WO2024202016A1 - Air intake structure for internal combustion engine - Google Patents
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Definitions
- the disclosed technology relates to the intake structure of an internal combustion engine.
- Patent Document 1 discloses a structure that orients the tumble flow passage opening toward the combustion chamber to strengthen the tumble flow, with the aim of improving fuel efficiency.
- the disclosed technology aims to strengthen the formation of vortex airflow inside the cylinder and improve combustion efficiency. This will ultimately contribute to improved fuel economy and energy efficiency.
- An intake structure for an internal combustion engine is an intake structure for an internal combustion engine, in which a main passage (6B) and a sub-passage (6A) are formed by a partition portion (65) that divides an intake passage (6) into upper and lower portions along a passage direction, and intake air is guided to the sub-passage (6A) or to the main passage (6B) and the sub-passage (6A) depending on an operating state of the internal combustion engine (4),
- An opening (Wa) of an inlet section (410) formed in a substantially straight line on the downstream side of the sub-passage (6A) communicates with a combustion chamber (32) via the main passage (6B),
- the opening (Wa) is formed such that a center line (501) of the opening (Wa) is offset from a center line (502) of an outer width (WA) of the sub-passage (6A) by an offset amount (503) set in a direction intersecting with the passage direction,
- the disclosed technology can provide an intake structure for an internal combustion engine that can strengthen the formation of vortex airflow inside the cylinder and improve combustion efficiency.
- FIG. 1 is a side view of a vehicle according to an embodiment.
- 1 is a diagram illustrating a structure of an internal combustion engine according to an embodiment
- 1 is a diagram illustrating an intake structure of an internal combustion engine according to an embodiment
- 4 is a diagram showing a downstream structure where a main passage and an auxiliary passage are connected to a combustion chamber in an intake structure of an internal combustion engine according to an embodiment.
- FIG. FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure of a sub-passage in a top view of a combustion chamber in the intake structure of the internal combustion engine according to the embodiment
- 4A is a bottom view of the combustion chamber as seen from the direction of the arrow 4A in FIG.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of a sub-passage 6A.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of an intake guide portion 409 in the intake structure of the internal combustion engine according to the embodiment.
- 11A and 11B are schematic diagrams illustrating a comparison between an intake flow in a comparative example and an intake flow in the intake structure of the embodiment.
- directions such as front, back, left, right, up and down in the description and claims of this specification shall refer to the vehicle directions in a saddle-type vehicle when the internal combustion engine according to this embodiment is mounted on the saddle-type vehicle.
- the saddle-type vehicle is a scooter-type motorcycle (hereinafter simply referred to as a "motorcycle").
- arrows FR in the figure indicate the front of the vehicle
- LH indicate the left side of the vehicle
- RH indicate the right side of the vehicle
- UP indicate the top of the vehicle.
- FIG. 1 shows an outline of a left side view of a motorcycle 1 equipped with an intake structure for an internal combustion engine according to this embodiment.
- the front body 1A and the rear body 1B are connected via a low floor section 1C (footrest section), and the body frame 2 that forms the skeleton of the body is generally composed of a down frame 21 and a main frame 22.
- a down frame 21 extends downward from a head pipe 20 at the front portion 1A of the vehicle body, and is connected to lower frame portions 22a of a pair of left and right main frames 22 that extend approximately horizontally rearward from the lower end of the down frame 21.
- the main frames 22 extend diagonally rearward and upward from the rear ends of the lower frame portions 22a, forming a pair of left and right inclined portions 22b, and the upper portions of the inclined portions 22b are further bent to form a pair of left and right horizontal portions 22c that extend approximately horizontally rearward.
- a storage box (also called a helmet box) 11 is supported on the inclined portion 22b and horizontal portion 22c of the main frame 22, and a passenger seat 12 is positioned above and covers it.
- a handlebar 13 is provided above and journalled on the head pipe 20, and a front fork 14 extends below and journals a front wheel 15 at its lower end.
- a power unit support bracket 23 protrudes rearward from the inclined portion 22b of the main frame 22, and a swing-type power unit (hereinafter simply referred to as the "power unit") 3 is connected to the power unit support bracket 23 via a link member 24 so that it can swing up and down.
- a swing-type power unit hereinafter simply referred to as the "power unit”
- the motorcycle 1 of this embodiment has an upper link type support structure for the power unit 3, which results in space being available below the front of the power unit 3 for the catalytic converter 49.
- the floor section 1C is provided on the pair of left and right lower frame sections 22a of the main frame 22 of the vehicle body frame 2, and the upper part of the lower frame section 22a is covered by a floor cover 10c, and the left and right sides are covered in the front-rear direction by floor side covers 10d, and the lower part is covered by an undercover 10e.
- a rear cushion 18 is interposed between the rear of the power transmission unit 5 and the horizontal portion 22c at the rear of the main frame 22.
- An intake port 45 is provided on the intake side flange surface 43b, to which the inlet manifold 61 is fastened via the insulator 60.
- the upstream side of the throttle body 62 is connected via a connecting tube 63 to an air cleaner 64 attached to the top of the power transmission unit 5.
- an approximately cylindrical catalytic converter 49 oriented in the vehicle width direction is installed in the upstream exhaust pipe 48a connected to the exhaust port outlet 47a at the bottom of the cylinder head 43, and a catalyst for purifying exhaust gas, such as a three-way catalyst, is loaded inside it.
- the downstream exhaust pipe 48b connected to the outlet of the catalytic converter 49 bends backward and extends rearward along the right side of the vehicle, connecting to a muffler (not shown) on the right side of the rear wheel 17.
- FIG. 2 is a right sectional side view taken along the cylinder axis C of the cylinder block 42, the cylinder head 43, the head cover 44 and their surroundings of the power unit 3 in FIG.
- the crankcase 30 is formed by combining a left case half 30L and a right case half (not shown) that are split into left and right halves.
- the left case half 30L extends rearward to form the power transmission section 5 that houses the transmission device, including the long belt-type continuously variable transmission 51 and reduction gear mechanism 52, between the crankshaft 41 and the rear axle 52a of the rear wheel 17.
- the piston 33 that reciprocates within the cylinder bore 42a of the cylinder block 42 is connected to the crank pin 41a of the crankshaft 41 of the crankcase 30 by a connecting rod 34.
- the combustion chamber 32 is formed between the top surface 33a of the piston 33, which is slidably fitted into the cylinder bore 42a of the cylinder block 42, and the ceiling surface 43a of the cylinder head 43, which faces the top surface 33a.
- an inlet manifold 61 connected to the intake port 45 of the cylinder head 43 has a throttle body 62 fastened to it on the upstream side via a reed valve 8 (described below).
- a reed valve 8 (described below).
- a configuration using the reed valve 8 is used as an example, but this embodiment can also be applied to a configuration that does not use the reed valve 8.
- the throttle body 62 has a throttle valve 62a mounted inside the intake passage 6, which rotates around a throttle valve shaft 62b to open and close the intake passage 6 and adjust the intake flow rate.
- 31 is a bracket part that protrudes upward from the top of the crankcase 30 and is used to suspend the power unit 3 on the vehicle frame 2.
- bracket portion 31 is journaled via a link member 24 to a power unit support bracket 23 that protrudes rearward from the inclined portion 22b of the main frame 22, and the power unit 3 swings up and down relative to the vehicle frame 2.
- the rear end of the power unit 3, which swings up and down, is supported on the horizontal part 22c of the main frame 22 by the rear cushion 18.
- an inlet manifold 61 is connected to the front of the throttle body 62, i.e., downstream of the intake, and bends downward, connecting to the intake port 45 at the top of the cylinder head 43 with an insulator 60 in between.
- a fuel injection valve 39 is attached to the downstream end of the inlet manifold 61, and fuel is injected toward the intake valve port 35. Fuel is injected in the direction of the injection center line I shown in Figure 2. Since the fuel injection from the fuel injection valve 39 has a certain spread, a recess 67a is provided on the outer periphery of the main passage head inlet opening 67 to avoid the injected fuel.
- the fuel hose (not shown) connected to the fuel injection valve 39 is routed rearward and connected to the fuel tank 16 located above the rear wheel 17 via a fuel pump device (not shown).
- the internal combustion engine 4 employs a single-cylinder SOHC type two-valve system, and a valve mechanism 9 is provided in the cylinder head 43.
- a head cover 44 is placed over the cylinder head 43 to cover the valve mechanism 9.
- an endless cam chain (not shown) is stretched between the camshaft 90 and the crankshaft 41, passing through a cam chain chamber (not shown) provided on one side of the crankcase 30, cylinder block 42, and cylinder head 43 in the direction of the crankshaft 41, and the camshaft 90 rotates in synchronization with the crankshaft 41 at half the rotational speed.
- an ignition plug is inserted into the cylinder head 43 from the side opposite the cam chain chamber (the other side in the direction of the crankshaft 41) toward the combustion chamber 32.
- an intake valve port 35 and an exhaust valve port 36 open to the ceiling surface 43a of the combustion chamber 32, and from these, an intake port 37 and an exhaust port 38 are formed, each of which extends while curving away from each other vertically.
- the upstream end of the intake port 37 opens toward the top of the cylinder head 43 to form the intake port 45, which is connected to the inlet manifold 61 to form a continuous intake passage 6, and the throttle body 62 is connected to the upstream side of the inlet manifold 61.
- the downstream end of the exhaust port 38 forms an exhaust port outlet 47, which opens downward toward the cylinder head 43 and is connected to the upstream exhaust pipe 48a ( Figure 1).
- a cylindrical intake valve guide 71 is fitted integrally to the curved outer wall portion 37a of the intake port 37 in the cylinder head 43, and an intake valve 73 slidably supported by the intake valve guide 71 opens and closes the intake valve opening 35 of the intake port 37 facing the combustion chamber 32.
- the exhaust valve guide 72 is integrally fitted to the curved outer wall portion 38a of the exhaust port 38 in the cylinder head 43, and an exhaust valve 74 slidably supported by the exhaust valve guide 72 opens and closes the exhaust valve opening 36 of the exhaust port 38 facing the combustion chamber 32.
- the pair of intake valves 73 and exhaust valves 74 are positioned based on a positional relationship in which the shafts 73c and 74c are inclined in a V-shape.
- the intake valve 73 and exhaust valve 74 are biased upward by a valve spring 75 so that their umbrella portions 73a, 74a close the intake valve port 35 and exhaust valve port 36 that face the combustion chamber 32.
- the stem ends 73b, 74b of the intake valve 73 and exhaust valve 74 are pushed down by the intake rocker arm 91 and exhaust rocker arm 92 that swing against the intake cam and exhaust cam of the camshaft 90, opening the intake valve 73 and exhaust valve 74 at a predetermined timing, connecting the intake port 37 and the combustion chamber 32, and connecting the exhaust port 38 and the combustion chamber 32, and allowing intake and exhaust to occur at a predetermined timing.
- An inlet manifold 61 is connected to the upstream end of the intake port 37 of the internal combustion engine 4 via an insulator 60 to form a continuous intake passage 6, and a throttle body 62 is connected to the upstream side of the inlet manifold 61 via a reed valve 8.
- the throttle body 62 has an intake passage 62c with a generally circular cross section that constitutes part of the intake passage 6 that is connected to the combustion chamber 32 of the internal combustion engine 4, and its upstream side is connected to an air cleaner 64 (see Figure 1) via a connecting tube 63.
- the throttle body 62 is equipped with a throttle valve 62a.
- the throttle valve 62a is a single butterfly-type throttle valve that is rotatably supported within the throttle body 62 by a throttle valve shaft 62b that is oriented substantially horizontally and perpendicular to the intake flow direction F of the intake passage 62c, i.e., perpendicular to the central axis X of the intake passage 62c, and can variably control the flow area of the intake passage 62c to open and close the intake passage 62c.
- the throttle valve 62a can be rotated in the opening direction (clockwise as shown in FIG. 2) by the driver's operation, and is biased in the closing direction (clockwise) by a return spring (not shown).
- the intake passage 62c of the throttle body 62 is oriented approximately horizontally.
- the intake passage 6 is divided into upper and lower sections along the intake flow direction by a partition 65 (partition wall) from the inlet manifold 61 to the intake port 37.
- the intake passage 6 is configured so that the intake air that passes through the intake passage 6 generates a tumble flow T in the combustion chamber 32.
- the intake passage 6 is divided by the partition 65 into a tumble passage 6A on the lower side of the intake passage 6 and a main passage 6B on the upper side of the intake passage 6.
- the tumble passage is an intake passage for generating a tumble flow T in the combustion chamber 32 when the throttle valve 62a is at a low opening, that is, when the internal combustion engine 4 is at a low load.
- the tumble passage 6A is also referred to as an auxiliary passage.
- the tumble passage 6A is disposed below the intake passage 6, and the main passage 6B is disposed above the intake passage 6, but in this embodiment, the vertical arrangement of the tumble passage 6A (auxiliary passage) and the main passage 6B is not limited to the arrangement shown in FIG. 2.
- the partition section 65 is made up of a partition section 65A on the inlet manifold side, a partition section 65B on the insulator side, and a partition section 65C on the intake port side, which are arranged continuously from the upstream side to the downstream side of the intake flow.
- the main passage 6B on the upper side of the figure and the tumble passage 6A on the lower side of the figure are each formed by dividing the intake passage 6 into upper and lower sections by a partition section 65.
- ST31 in FIG. 3 is a perspective view of the downstream side of the reed valve 8.
- ST32 in FIG. 3 is a perspective view of the downstream side of the reed valve 8 with the reed valve body 81 and the reed valve element 87 fastened thereto.
- the reed valve 8 has a reed valve body 81 that forms the entire valve, and the mounting flange portion 85 is sandwiched and fastened between the downstream end of the throttle body 62 and the upstream end of the inlet manifold 61.
- the surface where the reed valve body 81 is attached to the throttle body 62 is provided with an inlet opening 82 that coincides with the downstream opening 62d of the throttle body 62, and a valve intake passage 80 that communicates with the intake passage 62c of the throttle body 62 is formed within the reed valve body 81.
- the downstream end 83 of the reed valve body 81 abuts against the upstream end 65Aa of the partition portion 65A and has an opening 84 that matches the upstream end opening 6Aa of the tumble passage 6A.
- the upper part of the reed valve body 81 is formed to slope from the rear of the mounting flange portion 85 to the lower downstream part of the reed valve 8, and the sloped surface 81a has an opening 86 that connects the valve intake passage 80 inside the reed valve body 81 to the main passage 6B.
- One end 87a of the reed valve body 87 is fastened to the mounting flange portion 85 by a screw 87c so as to cover the opening 86.
- the other end 87b of the reed valve body 87 is a free swinging end, and the other end 87b of the reed valve body 87 abuts against the downstream end portion 83 formed on the downstream side of the reed valve body 81.
- the throttle valve 62a When the throttle valve 62a is at a low opening, that is, when the negative pressure on the downstream side of the reed valve body 87 is smaller than a certain value, the other end 87b of the reed valve body 87 keeps the opening 86 closed, and intake air flows from the valve intake passage 80 in the reed valve body 81 exclusively to the tumble passage 6A of the inlet manifold 61.
- the throttle valve 62a When the throttle valve 62a is highly open, that is, when the internal combustion engine 4 is under high load and the negative pressure downstream of the reed valve body 87 exceeds a certain value, the other end 87b of the reed valve body 87 bends to open the opening 86, and intake air flows from the valve intake passage 80 in the reed valve body 81 to the main passage 6B of the inlet manifold 61.
- Fig. 4 is a diagram showing the intake structure on the downstream side where the main passage 6B and the sub passage 6A are connected (communicated) to the combustion chamber 32.
- Fig. 4 shows a side view of the combustion chamber 32 with the intake valve 73 open.
- Fig. 5 is a diagram showing a schematic view of the structure of the sub passage 6A in a top view of the combustion chamber 32 of the internal combustion engine 4.
- a partition 65 separates the intake passage 6 into upper and lower sections along the passage direction, forming a main passage 6B and a sub-passage 6A, and depending on the operating state of the internal combustion engine 4, intake air is guided to the sub-passage 6A or to both the main passage 6B and the sub-passage 6A.
- the opening Wa of the approach section 410 which is formed in a substantially straight line downstream of the sub-passage 6A, communicates with the combustion chamber 32 via the main passage 6B.
- the approach section 410 is formed based on a positional relationship in which the axis 419 of the secondary passage 6A in the approach section 410 is inclined at a relative angle ⁇ 1 set with respect to the shaft portion 73c of the intake valve 73 in the open state.
- the relative angle ⁇ 2 indicates, for example, the relative angle of the approach section 410 with respect to the fastening surface that attaches the cylinder head 43 to the cylinder block 42.
- the intake structure of the internal combustion engine 4 has a junction 420 where intake air 407 flowing from the main passage 6B to the combustion chamber 32 and intake air 408 flowing from the secondary passage 6A to the combustion chamber 32 join together.
- a substantially linear flat surface 416 is provided on the surface of the main passage 6B on the secondary passage 6A side of the junction 420.
- An opening is formed in the flat surface 416 to guide the intake air flow f from the secondary passage 6A side to the junction 420.
- the flat surface 416 is formed substantially parallel to the shaft 73c of the intake valve 73.
- the sub-passage 6A is also provided with a substantially linear intake guide section 409 that guides the intake flow f from the opening end 506 of the opening Wa toward the junction section 420 or the combustion chamber 32.
- the opening Wa of the inlet section 410 of the sub-passage 6A which is formed on the downstream side in the passage direction, is connected to the combustion chamber 32 via the main passage 6B.
- the opening Wa is formed based on a positional relationship in which the center line 501 of the opening Wa is eccentric with respect to the center line 502 of the outer width WA of the sub-passage 6A by a first eccentricity amount (offset amount 503) set in a direction intersecting (approximately perpendicular) the passage direction.
- the opening Wa is also formed based on a positional relationship in which the center line 501 of the opening Wa is eccentric with respect to the center line 504 (center line along the passage direction) of the shaft portion 73c of the intake valve 73 by a second eccentricity amount (offset amount 505).
- the center line 501 of the opening Wa is eccentric to the center line 502 of the outer width WA of the sub-passage 6A by a first eccentricity amount (offset amount 503).
- the center line 501 of the opening Wa is eccentric to the center line 504 (center line along the passage direction) of the shaft portion 73c of the intake valve 73 by a second eccentricity amount (offset amount 505).
- the hatched portion extending from the opening end 506 of the opening Wa of the bypass passage 6A to the right side of the paper indicates the projection surface of the opening Wa (the projection surface of the cross-sectional shape in a direction perpendicular to the direction in which the approach section 410 of the bypass passage 6A extends).
- the projection surface of the opening Wa is formed as a virtual, approximately cylindrical region (hereinafter also referred to as the cross-sectional shape region of the opening Wa) obtained by extending the cross-sectional shape of the opening Wa of the secondary passage 6A in a direction extending from the opening end 506 toward the inside of the combustion chamber 32.
- the projection surface of the opening Wa (cross-sectional shape region of the opening Wa) is projected in a substantially linear manner from the opening end 506 toward the combustion chamber 32, and has a spatial spread in a direction perpendicular to the paper surface.
- the intake flow f flowing through the secondary passage 6A is output (supplied) from the opening end 506 of the opening Wa of the secondary passage 6A into the combustion chamber 32 so as to flow within the virtual, approximately cylindrical region (cross-sectional shape region of the opening Wa).
- the opening Wa has a cross-sectional shape that is generally oval or rectangular and extends horizontally in the direction of the offset amount 503.
- the intake flow f passes through the approach section 410, which is formed in a straight line downstream of the secondary passage 6A, and is output from the opening Wa.
- the intake flow f output from the opening Wa becomes a flow directed in a substantially straight line as it flows through the approach section 410.
- the intake guide section 409 supplies the intake flow f output from the opening Wa into the combustion chamber 32 while maintaining the substantially straight direction.
- the imaginary, approximately cylindrical region (cross-sectional shape region of the opening Wa) having a spatial extent according to the cross-sectional shape of the opening Wa is formed in the combustion chamber 32 so as not to come into contact with the umbrella portion 73a of the intake valve 73 or the ceiling surface 43a of the combustion chamber 32 when the intake valve 73 is open, as shown in FIG. 4.
- the imaginary, approximately cylindrical region (cross-sectional shape region of the opening Wa) formed as the projection surface of the opening Wa is formed in the combustion chamber 32 so as not to come into contact with the shaft portion 73c of the intake valve 73 when open, as shown in FIG. 5, when viewed from above the combustion chamber 32 of the internal combustion engine 4.
- the imaginary, approximately cylindrical region (cross-sectional shape region of the opening Wa) formed as the projection surface of the opening Wa is formed so as not to come into contact with the shaft portion 73c of the intake valve 73 when open, and so as not to come into contact with the umbrella portion 73a of the intake valve 73 when the intake valve 73 is open.
- the opening Wa of the sub-passage 6A and the approach section 410 are formed so that a virtual, roughly cylindrical area (the cross-sectional area of the opening Wa) is formed within the combustion chamber 32.
- FIG. 6A is a bottom view of the combustion chamber 32 as seen from the direction of the arrow 4A in FIG. 4.
- the hatched portion illustrates the projection surface of the opening Wa of the secondary passage 6A.
- the intake flow f flowing through the secondary passage 6A is output (supplied) from the opening Wa of the secondary passage 6A into the combustion chamber 32 so as to flow within the projection surface of the opening Wa in the combustion chamber 32.
- the imaginary approximately cylindrical area (cross-sectional shape area of the opening Wa) formed as the projection surface of the opening Wa is formed in the combustion chamber 32 so as not to come into contact with the valve seat edge 77 of the intake valve 73 in the open state in the side view and bottom view of the combustion chamber 32 with the intake valve 73 open, as shown in FIG. 4 and FIG.
- the imaginary approximately cylindrical area (cross-sectional shape area of the opening Wa) is formed so as not to come into contact with the shaft portion 73c and the umbrella portion 73a of the intake valve 73 in the open state, as well as the valve seat edge 77 of the intake valve 73.
- the opening Wa of the sub-passage 6A and the approach section 410 are formed so that a virtual, roughly cylindrical area (the cross-sectional area of the opening Wa) is formed within the combustion chamber 32.
- the opening Wa may be formed in two branches.
- one projection surface and the other projection surface of the opening Wa of the auxiliary passage 6A formed in two branches may be formed in the combustion chamber 32 so as not to come into contact with the valve seat edge 77 of the open intake valve 73 in a side view and a bottom view of the combustion chamber 32 with the intake valve 73 open, as shown in FIGS. 4 and 6A, respectively.
- one projection surface (one cross-sectional shape area of the opening Wa) and the other projection surface (the other cross-sectional shape area of the opening Wa) of the opening Wa of the auxiliary passage 6A formed in two branches are formed in the left-right direction of the paper, sandwiching the shaft portion 73c.
- the imaginary, approximately cylindrical region (one cross-sectional area of the opening Wa) formed as one projection surface of the opening Wa, and the imaginary, approximately cylindrical region (the other cross-sectional area of the opening Wa) formed as the other projection surface of the opening Wa are formed so as not to come into contact with the shaft portion 73c and umbrella portion 73a of the intake valve 73 in the open state, or with the valve seat edge 77 of the intake valve 73 (FIG. 6B).
- Fig. 7 is a diagram showing a cross-sectional shape of the auxiliary passage 6A.
- the direction perpendicular to the paper surface indicates the passage direction of the intake passage 6
- the left-right direction of the paper surface indicates the width direction of the internal combustion engine 4 that intersects (substantially perpendicular) with the passage direction
- the up-down direction of the paper surface indicates the up-down direction of the internal combustion engine 4 that intersects (substantially perpendicular) with the passage direction and the intersecting direction.
- the sub-passage 6A has a cross-sectional shape in the form of a generally elliptical opening Wa or a generally rectangular opening Wa that is elongated horizontally in the direction of the offset amount 503.
- ST71 shows an example in which the opening Wa of the sub-passage 6A is generally elliptical
- ST72 shows an example in which the opening Wa of the sub-passage 6A is generally rectangular.
- the opening Wa is formed in a positional relationship in which the center line 501 of the opening Wa of the sub-passage 6A is eccentric to the center line 502 of the external width WA of the sub-passage 6A by a first eccentricity amount (offset amount 503).
- the intake guide section 409 extends in a substantially straight line from the opening end 506 of the opening Wa toward the combustion chamber 32, and is formed so that it can be connected to the inner surface of the opening Wa without any steps.
- a recess having a curvature that matches the cross-sectional shape of the opening Wa is formed on the upper surface 409a of the intake guide section 409.
- Figure 8 is a diagram showing a schematic cross-sectional shape of the intake induction section 409.
- the coordinate system in Figure 8 is the same as that in Figure 7, with the direction perpendicular to the paper surface indicating the passage direction of the intake passage 6, and the left-right direction of the paper surface indicating the width direction of the internal combustion engine 4 which intersects (approximately perpendicular) with the passage direction. Additionally, the up-down direction of the paper surface indicates the up-down direction of the internal combustion engine 4 which intersects (approximately perpendicular) with the passage direction and the intersecting direction.
- the upper surface 409a of the intake guide section 409 is formed with recesses (801, 802) having a curvature that matches the shape of the opening Wa.
- ST81 shows the cross-sectional shape of the intake guide section 409 corresponding to the example (ST71) in which the opening Wa is formed in a substantially elliptical shape.
- ST82 shows the cross-sectional shape of the intake guide section 409 corresponding to the example (ST72) in which the opening Wa is formed in a substantially rectangular shape.
- the upper surface 409a of the intake guide section 409 is formed with a recess 801 having a curvature that matches the cross-sectional shape of the lower part of the opening Wa (for example, the shape of the lower half of the approximately oval shape in the vertical direction) in order to connect without any steps with the inner surface of the approximately oval opening Wa.
- the upper surface 409a of the intake guide section 409 is formed with a recess 802 having a curvature that matches the cross-sectional shape of the lower part of the opening Wa (for example, the shape of the lower half of the approximately rectangular shape in the vertical direction) in order to connect without any steps with the inner surface of the approximately rectangular opening Wa.
- recesses 801, 802 on the upper surface 409a of the intake guide section 409, which have a curvature that matches the cross-sectional shape of the lower part of the opening Wa, it becomes possible to connect the recesses 801, 802 (inner surface of the recess) of the intake guide section 409 and the lower part of the opening Wa (inner surface of the lower part) without any steps at the connection part in the passage direction.
- This makes it possible to supply the intake flow f to the combustion chamber 32 without disturbing the flow that is directed in an approximately straight line along the passage direction.
- the intake air flow f which has a spatial expansion according to the cross-sectional shape of the opening Wa, flows through the recesses 801 and 802 (the inner peripheral surfaces of the recesses), so that the flow is directed in a substantially straight line along the passage direction, and the expansion of the intake air flow in the intersecting direction can be suppressed.
- This allows the intake air flow f to be supplied into the combustion chamber 32 without coming into contact with the shaft portion 73c ( Figure 5) of the open intake valve 73.
- the main passage 6B, the sub-passage 6A, and the intake guide section 409 may be molded together with the cylinder head 43, for example, by casting, or may be formed by machining after the cylinder head 43 is molded.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing a comparison between the intake flow in a comparative example and the intake flow in the intake structure of the embodiment, where ST91 is a diagram showing the flow of the intake flow f in the comparative example, and ST92 is a diagram showing the flow of the intake flow f in the intake structure of the internal combustion engine 4 in this embodiment.
- a curved portion 900 having a circular arc shape with a predetermined curvature is provided at the confluence 420 in place of the flat surface 416 of the main passage 6B.
- the curved portion 900 has a circular arc shape with a predetermined curvature that curves downward from the open end of the secondary passage 6A toward the combustion chamber 32.
- the intake flow f output (supplied) from the secondary passage 6A leaves the curved portion 900 and is divided into an intake flow f1 that flows toward the combustion chamber 32 and an intake flow f2 that flows upward of the intake valve 73. Of the supplied intake flow f, only the intake flow f1 that flows toward the combustion chamber 32 is used for combustion, which may reduce combustion efficiency.
- ST92 is a diagram showing the flow of the intake flow f by the intake structure of the internal combustion engine 4 in this embodiment.
- the intake flow f output (supplied) from the secondary passage 6A flows over the upper surface of the intake guide portion 409 and is supplied to the combustion chamber 32 while maintaining a flow directed substantially linearly along the passage direction.
- the flat surface 416 is formed in the main passage 6B, so that the open end 506 of the secondary passage 6A can be positioned closer to the combustion chamber 32.
- the intake flow f can be supplied to the combustion chamber 32 while maintaining a flow of the intake flow f directed substantially linearly, compared to the comparative example (ST91). That is, according to the intake structure (ST92) of the internal combustion engine 4 according to the embodiment, the intake flow f for obtaining a more preferable combustion in the combustion chamber 32 can be supplied to the combustion chamber 32.
- a vertical rotating vortex (a rotating vortex on a plane along the cylinder axis C), i.e., a tumble flow T, of the fuel-air mixture can be provided in the combustion chamber 32 in order to obtain more favorable combustion in the combustion chamber 32.
- the disclosed technology can provide an intake structure for an internal combustion engine that can strengthen the formation of an airflow vortex inside the cylinder and improve combustion efficiency.
- the intake structure for an internal combustion engine is an intake structure for an internal combustion engine, in which a main passage (6B) and a sub-passage (6A) are formed by a partition portion (65) that divides an intake passage (6) into upper and lower portions along a passage direction, and intake air is guided to the sub-passage (6A) or to both the main passage (6B) and the sub-passage (6A) depending on an operating state of the internal combustion engine (4),
- An opening (Wa) of an inlet section (410) formed in a substantially straight line on the downstream side of the sub-passage (6A) communicates with a combustion chamber (32) via the main passage (6B),
- the opening (Wa) is formed based on a positional relationship in which a center line (501) of the opening (Wa) is eccentric with respect to a center line (502) of an outer width (WA) of the sub-passage (6A) by an offset amount (503) set in a direction
- the intake structure of the internal combustion engine described in item 1 can reduce the obstruction of the intake air flow from the opening end 506 of the secondary passage 6A toward the inside of the cylinder, strengthening the formation of vortex airflow inside the cylinder and improving combustion efficiency.
- the area is formed so as not to come into contact with the shaft portion (73c) of the intake valve (73) when viewed from the top, and so as not to come into contact with the umbrella portion (73a) of the intake valve (73) when viewed from the side.
- the intake structure of the internal combustion engine in item 2 prevents the intake air flow from the opening end 506 of the secondary passage 6A toward the inside of the cylinder from being obstructed by contact with the valve seat edge 77, improving combustion efficiency. This strengthens the formation of vortex airflow inside the cylinder, improving combustion efficiency.
- the intake air (407) flowing from the main passage (6B) to the combustion chamber (32) and the intake air (408) flowing from the sub-passage (6A) to the combustion chamber (32) further include a junction (420) where they join together,
- a substantially linear flat surface (416) is provided on a surface of the main passage (6B) on the side of the sub-passage (6A) at the junction (420).
- the position of the opening end 506 of the secondary passage 6B can be brought closer to the junction 420 compared to the structure (ST91) in which the curvature section 900 having an arc shape with a predetermined curvature is provided.
- This makes it easier to adjust the insertion angle (relative angle ⁇ 1: Figure 1) of the secondary passage 6A toward the junction 420 and the combustion chamber 32, and further increases the directionality of the intake flow f. This strengthens the formation of vortex airflow inside the cylinder, making it possible to improve combustion efficiency.
- the position of the opening end 506 of the secondary passage 6B can be brought closer to the junction 420, and the intake flow f can be supplied to the junction 420 through the opening formed in the flat surface 416. This strengthens the formation of an airflow vortex inside the cylinder, making it possible to improve combustion efficiency.
- the flat surface (416) is formed approximately parallel to the shaft portion (73c) of the intake valve (73).
- the position of the opening end 506 of the secondary passage 6B can be brought closer to the junction 420. This makes it easier to adjust the insertion angle (relative angle ⁇ 1: Figure 1) of the secondary passage 6A toward the junction 420 and the combustion chamber 32, and further increases the directivity. This strengthens the formation of vortex airflow inside the cylinder, making it possible to improve combustion efficiency.
- the sub-passage (6A) is provided with a substantially linear intake guide portion (409) that guides the intake flow (f) from the opening end (506) of the opening (Wa) toward the combustion chamber (32).
- the intake flow f output from the opening Wa flows through the linearly formed approach section 410, and is directed in a substantially linear direction. Furthermore, by forming the intake guide section 409, the intake flow f output from the opening Wa can be supplied to the combustion chamber 32 as a flow that further maintains a substantially linear direction. This strengthens the formation of an air vortex inside the cylinder, and makes it possible to improve combustion efficiency.
- the sub-passage (6A) has a cross-sectional shape formed with a substantially elliptical opening (Wa) or a substantially rectangular opening (Wa) that is laterally elongated in the direction of the offset amount (503),
- the upper surface (409a) of the intake guide portion (409) is formed with recesses (801, 802) having a curvature that matches the shape of the opening (Wa).
- the intake flow f which has a spatial expansion according to the cross-sectional shape of the opening Wa, flows through a recess (the inner surface of the recess) with a curvature that matches the shape of the opening (Wa), thereby maintaining a flow directed in an approximately straight line along the passage direction, and suppressing the expansion of the intake flow in the cross direction.
- This allows the intake flow to be supplied into the combustion chamber without coming into contact with the axis of the open intake valve. This reduces the obstruction of the intake flow heading from the open end of the sub-passage into the cylinder, strengthens the formation of an airflow vortex inside the cylinder, and improves combustion efficiency.
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Abstract
Description
開示の技術は内燃機関の吸気構造に関するものである。 The disclosed technology relates to the intake structure of an internal combustion engine.
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する燃費向上に関する研究開発が行われている。 In recent years, research and development has been conducted into improving fuel efficiency, which contributes to energy efficiency, in order to ensure that more people have access to affordable, reliable, sustainable and advanced energy.
特許文献1には、燃費向上の観点で、タンブル流を強化するためにタンブル流路開口部を燃焼室に指向させる構造が開示されている。
しかしながら、燃費向上に関する本技術において、燃焼室の吸気弁が開いた際に、タンブル流路開口部から延びる延長線の方向に流れる気流が、バルブステムやバルブシート等に当たった場合には、タンブル流路開口部から流れ込んだ気流が拡散され、シリンダ筒内での渦形成が阻害され得るという課題が生じ得る。 However, in this technology for improving fuel efficiency, if the airflow flowing in the direction of the extension line from the tumble flow passage opening hits the valve stem or valve seat when the intake valve of the combustion chamber opens, the airflow flowing in from the tumble flow passage opening can be diffused, which can hinder the formation of a vortex inside the cylinder.
開示の技術は、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化し、燃焼効率の向上を図ることを目的としたものである。そして、延いては、燃費向上、エネルギーの効率化に寄与するものである。 The disclosed technology aims to strengthen the formation of vortex airflow inside the cylinder and improve combustion efficiency. This will ultimately contribute to improved fuel economy and energy efficiency.
開示の技術の一態様の内燃機関の吸気構造は、吸気通路(6)を通路方向に沿って上下に仕切る仕切り部(65)により、主通路(6B)と副通路(6A)とが形成され、内燃機関(4)の運転状態に応じて、前記副通路(6A)、または、前記主通路(6B)及び前記副通路(6A)に吸気を導く内燃機関(4)の吸気構造であって、
前記副通路(6A)の下流側において、略直線状に形成された助走区間(410)の開口(Wa)は、前記主通路(6B)を介して、燃焼室(32)に連通し、
前記燃焼室(32)の上面視において、
前記開口(Wa)の中心線(501)は、前記副通路(6A)の外形幅(WA)の中心線(502)に対して、前記通路方向に対して交差する方向に設定されたオフセット量(503)により偏心して、前記開口(Wa)は形成されており、
吸気弁(73)が開いた状態の前記燃焼室(32)の側面視において、
前記助走区間(410)における前記副通路(6A)の軸線は、開いた状態の前記吸気弁(73)の軸部(73c)に対して設定された相対角度(θ1)により傾斜して、前記助走区間(410)は形成されており、
副通路(6A)の前記開口(Wa)の断面形状を、前記燃焼室(32)内に向けて延長する方向に延ばした仮想的な略円柱状の領域が、
前記吸気弁(73)が開いた状態の前記燃焼室(32)の側面視において、
前記吸気弁(73)のバルブシートエッジ(77)に接触しないように形成されている。
An intake structure for an internal combustion engine according to one aspect of the disclosed technology is an intake structure for an internal combustion engine, in which a main passage (6B) and a sub-passage (6A) are formed by a partition portion (65) that divides an intake passage (6) into upper and lower portions along a passage direction, and intake air is guided to the sub-passage (6A) or to the main passage (6B) and the sub-passage (6A) depending on an operating state of the internal combustion engine (4),
An opening (Wa) of an inlet section (410) formed in a substantially straight line on the downstream side of the sub-passage (6A) communicates with a combustion chamber (32) via the main passage (6B),
When viewed from above, the combustion chamber (32)
the opening (Wa) is formed such that a center line (501) of the opening (Wa) is offset from a center line (502) of an outer width (WA) of the sub-passage (6A) by an offset amount (503) set in a direction intersecting with the passage direction,
In a side view of the combustion chamber (32) with an intake valve (73) open,
the axis of the sub-passage (6A) in the approach section (410) is inclined at a relative angle (θ1) set with respect to a shaft portion (73c) of the intake valve (73) in an open state, thereby forming the approach section (410);
A virtual cylindrical region formed by extending the cross-sectional shape of the opening (Wa) of the sub-passage (6A) in a direction extending toward the inside of the combustion chamber (32) is
When the intake valve (73) is open, the combustion chamber (32) is viewed from the side.
It is formed so as not to come into contact with the valve seat edge (77) of the intake valve (73).
開示の技術によれば、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化し、燃焼効率を向上させることが可能な内燃機関の吸気構造を提供することができる。 The disclosed technology can provide an intake structure for an internal combustion engine that can strengthen the formation of vortex airflow inside the cylinder and improve combustion efficiency.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention as claimed, and not all combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the invention. Two or more of the features described in the embodiments may be combined in any desired manner. In addition, the same reference numbers are used for identical or similar configurations, and duplicate descriptions will be omitted.
図1から図9に基づき、本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気構造につき説明する。 The intake structure of an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 9.
なお、明細書の説明および請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る内燃機関を鞍乗型車両に搭載した場合の、鞍乗型車両における車両の向きに従うものとする。本実施形態において鞍乗型車両は、一例として、スクータ型自動二輪車(以下、単に「自動二輪車」という)である。 In addition, directions such as front, back, left, right, up and down in the description and claims of this specification shall refer to the vehicle directions in a saddle-type vehicle when the internal combustion engine according to this embodiment is mounted on the saddle-type vehicle. In this embodiment, as an example, the saddle-type vehicle is a scooter-type motorcycle (hereinafter simply referred to as a "motorcycle").
また、図中矢印FRは車両前方を示し、LHは車両左方を示し、RHは車両右方を示し、UPは車両上方を示す。 In addition, the arrows FR in the figure indicate the front of the vehicle, LH indicate the left side of the vehicle, RH indicate the right side of the vehicle, and UP indicate the top of the vehicle.
(内燃機関の吸気構造を備えた車両の概要)
図1に、本実施形態に係る内燃機関の吸気構造を備えた自動二輪車1の左側面概要を示す。
(Overview of a vehicle equipped with an intake structure for an internal combustion engine)
FIG. 1 shows an outline of a left side view of a
本実施形態の自動二輪車1においては、車体前部1Aと車体後部1Bとが、低いフロア部1C(足載部)を介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレーム2は、概ねダウンフレーム21とメインフレーム22とからなる。
In the
車体前部1Aのヘッドパイプ20からダウンフレーム21が下方へ延出し、ダウンフレーム21の下端から後方へ略水平に延びる左右一対のメインフレーム22のロアフレーム部22aが接続する。ロアフレーム部22aの後端から斜め後上方に延びるメインフレーム22は左右一対の傾斜部22bを形成し、傾斜部22bの上部がさらに屈曲して後方に略水平に延びた左右一対の水平部22cを形成している。
A
メインフレーム22の傾斜部22bと水平部22cには収納ボックス(ヘルメットボックスともいわれる)11が支持され、その上方は乗員シート12が覆って配置されている。
A storage box (also called a helmet box) 11 is supported on the
一方、車体前部1Aにおいては、ヘッドパイプ20に軸支されて上方にハンドル13が設けられ、下方にフロントフォーク14が延びてその下端に前輪15が軸支されている。
On the other hand, at the front part 1A of the vehicle body, a
メインフレーム22の傾斜部22bにパワーユニット支持ブラケット23が後方に向けて突設され、パワーユニット支持ブラケット23にリンク部材24を介してスイング式パワーユニット(以下、単に「パワーユニット」という。)3が上下揺動可能に連結支持される。
A power
本実施形態の自動二輪車1は、パワーユニット3の上リンク式の支持構造を採っており、その結果、パワーユニット3の前部下方に触媒装置49を備えるスペースが得られる。
The
車体前部1Aでは、ヘッドパイプ20およびダウンフレーム21が、車体カバー10のフロントカバー10aとレッグシールド10bにより前後から覆われる。
At the front body 1A, the
フロア部1Cは、車体フレーム2のメインフレーム22の左右一対のロアフレーム部22a側に設けられ、ロアフレーム部22aの上方がフロアカバー10cにより覆われるとともに、その左右がそれぞれ前後方向にフロアサイドカバー10dで覆われ、下部はアンダーカバー10eで覆われる。
The floor section 1C is provided on the pair of left and right
車体後部1Bでは、乗員シート12の後部下方で後輪17の上方に燃料タンク16が、メインフレーム22の水平部22cに設けられており、メインフレーム22の傾斜部22bと水平部22cはボデイカバー10fにより左右および後方が覆われる。また、前輪15の上方にはフロントフェンダ10gが設けられる。車体カバー10を構成する各カバー10a~10gは樹脂材料等の適宜な材料で形成される。
In the rear body 1B, the
パワーユニット3には、内燃機関4が設けられるとともに、内燃機関4から後方にかけてベルト式無段変速機51を内設した動力伝達部5が備えられる。動力伝達部5の後部には、ベルト式無段変速機51から伝動される減速ギヤ機構52が設けられ、その出力軸である後車軸52aに後輪17が設けられている。
The power unit 3 is provided with an internal combustion engine 4, and a
動力伝達部5の後部と、メインフレーム22後部の水平部22cとの間にリヤクッション18が介装されている。
A
内燃機関4は、単気筒の空冷4ストロークサイクル内燃機関であり、クランクケース30にクランク軸41を車幅方向、すなわち左右方向に指向させて回転自在に支持し、クランクケース30の前部から突出するように、シリンダブロック42、シリンダヘッド43、ヘッドカバー44を順次重ねて、シリンダ軸線Cを略水平に前傾して締結して設けている。
The internal combustion engine 4 is a single-cylinder, air-cooled, four-stroke cycle internal combustion engine, with the
インシュレータ60を介してインレットマニホールド61が締結される吸気側フランジ面43bに、吸気ポート45が設けられている。
An
パワーユニット3の上方、シリンダヘッド43からクランクケース30にかけての上方には、インレットマニホールド61とスロットルボディ62が備えられ、前傾したシリンダヘッド43の上部の吸気ポート45には、インレットマニホールド61が接続し、インレットマニホールド61は上流側が後方へ屈曲して延出し、スロットルボディ62に接続されている。
Above the power unit 3, above the
スロットルボディ62の上流側は、コネクティングチューブ63を介して、動力伝達部5の上部に取付けられたエアクリーナ64が接続している。
The upstream side of the
コネクティングチューブ63から、スロットルボディ62、インレットマニホールド61、シリンダヘッド43の吸気ポート45を通して吸気通路6が形成され、燃焼室32に通じている。
The
また、シリンダヘッド43の下部の排気ポート出口47aに接続した上流側排気管48aには、車幅方向に配向された略円筒形状の触媒装置49が介装されており、その内部に排気ガス浄化用の触媒、例えば、三元触媒等が装填されている。触媒装置49の出口に接続した下流側排気管48bは後方へ屈曲し車両右側に沿って後方に延びて、後輪17の右側の図示しないマフラに接続している。
Furthermore, an approximately cylindrical
(内燃機関の吸気構造の概要)
図2は、図1中のパワーユニット3のシリンダブロック42、シリンダヘッド43、ヘッドカバー44およびその周辺の、シリンダ軸線Cに沿った右断面側面図である。
(Outline of the intake structure of an internal combustion engine)
FIG. 2 is a right sectional side view taken along the cylinder axis C of the
クランクケース30は、左右割りの左ケース半体30Lと図示されない右ケース半体とを合体して構成されるもので、左ケース半体30Lは、後方に延設されて、クランク軸41と後輪17の後車軸52aとの間の前後に、長尺のベルト式無段変速機51と減速ギヤ機構52等を含む伝動装置を収容する動力伝達部5を形成する。
The
シリンダブロック42のシリンダボア42a内を往復動するピストン33は、クランクケース30のクランク軸41のクランクピン41aと、コネクティングロッド34により連結されている。
The
シリンダブロック42のシリンダボア42a内に摺動自在に嵌合されるピストン33の頂面33aと、頂面33aが対向するシリンダヘッド43の天井面43aとの間には燃焼室32が構成される。
The
図2に示されるように、本実施形態においてシリンダヘッド43の吸気ポート45に接続したインレットマニホールド61には、上流側に、後述のリードバルブ8を介してスロットルボディ62が締結接続されている。以下の説明では、リードバルブ8を用いる構成を例として説明しているが、本実施形態はリードバルブ8を介さない構成においても同様に適用することが可能である。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, an
スロットルボディ62には、吸気通路6にスロットル弁62aが内装され、スロットル弁軸62b回りに回動して吸気通路6を開閉し、また、吸気流量を調整する。
The
図2において、31は、クランクケース30の上部に上方に向けて突設され、パワーユニット3を車体フレーム2に懸架させるためのブラケット部である。
In FIG. 2, 31 is a bracket part that protrudes upward from the top of the
図1に示されるように、メインフレーム22の傾斜部22bに後方に向けて突設されたパワーユニット支持ブラケット23に、リンク部材24を介して、ブラケット部31が軸支され、パワーユニット3は、車体フレーム2に対して上下に揺動する。
As shown in FIG. 1, the
上下揺動するパワーユニット3の後端は、リヤクッション18によってメインフレーム22の水平部22cに支持される。
The rear end of the power unit 3, which swings up and down, is supported on the
図2に示されるように、スロットルボディ62の前方、すなわち吸気の下流側には、インレットマニホールド61が接続して下方に屈曲し、シリンダヘッド43の上部の吸気ポート45にインシュレータ60を挟んで接続している。
As shown in Figure 2, an
インレットマニホールド61の下流端には燃料噴射弁39が取付けられ、吸気弁口35に向け燃料噴射が行われる。燃料噴射は、図2図示の噴射中心線Iの方向に行われる。燃料噴射弁39からの燃料噴射は、一定の広がりを有するため、主通路ヘッド入口開口67の外周には、噴射された燃料を避けるために、凹部67aが設けられている。
A
燃料噴射弁39に接続された図示しない燃料ホースは、後方に向けて配索され、図示しない燃料ポンプ装置を介して、後輪17上方に設けられた燃料タンク16に接続している。
The fuel hose (not shown) connected to the
本実施形態において内燃機関4は、単気筒の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43に動弁機構9が設けられている。動弁機構9を覆うように、シリンダヘッド43にはヘッドカバー44が重ねられて被せられる。
In this embodiment, the internal combustion engine 4 employs a single-cylinder SOHC type two-valve system, and a
ヘッドカバー44内の動弁機構9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30、シリンダブロック42、シリンダヘッド43のクランク軸41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90とクランク軸41との間に架設され、カム軸90はクランク軸41に同期して1/2の回転速度で回転する。
To transmit power to the
なお、シリンダヘッド43においてカムチェーン室と反対側(クランク軸41方向の他方側)から燃焼室32内に向かって点火プラグが嵌挿されている。
In addition, an ignition plug is inserted into the
シリンダ軸線Cを略水平に前傾したシリンダヘッド43において、燃焼室32の天井面43aに開口した吸気弁口35と排気弁口36からは、各々吸気ポート37と排気ポート38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。
In a
吸気ポート37の上流端は、シリンダヘッド43の上方に向けて開口し吸気ポート45を形成し、インレットマニホールド61と接続して、連続した吸気通路6が構成され、インレットマニホールド61の上流側に、スロットルボディ62が接続される。
The upstream end of the
排気ポート38の下流端は排気ポート出口47を形成し、シリンダヘッド43の下方に向けて開口し、上流側排気管48a(図1)に連結される。
The downstream end of the
円筒状の吸気弁ガイド71が、シリンダヘッド43における吸気ポート37の湾曲外壁部37aに一体に嵌着され、吸気弁ガイド71に摺動可能に支持された吸気弁73が、吸気ポート37の燃焼室32に臨む吸気弁口35を開閉する。
A cylindrical
また、排気弁ガイド72は、シリンダヘッド43における排気ポート38の湾曲外壁部38aに一体に嵌着され、排気弁ガイド72に摺動可能に支持された排気弁74が、排気ポート38の燃焼室32に臨む排気弁口36を開閉する。燃焼室32の上方において、一対の吸気弁73と排気弁74とは、軸部73cと軸部74cとがV字状に傾斜した位置関係に基づいて配置されている。
The
吸気弁73および排気弁74は、その傘部73a、74aが、いずれも燃焼室32に臨む吸気弁口35、排気弁口36を閉じるように、弁ばね75により上方に付勢されている。吸気弁73および排気弁74は、カム軸90の吸気カム、排気カムに当接揺動する吸気ロッカアーム91、排気ロッカアーム92によって、吸気弁73、排気弁74のステムエンド73b、74bが押し下げられて、所定のタイミングで吸気弁73、排気弁74が開弁し、吸気ポート37と燃焼室32、また、排気ポート38と燃焼室32が連通し、所定のタイミングの吸気、排気がなされる。
The
内燃機関4の吸気ポート37の上流端には、インシュレータ60を介して インレットマニホールド61が接続して、連続した吸気通路6が構成され、 インレットマニホールド61の上流側に、リードバルブ8を介してスロットルボディ62が接続される。
An
スロットルボディ62は、内燃機関4の燃焼室32に連なる吸気通路6の一部を構成する断面略円形の吸気路62cを有し、その上流側は、コネクティングチューブ63を介して、エアクリーナ64(図1参照)に接続している。
The
スロットルボディ62はスロットル弁62aを備えている。スロットル弁62aは、吸気路62cの吸気流れ方向Fと垂直、すなわち吸気路62cの中心軸線Xと垂直で略水平に配向するスロットル弁軸62bによってスロットルボディ62内に回転自在に軸支されて、吸気路62cの流路面積を可変制御し、吸気路62cを開閉し得る単一のバタフライ式のスロットル弁である。
The
スロットル弁62aは運転者の操作等により、図2図示において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、閉弁方向に時計回りに付勢されている。
The
本実施形態では、スロットルボディ62の吸気路62cは略水平に配向している。吸気通路6は、インレットマニホールド61から吸気ポート37まで仕切り部65(仕切り壁)によって、吸気流れ方向に沿って上下に分割されている。吸気通路6は、吸気通路6内を通った吸気が、燃焼室32内でタンブル流Tを発生するように構成されている。吸気通路6は、仕切り部65によって、吸気通路6の下側のタンブル通路6Aと、吸気通路6の上側の主通路6Bと、に仕切られている。
In this embodiment, the
本実施形態において「タンブル通路」とは、スロットル弁62aが低開度時、つまり、内燃機関4の低負荷時に燃焼室32にタンブル流Tを発生させるための吸気の通路である。本明細書において、タンブル通路6Aを副通路ともいう。図2の例では、タンブル通路6Aを吸気通路6の下側に配置し、主通路6Bを吸気通路6の上側に配置した例を示しているが、本実施形態において、タンブル通路6A(副通路)と主通路6Bとの上下配置は、図2に示した配置構造に限定されない。
In this embodiment, the "tumble passage" is an intake passage for generating a tumble flow T in the
仕切り部65は、インレットマニホールド側の仕切り部65Aと、インシュレータ側の仕切り部65Bと、吸気ポート側の仕切り部65Cが、吸気流の上流側から下流側へと連続して構成される。
The
図示上側の主通路6Bと図示下側のタンブル通路6Aとは、吸気通路6を仕切り部65により上下に区画することにより、各々構成される。
The
スロットルボディ62とインレットマニホールド61との間には、図2に示されるように、リードバルブ8が設けられている。
As shown in FIG. 2, a reed valve 8 is provided between the
図3のST31はリードバルブ8の下流側の斜視図である。図3のST32は、リードバルブボディ81にリード弁体87が締結された状態のリードバルブ8の下流側の斜視図を示す。
ST31 in FIG. 3 is a perspective view of the downstream side of the reed valve 8. ST32 in FIG. 3 is a perspective view of the downstream side of the reed valve 8 with the
リードバルブ8は、全体を形作るリードバルブボディ81を備え、取付けフランジ部85が、スロットルボディ62の下流側端部とインレットマニホールド61の上流側端部との間に挟まれ締結される。
The reed valve 8 has a
リードバルブボディ81がスロットルボディ62に取付けられる面には、スロットルボディ62の下流側開口62dと一致する入口開口82が設けられ、スロットルボディ62の吸気路62cと連通するバルブ吸気路80がリードバルブボディ81内に形成される。
The surface where the
リードバルブボディ81の下流側端部83には、仕切り部65Aの上流端65Aaと当接し、タンブル通路6Aの上流端開口6Aaと合致する開口84が形成される。
The
リードバルブボディ81の上部は、取付けフランジ部85の背部から、リードバルブ8の下流側下部へと傾斜して形成されており、傾斜面81aには、リードバルブボディ81内のバルブ吸気路80と主通路6Bとを連通する開口86が形成される。
The upper part of the
リード弁体87の一端87aは、開口86を覆うように取付けフランジ部85に、ねじ87cによって締結される。リード弁体87の他端87bは揺動自由端であり、リード弁体87の他端87bは、リードバルブボディ81の下流側に形成された下流側端部83に当接する。スロットル弁62aが低開度、すなわち、リード弁体87の下流側の負圧が一定値より小さい場合には、リード弁体87の他端87bは、開口86を閉じた状態を維持し、リードバルブボディ81内のバルブ吸気路80からは、専らインレットマニホールド61のタンブル通路6Aへと吸気が流れる状態となる。
One
スロットル弁62aが高開度、つまり、内燃機関4が高負荷になり、リード弁体87の下流側の負圧が一定値より大きくなるにつれて、リード弁体87の他端87bは、開口86を開くように撓み、リードバルブボディ81内のバルブ吸気路80からインレットマニホールド61の主通路6Bへと吸気が流れる状態となる。
When the
(燃焼室32に接続する下流側の吸気構造)
図4は、主通路6B及び副通路6Aが燃焼室32に接続(連通)する下流側の吸気構造を示す図である。図4は、吸気弁73が開いた状態の燃焼室32の側面視を示す。また、図5は、内燃機関4の燃焼室32の上面視における副通路6Aの構造を模式的に示す図である。
(Downstream intake structure connected to the combustion chamber 32)
Fig. 4 is a diagram showing the intake structure on the downstream side where the
本実施形態の内燃機関4の吸気構造は、吸気通路6を通路方向に沿って上下に仕切る仕切り部65により、主通路6Bと副通路6Aとが形成され、内燃機関4の運転状態に応じて、副通路6A、または、主通路6B及び副通路6Aに吸気を導く。
In the intake structure of the internal combustion engine 4 of this embodiment, a
副通路6Aの下流側において、略直線状に形成された助走区間410の開口Waは、主通路6Bを介して、燃焼室32に連通する。
The opening Wa of the
図4に示すように、吸気弁73が開いた状態の燃焼室32の側面視において、助走区間410における副通路6Aの軸線419が、開いた状態の吸気弁73の軸部73cに対して設定された相対角度θ1により傾斜した位置関係に基づいて、助走区間410は形成されている。また、相対角度θ2は、例えば、シリンダヘッド43をシリンダブロック42に取付ける締結面に対する助走区間410の相対角度を示す。
As shown in FIG. 4, in a side view of the
内燃機関4の吸気構造は、主通路6Bから燃焼室32に流れる吸気407と、副通路6Aから燃焼室32に流れる吸気408と、が合流する合流部420を有する。合流部420における、主通路6Bの副通路6A側の面には、略直線状のフラット面416が設けられている。フラット面416には、副通路6A側からの吸気流fを、合流部420に導くための開口が形成されている。フラット面416は、吸気弁73の軸部73cに対して、略平行に形成されている。
The intake structure of the internal combustion engine 4 has a
また、副通路6Aには、開口Waの開口端506から合流部420、または燃焼室32に向けて吸気流fを誘導する、略直線状の吸気誘導部409が設けられている。
The sub-passage 6A is also provided with a substantially linear
図5に示すように、内燃機関4の燃焼室32の上面視において、通路方向の下流側に形成された、副通路6Aの助走区間410の開口Waは、主通路6Bを介して、燃焼室32に連通する。
As shown in FIG. 5, in a top view of the
開口Waの中心線501が、副通路6Aの外形幅WAの中心線502に対して、通路方向に対して交差(略直交)する方向に設定された第1の偏心量(オフセット量503)により偏心した位置関係に基づいて、開口Waは形成されている。また、開口Waの中心線501は、吸気弁73の軸部73cの中心線504(通路方向に沿った中心線)に対して、第2の偏心量(オフセット量505)により偏心した位置関係に基づいて、開口Waは形成されている。
The opening Wa is formed based on a positional relationship in which the
すなわち、副通路6Aの吸気構造(位置関係)として、Waの中心線501は、副通路6Aの外形幅WAの中心線502に対して、第1の偏心量(オフセット量503)により偏心した位置関係となる。また、副通路6Aと吸気弁73との相対的な配置構造(位置関係)として、開口Waの中心線501は、吸気弁73の軸部73cの中心線504(通路方向に沿った中心線)に対して、第2の偏心量(オフセット量505)により偏心した位置関係となる。
In other words, as the intake structure (positional relationship) of the sub-passage 6A, the
図4及び図5において、副通路6Aの開口Waの開口端506から紙面右側に延びるハッチングを付した部分は、開口Waの投影面(副通路6Aの助走区間410が延びる方向に対して垂直な方向の断面形状の投影面)を示す。
In Figures 4 and 5, the hatched portion extending from the opening
開口Waの投影面は、副通路6Aの開口Waの断面形状を、開口端506から燃焼室32内に向けて延長する方向に延ばした仮想的な略円柱状の領域(以下、開口Waの断面形状領域ともいう)として形成される。開口Waの投影面(開口Waの断面形状領域)は、開口端506から燃焼室32に向けて略直線状に投影され、紙面に対して垂直な方向に空間的な広がりを有する。副通路6Aを流れる吸気流fは、仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)内を流れるように副通路6Aの開口Waの開口端506から燃焼室32内に出力(供給)される。
The projection surface of the opening Wa is formed as a virtual, approximately cylindrical region (hereinafter also referred to as the cross-sectional shape region of the opening Wa) obtained by extending the cross-sectional shape of the opening Wa of the
開口Waは、断面形状として、オフセット量503の方向に、横長に延設された、略長円形状、または、略矩形形状を有する。
The opening Wa has a cross-sectional shape that is generally oval or rectangular and extends horizontally in the direction of the offset
吸気流fは、副通路6Aの下流側において、直線状に形成された助走区間410を経て、開口Waから出力される。開口Waから出力される吸気流fは、助走区間410を流れることにより、略直線状に指向された流れとなる。吸気誘導部409は、開口Waから出力された吸気流fを、更に略直線状の指向が維持された流れとして、燃焼室32内に供給する。
The intake flow f passes through the
開口Waの断面形状に応じた空間的な広がりを有する仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)は、図4に示すように、吸気弁73が開いた状態の燃焼室32の側面視において、吸気弁73の傘部73aや燃焼室32の天井面43aと接触しないように燃焼室32内に形成される。また、開口Waの投影面として形成された、仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)は、図5に示すように、内燃機関4の燃焼室32の上面視において、開いた状態の吸気弁73の軸部73cに接触しないように燃焼室32内に形成される。すなわち、開口Waの投影面として形成された、仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)が、開いた状態の吸気弁73の軸部73cに接触せず、かつ、吸気弁73が開いた状態で、吸気弁73の傘部73aと接触しないように形成されている。仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)が燃焼室32内に形成されるように、副通路6Aの開口Wa及び助走区間410は形成されている。
The imaginary, approximately cylindrical region (cross-sectional shape region of the opening Wa) having a spatial extent according to the cross-sectional shape of the opening Wa is formed in the
図6Aは、図4の矢印4Aの方向から見た燃焼室32の下面視を示す図である。図6Aにおいて、ハッチングを付した部分は、副通路6Aの開口Waの投影面を例示するものである。副通路6Aを流れる吸気流fは、燃焼室32内において、開口Waの投影面内を流れるように副通路6Aの開口Waから燃焼室32内に出力(供給)される。開口Waの投影面として形成された、仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)は、図4及び図6Aに示すように、吸気弁73が開いた状態の燃焼室32の側面視及び下面図において、開いた状態の吸気弁73のバルブシートエッジ77に接触しないように燃焼室32内に形成される。また、仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)が、開いた状態の吸気弁73の軸部73c及び傘部73aの他、吸気弁73のバルブシートエッジ77に接触しないように形成されている。仮想的な略円柱状の領域(開口Waの断面形状領域)が燃焼室32内に形成されるように、副通路6Aの開口Wa及び助走区間410は形成されている。
6A is a bottom view of the
なお、図6Aでは、開口Waの投影面が一つの例を示しているが、開口Waは二股に分かれて形成されていてもよい。例えば、二股に分かれて形成された副通路6Aの開口Waの一方の投影面及び他方の投影面は、それぞれ図4及び図6Aに示すように、吸気弁73が開いた状態の燃焼室32の側面視及び下面図において、開いた状態の吸気弁73のバルブシートエッジ77に接触しないように燃焼室32内に形成されてもよい。この場合、二股に分かれて形成された副通路6Aの開口Waの一方の投影面(開口Waの一方の断面形状領域)及び他方の投影面(開口Waの他方の断面形状領域)は、軸部73cを挟んで、紙面の左右方向に形成される。二股に分かれて形成された場合であっても、開口Waの一方の投影面として形成された、仮想的な略円柱状の領域(開口Waの一方の断面形状領域)、及び、開口Waの他方の投影面として形成された仮想的な略円柱状の領域(開口Waの他方の断面形状領域)が、開いた状態の吸気弁73の軸部73c及び傘部73aの他、吸気弁73のバルブシートエッジ77に接触しないように形成されている(図6B)。
6A shows an example of one projection surface of the opening Wa, but the opening Wa may be formed in two branches. For example, one projection surface and the other projection surface of the opening Wa of the
(副通路6Aの断面形状)
図7は、副通路6Aの断面形状を模式的に示す図である。図7において、紙面に対して垂直の方向は吸気通路6の通路方向を示し、紙面の左右方向は、通路方向に対して交差(略直交)する内燃機関4の幅方向を示す。また、紙面の上下方向は、通路方向及び交差方向に交差(略直交)する内燃機関4の上下方向を示す。
(Cross-sectional shape of the sub-passage 6A)
Fig. 7 is a diagram showing a cross-sectional shape of the
副通路6Aは、断面形状として、オフセット量503の方向に、横長に延設された、略長円形状の開口Wa、または、略矩形形状の開口Waが形成されている。図7において、ST71は、副通路6Aの開口Waの形状が略長円形状に形成されている例を示し、ST72は、副通路6Aの開口Waの形状が略矩形形状に形成されている例を示す。図7のST71及びST72において、副通路6Aの開口Waの中心線501は、副通路6Aの外形幅WAの中心線502に対して、第1の偏心量(オフセット量503)により偏心した位置関係で、開口Waは形成されている。
The sub-passage 6A has a cross-sectional shape in the form of a generally elliptical opening Wa or a generally rectangular opening Wa that is elongated horizontally in the direction of the offset
図4に示したように吸気誘導部409は、開口Waの開口端506から燃焼室32に向けて、略直線状に延設されており、開口Waの内面に対して段差のない状態で接続できるように形成されている。開口Waの内面と段差のない状態で接続するため、開口Waの断面形状に合わせた曲率を有する凹部が、吸気誘導部409の上面409aに形成されている。
As shown in FIG. 4, the
図8は、吸気誘導部409の断面形状を模式的に示す図である。図8における座標系は、図7と同様であり、紙面に対して垂直の方向は吸気通路6の通路方向を示し、紙面の左右方向は、通路方向に対して交差(略直交)する内燃機関4の幅方向を示す。また、紙面の上下方向な、通路方向及び交差方向に交差(略直交)する内燃機関4の上下方向を示す。
Figure 8 is a diagram showing a schematic cross-sectional shape of the
副通路6Aの開口Waの内面と吸気誘導部409の上面409aとを段差のない状態で接続するため、吸気誘導部409の上面409aには、開口Waの形状に合わせた曲率を有する凹部(801、802)が形成されている。
In order to connect the inner surface of the opening Wa of the sub-passage 6A and the
図8において、ST81は、開口Waが略長円形状に形成されている例(ST71)に対応した、吸気誘導部409の断面形状を示す。また、ST82は、開口Waが略矩形形状に形成されている例(ST72)に対応した、吸気誘導部409の断面形状を示す。
In FIG. 8, ST81 shows the cross-sectional shape of the
ST81において、吸気誘導部409の上面409aには、略長円形状の開口Waの内面と段差のない状態で接続するため、開口Waの下部の断面形状(例えば、上下方向における略長円形状の下半分の形状)に合わせた曲率を有する凹部801が形成されている。
In ST81, the
また、ST82において、吸気誘導部409の上面409aには、略矩形形状の開口Waの内面と段差のない状態で接続するため、開口Waの下部の断面形状(例えば、上下方向における略矩形形状の下半分の形状)に合わせた曲率を有する凹部802が形成されている。
In addition, in ST82, the
開口Waの下部の断面形状に合わせた曲率を有する凹部801、802を、吸気誘導部409の上面409aに形成することにより、通路方向における接続部分において、吸気誘導部409の凹部801、802(凹部の内面)と、開口Waの下部(下部の内面)と、を段差のない状態で接続することが可能になる。これにより、通路方向に沿って略直線状に指向された流れを乱すことなく、吸気流fを燃焼室32に供給することができる。
By forming
また、開口Waの断面形状に応じた空間的な広がりを有する吸気流fが、凹部801、802(凹部の内周面)を流れることにより、通路方向に沿って、略直線状に指向された流れが維持され、交差方向における吸気流の広がりを抑制することができる。これにより、開いた状態の吸気弁73の軸部73c(図5)に接触しないように、吸気流fを燃焼室32内に供給することができる。
In addition, the intake air flow f, which has a spatial expansion according to the cross-sectional shape of the opening Wa, flows through the
本実施形態において、主通路6B、副通路6A、吸気誘導部409は、例えば、鋳造により、シリンダヘッド43とともに成形してもよいし、シリンダヘッド43の成形後に機械加工により形成してもよい。
In this embodiment, the
(吸気流の流れの比較)
図9は比較例による吸気流と実施形態の吸気構造による吸気流との流れの比較を模式的に示す図であり、ST91は比較例における吸気流fの流れを示す図であり、ST92は、本実施形態における内燃機関4の吸気構造による吸気流fの流れを示す図である。
(Comparison of intake air flow)
FIG. 9 is a schematic diagram showing a comparison between the intake flow in a comparative example and the intake flow in the intake structure of the embodiment, where ST91 is a diagram showing the flow of the intake flow f in the comparative example, and ST92 is a diagram showing the flow of the intake flow f in the intake structure of the internal combustion engine 4 in this embodiment.
ST91では、合流部420において、主通路6Bのフラット面416の代わりに、所定の曲率の円弧形状を有する曲率部900が設けられている。曲率部900は、副通路6Aの開口端から燃焼室32に向けて、下方に湾曲した所定の曲率の円弧形状を有する。ST91に示す吸気構造において、副通路6Aから出力(供給)された吸気流fは、曲率部900から離れ、燃焼室32の方向に流れる吸気流f1と、吸気弁73の上方向に流れる吸気流f2とに分かれる。供給した吸気流fのうち、燃焼に使用されるのは、燃焼室32の方向に流れる吸気流f1となり、燃焼効率は低下し得る。
In ST91, a
ST92は、本実施形態における内燃機関4の吸気構造による吸気流fの流れを模式的に示す図である。ST92に示すように、副通路6Aから出力(供給)された吸気流fは、吸気誘導部409の上面を流れ、通路方向に沿って、略直線状に指向された流れが維持された状態で、燃焼室32に供給される。実施形態に係る内燃機関4の吸気構造(ST92)では、主通路6Bにフラット面416が形成されているため、副通路6Aの開口端506を、燃焼室32側に近づけて配置することができる。実施形態に係る内燃機関4の吸気構造(ST92)によれば、比較例(ST91)に比べて、略直線状に指向された吸気流fの流れを維持した状態で、吸気流fを燃焼室32に供給することができる。すなわち、実施形態に係る内燃機関4の吸気構造(ST92)によれば、燃焼室32でのより好ましい燃焼を得るための吸気流fを燃焼室32に供給することができる。
ST92 is a diagram showing the flow of the intake flow f by the intake structure of the internal combustion engine 4 in this embodiment. As shown in ST92, the intake flow f output (supplied) from the
以上のような本実施形態の内燃機関4の吸気構造によれば、燃焼室32でのより好ましい燃焼を得るために、燃焼室32において燃料・空気混合気の縦回転渦(シリンダ軸線Cに沿う平面上の回転渦)、すなわちタンブル流Tを与えることができる。開示の技術によれば、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化し、燃焼効率を向上させることが可能な内燃機関の吸気構造を提供することができる。
According to the intake structure of the internal combustion engine 4 of this embodiment as described above, a vertical rotating vortex (a rotating vortex on a plane along the cylinder axis C), i.e., a tumble flow T, of the fuel-air mixture can be provided in the
<実施形態のまとめ>
(項目1) 上記実施形態の内燃機関の吸気構造は、吸気通路(6)を通路方向に沿って上下に仕切る仕切り部(65)により、主通路(6B)と副通路(6A)とが形成され、内燃機関(4)の運転状態に応じて、前記副通路(6A)、または、前記主通路(6B)及び前記副通路(6A)に吸気を導く内燃機関(4)の吸気構造であって、
前記副通路(6A)の下流側において、略直線状に形成された助走区間(410)の開口(Wa)は、前記主通路(6B)を介して、燃焼室(32)に連通し、
前記燃焼室(32)の上面視において、
前記開口(Wa)の中心線(501)が、前記副通路(6A)の外形幅(WA)の中心線(502)に対して、前記通路方向に対して交差する方向に設定されたオフセット量(503)により偏心した位置関係に基づいて、前記開口(Wa)は形成されており、
吸気弁(73)が開いた状態の前記燃焼室(32)の側面視において、
前記助走区間(410)における前記副通路(6A)の軸線(419)が、前記吸気弁(73)の軸部(73c)に対して設定された相対角度(θ1)により傾斜した位置関係に基づいて、前記助走区間(410)は形成されており、
前記副通路(6A)の前記開口(Wa)の断面形状を、前記燃焼室(32)内に向けて延長する方向に延ばした仮想的な略円柱状の領域が、
前記吸気弁(73)が開いた状態の前記燃焼室(32)の側面視において、
前記吸気弁(73)のバルブシートエッジ(77)に接触しないように形成されている。
Summary of the embodiment
(Item 1) The intake structure for an internal combustion engine according to the above embodiment is an intake structure for an internal combustion engine, in which a main passage (6B) and a sub-passage (6A) are formed by a partition portion (65) that divides an intake passage (6) into upper and lower portions along a passage direction, and intake air is guided to the sub-passage (6A) or to both the main passage (6B) and the sub-passage (6A) depending on an operating state of the internal combustion engine (4),
An opening (Wa) of an inlet section (410) formed in a substantially straight line on the downstream side of the sub-passage (6A) communicates with a combustion chamber (32) via the main passage (6B),
When viewed from above, the combustion chamber (32)
the opening (Wa) is formed based on a positional relationship in which a center line (501) of the opening (Wa) is eccentric with respect to a center line (502) of an outer width (WA) of the sub-passage (6A) by an offset amount (503) set in a direction intersecting with the passage direction,
In a side view of the combustion chamber (32) with an intake valve (73) open,
the approach section (410) is formed based on a positional relationship in which an axis (419) of the sub-passage (6A) in the approach section (410) is inclined at a relative angle (θ1) set with respect to a shaft portion (73c) of the intake valve (73),
A virtual cylindrical region obtained by extending a cross-sectional shape of the opening (Wa) of the sub-passage (6A) in a direction extending toward the inside of the combustion chamber (32) is
When the intake valve (73) is open, the combustion chamber (32) is viewed from the side.
It is formed so as not to come into contact with the valve seat edge (77) of the intake valve (73).
項目1の内燃機関の吸気構造によれば、副通路6Aの開口端506からシリンダ筒内に向かう吸気流が阻害されることを低減でき、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。
The intake structure of the internal combustion engine described in
(項目2) 前記領域が、前記上面視において、前記吸気弁(73)の前記軸部(73c)に接触せず、かつ、前記側面視において、前記吸気弁(73)の傘部(73a)と接触しないように形成されている。 (Item 2) The area is formed so as not to come into contact with the shaft portion (73c) of the intake valve (73) when viewed from the top, and so as not to come into contact with the umbrella portion (73a) of the intake valve (73) when viewed from the side.
項目2の内燃機関の吸気構造によれば、副通路6Aの開口端506からシリンダ筒内に向かう吸気流がバルブシートエッジ77との接触によって阻害されることを防ぐことができ、燃焼効率を向上させることができる。これにより、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。
The intake structure of the internal combustion engine in
(項目3) 前記主通路(6B)から前記燃焼室(32)に流れる吸気(407)と、前記副通路(6A)から前記燃焼室(32)に流れる吸気(408)と、が合流する合流部(420)を更に有し、
前記合流部(420)における、前記主通路(6B)の前記副通路(6A)側の面には、略直線状のフラット面(416)が設けられている。
(Item 3) The intake air (407) flowing from the main passage (6B) to the combustion chamber (32) and the intake air (408) flowing from the sub-passage (6A) to the combustion chamber (32) further include a junction (420) where they join together,
A substantially linear flat surface (416) is provided on a surface of the main passage (6B) on the side of the sub-passage (6A) at the junction (420).
項目3の内燃機関の吸気構造によれば、フラット面416を設けたことにより、所定の曲率の円弧形状を有する曲率部900が設けられている構造(ST91)に比べて、副通路6Bの開口端506の位置を合流部420に近づけることができる。これにより、合流部420及び燃焼室32に向けた副通路6Aの差し込み角度(相対角度θ1:図1)を調整し易くし、吸気流fの指向性をより高めることができる。これにより、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。
According to the intake structure of the internal combustion engine of item 3, by providing the
(項目4) 前記フラット面(416)には、前記副通路(6A)側からの吸気流(f)を、前記合流部(420)に導くための開口が形成されている。 (Item 4) An opening is formed in the flat surface (416) to guide the intake air flow (f) from the secondary passage (6A) side to the junction (420).
項目4の内燃機関の吸気構造によれば、副通路6Bの開口端506の位置を合流部420に近づけることができ、フラット面416に形成された開口を介して、吸気流fを合流部420に供給することができる。これにより、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。
According to the intake structure of the internal combustion engine in item 4, the position of the opening
(項目5) 前記フラット面(416)は、前記吸気弁(73)の前記軸部(73c)に対して、略平行に形成されている。 (Item 5) The flat surface (416) is formed approximately parallel to the shaft portion (73c) of the intake valve (73).
項目5の内燃機関の吸気構造によれば、副通路6Bの開口端506の位置を合流部420に近づけることができる。これにより、合流部420及び燃焼室32に向けた副通路6Aの差し込み角度(相対角度θ1:図1)を調整し易くし、の指向性をより高めることができる。これにより、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。
According to the intake structure of the internal combustion engine in
(項目6) 前記副通路(6A)には、前記開口(Wa)の開口端(506)から前記燃焼室(32)に向けて前記吸気流(f)を誘導する、略直線状の吸気誘導部(409)が設けられている。 (Item 6) The sub-passage (6A) is provided with a substantially linear intake guide portion (409) that guides the intake flow (f) from the opening end (506) of the opening (Wa) toward the combustion chamber (32).
項目6の内燃機関の吸気構造によれば、開口Waから出力される吸気流fは、直線状に形成された助走区間410を流れることにより、略直線状に指向された流れとなる。更に、吸気誘導部409を形成することにより、開口Waから出力された吸気流fを、更に略直線状の指向が維持された流れとして、燃焼室32内に供給することができる。これにより、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。
According to the intake structure of the internal combustion engine in
(項目7) 前記副通路(6A)は、断面形状として、前記オフセット量(503)の方向に、横長に延設された、略長円形状の開口(Wa)、または、略矩形形状の開口(Wa)が形成されており、
前記開口(Wa)の内面と前記吸気誘導部(409)の上面(409a)とを段差のない状態で接続するため、
前記吸気誘導部(409)の上面(409a)には、前記開口(Wa)の形状に合わせた曲率を有する凹部(801、802)が形成されている。
(Item 7) The sub-passage (6A) has a cross-sectional shape formed with a substantially elliptical opening (Wa) or a substantially rectangular opening (Wa) that is laterally elongated in the direction of the offset amount (503),
In order to connect the inner surface of the opening (Wa) and the upper surface (409a) of the intake guide portion (409) without any step,
The upper surface (409a) of the intake guide portion (409) is formed with recesses (801, 802) having a curvature that matches the shape of the opening (Wa).
項目7の内燃機関の吸気構造によれば、開口Waの断面形状に応じた空間的な広がりを有する吸気流fが、開口(Wa)の形状に合わせた曲率を有する凹部(凹部の内面)を流れることにより、通路方向に沿って、略直線状に指向された流れが維持され、交差方向における吸気流の広がりを抑制することができる。これにより、開いた状態の吸気弁の軸部に接触しないように、吸気流を燃焼室内に供給することができる。副通路の開口端からシリンダ筒内に向かう吸気流が阻害されることを低減でき、シリンダ筒内での気流渦の形成を強化して、燃焼効率を向上させることが可能になる。 According to the intake structure of an internal combustion engine in item 7, the intake flow f, which has a spatial expansion according to the cross-sectional shape of the opening Wa, flows through a recess (the inner surface of the recess) with a curvature that matches the shape of the opening (Wa), thereby maintaining a flow directed in an approximately straight line along the passage direction, and suppressing the expansion of the intake flow in the cross direction. This allows the intake flow to be supplied into the combustion chamber without coming into contact with the axis of the open intake valve. This reduces the obstruction of the intake flow heading from the open end of the sub-passage into the cylinder, strengthens the formation of an airflow vortex inside the cylinder, and improves combustion efficiency.
本発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the present invention.
4:内燃機関、6:吸気通路、6A:副通路、6B:主通路、65:仕切り部、32:燃焼室、73:吸気弁、73a:傘部、73c:軸部、77:バルブシートエッジ、410:助走区間、506:開口端、409:吸気誘導部、420:合流部 4: Internal combustion engine, 6: Intake passage, 6A: Sub-passage, 6B: Main passage, 65: Partition, 32: Combustion chamber, 73: Intake valve, 73a: Umbrella, 73c: Shaft, 77: Valve seat edge, 410: Inlet section, 506: Opening end, 409: Intake induction section, 420: Confluence section
Claims (7)
前記副通路(6A)の下流側において、略直線状に形成された助走区間(410)の開口(Wa)は、前記主通路(6B)を介して、燃焼室(32)に連通し、
前記燃焼室(32)の上面視において、
前記開口(Wa)の中心線(501)が、前記副通路(6A)の外形幅(WA)の中心線(502)に対して、前記通路方向に対して交差する方向に設定されたオフセット量(503)により偏心した位置関係に基づいて、前記開口(Wa)は形成されており、
吸気弁(73)が開いた状態の前記燃焼室(32)の側面視において、
前記助走区間(410)における前記副通路(6A)の軸線(419)が、前記吸気弁(73)の軸部(73c)に対して設定された相対角度(θ1)により傾斜した位置関係に基づいて、前記助走区間(410)は形成されており、
前記副通路(6A)の前記開口(Wa)の断面形状を、前記燃焼室(32)内に向けて延長する方向に延ばした仮想的な略円柱状の領域が、
前記吸気弁(73)が開いた状態の前記燃焼室(32)の側面視において、
前記吸気弁(73)のバルブシートエッジ(77)に接触しないように形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気構造。 An intake structure for an internal combustion engine (4), comprising: a partition portion (65) that partitions an intake passage (6) into upper and lower portions along a passage direction, and a main passage (6B) and a sub-passage (6A) are formed by the partition portion (65), and intake air is guided to the sub-passage (6A) or to the main passage (6B) and the sub-passage (6A) depending on an operating state of the internal combustion engine (4),
An opening (Wa) of an inlet section (410) formed in a substantially straight line on the downstream side of the sub-passage (6A) communicates with a combustion chamber (32) via the main passage (6B),
When viewed from above, the combustion chamber (32)
the opening (Wa) is formed based on a positional relationship in which a center line (501) of the opening (Wa) is eccentric with respect to a center line (502) of an outer width (WA) of the sub-passage (6A) by an offset amount (503) set in a direction intersecting with the passage direction,
In a side view of the combustion chamber (32) with an intake valve (73) open,
the approach section (410) is formed based on a positional relationship in which an axis (419) of the sub-passage (6A) in the approach section (410) is inclined at a relative angle (θ1) set with respect to a shaft portion (73c) of the intake valve (73),
A virtual cylindrical region obtained by extending a cross-sectional shape of the opening (Wa) of the sub-passage (6A) in a direction extending toward the inside of the combustion chamber (32) is
When the intake valve (73) is open, the combustion chamber (32) is viewed from the side.
An intake structure for an internal combustion engine, characterized in that it is formed so as not to come into contact with a valve seat edge (77) of the intake valve (73).
前記合流部(420)における、前記主通路(6B)の前記副通路(6A)側の面には、略直線状のフラット面(416)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気構造。 The combustion chamber further includes a junction (420) where the intake air (407) flowing from the main passage (6B) to the combustion chamber (32) and the intake air (408) flowing from the sub-passage (6A) to the combustion chamber (32) join together,
2. The intake structure of an internal combustion engine according to claim 1, wherein a substantially linear flat surface is provided on a surface of the main passage on the side of the sub-passage at the junction.
前記開口(Wa)の内面と前記吸気誘導部(409)の上面(409a)とを段差のない状態で接続するため、
前記吸気誘導部(409)の上面(409a)には、前記開口(Wa)の形状に合わせた曲率を有する凹部(801、802)が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の吸気構造。 The sub-passage (6A) has a cross-sectional shape formed with a substantially elliptical opening (Wa) or a substantially rectangular opening (Wa) that is laterally elongated in the direction of the offset amount (503),
In order to connect the inner surface of the opening (Wa) and the upper surface (409a) of the intake guide portion (409) without any step,
The intake structure of an internal combustion engine as described in claim 6, characterized in that a recess (801, 802) having a curvature that matches the shape of the opening (Wa) is formed on an upper surface (409a) of the intake guide portion (409).
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---|---|---|---|
PCT/JP2023/013593 WO2024202016A1 (en) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | Air intake structure for internal combustion engine |
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- 2023-03-31 WO PCT/JP2023/013593 patent/WO2024202016A1/en active Search and Examination
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