(57)【要約】【課題】仕切板の下面に付着する燃料を抑制して、燃焼効率の向上とエミッションの改善を図った吸気装置を提供する。【解決手段】吸気管３内に長手方向に沿って仕切板４を設けて内部を第１吸気通路５と第２吸気通路６とに分割すると共に、前記第２吸気通路を開閉する吸気制御弁２０を備えている内燃機関の吸気装置１Ａにおいて、吸気制御弁１０が第２吸気通路６を閉鎖したときに、第１吸気通路５を通過して仕切板４に沿って第２吸気通路６へ逆流する吸気ＣＧＳを、Ｓ字状に旋回させて下流へ戻すように、第２吸気通路６及び吸気制御弁１０が形成してある。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管内に長手方向に沿って仕切板を設けて内部を第１吸気通路と第２吸気通路とに分割すると共に、前記第２吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えている内燃機関の吸気装置において、
前記吸気制御弁が前記第２吸気通路を閉鎖したときに、前記第１吸気通路を通過して前記仕切板に沿って前記第２吸気通路へ逆流する吸気を、Ｓ字状に旋回させて下流へ戻すように、前記第２吸気通路及び吸気制御弁が形成してある、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
吸気管内に長手方向に沿って仕切板を設けて内部を第１吸気通路と第２吸気通路とに分割すると共に、前記第２吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えている内燃機関の吸気装置において、
前記吸気制御弁は、前記第２吸気通路を閉鎖したときに、前記第１吸気通路を通過して前記仕切板に沿って前記第２吸気通路へ逆流した吸気を、Ｓ字状に旋回させて下流へ戻す下面を有する、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記吸気制御弁の下面は、凹面に形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記吸気制御弁は、先端部から基端部にかけて厚みが薄くなるように形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記仕切板は、前記吸気制御弁が前記第２吸気通路を閉鎖したときに、前記吸気制御弁と連結するように、該仕切板の上流側の先端部が屈曲している、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気管内に仕切板を配置して吸気流を制御する内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気管（吸気ポートとも称される）内に強いタンブル流を発生させる構造を備える吸気装置が従来から複数提案されている。例えば、特許文献１は吸気管の内部に長手方向に沿った仕切板（仕切壁、隔壁等とも称される）を配置して、上側の第１通路と下側の第２通路とに分割すると共に、仕切板の上流側に支軸を中心に回動する板状の弁体を２枚設けて吸気管の一部を開閉する構造を開示している。内燃機関にこのような構造を採用すると吸気管の開口率を調整できるのでタンブル流を強化して希薄混合気の安定な燃焼を図ることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１で開示する吸気装置は、タンブル通路側に燃料が噴射されており、仕切板を通った後の吸気流は燃料を含んで燃焼室へと流れ込む。図３（Ａ）は、このときの吸気装置１００の様子を模式的に示している。吸気装置１００は吸気管１０３の内部が仕切板１０４によって、タンブル通路１０５と制御通路１０６とに分割されている。図３（Ａ）は吸気流制御弁１１０を回動させて制御通路１０６側を閉じてタンブル通路１０５に強いタンブル流を発生させた状態を示している。このような状態が形成されたときには仕切板１０４を通った後の吸気流の一部が下端で強い渦流ＥＣとなる場合がある。この渦流ＥＣは制御通路１０６を逆流して仕切板１０４の下面に燃料ＦＵを液滴状に付着させる。また、気筒上部の吸気バルブ（不図示）が開いたときの吹返しにより仕切板１０４の下面に燃料ＦＵが付着してしまう場合がある。
【０００５】
逆流した或いは吹き返された燃料ＦＵは、仕切板１０４の下面や周部のくぼみ部分に滞留する。このように噴射燃料が制御通路１０６側に滞留した状態で吸気流制御弁１１０が開（特に全開）に切換わると、図３（Ｂ）で示すように液滴状の燃料ＦＵが燃焼室内に一気に流れ込むことになるので空燃比（Ａ／Ｆ）が急激にリッチになってしまう。この変化は突発的であるため空燃比の制御を行うことが極めて困難である。そのために内燃機関の燃焼効率が低下すると共にエミッションを悪化させてしまう。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、仕切板の下面に付着する燃料を抑制して、燃焼効率の向上とエミッションの改善を図ることができる吸気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、吸気管内に長手方向に沿って仕切板を設けて内部を第１吸気通路と第２吸気通路とに分割すると共に、前記第２吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えている内燃機関の吸気装置において、前記吸気制御弁が前記第２吸気通路を閉鎖したときに、前記第１吸気通路を通過して前記仕切板に沿って前記第２吸気通路へ逆流する吸気を、Ｓ字状に旋回させて下流へ戻すように、前記第２吸気通路及び吸気制御弁が形成してあることを特徴とする内燃機関の吸気装置によって達成できる。
本発明によれば、逆流する吸気をＳ字状に旋回させて下流へ戻すように、第２吸気通路及び吸気制御弁が形成されているので、第２吸気通路側に燃料が滞留することを抑制できる。よって、内燃機関の燃焼効率の向上及びエミッションの改善を図ることができる。
【０００８】
また、上記目的は、吸気管内に長手方向に沿って仕切板を設けて内部を第１吸気通路と第２吸気通路とに分割すると共に、前記第２吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えている内燃機関の吸気装置において、前記吸気制御弁は、前記第２吸気通路を閉鎖したときに、前記第１吸気通路を通過して前記仕切板に沿って前記第２吸気通路へ逆流した吸気を、Ｓ字状に旋回させて下流へ戻す下面を有する、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置によっても達成できる。
本発明によっても、逆流する吸気をＳ字状に旋回させて下流へ戻すように、吸気制御弁の下面が形成されているので、第２吸気通路側に燃料が滞留することを抑制できる。よって、内燃機関の燃焼効率の向上及びエミッションの改善を図ることができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記吸気制御弁の下面は、凹面に形成されていてもよい。また、前記吸気制御弁は、先端部から基端部にかけて厚みが薄くなるように形成されていてもよい。
【００１０】
また、前記仕切板は、前記吸気制御弁が前記第２吸気通路を閉鎖したときに、前記吸気制御弁と連結するように、該仕切板の上流側の先端部が屈曲していてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、仕切板の下面に付着する燃料を抑制して、燃焼効率の向上とエミッションの改善を図ることができる吸気装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置について説明する。
【００１３】
図１は、吸気装置１Ａについて示した図である。
吸気装置１Ａは、不図示の内燃機関の気筒側とインテークマニホルドとを接続する部分に配設されている。図１で下側の端部２が吸気装置１Ａの気筒側となる。吸気流ＧＳは図示のようにインテークマニホルド側から気筒に向って流れている。なお、一般に吸気装置の吸気管は内燃機関のシリンダヘッド内に形成される場合が多いが、本発明に係る吸気装置はこのような形態に限らない。吸気管はインテークマニホルドの一部、或いは独立した配管として存在する形態であってもよい。以下で示す実施例は吸気管を設ける場所を特に限定することなく説明する。
【００１４】
吸気管３の内部には仕切板４が長手方向に沿って配置されている。この仕切板４により吸気管３の内部が第１吸気通路５と第２吸気通路６とに分割されている。第１吸気通路５の上部にはインジェクタ取付部７が外側に突出するように形成されており、この取付部７に差し込まれたインジェクタ８の先端部８ａから燃料ＦＵが吸気管３内に噴射される。よって、これ以降の吸気流ＧＳは燃料を含んだ混合気となる。
【００１５】
仕切板４の上流側（インテークマニホルド側）には吸気制御弁１０が配置されている。この吸気制御弁１０は上流側の端部に支軸１５を備えている。この支軸１５は吸気管３の内壁に設けた軸受に軸支されており、この軸受１６を中心に回動する。図示している例では第２吸気通路６側の壁面に軸受１６が配設されている。
【００１６】
また、支軸１５にはアクチュエータ１７からの回転力が伝達されている。アクチュエータ１７はＥＣＵ（Electronic  Control  Unit：電子制御装置）１８によって駆動が制御されている。このＥＣＵ１８は図示しない内燃機関を制御するＥＣＵと兼用してもよい。この場合には、内燃機関の状態に応じてアクチュエータ１７を制御して吸気制御弁１０を所望の位置に移動させることができる。
【００１７】
吸気制御弁１０が吸気管３の内壁に沿うように倒れた位置（符号（Ｐ））にあるときに、吸気管３の開口率が最大となる開状態となる。これとは逆に、吸気制御弁１０が吸気管３内で立上がった位置（符号（Ｃ））あるときに、吸気管３の開口率が最小となる閉状態となる。吸気制御弁１０は、この閉状態を形成する位置Ｃと開状態を形成する位置Ｐとの間を回動する。
【００１８】
吸気制御弁１０が開状態から閉状態、或いは閉状態から開状態へ回動する途中において、弁先部１０ａが仕切板４に接近する位置がある。以下、この位置を半開位置と称する。また、吸気制御弁１０が半開位置にあるときを半開状態という。図１では半開位置にある吸気制御弁１０を符号（Ｍ）を付して示している。
【００１９】
尚、吸気管３には、外側へと出するように窪み部９が形成されている。吸気制御弁１０が全開位置Ｐにある場合には、これを窪み部９に収納することで吸気流ＧＳをスムーズに下流へ流すことができる。
【００２０】
上記吸気制御弁１０は半開位置（Ｍ）に来たときに、仕切板４の上流側の先端部４ａと、吸気制御弁１０の先端部とが連結するように位置付けられる。これにより、吸気制御弁１０の上面と、仕切板４の第１吸気通路側５の面とが連結され、第２吸気通路６は閉じられる。
この吸気制御弁１０は、前述したように基端部側となる支軸１５が吸気管３の内壁に設けた軸受１６により軸支されているので片持ち状態で回動する。
【００２１】
吸気制御弁１０は、全閉位置（Ｃ）、半開位置（Ｍ）、又は全開位置（Ｐ）に位置づけられることにより、燃焼室内に発生するダンブル流やスワール流の強さを調整することができる。
【００２２】
図１は、逆流した吸気流ＣＧＳによる燃料ＦＵの挙動を模式的に示している。第１吸気通路５を通過した吸気流ＧＳの一部が、仕切板４の下流側の端部付近で渦流ＥＣとなる。この渦流ＥＣにより、仕切板４の第２吸気通路６側に沿って上流側に逆流した吸気流ＣＧＳが発生する。仕切板４の上流側の先端部まで逆流した吸気流ＣＧＳは、吸気制御弁１０の下面に沿ってＳ字状に旋回されて、吸気管３の内壁面に沿って再び下流側へ戻される。
【００２３】
このように、第２吸気通路６及び吸気制御弁１０は、逆流した吸気流ＣＧＳを、Ｓ字状に旋回させて下流へ戻すように、形成されている。詳細には、吸気制御弁１０の下面により、仕切板４の上流側の先端部まで逆流した吸気流ＣＧＳが下流に向けて旋回するように形成されている。これにより、旋回した吸気流ＣＧＳは、窪み部９に沿って下流にむけて流れるので、窪み部９に燃料が滞留することを抑制できる。即ち、第２吸気通路側６に燃料が滞留することを抑制できる。滞留した燃料が突発的に流れ込むという事態の発生を予防できるので、内燃機関の燃焼効率の向上及びエミッションの改善を図ることができる。また、本吸気装置１ＡによりＡ／Ｆの安定化が図られるので、内燃機関のトルク変動を抑制して安定した出力を得ることができる。
【００２４】
詳細には、吸気制御弁１０の下面は、滑らかな凹面に形成されており、吸気制御弁１０は、中央部の厚みが薄く形成され、先端部及び基端部の厚みが厚くなるように形成されている。これにより、逆流した吸気流ＣＧＳがスムーズに旋回して下流へ戻される。
【００２５】
また、前述したように、吸気制御弁１０の先端部とが連結するように仕切板４の上流側の先端部４ａが屈曲している。これにより、仕切板４の第２吸気通路６側の面と、吸気制御弁１０の下面とが滑らかに連続する。従って、第１吸気通路５を通過する吸気流をスムーズに下流に流すと共に、第２吸気通路６へ逆流した吸気ＣＧＳをスムーズに旋回させて下流へ戻すことができる。
【００２６】
また、吸気制御弁１０は、第２吸気通路６を閉鎖している状態において、上流側から燃焼室に向けて流れ込む吸気流ＧＳから大きな圧力を受ける。このため、吸気制御弁１０は、下流方向に向けて圧力を受ける。しかし、逆流した吸気流ＣＧＳが吸気制御弁１０の下面に沿って旋回するため、吸気制御弁１０は、上流方向にも圧力を受ける。このように、吸気制御弁１０は、上面及び下面の双方から圧力を受けるため、吸気流ＧＳから受ける圧力を軽減することができる。
【００２７】
次に、吸気装置の変形例について説明する。変形例に係る吸気装置１Ｂについては、前述した吸気装置１Ａと同一の部分には同一の符号を付することによって重複する説明を省略する。図２は、吸気装置１Ｂについて示した図である。
【００２８】
吸気装置１Ｂに備えられている吸気制御弁１０Ｂは、先端部から基端部にかけて厚みが薄くなるように形成されている。また、吸気制御弁１０Ｂの下面は平面状に形成されている。このような構成であっても、逆流した吸気流ＣＧＳをスムーズに旋回させて下流へ戻すことができる。
【００２９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３０】
上記に記載した吸気制御弁の形状に限られず、例えば、先端部から基端部にかけて徐々に厚みが薄くなると共に、下面が凹面であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１に係る吸気装置について示した図である。
【図２】変形例に係る吸気装置について示した図である。
【図３】従来の吸気装置について示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１Ａ、１Ｂ                      吸気装置
３                              吸気管
４                              仕切板
５                              第１吸気通路
６                              第２吸気通路
９                              窪み部
１０                            吸気制御弁
ＦＵ                            燃料
ＧＳ                            吸気流
ＣＧＳ                          逆流した吸気流
【図１】
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【図２】
2008025344.tif 000004
【図３】
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