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JP7606629B2 - Intake structure of an internal combustion engine - Google Patents

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JP7606629B2
JP7606629B2 JP2023550938A JP2023550938A JP7606629B2 JP 7606629 B2 JP7606629 B2 JP 7606629B2 JP 2023550938 A JP2023550938 A JP 2023550938A JP 2023550938 A JP2023550938 A JP 2023550938A JP 7606629 B2 JP7606629 B2 JP 7606629B2
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Description

本発明は、吸気通路を複数に分ける仕切部が設けられる内燃機関の吸気構造に関する。 The present invention relates to an intake structure for an internal combustion engine in which a partition is provided to divide the intake passage into multiple sections.

スロットル弁の下流側の吸気通路が、仕切部により複数の通路に分けられる内燃機関の吸気構造が種々提案されている。例えば、特許文献1の内燃機関の吸気構造では、スロットル弁の下流側にタンブル弁を設け、そのタンブル弁の下流側にインレットパイプから吸気ポートへと続けて仕切部である仕切板部を設け、この仕切板部により吸気通路を上下の下側副通路と上側主流路とに仕切ることが行われる。下側副通路がタンブル流路となり、タンブル弁は上側主流路を実質的に開閉するものである。Various intake structures for internal combustion engines have been proposed in which the intake passage downstream of the throttle valve is divided into multiple passages by a partition. For example, in the intake structure for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, a tumble valve is provided downstream of the throttle valve, and a partition plate portion, which is a partition portion, is provided downstream of the tumble valve from the inlet pipe to the intake port, and this partition plate portion divides the intake passage into an upper and lower lower auxiliary passage and an upper main passage. The lower auxiliary passage becomes the tumble passage, and the tumble valve essentially opens and closes the upper main passage.

日本国特許第6714764号公報Japanese Patent No. 6714764

従来、例えば内燃機関の運転状態が低負荷領域にあるとき、タンブル弁を閉じて、タンブル流路からの吸気で燃焼室においてタンブル流を生じさせることが行われる。しかし、タンブル弁でのタンブル流路以外の通路、例えば上記上側主流路の閉塞の度合いが低いと、その主流路に吸気流れがリークしてしまい、タンブル流路からの吸気によるタンブル流の発生を弱めてしまう虞がある。Conventionally, for example, when the internal combustion engine is operating in a low load region, the tumble valve is closed to generate a tumble flow in the combustion chamber by intake air from the tumble passage. However, if the degree of blockage of a passage other than the tumble passage by the tumble valve, such as the upper main passage, is low, there is a risk that the intake flow will leak into the main passage, weakening the generation of the tumble flow by intake air from the tumble passage.

一方で、閉弁時のタンブル弁の閉塞の度合いを高めるためには、タンブル弁と吸気通路壁面とのクリアランス管理が必要となる。このクリアランス管理は、コスト増大をもたらし得る。On the other hand, in order to increase the degree of closure of the tumble valve when the valve is closed, it is necessary to manage the clearance between the tumble valve and the wall of the intake passage. This clearance management can lead to increased costs.

本発明の目的は、吸気通路が仕切部により分けられるように構成された内燃機関において、タンブル弁とも称され得る吸気制御弁のクリアランス管理を緩和することを可能にするとともに、タンブル性能を確保することを可能にする構成を提供することにある。The object of the present invention is to provide a configuration in an internal combustion engine in which the intake passage is divided by a partition, which makes it possible to relax the clearance management of the intake control valve, which may also be called a tumble valve, while ensuring tumble performance.

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
内燃機関の燃焼室に連なる吸気通路を、前記燃焼室でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となる第1吸気通路と、第2吸気通路とに仕切る主仕切部と、
前記第1吸気通路に、第3吸気通路と第4吸気通路とを形成するように設けられる副仕切部であって、前記第4吸気通路は、前記第3吸気通路と前記第2吸気通路との間に位置して該第2吸気通路よりも小さな断面積を有するように形成されている、副仕切部と、
前記主仕切部の上流に設けられた吸気制御弁と
を備え、
前記吸気制御弁が前記第2吸気通路及び前記第4吸気通路を閉じる状態にあるとき、前記副仕切部と前記吸気制御弁の弁体との間に第1の隙間部が形成され、かつ、前記吸気制御弁の前記副仕切部とは反対側の吸気通路壁面と前記弁体との間に第2の隙間部が形成されている
ことを特徴とする内燃機関の吸気構造
を提供する。
In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is to
a main partition portion that partitions an intake passage connected to a combustion chamber of an internal combustion engine into a first intake passage that serves as a tumble flow passage for generating a tumble flow in the combustion chamber, and a second intake passage;
a sub-partition provided in the first intake passage so as to define a third intake passage and a fourth intake passage, the fourth intake passage being located between the third intake passage and the second intake passage and having a smaller cross-sectional area than the second intake passage;
an intake control valve provided upstream of the main partition,
The present invention provides an intake structure for an internal combustion engine, characterized in that, when the intake control valve is in a state of closing the second intake passage and the fourth intake passage, a first gap is formed between the sub-partition and the valve body of the intake control valve, and a second gap is formed between the intake passage wall surface opposite the sub-partition of the intake control valve and the valve body.

上記構成によれば、第1吸気通路に、第3吸気通路と第4吸気通路とを形成するように副仕切部が設けられ、第4吸気通路は第3吸気通路と第2吸気通路との間に位置して該第2吸気通路よりも小さな断面積を有するように形成されていて、吸気制御弁が第2吸気通路及び第4吸気通路を閉じる状態にあるとき、副仕切部と吸気制御弁の弁体との間に第1の隙間部が形成され、かつ、吸気制御弁の副仕切部とは反対側の吸気通路壁面と前記弁体との間に第2の隙間部が形成される。したがって、第1及び第2隙間部を通過した吸気の流れをタンブル流路となり得る第4吸気通路へ促すことができる。よって、タンブル性能を確保することができる。また、第1及び第2隙間部を形成するように吸気制御弁は設計されるので、閉弁時の吸気制御弁の閉塞の度合いを高めることに比べて、吸気制御弁のクリアランス管理を緩和することができる。よって、上記内燃機関の吸気構造によれば、吸気制御弁のクリアランス管理を緩和することを可能にしつつ、タンブル性能を確保することが可能になる。According to the above configuration, a sub-partition is provided in the first intake passage to form a third intake passage and a fourth intake passage, and the fourth intake passage is located between the third intake passage and the second intake passage and is formed to have a smaller cross-sectional area than the second intake passage. When the intake control valve is in a state where it closes the second intake passage and the fourth intake passage, a first gap is formed between the sub-partition and the valve body of the intake control valve, and a second gap is formed between the intake passage wall surface opposite the sub-partition of the intake control valve and the valve body. Therefore, the flow of intake air that has passed through the first and second gaps can be urged to the fourth intake passage, which can become a tumble flow path. Thus, tumble performance can be ensured. In addition, since the intake control valve is designed to form the first and second gaps, the clearance management of the intake control valve can be relaxed compared to increasing the degree of blockage of the intake control valve when the valve is closed. Therefore, according to the intake structure of the internal combustion engine, it is possible to ensure tumble performance while making it possible to relax the clearance management of the intake control valve.

好ましくは、前記主仕切部は、シリンダ軸線の方向においてクランク軸側からシリンダヘッド側を第1方向と定義するとき、前記吸気通路を前記第1吸気通路と、該第1吸気通路の前記第1方向側の第2吸気通路とに仕切り、前記副仕切部は、前記第1吸気通路に、前記第3吸気通路と、該第3吸気通路の前記第1方向側の前記第4吸気通路とを形成するように設けられている。この構成により、タンブル流をより好適に生じさせることが可能になる。Preferably, when the direction of the cylinder axis is defined as a first direction from the crankshaft side to the cylinder head side, the main partition divides the intake passage into the first intake passage and a second intake passage on the first direction side of the first intake passage, and the sub-partition defines the third intake passage and the fourth intake passage on the first direction side of the third intake passage in the first intake passage. This configuration makes it possible to more effectively generate a tumble flow.

好ましくは、吸気流れ方向において、前記第1の隙間部は、前記第2の隙間部よりも下流側に位置する。この構成により、吸気制御弁が第2吸気通路及び第4吸気通路を閉じる状態にあるとき、タンブル流路となり得る第4吸気通路への吸気の流入をより好適に生じさせることができる。Preferably, the first gap is located downstream of the second gap in the intake flow direction. This configuration allows the intake air to flow more efficiently into the fourth intake passage, which can serve as a tumble flow passage, when the intake control valve is in a state in which it closes the second intake passage and the fourth intake passage.

好ましくは、前記第1の隙間部及び前記第2の隙間部のそれぞれは前記主仕切部の厚さ以下の隙間幅を有する。この構成により、吸気制御弁が第2吸気通路及び第4吸気通路を閉じる状態にあるとき、タンブル流路となり得る第3吸気通路と第4吸気通路とを含む第1吸気通路への吸気の流れをより一層促すことができる。Preferably, each of the first gap and the second gap has a gap width equal to or less than the thickness of the main partition. With this configuration, when the intake control valve is in a state in which the second intake passage and the fourth intake passage are closed, the flow of intake air into the first intake passage, including the third intake passage and the fourth intake passage, which can serve as a tumble flow passage, can be further promoted.

好ましくは、前述の内燃機関の吸気構造は、前記第3吸気通路と前記第4吸気通路とが合流する合流部であって、該合流部を介して前記第1吸気通路は前記第2吸気通路に合流する、合流部を更に備える。この構成により、第3吸気通路と第4吸気通路とを備える第1吸気通路からの吸気に強い指向性を持たせることができ、タンブル性能を更に確保することができる。Preferably, the intake structure of the internal combustion engine further includes a junction section where the third intake passage and the fourth intake passage join, and through which the first intake passage joins the second intake passage. With this configuration, it is possible to give strong directionality to the intake from the first intake passage, which includes the third intake passage and the fourth intake passage, and to further ensure tumble performance.

好ましくは、前記第3吸気通路及び前記第4吸気通路の断面積の和よりも、前記合流部の上流側端部よりも下流側の流れ方向に直交する断面での面積が小さくなるように、前記合流部は区画形成されている。この構成により、第3吸気通路からの吸気と第4吸気通路からの吸気とが合流部で合流して第2吸気通路に流れるとき、吸気の流速を速い状態に保つことが可能になる。Preferably, the junction is partitioned so that the area of a cross section perpendicular to the flow direction downstream of the upstream end of the junction is smaller than the sum of the cross-sectional areas of the third and fourth intake passages. With this configuration, when the intake air from the third intake passage and the intake air from the fourth intake passage join at the junction and flow into the second intake passage, it is possible to maintain a high flow rate of the intake air.

好ましくは、前記第2吸気通路からの吸気よりも、前記合流部を介しての前記第1吸気通路からの吸気が小さい進入角で燃焼室に流入するように、前記合流部は区画形成されている。この構成により、第1吸気通路を通った吸気が強い指向性を持ったまま燃焼室に導入可能になるため、燃焼室で強いタンブル流を発生させることができる。Preferably, the confluence is partitioned so that the intake air from the first intake passage through the confluence flows into the combustion chamber at a smaller angle of approach than the intake air from the second intake passage. This configuration allows the intake air that has passed through the first intake passage to be introduced into the combustion chamber with strong directionality, thereby generating a strong tumble flow in the combustion chamber.

好ましくは、前記吸気制御弁は、前記第2吸気通路及び前記第4吸気通路を開閉可能であるように構成されていて、前記第2吸気通路及び前記第4吸気通路を閉じる第1位置、前記第2吸気通路を閉じて前記第4吸気通路を開く第2位置、及び、全開位置を有する。この構成により、タンブル流を好適に生じさせつつ、運転状態に応じた吸入空気量をより好適に確保することが可能になる。Preferably, the intake control valve is configured to be able to open and close the second intake passage and the fourth intake passage, and has a first position that closes the second intake passage and the fourth intake passage, a second position that closes the second intake passage and opens the fourth intake passage, and a fully open position. This configuration makes it possible to more appropriately ensure the amount of intake air according to the operating state while favorably generating a tumble flow.

好ましくは、前記吸気制御弁は弁軸と一体的に回転する単一の弁部材を備えて構成され、前記弁部材の動きを許容する凹部が、前記吸気通路を区画形成する壁部に設けられている。この構成により、単一の弁部材の動きを制御することで吸入空気量をより容易に調整することができ、また、その凹部によって上記弁部材の開閉機能をより良好なものにすることができる。 Preferably, the intake control valve is configured with a single valve member that rotates integrally with the valve shaft, and a recess that allows movement of the valve member is provided in the wall that defines the intake passage. With this configuration, the amount of intake air can be more easily adjusted by controlling the movement of the single valve member, and the recess can improve the opening and closing function of the valve member.

好ましくは、前記吸気制御弁が前記第2吸気通路及び前記第4吸気通路を閉じる状態にあるとき、前記弁軸を中心として、吸気流れ方向において、前記吸気制御弁の前記弁部材の一端側半体は、下流側に位置し、前記一端側半体の下流側において前記副仕切部と鈍角をなし、前記弁部材の他端側半体は、上流側に位置し、前記他端側半体の下流側において前記凹部の壁部と鋭角をなす。この構成により、吸気制御弁が第2吸気通路及び第4吸気通路を閉じる状態にあるとき、吸気制御弁を通過した吸気の第4吸気通路側への流れをより一層促すことができる。Preferably, when the intake control valve is in a state where it closes the second intake passage and the fourth intake passage, in the intake flow direction around the valve shaft, one end half of the valve member of the intake control valve is located downstream and forms an obtuse angle with the sub-partition portion on the downstream side of the one end half, and the other end half of the valve member is located upstream and forms an acute angle with the wall portion of the recess on the downstream side of the other end half. With this configuration, when the intake control valve is in a state where it closes the second intake passage and the fourth intake passage, it is possible to further promote the flow of intake air that has passed through the intake control valve toward the fourth intake passage.

本発明の上記態様によれば、上記構成を備えるので、吸気通路が仕切部により分けられるように構成された内燃機関において、吸気制御弁のクリアランス管理を緩和することを可能にするとともに、タンブル性能を確保することが可能になる。 According to the above aspect of the present invention, the above configuration makes it possible to relax clearance management of the intake control valve and ensure tumble performance in an internal combustion engine in which the intake passage is divided by a partition.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図1の内燃機関におけるスロットル弁よりも下流側の吸気通路の部分の立体モデルを示す図である。2 is a diagram showing a three-dimensional model of a portion of an intake passage downstream of a throttle valve in the internal combustion engine of FIG. 1 . 図2と異なる角度からみた、図2の立体モデルの図である。3 is a diagram of the three-dimensional model of FIG. 2, viewed from a different angle than in FIG. 2; 図1の内燃機関におけるタンブル弁の弁体を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a valve body of a tumble valve in the internal combustion engine of FIG. 1 . 図1の内燃機関における、スロットル弁下流側かつタンブル弁下流側の吸気通路の部分及び排気ポートを含む立体モデルを上側からみた図である。2 is a top view of a three-dimensional model including a portion of an intake passage downstream of a throttle valve and a tumble valve and an exhaust port in the internal combustion engine of FIG. 1 . FIG. 図5の立体モデルをシリンダ軸線に直交するとともに吸気流れ方向に直交する方向からみた図である。6 is a view of the three-dimensional model of FIG. 5 viewed from a direction perpendicular to the cylinder axis and perpendicular to the intake air flow direction. FIG. 図6の立体モデルのVIIA-VIIA線に沿った位置での断面図である。7 is a cross-sectional view of the three-dimensional model of FIG. 6 taken along line VIIA-VIIA. 図6の立体モデルのVIIB-VIIB線に沿った位置での断面図である。7 is a cross-sectional view of the three-dimensional model of FIG. 6 taken along line VIIB-VIIB. 図6の立体モデルのVIIC-VIIC線に沿った位置での断面図である。7 is a cross-sectional view of the three-dimensional model of FIG. 6 taken along line VIIC-VIIC. 図6の立体モデルのVIID-VIID線に沿った位置での断面図である。7 is a cross-sectional view of the three-dimensional model of FIG. 6 taken along line VIID-VIID. バタフライ弁による吸気の流れを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of intake air through a butterfly valve. バタフライ弁による吸気の流れを説明するための更なる図である。FIG. 13 is a further diagram for explaining the flow of intake air through the butterfly valve. 図1の内燃機関における、吸気制御弁であるタンブル弁周囲での吸気の流れを説明するための図である。2 is a diagram for explaining the flow of intake air around a tumble valve, which is an intake control valve, in the internal combustion engine of FIG. 1 . FIG.

以下、本発明に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品(又は構成)には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. Identical parts (or configurations) are given the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions thereof will not be repeated.

本発明の一実施形態に係る内燃機関10の概略構成を図1に示す。図1は、内燃機関10のシリンダブロック12のシリンダボア12bの軸線(シリンダ軸線)Cに沿った、内燃機関10の断面図である。The schematic configuration of an internal combustion engine 10 according to one embodiment of the present invention is shown in Figure 1. Figure 1 is a cross-sectional view of the internal combustion engine 10 taken along the axis C of the cylinder bore 12b of the cylinder block 12 of the internal combustion engine 10 (cylinder axis).

シリンダブロック12のシリンダボア12b内を往復動するピストン15は、クランクケース部16のクランク軸17のクランクピンと、コネクティングロッド18により連結されている。シリンダブロック12のシリンダボア12b内に摺動自在に嵌合されるピストン15の頂面15aと、頂面15aが対向するシリンダヘッド14の燃焼室天井面14aとの間には燃焼室20が構成される。A piston 15 that reciprocates within a cylinder bore 12b of the cylinder block 12 is connected to a crank pin of a crankshaft 17 of a crankcase portion 16 by a connecting rod 18. A combustion chamber 20 is formed between a top surface 15a of the piston 15 that is slidably fitted within the cylinder bore 12b of the cylinder block 12 and a combustion chamber ceiling surface 14a of the cylinder head 14 that faces the top surface 15a.

内燃機関10は、SOHC型式の2バルブシステムを採用しており、シリンダヘッド14に動弁機構22が設けられている。動弁機構22を覆うように、シリンダヘッド14にはシリンダヘッドカバー24が重ねられて被せられる。シリンダヘッドカバー24内の動弁機構22に動力伝達を行うため、図示しない無端状のカムチェーンが、クランクケース部16、シリンダブロック12、シリンダヘッド14のクランク軸方向の一方側に設けられた図示しないカムチェーン室を通って、カム軸26とクランク軸17との間に架設され、カム軸26はクランク軸17に同期して1/2の回転速度で回転する。なお、シリンダヘッド14においてカムチェーン室と反対側(クランク軸方向の他方側)から燃焼室20内に向かって点火プラグが嵌挿されている。The internal combustion engine 10 employs a two-valve system of the SOHC type, and the cylinder head 14 is provided with a valve train 22. A cylinder head cover 24 is placed over the cylinder head 14 to cover the valve train 22. To transmit power to the valve train 22 in the cylinder head cover 24, an endless cam chain (not shown) is installed between the camshaft 26 and the crankshaft 17, passing through a cam chain chamber (not shown) provided on one side of the crankshaft direction of the crankcase 16, the cylinder block 12, and the cylinder head 14, and the camshaft 26 rotates at half the rotational speed of the crankshaft 17 in synchronization with the crankshaft 17. An ignition plug is inserted into the cylinder head 14 from the opposite side of the cam chain chamber (the other side of the crankshaft direction) toward the combustion chamber 20.

シリンダヘッド14において、燃焼室天井面14aに開口した吸気弁口28と排気弁口30からは、各々吸気ポート32と排気ポート34が互いに上下に離れる方向に湾曲しながら延出して形成される。吸気ポート32の上流端は、シリンダヘッド14の上方に向けて開口し、インレットパイプ36と接続して、連続した吸気通路38が構成され、インレットパイプ36の上流側に、スロットルボディ40が接続される。In the cylinder head 14, an intake port 32 and an exhaust port 34 are formed by extending from the intake valve port 28 and exhaust valve port 30, which open into the combustion chamber ceiling surface 14a, while curving upward and downward away from each other. The upstream end of the intake port 32 opens toward the top of the cylinder head 14 and connects to an inlet pipe 36 to form a continuous intake passage 38, and a throttle body 40 is connected to the upstream side of the inlet pipe 36.

排気ポート34の下流端は、シリンダヘッド14の下方に向けて開口し、排気管42に連結される。排気管42の下流側には、排気浄化装置及び消音装置が設けられ得る。The downstream end of the exhaust port 34 opens downwardly into the cylinder head 14 and is connected to an exhaust pipe 42. An exhaust purification device and a silencer may be provided downstream of the exhaust pipe 42.

シリンダヘッド14における吸気ポート32の湾曲外壁部32aに一体に円筒状の吸気弁ガイド44が嵌着されている。吸気弁ガイド44に摺動可能に支持された吸気弁46が、吸気ポート32の燃焼室20に臨む吸気弁口28を開閉する。A cylindrical intake valve guide 44 is fitted integrally to the curved outer wall portion 32a of the intake port 32 in the cylinder head 14. An intake valve 46 slidably supported by the intake valve guide 44 opens and closes the intake valve opening 28 of the intake port 32 facing the combustion chamber 20.

また、シリンダヘッド14における排気ポート34の湾曲外壁部34aに一体に嵌着された排気弁ガイド48に摺動可能に支持された排気弁50が、排気ポート34の燃焼室20に臨む排気弁口30を開閉する。In addition, an exhaust valve 50 slidably supported on an exhaust valve guide 48 integrally fitted to the curved outer wall portion 34a of the exhaust port 34 in the cylinder head 14 opens and closes the exhaust valve opening 30 of the exhaust port 34 facing the combustion chamber 20.

吸気弁46及び排気弁50はその傘部46a、50aが、いずれも燃焼室20に臨む吸気弁口28、排気弁口30を閉じるように、弁ばねにより上方に付勢されている。カム軸26の吸気カム、排気カムに当接揺動する吸気ロッカアーム56、排気ロッカアーム58によって、吸気弁46、排気弁50のステムエンド46b、50bが押し下げられて、所定のタイミングで吸気弁46、排気弁50が開弁し、吸気ポート32と燃焼室20、また、排気ポート34と燃焼室20が連通し、所定のタイミングの吸気、排気がなされる。The intake valve 46 and the exhaust valve 50 are biased upward by a valve spring so that their umbrella portions 46a, 50a close the intake valve port 28 and the exhaust valve port 30 that face the combustion chamber 20. The stem ends 46b, 50b of the intake valve 46 and the exhaust valve 50 are pushed down by the intake rocker arm 56 and the exhaust rocker arm 58, which swing against the intake cam and the exhaust cam of the camshaft 26, respectively, and the intake valve 46 and the exhaust valve 50 open at a predetermined timing, connecting the intake port 32 and the combustion chamber 20, and the exhaust port 34 and the combustion chamber 20, and allowing intake and exhaust to occur at a predetermined timing.

内燃機関10の吸気ポート32の上流端には、インシュレ-タ60を介してインレットパイプ36が接続して、連続した吸気通路38が構成され、インレットパイプ36の上流側に、スロットルボディ40が接続される。スロットルボディ40は、内燃機関10の燃焼室20に連なる吸気通路38の一部を構成する断面略円形の吸気路40aを有し、その上流側は、図示しないエアクリーナ装置に接続している。An inlet pipe 36 is connected to the upstream end of the intake port 32 of the internal combustion engine 10 via an insulator 60 to form a continuous intake passage 38, and a throttle body 40 is connected to the upstream side of the inlet pipe 36. The throttle body 40 has an intake passage 40a with a roughly circular cross section that forms part of the intake passage 38 leading to the combustion chamber 20 of the internal combustion engine 10, and its upstream side is connected to an air cleaner device (not shown).

スロットルボディ40は、その吸気路40aの吸気の流れ方向と垂直、すなわち吸気路40aの中心軸線と直角に交差する弁軸つまりスロットル弁軸40bによってスロットルボディ40内に回転自在に軸支されて、吸気路40aの流路面積を可変制御し、吸気路40aを開閉し得るスロットル弁40cを備えている。スロットル弁40cはバタフライ式のもので、スロットル弁軸40bと、スロットル弁軸40bに固定される共に一体的に回転する円盤状の弁体40dとを有している。The throttle body 40 is provided with a throttle valve 40c that is rotatably supported within the throttle body 40 by a valve shaft, i.e., a throttle valve shaft 40b, that intersects perpendicularly with the flow direction of the intake air in the intake passage 40a, i.e., at a right angle with the central axis of the intake passage 40a, and that can variably control the flow area of the intake passage 40a and open and close the intake passage 40a. The throttle valve 40c is of the butterfly type and has the throttle valve shaft 40b and a disk-shaped valve body 40d that is fixed to the throttle valve shaft 40b and rotates integrally therewith.

スロットル弁40cは運転者の操作等により、図1において反時計回りに開弁方向に回動可能となっているとともに、図示しない復帰ばねにより、弁体40dはそれの縁部が吸気路40aの内壁面に当接する全閉位置に位置するように、閉弁方向に時計回りに付勢されている。なお、スロットル弁40cのこの開弁方向と閉弁方向とはそれぞれ逆向きであってもよい。 Throttle valve 40c can be rotated in the opening direction counterclockwise in Fig. 1 by the driver's operation, etc., and valve body 40d is biased in the closing direction clockwise by a return spring (not shown) so that it is positioned in the fully closed position where its edge abuts on the inner wall surface of intake passage 40a. Note that the opening and closing directions of throttle valve 40c may be opposite to each other.

以上のような内燃機関10において、燃焼室20でのより好ましい燃焼を得るために燃焼室20において燃料・空気混合気のタンブル渦流つまりタンブル流、すなわち縦回転を与えるための吸気構造Sが構成されている。すなわち、吸気通路38は、インレットパイプ36から吸気ポート32へと続く仕切部62によって、吸気流れ方向に沿って分割され、通った吸気が燃焼室20内でタンブル流を発生するように構成されたタンブル流路64と、タンブル流路64を除く主流路66とに仕切られている。タンブル流路64が第1吸気通路に相当し、主流路66が第2吸気通路に相当する。なお、タンブル流路64は副通路と称されてもよい。In the internal combustion engine 10 as described above, an intake structure S is configured to provide a tumble vortex, i.e., tumble flow, i.e., vertical rotation, of the fuel-air mixture in the combustion chamber 20 in order to obtain more favorable combustion in the combustion chamber 20. That is, the intake passage 38 is divided along the intake flow direction by a partition 62 continuing from the inlet pipe 36 to the intake port 32, and is divided into a tumble flow passage 64 configured so that the intake air that passes through generates a tumble flow in the combustion chamber 20, and a main flow passage 66 excluding the tumble flow passage 64. The tumble flow passage 64 corresponds to the first intake passage, and the main flow passage 66 corresponds to the second intake passage. The tumble flow passage 64 may also be called a secondary passage.

更に、タンブル流路64に、仕切部72が主にインレットパイプ36から吸気ポート32へと続くように設けられている。仕切部72を設けることで、タンブル流路64に、2つの吸気通路68、70が区画形成される。2つの吸気通路68、70の一方は第1タンブル流路68であり、それらの他方は第2タンブル流路70である。第1タンブル流路68は第3吸気通路に相当し、第2タンブル流路70は第4吸気通路に相当する。 Furthermore, a partition 72 is provided in the tumble passage 64 so as to continue mainly from the inlet pipe 36 to the intake port 32. By providing the partition 72, two intake passages 68, 70 are partitioned in the tumble passage 64. One of the two intake passages 68, 70 is the first tumble passage 68, and the other is the second tumble passage 70. The first tumble passage 68 corresponds to the third intake passage, and the second tumble passage 70 corresponds to the fourth intake passage.

ここでは、タンブル流路64と主流路66とを仕切る仕切部62を主仕切部と称し、タンブル流路64の第1タンブル流路68と第2タンブル流路70とを仕切る仕切部72を副仕切部と称する。主仕切部62は吸気の流れ方向に板状に延在し、副仕切部72も主仕切部62に沿って、例えば略平行に、吸気の流れ方向に板状に延在する。主仕切部62は吸気通路38を実質的に上下方向において二分するように、ここでは流れ方向に延びる中心軸線上に実質的に延びるように設けられている。また、副仕切部72はタンブル流路64を実質的に上下方向において二分するように、ここでは流れ方向に延びるタンブル流路64の中心軸線上に実質的に延びるように設けられている。これにより、吸気通路38に、主仕切部62によって仕切られたタンブル流路64と主流路66が形成され、そのタンブル流路64に、副仕切部72によって第1タンブル流路68と、第1タンブル流路68よりも主流路66よりのつまり第1タンブル流路68と主流路66との間に位置する第2タンブル流路70とが形成される。ここでは、前述のように、主仕切部62は吸気通路38を実質的に上下方向において二分するように延び、かつ、副仕切部72はタンブル流路64を実質的に上下方向において二分するように延びるので、主流路66の断面積は、第2タンブル流路70の断面積よりも明らかに大きい。なお、副仕切部72は、例えば上下方向のいずれかに偏るように設けられてもよい。Here, the partition 62 separating the tumble flow passage 64 and the main flow passage 66 is referred to as the main partition, and the partition 72 separating the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 of the tumble flow passage 64 is referred to as the sub-partition. The main partition 62 extends in a plate-like manner in the flow direction of the intake air, and the sub-partition 72 also extends in a plate-like manner in the flow direction of the intake air, for example, approximately parallel to the main partition 62. The main partition 62 is provided so as to substantially bisect the intake passage 38 in the vertical direction, here substantially extending on the central axis extending in the flow direction. The sub-partition 72 is provided so as to substantially bisect the tumble flow passage 64 in the vertical direction, here substantially extending on the central axis of the tumble flow passage 64 extending in the flow direction. As a result, the intake passage 38 is formed with a tumble passage 64 and a main passage 66 separated by the main partition 62, and the tumble passage 64 is formed with a first tumble passage 68 and a second tumble passage 70 located closer to the main passage 66 than the first tumble passage 68, that is, between the first tumble passage 68 and the main passage 66, by the sub-partition 72. Here, as described above, the main partition 62 extends so as to substantially divide the intake passage 38 in half in the vertical direction, and the sub-partition 72 extends so as to substantially divide the tumble passage 64 in half in the vertical direction, so that the cross-sectional area of the main passage 66 is clearly larger than the cross-sectional area of the second tumble passage 70. Note that the sub-partition 72 may be provided so as to be biased, for example, toward either the top or bottom.

なお、主流路66とタンブル流路64との断面積の比率(主流路66の断面積:タンブル流路64の断面積)は、1:1~3:1の範囲にあるとよく、本実施形態の内燃機関10の吸気構造Sもこの範囲に設計されている。また、主流路66と、第2タンブル流路70と、第1タンブル流路68との断面積の比率(主流路66の断面積:第2タンブル流路70の断面積:第1タンブル流路68の断面積)は、6:4:2~9:1:2の範囲にあるとよい。The ratio of the cross-sectional areas of the main flow passage 66 and the tumble flow passage 64 (cross-sectional area of the main flow passage 66:cross-sectional area of the tumble flow passage 64) should be in the range of 1:1 to 3:1, and the intake structure S of the internal combustion engine 10 of this embodiment is also designed within this range. The ratio of the cross-sectional areas of the main flow passage 66, the second tumble flow passage 70, and the first tumble flow passage 68 (cross-sectional area of the main flow passage 66:cross-sectional area of the second tumble flow passage 70:cross-sectional area of the first tumble flow passage 68) should be in the range of 6:4:2 to 9:1:2.

吸気通路38の主仕切部62によって仕切られた下側部分がタンブル流路64、上側部分が主流路66となり、タンブル流路64の副仕切部72によって仕切られた下側部分が第1タンブル流路68、上側部分が第2タンブル流路70となるが、本明細書においてはそれらはその上下配置に限定されない。なお、本明細書において、吸気通路38などについての「上」、「下」とは、シリンダ軸線C方向においてクランク軸17側からシリンダヘッド14ないしシリンダヘッドカバー24側の方向を「上」又は「上」方向、この「上」方向とは逆向きの方向つまりシリンダヘッド14側からクランク軸17側の方向を「下」又は「下」方向といい、空間上の絶対的な「上」、「下」の意味ではない。本明細書では、この「上」又は「上」方向は第1方向に相当し、「下」又は「下」方向は第2方向に相当する。The lower part of the intake passage 38 separated by the main partition 62 becomes the tumble passage 64, the upper part becomes the main passage 66, the lower part of the tumble passage 64 separated by the sub-partition 72 becomes the first tumble passage 68, and the upper part becomes the second tumble passage 70, but in this specification they are not limited to the up-down arrangement. In this specification, "up" and "down" for the intake passage 38, etc. refer to the direction from the crankshaft 17 side to the cylinder head 14 or cylinder head cover 24 side in the cylinder axis C direction as the "up" or "up" direction, and the direction opposite to this "up" direction, that is, the direction from the cylinder head 14 side to the crankshaft 17 side as the "down" or "down" direction, and do not mean absolute "up" and "down" in space. In this specification, this "up" or "up" direction corresponds to the first direction, and the "down" or "down" direction corresponds to the second direction.

インレットパイプ36の上流端には、インシュレ-タ74を介してタンブル弁ボディ76が接続されている。このタンブル弁ボディ76は、吸気通路38の一部を構成する断面略円形の吸気路76aを有し、その上流端に前述のスロットルボディ40が接続されている。A tumble valve body 76 is connected to the upstream end of the inlet pipe 36 via an insulator 74. This tumble valve body 76 has an intake passage 76a with a generally circular cross section that constitutes part of the intake passage 38, and the aforementioned throttle body 40 is connected to its upstream end.

タンブル弁ボディ76は、その吸気路76aの吸気流れ方向と垂直、すなわち吸気路76aの中心軸線と直角に交差する弁軸76bによってタンブル弁ボディ76内に回転自在に軸支されて、吸気路76aの流路面積を可変制御し、吸気路76aの上側領域を上記仕切部62、72と協働して開閉し得るタンブル弁76cを備えている。タンブル弁76cはバタフライ式のもので、弁軸76bと、この弁軸76bに固定される共に一体的に回転する略円盤状の弁体76dとを有している。このように、タンブル弁76cは弁軸76bと一体的に回転する単一の弁部材である弁体76dを備えて構成されている。ただし、タンブル弁76cの弁軸76bはスロットル弁軸40bと平行である。なお、タンブル弁76cは、タンブル制御弁、TCVなどとも称され得、本発明の吸気制御弁に相当する。The tumble valve body 76 is supported rotatably in the tumble valve body 76 by a valve shaft 76b that intersects perpendicularly with the intake flow direction of the intake passage 76a, i.e., at a right angle with the central axis of the intake passage 76a, and is provided with a tumble valve 76c that can variably control the flow area of the intake passage 76a and open and close the upper area of the intake passage 76a in cooperation with the partitions 62 and 72. The tumble valve 76c is of a butterfly type and has a valve shaft 76b and a substantially disk-shaped valve body 76d that is fixed to the valve shaft 76b and rotates integrally therewith. In this way, the tumble valve 76c is configured with a valve body 76d that is a single valve member that rotates integrally with the valve shaft 76b. However, the valve shaft 76b of the tumble valve 76c is parallel to the throttle valve shaft 40b. The tumble valve 76c may also be called a tumble control valve, TCV, etc., and corresponds to the intake control valve of the present invention.

ここで、スロットル弁40cよりも下流側の吸気通路38の部分の立体モデルM1を図2及び図3に示す。図2は立体モデルM1の下流側からの斜視図であり、図3は立体モデルM1の(上下方向に直交する)左右方向からの図である。図3は、吸気弁46のバルブ軸線46cに直交する方向であって主仕切部62の延在方向及び副仕切部72の延在方向に対して直交する方向から立体モデルM1をみた図である。立体モデルM1では、タンブル弁76cの弁体76dが表されている。また、図4にタンブル弁76cの弁体76dを示す。タンブル弁76cの単一の弁部材である弁体76dは上述のように略円盤状であるが、下流側において弁軸76bまわりに振られる先端部76tは略直線状にされている。これにより、弁体76dは主仕切部62との間で閉状態になったり、副仕切部72との間で閉状態になったりすることができる。 Here, a three-dimensional model M1 of the portion of the intake passage 38 downstream of the throttle valve 40c is shown in Figures 2 and 3. Figure 2 is a perspective view of the three-dimensional model M1 from the downstream side, and Figure 3 is a view of the three-dimensional model M1 from the left-right direction (perpendicular to the up-down direction). Figure 3 is a view of the three-dimensional model M1 from a direction perpendicular to the valve axis 46c of the intake valve 46 and perpendicular to the extension direction of the main partition section 62 and the extension direction of the sub-partition section 72. In the three-dimensional model M1, the valve body 76d of the tumble valve 76c is shown. Figure 4 shows the valve body 76d of the tumble valve 76c. The valve body 76d, which is a single valve member of the tumble valve 76c, is approximately disc-shaped as described above, but the tip portion 76t that swings around the valve axis 76b on the downstream side is approximately linear. This allows the valve body 76d to be in a closed state between itself and the main partition portion 62, or in a closed state between itself and the sub-partition portion 72.

主仕切部62は、タンブル弁76cのすぐ下流側の位置から吸気ポート32にまで連続して延びている。同様に、副仕切部72は、タンブル弁76cのすぐ下流側の位置から吸気ポート32にまで連続して延びている。図1から明らかなように、タンブル弁76cの弁軸76bは主仕切部62の上側に位置付けられている。よって、当然に、タンブル弁76cの弁軸76bは、副仕切部72よりも上側に位置付けられている。加えて、タンブル弁76cはバタフライ式のバルブである。したがって、主仕切部62の上流端縁62aの方が、副仕切部72の上流端縁72aよりも下流側に位置する。ここでは、副仕切部72の上流側はタンブル弁ボディ76内にまで延び、その上流端縁72aはタンブル弁ボディ76に形成されているが、これに限定されず、例えば上流端縁72aがインレットパイプ36に位置するように吸気構造Sは設計されてもよい。なお、主仕切部62の下流端縁62bは、副仕切部72の下流端縁72bよりも下流側に位置する。 The main partition 62 extends continuously from a position immediately downstream of the tumble valve 76c to the intake port 32. Similarly, the sub-partition 72 extends continuously from a position immediately downstream of the tumble valve 76c to the intake port 32. As is clear from FIG. 1, the valve shaft 76b of the tumble valve 76c is positioned above the main partition 62. Naturally, therefore, the valve shaft 76b of the tumble valve 76c is positioned above the sub-partition 72. In addition, the tumble valve 76c is a butterfly-type valve. Therefore, the upstream edge 62a of the main partition 62 is located downstream of the upstream edge 72a of the sub-partition 72. Here, the upstream side of the sub-partition 72 extends into the tumble valve body 76, and its upstream edge 72a is formed in the tumble valve body 76, but this is not limited to this, and the intake structure S may be designed, for example, so that the upstream edge 72a is located in the inlet pipe 36. The downstream edge 62b of the main partition 62 is located downstream of the downstream edge 72b of the sub-partition 72.

タンブル弁ボディ76には、図1に示すように、タンブル弁76cの弁体76dの動きを許容する凹部77が設けられている。凹部77は、吸気通路38を区画形成する壁部、特にここでは吸気路76aを区画形成する壁部であるタンブル弁ボディ76の壁部76eのうち上側の壁部76uに設けられている。なお、図1及び図3では凹部77は略円弧状である。 As shown in Figure 1, the tumble valve body 76 is provided with a recess 77 that allows movement of the valve body 76d of the tumble valve 76c. The recess 77 is provided in the wall that defines the intake passage 38, particularly in the upper wall 76u of the wall 76e of the tumble valve body 76, which is the wall that defines the intake passage 76a. Note that in Figures 1 and 3, the recess 77 is substantially arc-shaped.

上記構成のタンブル弁76cは、第2吸気通路である主流路66及び第4吸気通路である第2タンブル流路70を開閉可能であるように構成されている。ここでは、タンブル弁76cは、第1タンブル流路68の開度に影響しないように設けられている。The tumble valve 76c configured as described above is configured to be capable of opening and closing the main passage 66, which is the second intake passage, and the second tumble passage 70, which is the fourth intake passage. Here, the tumble valve 76c is provided so as not to affect the opening degree of the first tumble passage 68.

図1では、タンブル弁76cの弁体76dは、下流側が副仕切部72の上流端縁72aに延びるように位置付けられている。つまり、図1では、タンブル弁76cは、主流路66と第2タンブル流路70は実質的に閉じられ、当然に第1タンブル流路68は開いたままになっている。In Fig. 1, the valve body 76d of the tumble valve 76c is positioned so that its downstream side extends to the upstream edge 72a of the sub-partition portion 72. In other words, in Fig. 1, the tumble valve 76c substantially closes the main flow path 66 and the second tumble flow path 70, and naturally leaves the first tumble flow path 68 open.

図1に示すように、タンブル弁76cは、弁体76dの下流側の先端部76tが副仕切部72の上流端縁72aに延びる第1位置P1に位置付けられ得る。タンブル弁76cは、この第1位置P1(図3の実線)の他、タンブル弁76cの弁体76dが流れ方向に延びる全開位置PA(図3の一点鎖線)と、その弁体76dの下流側の先端部76tが主仕切部62の上流端縁62aに延びる第2位置P2(図3の二点鎖線)とを有する。タンブル弁76cが全開位置PAにあることで、タンブル流路64及び主流路66が全開状態になる。タンブル弁76cが第1位置P1にあることで、図1に基づいて前に説明したように、主流路66と第2タンブル流路70は実質的に閉じられ、当然に第1タンブル流路68は開いたままになる。タンブル弁76cが第2位置P2にあることで、主流路66は実質的に閉じられ、第1タンブル流路68に加えて第2タンブル流路70は開いた状態になる。このように、タンブル弁76cは複数の開度で用いられることになるが、凹部77が設けられていることにより、弁体76dは全開位置PA、第1位置P1、第2位置P2に好適に位置づけられるようになる。タンブル弁76cが第1位置P1に位置付けられているときも、第2位置P2に位置付けられているときも、凹部77の内壁面77aとそれに対向する弁体76dの部分(以下、円弧状部)76s(図4参照)との間に略同じ形状及び略同じ幅の隙間が形成されるように、凹部77の内壁面77aは凹湾曲する。なお、タンブル弁76cはこれら以外の任意の位置に位置付けられることができる。タンブル弁76cのこれらの位置は、ここでは内燃機関10の運転状態に基づいて後述するECU80により制御される。1, the tumble valve 76c can be positioned in a first position P1 in which the downstream tip 76t of the valve body 76d extends to the upstream edge 72a of the sub-partition 72. In addition to the first position P1 (solid line in FIG. 3), the tumble valve 76c has a fully open position PA (dashed line in FIG. 3) in which the valve body 76d of the tumble valve 76c extends in the flow direction, and a second position P2 (dashed line in FIG. 3) in which the downstream tip 76t of the valve body 76d extends to the upstream edge 62a of the main partition 62. When the tumble valve 76c is in the fully open position PA, the tumble flow passage 64 and the main flow passage 66 are fully open. When the tumble valve 76c is in the first position P1, the main flow passage 66 and the second tumble flow passage 70 are substantially closed, and the first tumble flow passage 68 is naturally left open, as previously described based on FIG. 1. When the tumble valve 76c is in the second position P2, the main flow passage 66 is substantially closed, and the second tumble flow passage 70 is open in addition to the first tumble flow passage 68. Thus, the tumble valve 76c is used at a plurality of opening degrees, but the provision of the recess 77 allows the valve body 76d to be suitably positioned at the fully open position PA, the first position P1, or the second position P2. Whether the tumble valve 76c is positioned at the first position P1 or the second position P2, the inner wall surface 77a of the recess 77 is curved in a concave manner so that a gap of approximately the same shape and approximately the same width is formed between the inner wall surface 77a of the recess 77 and the portion of the valve body 76d facing it (hereinafter, the arc-shaped portion) 76s (see FIG. 4). The tumble valve 76c can be positioned at any position other than these. These positions of the tumble valve 76c are controlled by the ECU 80, which will be described later, based on the operating state of the internal combustion engine 10.

なお、図1及び図3に示す第1位置P1にあるとき、タンブル弁76cの弁体76dは傾斜している。このとき、弁軸76bを中心として、吸気流れ方向Fにおいて、タンブル弁76cの弁体76dの下側に位置する一端側半体76fは、下流側に位置し、一端側半体76fの下流側において、対応する副仕切部72と鈍角αをなす。また、このとき、弁軸76bを中心として、吸気流れ方向Fにおいて、タンブル弁76cの弁体76dの上側に位置する他端側半体76gは、上流側に位置し、他端側半体76gの下流側において、対応する凹部77の壁部76eのうち上側の壁部76uつまり、吸気通路壁面である凹部77の内壁面77aと鋭角βをなす。この角度関係は、タンブル弁76cの弁体76dが第2位置P2にあるときにも同様に成立し、このとき、タンブル弁76cの弁体76dの下側に位置する一端側半体76fは、対応する主仕切部62とその下流側において鈍角をなす。 When the valve body 76d of the tumble valve 76c is in the first position P1 shown in Figures 1 and 3, the valve body 76d of the tumble valve 76c is inclined. At this time, the one end half 76f located below the valve body 76d of the tumble valve 76c is located downstream in the intake flow direction F around the valve shaft 76b, and forms an obtuse angle α with the corresponding sub-partition portion 72 on the downstream side of the one end half 76f. Also, at this time, the other end half 76g located above the valve body 76d of the tumble valve 76c is located upstream in the intake flow direction F around the valve shaft 76b, and forms an acute angle β with the upper wall 76u of the wall 76e of the corresponding recess 77, that is, the inner wall surface 77a of the recess 77, which is the intake passage wall surface, on the downstream side of the other end half 76g. This angular relationship also holds when the valve body 76d of the tumble valve 76c is in the second position P2, and at this time, the one-end half 76f located below the valve body 76d of the tumble valve 76c forms an obtuse angle with the corresponding main partition portion 62 on the downstream side thereof.

内燃機関10では、燃料噴射弁78が設けられている。燃料噴射弁78は、スロットル弁40c及びタンブル弁76cの下流側に設けられている。ここでは、燃料噴射弁78は、主流路66に臨むようにインレットパイプ36に設けられ、吸気ポート32に向けて燃料を噴射するように設けられている。より具体的には、燃料噴射弁78は主流路66を介して吸気弁46に向けて燃料を噴射するように設けられている。この燃料噴射弁78からの燃料噴射量及びその噴射タイミングは、スロットル弁40c及びタンブル弁76cのそれぞれの制御と関連付けて制御される。The internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 78. The fuel injection valve 78 is provided downstream of the throttle valve 40c and the tumble valve 76c. Here, the fuel injection valve 78 is provided in the inlet pipe 36 so as to face the main flow passage 66, and is provided to inject fuel toward the intake port 32. More specifically, the fuel injection valve 78 is provided to inject fuel toward the intake valve 46 via the main flow passage 66. The amount of fuel injected from this fuel injection valve 78 and its injection timing are controlled in association with the respective controls of the throttle valve 40c and the tumble valve 76c.

なお、スロットル弁40cは、電子制御されることに限定されず、例えばスロットルケーブルで機械的にコントロールされる弁であってもよく、これはタンブル弁76cにおいても同様である。また、燃料噴射弁78に加えて、更なる燃料噴射弁が設けられてもよく、この場合、この更なる燃料噴射弁はスロットル弁40cの下流側かつタンブル弁76cの上流側の吸気通路に燃料を噴射するように設けられるとよい。この更なる燃料噴射弁が設けられる場合、この更なる燃料噴射弁からの燃料噴射量及びその噴射タイミングは、燃料噴射弁78からの燃料噴射量及びその噴射タイミングと同様に、又は、燃料噴射弁78からの燃料噴射量及びその噴射タイミングと関連付けて制御されるとよい。 The throttle valve 40c is not limited to being electronically controlled, and may be a valve that is mechanically controlled, for example, by a throttle cable, and the same is true for the tumble valve 76c. In addition to the fuel injection valve 78, a further fuel injection valve may be provided. In this case, the further fuel injection valve may be provided so as to inject fuel into the intake passage downstream of the throttle valve 40c and upstream of the tumble valve 76c. When the further fuel injection valve is provided, the fuel injection amount and injection timing from the further fuel injection valve may be controlled in the same manner as the fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve 78, or in association with the fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve 78.

内燃機関10を制御するECU(電子制御ユニット)80は、所謂コンピュータとしての構成を備え、吸気制御部82及び燃料噴射制御部84を備えている。ECU80は、エンジン回転速度センサ、エンジン負荷センサなどの各種センサからの出力に基づいて内燃機関10の運転状態を解析して、吸気制御部82により、スロットル弁40c及びタンブル弁76cの各作動を制御する。例えば、スロットル弁40cは、運転者によるアクセル操作に応じた開度に制御される。また、ECU80は、解析した内燃機関10の運転状態に基づいて、燃料噴射制御部84により、燃料噴射弁78の作動を制御する。なお、ECU80には、これらの制御のためのプログラム及び各種データが記憶されている。The ECU (electronic control unit) 80 that controls the internal combustion engine 10 is configured as a so-called computer, and includes an intake control unit 82 and a fuel injection control unit 84. The ECU 80 analyzes the operating state of the internal combustion engine 10 based on the output from various sensors such as an engine rotation speed sensor and an engine load sensor, and controls the operation of the throttle valve 40c and the tumble valve 76c using the intake control unit 82. For example, the throttle valve 40c is controlled to an opening degree according to the accelerator operation by the driver. The ECU 80 also controls the operation of the fuel injection valve 78 using the fuel injection control unit 84 based on the analyzed operating state of the internal combustion engine 10. The ECU 80 stores programs and various data for these controls.

ここで、タンブル弁76cの制御について詳しく説明する。例えば、内燃機関10の運転状態が低負荷領域にあるとき、ECU80は、第1タンブル流路68のみから実質的に吸気を吸入させるように、タンブル弁76cを第1位置P1に位置するようにその作動を制御する。これにより、低負荷領域に即した吸入空気量を確保するとともに、第1タンブル流路68からの吸気で燃焼室20にタンブル流を形成させる。第1タンブル流路68は比較的断面積が小さいため、低負荷領域に即した吸入空気量でも流速を早くすることができ、強いタンブル流を形成することができる。ここでは、内燃機関10の運転状態が低負荷領域にあるとき、燃料噴射弁78からの燃料噴射は空燃比がリーンになるように制御されるが、タンブル流を形成することで効果的に燃焼を生じさせることができる。Here, the control of the tumble valve 76c will be described in detail. For example, when the operating state of the internal combustion engine 10 is in the low load region, the ECU 80 controls the operation of the tumble valve 76c to be located at the first position P1 so that intake air is substantially drawn only from the first tumble passage 68. This ensures an intake air volume appropriate for the low load region, and causes the intake air from the first tumble passage 68 to form a tumble flow in the combustion chamber 20. Since the first tumble passage 68 has a relatively small cross-sectional area, the flow rate can be increased even with an intake air volume appropriate for the low load region, and a strong tumble flow can be formed. Here, when the operating state of the internal combustion engine 10 is in the low load region, the fuel injection from the fuel injection valve 78 is controlled so that the air-fuel ratio is lean, but by forming a tumble flow, combustion can be effectively generated.

また、例えば、内燃機関10の運転状態が中負荷領域にあるとき、ECU80は、第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70からつまりタンブル流路64から吸気を吸入させるように、タンブル弁76cを第2位置P2に位置するようにその作動を制御する。これにより、中負荷領域に即した吸入空気量を確保するとともに、第1及び第2タンブル流路68、70からの吸気で燃焼室20にタンブル流を形成させる。第1及び第2タンブル流路68、70からの吸気でタンブル流を形成するため、低負荷領域より多くの吸入空気量が必要な中負荷領域においても必要な吸入空気量を確保しつつ、強いタンブル流を形成することができる。ここでは、内燃機関10の運転状態が中負荷領域にあるとき、燃料噴射弁78からの燃料噴射は空燃比がリーンになるように制御されるが、タンブル流を形成することで効果的に燃焼を生じさせることができる。 For example, when the internal combustion engine 10 is in the medium load region, the ECU 80 controls the operation of the tumble valve 76c to be in the second position P2 so that intake air is drawn from the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70, i.e., the tumble passage 64. This ensures an intake air volume appropriate for the medium load region, and forms a tumble flow in the combustion chamber 20 with the intake air from the first and second tumble passages 68, 70. Since the tumble flow is formed with the intake air from the first and second tumble passages 68, 70, a strong tumble flow can be formed while ensuring the necessary intake air volume even in the medium load region, which requires a larger intake air volume than the low load region. Here, when the internal combustion engine 10 is in the medium load region, the fuel injection from the fuel injection valve 78 is controlled so that the air-fuel ratio is lean, but the formation of the tumble flow can effectively cause combustion.

更に、例えば、内燃機関10の運転状態が高負荷領域にあるとき、ECU80は、第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70を含むタンブル流路64並びに主流路66から吸気を吸入させるように、タンブル弁76cを全開位置PAに位置するようにその作動を制御する。これにより、高負荷領域に即した吸入空気量を確保するとともに、第1及び第2タンブル流路68、70からの吸気で燃焼室20に好ましくはタンブル流を、そうでなくても好適な筒内流速を実現させる。ここでは、内燃機関10の運転状態が高負荷領域にあるとき、燃料噴射弁78からの燃料噴射は空燃比がストイキになるように制御され、更に好適な筒内流速を実現することでより効果的に燃焼を生じさせることができる。 Furthermore, for example, when the operating state of the internal combustion engine 10 is in the high load region, the ECU 80 controls the operation of the tumble valve 76c to be in the fully open position PA so that intake air is drawn from the tumble passage 64 including the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70 and the main passage 66. This ensures an intake air volume appropriate for the high load region, and achieves a preferable tumble flow in the combustion chamber 20 with the intake air from the first and second tumble passages 68, 70, or a suitable in-cylinder flow velocity if not. Here, when the operating state of the internal combustion engine 10 is in the high load region, the fuel injection from the fuel injection valve 78 is controlled so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric, and by achieving a suitable in-cylinder flow velocity, more effective combustion can be caused.

例えば、内燃機関10の運転状態が高負荷領域にあるとき、タンブル弁76cは全開位置PAに位置するようにその作動が制御され、タンブル流路64及び主流路66から吸気を吸入させる。このときに、主流路66からの吸気により吸入空気量をより多くし、かつ、タンブル流路64からの吸気によるタンブル性能をより好適に確保可能にするように、内燃機関10の吸気構造Sは更なる構成及び形状を有する。以下、更に説明する。For example, when the operating state of the internal combustion engine 10 is in the high load region, the operation of the tumble valve 76c is controlled to be in the fully open position PA, and intake air is drawn in from the tumble passage 64 and the main passage 66. At this time, the intake structure S of the internal combustion engine 10 has a further configuration and shape so that the intake air volume is increased by the intake from the main passage 66 and the tumble performance by the intake from the tumble passage 64 can be more suitably ensured. This will be explained further below.

タンブル流路64の下流側には合流部86が区画形成されている。合流部86は、第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70がその下流側で合流する個所に設けられている。そして、合流部86を介してタンブル流路64は主流路66に合流する。合流部86は、シリンダヘッド14に形成されている。ここでは、合流部86は吸気ポート32の一部として形成されている。A junction section 86 is defined and formed downstream of the tumble flow passage 64. The junction section 86 is provided at the point where the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 join downstream. The tumble flow passage 64 then joins the main flow passage 66 via the junction section 86. The junction section 86 is formed in the cylinder head 14. Here, the junction section 86 is formed as part of the intake port 32.

ここで、図5及び図6に、スロットル弁40c及びタンブル弁76cの下流側の吸気通路38の部分及び排気ポート34の排気通路を含む立体モデルM2を示す。図5は立体モデルM2の上側からの図であり、図6はシリンダ軸線Cに直交するとともに吸気流れ方向に直交する方向からの立体モデルM2の図である。更に、図6のVIIA-VIIA線に沿った位置での立体モデルM2の断面図を図7Aに示し、図6のVIIB-VIIB線に沿った位置での立体モデルM2の断面図を図7Bに示し、図6のVIIC-VIIC線に沿った位置での立体モデルM2の断面図を図7Cに示し、図6のVIID-VIID線に沿った位置での立体モデルM2の断面図を図7Dに示す。図6のVIIA-VIIA線は主仕切部62の上流端縁近傍を通り、図6のVIIB-VIIB線は吸気ポート32の上流端近傍を通り、図6のVIIC-VIIC線は副仕切部72の下流端縁近傍を通り、図6のVIID-VIID線は主仕切部62の下流端縁の近傍を通る。これらのVIIA-VIIA線からVIID-VIID線は、いずれも、図6においてシリンダ軸線Cに平行である。5 and 6 show a three-dimensional model M2 including the portion of the intake passage 38 downstream of the throttle valve 40c and the tumble valve 76c and the exhaust passage of the exhaust port 34. FIG. 5 is a view from above the three-dimensional model M2, and FIG. 6 is a view of the three-dimensional model M2 from a direction perpendicular to the cylinder axis C and perpendicular to the intake flow direction. Furthermore, FIG. 7A shows a cross-sectional view of the three-dimensional model M2 at a position along line VIIA-VIIA in FIG. 6, FIG. 7B shows a cross-sectional view of the three-dimensional model M2 at a position along line VIIB-VIIB in FIG. 6, FIG. 7C shows a cross-sectional view of the three-dimensional model M2 at a position along line VIIC-VIIC in FIG. 6, and FIG. 7D shows a cross-sectional view of the three-dimensional model M2 at a position along line VIID-VIID in FIG. 6. Line VIIA-VIIA in Fig. 6 passes near the upstream edge of the main partition 62, line VIIB-VIIB in Fig. 6 passes near the upstream end of the intake port 32, line VIIC-VIIC in Fig. 6 passes near the downstream edge of the sub-partition 72, and line VIID-VIID in Fig. 6 passes near the downstream edge of the main partition 62. All of lines VIIA-VIIA to VIID-VIID in Fig. 6 are parallel to the cylinder axis C in Fig. 6.

図7A、図7B及び図7Cにおいて、第1タンブル流路68と第2タンブル流路70とは概ね同じ形状及びサイズを有する。このように、第1タンブル流路68と第2タンブル流路70とのそれぞれは、その吸気流れ方向においてその形状又はサイズが大きく変わることなく、滑らかに上流側から下流側に至る。そして、第1タンブル流路68と第2タンブル流路70とは合流部86につながる。合流部86は、主仕切部62の下流端の下流端縁62bよりも下流側で主流路66につながる(図1及び図6参照)。この構成により、第1タンブル流路68と第2タンブル流路70とは副仕切部72の下流端縁72bよりも下流側の合流部86を経て、主流路66につながることになる。よって、タンブル流路64の第1タンブル流路68と第2タンブル流路70を通った吸気に指向性を強く持たせることができる。7A, 7B, and 7C, the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 have approximately the same shape and size. In this way, the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 smoothly reach from the upstream side to the downstream side without changing their shape or size significantly in the intake flow direction. The first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 are connected to the junction 86. The junction 86 is connected to the main flow passage 66 downstream of the downstream edge 62b of the downstream end of the main partition 62 (see Figures 1 and 6). With this configuration, the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 are connected to the main flow passage 66 via the junction 86 downstream of the downstream edge 72b of the sub-partition 72. Therefore, the intake air that passes through the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 of the tumble flow passage 64 can have strong directionality.

図6において、合流部86において吸気流れ方向に延びるように定められる線L1が直角に近い角度θ1でシリンダ軸線Cに交わるのに対して、主流路66の下流端において流れ方向に延びるように定められる線L2が角度θ1よりも小さな角度θ2でシリンダ軸線Cに交わる。このように、主流路66からの吸気よりも、合流部86を介してのタンブル流路64からの吸気が小さい進入角で燃焼室20に流入するように、合流部86は区画形成されている。この構成により、タンブル流路64を通った吸気が強い指向性を持ったまま燃焼室20に導入可能になり、例えば燃焼室20で強いタンブル流を発生させることができる。なお、ここでいう進入角とは、燃焼室20に向けて流入する吸気の燃焼室20への流入の角度であり、例えばシリンダ軸線Cに直交するとともに吸気流れ方向に直交する方向からみた図6においてシリンダ軸線Cとの間でなす角度が大きいほど進入角は小さいということになる。6, a line L1 that is determined to extend in the intake flow direction at the confluence 86 intersects with the cylinder axis C at an angle θ1 close to a right angle, while a line L2 that is determined to extend in the flow direction at the downstream end of the main flow path 66 intersects with the cylinder axis C at an angle θ2 smaller than the angle θ1. In this way, the confluence 86 is partitioned so that the intake air from the tumble flow path 64 via the confluence 86 flows into the combustion chamber 20 at a smaller approach angle than the intake air from the main flow path 66. With this configuration, the intake air that has passed through the tumble flow path 64 can be introduced into the combustion chamber 20 while maintaining a strong directivity, and for example, a strong tumble flow can be generated in the combustion chamber 20. The approach angle here refers to the angle of the intake air flowing toward the combustion chamber 20 into the combustion chamber 20. For example, the larger the angle between the intake air and the cylinder axis C in FIG. 6 viewed from a direction perpendicular to the cylinder axis C and perpendicular to the intake flow direction, the smaller the approach angle.

更に、図1、図3及び図6から明らかなように、タンブル流路64は、下側に凸の湾曲形状を有するように区画形成され、主流路66は、上側に凸の湾曲形状を有するように区画形成されている。この構成により、上述のように、タンブル流路64からの吸気をより小さな進入角で燃焼室20に導くことが可能になり、また、主流路66からの吸気をより効果的に燃焼室20に導くことが可能になる。1, 3 and 6, the tumble flow passage 64 is defined to have a curved shape convex downward, and the main flow passage 66 is defined to have a curved shape convex upward. With this configuration, as described above, it becomes possible to guide the intake air from the tumble flow passage 64 to the combustion chamber 20 at a smaller approach angle, and it becomes possible to guide the intake air from the main flow passage 66 to the combustion chamber 20 more effectively.

図7Cに、合流部86の上流側端部に第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70が連通するところが示されている。ここで、参考までに、図7Cに、第1タンブル流路68の断面68A、第2タンブル流路70の断面70A、及び、合流部86の上流側端部86uに定められる仮想面のつまりこの仮想面での断面の1つの辺TA1を示す。第1タンブル流路68の断面68Aの上下方向の長さ及び第2タンブル流路70の断面70Aの上下方向の長さのそれぞれよりも、合流部86の上流側端部86uの辺TA1の方が明らかに長い。このように、第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70の各々の断面積(図7Cの面積S1、S2)が、合流部86の上流側端部86uの断面積S3(辺TA1により一部が区画形成される断面の面積)より小さいように、合流部86は区画形成されている(S1<S3、S2<S3)。この構成により、第1タンブル流路68からの吸気と第2タンブル流路70からの吸気とが合流部86に好適に流入可能である。より詳細には、タンブル弁76cが第2位置P2にあり第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70に吸気が流れている場合、合流部86の断面積が第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70それぞれの断面積より大きいため、合流部86で吸入空気量が制限されにくく、中負荷領域の運転領域に即した吸入空気量を確保することができる。7C shows the first tumble flow path 68 and the second tumble flow path 70 communicating with the upstream end of the junction 86. For reference, FIG. 7C shows the cross section 68A of the first tumble flow path 68, the cross section 70A of the second tumble flow path 70, and an imaginary plane defined at the upstream end 86u of the junction 86, i.e., one side TA1 of the cross section on this imaginary plane. The side TA1 of the upstream end 86u of the junction 86 is clearly longer than the vertical length of the cross section 68A of the first tumble flow path 68 and the vertical length of the cross section 70A of the second tumble flow path 70. In this manner, the junction 86 is partitioned so that the cross-sectional areas (areas S1, S2 in FIG. 7C) of the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70 are smaller than the cross-sectional area S3 (area of a cross section partially partitioned by side TA1) of the upstream end 86u of the junction 86 (S1<S3, S2<S3). With this configuration, the intake air from the first tumble passage 68 and the intake air from the second tumble passage 70 can suitably flow into the junction 86. More specifically, when the tumble valve 76c is in the second position P2 and the intake air flows through the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70, the cross-sectional area of the junction 86 is larger than the cross-sectional areas of the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70, so that the intake air amount is less likely to be restricted at the junction 86, and the intake air amount appropriate for the operating range of the medium load range can be ensured.

また、例えば、図7Dの辺TA2の方が図7Cの辺TA1よりも短い。つまり、下流側に至るに従い、例えば図7Cの辺TA1の箇所よりも図7Dの断面箇所で、タンブル流路64の合流部86の断面積が小さくなる傾向にある。このように、内燃機関10では、合流部86は、該合流部86の上流側端部から下流側に向けて概ね先細りするように区画形成されている。この構成により、第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70の断面積の和(例えば断面68Aの面積S1と断面70Aの面積S2の和)よりも、合流部86の上流側端部86uよりも下流側の流れ方向に直交する断面での面積(断面積)が小さくなる。これにより、第1タンブル流路68からの吸気と第2タンブル流路70からの吸気とが合流部86で合流して主流路66に流れ込むとき、吸気の流速を速い状態に保つことが可能になる。したがって、タンブル流路64からの吸気は、速い流速で燃焼室20内に流入し、好ましくはタンブル流を形成することができる。なお、第1タンブル流路68及び第2タンブル流路70の断面積の和よりも、合流部86の上流側端部よりも下流側の流れ方向に直交する断面での面積を小さくすることは、先細り以外の手段により実現されてもよい。 Also, for example, side TA2 in FIG. 7D is shorter than side TA1 in FIG. 7C. That is, the cross-sectional area of the junction 86 of the tumble flow passage 64 tends to become smaller at the cross-sectional location in FIG. 7D than at the cross-sectional location in FIG. 7C, for example, at the cross-sectional location in FIG. 7D, as it approaches the downstream side. In this way, in the internal combustion engine 10, the junction 86 is partitioned so as to taper from the upstream end of the junction 86 toward the downstream side. With this configuration, the area (cross-sectional area) of the cross section perpendicular to the flow direction downstream of the upstream end 86u of the junction 86 is smaller than the sum of the cross-sectional areas of the first tumble flow passage 68 and the second tumble flow passage 70 (for example, the sum of the area S1 of the cross-section 68A and the area S2 of the cross-section 70A). This makes it possible to maintain the flow velocity of the intake air high when the intake air from the first tumble flow passage 68 and the intake air from the second tumble flow passage 70 join at the junction 86 and flow into the main flow passage 66. Therefore, the intake air from the tumble passage 64 flows into the combustion chamber 20 at a high flow velocity, and preferably forms a tumble flow. Note that making the area of the cross section perpendicular to the flow direction downstream of the upstream end of the junction 86 smaller than the sum of the cross-sectional areas of the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70 may be achieved by means other than tapering.

さて、前述のように、タンブル弁76cは第1位置P1及び第2位置P2に位置付けられ得る。それらのいずれかに位置付けられるときは少なくとも1つの吸気通路を閉じて残りの吸気通路からの吸気でタンブル流を積極的に生じさせようとする。しかし、タンブル弁76cにおける少なくとも1つの吸気通路の閉弁時の閉塞の度合いを高めるためには、その弁体76dの設計精度を高めたり、タンブル弁ボディ76の吸気路76aを区画形成する壁面の精度を高めたりする必要がある。そこで、本実施形態では、特に、タンブル弁76cが第1位置P1に位置付けられて第2吸気通路である主流路66と、第4吸気通路である第2タンブル流路70とを閉じる状態にあるとき、積極的に、副仕切部72と弁体76dとの間に隙間部(第1の隙間部)G1を形成し、かつ、タンブル弁76cの副仕切部72とは反対側つまり上側に延びる吸気路76aを区画形成する壁面つまり吸気通路壁面とタンブル弁76cの弁体76dとの間に隙間部(第2の隙間部)G2を形成する。換言すると、そのとき、副仕切部72の上流端72aが弁体76dの対向する先端部76tから第1の隙間部G1に対応した所定距離(第1所定距離)離れ、かつ、タンブル弁76cの上側に延びる吸気路76aを区画形成する壁面はタンブル弁76cの弁体76dの対向する縁部つまり円弧状部76sから第2の隙間部G2に対応した所定距離(第2所定距離)離れる。ここでは、タンブル弁76cの上側に延びる吸気路76aを区画形成する壁面とは、タンブル弁ボディ76の壁部76eのうち上側の壁部76uつまり凹部77の内壁面77aのことである。なお、図1及び図3に示す第1位置P1にあるとき、タンブル弁76cの弁体76dは傾斜しているので、吸気流れ方向Fにおいて、第1の隙間部G1は、第2の隙間部G2よりも下流側に位置する。As mentioned above, the tumble valve 76c can be positioned in the first position P1 and the second position P2. When positioned in either of these positions, it closes at least one intake passage and actively attempts to generate a tumble flow with the intake air from the remaining intake passage. However, in order to increase the degree of closure of at least one intake passage in the tumble valve 76c when the valve is closed, it is necessary to improve the design accuracy of the valve body 76d and to improve the accuracy of the wall surface that defines the intake passage 76a of the tumble valve body 76. Therefore, in this embodiment, particularly when the tumble valve 76c is positioned in the first position P1 and is in a state where it closes the main flow passage 66, which is the second intake passage, and the second tumble flow passage 70, which is the fourth intake passage, a gap (first gap) G1 is actively formed between the sub-partition 72 and the valve body 76d, and a gap (second gap) G2 is actively formed between the wall surface that defines the intake passage 76a extending opposite to the sub-partition 72 of the tumble valve 76c, i.e., upward, i.e., the intake passage wall surface, and the valve body 76d of the tumble valve 76c. In other words, at that time, the upstream end 72a of the sub-partition 72 is separated from the facing tip 76t of the valve body 76d by a predetermined distance (first predetermined distance) corresponding to the first gap G1, and the wall surface defining the intake passage 76a extending above the tumble valve 76c is separated from the facing edge portion, i.e., the arc-shaped portion 76s, of the valve body 76d of the tumble valve 76c by a predetermined distance (second predetermined distance) corresponding to the second gap G2. Here, the wall surface defining the intake passage 76a extending above the tumble valve 76c refers to the upper wall portion 76u of the wall portion 76e of the tumble valve body 76, i.e., the inner wall surface 77a of the recess 77. Note that, when the valve body 76d of the tumble valve 76c is inclined at the first position P1 shown in Figures 1 and 3, the first gap G1 is located downstream of the second gap G2 in the intake flow direction F.

第1の隙間部G1及び第2の隙間部G2のそれぞれは主仕切部62の厚さ以下の隙間幅を有する。なお、主仕切部62の厚さとは、吸気流れ方向に延びる主仕切部62の平均の厚さであるとよい。具体的には、第1の隙間部G1及び第2の隙間部G2のそれぞれは3mm以下(0<隙間幅≦3mm)、より好ましくは2mm以下の隙間幅を有するとよい(0<隙間幅≦2mm)。ここでは、副仕切部72も主仕切部62とほぼ同じ厚さを有するように形成されている。つまり、本実施形態では、第1の隙間部G1及び第2の隙間部G2のそれぞれは副仕切部72の厚さ以下の隙間幅を有する。なお、第1の隙間部G1は図1及び図3において最大幅を有し、その左右(図1及び図3で紙面に直交する向き)に進むにしたがい隙間幅が小さくなるように形成されるとよい。同様に、第2の隙間部G2は図1及び図3において最大幅を有し、その左右に進むにしたがい隙間幅が小さくなるように形成されるとよい。これらの隙間部G1、G2は、後述する吸気の流れ(例えば図10の矢印参照)を実現するように設計される。ここでは、図1及び図3において、隙間部G1、G2は、約2mmの隙間幅を有するが、これに限定されるものではない。Each of the first gap G1 and the second gap G2 has a gap width equal to or less than the thickness of the main partition 62. The thickness of the main partition 62 is preferably the average thickness of the main partition 62 extending in the intake flow direction. Specifically, each of the first gap G1 and the second gap G2 has a gap width equal to or less than 3 mm (0 < gap width ≦ 3 mm), more preferably equal to or less than 2 mm (0 < gap width ≦ 2 mm). Here, the sub-partition 72 is also formed to have approximately the same thickness as the main partition 62. In other words, in this embodiment, each of the first gap G1 and the second gap G2 has a gap width equal to or less than the thickness of the sub-partition 72. The first gap G1 has the maximum width in FIG. 1 and FIG. 3, and the gap width is preferably formed so that it becomes smaller as it moves to the left and right (in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 and FIG. 3). Similarly, the second gap G2 may be formed to have the maximum width in Figures 1 and 3 and to have a smaller gap width toward the left and right. These gaps G1 and G2 are designed to realize the flow of intake air described later (see, for example, the arrows in Figure 10). Here, in Figures 1 and 3, the gaps G1 and G2 have a gap width of about 2 mm, but are not limited to this.

この隙間部G1、G2を設けることによる作用効果について説明する前に、まず、図8及び図9に基づいて関連する現象を以下説明する。なお、図8及び図9に基づく以下の説明と同様の説明は、特開2019-23459号公報にて詳しく記載している。Before describing the effects of providing the gaps G1 and G2, the related phenomenon will be described below with reference to Figures 8 and 9. Note that a similar explanation to the following explanation with reference to Figures 8 and 9 is described in detail in JP 2019-23459 A.

図8は、吸気通路100に、タンブル流路102と主流路104とに仕切る仕切部106を設け、仕切部106の上流側にバタフライ弁108を設けたときに、そのバタフライ弁108が徐開しているとき(わずかに開いている状態にあるとき)の吸気の流れを模式的に示す図である。図9は、図8に示すバタフライ弁108の徐開時の主にその下流側の圧力を示す図である。 Figure 8 is a diagram showing the intake air flow when a butterfly valve 108 is gradually opened (slightly open) when a partition 106 is provided in the intake passage 100 to separate the tumble flow path 102 and the main flow path 104, and a butterfly valve 108 is provided upstream of the partition 106. Figure 9 is a diagram showing the pressure mainly downstream of the butterfly valve 108 shown in Figure 8 when it is gradually opened.

バタフライ弁108は、図8において反時計回りRに開弁方向に回動可能となっているとともに、図示しない復帰ばねにより、その弁体108aの回動する一端側半体108bが吸気通路100を区画形成する内壁面110に当接するとともに、回動する他端側半体108cが同内壁面110に当接する全閉位置に位置するように、閉弁方向に時計回りに付勢されている。The butterfly valve 108 can rotate counterclockwise R in the valve opening direction in FIG. 8, and is biased clockwise in the valve closing direction by a return spring (not shown) so that the rotating one end half 108b of the valve body 108a abuts against the inner wall surface 110 that defines the intake passage 100, and the rotating other end half 108c abuts against the same inner wall surface 110, so that the valve body is positioned in a fully closed position.

全閉状態のバタフライ弁108の一端側半体108bは、吸気流れ方向Fの下流側における吸気通路100の内壁面110との当接角が鈍角であり、その他端側半体108cは、吸気流れ方向Fの下流側における吸気通路100の内壁面110の当接角が鋭角である。換言すると、バタフライ弁108は傾斜しており、その一端側半体108bは、弁軸108dを中心にして、吸気通路100の下流側に位置し、バタフライ弁108の他端側半体108cは、吸気通路100の上流側に位置する。そのような状態の全閉位置から、図8に示すようにバタフライ弁108が徐開位置になると、吸気は、吸気通路100の上流側から、一端側半体108bと吸気通路100を区画形成する内壁面110との間に形成される間隙(以下、鈍角側間隙)110a、及び、他端側半体108cと内壁面110との間に形成される間隙(以下、鋭角側間隙)110bを通り、下流側に流れる。なお、このとき、図8及び図9に示すように、バタフライ弁108の一端側半体108bと吸気通路100の内壁面110とのなす角α1は鈍角であり、その他端側半体108cと吸気通路100の内壁面110とのなす角β1は鋭角である。In the fully closed state, one end half 108b of the butterfly valve 108 forms an obtuse contact angle with the inner wall surface 110 of the intake passage 100 downstream of the intake flow direction F, and the other end half 108c forms an acute contact angle with the inner wall surface 110 of the intake passage 100 downstream of the intake flow direction F. In other words, the butterfly valve 108 is inclined, with the one end half 108b located downstream of the intake passage 100 around the valve shaft 108d, and the other end half 108c of the butterfly valve 108 located upstream of the intake passage 100. When the butterfly valve 108 moves from the fully closed position to the gradually opened position as shown in Fig. 8, the intake air flows from the upstream side of the intake passage 100 to the downstream side through a gap (hereinafter, obtuse angle gap) 110a formed between the one end half 108b and the inner wall surface 110 that defines the intake passage 100, and a gap (hereinafter, acute angle gap) 110b formed between the other end half 108c and the inner wall surface 110. At this time, as shown in Figs. 8 and 9, the angle α1 between the one end half 108b of the butterfly valve 108 and the inner wall surface 110 of the intake passage 100 is an obtuse angle, and the angle β1 between the other end half 108c and the inner wall surface 110 of the intake passage 100 is an acute angle.

このとき、図9に示すように、鈍角側間隙110aと鋭角側間隙110bの直下流領域部112には強い負圧が生じるとともに(図9中の黒色部)、バタフライ弁108の弁軸108dを含むバタフライ弁108の下流側範囲に広い負圧域114(図9中の、点ハッチング部)が発生する。すなわち、図9に示されるように、バタフライ弁108の下流側の吸気流路100の部分を、吸気流れ方向Fに沿ってバタフライ弁108の弁軸108dと略平行な面を有する仕切部106により、断面面積が大、小となる2つの流路102、104に仕切り、断面面積が大きい側の流路104を他端側半体108cの下流側に、断面面積の小さい側の流路102を一端側半体108bの下流側に配置すると、バタフライ弁108の徐開時にバタフライ弁108を通過し断面面積の大きい流路104側に流れる吸気の勢いが衰えやすくなり、勢いを失った断面面積の大きい流路104に流れた吸気は、バタフライ弁108の一端側半体108bと他端側半体108cの各端部の直下流部112(図9の黒色部)に発生する負圧に誘引され、上流側に逆流する。そして、逆流した吸気は、断面面積の小さい流路102側の一端側半体108bの直下流部112に発生する負圧に誘引された後、バタフライ弁108を通過した吸気とともに断面面積の小さい流路102に流れ込み、流路102を流れる吸気が増大する。At this time, as shown in Figure 9, a strong negative pressure is generated in the area 112 immediately downstream of the obtuse angle side gap 110a and the acute angle side gap 110b (black area in Figure 9), and a wide negative pressure area 114 (dotted hatched area in Figure 9) is generated in the downstream range of the butterfly valve 108, including the valve stem 108d of the butterfly valve 108. That is, as shown in FIG. 9, the portion of the intake flow path 100 downstream of the butterfly valve 108 is partitioned into two flow paths 102, 104 with large and small cross-sectional areas by a partition 106 having a surface that is approximately parallel to the valve axis 108d of the butterfly valve 108 along the intake flow direction F, and the flow path 104 with the larger cross-sectional area is located downstream of the other end half 108c, and the flow path 102 with the smaller cross-sectional area is located downstream of the one end half 108b. When the butterfly valve 108 is slowly opened, the momentum of the intake air that passes through the butterfly valve 108 and flows into the flow path 104 with the larger cross-sectional area tends to weaken, and the intake air that has lost momentum and flowed into the flow path 104 with the larger cross-sectional area is attracted to the negative pressure generated in the portions 112 (black portions in FIG. 9) immediately downstream of each end of the one end half 108b and the other end half 108c of the butterfly valve 108, and flows back upstream. The backflowing intake air is attracted to the negative pressure generated in the immediate downstream portion 112 of the one end half 108b on the side of the flow path 102 with the smaller cross-sectional area, and then flows into the flow path 102 with the smaller cross-sectional area together with the intake air that has passed through the butterfly valve 108, and the amount of intake air flowing through the flow path 102 increases.

したがって、断面面積の大きい流路104を主流路とし、断面面積の小さい流路102をタンブル流路とする、すなわち、主流路104の断面面積をタンブル流路102の断面面積より大きく設定することで、一旦主流路104に流れた吸気をタンブル流路102に導くことができる。すなわち、主流路104の断面面積をタンブル流路102の断面面積より大きく設定すれば、タンブル流路102を流れる吸気を強化することができる。Therefore, by making the flow passage 104 with the larger cross-sectional area the main flow passage and the flow passage 102 with the smaller cross-sectional area the tumble flow passage, i.e., by setting the cross-sectional area of the main flow passage 104 larger than the cross-sectional area of the tumble flow passage 102, the intake air that once flows into the main flow passage 104 can be guided to the tumble flow passage 102. In other words, by setting the cross-sectional area of the main flow passage 104 larger than the cross-sectional area of the tumble flow passage 102, the intake air flowing through the tumble flow passage 102 can be strengthened.

更に、バタフライ弁108の弁軸108dに直角で吸気通路100の中心軸線Xに沿った断面視で、全閉時のバタフライ弁108の一端側半体108bが内壁面110と鈍角をなして接し、バタフライ弁108の他端側半体108cが内壁面110と鋭角をなして接し、一端側半体108bの下流側にタンブル流路102が位置し、他端側半体108cの下流側に主流路104が位置している。そのように、全閉時のバタフライ弁108の一端側半体108bが下流側の内壁面110と鈍角をなして接するように配置されたので、バタフライ弁108の下流側において一端側半体108bが、主流路104からタンブル流路102へ向けて傾斜しており、バタフライ弁108の徐開時等において、主流路104の逆流がタンブル流路102側に導かれ易くなるとともに、仕切部106を一端側半体108bに近接することができ、吸気流れ方向Fにおいて、一端側半体108bから仕切部106までの距離が、他端側半体108cから仕切部106までの距離より小さい。そのため、一端側半体108b側を通過した吸気がタンブル流路102に流入し易く、タンブル流路102に流入する吸気を多くすることができる。Furthermore, in a cross-sectional view taken along the central axis X of the intake passage 100 at a right angle to the valve shaft 108d of the butterfly valve 108, when fully closed, one end half 108b of the butterfly valve 108 abuts on the inner wall surface 110 at an obtuse angle, and the other end half 108c of the butterfly valve 108 abuts on the inner wall surface 110 at an acute angle, with the tumble flow passage 102 located downstream of the one end half 108b and the main flow passage 104 located downstream of the other end half 108c. In this manner, the one end half 108b of the butterfly valve 108 when fully closed is disposed so as to contact the downstream inner wall surface 110 at an obtuse angle, so that the one end half 108b is inclined from the main flow path 104 toward the tumble flow path 102 on the downstream side of the butterfly valve 108, and when the butterfly valve 108 is gradually opened, the backflow of the main flow path 104 is easily guided to the tumble flow path 102 side, and the partition portion 106 can be brought close to the one end half 108b, so that the distance from the one end half 108b to the partition portion 106 in the intake flow direction F is shorter than the distance from the other end half 108c to the partition portion 106. Therefore, the intake air that has passed through the one end half 108b side easily flows into the tumble flow path 102, and the amount of intake air flowing into the tumble flow path 102 can be increased.

ここで、本発明の上記実施形態の説明に戻る。前述のように、タンブル弁76cが図3に示す第1位置P1にあるとき、傾斜しており、弁軸76bを中心として、吸気流れ方向Fにおいて、タンブル弁76cの弁体76dの下側に位置する一端側半体76fは、下流側に位置し、対応する副仕切部72とその下流側において鈍角αをなし、タンブル弁76cの弁体76dの上側に位置する他端側半体76gは、上流側に位置し、対応する凹部77の壁部76eとその下流側において鋭角βをなす。そして、主流路66の断面積は第2タンブル流路70の断面積よりも大きく、タンブル弁76cの弁体76dの一端側半体76fの下流側に第2タンブル流路70が配置され、弁体76dの他端側半体76gの下流側に主流路66が配置されている。よって、図8のバタフライ弁108、タンブル流路102及び主流路104を、本実施形態におけるタンブル弁76c、第2タンブル流路70及び主流路66に対応付けることができる。したがって、タンブル弁76cを前述のように第1の隙間部G1及び第2の隙間部G2を形成するように設計することで、本実施形態の内燃機関の吸気構造Sでは、図8に基づいて説明した吸気の流れを実現できる。 Now, we return to the description of the above embodiment of the present invention. As described above, when the tumble valve 76c is in the first position P1 shown in FIG. 3, it is inclined, and the one end half 76f located below the valve body 76d of the tumble valve 76c is located downstream in the intake flow direction F with the valve shaft 76b as the center, and forms an obtuse angle α with the corresponding sub-partition portion 72 on the downstream side, and the other end half 76g located above the valve body 76d of the tumble valve 76c is located upstream, and forms an acute angle β with the corresponding wall portion 76e of the recess 77 on the downstream side. The cross-sectional area of the main flow path 66 is larger than the cross-sectional area of the second tumble flow path 70, and the second tumble flow path 70 is arranged downstream of the one end half 76f of the valve body 76d of the tumble valve 76c, and the main flow path 66 is arranged downstream of the other end half 76g of the valve body 76d. 8 can be made to correspond to the tumble valve 76c, the second tumble passage 70, and the main passage 66 in this embodiment. Therefore, by designing the tumble valve 76c to form the first gap G1 and the second gap G2 as described above, the intake structure S for an internal combustion engine of this embodiment can realize the intake flow described with reference to FIG.

図10に示すように、図1の内燃機関10の吸気構造Sによれば、タンブル弁76cが第1位置P1にあるとき、第1の隙間部G1、及び、第2の隙間部G2が上記のように形成される。このときの吸気の流れを、図10において矢印で模式的に示す。第2の隙間部G2を通過した吸気は主流路66側に一旦流れ得るが、その一部好ましくはその全部は第2タンブル流路70側に戻り、第1の隙間部G1を通過した吸気とともに、第2タンブル流路70を流れるようになる。このように、第1位置P1にあるタンブル弁76cを下流側に流れた吸気は、第2タンブル流路70に入り、結局はタンブル流路64に流れる。 As shown in Figure 10, according to the intake structure S of the internal combustion engine 10 of Figure 1, when the tumble valve 76c is in the first position P1, the first gap G1 and the second gap G2 are formed as described above. The flow of intake air at this time is shown diagrammatically by arrows in Figure 10. The intake air that has passed through the second gap G2 may flow once to the main flow passage 66 side, but a part of it, preferably all of it, returns to the second tumble flow passage 70 side and flows through the second tumble flow passage 70 together with the intake air that has passed through the first gap G1. In this way, the intake air that has flowed downstream of the tumble valve 76c in the first position P1 enters the second tumble flow passage 70 and eventually flows into the tumble flow passage 64.

以上説明した内燃機関10の吸気構造Sでは、タンブル弁76cが第1位置P1に位置付けられるとき、副仕切部72とタンブル弁76cの弁体76dとの間に第1の隙間部G1が形成され、かつ、タンブル弁76cの上側の吸気路を区画形成する壁面77aと弁体76dとの間に第2の隙間部G2が形成される。これにより、上記のように、タンブル弁76cが第1位置P1に制御されるとき、主に開かれる第1タンブル流路68に加えて、第2タンブル流路70への吸気の流れが促され、よってそれらを含むタンブル流路64への吸気の流れが促されるので、第1タンブル流路68を介した吸気でのタンブル流の形成を阻害するのではなく、タンブル流を好適に強化することができる。よって、タンブル性能を好適に確保することができる。In the intake structure S of the internal combustion engine 10 described above, when the tumble valve 76c is positioned at the first position P1, a first gap G1 is formed between the sub-partition portion 72 and the valve body 76d of the tumble valve 76c, and a second gap G2 is formed between the wall surface 77a that defines the upper intake passage of the tumble valve 76c and the valve body 76d. As a result, as described above, when the tumble valve 76c is controlled to the first position P1, in addition to the first tumble passage 68 that is mainly opened, the flow of intake air to the second tumble passage 70 is promoted, and therefore the flow of intake air to the tumble passage 64 including them is promoted, so that the formation of the tumble flow in the intake air through the first tumble passage 68 is not hindered, but the tumble flow can be suitably strengthened. Therefore, the tumble performance can be suitably secured.

また、このように、タンブル弁76cは閉塞の度合いを高めるように設計されるのではなく、第1及び第2の隙間部G1、G2を形成するように設計される。その第1及び第2の隙間部G1、G2は前述のようにある程度の幅を有し得るので、タンブル弁76cをこのように隙間部G1、G2を形成するように設計することは、閉弁時のタンブル弁76cの閉塞の度合いを高めることに比べて、容易である。よって、タンブル弁76cのクリアランス管理を緩和することが可能になる。 In this way, the tumble valve 76c is not designed to increase the degree of blockage, but is designed to form the first and second gaps G1 and G2. Since the first and second gaps G1 and G2 can have a certain width as described above, designing the tumble valve 76c to form the gaps G1 and G2 in this way is easier than increasing the degree of blockage of the tumble valve 76c when closed. This makes it possible to relax the clearance management of the tumble valve 76c.

したがって、内燃機関10の吸気構造Sによれば、タンブル弁76cのクリアランス管理を緩和することができるとともに、タンブル性能を確保することが可能になる。 Therefore, the intake structure S of the internal combustion engine 10 makes it possible to relax clearance management of the tumble valve 76c while ensuring tumble performance.

そして、タンブル弁76cがこのように第1位置に制御されるとき、第2タンブル流路70に流れた吸気は、そのときに吸気を流すことが主目的とされる第1タンブル流路68の吸気と合流部86で合流し、燃焼室20に吸入される。よって、このとき、第2タンブル流路70を流れる吸気を含むタンブル流路64からの吸気に強い指向性を持たせることができ、燃焼室20でのタンブル流を好適に強化することができ、タンブル性能を更に確保することができる。 When the tumble valve 76c is controlled to the first position in this manner, the intake air flowing into the second tumble passage 70 merges with the intake air in the first tumble passage 68, whose main purpose at that time is to flow intake air, at the junction 86 and is drawn into the combustion chamber 20. Therefore, at this time, the intake air from the tumble passage 64, including the intake air flowing through the second tumble passage 70, can be given strong directionality, the tumble flow in the combustion chamber 20 can be suitably strengthened, and tumble performance can be further ensured.

なお、タンブル弁76cが第2位置P2にあるとき、このときにも、それが第1位置P1にあるときと同様に、タンブル弁76cは同様に傾き、また主仕切部62と弁体76dとの間に隙間部を形成し、かつ、タンブル弁76cの上側に延びる吸気路76aを区画形成する壁面とタンブル弁76cの弁体76dとの間に隙間部を形成する。このとき、主流路66にタンブル弁76cを通過した吸気が流れ得るが、このときには、前述の合流部86によりタンブル流路64の第1タンブル流路68と第2タンブル流路70を通った吸気に指向性を強く持たせることができるので、総合的には十分なタンブル性能を得ることができる。 When the tumble valve 76c is in the second position P2, the tumble valve 76c is inclined in the same manner as when it is in the first position P1, and a gap is formed between the main partition 62 and the valve body 76d, and a gap is formed between the wall surface that defines the intake passage 76a extending above the tumble valve 76c and the valve body 76d of the tumble valve 76c. At this time, the intake air that has passed through the tumble valve 76c can flow into the main flow path 66, but at this time, the aforementioned confluence 86 can give strong directionality to the intake air that has passed through the first tumble flow path 68 and the second tumble flow path 70 of the tumble flow path 64, so that sufficient tumble performance can be obtained overall.

なお、内燃機関10の吸気構造Sでは、タンブル流路64と主流路66とを仕切る主仕切部62と、タンブル流路64を第1及び第2タンブル流路68、70とに仕切る副仕切部72とが設けられる。この吸気構造Sによれば、主流路66と、タンブル流路64とを備え、タンブル流路64を第1タンブル流路68と第2タンブル流路70とに分けることができる。よって内燃機関の運転状態によってそれらのいずれか又は全てを使用して、運転状態に応じた吸入空気量を確保することが可能になる。 The intake structure S of the internal combustion engine 10 is provided with a main partition 62 that separates the tumble passage 64 from the main passage 66, and a sub-partition 72 that separates the tumble passage 64 into first and second tumble passages 68, 70. This intake structure S is provided with the main passage 66 and the tumble passage 64, and can divide the tumble passage 64 into the first tumble passage 68 and the second tumble passage 70. Therefore, it is possible to use any or all of them depending on the operating state of the internal combustion engine to ensure the amount of intake air according to the operating state.

なお、副仕切部は1つに限定されず、複数であってもよい。複数の副仕切部をタンブル流路64に設けることで、タンブル流路64を、上記第1タンブル流路68に対応する第3吸気通路及び上記第2タンブル流路70に対応する第4吸気通路を含む3つ以上の吸気通路つまり吸気通路部分に分けることが可能になる。この分けられた複数の吸気通路部分は、上述の第1及び第2タンブル流路68、70と同様に合流部86を介して主流路66につながり、燃焼室20につながるとよい。なお、この場合、複数の副仕切部は上下方向に離してタンブル流路64に設けられ得る。そして、このとき、図8から図10に基づいて説明したタンブル流路への吸気の逆流現象を積極的に活用するように、タンブル弁が設けられるとよい。 The number of sub-partitions is not limited to one, and may be multiple. By providing multiple sub-partitions in the tumble passage 64, it is possible to divide the tumble passage 64 into three or more intake passages, i.e., intake passage portions, including the third intake passage corresponding to the first tumble passage 68 and the fourth intake passage corresponding to the second tumble passage 70. The divided multiple intake passage portions may be connected to the main passage 66 through the junction 86, similar to the first and second tumble passages 68 and 70, and then to the combustion chamber 20. In this case, multiple sub-partitions may be provided in the tumble passage 64 at intervals in the vertical direction. In this case, a tumble valve may be provided to actively utilize the backflow phenomenon of intake air into the tumble passage described based on Figures 8 to 10.

また、上記内燃機関10の吸気通路を、特にスロットル弁40cの下流側の吸気通路を区画形成する各種部材は主に鋳造により作製されるとよい。これにより、下側に凸のタンブル流路64及び上側に凸の主流路66など種々の形状を実現することが可能である。なお、鋳造以外の方法により、吸気通路を区画形成する部材が作製されることを本開示は排除するものではない。 In addition, it is preferable that the various components that define the intake passage of the internal combustion engine 10, particularly the intake passage downstream of the throttle valve 40c, are mainly manufactured by casting. This makes it possible to realize various shapes, such as a tumble passage 64 that is convex downward and a main passage 66 that is convex upward. Note that this disclosure does not exclude the manufacture of components that define the intake passage by methods other than casting.

以上、本発明に係る実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はそれらに限定されない。本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。Although the embodiments and their modifications according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. Various substitutions and modifications are possible without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the claims of this application.

なお、上記実施形態の内燃機関の吸気構造では、第1タンブル流路の上側に第2タンブル流路を形成し、これらを含むタンブル流路の上側に主流路を設けた。しかし、第1タンブル流路の下側に第2タンブル流路を形成し、これらを含むタンブル流路の下側に主流路を設けてもよい。ただし、このとき、タンブル弁76cは図1に相当する図面において、上下反転されて逆向きにされるとよい。In the intake structure for the internal combustion engine of the above embodiment, the second tumble passage is formed above the first tumble passage, and the main passage is provided above the tumble passages including these. However, the second tumble passage may be formed below the first tumble passage, and the main passage may be provided below the tumble passages including these. In this case, however, it is preferable that the tumble valve 76c is turned upside down and in the opposite direction in the drawing corresponding to Figure 1.

10…内燃機関、12…シリンダブロック、14…シリンダヘッド、15…ピストン
20…燃焼室、28…吸気弁口、30…排気弁口、32…吸気ポート、34…排気ポート
38…吸気通路、40…スロットルボディ、46…吸気弁、50…排気弁
62…仕切部(主仕切部)、64…タンブル流路(第1吸気通路)
66…主流路(第2吸気通路)、68…第1タンブル流路(第3吸気通路)
70…第2タンブル流路(第4吸気通路)、72…仕切部(副仕切部)
76…タンブル弁ボディ、76c…タンブル弁(吸気制御弁)、86…合流部、S…吸気構造
G1…第1の隙間部、G2…第2の隙間部
10... internal combustion engine, 12... cylinder block, 14... cylinder head, 15... piston
20... combustion chamber, 28... intake valve port, 30... exhaust valve port, 32... intake port, 34... exhaust port
38...intake passage, 40...throttle body, 46...intake valve, 50...exhaust valve
62: Partition portion (main partition portion), 64: Tumble flow passage (first intake passage)
66: main passage (second intake passage), 68: first tumble passage (third intake passage)
70: second tumble flow passage (fourth intake passage), 72: partition portion (sub-partition portion)
76: tumble valve body; 76c: tumble valve (intake control valve); 86: junction portion; S: intake structure; G1: first gap portion; G2: second gap portion

Claims (7)

内燃機関(10)の燃焼室(20)に連なる吸気通路(38)を、前記燃焼室(20)でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となる第1吸気通路(64)と、第2吸気通路(66)とに仕切る主仕切部(62)と、
前記第1吸気通路(64)に、第3吸気通路(68)と第4吸気通路(70)とを形成するように設けられる副仕切部(72)であって、前記第4吸気通路(70)は、前記第3吸気通路(68)と前記第2吸気通路(66)との間に位置して該第2吸気通路よりも小さな断面積を有するように形成されている、副仕切部(72)と、
前記主仕切部(62)の上流に設けられた吸気制御弁(76c)と、
前記第3吸気通路(68)と前記第4吸気通路(70)とが合流する合流部(86)であって、該合流部(86)を介して前記第1吸気通路(64)は前記第2吸気通路(66)に合流する、合流部(86)と
を備え、
前記吸気制御弁(76c)は、前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を開閉可能であるように構成されていて、前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を閉じる第1位置(P1)、前記第2吸気通路(66)を閉じて前記第4吸気通路(70)を開く第2位置(P2)、及び、全開位置(PA)を有し、
前記吸気制御弁(76c)が前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を閉じる状態にあるとき、前記副仕切部(72)と前記吸気制御弁(76c)の弁体(76d)との間に第1の隙間部(G1)が形成され、かつ、前記吸気制御弁(76c)の前記副仕切部(72)とは反対側の吸気通路壁面(77a)と前記弁体(76d)との間に第2の隙間部(G2)が形成されていて、
吸気流れ方向(F)において、前記第1の隙間部(G1)は、前記第2の隙間部(G2)よりも下流側に位置し、
前記吸気制御弁(76c)は、バタフライ式であり、弁軸(76b)と一体的に回転する単一の弁部材(76d)を備えて構成され、
前記弁部材(76d)の動きを許容する凹部(77)は、前記吸気通路(38)を区画形成する壁部に設けられていて、
前記凹部(77)の前記吸気通路壁面(77a)は凹湾曲し、
前記第3吸気通路(68)及び前記第4吸気通路(70)の断面積(S1、S2)の和よりも、前記合流部(86)の上流側端部(86u)よりも下流側の流れ方向に直交する断面での面積が小さくなるように、前記合流部(86)は区画形成されている
ことを特徴とする内燃機関(10)の吸気構造(S)。
a main partition portion (62) that partitions an intake passage (38) communicating with a combustion chamber (20) of an internal combustion engine (10) into a first intake passage (64) that serves as a tumble flow path for generating a tumble flow in the combustion chamber (20) and a second intake passage (66);
a sub-partition (72) provided in the first intake passage (64) to define a third intake passage (68) and a fourth intake passage (70), the fourth intake passage (70) being located between the third intake passage (68) and the second intake passage (66) and formed to have a smaller cross-sectional area than the second intake passage;
an intake control valve (76c) provided upstream of the main partition portion (62);
a junction (86) where the third intake passage (68) and the fourth intake passage (70) join together, and the first intake passage (64) joins the second intake passage (66) via the junction (86),
the intake control valve (76c) is configured to be able to open and close the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), and has a first position (P1) that closes the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), a second position (P2) that closes the second intake passage (66) and opens the fourth intake passage (70), and a fully open position (PA);
When the intake control valve (76c) is in a state in which it closes the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), a first gap (G1) is formed between the sub-partition (72) and a valve body (76d) of the intake control valve (76c), and a second gap (G2) is formed between the valve body (76d) and an intake passage wall surface (77a) of the intake control valve (76c) on a side opposite to the sub-partition (72),
In the intake air flow direction (F), the first gap (G1) is located downstream of the second gap (G2),
The intake control valve (76c) is a butterfly type valve having a single valve member (76d) that rotates integrally with a valve shaft (76b),
A recess (77) that allows the movement of the valve member (76d) is provided in a wall that defines the intake passage (38),
The intake passage wall surface (77a) of the recess (77) is concavely curved,
an intake structure (S) for an internal combustion engine (10) characterized in that the junction (86) is partitioned so that a cross-sectional area perpendicular to the flow direction downstream of an upstream end (86u) of the junction (86) is smaller than the sum of the cross-sectional areas (S1, S2) of the third intake passage (68) and the fourth intake passage (70).
内燃機関(10)の燃焼室(20)に連なる吸気通路(38)を、前記燃焼室(20)でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となる第1吸気通路(64)と、第2吸気通路(66)とに仕切る主仕切部(62)と、
前記第1吸気通路(64)に、第3吸気通路(68)と第4吸気通路(70)とを形成するように設けられる副仕切部(72)であって、前記第4吸気通路(70)は、前記第3吸気通路(68)と前記第2吸気通路(66)との間に位置して該第2吸気通路よりも小さな断面積を有するように形成されている、副仕切部(72)と、
前記主仕切部(62)の上流に設けられた吸気制御弁(76c)と
を備え、
前記吸気制御弁(76c)は、前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を開閉可能であるように構成されていて、前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を閉じる第1位置(P1)、前記第2吸気通路(66)を閉じて前記第4吸気通路(70)を開く第2位置(P2)、及び、全開位置(PA)を有し、
前記吸気制御弁(76c)が前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を閉じる状態にあるとき、前記副仕切部(72)と前記吸気制御弁(76c)の弁体(76d)との間に第1の隙間部(G1)が形成され、かつ、前記吸気制御弁(76c)の前記副仕切部(72)とは反対側の吸気通路壁面(77a)と前記弁体(76d)との間に第2の隙間部(G2)が形成されていて、
吸気流れ方向(F)において、前記第1の隙間部(G1)は、前記第2の隙間部(G2)よりも下流側に位置し、
前記吸気制御弁(76c)は、バタフライ式であり、弁軸(76b)と一体的に回転する単一の弁部材(76d)を備えて構成され、
前記弁部材(76d)の動きを許容する凹部(77)は、前記吸気通路(38)を区画形成する壁部に設けられていて、
前記凹部(77)の前記吸気通路壁面(77a)は凹湾曲し、
前記吸気制御弁(76c)が前記第2吸気通路(66)及び前記第4吸気通路(70)を閉じる状態にあるとき、前記弁軸(76b)を中心として、吸気流れ方向(F)において、前記吸気制御弁(76c)の前記弁部材(76d)の一端側半体(76f)は、下流側に位置し、前記一端側半体(76f)の下流側において前記副仕切部(72)と鈍角(α)をなし、前記弁部材(76d)の他端側半体(76g)は、上流側に位置し、前記他端側半体(76g)の下流側において前記凹部(77)の壁部(76e)と鋭角(β)をなす
ことを特徴とする内燃機関(10)の吸気構造(S)。
a main partition portion (62) that partitions an intake passage (38) communicating with a combustion chamber (20) of an internal combustion engine (10) into a first intake passage (64) that serves as a tumble flow path for generating a tumble flow in the combustion chamber (20) and a second intake passage (66);
a sub-partition (72) provided in the first intake passage (64) to define a third intake passage (68) and a fourth intake passage (70), the fourth intake passage (70) being located between the third intake passage (68) and the second intake passage (66) and formed to have a smaller cross-sectional area than the second intake passage;
an intake control valve (76c) provided upstream of the main partition portion (62);
the intake control valve (76c) is configured to be able to open and close the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), and has a first position (P1) that closes the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), a second position (P2) that closes the second intake passage (66) and opens the fourth intake passage (70), and a fully open position (PA);
When the intake control valve (76c) is in a state in which it closes the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), a first gap (G1) is formed between the sub-partition (72) and a valve body (76d) of the intake control valve (76c), and a second gap (G2) is formed between the valve body (76d) and an intake passage wall surface (77a) of the intake control valve (76c) on a side opposite to the sub-partition (72),
In the intake air flow direction (F), the first gap (G1) is located downstream of the second gap (G2),
The intake control valve (76c) is a butterfly type valve having a single valve member (76d) that rotates integrally with a valve shaft (76b),
A recess (77) that allows the movement of the valve member (76d) is provided in a wall that defines the intake passage (38),
The intake passage wall surface (77a) of the recess (77) is concavely curved,
an intake structure (S) for an internal combustion engine (10), characterized in that when the intake control valve (76c) is in a state in which it closes the second intake passage (66) and the fourth intake passage (70), in the intake flow direction (F) centered on the valve stem (76b), one end half (76f) of the valve member (76d) of the intake control valve (76c) is located on the downstream side and forms an obtuse angle (α) with the sub-partition portion (72) on the downstream side of the one end half (76f), and the other end half (76g) of the valve member (76d) is located on the upstream side and forms an acute angle (β) with a wall portion (76e) of the recess (77) on the downstream side of the other end half (76g).
前記主仕切部(62)は、シリンダ軸線(C)の方向においてクランク軸(17)側からシリンダヘッド(14)側を第1方向と定義するとき、前記吸気通路(38)を前記第1吸気通路(64)と、該第1吸気通路(64)の前記第1方向側の第2吸気通路(66)とに仕切り、
前記副仕切部(72)は、前記第1吸気通路(64)に、前記第3吸気通路(68)と、該第3吸気通路(68)の前記第1方向側の前記第4吸気通路(70)とを形成するように設けられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
When a direction from the crankshaft (17) side to the cylinder head (14) side in the direction of the cylinder axis (C) is defined as a first direction, the main partition portion (62) divides the intake passage (38) into the first intake passage (64) and a second intake passage (66) on the first direction side of the first intake passage (64),
3. The intake structure (S) of an internal combustion engine (10) as described in claim 1 or 2, characterized in that the sub-partition portion (72) is provided in the first intake passage (64) so as to form the third intake passage (68) and the fourth intake passage (70) on the first direction side of the third intake passage (68).
前記第1の隙間部(G1)及び前記第2の隙間部(G2)のそれぞれは前記主仕切部(62)の厚さ以下の隙間幅を有する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
The intake structure (S) of an internal combustion engine (10) according to claim 1 or 2, characterized in that each of the first gap portion (G1) and the second gap portion (G2) has a gap width equal to or less than the thickness of the main partition portion (62).
前記第3吸気通路(68)と前記第4吸気通路(70)とが合流する合流部(86)であって、該合流部(86)を介して前記第1吸気通路(64)は前記第2吸気通路(66)に合流する、合流部(86)
を更に備える
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
a junction (86) where the third intake passage (68) and the fourth intake passage (70) join, and the first intake passage (64) joins the second intake passage (66) through the junction (86);
The intake structure (S) of an internal combustion engine (10) according to claim 2, further comprising:
前記第3吸気通路(68)及び前記第4吸気通路(70)の断面積(S1、S2)の和よりも、前記合流部(86)の上流側端部(86u)よりも下流側の流れ方向に直交する断面での面積が小さくなるように、前記合流部(86)は区画形成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
6. The intake structure (S) of an internal combustion engine (10) according to claim 5, characterized in that the junction (86) is partitioned so that a cross-sectional area perpendicular to the flow direction downstream of an upstream end (86u) of the junction (86) is smaller than the sum of the cross-sectional areas (S1, S2) of the third intake passage (68) and the fourth intake passage (70).
前記第2吸気通路(66)からの吸気よりも、前記合流部(86)を介しての前記第1吸気通路(64)からの吸気が小さい進入角で燃焼室(20)に流入するように、前記合流部(86)は区画形成されている
ことを特徴とする請求項1、請求項5および請求項6のいずれか一項に記載の内燃機関(10)の吸気構造(S)。
7. The intake structure (S) of an internal combustion engine (10) according to any one of claims 1, 5 and 6, characterized in that the junction portion (86) is partitioned so that the intake air from the first intake passage (64) via the junction portion (86) flows into the combustion chamber (20) at a smaller approach angle than the intake air from the second intake passage (66 ).
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007239703A (en) 2006-03-10 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd Intake device and intake method for same
JP2011179427A (en) 2010-03-02 2011-09-15 Toyota Motor Corp Combustion control device of internal combustion engine
JP2015155684A (en) 2014-02-21 2015-08-27 トヨタ紡織株式会社 Intake duct
JP6118011B2 (en) 2006-07-27 2017-04-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company Bactericidal and fungicidal azo cyclic amide
JP2019143612A (en) 2018-02-23 2019-08-29 株式会社Soken Intake device of internal combustion engine
JP7174028B2 (en) 2020-11-18 2022-11-17 矢崎総業株式会社 connector

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5820940A (en) * 1981-07-29 1983-02-07 Mazda Motor Corp Suction device for engine
JPH09119317A (en) * 1995-10-27 1997-05-06 Nissan Motor Co Ltd Intake controller for internal combustion engine
JP4345724B2 (en) * 2005-07-21 2009-10-14 日産自動車株式会社 Intake method and intake structure of internal combustion engine
JP6439070B1 (en) * 2017-07-05 2018-12-19 本田技研工業株式会社 Intake structure of internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007239703A (en) 2006-03-10 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd Intake device and intake method for same
JP6118011B2 (en) 2006-07-27 2017-04-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company Bactericidal and fungicidal azo cyclic amide
JP2011179427A (en) 2010-03-02 2011-09-15 Toyota Motor Corp Combustion control device of internal combustion engine
JP2015155684A (en) 2014-02-21 2015-08-27 トヨタ紡織株式会社 Intake duct
JP2019143612A (en) 2018-02-23 2019-08-29 株式会社Soken Intake device of internal combustion engine
JP7174028B2 (en) 2020-11-18 2022-11-17 矢崎総業株式会社 connector

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