Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания.

Уровень техники

Уже известна технология создания вихревого потока в осевом направлении цилиндра в двигателе внутреннего сгорания, то есть, так называемого "закрученного потока" в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Когда в цилиндре создается закрученный поток, это способствует смешиванию впускаемого воздуха и топлива и, как следствие, можно повысить степень сгорания в двигателе внутреннего сгорания.

Кроме того, в опубликованной заявке на японский патент № 8-74584 (JP 8-74584 А) описана такая конструкция, при которой впускной канал создан в виде прямолинейного канала, проходящего по прямой и под наклоном вниз к камере сгорания от боковой поверхности головки блока цилиндров, при этом его внутренний диаметр остается постоянным в двигателе внутреннего сгорания, в котором в цилиндре создается закрученный поток. В этой конструкции, которая описана в JP 8-74584 А, внутренняя поверхность открытого отверстия посадочного места клапана во впускном канале, которое открыто в камеру сгорания, выполнена в виде конической поверхности, внутренний диаметр которой больше, чем у впускного канала, и увеличивается в направлении камеры сгорания. Кроме того, часть конической поверхности выполнена, по существу, соответствующей верхней поверхности впускного канала.

В опубликованной заявке на японский патент № 2004-316609 (JP 2004-316609 А) описана конструкция, при которой в двигателе внутреннего сгорания, включающем впускной канал, для введения впускаемого воздуха таким образом, чтобы этот воздух смещался на одну сторону цилиндра относительно его осевой линии, чтобы создать закрученный поток в этом цилиндре, на границе между той из поверхностей стенки впускного канала, которая удалена от упомянутой одной стороны, и отверстием посадочного места клапана, проходящим непосредственно от впускного канала, обеспечена ступенька, выступающая внутрь впускного канала.

В японском патенте на полезную модель № 2532417 описана конструкция, при которой впускной канал, являющийся прямолинейным, в поперечном сечении имеет овальную или, по существу, прямоугольную форму.

Сущность изобретения

С учетом приведенного выше известного уровня техники, изобретением предлагается двигатель внутреннего сгорания, в котором в его цилиндре создают закрученный поток, и который повышает интенсивность закрученного потока.

Согласно одному аспекту изобретения, предлагается двигатель внутреннего сгорания, который включает цилиндр, поршень, впускной клапан и выпускной клапан. Поршень выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в цилиндре. Впускной клапан выполнен с возможностью ввода газа из впускного канала двигателя внутреннего сгорания в камеру сгорания, обеспеченную в цилиндре, или препятствования этому вводу. Выпускной клапан выполнен с возможностью выпуска газа, находящегося в камере сгорания, из нее в выпускной канал двигателя внутреннего сгорания или задерживания этого газа. При этом в камере сгорания поверхность свода на стороне впускного канала, на которую открыт впускной канал, и поверхность свода на стороне выпускного канала, на которую открыт выпускной канал, наклонены относительно плоскости, перпендикулярной центральной оси цилиндра. Двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью создавать закрученный поток за счет протекания газа в цилиндре в направлении от поверхности свода на стороне выпускного канала к верхней поверхности поршня рядом с поверхностью стенки отверстия цилиндра, обеспеченной в цилиндре на стороне выпускного канала, и протекания газа в направлении от верхней поверхности поршня к поверхности свода на стороне впускного канала рядом с поверхностью стенки отверстия цилиндра на стороне впускного канала. В заданной зоне, которая во впускном канале расположена по потоку выше поверхности контакта с клапаном, верхняя поверхность стенки впускного канала наклонена вниз от направления нормали к поверхности свода на стороне впускного канала относительно этой поверхности, проходит непосредственно от верхнего по потоку края поверхности контакта с клапаном и, по существу, по прямой линии. Поверхность контакта с клапаном представляет собой поверхность, на которой тарелка впускного клапана примыкает к стенке отверстия впускного канала в камеру сгорания, когда впускной клапан закрыт. Кроме того, в упомянутой заданной зоне впускной канал в плоскости, перпендикулярной его оси, имеет сечение уплощенной формы, в котором длинная ось проходит в поперечном направлении, причем поперечное направление определено как направление, перпендикулярное оси впускного канала и параллельное радиальному направлению в цилиндре. Необходимо отметить, что в этой спецификации направление к головке блока цилиндров от блока цилиндров определено как направление "вверх", и направление к блоку цилиндров от головки блока цилиндров определено как направление "вниз". Кроме того, в этой спецификации направление, перпендикулярное оси впускного канала и параллельное радиальному направлению в цилиндре, определено как "поперечное направление". Кроме того, в приведенном далее описании часть, которая включает самую верхнюю область поверхности стенки впускного канала, находящуюся непосредственно над осью впускного канала, и которая расположена на верхней стороне поверхности стенки впускного канала, называется "верхней поверхностью стенки". Помимо этого, часть, которая включает самую нижнюю область поверхности стенки впускного канала, находящуюся непосредственно под осью впускного канала, и которая расположена на нижней стороне поверхности стенки впускного канала, называется "нижней поверхностью стенки". В дополнение к этому, в верхней поверхности стенки впускного канала часть, которая проходит, по существу, по прямой линии, как указано выше, называется "прямолинейной частью".

Когда верхняя поверхность стенки впускного канала имеет прямолинейную часть, как указано выше, поток впускаемого воздуха направляется этой прямолинейной частью. Таким образом, больше вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр из впускного канала, будет протекать на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра. В двигателе внутреннего сгорания, соответствующем изобретению, который описан выше, прямолинейная часть верхней поверхности стенки впускного канала проходит непосредственно от верхнего по потоку края поверхности контакта с клапаном, которая обеспечена в отверстии впускного канала. Другими словами, прямолинейная часть верхней поверхности стенки впускного канала проходит до положения, максимально близкого к отверстию впускного канала. В результате при помощи прямолинейной части верхней поверхности стенки можно дополнительно усилить эффект направления впускаемого воздуха, который протекает в цилиндр из впускного канала. Соответственно, больше вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр из впускного канала, будет протекать на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра. Таким образом, дополнительно увеличивается скорость потока впускаемого воздуха, проходящего в направлении вдоль поверхности свода на стороне выпускного канала в верхней части цилиндра. В то же время, в упомянутой заданной зоне впускной канал в плоскости, перпендикулярной его оси, имеет сечение уплощенной формы, в котором ось, проходящая в поперечном направлении, является длинной осью. Необходимо отметить, что здесь "сечение в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала" представляет собой сечение, возникающее в плоскости, в которой находятся положения на верхней поверхности стенки и нижней поверхности стенки, расположенные друг против друга, если смотреть в направлении, перпендикулярном оси впускного канала. Другими словами, так как впускной канал выходит на поверхность свода на стороне впускного канала и при этом имеет наклон вниз от направления нормали к этой поверхности, то "сечение в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала" не включает сечение в части рядом с отверстием впускного канала, в которой отсутствует нижняя поверхность стенки, расположенная напротив верхней поверхности стенки, если смотреть в направлении, перпендикулярном оси впускного канала.

Как описано выше, в заданной зоне впускной канал имеет сечение уплощенной формы, в котором ось, проходящая в поперечном направлении, является длинной осью. Соответственно, больше вероятность того, что впускаемый воздух будет протекать в цилиндр из крайней в поперечном направлении области отверстия впускного канала. Кроме того, больше вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр из этой крайней области, будет протекать на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра. Соответственно, становится более широкой зона в поперечном направлении цилиндра, где повышается вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр из впускного канала, будет протекать на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра. Таким образом, в этой более широкой зоне в поперечном направлении цилиндра дополнительно увеличивается скорость потока впускаемого воздуха, протекающего в направлении вдоль поверхности свода на стороне выпускного канала в верхней части цилиндра.

Как описано выше, согласно изобретению, можно дополнительно увеличить скорость потока впускаемого воздуха, проходящего в направлении вдоль поверхности свода на стороне выпускного порта в верхней части цилиндра. Таким образом, можно повысить интенсивность закрученного потока, создаваемого в цилиндре.

Кроме того, в этом двигателе внутреннего сгорания нижняя поверхность стенки, которая расположена напротив верхней поверхности стенки, проходящей, по существу, по прямой линии в заданной зоне впускного канала, может быть снабжена переходной областью. В этой переходной области расстояние между нижней поверхностью стенки и верхней поверхностью стенки на стороне ниже по потоку газа задано меньше расстояния между нижней поверхностью стенки и верхней поверхностью стенки на стороне выше по потоку газа таким образом, что при сохранении длины длинной оси сечения в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала, отношение длины короткой оси к длине длинной оси в сечении на упомянутой стороне ниже по потоку газа меньше отношения длины короткой оси к длине длинной оси в сечении на упомянутой стороне выше по потоку газа.

В двигателе внутреннего сгорания, который описан выше, впускаемый воздух, который протекает рядом с нижней поверхностью стенки во впускном канале, направляется при помощи переходной области, расположенной рядом с отверстием впускного канала. Таким образом, когда впускаемый воздух прошел в цилиндр из впускного канала, больше вероятность того, что впускаемый воздух будет протекать на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра. Кроме того, в части, снабженной переходной областью, площадь сечения впускного канала в плоскости, перпендикулярной его оси (далее эта площадь сечения может называться просто "площадью сечения впускного канала"), постепенно уменьшается в направлении вниз по потоку газа. В результате скорость потока впускаемого воздуха, который протекает в цилиндр из впускного канала, увеличивается. Таким образом, при указанной выше конструкции можно дополнительно повысить интенсивность закрученного потока, создаваемого в цилиндре.

При этом, в случае, если в нижней поверхности стенки впускного канала обеспечена переходная область, которая описана выше, то в части, снабженной переходной областью, площадь сечения впускного канала уменьшается. Таким образом, если сравнивать со случаем, когда переходная область не обеспечена, можно уменьшить расход впускаемого воздуха, который протекает в цилиндр. С учетом сказанного выше, при конструкции, где в нижней поверхности стенки впускного канала обеспечена переходная область, которая описана выше, верхняя по потоку сторона нижней поверхности стенки может находиться ниже виртуальной нижней поверхности стенки. Здесь верхняя по потоку сторона нижней поверхности стенки представляет собой часть нижней поверхности стенки впускного канала и проходит вверх по потоку непосредственно от переходной области. Виртуальная нижняя поверхность стенки представляет собой нижнюю поверхность стенки в случае, если предположить, что эта нижняя поверхность стенки проходит, по существу, по прямой линии от верхнего по потоку края поверхности контакта с клапаном и, по существу, параллельно верхней поверхности стенки.

В двигателе внутреннего сгорания, который описан выше, если сравнивать со случаем, когда верхняя по потоку сторона нижней поверхности стенки во впускном канале находится в том же положении, что и виртуальная нижняя поверхность стенки, или находится выше этой поверхности, можно дополнительно увеличить площадь сечения впускного канала в части, снабженной переходной областью. Таким образом, даже в случае, если в нижней поверхности стенки впускного канала создана переходная область, можно легко обеспечить достаточный расход впускаемого воздуха, который протекает в цилиндр.

Кроме того, в этом двигателе внутреннего сгорания заданная зона во впускном канале может представлять собой зону, которая проходит от верхнего по потоку края поверхности контакта с клапаном до положения, где установлена направляющая штока впускного клапана. В таком двигателе внутреннего сгорания впускаемый воздух, который протекает в цилиндр из впускного канала, направляется на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра при помощи верхней поверхности стенки, которая проходит от края поверхности контакта с клапаном до положения, где установлена направляющая штока впускного клапана.

Помимо этого, в этом двигателе внутреннего сгорания первый угол наклона верхней поверхности стенки относительно поверхности свода на стороне впускного канала и второй угол наклона поверхности контакта с клапаном относительно поверхности свода на стороне впускного канала могут быть, по существу, равны. Верхняя поверхность стенки проходит непосредственно от верхнего по потоку края поверхности контакта с клапаном и, по существу, по прямой линии в упомянутой заданной зоне впускного канала. В таком двигателе внутреннего сгорания впускаемый воздух во впускном канале, который прошел вдоль прямолинейной части верхней поверхности стенки этого канала, направляется в том же направлении при помощи поверхности контакта с клапаном непосредственно перед протеканием в цилиндр, то есть, даже при прохождении по этой поверхности контакта с клапаном. В двигателе внутреннего сгорания, который описан выше, больше вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр из впускного канала, будет плавно протекать на сторону выпускного канала в верхней части цилиндра.

В двигателе внутреннего сгорания, который предлагается изобретением, если в цилиндре этого двигателя создается закрученный поток, интенсивность этого потока повышается. Это дополнительно способствует смешиванию впускаемого воздуха и топлива, используемых в двигателе внутреннего сгорания. Таким образом, можно повысить степень сгорания в двигателе внутреннего сгорания.

Краткое описание чертежей

Далее будут описаны отличительные признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов реализации настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичными ссылочными номерами обозначены аналогичные элементы, и на которых:

на Фиг.1 схематично показана конструкция двигателя внутреннего сгорания, соответствующего первому и второму вариантам реализации настоящего изобретения;

на Фиг.2 приведен вид сбоку впускного канала, соответствующего первому варианту;

на Фиг.3А и Фиг. 3В показано отверстие впускного канала, соответствующего первому варианту, которое открыто в камеру сгорания;

на Фиг.4 в увеличенном масштабе показана область рядом с отверстием впускного канала, соответствующего первому варианту;

Фиг.5 представляет собой первый вид, на котором показаны форма сечения в области поверхности контакта с клапаном во впускном канале и форма сечения в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала, соответствующего первому варианту;

на Фиг.6 приведен модифицированный пример формы сечения в области поверхности контакта с клапаном во впускном канале и формы сечения в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала, соответствующего первому варианту;

на Фиг.7 в увеличенном масштабе показана область рядом с отверстием обычного (соответствующего известному уровню техники) впускного канала;

на Фиг.8 в вертикальном разрезе показаны впускной канал и верхняя часть цилиндра в двигателе внутреннего сгорания, в котором применяется обычный (соответствующий известному уровню техники) впускной канал, показанный на Фиг.7;

на Фиг.9 в вертикальном разрезе показаны впускной канал и верхняя часть цилиндра в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем первому варианту;

на Фиг.10 показан поток впускаемого воздуха, протекающего в цилиндр из впускного канала, соответствующего первому варианту, если смотреть сверху этого канала;

на Фиг.11А, Фиг.11В, Фиг.11С показаны распределения скоростей потока впускаемого воздуха в двигателе внутреннего сгорания, в котором применяется обычный (соответствующий известному уровню техники) впускной канал, показанный на Фиг.7, когда впускаемый воздух прошел в цилиндр из впускного канала;

на Фиг.12А, Фиг.12В, Фиг.12С показаны распределения скоростей потока впускаемого воздуха в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем первому варианту, когда впускаемый воздух прошел в цилиндр из впускного канала;

на Фиг.13 приведен график скорости потока впускаемого воздуха в положении, указанном точкой С в нижней части каждой из Фиг.11А, 11В, 11С и Фиг.12А, 12В, 12С;

на Фиг.14 приведен один пример первого угла наклона прямолинейной части верхней поверхности стенки впускного канала, соответствующего первому варианту, относительно поверхности свода на стороне впускного канала и один пример второго угла наклона поверхности контакта с клапаном относительно поверхности свода на стороне впускного канала;

на Фиг.15 приведен схематичный первый вид, иллюстрирующий конструкцию впускного канала, соответствующего второму варианту;

на Фиг.16 приведен схематичный второй вид, иллюстрирующий конструкцию впускного канала, соответствующего второму варианту;

на Фиг.17 показаны распределения скоростей потока впускаемого воздуха в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем первому варианту, когда впускаемый воздух прошел в цилиндр из впускного канала; и

на Фиг.18 показаны распределения скоростей потока впускаемого воздуха в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем второму варианту, когда впускаемый воздух прошел в цилиндр из впускного канала.

Подробное описание вариантов реализации изобретения

Далее конкретные варианты реализации настоящего изобретения будут описаны на основе чертежей. Предполагается, что размеры, материалы, формы, относительные положения и т.п. компонентов, описанных в этих вариантах, не ограничивают технический объем изобретения, если не указано иное.

Далее будет описан двигатель внутреннего сгорания, соответствующий первому варианту реализации настоящего изобретения. На Фиг.1 схематично показана конструкция двигателя внутреннего сгорания, соответствующего этому первому варианту. Двигатель 1 внутреннего сгорания представляет собой бензиновый двигатель (двигатель внутреннего сгорания, по типу относящийся к двигателю с искровым воспламенением), который имеет четыре цилиндра 2 и используется для приведения в движение транспортного средства. Однако изобретение не ограничивается бензиновым двигателем и может также быть применено к другим типам двигателей. Необходимо отметить, что на Фиг.1 по соображениям удобства показан только один цилиндр.

В цилиндре 2 с возможностью скольжения установлен поршень 3. Поршень 3 перемещается внутри цилиндра 2 возвратно-поступательно. Впускной канал 4 и выпускной канал 5, которые обеспечены в головке блока цилиндров, соединены с камерой 8 сгорания в цилиндре 2. Необходимо отметить, что с каждым цилиндром 2 соединено два впускных канала 4 и два выпускных канала 5, однако по соображениям удобства на Фиг.1 показаны только один впускной канал 4 и только один выпускной канал 5. Камера 8 сгорания представляет собой шатровую камеру сгорания, в которой поверхность 8а свода на стороне впускного канала 4, на которой открыт этот канал, и поверхность 8b свода на стороне выпускного канала 5, на которой открыт этот канал, наклонены относительно плоскости, перпендикулярной центральной оси цилиндра 2.

Отверстие впускного канала 4 в камеру 8 сгорания открывается или закрывается впускным клапаном 6. При таком открывании и закрывании впускной клапан 6 вводит газ из впускного канала 4 двигателя 1 внутреннего сгорания в камеру 8 сгорания, созданную в цилиндре 2, или препятствует вводу газа. Отверстие выпускного канала 5 в камеру 8 сгорания открывается или закрывается выпускным клапаном 7. При таком открывании и закрывании выпускной клапан 7 выпускает газ, находящийся в камере 8 сгорания, из этой камеры в выпускной канал 5 двигателя 1 внутреннего сгорания, или задерживает газ. Кроме того, цилиндр 2 снабжен клапаном 11 впрыска топлива для непосредственного впрыска топлива в камеру 8 сгорания и свечой 12 зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси, созданной в камере 8 сгорания.

Стрелкой на Фиг.1 указан поток газа (впускаемого воздуха) в цилиндре 2. Как указано этой стрелкой, в первом варианте в цилиндре 2 создается вихревой поток, который закручивается в осевом направлении этого цилиндра, то есть, создается закрученный поток. В закрученном потоке газ протекает в направлении к верхней поверхности поршня 3 от поверхности 8b свода на стороне выпускного канала рядом с поверхностью стенки отверстия цилиндра на стороне выпускного канала и затем к поверхности 8а свода на стороне впускного канала от верхней поверхности поршня 3 рядом с поверхностью стенки отверстия цилиндра на стороне впускного канала. Создание такого закрученного потока способствует смешиванию топлива и воздуха, и, как следствие, повышается степень сгорания в двигателе 1 внутреннего сгорания.

Необходимо отметить, что в приведенном далее описании направление к головке блока цилиндров от блока цилиндров определено как направление "вверх", в то время как направление к блоку цилиндров от головки блока цилиндров определено как направление "вниз". Кроме того, направление, перпендикулярное оси впускного канала 4 и параллельное радиальному направлению в цилиндре 2 (то есть, направление, относительно которого выровнены отверстия двух впускных каналов 4 на поверхности 8а свода на стороне впускных каналов в камере 8 сгорания), определено как "поперечное направление".

Далее будет описана конструкция впускного канала двигателя внутреннего сгорания, соответствующего этому первому варианту, на основе Фиг.2 - Фиг.6. На Фиг.2 приведен вид сбоку впускного канала 4. На Фиг.3А, 3В показано отверстие впускного канала 4 в камеру 8 сгорания (далее называемое просто "отверстием впускного канала 4"). На Фиг.3А приведен вид снизу отверстия впускного канала 4, если смотреть в направлении, перпендикулярном поверхности 8а свода на стороне впускного канала (в направлении, в котором на Фиг.2 проходит штрихпунктирная линия L1 с одной точкой). На Фиг.3В приведен вид снизу отверстия впускного канала 4, если смотреть в направлении по оси этого канала (в направлении, в котором на Фиг.2 проходит штрихпунктирная линия L2 с двумя точками). На Фиг.4 в увеличенном масштабе показана область рядом с отверстием впускного канала 4. На Фиг.5 и 6 показаны форма сечения в области поверхности 41 контакта с клапаном во впускном канале 4 и форма сечения в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала 4. На Фиг.5 и 6 заштрихованной областью S1 указана форма сечения в области поверхности 41 контакта с клапаном во впускном канале 4, и каждой из заштрихованных областей S2, S3 указана форма сечения в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала 4.

Как показано на Фиг.2, впускной канал, соответствующий этому первому варианту, представляет собой так называемый "прямолинейный канал", который наклонен вниз от направления нормали к поверхности 8а свода на стороне впускного канала относительно этой поверхности 8а и при этом проходит, по существу, по прямой линии. Кроме того, как показано на Фиг.3А, форма отверстия впускного канала 4 на поверхности 8а свода на стороне впускного канала является, по существу, круглой. Соответственно, если смотреть на отверстие впускного канала 4 в направлении по оси этого канала, как показано на Фиг.3В, его форма является овальной, при этом ось, проходящая в поперечном направлении, является длинной осью.

Рядом с отверстием впускного канала 4 установлена направляющая 13 штока, в которую вставлен шток 61 впускного клапана 6. Кроме того, отверстие впускного канала 4 снабжено поверхностью 41 контакта с клапаном, к которой примыкает тарелка 62 впускного клапана 6, когда этот клапана закрыт (на Фиг.3А, 3В и Фиг.4 поверхность контакта с клапаном указывают заштрихованные области). Необходимо отметить, что поверхность 41 контакта с клапаном представляет собой поверхность, которая определена как включающая поверхность, к которой в реальности примыкает тарелка 62 впускного клапана 6, когда этот клапан закрыт, и имеет кольцевую форму в отверстии впускного канала 4. На Фиг.4 верхний по потоку край поверхности 41 контакта с клапаном обозначен ссылочным номером 41а.

При этом поверхность, которая включает самую верхнюю область поверхности стенки впускного канала 4, находящуюся непосредственно над осью впускного канала 4, и которая расположена на верхней стороне этой поверхности стенки впускного канала 4, задана как "верхняя поверхность 42 стенки". Кроме того, поверхность, которая включает самую нижнюю область поверхности стенки впускного канала 4, находящуюся непосредственно под осью впускного канала 4, и которая расположена на нижней стороне этой поверхности стенки впускного канала 4, задана как "нижняя поверхность 43 стенки". В этом первом варианте, как показано на Фиг.4, верхняя поверхность 41 стенки впускного канала 4 проходит непосредственно от верхнего по потоку края 41а поверхности 41 контакта с клапаном и наклонена вниз от направления нормали к поверхности 8а свода на стороне впускного канала относительно этой поверхности 8а и при этом проходит, по существу, по прямой линии. В то же время, нижняя поверхность 43 стенки впускного канала 4 выполнена поднимающейся от верхнего по потоку края 41а поверхности 41 контакта с клапаном к заданному положению Р_Х и наклонена в противоположную от выпускного канала сторону относительно поверхности 8а свода на стороне впускного канала и при этом проходит, по существу, по прямой линии от заданного положения Р_Х, аналогично верхней поверхности 42 стенки.

Кроме того, в этом первом варианте, как показано на Фиг.5, впускной канал 4 в плоскости, перпендикулярной его оси (если говорить подробнее, с верхней по потоку стороны от той части, в которой нижняя поверхность 43 стенки поднимается) имеет сечение овальной формы, в котором ось, проходящая в поперечном направлении, является длинной осью.

Необходимо отметить, что в этом первом варианте впускной канал 4 в плоскости, перпендикулярной его оси, может не всегда иметь сечение овальной формы, и может иметь сечение уплощенной формы, в котором ось, проходящая в поперечном направлении, является длинной осью. Например, как показано заштрихованной областью S3 на Фиг.6, впускной канал 4 в плоскости, перпендикулярной его оси, может иметь сечение, по существу, прямоугольной формы (формы, при которой углы прямоугольника скруглены), в котором сторона, проходящая в поперечном направлении, является длинной стороной. Однако, также и в этом случае, отверстие впускного канала 4 имеет, по существу, круглую форму на поверхности 8а свода на стороне впускного канала. Тогда, как показано на Фиг.3В, отверстие впускного канала 4, если смотреть в направлении по оси этого канала, имеет овальную форму. Соответственно, в случае, если впускной канал 4 в плоскости, перпендикулярной его оси, имеет сечение, по существу, прямоугольной формы, как показано на Фиг.6, он выполнен таким образом, что до достижения отверстия его форма, если смотреть в направлении по его оси, постепенно изменяется с, по существу, прямоугольной на овальную при приближении к поверхности 41 контакта с клапаном.

Далее будет описана разница между конструкцией впускного канала, соответствующего этому первому варианту, и конструкцией обычного впускного канала. На Фиг.7 в увеличенном масштабе показана область рядом с отверстием в обычном впускном канале. Обычно в отверстие впускного канала 24 в камеру 28 сгорания устанавливается кольцевое посадочное место 29, состоящее из элемента с более высокой стойкостью к истиранию, чем элемент, образующий головку блока цилиндров. В результате на внутренней периферийной поверхности посадочного места 29 клапана возникает поверхность 241 контакта с клапаном, к которой примыкает тарелка 262 впускного клапана 26, когда этот клапан закрыт.

В случае, если создано такое посадочное место 29 клапана, в области отверстия впускного канала 24 необходимо обеспечить такую толщину, которая требуется для прессовой посадки посадочного места 29 клапана с высотой h от поверхности 28а свода на стороне впускного канала. Соответственно, даже в случае, если впускной канал 24 выполнен как прямолинейный канал, и, таким образом, верхняя поверхность 242 его стенки выполнена, по существу, прямолинейной, эта поверхность проходит, по существу, по прямой линии от положения, находящегося от отверстия впускного канала 24 на расстоянии, больше или равном высоте посадочного места 29 клапана, то есть, положения, в котором верхняя поверхность 242 стенки поднимается после верхнего по потоку края 241а поверхности 241 контакта с клапаном. Другими словами, имеется ступенька между прямолинейной частью верхней поверхности 242 стенки и поверхностью 241 контакта с клапаном.

В то же время, во впускном канале 4, соответствующем этому первому варианту, посадочное место клапана в отверстии не установлено. Вместо этого, применяется так называемое "посадочное место, полученное лазерной наплавкой", при которой порошок сплава при помощи сварки лазерным лучом наплавляют на ту часть головки блока цилиндров, где создают отверстие впускного канала 4. Так как применяется такое посадочное место, полученное лазерной наплавкой, то, в отличие от обычного впускного канала, нет необходимости обеспечивать толщину для прессовой посадки посадочного места клапана, начиная от поверхности свода на стороне впускного канала. Соответственно, повышается свобода в выборе конфигурации отверстия впускного канала 4. В результате впускной канал 4, соответствующий этому первому варианту, может иметь такую конструкцию, при которой верхняя поверхность 42 стенки проходит непосредственно от верхнего по потоку края 41а поверхности 41 контакта с клапаном и, по существу, по прямой линии, как описано выше. Однако в этом изобретении способ получения конкретной конструкции впускного канала не ограничивается созданием посадочного места при помощи лазерной наплавки.

Далее будет описан эффект от использования конструкции впускного канала, соответствующей этому первому варианту. На Фиг.8 в вертикальном разрезе показаны впускной канал и верхняя часть цилиндра в двигателе внутреннего сгорания, в котором применяется обычный впускной канал, показанный на Фиг.7. На Фиг.9 в вертикальном разрезе показаны впускной канал и верхняя часть цилиндра в двигателе внутреннего сгорания, соответствующем этому первому варианту. На Фиг.8 и 9, соответственно, показаны состояния, когда впускные клапаны 26, 6 открыты (на каждой из Фиг.8 и 9 приведен разрез в месте, которое удалено в направлении наружу цилиндра от плоскости, в которой проходит ось впускного клапана. Таким образом, показана только тарелка каждого из впускных клапанов 6, 26, и его шток не показан). Кроме того, на каждой из Фиг.8 и 9 контурная стрелка указывает поток впускаемого воздуха, который протекает в каждую из камер 8, 28 сгорания из каждого из впускных каналов 4, 24.

Как описано выше, в отверстии обычного впускного канала 24 установлено посадочное место 29 клапана. Соответственно, впускаемый воздух, который прошел вдоль прямолинейной части верхней поверхности 242 стенки впускного канала 4, непосредственно перед протеканием в цилиндр направляется внутренней периферийной поверхностью посадочного места 29 клапана. В данном случае второй угол наклона внутренней периферийной поверхности посадочного места 29 клапана относительно поверхности свода на стороне впускного канала больше первого угла наклона прямолинейной части верхней поверхности 242 стенки впускного канала 24 относительно поверхности свода на стороне впускного канала. В результате, как показано на Фиг.8, поток впускаемого воздуха, который протекает в цилиндр из впускного канала 24, течет вниз от направления вдоль прямолинейной части верхней поверхности 242 стенки впускного канала 24. В частности, если сравнивать с положением рядом с осью впускного клапана, впускаемый воздух направляется сильнее вниз внутренней периферийной поверхностью посадочного места 29 клапана в положении, которое удалено в направлении наружу от оси впускного клапана.

В то же время, как показано на Фиг.9, во впускном канале 4, соответствующем этому первому варианту, прямолинейная часть верхней поверхности 42 стенки проходит до края поверхности 41 контакта с клапаном. Другими словами, прямолинейная часть в верхней поверхности 42 стенки впускного канала 4 проходит до положения, максимально близкого к отверстию. Соответственно, как показано на Фиг.9, впускаемый воздух, который прошел вдоль прямолинейной части верхней поверхности 42 стенки во впускном канале 4, протекает в цилиндр 2, по существу, сохраняя имеющееся направление потока. Таким образом, как можно понять из сравнения с Фиг.8, больше вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр 2 из впускного канала 4, будет протекать в направлении вдоль поверхности 8b свода на стороне выпускного канала. Кроме того, в положении, которое удалено в направлении наружу цилиндра от оси впускного клапана, впускаемый воздух направляется прямолинейной частью верхней поверхности 42 стенки, по существу, в том же направлении, что и в положении рядом с осью впускного клапана. В результате дополнительно увеличивается скорость потока впускаемого воздуха, протекающего в направлении вдоль поверхности 8b свода на стороне выпускного канала в верхней части цилиндра 2.

На Фиг.10 показан поток впускаемого воздуха, протекающего в цилиндр из каждого впускного канала, соответствующего этому первому варианту, если смотреть сверху этих каналов. На Фиг.10 показано состояние, когда каждый из впускных клапанов 6 открыт. Кроме того, на Фиг.10 каждая заштрихованная область указывает форму сечения в плоскости, перпендикулярной оси впускного канала 4, и каждая стрелка указывает поток впускаемого воздуха.

Как описано выше, в этом первом варианте впускной канал 4 в плоскости, перпендикулярной его оси, имеет сечение уплощенной формы (на Фиг.10 - овальной формы), в котором ось, проходящая в поперечном направлении, является длинной осью. При этой конструкции, как показано на Фиг.10, также больше вероятность того, что впускаемый воздух будет протекать в цилиндр 2 с боковых сторон отверстия впускного канала 4. Соответственно, больше вероятность того, что впускаемый воздух будет протекать из впускного канала 4 в часть цилиндра 2 рядом с центром, если смотреть в поперечном направлении, и в его области рядом с поверхностью стенки его отверстия на боковых сторонах. Таким образом, становится более широкой зона в поперечном направлении цилиндра 2, где повышается вероятность того, что впускаемый воздух, который прошел в цилиндр 2 из впускного канала 4, будет протекать в направлении вдо