内燃机的进气装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的进气装置，其在低负载状态下产生涡流强的滚流，在中高负载状态下抑制在上方通路流动的进气，从而通过调整滚流的涡流强度来谋求燃烧效率的最优化。进气分配阀（65）由板状阀体（67）从旋转轴（66）一体地延伸的方式构成，旋转轴（66）以使该旋转轴（66）的旋转中心线（Cv）与隔板（60）的上游端缘（61aa）平行地指向，并且位于该上游端缘（61aa）的下方附近的方式旋转自如地轴支承在进气管（22），在内燃机处于低负载运转时，进气分配阀（65）利用板状阀体（67）、或者利用板状阀体（67）和旋转轴（66）封闭下侧进气通路（Lp）的上游侧开口。
【专利说明】内燃机的进气装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种搭载于车辆的内燃机的进气装置。
【背景技术】
[0002]存在如下构成进气装置的结构，S卩，在内燃机的低负载区域中，为了谋求降低燃烧效率，在燃烧室内使被吸入的进气产生滚流，并且将燃料输送到燃烧室上部的点火火花塞的周围而分层，从而提高燃烧效率。
[0003]进气端口和排气端口从气缸盖的燃烧室的上顶面的进气阀口和排气阀口向彼此分离的方向弯曲并且延伸，该进气端口向燃烧室引导的进气中的、从接近进气阀口的气缸轴(缸膛的中心轴)的内侧边缘侧向燃烧室的中央部吸入的进气一边朝向排气侧流入一边下降到缸膛的排气侧，之后，沿着活塞顶面使气流弯曲并上升到进气侧，从而形成纵涡即所谓的滚流。
[0004]因此，存在如下进气装置的一个例子(参照专利文献1)，为了增大从接近进气阀口的气缸轴的内侧边缘侧吸入的进气的比例，利用隔壁将进气端口的内部分隔成上下的通路，在隔壁的上游侧设置进行下方通路的开闭的进气控制阀，在内燃机刚启动后关闭下方通路，从而使在进气端口的上方通路流动的进气从作为上方通路的延长的进气阀口的内侧边缘侧被吸入，产生涡流强的滚流。
[0005]专利文献1:日本特开2008-151078号公报
[0006]在专利文献I的进气装置中，设置在进气端口的隔壁上游侧的进气控制阀使基端的轴部轴支承在进气端口的下壁且旋转，通过沿下壁的内面伏倒来打开下方通路的上游侧开口而在上下双通路中流动进气，通过向上方旋转使前端缘与隔壁的上游端缘相接来关闭下方通路的上游侧开口，从而仅在上方通路流动进气。
[0007]因此，在内燃机刚启动后，由于进气控制阀关闭下方通路的上游侧开口，使进气在上方通路流动并进入燃烧室内，所以产生涡流强的滚流，并且降低燃烧效率。
[0008]但是，在内燃机的中高负载区域中，如果滚流的涡流过强，则存在因急速燃烧而产生曲轴噪声的情况。
[0009]因此，在中高负载区域中，想要抑制在进气端口的上方通路流动的进气，但是，在专利文献I的进气控制阀所进行的进气控制中，不能通过仅局部地关闭上方通路的上游侧开口来抑制在上方通路流动的进气。
【发明内容】
[0010]本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种内燃机的进气装置，其在低负载状态下产生涡流强的滚流，在中高负载状态下，通过抑制在上方通路流动的进气来调整滚流的涡流强度，从而能够谋求燃烧效率的最佳化。
[0011]为了达到上述目的，第一方面发明记载了一种内燃机的进气装置其在滑动自如地嵌合在气缸体16的缸膛16b内的活塞25的顶面(日文:天井面)与同该顶面相对的气缸盖17的上顶面(日文:頂面)41之间构成有燃烧室40，
[0012]各进气端口 44和排气端口 45从向所述气缸盖17的所述上顶面开口的进气阀口42和排气阀口 43向彼此分离的方向弯曲且延伸地形成，
[0013]在进气端口 44构成有与进气管20连接而连续的进气通路P，
[0014]在所述进气管20设置有节流阀22，
[0015]所述进气通路P被隔板60局部地分隔成通过燃烧室40的中央部的上侧进气通路Up和通过燃烧室40的外周部的下侧进气通路Lp，
[0016]在所述进气管20的所述节流阀22的下游，利用设置在所述隔板60的上游的进气分配阀65对在所述上侧进气通路Up和所述下侧进气通路Lp流动的进气比例进行控制，
[0017]利用进气控制机构71驱动控制所述进气分配阀65，所述内燃机的进气装置的特征在于，
[0018]所述进气分配阀65由板状阀体67从旋转轴66 —体地延伸而构成，
[0019]所述旋转轴66以使该旋转轴66的旋转中心线Cv与所述隔板60的上游端缘61aa平行地指向，并且位于该上游端缘61aa的下方附近，旋转自如地轴支承在所述进气管22，
[0020]在内燃机处于低负载运转时，所述进气分配阀65利用所述板状阀体67、或者利用所述板状阀体67和所述旋转轴66封闭所述下侧进气通路Lp的上游侧开口。
[0021]第二方面发明的特征在于，所述隔板60以使所述上侧进气通路Up的通路截面积比所述下侧进气通路Lp的通路截面积小的方式分隔所述进气通路P。
[0022]第三方面发明的特征在于，所述进气分配阀65的所述旋转轴66轴支承在旋转中心线Cv与所述进气通路P的最大上下宽度的中心轨迹即通路中心线Cp正交的位置。
[0023]第四方面发明的特征在于，在所述板状阀体67离开所述进气管20的下侧内周面而打开所述下侧进气通路Lp的上游侧开口时，所述进气分配阀65打开所述旋转轴66与所述隔板60之间而形成连通所述下侧进气通路Lp的中间通路Mp。
[0024]第五方面发明的特征在于，所述进气分配阀65构成为，从切开凹部65d沿切开底面延伸有所述板状阀体67，所述切开凹部65d以与所述旋转轴66的旋转中心线Cv平行的面切开而成，所述切开凹部(65d)在与所述搁板(60)之间形成中间通路(Mp)。
[0025]根据第一方面发明所记载的内燃机的进气装置，进气分配阀65由板状阀体67从旋转轴66 —体地延伸的方式构成，旋转轴66以使该旋转轴66的旋转中心线Cv与所述隔板60的上游端缘61aa平行地指向，并且位于该上游端缘61aa的下方附近的方式旋转自如地轴支承在所述进气管20，从旋转轴66朝向进气上游侧延伸的所述板状阀体67上下摆动，将所述节流阀22下游的进气上下分配并改变在上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp流动的进气的比例，在内燃机处于低负载运转时，进气分配阀65利用板状阀体67、或者利用板状阀体67和旋转轴66封闭下侧进气通路Lp的上游侧开口，因此，在低负载运转时，将进气大致全部分配至上方并在上侧进气通路Up流动，从而使导向上侧进气通路Up并在其中流动的进气从进气阀口 42的内侧边缘侧(气缸轴C侧)向燃烧室40的中央部朝向排气侧高速地被吸入，能够产生涡流强的滚流，在中高负载状态下，通过抑制在上方通路流动的进气将滚流抑制得很弱，并且能够谋求燃烧效率的最优化。
[0026]根据第二方面发明所述的内燃机的进气装置，因为所述隔板60以使上侧进气通路Up的通路截面积比下侧进气通路Lp的通路截面积小的方式分隔进气通路P，所以使与燃烧室40的中央部连通的上侧进气通路Up变窄，从而提高通过上侧进气通路Up的进气速度并能够产生涡流强的滚流。
[0027]根据第三方面发明所述的内燃机的进气装置，因为所述进气分配阀65的旋转轴66轴支承在旋转中心线Cv与所述进气通路P的最大上下宽度的中心轨迹即通路中心线Cp正交的位置，所以即使通常的通路截面是圆形的或变形了，也能够摆动地轴支承半椭圆形的板状阀体67，该板状阀体67以倾斜的姿态与呈上下对称的长圆形的进气通路P的通路内周面相接。
[0028]另外，因为旋转轴66没有在进气通路P中上下偏置而位于最大上下宽度的中心，所以能够尽力抑制进气的紊乱。
[0029]根据第四方面发明所述的内燃机的进气装置，因为在板状阀体67离开进气管20的下侧内周面而打开下侧进气通路Lp时，所述进气分配阀65打开旋转轴66与隔板60之间而形成连通下侧进气通路Lp的中间通路Mp，所以进气分配阀65打开下侧进气通路Lp的上游侧开口，从而上下分配的进气中的被分配至上侧的进气的大部分流入上侧进气通路Up，但是，未流入上侧进气通路Up的进气不会滞留而能够通过中间通路Mp顺利地流入下侧进气通路Lp，能够抑制进气流的紊乱，将进气效率维持得很高。
[0030]根据第五方面发明的内燃机的进气装置，所述进气分配阀65构成为，从切开凹部65d沿切开底面延伸有所述板状阀体67，所述切开凹部65d以与旋转轴66的旋转中心线Cv平行的面切开而成，并且在切开凹部65d与隔板60之间形成所述中间通路Mp，所以能够利用简单的结构实现以下结构，即，在进气分配阀65关闭下侧进气通路Lp的上游侧开口时，设置在旋转轴66的切开凹部65d的板状阀体67的基端缘67a与隔板60相接而完全关闭下侧进气通路Lp，在进气分配阀65打开下侧进气通路Lp的上游侧开口时，在切开凹部65d与隔板60之间形成中间通路Mp的结构，由此结构，能够谋求减少部件数量和降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是搭载本发明一实施方式的内燃机的机动两轮车的右侧视图。
[0032]图2是该内燃机的右侧剖视图。
[0033]图3是气缸体的俯视图。
[0034]图4是气缸盖的仰视图。
[0035]图5是燃烧室的上顶面的说明图。
[0036]图6是低负载状态下的内燃机的主要部分的剖视图。
[0037]图7是图6的YD - YD线剖视图。
[0038]图8是图6的VD1- VDI线剖视图。
[0039]图9是进气分配阀的立体图。
[0040]图10是图13的X-X线剖视图。
[0041]图11是表示进气分配阀的开度Φ相对于节流阀开度Θ的控制与滚流比Rt的变化的曲线图。
[0042]图12是中负载状态下的内燃机的主要部分的剖视图。
[0043]图13是高负载状态下的内燃机的主要部分的剖视图。
[0044]图14是变形例的进气分配阀的分解立体图。[0045]图15是相当于使用该进气分配阀的例子的图10的剖视图。
[0046]图16是其他实施方式的进气分配阀的开度Φ相对于节流阀开度Θ的控制与滚流比Rt的变化的曲线图。
[0047]附图标记说明
[0048]I机动两轮车；2车架；10内燃机；11曲轴箱；12曲轴；13主轴；14副轴；16气缸体；16b缸膛；17气缸盖；18气缸盖罩；19连结管；20进气管；21节流阀体；22节流阀；23喷射器；24空气滤清器；25活塞；26连杆；30动阀机构；31凸轮轴；32e、32i摇臂轴；33i进气摇臂；33e排气摇臂；341、34e阀导向件；40燃烧室；41上顶面；42进气阀口 ；42a突出部；43排气阀口 ；44进气端口 ；45排气端口 ；46进气阀；46p伞状部；46pf端面；46s进气阀杆；47排气阀；48火花塞孔；51拱形凹部；52挤压部；53导向壁面；55切开圆曲面；56活塞切开面；60隔板；61进气管侧隔板；62进气端口侧隔板；65进气分配阀；Cv旋转中心线；65d切开凹部；66旋转轴；67板状阀体；67a基端缘；68螺钉；70E⑶；71进气控制机构；72马达驱动机构；80进气分配阀；81旋转轴；81a、81b切开凹部；81s切槽；82板状阀体；82、83管状铆钉；P进气通路；Cp通路中心线；Up上侧进气通路；Lp下侧进气通路；Mp中间通路
【具体实施方式】
[0049]以下，基于图1至图13对本发明一实施方式进行说明。
[0050]图1是搭载本实施方式的内燃机10的机动两轮车I的整体侧视图。
[0051]本机动两轮车I的车架2使左右一对主架2b、2b从头管2a向后方延伸后向下弯曲而形成陡倾斜部2ba、2ba，其下部呈 < 形向前方弯曲直到下端部。
[0052]另外，左右一对下降架2c、2c从头管2a以倾斜的陡的角度向下方，并且在侧视下与主架2b的陡倾斜部2ba大致平行地指向。
[0053]车座导轨2d、2d从主架2b、2b的陡倾斜部2ba、2ba的上部向后方延伸，与该车座导轨2d、2d的中央部和陡倾斜部2ba、2ba的下部连结的后拉杆2e、2e支承车座导轨2d、2d。
[0054]在如上所述的车架2上，在头管2a枢轴支承有前叉3，在其下端轴支承有前轮4，前端轴支承在设置于主架2b、2b下部的枢轴板2f的后叉5向后方延伸,在其后端轴支承有后轮6，在后叉5的后部与车座导轨2d、2d的中央部之间安装有后部缓冲器7。
[0055]在主架2b、2b上架设有燃料箱8，在燃料箱8的后方，车座9支承并设置在车座导轨2d、2d上。
[0056]搭载于车架2的内燃机10是SOHC型双阀单筒四冲程内燃机，曲轴12相对于车体指向车体宽度方向，并且气筒在稍微前倾而立起的姿态下被悬架。
[0057]旋转自如地轴支承内燃机10的曲轴12的曲轴箱11在配设于曲轴12的后方的主轴13与副轴14之间构成变速齿轮机构15，副轴14是输出轴，在副轴14与后轮6的旋转轴之间架设有链条(未图示)，该链条向后轮6传递动力。
[0058]参照图2，在曲轴箱11的上面，一个铸铁制的气缸套16L铸入该气缸体16中，气缸盖17经由垫圈重叠在气缸体16的上面。气缸体16与气缸盖17通过双头螺栓联结成一体，气缸盖罩18覆盖气缸盖17的上方。
[0059]重叠在曲轴箱11上面的气缸体16、气缸盖17、气缸盖罩18以从曲轴箱11稍微前倾的姿态下向上方延伸(参照图1、图2)。[0060]进气管20经由连结管19从如上所述地搭载在车架的内燃机10的稍微前倾地立设的气缸盖17向后方延伸，在进气管20设置有内置节流阀22的蝶型节流阀体21，并且安装有喷射器23，而且还设置有后述的进气分配阀65。
[0061]与该进气管20的后端连结的空气滤清器24在侧视下配置在由主架2b、车座导轨2d、后拉杆2e围成的空间中(参照图1)。
[0062]另外，从气缸盖17向前方延伸的排气管27与消音器28连结，该消音器28向下方弯曲，而且向后方弯曲，沿曲轴箱11的下表面靠后方且右侧地配置在后轮6的右侧。
[0063]参照图2，曲轴箱11被左右分割，气缸套16L的下端部嵌入到形成在左右曲轴箱的接合面的开口中且气缸体16稍微前倾而向上方突出，活塞25往复滑动自如地嵌合在该气缸套16L的内部的缸膛16b中，连杆26连接活塞25的活塞销25p与曲轴12的曲轴销12p之间，从而构成曲轴机构。
[0064]在气缸体16的缸膛16b内滑动的活塞25的顶面25t与和该顶面25t相对的气缸盖17的上顶面41之间构成燃烧室40。
[0065]在气缸盖17，在上顶面41上相对于作为缸膛16b的中心轴即气缸轴C彼此位于相反位置的各一个进气阀口 42和排气阀口 43面对燃烧室40地开设，并且进气端口 44和排气端口 45分别从进气阀口 42和排气阀口 43向彼此分离的方向弯曲并延伸地形成。
[0066]进气端口 44从进气阀口 42向后方延伸，经由连结管19与进气管20连通，排气端口 45与排气管27连结。
[0067]与气缸盖17嵌合安装成一体且分别滑动自如地支承于阀导向件341、34e的进气阀46及排气阀47被设置在气缸盖17上面的动阀机构39驱动，使进气端口 44的进气阀口42及排气端口 45的排气阀口 43与曲轴12的旋转同步地开闭。
[0068]参照图2，动阀机构30是在气缸盖17的上面使一个凸轮轴31指向左右方向且被轴支承的SOHC型内燃机的动阀机构，在凸轮轴31的倾斜前后上方支承有摇臂轴32e、32i，在后方的摇臂轴32i摆动自如地轴支承进气摇臂33i的中央，在前方的摇臂轴32e摆动自如地轴支承排气摇臂33e的中央。
[0069]进气摇臂33i的一端与凸轮轴31的进气凸轮突出部(吸気力^ 口 O相接，另一端经由调整螺钉与被弹簧施力的进气阀46的阀杆46s的上端相接，排气摇臂33e的一端与曲轴31的排气凸轮突出部相接，另一端经由调整螺钉与被弹簧施力的排气阀47的阀杆47s的上端相接，通过凸轮轴31的旋转，使进气摇臂33i和排气摇臂33e摆动而开闭驱动进气阀46和排气阀47。
[0070]图3是气缸体16的俯视图，在与气缸盖17接合的接合面16f上贯穿设置有缸膛16b的圆孔以及供向动阀机构30传递动力的链条穿过的链条室16c的矩形孔。
[0071]图4是与气缸体16重合的气缸盖17的仰视图，在与气缸体16的接合面16f相对的接合面17f上，燃烧室40的上顶面41与缸膛16b相对应地凹形地形成，并且贯穿形成有与链条室16c相对应地连通的链条室17c。
[0072]气缸盖17的接合面17f的燃烧室40的上顶面41的圆形开口边缘41s与缸膛16b的圆孔一致。
[0073]在上顶面41的后侧开设有大径的进气阀口 42，在上顶面41的前侧开设有比进气阀口 42的直径稍小的排气阀口 43。[0074]另外，在上顶面41贯穿设置有供点火火花塞(未图示)的前端突出的火花塞孔48。
[0075]图5是沿气缸轴C的轴向观察气缸盖17的燃烧室40，即，沿气缸轴向的向视所示的图，参照该图5，进气阀口 42在沿气缸轴向而向视时，比燃烧室40的上顶面41的与缸膛16b的圆孔对应的圆形上顶面开口边缘41s更向外侧突出地偏置，进气阀口 42具有从上顶面开口边缘41s突出的月牙状的突出部42a (图5的散点所示的部分)。
[0076]如果突出部42a的开口周长相对于进气阀口 42的开口边缘42s的开口全周长的比例为遮蔽比例(^^割合)Rm，则本进气阀口 42的偏置所产生的遮蔽比例Rm为20~50%左右。
[0077]另外，参照图5，在上顶面41具有在长半轴方向两侧包围进气阀口 42和排气阀口43的椭圆状的横截面形状而形成拱形凹部51，在上顶面41中拱形凹部51的外侧的左右一对月牙状部分分别形成有挤压部52、52。
[0078]在进气阀口的外周围，从进气阀口 42的月牙状的突出部42a的两端部周围沿进气阀口 42的开口边缘42s弯曲的一对导向壁面53、53彼此相对，并且朝向所述排气阀口 43侧逐渐张开地形成。
[0079]相对于如上所述地形成的气缸盖17的燃烧室40的上顶面41，如图3及图6所示，气缸体16的缸膛16b形成有切开圆曲面55，该切开圆曲面55是使与缸膛16b的与气缸盖17侧的开口边缘的进气阀口 42的突出部42a相对的后侧部分向进气阀46的移动方向沿进气阀46的伞状部46p周缘切开直到最大阀升程位置。
[0080]如图6所示， 切开圆曲面55在覆盖铸入有铸铁制的气缸套16L的铝合金制的气缸体16的无凸缘边的气缸套16L的端面部分，倾斜切开地形成。
[0081]因为进气阀46的伞状部46p的周缘沿该切开圆曲面55接近切开圆曲面55地移动，所以从进气阀46打开直到移动至最大阀升程位置之间，来自进气阀口 42的外侧边缘侧(突出部42a侧)的进气必须通过进气阀46的伞状部46p的周缘与切开圆曲面55之间极窄的间隙，大部分被阻挡向燃烧室40吸入，处于被遮蔽状态。
[0082]因此，从进气阀口 42的外侧边缘侧吸入的进气被遮蔽，仅少量吸入到燃烧室内，从而以来自进气阀口 42的内侧边缘侧的吸入为主，因此，构成容易产生滚流的结构。
[0083]需要说明的是，进气阀46的最大阀升程位置也可以位于稍微越过切开圆曲面55的位置。
[0084]活塞25的顶面25t的周缘部的与进气阀口 42的突出部42a相对的部分与进气阀46的伞状部46p的端面46pf平行地切开而形成切开面56 (参照图6)，在进气行程中随着活塞25的下降而打开进气阀46来进行升程时，由于来自外侧边缘侧的进气流入方向与活塞切开面56垂直，所以不会促进从进气阀口 42的外侧边缘侧向燃烧室40吸入进气，更加抑制逆滚流的产生。
[0085]在进气系统中，从进气管20经由连结管19直到进气端口 44的进气通路P从进气管20的下游部直到进气端口 44的弯曲部，被隔板60分隔为上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp。
[0086]气缸盖17包含形成进气端口 44的部分并且由铝合金形成，相对于此，进气管20由树脂形成。
[0087]因此，隔板60构成为由与进气管20形成一体的进气管侧隔板61、在进气端口 44内与气缸盖17形成一体的进气端口侧隔板62构成，进气管侧隔板61的下游端部61b和进气端口侧隔板62的上游端部62a彼此上下重合地连结。
[0088]参照图2和图6，进气管侧隔板61的下游端部61b比进气管20的下游开口端更突出而进入进气端口 44内，进气端口侧隔板62的上游端部62a到达至进气端口 44的上游开口端。
[0089]树脂制的进气管侧隔板61的进入进气端口 44内的下游端部61b具有因弹性变形所产生的挤压力而压接在进气端口侧隔板62的上游端部62a的上面并重合地连结。
[0090]进气通路P的通路截面形成为圆形，如图6所示，将该进气通路P上下分隔的隔板60使进气管侧隔板61和进气端口侧隔板62—起位于比进气通路P的最大上下宽度的中心轨迹(在本进气通路P的情况下，作为通路截面的圆形的中心轨迹)即通路中心线Cp更偏上方的位置，上侧进气通路Up的通路截面积比下侧进气通路Lp的通路截面积小(参照图7)。
[0091]如图7所示，在本进气通路P的情况下，上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp的通路截面积的比例为，从上游侧开口到下游侧开口为止大致3比7。
[0092]进气端口侧隔板62沿进气端口 44的形状弯曲，进气端口侧隔板62的下游端部62b到达位于进气端口 44的弯曲部的进气阀46的进气阀杆46s，如图8所示，在下游端部62b形成从前端缘呈U形凹陷的凹部62u，从而使将该U形凹部60u向进气端口 44内延伸的阀导向件34i贯穿。
[0093]阀导向件34i的外径与U形凹部60u的宽度相等，阀导向件34i嵌合至U形凹部60u的深处且不产生间隙，因此，进气端口侧隔板62尽可能地上下分隔进气通路P直到进气端口 44的进气阀口 42附近。
[0094]因此，参照图6，上侧进气通路Up从进气阀口 42的内侧边缘侧(气缸轴C侧)通过燃烧室40的中央部，下侧进气通路Lp从进气阀口 42的外侧边缘侧(突出部42a侧)通过燃烧室40的外周部。
[0095]如图6所示，安装在进气管20的喷射器23被安装为，面对上侧进气通路Up，并且朝向比作为进气端口侧隔板62与进气管侧隔板61连结的连结部61b、62a的上游端部62a更下游侧的位置喷射燃料。
[0096]在进气管20内，在节流阀22的下游且进气管侧隔板61的上游设置有进气分配阀65。
[0097]进气分配阀65是使板状阀体67从轴支承于进气管20的旋转轴66 —体延伸地构成的瓣阀，并且利用马达驱动机构72使板状阀体67摆动。
[0098]如图9和图10所示，在左右轴承之间的进气通路P内形成有沿旋转轴66的旋转中心线Cv以平行的面切开的半圆柱状的切开凹部65d，板状阀体67沿切开凹部65d的切开底面延伸。
[0099]需要说明的是，旋转轴66的切开凹部65d的背面侧也形成有稍微切开的凹部。
[0100]板状阀体67形成为将切开凹部65d的轴向宽度作为短半轴的半椭圆形，使具有直线边的基端部与切开凹部65d的切开底面抵接，将螺钉68经由垫片68w从背面拧入背面的凹部，从而将板状阀体67 —体地联结在旋转轴66上。
[0101]也可以利用铆钉联结。
[0102]在将板状阀体67的基端部安装在转动轴66的切开凹部65d上时，板状阀体67的基端部的基端缘67a位于大致旋转轴66的外周面的延长周面上，切开凹部65d在板状阀体67的基端部的表面上作为凹部而残留。
[0103]这样的进气分配阀65在使旋转轴66的旋转中心线Cv与指向进气管侧隔板61的上游端部61a的左右水平方向的上游端缘61aa平行地指向，并且在位于上游端缘61aa的下方附近的状态下，将旋转轴66旋转自如地轴支承在进气管20上，在使板状阀体67从该旋转轴66朝向进气上游侧延伸的姿态下被安装。
[0104]如果板状阀体67利用旋转轴66的旋转而一体地上下摆动，并且呈半椭圆状的外周缘以倾斜的姿态与截面呈圆形的进气通路P的通路内周面相接，则能够完全封闭进气通路P的一半。
[0105]进气分配阀65的旋转轴66轴支承在旋转中心线Cv与进气通路P的通路中心线Cp正交的位置。
[0106]需要说明的是，在进气管20内轴支承在进气分配阀65的上游侧的节流阀22是以指向与进气通路P的通路中心线Cp正交的左右水平方向的旋转中心线为中心旋转的蝶阀。
[0107]进气分配阀65使前端朝向上游的节流阀22摆动，从而能够改变将节流阀22下游的进气上下分配并在上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp内流动的进气比例。
[0108]控制内燃机10的ECU(电子控制单元)70具有进气控制机构71，分析内燃机10的运转状态并利用进气控制机构71驱动控制进气系统的节流阀22和喷射器23，但是，利用进气控制机构71也能够驱动控制进气分配阀65。
[0109]参照图6，节流阀22的节流阀开度Θ是使从全闭时开始转动到与进气通路平行时为全开状态，表示内燃机10的负载状态。
[0110]进气分配阀65根据内燃机10的负载状态控制摆动，作为进气分配阀65的摆动角度的进气分配阀开度Φ是将图6所不的低负载状态时的进气分配阀65的低负载位置作为基准O度，在图6中顺时针增加摆动角度。
[0111]滚流状态能够用曲轴12旋转一圈的滚流转速即滚流比Rt表示。
[0112]滚流比Rt=滚流旋转角速度/曲轴角速度
[0113]如果滚流比Rt大，则产生涡流强的滚流。
[0114]图11表示根据节流阀开度Θ控制进气分配阀65摆动的进气分配阀开度Φ的变化和滚流比Rt的变化。
[0115]以下，参照图11，考察内燃机10的负载状态下的进气分配阀65的摆动控制和滚流比Rt0
[0116]如图6所示，在内燃机10处于低负载运转状态时，节流阀22开得很小(节流阀开度Θ:小)，进气分配阀65将板状阀体67的前端缘定位在与进气通路P的下侧周面相接的低负载位置(进气分配阀开度Φ=0)。
[0117]在该进气分配阀65的板状阀体67的前端缘与进气通路P的下侧周面相接时，板状阀体67的位于旋转中心线Cv上方的基端缘67a与进气管侧隔板61的上游端部61a的下表面相接，因此，下侧进气通路Lp的上游侧开口被进气分配阀65完全封闭。
[0118]因此，进气分配阀65能够使进气被大致全部分配到上方并在上侧进气通路Up内流动。
[0119]因此，通过节流阀22的稍微打开的开口的进气通过进气分配阀65被大致全部导向上方的较窄的上侧进气通路Up而流动，从而变为高速，并且还通过延伸至位于进气端口44的弯曲部的进气阀杆46s的隔板60，被导向至进气阀口 42附近，因此，大部分进气从进气阀口 42的内侧缘侧(气缸轴C侧)向燃烧室40的中央部朝向排气侧被高速吸入，如图6所示，产生涡流强的滚流(滚流比Rt上升)。
[0120]进气阀口 42以具有在沿气缸轴向地向视时向缸膛16b的圆孔外侧突出的月牙状突出部42a的方式偏置，从而进气阀口 42的外侧边缘侧(突出部42a侧)被遮蔽，并且通过下侧进气通路Lp的进气几乎没有，因此，没有从进气阀口 42的外侧缘侧吸入燃烧室40的进气，不会产生妨碍滚流的逆滚流，使滚流产生得更强，滚流比Rt变高，能够提高低负载时的燃烧效率。
[0121]如图12所示，在内燃机10处于中负载运转状态时，节流阀22打开到中间程度(节流阀开度Θ:中)，进气分配阀65使前端缘定位在接近进气通路P的上侧周面的中负载位置(进气分配阀开度Φ = β度)，因此，进气分配阀65以使进气的比例上方比下方小的方式进行分配。
[0122]因此，如图12的箭头所示，虽然下侧进气通路Lp充分地流动进气，但是在上侧进气通路Up流动的进气被抑制。
[0123]另外，如果进气分配阀65的板状阀体67的前端缘离开进气通路P的下侧周面，则板状阀体67的基端缘67a离开进气管侧隔板61的上游端部61a的下表面，在进气分配阀65的切开凹部65d与进气管侧隔板61的上游端部61a之间形成中间通路Mp。
[0124]因为中间通路Mp通过下侧进气通路Lp，所以被进气分配阀65上下分配的进气中的、被分配到上侧的进气大部分流入上侧进气通路Up，但是，没有流入上侧进气通路Up的一部分进气也不会滞留而能够通过中间通路Mp顺利地流入下侧进气通路Lp，能够抑制进气流的紊乱，并且进一步抑制流入上侧进气通路Up的进气。
[0125]因此，被抑制在上侧进气通路Up流动的进气即使从进气阀口 42的内侧边缘侧进入燃烧室40，也仅产生涡流弱的滚流，而且从进气阀口 42的外侧边缘侧吸入燃烧室40的外周部的进气稍微存在并产生逆滚流而抑制滚流，因此，极力抑制滚流，滚流比Rt下降。
[0126]如图13所示，在内燃机10处于高负载运转状态时，节流阀22变为全开(节流阀开度Θ:全开)，进气分配阀65与进气管侧隔板61的上游端部61a平行而被定位在位于包含进气通路P的通路中心线Cp的平面的高负载位置(进气分配阀开度Φ = α度)，因此，进气分配阀65将进气以I比I的比例上下分配。
[0127]但是，如图13及图13的X-X线剖视图即图10所示，在进气分配阀65的切开凹部65d与进气阀侧隔板61的上游端部61a之间形成有中间通路Mp，因此，由于被进气分配阀65分配至上侧的进气的一部分直线地通过中间通路Mp而不滞留，并且顺利地流入下侧进气通路Lp，所以其结果是，进气以被进气管侧隔板61分隔为大致3比7的比例的方式流入上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp。
[0128]因此，如图13的箭头所示，在上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp流动足够的进气，在上侧进气通路Up流动的进气从进气阀口 42的内侧边缘侧被吸入燃烧室40而产生滚流，在下侧进气通路Lp流动的进气被遮蔽并且从进气阀口 42的外侧边缘侧进入燃烧室40而稍微产生逆滚流，但是，由于从上侧进气通路Up吸入足够的进气量，所以能够产生滚流比Rt较高的涡流适当的滚流，并且能够利用足够的进气将进气效率维持在良好。[0129]如上所述，本内燃机10的进气装置使进气分配阀65的旋转轴66的旋转中心线Cv平行地指向隔板60的上游端缘61aa，并且位于该上游端缘61aa的下方附近而旋转自如地轴支承在进气管20上，从旋转轴66朝向进气上游侧延伸的板状阀体67上下摆动，将节流阀22下游的进气上下分配并能够改变在上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp流动的进气的比例，因此，能够根据内燃机的负载状态调整滚流的涡流强度，并且谋求燃烧效率的最优化。
[0130]S卩，在内燃机10处于低负载运转状态时，进气分配阀65完全封闭下侧进气通路Lp的上游侧开口，并且将进气大致全部分配到上方而在下侧进气通路Lp的不到一半的通路截面积窄的上侧进气通路Up内高速地流动，大部分的进气从进气阀口 42的内侧边缘侧(气缸轴C侧)向燃烧室40被高速地吸入，从而能够产生涡流特别强的滚流。
[0131]在内燃机10处于中负载运转状态时,将进气分配阀65定位在中负载位置(进气分配阀开度Φ = β度)，将进气比例以下方比上方小的方式进行分配，通过抑制在上侧进气通路Up流动的进气来抑制滚流。
[0132]在进气分配阀65处于中负载位置时，因为在切开凹部65d与进气管侧隔板61的上游端部61a之间形成中间通路Mp，所以没有进入上侧进气通路Up的一部分进气不会滞留而能够通过中间通路Mp顺利地流入下侧进气通路Lp，能够抑制进气流的紊乱，并且进一步抑制流入上侧进气通路Up的进气。
[0133]在内燃机10处于高负载运转状态时，进气分配阀65被定位在位于包含进气通路P的通路中心线Cp的平面的高负载位置，形成有中间通路Mp，所以进气不会滞留而以被进气管侧隔板61分隔为大致3比7的比例流入上侧进气通路Up和下侧进气通路Lp，由于从上侧进气通路Up吸入足够的进气量，所以能够产生涡流适当的滚流，并且能够利用足够的进气将进气效率维持在良好。
[0134]因为进气分配阀65的旋转轴66轴支承在使旋转中心线Cv与进气通路P的最大上下宽度的中心轨迹即通路中心线Cp正交的位置，所以以倾斜的姿态与通常通路截面呈圆形的进气通路P的通路内周面相接的半椭圆形的板状阀体67能够摆动地被轴支承。
[0135]板状阀体67从沿旋转轴66的旋转中心线Cv以平行的面切开的切开凹部65d沿切开面延伸而构成进气分配阀65，并且在切开凹部65d与隔板60之间形成中间通路Mp，因此，能够利用简单的结构实现以下结构，即，在进气分配阀65关闭下侧进气通路Lp时，设置在旋转轴66的切开凹部65d的板状阀体67的基端缘67a与进气管侧隔板61相接而完全关闭下侧进气通路Lp的上游侧开口，在进气分配阀65打开下侧进气通路Lp的上游侧开口时，在切开凹部65d与进气管侧隔板61之间形成中间通路Mp的结构，并且能够谋求减少部件数量和降低成本。
[0136]本实施方式的进气分配阀65使板状阀体67的基端部的基端缘67a位于大致旋转轴66的外周面的延长周面上，使基端部位于旋转轴66的切开凹部65d内，但是，在旋转轴66的外径小时，基端部也可以从切开凹部65d露出而突出，即使在该情况下，如果进气分配阀65关闭下侧进气通路Lp的上游开口，则板状阀体67的突出的基端部的基端缘67a与进气管侧隔板61的下表面相接而关闭中间通路Mp，如果进气分配阀65摆动而打开下侧进气通路Lp的上游开口，则基端缘67a离开进气管侧隔板61的下表面，从而能够形成中间通路Mp0[0137]图14及图15表示作为瓣阀的进气分配阀的变形例，并进行说明。
[0138]本进气分配阀80在相当于旋转轴81的进气通路P内的部分形成有一对切开凹部81a、81b，该切开凹部81a、81b以与包含旋转中心轴Cv的中心轴在内的平面平行的平面切开，在切开凹部81a、81b之间的平板部81c贯穿设置有与平板部81c的两平面平行地贯穿的切槽81s。
[0139]切槽81s的左右宽度与切开凹部81a、81b相同，与进气通路P的内径相等。
[0140]在平板部81c的左右两个部位贯穿设置有安装孔81ch、81ch。
[0141]在该旋转轴81的平板部81c的切槽81s嵌入有板状阀体82的基端部。
[0142]板状阀体82形成为以切槽81s的左右宽度为短半轴的半椭圆状，在具有直线边的基端部的左右，与旋转轴81的平板部81c的安装孔81ch、81ch对应地贯穿设置有安装孔82h、82h。
[0143]如图14所示，在旋转轴81的平板部81c的切槽81s嵌入有板状阀体82的基端部，使旋转轴81的安装孔81ch、81ch与板状阀体82的安装孔82h、82h配合，使管状铆钉83、83从切开凹部81b侧贯穿该安装孔81ch、81ch和安装孔82ch、82ch，并铆接从切开凹部81a突出的管状铆钉83、83的前端，从而将板状阀体82安装在旋转轴81上作为进气分配阀80。
[0144]该进气分配阀80以使旋转轴81的旋转中心线Cv位于进气管侧隔板61的上游端部61a的下方附近的方式安装在所述实施方式的进气管20上。
[0145]板状阀体82利用旋转轴81的旋转而一体地上下摆动，在内燃机10处于低负载运转状态时，如果呈半椭圆状的外周缘以倾斜的姿态与截面呈圆形的进气通路P的通路内周面相接，则旋转轴81的平板部81c的端缘与进气管侧隔板61的上游端部61a的下表面相接，下侧进气通路Lp的上游侧开口被进气分配阀65完全封闭，进气仅通过上侧进气通路Up，能够使滚流产生得很强。
[0146]在内燃机10处于中高负载运转状态时，下侧进气通路Lp的上游侧开口打开，并且在进气分配阀80的切开凹部81a与进气管侧隔板61的上游端部61a之间形成中间通路Mp，未进入上侧进气通路Up的一部分进气没有滞留而能够通过中间通路Mp顺利地流入下侧进气通路Lp，并且能够抑制进气流的紊乱。
[0147]图15是高负载运转状态时相当于图13的X-X线剖视图的剖视图，在进气分配阀80的切开凹部81a与进气管侧隔板61的上游端部61a之间形成中间通路Mp。
[0148]在以上实施方式中，进气阀口 42在沿气缸轴向地向视时向燃烧室40的上顶面41的与缸膛16b的圆孔对应的圆形的上顶面开口缘41s的外侧突出地偏置，从而遮蔽燃烧室外周部的突出部，但是，对于使用进气阀口 42没有从上顶面开口缘41s突出的通常的气缸盖的内燃机而言，也能够适用本发明。
[0149]S卩，在燃烧室40的外周部没有被遮蔽并且内燃机10处于低负载运转状态时，由于进气分配阀65封闭下侧进气通路Lp的上游侧开口(进气分配阀开度Φ:0度)，并且进气大致全部被分配到上方而在上侧进气通路Up流动，所以导向较窄的上侧进气通路Up且高速流动的进气从进气阀口 42的内侧边缘侧(气缸轴C侧)向燃烧室40的中央部朝向排气侧被高速地吸入，能够产生涡流强的滚流。
[0150]在内燃机10处于中高负载运转状态时，下侧进气通路Lp的上游侧开口打开，在进气分配阀80的切开凹部81a与进气管侧隔板61的上游端部61a之间形成中间通路Mp，未进入上侧进气通路Up的一部分进气没有滞留而能够通过中间通路Mp顺利地流入下侧进气通路Lp，并且能够抑制进气流的紊乱。
[0151]另外，在本实施方式中，在进气分配阀65处于中负载运转状态时，进气分配阀65的前端缘摆动至接近进气通路P的上侧周面的中负载位置(进气分配阀开度Φ:β度)，但是，不进行这样的控制，也可以从低负载运转状态至高负载运转状态，相对于节流阀开度Θ的增加成正比地增加进气分配阀开度Φ。
[0152]图16表示了以下情况，S卩，不遮蔽燃烧室40的外周部，而在从低负载运转状态至高负载运转状态，相对于节流阀开度Θ的增加成正比地增加进气分配阀开度Φ地控制的情况下，根据节流阀开度Θ控制进气分配阀65摆动的进气分配阀开度Φ的变化和滚流比Rt的变化。
[0153]在内燃机10处于低负载运转状态时，节流阀22开得很小(节流阀开度Θ:小)，进气分配阀65定位在板状阀体67的前端缘与进气通路P的下侧周面相接的低负载位置(进气分配阀开度Φ=0度)，下侧进气通路Lp的上游侧开口被进气分配阀65完全封闭。
[0154]因此，导向较窄的上侧进气通路Up并且流动的进气从进气阀口 42的内侧边缘侧(气缸轴C侧)向燃烧室40的中央部朝向排气侧被高速地吸入，产生涡流强的滚流，滚流比Rt上升，能够提高低负载时的燃烧效率。
[0155]伴随着节流开度Θ变大，且内燃机10的负载运转状态提高，如果与节流阀开度Θ成正比地增加进气分配阀开度Φ，则进气分配阀65打开下侧进气通路Lp的上游侧开口并使进气在下侧进气通路Lp流动，被分配到上侧进气通路Up的进气也通过局部形成的中间通路Mp在下侧进气通路Lp流动，因此，由于减少在上侧进气通路Up流动的进气，所以即使从进气阀口 42的内侧边缘侧进入燃烧室40，也只会产生涡流弱的滚流，使滚流比Rt下降。
[0156]如果节流阀开度Θ变大至一定程度以上，则在进气分配阀开度Φ从变为与进气管侧隔板61的上游端部61a平行(进气分配阀开度Φ = α )之前，分配至上侧进气通路Up的进气比例不会变化，因此，维持稳定的涡流弱的滚流，滚流比Rt大致一定。
[0157]由此，通过调整滚流的涡流强度能够谋求燃烧效率的最优化。
【权利要求】
1.一种内燃机的进气装置，其在滑动自如地嵌合在气缸体(16)的缸膛(16b)内的活塞(25)的顶面与同该顶面相对的气缸盖(17)的上顶面(41)之间构成有燃烧室(40)， 各进气端口( 44 )和排气端口( 45 )从向所述气缸盖(17 )的所述上顶面开口的进气阀口(42)和排气阀口(43)向彼此分离的方向弯曲且延伸地形成， 在进气端口(44)构成有与进气管(20)连接而连续的进气通路(P)， 在所述进气管(20 )设置有节流阀(22 )， 所述进气通路(P)被隔板(60)局部地分隔成通过燃烧室(40)的中央部的上侧进气通路(Up)和通过燃烧室(40)的外周部的下侧进气通路(Lp)， 在所述进气管(20)的所述节流阀(22)的下游，利用设置在所述隔板(60)的上游的进气分配阀(65)对在所述上侧进气通路(Up)和所述下侧进气通路(Lp)流动的进气比例进行控制， 利用进气控制机构(71)驱动控制所述进气分配阀(65)，所述内燃机的进气装置的特征在于， 所述进气分配阀(65)由板状阀体(67)从旋转轴(66) —体地延伸而构成， 所述旋转轴(66)以使该旋转轴(66)的旋转中心线(Cv)与所述隔板(60)的上游端缘(61aa)平行地指向，并且位于该上游端缘(61aa)的下方附近，旋转自如地轴支承在所述进气管(22)， 在内燃机处于低负载运转时，所述进气分配阀(65)利用所述板状阀体(67)、或者利用所述板状阀体(67)和所述旋转轴(66)封闭所述下侧进气通路(Lp)的上游侧开口。
2.如权利要求1所述的内燃机的进气装置，其特征在于， 所述隔板(60)以使所述上侧进气通路(Up)的通路截面积比所述下侧进气通路(Lp)的通路截面积小的方式分隔所述进气通路(P)。
3.如权利要求2所述的内燃机的进气装置，其特征在于， 所述进气分配阀(65)的所述旋转轴(66)轴支承在旋转中心线(Cv)与所述进气通路(P)的最大上下宽度的中心轨迹即通路中心线(Cp)正交的位置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的进气装置，其特征在于， 在所述板状阀体(67)离开所述进气管(20)的下侧内周面而打开所述下侧进气通路(Lp)的上游侧开口时，所述进气分配阀(65)打开所述旋转轴(66)与所述隔板(60)之间而形成连通所述下侧进气通路(Lp)的中间通路(Mp)。
5.如权利要求4所述的内燃机的进气装置，其特征在于， 所述进气分配阀(65)构成为，从切开凹部(65d)沿切开底面延伸有所述板状阀体(67)，所述切开凹部(65d)以与所述旋转轴(66)的旋转中心线(Cv)平行的面切开而成， 所述切开凹部(65d)在与所述搁板(60)之间形成中间通路(Mp)。
【文档编号】F02B27/02GK103711569SQ201310444653
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】饭岛智司, 白砂贵盛, 浅田雅也, 松井宏次 申请人:本田技研工业株式会社