “down” or “down” direction corresponds to the second direction. That is, when the direction from the crankshaft 12 side to the cylinder head 24 side in the direction of the cylinder axis C is defined as the first direction, the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are lined up in order in the first direction.
  • a tumble control valve 75 is further provided upstream of the partition portion 70 and downstream of the throttle valve 62c. As shown in FIG. 1, a tumble control valve 75 is disposed at an upstream end 70u on the upstream side of a partition 70 formed in the inlet pipe 58.
  • 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 integrally with the tumble valve shaft 75a.
  • the tumble valve body 75b is formed in a plate-like semicircular shape so as to close the opening of the main flow path 74 near the upstream end 70u of the partition portion 70 within the inlet pipe 58.
  • 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 widthwise surface of the intake passage 60 of the partition portion 70, more specifically, to be parallel to the throttle valve shaft 62b. and is rotated as appropriate 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 into the main flow path 74 is adjusted, the amount of intake air in the tumble flow path 72 also changes. be adjusted.
  • the tumble control valve 75 is provided so as to be continuous with the upstream end 70u of the partition 70, but is provided with a gap from the upstream end 70u of the partition 70. Good too. Note that the tumble control valve 75 is not limited to having such a configuration, and may be a butterfly type valve such as the throttle valve 62c, for example.
  • the tumble control valve 75 may also be referred to as an intake control valve, a tumble valve, or a TCV. Further, the tumble control valve 75 and the throttle valve 62c are each electronically controlled as described below, but are not limited to being electronically controlled. For example, at least one of them may be mechanically controlled using a cable. It may also 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 a first fuel injection valve) 76 is provided upstream of the upstream end 70u of the partition 70, and is located in the intake passage 60 upstream of the upstream end 70u. It is provided to inject fuel into the area.
  • the other fuel injection valve (hereinafter referred to as a 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 that defines the intake passage 60. Note that the present disclosure does not limit the number of fuel injection valves to two, but may be one, for example, and only one of the fuel injection valves 76 and 78 may be replaced with the second fuel injection valve, for example. Only 78 may be provided.
  • An ECU (electronic control unit) 80 that controls the internal combustion engine 10 has a configuration as a so-called computer. That is, the ECU 80 includes a processor (eg, CPU) and memory (eg, ROM and RAM). The ECU 80 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 outputs from various sensors such as an engine speed sensor and an engine load sensor, and controls the operation of the throttle valve 62c and tumble control using the intake control section 82. It controls the operation of the valve 75.
  • a processor eg, CPU
  • memory eg, ROM and RAM
  • the ECU 80 analyzes the operating state of the internal combustion engine 10 based on outputs from various sensors such as an engine speed sensor and an engine load sensor, and controls the operation of the throttle valve 62c and tumble control using the intake control section 82. It controls the operation of the valve 75.
  • the ECU 80 controls each operation of the fuel injection valves 76 and 78 using the fuel injection control section 84 based on the analyzed operating state of the internal combustion engine 10. Furthermore, the ECU 80 controls the operation of the spark plug 54 using the ignition control section 85 based on the analyzed operating state of the internal combustion engine 10. Note that the ECU 80 stores programs and various data for these controls.
  • FIGS. 4 and 5 show a three-dimensional model M of the intake system and exhaust system near the combustion chamber 32.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the sprayed fuel F injected from the second fuel injection valve 78 superimposed on the three-dimensional model M of FIG. 4.
  • 7A shows a cross-sectional view of the intake system of the three-dimensional model M in FIG. 6 at a position along line VIIA-VIIA in FIG. 5, and
  • FIG. 7B shows a cross-sectional view of the intake system in the three-dimensional model M in FIG.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view of the intake system of the three-dimensional model M of FIG. 6 at a position along line VIIC-VIIC of FIG. 5.
  • the three-dimensional model M includes an intake port 38 from the downstream end of the inlet pipe 58, and also includes 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, which is a member defining the downstream side of the intake passage 60, the inner surface 63s of the insulator 63, and the inner wall surface 24s of the cylinder head 24.
  • a portion thereof corresponds to a surface 70s of the partition portion 70, and a portion corresponds to a surface 90s of a deflecting portion 90, which will be described later.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 overlap vertically in the direction of the cylinder axis C. Further, as is clear from FIGS. 7A to 7C, the downstream end 72d of the tumble channel 72 is narrower in the left-right direction than the main channel 74, and is biased to the right here. In particular, 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. 7B.
  • the partition section 70 includes a deflection section 90 provided on the downstream side of the partition section 70.
  • the width of the deflection portion 90 in the left-right direction (LH-RH direction) intersecting the cylinder axis C, that is, in the width direction, is narrower than the upstream end (upstream end) 70u of the partition portion 70.
  • the deflection portion 90 extends from one side of the valve axis of the intake valve 44 to the other side when facing the intake valve 44 in the direction in which intake air flows through the intake passage 60 from the upstream side to the downstream side, that is, in the intake flow direction. This is the narrow portion of the partition portion 70 in the width direction, which can be defined as a direction.
  • the deflecting 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 channel 72 is partitioned so as to be biased toward the right RH side (see FIGS. 7B and 7C). Therefore, the downstream biased portion 90 of the partition portion 70 that at least partially partitions the biased downstream end portion 72d of the tumble channel 72 is biased toward 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, so the deflection part 90 extending downstream of the partition part 70 does not appear. Therefore, it is shown as a double-dashed line instead of a solid line. In this way, on the downstream side in the intake flow direction, the tumble flow path 72 is designed to be biased in the width direction, and accordingly, the deflection portions 90 are partitioned so as to be biased toward the same side in the width direction.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are completely separated.
  • the width of the tumble channel 72 and the width of the main channel 74 are approximately 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 a partition connected to the upstream side of the deviation part 90.
  • a main body portion 92 extends.
  • the surface 70s of the partition part 70 and the part corresponding to the surface 92s of the partition main body part 92 are given the same reference numerals.
  • the tumble channel 72 and the main channel 74 are partially connected, and the width of the tumble channel 72 is narrower than the width of the main channel 74.
  • the surface 70s of the partition portion 70 extends not only in the width direction but also in the vertical direction, and is biased to the right side. From this, the partition portion 70 has transitioned from the partition main body portion 92 to the deflection portion 90, and the cylinder is connected to the intake port 38 to the extent that the deflection 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 side of the inner wall surface 24s of the head 24.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are formed into sections such that the main flow path 74 and the tumble flow path 72 communicate with each other in the region where the deflection portion 90 extends in the intake flow direction.
  • the deflection section 90 connected to the partition main body 92 extends from the partition main body 92 so that a part of the partition main body 92 of the partition 70 extends in the intake air flow direction on the downstream side of the partition main body 92. It is formed to extend downstream.
  • the surface 70s of the partition part 70 and the part corresponding to the surface 90s of the deflection part 90 are given the same reference numerals.
  • the tumble flow path 72 and the main flow path 74 are formed into sections such that the main flow path 74 extends downward to the side or side of the deflection section 90 in the region where the deflection section 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 deflection section 90 is biased, and here, it is performed on the left LH side of the deflection section 90. Note that 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 on the downstream side of the deflection portion 90.
  • a wall surface 24w that biases the tumble channel 72 in the width direction appears.
  • the wall surface 24w is here a part of the inner wall surface 24s of the cylinder head 24, is located directly below the second direction side of the main flow path 74, and extends in the direction of the cylinder axis C as shown in FIGS. 7B and 7C. It has a length in the direction and extends in the intake flow direction. Therefore, when this wall surface 24w is extended in the direction of the cylinder axis, this extended inner wall surface 24w crosses the main flow path 74.
  • This wall surface 24w extends to the left LH side of the downstream end portion 72d of the tumble flow path 72 to define it, and biases the tumble flow path 72 toward the right RH side.
  • this wall surface 24w serves as a deflection portion DP configured to deflect the intake air from the tumble flow path 72 to one side of the virtual surface IS, that is, to the right RH side.
  • the virtual plane IS includes the center of the intake valve port 34 that faces the combustion chamber 32 and is opened and closed by the intake valve 44, and the center of the exhaust valve port 36 that faces the combustion chamber 32 and is opened and closed by the exhaust valve 46. It is defined so that it passes through the cylinder and extends parallel to the cylinder axis C.
  • the mounting portion 78s of the second fuel injection valve 78 is positioned on the left LH side of the intake passage 60, as is clear from FIGS. 4 to 6. In this way, the second fuel injection valve 78 is provided at a position that is biased in the direction opposite to the direction in which the deflection portion 90 is biased. Therefore, the second fuel injection valve 78 can inject fuel in a direction different from the direction in which the deflection portion 90 is biased, and more preferably in the opposite direction. Note that 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.
  • 6 and 7A to 7C schematically represent the sprayed fuel F injected from the second fuel injection valve 78 provided at a position biased toward the left LH side.
  • the fuel F injected from the second fuel injection valve 78 is not blocked by the partition part 70, and at least a part of it, especially at least a majority of it here, more preferably all of it, first flows through the main flow path 74, It can be seen that the air then flows to the confluence section (downstream confluence section) 72f between the main flow path 74 and the tumble flow path 72, directly reaches the intake valve port 34, and is introduced into the combustion chamber 32.
  • the arrangement of the second fuel injection valve 78, the shape of the partition section 70 including the deflection section 90, etc. are designed to enable such fuel injection.
  • the partition body portion 92 of the partition portion 70 partially terminates downstream thereof to allow the main flow channel 74 and the tumble flow path 72 to merge, and preferably along the surface 90s of the deflection portion 90.
  • the partition body portion 92 of the partition portion 70 and the deflection portion 90 continuing downstream thereof are arranged so that the fuel F injected from the second fuel injection valve 78 reaches the intake valve port 34 without touching the deflection portion 90. Designed.
  • the second fuel injection valve 78 which is provided to inject the fuel F from the main flow path 74 side toward the combustion chamber 32, injects fuel in the direction opposite to the direction in which the deflection portion 90 is biased. It is set up to do so. Therefore, the partition portion 70, particularly the deflection portion 90 thereof, can be extended further downstream in the intake flow direction.
  • the tumble channel 72 is defined by the deflecting portion DP, which is the wall surface 24w, so as to be biased downstream in the direction in which the deflecting portion 90 is biased. Therefore, the deflection portion 90 of the partition portion 70 that extends further downstream in the intake flow direction can provide stronger directivity to the intake air from the tumble flow path 72.
  • the partition part 70 completely partitions the main flow path 74 and the tumble flow path 72 with the partition main body part 92 on the upstream side, and has the deflection part 90 on the downstream side thereof, so that the main flow path 74 and the tumble flow path 72 are completely separated. It is designed to realize the connection with the tumble flow path 72 while also characterizing the flow from the tumble flow path 72 to the downstream side.
  • the second fuel injection valve 78 is disposed biased to the opposite side to the biased direction of the biased portion 90, and here is disposed on the opposite side in the width direction, and injects fuel in a direction different from the biased portion 90. Therefore, fuel can be generally directly introduced into the combustion chamber 32 via the intake valve port 34.
  • the deflection portion 90 which is the downstream portion of the partition portion 70, can be extended further downstream. Therefore, stronger directivity can be given to the flow from the tumble channel 72. This directivity is directed between the intake valve port 34 and the umbrella 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 form a tumble flow more preferably in the combustion chamber 32.
  • the tumble flow passage 72 and the main flow passage 74 are formed which are lined up in the direction of the cylinder axis C, and the tumble flow passage 72 is narrowed on the downstream side by the deflection part DP, and the flow of intake air from there is strengthened. Flowing into 32. At this time, as described above, the flow of the intake air and the fuel injected therein is not obstructed by the partition portion 70, and is generally sucked into the combustion chamber 34. However, a part of it may face and collide with the inner wall surface 24s that defines the downstream confluence 72f of the tumble flow path 72 and the main flow path 74, which are the intake flow path portions.
  • This collision of the intake air may cause the intake air to stagnate in the intake passage, particularly in the merging portion 72f, and the fuel contained therein may stay in the merging portion 72f and adhere to the inner wall surface 24s.
  • fuel accumulates in the groove around the valve guide 42i of the intake valve 44 (see reference numeral "44g" in FIG. 8), and the accumulated fuel enters the combustion chamber 34 via the intake valve 44. There is a concern that it may drip.
  • a guide section 100 is provided at the merging section 72f.
  • the guide section 100 is provided to reverse the intake air to at least one of the plurality of intake flow path sections, that is, the tumble flow path 72 and the main flow path 74.
  • the guide portion 100 is provided so as to once flow the air back upstream in the intake flow direction toward at least one of the tumble flow path 72 and the main flow path 74.
  • the guide section 100 is provided so as to mainly reverse the intake air that has reached the guide section 100 to the main flow path 74.
  • the guide portion 100 is provided downstream of the valve guide 42i that slidably supports the intake valve 44.
  • the guide portion 100 is arranged at the merging portion 72f so that the guide portion 100 overlaps the intake valve port 34 in the direction of the cylinder axis C.
  • FIG. 5 which corresponds to a partial view of the internal combustion engine 100 in the direction of the cylinder axis C, the guide parts 100 are located entirely within the intake valve opening 34, in other words they overlap.
  • the present invention allows various arrangements at the confluence section 72f of the guide section 100, where at least a portion of the guide section 100 overlaps the intake valve port 34 in the direction of the cylinder axis C.
  • the guide section 100 includes a recess 102.
  • the recessed portion 102 has a first recessed surface 102a and a second recessed surface 102b extending downstream of the first recessed surface 102a so as to form a ridgeline, that is, a ridgeline portion 102c between the first recessed surface 102a (see FIG. 4, see FIGS. 6 and 9).
  • the recessed portion 102 that is, the first recessed surface 102a, the second recessed surface 102b, and the ridgeline portion 102c are each formed to be left-right symmetrical with respect to the virtual plane IS.
  • the amount of recess of the recess 102 is maximum at the location where it intersects with the virtual surface IS, and the amount of recess of the recess 102 decreases as the distance from the virtual surface IS increases. Therefore, for each of the first recessed surface 102a and the second recessed surface 102b, the width in the direction parallel to the virtual surface IS is maximum at the portion intersected by the virtual surface IS, and becomes smaller as the distance from the virtual surface IS increases.
  • the first recessed surface 102a extends toward the intake valve port 34, that is, the lower side, and the second recessed surface 102b extends toward the tumble flow path 72 and the main flow path 74. Therefore, in FIG.
  • the guide portion 100 that is, the first concave surface 102a, has a crescent shape.
  • the second concave surface 102b does not reach the intake valve port 34, the present invention allows it to reach the intake valve port 34.
  • an extension line 72i extending from the outline of the tumble flow path 72 is shown.
  • This extension line 72i is curved on the downstream side of the tumble channel 72 so as to face the guide portion 100.
  • the downstream end portion 72d of the tumble flow path 72 curves toward the crankshaft 12 side, that is, the second direction, in the direction of the cylinder axis C, and then curves toward the cylinder head 24 side, that is, in the direction of the cylinder axis C. It is shaped to curve in the first direction and merge into the merging portion 72f.
  • downstream end portion 72d is convex toward the crankshaft 12 side, that is, downwardly, in the direction of the cylinder axis C in FIGS. 4 and 6 when the tumble flow path 72 is viewed from a direction perpendicular to the cylinder axis C. curve.
  • the extension line 72i is directed toward the guide section 100.
  • a downstream end portion 72d of the tumble channel 72 is oriented toward the guide portion 100.
  • an extension line 72i extending the outline of the tumble flow path 72 is the second recessed surface 102b of the guide portion 100.
  • the tumble flow path 72 is formed so as to intersect at a generally right angle to the .
  • the second concave surface 102b is slightly inclined with respect to an extension line 72i that is an extension of the contour of the tumble flow path 72, and the inclination is equal to It is inclined so that the intake air from the flow path 72 is directed to the main flow path 74 which is a second intake flow path section separate from the tumble flow path 72.
  • the intake passage 60d is connected to the combustion chamber 32 and faces the second fuel injection valve 78, and the intake passage 60d in the direction of the cylinder axis C is connected to a tumble passage which is a first intake passage part.
  • 72 and a main flow path 74 which is a second intake flow path section a partition section 70 is provided in the intake passage 60d, a tumble control valve 75 is provided to change the opening degree of the main flow path 74, and a tumble flow control valve 75 is provided to change the opening degree of the main flow path 74.
  • the guide section 100 is provided at the confluence section 72f where the tumble flow path 72 and the main flow path 74 merge, the intake air directed toward the inner wall surface 24s defining the confluence section 72f is directed to at least one of the intake flow path sections 72 and 74.
  • it can be mainly reversed to the main flow path 74.
  • the throttle valve 62c When a tumble flow is particularly desired to be generated, for example in a light load operating state, the throttle valve 62c is slightly opened and the tumble control valve 75 is fully closed. However, when the tumble control valve 75 is in the fully closed state, there is a small gap between the tumble valve body 75b and the wall defining the intake passage, that is, the inner surface 58s of the inlet pipe 58, and the main passage 74 is also vulnerable. Inspiratory flow occurs. Therefore, the intake air reversed to the main flow path 74 merges with the intake air flowing through the main flow path 74, and is drawn into the combustion chamber 32 as a result. Thereby, it is possible to suppress the intake air directed toward the inner wall surface 24s defining the merging portion 72f from remaining in the intake passage 60d.
  • the guide part 100 is arranged at the merging part 72f so that at least a part of the guide part 100 faces the combustion chamber 32 in the direction of the cylinder axis C and overlaps with the intake valve port 34 that is opened and closed by the intake valve 44.
  • the guide part 100 is arranged at the merging part 72f so that at least a part of the guide part 100 overlaps the intake valve port 34 in the direction of the cylinder axis C, so that, for example, fuel can slide through the intake valve 44. It is suppressed from adhering to the passage defining portion 38b around the valve guide 42i supported by the valve guide 42i. Therefore, fuel can be prevented from dripping into the combustion chamber 32 via the intake valve 44.
  • the guide portion 100 is provided downstream of the valve guide 42i that slidably supports the intake valve 44. Thereby, it is possible to further suppress fuel from adhering to, for example, the passage defining portion 38b around the valve guide 42i.
  • the guide section 100 includes a recess 102.
  • the guide 100 here is constructed as the recess 102 itself. According to this configuration, even if the guide section 100 is provided, the flow of intake air toward the combustion chamber 32 is not obstructed by the guide section 100, and the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 32 can continue to occur appropriately. I can do it.
  • the downstream end portion 72d of the tumble channel 72 is oriented toward the guide portion 100. Therefore, the intake air from the tumble flow path 72 can be directed toward the guide portion 100, and the above-mentioned reversal of the intake air can be caused more appropriately.
  • the second concave surface 102b is located at an extension line 72i that is an extension of the outline of the tumble flow path 72.
  • the slope is such that the intake air from the tumble flow path 72 which is the first intake flow path is directed to the main flow path 74 which is the second intake flow path separate from the tumble flow path 72. ing. Therefore, even if the intake air from the tumble flow path 72 collides with the guide portion 100, the flow of the intake air from the tumble flow path 72 can be prevented from being affected thereby.
  • the partition portion 70 separates the intake passage 60d into tumble passages 72 arranged in order in the first direction. It is provided so as to be divided into a main flow path 74. It then passes through the center of the intake valve port 34, which faces the combustion chamber 32 and is opened and closed by the intake valve 44, and the center part of the exhaust valve port 36, which faces the combustion chamber 32 and is opened and closed by the exhaust valve 46, and passes through the cylinder.
  • a deflecting portion DP, 24w configured to bias the intake air from the tumble flow path 72 to the combustion chamber 32 to one side of the imaginary plane IS is further provided.
  • the intake air from the tumble passage 72 can be biased to one side of the virtual plane is and guided to the combustion chamber 32 via the merging portion 72f, thereby strengthening the flow of intake air from the tumble passage 72. Can be done. Therefore, the vortex flow in the combustion chamber 32 can be further strengthened. Since the guide portion 100 is provided, even if the flow of intake air from the tumble channel 72 is strengthened in this way, it is possible to further suppress the adhesion of fuel to the inner wall surface 24s of the intake passages 60, 60d. can.
  • the intake structure S of the internal combustion engine 10 may include further configurations.
  • a partial model M1 of a modification of the internal combustion engine 10 is shown in FIGS. 10A and 10B.
  • the intake system of the internal combustion engine that is, the intake structure S1 shown in FIGS. 10A and 10B, in addition to the partition section 70, the guide section 100, etc., further includes an intake guide surface 38c.
  • the intake guide surface 38c is shown with a broken line to easily distinguish it from the surrounding lines.
  • the passage defining part 38b around the valve guide 42i is connected to the main passage 74 which is the first intake passage part upstream from the valve guide 42i from the guide part 100.
  • the intake guide surface 38c extends up to.
  • the intake guide surface 38c extends to avoid the valve guide 42i and surround it.
  • the intake guide surface 38c is a smooth curved surface.
  • FIG. 11 shows a simulation model that incorporates the characteristics of the intake structure S of the internal combustion engine 10.
  • the tumble control valve 75 is a butterfly type valve.
  • the intake flow was calculated with the throttle valve 62c slightly opened and the tumble control valve 75 fully closed.
  • FIG. 12 shows simulation results using a simulation model of an internal combustion engine of a comparative example.
  • the flow of intake air is expressed by concentration, and the higher the concentration, the stronger the flow of intake air.
  • the internal combustion engine simulation model of the comparative example does not include the guide section 100. As shown in FIG. 12, it can be seen that the intake air flows in the passage defining portion 38b around the valve guide 42i of the intake valve 44, and the intake air flows around the valve guide 42i of the intake valve 44.
  • FIG. 13 shows simulation results using a simulation model that incorporates the characteristics of the intake structure S of the internal combustion engine 10 shown in FIG. 11.
  • the intake air is shown as a line, and the faster the flow of the intake air, the denser the intake air.
  • a part of the intake air that has flowed through the tumble flow path 72 and reached the confluence section 72f collides with the passage defining section 38b around the valve guide 42i, but there is a guide section at the collision point. 100, the intake air does not stay around the valve guide 42i, but reversely flows toward the intake flow path portions 72 and 74, particularly toward the main flow path 74.
  • the internal combustion engine 10 described above is a two-valve internal combustion engine having one intake valve and one exhaust valve per cylinder.
  • the internal combustion engine to which the present invention is applied may have three or more valves per cylinder. You may.

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Abstract

本開示は、燃焼室に連なり燃料噴射弁が臨む吸気通路にタンブル流を生じさせるための吸気流路部を形成する構成を備えた内燃機関において、それらの吸気流路部の下流側の合流部を区画形成する内壁面に向いた吸気が吸気通路に滞留することを抑制する構成を提供することに向けられている。一実施形態に係る内燃機関10の吸気構造Sは、吸気通路60dを複数の吸気流路部72、74に分ける仕切部70と、タンブル制御弁75と、複数の吸気流路部72、74が合流する合流部72fに、吸気を複数の吸気流路部72、74の少なくとも１つへ反転させるように設けられる案内部100とを備える。

Description

内燃機関の吸気構造
　本発明は、燃焼室に連なる吸気通路に仕切部を備える内燃機関の吸気構造に関する。
　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、例えば燃焼室内にタンブ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
　近年、燃費向上などの観点から、上記のような内燃機関は、タンブル流を強化する方向にあり、種々研究されている。タンブル流を強化するべく、例えばタンブル流路からの吸気の流れを速くする構成を採用することが考えられる。この場合、その速い吸気により燃焼室にて強いタンブル流を形成できる反面、その吸気が勢いよく吸気ポートの壁面に衝突し、そこに滞留する可能性がある。一方で、ポート噴射の燃料噴射弁を備える場合、吸気ポート壁面に衝突する吸気には燃料が含まれる。この場合、その吸気の滞留により、燃料が吸気ポート内に滞留し、例えば吸気弁を摺動可能に支持する弁ガイドの周囲の通路画成部に付着する可能性がある。この結果、所望の量の燃料が燃焼室に到達することが影響を受け、燃焼室の混合気の空燃比が所望の空燃比からずれる可能性がある。
　本発明の目的は、燃焼室に連なり燃料噴射弁が臨む吸気通路にタンブル流を生じさせるための吸気流路部を形成する構成を備えた内燃機関において、それらの吸気流路部の下流側の合流部を区画形成する内壁面に向いた吸気が吸気通路に滞留することを抑制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、
　燃焼室に連なりかつ燃料噴射弁が臨む吸気通路と、
　シリンダ軸線の方向において前記吸気通路を第１吸気流路部及び第２吸気流路部を含む複数の吸気流路部に分けるように前記吸気通路に設けられる仕切部と、
　前記第２吸気流路部の開度を少なくとも変更するように設けられるタンブル制御弁と
　前記第１吸気流路部及び前記第２吸気流路部の下流側において前記第１吸気流路部及び前記第２吸気流路部が合流する合流部に、吸気を前記複数の吸気流路部の少なくとも１つへ反転させるように設けられる案内部と
を備えた
ことを特徴とする内燃機関の吸気構造
を提供する。
　上記構成によれば、第１吸気流路部及び第２吸気流路部が合流する合流部に上記案内部が備えられるので、その合流部を区画形成する内壁面に向いた吸気をそれら吸気流路部の少なくとも１つへ反転させることができる。これにより、合流部を区画形成する内壁面に向いた吸気が吸気通路に滞留することを抑制することができる。したがって、合流部例えば吸気弁の弁ガイドの周囲の通路画成部に燃料が付着した状態がしばらく続くことを抑制することができ、よって燃焼室への燃料の供給をより適切に行うことが可能になる。
　好ましくは、前記案内部の少なくとも一部がシリンダ軸線の方向において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と重なるように、前記案内部は前記合流部に配置される。この構成により、案内部の少なくとも一部がシリンダ軸線の方向において吸気弁口と重なるように案内部は合流部に配置されるので、例えば、燃料が吸気弁を摺動可能に支持する弁ガイドの周囲の通路画成部に付着することが抑制される。したがって、燃料が吸気弁を介して燃焼室へ滴下することを防ぐことができる。
　好ましくは、前記案内部は、前記吸気弁を摺動可能に支持する弁ガイドよりも下流側に設けられる。これにより、燃料が例えばその弁ガイドの周囲の通路画成部に付着することを更に抑制することができる。
　好ましくは、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、前記第１吸気流路部と前記第２吸気流路部とは前記第１方向において順に並び、前記燃焼室に臨む吸気弁口を開閉する吸気弁を摺動可能に支持する弁ガイドの周囲の通路画成部は、前記案内部側から前記弁ガイドより上流側の前記第２吸気流路部側に延びる吸気案内面を備える。この構成によれば、吸気弁を摺動可能に支持する弁ガイドの周囲の通路画成部は吸気案内面を備えるので、案内部に至った吸気をより好適に第２吸気流路部側に案内することができる。よって、燃料の吸気通路の内壁面への付着をより一層抑制することができる。
　好ましくは、前記案内部は、凹部を備える。この構成によれば、案内部を設けても、その案内部により燃焼室に向かう吸気の流れが妨げられることがなく、燃焼室での混合気の燃焼を好適に生じさせ続けることができる。
　好ましくは、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前記第１吸気流路部と前記第２吸気流路部とに分けるように設けられていて、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吸気流路部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とよい。この構成により、第１吸気流路部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、第１吸気流路部からの吸気の流れを強化することができ、よって燃焼室での渦流をより強化することができる。そして、上記案内部が備えられるので、このように第１吸気流路部からの吸気の流れが強化されても、燃料の吸気通路の内壁面への付着をより一層抑制することができる。
　本発明の上記態様によれば、上記構成を備えるので、燃焼室に連なり燃料噴射弁が臨む吸気通路にタンブル流を生じさせるための吸気流路部を形成する構成を備えた内燃機関において、それらの吸気流路部の下流側の合流部を区画形成する内壁面に向いた吸気が吸気通路に滞留することを抑制することが可能になる。
図１は、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は、図４の立体モデルの平面図である。 図６は、図４の立体モデルMに燃料噴射弁から噴射された噴霧燃料を重ねて示す透視図である。 図７Ａは、図６に示す立体モデルのうちの吸気系の、図５のＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ線に沿った断面図である。 図７Ｂは、図６に示す立体モデルのうちの吸気系の、図５のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿った断面図である。 図７Ｃは、図６に示す立体モデルのうちの吸気系の、図５のＶＩＩＣ－ＶＩＩＣ線に沿った断面図である。 図８は、図４の立体モデルの吸気系の、図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面での、吸気弁を伴う断面模式図である。 図９は、図４の立体モデルの案内部及びその周囲の拡大斜視図である。 図１０Ａは、変形例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１０Ｂは、図１０Ａの立体モデルの平面図である。 図１１は、図１の内燃機関に関するシミュレーションモデルの説明図である。 図１２は、比較例のシミュレーションの結果を示す図である。 図１３は、図１１のシミュレーションの結果を示す図である。
　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構造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構造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。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が、それに限定されず、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。なお、後述するように、燃焼室32に臨む吸気弁口34を開閉する吸気弁44を摺動可能に支持する弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bは、吸気ポート38の湾曲外壁部38ａに含まれる。
　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。
　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構造Sが構成されている。吸気構造Sは、吸気通路60を複数の吸気流路部に分けるように、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吸気流路部に相当し、主流路74が第２吸気流路部に相当する。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。つまり、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、タンブル流路72と主流路74とは第１方向において順に並ぶ。
　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はこのような構成を有することに限定されず、例えばスロットル弁62cのようなバタフライ式の弁であってもよい。
　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。
　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る。つまり、ＥＣＵ80は、プロセッサ（例えばＣＰＵ）、メモリ（例えばＲＯＭ及びＲＡＭ）を備える。ＥＣＵ80は、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４及び図５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。また、図６に図４の立体モデルMに第２燃料噴射弁78から噴射された噴霧燃料Fを重ねて示す透視図を示す。図７Ａに図５のＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ線に沿った位置での図６の立体モデルMの吸気系の断面図を示し、図７Ｂに図５のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿った位置での図６の立体モデルMの吸気系の断面図を示し、図７Ｃに図５のＶＩＩＣ－ＶＩＩＣ線に沿った位置での図６の立体モデルMの吸気系の断面図を示す。
　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４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７Ａから図７Ｃ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７Ｂ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７Ａから図７Ｃ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。
　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７Ｂ及び図７Ｃ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７Ａから図７Ｃに基づいて更に説明する。
　図７Ａの切断箇所（図５のＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ）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７Ａ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７Ｂの切断箇所（図５のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線）では、タンブル流路72と主流路74とが部分的につながっていて、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７Ｂ及び図７Ｃ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７Ｂ及び図７Ｃ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、この壁面24w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24w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。なお、仮想面ISは燃焼室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、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シリンダ軸線Cに平行に延びるように定められる
　そして、第２燃料噴射弁78の取付部78sは、図４から図６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、図７Ａから図７Ｃを再度参照する。それらの図６、図７Ａから図７Ｃでは、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Fを模式的に表す。第２燃料噴射弁78から噴射された燃料F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F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。
　更に、主流路74側から燃焼室32に向けて燃料F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。
　このよう内燃機関10では、シリンダ軸線C方向に並ぶタンブル流路72と主流路74とが形成され、偏向部DPによってタンブル流路72が下流側で狭まりそこからの吸気の流れが強化され燃焼室32に流入する。このとき、前述のように、吸気及びそこに噴射された燃料は仕切部70にその流れが阻害されることなく、おおむね燃焼室34に吸入される。しかし、その一部は、吸気流路部であるタンブル流路72と主流路74との下流側の合流部72fを区画形成する内壁面24sに向き、衝突し得る。この吸気の衝突は、吸気通路、特に合流部72fでの吸気の滞留をもたらし得、よってそこに含まれる燃料が合流部72fに滞留して、内壁面24sなどに付着する場合がある。例えば、このような燃料の付着により、吸気弁44の弁ガイド42i周囲の溝（図８の符号「44g」参照）などに燃料が溜まり、溜まった燃料が吸気弁44を介して燃焼室34に滴下することが懸念される。これらを抑制するように、本実施形態では、合流部72fに案内部100を設けている。
　案内部100は、吸気を複数の吸気流路部つまりタンブル流路72と主流路74との少なくとも１つへ反転させるように設けられている。換言すると、案内部100は、タンブル流路72と主流路74との少なくとも１つへ向けて、吸気流れ方向で一旦上流側に向けて流し返すように設けられている。ここでは、特に、案内部100は、そこに至った吸気を主に主流路74へ反転させるように設けられている。
　案内部100は、吸気弁44を摺動可能に支持する弁ガイド42iよりも下流側に設けられている。そして、案内部100は、シリンダ軸線Cの方向において吸気弁口34と重なるように、案内部100は合流部72fに配置されている。シリンダ軸線Cの方向において内燃機関100の一部を見た図に相当する図５において、案内部100はその全てが吸気弁口34内に位置していて、換言すると重なる。ただし、本発明は、案内部100の少なくとも一部がシリンダ軸線Cの方向において吸気弁口34と重なる案内部100の合流部72fにおける種々の配置を許容する。
　ここでは、案内部100は、凹部102を備える。凹部102は、第１凹み面102aと、第１凹み面102aとの間で稜線つまり稜線部102cを形成するように第１凹み面102aの下流側に延びる第２凹み面102bとを有する（図４、図６及び図９参照）。凹部102つまり第１凹み面102a、第２凹み面102b及び稜線部102cはそれぞれ仮想面ISに対して左右対称になるように形成されている。仮想面ISと交差する箇所で、凹部102の凹み量は最大であり、仮想面ISから離れるほど凹部102の凹み量は減少する。よって、第１凹み面102a及び第２凹み面102bのそれぞれに関して、仮想面ISに平行な方向の幅は仮想面ISによって交差する部分で最大であり、仮想面ISから離れるほど小さくなる。第１凹み面102aは吸気弁口34側つまり下側を向くように延在し、第２凹み面102bはタンブル流路72及び主流路74側を向くように延在する。したがって、シリンダ軸線Cの方向において内燃機関100の一部を見た図に相当する図５において、案内部100つまり第１凹み面102aは三日月形状を有する。なお、第２凹み面102bは吸気弁口34にまでは至っていないが、吸気弁口34に至ることを本発明は許容する。
　そして、上記内燃機関10の図４及び図６のモデルMにおいて、タンブル流路72の輪郭線を延長した延長線72iを示す。この延長線72iは案内部100に向かうように、タンブル流路72の下流側は湾曲している。具体的には、タンブル流路72の下流側の下流端側部分72dはシリンダ軸線Cの方向においてクランク軸12側つまり第２方向に湾曲してその後にシリンダ軸線Cの方向においてシリンダヘッド24側つまり第１方向に湾曲して合流部72fに合流するように形作られている。つまり、下流端側部分72dは、シリンダ軸線Cに直交する方向からタンブル流路72を見た図４及び図６において、シリンダ軸線Cの方向においてクランク軸12側つまり下側に凸であるように湾曲する。そして、その延長線72iは案内部100に向けられている。タンブル流路72の下流端側部分72dは案内部100を向くように方向づけられている。図４及び図６において、換言するとシリンダ軸線Cに直交する方向から内燃機関10を見た側面視において、タンブル流路72の輪郭線を延長した延長線72iは案内部100の第２凹み面102bに概ね直角に交差するように、タンブル流路72は形成されている。そして、図４及び図６において、第２凹み面102bは、タンブル流路72の輪郭線を延長した延長線72iに対してわずかに傾いていて、その傾きは第１吸気流路部であるタンブル流路72からの吸気を、タンブル流路72とは別の第２吸気流路部である主流路74に向けるように、傾いている。
　上記構成の内燃機関10の吸気構造Sによる作用効果について以下説明する。
　上記内燃機関10の吸気構造Sでは、燃焼室32に連なりかつ第２燃料噴射弁78が臨む吸気通路60dと、シリンダ軸線Cの方向において吸気通路60dを第１吸気流路部であるタンブル流路72及び第２吸気流路部である主流路74に分けるように該吸気通路60dに設けられる仕切部70と、主流路74の開度を変更するように設けられるタンブル制御弁75と、タンブル流路72及び主流路74の下流側においてタンブル流路72及び主流路74が合流する合流部72fに、吸気をタンブル流路72及び主流路74のうちの少なくとも１つへ反転させるように設けられる案内部100とを備える。タンブル流路72及び主流路74が合流する合流部72fに案内部100が備えられるので、その合流部72fを区画形成する内壁面24sに向いた吸気をそれら吸気流路部72、74の少なくとも１つ、ここでは主に主流路74へ反転させることができる。タンブル流を特に生成させたいとき、例えば軽負荷運転状態にあるとき、スロットル弁62cが微小開度にされ、タンブル制御弁75は全閉にされている。しかし、タンブル制御弁75が全閉状態にあるとき、タンブル弁体75bと吸気路を区画形成する壁面つまりインレットパイプ58の内面58sとの間には、微小隙間があり、主流路74にも弱い吸気流れが生じる。したがって、主流路74へ反転させられた吸気は、主流路74を流れる吸気に合流し、結果として燃焼室32に吸入される。これにより、合流部72fを区画形成する内壁面24sに向いた吸気が吸気通路60dに滞留することを抑制することができる。したがって、合流部72f、例えば吸気弁44の弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bに燃料が付着した状態がしばらく続くことを抑制することができ、よって燃焼室32への燃料の供給をより適切に行うことが可能になる。
　また、案内部100の少なくとも一部がシリンダ軸線Cの方向において燃焼室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と重なるように、案内部100は合流部72fに配置される。この構成により、案内部100の少なくとも一部がシリンダ軸線Cの方向において吸気弁口34と重なるように案内部100は合流部72fに配置されるので、例えば、燃料が吸気弁44を摺動可能に支持する弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bに付着することが抑制される。したがって、燃料が吸気弁44を介して燃焼室32へ滴下することを防ぐことができる。
　また、案内部100は、吸気弁44を摺動可能に支持する弁ガイド42iよりも下流側に設けられる。これにより、燃料が例えばその弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bに付着することを更に抑制することができる。
　また、案内部100は、凹部102を備える。特にここでは案内部100は凹部102そのものとして構成されている。この構成によれば、案内部100を設けても、その案内部100により燃焼室32に向かう吸気の流れが妨げられることがなく、燃焼室32での混合気の燃焼を好適に生じさせ続けることができる。
　更に、図４及び図６において延長線72iで示すように、タンブル流路72の下流端側部分72dは案内部100を向くように方向づけられている。よって、案内部100にタンブル流路72からの吸気を向け、吸気の上記反転をより好適に生じさせることができる。
　更に、シリンダ軸線Cに直交する方向から内燃機関10を見た側面視に相当する図４及び図６において、第２凹み面102bは、タンブル流路72の輪郭線を延長した延長線72iに対して傾いていて、その傾きは第１吸気流路部であるタンブル流路72からの吸気を、タンブル流路72とは別の第２吸気流路部である主流路74に向けるように、傾いている。したがって、タンブル流路72からの吸気が案内部100に衝突したとしても、それによりタンブル流路72からの吸気の流れが影響を受けることを防ぐことができる。
　また、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、仕切部70は、吸気通路60dを、その第１方向において順に並ぶタンブル流路72と主流路74とに分けるように設けられている。そして、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、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シリンダ軸線Cに平行に延びる仮想面ISを定めるとき、タンブル流路72から燃焼室32への吸気を仮想面ISの一方側に偏らせるように構成された偏向部DP、24wが更に設けられている。この構成により、タンブル流路72からの吸気を仮想面isの一方側に偏らせて合流部72fを介して燃焼室32に導くことができ、タンブル流路72からの吸気の流れを強化することができる。よって燃焼室32での渦流をより強化することができる。そして、上記案内部100が備えられるので、このようにタンブル流路72からの吸気の流れが強化されても、燃料の吸気通路60、60dの内壁面24sへの付着をより一層抑制することができる。
　なお、上記内燃機関10の吸気構造Sは更なる構成を備えてもよい。図１０Ａ及び図１０Ｂに内燃機関10の変形例の一部のモデルM1を示す。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す内燃機関の吸気系つまり吸気構造S1は、上記仕切部70及び上記案内部100などに加えて、更に吸気案内面38cを備える。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、吸気案内面38cをその周囲の線との区別を容易にするため破線で示す。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のうち、弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bは、案内部100から弁ガイド42iより上流側の第１吸気流路部である主流路74まで延びる吸気案内面38cを備える。吸気案内面38cは弁ガイド42iを避けるようにしてその周囲を囲むように延在する。なお、吸気案内面38cは滑らかな曲面である。この吸気案内面38cを設けることで、案内部100に至った吸気をより好適に主流路74側に案内することができる。よって、燃料の吸気通路60dのシリンダヘッド24の内壁面24sへの付着をより一層抑制することができる。
　次に上記内燃機関10の吸気構造Sに関してコンピュータシミュレーションを行った。その結果を説明する。図１１から図１３に基づいて説明する。
　図１１に、内燃機関10の吸気構造Sの特徴を組み入れたシミュレーションモデルを示す。ただし、図１１のモデルでは、タンブル制御弁75をバタフライ式の弁としている。シミュレーションでは、スロットル弁62cを微小開度に開き、タンブル制御弁75を全閉にして吸気流れを計算した。
　まず、比較例の内燃機関のシミュレーションモデルでのシミュレーション結果を図１２に示す。図１２では、吸気の流れを濃度で表し、濃度が濃い部分ほど、吸気の流れが強い。比較例の内燃機関のシミュレーションモデルは、案内部100を備えない。図１２に示すように、吸気弁44の弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bにおいて吸気が流れ吸気弁44の弁ガイド42iの周囲に吸気が流れ込む状態が理解できる。
　図１３に、図１１に示す内燃機関10の吸気構造Sの特徴を組み入れたシミュレーションモデルでのシミュレーション結果を示す。図１３では、吸気を線で示し、速い流れの吸気ほど濃くしている。図１３から明らかなように、タンブル流路72を流れて合流部72fに至った吸気の一部は弁ガイド42iの周囲の通路画成部38bに向かい衝突するが、その衝突する箇所に案内部100が設けられているので、その吸気は弁ガイド42iの周囲に滞留するのではなく、吸気流路部72、74側、特に主流路74側に反転して流れる。
　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１つの吸気弁及び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。
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
38b…通路画成部、38c…吸気案内面
40…排気ポート、42i、42e…弁ガイド
44…吸気弁、46…排気弁、54…点火プラグ
60、60d…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）
72f…合流部、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
78…第２燃料噴射弁、90…偏位部
92…仕切本体部、100…案内部、102…凹部
DP…偏向部、M、M1…立体モデル
S、S1…吸気構造

Claims (6)

  1. 　燃焼室(32)に連なりかつ燃料噴射弁(78)が臨む吸気通路(60d)と、
    　シリンダ軸線(C)の方向において前記吸気通路(60d)を第１吸気流路部(72)及び第２吸気流路部(74)を含む複数の吸気流路部に分けるように前記吸気通路(60d)に設けられる仕切部(70)と、
    　前記第２吸気流路部(74)の開度を少なくとも変更するように設けられるタンブル制御弁(75)と
    　前記第１吸気流路部(72)及び前記第２吸気流路部(74)の下流側において前記第１吸気流路部(72)及び前記第２吸気流路部(74)が合流する合流部(72f)に、吸気を前記複数の吸気流路部の少なくとも１つへ反転させるように設けられる案内部(100)と
    を備えた
    ことを特徴とする内燃機関(10)の吸気構造(S)。
  2. 　前記案内部(100)の少なくとも一部がシリンダ軸線(C)の方向において前記燃焼室(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)と重なるように、前記案内部(100)は前記合流部(72f)に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
  3. 　前記案内部(100)は、前記吸気弁(44)を摺動可能に支持する弁ガイド(42i)よりも下流側に設けられる
    ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
  4. 　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、前記第１吸気流路部(72)と前記第２吸気流路部(74)とは前記第１方向において順に並び、
    　前記燃焼室(32)に臨む吸気弁口(34)を開閉する吸気弁(44)を摺動可能に支持する弁ガイド(42i)の周囲の通路画成部(38b)は、前記案内部(100)側から前記弁ガイド(42i)より上流側の前記第２吸気流路部(74)側に延びる吸気案内面(38c)を備える
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
  5. 　前記案内部(100)は、凹部(102)を備える
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
  6. 　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前記第１吸気流路部(72)と前記第２吸気流路部(74)とに分けるように設けられていて、
    　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吸気流路部(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
    ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
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