專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動機的進氣口結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機的一種進氣口結(jié)構(gòu)，更具體地說，本發(fā)明 涉及內(nèi)燃發(fā)動機的如下的一種進氣口結(jié)構(gòu)，這種進氣口結(jié)構(gòu)包括氣流 控制閥，所述氣流控制閥在其近端處樞轉(zhuǎn)地支撐在進氣口內(nèi)壁附近。
背景技術(shù)：
一種公知的內(nèi)燃發(fā)動機的進氣口結(jié)構(gòu)包括氣流控制閥，所述氣流 控制閥產(chǎn)生渦流，例如翻轉(zhuǎn)流(縱向渦流)和旋渦流(橫向渦流)。這 種渦流有利于燃料和空氣的混合并且有助于火焰在燃燒室內(nèi)蔓延，從 而提高了燃燒效率。另外，通過使用這種渦流，可以在每個火花塞周 圍集中濃的混合氣并且執(zhí)行分層燃燒。在這些進氣口結(jié)構(gòu)中，公知一 種進氣口結(jié)構(gòu)，其中在其近端處被樞轉(zhuǎn)地支撐的氣流控制閥通過縮進
進氣口的內(nèi)壁中而完全打開，例如，在日本實用新型申請公開No. 7-25264中7>開的進氣口結(jié)構(gòu)。
要允許氣流控制閥的樞轉(zhuǎn)運動，必需在氣流控制閥的每側(cè)在氣流 控制閥的側(cè)端和進氣口的面對氣流控制閥的相同側(cè)端的內(nèi)壁之間提供 間隙(空隙)。圖7A至圖7C示意性地示出內(nèi)燃發(fā)動機的傳統(tǒng)的進氣 口結(jié)構(gòu)100X (后面簡稱其為"進氣口結(jié)構(gòu)")，該進氣口結(jié)構(gòu)包括氣流 控制閥1X，該氣流控制閥1X在其近端處樞轉(zhuǎn)地支撐在閥桿2上。更 具體地說，圖7A示出在氣流控制閥1X完全閉合的狀態(tài)下的進氣口結(jié) 構(gòu)100X，圖7B示出在氣流控制閥IX完全打開的狀態(tài)下的進氣口結(jié) 構(gòu)100X,以及圖7C為易于理解氣流控制閥IX的形狀而示出氣流控 制閥IX的外觀及其相應(yīng)部分的名稱。
在進氣口 10X中形成有凹部IIX。如圖7B中所示，當(dāng)氣流控制閥 1X完全打開時，氣流控制閥1X縮進形成于進氣口 IOX的內(nèi)壁中的凹 部11X中。由于凹部IIX這樣地形成在進氣口 10X中，所以凹部IIX、
進氣口 10x的內(nèi)壁以;s^本上垂直于這些凹部和內(nèi)壁的壁形成臺階。 同時，間隙形成在氣流控制閥ix的側(cè)端和進氣口 iox的內(nèi)壁之間。 因此，當(dāng)氣流控制閥ix完全閉合時，除了流過有意做窄的進氣通道的
主氣流F1外，進氣還作為間隙氣流F2流過這些間隙。 一些間隙氣流 F2在經(jīng)過間隙后與臺階相碰并且因此向上改變其方向，就像在臺階處 彈起一樣。此間隙氣流F2會干擾主氣流F1，使主氣流在燃燒室中難 以穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流。
近些年中，廣泛采用了滯后內(nèi)燃發(fā)動機的點火正時的點火正時滯 后控制，以在發(fā)動機啟動后快速將催化劑的溫度升高到反應(yīng)溫度。但 是，當(dāng)在包括用于產(chǎn)生渦流的氣流控制閥的內(nèi)燃發(fā)動機中執(zhí)行點火正 時滯后時，重要的^1A否可以利用渦流保持燃燒的期望穩(wěn)定性，換言 之，是否可以穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流，這是要實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒的基本需要。即， 除非能穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流，否則點火正時滯后相應(yīng)地被限制，結(jié)果，也 不可避免地限制內(nèi)燃發(fā)動機的排放效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃發(fā)動機的進氣口結(jié)構(gòu)，其能夠通過使由流 過氣流控制閥側(cè)面間隙的進氣的間隙氣流對進氣的主氣流產(chǎn)生的影響 最小化來減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
本發(fā)明的一方面涉及內(nèi)燃發(fā)動機的進氣口結(jié)構(gòu)。該進氣口結(jié)構(gòu)具 有進氣口、設(shè)置在進氣口內(nèi)壁附近的閥桿、以及氣流控制閥，所述氣 流控制閥的近端樞轉(zhuǎn)地支撐在閥桿上，遠(yuǎn)端在氣流控制閥完全打開時 成為進氣口的內(nèi)壁的一部分。進氣口的內(nèi)壁具有凹部，當(dāng)氣流控制閥 完全打開時氣流控制閥部分地或全部地縮進該凹部中。該凹部具有位 于上述近端下游的氣流平滑部分。另外，才艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，該 凹部形成為不具有臺階。另外，氣流控制閥的每個側(cè)端和進氣口的面 對該側(cè)端的內(nèi)壁之間形成有間隙，當(dāng)氣流控制閥完全閉合時進氣的間 隙氣流流過該間隙。根據(jù)本發(fā)明的該方面，因為流過該間隙的進氣即 間隙氣流不與臺階相碰，因此不會干擾主氣流，例如，能夠減小所產(chǎn) 生的渦流的強度不均勻性。即，才艮據(jù)本發(fā)明的上述方面，能夠穩(wěn)定地 產(chǎn)生渦流，因此如果內(nèi)燃發(fā)動機的點火正時進一步滯后則可以維持利
用渦流的燃燒模式。相應(yīng)地，催化劑的溫度iSil升高到其反應(yīng)溫度以 減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。另外，^L據(jù)本發(fā)明的該方面，由于能夠可靠 地實現(xiàn)理想的燃燒狀態(tài)，所以可以預(yù)期到由于燃燒狀態(tài)變化而4吏得產(chǎn) 生的排放減少。
同時，句子"在氣流控制閥完全打開時，氣流控制閥的遠(yuǎn)端成為 進氣口的內(nèi)壁的一部分"意思是進氣口并不包括這樣的隔板，在氣流 控制閥半開時，氣流控制閥的遠(yuǎn)端位于隔板附近，以維持主氣流的偏 斜狀態(tài)。即，考慮到，當(dāng)在進氣口中設(shè)置有隔板時，流過位于氣流控 制閥的側(cè)端的間隙的進氣不到達(dá)主氣流。這就是本句要表達(dá)的意思。 可以適用的;l部分地未形成臺階的情況。同時，在圖7A和圖7B中示 出了 "臺階"的典型示例，臺階由進氣口的內(nèi)壁、凹部、以及與進氣 口的內(nèi)壁和所述凹部中每一個都垂直的表面限定。但是，應(yīng)當(dāng)理解， "臺階"的定義包括任意的形狀，只要其功能上必然允許厚庋基本不 變的氣流控制閥縮進進氣口的內(nèi)壁中即可?；谌缦率聦嵰灰患丛撨h(yuǎn) 端在氣流控制閥的樞轉(zhuǎn)運動期間形成弧形軌跡，功能上必然的形狀的 示例可以是形成于內(nèi)壁和凹部之間的弧形，使得該部分不與氣流控制 閥的遠(yuǎn)端相干涉。替代弧形表面，功能上必然的形狀的另一示例還可 以是形成在內(nèi)壁和凹部之間并且傾斜以防止與氣流控制閥的遠(yuǎn)端相干 涉的表面。換言之，根據(jù)本發(fā)明的本方面，鑒于主氣流受間隙氣流干 擾的可能性，用于防止與氣流控制閥的遠(yuǎn)端干涉的功能上必然的形狀 可以在不形成臺階的情況下實現(xiàn)。
"功能上必然的形狀"包括基本上能夠使氣流控制閥縮進進氣口 的內(nèi)壁中并且防止進氣口的內(nèi)壁和氣流控制閥之間干涉的形狀。"功能 上必然的形狀"并不包括實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方面所預(yù)期的有益效果的 形狀。即，凹部的形狀可以取決于氣流控制閥的形狀。因此，盡管事 實并非如此，但是如果假設(shè)氣流控制閥是進氣口結(jié)構(gòu)的主要元件，則 一些功能形狀可能會至關(guān)重要。但是，例如，只要根據(jù)本發(fā)明的方面 所采用的如下所述的形狀對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的方面所預(yù)期的有益效 果，則并不認(rèn)為它們是"功能上必然的形狀"，即使假設(shè)氣流控制閥為 主要元件時也是這樣。這種結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是本發(fā)明的方面。另外，盡管 形成凹部以在氣流控制閥完全打開時存儲氣流控制閥，但是本發(fā)明也 包括如下結(jié)構(gòu)，即所述結(jié)構(gòu)包括的氣流控制閥在氣流控制閥完全打開
時不完全縮進凹部中，只要以相同的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的方面所 預(yù)期的、將在下面描述的有益效果即可。
在本發(fā)明的一個方面中，凹部可以具有底表面，所述底表面從其 上游端開始向進氣口之內(nèi)傾斜以形成氣流平滑部分。在這種情況下， 例如，通過將氣流控制閥的底表面形成為在氣流控制閥完全打開時不 與凹部的底表面干涉的形狀，或者通過將氣流控制閥形成為通過切去
當(dāng)氣流控制閥完全打開時變成不工作體積(dead volume)的上部所獲 得的形狀，可以使得當(dāng)氣流控制閥完全打開時氣流控制閥能夠全部地 縮進進氣口的內(nèi)壁中。
在本發(fā)明的另一方面中，底表面可以形成為部分地與間隙對應(yīng)。 應(yīng)當(dāng)注意，"與間隙對應(yīng)"意思是"與流過間隙的進氣的流動方式或模 式對應(yīng)"。即，在本發(fā)明的該方面中，底表面可以部分地形成在需要防 止主氣流受到間隙氣流干擾的部分處。
在本發(fā)明的另一方面中，凹部具有下游內(nèi)表面，下游內(nèi)表面從其 上游端開始向進氣口之內(nèi)傾斜以形成氣流平滑部分。在這種情況下， 例如，通過將氣流控制閥的底表面形成為在氣流控制閥完全打開時不 與凹部的下游內(nèi)表面干涉的形狀，當(dāng)氣流控制閥完全打開時，氣流控 制閥能夠全部地縮進進氣口的內(nèi)壁中。
在本發(fā)明的另一方面中，氣流控制閥的每個側(cè)端和進氣口的面對 該側(cè)端的內(nèi)壁之間形成有間隙，并且下游內(nèi)表面可以形成為部分地與 該間隙對應(yīng)。
在本發(fā)明的另一方面中，在凹部的下游可以設(shè)置有使得進氣口中 的進氣通道分開的隔板。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，隔板有效地防止經(jīng)過氣流控制 閥處的間隙的進氣達(dá)到主氣流。如果基于進氣的流動方式或模式確定 隔板的形狀，從而在氣流控制閥完全打開時不干擾進氣流，則能夠最 小化阻礙進氣流的阻力。
才艮據(jù)本發(fā)明的上述方面，由流過氣流控制閥的側(cè)端的間隙的進氣 對主氣流產(chǎn)生的不利影響得到抑制，并且因此能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流， 從而使得內(nèi)燃發(fā)動機的排放量減少。


參照附圖，根據(jù)優(yōu)選實施方式的如下描述，本發(fā)明的前述和其它 目的、特征和優(yōu)點將變得非常顯然，其中相同的附圖標(biāo)記用以表示類
似的元件，并且圖中
圖1A至圖1C、以及圖1E是示意性地示出根據(jù)第一實施方式的進 氣口結(jié)構(gòu)100A的視圖1D是示意性地示出作為第一實施方式改型示例的進氣口結(jié)構(gòu) 100AX的視圖2A至圖2C是示意性地示出根據(jù)第二實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) 100B的視圖3A和圖3B是示意性地示出根據(jù)第三實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) 100C的視圖4A和圖4B是示意性地示出根據(jù)第四實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) 100D的視圖5A和圖5B是示意性地示出根據(jù)第五實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) 100E的視圖6A和圖6B是示意性地示出根據(jù)第六實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) 100F的視圖6C是示意性地示出作為第六實施方式的改型示例的進氣口結(jié)構(gòu) 100Fa的進氣口結(jié)構(gòu)；以及
圖7A至圖7C是示意性地示出具有氣流控制閥的傳統(tǒng)進氣口結(jié)構(gòu) 100X的視圖，所述氣流控制閥在其近端處被支撐在閥桿2上。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。
圖1A到圖1E是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的進氣口 結(jié)構(gòu)100A和進氣口結(jié)構(gòu)100AX的視圖。具體地說，圖1A是示出進 氣口結(jié)構(gòu)100A以及作為內(nèi)燃發(fā)動機50A的主要部件的氣釭體51、氣
缸蓋52A和活塞53A的視圖。圖IB是示出在氣流控制閥1A完全打 開的情況下進氣口結(jié)構(gòu)100A的放大圖。圖1C是示出在氣流控制閥1A 完全閉合狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100A的放大圖。圖1D是示出在以氣i^ 制閥1X替代氣流控制閥1A的狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100A的放大圖。圖 1E是為了易于理解氣流控制閥1A形狀而示出氣流控制閥1A的外觀 的視圖。盡管在附圖中沒有指出，但是氣流控制閥1A相應(yīng)部分的名稱 與圖7A至圖7C中所指出的氣流控制閥IX的相應(yīng)部分的名稱相同。
內(nèi)燃發(fā)動機50A是直噴式汽油發(fā)動機。但是，應(yīng)當(dāng)理解，第一實 施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100A的應(yīng)用并不局限于所謂的稀燃發(fā)動機，即， 進氣口結(jié)構(gòu)100A也可以應(yīng)用到各種其它發(fā)動機，例如非直噴式汽油發(fā) 動機、柴油發(fā)動機等。內(nèi)燃發(fā)動機50A是直列四缸發(fā)動機，但是內(nèi)燃 發(fā)動機50A也可以是具有多于或少于四個氣釭或者具有非直列氣釭設(shè) 置的發(fā)動機。另外，盡管在此實施方式中僅描述氣釭51a的主要部分， 但是，應(yīng)當(dāng)理解，其它每個氣缸均具有與氣缸51a相同的結(jié)構(gòu)。
內(nèi)燃發(fā)動機50A包括氣釭體51、氣釭蓋52A以及活塞53.呈筒 形的氣缸51a形成于氣缸體51中，并且活塞53設(shè)置在氣釭51a中。 氣缸蓋52A固定在氣缸體51的頂上。燃燒室54是由氣缸體51、氣釭 蓋52A以及活塞53圍成的空間。在氣釭蓋52A中形成有進氣口 10A 和排氣口 20，進氣通過進氣口 IOA被抽到燃燒室54中，燃燒后的氣 體通過排氣口 20從燃燒室54排出。圖中未示出的進氣門被設(shè)置為打 開和閉合進氣口 IOA的通道，圖中未示出的排氣門被設(shè)置為打開和閉 合排氣口 20的通道。
岡桿2樞轉(zhuǎn)地支撐氣流控制閥1A,并且設(shè)置在進氣口 10A的內(nèi)壁 附近.圖中未示出操作閥桿2的致動器。在此實施方式中，致動器是 步進電機。但是，應(yīng)當(dāng)理解，致動器并不局限于步進電機，還可以是 其它設(shè)備或部件。致動器可以經(jīng)由例如連桿機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)以及 減速機構(gòu)等適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)連接到閥桿2。氣流控制閥1A是用于改變進氣 流量和進氣流速的部件，氣流控制閥1A在其近端樞轉(zhuǎn)地支撐在閥桿2 上。在氣流控制閥1A的遠(yuǎn)端處形成有切口部分，以在氣流控制閥1A 完全閉合時加速主氣流。當(dāng)致動器受到圖中未示出的ECU(電控單元) 的控制而改變氣流控制閥1A的角度時，進氣的流量和流速也相應(yīng)地改 變。當(dāng)氣流控制閥1A從完全閉合位置改變到半打開位置時進氣流在進 氣口 10A內(nèi)偏斜，因此在燃燒室54內(nèi)產(chǎn)生強大的翻轉(zhuǎn)流T。應(yīng)當(dāng)注意， 在活塞53的冠狀部處可以形成有用于引導(dǎo)翻轉(zhuǎn)流T的空腔。另外，還 應(yīng)當(dāng)注意，燃燒室54內(nèi)產(chǎn)生的渦流并不局限于翻轉(zhuǎn)流T，而是可以包 括沿相反方向形成旋渦的翻轉(zhuǎn)流、渦流、或者例如由翻轉(zhuǎn)流T和渦流 結(jié)合形成的斜向翻轉(zhuǎn)流。
在此實施方式中，在進氣口 10A的內(nèi)壁中形成凹部11A,當(dāng)氣流 控制閥1A完全打開時氣流控制閥1A縮進到凹部11A中。凹部11A 具有底表面，底表面從其上游端開始向進氣口 IOA之內(nèi)傾斜，沿岡桿 2延伸的方向測量的凹部11A的寬JLi4Ui等于進氣通道的寬度。從 而，凹部IIA提供了另一空間，當(dāng)沿閥桿2的延伸方向觀察時該空間 呈三角形。即，凹部11A具有垂直于閥桿2的延伸方向剖取的三角形 橫截面。氣流控制閥1A具有的三角形形狀與凹部11A的三角形形狀 基本上相同或互補。具體地說，氣流控制閥1A的形狀通過使被切表面 變平的方式切去如圖中7所示氣流控制閥IX的上部分而獲得，所述上 部分在氣流控制閥IX完全打開時變成不工作體積。氣流控制閥1A的 這種形狀適于使氣流控制閥1A能夠縮進進氣口 10A的內(nèi)壁中，即， 凹部11A中。從而，當(dāng)氣流控制閥1A完全打開時氣流控制閥1A縮進 進氣口10A的內(nèi)壁中，如圖1B中所示。因而，氣流控制閥1A、閥桿 2以及進氣口 IOA組成第一實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100A。
接下來將參照圖1C描述當(dāng)氣流控制閥1A完全閉合時進氣如何流 動。當(dāng)氣流控制閥1A完全閉合時，流過切口部分的進氣形成主氣流 Fl。另外，當(dāng)氣流控制閥1A完全閉合時，進氣還流過間隙，并且進 氣的這種流動形成間隙氣流F2。在此實施方式中，由于凹部11A具有 從其上游端開始向進氣口 IOA之內(nèi)傾斜的底表面，所以因為設(shè)置了用 于縮進氣流控制閥1A的凹部11A而沒有形成臺階。在此實施方式中， 底表面可以看成是本發(fā)明的氣流平滑部分。因此，間隙氣流F2在與進 氣口 IOA的內(nèi)壁石並撞后，沿著內(nèi)壁流到下游側(cè)，而不將其方向改向主 氣流F1。因而，能夠使得從間隙氣流F2到主氣流F1的擾動最小，并 且因此在燃燒室54中能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)流T。另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)， 在發(fā)動機啟動后能夠進一步滯后點火正時，使得催化劑的溫度更快地 升高到其反應(yīng)溫度以減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
凹部IIA形成為具有易于生產(chǎn)等的平面。但是，底表面的形狀并
不局限于平面，其還可以是單個曲面、兩個或多個曲面的組合、平面
的組合或平面和曲面的組合。盡管優(yōu)選地氣流控制閥1A成形為使得在 氣流控制閥1A完全打開時能夠縮進進氣口 IOA的內(nèi)壁中，但是也可 以用氣流控制閥1X替代氣流控制閥1A，如圖1D中所示的進氣口結(jié) 構(gòu)100AX中一樣。但是，在這種情況下，伸到進氣通道中的上部分變 成無用容積，不期望地增加阻礙進氣流的阻力。鑒于此，第一實施方 式的進氣口結(jié)構(gòu)100A抑制間隙氣流F2對主氣流Fl的不利影響，這 使得能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流，從而減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
圖2A到圖2C是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的進氣口 結(jié)構(gòu)100B的視圖。具體地說，圖2A是示出在氣流控制閥1B完全打 開的狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100B的視圖。圖2B是示出在氣流控制閥1B 處于完全閉合狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100B的視圖。圖2C是為了易于理解 氣流控制閥1B的形狀而示出氣流控制閥1B的外觀的視圖。雖然在圖 中未示出，但是氣流控制閥1B的相應(yīng)部分的名稱與圖7A到圖7C中 所示的氣流控制閥IX的相應(yīng)部分的名稱相同。除其中形成有凹部11A 的進氣口 10A由其中形成有具有下游端表面B的凹部11B的進氣口 IOB替代、氣流控制閥1A由氣流控制閥1B替代之外，第二實施方式 的進氣口結(jié)構(gòu)100B與第一實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100A相同。除進氣 口結(jié)構(gòu)100A由進氣口結(jié)構(gòu)100B替代之外，圖中未示出的第二實施方 式中的內(nèi)燃發(fā)動機的配置與第 一實施方式中內(nèi)燃發(fā)動機50A的配置相 同。因而，氣流控制閥1B、閥桿2、以及進氣口 IOB組成第二實施方 式的進氣口結(jié)構(gòu)100B。
凹部lib形成在進氣口 10B的內(nèi)壁中，當(dāng)氣流控制閥IB完全打開 時，氣流控制閥IB縮進凹部lib中。凹部llb具有下游內(nèi)表面B，下 游內(nèi)表面B從其上游端向進氣口 IOB之內(nèi)傾斜。即，凹部llb具有在 垂直于閥桿2延伸方向剖取的梯形橫截面。同時，氣流控制閥1B的形 狀通過使被切表面變平的方式切去如圖7A至7C中所示的氣流控制閥 1X的一部分而獲得，當(dāng)氣流控制岡1X完全打開時該部分與下游內(nèi)表 面B干涉。從而，當(dāng)氣流控制閥1B完全打開時氣流控制閥1B縮進進 氣口10B的內(nèi)壁中，如圖2A中所示。如圖2B中所示，因為i殳置了下 游內(nèi)表面B，即，因為沒有設(shè)置在氣流控制閥1B完全閉合時對主氣流 Fl產(chǎn)生不利影響的臺階，所以間隙氣流F2沿著下游內(nèi)表面B流到下
游側(cè)。因此，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)流T，并因而能夠減少內(nèi)燃發(fā)動機 的排放。從而，第二實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100B抑制由間隙氣流F2 對主氣流F1引起的不利影響，這使得能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流并且因而減 少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
圖3A和圖3B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的進氣口 結(jié)構(gòu)100C的視圖。具體地說，圖3A是示出在氣流控制閥1C完全打 開狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100C的視圖。圖3B是示出在氣流控制閥1C完 全閉合的狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100C的視圖。除由其中形成有具有下游內(nèi) 表面C的凹部11C的進氣口 10C替代其中形成有凹部11A的進氣口 IOA并且由氣流控制閥1C替代氣流控制閥1A之外，第三實施方式的 進氣口結(jié)構(gòu)100C與第一實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)IOOA相同。除由進氣 口結(jié)構(gòu)100C替代進氣口結(jié)構(gòu)100A之外，圖中未示出的第三實施方式 中的內(nèi)燃發(fā)動機的配置與第一實施方式中的內(nèi)燃發(fā)動機50A的配置相 同。雖然為了描述方4更而以不同的附圖標(biāo)記標(biāo)出，但是第三實施方式 中的氣流控制閥1C與圖7A至圖7C中所示的氣流控制閥1X相同。 從而，當(dāng)氣流控制閥1C完全打開時，氣流控制閥1C縮進進氣口 10C 的內(nèi)壁中，如圖3A中所示。因而，氣流控制閥1C、閥桿2、以及進 氣口 IOC組成第三實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)IOOC。
進氣口 10C的凹部IIC具有下游內(nèi)表面C,下游內(nèi)表面C從其上 游端開始向進氣口 IOC之內(nèi)傾斜。即，凹部11C具有垂直于閥桿2延 伸方向剖取的梯形橫截面。從而，沒有設(shè)置對主氣流F1引起不利影響 的臺階，并且因此當(dāng)氣流控制閥1C完全閉合時間隙氣流F2沿著表面 C流到下游側(cè)。因此，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)流T，并因而能夠減少內(nèi) 燃發(fā)動機的排放。因而，第三實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100C抑制間隙氣 流F2對主氣流F1引起的不利影響，這使得能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流，并 且從而減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
圖4A和圖4B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的進氣口 結(jié)構(gòu)100D的視圖。具體地說，圖4A是示出在氣流控制閥1D完全打 開的狀態(tài)下進氣口結(jié)構(gòu)100D的視圖。圖4B是示意性地示出沿著由Z 軸指定的方向觀察到的進氣口結(jié)構(gòu)100D的視圖。除其中形成有凹部 11A的進氣口 10A由其中形成有具有下游內(nèi)表面D的凹部11D的進氣 口 IOD替代并且氣流控制閥1A由氣流控制閥1D替代之外，第四實施
方式的進氣口結(jié)構(gòu)100D與第一實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)IOOA相同。除 進氣口結(jié)構(gòu)100A由進氣口結(jié)構(gòu)IOOD替代之外，圖中未示出的第四實 施方式的內(nèi)燃發(fā)動機的配置與第一實施方式的內(nèi)燃發(fā)動機50A的配置 相同。雖然為了描述方便而以不同的附圖標(biāo)記標(biāo)出，但是第四實施方 式中的氣流控制閥1D與圖7A至圖7C中所示的氣流控制閥1X相同。 因而，當(dāng)氣流控制閥1D完全打開時氣流控制閥1D縮進進氣口 10D的 內(nèi)壁中，如圖4A中所示。氣流控制閥1D、閥桿2、以及進氣口 10D 組成第四實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)IOOD。
凹部11D具有下游內(nèi)表面D，所述下游內(nèi)表面D從其上游端開始 向進氣口 IOD之內(nèi)傾斜。下游內(nèi)表面D分開地并且部分地形成為與相 應(yīng)的間隙對應(yīng)。更具體地i兌，當(dāng)沿閥桿2延伸的方向從進氣口 10D的 面對氣流控制閥1D的相應(yīng)側(cè)端的內(nèi)壁部分測量時，下游內(nèi)表面D形 成為使4f^個下游內(nèi)表面D具有特定的寬度。每個下游內(nèi)表面D的寬 JL^于間隙氣流F2的流動模式或方式確定。應(yīng)當(dāng)注意，每個下游內(nèi)表 面D的位置可以基于間隙氣流F2的流動模式或方式而沿閥桿2延伸 的方向改變。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因為沒有設(shè)置對主氣流F1產(chǎn)生不利影響的 臺階，所以當(dāng)氣流控制閥1D完全閉合時間隙氣流F2沿著下游內(nèi)表面 D流到下游側(cè)，如圖4B中所示。因此，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)流T,并 且因而能夠減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。因此，第四實施方式的進氣口結(jié) 構(gòu)100D抑制由間隙氣流F2對主氣流Fl產(chǎn)生的不利影響，4吏得能夠 穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流并且因而減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
圖5A和圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100E 的視圖。具體地說，圖5A是示出在氣流控制閥1E完全打開的狀態(tài)下 的進氣口結(jié)構(gòu)100E的視圖。圖4B是示意性地示出如沿箭頭Z所標(biāo)的 方向觀察時進氣口結(jié)構(gòu)100E的視圖。除其中形成有凹部11A的進氣 口 IOA由其中形成有具有下游內(nèi)表面E的凹部IIE的進氣口 IOE替代 之外，第五實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)IOOE與第一實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) IOOA相同。除由進氣口結(jié)構(gòu)100E替代進氣口結(jié)構(gòu)IOOA之外，圖中 未示出的第五實施方式中內(nèi)燃發(fā)動機的配置與第一實施方式中內(nèi)燃發(fā) 動機50A的配置相同。因此，氣流控制閥1E、閥桿2、以及進氣口 10E 組成第五實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)IOOE。
凹部11E形成在進氣口 10E的內(nèi)壁中，并且當(dāng)氣流控制閥1E完
全打開時氣流控制閥IE縮進凹部11E中。凹部11E具有下游內(nèi)表面E， 下游內(nèi)表面E從其上游端開始向進氣口 IOE之內(nèi)傾斜。下游內(nèi)表面E 分開地并且部分地形成為與相應(yīng)的間隙對應(yīng)。更具體地說，當(dāng)沿閥桿 2延伸的方向從進氣口 IOE的面對氣流控制閥1E的相應(yīng)側(cè)端的內(nèi)壁部 分測量時，下游內(nèi)表面E形成為使得每個下游內(nèi)表面E具有特定的寬 度。每個下游內(nèi)表面E的寬復(fù)基于間隙氣流F2的流動模式或方式確 定。應(yīng)當(dāng)注意，，每個下游內(nèi)表面E的位置可以基于間隙氣流F2的流 動模式或方式而沿閥桿2延伸的方向改變。同時，氣流控制岡1E的形 狀通過使被切表面變平的方式切去如圖7A至7C所示的氣流控制閥 IX的與相應(yīng)的表面E干涉的部分獲得。從而，當(dāng)氣流控制閥1E完全 打開時氣流控制閥1E縮進進氣口 IOE的內(nèi)壁中。
另外，在第五實施方式中，因為形成了下游內(nèi)表面E，即，因為 沒有設(shè)置對主氣流F1引起不利影響的臺階，所以間隙氣流F2沿著表 面E流到下游側(cè)。因此，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)流T，并且因而能夠減 少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。第五實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100E是部分形成下 游內(nèi)表面的示例，并且對應(yīng)于第二實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100B。但是， 進氣口結(jié)構(gòu)100E可以替代地使得例如下游內(nèi)表面部分地形成為適于 第一實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100A。因此，第五實施方式的進氣口結(jié)構(gòu) 100E抑制由間隙氣流F2對主氣流F1產(chǎn)生的不利影響，這使得能夠穩(wěn) 定地產(chǎn)生渦流并且因而減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
圖6A至圖6C是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的進氣結(jié) 構(gòu)100F的視圖。具體地說，圖6A是示出當(dāng)氣流控制閥1F完全閉合 的狀態(tài)下具有隔板13的進氣口結(jié)構(gòu)100F的視圖。圖6B是示出沿著 由箭頭Z標(biāo)出的方向觀察時進氣口結(jié)構(gòu)100F的視圖。圖6C是示出用 隔板14替代隔板13的進氣口結(jié)構(gòu)100Fa的視圖。除由進氣口 IOF替 代進氣口 IOB之外，第六實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100F與第二實施方 式的進氣口結(jié)構(gòu)100B相同。除另外設(shè)置了隔板13之外，進氣口 10F 的結(jié)構(gòu)與進氣口 IOB的結(jié)構(gòu)相同。雖然為描述方l更而以不同的附圖標(biāo) 記標(biāo)出，但是第六實施方式的氣流控制閥1F與第二實施方式中的氣流 控制閥1B相同。第六實施方式中的凹部11F和下游內(nèi)表面F與第二 實施方式中的凹部IIB和下游內(nèi)表面B相同。因此，當(dāng)氣流控制閥F 完全打開時氣流控制閥1F縮進所述進氣口 10F的內(nèi)壁中，如圖6A中
所示。氣流控制閥1F、閥桿2、進氣口 IOF、以及隔板13組成第六實 施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100F。
隔板13設(shè)置在凹部11F的下游端的下游，使得隔板13將進氣通 道分成兩個通道。隔板13基本平行于進氣口 IOF延伸的方向延伸預(yù)定 的距離，并且沿閥桿2延伸的方向從內(nèi)壁的一側(cè)延伸到另一側(cè)。隔板 13的上游端的位置和隔板13的長JL基于間隙氣流F2的流動模式或方 式確定。隔板13防止間隙氣流F2達(dá)到主氣流F1。因此，當(dāng)如圖6B 中所示主氣流Fl完全閉合時，間隙氣流F2被隔板13擋住，使得間隙 氣流F2在沿著相應(yīng)的表面F流動之后不流向主氣流Fl，并且這更可 靠地防止了主氣流F1受到間隙氣流F2的干擾。因此，能夠穩(wěn)定地產(chǎn) 生翻轉(zhuǎn)流T，并且因而能夠減少內(nèi)燃發(fā)動機的排放。應(yīng)當(dāng)注意，如圖 6C中所示的隔板14可以替換隔板13。即，即使當(dāng)隔板沿著閥桿2延 伸的方向部分地"^殳置時，即，當(dāng)與間隙對應(yīng)時，也可以抑制間隙氣流 F2朝向主氣流F1的流動。
另外，可以基于間隙氣流F2的流動模式或方式來確定4吏用隔板13 還是隔板14。而且，基于間隙氣流F2的流動方式或模式，適當(dāng)數(shù)量 的、分別具有期望的長度、厚度、寬度并且形成為例如彎曲形狀等特 定形狀的隔板可以設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢靡匀〈舭?3、 14。雖然在包括 第六實施方式的前述實施方式中下游表面B和F是平面，但是替代地 也可以形成為各種非平面，只要不形成對主氣流F1產(chǎn)生不利影響的臺 階即可。盡管優(yōu)選地氣流控制閥1B至1F成形為使得它們中的每個在 完全打開時都能夠縮進進氣口的內(nèi)壁中，但是它們的形狀也不局限于 此。因此，第六實施方式的進氣口結(jié)構(gòu)100F抑制由間隙氣流F2對主 氣流F1引起的不利影響，這使得能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生渦流，并且從而減少 內(nèi)燃發(fā)動機的排放。
雖然參照其示例性實施方式對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解， 本發(fā)明并不局限于這些示例性實施方式和構(gòu)造。相反，本發(fā)明意在覆 蓋各種改型和等價結(jié)構(gòu)。另外，雖然以各種組合和配置示出了示例性 實施方式的各種元件，但是這些只是示例性的，包括更多元件、更少 元件或僅包括單個元件的其它組合和配置也落入本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動機的進氣口結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括進氣口；閥桿，所述閥桿設(shè)置在所述進氣口的內(nèi)壁附近；以及氣流控制閥，所述氣流控制閥具有近端和遠(yuǎn)端，所述近端樞轉(zhuǎn)地支撐在所述閥桿上，所述遠(yuǎn)端在所述氣流控制閥完全打開時成為所述進氣口的內(nèi)壁的一部分，其中所述進氣口的內(nèi)壁具有凹部，在所述氣流控制閥完全打開時，所述氣流控制閥部分地或全部地縮進所述凹部中，并且所述凹部具有位于所述近端下游的氣流平滑部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述凹部形成為在其 下游側(cè)不具有臺階。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述凹部具有底表面， 所述底表面從其上游端開始向所述進氣口之內(nèi)傾斜以形成所述氣流平 滑部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述底表面在其下游 端處與所述進氣口的內(nèi)壁連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3和4中任一項所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述氣 流控制閥的每個側(cè)端和所述進氣口的面對所述側(cè)端的內(nèi)壁之間形成有 間隙，并且所述底表面形成為部分地與所述間隙對應(yīng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述凹部具有底表面 和下游內(nèi)表面，所述下游內(nèi)表面從其上游端開始向所述進氣口之內(nèi)傾斜 以形成所述氣流平滑部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述氣流控制閥的每 個側(cè)端和所述進氣口的面對所述側(cè)端的內(nèi)壁之間形成有間隙，并且所述 下游內(nèi)表面形成為部分地與所述間隙對應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述凹部具有垂直于 所述閥桿的延伸方向剖取的三角形橫截面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述凹部具有垂直于 所述閥桿的延伸方向剖取的梯形橫截面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述氣流控制閥的每 個側(cè)端和所述進氣口的面對所述側(cè)端的內(nèi)壁之間形成有間隙，并且所述 凹部的梯形橫截面部分地與所述間隙對應(yīng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)沿 所述閥桿的延伸方向剖M截面時，所述氣流控制閥具有與所述凹部互 4卜的橫截面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述 進氣口結(jié)構(gòu)進一步包括隔板，所述隔板將所述進氣口中的進氣通道分 開，所述隔板位于所述凹部的下游。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述隔板沿所述閥 桿的延伸方向部分地設(shè)置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述氣流控制閥的 每個側(cè)端和所述進氣口的面對所述側(cè)端的內(nèi)壁之間形成有間隙，并且所 述隔板部分地設(shè)置成與所述間隙對應(yīng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的進氣口結(jié)構(gòu)，其中所述隔板沿所述閥 桿延伸的方向從所述內(nèi)壁的 一側(cè)延伸到另 一側(cè)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3、 6、 8、 9和12中任一項所述的進氣口結(jié) 構(gòu)，其中所述氣流控制閥的每個側(cè)端和所述進氣口的面對所述側(cè)端的內(nèi) 壁之間形成有間隙，當(dāng)所述氣流控制閥完全閉合時進氣的間隙氣流經(jīng)過 所述間隙。
全文摘要
一種內(nèi)燃發(fā)動機的進氣口結(jié)構(gòu)，包括進氣口(10A)、設(shè)置在進氣口的內(nèi)壁附近的閥桿(2)、以及氣流控制閥(IA)，氣流控制閥的近端樞轉(zhuǎn)地支撐在閥桿(2)上，氣流控制閥的遠(yuǎn)端在氣流控制閥完全打開時成為進氣口的內(nèi)壁的一部分。進氣口的內(nèi)壁具有凹部，在氣流控制閥完全打開時，氣流控制閥部分地或全部地縮進該凹部中。該凹部具有位于近端下游的氣流平滑部分。
文檔編號F02B31/06GK101375037SQ200780003820
公開日2009年2月25日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者吉松昭夫, 阿部和佳 申請人:豐田自動車株式會社