JP5360012B2 - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関(エンジン)の燃焼室に連通する空気流路を流れる吸入空気(吸気)を偏流して燃焼室内において旋回流(吸気渦流)を発生させる内燃機関の吸気装置に関するもので、特に空気流路を流れる空気流(吸気流)を空気流路の上部側に片寄らせ、エンジンの燃焼室内の吸気渦流(タンブル流またはスワール流)を強化するタンブル制御弁(TCV)またはスワール制御弁(SCV)を備えた内燃機関の吸気装置に係わる。 The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine that drifts intake air (intake air) flowing through an air flow path communicating with a combustion chamber of the internal combustion engine (engine) to generate a swirling flow (intake vortex flow) in the combustion chamber. In particular, a tumble control valve (TCV) or a swirl control valve that enhances the intake vortex flow (tumble flow or swirl flow) in the combustion chamber of the engine by shifting the air flow (intake flow) flowing through the air flow channel toward the upper side of the air flow channel. The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine equipped with (SCV).
[従来の技術]
従来より、図8に示したように、ハウジング101のバルブ室102内に回転自在に収納されたロータリバルブ103、およびこのロータリバルブ103のシャフト104をその回転方向に往復移動させるアクチュエータを有する流体流量制御弁を備え、アクチュエータのトルクによってシャフト104を介してロータリバルブ103を開閉動作させることで、エンジンの吸気通路および吸気ポート等の空気流路105の開口面積を変更して吸入空気(吸気)の流量を制御するようにした内燃機関の吸気装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
[Conventional technology]
Conventionally, as shown in FIG. 8, a fluid flow rate having a
ハウジング101は、ロータリバルブ103の外面よりも径方向外側で、且つバルブ室102を部分的に取り囲むように、ロータリバルブ103と曲率中心を同一とする円筒状曲壁106を有している。
ロータリバルブ103には、ロータリバルブ103の閉弁時であっても吸気が通過可能な開口部107が形成されている。
流体流量制御弁は、ロータリバルブ103を回転方向に開閉動作させることで、空気流路105の開口面積を増減する。これにより、ハウジング101のバルブ室102を流れる吸気の流量が、空気流路105の開口面積に応じて可変制御される。
The
The
The fluid flow control valve increases or decreases the opening area of the
[従来の技術の不具合]
ところで、特許文献1に記載の流体流量制御弁を、吸気通路および吸気ポートの下部側を閉鎖することで、吸気通路および吸気ポートを流れる吸気流を吸気通路および吸気ポートの上部側に片寄らせ、エンジンの燃焼室内のタンブル流を強化するタンブル制御弁(TCV)として使用することが考えられる。
この場合、エンジンの燃焼室内のタンブル流の更なる強化を図るという目的で、図9に示したように、開口部107の幅(開口幅)を所定の幅寸法よりも狭くして、吸気通路および吸気ポート等の空気流路105の幅方向中央部に強い吸気流を発生させようとしても、開口部107を通過して吸気流方向の下流側に流出した吸気流が空気流路105の幅方向の両側に向けて広がる傾向(吸気流が外側に円弧状に曲がる傾向)にある。
これによって、吸気通路および吸気ポート等の空気流路105の幅方向中央部に強い吸気流を発生させることができないので、エンジンの燃焼室内のタンブル流の更なる強化を図ることができず、燃焼効率の向上や、燃焼安定化による燃費の向上が望めなくなるという問題があった。
[Conventional technical problems]
By the way, by closing the lower side of the intake passage and the intake port of the fluid flow control valve described in
In this case, for the purpose of further strengthening the tumble flow in the combustion chamber of the engine, as shown in FIG. 9, the width of the opening 107 (opening width) is made narrower than a predetermined width dimension, and the intake passage is formed. Even if a strong intake flow is generated at the center in the width direction of the
As a result, a strong intake flow cannot be generated in the center in the width direction of the
本発明の目的は、ロータリバルブの開口部を通過する空気を強く偏流させる、つまり強い空気流を発生させることで、内燃機関の燃焼室で発生する旋回流の更なる強化を図ることのできる内燃機関の吸気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to make it possible to further strengthen the swirl flow generated in the combustion chamber of the internal combustion engine by strongly drifting the air passing through the opening of the rotary valve, that is, generating a strong air flow. It is to provide an intake device for an engine.
請求項1に記載の発明は、内部に空気流路が形成されたケーシングと、内燃機関の燃焼室で発生する旋回流を開閉動作により調整する空気流制御弁とを備えている。
空気流制御弁は、ケーシングの空気流路内の空気流方向に対して直交する方向に延びる回転軸、およびこの回転軸を中心にした所定の曲率半径の曲線である回転作動線上を往復移動するロータリバルブ等により構成されている。
ロータリバルブは、空気流制御弁の全閉時に空気流路を流れる空気を偏流させる開口部、およびこの開口部の幅方向の両側エッジに沿うように設置されて、ロータリバルブの回転方向に延びる複数のバルブリブを設けている。
複数のバルブリブは、ロータリバルブの表面からケーシング内の空気流方向の下流側または回転軸の径方向の外側に向かって突出するように設置されている。
The invention described in
The air flow control valve reciprocates on a rotation axis extending in a direction orthogonal to the air flow direction in the air flow path of the casing, and on a rotation operation line that is a curve of a predetermined radius of curvature around the rotation axis. It is composed of a rotary valve or the like.
The rotary valve is installed so as to extend along the both side edges of the opening in the width direction of the opening, and to extend in the rotation direction of the rotary valve. The valve rib is provided.
The plurality of valve ribs are installed so as to protrude from the surface of the rotary valve toward the downstream side in the air flow direction in the casing or outward in the radial direction of the rotary shaft.
請求項1に記載の発明によれば、ロータリバルブの全閉時には、ロータリバルブの開口部から空気流路に流出した空気流は、ロータリバルブの開口部の幅方向の両側エッジに沿うように、しかもロータリバルブの表面からケーシング内の空気流方向の下流側または回転軸の径方向の外側に向かって突出するように設置された複数のバルブリブに整流(邪魔)される。これにより、ロータリバルブの開口部から空気流路に流出した空気流が、開口部の幅方向の両側エッジよりも幅方向の外側に円弧状に曲がり難くなる、つまり空気流路の幅方向の両側に広がり難くなるので、空気流路を流れる空気流を、(空気流路の上下方向または幅方向の一方側に)強く偏流させることができる。
これによって、空気流路に強い空気流を発生させることができるので、内燃機関の燃焼室で発生する旋回流の更なる強化を図ることが可能となる。したがって、内燃機関の燃焼効率の向上や、燃焼安定化による燃費の向上を図ることができる。
なお、開口部を、空気流制御弁の全閉時にケーシングの上下方向の一方側の流路壁面近傍で開口させるようにしても良い。また、開口部を、空気流路の幅方向の中央部で開口させるようにしても良い。すなわち、開口部を、空気流制御弁の全閉時に空気流路の上部中央で開口させるようにしても良い。この場合には、特に空気流路に強い空気流を発生させることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the rotary valve is fully closed, the airflow flowing out from the opening of the rotary valve to the air flow path is along the both side edges in the width direction of the opening of the rotary valve. In addition, the flow is rectified (obstructed) by a plurality of valve ribs installed so as to protrude from the surface of the rotary valve toward the downstream side in the air flow direction in the casing or outward in the radial direction of the rotating shaft. This makes it difficult for the air flow flowing out from the opening of the rotary valve to the air flow path to be bent in an arc shape outwardly in the width direction from both side edges in the width direction of the opening, that is, both sides of the air flow path in the width direction. Therefore, the air flow flowing through the air flow path can be strongly biased (to one side of the air flow path in the vertical direction or the width direction).
Thereby, since a strong air flow can be generated in the air flow path, it is possible to further strengthen the swirl flow generated in the combustion chamber of the internal combustion engine. Therefore, it is possible to improve the combustion efficiency of the internal combustion engine and improve the fuel consumption by stabilizing the combustion.
The opening may be opened in the vicinity of the channel wall on one side of the casing in the vertical direction when the air flow control valve is fully closed. Moreover, you may make it open an opening part in the center part of the width direction of an air flow path. That is, the opening may be opened at the upper center of the air flow path when the air flow control valve is fully closed. In this case, a strong air flow can be generated particularly in the air flow path.
請求項2に記載の発明によれば、開口部とは、ロータリバルブの回転方向の全閉側に位置するバルブエッジで開口し、この開口側から奥側エッジまで延長されている凹部のことである。
請求項3に記載の発明によれば、開口部の奥側エッジに、空気流制御弁の全閉時に、ケーシングの上下(高さ)方向の一方側の流路壁面に向かって、上り勾配となるように傾斜した平面を形成することにより、強い空気流を発生させることができる。
なお、開口部の奥側エッジに、空気流制御弁の全閉時に、空気流路内の空気流方向の上流側から下流側に向かって、開口部の開口断面積が次第に減少するように傾斜した平面を形成しても良い。この場合も、強い空気流を発生させることができる。
なお、開口部として、ケーシング(空気流路)の高さ方向または幅方向の片側で開口した凹部(切欠き)を採用しても良い。また、開口部として、ロータリバルブの回転軸方向に平行な幅方向の中央部で開口した凹部(切欠き)を採用しても良い。
According to invention of
According to the third aspect of the present invention, when the air flow control valve is fully closed, an upward slope is formed at the back edge of the opening toward the channel wall surface on one side in the vertical (height) direction of the casing. By forming an inclined plane so as to be strong, a strong air flow can be generated.
It should be noted that when the air flow control valve is fully closed, the opening cross-sectional area of the opening gradually decreases from the upstream side to the downstream side in the air flow direction at the rear edge of the opening. A flat surface may be formed. Also in this case, a strong air flow can be generated.
In addition, you may employ | adopt the recessed part (notch) opened on the one side of the height direction or the width direction of a casing (air flow path) as an opening part. Moreover, you may employ | adopt the recessed part (notch) opened at the center part of the width direction parallel to the rotating shaft direction of a rotary valve as an opening part.
請求項4に記載の発明によれば、複数のバルブリブは、互いに並行配置されている。これにより、空気流路の幅方向の両側に広がり難くなるので、開口部から燃焼室に向かう空気流を、空気流路(の上下方向または幅方向)の一方側に強く偏流させることができる。 なお、複数のバルブリブを、開口部の両側エッジの延長線に沿うように設置しても良い。また、複数のバルブリブを、ロータリバルブの回転方向の全閉側に位置する全閉側バルブエッジからロータリバルブの回転方向の全開側に位置する全開側バルブエッジに至るまで連続的に延長しても良い。また、複数のバルブリブを、ロータリバルブの回転方向の全閉側に位置する全閉側バルブエッジからロータリバルブの回転方向の全開側に向かって延びる全閉側バルブリブ、およびロータリバルブの回転方向の全開側に位置する全開側バルブエッジからロータリバルブの回転方向の全閉側に向かって延びる全開側バルブリブにより構成しても良い。つまりロータリバルブの回転方向に2以上に分割しても良い。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、ケーシングは、空気流制御弁の全閉時にロータリバルブの開口部が接近する流路壁面から突出するように複数の突条リブを設置している。これらの突条リブは、複数のバルブリブにそれぞれ対応して設置されて、ケーシング内の空気流方向に延長されている。これにより、空気流路の幅方向の両側に広がり難くなるので、開口部から燃焼室に向かう空気流を、空気流路の(上下方向または幅方向)の一方側に強く偏流させることができる。
なお、複数の突条リブを、ケーシングの流路壁面から複数のバルブリブに接近するように突出させても良い。また、複数の突条リブを、ケーシングの上下方向の一方側の流路壁面に設置しても良い。
According to the fifth aspect of the present invention, the casing is provided with the plurality of ribs so that the casing protrudes from the wall surface of the flow path to which the opening of the rotary valve approaches when the air flow control valve is fully closed. These protrusion ribs are respectively installed corresponding to the plurality of valve ribs, and are extended in the air flow direction in the casing. Thereby, since it becomes difficult to spread on both sides in the width direction of the air flow path, the air flow from the opening toward the combustion chamber can be strongly biased to one side (vertical direction or width direction) of the air flow path.
In addition, you may protrude a some rib rib so that a some valve rib may approach from the flow-path wall surface of a casing. Moreover, you may install a some protrusion rib in the flow-path wall surface of the one side of the up-down direction of a casing.
請求項6に記載の発明によれば、ケーシングに、ロータリバルブの表面との間に所定の隙間を隔てて対向して配置される対向部を設けている。
なお、対向部を、ロータリバルブの回転作動線よりも回転軸の径方向の外側に設置しても良い。また、複数のバルブリブを、ロータリバルブの表面からケーシングの対向部に接近するように突出させても良い。
請求項7に記載の発明によれば、ケーシングの対向部に、複数のバルブリブとの干渉を防ぐための複数の嵌合溝を設けている。これらの嵌合溝は、複数のバルブリブにそれぞれ対応して設置されている。これにより、ロータリバルブの開閉動作時に、ケーシングの対向部と複数のバルブリブとが干渉することを防止できるので、ロータリバルブの動作不良やロック等の不具合の発生を防止することができる。
なお、複数の嵌合溝に、複数のバルブリブの頂面の形状に倣うように湾曲した溝底面を設けても良い。
請求項8に記載の発明によれば、ロータリバルブに、回転軸を中心とした所定の曲率半径を有する部分円筒状の曲面部を設けている。
なお、複数のバルブリブを、ロータリバルブの曲面部の表面に沿うように湾曲させても良い。
According to the sixth aspect of the present invention, the casing is provided with the opposed portion that is disposed to be opposed to the surface of the rotary valve with a predetermined gap.
In addition, you may install an opposing part in the outer side of the radial direction of a rotating shaft rather than the rotation action line of a rotary valve. Further, a plurality of valve ribs may be protruded from the surface of the rotary valve so as to approach the facing portion of the casing.
According to the seventh aspect of the present invention, the plurality of fitting grooves for preventing interference with the plurality of valve ribs are provided in the facing portion of the casing. These fitting grooves are provided corresponding to the plurality of valve ribs, respectively. Thereby, it is possible to prevent the facing portion of the casing and the plurality of valve ribs from interfering with each other during the opening / closing operation of the rotary valve, so that it is possible to prevent malfunction of the rotary valve and occurrence of problems such as locking.
In addition, you may provide the groove bottom face curved so that the shape of the top surface of several valve rib might be followed in a some fitting groove.
According to the eighth aspect of the present invention, the rotary valve is provided with the partially cylindrical curved surface portion having a predetermined radius of curvature around the rotation axis.
Note that the plurality of valve ribs may be curved along the surface of the curved surface portion of the rotary valve.
請求項9に記載の発明によれば、ロータリバルブは、回転軸に一体的に取り付けられる金属本体、およびこの金属本体の表面を覆うように成形された樹脂外装体を備えている。そして、複数のバルブリブは、樹脂外装体に一体的に形成されている。これにより、ロータリバルブの表面に複数のバルブリブを設置し易くなる。
なお、樹脂外装体の回転方向の全閉側に位置するバルブエッジの幅方向の中央部に、ロータリバルブの全閉時に空気流路を流れる空気を偏流させる例えば長方形状または矩形状の開口部を形成しても良い。また、複数のバルブリブを、樹脂外装体の開口部の幅方向の両側エッジに沿うように設置しても良い。また、複数のバルブリブを、樹脂外装体の回転方向に延長し、ロータリバルブの表面から対向部に接近するように突出させても良い。また、金属本体を、回転軸に結合する結合部、この結合部から回転軸の径方向の外方側に延長されて、回転作動線(ロータリバルブの移動軌跡)よりも空気流方向の上流側の空気流路を挟んで対向して配置される一対のサイドプレート、およびこれらのサイドプレートの各結合部側に対して逆側端部同士を連結するバルブプレート等により構成しても良い。
According to the ninth aspect of the present invention, the rotary valve includes a metal main body that is integrally attached to the rotary shaft, and a resin sheathing body that is molded so as to cover the surface of the metal main body. The plurality of valve ribs are formed integrally with the resin sheathing body. Thereby, it becomes easy to install a plurality of valve ribs on the surface of the rotary valve.
In addition, a rectangular or rectangular opening that drifts the air flowing through the air flow path when the rotary valve is fully closed is formed in the central portion in the width direction of the valve edge that is positioned on the fully closed side in the rotation direction of the resin sheathing body. It may be formed. Moreover, you may install a some valve rib so that the both-sides edge of the width direction of the opening part of a resin exterior body may be followed. Further, the plurality of valve ribs may be extended in the rotation direction of the resin sheathing body and protrude from the surface of the rotary valve so as to approach the facing portion. Also, the metal body is coupled to the rotating shaft, and is extended from the coupling portion to the outer side in the radial direction of the rotating shaft. The upstream side in the air flow direction from the rotational operation line (the movement locus of the rotary valve) You may comprise by a valve plate etc. which connect a reverse side edge part with respect to each connection part side of a pair of side plate arrange | positioned on both sides of this air flow path.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、内燃機関の燃焼室で発生する旋回流の更なる強化を図るという目的を、ロータリバルブの開口部の幅方向の両側エッジに沿うように複数のバルブリブを設置して、ロータリバルブの開口部から空気流路の外側に広がる空気流を抑制し、空気流路を流れる空気を強く偏流(強い空気流を発生)させることで実現した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
An object of the present invention is to further strengthen the swirl flow generated in the combustion chamber of the internal combustion engine, by installing a plurality of valve ribs along both side edges in the width direction of the opening of the rotary valve. This is achieved by suppressing the air flow spreading from the opening to the outside of the air flow path and causing the air flowing through the air flow path to be strongly drifted (a strong air flow is generated).
[実施例1の構成]
図1ないし図5は本発明の実施例1を示したもので、図1ないし図4は内燃機関の吸気装置(吸気渦流発生装置)を示した図で、図5はタンブル制御弁(TCV)のロータリバルブを示した図である。
[Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIGS. 1 to 4 show an intake device (intake vortex generator) of an internal combustion engine. FIG. 5 shows a tumble control valve (TCV). It is the figure which showed this rotary valve.
本実施例の内燃機関の吸気装置は、複数の気筒を有する内燃機関(直列4気筒エンジン:以下エンジンと言う)の各気筒(シリンダ)毎に吸入空気(吸気)を供給する複数の吸気通路が、エンジンの気筒配列方向に並列配置された吸気通路構造を具備し、吸気通路および吸気ポートを流れる吸気を、吸気通路および吸気ポートの上部中央に偏流させてエンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の旋回流(吸気渦流:以下タンブル流と言う)を発生させる吸気渦流発生装置を備えている。
吸気渦流発生装置は、自動車等の車両のエンジンルームに設置されて、エンジンの各気筒毎の燃焼室で発生するタンブル流を、並列配置された複数の吸気通路(独立吸気通路)を開閉動作により調整する複数の空気流制御弁(タンブル制御弁:以下TCVと言う)を備えている。
The intake system for an internal combustion engine of the present embodiment includes a plurality of intake passages that supply intake air (intake) to each cylinder (cylinder) of an internal combustion engine having a plurality of cylinders (in-line four-cylinder engine: hereinafter referred to as an engine). The intake passage structure is arranged in parallel in the cylinder arrangement direction of the engine, and the intake air flowing through the intake passage and the intake port is drifted to the upper center of the intake passage and the intake port so as to be vertically arranged in the combustion chamber of each cylinder of the engine. An intake vortex generator for generating a directional swirl flow (intake vortex flow: hereinafter referred to as a tumble flow) is provided.
An intake vortex generator is installed in an engine room of a vehicle such as an automobile, and opens and closes a plurality of intake passages (independent intake passages) arranged in parallel to generate a tumble flow generated in a combustion chamber for each cylinder of the engine. A plurality of air flow control valves (tumble control valves: hereinafter referred to as TCV) to be adjusted are provided.
吸気渦流発生装置は、スロットルボディまたはサージタンクからインテークマニホールドの上流側端部を経由して吸気が流入する合成樹脂製のケーシング(インテークマニホールドの下流側端部)1と、TCVの弁体である複数のロータリバルブと、これらのロータリバルブを連動可能となるように連結する金属製のピンロッド(シャフト)2と、このピンロッド2の周囲を部分的に被覆するようにモールド成形された合成樹脂モールド成形体(シャフト)3と、動力源である電動モータを有し、複数のロータリバルブの開度(回転角度)を一括変更するアクチュエータ4と、複数のロータリバルブの開度を制御するエンジン制御ユニット(ECU)とを備えている。
The intake vortex generator is a synthetic resin casing (downstream end of the intake manifold) 1 into which intake air flows from the throttle body or surge tank via the upstream end of the intake manifold, and a TCV valve body. A plurality of rotary valves, a metal pin rod (shaft) 2 that connects these rotary valves so that they can be interlocked, and a synthetic resin mold that is molded so as to partially cover the periphery of the
複数のロータリバルブは、コの字状の金属バルブ本体5および合成樹脂外装体6等を有している。
本実施例のアクチュエータ4は、ケーシング1の外壁に装着されている。このアクチュエータ4は、電力の供給を受けて複数のロータリバルブを駆動する駆動力(トルク)を発生する電動モータ(図示せず)、およびこの電動モータの回転を減速してピンロッド2に伝達する減速機構(図示せず)等を有している。
複数のロータリバルブを駆動する電動モータは、ECUによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
The plurality of rotary valves have a U-shaped metal valve
The
The electric motor that drives the plurality of rotary valves is electrically connected to a battery mounted on a vehicle such as an automobile via a motor drive circuit that is electronically controlled by an ECU.
ここで、エンジンは、吸気と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼して得られる熱エネルギーにより出力を発生するガソリンエンジンである。
エンジンは、複数の気筒が気筒配列方向に直列に配置されたシリンダブロックと、複数の吸気ポートおよび複数の排気ポートを有するシリンダヘッドとを備えている。
エンジンのシリンダブロックの内部には、気筒配列方向に4つの燃焼室が形成されている。また、シリンダブロックの各気筒の内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介して、クランクシャフトに連結されたピストンがその摺動方向に摺動自在に支持されている。
Here, the engine is a gasoline engine that generates an output by heat energy obtained by burning a mixture of intake air and fuel in a combustion chamber.
The engine includes a cylinder block in which a plurality of cylinders are arranged in series in the cylinder arrangement direction, and a cylinder head having a plurality of intake ports and a plurality of exhaust ports.
Four combustion chambers are formed in the cylinder block of the engine in the cylinder arrangement direction. A piston connected to the crankshaft is supported in a cylinder bore formed in each cylinder of the cylinder block via a connecting rod so as to be slidable in the sliding direction.
エンジンのシリンダヘッドには、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に吸気を導入するための吸気管(吸気ダクト)と、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気管(排気ダクト)とが接続されている。
エンジンのシリンダヘッドは、ケーシング1の結合フランジ7を締結ボルトを用いて締結固定するための結合端面(締結面)を有している。また、シリンダヘッドには、先端部が各気筒毎の燃焼室内に露出するようにスパークプラグが取り付けられている。そして、シリンダヘッドには、各吸気ポート内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタ(電磁式燃料噴射弁)が取り付けられている。
エンジンの各気筒毎の吸気ポートは、吸気バルブによって開閉される。また、エンジンの各気筒毎の排気ポートは、排気バルブによって開閉される。
The engine cylinder head has an intake pipe (intake duct) for introducing intake air into the combustion chamber of each cylinder of the engine, and exhaust gas flowing out from the combustion chamber of each cylinder of the engine through an exhaust purification device. And an exhaust pipe (exhaust duct) for discharging to the outside.
The cylinder head of the engine has a coupling end surface (fastening surface) for fastening and fixing the
The intake port for each cylinder of the engine is opened and closed by an intake valve. The exhaust port for each cylinder of the engine is opened and closed by an exhaust valve.
本実施例のケーシング1は、複数のパーツよりなり、吸気の圧力脈動を低減するサージタンクと、このサージタンクの複数の出口に接続する複数の吸気分岐管とを備えたサージタンク一体型のインテークマニホールドのうちの下流側端部を構成している。なお、複数のパーツは、全て合成樹脂製となっている。
このケーシング1の内部には、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに連通すると共に、エンジンの各気筒毎の燃焼室に吸気を供給する空気流路8、9が形成されている。
複数の空気流路8は、サージタンクから流入した吸気を空気流路9に導入する第1吸気通路を構成する。
複数の空気流路9は、空気流路8から流出した吸気をエンジンの各気筒毎の吸気ポートへ吹き出す第2吸気通路(インマニ通路)を構成する。
なお、各空気流路8の出口部と各空気流路9の入口部との間には、断面円弧状の中継流路が形成されている。この中継流路は、ピンロッド2の回転中心(回転軸)を中心にした所定の曲率半径の曲線である回転作動線(ロータリバルブの移動軌跡)に沿うように設けられている。
The
Inside the
The plurality of
The plurality of
A relay channel having a circular arc cross section is formed between the outlet of each
複数の空気流路8は、各ロータリバルブの回転作動線よりも空気流(吸気流)方向の上流側の空気流路(インマニ通路)である。
複数の空気流路9は、各ロータリバルブの回転作動線よりも吸気流方向の下流側の空気流路(インマニ通路)である。
ケーシング1は、隣設する2つの空気流路8、9を個別に区画すると共に、各空気流路8、9の周囲を口の字状に取り囲む合成樹脂ブロックにより構成されている。このケーシング1は、各空気流路8、9の幅(横)方向の両側に一対の流路壁(左右壁部)11、12を有し、且つ各空気流路8、9の上下(高さ)方向の両側に一対の流路壁(上下壁部)13、14を有している。
なお、ケーシング1の詳細は後述する。
The plurality of
The plurality of
The
Details of the
複数のTCVは、ケーシング1の内部に開閉自在(回転自在)に収容されたコの字状((ブランコ式)のロータリバルブ、このロータリバルブの回転軸方向に延びるピンロッド2、およびこのピンロッド2の周囲を部分的に被覆する複数の合成樹脂モールド成形体3等によって構成されている。
ロータリバルブは、TCVの弁体を構成するもので、ケーシング1の内部にピンロッド2の回転軸方向に一定の間隔で並列的に配置されている。
なお、ロータリバルブの詳細は後述する。
The plurality of TCVs are U-shaped (branch type) rotary valves accommodated in the
The rotary valve constitutes a TCV valve body, and is arranged in parallel in the
Details of the rotary valve will be described later.
ピンロッド2は、ケーシング1の空気流路8、9内の吸気流方向に対して直交する方向に延びる回転軸であって、複数の空気流路8、9の配列方向(エンジンの気筒配列方向に対して並列方向)に対して平行な回転軸方向に真っ直ぐに延びるように配設されている。このピンロッド2は、その回転軸方向に垂直な断面が多角形状(例えば四角形状)に形成された多角断面シャフト(角形鋼製シャフト、金属シャフト:角棒)であって、金属材料によって一体的に形成されている。
ピンロッド2の回転軸方向の一端部は、ケーシング1の一端面から外部に突き出しており、アクチュエータ4と連結している。また、ピンロッド2の回転軸方向の他端部は、合成樹脂モールド成形体3の他端面から外部に突き出しており、ケーシング1に圧入固定されたベアリング(図示せず)に回転自在に軸支されている。なお、ピンロッド2の回転軸方向の他端部は、断面が円形状となるように切削されている。
The
One end portion of the
ピンロッド2は、合成樹脂モールド成形体3を介して、複数のロータリバルブを連動可能となるように連結している。これにより、複数のロータリバルブの開度(TCVのバルブ開度)が1本のピンロッド2により一括変更することが可能となる。
合成樹脂モールド成形体3は、複数のロータリバルブ毎に対応して設置されて、ピンロッド2の周囲を周方向に取り囲むように形成された円筒状の樹脂部材(合成樹脂製の樹脂成形部)である。この合成樹脂モールド成形体3は、複数のロータリバルブをそれぞれ結合(インサート成形により支持固定)するバルブ保持部を有している。
The
The synthetic resin mold molded
次に、本実施例のロータリバルブの詳細を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。 複数のロータリバルブは、ケーシング1の内部空間内に回転自在(揺動自在)に収容されており、ピンロッド2の回転軸を中心にした所定の曲率半径の曲線(円弧曲線)である回転作動線上を往復移動(開閉動作)することで、エンジンの各気筒毎の燃焼室で発生するタンブル流を調整するブランコ式のタンブルコントロールバルブである。
Next, details of the rotary valve of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS. The plurality of rotary valves are accommodated in the inner space of the
複数のロータリバルブは、アクチュエータ4、特に電動モータのトルクを利用して全開される。また、複数のロータリバルブは、アクチュエータ4、特に電動モータのトルクを利用して全閉される。すなわち、複数のロータリバルブは、電動モータのトルクを利用して、全開位置から全閉位置に至るまでの全可動範囲にて回転角度が変更される。
複数のロータリバルブの全開時には、各空気流路8、9を開放してバルブ収納凹部17に収納される収納姿勢(収納状態)となる。
The plurality of rotary valves are fully opened using the torque of the
When the plurality of rotary valves are fully opened, the
複数のロータリバルブは、コの字状の金属バルブ本体5、およびこの金属バルブ本体5の表面、裏面を覆うようにモールド成形された合成樹脂外装体6等により構成されている。
金属バルブ本体5は、金属材料によって所定の形状に一体的に形成されている。この金属バルブ本体5は、合成樹脂モールド成形体3を介して、ピンロッド2に結合する一対の結合部15、16を有する一対のサイドプレート21、22、およびこれらのサイドプレート21、22の各結合部側に対して逆側端部同士を繋ぐバルブプレート23を有している。
The plurality of rotary valves are configured by a U-shaped
The
2つの結合部15、16は、ピンロッド2および合成樹脂モールド成形体3の周囲を取り囲む金属製のリングプレートであって、合成樹脂モールド成形体3の各バルブ保持部にインサート成形により支持固定されている。各結合部15、16には、合成樹脂モールド成形体3が嵌合する嵌合孔が形成されている。また、2つの結合部15、16は、一対のサイドプレート21、22のピンロッド2側に一体的に形成されている。
一対のサイドプレート21、22は、2つの結合部15、16からピンロッド2の半径方向の外方側(自由端部側、先端側)に向けて真っ直ぐに延長されている。これらのサイドプレート21、22は、バルブプレート23の回転軸方向(ピンロッド2に平行な軸方向)の両端をピンロッド側(結合部側)に略直角に折り曲げて形成されている。また、一対のサイドプレート21、22は、ケーシング1の左右壁部11、12の内側面(対向壁面)との間に所定の隙間(サイドクリアランス)を隔てて対向して配置される外側面をそれぞれ有している。
The two
The pair of
バルブプレート23は、一対のサイドプレート21、22の自由端部(ピンロッド側に対して逆側端部)同士を連結する連結部である。このバルブプレート23は、ピンロッド2の回転軸を中心にして回転方向に往復移動することで、空気流路8、9の開口面積を変更する。バルブプレート23には、ピンロッド2の回転軸(回転中心軸線)を中心とした所定の曲率半径を有する部分円筒形状の曲面部が設けられている。
The
合成樹脂外装体6は、合成樹脂によって所定の形状に一体的に形成されている。この合成樹脂外装体6は、複数のロータリバルブ毎に設置されて、各バルブプレート23の表面および裏面を被覆するようにモールド成形された円弧状の樹脂モールド部材(合成樹脂製の樹脂成形部)である。この合成樹脂外装体6の内部には、ロータリバルブのサイドプレート21、22の各バルブプレート23側端部およびバルブプレート23全体がインサート成形されている。
合成樹脂外装体6には、ピンロッド2の回転軸(回転中心軸線)を中心とした所定の曲率半径を有する部分円筒形状の曲面部24が設けられている。この合成樹脂外装体6の曲面部24は、金属バルブ本体5のバルブプレート23と共に、ロータリバルブの開閉動作時に、空気流路8と空気流路9との間に形成される中継流路(円弧状空間)内を回転方向に往復移動する。
The synthetic resin
The synthetic resin
曲面部24は、金属バルブ本体5のバルブプレート23の全閉側エッジよりも回転方向の全閉側(ケーシング1の上壁部13に接近する側)に延長されている。また、曲面部24は、金属バルブ本体5のバルブプレート23の全開側エッジよりも回転方向の全開側(ケーシング1の下壁部14に接近する側)に延長されている。
また、曲面部24の表面、つまり曲面部24の曲がり方向の外側の壁面は、ピンロッド2の回転軸の径方向の外側に向かって凸となる凸曲面となっている。
また、曲面部24の裏面、つまり曲面部24の曲がり方向の内側の壁面は、ピンロッド2の回転軸の径方向の外側に向かって凹となる凹曲面となっている。
The
Further, the surface of the
Further, the back surface of the
また、合成樹脂外装体6には、ロータリバルブの全閉時に空気流路8、9を流れる吸気を空気流路9の上下(高さ)方向の一方側(ケーシング1の上壁部13側)に偏流させて、燃焼室内においてタンブル流を発生させるための長方形状の開口部25が形成されている。
また、合成樹脂外装体6の開口部25の奥行き方向の奥側(底側)には、奥側エッジ(開口部25の奥側エッジ)が設けられている。また、合成樹脂外装体6の開口部25の幅方向の両側には、両側エッジ(開口部25の両側エッジ)が設けられている。
開口部25は、複数のロータリバルブの回転方向の全閉側に位置する各バルブエッジの幅方向の中央部を切り欠くことで開口しており、この開口側から奥側エッジまで延びる開口凹部である。これにより、合成樹脂外装体6の正面形状は凹形状となる。
また、開口部25は、ロータリバルブの全閉時にケーシング1の上下方向の一方側(上壁部13側)の流路壁面近傍で開口している。また、開口部25は、空気流路8、9の幅方向の中央部で開口している。つまり開口部25は、ロータリバルブの全閉時に空気流路8、9の上部中央で開口している。
In addition, the synthetic
In addition, on the far side (bottom side) in the depth direction of the
The
Further, the
開口部25の奥側エッジには、ロータリバルブの全閉時に、ケーシング1の上壁部13側に向かって、上り勾配となるように傾斜した平面(平坦面)26が形成されている。開口部25の奥側エッジの平面26は、ロータリバルブの全閉時に、空気流路8、9(開口部25)内の吸気流方向の上流側から下流側に向かって、開口部25の開口断面積が次第に減少するように傾斜している。これにより、開口部25の奥側エッジの平面26に沿うように流れて空気流路9内に吹き出した吸気流は、図2(b)に示したように、ケーシング1の上壁部13の幅方向の中央部の流路壁面に沿って流れ、吸気ポートへ向かう。
なお、開口部25の開口断面積を小さくする程、燃焼室内に発生するタンブル流を強化することができる。また、平面26の代わりに、開口部25の奥側エッジに凹曲面を形成しても良い。
A flat surface (flat surface) 26 is formed at the rear edge of the
Note that the smaller the opening cross-sectional area of the
合成樹脂外装体6には、開口部25の幅方向の両側エッジおよびこの両側エッジを曲面部24の円弧方向(ロータリバルブの回転方向の全開側)に延長した延長線に沿うように複数(一対)のバルブリブ31、32が設置されている。また、一対のバルブリブ31、32は、合成樹脂外装体6の開口部25および合成樹脂外装体6の曲面部24の表面中央部を挟んで互いに並行配置されている。
一対のバルブリブ31、32は、合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面から下壁部14の対向部(後述する)に接近するように突出している。また、一対のバルブリブ31、32は、合成樹脂外装体6の曲面部24の曲がり方向の外側の壁面(凸曲面)形状に沿うように円弧状に湾曲して形成されている。また、一対のバルブリブ31、32は、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面からピンロッド2の回転軸の径方向の外側および吸気流方向の下流側に向かって突出するように設置されている。
The synthetic
The pair of
バルブリブ31は、開口部25の幅方向の左側エッジおよびその延長線に沿うように設置されて、ロータリバルブの回転方向の全閉側に位置する各バルブエッジ(全閉側バルブエッジ)からロータリバルブの回転方向の全開側に位置する各バルブエッジ(全開側バルブエッジ)に至るまで連続的にロータリバルブの回転方向に延びる第1バルブ側リブ(開口部の左側突条リブ)である。
バルブリブ32は、開口部25の幅方向の右側エッジおよびその延長線に沿うように設置されて、ロータリバルブの全閉側バルブエッジからロータリバルブの全開側バルブエッジに至るまで連続的にロータリバルブの回転方向に延びる第2バルブ側リブ(開口部の右側突条リブ)である。
The
The
次に、本実施例のケーシング1の詳細を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
ケーシング1は、空気流路8、9を挟んで対向して配置される一対の左右壁部(流路壁)11、12、および空気流路8、9を挟んで対向して配置される一対の上下壁部(流路壁)13、14を有している。
左壁部11の流路壁面と下壁部14の流路壁面とのコーナ部分には、断面半円形状の空間33が形成されている。また、右壁部12の流路壁面と下壁部14の流路壁面とのコーナ部分には、断面半円形状の空間34が形成されている。
上壁部13は、図3に示したように、空気流路9の流路壁面から一対のバルブリブ31、32に接近するように図示下方に向かって突出する突出壁35を有している。上壁部13と突出壁35との間には、段差面36が形成されている。なお、突出壁35の段差面36は、一対のバルブリブ31、32のリブ頂部との干渉を防ぐために各合成樹脂外装体6の曲面部24の曲がり方向の外側の壁面(凸曲面)形状に沿うように円弧状に設けられている。
Next, details of the
The
A
As shown in FIG. 3, the
下壁部14は、空気流路8の上下方向の下方側に設置される薄肉部37、および空気流路9の上下方向の下方側に設置されて、空気流路8の開口断面積よりも空気流路9の開口断面積を狭くするための厚肉部38を有している。バルブ収納凹部17は、薄肉部37およびこれに連なる厚肉部38に渡って設けられる。
薄肉部37および厚肉部38は、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面との間に所定の隙間を隔てて対向して配置される対向部(湾曲部)、およびこの対向部の端部から空気流路8の入口部に至るまで平面とされた平面部を有している。 対向部は、ロータリバルブの回転作動線よりもピンロッド2の回転軸の径方向の外側に設置されている。この対向部は、各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面形状に倣うように湾曲した底面(下壁部14の底面)41〜43を有している。
The
The thin-
薄肉部37および厚肉部38の底面41〜43には、空気流路8の入口部から空気流路9の入口部(稜線、エッジE)に至るまでの間に複数(一対)の嵌合溝44、45が形成されている。これらの嵌合溝44、45には、合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面形状に倣うように湾曲した溝底面(凹曲面)が形成されている。
一対の嵌合溝44、45は、一対のバルブリブ31、32の頂面との間に所定の第1隙間Aを隔てて対向する溝底面、および一対のバルブリブ31、32の側面との間に所定の第2隙間Bを隔てて対向する溝側面を有している。
A plurality (a pair) of fittings are provided on the bottom surfaces 41 to 43 of the
The pair of
[実施例1の作用]
次に、本実施例のTCVのバルブ開度の制御方法を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, a method for controlling the valve opening of the TCV according to this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
ECUは、エンジンの運転状況、例えばエンジン回転速度(エンジン回転数)とエンジン負荷(アクセル開度またはスロットル開度)とから、燃焼室内のタンブル流を強化する必要のある「タンブル実施領域」であるか、燃焼室内のタンブル流を強化する必要のない「タンブル非実施領域」であるかを判断する。
なお、エンジンの運転状況、例えばエンジン回転速度とエンジン負荷に基づいて要求タンブル比を求めて、要求タンブル比が所定値以上の時に複数のTCVの各ロータリバルブを全閉し、要求タンブル比が所定値未満の時に複数のTCVの各ロータリバルブを全開しても良い、
The ECU is a “tumble execution area” in which the tumble flow in the combustion chamber needs to be strengthened based on the engine operating status, for example, the engine speed (engine speed) and the engine load (accelerator opening or throttle opening). Or whether the tumble flow in the combustion chamber does not need to be strengthened.
The required tumble ratio is obtained based on the engine operating condition, for example, the engine rotation speed and the engine load. When the required tumble ratio is a predetermined value or more, the rotary valves of the plurality of TCVs are fully closed, and the required tumble ratio is predetermined. The rotary valves of a plurality of TCVs may be fully opened when less than the value,
ECUが「タンブル実施領域」であると判断すると、電動モータへの供給電力を制御(例えば電動モータを通電)する。このとき、モータトルクを利用して複数のロータリバルブが閉弁作動方向に駆動されるため、TCVのロータリバルブが閉じられる。つまり複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6が、図1、図2(b)、図3(a)および図4に示したように、全閉姿勢(全閉状態)となるように開閉制御(全閉制御)される。このとき、各空気流路8、9の流路開口断面積は最小となる。
この場合、インテークマニホールドのうちの上流側端部から下流側端部(ケーシング1の空気流路8)に流入した吸気流が、合成樹脂外装体6の曲面部24の凹曲面に沿うように流れて、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6、特に合成樹脂外装体6のバルブエッジの幅方向の中央部で開口した開口部25に流入する。
When the ECU determines that it is the “tumble execution area”, the power supplied to the electric motor is controlled (for example, the electric motor is energized). At this time, since the plurality of rotary valves are driven in the valve closing operation direction using the motor torque, the rotary valves of the TCV are closed. That is, the synthetic
In this case, the intake air flow that flows from the upstream end portion of the intake manifold into the downstream end portion (the
そして、開口部25に流入した吸気流は、開口部25の奥側エッジの平面26に沿って流れて空気流路9内に吹き出し、図2(b)に示したように、ケーシング1の上壁部13の幅方向の中央部の流路壁面に沿うように流れる偏流となる。
そして、空気流路9の上壁部13を流れる偏流は、空気流路9の出口部の上壁部13側から、シリンダヘッドの吸気ポートの上層部内に導入され、吸気ポートの上層部の流路壁面に沿うように流れる。
そして、吸気ポートの上層部の流路壁面に沿って流れる吸気流は、吸気ポート開口部から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内においてタンブル流が発生するため、エンジン始動時またはアイドル運転時における燃焼室内での燃焼効率が向上し、燃費やエミッション(例えばHC低減効果)等が改善される。
Then, the intake air flow that has flowed into the
The drift flowing through the
And the intake flow which flows along the flow path wall surface of the upper part of the intake port is supplied into the combustion chamber from the intake port opening. At this time, since a tumble flow is generated in the combustion chamber for each cylinder of the engine, the combustion efficiency in the combustion chamber at the time of engine start or idling operation is improved, and fuel consumption and emission (for example, HC reduction effect) are improved. The
一方、ECUが「タンブル非実施領域」であると判断すると、電動モータへの供給電力を制御(例えば電動モータを通電)する。このとき、モータトルクを利用して複数のロータリバルブが開弁作動方向に駆動されるため、複数のTCVのロータリバルブが開かれる。つまり合成樹脂外装体6が、図3(b)に示したように、空気流路9を開放してケーシング1の下壁部14のバルブ収納凹部17内に収納される収納姿勢(収納状態、全開状態)となるように開閉制御(全開制御)される。このとき、各空気流路8、9の流路開口断面積は最大となる。
この場合、インテークマニホールドのうちの上流側端部から下流側端部(ケーシング1の空気流路8)に流入した吸気流は、中継流路、空気流路9をストレートに通過して、空気流路9の出口部から吸気ポート内に導入される。そして、吸気ポートを通過した吸気流は、吸気ポート開口部から燃焼室内に供給される。このとき、燃焼室内においてタンブル流は発生しない。
On the other hand, when the ECU determines that it is the “tumble non-execution region”, it controls the power supplied to the electric motor (for example, energizes the electric motor). At this time, since the plurality of rotary valves are driven in the valve opening operation direction using the motor torque, the plurality of TCV rotary valves are opened. In other words, as shown in FIG. 3B, the synthetic
In this case, the intake flow that has flowed from the upstream end of the intake manifold into the downstream end (the
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の複数のタンブル制御弁(TCV)を備えた吸気渦流発生装置において、複数のTCVのロータリバルブを回転作動線上で開閉動作させることによって、エンジンの各気筒毎の燃焼室内で発生するタンブル流の更なる強化を図るという目的で、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の表面(凸曲面)に一対のバルブリブ31、32を設置している。
これらのバルブリブ31、32は、複数のロータリバルブの回転方向の全閉側に位置する各バルブエッジの幅方向の中央部、すなわち、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の上部中央を切り欠くことで開口した開口部25、つまり強い偏流を空気流路9の上部中央に発生させる開口部25の両側エッジおよびこの延長線に沿うように設置されている。
[Effect of Example 1]
As described above, in the intake vortex generator having a plurality of tumble control valves (TCV) of the present embodiment, the combustion for each cylinder of the engine is performed by opening and closing the rotary valves of the plurality of TCVs on the rotation operating line. For the purpose of further strengthening the tumble flow generated in the room, a pair of
These
また、一対のバルブリブ31、32は、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の全閉側バルブエッジから全開側バルブエッジに至るまで連続的にロータリバルブの回転方向に延長されている。また、一対のバルブリブ31、32は、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面から下壁部14の一対の嵌合溝44、45の溝底面に接近するように突出している。また、一対のバルブリブ31、32は、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面形状に沿うように円弧状に湾曲して形成されている。また、一対のバルブリブ31、32は、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面からピンロッド2の回転軸の径方向の外側に向かって突出するように設置されている。
The pair of
以上のバルブリブ構造によって、ロータリバルブの全閉時に、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の上部中央で開口した開口部25から空気流路9に流出した吸気流は、開口部25の両側エッジおよびこの延長線に沿うように、しかも複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面から吸気流方向の下流側に向かって突出するように設置された一対のバルブリブ31、32に整流(邪魔)される。
これにより、ロータリバルブの全閉時に、開口部25から空気流路9に流出した吸気流が、開口部25の両側エッジよりも幅方向の外側に円弧状に曲がり難くなる。すなわち、吸気流が広がり難くなるので、開口部25を通過する吸気流を、空気流路9の上部中央に強く偏流させることができる。つまり強い吸気流を発生させることができる。
これによって、開口部25から空気流路9の幅方向の両側(サイド側)に広がる吸気流を抑制することで、空気流路9の上部中央に強い吸気流を発生させることができるので、エンジンの各気筒毎の燃焼室で発生するタンブル流の更なる強化を図ることが可能となる。したがって、エンジンの燃焼効率の向上や、燃焼安定化による燃費の向上を図ることができる。
なお、一対のバルブリブ31、32は、合成樹脂外装体6の曲面部24の凸曲面に一体的に形成されている。これにより、ロータリバルブの表面に一対のバルブリブ31、32を設置し易くなるので、コストを削減することができる。
With the above-described valve rib structure, when the rotary valve is fully closed, the intake air flow that has flowed into the
Thereby, when the rotary valve is fully closed, the intake air flow that has flowed out of the
As a result, by suppressing the intake air flow that spreads from the
The pair of
ここで、本実施例の複数のTCVにおいては、複数のロータリバルブの各合成樹脂外装体6の曲面部24からケーシング1の下壁部14の一対の嵌合溝44、45の溝底面に接近するように突出する一対のバルブリブ31、32の頂面と一対の嵌合溝44、45の溝底面との間に、所定の第1隙間Aを有している。また、一対のバルブリブ31、32の側面と一対の嵌合溝44、45の溝側面との間に、所定の第2隙間Bを有している。
この第1、第2隙間A、Bは、ケーシング1の下壁部14と一対のバルブリブ31、32のリブ頂部との干渉を防ぐために設けられている。また、第1、第2隙間A、Bにより迷路構造(通路長を長くしたラビリンス構造)が形成されるので、TCVの全閉時にロータリバルブのサイドプレート21、22よりも幅方向の外側(下壁部14の幅方向の両側の底面41、43寄りの領域を含む)に流出した吸気流が、空気流路8の幅方向の両側に設けられる空間33、34から空気流路9側へ流入するのを防ぐことができる。
Here, in the plurality of TCVs of the present embodiment, the curved bottom surface of the pair of
The first and second gaps A and B are provided to prevent interference between the
図6は本発明の実施例2を示したもので、内燃機関の吸気装置(吸気渦流発生装置)を示した図である。 FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, and is a view showing an intake device (intake vortex generator) of an internal combustion engine.
本実施例のTCVは、ロータリバルブの表面、つまり合成樹脂外装体6の曲面部24の表面(凸曲面)に4つのバルブリブ51〜54を有している。
バルブリブ51は、開口部25の左側エッジに沿うように設置されて、ロータリバルブの全閉側バルブエッジから開口部25の奥側エッジ近傍までロータリバルブの回転方向に延びる第1バルブ側リブ(開口部の左側突条リブ)である。
バルブリブ52は、開口部25の右側エッジに沿うように設置されて、ロータリバルブの全閉側バルブエッジから開口部25の奥側エッジ近傍までロータリバルブの回転方向に延びる第2バルブ側リブ(開口部の右側突条リブ)である。
The TCV of the present embodiment has four
The
The
バルブリブ53は、開口部25の左側エッジの延長線に沿うように設置されて、ロータリバルブの全開側バルブエッジから開口部25の左側エッジに向けてロータリバルブの回転方向に延びる第3バルブ側リブ(左側突条リブ)である。
バルブリブ54は、開口部25の右側エッジの延長線に沿うように設置されて、ロータリバルブの全開側バルブエッジから開口部25の右側エッジに向けてロータリバルブの回転方向に延びる第4バルブ側リブ(右側突条リブ)である。
すなわち、バルブリブ51〜54は、ロータリバルブの表面、つまり合成樹脂外装体6の曲面部24の表面(凸曲面)の全閉側バルブエッジから全開側バルブエッジまで連続して設けなくても構わない。
The
The
That is, the
2つのバルブリブ51、52は、空気流路9の入口部に流出した吸気流を、開口部25の両側エッジよりも幅方向の外側に円弧状に曲がり難くする、つまり広がり難くすることで、開口部25を通過する吸気流を、空気流路9の上部中央(一方側中央)に強く偏流させることができる。これによって、空気流路9の上部中央に強い吸気流を発生させることができるので、エンジンの各気筒毎の燃焼室で発生するタンブル流の更なる強化を図ることが可能となる。
2つのバルブリブ53、54は、TCVの全閉時にロータリバルブよりも上下方向の下方側(下壁部14の幅方向の両側の底面41、43寄りの領域)に流出した吸気流が空気流路9側へ流入するのを防ぐ。
以上のように、本実施例の内燃機関の吸気装置(吸気渦流発生装置)、特にTCVにおいては、実施例1と同様な効果を達成することができる。
The two
The two
As described above, the effect similar to that of the first embodiment can be achieved in the intake device (intake vortex generator) of the internal combustion engine of the present embodiment, particularly the TCV.
図7は本発明の実施例3を示したもので、内燃機関の吸気装置(吸気渦流発生装置)を示した図である。 FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, and is a view showing an intake device (intake vortex generator) of an internal combustion engine.
本実施例のTCVは、ロータリバルブの表面、つまり合成樹脂外装体6の曲面部24の表面(凸曲面)に一対のバルブリブ31、32を有している。また、ケーシング1の上壁部13の流路壁面には、一対の突条リブ61、62が設置されている。これらの突条リブ61、62は、一対のバルブリブ31、32に沿うように設置されたインマニ側リブである。一対の突条リブ61、62は、ケーシング1の上壁部13の流路壁面から一対のバルブリブ31、32の頂面に接近するように図示下方に向かって突出している。
このように設けた場合でも、実施例1及び2と同様な効果を達成することができる。
The TCV of this embodiment has a pair of
Even when provided in this way, the same effects as in the first and second embodiments can be achieved.
[変形例]
本実施例では、本発明を、回転方向の全閉側に位置する各バルブエッジの幅方向の中央部(上部中央)を切り欠くことで開口部を形成したロータリバルブを全閉動作させることで内燃機関(エンジン)の燃焼室に供給する吸気(吸入空気)を空気流路の上方側に偏流して燃焼室内において縦方向の旋回流(タンブル流)を発生させるタンブル制御弁(TCV)を備えた吸気渦流発生装置に適用しているが、本発明を、幅方向の片側中央を切り欠くことで開口部を形成したロータリバルブを全閉動作させることでエンジンの燃焼室に供給する吸気(吸入空気)を空気流路の幅方向片側に偏流して燃焼室内において横方向の旋回流(スワール流)を発生させるスワール制御弁(SCV)を備えた吸気渦流発生装置に適用しても良い。
また、本発明を、エンジンの燃焼を促進させるためのスキッシュ渦の生成が可能となるように構成しても良い。
[Modification]
In this embodiment, the present invention allows the rotary valve having an opening portion to be fully closed by cutting out the central portion (upper center) in the width direction of each valve edge located on the fully closed side in the rotational direction. Provided with a tumble control valve (TCV) that causes intake air (intake air) supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine (engine) to drift to the upper side of the air flow path to generate a vertical swirling flow (tumble flow) in the combustion chamber. The present invention is applied to an intake vortex generator, but the present invention applies intake air (intake) that is supplied to an engine combustion chamber by fully closing a rotary valve having an opening formed by cutting out one side center in the width direction. The air vortex generator may be applied to an intake vortex generator having a swirl control valve (SCV) that generates a swirl flow (swirl flow) in the combustion chamber by drifting to the one side in the width direction of the air flow path.
Moreover, you may comprise this invention so that the production | generation of the squish vortex for promoting combustion of an engine is attained.
本実施例では、タンブル制御弁(TCV)の弁体であるロータリバルブを開閉動作させるアクチュエータを、電動アクチュエータによって構成したが、ロータリバルブを開閉動作させるアクチュエータを、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータ、あるいは電磁アクチュエータによって構成しても良い。
また、内燃機関として、ディーゼルエンジンを用いても良い。また、内燃機関として、多気筒エンジンだけでなく、単気筒エンジンを用いても良い。
また、ロータリバルブの表面、つまり金属バルブ本体5のバルブプレート23の表面に一対のバルブリブ31、32および4つのバルブリブ51〜54を一体的に形成しても良い。この場合には、合成樹脂外装体6を設けなくても良い。
In this embodiment, the actuator that opens and closes the rotary valve that is the valve body of the tumble control valve (TCV) is configured by an electric actuator. However, the actuator that opens and closes the rotary valve can be an electromagnetic or electric negative pressure control valve. It may be constituted by a negative pressure actuated actuator provided with an electromagnetic actuator or an electromagnetic actuator.
A diesel engine may be used as the internal combustion engine. Further, as the internal combustion engine, not only a multi-cylinder engine but also a single-cylinder engine may be used.
Further, the pair of
1 ケーシング(インテークマニホールド)
2 ピンロッド(シャフト)
3 合成樹脂モールド成形体(シャフト)
4 アクチュエータ
5 金属バルブ本体(TCVの弁体であるロータリバルブのバルブ本体)
6 合成樹脂外装体(TCVの弁体であるロータリバルブのバルブ本体)
8 空気流路(第1吸気通路、回転作動線よりも空気流方向の上流側の空気流路)
9 空気流路(第2吸気通路、回転作動線よりも空気流方向の下流側の空気流路)
11 ケーシングの左壁部(流路壁)
12 ケーシングの右壁部(流路壁)
13 ケーシングの上壁部(流路壁)
14 ケーシングの下壁部(流路壁)
15 ロータリバルブの結合部
16 ロータリバルブの結合部
21 ロータリバルブのサイドプレート
22 ロータリバルブのサイドプレート
23 ロータリバルブのバルブプレート
24 ロータリバルブの合成樹脂外装体の曲面部
25 ロータリバルブの合成樹脂外装体の開口部
26 開口部の奥側エッジの平面(平坦面)
31 バルブリブ(開口部の左側突条リブ)
32 バルブリブ(開口部の右側突条リブ)
44 嵌合溝
45 嵌合溝
51 バルブリブ(開口部の左側突条リブ)
52 バルブリブ(開口部の右側突条リブ)
53 バルブリブ(左側突条リブ)
54 バルブリブ(右側突条リブ)
61 突条リブ
62 突条リブ
1 Casing (intake manifold)
2 Pin rod (shaft)
3 Synthetic resin mold (shaft)
4
6 Synthetic resin exterior body (valve body of the rotary valve which is the valve body of TCV)
8 Air flow path (first air intake passage, upstream air flow path in the air flow direction from the rotation operation line)
9 Air flow path (second air intake path, air flow path on the downstream side in the air flow direction from the rotation operation line)
11 The left wall of the casing (channel wall)
12 Right wall of the casing (channel wall)
13 Upper wall of the casing (channel wall)
14 Lower wall of casing (channel wall)
DESCRIPTION OF
31 Valve rib (left rib of opening)
32 Valve rib (Right rib rib on the opening)
44
52 Valve rib (Right-side rib on opening)
53 Valve rib (left rib)
54 Valve rib (right rib rib)
61
Claims (9)
(b)このケーシング内の空気流方向に対して直交する方向に延びる回転軸、およびこの回転軸を中心にした所定の曲率半径の曲線である回転作動線上を往復移動するロータリバルブを有し、
前記燃焼室で発生する旋回流を開閉動作により調整する空気流制御弁と
を備えた内燃機関の吸気装置において、
前記ロータリバルブは、前記空気流制御弁の全閉時に前記空気流路を流れる空気を偏流させる開口部、およびこの開口部の幅方向の両側エッジに沿うように設置されて、前記ロータリバルブの回転方向に延びる複数のバルブリブを有し、
前記複数のバルブリブは、前記ロータリバルブの表面から前記ケーシング内の空気流方向の下流側または前記回転軸の径方向の外側に向かって突出するように設置されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 (A) a casing forming an air flow path for supplying air to the combustion chamber of the internal combustion engine;
(B) a rotary shaft extending in a direction orthogonal to the air flow direction in the casing, and a rotary valve that reciprocally moves on a rotational operation line that is a curve of a predetermined radius of curvature around the rotary shaft;
In an internal combustion engine intake device comprising an air flow control valve that adjusts a swirling flow generated in the combustion chamber by an opening and closing operation,
The rotary valve is installed along an opening for drifting the air flowing through the air flow path when the air flow control valve is fully closed, and both side edges in the width direction of the opening, and the rotary valve rotates. Having a plurality of valve ribs extending in the direction,
The plurality of valve ribs are installed so as to protrude from the surface of the rotary valve toward the downstream side in the air flow direction in the casing or the outer side in the radial direction of the rotary shaft. Intake device.
前記開口部とは、前記ロータリバルブの回転方向の全閉側に位置するバルブエッジで開口し、この開口側から奥側エッジまで延長されている凹部のことであることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 The intake device for an internal combustion engine according to claim 1,
The opening is a recess that opens at a valve edge located on the fully closed side in the rotational direction of the rotary valve and extends from the opening to the back edge. Intake device.
前記開口部の奥側エッジには、前記空気流制御弁の全閉時に、前記ケーシングの上下方向の一方側の流路壁面に向かって、上り勾配となるように傾斜した平面が形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 The intake device for an internal combustion engine according to claim 2,
The back edge of the opening is formed with a plane that is inclined so as to rise upward toward the channel wall surface on one side in the vertical direction of the casing when the air flow control valve is fully closed. An intake device for an internal combustion engine characterized by the above.
前記複数の突条リブは、前記複数のバルブリブにそれぞれ対応して設置されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the casing protrudes from a wall surface of the flow path to which the opening approaches when the air flow control valve is fully closed. A plurality of ribs extending in the direction of air flow in the casing,
The intake device for an internal combustion engine, wherein the plurality of protruding ribs are respectively installed corresponding to the plurality of valve ribs.
前記対向部は、前記複数のバルブリブとの干渉を防ぐための複数の嵌合溝を有し、
前記複数の嵌合溝は、前記複数のバルブリブにそれぞれ対応して設置されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 The intake device for an internal combustion engine according to claim 6,
The facing portion has a plurality of fitting grooves for preventing interference with the plurality of valve ribs,
The intake system for an internal combustion engine, wherein the plurality of fitting grooves are respectively installed corresponding to the plurality of valve ribs.
前記複数のバルブリブは、前記樹脂外装体に一体的に形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。 The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the rotary valve covers a metal main body integrally attached to the rotary shaft and a surface of the metal main body. Having a resin outer body molded into
The intake device for an internal combustion engine, wherein the plurality of valve ribs are formed integrally with the resin sheathing body.
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