用于内燃发动机的进气口结构的制作方法

专利名称：用于内燃发动机的进气口结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃发动机的进气口结构。更具体地，本发明涉 及一种用于内燃发动机的进气口结构，其避免了气流控制阀的卡死，增加 了形成于燃烧室内的旋涡气流的强度，并且抑制了燃料效率的下降并减少 了排放。
背景技术：
作为本发明的相关技术，用于内燃发动机的进气口结构是公知的。 在所述进气口结构中，控制设置在进气口中的气流控制阀以打开/关闭 而控制进气的流动并形成旋涡流，比如燃烧室内的翻转流和涡流。例 如翻转流和涡流的旋涡气流促进了燃料和空气的混合以及火焰的传 播，从而提高了燃烧效率。而且，旋涡气流在火花塞附近形成浓的空
气燃料混合物而可以进行分层充气燃烧。日本实用新型申请公报No. 7-25264 (专利公报1 )说明了 一种用于形成旋涡气流的气流控制岡(节 流阀)。
在专利公报1所述的技术中，气流控制岡设置在进气口通道的壁 面上。在进气口中，通过设置分隔壁形成第一通道和第二通道。进气 经第一通道导至燃烧室内部空间的中部，从而形成翻转流。进气经第 二通道导至燃烧室内部空间的外周部。气流控制阀的一端由一个轴支 撑，从而使得该气流控制阀可以枢转。当气流控制阀部分打开时，所 述气流控制阀的另一端接触分隔壁的端部。由此，第二通道的整个横 截面被封闭。当气流控制阀封闭第二通道的整个横截面时，进气经第 一通道流入燃烧室并形成翻转流。通过部分打开气流控制阀，在燃烧 室内形成强的翻转流。可以通过完全关闭或完全打开气流控制阀来控 制进气流量。
在包括有其一端由阀轴支撑的气流控制阀的进气口结构中，进气 气流在进气口中如下所述地运动。图9A至图9C图示了一种进气口结构200，其包括一个气流控制阀201,该控制岡的一端由阀轴202支撑。 在进气口 203的侧视图中，阀轴202设置在靠近进气口 203壁面203ab 的位置上。更具体地，图9A示出了当进气流入进气口结构200时进气 气流F在进气口 203中的流速分配。图9B是图9A所示的进气口 203 沿线B-B截取的截面图。图9C是图9A所示的进气口 203沿线A-A 截取的截面图。
当进气流入图9A所示的进气口结构200时，在进气气流F刚通过 变窄的通道E时，进气气流F朝壁面203aa偏转，并且进气的流速相 应地增加。然而，当偏转的进气气流F接近燃烧室204时，进气气流 F逐渐从壁面203aa向203ab扩散。相应地，进气的流速降低。这减 小了基于进气气流F在燃烧室204内形成的旋涡气流的强度。
日本专利申请公报No. JP-A-6-248956 (专利公才艮2 )描述了 一种 用于解决上述问题的发动机进气装置。该发动机进气 装置应用于这样的一种内燃发动机，其中进气气流(空气燃料混合物 气流)被引导至进气口的外曲部，从而可在燃烧室内形成强的翻转流。 该发动机进气装置包括副进气口 。该副进气口的一端在邻近进气门上 游的位置处连接到进气口的内曲部，以沿与通过进气口的进气气流方 向相反的方向注入辅助空气。副进气口的另一端在节气门上游的位置 处连接到进气通道。由于进气口中的压力与位于节气门上游位置处的 进气通道中的压力之间的差，空气在节气门的上游位置处从进气通道 吸入副进气口。此外，吸入的空气起到辅助空气的作用，并且使进气 气流向进气口的外曲部偏转。在这种技术中，可通过偏转的进气气流 在燃烧室内形成更强的翻转流。
日本实用新型申请公报No. 7-42407 (专利公才艮3)说明了一种发 动机进气装置。与专利公报2所述的发动机进气装置类似，这种发动 机进气装置也应用于内燃发动机，其中进气气流(空气燃料混合物气 流)朝进气口的外曲部偏转，从而可在燃烧室内形成强翻转流。而且， 该发动机进气装置包括螺旋式进气口 (副进气口 )。螺旋式进气口的一 端在进气门上游位置处连接到进气口的内曲部。螺旋式进气口的另一 端在节气门上游位置处连接到进气通道。此外，该发动机进气装置的 螺旋式进气口形成为使得螺旋式进气口的内曲部相对于进气流动的方向倾斜135度。在这种技术中，进气气流通过从螺旋式进气口注入的 辅助空气向外偏转。因此，可在燃烧室内形成更强的翻转流。
当专利公报1所述的气流控制阀部分打开时，在进气口中形成巻 流，并且该巻流被导向气流控制阀的下表面(即进气气流方向中的下 表面)与进气口的壁面之间的空间。进气气流包含例如少量的机油和 碳以及粉尘。机油和碳从设置在进气口上游的PCV (曲轴箱强制通风 系统)、进气歧管等流入。粉尘含于大气中。因此，由于向上述空间导 向的巻流的原因，机油粘附在气流控制阀的下表面和进气口的壁面上。 同时，碳和粉尘沉积并形成沉积物。因此形成的沉积物不利地影响气 流控制阀的枢转运动。进一步地，气流控制阀可能因为沉积物而卡死。
在图9A所示的进气口结构200中，进气气流F在进气门205的挺 杆205a之间的区域中收缩，如图9B所示，图9B是进气口 203沿图 9A中的线B-B截取的截面图。此外，如图9C所示——其为进气口 203 沿图9A中的线A-A截取的截面图，进气气流F通过进气门205的挺 杆205a之间的区域，并且进气气流几乎不通过X部。在这种情形下， 如果燃料粘附在进气门205的X部上，由于进气气流几乎不通过X部， 所以燃料粘附于进气门205的X部。内燃发动机的燃料效率降低，并 且空气燃料混合物的空燃比由于燃料粘附于X部而改变。由此，包含 在排气中的诸如CO和HC的排放物可能增加。然而，在专利公报1 中，没有考虑气流控制阀可能卡死、内燃发动机的燃料效率可能降低 以及排放物可能会由于油粘附于气流控制阀油而增加的问题。
与专利公报1所述的气流控制岡相比，专利公报2和3所述的发 动机进气装置可通过偏转进气气流来增加形成的翻转流的强度。然而， 由于辅助空气以与进气气流的方向相反的方向注入，所以进气气流可 能会减弱且形成的翻转流的强度可能相应地减小。

发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种用于内燃发动机的进气 口结构，其避免了气流控制阀的卡死，增加了燃烧室内形成的旋涡气 流的强度，并且抑制了燃料效率的下降并减少了排放。
根据本发明，用于内燃发动机的进气口结构包括阀轴和气流控制阀。阀轴设置在进气口中。气流控制阀在其一端处或在靠近所述端的 位置处由阀轴支撑。在气流控制阀与进气口的壁面之间形成有间隙。
根据本发明的进气口结构包括气流控制阀，其在气流控制阀 一端 附近的位置处由阀轴支撑。在此进气口结构中，进气流经间隙。因此， 通过间隙的进气接触气流控制阀的下表面和进气口的壁面，并清除粘 附在气流控制阀的下表面和进气口的壁面上的机油和碳。这抑制了沉 积物的形成。由此，可避免气流控制阀卡死。
在进气口侧视图中阀轴设置在进气口壁面底部的附近位置处的情 况中，通常在阀轴和进气口的靠近阀轴的部分壁面之间形成间距。此 间距对枢转气流控制阀是必须的。即，根据本发明的间距和间隙基于 不同的技术概念形成。与此间距形成对比，间隙形成为使得在根据本 发明的进气口结构中进气流经该间隙。此外，例如，即使在气流控制 阀完全打开时，也形成有间隙，使得进气更有效地引导至间隙。因此， 抑制了沉积物的形成。
根据本发明，用于内燃发动机的进气口结构包括阀轴和气流控制 阀。阀设置在进气口中。气流控制阀由阀轴支撑。当气流控制阀打开 时，在气流控制阀和进气口的位于阀轴的一侧的部分壁面之间形成有 通道。根据气流控制阀的打开量，在气流控制阀和进气口的与邻近通 道的部分壁面相对的另一部分壁面之间形成间隙。
句子"当气流控制阀打开时，在气流控制阀和进气口的位于阀轴 的一侧的部分壁面之间形成有通道"表示蝶式气流控制阀被排除在外。 当蝶式气流控制阀部分打开时，在气流控制岡与进气口壁面的两个相 对部分之间形成两个通道。即，两个通道形成于阀轴的两侧。才艮据本 发明，在进气口结构中_ 一其中在气流控制阀打开时于岡轴的 一侧形 成通道，通过采用通过间隙的进气气流，可抑制沉积物的形成并可避 免气流控制阀的卡死。而且，根据本发明，考虑到在以气流控制岡的 打开量为基础的各种情形下通过间隙的进气气流的影响，可判定其中 形成有间隙的气流控制阀打开量的范围。
而且，根据本发明，间隙可在气流控制阀的打开量大于或等于预 定量时形成，并且间隙可在气流控制阀的打开量小于预定量时封闭。 例如，间隙可在气流控制阀部分地打开而使得打开量小于预定量时封闭，或在气流控制阀完全关闭时封闭。这种情况中，流经进气口中的 通道的进气气流不会由于在气流控制阀部分打开而使得打开量小于预 定量时或在气流控制阀完全关闭时通过间隙的进气而被减弱。这抑制 了形成于燃烧室内的旋涡气流的强度降低。而且，间隙可在气流控制 岡部分地打开而使得打开量大于或等于预定量时或在气流控制阀完全 打开时形成。即，间隙可在进气的流量和流速增加时形成。这种情况 中，可抑制由于通过间隙的进气的影响而导致的内燃发动机的进气充 气效率的降低。根据本发明，通过流经间隙的进气气流，可抑制沉积 物的形成并避免气流控制阀的卡死。此外，通过考虑流经间隙的进气 气流对流经进气口中的通道的进气气流的影响，可抑制旋涡气流强度 的降低和进气充气效率的降低。根据本发明，间隙可在气流控制阀的打开量大于或等于预定量时 封闭，且间隙可在气流控制阀的打开量小于预定量时形成。根据本发 明，通过以上述方式形成间隙，可抑制沉积物的形成并可避免气流控 制阀的卡死。根据本发明，间隙可在气流控制阀的打开量处于预定范围内时形 成。根据本发明，通过于气流控制阀的打开量处于预定范围内时形成 间隙，可抑制沉积物的形成并避免气流控制阀的卡死。而且，根据本发明，气流控制阀的端部可形成为使得间隙在进气 流动方向的上游位置部分的横截面面积大于间隙在该方向的下游位置 部分的横截面面积。根据本发明，进气可适当地引导至间隙。可抑制 沉积物的形成，且可避免气流控制阀的卡死。根据本发明，可在气流控制岡的下游位置处于邻近间隙的部分壁 面上设置气流引导部。在此情况中，气流引导部将已通过间隙的进气 导向邻近通道的部分壁面。根据本发明，由气流引导部引导的进气向上推偏转的进气气流。 这抑制了该偏转进气气流的扩散及进气流速的降低。而且，与辅助空 气体沿与进气气流方向相反的方向注入的情形相比，更适当地抑制了 进气气流的减弱。因此，进气气流继续更适当地偏转。由此，可增加 形成于燃烧室内的旋涡气流的强度。此外，由气流引导部引导的进气 抑制了该偏转进气气流的收缩。这抑制了燃料在进气门上的粘附。由此，抑制了内燃发动机中燃料效率的降低并减少了排放。根据本发明，用于内燃发动机的进气口结构包括阀轴和气流控制 阀。阀轴设置在进气口中。气流控制阀在其一端由岡轴支撑。当气流 控制岡打开时，在气流控制阀与进气口的位于岡轴的一侧的部分壁面 之间形成通道。气流控制阀的一端接触进气口的与邻近通道的部分壁 面相对的另一部分壁面。在气流控制阀中形成进气经其通过的孔。根据本发明，可于气流控制岡的下游位置处在与邻近通道的部分 壁面相对的那部分壁面上设置气流引导部。这此情形中，气流引导部 将已经通过上述孔的进气导向邻近通道的部分壁面。根据本发明，可提供用于内燃发动机的进气口结构，其避免了气 流控制阀的卡死，增加了形成于燃烧室内的旋涡气流的强度，且抑制 了燃料效率的降低并减少了排放。


本发明的前述及/或其它目的、特征和优点将通过以下参照附图对 示例实施方式的说明变得更为明显，其中类似的标号代表类似的元件，并且其中图1A至图1F图示了根据第一实施方式用于内燃发动机的进气口 结构100A的构造；图2图示了根据第二实施方式的进气口结构100B的构造，该进气 口结构包括一端由阀轴2支撑的气流控制阀1B;图3A至3C图示了进气口结构100Ca的构造，该进气口结构包括 气流控制阀1C,其中中间部由阀轴2支撑；图4图示了进气口结构100Cb的构造，该进气口结构除了形成有间 隙G3外与进气口结构100Ca的构造相同；图5图示了根据第四实施方式的进气口结构100Da的构造，该进气 口结构包括气流控制阀1B，该阀的一端与根据第二实施方式的进气口 结构100B类似地由阀轴2支撑，并且该进气口结构还包括设置在壁面 3be上的气流引导部H;图6A至6B图示了根据第四实施方式的进气口结构100Da中的进气的运动；图7图示了进气口结构lOODb的构造，该进气口结构除了设置有气 流控制阀ID而不是气流控制阀IB且未形成间隙G2外与进气口结构 100Da相同;图8图示了进气口结构lOODc的构造，该进气口结构与进气口结构 lOODa类似地包括有气流控制阀1B，并且其中在侧壁3bf靠近阀轴2 的一侧上形成有连通通道U，该连通通道U从气流控制阀1B的上游位 置延伸至气流控制阀B的下游位置；以及图9A至9C图示了进气口结构200,该进气口结构包括气流控制阀 201,该气流控制阀的一端由i史置在进气口 203壁面203ab附近的阀轴 202支撑。
具体实施方式
在以下的说明中，将依据示例实施方式对本发明进行更详细的说明。将参照图1A至图1F详细说明根据本发明第一实施方式的进气口 结构IOOA。图1A至图1F图示了根据该实施方式的用于内燃发动机 的进气口结构100A (以下筒称为"进气口结构")的构造。更具体地， 图1A图示了完全关闭的气流控制阀1A。图1B是放大视图，图示了 气流控制阀1A与进气口 3的壁面3ba之间的间隙在气流控制阀1A完 全关闭时封闭。图1C图示了气流控制阀1A部分地打开。图1D是放 大视图，图示了气流控制阀1A与壁面3ba之间的间隙在气流控制阀 1A部分打开时封闭。图1E图示了气流控制阀1A完全地打开。图1F 是放大视图，图示了在气流控制阀1A完全打开时于气流控制阀1A与 壁面3ba之间形成间隙Gl。根据本实施方式的进气口结构IOOA应用于内燃发动机(未图示)， 其中进气气流F1向进气口 3的壁面3bb偏转，使得可在燃烧室4内形 成一个强的翻转流。如图1A所示，根据本实施方式的进气口结构100A 包括气流控制阀1A、阀轴2和进气口3。进气经进气口3引导至燃烧 室4。在本实施方式中，在进气口 3中形成有分隔壁3a。分隔壁3a将 进气口 3内的空间划分为两个通道E1和E2。然而，进气口3可以不包括分隔壁3a。进气口 3的壁面3ba形成为使得气流控制阀1A可容 纳在进气口 3内，并且在气流控制阀1A打开时气流控制阀1A不干涉 进气气流。当气流控制阀1A部分打开时，进气经通道E1引导至燃烧 室4，使得在燃烧室4内形成翻转流。当气流控制阀1A完全打开时， 进气经通道El和E2引导至燃烧室4。阀轴2支撑气流控制阀1A，使得气流控制阀可以枢转。如图1A 所示，在本实施方式中，在进气口3的侧视图中，阀轴2设置在靠近 壁面3ba的位置上。阀轴2在靠近气流控制阀1A的一个端部的位置 处支撑气流控制阀1A。气流控制阀1A控制进气的流量和流速。气流 控制阀1A包括间隙打开/封闭部laA和阀元件部lbA。间隙打开/封闭 部laA设置在阀轴2的一侧上。阀元件部lbA设置在阀轴2的另一侧 上。间隙打开/关闭部laA打开/封闭形成在阀轴2与壁面3ba之间的 间隙Gl。通道E形成于阀元件部lbA与壁面3bb之间，使得进气被 引导至通道E。阀轴2由致动器(未图示)驱动。可釆用例如电动马达作为致动 器。致动器可由控制部(未图示)控制。可釆用例如ECU (电子控制 单元)作为控制部。当由控制部驱动的致动器通过阀轴2改变气流控 制阀1A的打开量时，在通道E中流动的进气的流量和流速发生改变。接下来将详细说明上述构造中气流控制阀1A完全关闭的情况、气 流控制阀1A部分打开的情况和气流控制阀1A完全打开的情况。如图 1B所示，当气流控制阀1A完全关闭时，间隙打开/封闭部laA封闭阀 轴2与壁面3ba之间的间隙。阀元件部lbA部分地封闭进气口 3内的 空间，使得在阀元件部lbA与壁面3bb之间形成狭窄的通道E。由于 进气气流F1通过狭窄的通道E，所以进气气流F1的速度增加，并且 进气气流F1偏转。因此，在燃烧室4内形成翻转流。如图1C所示，当气流控制阀1A部分打开时，通道E被扩大以增 加进气的流量。如图1D所示，当气流控制阀1A部分打开而使得打开 量小于预定量时，间隙打开/封闭部laA仍封闭住间隙Gl。在本实施 方式中，当气流控制阀1A完全关闭或当气流控制阀1A部分打开而寸吏 得打开量小于预定量时，间隙Gl封闭，从而使得进气不流经间隙Gl。 这避免了通过通道E的进气气流F1受到进气通过间隙Gl的影响而减弱的情形。因此，当气流控制阀1A部分打开而使得打开量小于预定量 时，进气的流量增加，并且持续地形成翻转流、同时抑制翻转流的减 弱。如图1E所示，当气流控制阀1A完全打开时，气流控制阀1A将 通道E扩大到最大程度，使得气流F1经扩大的通道E引导至燃烧室4。 因此，可在内燃发动机施加有高负荷且发动机转速为高时增加进气的 流量。同时，在本实施方式中，当气流控制阀1A部分打开而使得打开 量大于或等于预定量时，或当气流控制阀1A完全打开时，在气流控制 阀1A与壁面3ba之间形成间隙Gl。此外，由于间隙打开/封闭部laA 如图1F所示地打开，所以进气气流被适当地引导至间隙Gl。当气流控制阀1A如图1B所示完全地关闭时，或当气流控制阀1A 如图1D所示部分地打开时，巻流F2形成并朝向气流控制阀lcA的下 表面lcA与进气口 3的壁面3ba之间。进气包含少量的机油和碳。因 此，才几油由于巻流F2粘附在下表面lcA和壁面3ba上。由此，形成 了由碳等构成的沉积物D。根据本实施方式，在这种情形中，在气流 控制阀1A部分打开而使得打开量大于或等于预定量时或在气流控制 阀如图1E所示完全打开时，被引导至间隙Gl的气流F3清除沉积物 D。由jHl，可避免气流控制阀1A卡死。设置阀轴2的位置不限于本实施方式所述的位置。例如，岡轴2 可设置在进气口 3侧视图中的靠近壁面3bb的位置处。而且，例如壁 面3ba和间隙打开/封闭部laA可形成为使得在气流控制岡1A完全关 闭时或在气流控制阀1A部分打开而使得打开量小于预定量时形成间 隙Gl,并且间隙Gl在气流控制阀1A部分打开而使得打开量大于或 等于预定量时或在气流控制阀1A完全打开时封闭。在气流控制阀1A 完全关闭时或在气流控制阀1A部分打开而使得打开量小于预定量时， 燃料可能由于从燃烧室4回溅而粘附在壁面3ba上。因此，通过在气 流控制阀1A完全关闭时或在气流控制阀1A部分打开而使得打开量小 于预定量时形成间隙G1，可适当地避免燃料在壁面3ba上的粘附。而 且，间隙Gl至少可在气流控制阀1A的打开量处于预定范围内时形成。 在这种情况中，考虑燃烧室4内形成的翻转流的强度、进气的充气效 率和清除沉积物D的效果等等所有因素，可判定在其中形成间隙Gl的气流控制阀1A的打开量的最佳范围。而且，例如，可执行控制而在 部分打开的状态与完全打开的状态之间交替地切换气流控制阀1A的 状态。通过反复地打开/封闭间隙Gl，可改变通过间隙Gl的进气的流 量和流速。由此，可更有效地清除沉积物D。因此，可实现避免了气 流控制阀1A卡死的用于内燃发动机的进气口结构IOOA。将详细说明才艮据本发明第二实施方式的进气口结构IOOB。根据此 实施方式的进气口结构100B包括气流控制阀1B,其一端由阀轴2支 撑。如图2所示，根据第二实施方式的进气口结构IOOB的构造与根据 第一实施方式的进气口 IOOA的构造相同，除了进气口结构100B包括 气流控制阀1B而不是气流控制阀1A。本实施方式中，由于气流控制 阀1B的一端由阀轴2支撑，所以与气流控制阀1A不同，气流控制阀 1B不包括间隙打开/封闭部laA。在根据此实施方式的进气口结构100B中，不论气流控制阀1B是 打开还是关闭，间隙G2都形成在阀轴2与壁面3ba之间。因此，在 根据此实施方式的进气口结构100B中，可通过流经间隙G2的进气来 清除粘附在气流控制阀1B的下表面lcB和壁面3ba上的机油和碳。 即使在气流控制阀1B部分打开而使得打开量小于预定量时或在气流 控制阀1B完全关闭时，也能清除粘附在下表面lcB和壁面3ba上的 机油。通过如本实施方式中的即使在气流控制阀1B完全关闭时也形成 间隙G2，进气更可靠地接触下表面lcB和壁面3ba。因此，可更适当 地清除粘附在下表面lcB和壁面3ba上的机油。因而，可实现避免气 流控制阀1B卡死的进气口结构IOOB。图3A至图3图示了#>据本发明第三实施方式的进气口结构100Ca 的构造。根据本发明第三实施方式的进气口结构100Ca包括气流控制 阀1C，其中中间部由阀轴2支撑。更具体地，图3A图示了气流控制 阀1C完全地关闭。图3B图示了气流控制阀1C部分地打开。图3C 图示了气流控制阀1C完全地打开。在根据此实施方式的进气口结构 100Ca中，阀轴2设置在距离壁面3bb和3bc足够远的位置处。在根 据此实施方式的进气口结构100Ca中，壁面3bc的形状形成为使得在 气流控制阀1C完全关闭时或在气流控制阀1C部分打开而使得打开量 小于预定量时进气不流经阀轴2与壁面3bc之间的区域。在此进气口结构100Ca中，与根据第一实施方式的进气口结构100A和根据第二 实施方式的进气口结构100B相同，可通过在完全关闭状态、部分打开 状态与完全打开状态之间改变气流控制阀1C的状态来增加/降低进气 的流量和流速。根据此实施方式的进气口结构100Ca的构造与根据第 一实施方式的进气口 100A的构造相同，除了气流控制阀1C不同于气 流控制阀1A、阀轴2的位置不同于第一实施方式中的阀轴2的位置以 及进气口 3的壁面3bc的形状不同于进气口 3的壁面3ba的形状。如图3A所示，当根据此实施方式的气流控制阀1C完全关闭时， 气流控制阀1C使通道E为窄，与第一实施方式中的气流控制阀1A的 情况相同。因此，进气气流F1的速度增加，且进气气流F1偏转。由 此，可在燃烧室4内形成翻转流。而且，如图3B所示，当气流控制阀 1C部分打开时，气流控制阀1C扩大通道E并且继续形成翻转流，与 第一实施方式中的气流控制阀1A的情况相同。而且，当气流控制阀 1C完全关闭或部分打开时，形成巻流F2并形成来自燃烧室4的回溅， 与根据第一实施方式的进气口结构100A相同。因此，机油、燃料和碳 粘附在气流控制阀1C的下表面lcC以及进气口 3的壁面3bc上。如图3C所示，当气流控制阀1C完全打开时，气流控制阀1C将 进气口 3内的空间划分为两个通道，即通道E和间隙G3。即，气流控 制阀1C将通道扩大到最大程度。因而，可在内燃发动机施加有高负荷 且发动机转速为高时增加进气的流量。此外，在此实施方式中，当气 流控制阀1C完全打开时，流经间隙G3的进气接触下表面lcC和壁面 3bc。因此，可清除例如粘附在下表面lcC和壁面3bc上的机油。此外，也可在其中形成有间隙3的进气口结构100Cb中避免气流 控制阀1C的卡死，如下文所述。图4图示了进气口结构100Cb的构 造。进气口结构100Cb与进气口结构100Ca相同，除了形成有间隙 G3。尽管在此实施方式的进气口 3中进气口结构100Cb不包括分隔壁 3a，但是进气口结构100Cb也可包括分隔壁3a。如图4所示，在进气 口结构100Cb中，当气流控制阀1C完全关闭或部分打开时，在气流 控制阀1C的一个端部ldC与壁面3bd之间形成间隙G3。因而，当气 流控制阀1C完全关闭或部分打开时，进气流经间隙G3，即，进气沿 壁面3bd流动。因此，可更适当地清除例如粘附在壁面3bd上的此外，气流控制阀1C的一个端部ldC的形状可形成为使得间隙G3 在上游位置处部分的横截面面积大于间隙G3在下游位置处部分的横 截面面积。通过这种构造，可通过将进气引导至间隙G3来更适当地 清除例如粘附在壁面3bd上的机油。壁面3bd和气流控制阀1C可形成为使得仅在气流控制阀1C的打 开量处于预定范围内时形成间隙G3。例如，可仅在气流控制阀1C完 全关闭时、或仅在气流控制阀1C部分打开时形成间隙G3。而且，在 图3和图4所示的进气口结构中，也可采用例如不包括另一个端部一 —即位于阀轴2的另一侧的部分一_的气流控制阀来替代气流控制阀 1C。然而，这种情况中，当气流控制阀完全关闭或部分打开时，通道 E的横截面面积是恒定的，因此，进气的流量和流速不会改变。因而， 可实现避免气流控制阀1C卡死的进气口结构100C。将说明根据第四实施方式的进气口结构100Da。根据第四实施方 式的进气口结构100Da与根据第二实施方式的进气口结构100B相同， 除了下述要点之外。图5图示了进气口结构100Da的构造。进气口结 构100Da包括气流控制阀1B，其一端由阀轴2支撑，与图5所示的根 据第二实施方式的进气口结构100B相同。此外，进气口结构100Da 包括设置在壁面3be上的气流引导部H。在根据此实施方式的进气口 结构100Da中，气流引导部H于阀轴2的下游位置处一~"即在阀轴2 与燃烧室4之间的位置处一一设置在邻近间隙G2的壁面3be上，不 论气流控制阀1B是打开还是关闭都形成有所述间隙G2。气流引导部 H将已通过间隙G2的进气导向邻近通道E的壁面3bb。更具体地， 在此实施方式中，气流引导部H形成为壁面3be的阶梯部，如图5所 示。然而，气流引导部H的形状不限于这种形状。例如，气流引导部 H可具有圓柱形的内表面，其可将已通过间隙G2的进气更平滑地引 导向壁面3bb。在根据本实施方式的进气口结构100Da中，进气口 3 不包括分隔壁。当气流控制阀1B关闭时，进气气流F1通过窄的通道E。因此， 进气气流F1的流速增加，且进气气流F1向壁面3bb偏转。此时，在 根据此实施方式的进气口结构100Da中，气流引导部H将已通过间隙 G2的进气气流F3引导向壁面3bb。然后，被引导向壁面3bb的进气气流F3改变为喷泉状的气流，如图5所示。喷泉状气流将已通过通道 E的气流F1朝上地推向壁面3bb。因而，可抑制进气气流F1的扩散 和进气流速的降低。图6A和图6B图示了才艮据此实施方式的进气口结构100Da中的进 气运动。更具体地，图6A图示了当进气流入进气口结构100Da时进 气气流F在进气口 3中的流速分布。图6B是进气口结构100Da沿线 A-A截取的截面图，其与图9C中沿线A-A截取的截面图类似。如图 6A所示，在根据此实施方式的进气口结构100Da中，与图9A所示的 进气口结构200相比，抑制了进气气流Fl的扩散。由此，进气气流 Fl保持偏转。因而，可抑制进气流速的降低。由此，可抑制形成于燃 烧室4内的翻转流强度的降低。在进气气流Fl通过沿与进气气流Fl 的方向相反的方向注入辅助空气而保持偏转的情况中，进气气流F1被 辅助空气减弱。然而，在才艮据此实施方式的进气口结构100Da中，当 进气气流Fl要扩散时，通过向上推进气气流Fl使进气气流Fl保持 偏转。因此，抑制了进气气流F1的减弱。由此，可适当地增加燃烧室 4内形成的翻转流的强度。如图6B所示，在根据此实施方式的进气口结构100Da中，即将收 缩的进气气流F1部分由进气气流F3向上推。由此，抑制了该部分进 气气流F1的收缩。由此，进气也流经X部。因此，可抑制燃料粘附 于进气门，并且可利用燃料形成空气燃料混合物。这抑制了内燃发动 机的燃料效率的降低并减少了排放。图6A和图6B所示的喷泉状气流 还抑制了图1所示的巻流F2的形成。因此，可通过流经间隙G2的进 气气流F3的作用以及通过此喷泉状气流的作用来抑制沉积物的形成。 因而，可避免气流控制阀1B卡死。实验结果证明，与图9所示的进气 口结构200相比，尽管翻转流的强度根据气流控制阀1B的打开量改变， 根据此实施方式的进气口结构100Da中的翻转流的强度还是增加了将 近20%。同样地，在进气口结构100Db中，翻转流的强度可进一步适当地 增加，同时进气气流F保持偏转。进气口结构100Db与进气口结构 100Da相同，除了设置气流控制阀1D而不是气流控制阀气流控制阀 1B，并且没有形成间隙G2。图7图示了进气口结构100Db的构造，其中设置有气流控制阀ID而不是气流控制阀1B，并且没有形成间隙 G2。在图7所示的进气口结构100Db中，在气流控制阀1D中形成狭 缝形状的孔S而不是形成间隙G2。孔S在垂直于打印有图7的纸张平 面的方向延伸。如图7所示，孔S形成为使得在气流控制阀1D关闭 时进气气流F4导向气流引导部H。因而，在根据此实施方式的进气口 100Db中，与进气口结构100Da中相同，进气气流F1被向上推。即， 同样地，在根据此实施方式的进气口结构100Db中，翻转流的强度可 适当地增加，同时使进气气流F1保持偏转。而且，可类似地抑制进气 气流F1的收缩。这抑制了内燃发动机的燃料效率的下降，并且减少了 排放。此外，可类似地抑制图1所示的巻流F2的形成。因此，可抑制 沉积物的形成，并可避免气流控制阀1D卡死。
同样地，在下述的进气口结构100Dc中，翻转流的强度可适当地增 加，同时进气气流Fl保持偏转。图8图示了进气口结构100Dc的构造。 与进气口结构100Da相同，进气口结构100Dc包括气流控制阀1B。此夕卜， 在壁面3bf靠近阀轴2的一侧形成连通通道U，而不是形成间隙G2。连 通通道U从气流控制阀1B的上游位置延伸至气流控制阀1B的下游位置。 如图8所示，通过形成连通通道U而不是形成间隙G2，已通过连通通道 U的进气气流F5由气流引导部H改变为喷泉状。因而，进气气流F1被 向上推，与进气口结构100Da和100Db相同。由此，翻转流的强度可更 适当地增加。而且，同样地，在进气口结构100Dc中，可抑制进气气流 Fl的收缩。这抑制了内燃发动机内的燃料效率的降低，并减少了排放。 此外，同样地，在进气口结构100Dc中，可抑制如图1所示的巻流F2的 形成。因此，可抑制沉积物的形成，并可避免气流控制岡1B卡死。因而， 可实现这样的进气口结构100D:其避免了气流控制阀1B或1C的卡死， 通过进气气流F1适当地增加了形成于燃烧室4内的翻转流的强度，并且 抑制了内燃发动机的燃料效率的下降，并减少了排放。
虽然已参照其示例实施方式对本发明进行了说明，但是应当理解本发 明不限于示例的实施方式或结构。相反地，本发明意图涵盖各种改型和 等同设置。此外，虽然在各个示例性的组合和构造中示出了示例实施方 式的各个元件，但是其它包括或多或少或仅仅一个元件的组合和构造也 落在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1. 一种用于内燃发动机的进气口结构，其包括阀轴，其设置在进气口中；以及气流控制阀，其在所述气流控制阀的一端处或在靠近所述端的位置处由所述阀轴支撑，其特征在于在所述气流控制阀和所述进气口的位于所述阀轴的一侧的壁面之间形成有间隙。
2. —种用于内燃发动机的进气口结构，其包括阀轴，其设置在 进气口中；以及气流控制阀，其由所述阀轴支撑，其中在所述气流控制 阀打开时，在所述气流控制阀和所述进气口的位于所述阀轴的一侧的部 分壁面之间形成有通道，其特征在于根据所述气流控制阀的打开量，在所述气流控制阀和所述进气口的 与邻近所述通道的部分壁面相对的另一部分壁面之间形成间隙。
3. 如权利要求1或2所述的用于内燃发动机的进气口结构，其中 在所述进气口侧视图中所述阀轴设置在低于所述进气口的轴线的位置 处。
4. 如权利要求2所述的用于内燃发动机的进气口结构，其中所述 间隙在所述气流控制阀的打开量大于或等于预定量时形成，且所述间隙 在所述打开量小于所述预定量时封闭。
5. 如权利要求2所述的用于内燃发动机的进气口结构，其中所述 间隙在所述气流控制阀的打开量大于或等于预定量时封闭，且所述间隙 在所述打开量小于所述预定量时形成。
6. 如权利要求2所述的用于内燃发动机的进气口结构，其中所述 间隙在所述气流控制阀的打开量处于预定范围内时形成。
7.如权利要求2至5中任一项所述的用于内燃发动机的进气口结 构，其中所述气流控制阀的端部形成为使得所述间隙在进气流动方向的 上游位置部分的横截面面积大于所述间隙在所述方向的下游位置部分 的横截面面积。
8.如权利要求2至5中任一项所述的用于内燃发动机的进气口结 构，其中于所述气流控制阀的下游位置处在邻近所述间隙的部分壁面上 设置有气流引导部；并且所述气流引导部将已通过所述间隙的进气导向 所述邻近所述通道的部分壁面。
9. 一种用于内燃发动机的进气口结构，其包括阀轴，其位于进 气口中；以及气流控制阀，其在所述气流控制阀的一端处由所述阀轴支 撑，其中在所述气流控制阀打开时，在所述气流控制阀和所述进气口的 位于所述阀轴的一侧的部分壁面之间形成有通道，其特征在于所述气流控制阀的一端接触所述进气口的与邻近所述通道的部分 壁面相对的另一部分壁面；并且在所述气流控制阀中形成有孔，进气通过所述孔。
10. 如权利要求9所述的用于内燃发动机的进气口结构，其中在 所述与邻近通道的部分壁面相对的那部分壁面上设置有气流引导部；并分壁面。
11. 一种用于内燃发动机的进气口结构，包括 阀轴，其设置在进气口中；以及气流控制阀，其在所述气流控制阀的一端处或在靠近所述端的位置 处由所述阀轴支撑，其中在所述气流控制阀和所述进气口的壁面之间形成有间隙。
12. —种用于内燃发动机的进气口结构，包括:阀轴，其设置在进气口中；以及气流控制阀，其在所述气流控制阀的一端处或在靠近所述端的位置 处由所述阀轴支撑，其中在所述气流控制阀打开时，在所述气流控制阀和所述进气口的位于 所述阀轴的一侧的部分壁面之间形成有通道；并且根据所述气流控制阀的打开量，在所述气流控制阀和所述进气口的 与邻近所述通道的所述部分壁面相对的另一壁面部分之间形成间隙。
13. —种用于内燃发动机的进气口结构，包括: 阀轴，其设置在进气口中；以及气流控制阀，其在所述气流控制阀的一端处由所述阀轴支撑，其中在所述气流控制阀打开时，在所述气流控制阀和所述进气口的位于 所述阀轴的一侧的部分壁面之间形成有通道；所述气流控制岡的一端接触所述进气口的与邻近所述通道的部分 壁面相对的另一壁面部分；并且在所述气流控制阀中形成有孔，进气通过所述孔。
全文摘要
根据本发明的用于内燃发动机的进气口结构包括阀轴，其设置在进气口中；以及气流控制阀，其在所述气流控制阀的一端处或在靠近这一端的位置处由阀轴支撑。在所述气流控制阀和所述进气口的位于所述阀轴的一侧的壁面之间形成有间隙。由于进气气流通过所形成的间隙，抑制了沉积物的形成，并避免了所述气流控制阀卡死。
文档编号F02D9/10GK101305174SQ200680041778
公开日2008年11月12日 申请日期2006年9月7日 优先权日2005年9月8日
发明者若林真也, 阿部和佳 申请人:丰田自动车株式会社