內燃發動機的進氣口結構的製作方法

2023-09-16 01:46:00

專利名稱：內燃發動機的進氣口結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃發動機的一種進氣口結構，更具體地說，本發明 涉及內燃發動機的如下的一種進氣口結構，這種進氣口結構包括氣流 控制閥，所述氣流控制閥在其近端處樞轉地支撐在進氣口內壁附近。
背景技術：
一種公知的內燃發動機的進氣口結構包括氣流控制閥，所述氣流 控制閥產生渦流，例如翻轉流(縱向渦流)和旋渦流(橫向渦流)。這 種渦流有利於燃料和空氣的混合併且有助於火焰在燃燒室內蔓延，從 而提高了燃燒效率。另外，通過使用這種渦流，可以在每個火花塞周 圍集中濃的混合氣並且執行分層燃燒。在這些進氣口結構中，公知一 種進氣口結構，其中在其近端處被樞轉地支撐的氣流控制閥通過縮進
進氣口的內壁中而完全打開，例如，在日本實用新型申請公開No. 7-25264中7>開的進氣口結構。
要允許氣流控制閥的樞轉運動，必需在氣流控制閥的每側在氣流 控制閥的側端和進氣口的面對氣流控制閥的相同側端的內壁之間提供 間隙(空隙)。圖7A至圖7C示意性地示出內燃發動機的傳統的進氣 口結構100X (後面簡稱其為"進氣口結構")，該進氣口結構包括氣流 控制閥1X，該氣流控制閥1X在其近端處樞轉地支撐在閥杆2上。更 具體地說，圖7A示出在氣流控制閥1X完全閉合的狀態下的進氣口結 構100X，圖7B示出在氣流控制閥IX完全打開的狀態下的進氣口結 構100X,以及圖7C為易於理解氣流控制閥IX的形狀而示出氣流控 制閥IX的外觀及其相應部分的名稱。
在進氣口 10X中形成有凹部IIX。如圖7B中所示，當氣流控制閥 1X完全打開時，氣流控制閥1X縮進形成於進氣口 IOX的內壁中的凹 部11X中。由於凹部IIX這樣地形成在進氣口 10X中，所以凹部IIX、
進氣口 10x的內壁以;s^本上垂直於這些凹部和內壁的壁形成臺階。 同時，間隙形成在氣流控制閥ix的側端和進氣口 iox的內壁之間。 因此，當氣流控制閥ix完全閉合時，除了流過有意做窄的進氣通道的
主氣流F1外，進氣還作為間隙氣流F2流過這些間隙。 一些間隙氣流 F2在經過間隙後與臺階相碰並且因此向上改變其方向，就像在臺階處 彈起一樣。此間隙氣流F2會干擾主氣流F1，使主氣流在燃燒室中難 以穩定地產生渦流。
近些年中，廣泛採用了滯後內燃發動機的點火正時的點火正時滯 後控制，以在發動機啟動後快速將催化劑的溫度升高到反應溫度。但 是，當在包括用於產生渦流的氣流控制閥的內燃發動機中執行點火正 時滯後時，重要的^1A否可以利用渦流保持燃燒的期望穩定性，換言 之，是否可以穩定地產生渦流，這是要實現穩定燃燒的基本需要。即， 除非能穩定地產生渦流，否則點火正時滯後相應地被限制，結果，也 不可避免地限制內燃發動機的排放效果。

發明內容
本發明提供了一種內燃發動機的進氣口結構，其能夠通過使由流 過氣流控制閥側面間隙的進氣的間隙氣流對進氣的主氣流產生的影響 最小化來減少內燃發動機的排放。
本發明的一方面涉及內燃發動機的進氣口結構。該進氣口結構具 有進氣口、設置在進氣口內壁附近的閥杆、以及氣流控制閥，所述氣 流控制閥的近端樞轉地支撐在閥杆上，遠端在氣流控制閥完全打開時 成為進氣口的內壁的一部分。進氣口的內壁具有凹部，當氣流控制閥 完全打開時氣流控制閥部分地或全部地縮進該凹部中。該凹部具有位 於上述近端下遊的氣流平滑部分。另外，才艮據本發明的一個方面，該 凹部形成為不具有臺階。另外，氣流控制閥的每個側端和進氣口的面 對該側端的內壁之間形成有間隙，當氣流控制閥完全閉合時進氣的間 隙氣流流過該間隙。根據本發明的該方面，因為流過該間隙的進氣即 間隙氣流不與臺階相碰，因此不會干擾主氣流，例如，能夠減小所產 生的渦流的強度不均勻性。即，才艮據本發明的上述方面，能夠穩定地 產生渦流，因此如果內燃發動機的點火正時進一步滯後則可以維持利
用渦流的燃燒模式。相應地，催化劑的溫度iSil升高到其反應溫度以 減少內燃發動機的排放。另外，^L據本發明的該方面，由於能夠可靠 地實現理想的燃燒狀態，所以可以預期到由於燃燒狀態變化而4吏得產 生的排放減少。
同時，句子"在氣流控制閥完全打開時，氣流控制閥的遠端成為 進氣口的內壁的一部分"意思是進氣口並不包括這樣的隔板，在氣流 控制閥半開時，氣流控制閥的遠端位於隔板附近，以維持主氣流的偏 斜狀態。即，考慮到，當在進氣口中設置有隔板時，流過位於氣流控 制閥的側端的間隙的進氣不到達主氣流。這就是本句要表達的意思。 可以適用的;l部分地未形成臺階的情況。同時，在圖7A和圖7B中示 出了 "臺階"的典型示例，臺階由進氣口的內壁、凹部、以及與進氣 口的內壁和所述凹部中每一個都垂直的表面限定。但是，應當理解， "臺階"的定義包括任意的形狀，只要其功能上必然允許厚庋基本不 變的氣流控制閥縮進進氣口的內壁中即可。基於如下事實一一即該遠 端在氣流控制閥的樞轉運動期間形成弧形軌跡，功能上必然的形狀的 示例可以是形成於內壁和凹部之間的弧形，使得該部分不與氣流控制 閥的遠端相干涉。替代弧形表面，功能上必然的形狀的另一示例還可 以是形成在內壁和凹部之間並且傾斜以防止與氣流控制閥的遠端相干 涉的表面。換言之，根據本發明的本方面，鑑於主氣流受間隙氣流幹 擾的可能性，用於防止與氣流控制閥的遠端幹涉的功能上必然的形狀 可以在不形成臺階的情況下實現。
"功能上必然的形狀"包括基本上能夠使氣流控制閥縮進進氣口 的內壁中並且防止進氣口的內壁和氣流控制閥之間幹涉的形狀。"功能 上必然的形狀"並不包括實現根據本發明的方面所預期的有益效果的 形狀。即，凹部的形狀可以取決於氣流控制閥的形狀。因此，儘管事 實並非如此，但是如果假設氣流控制閥是進氣口結構的主要元件，則 一些功能形狀可能會至關重要。但是，例如，只要根據本發明的方面 所採用的如下所述的形狀對應於根據本發明的方面所預期的有益效 果，則並不認為它們是"功能上必然的形狀"，即使假設氣流控制閥為 主要元件時也是這樣。這種結構被認為是本發明的方面。另外，儘管 形成凹部以在氣流控制閥完全打開時存儲氣流控制閥，但是本發明也 包括如下結構，即所述結構包括的氣流控制閥在氣流控制閥完全打開
時不完全縮進凹部中，只要以相同的結構實現了根據本發明的方面所 預期的、將在下面描述的有益效果即可。
在本發明的一個方面中，凹部可以具有底表面，所述底表面從其 上遊端開始向進氣口之內傾斜以形成氣流平滑部分。在這種情況下， 例如，通過將氣流控制閥的底表面形成為在氣流控制閥完全打開時不 與凹部的底表面幹涉的形狀，或者通過將氣流控制閥形成為通過切去
當氣流控制閥完全打開時變成不工作體積(dead volume)的上部所獲 得的形狀，可以使得當氣流控制閥完全打開時氣流控制閥能夠全部地 縮進進氣口的內壁中。
在本發明的另一方面中，底表面可以形成為部分地與間隙對應。 應當注意，"與間隙對應"意思是"與流過間隙的進氣的流動方式或模 式對應"。即，在本發明的該方面中，底表面可以部分地形成在需要防 止主氣流受到間隙氣流幹擾的部分處。
在本發明的另一方面中，凹部具有下遊內表面，下遊內表面從其 上遊端開始向進氣口之內傾斜以形成氣流平滑部分。在這種情況下， 例如，通過將氣流控制閥的底表面形成為在氣流控制閥完全打開時不 與凹部的下遊內表面幹涉的形狀，當氣流控制閥完全打開時，氣流控 制閥能夠全部地縮進進氣口的內壁中。
在本發明的另一方面中，氣流控制閥的每個側端和進氣口的面對 該側端的內壁之間形成有間隙，並且下遊內表面可以形成為部分地與 該間隙對應。
在本發明的另一方面中，在凹部的下遊可以設置有使得進氣口中 的進氣通道分開的隔板。根據此結構，隔板有效地防止經過氣流控制 閥處的間隙的進氣達到主氣流。如果基於進氣的流動方式或模式確定 隔板的形狀，從而在氣流控制閥完全打開時不幹擾進氣流，則能夠最 小化阻礙進氣流的阻力。
才艮據本發明的上述方面，由流過氣流控制閥的側端的間隙的進氣 對主氣流產生的不利影響得到抑制，並且因此能夠穩定地產生渦流， 從而使得內燃發動機的排放量減少。


參照附圖，根據優選實施方式的如下描述，本發明的前述和其它 目的、特徵和優點將變得非常顯然，其中相同的附圖標記用以表示類
似的元件，並且圖中
圖1A至圖1C、以及圖1E是示意性地示出根據第一實施方式的進 氣口結構100A的視圖1D是示意性地示出作為第一實施方式改型示例的進氣口結構 100AX的視圖2A至圖2C是示意性地示出根據第二實施方式的進氣口結構 100B的視圖3A和圖3B是示意性地示出根據第三實施方式的進氣口結構 100C的視圖4A和圖4B是示意性地示出根據第四實施方式的進氣口結構 100D的視圖5A和圖5B是示意性地示出根據第五實施方式的進氣口結構 100E的視圖6A和圖6B是示意性地示出根據第六實施方式的進氣口結構 100F的視圖6C是示意性地示出作為第六實施方式的改型示例的進氣口結構 100Fa的進氣口結構；以及
圖7A至圖7C是示意性地示出具有氣流控制閥的傳統進氣口結構 100X的視圖，所述氣流控制閥在其近端處被支撐在閥杆2上。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發明的實施方式。
圖1A到圖1E是示意性地示出根據本發明第一實施方式的進氣口 結構100A和進氣口結構100AX的視圖。具體地說，圖1A是示出進 氣口結構100A以及作為內燃發動機50A的主要部件的氣釭體51、氣
缸蓋52A和活塞53A的視圖。圖IB是示出在氣流控制閥1A完全打 開的情況下進氣口結構100A的放大圖。圖1C是示出在氣流控制閥1A 完全閉合狀態下進氣口結構100A的放大圖。圖1D是示出在以氣i^ 制閥1X替代氣流控制閥1A的狀態下進氣口結構100A的放大圖。圖 1E是為了易於理解氣流控制閥1A形狀而示出氣流控制閥1A的外觀 的視圖。儘管在附圖中沒有指出，但是氣流控制閥1A相應部分的名稱 與圖7A至圖7C中所指出的氣流控制閥IX的相應部分的名稱相同。
內燃發動機50A是直噴式汽油發動機。但是，應當理解，第一實 施方式的進氣口結構100A的應用並不局限於所謂的稀燃發動機，即， 進氣口結構100A也可以應用到各種其它發動機，例如非直噴式汽油發 動機、柴油發動機等。內燃發動機50A是直列四缸發動機，但是內燃 發動機50A也可以是具有多於或少於四個氣釭或者具有非直列氣釭設 置的發動機。另外，儘管在此實施方式中僅描述氣釭51a的主要部分， 但是，應當理解，其它每個氣缸均具有與氣缸51a相同的結構。
內燃發動機50A包括氣釭體51、氣釭蓋52A以及活塞53.呈筒 形的氣缸51a形成於氣缸體51中，並且活塞53設置在氣釭51a中。 氣缸蓋52A固定在氣缸體51的頂上。燃燒室54是由氣缸體51、氣釭 蓋52A以及活塞53圍成的空間。在氣釭蓋52A中形成有進氣口 10A 和排氣口 20，進氣通過進氣口 IOA被抽到燃燒室54中，燃燒後的氣 體通過排氣口 20從燃燒室54排出。圖中未示出的進氣門被設置為打 開和閉合進氣口 IOA的通道，圖中未示出的排氣門被設置為打開和閉 合排氣口 20的通道。
岡杆2樞轉地支撐氣流控制閥1A,並且設置在進氣口 10A的內壁 附近.圖中未示出操作閥杆2的致動器。在此實施方式中，致動器是 步進電機。但是，應當理解，致動器並不局限於步進電機，還可以是 其它設備或部件。致動器可以經由例如連杆機構、齒輪齒條機構以及 減速機構等適當的機構連接到閥杆2。氣流控制閥1A是用於改變進氣 流量和進氣流速的部件，氣流控制閥1A在其近端樞轉地支撐在閥杆2 上。在氣流控制閥1A的遠端處形成有切口部分，以在氣流控制閥1A 完全閉合時加速主氣流。當致動器受到圖中未示出的ECU(電控單元) 的控制而改變氣流控制閥1A的角度時，進氣的流量和流速也相應地改 變。當氣流控制閥1A從完全閉合位置改變到半打開位置時進氣流在進 氣口 10A內偏斜，因此在燃燒室54內產生強大的翻轉流T。應當注意， 在活塞53的冠狀部處可以形成有用於引導翻轉流T的空腔。另外，還 應當注意，燃燒室54內產生的渦流並不局限於翻轉流T，而是可以包 括沿相反方向形成旋渦的翻轉流、渦流、或者例如由翻轉流T和渦流 結合形成的斜向翻轉流。
在此實施方式中，在進氣口 10A的內壁中形成凹部11A,當氣流 控制閥1A完全打開時氣流控制閥1A縮進到凹部11A中。凹部11A 具有底表面，底表面從其上遊端開始向進氣口 IOA之內傾斜，沿岡杆 2延伸的方向測量的凹部11A的寬JLi4Ui等於進氣通道的寬度。從 而，凹部IIA提供了另一空間，當沿閥杆2的延伸方向觀察時該空間 呈三角形。即，凹部11A具有垂直於閥杆2的延伸方向剖取的三角形 橫截面。氣流控制閥1A具有的三角形形狀與凹部11A的三角形形狀 基本上相同或互補。具體地說，氣流控制閥1A的形狀通過使被切表面 變平的方式切去如圖中7所示氣流控制閥IX的上部分而獲得，所述上 部分在氣流控制閥IX完全打開時變成不工作體積。氣流控制閥1A的 這種形狀適於使氣流控制閥1A能夠縮進進氣口 10A的內壁中，即， 凹部11A中。從而，當氣流控制閥1A完全打開時氣流控制閥1A縮進 進氣口10A的內壁中，如圖1B中所示。因而，氣流控制閥1A、閥杆 2以及進氣口 IOA組成第一實施方式的進氣口結構100A。
接下來將參照圖1C描述當氣流控制閥1A完全閉合時進氣如何流 動。當氣流控制閥1A完全閉合時，流過切口部分的進氣形成主氣流 Fl。另外，當氣流控制閥1A完全閉合時，進氣還流過間隙，並且進 氣的這種流動形成間隙氣流F2。在此實施方式中，由於凹部11A具有 從其上遊端開始向進氣口 IOA之內傾斜的底表面，所以因為設置了用 於縮進氣流控制閥1A的凹部11A而沒有形成臺階。在此實施方式中， 底表面可以看成是本發明的氣流平滑部分。因此，間隙氣流F2在與進 氣口 IOA的內壁石並撞後，沿著內壁流到下遊側，而不將其方向改向主 氣流F1。因而，能夠使得從間隙氣流F2到主氣流F1的擾動最小，並 且因此在燃燒室54中能夠穩定地產生翻轉流T。另外，根據上述結構， 在發動機啟動後能夠進一步滯後點火正時，使得催化劑的溫度更快地 升高到其反應溫度以減少內燃發動機的排放。
凹部IIA形成為具有易於生產等的平面。但是，底表面的形狀並
不局限於平面，其還可以是單個曲面、兩個或多個曲面的組合、平面
的組合或平面和曲面的組合。儘管優選地氣流控制閥1A成形為使得在 氣流控制閥1A完全打開時能夠縮進進氣口 IOA的內壁中，但是也可 以用氣流控制閥1X替代氣流控制閥1A，如圖1D中所示的進氣口結 構100AX中一樣。但是，在這種情況下，伸到進氣通道中的上部分變 成無用容積，不期望地增加阻礙進氣流的阻力。鑑於此，第一實施方 式的進氣口結構100A抑制間隙氣流F2對主氣流Fl的不利影響，這 使得能夠穩定地產生渦流，從而減少內燃發動機的排放。
圖2A到圖2C是示意性地示出根據本發明第二實施方式的進氣口 結構100B的視圖。具體地說，圖2A是示出在氣流控制閥1B完全打 開的狀態下進氣口結構100B的視圖。圖2B是示出在氣流控制閥1B 處於完全閉合狀態下進氣口結構100B的視圖。圖2C是為了易於理解 氣流控制閥1B的形狀而示出氣流控制閥1B的外觀的視圖。雖然在圖 中未示出，但是氣流控制閥1B的相應部分的名稱與圖7A到圖7C中 所示的氣流控制閥IX的相應部分的名稱相同。除其中形成有凹部11A 的進氣口 10A由其中形成有具有下遊端表面B的凹部11B的進氣口 IOB替代、氣流控制閥1A由氣流控制閥1B替代之外，第二實施方式 的進氣口結構100B與第一實施方式的進氣口結構100A相同。除進氣 口結構100A由進氣口結構100B替代之外，圖中未示出的第二實施方 式中的內燃發動機的配置與第 一實施方式中內燃發動機50A的配置相 同。因而，氣流控制閥1B、閥杆2、以及進氣口 IOB組成第二實施方 式的進氣口結構100B。
凹部lib形成在進氣口 10B的內壁中，當氣流控制閥IB完全打開 時，氣流控制閥IB縮進凹部lib中。凹部llb具有下遊內表面B，下 遊內表面B從其上遊端向進氣口 IOB之內傾斜。即，凹部llb具有在 垂直於閥杆2延伸方向剖取的梯形橫截面。同時，氣流控制閥1B的形 狀通過使被切表面變平的方式切去如圖7A至7C中所示的氣流控制閥 1X的一部分而獲得，當氣流控制岡1X完全打開時該部分與下遊內表 面B幹涉。從而，當氣流控制閥1B完全打開時氣流控制閥1B縮進進 氣口10B的內壁中，如圖2A中所示。如圖2B中所示，因為i殳置了下 遊內表面B，即，因為沒有設置在氣流控制閥1B完全閉合時對主氣流 Fl產生不利影響的臺階，所以間隙氣流F2沿著下遊內表面B流到下
遊側。因此，能夠穩定地產生翻轉流T，並因而能夠減少內燃發動機 的排放。從而，第二實施方式的進氣口結構100B抑制由間隙氣流F2 對主氣流F1引起的不利影響，這使得能夠穩定地產生渦流並且因而減 少內燃發動機的排放。
圖3A和圖3B是示意性地示出根據本發明第三實施方式的進氣口 結構100C的視圖。具體地說，圖3A是示出在氣流控制閥1C完全打 開狀態下進氣口結構100C的視圖。圖3B是示出在氣流控制閥1C完 全閉合的狀態下進氣口結構100C的視圖。除由其中形成有具有下遊內 表面C的凹部11C的進氣口 10C替代其中形成有凹部11A的進氣口 IOA並且由氣流控制閥1C替代氣流控制閥1A之外，第三實施方式的 進氣口結構100C與第一實施方式的進氣口結構IOOA相同。除由進氣 口結構100C替代進氣口結構100A之外，圖中未示出的第三實施方式 中的內燃發動機的配置與第一實施方式中的內燃發動機50A的配置相 同。雖然為了描述方4更而以不同的附圖標記標出，但是第三實施方式 中的氣流控制閥1C與圖7A至圖7C中所示的氣流控制閥1X相同。 從而，當氣流控制閥1C完全打開時，氣流控制閥1C縮進進氣口 10C 的內壁中，如圖3A中所示。因而，氣流控制閥1C、閥杆2、以及進 氣口 IOC組成第三實施方式的進氣口結構IOOC。
進氣口 10C的凹部IIC具有下遊內表面C,下遊內表面C從其上 遊端開始向進氣口 IOC之內傾斜。即，凹部11C具有垂直於閥杆2延 伸方向剖取的梯形橫截面。從而，沒有設置對主氣流F1引起不利影響 的臺階，並且因此當氣流控制閥1C完全閉合時間隙氣流F2沿著表面 C流到下遊側。因此，能夠穩定地產生翻轉流T，並因而能夠減少內 燃發動機的排放。因而，第三實施方式的進氣口結構100C抑制間隙氣 流F2對主氣流F1引起的不利影響，這使得能夠穩定地產生渦流，並 且從而減少內燃發動機的排放。
圖4A和圖4B是示意性地示出根據本發明第四實施方式的進氣口 結構100D的視圖。具體地說，圖4A是示出在氣流控制閥1D完全打 開的狀態下進氣口結構100D的視圖。圖4B是示意性地示出沿著由Z 軸指定的方向觀察到的進氣口結構100D的視圖。除其中形成有凹部 11A的進氣口 10A由其中形成有具有下遊內表面D的凹部11D的進氣 口 IOD替代並且氣流控制閥1A由氣流控制閥1D替代之外，第四實施
方式的進氣口結構100D與第一實施方式的進氣口結構IOOA相同。除 進氣口結構100A由進氣口結構IOOD替代之外，圖中未示出的第四實 施方式的內燃發動機的配置與第一實施方式的內燃發動機50A的配置 相同。雖然為了描述方便而以不同的附圖標記標出，但是第四實施方 式中的氣流控制閥1D與圖7A至圖7C中所示的氣流控制閥1X相同。 因而，當氣流控制閥1D完全打開時氣流控制閥1D縮進進氣口 10D的 內壁中，如圖4A中所示。氣流控制閥1D、閥杆2、以及進氣口 10D 組成第四實施方式的進氣口結構IOOD。
凹部11D具有下遊內表面D，所述下遊內表面D從其上遊端開始 向進氣口 IOD之內傾斜。下遊內表面D分開地並且部分地形成為與相 應的間隙對應。更具體地i兌，當沿閥杆2延伸的方向從進氣口 10D的 面對氣流控制閥1D的相應側端的內壁部分測量時，下遊內表面D形 成為使4f^個下遊內表面D具有特定的寬度。每個下遊內表面D的寬 JL^於間隙氣流F2的流動模式或方式確定。應當注意，每個下遊內表 面D的位置可以基於間隙氣流F2的流動模式或方式而沿閥杆2延伸 的方向改變。根據此結構，因為沒有設置對主氣流F1產生不利影響的 臺階，所以當氣流控制閥1D完全閉合時間隙氣流F2沿著下遊內表面 D流到下遊側，如圖4B中所示。因此，能夠穩定地產生翻轉流T,並 且因而能夠減少內燃發動機的排放。因此，第四實施方式的進氣口結 構100D抑制由間隙氣流F2對主氣流Fl產生的不利影響，4吏得能夠 穩定地產生渦流並且因而減少內燃發動機的排放。
圖5A和圖5B是示出根據本發明第五實施方式的進氣口結構100E 的視圖。具體地說，圖5A是示出在氣流控制閥1E完全打開的狀態下 的進氣口結構100E的視圖。圖4B是示意性地示出如沿箭頭Z所標的 方向觀察時進氣口結構100E的視圖。除其中形成有凹部11A的進氣 口 IOA由其中形成有具有下遊內表面E的凹部IIE的進氣口 IOE替代 之外，第五實施方式的進氣口結構IOOE與第一實施方式的進氣口結構 IOOA相同。除由進氣口結構100E替代進氣口結構IOOA之外，圖中 未示出的第五實施方式中內燃發動機的配置與第一實施方式中內燃發 動機50A的配置相同。因此，氣流控制閥1E、閥杆2、以及進氣口 10E 組成第五實施方式的進氣口結構IOOE。
凹部11E形成在進氣口 10E的內壁中，並且當氣流控制閥1E完
全打開時氣流控制閥IE縮進凹部11E中。凹部11E具有下遊內表面E， 下遊內表面E從其上遊端開始向進氣口 IOE之內傾斜。下遊內表面E 分開地並且部分地形成為與相應的間隙對應。更具體地說，當沿閥杆 2延伸的方向從進氣口 IOE的面對氣流控制閥1E的相應側端的內壁部 分測量時，下遊內表面E形成為使得每個下遊內表面E具有特定的寬 度。每個下遊內表面E的寬復基於間隙氣流F2的流動模式或方式確 定。應當注意，，每個下遊內表面E的位置可以基於間隙氣流F2的流 動模式或方式而沿閥杆2延伸的方向改變。同時，氣流控制岡1E的形 狀通過使被切表面變平的方式切去如圖7A至7C所示的氣流控制閥 IX的與相應的表面E幹涉的部分獲得。從而，當氣流控制閥1E完全 打開時氣流控制閥1E縮進進氣口 IOE的內壁中。
另外，在第五實施方式中，因為形成了下遊內表面E，即，因為 沒有設置對主氣流F1引起不利影響的臺階，所以間隙氣流F2沿著表 面E流到下遊側。因此，能夠穩定地產生翻轉流T，並且因而能夠減 少內燃發動機的排放。第五實施方式的進氣口結構100E是部分形成下 遊內表面的示例，並且對應於第二實施方式的進氣口結構100B。但是， 進氣口結構100E可以替代地使得例如下遊內表面部分地形成為適於 第一實施方式的進氣口結構100A。因此，第五實施方式的進氣口結構 100E抑制由間隙氣流F2對主氣流F1產生的不利影響，這使得能夠穩 定地產生渦流並且因而減少內燃發動機的排放。
圖6A至圖6C是示意性地示出根據本發明第六實施方式的進氣結 構100F的視圖。具體地說，圖6A是示出當氣流控制閥1F完全閉合 的狀態下具有隔板13的進氣口結構100F的視圖。圖6B是示出沿著 由箭頭Z標出的方向觀察時進氣口結構100F的視圖。圖6C是示出用 隔板14替代隔板13的進氣口結構100Fa的視圖。除由進氣口 IOF替 代進氣口 IOB之外，第六實施方式的進氣口結構100F與第二實施方 式的進氣口結構100B相同。除另外設置了隔板13之外，進氣口 10F 的結構與進氣口 IOB的結構相同。雖然為描述方l更而以不同的附圖標 記標出，但是第六實施方式的氣流控制閥1F與第二實施方式中的氣流 控制閥1B相同。第六實施方式中的凹部11F和下遊內表面F與第二 實施方式中的凹部IIB和下遊內表面B相同。因此，當氣流控制閥F 完全打開時氣流控制閥1F縮進所述進氣口 10F的內壁中，如圖6A中
所示。氣流控制閥1F、閥杆2、進氣口 IOF、以及隔板13組成第六實 施方式的進氣口結構100F。
隔板13設置在凹部11F的下遊端的下遊，使得隔板13將進氣通 道分成兩個通道。隔板13基本平行於進氣口 IOF延伸的方向延伸預定 的距離，並且沿閥杆2延伸的方向從內壁的一側延伸到另一側。隔板 13的上遊端的位置和隔板13的長JL基於間隙氣流F2的流動模式或方 式確定。隔板13防止間隙氣流F2達到主氣流F1。因此，當如圖6B 中所示主氣流Fl完全閉合時，間隙氣流F2被隔板13擋住，使得間隙 氣流F2在沿著相應的表面F流動之後不流向主氣流Fl，並且這更可 靠地防止了主氣流F1受到間隙氣流F2的幹擾。因此，能夠穩定地產 生翻轉流T，並且因而能夠減少內燃發動機的排放。應當注意，如圖 6C中所示的隔板14可以替換隔板13。即，即使當隔板沿著閥杆2延 伸的方向部分地"^殳置時，即，當與間隙對應時，也可以抑制間隙氣流 F2朝向主氣流F1的流動。
另外，可以基於間隙氣流F2的流動模式或方式來確定4吏用隔板13 還是隔板14。而且，基於間隙氣流F2的流動方式或模式，適當數量 的、分別具有期望的長度、厚度、寬度並且形成為例如彎曲形狀等特 定形狀的隔板可以設置在適當的位置以取代隔板13、 14。雖然在包括 第六實施方式的前述實施方式中下遊表面B和F是平面，但是替代地 也可以形成為各種非平面，只要不形成對主氣流F1產生不利影響的臺 階即可。儘管優選地氣流控制閥1B至1F成形為使得它們中的每個在 完全打開時都能夠縮進進氣口的內壁中，但是它們的形狀也不局限於 此。因此，第六實施方式的進氣口結構100F抑制由間隙氣流F2對主 氣流F1引起的不利影響，這使得能夠穩定地產生渦流，並且從而減少 內燃發動機的排放。
雖然參照其示例性實施方式對本發明進行了描述，但是應當理解， 本發明並不局限於這些示例性實施方式和構造。相反，本發明意在覆 蓋各種改型和等價結構。另外，雖然以各種組合和配置示出了示例性 實施方式的各種元件，但是這些只是示例性的，包括更多元件、更少 元件或僅包括單個元件的其它組合和配置也落入本發明的精神和範圍 內。
權利要求
1.一種內燃發動機的進氣口結構，其特徵在於，包括進氣口；閥杆，所述閥杆設置在所述進氣口的內壁附近；以及氣流控制閥，所述氣流控制閥具有近端和遠端，所述近端樞轉地支撐在所述閥杆上，所述遠端在所述氣流控制閥完全打開時成為所述進氣口的內壁的一部分，其中所述進氣口的內壁具有凹部，在所述氣流控制閥完全打開時，所述氣流控制閥部分地或全部地縮進所述凹部中，並且所述凹部具有位於所述近端下遊的氣流平滑部分。
2. 根據權利要求1所述的進氣口結構，其中所述凹部形成為在其 下遊側不具有臺階。
3. 根據權利要求l所述的進氣口結構，其中所述凹部具有底表面， 所述底表面從其上遊端開始向所述進氣口之內傾斜以形成所述氣流平 滑部分。
4. 根據權利要求3所述的進氣口結構，其中所述底表面在其下遊 端處與所述進氣口的內壁連接。
5. 根據權利要求3和4中任一項所述的進氣口結構，其中所述氣 流控制閥的每個側端和所述進氣口的面對所述側端的內壁之間形成有 間隙，並且所述底表面形成為部分地與所述間隙對應。
6. 根據權利要求1所述的進氣口結構，其中所述凹部具有底表面 和下遊內表面，所述下遊內表面從其上遊端開始向所述進氣口之內傾斜 以形成所述氣流平滑部分。
7. 根據權利要求6所述的進氣口結構，其中所述氣流控制閥的每 個側端和所述進氣口的面對所述側端的內壁之間形成有間隙，並且所述 下遊內表面形成為部分地與所述間隙對應。
8. 根據權利要求1所述的進氣口結構，其中所述凹部具有垂直於 所述閥杆的延伸方向剖取的三角形橫截面。
9. 根據權利要求1所述的進氣口結構，其中所述凹部具有垂直於 所述閥杆的延伸方向剖取的梯形橫截面。
10. 根據權利要求9所述的進氣口結構，其中所述氣流控制閥的每 個側端和所述進氣口的面對所述側端的內壁之間形成有間隙，並且所述 凹部的梯形橫截面部分地與所述間隙對應。
11. 根據權利要求3至10中任一項所述的進氣口結構，其中當沿 所述閥杆的延伸方向剖M截面時，所述氣流控制閥具有與所述凹部互 4卜的橫截面。
12. 根據權利要求1至11中任一項所述的進氣口結構，其中所述 進氣口結構進一步包括隔板，所述隔板將所述進氣口中的進氣通道分 開，所述隔板位於所述凹部的下遊。
13. 根據權利要求12所述的進氣口結構，其中所述隔板沿所述閥 杆的延伸方向部分地設置。
14. 根據權利要求13所述的進氣口結構，其中所述氣流控制閥的 每個側端和所述進氣口的面對所述側端的內壁之間形成有間隙，並且所 述隔板部分地設置成與所述間隙對應。
15. 根據權利要求12所述的進氣口結構，其中所述隔板沿所述閥 杆延伸的方向從所述內壁的 一側延伸到另 一側。
16. 根據權利要求2、 3、 6、 8、 9和12中任一項所述的進氣口結 構，其中所述氣流控制閥的每個側端和所述進氣口的面對所述側端的內 壁之間形成有間隙，當所述氣流控制閥完全閉合時進氣的間隙氣流經過 所述間隙。
全文摘要
一種內燃發動機的進氣口結構，包括進氣口(10A)、設置在進氣口的內壁附近的閥杆(2)、以及氣流控制閥(IA)，氣流控制閥的近端樞轉地支撐在閥杆(2)上，氣流控制閥的遠端在氣流控制閥完全打開時成為進氣口的內壁的一部分。進氣口的內壁具有凹部，在氣流控制閥完全打開時，氣流控制閥部分地或全部地縮進該凹部中。該凹部具有位於近端下遊的氣流平滑部分。
文檔編號F02B31/06GK101375037SQ200780003820
公開日2009年2月25日 申請日期2007年2月15日 優先權日2006年2月17日
發明者吉松昭夫, 阿部和佳 申請人:豐田自動車株式會社