(57)【要約】【課題】燃料噴射弁設置のための凹部と、その上流に設置された気流調節弁とを有する吸気ポートの、吸気流の乱れの発生を抑制する。【解決手段】本発明の内燃機関は、内壁部に燃料噴射弁を設置するための凹部を有し、内燃機関の気筒に接続する吸気ポートと、吸気ポート内に設置され、その開閉により吸気ポート内の吸気流の方向と吸気流が通過する通路面積とを変化させる気流調節弁とを備える。気流調節弁は、吸気ポート内の吸気流の通路面積を最も小さくする全閉状態において、吸気ポートの凹部に対向するように形成された突出部を備える。凹部の上流側端部における、吸気ポートの軸方向に垂直な断面において、突出部の長さは、凹部が吸気ポートに開口する開口面の長さよりも長い。また、突出部は、吸気ポートの軸方向において、少なくとも凹部の上流側端部に対向する部分を含む領域に形成される。【選択図】図２
2017129096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁部に燃料噴射弁を設置するための凹部を有し、内燃機関の気筒に接続する吸気ポートと、
前記吸気ポート内に設置され、その開閉により前記吸気ポート内の吸気流の方向と吸気流が通過する通路面積とを変化させる気流調節弁と、を備え、
前記気流調節弁は、
前記吸気ポート内の吸気流の通路面積を最も小さくする全閉状態において、前記凹部に対向するように形成された突出部を備え、
前記突出部は、
前記凹部の上流側端部における、前記吸気ポートの軸方向に垂直な断面において、前記凹部が前記吸気ポートに開口する開口面の長さよりも長く、かつ、
前記吸気ポートの軸方向において、少なくとも前記凹部の上流側端部に対向する部分を含む領域に形成されている、
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関に関する。吸気ポート内に、吸気流を調節するための弁を有する内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には内燃機関の気筒とインテークマニホールドとの間を接続する吸気装置が開示されている。この吸気装置の吸気ポート内部は一部において、仕切り板によって第１吸気通路と第２吸気通路とに分割されている。仕切り板上流には吸気制御弁が設置されている。吸気制御弁は吸気ポート内の気流を調節する弁であり、吸気制御弁が閉弁方向に操作されることで吸気ポート内の一部が閉鎖され、強いタンブル流が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０２５３４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６３８１号公報
【特許文献３】特開２０１３−２３１４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、吸気ポート内に凹部を形成し、凹部に燃料噴射弁を搭載した構成のものがある。このように凹部に燃料噴射弁を搭載する理由の１つには、燃料噴射弁の先端の、吸気ポート内の吸気流の主流への干渉の抑制ということが挙げられる。しかし燃料噴射弁を設置するための凹部付近に、吸気流を調節する気流調節弁が設置されている場合、気流調節弁によって燃料噴射弁側に向けられた吸気流が、燃料噴射弁の凹部に流れ込んでしまう場合がある。その結果、気流調節弁によって形成された吸気流に乱れが生じる場合がある。また燃料噴射弁の凹部に吸気流が流れ込むと、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧と、吸気流との干渉が起こることも考えられる。その結果、吸気流より噴霧の勢いが強い場合には、吸気流の流れが吸気ポート内で下側（燃料噴射弁とは反対側）に向いてしまい、気筒内のタンブルが低下する。また、噴霧より吸気流の勢いが強い場合には、噴霧が吸気ポート内壁面方向に押し曲げられ、吸気ポートへの燃料付着が起きやすくなる。この点において、気流調節弁には改良の余地がある。
【０００５】
この発明は上記課題を解決することを目的とし、燃料噴射弁設置のための凹部を有する吸気ポートを備える内燃機関において、吸気流の乱れの発生を抑制するように改良した気流調節弁を有する内燃機関を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関は、内壁部に燃料噴射弁を設置するための凹部を有し、内燃機関の気筒に接続する吸気ポートと、吸気ポート内に設置され、その開閉により吸気ポート内の吸気流の方向と吸気流が通過する通路面積とを変化させる気流調節弁とを備える。気流調節弁は、吸気ポート内の吸気流の通路面積を最も小さくする全閉状態において、吸気ポートの凹部に対向するように形成された突出部を備える。凹部の上流側端部における、吸気ポートの軸方向に垂直な断面において、突出部の長さは、凹部が吸気ポートに開口する開口面の長さよりも長い。また、突出部は、吸気ポートの軸方向において、少なくとも凹部の上流側端部に対向する部分を含む領域に形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、吸気ポートの凹部に対向する位置に、気流調節弁の突出部を形成することで、気流調節弁閉弁時に、凹部の上流側端部を含む部分を塞ぐことができる。これにより気流が凹部に流れ込むことを抑制することができ、気流の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態における内燃機関について説明するための模式図である。
【図２】実施の形態におけるタンブルコントロールバルブが設置された位置における吸気ポートの断面の構成について説明するための模式図である。
【図３】実施の形態におけるタンブルコントロールバルブについて説明するための図である。
【図４】実施の形態におけるタンブルコントロールバルブについて説明するための図である。
【図５】実施の形態におけるタンブルコントロールバルブについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１０】
実施の形態．
図１は実施の形態の内燃機関について説明するための図である。図１の内燃機関１０は燃焼室１２に接続する吸気ポート１４を有している。吸気ポート１４には吸気バルブ１６が設置されている。吸気ポート１４内壁には凹部１８が形成されている。凹部１８には、燃料噴射弁２０が設置される。凹部１８に燃料噴射弁２０が設置されることで、燃料噴射弁２０の先端及び噴射された燃料の噴霧（図１における破線１９）が吸気流の主流に干渉するのを防ぐ。
【００１１】
吸気ポート１４の燃料噴射弁２０の設置位置より上流には、タンブルコントロールバルブ（以下、「ＴＣＶ」とも称する）３０が設置されている。ＴＣＶ３０は、支点３０ａを支点として回転することで、吸気ポート１４内の吸気流の方向と、吸気流が通過する通路面積とを変化させる気流調節弁である。
【００１２】
図２は、図１におけるＡ−Ｂ断面を、吸気流の上流側から見た図である。図２には、ＴＣＶ３０が全閉状態、即ち、ＴＣＶ３０設置位置における、吸気ポート１４内の吸気流の通過面積が最も狭くなっている状態が表されている。図２に示されるように、ＴＣＶ３０は吸気ポート１４の凹部１８側に、凹部１８に対向するように設けられた突出部３２を有している。具体的な、突出部３２と凹部１８との形状の関係を以下に説明する。
【００１３】
図３〜図５は、ＴＣＶ３０全閉状態におけるＴＣＶ３０の突出部３２と凹部１８との位置関係と、吸気ポート１４内のＴＣＶ３０によって閉塞される個所とを説明するための模式図である。図３は図１におけるＡ−Ｂ断面を吸気流の下流側から見た図であり、図４は図１と同じ方向の断面であり、図５は吸気ポート１４の凹部１８付近を、上面側から見て凹部１８とＴＣＶ３０との位置関係を説明する模式図である。なお、以下、ＴＣＶ３０の凹部１８との形状の説明の簡略化のため、凹部１８が吸気ポート１４内に開口する面、即ち凹部１８と吸気ポート１４とが接続する面を、凹部１８の開口面１８ａと称する。開口面１８ａは、言い換えると、吸気ポート１４の軸方向に垂直な面において、凹部１８と接続される、吸気ポート１４の内壁面の両端部１４ａを結ぶ線で表される面である。また、突出部３２の、開口面１８ａに対向する面を、突出部端面３２ａと称する。
【００１４】
図３に示されるように、吸気ポート１４の軸方向の断面において、突出部３２は、突出部端面３２ａの幅が、開口面１８ａの周方向の幅とほぼ同じか、それよりも大きく形成される。突出部３２は、ＴＣＶ３０が全閉状態にあるとき、突出部端面３２ａが開口面１８ａの外縁部となる両端部１４ａに接触するように形成されていても良いし、突出部端面３２ａと両端部１４ａとの間に僅かの隙間が出来るように構成されていてもよい。
【００１５】
図４、５に示されるように、吸気ポート１４の軸方向において、突出部３２は、少なくとも凹部１８の上流側端部１８ｂを含む一部の領域を閉じるように構成される。但し、燃料噴射弁２０から噴射される燃料の噴霧が突出部３２に当たることがないように、ＴＣＶ３０が全閉状態にあるときの運転条件下での噴霧形状を考慮して、突出部３２の下流側端面３２ｂの位置が決定される。
【００１６】
図３〜５に示されるように、ＴＣＶ３０が全閉状態にあるときでも、吸気ポート１４の、突出部３２の両側には空間が形成される。この空間がＴＣＶ３０全閉時に吸気流が通過する部分となる。このようにＴＣＶ３０の全閉状態においては、突出部３２両側の狭い空間に吸気が流れ込むことで吸気流が強められて、筒内に導かれることなる。
【００１７】
ＴＣＶ３０が全閉状態のときには、ＴＣＶ３０の突出部３２により凹部１８の上流側端部を含む一部の領域は閉じられた状態となっている。従って、吸気流が凹部１８に流れ込むのを抑制することができる。これによりＴＣＶ３０下流の吸気流を安定させることができ、気筒内で安定的かつ効率的にタンブル流を発生させることができる。また、吸気流の凹部１８への流れ込みが抑制される結果、吸気流と燃料噴霧との干渉を低減することができる。
【００１８】
［他の例］
図３〜５では、断面角形状の突出部３２が形成されている例を用いて説明した。しかし、ＴＣＶの突出部の形状はこれに限定されない。突出部は、凹部１８の上流側端部１８ｂにおける、吸気ポート１４の軸方向に垂直な断面の形状においては、凹部１８が吸気ポート１４に開口する開口面１８ａの長さよりも長ければよい。また、吸気ポート１４の軸方向においては、少なくとも凹部１８の上流側端部１８ｂに対向する部分を含む領域に形成されていればよい。
【００１９】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００２０】
１０  内燃機関
１２  燃焼室
１４  吸気ポート
１８  凹部
１８ａ  開口面
１８ｂ  上流側端部
２０  燃料噴射弁
３０  ＴＣＶ
３２  突出部
３２ａ  突出部端面
３２ｂ  下流側端面
【図１】
2017129096.tif 000003
【図２】
2017129096.tif 000004
【図３】
2017129096.tif 000005
【図４】
2017129096.tif 000006
【図５】
2017129096.tif 000007