JP2019167900A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼室に導入されるＥＧＲガスの流量を多くする。【解決手段】内燃機関の吸気装置は、吸気を燃焼室に導く吸気流路３２と、吸気流路３２の長手に延在し、吸気流路３２を区画する隔壁４０と、隔壁４０よりも吸気流路３２の上流側に設けられ、隔壁４０により区画された吸気流路３２のうちの一方側の吸気流路３２である第１吸気流路４１の開閉を行うタンブル生成バルブ５０と、燃焼室から排出される排気の一部を排気流路から吸気流路３２に還流するＥＧＲ流路７２と、を備える。ＥＧＲ流路７２は、タンブル生成バルブ５０によって開閉が行われない他方側の吸気流路３２である第２吸気流路４２に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

内燃機関の燃焼室から排気される排気ガスの一部を吸気流路に還流させるＥＧＲ装置が知られている。ＥＧＲ装置では、例えば、還流されるＥＧＲガスがインテークマニホールドの集合部に導入される。また、吸気流路には、燃焼室において吸気によるタンブル流を発生させるタンブル生成バルブが設けられることがある。なお、ＥＧＲ装置およびタンブル生成バルブについては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１１−２０８６４２号公報

タンブル生成バルブが閉じられると、タンブル生成バルブが吸気流路を通る吸気に対する抵抗となり、タンブル生成バルブの上流側の圧力が大気圧近くまで上昇する。この場合、ＥＧＲガスが通るＥＧＲ流路とタンブル生成バルブの上流側との圧力差が少なくなり、その結果、インテークマニホールドの集合部および吸気流路を介して燃焼室に導入されるＥＧＲガスの流量が少なくなる。

そこで、本発明は、燃焼室に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能な内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の吸気装置は、吸気を燃焼室に導く吸気流路と、吸気流路の長手に延在し、吸気流路を区画する隔壁と、隔壁よりも吸気流路の上流側に設けられ、隔壁により区画された吸気流路のうちの一方側の吸気流路である第１吸気流路の開閉を行うタンブル生成バルブと、燃焼室から排出される排気の一部を排気流路から吸気流路に還流するＥＧＲ流路と、を備え、ＥＧＲ流路は、タンブル生成バルブによって開閉が行われない他方側の吸気流路である第２吸気流路に接続される。

また、タンブル生成バルブは、第１吸気流路の開閉を行う本体部と、本体部に連続して設けられ、本体部が第１吸気流路を閉塞した状態において隔壁よりも第２吸気流路側に突出し、第２吸気流路内に渦を生成する渦生成部と、を備えてもよい。

また、渦生成部は、本体部に対して直線状に配置され、本体部は、第１吸気流路を閉塞した状態において、隔壁の長手に直交する面に対して本体部が上流側であり渦生成部が下流側となる方向に傾斜してもよい。

また、渦生成部は、吸気流路の長手に並進する渦であって、吸気流路の長手に対してらせん状に回転する渦である縦渦を生成する形状となっていてもよい。

本発明によれば、燃焼室に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能である。

第１実施形態による内燃機関の吸気装置を含む内燃機関システムの構成を示す概略図である。 タンブル生成バルブ付近の構成を示す概略部分拡大図である。 渦生成部の構成を示す概略部分拡大図である。 第１実施形態の変形例による内燃機関の吸気装置におけるタンブル生成バルブ付近の構成を示す概略部分拡大図である。 第１実施形態の変形例による内燃機関の吸気装置における渦生成部の構成を示す概略部分拡大図である。 第２実施形態による内燃機関の吸気装置におけるタンブル生成バルブ付近の構成を示す概略部分拡大図である。 渦生成部の構成を示す概略部分拡大図である。 第２実施形態の変形例による内燃機関の吸気装置における渦生成部の構成を示す概略部分拡大図である。 第２実施形態の変形例による内燃機関の吸気装置におけるタンブル生成バルブ付近の構成を示す概略部分拡大図である。 図９の白抜き矢印Ｘ方向から渦生成部を見たときの概略部分拡大図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による内燃機関の吸気装置３を含む内燃機関システム１の構成を示す概略図である。図１では、信号の流れを破線の矢印で示している。以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。

内燃機関システム１は、内燃機関２（エンジン）、吸気装置３、ＥＣＵ４（Engine Control Unit）を含んで構成される。吸気装置３は、吸気ポート２０、吸気管３０、隔壁４０、タンブル生成バルブ５０、ＥＧＲ管７１を含んで構成される。

内燃機関２は、シリンダブロック１０、クランクケース１１、シリンダヘッド１２およびピストン１３を含んで構成される。シリンダブロック１０には、円筒形状のシリンダ１４が形成されている。シリンダ１４には、ピストン１３が摺動可能に収容されている。クランクケース１１は、シリンダブロック１０と一体成形される。クランクケース１１には、シリンダ１４に連通するクランク室１５が形成されている。クランク室１５には、クランクシャフト１６が収容されている。ピストン１３は、コネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１６に連結されている。

シリンダヘッド１２は、シリンダ１４の開口を覆うようにシリンダブロック１０に接合されている。ピストン１３におけるシリンダヘッド１２に対向する冠面、シリンダ１４、シリンダヘッド１２は、燃焼室１８を形成する。

シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に開口する吸気ポート２０および排気ポート２１が形成されている。吸気ポート２０は、シリンダヘッド１２に設けられた吸気バルブ２２によって開閉される。排気ポート２１は、シリンダヘッド１２に設けられた排気バルブ２３によって開閉される。

また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に燃料を噴射するインジェクタ２５、および、空気と燃料との混合気を点火して燃焼させる点火プラグ２６が設けられている。ピストン１３は、混合気の燃焼に応じてシリンダ内で往復運動を行う。クランクシャフト１６は、ピストン１３の往復運動に応じて、コネクティングロッド１７を通じて回転運動を行う。

吸気ポート２０には、吸気管３０が接続されている。複数の吸気ポート２０にそれぞれ接続される複数の吸気管３０は、インテークマニホールドを構成する。インテークマニホールドの集合部は、吸気管３１に接続される。吸気ポート２０、吸気管３０、３１は、燃焼室１８に吸気を導入する吸気流路３２を形成する。以下では、吸気流路３２を通る吸気の流れに沿って、内燃機関２から遠い方を上流と呼び、内燃機関２に近い方を下流と呼ぶ。

吸気管３１には、上流側から順に、エアクリーナ３５、スロットルバルブ３６が設けられる。エアクリーナ３５は、外部から吸入された空気に混合されている異物を除去する。スロットルバルブ３６は、アクセル開度に応じてアクチュエータ３７によって開閉される。スロットルバルブ３６の開閉に応じて、燃焼室１８に送られる空気量が調整される。

また、吸気ポート２０には、吸気流路３２の長手に延在する隔壁４０が設けられている。隔壁４０は、吸気流路３２を、吸気流路３２の長手に交差する方向に区画する。例えば、隔壁４０は、ピストン１３の摺動方向である図１中の上下方向に吸気流路３２を区画する。なお、隔壁４０は、吸気ポート２０近傍の吸気管３０まで延在してもよい。

また、隔壁４０よりも吸気流路３２の上流側には、タンブル生成バルブ５０（ＴＧＶ：Tumble Generation Valve）が設けられている。タンブル生成バルブ５０は、吸気管３０における吸気ポート２０に接続される端部近傍に配置される。タンブル生成バルブ５０は、隔壁４０により区画された吸気流路３２のうちの一方側の吸気流路３２の開閉を行う。タンブル生成バルブ５０は、アクチュエータ５１によって開閉される。例えば、タンブル生成バルブ５０は、略上下方向に区画された吸気流路３２のうちの上側（換言すると、燃焼室１８に対して相対的に外側）の吸気流路３２の開閉を行う。タンブル生成バルブ５０は、一方側の吸気流路３２を閉塞させることで、燃焼室１８において吸気による強いタンブル流を発生させる。以下では、タンブル生成バルブ５０によって開閉される吸気流路３２を第１吸気流路４１と呼び、タンブル生成バルブ５０によって開閉が行われない吸気流路３２を第２吸気流路４２と呼ぶ。タンブル生成バルブ５０については、後に詳述する。

排気ポート２１には、排気管６０が接続されている。複数の排気ポート２１にそれぞれ接続される複数の排気管６０は、エキゾーストマニホールドを構成する。エキゾーストマニホールドの集合部は、排気管６１に接続される。排気ポート２１、排気管６０、６１は、燃焼室１８から排出される排気が通る排気流路６２を形成する。以下では、排気流路６２を通る排気の流れに沿って、内燃機関２に近い方を上流と呼び、内燃機関２から遠い方を下流と呼ぶ。

排気管６１には、触媒６３が設けられる。触媒６３は、例えば、三元触媒などであり、排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する。

内燃機関システム１には、ＥＧＲ装置７０（EGR：Exhaust Gas Recirculation）が設けられている。ＥＧＲ装置７０は、ＥＧＲ管７１、ＥＧＲクーラ７３、ＥＧＲバルブ７５を含んで構成される。

ＥＧＲ管７１の一端は、排気管６１の途中に接続されており、ＥＧＲ管７１の他端は、吸気ポート２０の途中に接続されている。ＥＧＲ管７１は、排気の一部を排気流路６２から吸気流路３２に還流するＥＧＲ流路７２を形成する。以下では、ＥＧＲ流路７２を通る排気をＥＧＲガスと呼ぶ。また、ＥＧＲ流路７２を通るＥＧＲガスの流れに沿って、排気流路６２に近い方を上流と呼び、吸気流路３２に近い方を下流と呼ぶ。

より詳細には、ＥＧＲ管７１の他端は、シリンダヘッド１２を貫通して、吸気ポート２０におけるタンブル生成バルブ５０によって開閉が行われない第２吸気流路４２が形成される位置に接続される。つまり、ＥＧＲ流路７２は、第２吸気流路４２の途中に接続される。

ＥＧＲ管７１の途中には、上流側から順に、ＥＧＲクーラ７３、ＥＧＲバルブ７５が設けられている。ＥＧＲクーラ７３は、ＥＧＲガス（排気の一部）の温度を下げる。ＥＧＲバルブ７５は、例えば、バタフライ型のバルブであり、ステッピングモータなどのアクチュエータ７６によって開度が変えられる。ＥＧＲバルブ７５の開度に応じて、ＥＧＲ流路７２を通るＥＧＲガスの流量が調整される。

また、内燃機関システム１には、アクセル開度センサ８１、クランク角センサ８２、フローメータ８３が設けられている。アクセル開度センサ８１は、アクセルペダルの踏込み量に応じたアクセル開度を検出する。クランク角センサ８２は、クランクシャフト１６の回転角度であるクランク角を検出する。フローメータ８３は、吸気管３１におけるスロットルバルブ３６の下流側に設けられており、燃焼室１８へ供給される吸気量を検出する。

ＥＣＵ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成され、内燃機関システム１を統括制御する。ＥＣＵ４は、プログラムを実行することで、駆動制御部８５、ＥＧＲバルブ制御部８６およびＴＧＶ制御部８７として機能する。

駆動制御部８５は、クランク角センサ８２によって検出されたクランク角に基づいて現時点のエンジン回転数を導出する。駆動制御部８５は、現時点のエンジン回転数およびアクセル開度センサによって検出されたアクセル開度に基づいて、目標トルクおよび目標エンジン回転数を導出する。駆動制御部８５は、目標トルクおよび目標エンジン回転数に基づいて目標空気量を決定し、目標空気量に基づいて目標スロットル開度を決定する。そして、駆動制御部８５は、目標スロットル開度でスロットルバルブ３６が開閉されるようにアクチュエータ３７を駆動させる。

また、駆動制御部８５は、目標空気量に基づいて燃料の目標噴射量を決定し、目標噴射量に基づいて目標噴射時期および目標噴射期間を決定する。駆動制御部８５は、インジェクタ２５を目標噴射時期および目標噴射期間で駆動させ、目標噴射量の燃料を噴射させる。また、駆動制御部８５は、目標エンジン回転数およびクランク角に基づいて目標点火時期を決定し、点火プラグ２６によって目標点火時期で混合気を点火させる。

ＥＧＲバルブ制御部８６は、エンジン回転数に基づいて、スロットルバルブ３６を介して吸入される新気およびＥＧＲ管７１を通って還流されるＥＧＲガスの総量に対するＥＧＲガスの割合を示す目標ＥＧＲ率を導出する。ＥＧＲバルブ制御部８６は、目標ＥＧＲ率およびフローメータ８３によって検出された吸気量に基づいて、吸気流路３２に還流すべき目標ＥＧＲ流量を導出する。ＥＧＲバルブ制御部８６は、目標ＥＧＲ流量に基づいて、ＥＧＲバルブ７５の開度である目標ＥＧＲ開度を導出する。そして、ＥＧＲバルブ制御部８６は、目標ＥＧＲ開度でＥＧＲバルブ７５が開閉されるようにアクチュエータ７６を駆動させる。

ＴＧＶ制御部８７は、例えば、冷態始動時、アイドリング時、低負荷時（つまり、エンジン回転数が低い時）などの所定の運転領域において、タンブル生成バルブ５０によって第１吸気流路４１を閉塞させるようにアクチュエータ５１を駆動させる。

図２は、タンブル生成バルブ５０付近の構成を示す概略部分拡大図である。タンブル生成バルブ５０は、本体部１１０、回転軸１２０、渦生成部１３０を含んで構成される。図２では、新気およびＥＧＲガスを含む吸気の流れを矢印によって概念的に示している。また、図２では、第１吸気流路４１を閉塞した状態のタンブル生成バルブ５０を示す。

隔壁４０における上流側端よりも上流側には、回転軸１２０が配置されている。回転軸１２０には、板状に形成された本体部１１０の一端が連結されている。本体部１１０は、回転軸１２０の周りに回転可能となっている。本体部１１０は、回転軸１２０の周りに回転されることで第１吸気流路４１の開閉を行うことが可能となっている。

また、回転軸１２０には、渦生成部１３０が連結されている。渦生成部１３０は、回転軸１２０に対して本体部１１０とは反対側に配置されている。つまり、渦生成部１３０は、本体部１１０に対して略直線状に配置されており、回転軸１２０を介して本体部１１０に連続して設けられている。渦生成部１３０は、本体部１１０が第１吸気流路４１を閉塞した状態において、隔壁４０よりも第２吸気流路４２側に突出する。渦生成部１３０は、本体部１１０が第１吸気流路４１を閉塞した状態において、渦生成部１３０に吸気が通ると、第２吸気流路４２に渦を生成する。

本体部１１０は、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、隔壁４０の長手（換言すると、吸気流路３２の長手）に直交する面に対して、本体部１１０が上流側であり渦生成部１３０が下流側となる方向に傾斜する。

また、図示を省略するが、本体部１１０は、第１吸気流路４１を開放した状態において、隔壁４０の長手に対して略平行とされる。また、回転軸１２０と隔壁４０との間には、隙間が設けられている。本体部１１０が隔壁４０の長手に対して略平行とされたとき、渦生成部１３０は、回転軸１２０と隔壁４０との隙間に収容される。

渦生成部１３０は、渦生成部１３０に対して下流側に縦渦を生成する形状となっている。縦渦は、吸気流路３２の長手に並進する渦であって、吸気流路３２の長手に対してらせん状に回転する渦である。

図３は、渦生成部１３０の構成を示す概略部分拡大図である。図３（ａ）は、図２の白抜き矢印ＩＩＩ（ａ）方向から渦生成部１３０を見たときの概略部分拡大図である。図３（ａ）では、図２に対して上下方向を反対にして示している。図３（ａ）では、図示のようにＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を定義する。Ｘ方向は、吸気流路３２の長手方向である。Ｙ方向はＸ方向に直交する方向であり、渦生成部１３０の幅方向に対応する。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ直交する方向である。また、図３（ｂ）は、図２の白抜き矢印ＩＩＩ（ｂ）方向から渦生成部１３０を見たときの概略部分拡大図である。なお、図３（ｂ）では、吸気の流れを矢印によって概念的に示している。

渦生成部１３０の先端には、略Ｖ字状に窪む切り欠き部１３１が設けられている。切り欠き部１３１は、最も窪む中央部分が渦生成部１３０の幅方向の略中央となるように設けられている。

渦生成部１３０における下流側に臨む面には、フィン部１３２が設けられている。フィン部１３２は、切り欠き部１３１の縁の位置に設けられている。フィン部１３２は、吸気流路３２の長手に対して下流方向に斜めに延在する板状に形成される。つまり、第１吸気流路４１が閉塞した状態において、フィン部１３２における上流側に臨む面は、吸気流路３２の長手方向（Ｘ方向）に進むにしたがって、Ｚ方向に***するように斜めに配置され、かつ、Ｙ方向に対して斜めに配置される。

また、フィン部１３２は、切り欠き部１３１の外側から中央部分に進むにしたがって、斜め下流方向へ延在する長さが長くなる三角形状に形成される。また、フィン部１３２におけるＹ方向の中央部分よりも図３の左側部分を左フィン部１３２Ｌと呼び、フィン部１３２におけるＹ方向の中央部分よりも図３の右側部分を右フィン部１３２Ｒと呼ぶことがある。

このようなフィン部１３２に吸気が流れると、フィン部１３２の下流側の第２吸気流路４２には、縦渦が発生する。例えば、左フィン部１３２Ｌの下流側には、下流方向に進むにしたがって時計回り方向に回転するらせん状の縦渦が発生する。また、例えば、右フィン部１３２Ｒの下流側には、下流方向に進むにしたがって反時計回り方向に回転するらせん状の縦渦が発生する。

図２に戻って、吸気装置３の作用および効果を説明する。タンブル生成バルブ５０によって第１吸気流路４１が閉塞されると、スロットルバルブ３６を通じて吸入された新気は、第２吸気流路４２を通じて燃焼室１８に導入されることとなる。第２吸気流路４２では、タンブル生成バルブ５０の上流側の吸気流路３２に比べ、断面積が小さく流速が増加される。このため、第２吸気流路４２の圧力は、ベンチュリ効果によって、タンブル生成バルブ５０の上流側の吸気流路３２の圧力よりも低くなる。

ここで、上述のように、吸気装置３では、ＥＧＲ流路７２が第２吸気流路４２の途中に接続されている。このため、第２吸気流路４２の圧力がタンブル生成バルブ５０の上流側の吸気流路３２の圧力よりも低くなることで、ＥＧＲガスがＥＧＲ流路７２から第２吸気流路４２に移動され易くなる。その結果、吸気装置３では、インテークマニホールドの集合部にＥＧＲガスが導入される態様に比べ、第２吸気流路４２に導入されるＥＧＲガスの流量が多くなる。

したがって、第１実施形態による吸気装置３によれば、燃焼室１８に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能である。

また、上述のように、タンブル生成バルブ５０は、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、吸気流路３２に直交する面に対して斜めに配置される。これにより、タンブル生成バルブ５０の上流側において第１吸気流路４１側を通る吸気は、タンブル生成バルブ５０における上流側に臨む面に沿って第２吸気流路４２側に滑らかに導かれる。

このため、第１実施形態による吸気装置３は、タンブル生成バルブ５０の上流側の吸気流路３２から第２吸気流路４２に、効率よく吸気を通すことができる。その結果、第１実施形態による吸気装置３は、燃焼室１８に効率よく吸気を導くことができる。

また、上述のように、タンブル生成バルブ５０には、第１吸気流路４１を閉塞した状態において第２吸気流路４２に縦渦を発生させる渦生成部１３０が設けられている。第２吸気流路４２に縦渦が発生すると、第２吸気流路４２に導入されたＥＧＲガスが縦渦に巻き込まれ、新気とＥＧＲガスとが撹拌される。

このため、第１実施形態による吸気装置３は、渦生成部１３０が設けられていない態様に比べ、新気とＥＧＲガスとをより均一に混合して燃焼室１８に導くことができる。その結果、第１実施形態による吸気装置３は、燃焼室１８における混合気の燃焼をより安定して行うことができる。

また、縦渦は、カルマン渦のような横渦に比べ、渦の減衰が遅い。このため、第１実施形態による吸気装置３は、横渦を発生させる態様に比べ、より確実に新気とＥＧＲガスとを撹拌することができるとともに、より均一に新気とＥＧＲガスとを混合することができる。

第１実施形態では、一組の切り欠き部１３１およびフィン部１３２が設けられていた。しかし、切り欠き部１３１およびフィン部１３２は、複数組設けられてもよい。

また、第１実施形態では、タンブル生成バルブ５０に渦生成部１３０が設けられていた。しかし、タンブル生成バルブ５０に渦生成部１３０が設けられていなくてもよい。この態様においても、ＥＧＲ流路７２が第２吸気流路４２の途中に接続されていることにより、燃焼室１８に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能である。また、タンブル生成バルブ５０が吸気流路３２の長手に直交する面に対して傾斜していることにより、燃焼室１８に効率よく吸気を導くことができる。

また、第１実施形態では、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、タンブル生成バルブ５０が吸気流路３２の長手に直交する面に対して傾斜していた。しかし、タンブル生成バルブ５０は、図４に示すように、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、吸気流路３２の長手に直交して配置されてもよい。この態様においても、ＥＧＲ流路７２が第２吸気流路４２の途中に接続されていることにより、燃焼室１８に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能である。また、この態様においても、タンブル生成バルブ５０に渦生成部１３０が設けられていることにより、新気とＥＧＲガスとを均一に混合することができる。

また、第１実施形態において、渦生成部１３０の切り欠き部１３１は略Ｖ字状であった。しかし、切り欠き部１３１の形状は略Ｖ字に限らない。図５は、第１実施形態の変形例による吸気装置における渦生成部１４０の構成を示す概略部分拡大図である。図５（ａ）は、図３（ａ）と同様の方向から見た概略部分拡大図である。なお、図５（ａ）では、図３（ａ）と同様に図２に対して上下方向を反対にして示している。図５（ｂ）は、図３（ｂ）と同様の方向から見た概略部分拡大図である。なお、図５（ｂ）では、吸気の流れを矢印によって概念的に示している。

図５の例では、渦生成部１４０の先端に、２個の略直角三角形状の切り欠き部１４１が設けられている。各々の切り欠き部１４１は、相対的に図５の右方向に進むにしたがって切り欠き深さが深くなっている。

各々の切り欠き部１４１の縁には、吸気流路３２の長手に対して下流方向に斜めに延在する板状のフィン部１４２が設けられている。第１吸気流路４１が閉塞した状態において、フィン部１４２における上流側に臨む面は、吸気流路３２の長手方向（Ｘ方向）に進むにしたがって、Ｚ方向に***するように斜めに配置され、かつ、Ｙ方向に対して斜めに配置される。また、フィン部１４２は、切り欠き部１４１の切り欠き深さが深くなるにしたがって、斜め下流方向へ延在する長さが長くなる略直角三角形状に形成される。

フィン部１４２に吸気が流れると、各々のフィン部１４２の下流側の第２吸気流路４２には、縦渦が発生する。例えば、各々のフィン部１４２の下流側には、下流方向に進むにしたがって時計回り方向に回転するらせん状の縦渦が発生する。

したがって、図５に示す変形例の吸気装置によれば、第１実施形態と同様に、新気とＥＧＲガスとをより均一に混合することができる。

なお、図５では、二組の切り欠き部１４１およびフィン部１４２が設けられていた。しかし、切り欠き部１４１およびフィン部１４２は、一組設けられてもよく、三組以上設けられてもよい。

また、図５の各々の切り欠き部１４１の切り欠き深さは、相対的に図５の右側が深くなっていた。しかし、渦生成部１４０の先端には、相対的に図５の左側が深い略直角三角形状の切り欠き部が設けられてもよい。また、渦生成部１４０の先端には、相対的に図５の右側が深い略直角三角形状の切り欠き部と、相対的に図５の左側が深い略直角三角形状の切り欠き部とが設けられてもよい。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態による内燃機関の吸気装置２００におけるタンブル生成バルブ２５０付近の構成を示す概略部分拡大図である。第２実施形態の吸気装置２００は、タンブル生成バルブ５０に代えてタンブル生成バルブ２５０を有する点において第１実施形態の吸気装置３と異なる。タンブル生成バルブ２５０は、渦生成部１３０に代えて渦生成部２３０を有する点において第１実施形態のタンブル生成バルブ５０と異なる。図６では、新気およびＥＧＲガスを含む吸気の流れを矢印によって概念的に示している。

図７は、渦生成部２３０の構成を示す概略部分拡大図である。図７（ａ）は、図６の白抜き矢印ＶＩＩ（ａ）方向から渦生成部２３０を見たときの概略部分拡大図である。図７（ａ）では、図６に対して上下方向を反対にして示している。図７（ａ）では、図３（ａ）と同様に、図示のようにＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を定義する。図７（ｂ）は、図６の白抜き矢印ＶＩＩ（ｂ）方向から渦生成部を見たときの概略部分拡大図である。なお、図７（ｂ）では、吸気の流れを矢印によって概念的に示している。

渦生成部２３０は、２個の翼端部２３１ａ、２３１ｂを含んで構成される。翼端部２３１ａ、２３１ｂは、渦生成部２３０における上流側に臨む面から***するブロック状に形成されている。翼端部２３１ａ、２３１ｂは、例えば、航空機の翼の先端を、渦生成部２３０における上流側に臨む面において起立させたようなものである。翼端部２３１ａでは、図７の右方向の側面（右側面２３２ａＲ）が概ね平面状に形成されており、図７の左方向の側面（左側面２３２ａＬ）が左方向に突出する曲面状に形成されている。翼端部２３１ｂでは、図７の左方向の側面（左側面２３２ｂＬ）が概ね平面状に形成されており、図７の右方向の側面（右側面２３２ｂＲ）が右方向に突出する曲面状に形成されている。

翼端部２３１ａでは、左側面２３２ａＬを通る吸気の流速が右側面２３２ａＲを通る吸気の流速よりも大きくなるため、左側面２３２ａＬの圧力が右側面２３２ａＲの圧力よりも低くなる。これにより、翼端部２３１ａでは、右側面２３２ａＲから左側面２３２ａＬへ回り込む流れが生じる。これにより、翼端部２３１ａに吸気が流れると、翼端部２３１ａの下流側の第２吸気流路４２には、下流方向に進むにしたがって時計回り方向に回転するらせん状の縦渦が発生する。

翼端部２３１ｂでは、右側面２３２ｂＲを通る吸気の流速が左側面２３２ｂＬを通る吸気の流速よりも大きくなるため、右側面２３２ｂＲの圧力が左側面２３２ｂＬの圧力よりも低くなる。これにより、翼端部２３１ｂでは、左側面２３２ｂＬから右側面２３２ｂＲへ回り込む流れが生じる。これにより、翼端部２３１ｂに吸気が流れると、翼端部２３１ｂの下流側の第２吸気流路４２には、下流方向に進むにしたがって反時計回り方向に回転するらせん状の縦渦が発生する。

したがって、第２実施形態による吸気装置２００は、第１実施形態と同様に、渦生成部２３０が設けられていない態様に比べ、新気と第２吸気流路４２に導入されるＥＧＲガスとをより均一に混合して燃焼室１８に導くことができる。また、第２実施形態による吸気装置２００は、第１実施形態と同様に、横渦を発生させる態様に比べ、より均一に新気とＥＧＲガスとを混合することができる。

また、第２実施形態による吸気装置２００は、第１実施形態と同様に、ＥＧＲ流路７２が第２吸気流路４２の途中に接続されているため、燃焼室１８に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能である。

また、第２実施形態による吸気装置２００は、第１実施形態と同様に、タンブル生成バルブ２５０が吸気流路３２の長手に直交する面に対して傾斜しているため、燃焼室１８に効率よく吸気を導くことができる。

なお、第２実施形態では、２個の翼端部２３１ａ、２３１ｂが設けられていた。しかし、翼端部の数は、１個でもよく、３個以上でもよい。

また、第２実施形態では、左側面２３２ａＬが曲面状に形成された翼端部２３１ａと、右側面２３２ｂＲが曲面状に形成された翼端部２３１ｂとが設けられていた。しかし、図８に示すように、右側面２３２ｂＲが曲面状に形成された翼端部２３１ｂが設けられておらず、左側面２３２ａＬが曲面状に形成された翼端部２３１ａのみが設けられてもよい。また、図示は省略するが、左側面２３２ａＬが曲面状に形成された翼端部２３１ａが設けられておらず、右側面２３２ｂＲが曲面状に形成された翼端部２３１ｂのみが設けられてもよい。

また、第２実施形態では、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、渦生成部２３０を有するタンブル生成バルブ２５０が、吸気流路３２の長手に直交する面に対して傾斜していた。しかし、タンブル生成バルブ２５０は、図９に示すように、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、吸気流路３２の長手に直交して配置されてもよい。この場合、翼端部２３１ａ、２３１ｂは、渦生成部２３０の先端に設けられてもよい。

図１０は、図９の白抜き矢印Ｘ方向から渦生成部２３０を見たときの概略部分拡大図である。翼端部２３１ａ、２３１ｂは、左側面２３２ａＬ、２３２ｂＬの圧力と右側面２３２ａＲ、２３２ｂＲの圧力とを異ならせるために、吸気流路３２の長手方向の長さが、渦生成部２３０の厚さや本体部１１０の厚さに対して長くなっていてもよい。

図９および図１０に示す態様においても、第１吸気流路４１を閉塞した状態において、第２吸気流路４２に縦渦を発生させることができる。したがって、この態様においても、新気と第２吸気流路４２に導入されるＥＧＲガスとをより均一に混合して燃焼室１８に導くことができる。また、この態様においても、ＥＧＲ流路７２が第２吸気流路４２の途中に接続されているため、燃焼室１８に導入されるＥＧＲガスの流量を多くすることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、各実施形態および各変形例の特徴を組み合わせてもよい。

本発明は、内燃機関の吸気装置に利用できる。

２ 内燃機関（エンジン）
３、２００ 吸気装置
１８ 燃焼室
３２ 吸気流路
４０ 隔壁
４１ 第１吸気流路
４２ 第２吸気流路
５０、２５０ タンブル生成バルブ
６２ 排気流路
７２ ＥＧＲ流路
１１０ 本体部
１３０、２３０ 渦生成部

Claims (4)

1. 吸気を燃焼室に導く吸気流路と、
   前記吸気流路の長手に延在し、前記吸気流路を区画する隔壁と、
   前記隔壁よりも前記吸気流路の上流側に設けられ、前記隔壁により区画された前記吸気流路のうちの一方側の前記吸気流路である第１吸気流路の開閉を行うタンブル生成バルブと、
   前記燃焼室から排出される排気の一部を排気流路から前記吸気流路に還流するＥＧＲ流路と、
   を備え、
   前記ＥＧＲ流路は、前記タンブル生成バルブによって開閉が行われない他方側の前記吸気流路である第２吸気流路に接続される内燃機関の吸気装置。
2. 前記タンブル生成バルブは、
   前記第１吸気流路の開閉を行う本体部と、
   前記本体部に連続して設けられ、前記本体部が前記第１吸気流路を閉塞した状態において前記隔壁よりも前記第２吸気流路側に突出し、前記第２吸気流路内に渦を生成する渦生成部と、
   を備える請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 前記渦生成部は、前記本体部に対して直線状に配置され、
   前記本体部は、前記第１吸気流路を閉塞した状態において、前記隔壁の長手に直交する面に対して前記本体部が上流側であり前記渦生成部が下流側となる方向に傾斜する請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
4. 前記渦生成部は、前記吸気流路の長手に並進する渦であって、前記吸気流路の長手に対してらせん状に回転する渦である縦渦を生成する形状となっている請求項２または３に記載の内燃機関の吸気装置。

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