JP2010285968A - Intake flow adjusting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関(以下「エンジン」という)の吸気管に設けられる吸気流調整装置に関する。 The present invention relates to an intake air flow adjusting device provided in an intake pipe of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”).
エンジンの吸気管には、気筒内においてタンブル流やスワール流(これらをまとめて以下「渦流」という)を形成する目的で、吸気流調整装置を設けることがある。吸気流調整装置は、弁部材を駆動することで、流路面積を調整する。 In an intake pipe of an engine, an intake flow adjusting device may be provided for the purpose of forming a tumble flow or a swirl flow (collectively referred to as “vortex flow” hereinafter) in a cylinder. The intake air flow adjusting device adjusts the flow path area by driving the valve member.
従来、断面略矩形状の流路面積を調整する吸気制御弁と、この吸気制御弁の端部に回動可能に取り付けられた仕切り板とで弁部材を構成した装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、仕切り板をアクチュエータにて平行移動させることで、吸気制御弁による流路面積の調整を実現している。ここでは特に、仕切り板が下流側へ延出していることにより、強力な渦流が作り出される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an apparatus in which a valve member is configured by an intake control valve that adjusts a flow area of a substantially rectangular cross section and a partition plate that is rotatably attached to an end of the intake control valve (for example, , See Patent Document 1). In this apparatus, the flow path area is adjusted by the intake control valve by moving the partition plate in parallel by the actuator. Here, in particular, a strong vortex is created by the partition plate extending downstream.
また、カーテン状の吸気流制御バルブで弁部材を構成した装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この装置では、吸気流制御バルブの裏面にラックギアが形成され、吸気流制御バルブの下方位置には、ラックギアに噛み合うピニオンギアが設けられている。これにより、ピニオンギアに接続されたサーボモータによって吸気流制御バルブが制御される。ここでは特に、吸気流制御バルブの端部を下流側へ平行移動させることで、強力な渦流が作り出される。 In addition, an apparatus in which a valve member is configured by a curtain-like intake flow control valve has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this apparatus, a rack gear is formed on the back surface of the intake flow control valve, and a pinion gear that meshes with the rack gear is provided below the intake flow control valve. Thereby, the intake flow control valve is controlled by the servo motor connected to the pinion gear. Here, in particular, a powerful vortex is created by translating the end of the intake flow control valve downstream.
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、アクチュエータにて仕切り板を平行移動させることで吸気制御弁の角度調整を行うことになるため、仕切り板を平行移動させるための構成が複雑になる虞がある。構成が複雑になると、製造コストが大きくなってしまう。
However, in the apparatus described in
また、特許文献2に記載の装置では、吸気流制御バルブの端部が下流側へ平行に移動させられるが、このときは、エンジン条件に合わせた流路面積の調整ができないため、燃費が悪化してしまう虞がある。
Further, in the device described in
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、低燃費を実現可能で簡易な構成を持つ吸気流調整装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an intake air flow control device that can realize low fuel consumption and has a simple configuration.
上述した目的を達成するためになされた請求項1に記載の吸気流調整装置では、駆動軸は、吸気管に支持され、吸気管により形成される流路を横切るように配置されている。この駆動軸は、例えばモータなどのアクチュエータによって回転駆動される。さらに、アクチュエータは、エンジンECUによってエンジンの運転条件に応じて制御される。
In the intake air flow adjusting device according to
駆動軸と一体に回動する板状の調整板は、その基端部を駆動軸に支持されている。また、調整板は、その先端部と吸気管の内壁とで吸気が通過する上流側開口を形成する。
調整板の先端部に設けられている板状の延長板の基端部は、調整板の先端部に、駆動軸に平行な支持軸にて、回動可能に支持されている。また、延長板は、流路の下流側へ延びている。
The plate-like adjustment plate that rotates integrally with the drive shaft has a base end portion supported by the drive shaft. Further, the adjustment plate forms an upstream side opening through which intake air passes by the tip portion and the inner wall of the intake pipe.
The base end portion of the plate-like extension plate provided at the distal end portion of the adjustment plate is rotatably supported on the distal end portion of the adjustment plate by a support shaft parallel to the drive shaft. The extension plate extends to the downstream side of the flow path.
連結部は、両端部において駆動軸と平行な板側軸及び管側軸にて回動可能となるよう延長板及び吸気管を連結する。ここで、板側軸は延長板側に設けられる軸であり、管側軸は吸気管側に設けられる軸である。この連結部によって、延長板は、調整板に追従して移動し、その先端部と吸気管の内壁面とで下流側開口を形成する。このとき、下流側開口の面積が調整板の回動で決定され、また、下流側開口の面積が上流側開口の面積以下となる。 The connecting portion connects the extension plate and the intake pipe so that they can be rotated by a plate side shaft and a tube side shaft parallel to the drive shaft at both ends. Here, the plate side axis is an axis provided on the extension plate side, and the pipe side axis is an axis provided on the intake pipe side. By this connecting portion, the extension plate moves following the adjustment plate, and a downstream side opening is formed by the tip portion and the inner wall surface of the intake pipe. At this time, the area of the downstream opening is determined by the rotation of the adjustment plate, and the area of the downstream opening is equal to or smaller than the area of the upstream opening.
本発明では、駆動軸を回転駆動し調整板を回動させることにより、延長板が追従する。したがって、延長板を平行移動させ延長板に調整板を追従させる構成と比べ、構成が簡単になる。これにより、製造コストを抑えることができる。 In the present invention, the extension plate follows by rotating the drive shaft to rotate the adjustment plate. Therefore, the configuration is simpler than the configuration in which the extension plate is moved in parallel and the adjustment plate is made to follow the extension plate. Thereby, manufacturing cost can be held down.
また、下流側開口の面積が調整板の回動によって決定されるため、エンジン条件に合わせた流路面積の調整ができる。これにより、低燃費が実現される。
しかも、延長板が下流側へ延びているため、下流側開口は各気筒の燃焼室に近い位置に配置される。これにより、強力な渦流を形成することができる。
Further, since the area of the downstream opening is determined by the rotation of the adjustment plate, the flow path area can be adjusted in accordance with the engine conditions. Thereby, low fuel consumption is realized.
Moreover, since the extension plate extends to the downstream side, the downstream opening is disposed at a position close to the combustion chamber of each cylinder. Thereby, a strong vortex can be formed.
例えば、上記構成を実現するための具体的な構成として、請求項2に示すように、駆動軸、支持軸、板側軸、及び、管側軸を、当該軸に垂直な断面において軸芯が平行四辺形を形成するよう配置することが考えられる。駆動軸及び管側軸の位置関係は固定的なものとなっている。そのため、平行四辺形が形成される配置では、支持軸から板側軸までのベクトルは、常に同一となる。したがって、このような配置を採れば、延長板を平行移動させることができる。
For example, as a specific configuration for realizing the above configuration, as shown in
ところで、下流側開口の面積を上流側開口の面積以下としているのは、燃焼室に近い下流側開口の面積を絞ることで強力な渦流が生成できるためである。この意味では、少なくとも下流側開口の面積が上流側開口の面積を上回らなければよい。 By the way, the reason why the area of the downstream opening is equal to or smaller than the area of the upstream opening is that a strong vortex can be generated by reducing the area of the downstream opening close to the combustion chamber. In this sense, it is sufficient that at least the area of the downstream opening does not exceed the area of the upstream opening.
そこで、延長板を平行移動させることを前提として、請求項3に示すように、延長板が、上流及び下流側開口の両面積が同一になるよう管軸に平行に延びていることとしてもよい。なお、ここでは「両面積が同一」としたが、厳密な意味で「同一」でなくてもよく、僅かに異なる場合を含むものとする。同様に、「管軸に平行」としたが、厳密な意味の「平行」でなくてもよい。 Therefore, on the premise that the extension plate is moved in parallel, as shown in claim 3, the extension plate may extend in parallel with the tube axis so that both areas of the upstream and downstream openings are the same. . Here, “both areas are the same” is used, but in a strict sense, it may not be “the same” and includes a slightly different case. Similarly, although “parallel to the tube axis” is used, it may not be strictly “parallel”.
ところで、このような吸気流調整装置を吸気管に取り付けることを考えた場合、ユニット化することが望ましい。そこで、請求項4では、吸気流調整装置が、さらに、吸気管の一部を構成する吸気管部を備えるものとした。このとき、駆動軸は、吸気管部に支持されている。また、連結部は、延長板と吸気管部とを連結している。このようにすれば、吸気管部を例えばエンジンヘッドの吸気ポートと上流側の吸気管との間に取り付けることで、吸気流調整装置を吸気系に取り付けることができ、組み立て作業に要する時間を短縮することができる。 By the way, when it is considered that such an intake flow adjusting device is attached to the intake pipe, it is desirable to make it a unit. Accordingly, in claim 4, the intake air flow control device further includes an intake pipe portion that constitutes a part of the intake pipe. At this time, the drive shaft is supported by the intake pipe portion. The connecting portion connects the extension plate and the intake pipe portion. In this way, by installing the intake pipe part, for example, between the intake port of the engine head and the intake pipe on the upstream side, the intake flow adjustment device can be attached to the intake system, reducing the time required for assembly work. can do.
なお、流路の面積が最大となる全開状態においては、調整板及び延長板が圧力損失を生じさせる要因になりかねない。そこで、請求項5に示すように、流路の面積が最大となる全開状態において、調整板及び延長板は、その上面が吸気管の内壁面と面一となるよう予め吸気管の内壁面に段差を形成することとしてもよい。これにより、流路における圧力損失の発生を極力抑えることができる。 In the fully open state where the area of the flow path is maximized, the adjustment plate and the extension plate may cause a pressure loss. Therefore, as shown in claim 5, in the fully opened state in which the area of the flow path is maximized, the adjustment plate and the extension plate are previously placed on the inner wall surface of the intake pipe so that the upper surface thereof is flush with the inner wall surface of the intake pipe. A step may be formed. Thereby, generation | occurrence | production of the pressure loss in a flow path can be suppressed as much as possible.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本形態の吸気流調整装置は、車両に搭載されるエンジンの吸気システムの一部を構成する。図1は、吸気流調整装置1を模式的に示す斜視図である。図2は、エンジンヘッド90に取り付けられた吸気流調整装置1の概略断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The intake air flow control device of this embodiment constitutes a part of an intake system for an engine mounted on a vehicle. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the intake air
吸気流調整装置1は、吸気管部10と、アクチュエータ71(図2参照)によって回転駆動される駆動軸20と、駆動軸20に取り付けられた調整板30と、調整板30から下流側へ延びる延長板40と、延長板40と吸気管部10とを連結する連結部50とを備えている。なお、図1では、吸気管部10の手前側の側壁を切り欠いて示している。
The intake air
吸気管部10は、横断面略矩形状であり、頂壁11、頂壁11に対向する底壁12、及び、頂壁11と底壁12とを端部で連結する側壁13(図1参照)を有している。これにより、頂壁11、底壁12、及び、側壁13に囲まれた空間が流路となる。この吸気管部10は、図2に示すように、エンジンヘッド90と吸気管93との間に配置されて、吸気流路の一部を形成する。エンジンヘッド90には、周知の吸気バルブ91及びインジェクタ92等が配置されている。なお、吸気バルブ91の下流側に燃焼室が形成されている。また、エンジンヘッド90、吸気管部10、及び、吸気管93が特許請求の範囲の「吸気管」を構成する。
The
また、駆動軸20は、吸気管部10の側壁13に回動可能に支持され、流路を横切るように配置されている。図2に示すように、駆動軸20は、アクチュエータ71によって、回転駆動される。アクチュエータ71は、エンジンECU72によって制御される。
The
調整板30は、板状であり、その基端部31に、駆動軸20が挿通した形で駆動軸20に取り付けられている。これにより、調整板30は、駆動軸20と一体になって回動する。ここで調整板30の幅は、2つの側壁13の内壁面の間の距離よりも僅かに小さい。これにより、調整板30は、その先端部32と頂壁11及び側壁13の内壁面とで吸気の通過する上流側開口81(図2参照)を形成する。したがって、この上流側開口81の面積は、調整板30が管軸に対して垂直に近くなればなるほど小さくなる。
The
延長板40は、板状であり、その基端部41が調整板30の先端部32に回動可能に支持されて配置されている。延長板40の回動軸は、駆動軸20に平行な支持軸61となっている。また、延長板40の幅は、調整板30と同様、2つの側壁13の内壁面の間の距離よりも僅かに小さい。さらにまた、延長板40の先端部42は、エンジンヘッド90側へ延び出している。これにより、延長板40は、その先端部42とエンジンヘッド90の内壁面とで吸気の通過する下流側開口82(図2参照)を形成する。この場合、下流側開口82は、上流側開口81を通過した吸気を通過させる。
The
連結部50は、上述したように、吸気管部10と延長板40とを連結する棒状部材である。連結部50は、一端部を吸気管部10に回動可能に支持され、他端部で延長板40を回動可能に支持している。
As described above, the connecting
吸気管部10の底壁12の内壁面には、2つの管側固定部14が立設されている。そして、これら管側固定部14を挿通する管側軸62によって、連結部50は、その一端部を軸支されている。ここで、管側軸62は、駆動軸20に平行な軸となっている。
Two pipe-
また、延長板40の下面には、2つの板側固定部43が立設されている。そして、これら板側固定部43を挿通する板側軸63によって、連結部50は、その他端部に延長板40を軸支している。ここで、板側軸63は、駆動軸20に平行な軸となっている。
Further, two plate-
また、図2に示すように、駆動軸20、支持軸61、板側軸63、及び、管側軸62は、それらの軸芯を結ぶと、平行四辺形が形成されるように配置されている。また、延長板40は、管軸にほぼ平行に配置されている。これにより、調整板30が回動すると、延長板40は、管軸に対し平行移動することになる。
In addition, as shown in FIG. 2, the
図2に示したエンジンECU72は、エンジンの運転条件に合わせアクチュエータ71を介して駆動軸20を駆動する。これにより、調整板30が回動することで、上流側開口81の面積が調整される。このとき、延長板40が管軸に平行になっていることから、下流側開口82の面積は、上流側開口81の面積と同一となる。また、延長板40の先端部42が下流側へ延びているため、下流側開口82は、吸気バルブ91に近い位置、すなわち燃焼室に近い位置に形成される。
The
また、図3に示すように、エンジンヘッド90の内壁面には、段差部94が形成されている。また、吸気管部10の底壁12の内壁面は、エンジンヘッド90及び吸気管93の内壁面よりも下方に位置するように配置されている。これにより、流路の面積が最大となる全開状態において、延長板40の一部が段差部94に収容され、調整板30及び延長板40の上面が、エンジンヘッド90及び吸気管93の内壁面と面一になって、吸気流路の内壁面の一部を構成する。
As shown in FIG. 3, a stepped
本形態では、駆動軸20を回転駆動し調整板30を回動させることにより、連結部50によって、延長板40が平行に移動する。これによって、構成が簡単になり、製造コストを抑えることができる。
In this embodiment, the
また、本形態では、延長板40が管軸にほぼ平行となっており、下流側開口82の面積は、上流側開口81の面積に等しく、調整板30の回動によって決定される。これによって、エンジン条件に合わせた流路面積の調整が可能となり、低燃費が実現される。
In this embodiment, the
ところで、下流側開口82を吸気バルブ91に近い位置に形成すると、タンブル比が相対的に大きくなるという実験結果がある。図4に示す如くである。この点、本形態では、延長板40が下流側へ延びているため、下流側開口82は各気筒の吸気バルブ91に近い位置に配置される。したがって、本形態によれば、強力な渦流を形成することができる。
By the way, there is an experimental result that when the
また、本形態では、吸気流調整装置1が、吸入流路の一部を形成する吸気管部10を備えている。そして、駆動軸20が、吸気管部10に支持されている。また、連結部50が、延長板40と吸気管部10とを連結している。すなわち、吸気流制御装置1は、吸気管部10を含めてユニット化されている。これによって、吸気流調整装置1を吸気系に簡単に取り付けることができ、組み立て作業に要する時間を短縮することができる。
In the present embodiment, the intake air
さらにまた、流路面積が最大となる全開状態では、吸気管93の内壁面、調整板30の上面、延長板40の上面、及び、エンジンヘッド90の内壁面が面一になる。これによって、流路における圧力損失の発生を極力抑えることができる。
Furthermore, in the fully open state where the flow passage area is maximized, the inner wall surface of the
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施可能である。
(イ)例えば、上記形態では延長板40を管軸に平行に配置したが、下流側開口82の面積が上流側開口81の面積以下となればよい。したがって、延長板40が管軸に対し傾斜した状態で移動するようにしてもよい。
(ロ)また例えば、上記形態では吸気流路にインジェクタ92が配置されていたが、燃焼室内に燃料を噴射する直噴型のインジェクタを採用するエンジンにも、本発明は適用可能である。
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can implement with a various form.
(A) For example, in the above embodiment, the
(B) For example, in the above-described embodiment, the
1:吸気流調整装置、10:吸気管部、11:頂壁、12:底壁、13:側壁、14:管側固定部、20:駆動軸、30:調整板、31:基端部、32:先端部、40:延長板、41:基端部、42:先端部、43:板側固定部、50:連結部、61:支持軸、62:管側軸、63:板側軸、71:アクチュエータ、72:エンジンECU、81:上流側開口、82:下流側開口、90:エンジンヘッド、91:吸気バルブ、92:インジェクタ、93:吸気管、94:段差部 1: Intake flow adjusting device, 10: Intake pipe part, 11: Top wall, 12: Bottom wall, 13: Side wall, 14: Pipe side fixing part, 20: Drive shaft, 30: Adjustment plate, 31: Base end part, 32: distal end portion, 40: extension plate, 41: proximal end portion, 42: distal end portion, 43: plate side fixing portion, 50: coupling portion, 61: support shaft, 62: tube side shaft, 63: plate side shaft, 71: Actuator, 72: Engine ECU, 81: Upstream opening, 82: Downstream opening, 90: Engine head, 91: Intake valve, 92: Injector, 93: Intake pipe, 94: Stepped portion
Claims (5)
前記駆動軸にその基端部が支持され、前記駆動軸と一体に回動し、その先端部と前記吸気管の内壁とで吸気が通過する上流側開口を形成する板状の調整板と、
前記調整板の先端部にその基端部が前記駆動軸と平行な支持軸にて回動可能に支持され、前記流路の下流側へ延びる板状の延長板と、
両端部において前記駆動軸と平行な板側軸及び管側軸にて回動可能となるよう前記延長板及び前記吸気管を連結し、前記延長板の先端部と前記吸気管の内壁とで形成され吸気が通過する下流側開口の面積が前記調整板の回動で決定され且つ前記上流側開口の面積以下となるよう前記調整板の回動に前記延長板を追従させる連結部と、
を備えていることを特徴とする吸気流調整装置。 A drive shaft that is supported by the intake pipe and that crosses the flow path formed by the intake pipe; and
A plate-like adjustment plate that has a base end supported by the drive shaft, rotates integrally with the drive shaft, and forms an upstream opening through which the intake passes through the tip and the inner wall of the intake pipe;
A plate-like extension plate whose base end is rotatably supported by a support shaft parallel to the drive shaft at the tip of the adjustment plate, and extends to the downstream side of the flow path;
The extension plate and the intake pipe are connected so that they can be rotated by a plate side axis and a pipe side axis that are parallel to the drive shaft at both ends, and formed by the tip of the extension plate and the inner wall of the intake pipe A connecting portion that causes the extension plate to follow the rotation of the adjustment plate so that the area of the downstream opening through which intake air passes is determined by the rotation of the adjustment plate and is equal to or less than the area of the upstream opening;
An intake air flow adjusting device characterized by comprising:
前記駆動軸、前記支持軸、前記板側軸、及び、前記管側軸は、当該軸に垂直な断面において軸芯が平行四辺形を形成するよう配置されていること
を特徴とする吸気流調整装置。 The intake air flow control device according to claim 1,
The drive shaft, the support shaft, the plate side shaft, and the tube side shaft are arranged so that the shaft core forms a parallelogram in a cross section perpendicular to the shaft. apparatus.
前記延長板は、前記上流側及び下流側開口の両面積が同一になるよう管軸に平行に延びていること
を特徴とする吸気流調整装置。 The intake air flow control device according to claim 2,
The said extension board is extended in parallel with a pipe axis so that both the areas of the said upstream side and downstream opening may become the same. The airflow adjustment apparatus characterized by the above-mentioned.
前記吸気管の一部を構成する吸気管部を備え、
前記駆動軸は、前記吸気管部に支持されており、
前記連結部は、前記延長板と前記吸気管部とを連結していること
を特徴とする吸気流調整装置。 In the intake air flow control device according to any one of claims 1 to 3,
An intake pipe part constituting a part of the intake pipe;
The drive shaft is supported by the intake pipe portion,
The connection portion connects the extension plate and the intake pipe portion.
前記流路の面積が最大となる全開状態において、前記調整板及び前記延長板は、その上面が前記吸気管の内壁面と面一となるよう予め前記吸気管の内壁面に段差が形成されていること
を特徴とする吸気流調整装置。 In the intake air flow control device according to any one of claims 1 to 4,
In the fully open state in which the area of the flow path is maximized, the adjustment plate and the extension plate have a step formed in advance on the inner wall surface of the intake pipe so that the upper surface thereof is flush with the inner wall surface of the intake pipe. An intake air flow adjusting device characterized by that.
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120710 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121102 |