內燃機的進氣裝置製造方法

2023-04-30 11:17:56

內燃機的進氣裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種內燃機的進氣裝置，其在低負載狀態下產生渦流強的滾流，在中高負載狀態下抑制在上方通路流動的進氣，從而通過調整滾流的渦流強度來謀求燃燒效率的最優化。進氣分配閥（65）由板狀閥體（67）從旋轉軸（66）一體地延伸的方式構成，旋轉軸（66）以使該旋轉軸（66）的旋轉中心線（Cv）與隔板（60）的上遊端緣（61aa）平行地指向，並且位於該上遊端緣（61aa）的下方附近的方式旋轉自如地軸支承在進氣管（22），在內燃機處於低負載運轉時，進氣分配閥（65）利用板狀閥體（67）、或者利用板狀閥體（67）和旋轉軸（66）封閉下側進氣通路（Lp）的上遊側開口。
【專利說明】內燃機的進氣裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種搭載於車輛的內燃機的進氣裝置。
【背景技術】
[0002]存在如下構成進氣裝置的結構，S卩，在內燃機的低負載區域中，為了謀求降低燃燒效率，在燃燒室內使被吸入的進氣產生滾流，並且將燃料輸送到燃燒室上部的點火火花塞的周圍而分層，從而提高燃燒效率。
[0003]進氣埠和排氣埠從氣缸蓋的燃燒室的上頂面的進氣閥口和排氣閥口向彼此分離的方向彎曲並且延伸，該進氣埠向燃燒室引導的進氣中的、從接近進氣閥口的氣缸軸(缸膛的中心軸)的內側邊緣側向燃燒室的中央部吸入的進氣一邊朝向排氣側流入一邊下降到缸膛的排氣側，之後，沿著活塞頂面使氣流彎曲並上升到進氣側，從而形成縱渦即所謂的滾流。
[0004]因此，存在如下進氣裝置的一個例子(參照專利文獻1)，為了增大從接近進氣閥口的氣缸軸的內側邊緣側吸入的進氣的比例，利用隔壁將進氣埠的內部分隔成上下的通路，在隔壁的上遊側設置進行下方通路的開閉的進氣控制閥，在內燃機剛啟動後關閉下方通路，從而使在進氣埠的上方通路流動的進氣從作為上方通路的延長的進氣閥口的內側邊緣側被吸入，產生渦流強的滾流。
[0005]專利文獻1:日本特開2008-151078號公報
[0006]在專利文獻I的進氣裝置中，設置在進氣埠的隔壁上遊側的進氣控制閥使基端的軸部軸支承在進氣埠的下壁且旋轉，通過沿下壁的內面伏倒來打開下方通路的上遊側開口而在上下雙通路中流動進氣，通過向上方旋轉使前端緣與隔壁的上遊端緣相接來關閉下方通路的上遊側開口，從而僅在上方通路流動進氣。
[0007]因此，在內燃機剛啟動後，由於進氣控制閥關閉下方通路的上遊側開口，使進氣在上方通路流動並進入燃燒室內，所以產生渦流強的滾流，並且降低燃燒效率。
[0008]但是，在內燃機的中高負載區域中，如果滾流的渦流過強，則存在因急速燃燒而產生曲軸噪聲的情況。
[0009]因此，在中高負載區域中，想要抑制在進氣埠的上方通路流動的進氣，但是，在專利文獻I的進氣控制閥所進行的進氣控制中，不能通過僅局部地關閉上方通路的上遊側開口來抑制在上方通路流動的進氣。

【發明內容】

[0010]本發明是鑑於上述問題而做出的，其目的在於，提供一種內燃機的進氣裝置，其在低負載狀態下產生渦流強的滾流，在中高負載狀態下，通過抑制在上方通路流動的進氣來調整滾流的渦流強度，從而能夠謀求燃燒效率的最佳化。
[0011]為了達到上述目的，第一方面發明記載了一種內燃機的進氣裝置其在滑動自如地嵌合在氣缸體16的缸膛16b內的活塞25的頂面(日文:天井面)與同該頂面相對的氣缸蓋17的上頂面(日文:頂面)41之間構成有燃燒室40，
[0012]各進氣埠 44和排氣埠 45從向所述氣缸蓋17的所述上頂面開口的進氣閥口42和排氣閥口 43向彼此分離的方向彎曲且延伸地形成，
[0013]在進氣埠 44構成有與進氣管20連接而連續的進氣通路P，
[0014]在所述進氣管20設置有節流閥22，
[0015]所述進氣通路P被隔板60局部地分隔成通過燃燒室40的中央部的上側進氣通路Up和通過燃燒室40的外周部的下側進氣通路Lp，
[0016]在所述進氣管20的所述節流閥22的下遊，利用設置在所述隔板60的上遊的進氣分配閥65對在所述上側進氣通路Up和所述下側進氣通路Lp流動的進氣比例進行控制，
[0017]利用進氣控制機構71驅動控制所述進氣分配閥65，所述內燃機的進氣裝置的特徵在於，
[0018]所述進氣分配閥65由板狀閥體67從旋轉軸66 —體地延伸而構成，
[0019]所述旋轉軸66以使該旋轉軸66的旋轉中心線Cv與所述隔板60的上遊端緣61aa平行地指向，並且位於該上遊端緣61aa的下方附近，旋轉自如地軸支承在所述進氣管22，
[0020]在內燃機處於低負載運轉時，所述進氣分配閥65利用所述板狀閥體67、或者利用所述板狀閥體67和所述旋轉軸66封閉所述下側進氣通路Lp的上遊側開口。
[0021]第二方面發明的特徵在於，所述隔板60以使所述上側進氣通路Up的通路截面積比所述下側進氣通路Lp的通路截面積小的方式分隔所述進氣通路P。
[0022]第三方面發明的特徵在於，所述進氣分配閥65的所述旋轉軸66軸支承在旋轉中心線Cv與所述進氣通路P的最大上下寬度的中心軌跡即通路中心線Cp正交的位置。
[0023]第四方面發明的特徵在於，在所述板狀閥體67離開所述進氣管20的下側內周面而打開所述下側進氣通路Lp的上遊側開口時，所述進氣分配閥65打開所述旋轉軸66與所述隔板60之間而形成連通所述下側進氣通路Lp的中間通路Mp。
[0024]第五方面發明的特徵在於，所述進氣分配閥65構成為，從切開凹部65d沿切開底面延伸有所述板狀閥體67，所述切開凹部65d以與所述旋轉軸66的旋轉中心線Cv平行的面切開而成，所述切開凹部(65d)在與所述擱板(60)之間形成中間通路(Mp)。
[0025]根據第一方面發明所記載的內燃機的進氣裝置，進氣分配閥65由板狀閥體67從旋轉軸66 —體地延伸的方式構成，旋轉軸66以使該旋轉軸66的旋轉中心線Cv與所述隔板60的上遊端緣61aa平行地指向，並且位於該上遊端緣61aa的下方附近的方式旋轉自如地軸支承在所述進氣管20，從旋轉軸66朝向進氣上遊側延伸的所述板狀閥體67上下擺動，將所述節流閥22下遊的進氣上下分配並改變在上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp流動的進氣的比例，在內燃機處於低負載運轉時，進氣分配閥65利用板狀閥體67、或者利用板狀閥體67和旋轉軸66封閉下側進氣通路Lp的上遊側開口，因此，在低負載運轉時，將進氣大致全部分配至上方並在上側進氣通路Up流動，從而使導向上側進氣通路Up並在其中流動的進氣從進氣閥口 42的內側邊緣側(氣缸軸C側)向燃燒室40的中央部朝向排氣側高速地被吸入，能夠產生渦流強的滾流，在中高負載狀態下，通過抑制在上方通路流動的進氣將滾流抑制得很弱，並且能夠謀求燃燒效率的最優化。
[0026]根據第二方面發明所述的內燃機的進氣裝置，因為所述隔板60以使上側進氣通路Up的通路截面積比下側進氣通路Lp的通路截面積小的方式分隔進氣通路P，所以使與燃燒室40的中央部連通的上側進氣通路Up變窄，從而提高通過上側進氣通路Up的進氣速度並能夠產生渦流強的滾流。
[0027]根據第三方面發明所述的內燃機的進氣裝置，因為所述進氣分配閥65的旋轉軸66軸支承在旋轉中心線Cv與所述進氣通路P的最大上下寬度的中心軌跡即通路中心線Cp正交的位置，所以即使通常的通路截面是圓形的或變形了，也能夠擺動地軸支承半橢圓形的板狀閥體67，該板狀閥體67以傾斜的姿態與呈上下對稱的長圓形的進氣通路P的通路內周面相接。
[0028]另外，因為旋轉軸66沒有在進氣通路P中上下偏置而位於最大上下寬度的中心，所以能夠盡力抑制進氣的紊亂。
[0029]根據第四方面發明所述的內燃機的進氣裝置，因為在板狀閥體67離開進氣管20的下側內周面而打開下側進氣通路Lp時，所述進氣分配閥65打開旋轉軸66與隔板60之間而形成連通下側進氣通路Lp的中間通路Mp，所以進氣分配閥65打開下側進氣通路Lp的上遊側開口，從而上下分配的進氣中的被分配至上側的進氣的大部分流入上側進氣通路Up，但是，未流入上側進氣通路Up的進氣不會滯留而能夠通過中間通路Mp順利地流入下側進氣通路Lp，能夠抑制進氣流的紊亂，將進氣效率維持得很高。
[0030]根據第五方面發明的內燃機的進氣裝置，所述進氣分配閥65構成為，從切開凹部65d沿切開底面延伸有所述板狀閥體67，所述切開凹部65d以與旋轉軸66的旋轉中心線Cv平行的面切開而成，並且在切開凹部65d與隔板60之間形成所述中間通路Mp，所以能夠利用簡單的結構實現以下結構，即，在進氣分配閥65關閉下側進氣通路Lp的上遊側開口時，設置在旋轉軸66的切開凹部65d的板狀閥體67的基端緣67a與隔板60相接而完全關閉下側進氣通路Lp，在進氣分配閥65打開下側進氣通路Lp的上遊側開口時，在切開凹部65d與隔板60之間形成中間通路Mp的結構，由此結構，能夠謀求減少部件數量和降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是搭載本發明一實施方式的內燃機的機動兩輪車的右側視圖。
[0032]圖2是該內燃機的右側剖視圖。
[0033]圖3是氣缸體的俯視圖。
[0034]圖4是氣缸蓋的仰視圖。
[0035]圖5是燃燒室的上頂面的說明圖。
[0036]圖6是低負載狀態下的內燃機的主要部分的剖視圖。
[0037]圖7是圖6的YD - YD線剖視圖。
[0038]圖8是圖6的VD1- VDI線剖視圖。
[0039]圖9是進氣分配閥的立體圖。
[0040]圖10是圖13的X-X線剖視圖。
[0041]圖11是表示進氣分配閥的開度Φ相對於節流閥開度Θ的控制與滾流比Rt的變化的曲線圖。
[0042]圖12是中負載狀態下的內燃機的主要部分的剖視圖。
[0043]圖13是高負載狀態下的內燃機的主要部分的剖視圖。
[0044]圖14是變形例的進氣分配閥的分解立體圖。[0045]圖15是相當於使用該進氣分配閥的例子的圖10的剖視圖。
[0046]圖16是其他實施方式的進氣分配閥的開度Φ相對於節流閥開度Θ的控制與滾流比Rt的變化的曲線圖。
[0047]附圖標記說明
[0048]I機動兩輪車；2車架；10內燃機；11曲軸箱；12曲軸；13主軸；14副軸；16氣缸體；16b缸膛；17氣缸蓋；18氣缸蓋罩；19連結管；20進氣管；21節流閥體；22節流閥；23噴射器；24空氣濾清器；25活塞；26連杆；30動閥機構；31凸輪軸；32e、32i搖臂軸；33i進氣搖臂；33e排氣搖臂；341、34e閥導向件；40燃燒室；41上頂面；42進氣閥口 ；42a突出部；43排氣閥口 ；44進氣埠 ；45排氣埠 ；46進氣閥；46p傘狀部；46pf端面；46s進氣閥杆；47排氣閥；48火花塞孔；51拱形凹部；52擠壓部；53導向壁面；55切開圓曲面；56活塞切開面；60隔板；61進氣管側隔板；62進氣埠側隔板；65進氣分配閥；Cv旋轉中心線；65d切開凹部；66旋轉軸；67板狀閥體；67a基端緣；68螺釘；70E⑶；71進氣控制機構；72馬達驅動機構；80進氣分配閥；81旋轉軸；81a、81b切開凹部；81s切槽；82板狀閥體；82、83管狀鉚釘；P進氣通路；Cp通路中心線；Up上側進氣通路；Lp下側進氣通路；Mp中間通路
【具體實施方式】
[0049]以下，基於圖1至圖13對本發明一實施方式進行說明。
[0050]圖1是搭載本實施方式的內燃機10的機動兩輪車I的整體側視圖。
[0051]本機動兩輪車I的車架2使左右一對主架2b、2b從頭管2a向後方延伸後向下彎曲而形成陡傾斜部2ba、2ba，其下部呈 < 形向前方彎曲直到下端部。
[0052]另外，左右一對下降架2c、2c從頭管2a以傾斜的陡的角度向下方，並且在側視下與主架2b的陡傾斜部2ba大致平行地指向。
[0053]車座導軌2d、2d從主架2b、2b的陡傾斜部2ba、2ba的上部向後方延伸，與該車座導軌2d、2d的中央部和陡傾斜部2ba、2ba的下部連結的後拉杆2e、2e支承車座導軌2d、2d。
[0054]在如上所述的車架2上，在頭管2a樞軸支承有前叉3，在其下端軸支承有前輪4，前端軸支承在設置於主架2b、2b下部的樞軸板2f的後叉5向後方延伸,在其後端軸支承有後輪6，在後叉5的後部與車座導軌2d、2d的中央部之間安裝有後部緩衝器7。
[0055]在主架2b、2b上架設有燃料箱8，在燃料箱8的後方，車座9支承並設置在車座導軌2d、2d上。
[0056]搭載於車架2的內燃機10是SOHC型雙閥單筒四衝程內燃機，曲軸12相對於車體指向車體寬度方向，並且氣筒在稍微前傾而立起的姿態下被懸架。
[0057]旋轉自如地軸支承內燃機10的曲軸12的曲軸箱11在配設於曲軸12的後方的主軸13與副軸14之間構成變速齒輪機構15，副軸14是輸出軸，在副軸14與後輪6的旋轉軸之間架設有鏈條(未圖示)，該鏈條向後輪6傳遞動力。
[0058]參照圖2，在曲軸箱11的上面，一個鑄鐵製的氣缸套16L鑄入該氣缸體16中，氣缸蓋17經由墊圈重疊在氣缸體16的上面。氣缸體16與氣缸蓋17通過雙頭螺栓聯結成一體，氣缸蓋罩18覆蓋氣缸蓋17的上方。
[0059]重疊在曲軸箱11上面的氣缸體16、氣缸蓋17、氣缸蓋罩18以從曲軸箱11稍微前傾的姿態下向上方延伸(參照圖1、圖2)。[0060]進氣管20經由連結管19從如上所述地搭載在車架的內燃機10的稍微前傾地立設的氣缸蓋17向後方延伸，在進氣管20設置有內置節流閥22的蝶型節流閥體21，並且安裝有噴射器23，而且還設置有後述的進氣分配閥65。
[0061]與該進氣管20的後端連結的空氣濾清器24在側視下配置在由主架2b、車座導軌2d、後拉杆2e圍成的空間中(參照圖1)。
[0062]另外，從氣缸蓋17向前方延伸的排氣管27與消音器28連結，該消音器28向下方彎曲，而且向後方彎曲，沿曲軸箱11的下表面靠後方且右側地配置在後輪6的右側。
[0063]參照圖2，曲軸箱11被左右分割，氣缸套16L的下端部嵌入到形成在左右曲軸箱的接合面的開口中且氣缸體16稍微前傾而向上方突出，活塞25往復滑動自如地嵌合在該氣缸套16L的內部的缸膛16b中，連杆26連接活塞25的活塞銷25p與曲軸12的曲軸銷12p之間，從而構成曲軸機構。
[0064]在氣缸體16的缸膛16b內滑動的活塞25的頂面25t與和該頂面25t相對的氣缸蓋17的上頂面41之間構成燃燒室40。
[0065]在氣缸蓋17，在上頂面41上相對於作為缸膛16b的中心軸即氣缸軸C彼此位於相反位置的各一個進氣閥口 42和排氣閥口 43面對燃燒室40地開設，並且進氣埠 44和排氣埠 45分別從進氣閥口 42和排氣閥口 43向彼此分離的方向彎曲並延伸地形成。
[0066]進氣埠 44從進氣閥口 42向後方延伸，經由連結管19與進氣管20連通，排氣埠 45與排氣管27連結。
[0067]與氣缸蓋17嵌合安裝成一體且分別滑動自如地支承於閥導向件341、34e的進氣閥46及排氣閥47被設置在氣缸蓋17上面的動閥機構39驅動，使進氣埠 44的進氣閥口42及排氣埠 45的排氣閥口 43與曲軸12的旋轉同步地開閉。
[0068]參照圖2，動閥機構30是在氣缸蓋17的上面使一個凸輪軸31指向左右方向且被軸支承的SOHC型內燃機的動閥機構，在凸輪軸31的傾斜前後上方支承有搖臂軸32e、32i，在後方的搖臂軸32i擺動自如地軸支承進氣搖臂33i的中央，在前方的搖臂軸32e擺動自如地軸支承排氣搖臂33e的中央。
[0069]進氣搖臂33i的一端與凸輪軸31的進氣凸輪突出部(吸気力^ 口 O相接，另一端經由調整螺釘與被彈簧施力的進氣閥46的閥杆46s的上端相接，排氣搖臂33e的一端與曲軸31的排氣凸輪突出部相接，另一端經由調整螺釘與被彈簧施力的排氣閥47的閥杆47s的上端相接，通過凸輪軸31的旋轉，使進氣搖臂33i和排氣搖臂33e擺動而開閉驅動進氣閥46和排氣閥47。
[0070]圖3是氣缸體16的俯視圖，在與氣缸蓋17接合的接合面16f上貫穿設置有缸膛16b的圓孔以及供向動閥機構30傳遞動力的鏈條穿過的鏈條室16c的矩形孔。
[0071]圖4是與氣缸體16重合的氣缸蓋17的仰視圖，在與氣缸體16的接合面16f相對的接合面17f上，燃燒室40的上頂面41與缸膛16b相對應地凹形地形成，並且貫穿形成有與鏈條室16c相對應地連通的鏈條室17c。
[0072]氣缸蓋17的接合面17f的燃燒室40的上頂面41的圓形開口邊緣41s與缸膛16b的圓孔一致。
[0073]在上頂面41的後側開設有大徑的進氣閥口 42，在上頂面41的前側開設有比進氣閥口 42的直徑稍小的排氣閥口 43。[0074]另外，在上頂面41貫穿設置有供點火火花塞(未圖示)的前端突出的火花塞孔48。
[0075]圖5是沿氣缸軸C的軸向觀察氣缸蓋17的燃燒室40，即，沿氣缸軸向的向視所示的圖，參照該圖5，進氣閥口 42在沿氣缸軸向而向視時，比燃燒室40的上頂面41的與缸膛16b的圓孔對應的圓形上頂面開口邊緣41s更向外側突出地偏置，進氣閥口 42具有從上頂面開口邊緣41s突出的月牙狀的突出部42a (圖5的散點所示的部分)。
[0076]如果突出部42a的開口周長相對於進氣閥口 42的開口邊緣42s的開口全周長的比例為遮蔽比例(^^割合)Rm，則本進氣閥口 42的偏置所產生的遮蔽比例Rm為20~50%左右。
[0077]另外，參照圖5，在上頂面41具有在長半軸方向兩側包圍進氣閥口 42和排氣閥口43的橢圓狀的橫截面形狀而形成拱形凹部51，在上頂面41中拱形凹部51的外側的左右一對月牙狀部分分別形成有擠壓部52、52。
[0078]在進氣閥口的外周圍，從進氣閥口 42的月牙狀的突出部42a的兩端部周圍沿進氣閥口 42的開口邊緣42s彎曲的一對導向壁面53、53彼此相對，並且朝向所述排氣閥口 43側逐漸張開地形成。
[0079]相對於如上所述地形成的氣缸蓋17的燃燒室40的上頂面41，如圖3及圖6所示，氣缸體16的缸膛16b形成有切開圓曲面55，該切開圓曲面55是使與缸膛16b的與氣缸蓋17側的開口邊緣的進氣閥口 42的突出部42a相對的後側部分向進氣閥46的移動方向沿進氣閥46的傘狀部46p周緣切開直到最大閥升程位置。
[0080]如圖6所示， 切開圓曲面55在覆蓋鑄入有鑄鐵製的氣缸套16L的鋁合金制的氣缸體16的無凸緣邊的氣缸套16L的端面部分，傾斜切開地形成。
[0081]因為進氣閥46的傘狀部46p的周緣沿該切開圓曲面55接近切開圓曲面55地移動，所以從進氣閥46打開直到移動至最大閥升程位置之間，來自進氣閥口 42的外側邊緣側(突出部42a側)的進氣必須通過進氣閥46的傘狀部46p的周緣與切開圓曲面55之間極窄的間隙，大部分被阻擋向燃燒室40吸入，處於被遮蔽狀態。
[0082]因此，從進氣閥口 42的外側邊緣側吸入的進氣被遮蔽，僅少量吸入到燃燒室內，從而以來自進氣閥口 42的內側邊緣側的吸入為主，因此，構成容易產生滾流的結構。
[0083]需要說明的是，進氣閥46的最大閥升程位置也可以位於稍微越過切開圓曲面55的位置。
[0084]活塞25的頂面25t的周緣部的與進氣閥口 42的突出部42a相對的部分與進氣閥46的傘狀部46p的端面46pf平行地切開而形成切開面56 (參照圖6)，在進氣行程中隨著活塞25的下降而打開進氣閥46來進行升程時，由於來自外側邊緣側的進氣流入方向與活塞切開面56垂直，所以不會促進從進氣閥口 42的外側邊緣側向燃燒室40吸入進氣，更加抑制逆滾流的產生。
[0085]在進氣系統中，從進氣管20經由連結管19直到進氣埠 44的進氣通路P從進氣管20的下遊部直到進氣埠 44的彎曲部，被隔板60分隔為上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp。
[0086]氣缸蓋17包含形成進氣埠 44的部分並且由鋁合金形成，相對於此，進氣管20由樹脂形成。
[0087]因此，隔板60構成為由與進氣管20形成一體的進氣管側隔板61、在進氣埠 44內與氣缸蓋17形成一體的進氣埠側隔板62構成，進氣管側隔板61的下遊端部61b和進氣埠側隔板62的上遊端部62a彼此上下重合地連結。
[0088]參照圖2和圖6，進氣管側隔板61的下遊端部61b比進氣管20的下遊開口端更突出而進入進氣埠 44內，進氣埠側隔板62的上遊端部62a到達至進氣埠 44的上遊開口端。
[0089]樹脂制的進氣管側隔板61的進入進氣埠 44內的下遊端部61b具有因彈性變形所產生的擠壓力而壓接在進氣埠側隔板62的上遊端部62a的上面並重合地連結。
[0090]進氣通路P的通路截面形成為圓形，如圖6所示，將該進氣通路P上下分隔的隔板60使進氣管側隔板61和進氣埠側隔板62—起位於比進氣通路P的最大上下寬度的中心軌跡(在本進氣通路P的情況下，作為通路截面的圓形的中心軌跡)即通路中心線Cp更偏上方的位置，上側進氣通路Up的通路截面積比下側進氣通路Lp的通路截面積小(參照圖7)。
[0091]如圖7所示，在本進氣通路P的情況下，上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp的通路截面積的比例為，從上遊側開口到下遊側開口為止大致3比7。
[0092]進氣埠側隔板62沿進氣埠 44的形狀彎曲，進氣埠側隔板62的下遊端部62b到達位於進氣埠 44的彎曲部的進氣閥46的進氣閥杆46s，如圖8所示，在下遊端部62b形成從前端緣呈U形凹陷的凹部62u，從而使將該U形凹部60u向進氣埠 44內延伸的閥導向件34i貫穿。
[0093]閥導向件34i的外徑與U形凹部60u的寬度相等，閥導向件34i嵌合至U形凹部60u的深處且不產生間隙，因此，進氣埠側隔板62儘可能地上下分隔進氣通路P直到進氣埠 44的進氣閥口 42附近。
[0094]因此，參照圖6，上側進氣通路Up從進氣閥口 42的內側邊緣側(氣缸軸C側)通過燃燒室40的中央部，下側進氣通路Lp從進氣閥口 42的外側邊緣側(突出部42a側)通過燃燒室40的外周部。
[0095]如圖6所示，安裝在進氣管20的噴射器23被安裝為，面對上側進氣通路Up，並且朝向比作為進氣埠側隔板62與進氣管側隔板61連結的連結部61b、62a的上遊端部62a更下遊側的位置噴射燃料。
[0096]在進氣管20內，在節流閥22的下遊且進氣管側隔板61的上遊設置有進氣分配閥65。
[0097]進氣分配閥65是使板狀閥體67從軸支承於進氣管20的旋轉軸66 —體延伸地構成的瓣閥，並且利用馬達驅動機構72使板狀閥體67擺動。
[0098]如圖9和圖10所示，在左右軸承之間的進氣通路P內形成有沿旋轉軸66的旋轉中心線Cv以平行的面切開的半圓柱狀的切開凹部65d，板狀閥體67沿切開凹部65d的切開底面延伸。
[0099]需要說明的是，旋轉軸66的切開凹部65d的背面側也形成有稍微切開的凹部。
[0100]板狀閥體67形成為將切開凹部65d的軸向寬度作為短半軸的半橢圓形，使具有直線邊的基端部與切開凹部65d的切開底面抵接，將螺釘68經由墊片68w從背面擰入背面的凹部，從而將板狀閥體67 —體地聯結在旋轉軸66上。
[0101]也可以利用鉚釘聯結。
[0102]在將板狀閥體67的基端部安裝在轉動軸66的切開凹部65d上時，板狀閥體67的基端部的基端緣67a位於大致旋轉軸66的外周面的延長周面上，切開凹部65d在板狀閥體67的基端部的表面上作為凹部而殘留。
[0103]這樣的進氣分配閥65在使旋轉軸66的旋轉中心線Cv與指向進氣管側隔板61的上遊端部61a的左右水平方向的上遊端緣61aa平行地指向，並且在位於上遊端緣61aa的下方附近的狀態下，將旋轉軸66旋轉自如地軸支承在進氣管20上，在使板狀閥體67從該旋轉軸66朝向進氣上遊側延伸的姿態下被安裝。
[0104]如果板狀閥體67利用旋轉軸66的旋轉而一體地上下擺動，並且呈半橢圓狀的外周緣以傾斜的姿態與截面呈圓形的進氣通路P的通路內周面相接，則能夠完全封閉進氣通路P的一半。
[0105]進氣分配閥65的旋轉軸66軸支承在旋轉中心線Cv與進氣通路P的通路中心線Cp正交的位置。
[0106]需要說明的是，在進氣管20內軸支承在進氣分配閥65的上遊側的節流閥22是以指向與進氣通路P的通路中心線Cp正交的左右水平方向的旋轉中心線為中心旋轉的蝶閥。
[0107]進氣分配閥65使前端朝向上遊的節流閥22擺動，從而能夠改變將節流閥22下遊的進氣上下分配並在上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp內流動的進氣比例。
[0108]控制內燃機10的ECU(電子控制單元)70具有進氣控制機構71，分析內燃機10的運轉狀態並利用進氣控制機構71驅動控制進氣系統的節流閥22和噴射器23，但是，利用進氣控制機構71也能夠驅動控制進氣分配閥65。
[0109]參照圖6，節流閥22的節流閥開度Θ是使從全閉時開始轉動到與進氣通路平行時為全開狀態，表示內燃機10的負載狀態。
[0110]進氣分配閥65根據內燃機10的負載狀態控制擺動，作為進氣分配閥65的擺動角度的進氣分配閥開度Φ是將圖6所不的低負載狀態時的進氣分配閥65的低負載位置作為基準O度，在圖6中順時針增加擺動角度。
[0111]滾流狀態能夠用曲軸12旋轉一圈的滾流轉速即滾流比Rt表示。
[0112]滾流比Rt=滾流旋轉角速度/曲軸角速度
[0113]如果滾流比Rt大，則產生渦流強的滾流。
[0114]圖11表示根據節流閥開度Θ控制進氣分配閥65擺動的進氣分配閥開度Φ的變化和滾流比Rt的變化。
[0115]以下，參照圖11，考察內燃機10的負載狀態下的進氣分配閥65的擺動控制和滾流比Rt0
[0116]如圖6所示，在內燃機10處於低負載運轉狀態時，節流閥22開得很小(節流閥開度Θ:小)，進氣分配閥65將板狀閥體67的前端緣定位在與進氣通路P的下側周面相接的低負載位置(進氣分配閥開度Φ=0)。
[0117]在該進氣分配閥65的板狀閥體67的前端緣與進氣通路P的下側周面相接時，板狀閥體67的位於旋轉中心線Cv上方的基端緣67a與進氣管側隔板61的上遊端部61a的下表面相接，因此，下側進氣通路Lp的上遊側開口被進氣分配閥65完全封閉。
[0118]因此，進氣分配閥65能夠使進氣被大致全部分配到上方並在上側進氣通路Up內流動。
[0119]因此，通過節流閥22的稍微打開的開口的進氣通過進氣分配閥65被大致全部導向上方的較窄的上側進氣通路Up而流動，從而變為高速，並且還通過延伸至位於進氣埠44的彎曲部的進氣閥杆46s的隔板60，被導向至進氣閥口 42附近，因此，大部分進氣從進氣閥口 42的內側緣側(氣缸軸C側)向燃燒室40的中央部朝向排氣側被高速吸入，如圖6所示，產生渦流強的滾流(滾流比Rt上升)。
[0120]進氣閥口 42以具有在沿氣缸軸向地向視時向缸膛16b的圓孔外側突出的月牙狀突出部42a的方式偏置，從而進氣閥口 42的外側邊緣側(突出部42a側)被遮蔽，並且通過下側進氣通路Lp的進氣幾乎沒有，因此，沒有從進氣閥口 42的外側緣側吸入燃燒室40的進氣，不會產生妨礙滾流的逆滾流，使滾流產生得更強，滾流比Rt變高，能夠提高低負載時的燃燒效率。
[0121]如圖12所示，在內燃機10處於中負載運轉狀態時，節流閥22打開到中間程度(節流閥開度Θ:中)，進氣分配閥65使前端緣定位在接近進氣通路P的上側周面的中負載位置(進氣分配閥開度Φ = β度)，因此，進氣分配閥65以使進氣的比例上方比下方小的方式進行分配。
[0122]因此，如圖12的箭頭所示，雖然下側進氣通路Lp充分地流動進氣，但是在上側進氣通路Up流動的進氣被抑制。
[0123]另外，如果進氣分配閥65的板狀閥體67的前端緣離開進氣通路P的下側周面，則板狀閥體67的基端緣67a離開進氣管側隔板61的上遊端部61a的下表面，在進氣分配閥65的切開凹部65d與進氣管側隔板61的上遊端部61a之間形成中間通路Mp。
[0124]因為中間通路Mp通過下側進氣通路Lp，所以被進氣分配閥65上下分配的進氣中的、被分配到上側的進氣大部分流入上側進氣通路Up，但是，沒有流入上側進氣通路Up的一部分進氣也不會滯留而能夠通過中間通路Mp順利地流入下側進氣通路Lp，能夠抑制進氣流的紊亂，並且進一步抑制流入上側進氣通路Up的進氣。
[0125]因此，被抑制在上側進氣通路Up流動的進氣即使從進氣閥口 42的內側邊緣側進入燃燒室40，也僅產生渦流弱的滾流，而且從進氣閥口 42的外側邊緣側吸入燃燒室40的外周部的進氣稍微存在並產生逆滾流而抑制滾流，因此，極力抑制滾流，滾流比Rt下降。
[0126]如圖13所示，在內燃機10處於高負載運轉狀態時，節流閥22變為全開(節流閥開度Θ:全開)，進氣分配閥65與進氣管側隔板61的上遊端部61a平行而被定位在位於包含進氣通路P的通路中心線Cp的平面的高負載位置(進氣分配閥開度Φ = α度)，因此，進氣分配閥65將進氣以I比I的比例上下分配。
[0127]但是，如圖13及圖13的X-X線剖視圖即圖10所示，在進氣分配閥65的切開凹部65d與進氣閥側隔板61的上遊端部61a之間形成有中間通路Mp，因此，由於被進氣分配閥65分配至上側的進氣的一部分直線地通過中間通路Mp而不滯留，並且順利地流入下側進氣通路Lp，所以其結果是，進氣以被進氣管側隔板61分隔為大致3比7的比例的方式流入上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp。
[0128]因此，如圖13的箭頭所示，在上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp流動足夠的進氣，在上側進氣通路Up流動的進氣從進氣閥口 42的內側邊緣側被吸入燃燒室40而產生滾流，在下側進氣通路Lp流動的進氣被遮蔽並且從進氣閥口 42的外側邊緣側進入燃燒室40而稍微產生逆滾流，但是，由於從上側進氣通路Up吸入足夠的進氣量，所以能夠產生滾流比Rt較高的渦流適當的滾流，並且能夠利用足夠的進氣將進氣效率維持在良好。[0129]如上所述，本內燃機10的進氣裝置使進氣分配閥65的旋轉軸66的旋轉中心線Cv平行地指向隔板60的上遊端緣61aa，並且位於該上遊端緣61aa的下方附近而旋轉自如地軸支承在進氣管20上，從旋轉軸66朝向進氣上遊側延伸的板狀閥體67上下擺動，將節流閥22下遊的進氣上下分配並能夠改變在上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp流動的進氣的比例，因此，能夠根據內燃機的負載狀態調整滾流的渦流強度，並且謀求燃燒效率的最優化。
[0130]S卩，在內燃機10處於低負載運轉狀態時，進氣分配閥65完全封閉下側進氣通路Lp的上遊側開口，並且將進氣大致全部分配到上方而在下側進氣通路Lp的不到一半的通路截面積窄的上側進氣通路Up內高速地流動，大部分的進氣從進氣閥口 42的內側邊緣側(氣缸軸C側)向燃燒室40被高速地吸入，從而能夠產生渦流特別強的滾流。
[0131]在內燃機10處於中負載運轉狀態時,將進氣分配閥65定位在中負載位置(進氣分配閥開度Φ = β度)，將進氣比例以下方比上方小的方式進行分配，通過抑制在上側進氣通路Up流動的進氣來抑制滾流。
[0132]在進氣分配閥65處於中負載位置時，因為在切開凹部65d與進氣管側隔板61的上遊端部61a之間形成中間通路Mp，所以沒有進入上側進氣通路Up的一部分進氣不會滯留而能夠通過中間通路Mp順利地流入下側進氣通路Lp，能夠抑制進氣流的紊亂，並且進一步抑制流入上側進氣通路Up的進氣。
[0133]在內燃機10處於高負載運轉狀態時，進氣分配閥65被定位在位於包含進氣通路P的通路中心線Cp的平面的高負載位置，形成有中間通路Mp，所以進氣不會滯留而以被進氣管側隔板61分隔為大致3比7的比例流入上側進氣通路Up和下側進氣通路Lp，由於從上側進氣通路Up吸入足夠的進氣量，所以能夠產生渦流適當的滾流，並且能夠利用足夠的進氣將進氣效率維持在良好。
[0134]因為進氣分配閥65的旋轉軸66軸支承在使旋轉中心線Cv與進氣通路P的最大上下寬度的中心軌跡即通路中心線Cp正交的位置，所以以傾斜的姿態與通常通路截面呈圓形的進氣通路P的通路內周面相接的半橢圓形的板狀閥體67能夠擺動地被軸支承。
[0135]板狀閥體67從沿旋轉軸66的旋轉中心線Cv以平行的面切開的切開凹部65d沿切開面延伸而構成進氣分配閥65，並且在切開凹部65d與隔板60之間形成中間通路Mp，因此，能夠利用簡單的結構實現以下結構，即，在進氣分配閥65關閉下側進氣通路Lp時，設置在旋轉軸66的切開凹部65d的板狀閥體67的基端緣67a與進氣管側隔板61相接而完全關閉下側進氣通路Lp的上遊側開口，在進氣分配閥65打開下側進氣通路Lp的上遊側開口時，在切開凹部65d與進氣管側隔板61之間形成中間通路Mp的結構，並且能夠謀求減少部件數量和降低成本。
[0136]本實施方式的進氣分配閥65使板狀閥體67的基端部的基端緣67a位於大致旋轉軸66的外周面的延長周面上，使基端部位於旋轉軸66的切開凹部65d內，但是，在旋轉軸66的外徑小時，基端部也可以從切開凹部65d露出而突出，即使在該情況下，如果進氣分配閥65關閉下側進氣通路Lp的上遊開口，則板狀閥體67的突出的基端部的基端緣67a與進氣管側隔板61的下表面相接而關閉中間通路Mp，如果進氣分配閥65擺動而打開下側進氣通路Lp的上遊開口，則基端緣67a離開進氣管側隔板61的下表面，從而能夠形成中間通路Mp0[0137]圖14及圖15表示作為瓣閥的進氣分配閥的變形例，並進行說明。
[0138]本進氣分配閥80在相當於旋轉軸81的進氣通路P內的部分形成有一對切開凹部81a、81b，該切開凹部81a、81b以與包含旋轉中心軸Cv的中心軸在內的平面平行的平面切開，在切開凹部81a、81b之間的平板部81c貫穿設置有與平板部81c的兩平面平行地貫穿的切槽81s。
[0139]切槽81s的左右寬度與切開凹部81a、81b相同，與進氣通路P的內徑相等。
[0140]在平板部81c的左右兩個部位貫穿設置有安裝孔81ch、81ch。
[0141]在該旋轉軸81的平板部81c的切槽81s嵌入有板狀閥體82的基端部。
[0142]板狀閥體82形成為以切槽81s的左右寬度為短半軸的半橢圓狀，在具有直線邊的基端部的左右，與旋轉軸81的平板部81c的安裝孔81ch、81ch對應地貫穿設置有安裝孔82h、82h。
[0143]如圖14所示，在旋轉軸81的平板部81c的切槽81s嵌入有板狀閥體82的基端部，使旋轉軸81的安裝孔81ch、81ch與板狀閥體82的安裝孔82h、82h配合，使管狀鉚釘83、83從切開凹部81b側貫穿該安裝孔81ch、81ch和安裝孔82ch、82ch，並鉚接從切開凹部81a突出的管狀鉚釘83、83的前端，從而將板狀閥體82安裝在旋轉軸81上作為進氣分配閥80。
[0144]該進氣分配閥80以使旋轉軸81的旋轉中心線Cv位於進氣管側隔板61的上遊端部61a的下方附近的方式安裝在所述實施方式的進氣管20上。
[0145]板狀閥體82利用旋轉軸81的旋轉而一體地上下擺動，在內燃機10處於低負載運轉狀態時，如果呈半橢圓狀的外周緣以傾斜的姿態與截面呈圓形的進氣通路P的通路內周面相接，則旋轉軸81的平板部81c的端緣與進氣管側隔板61的上遊端部61a的下表面相接，下側進氣通路Lp的上遊側開口被進氣分配閥65完全封閉，進氣僅通過上側進氣通路Up，能夠使滾流產生得很強。
[0146]在內燃機10處於中高負載運轉狀態時，下側進氣通路Lp的上遊側開口打開，並且在進氣分配閥80的切開凹部81a與進氣管側隔板61的上遊端部61a之間形成中間通路Mp，未進入上側進氣通路Up的一部分進氣沒有滯留而能夠通過中間通路Mp順利地流入下側進氣通路Lp，並且能夠抑制進氣流的紊亂。
[0147]圖15是高負載運轉狀態時相當於圖13的X-X線剖視圖的剖視圖，在進氣分配閥80的切開凹部81a與進氣管側隔板61的上遊端部61a之間形成中間通路Mp。
[0148]在以上實施方式中，進氣閥口 42在沿氣缸軸向地向視時向燃燒室40的上頂面41的與缸膛16b的圓孔對應的圓形的上頂面開口緣41s的外側突出地偏置，從而遮蔽燃燒室外周部的突出部，但是，對於使用進氣閥口 42沒有從上頂面開口緣41s突出的通常的氣缸蓋的內燃機而言，也能夠適用本發明。
[0149]S卩，在燃燒室40的外周部沒有被遮蔽並且內燃機10處於低負載運轉狀態時，由於進氣分配閥65封閉下側進氣通路Lp的上遊側開口(進氣分配閥開度Φ:0度)，並且進氣大致全部被分配到上方而在上側進氣通路Up流動，所以導向較窄的上側進氣通路Up且高速流動的進氣從進氣閥口 42的內側邊緣側(氣缸軸C側)向燃燒室40的中央部朝向排氣側被高速地吸入，能夠產生渦流強的滾流。
[0150]在內燃機10處於中高負載運轉狀態時，下側進氣通路Lp的上遊側開口打開，在進氣分配閥80的切開凹部81a與進氣管側隔板61的上遊端部61a之間形成中間通路Mp，未進入上側進氣通路Up的一部分進氣沒有滯留而能夠通過中間通路Mp順利地流入下側進氣通路Lp，並且能夠抑制進氣流的紊亂。
[0151]另外，在本實施方式中，在進氣分配閥65處於中負載運轉狀態時，進氣分配閥65的前端緣擺動至接近進氣通路P的上側周面的中負載位置(進氣分配閥開度Φ:β度)，但是，不進行這樣的控制，也可以從低負載運轉狀態至高負載運轉狀態，相對於節流閥開度Θ的增加成正比地增加進氣分配閥開度Φ。
[0152]圖16表示了以下情況，S卩，不遮蔽燃燒室40的外周部，而在從低負載運轉狀態至高負載運轉狀態，相對於節流閥開度Θ的增加成正比地增加進氣分配閥開度Φ地控制的情況下，根據節流閥開度Θ控制進氣分配閥65擺動的進氣分配閥開度Φ的變化和滾流比Rt的變化。
[0153]在內燃機10處於低負載運轉狀態時，節流閥22開得很小(節流閥開度Θ:小)，進氣分配閥65定位在板狀閥體67的前端緣與進氣通路P的下側周面相接的低負載位置(進氣分配閥開度Φ=0度)，下側進氣通路Lp的上遊側開口被進氣分配閥65完全封閉。
[0154]因此，導向較窄的上側進氣通路Up並且流動的進氣從進氣閥口 42的內側邊緣側(氣缸軸C側)向燃燒室40的中央部朝向排氣側被高速地吸入，產生渦流強的滾流，滾流比Rt上升，能夠提高低負載時的燃燒效率。
[0155]伴隨著節流開度Θ變大，且內燃機10的負載運轉狀態提高，如果與節流閥開度Θ成正比地增加進氣分配閥開度Φ，則進氣分配閥65打開下側進氣通路Lp的上遊側開口並使進氣在下側進氣通路Lp流動，被分配到上側進氣通路Up的進氣也通過局部形成的中間通路Mp在下側進氣通路Lp流動，因此，由於減少在上側進氣通路Up流動的進氣，所以即使從進氣閥口 42的內側邊緣側進入燃燒室40，也只會產生渦流弱的滾流，使滾流比Rt下降。
[0156]如果節流閥開度Θ變大至一定程度以上，則在進氣分配閥開度Φ從變為與進氣管側隔板61的上遊端部61a平行(進氣分配閥開度Φ = α )之前，分配至上側進氣通路Up的進氣比例不會變化，因此，維持穩定的渦流弱的滾流，滾流比Rt大致一定。
[0157]由此，通過調整滾流的渦流強度能夠謀求燃燒效率的最優化。
【權利要求】
1.一種內燃機的進氣裝置，其在滑動自如地嵌合在氣缸體(16)的缸膛(16b)內的活塞(25)的頂面與同該頂面相對的氣缸蓋(17)的上頂面(41)之間構成有燃燒室(40)， 各進氣埠( 44 )和排氣埠( 45 )從向所述氣缸蓋(17 )的所述上頂面開口的進氣閥口(42)和排氣閥口(43)向彼此分離的方向彎曲且延伸地形成， 在進氣埠(44)構成有與進氣管(20)連接而連續的進氣通路(P)， 在所述進氣管(20 )設置有節流閥(22 )， 所述進氣通路(P)被隔板(60)局部地分隔成通過燃燒室(40)的中央部的上側進氣通路(Up)和通過燃燒室(40)的外周部的下側進氣通路(Lp)， 在所述進氣管(20)的所述節流閥(22)的下遊，利用設置在所述隔板(60)的上遊的進氣分配閥(65)對在所述上側進氣通路(Up)和所述下側進氣通路(Lp)流動的進氣比例進行控制， 利用進氣控制機構(71)驅動控制所述進氣分配閥(65)，所述內燃機的進氣裝置的特徵在於， 所述進氣分配閥(65)由板狀閥體(67)從旋轉軸(66) —體地延伸而構成， 所述旋轉軸(66)以使該旋轉軸(66)的旋轉中心線(Cv)與所述隔板(60)的上遊端緣(61aa)平行地指向，並且位於該上遊端緣(61aa)的下方附近，旋轉自如地軸支承在所述進氣管(22)， 在內燃機處於低負載運轉時，所述進氣分配閥(65)利用所述板狀閥體(67)、或者利用所述板狀閥體(67)和所述旋轉軸(66)封閉所述下側進氣通路(Lp)的上遊側開口。
2.如權利要求1所述的內燃機的進氣裝置，其特徵在於， 所述隔板(60)以使所述上側進氣通路(Up)的通路截面積比所述下側進氣通路(Lp)的通路截面積小的方式分隔所述進氣通路(P)。
3.如權利要求2所述的內燃機的進氣裝置，其特徵在於， 所述進氣分配閥(65)的所述旋轉軸(66)軸支承在旋轉中心線(Cv)與所述進氣通路(P)的最大上下寬度的中心軌跡即通路中心線(Cp)正交的位置。
4.如權利要求1至3中任一項所述的內燃機的進氣裝置，其特徵在於， 在所述板狀閥體(67)離開所述進氣管(20)的下側內周面而打開所述下側進氣通路(Lp)的上遊側開口時，所述進氣分配閥(65)打開所述旋轉軸(66)與所述隔板(60)之間而形成連通所述下側進氣通路(Lp)的中間通路(Mp)。
5.如權利要求4所述的內燃機的進氣裝置，其特徵在於， 所述進氣分配閥(65)構成為，從切開凹部(65d)沿切開底面延伸有所述板狀閥體(67)，所述切開凹部(65d)以與所述旋轉軸(66)的旋轉中心線(Cv)平行的面切開而成， 所述切開凹部(65d)在與所述擱板(60)之間形成中間通路(Mp)。
【文檔編號】F02B27/02GK103711569SQ201310444653
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】飯島智司, 白砂貴盛, 淺田雅也, 松井宏次 申請人:本田技研工業株式會社