JPH0218409B2 - - Google Patents
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- JPH0218409B2 JPH0218409B2 JP57162934A JP16293482A JPH0218409B2 JP H0218409 B2 JPH0218409 B2 JP H0218409B2 JP 57162934 A JP57162934 A JP 57162934A JP 16293482 A JP16293482 A JP 16293482A JP H0218409 B2 JPH0218409 B2 JP H0218409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control surface
- intake
- circumferential
- cylinder chamber
- intake port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、シリンダ室内に渦流（スワール）を
効率良く生成させその維持を図り、かつ体積効率
を増大することができる内燃機関の吸気ポートに
関する。
効率良く生成させその維持を図り、かつ体積効率
を増大することができる内燃機関の吸気ポートに
関する。
内燃機関の吸気ポートに関して従来、燃焼改善
からシリンダ室内のスワールを増大するため、第
１図々示のように吸気導入部１と吸気弁まわりに
渦巻部２を備えた、いわゆるヘリカル吸気ポート
３と第２図及び第３図々示のように吸気をシリン
ダ室４に接線的に導入するタンジエンシヤル吸気
ポート５とがある。
からシリンダ室内のスワールを増大するため、第
１図々示のように吸気導入部１と吸気弁まわりに
渦巻部２を備えた、いわゆるヘリカル吸気ポート
３と第２図及び第３図々示のように吸気をシリン
ダ室４に接線的に導入するタンジエンシヤル吸気
ポート５とがある。
このメリカル吸気ポートは、前記渦巻部を有す
るため、タンジエンシヤル吸気ポートに比してス
ワールの強化を図ることができる。しかしなが
ら、反面流路圧力損失の増大による体積効率の低
下をもたらすといつた技術上の不具合がある。一
方、タンジエンシヤル吸気ポートはヘリカル吸気
ポートに比べ強いスワールは形成できず、さらに
スワールが不安定になる傾向はあるものの、体積
効率についてはヘリカル吸気ポートを上回つてお
り、スワールと体積効率の両立が難しいのが現状
である。
るため、タンジエンシヤル吸気ポートに比してス
ワールの強化を図ることができる。しかしなが
ら、反面流路圧力損失の増大による体積効率の低
下をもたらすといつた技術上の不具合がある。一
方、タンジエンシヤル吸気ポートはヘリカル吸気
ポートに比べ強いスワールは形成できず、さらに
スワールが不安定になる傾向はあるものの、体積
効率についてはヘリカル吸気ポートを上回つてお
り、スワールと体積効率の両立が難しいのが現状
である。
さらに、タンジエンシヤル吸気ポートは内部に
ボス部６と吸気弁７のステム部８が臨ましてある
ため流通する吸気に分岐流を生起させ、かかる分
岐流が互いに衝突し、その結果、スワールが弱く
なる。さらに吸気の分岐割合が一定でないためシ
リンダ内に生成されるスワールを不安定とする欠
点がある。
ボス部６と吸気弁７のステム部８が臨ましてある
ため流通する吸気に分岐流を生起させ、かかる分
岐流が互いに衝突し、その結果、スワールが弱く
なる。さらに吸気の分岐割合が一定でないためシ
リンダ内に生成されるスワールを不安定とする欠
点がある。
かかる不具合を改善する手段としては、従来各
種の手段が試みられているが、いずれもスワール
の強化と体積効率の向上との両立を図つた効果的
な手段は見当らない。
種の手段が試みられているが、いずれもスワール
の強化と体積効率の向上との両立を図つた効果的
な手段は見当らない。
すなわち、代表的なものとして従来のヘリカル
吸気ポートを例にとれば（特開昭49―51409号、
特開昭55―46002号）、渦巻部の螺旋流路を吸気弁
の弁軸に対して偏心的に配置した単一の螺旋軸芯
をもつて構成する。具体的には、吸入空気を吸気
弁まわりに降下させつつ旋回流通させ、シリンダ
室へ所定のスワール比をもつて吸気弁まわりから
導入させるため、渦巻部の天井が吸気弁軸まわり
螺旋状に降下し両側壁が吸気口に向かつて順次絞
られている構成である。その他、吸気ポートにお
けるシリンダ室に対する配設位置、シリンダ室中
心と吸気弁の弁軸間距離、シリンダ室口径と吸気
弁シート径の割合等々が特定値のものがある。か
かる吸気ポートによれば、シリンダ室の口径（ボ
ア）に対して吸気弁からシリンダ室のボア内への
吸気の流入速度分布はシリンダ室の中央部分に大
きくシリンダ室に接線的な周辺部分は小さいとい
つた割合となる。これでは、シリンダ室内で形成
されるスワールが互いに干渉し合つて減衰し極端
な場合には消去し結果的には大きくならないので
ある。
吸気ポートを例にとれば（特開昭49―51409号、
特開昭55―46002号）、渦巻部の螺旋流路を吸気弁
の弁軸に対して偏心的に配置した単一の螺旋軸芯
をもつて構成する。具体的には、吸入空気を吸気
弁まわりに降下させつつ旋回流通させ、シリンダ
室へ所定のスワール比をもつて吸気弁まわりから
導入させるため、渦巻部の天井が吸気弁軸まわり
螺旋状に降下し両側壁が吸気口に向かつて順次絞
られている構成である。その他、吸気ポートにお
けるシリンダ室に対する配設位置、シリンダ室中
心と吸気弁の弁軸間距離、シリンダ室口径と吸気
弁シート径の割合等々が特定値のものがある。か
かる吸気ポートによれば、シリンダ室の口径（ボ
ア）に対して吸気弁からシリンダ室のボア内への
吸気の流入速度分布はシリンダ室の中央部分に大
きくシリンダ室に接線的な周辺部分は小さいとい
つた割合となる。これでは、シリンダ室内で形成
されるスワールが互いに干渉し合つて減衰し極端
な場合には消去し結果的には大きくならないので
ある。
また、従来の吸気ポートとしては、吸気弁直前
の内腔壁にあつてシリンダ室の中心側とシリンダ
室の側壁側にそれぞれ対向して絞り部を設けたも
の（実開昭57―136832号）や吸気の導入部と吸気
弁まわりの円筒部との間に環状の絞り部を設けた
もの（実開昭57―53032号）がある。これらはい
ずれも局部的に極端に設けた絞り部でもつて吸気
を加速させスワールの強化を図ろうとするもので
ある。しかしながら、これらは吸気を極端に絞る
がゆえ、吸気の流れに乱れが生じて流通抵抗が増
大してスワールを不安定とする実用上解決すべき
問題がある。
の内腔壁にあつてシリンダ室の中心側とシリンダ
室の側壁側にそれぞれ対向して絞り部を設けたも
の（実開昭57―136832号）や吸気の導入部と吸気
弁まわりの円筒部との間に環状の絞り部を設けた
もの（実開昭57―53032号）がある。これらはい
ずれも局部的に極端に設けた絞り部でもつて吸気
を加速させスワールの強化を図ろうとするもので
ある。しかしながら、これらは吸気を極端に絞る
がゆえ、吸気の流れに乱れが生じて流通抵抗が増
大してスワールを不安定とする実用上解決すべき
問題がある。
そこで本発明者らは内燃機関の吸気ポートにお
ける形状、構造、ならびにこれらの組合せ関係等
についてスワールの強化と体積効率の向上との調
和がとれ、かつ製作を極力簡易化することを目的
として研究を進めた結果、上記従来の不具合を解
決する本発明を案出した。
ける形状、構造、ならびにこれらの組合せ関係等
についてスワールの強化と体積効率の向上との調
和がとれ、かつ製作を極力簡易化することを目的
として研究を進めた結果、上記従来の不具合を解
決する本発明を案出した。
本発明の目的とするところはヘリカル吸気ポー
ト並のスワールを維持でき、かつ流路圧力損失を
低減して体積効率を改善でき安定したスワール形
成ができる内燃機関の吸気ポートを提供すること
にある。詳述すれば、本発明は体積効率の悪化を
もたらすような渦巻部を具備せず、かつボス部や
ステム部に基因する吸気の分岐流発生によるスワ
ールの弱化及び不安定化をなくしヘリカル吸気ポ
ートのような強スワールとタンジエンシヤル吸気
ポートのような高体積効率をもたらす内燃機関の
吸気ポートを提供することを目的とする。
ト並のスワールを維持でき、かつ流路圧力損失を
低減して体積効率を改善でき安定したスワール形
成ができる内燃機関の吸気ポートを提供すること
にある。詳述すれば、本発明は体積効率の悪化を
もたらすような渦巻部を具備せず、かつボス部や
ステム部に基因する吸気の分岐流発生によるスワ
ールの弱化及び不安定化をなくしヘリカル吸気ポ
ートのような強スワールとタンジエンシヤル吸気
ポートのような高体積効率をもたらす内燃機関の
吸気ポートを提供することを目的とする。
本発明は、吸気を流通するほぼ直線状の導入部
と、該導入部と連通しシリンダ室内へ吸気口を介
しての吸気の導入を開閉制御する吸気弁まわりを
外周側壁部と内周側壁部とにより区画形成しシリ
ンダ室内に連通する中空円筒状の周接部とからな
り吸気にシリンダ室円周に沿う渦流を生起させる
吸気ポートを該周接部の外周側壁部がシリンダ室
の円周にほぼ沿うように内燃機関シリンダヘツド
に設けるとともに、該周接部は前記吸気弁の開閉
制御面に平行で該制御面とは別でかつ所定の横断
面を少なくとも一つの円弧により形成し、当該円
弧中心の少なくとも１つは制御面の面積中心を通
りかつ該制御面に垂直な軸心より偏心的に設け、
該周接部の外周側壁部の幅を吸気弁まわりにつき
変化させるとともに該周接部の内周側壁部の幅を
変化させずに吸気口と一致させ、かつ制御面から
前記周接部の頂面までの高さを該制御面に垂直な
軸心まわりに導入部より連続してほぼ同じに構成
して吸気の流通抵抗を少なくし、吸気弁軸と周接
部の外周側壁部との間に吸気の主流が流通するよ
うにした内燃機関の吸気ポートである（以下第１
発明と称する）。
と、該導入部と連通しシリンダ室内へ吸気口を介
しての吸気の導入を開閉制御する吸気弁まわりを
外周側壁部と内周側壁部とにより区画形成しシリ
ンダ室内に連通する中空円筒状の周接部とからな
り吸気にシリンダ室円周に沿う渦流を生起させる
吸気ポートを該周接部の外周側壁部がシリンダ室
の円周にほぼ沿うように内燃機関シリンダヘツド
に設けるとともに、該周接部は前記吸気弁の開閉
制御面に平行で該制御面とは別でかつ所定の横断
面を少なくとも一つの円弧により形成し、当該円
弧中心の少なくとも１つは制御面の面積中心を通
りかつ該制御面に垂直な軸心より偏心的に設け、
該周接部の外周側壁部の幅を吸気弁まわりにつき
変化させるとともに該周接部の内周側壁部の幅を
変化させずに吸気口と一致させ、かつ制御面から
前記周接部の頂面までの高さを該制御面に垂直な
軸心まわりに導入部より連続してほぼ同じに構成
して吸気の流通抵抗を少なくし、吸気弁軸と周接
部の外周側壁部との間に吸気の主流が流通するよ
うにした内燃機関の吸気ポートである（以下第１
発明と称する）。
また、本発明は、吸気を流通するほぼ直線状の
導入部と、該導入部と連通しシリンダ室内へ吸気
口を介しての吸気の導入を開閉制御する吸気弁ま
わりを外周側壁部と内周側壁部とにより区画形成
しシリンダ室内に連通する中空円筒状の周接部と
から成り吸気にシリンダ室円周に沿う渦流を生起
させる吸気ポートを該周接部の外周側壁部がシリ
ンダ室の円周にほぼ沿うように内燃機関のシリン
ダヘツドに設けるとともに、該周接部は前記吸気
弁の開閉制御面に平行で該制御面とは別でかつ所
定横断面を少なくとも一つの円弧により形成し、
当該円弧中心の少なくとも１つは制御面の面積中
心を通りかつ該制御面に垂直な軸心より偏心的に
設け該周接部の外周側壁部の幅を吸気弁まわりに
つき変化させるとともに該周接部の内周側壁部の
幅を変化させずに吸気口と一致させ、かつ制御面
から前記周接部の頂面までの高さを該制御面に垂
直な軸心まわりに減少させ、前記周接部頂面高さ
の平均減少割合を制御面領域内に収納される最大
円の直径で無次元化して吸気弁軸心まわりに１度
あたり0.0018以下に構成して吸気の流通抵抗を少
なくし、吸気弁軸と周接部の外周側壁部との間に
吸気の主流が流通するようにした内燃機関の吸気
ポートである（以下第２発明と称する）。
導入部と、該導入部と連通しシリンダ室内へ吸気
口を介しての吸気の導入を開閉制御する吸気弁ま
わりを外周側壁部と内周側壁部とにより区画形成
しシリンダ室内に連通する中空円筒状の周接部と
から成り吸気にシリンダ室円周に沿う渦流を生起
させる吸気ポートを該周接部の外周側壁部がシリ
ンダ室の円周にほぼ沿うように内燃機関のシリン
ダヘツドに設けるとともに、該周接部は前記吸気
弁の開閉制御面に平行で該制御面とは別でかつ所
定横断面を少なくとも一つの円弧により形成し、
当該円弧中心の少なくとも１つは制御面の面積中
心を通りかつ該制御面に垂直な軸心より偏心的に
設け該周接部の外周側壁部の幅を吸気弁まわりに
つき変化させるとともに該周接部の内周側壁部の
幅を変化させずに吸気口と一致させ、かつ制御面
から前記周接部の頂面までの高さを該制御面に垂
直な軸心まわりに減少させ、前記周接部頂面高さ
の平均減少割合を制御面領域内に収納される最大
円の直径で無次元化して吸気弁軸心まわりに１度
あたり0.0018以下に構成して吸気の流通抵抗を少
なくし、吸気弁軸と周接部の外周側壁部との間に
吸気の主流が流通するようにした内燃機関の吸気
ポートである（以下第２発明と称する）。
さらに、本発明は、前記周接部において前記吸
気弁の開閉制御面に平行で該制御面とは別でかつ
所定の横断面を少なくとも一つの円弧により形成
し、当該円弧中心の少なくとも１つは制御面の面
積中心を通りかつ該制御面に垂直な軸心より偏心
的に設け当該偏心割合を制御面領域内に収納され
る最大円の直径で無次元化して0.1以上0.5以下に
構成し、少なくとも前記第１発明、第２発明のい
ずれか一方に組合されたことを特徴とする内燃機
関の吸気ポートである。
気弁の開閉制御面に平行で該制御面とは別でかつ
所定の横断面を少なくとも一つの円弧により形成
し、当該円弧中心の少なくとも１つは制御面の面
積中心を通りかつ該制御面に垂直な軸心より偏心
的に設け当該偏心割合を制御面領域内に収納され
る最大円の直径で無次元化して0.1以上0.5以下に
構成し、少なくとも前記第１発明、第２発明のい
ずれか一方に組合されたことを特徴とする内燃機
関の吸気ポートである。
上記各発明における内燃機関の吸気ポートによ
れば、前記周接部を上記構成とすることによりシ
リンダ室のボアに対して吸気弁からシリンダ室の
ボア内への吸気の流入速度分布は、シリンダ室に
接線的な周辺部分にて極めて大きくシリンダ室の
中央部分にては小さい割合となる。このため、シ
リンダ室内で形成される流れはボアに沿う全体的
渦流となり、渦流の乱れも少なく安定、円滑に流
通することによりスワールの大幅な強化を図るこ
とができ、また、ヘリカル流路をもたないことに
より流れの損失が少なくなり体積効率を増加する
ことができる。
れば、前記周接部を上記構成とすることによりシ
リンダ室のボアに対して吸気弁からシリンダ室の
ボア内への吸気の流入速度分布は、シリンダ室に
接線的な周辺部分にて極めて大きくシリンダ室の
中央部分にては小さい割合となる。このため、シ
リンダ室内で形成される流れはボアに沿う全体的
渦流となり、渦流の乱れも少なく安定、円滑に流
通することによりスワールの大幅な強化を図るこ
とができ、また、ヘリカル流路をもたないことに
より流れの損失が少なくなり体積効率を増加する
ことができる。
第４図および第５図は、第１発明の一実施例で
あつて、内燃機関E1の吸気ポートP1は、吸気を
流通するほぼ直線的形状の導入部９と、この導入
部９と連通しシリンダ室３０内へ吸気口を介して
の吸気の導入を開閉制御する吸気弁まわりを外周
側壁部２０ａと内周側壁部２０ｂとにより区画形
成し該シリンダ室３０内に連通する中空円筒状の
周接部２０とからなる。このように構成された吸
気ポートP1は吸気にスワールを生起するもので
あつて、該周接部２０の外周側壁部２０ａがシリ
ンダ室３０の円周にほぼ沿うように内燃機関のシ
リンダヘツドに設けられている。周接部２０は前
記吸気弁まわりに亘り配設する。この周接部２０
は前記吸気弁の開閉制御面４０に平行で該制御面
４０とは別でかつ所定の横断面を少なくとも一つ
の円弧によつて構成する。本実施例にあつては連
通する２つの円弧中心R1，R2からなりこれらを
中心とする円弧でもつて周接部２０の周壁を形成
する。
あつて、内燃機関E1の吸気ポートP1は、吸気を
流通するほぼ直線的形状の導入部９と、この導入
部９と連通しシリンダ室３０内へ吸気口を介して
の吸気の導入を開閉制御する吸気弁まわりを外周
側壁部２０ａと内周側壁部２０ｂとにより区画形
成し該シリンダ室３０内に連通する中空円筒状の
周接部２０とからなる。このように構成された吸
気ポートP1は吸気にスワールを生起するもので
あつて、該周接部２０の外周側壁部２０ａがシリ
ンダ室３０の円周にほぼ沿うように内燃機関のシ
リンダヘツドに設けられている。周接部２０は前
記吸気弁まわりに亘り配設する。この周接部２０
は前記吸気弁の開閉制御面４０に平行で該制御面
４０とは別でかつ所定の横断面を少なくとも一つ
の円弧によつて構成する。本実施例にあつては連
通する２つの円弧中心R1，R2からなりこれらを
中心とする円弧でもつて周接部２０の周壁を形成
する。
さらに、これら円弧中心R1，R2は制御面４０
の面積中心を通りかつ該制御面４０に垂直な軸心
３より偏心量e1，e2で設ける。また、該周接部２
０は外周側壁部２０ａの幅Ａを吸気弁まわりにつ
き変化させると共に、該内周側壁部２０ｂの幅Ｂ
を変化させずに吸気口とほぼ一致させて構成して
ある。しかも制御面４０から前記周接部２０の頂
面までの高さＨは該制御面４０に垂直な軸心まわ
りに導入部９より連続してほぼ同じに構成してあ
る。
の面積中心を通りかつ該制御面４０に垂直な軸心
３より偏心量e1，e2で設ける。また、該周接部２
０は外周側壁部２０ａの幅Ａを吸気弁まわりにつ
き変化させると共に、該内周側壁部２０ｂの幅Ｂ
を変化させずに吸気口とほぼ一致させて構成して
ある。しかも制御面４０から前記周接部２０の頂
面までの高さＨは該制御面４０に垂直な軸心まわ
りに導入部９より連続してほぼ同じに構成してあ
る。
上記構成からなる本実施例の内燃機関E1の吸
気ポートP1は、前述の通り周接部２０を構成し
たことにより、シリンダ室３０内へ導入される吸
気を導入部９より周接部２０によつて効率良く安
定、円滑に流通推進する。この周接部２０を流下
する吸気はシリンダ室３０の円周すなわちボア周
縁に沿つて流れる。
気ポートP1は、前述の通り周接部２０を構成し
たことにより、シリンダ室３０内へ導入される吸
気を導入部９より周接部２０によつて効率良く安
定、円滑に流通推進する。この周接部２０を流下
する吸気はシリンダ室３０の円周すなわちボア周
縁に沿つて流れる。
このとき、本実施例の吸気ポートP1によれば、
シリンダ室３０のボアに対して吸気弁からシリン
ダ室３０のボア内への吸気の流入速度分布は、シ
リンダ室３０に接線的な周辺部分にて極めて大き
く、シリンダ室３０の中央部分にては小さいとい
つた、いいかえれば、シリンダ室内の中央部分よ
りシリンダ室に接線的な周辺部分に向つて順次大
きいといつた割合とすることができる。
シリンダ室３０のボアに対して吸気弁からシリン
ダ室３０のボア内への吸気の流入速度分布は、シ
リンダ室３０に接線的な周辺部分にて極めて大き
く、シリンダ室３０の中央部分にては小さいとい
つた、いいかえれば、シリンダ室内の中央部分よ
りシリンダ室に接線的な周辺部分に向つて順次大
きいといつた割合とすることができる。
このため、シリンダ室３０内で形成される流れ
はシリンダ室ボアに沿う全体的渦流となり、渦流
の乱れも少なく互いに干渉することなく安定、円
滑に流通することによりスワールを大幅に強化す
ることができる。また、本実施例の吸気ポート
P1によれば螺旋流路をもたないためヘリカルポ
ートに比して流路圧力損失を減少させることがで
き、結果体積効率を上げることができる。
はシリンダ室ボアに沿う全体的渦流となり、渦流
の乱れも少なく互いに干渉することなく安定、円
滑に流通することによりスワールを大幅に強化す
ることができる。また、本実施例の吸気ポート
P1によれば螺旋流路をもたないためヘリカルポ
ートに比して流路圧力損失を減少させることがで
き、結果体積効率を上げることができる。
前記、周接部２０の円弧はスワールに及ぼす影
響はきわめて大きく一つの円弧により周接部２０
を構成するスワールは小さくなる。これに対し複
数の円弧により周接部２０を構成すると大きなス
ワールを形成することができる。特に第５図中の
破線Ｚで示すように周接部２０をボアに沿うよう
に複数の円弧で構成することがスワール増大をも
たらす。これは、前記周接部２０が複数の円弧に
よれば吸気弁からシリンダ室３０内に流入する流
れがシリンダ室３０のボアに適確に沿うのであつ
て、シリンダ壁に衝突したりすることがなくシリ
ンダ室３０の周壁に沿う流れ（スワール）を良好
に形成できるためである。
響はきわめて大きく一つの円弧により周接部２０
を構成するスワールは小さくなる。これに対し複
数の円弧により周接部２０を構成すると大きなス
ワールを形成することができる。特に第５図中の
破線Ｚで示すように周接部２０をボアに沿うよう
に複数の円弧で構成することがスワール増大をも
たらす。これは、前記周接部２０が複数の円弧に
よれば吸気弁からシリンダ室３０内に流入する流
れがシリンダ室３０のボアに適確に沿うのであつ
て、シリンダ壁に衝突したりすることがなくシリ
ンダ室３０の周壁に沿う流れ（スワール）を良好
に形成できるためである。
以上要するに本実施例の吸気ポートP1は、上
記構成としたことによりスワールの強化及び体積
効率の向上を達成することができ、内燃機関の燃
焼を改善でき出力の向上、燃費の改善等々の実用
上多大の効果を奏する。
記構成としたことによりスワールの強化及び体積
効率の向上を達成することができ、内燃機関の燃
焼を改善でき出力の向上、燃費の改善等々の実用
上多大の効果を奏する。
第６図は、第２発明の一実施例の性能線図であ
つて制御面４０の面積が380mm2〜1100mm2の範囲で
異なる６ケースについて行なつた実験結果の概要
であり前記実施例との相違点を中心に述べ同一部
分は同一符号をもつて説明する。本実施例の内燃
機関の吸気ポートは、制御面４０から前記周接部
２０の頂面までの高さＨを該制御面４０に垂直な
軸心まわりに減少させ該周接部頂面高さの平均減
少割合を制御面領域内に収納される最大円の直径
で無次元化して吸気弁軸心まわりに１度あたり
0.0018以下とした構成である。
つて制御面４０の面積が380mm2〜1100mm2の範囲で
異なる６ケースについて行なつた実験結果の概要
であり前記実施例との相違点を中心に述べ同一部
分は同一符号をもつて説明する。本実施例の内燃
機関の吸気ポートは、制御面４０から前記周接部
２０の頂面までの高さＨを該制御面４０に垂直な
軸心まわりに減少させ該周接部頂面高さの平均減
少割合を制御面領域内に収納される最大円の直径
で無次元化して吸気弁軸心まわりに１度あたり
0.0018以下とした構成である。
ここで周接部と導入部については第５図におい
て一方の導入部側壁９１と周接部外側壁４１の交
点５０とこの点から制御面の面積中心を通り制御
面に垂直な軸心３まわりに周接部外側壁４１に沿
つて他方の導入部側壁９２の方向に300゜の点５１
の２点を通り該制御面に垂直な面９３で２分した
時の上流側を導入部、下流側を周接部とする。こ
れは該導入部下流側出口面９３における主流方向
と該導入部下流側出口面となす角γが鋭角から直
角近傍までの角度においては筒内に形成されるス
ワールは安定でかつ高スワール生成が可能である
のに対し、それ以上になるとγが大きくなるに従
いスワールは不安定となりかつ高スワール生成も
不可能となつて上記300゜で規定される周接部と導
入部との接続がスワールに及ぼす影響が大きいこ
とも本発明者らにより確められた。
て一方の導入部側壁９１と周接部外側壁４１の交
点５０とこの点から制御面の面積中心を通り制御
面に垂直な軸心３まわりに周接部外側壁４１に沿
つて他方の導入部側壁９２の方向に300゜の点５１
の２点を通り該制御面に垂直な面９３で２分した
時の上流側を導入部、下流側を周接部とする。こ
れは該導入部下流側出口面９３における主流方向
と該導入部下流側出口面となす角γが鋭角から直
角近傍までの角度においては筒内に形成されるス
ワールは安定でかつ高スワール生成が可能である
のに対し、それ以上になるとγが大きくなるに従
いスワールは不安定となりかつ高スワール生成も
不可能となつて上記300゜で規定される周接部と導
入部との接続がスワールに及ぼす影響が大きいこ
とも本発明者らにより確められた。
上記構成からなる本実施例の内燃機関の吸気ポ
ートは、前述の通り、周接部２０は前記吸気弁の
開閉制御面４０に平行で該制御面４０とは別でか
つ所定の横断面を少なくとも一つの円弧により形
成し、当該円弧中心の少なくとも１つは制御面４
０の面積中心を通りかつ該制御面４０に垂直な軸
心より偏心的に設けるとともに前記周接部２０の
制御面４０から頂面までの高さＨに関して、該周
接部頂面高さの平均減少割合を制御面領域内に収
納される最大円の直径で無次元化して吸気弁軸心
まわりに１度あたり0.0018以下の関係を満す範囲
に配設したことにより、シリンダ室３０内へ導入
される吸気を導入部９と周接部２０によつて効率
良く安定、円滑に流通推進する。
ートは、前述の通り、周接部２０は前記吸気弁の
開閉制御面４０に平行で該制御面４０とは別でか
つ所定の横断面を少なくとも一つの円弧により形
成し、当該円弧中心の少なくとも１つは制御面４
０の面積中心を通りかつ該制御面４０に垂直な軸
心より偏心的に設けるとともに前記周接部２０の
制御面４０から頂面までの高さＨに関して、該周
接部頂面高さの平均減少割合を制御面領域内に収
納される最大円の直径で無次元化して吸気弁軸心
まわりに１度あたり0.0018以下の関係を満す範囲
に配設したことにより、シリンダ室３０内へ導入
される吸気を導入部９と周接部２０によつて効率
良く安定、円滑に流通推進する。
そして、本実施例の吸気ポートによれば、シリ
ンダ室３０のボアに対して吸気弁からシリンダ室
３０のボア内への吸気の流入速度分布は、シリン
ダ室３０に接線的な周辺部分にて極めて大きく、
シリンダ室３０の中央部分にては小さいといつ
た、いいかえれば、シリンダ室内の中央部分より
シリンダ室に接線的な周辺部分に向つて順次大き
いといつた割合とすることができる。
ンダ室３０のボアに対して吸気弁からシリンダ室
３０のボア内への吸気の流入速度分布は、シリン
ダ室３０に接線的な周辺部分にて極めて大きく、
シリンダ室３０の中央部分にては小さいといつ
た、いいかえれば、シリンダ室内の中央部分より
シリンダ室に接線的な周辺部分に向つて順次大き
いといつた割合とすることができる。
このため、シリンダ室３０内で形成される流れ
はシリンダ室ボアに沿う全体的渦流となり、渦流
の乱れも少なく互いに干渉することなく安定、円
滑に流通することにより第６図中の曲線X1にて
示すようにスワールを強化することができる。ま
た、本実施例の吸気ポートによれば第６図中曲線
Y1にて示すように流路圧力損失を大幅に減少さ
せることができ結果体積効率の大幅向上により実
用上満足できる所定値とすることができる。
はシリンダ室ボアに沿う全体的渦流となり、渦流
の乱れも少なく互いに干渉することなく安定、円
滑に流通することにより第６図中の曲線X1にて
示すようにスワールを強化することができる。ま
た、本実施例の吸気ポートによれば第６図中曲線
Y1にて示すように流路圧力損失を大幅に減少さ
せることができ結果体積効率の大幅向上により実
用上満足できる所定値とすることができる。
前記平均減少割合はポート流路圧力損失に及ぼ
す影響は極めて大きく第６図々示のように１度あ
たり0.0018以下の範囲をはずれて構成するとポー
ト流路圧力損失はきわめて大きくなる。その結
果、流量減によるスワールの減少を若干もたら
し、体積効率は大幅に悪くなる。これは減小割合
を大きくした流路の構成により流路の圧力損失を
大幅に増大させたことによる。また、０〜0.0018
の間ではその性能はあまりかわらない。また、前
記実施例では連続して徐々に減少する周接部頂面
高さの場合を説明したが、制御面に垂直な軸芯ま
わりに周接部での減少曲線がどのようでもその平
均減少割合が制御面領域に収納される最大円の直
径で無次元化して一度あたり0.0018以下であれ
ば、その性能は第２実施例とほぼ同等の結果を得
ることを確認した。
す影響は極めて大きく第６図々示のように１度あ
たり0.0018以下の範囲をはずれて構成するとポー
ト流路圧力損失はきわめて大きくなる。その結
果、流量減によるスワールの減少を若干もたら
し、体積効率は大幅に悪くなる。これは減小割合
を大きくした流路の構成により流路の圧力損失を
大幅に増大させたことによる。また、０〜0.0018
の間ではその性能はあまりかわらない。また、前
記実施例では連続して徐々に減少する周接部頂面
高さの場合を説明したが、制御面に垂直な軸芯ま
わりに周接部での減少曲線がどのようでもその平
均減少割合が制御面領域に収納される最大円の直
径で無次元化して一度あたり0.0018以下であれ
ば、その性能は第２実施例とほぼ同等の結果を得
ることを確認した。
以上要するに本実施例の吸気ポートは、上記構
成としたことによりスワールの強化及び体積効率
の向上を達成することができ、内燃機関の燃焼を
改善でき出力の向上、燃費の改善等々の実用上多
大の効果を奏する。
成としたことによりスワールの強化及び体積効率
の向上を達成することができ、内燃機関の燃焼を
改善でき出力の向上、燃費の改善等々の実用上多
大の効果を奏する。
第７図及び第８図は本発明の他の実施例の性能
線図であつて、前記各実施例との相違点を主に述
べれば、本実施例の内燃機関の吸気ポートは、少
なくとも第１、第２の発明のいずれか一方に加え
て周接部２０は前記吸気弁の開閉制御面４０に平
行で該制御面４０とは別でかつ所定の横断面を少
なくとも一つの円弧Ｒにより形成し、当該円弧中
心の少なくとも１つは制御面４０の面積中心を通
りかつ該制御面４０に垂直な軸心より偏心的に設
け当該偏心量ｅを制御面領域内に収納される最大
円の直径ｄで無次元化して0.1以上0.5以下とした
構成である。
線図であつて、前記各実施例との相違点を主に述
べれば、本実施例の内燃機関の吸気ポートは、少
なくとも第１、第２の発明のいずれか一方に加え
て周接部２０は前記吸気弁の開閉制御面４０に平
行で該制御面４０とは別でかつ所定の横断面を少
なくとも一つの円弧Ｒにより形成し、当該円弧中
心の少なくとも１つは制御面４０の面積中心を通
りかつ該制御面４０に垂直な軸心より偏心的に設
け当該偏心量ｅを制御面領域内に収納される最大
円の直径ｄで無次元化して0.1以上0.5以下とした
構成である。
上記構成からなる本発明の他の実施例は、周接
部２０の円弧偏心割合を前述の通り0.1以上0.5以
下とすれば第７図々示のように、流路圧力損失、
スワールおよび流れの安定も満足のゆく傾向をも
たらすのである。
部２０の円弧偏心割合を前述の通り0.1以上0.5以
下とすれば第７図々示のように、流路圧力損失、
スワールおよび流れの安定も満足のゆく傾向をも
たらすのである。
詳述すれば、本発明の他の実施例はシリンダ室
３０内へ導入される吸気を導入部９より周接部２
０によつて効率良く安定、円滑に流通推進する。
本発明における他の実施例吸気ポートによれば、
シリンダ室３０のボアに対して吸気弁からシリン
ダ室３０のボア内への吸気の流入速度分布は、シ
リンダ室３０に接線的な周辺部分にて極めて大き
く、シリンダ室３０の中央部分にては小さいとい
つた、いいかえれば、シリンダ室内の中央部分よ
りシリンダ室に接線的な周辺部分に向つて順次大
きいといつた割合とすることができる。
３０内へ導入される吸気を導入部９より周接部２
０によつて効率良く安定、円滑に流通推進する。
本発明における他の実施例吸気ポートによれば、
シリンダ室３０のボアに対して吸気弁からシリン
ダ室３０のボア内への吸気の流入速度分布は、シ
リンダ室３０に接線的な周辺部分にて極めて大き
く、シリンダ室３０の中央部分にては小さいとい
つた、いいかえれば、シリンダ室内の中央部分よ
りシリンダ室に接線的な周辺部分に向つて順次大
きいといつた割合とすることができる。
このため、シリンダ室３０内で形成される流れ
はシリンダ室ボアに沿う全体的渦流となり、渦流
の乱れも少なく互いに干渉することなく安定、円
滑に流通することにより第７図及び第８図中の曲
線X2，X3にて示すようにスワールを大幅に強化
することができる。また、本実施例の吸気ポート
によれは吸気の周接部通路における圧力損失およ
びシリンダ室内で流れの干渉が減少し、流路圧力
損失を第７図及び第８図中曲線Y2，Y3にて示す
ように改善でき実用上満足できる所定値とするこ
とができる。さらに、流れが安定することにより
燃焼によい結果をもたらす。
はシリンダ室ボアに沿う全体的渦流となり、渦流
の乱れも少なく互いに干渉することなく安定、円
滑に流通することにより第７図及び第８図中の曲
線X2，X3にて示すようにスワールを大幅に強化
することができる。また、本実施例の吸気ポート
によれは吸気の周接部通路における圧力損失およ
びシリンダ室内で流れの干渉が減少し、流路圧力
損失を第７図及び第８図中曲線Y2，Y3にて示す
ように改善でき実用上満足できる所定値とするこ
とができる。さらに、流れが安定することにより
燃焼によい結果をもたらす。
前記円弧の偏心割合ｅ／ｄはスワール、流路圧
力損失および流れの安定に及ぼす影響は極めて大
きく第７図に示すように、0.1≦ｅ／ｄ≦0.5範囲
を逸脱することはボアに沿う流れが少なくスワー
ルを小さくし、さらに前記範囲より小さい場合に
はボス、バルブガイド、バルブステムが流れを左
右に２分し、流れを不安定に導き、結果、スワー
ルを減少させ、流路圧力損失を増大させ、燃焼の
不安定をもたらす。
力損失および流れの安定に及ぼす影響は極めて大
きく第７図に示すように、0.1≦ｅ／ｄ≦0.5範囲
を逸脱することはボアに沿う流れが少なくスワー
ルを小さくし、さらに前記範囲より小さい場合に
はボス、バルブガイド、バルブステムが流れを左
右に２分し、流れを不安定に導き、結果、スワー
ルを減少させ、流路圧力損失を増大させ、燃焼の
不安定をもたらす。
また前記範囲より大きい場合には流路圧力損失
が大巾に増大し、流量減によるスワールの減少を
もたらす。さらにこの傾向は図８に示すように第
２発明の範囲をこえる場合にはさらに悪化する。
すなわち、少なくとも第１、第２発明のいずれか
一方に加えて円弧の偏心割合を適切な値をもつて
設けることにより、大きなスワールを形成し、か
つ流路圧力損失の大幅な減少が達成できる。これ
は、吸気弁からシリンダ室３０内に流入する流れ
が前記円弧偏心割合の範囲ではシリンダ室３０の
ボアに沿うのに対して前記円弧偏心割合の範囲外
では吸気弁からシリンダ室３０内へ流入する流れ
がシリンダ室壁に衝突したりして、シリンダ室３
０の周壁に沿う流れ（スワール）が形成されにく
い為である。すなわち、スワールを強くするには
吸気弁からシリンダ室３０内へ流入する流れがい
かに損失なく、シリンダ室３０の周壁に沿う流れ
（スワール）を形成できるかにあり、さらに、こ
のことを調査すると最適値は0.1≦ｅ／ｄ≦0.5の
範囲の中では0.15≦ｅ／ｄ≦0.3の間で第７図で
示されるようにスワールがもつとも高い。
が大巾に増大し、流量減によるスワールの減少を
もたらす。さらにこの傾向は図８に示すように第
２発明の範囲をこえる場合にはさらに悪化する。
すなわち、少なくとも第１、第２発明のいずれか
一方に加えて円弧の偏心割合を適切な値をもつて
設けることにより、大きなスワールを形成し、か
つ流路圧力損失の大幅な減少が達成できる。これ
は、吸気弁からシリンダ室３０内に流入する流れ
が前記円弧偏心割合の範囲ではシリンダ室３０の
ボアに沿うのに対して前記円弧偏心割合の範囲外
では吸気弁からシリンダ室３０内へ流入する流れ
がシリンダ室壁に衝突したりして、シリンダ室３
０の周壁に沿う流れ（スワール）が形成されにく
い為である。すなわち、スワールを強くするには
吸気弁からシリンダ室３０内へ流入する流れがい
かに損失なく、シリンダ室３０の周壁に沿う流れ
（スワール）を形成できるかにあり、さらに、こ
のことを調査すると最適値は0.1≦ｅ／ｄ≦0.5の
範囲の中では0.15≦ｅ／ｄ≦0.3の間で第７図で
示されるようにスワールがもつとも高い。
すなわち、最適なポート形状としては前記平均
減少割合が一度あたり0.0018以下で、0.15≦ｅ／
ｄ≦0.3となる第１発明記載のポートである。
減少割合が一度あたり0.0018以下で、0.15≦ｅ／
ｄ≦0.3となる第１発明記載のポートである。
以上要するに本発明における他の実施例の吸気
ポートは、上記構成としたことにより安定したス
ワールの強化及び体積効率の向上を達成すること
ができ、内燃機関の燃焼を改善でき出力の向上、
燃費の改善等々の実用上多大の効果を奏する。
ポートは、上記構成としたことにより安定したス
ワールの強化及び体積効率の向上を達成すること
ができ、内燃機関の燃焼を改善でき出力の向上、
燃費の改善等々の実用上多大の効果を奏する。
第１図ないし第３図は従来の吸気ポートをそれ
ぞれ示すもので、第１図はその斜視図、第２図及
び第３図は斜視図及びその平面図、第４図及び第
５図は本発明の一実施例をそれぞれ示す斜視図及
びその平面図、第６図ないし第８図は各発明にお
けるスワール比とポート流路圧力損失の傾向をそ
れぞれ示す線図である。 図中９…導入部、３０…シリンダ室、２０…周
接部、P1…吸気ポート。
ぞれ示すもので、第１図はその斜視図、第２図及
び第３図は斜視図及びその平面図、第４図及び第
５図は本発明の一実施例をそれぞれ示す斜視図及
びその平面図、第６図ないし第８図は各発明にお
けるスワール比とポート流路圧力損失の傾向をそ
れぞれ示す線図である。 図中９…導入部、３０…シリンダ室、２０…周
接部、P1…吸気ポート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吸気を流通するほぼ直線状の導入部と、該導
入部と連通しシリンダ室内へ吸気口を介しての吸
気の導入を開閉制御する吸気弁まわりを外周側壁
部と内周側壁部とにより区画形成しシリンダ室内
に連通する中空円筒状の周接部とから成り吸気に
シリンダ室円周に沿う渦流を生起させる吸気ポー
トを該周接部の外周側壁面がシリンダ室の円周に
ほぼ沿うように内燃機関のシリンダヘツドに設け
るとともに、該周接部は前記吸気弁の開閉制御面
に平行で該制御面とは別でかつ所定の横断面を少
なくとも一つの円弧により形成し、当該円弧中心
の少なくとも１つは該制御面の面積中心を通りか
つ該制御面に垂直な軸心より偏心的に設け該周接
部の外周側壁部の幅を吸気弁まわりにつき変化さ
せるとともに該周接部の内周側壁部の幅を変化さ
せずに吸気口と一致させ、かつ制御面から前記周
接部の頂面までの高さを該制御面に垂直な軸心ま
わりに導入部より連続してほぼ同じに構成して吸
気の流通抵抗を少なくし、吸気弁軸と周接部の外
周側壁部との間に吸気の主流が流通するようにし
たことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。 ２ 前記周接部は前記吸気弁の開閉制御面に平行
で該制御面とは別でかつ所定の横断面を少なくと
も一つの円弧により形成し、当該円弧中心の少な
くとも１つは制御面の面積中心を通りかつ該制御
面に垂直な軸心より偏心的に設け当該偏心割合を
制御面領域内に収納される最大円の直径で無次元
化して0.1以上0.5以下に構成したことを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の吸
気ポート。 ３ 吸気を流通するほぼ直線状の導入部と、該導
入部と連通しシリンダ室内へ吸気口を介しての吸
気の導入を開閉制御する吸気弁まわりを外周側壁
部と内周側壁部とにより区画形成しシリンダ室内
に連通する中空円筒状の周接部とから成り吸気に
シリンダ室円周に沿う渦流を生起させる吸気ポー
トを該周接部の外周側壁部がシリンダ室の円周に
ほぼ沿うように内燃機関のシリンダヘツドに設け
るとともに、該周接部は前記吸気弁の開閉制御面
に平行で該制御面とは別でかつ所定の横断面を少
なくとも一つの円弧により形成し、当該円弧中心
の少なくとも１つは制御面の面積中心を通り、か
つ該制御面に垂直な軸心より偏心的に設け該周接
部の外周側壁部の幅を吸気弁まわりにつき変化さ
せるとともに該周接部の内周側壁部の幅を変化さ
せずに吸気口と一致させ、かつ制御面から前記周
接部の頂面までの高さを該制御面に垂直な軸心ま
わりに減少させ、前記周接部の頂面高さの平均減
少割合を制御面領域内に収納される最大円の直径
で無次元化して吸気弁軸心まわりに１度あたり
0.0018以下に構成して吸気の流通抵抗を少なく
し、吸気弁軸と周接部の外周側壁部との間に吸気
の主流が流通するようにしたことを特徴とする内
燃機関の吸気ポート。 ４ 前記周接部は前記吸気弁の開閉制御面に平行
で該制御面とは別でかつ所定の横断面を少なくと
も一つの円弧により形成し、当該円弧中心の少な
くとも１つは制御面の面積中心を通りかつ該制御
面に垂直な軸心より偏心的に設け当該偏心割合を
制御面領域内に収納される最大円の直径で無次元
化して0.1以上0.5以下に構成したことを特徴とす
る前記特許請求の範囲第３項記載の内燃機関の吸
気ポート。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57162934A JPS5951129A (ja) | 1982-09-18 | 1982-09-18 | 内燃機関の吸気ポ−ト |
| US06/789,370 US4693215A (en) | 1982-09-18 | 1985-10-21 | Inlet port for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57162934A JPS5951129A (ja) | 1982-09-18 | 1982-09-18 | 内燃機関の吸気ポ−ト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951129A JPS5951129A (ja) | 1984-03-24 |
| JPH0218409B2 true JPH0218409B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=15764014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57162934A Granted JPS5951129A (ja) | 1982-09-18 | 1982-09-18 | 内燃機関の吸気ポ−ト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951129A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053213U (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | 石川島播磨重工業株式会社 | 急傾斜・垂直コンベア |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2242383A1 (de) * | 1972-08-29 | 1974-03-14 | Elsbett | Drallbildender kanal, insbesondere im ansaugsystem von hubkolben-brennkraftmaschinen |
| JPS5920850B2 (ja) * | 1978-09-25 | 1984-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のヘリカル型吸気ポ−ト |
| JPS5753032U (ja) * | 1980-09-12 | 1982-03-27 | ||
| JPS57136832U (ja) * | 1981-02-18 | 1982-08-26 |
-
1982
- 1982-09-18 JP JP57162934A patent/JPS5951129A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053213U (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | 石川島播磨重工業株式会社 | 急傾斜・垂直コンベア |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5951129A (ja) | 1984-03-24 |
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