用於內燃發動機的進氣口結構的製作方法

2023-09-16 01:45:40 2

專利名稱：用於內燃發動機的進氣口結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃發動機的進氣口結構。更具體地，本發明涉 及一種用於內燃發動機的進氣口結構，其避免了氣流控制閥的卡死，增加 了形成於燃燒室內的旋渦氣流的強度，並且抑制了燃料效率的下降並減少 了排放。
背景技術：
作為本發明的相關技術，用於內燃發動機的進氣口結構是公知的。 在所述進氣口結構中，控制設置在進氣口中的氣流控制閥以打開/關閉 而控制進氣的流動並形成旋渦流，比如燃燒室內的翻轉流和渦流。例 如翻轉流和渦流的旋渦氣流促進了燃料和空氣的混合以及火焰的傳 播，從而提高了燃燒效率。而且，旋渦氣流在火花塞附近形成濃的空
氣燃料混合物而可以進行分層充氣燃燒。日本實用新型申請公報No. 7-25264 (專利公報1 )說明了 一種用於形成旋渦氣流的氣流控制岡(節 流閥)。
在專利公報1所述的技術中，氣流控制岡設置在進氣口通道的壁 面上。在進氣口中，通過設置分隔壁形成第一通道和第二通道。進氣 經第一通道導至燃燒室內部空間的中部，從而形成翻轉流。進氣經第 二通道導至燃燒室內部空間的外周部。氣流控制閥的一端由一個軸支 撐，從而使得該氣流控制閥可以樞轉。當氣流控制閥部分打開時，所 述氣流控制閥的另一端接觸分隔壁的端部。由此，第二通道的整個橫 截面被封閉。當氣流控制閥封閉第二通道的整個橫截面時，進氣經第 一通道流入燃燒室並形成翻轉流。通過部分打開氣流控制閥，在燃燒 室內形成強的翻轉流。可以通過完全關閉或完全打開氣流控制閥來控 制進氣流量。
在包括有其一端由閥軸支撐的氣流控制閥的進氣口結構中，進氣 氣流在進氣口中如下所述地運動。圖9A至圖9C圖示了一種進氣口結構200，其包括一個氣流控制閥201,該控制岡的一端由閥軸202支撐。 在進氣口 203的側視圖中，閥軸202設置在靠近進氣口 203壁面203ab 的位置上。更具體地，圖9A示出了當進氣流入進氣口結構200時進氣 氣流F在進氣口 203中的流速分配。圖9B是圖9A所示的進氣口 203 沿線B-B截取的截面圖。圖9C是圖9A所示的進氣口 203沿線A-A 截取的截面圖。
當進氣流入圖9A所示的進氣口結構200時，在進氣氣流F剛通過 變窄的通道E時，進氣氣流F朝壁面203aa偏轉，並且進氣的流速相 應地增加。然而，當偏轉的進氣氣流F接近燃燒室204時，進氣氣流 F逐漸從壁面203aa向203ab擴散。相應地，進氣的流速降低。這減 小了基於進氣氣流F在燃燒室204內形成的旋渦氣流的強度。
日本專利申請公報No. JP-A-6-248956 (專利公才艮2 )描述了 一種 用於解決上述問題的發動機進氣裝置。該發動機進氣 裝置應用於這樣的一種內燃發動機，其中進氣氣流(空氣燃料混合物 氣流)被引導至進氣口的外曲部，從而可在燃燒室內形成強的翻轉流。 該發動機進氣裝置包括副進氣口 。該副進氣口的一端在鄰近進氣門上 遊的位置處連接到進氣口的內曲部，以沿與通過進氣口的進氣氣流方 向相反的方向注入輔助空氣。副進氣口的另一端在節氣門上遊的位置 處連接到進氣通道。由於進氣口中的壓力與位於節氣門上遊位置處的 進氣通道中的壓力之間的差，空氣在節氣門的上遊位置處從進氣通道 吸入副進氣口。此外，吸入的空氣起到輔助空氣的作用，並且使進氣 氣流向進氣口的外曲部偏轉。在這種技術中，可通過偏轉的進氣氣流 在燃燒室內形成更強的翻轉流。
日本實用新型申請公報No. 7-42407 (專利公才艮3)說明了一種發 動機進氣裝置。與專利公報2所述的發動機進氣裝置類似，這種發動 機進氣裝置也應用於內燃發動機，其中進氣氣流(空氣燃料混合物氣 流)朝進氣口的外曲部偏轉，從而可在燃燒室內形成強翻轉流。而且， 該發動機進氣裝置包括螺旋式進氣口 (副進氣口 )。螺旋式進氣口的一 端在進氣門上遊位置處連接到進氣口的內曲部。螺旋式進氣口的另一 端在節氣門上遊位置處連接到進氣通道。此外，該發動機進氣裝置的 螺旋式進氣口形成為使得螺旋式進氣口的內曲部相對於進氣流動的方向傾斜135度。在這種技術中，進氣氣流通過從螺旋式進氣口注入的 輔助空氣向外偏轉。因此，可在燃燒室內形成更強的翻轉流。
當專利公報1所述的氣流控制閥部分打開時，在進氣口中形成巻 流，並且該巻流被導向氣流控制閥的下表面(即進氣氣流方向中的下 表面)與進氣口的壁面之間的空間。進氣氣流包含例如少量的機油和 碳以及粉塵。機油和碳從設置在進氣口上遊的PCV (曲軸箱強制通風 系統)、進氣歧管等流入。粉塵含於大氣中。因此，由於向上述空間導 向的巻流的原因，機油粘附在氣流控制閥的下表面和進氣口的壁面上。 同時，碳和粉塵沉積並形成沉積物。因此形成的沉積物不利地影響氣 流控制閥的樞轉運動。進一步地，氣流控制閥可能因為沉積物而卡死。
在圖9A所示的進氣口結構200中，進氣氣流F在進氣門205的挺 杆205a之間的區域中收縮，如圖9B所示，圖9B是進氣口 203沿圖 9A中的線B-B截取的截面圖。此外，如圖9C所示——其為進氣口 203 沿圖9A中的線A-A截取的截面圖，進氣氣流F通過進氣門205的挺 杆205a之間的區域，並且進氣氣流幾乎不通過X部。在這種情形下， 如果燃料粘附在進氣門205的X部上，由於進氣氣流幾乎不通過X部， 所以燃料粘附於進氣門205的X部。內燃發動機的燃料效率降低，並 且空氣燃料混合物的空燃比由於燃料粘附於X部而改變。由此，包含 在排氣中的諸如CO和HC的排放物可能增加。然而，在專利公報1 中，沒有考慮氣流控制閥可能卡死、內燃發動機的燃料效率可能降低 以及排放物可能會由於油粘附於氣流控制閥油而增加的問題。
與專利公報1所述的氣流控制岡相比，專利公報2和3所述的發 動機進氣裝置可通過偏轉進氣氣流來增加形成的翻轉流的強度。然而， 由於輔助空氣以與進氣氣流的方向相反的方向注入，所以進氣氣流可 能會減弱且形成的翻轉流的強度可能相應地減小。

發明內容
有鑑於此，本發明的一個目的是提供一種用於內燃發動機的進氣 口結構，其避免了氣流控制閥的卡死，增加了燃燒室內形成的旋渦氣 流的強度，並且抑制了燃料效率的下降並減少了排放。
根據本發明，用於內燃發動機的進氣口結構包括閥軸和氣流控制閥。閥軸設置在進氣口中。氣流控制閥在其一端處或在靠近所述端的 位置處由閥軸支撐。在氣流控制閥與進氣口的壁面之間形成有間隙。
根據本發明的進氣口結構包括氣流控制閥，其在氣流控制閥 一端 附近的位置處由閥軸支撐。在此進氣口結構中，進氣流經間隙。因此， 通過間隙的進氣接觸氣流控制閥的下表面和進氣口的壁面，並清除粘 附在氣流控制閥的下表面和進氣口的壁面上的機油和碳。這抑制了沉 積物的形成。由此，可避免氣流控制閥卡死。
在進氣口側視圖中閥軸設置在進氣口壁面底部的附近位置處的情 況中，通常在閥軸和進氣口的靠近閥軸的部分壁面之間形成間距。此 間距對樞轉氣流控制閥是必須的。即，根據本發明的間距和間隙基於 不同的技術概念形成。與此間距形成對比，間隙形成為使得在根據本 發明的進氣口結構中進氣流經該間隙。此外，例如，即使在氣流控制 閥完全打開時，也形成有間隙，使得進氣更有效地引導至間隙。因此， 抑制了沉積物的形成。
根據本發明，用於內燃發動機的進氣口結構包括閥軸和氣流控制 閥。閥設置在進氣口中。氣流控制閥由閥軸支撐。當氣流控制閥打開 時，在氣流控制閥和進氣口的位於閥軸的一側的部分壁面之間形成有 通道。根據氣流控制閥的打開量，在氣流控制閥和進氣口的與鄰近通 道的部分壁面相對的另一部分壁面之間形成間隙。
句子"當氣流控制閥打開時，在氣流控制閥和進氣口的位於閥軸 的一側的部分壁面之間形成有通道"表示蝶式氣流控制閥被排除在外。 當蝶式氣流控制閥部分打開時，在氣流控制岡與進氣口壁面的兩個相 對部分之間形成兩個通道。即，兩個通道形成於閥軸的兩側。才艮據本 發明，在進氣口結構中_ 一其中在氣流控制閥打開時於岡軸的 一側形 成通道，通過採用通過間隙的進氣氣流，可抑制沉積物的形成並可避 免氣流控制閥的卡死。而且，根據本發明，考慮到在以氣流控制岡的 打開量為基礎的各種情形下通過間隙的進氣氣流的影響，可判定其中 形成有間隙的氣流控制閥打開量的範圍。
而且，根據本發明，間隙可在氣流控制閥的打開量大於或等於預 定量時形成，並且間隙可在氣流控制閥的打開量小於預定量時封閉。 例如，間隙可在氣流控制閥部分地打開而使得打開量小於預定量時封閉，或在氣流控制閥完全關閉時封閉。這種情況中，流經進氣口中的 通道的進氣氣流不會由於在氣流控制閥部分打開而使得打開量小於預 定量時或在氣流控制閥完全關閉時通過間隙的進氣而被減弱。這抑制 了形成於燃燒室內的旋渦氣流的強度降低。而且，間隙可在氣流控制 岡部分地打開而使得打開量大於或等於預定量時或在氣流控制閥完全 打開時形成。即，間隙可在進氣的流量和流速增加時形成。這種情況 中，可抑制由於通過間隙的進氣的影響而導致的內燃發動機的進氣充 氣效率的降低。根據本發明，通過流經間隙的進氣氣流，可抑制沉積 物的形成並避免氣流控制閥的卡死。此外，通過考慮流經間隙的進氣 氣流對流經進氣口中的通道的進氣氣流的影響，可抑制旋渦氣流強度 的降低和進氣充氣效率的降低。根據本發明，間隙可在氣流控制閥的打開量大於或等於預定量時 封閉，且間隙可在氣流控制閥的打開量小於預定量時形成。根據本發 明，通過以上述方式形成間隙，可抑制沉積物的形成並可避免氣流控 制閥的卡死。根據本發明，間隙可在氣流控制閥的打開量處於預定範圍內時形 成。根據本發明，通過於氣流控制閥的打開量處於預定範圍內時形成 間隙，可抑制沉積物的形成並避免氣流控制閥的卡死。而且，根據本發明，氣流控制閥的端部可形成為使得間隙在進氣 流動方向的上遊位置部分的橫截面面積大於間隙在該方向的下遊位置 部分的橫截面面積。根據本發明，進氣可適當地引導至間隙。可抑制 沉積物的形成，且可避免氣流控制閥的卡死。根據本發明，可在氣流控制岡的下遊位置處於鄰近間隙的部分壁 面上設置氣流引導部。在此情況中，氣流引導部將已通過間隙的進氣 導向鄰近通道的部分壁面。根據本發明，由氣流引導部引導的進氣向上推偏轉的進氣氣流。 這抑制了該偏轉進氣氣流的擴散及進氣流速的降低。而且，與輔助空 氣體沿與進氣氣流方向相反的方向注入的情形相比，更適當地抑制了 進氣氣流的減弱。因此，進氣氣流繼續更適當地偏轉。由此，可增加 形成於燃燒室內的旋渦氣流的強度。此外，由氣流引導部引導的進氣 抑制了該偏轉進氣氣流的收縮。這抑制了燃料在進氣門上的粘附。由此，抑制了內燃發動機中燃料效率的降低並減少了排放。根據本發明，用於內燃發動機的進氣口結構包括閥軸和氣流控制 閥。閥軸設置在進氣口中。氣流控制閥在其一端由岡軸支撐。當氣流 控制岡打開時，在氣流控制閥與進氣口的位於岡軸的一側的部分壁面 之間形成通道。氣流控制閥的一端接觸進氣口的與鄰近通道的部分壁 面相對的另一部分壁面。在氣流控制閥中形成進氣經其通過的孔。根據本發明，可於氣流控制岡的下遊位置處在與鄰近通道的部分 壁面相對的那部分壁面上設置氣流引導部。這此情形中，氣流引導部 將已經通過上述孔的進氣導向鄰近通道的部分壁面。根據本發明，可提供用於內燃發動機的進氣口結構，其避免了氣 流控制閥的卡死，增加了形成於燃燒室內的旋渦氣流的強度，且抑制 了燃料效率的降低並減少了排放。


本發明的前述及/或其它目的、特徵和優點將通過以下參照附圖對 示例實施方式的說明變得更為明顯，其中類似的標號代表類似的元件，並且其中圖1A至圖1F圖示了根據第一實施方式用於內燃發動機的進氣口 結構100A的構造；圖2圖示了根據第二實施方式的進氣口結構100B的構造，該進氣 口結構包括一端由閥軸2支撐的氣流控制閥1B;圖3A至3C圖示了進氣口結構100Ca的構造，該進氣口結構包括 氣流控制閥1C,其中中間部由閥軸2支撐；圖4圖示了進氣口結構100Cb的構造，該進氣口結構除了形成有間 隙G3外與進氣口結構100Ca的構造相同；圖5圖示了根據第四實施方式的進氣口結構100Da的構造，該進氣 口結構包括氣流控制閥1B，該閥的一端與根據第二實施方式的進氣口 結構100B類似地由閥軸2支撐，並且該進氣口結構還包括設置在壁面 3be上的氣流引導部H;圖6A至6B圖示了根據第四實施方式的進氣口結構100Da中的進氣的運動；圖7圖示了進氣口結構lOODb的構造，該進氣口結構除了設置有氣 流控制閥ID而不是氣流控制閥IB且未形成間隙G2外與進氣口結構 100Da相同;圖8圖示了進氣口結構lOODc的構造，該進氣口結構與進氣口結構 lOODa類似地包括有氣流控制閥1B，並且其中在側壁3bf靠近閥軸2 的一側上形成有連通通道U，該連通通道U從氣流控制閥1B的上遊位 置延伸至氣流控制閥B的下遊位置；以及圖9A至9C圖示了進氣口結構200,該進氣口結構包括氣流控制閥 201,該氣流控制閥的一端由i史置在進氣口 203壁面203ab附近的閥軸 202支撐。
具體實施方式
在以下的說明中，將依據示例實施方式對本發明進行更詳細的說明。將參照圖1A至圖1F詳細說明根據本發明第一實施方式的進氣口 結構IOOA。圖1A至圖1F圖示了根據該實施方式的用於內燃發動機 的進氣口結構100A (以下筒稱為"進氣口結構")的構造。更具體地， 圖1A圖示了完全關閉的氣流控制閥1A。圖1B是放大視圖，圖示了 氣流控制閥1A與進氣口 3的壁面3ba之間的間隙在氣流控制閥1A完 全關閉時封閉。圖1C圖示了氣流控制閥1A部分地打開。圖1D是放 大視圖，圖示了氣流控制閥1A與壁面3ba之間的間隙在氣流控制閥 1A部分打開時封閉。圖1E圖示了氣流控制閥1A完全地打開。圖1F 是放大視圖，圖示了在氣流控制閥1A完全打開時於氣流控制閥1A與 壁面3ba之間形成間隙Gl。根據本實施方式的進氣口結構IOOA應用於內燃發動機(未圖示)， 其中進氣氣流F1向進氣口 3的壁面3bb偏轉，使得可在燃燒室4內形 成一個強的翻轉流。如圖1A所示，根據本實施方式的進氣口結構100A 包括氣流控制閥1A、閥軸2和進氣口3。進氣經進氣口3引導至燃燒 室4。在本實施方式中，在進氣口 3中形成有分隔壁3a。分隔壁3a將 進氣口 3內的空間劃分為兩個通道E1和E2。然而，進氣口3可以不包括分隔壁3a。進氣口 3的壁面3ba形成為使得氣流控制閥1A可容 納在進氣口 3內，並且在氣流控制閥1A打開時氣流控制閥1A不幹涉 進氣氣流。當氣流控制閥1A部分打開時，進氣經通道E1引導至燃燒 室4，使得在燃燒室4內形成翻轉流。當氣流控制閥1A完全打開時， 進氣經通道El和E2引導至燃燒室4。閥軸2支撐氣流控制閥1A，使得氣流控制閥可以樞轉。如圖1A 所示，在本實施方式中，在進氣口3的側視圖中，閥軸2設置在靠近 壁面3ba的位置上。閥軸2在靠近氣流控制閥1A的一個端部的位置 處支撐氣流控制閥1A。氣流控制閥1A控制進氣的流量和流速。氣流 控制閥1A包括間隙打開/封閉部laA和閥元件部lbA。間隙打開/封閉 部laA設置在閥軸2的一側上。閥元件部lbA設置在閥軸2的另一側 上。間隙打開/關閉部laA打開/封閉形成在閥軸2與壁面3ba之間的 間隙Gl。通道E形成於閥元件部lbA與壁面3bb之間，使得進氣被 引導至通道E。閥軸2由致動器(未圖示)驅動。可釆用例如電動馬達作為致動 器。致動器可由控制部(未圖示)控制。可釆用例如ECU (電子控制 單元)作為控制部。當由控制部驅動的致動器通過閥軸2改變氣流控 制閥1A的打開量時，在通道E中流動的進氣的流量和流速發生改變。接下來將詳細說明上述構造中氣流控制閥1A完全關閉的情況、氣 流控制閥1A部分打開的情況和氣流控制閥1A完全打開的情況。如圖 1B所示，當氣流控制閥1A完全關閉時，間隙打開/封閉部laA封閉閥 軸2與壁面3ba之間的間隙。閥元件部lbA部分地封閉進氣口 3內的 空間，使得在閥元件部lbA與壁面3bb之間形成狹窄的通道E。由於 進氣氣流F1通過狹窄的通道E，所以進氣氣流F1的速度增加，並且 進氣氣流F1偏轉。因此，在燃燒室4內形成翻轉流。如圖1C所示，當氣流控制閥1A部分打開時，通道E被擴大以增 加進氣的流量。如圖1D所示，當氣流控制閥1A部分打開而使得打開 量小於預定量時，間隙打開/封閉部laA仍封閉住間隙Gl。在本實施 方式中，當氣流控制閥1A完全關閉或當氣流控制閥1A部分打開而寸吏 得打開量小於預定量時，間隙Gl封閉，從而使得進氣不流經間隙Gl。 這避免了通過通道E的進氣氣流F1受到進氣通過間隙Gl的影響而減弱的情形。因此，當氣流控制閥1A部分打開而使得打開量小於預定量 時，進氣的流量增加，並且持續地形成翻轉流、同時抑制翻轉流的減 弱。如圖1E所示，當氣流控制閥1A完全打開時，氣流控制閥1A將 通道E擴大到最大程度，使得氣流F1經擴大的通道E引導至燃燒室4。 因此，可在內燃發動機施加有高負荷且發動機轉速為高時增加進氣的 流量。同時，在本實施方式中，當氣流控制閥1A部分打開而使得打開 量大於或等於預定量時，或當氣流控制閥1A完全打開時，在氣流控制 閥1A與壁面3ba之間形成間隙Gl。此外，由於間隙打開/封閉部laA 如圖1F所示地打開，所以進氣氣流被適當地引導至間隙Gl。當氣流控制閥1A如圖1B所示完全地關閉時，或當氣流控制閥1A 如圖1D所示部分地打開時，巻流F2形成並朝向氣流控制閥lcA的下 表面lcA與進氣口 3的壁面3ba之間。進氣包含少量的機油和碳。因 此，才幾油由於巻流F2粘附在下表面lcA和壁面3ba上。由此，形成 了由碳等構成的沉積物D。根據本實施方式，在這種情形中，在氣流 控制閥1A部分打開而使得打開量大於或等於預定量時或在氣流控制 閥如圖1E所示完全打開時，被引導至間隙Gl的氣流F3清除沉積物 D。由jHl，可避免氣流控制閥1A卡死。設置閥軸2的位置不限於本實施方式所述的位置。例如，岡軸2 可設置在進氣口 3側視圖中的靠近壁面3bb的位置處。而且，例如壁 面3ba和間隙打開/封閉部laA可形成為使得在氣流控制岡1A完全關 閉時或在氣流控制閥1A部分打開而使得打開量小於預定量時形成間 隙Gl,並且間隙Gl在氣流控制閥1A部分打開而使得打開量大於或 等於預定量時或在氣流控制閥1A完全打開時封閉。在氣流控制閥1A 完全關閉時或在氣流控制閥1A部分打開而使得打開量小於預定量時， 燃料可能由於從燃燒室4回濺而粘附在壁面3ba上。因此，通過在氣 流控制閥1A完全關閉時或在氣流控制閥1A部分打開而使得打開量小 於預定量時形成間隙G1，可適當地避免燃料在壁面3ba上的粘附。而 且，間隙Gl至少可在氣流控制閥1A的打開量處於預定範圍內時形成。 在這種情況中，考慮燃燒室4內形成的翻轉流的強度、進氣的充氣效 率和清除沉積物D的效果等等所有因素，可判定在其中形成間隙Gl的氣流控制閥1A的打開量的最佳範圍。而且，例如，可執行控制而在 部分打開的狀態與完全打開的狀態之間交替地切換氣流控制閥1A的 狀態。通過反覆地打開/封閉間隙Gl，可改變通過間隙Gl的進氣的流 量和流速。由此，可更有效地清除沉積物D。因此，可實現避免了氣 流控制閥1A卡死的用於內燃發動機的進氣口結構IOOA。將詳細說明才艮據本發明第二實施方式的進氣口結構IOOB。根據此 實施方式的進氣口結構100B包括氣流控制閥1B,其一端由閥軸2支 撐。如圖2所示，根據第二實施方式的進氣口結構IOOB的構造與根據 第一實施方式的進氣口 IOOA的構造相同，除了進氣口結構100B包括 氣流控制閥1B而不是氣流控制閥1A。本實施方式中，由於氣流控制 閥1B的一端由閥軸2支撐，所以與氣流控制閥1A不同，氣流控制閥 1B不包括間隙打開/封閉部laA。在根據此實施方式的進氣口結構100B中，不論氣流控制閥1B是 打開還是關閉，間隙G2都形成在閥軸2與壁面3ba之間。因此，在 根據此實施方式的進氣口結構100B中，可通過流經間隙G2的進氣來 清除粘附在氣流控制閥1B的下表面lcB和壁面3ba上的機油和碳。 即使在氣流控制閥1B部分打開而使得打開量小於預定量時或在氣流 控制閥1B完全關閉時，也能清除粘附在下表面lcB和壁面3ba上的 機油。通過如本實施方式中的即使在氣流控制閥1B完全關閉時也形成 間隙G2，進氣更可靠地接觸下表面lcB和壁面3ba。因此，可更適當 地清除粘附在下表面lcB和壁面3ba上的機油。因而，可實現避免氣 流控制閥1B卡死的進氣口結構IOOB。圖3A至圖3圖示了#>據本發明第三實施方式的進氣口結構100Ca 的構造。根據本發明第三實施方式的進氣口結構100Ca包括氣流控制 閥1C，其中中間部由閥軸2支撐。更具體地，圖3A圖示了氣流控制 閥1C完全地關閉。圖3B圖示了氣流控制閥1C部分地打開。圖3C 圖示了氣流控制閥1C完全地打開。在根據此實施方式的進氣口結構 100Ca中，閥軸2設置在距離壁面3bb和3bc足夠遠的位置處。在根 據此實施方式的進氣口結構100Ca中，壁面3bc的形狀形成為使得在 氣流控制閥1C完全關閉時或在氣流控制閥1C部分打開而使得打開量 小於預定量時進氣不流經閥軸2與壁面3bc之間的區域。在此進氣口結構100Ca中，與根據第一實施方式的進氣口結構100A和根據第二 實施方式的進氣口結構100B相同，可通過在完全關閉狀態、部分打開 狀態與完全打開狀態之間改變氣流控制閥1C的狀態來增加/降低進氣 的流量和流速。根據此實施方式的進氣口結構100Ca的構造與根據第 一實施方式的進氣口 100A的構造相同，除了氣流控制閥1C不同於氣 流控制閥1A、閥軸2的位置不同於第一實施方式中的閥軸2的位置以 及進氣口 3的壁面3bc的形狀不同於進氣口 3的壁面3ba的形狀。如圖3A所示，當根據此實施方式的氣流控制閥1C完全關閉時， 氣流控制閥1C使通道E為窄，與第一實施方式中的氣流控制閥1A的 情況相同。因此，進氣氣流F1的速度增加，且進氣氣流F1偏轉。由 此，可在燃燒室4內形成翻轉流。而且，如圖3B所示，當氣流控制閥 1C部分打開時，氣流控制閥1C擴大通道E並且繼續形成翻轉流，與 第一實施方式中的氣流控制閥1A的情況相同。而且，當氣流控制閥 1C完全關閉或部分打開時，形成巻流F2並形成來自燃燒室4的回濺， 與根據第一實施方式的進氣口結構100A相同。因此，機油、燃料和碳 粘附在氣流控制閥1C的下表面lcC以及進氣口 3的壁面3bc上。如圖3C所示，當氣流控制閥1C完全打開時，氣流控制閥1C將 進氣口 3內的空間劃分為兩個通道，即通道E和間隙G3。即，氣流控 制閥1C將通道擴大到最大程度。因而，可在內燃發動機施加有高負荷 且發動機轉速為高時增加進氣的流量。此外，在此實施方式中，當氣 流控制閥1C完全打開時，流經間隙G3的進氣接觸下表面lcC和壁面 3bc。因此，可清除例如粘附在下表面lcC和壁面3bc上的機油。此外，也可在其中形成有間隙3的進氣口結構100Cb中避免氣流 控制閥1C的卡死，如下文所述。圖4圖示了進氣口結構100Cb的構 造。進氣口結構100Cb與進氣口結構100Ca相同，除了形成有間隙 G3。儘管在此實施方式的進氣口 3中進氣口結構100Cb不包括分隔壁 3a，但是進氣口結構100Cb也可包括分隔壁3a。如圖4所示，在進氣 口結構100Cb中，當氣流控制閥1C完全關閉或部分打開時，在氣流 控制閥1C的一個端部ldC與壁面3bd之間形成間隙G3。因而，當氣 流控制閥1C完全關閉或部分打開時，進氣流經間隙G3，即，進氣沿 壁面3bd流動。因此，可更適當地清除例如粘附在壁面3bd上的此外，氣流控制閥1C的一個端部ldC的形狀可形成為使得間隙G3 在上遊位置處部分的橫截面面積大於間隙G3在下遊位置處部分的橫 截面面積。通過這種構造，可通過將進氣引導至間隙G3來更適當地 清除例如粘附在壁面3bd上的機油。壁面3bd和氣流控制閥1C可形成為使得僅在氣流控制閥1C的打 開量處於預定範圍內時形成間隙G3。例如，可僅在氣流控制閥1C完 全關閉時、或僅在氣流控制閥1C部分打開時形成間隙G3。而且，在 圖3和圖4所示的進氣口結構中，也可採用例如不包括另一個端部一 —即位於閥軸2的另一側的部分一_的氣流控制閥來替代氣流控制閥 1C。然而，這種情況中，當氣流控制閥完全關閉或部分打開時，通道 E的橫截面面積是恆定的，因此，進氣的流量和流速不會改變。因而， 可實現避免氣流控制閥1C卡死的進氣口結構100C。將說明根據第四實施方式的進氣口結構100Da。根據第四實施方 式的進氣口結構100Da與根據第二實施方式的進氣口結構100B相同， 除了下述要點之外。圖5圖示了進氣口結構100Da的構造。進氣口結 構100Da包括氣流控制閥1B，其一端由閥軸2支撐，與圖5所示的根 據第二實施方式的進氣口結構100B相同。此外，進氣口結構100Da 包括設置在壁面3be上的氣流引導部H。在根據此實施方式的進氣口 結構100Da中，氣流引導部H於閥軸2的下遊位置處一~"即在閥軸2 與燃燒室4之間的位置處一一設置在鄰近間隙G2的壁面3be上，不 論氣流控制閥1B是打開還是關閉都形成有所述間隙G2。氣流引導部 H將已通過間隙G2的進氣導向鄰近通道E的壁面3bb。更具體地， 在此實施方式中，氣流引導部H形成為壁面3be的階梯部，如圖5所 示。然而，氣流引導部H的形狀不限於這種形狀。例如，氣流引導部 H可具有圓柱形的內表面，其可將已通過間隙G2的進氣更平滑地引 導向壁面3bb。在根據本實施方式的進氣口結構100Da中，進氣口 3 不包括分隔壁。當氣流控制閥1B關閉時，進氣氣流F1通過窄的通道E。因此， 進氣氣流F1的流速增加，且進氣氣流F1向壁面3bb偏轉。此時，在 根據此實施方式的進氣口結構100Da中，氣流引導部H將已通過間隙 G2的進氣氣流F3引導向壁面3bb。然後，被引導向壁面3bb的進氣氣流F3改變為噴泉狀的氣流，如圖5所示。噴泉狀氣流將已通過通道 E的氣流F1朝上地推向壁面3bb。因而，可抑制進氣氣流F1的擴散 和進氣流速的降低。圖6A和圖6B圖示了才艮據此實施方式的進氣口結構100Da中的進 氣運動。更具體地，圖6A圖示了當進氣流入進氣口結構100Da時進 氣氣流F在進氣口 3中的流速分布。圖6B是進氣口結構100Da沿線 A-A截取的截面圖，其與圖9C中沿線A-A截取的截面圖類似。如圖 6A所示，在根據此實施方式的進氣口結構100Da中，與圖9A所示的 進氣口結構200相比，抑制了進氣氣流Fl的擴散。由此，進氣氣流 Fl保持偏轉。因而，可抑制進氣流速的降低。由此，可抑制形成於燃 燒室4內的翻轉流強度的降低。在進氣氣流Fl通過沿與進氣氣流Fl 的方向相反的方向注入輔助空氣而保持偏轉的情況中，進氣氣流F1被 輔助空氣減弱。然而，在才艮據此實施方式的進氣口結構100Da中，當 進氣氣流Fl要擴散時，通過向上推進氣氣流Fl使進氣氣流Fl保持 偏轉。因此，抑制了進氣氣流F1的減弱。由此，可適當地增加燃燒室 4內形成的翻轉流的強度。如圖6B所示，在根據此實施方式的進氣口結構100Da中，即將收 縮的進氣氣流F1部分由進氣氣流F3向上推。由此，抑制了該部分進 氣氣流F1的收縮。由此，進氣也流經X部。因此，可抑制燃料粘附 於進氣門，並且可利用燃料形成空氣燃料混合物。這抑制了內燃發動 機的燃料效率的降低並減少了排放。圖6A和圖6B所示的噴泉狀氣流 還抑制了圖1所示的巻流F2的形成。因此，可通過流經間隙G2的進 氣氣流F3的作用以及通過此噴泉狀氣流的作用來抑制沉積物的形成。 因而，可避免氣流控制閥1B卡死。實驗結果證明，與圖9所示的進氣 口結構200相比，儘管翻轉流的強度根據氣流控制閥1B的打開量改變， 根據此實施方式的進氣口結構100Da中的翻轉流的強度還是增加了將 近20%。同樣地，在進氣口結構100Db中，翻轉流的強度可進一步適當地 增加，同時進氣氣流F保持偏轉。進氣口結構100Db與進氣口結構 100Da相同，除了設置氣流控制閥1D而不是氣流控制閥氣流控制閥 1B，並且沒有形成間隙G2。圖7圖示了進氣口結構100Db的構造，其中設置有氣流控制閥ID而不是氣流控制閥1B，並且沒有形成間隙 G2。在圖7所示的進氣口結構100Db中，在氣流控制閥1D中形成狹 縫形狀的孔S而不是形成間隙G2。孔S在垂直於列印有圖7的紙張平 面的方向延伸。如圖7所示，孔S形成為使得在氣流控制閥1D關閉 時進氣氣流F4導向氣流引導部H。因而，在根據此實施方式的進氣口 100Db中，與進氣口結構100Da中相同，進氣氣流F1被向上推。即， 同樣地，在根據此實施方式的進氣口結構100Db中，翻轉流的強度可 適當地增加，同時使進氣氣流F1保持偏轉。而且，可類似地抑制進氣 氣流F1的收縮。這抑制了內燃發動機的燃料效率的下降，並且減少了 排放。此外，可類似地抑制圖1所示的巻流F2的形成。因此，可抑制 沉積物的形成，並可避免氣流控制閥1D卡死。
同樣地，在下述的進氣口結構100Dc中，翻轉流的強度可適當地增 加，同時進氣氣流Fl保持偏轉。圖8圖示了進氣口結構100Dc的構造。 與進氣口結構100Da相同，進氣口結構100Dc包括氣流控制閥1B。此夕卜， 在壁面3bf靠近閥軸2的一側形成連通通道U，而不是形成間隙G2。連 通通道U從氣流控制閥1B的上遊位置延伸至氣流控制閥1B的下遊位置。 如圖8所示，通過形成連通通道U而不是形成間隙G2，已通過連通通道 U的進氣氣流F5由氣流引導部H改變為噴泉狀。因而，進氣氣流F1被 向上推，與進氣口結構100Da和100Db相同。由此，翻轉流的強度可更 適當地增加。而且，同樣地，在進氣口結構100Dc中，可抑制進氣氣流 Fl的收縮。這抑制了內燃發動機內的燃料效率的降低，並減少了排放。 此外，同樣地，在進氣口結構100Dc中，可抑制如圖1所示的巻流F2的 形成。因此，可抑制沉積物的形成，並可避免氣流控制岡1B卡死。因而， 可實現這樣的進氣口結構100D:其避免了氣流控制閥1B或1C的卡死， 通過進氣氣流F1適當地增加了形成於燃燒室4內的翻轉流的強度，並且 抑制了內燃發動機的燃料效率的下降，並減少了排放。
雖然已參照其示例實施方式對本發明進行了說明，但是應當理解本發 明不限於示例的實施方式或結構。相反地，本發明意圖涵蓋各種改型和 等同設置。此外，雖然在各個示例性的組合和構造中示出了示例實施方 式的各個元件，但是其它包括或多或少或僅僅一個元件的組合和構造也 落在本發明的精神和範圍之內。
權利要求
1. 一種用於內燃發動機的進氣口結構，其包括閥軸，其設置在進氣口中；以及氣流控制閥，其在所述氣流控制閥的一端處或在靠近所述端的位置處由所述閥軸支撐，其特徵在於在所述氣流控制閥和所述進氣口的位於所述閥軸的一側的壁面之間形成有間隙。
2. —種用於內燃發動機的進氣口結構，其包括閥軸，其設置在 進氣口中；以及氣流控制閥，其由所述閥軸支撐，其中在所述氣流控制 閥打開時，在所述氣流控制閥和所述進氣口的位於所述閥軸的一側的部 分壁面之間形成有通道，其特徵在於根據所述氣流控制閥的打開量，在所述氣流控制閥和所述進氣口的 與鄰近所述通道的部分壁面相對的另一部分壁面之間形成間隙。
3. 如權利要求1或2所述的用於內燃發動機的進氣口結構，其中 在所述進氣口側視圖中所述閥軸設置在低於所述進氣口的軸線的位置 處。
4. 如權利要求2所述的用於內燃發動機的進氣口結構，其中所述 間隙在所述氣流控制閥的打開量大於或等於預定量時形成，且所述間隙 在所述打開量小於所述預定量時封閉。
5. 如權利要求2所述的用於內燃發動機的進氣口結構，其中所述 間隙在所述氣流控制閥的打開量大於或等於預定量時封閉，且所述間隙 在所述打開量小於所述預定量時形成。
6. 如權利要求2所述的用於內燃發動機的進氣口結構，其中所述 間隙在所述氣流控制閥的打開量處於預定範圍內時形成。
7.如權利要求2至5中任一項所述的用於內燃發動機的進氣口結 構，其中所述氣流控制閥的端部形成為使得所述間隙在進氣流動方向的 上遊位置部分的橫截面面積大於所述間隙在所述方向的下遊位置部分 的橫截面面積。
8.如權利要求2至5中任一項所述的用於內燃發動機的進氣口結 構，其中於所述氣流控制閥的下遊位置處在鄰近所述間隙的部分壁面上 設置有氣流引導部；並且所述氣流引導部將已通過所述間隙的進氣導向 所述鄰近所述通道的部分壁面。
9. 一種用於內燃發動機的進氣口結構，其包括閥軸，其位於進 氣口中；以及氣流控制閥，其在所述氣流控制閥的一端處由所述閥軸支 撐，其中在所述氣流控制閥打開時，在所述氣流控制閥和所述進氣口的 位於所述閥軸的一側的部分壁面之間形成有通道，其特徵在於所述氣流控制閥的一端接觸所述進氣口的與鄰近所述通道的部分 壁面相對的另一部分壁面；並且在所述氣流控制閥中形成有孔，進氣通過所述孔。
10. 如權利要求9所述的用於內燃發動機的進氣口結構，其中在 所述與鄰近通道的部分壁面相對的那部分壁面上設置有氣流引導部；並分壁面。
11. 一種用於內燃發動機的進氣口結構，包括 閥軸，其設置在進氣口中；以及氣流控制閥，其在所述氣流控制閥的一端處或在靠近所述端的位置 處由所述閥軸支撐，其中在所述氣流控制閥和所述進氣口的壁面之間形成有間隙。
12. —種用於內燃發動機的進氣口結構，包括:閥軸，其設置在進氣口中；以及氣流控制閥，其在所述氣流控制閥的一端處或在靠近所述端的位置 處由所述閥軸支撐，其中在所述氣流控制閥打開時，在所述氣流控制閥和所述進氣口的位於 所述閥軸的一側的部分壁面之間形成有通道；並且根據所述氣流控制閥的打開量，在所述氣流控制閥和所述進氣口的 與鄰近所述通道的所述部分壁面相對的另一壁面部分之間形成間隙。
13. —種用於內燃發動機的進氣口結構，包括: 閥軸，其設置在進氣口中；以及氣流控制閥，其在所述氣流控制閥的一端處由所述閥軸支撐，其中在所述氣流控制閥打開時，在所述氣流控制閥和所述進氣口的位於 所述閥軸的一側的部分壁面之間形成有通道；所述氣流控制岡的一端接觸所述進氣口的與鄰近所述通道的部分 壁面相對的另一壁面部分；並且在所述氣流控制閥中形成有孔，進氣通過所述孔。
全文摘要
根據本發明的用於內燃發動機的進氣口結構包括閥軸，其設置在進氣口中；以及氣流控制閥，其在所述氣流控制閥的一端處或在靠近這一端的位置處由閥軸支撐。在所述氣流控制閥和所述進氣口的位於所述閥軸的一側的壁面之間形成有間隙。由於進氣氣流通過所形成的間隙，抑制了沉積物的形成，並避免了所述氣流控制閥卡死。
文檔編號F02D9/10GK101305174SQ200680041778
公開日2008年11月12日 申請日期2006年9月7日 優先權日2005年9月8日
發明者若林真也, 阿部和佳 申請人:豐田自動車株式會社