JPH041306Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直接噴射式デイゼルエンジンのシリ
ンダ室内における吸気の施廻渦巻（以下、スワー
ルという）の制御装置に関する。

たとえば、デイゼルエンジンのシリンダヘツド
には、空気をシリンダ室に導びくための吸気ポー
トが設けられ、この吸気ポートに備えた吸気弁が
エンジンの各行程に応じて開閉するようになつて
いる。

上記吸気ポートからシリンダ室に導びかれた空
気は圧縮され噴射ノズルから噴出される燃料と混
合して爆発するが、空気と燃料との混合状態が良
い程、燃焼効率が向上すること周知である。

そこで、混合状態をよくするための種々の考案
工夫がなされているが、その一つとして、HSP
構造と呼ばれるハイスワールポート（強渦流吸気
孔）が挙げられる。これは、ポート通路に少しの
「ひねり」をつけ、吸入行程時にシリンダ室の円
周方向に混合気のスワールを強制的に形成する。
したがつて、空気と燃料との混合効率が良い。

上記ハイスワールポートについてさらに説明す
ると、これは第１図に示すようになつている。す
なわち、図中１はシリンダ室、２吸気弁傘部、３
は吸気弁、４は吸気ポート渦室である。この吸気
ポート渦室４の端部は吸気弁３を囲繞するととも
に上記吸気弁傘部２が接離する吸気弁孔５に連通
している。

この種構造によれば、吸気弁孔５の開放時、吸
気ポート渦室４に導びかれる吸気が吸気弁孔５か
らシリンダ室１にスワール状となつて供給され
る。

しかしながら、吸気ポート渦室４は吸込空気量
を確保するため、その入口側において略正方形の
断面形状を必要とする。すなわち、幅方向ととも
にある程度の上下方向の寸法がある。出口側であ
る吸気弁孔５側においても、その断面形状は入口
側より小さくなつているが、略同一形状である。

吸気は、吸気ポート渦室４の幅方向ばかりでな
く、上下方向にも均等に導かれる。特に図で黒矢
印として示す流れＡは、吸気ポート渦室４の下端
側に沿つての流れであり、これは吸気弁孔５から
シリンダ室１内に導びかれると、シリンダ室１の
周面に沿つて流れ、理想的なスワールを形成しよ
うとする。しかしながら、白矢印として示す吸気
ポート渦室４の上端側に沿つての流れＢは、吸気
弁孔５の直上で吸気弁３に衝突し、この軸方向に
沿つて導びかれてから吸気弁孔５を介してシリン
ダ室１に導入される。この流れＢはシリンダ室１
において上記流れＡと合流するので、シリンダ室
１への吸込空気量増大には寄与するが、理想スワ
ール形成に関しては阻害する傾向にある。

本考案は、上記事情に着目してなされたもので
あり、その目的とするところは、吸気ポート渦室
に第１のガイド板と第２のガイド板とを備え、こ
れらのガイド板によつて吸気の流れを制御し、シ
リンダ室において理想形状のスワールを得、併せ
て吸込空気量増大化を得るエンジン吸気渦流制御
装置を提供しようとするものである。

以下、本考案の一実施例を第２図にもとづいて
説明する。後述する吸気ポート渦室１０を除き、
シリンダ１、吸気弁傘部２、吸気弁３および吸気
弁孔５は全て従来の第１図に示す構造形状と同一
である。上記吸気ポート渦室１０は、その形状自
体上記第１図に示すものと略同一であるが、新ら
たに上下方向が第１、第２のガイド板６，７で仕
切られる。これら第１、第２のガイド板６，７は
吸気ポート渦室１０を鋳物成型する際に同時に、
かつ一体に設けられるものであり、それぞれ互い
に相対向する側壁から突出し、対向する側壁近傍
まで延出する。特に上段側の第１のガイド板６
は、吸気ポート渦室１０の入口側から上記吸気弁
３近傍にその端部が位置し、かつ下段側の第２の
ガイド板７は同じく入口側から吸気弁３周囲にそ
の端部が曲成して位置する。

しかして、吸気ポート渦室１０には上下方向に
仕切られたまま吸気が流通し、吸気弁孔５からシ
リンダ室１に供給される。第１、第２のガイド板
６，７は吸気を案内するが、特に吸気ポート渦室
１０の上端部を流通する吸気は第１のガイド板６
があることにより吸気弁３に対して斜めに下降す
る方向に指向され、第１、第２のガイド板６，７
の端部間を介して吸気弁孔５に導かれる。また第
１、第２のガイド板６，７相互間に流通する吸気
は、これらの端部間から吸気弁孔５に向うとき、
この上部から流出する上記吸気よりさらに緩い斜
めの方向に指向され、かつ互いに合流する。この
ときの合流は、互いの傾斜角度に極端な差がない
ので円滑である。これらはまた、吸気ポート渦室
１０の下端部である第２のガイド板７の下部に沿
つて流通する吸気と合流する。この吸気は純粋に
スワール方向に指向されて導かれるものである。
このときも、既に合流した吸気がスワール方向に
指向される吸気の流れを阻害することなく円滑に
合流する。このように、吸気ポート渦室１０にお
ける上部から下部にかけて吸気の流速分布が順に
大になり、全ての吸気がスワール方向に片寄つて
案内される。したがつて、シリンダ室１において
は吸気弁孔５から供給される吸気が理想のスワー
ルを形成する。また、吸気ポート渦室１０に設け
た第１、第２のガイド板６、７は、渦室１０内を
完全に仕切るものではなく、その端縁と対向する
側壁との間に間隙を存するから、渦室１０内にお
ける吸気の流速分布は均一となる。したがつて、
吸気ポート渦室１０での流路抵抗が小さくなり、
多量の吸込空気量が得られ、充分な確保がなされ
る。

なお、スワール強さと吸込空気量との関係は、
第３図に示すようにスワール強さを横軸、吸込空
気量を縦軸とする座標上にＡ線で示すようにｙ＝
−axのラインで示されることが知られている。
すなわち、スワールが弱いとき吸込空気量が多く
逆にスワールが強いとき吸込空気量が少い。これ
は吸気ポート渦室４の構造形状を部分的に変える
ことにより、上記相互関係が同一ラインに沿つて
変わることを示す。上記第１、第２のガイド板
６，７を設けた吸気ポート渦室１０においては、
上記座標上にＢ線で示すようにｙ＝−ax＋ｃの
ラインで示される。すなわち、従来よりスワール
性能が一ランク上のラインに平行移動する。しか
しながら、従来そのままの吸気ポート渦室４に単
なる仕切板を付加しただけでは、スワール強さの
増大と比較し、吸込空気量はごく微増にとどま
る。そこで、本考案のような第１、第２のガイド
板６，７を備えた上記吸気ポート渦室１０を用い
れば、スワール強さと吸込空気量との増大比をほ
ぼ均一化できる。なお、スワール強さを従来と同
一となるように設定すれば、吸込空気量は充分増
加することは言う迄もない。

以上説明したように本考案によれば、吸気ポー
ト渦室の上下方向を互いに対向する側壁から突出
しこれらが対向する側壁の近傍まで突出する第１
のガイド板と第２のガイド板で仕切り、吸気弁孔
からシリンダ内に導く吸気の流速分布を不均一に
して吸気をスワール方向に案内するようにしたか
ら、シリンダ内において理想のスワール形状を得
るとともに吸気ポート渦室での流速分布を均一に
して流路抵抗が小さくなり、よつてシリンダ内へ
の吸込空気量の増大化を図れるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の従来例を示す吸気渦流制御装
置の透視斜視図、第２図は一実施例を示す吸気渦
流制御装置の透視斜視図、第３図はスワール特性
図である。 ３……吸気弁、５……吸気弁孔、１０……吸気
ポート渦室、６……第１のガイド板、７……第２
のガイド板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの吸気弁によつて開閉される吸気弁孔
   に連通され同吸気弁の開時にシリンダ内にスワー
   ル状の吸気を供給する吸気ポート渦室を有した強
   渦流構造において、上記吸気ポート渦室の側壁か
   ら対向する側壁の近傍まで突出するとともに上記
   吸気ポート渦室の入口部から上記吸気弁の近傍ま
   で延設され流入吸気を上記吸気弁孔に斜めに下降
   する方向に導く第１のガイド板と、同第１のガイ
   ド板の下方側に位置して上記吸気ポート渦室の上
   記対向する側壁から上記側壁の近傍まで突出する
   とともに吸気ポート渦室の入口部から吸気弁の周
   囲に曲成して延設される第２のガイド板とを備
   え、上記第１のガイド板と第２のガイド板とによ
   つて上記吸気弁孔から上記シリンダ内に流入する
   個所における吸気の流速分布が不均一となるよう
   案内することを特徴とするエンジンの吸気渦流制
   御装置。