JPH027236Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の吸気装置に関する。

従来の技術 機関高負荷運転時における高い充填効率を確保
しつつ機関低負荷運転時に強力な旋回流を燃焼室
内に発生させるために、ほぼまつすぐに延びる入
口通路部と渦巻部とにより構成されたヘリカル型
吸気ポートであつて、入口通路部が渦巻部渦巻軸
線から離れた側に位置するほぼ垂直配置の第１側
壁面と、渦巻軸線側に位置しかつ第１側壁面に対
面するほぼ垂直配置の第２側壁面と、ほぼ水平面
内を延びる上壁面および下壁面とにより構成さ
れ、渦巻軸線側に位置する第２側壁面の上方部を
第２側壁面のほぼ全長に亘つて下向きの傾斜面に
形成すると共に傾斜面の巾を入口通路部の開口端
部から渦巻部に近づくにつれて次第に広くして入
口通路部の上壁面の巾を渦巻部に向けて徐々に狭
くし、入口通路部と渦巻部の接続部における第２
側壁面のほぼ全体を下向きの傾斜面に形成して接
続部における入口通路部の断面形状を上壁面の巾
が下壁面の巾よりも狭い台形状に形成したヘリカ
ル型吸気ポートが特開昭55−46004号公報に記載
されているように公知である。このヘリカル型吸
気ポートでは渦巻軸線側に位置する第２側壁面の
上方部を下向きの傾斜面に形成し、機関低負荷運
転時にはこの傾斜面により吸入空気を渦巻部周壁
面に案内して渦巻部内に旋回流を発生せしめるこ
とにより燃焼室内に旋回流を発生させ、一方機関
高負荷運転時には傾斜面により吸入空気流方向を
下向きに偏向し、旋回することなく燃焼室内に流
入する吸入空気を多くするようにして充填効率を
高めるようにしている。

一方、上述のような傾斜面を有しないヘリカル
型吸気ポートであつて、機関低負荷運転時には渦
巻軸線側に位置した第２側壁面側のほぼ半分の吸
気ポート断面を閉鎖し機関高負荷運転時には全開
する吸気制御弁を吸気ポートの入口部に配置した
吸気装置が特開昭58−128418号公報に記載されて
いるように公知である。この吸気装置は機関低負
荷運転時に吸気制御弁を閉弁することによつて吸
入空気を渦巻軸線と反対側の第１側壁面に沿つて
流通せしめることにより強力な旋回流を発生せし
めることを意図している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら特開昭55−46004号公報に記載の
ヘリカル型吸気ポートでは高い充填効率が得られ
るように渦巻部の径を小さくすると旋回流が弱く
なり、一方旋回流を強くするために渦巻部の径を
大きくすると充填効率が低下するという問題があ
る。また、特開昭58−128418号公報に記載の吸気
制御弁を特開昭55−46004号公報に記載のヘリカ
ル型吸気ポートに適用しても吸気制御弁が閉弁し
たときに吸入空気を第２側壁面の傾斜面によつて
案内できないために強力な旋回流を発生させるの
は困難である。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本考案によればほ
ぼまつすぐに延びる入口通路部と渦巻部とにより
構成されたヘリカル型吸気ポートであつて、入口
通路部が渦巻部渦巻軸線から離れた側に位置する
ほぼ垂直配置の第１側壁面と、渦巻軸線側に位置
しかつ第１側壁面に対面するほぼ垂直配置の第２
側壁面と、ほぼ水平面内を延びる上壁面および下
壁面とにより構成され、渦巻軸線側に位置する第
２側壁面の上方部を第２側壁面のほぼ全長に亘つ
て下向きの傾斜面に形成すると共に傾斜面の巾を
入口通路部の開口端部から渦巻部に近づくにつれ
て次第に広くして入口通路部の上壁面の巾を渦巻
部に向けて徐々に狭くし、入口通路部と渦巻部の
接続部における第２側壁面のほぼ全体を下向きの
傾斜面に形成して接続部における入口通路部の断
面形状を上壁面の巾が下壁面の巾よりも狭い台形
状に形成したヘリカル型吸気ポートにおいて、機
関低負荷運転時には第１側壁面側のほぼ半分の吸
気ポート断面を閉鎖し機関高負荷運転時には全開
する吸気制御弁を吸気ポートの入口部に配置して
いる。

実施例 第１図並びに第２図を参図すると、１はシリン
ダブロツク、２はシリンダブロツク１内で往復運
動するピストン、３はシリンダブロツク１上に固
定されたシリンダヘツド、４はピストン２とシリ
ンダヘツド３間に形成された燃焼室、５は吸気
弁、６はシリンダヘツド３内に形成されたヘリカ
ル型吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘツ
ド３内に形成された排気ポート、９は点火栓を
夫々示す。なお第１図に示されるようにヘリカル
型吸気ポート６の上壁面上には弁ステムガイド１
０を保持するために下方に突出する円筒状突起１
１が一体形成され、この円筒状突起１１の先端部
から弁ステムガイド１０の先端部が突出する。図
示しない気化器において形成された混合気は吸気
工程時にヘリカル型吸気ポート６並びに吸気弁５
を介して燃焼室４内に導入され、次いでこの混合
気は圧縮行程末期に点火栓９により着火される。

第３図から第６図は第１図のヘリカル型吸気ポ
ート６の形状を図解的に示す。ヘリカル型吸気ポ
ート６は第４図に示されるように吸気ポート軸線
ａがわずかに彎曲した入口通路部Ａと渦巻部Ｂと
により構成される。入口通路部Ａの開口端部は第
７図に示されるように矩形状に形成され、一方渦
巻部Ｂの混合気出口部１３は渦巻部Ｂの渦巻軸線
ｂと中心とする円筒状に形成される。第１図に示
すように渦巻軸線ｂ、即ち吸気弁５の軸線はシリ
ンダ軸線に対して傾斜しており、一方入口通路部
Ａはほぼ水平方向に延びる。入口通路部Ａの渦巻
軸線から離れた方の第１側壁面１４はほぼ垂直に
配置され、この第１側壁面１４は渦巻軸線ｂを中
心として彎曲する渦巻部Ｂの側壁面１５に滑らか
に接続する。この側壁面１５は第６図或いは第９
図に示されるように円筒状出口部１３よりも外方
に膨出しており、更にこの側壁面１５は側壁面１
５と渦巻軸線ｂとの距離Ｒが始めはほぼ一定であ
るが矢印Ｃで示す渦巻方向に行くに従つて徐々に
小さくなりかつ渦巻終端部Ｅにおいて円筒状出口
部１３の半径−とほぼ等しくなるように形成され
る。

一方、入口通路部Ａの渦巻軸線ｂに近い方の第
２側壁面１６の上方側壁面部分は下方を向いた傾
斜面１６ａに形成され、この傾斜面１６ａは第２
側壁面１６のほぼ全長に亘つて延びる。更に、こ
の傾斜面１６ａの巾は入口通路部Ａの開口端部か
ら渦巻部Ｂに近づくに従つて次第に広くなり、入
口通路部Ａと渦巻部Ｂとの接続部においては第８
図に示すように第２側壁面１６のほぼ全体が下方
を向いた傾斜面１６ａに形成される。従つて入口
通路部Ａの断面形状は入口通路部Ａと渦巻部Ｂと
の接続部においてほぼ台形状をなす。傾斜面１６
ａの上半分は第１図に示す円筒状突起１１の周壁
面に滑らかに接続され、一方傾斜面１６ａの下半
分は渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｅにおいて渦巻部Ｂの
側壁面１５に接続される。

入口通路部Ａの上壁面１７は第１図並びに第５
図に示すように入口通路部Ａの開口端部から渦巻
部Ｂに向けてほぼ水平に延び、次いで渦巻部Ｂの
上壁面１８は渦巻方向Ｃ（第４図）に沿つて徐々
に下降し、次いでこの傾斜上壁面１８は入口通路
部Ａの傾斜面１６ａに接続する。前述したように
入口通路部Ａの傾斜面１６ａの巾が渦巻部Ｂに向
けて徐々に広がるように形成されているので入口
通路部Ａの上壁面１７の巾は渦巻部Ｂに近づくに
従つて徐々に狭くなり、一方前述したように渦巻
部Ｂの側壁面１５と渦巻軸線ｂとの距離Ｒは始め
はほぼ一定であるが渦巻方向Ｃに徐々に小さくな
るように形成されているので渦巻部Ｂの上壁面１
８の巾は渦巻方向Ｃに向かうに従つて徐々に狭く
なる。従つて入口通路部Ａの上壁面１７は渦巻部
Ｂに向かつてその巾が狭くなりつつほぼ水平に延
び、次いでこの上壁面１７に滑らかに接続された
渦巻部Ｂの上壁面１８はその巾が更に狭くなりつ
つ渦巻方向Ｃに向けて下降することになる。

第１図並びに第５図に示すように入口通路部Ａ
の下壁面１９は上壁面１７とほぼ平行をなして渦
巻部Ｂに向けてほぼ水平に延び、次いで第１図に
示されるように滑らかな曲壁面２０を経て円筒状
出口部１３に接続される。なお、第４図からわか
るように下壁面１９の巾は渦巻部Ｂに近づくに従
つて徐々に狭くなる。

第１図から第４図に示されるように吸気ポート
６の入口部には吸気制御弁２１が配置される。こ
の吸気制御弁２１の弁軸２２は吸気ポート６内を
垂直方向に延び、しかもこの弁軸２２は吸気ポー
ト６の軸線ａに対して第１側壁面１４側に偏心配
置される。吸気制御弁２１は吸気ポート６の巾の
ほぼ半分の巾を有し、第２図に示すように吸気制
御弁２１が閉弁したときに吸気制御弁２１の一線
部が第１側壁面１４と接するように配置される。
従つて吸気制御弁２１が閉弁したとき吸気制御弁
２１は第１側壁面１４のほぼ半分の吸気ポート６
断面を閉鎖する。

第２図に示されるように吸気制御弁１４の弁軸
２２の端部に固着されたアーム２３の先端部は制
御ロツド２４を介して負圧アクチユエータ２５の
ダイアフラム２６に連結される。負圧アクチユエ
ータ２５の負圧室２７内にはダイアフラム押圧用
圧縮ばね２８が挿入され、この負圧室２７は負圧
導管２９を介して吸気マニホルド３０内に連結さ
れる。機関低負荷運転時には吸気マニホルド３０
内に大きな負圧が発生しており、このとき吸気制
御弁２１は第２図に示されるように閉鎖位置にあ
る。一方、機関高負荷運転時には吸気マニホルド
３０内の負圧が小さくなるために制御ロツド２４
が負圧アクチユエータ２５から突出し、吸気制御
弁２１が全開する。

機関低負荷運転時には上述したように吸気制御
弁２１が閉弁している。このとき吸入空気は第２
側壁面１６に沿つて流動し、次いでこの吸入空気
は傾斜面１６ａに沿つて次第に流れ方向を変えつ
つ渦巻部Ｂに向かつて流れる。このとき一部の混
合気は傾斜面１６ａにより下向きの力を与えられ
て第１図の矢印Ｌで示すように旋回することなく
円筒状出口部１３内に流入するが大部分の吸入空
気は第１図の矢印Ｋで示すように上壁面１７，１
８に沿つて進行する。前述したように上壁面１
７，１８の巾は次第に狭くなるために上壁面１
７，１８に沿つて流れる混合気の流路は次第に狭
ばまり、また上壁面１８は渦巻方向Ｃに向けて下
降しているので上壁面１７，１８に沿う混合気流
は次第に増速されつつ下向きの力を与えられる。
斯くして渦巻部Ｂ内には旋回しつつ下降する旋回
流が発生せしめられ、この旋回流によつて第１図
において矢印Ｌで示すように円筒状出口部１３内
に流入した混合気に旋回流が与えられることにな
る。次いで旋回しつつ下降する旋回流は円筒状出
口部１３の内壁面に沿つて何ら抵抗を受けること
なく滑らかに旋回することにより渦巻軸線ｂ回り
の強力な旋回流が円筒状出口部１３において形成
されることになる。次いでこの旋回混合気は吸気
弁５とその弁座間に形成された隙間を通して燃焼
室４内に流入し、燃焼室４内に強力な旋回流を発
生せしめることになる。

本考案によるヘリカル型吸気ポート６において
は上壁面１７，１８に沿つて流れる混合気流が旋
回流の発生に大きく寄与している。従つて上述の
ように上壁面１７，１８に沿つて形成される混合
気流路が次第に狭まくなるように形成することに
よつて混合気流は増速され、斯くして機関低負荷
運転時であつても強力な旋回流を発生せしめるこ
とができる。

一方、機関高負荷運転時には吸気制御弁２１が
全開する。前述したように入口通路部Ａの断面形
状は入口通路部Ａと渦巻部Ｂとの接続部において
台形状をなしており、従つてこの接続部において
第２側壁面１６の全体が下向きの傾斜面１６ａか
ら形成されているので機関高速高負荷運転時のよ
うに吸入空気量が多いときには大部分の混合気の
流れ方向が傾斜面１６ａによつて下向きに偏向さ
れ、従つて大部分の混合気は通常の吸気ポート内
を流れる混合気と同様に旋回することなく滑らか
な曲壁面２０に沿つて円筒状出口部１３内に流入
するので流れ抵抗は小さくなる。この場合、混合
気の流れ方向を急激に変化させると渦が生じたり
してかえつて流れ抵抗は大きくなつてしまう。し
かしながら本考案では傾斜面１６ａが第２側壁面
１６のほぼ全長に亘つて形成され、しかもこの傾
斜面１６ａは入口通路部Ａの開口端部から渦巻部
Ｂに向けて徐々に広くなるように形成されている
ので混合気は入口通路部Ａ内を流れる間に徐々に
下方に向けて押下げられる。このように大部分の
混合気が徐々に下方に向けて押下げられるために
流れ抵抗が小さくなり、斯くして機関高速負荷運
転時に高い充填効率を得ることができる。

考案の効果 機関低負荷運転時には吸気制御弁２１を閉鎖す
ることによつて吸入空気を傾斜面１６ａに沿つて
流動せしめることができる。その結果下部分の吸
入空気を傾斜面１６ａにより案内して上壁面１
７，１８に沿つて流れるように導びくことができ
るので強力な旋回流を発生せしめることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるヘリカル型吸気ポートを
具えた内燃機関の側面断面図、第２図は第１図の
平面断面図、第３図は第１図のヘリカル型吸気ポ
ートの形状を示す斜視図、第４図は第３図の矢印
に沿つてみた平面図、第５図は第３図の矢印
に沿つてみた側面図、第６図は第３図の矢印に
沿つてみた側面図、第７図は第４図の−線に
沿つてみた断面図、第８図は第４図の−線に
沿つてみた断面図、第９図は第４図の−線に
沿つてみた断面図である。 ６……ヘリカル型吸気ポート、１４……第１側
壁面、１６……第２側壁面、１６ａ……傾斜面、
１７，１８……上壁面、１９……下壁面、２１…
…吸気制御弁、Ａ……入口通路部、Ｂ……渦巻
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ほぼまつすぐに延びる入口通路部と渦巻部とに
   より構成されたヘリカル型吸気ポートであつて、
   該入口通路部が渦巻部渦巻軸線から離れた側に位
   置するほぼ垂直位置の第１側壁面と、該渦巻軸線
   側に位置しかつ該第１側壁面に対面するほぼ垂直
   配置の第２側壁面と、ほぼ水平面内を延びる上壁
   面および下壁面とにより構成され、上記渦巻軸線
   側に位置する第２側壁面の上方部を該第２側壁面
   のほぼ全長に亘つて下向きの傾斜面に形成すると
   共に該傾斜面の巾を入口通路部の開口端部から上
   記渦巻部に近づくにつれて次第に広くして該入口
   通路部の上壁面の巾を該渦巻部に向けて徐々に狭
   くし、該入口通路部と渦巻部の接続部における該
   第２側壁面のほぼ全体を下向きの傾斜面に形成し
   て該接続部における入口通路部の断面形状を上壁
   面の巾が下壁面の巾よりも狭い台形状に形成した
   ヘリカル型吸気ポートにおいて、機関低負荷運転
   時には上記第１側壁面側のほぼ半分の吸気ポート
   断面を閉鎖し機関高負荷運転時には全開する吸気
   制御弁を吸気ポートの入口部に配置した内燃機関
   の吸気装置。