JPH0442527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動者等の車輌に用いられる内燃機
関の吸気ポートに係り、特に可変スワール型の吸
気ポートに係る。

従来技術とその問題点 内燃機関に於て、燃焼室に於ける燃料と空気と
の混合性を向上し、また燃焼室に於ける燃料と空
気との混合気の火炎速度を速くして燃焼効率の改
善を図るべく、吸気が燃焼室内にて旋回運動する
ように吸気を燃焼室内へ導くよう構成されたヘリ
カル型の如き吸気ポートは従来より種々提案され
ている。

上述の如き吸気ポートより燃焼室内に流入する
ことにより燃焼室内に生じる吸気の旋回運動はシ
リンダボアの軸線周りの旋回運動であり、この旋
回運動は、吸気スワールと称されており、吸入空
気量の増大に応じて吸気ポートを通貨する吸気流
速が速まることに応じてその強度を増大する。

吸入空気量が少く、吸気ポートを通過する吸気
の流速が比較的低い低速、低負荷運転時に於て十
分な吸気スワールが得られるように吸気ポートが
構成されていると、吸入空気量が多く、吸気ポー
トを通過する吸気の流速が比較的速い高速、高負
荷運転時に於ては、吸気スワールが強くなり過
ぎ、所謂オーバスワール現象が生じる。このオー
バスワール現象は、火花点火式内燃機関に於て
は、点火プラグの火花の吹き消えを招来し、直接
噴射式デイーゼル機関に於ては、燃料噴射ノズル
の燃料噴射量の貫徹力を弱くして燃焼室の吸入空
気の有効利用率を低減する原因になり、燃焼性及
び、排気ガス性能に悪影響をもたらす。

また、低速、低負荷運転時に於て十分な吸気ス
ワールが生じるよう構成されたヘリカル型の如き
吸気ポートは、多くの場合、吸入空気に与える流
れ抵抗が大きく、内燃機関の充填効率を低下する
原因になる。

上述の如き事象に鑑みて、吸気ポート内に可動
式の吸気流案内部材が設けられ、該吸気流案内部
材によつて吸気スワールの発生度合を可変制御で
きるよう構成された吸気ポートが、特願昭46−
62577号（特公昭51−7243号）、特願昭48−94819
号（特公昭51−38370号）、特願昭47−89438号
（特公昭52−12845号）、特願昭51−27703号（特開
昭51−112010号）、特願昭51−65785号（特開昭51
−148714号）等に於て既に種々提案されている。

しかし、上述の如き従来より提案されている可
変スワール型の吸気ポートに於ては、吸気スワー
ルの発生に大きい影響を与える螺旋通路部分の通
路形状及び通路断面積を変化せしめるようにはな
つておらず、このためこれらにあつては吸気スワ
ールの強度を広範囲に亙つて可変制御することは
望めず、これに対し近年は、特に自動車用内燃機
関の高出力化及び高速運転化に伴ない吸気スワー
ルの可変幅の増大がより一層要求されている。

発明の目的 本発明は、従来の吸気ポートに比してスワール
強度の可変幅が大きく、しかも構造簡単にして確
実な可変スワール制御を行う改良された内燃機関
の吸気ポートを提供することを目的としている。

発明の構成 かかる目的は、本発明によれば、吸気ポートの
上流部に於て実質的に直線状に延在する直線通路
部分と、吸気ポートの下流部に於て吸気弁の弁軸
回りに湾曲して延在しシリンダボアに開口した開
口端に終る湾曲通路部分とを有する内燃機関の吸
気ポートに於て、一端を前記湾曲通路部分の凸状
に湾曲した内周壁に係止されこれにより該凸状内
周壁に対し伸開線状に延在する伸開部を経て該凸
状内周壁に連なる前記直線通路部分の一方の側壁
に沿つて吸気ポートの入口部に位置する他端迄延
在する弾性板製の吸気流案内部材を有し、前記吸
気流案内部材は、その前記他端が前記直線通路部
分の前記一方の側壁に沿つて吸気ポートの下流側
へ向けて移動されるにつれて、前記湾曲通路部分
の凸状に湾曲した内周壁より凹状に湾曲した外周
壁へ向けて張り出し、前記湾曲通路部分に於ける
有効通路断面を前記凹状外周壁に沿う一部に限定
するよう構成されている内燃機関の吸気ポートに
よつて達成される。

発明の効果 かかる構成によれば、前記吸気流案内部材の前
記他端を前記直線通路部分の前記一方の側壁に沿
つて吸気ポートの下流側へ向けて移動させると、
吸気硫案内部材は前記湾曲通路部分に於て凸状に
湾曲した内周壁より凹状に湾曲した外周壁へ向け
て張り出し、湾曲通路部分に於ける有効通路断面
を外周部に沿つて大きく湾曲して延在する断面積
の小さい吸気通路とし、低流量の吸気流の場合に
もこれに大きなスワールを与えて燃焼室内へ流入
させ、低負荷運転時にそれに適した吸気ポート構
造が得られる。

実施例の説明 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図乃至第３図は本発明による内燃機関の吸
気ポートの一つの実施例を示している。図に於
て、１はシリンダヘツドを示しており、該シリン
ダヘツドに吸気ポート２が設けられている。

吸気ポート２は、所謂ヘリカル吸気ポートであ
り、シリンダボア５０の軸線に実質的に垂直な仮
想平面、即ち図にて水平面に沿つて延在し一端に
吸気入口３を有する四角形状断面の実質的に直線
状の直線通路部分４と、吸気弁の弁軸５の周りに
旋回延在して一端にて直線通路部分４に接続し他
端にてシリンダボア５０に開口した円形状断面の
湾曲通路部分６とを有している。湾曲通路部分６
は、所謂螺旋通路であり、弁軸５の周りに偏心延
在する円筒状の周壁８を有し、シリンダボア５０
に対する開口端、即ち吸気出口７は弁軸５と同心
の円形に形成され、該吸気出口には前記吸気弁が
選択的に着座する円環状の弁座部材（図示省略）
が取付けられている。湾曲通路部分６には前記吸
気弁の弁軸５を支持する円環状断面の弁軸支持部
９が設けられている。

弁軸支持部９の外周部には吸気流案内部材１０
が係止されている。吸気流案内部材１０は、弁軸
支持部９に対する係止端１１より弁軸支持部９の
外周面に対して伸開線状に延在する伸開部１２
と、伸開部１２の伸開端より連続して第一の通路
部分４の一側壁に沿つて弓状に延在する弓状部１
３とを一体に有する比較的薄いばね性を有する金
属薄板の弾性板の如きにより構成されている。

吸気流案内部材１０の弓状部１３は、その上縁
にて直線通路部分４の上壁に非常に小さい間隙を
おいて近接し、また下縁にて直線通路部分４の下
壁に非常に小さい間隙をおいて近接している。弓
状部１３の先端部にはその上縁及び下線より突出
したピン１４が固定されており、該ピンはその両
端部にて各々湾曲通路部分４の上壁及び下壁に設
けられた案内溝１５に移動可能に係合している。
案内溝１５は直線通路部分４の一側部にその延在
方向に沿つて設けられており、該案内溝に案内さ
れて吸気流案内部材１０は、第１図及び第２図に
於て実線に示されている如く、非変形状態の第一
の位置と、第１図に於て仮想線で示されている如
く、前記他端を引張られた弾性変形状態の第二の
位置との間に移動するようになつている。

吸気流案内部材１０が前記第一の位置にある時
には、吸気流案内部材１０の伸開部１２により吸
気入口３の側より吸気出口７へ向かうに従い吸気
通路断面積が次第に減少して吸気流に対し絞り効
果を与えるヘリカル状の吸気通路が形成される。
従つて、この時には吸気入口３より直線通路部分
４内に流入した吸気は、まず吸気流案内部材１０
の弓状部１３と直線通路部分４の側壁とにより案
内されて絞り効果により流速を増しつつ湾曲通路
部分６の弁軸支持部９の一方の側へ向けて流れ、
更に吸気流案内部材１０の伸開部１２と周壁８と
により案内されて更に流速を増しつつ弁軸支持部
９の周りを旋回しつつ吸気出口７よりシリンダボ
ア５０内に流入する。これによりシリンダボア５
０内には比較的強力な吸気スワールが発生する。

吸気流案内部材１０の前記他端が引張られるこ
とにより、これが前記第一の位置より前記第二の
位置へ向けて移動すると、吸気流案内部材１０が
弾性変形し、伸開部１２が弁軸案内部９の外周面
に巻付くように接近することにより、湾曲通路部
分６の通路断面積が拡大される。この通路断面積
の拡大により吸気流速の増速効果が減少し、これ
に伴ないシリンダボア５０内に生じる吸気スワー
ルが弱くなる。

吸気流案内部材１０が、前記第二の位置に位置
すると、伸開線部１２が弁軸案内部９の外周面に
巻き付くことにより湾曲通路断面積が最大にな
り、シリンダボア５０内に生じる吸気スワールが
最も弱くなる。

第３図及び第４図は本発明による吸気ポート吸
気流案内部材を前記第一の位置と前記第二の位置
との間に駆動する駆動装置の一つの実施例を示し
ている。尚、第３図及び第４図に於て第１図及び
第２図に対応する部分は第１図及び第２図に付し
た符号と同一の符号により示されている。

この実施例に於ては、各吸気ポートのピン１４
の上端部にカムフオロアとして作用するキヤツプ
部材１６が取付けられている。シリンダヘツド１
には気筒配列方向に延在する孔１７にカム軸１８
がその軸線周りに回転可能に挿入されており、該
カム軸にはキヤツプ１６に係合するカム１９が各
吸気ポート毎に取付けられている。カム軸１８の
一端部には駆動レバー２０が取付けられており、
該駆動レバーはロツド２１によつてダイヤフラム
装置の如きアクチユエータに駆動連結され、例え
ば内燃機関の吸入空気量の増大に応じて第４図で
見て時計廻り方向に駆動されるようになつてい
る。

駆動レバー２０の第４図で見て時計廻り方向の
回転に伴ないカム１９がカム軸１８と一体に同方
向に回動し、これによりキヤツプ１６をもつて吸
気流案内板１０の端部が引張られ、これが前記第
一の位置より前記第二の位置へ向けて駆動され
る。

第５図及び第６図は本発明による吸気ポートの
吸気流案内板を第一の位置と第二の位置との間に
駆動する駆動装置の他の一つの実施例を示してい
る。尚、第５図及び第６図に於ても第１図及び第
２図に対応する部分は第１図及び第二図に付した
符号と同一の符号により示されている。かかる実
施例に於ては、シリンダヘツド１にドラムカム２
２が各吸気ポート毎に自身の中心軸線の周りに回
転可能に設けられており、該ドラムカムの外周面
にその周方向に傾斜して設けられたカム溝２３に
ピン１４の上端部が係合している。ドラムカム２
２はその中心軸線の延長上に一体的に設けられた
カム軸２４を有しており、該カム軸は一端部にて
シリンダヘツド１外に突出し、該端部に駆動レバ
ー２５を有している。駆動レバー２５はシリンダ
ヘツド２１の気筒配列方向に沿つて延在する制御
ロツド２６に枢動連結され、制御ロツド２６が第
５図で見て上下方向に移動することに伴ない回動
し、ドラムカム２２を自身の中心軸線の周りに回
動駆動するようになつている。ドラムカム２２は
自身の中心軸線の周りに回動駆動されることによ
りピン１４をもつて吸気流案内板１０を選択的に
第６図で見て右方へ引張り、該吸気流案内板を前
記第一の位置と前記第二の位置との間に駆動する
ようになつている。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限ら
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施例が可能であることは当業者にとつて明ら
かであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関の吸気ポートの
一つの実施例を示す平断面図、第２図は第１図に
示された吸気ポートを示す斜視図、第３図は第１
図及び第２図に示された本発明による吸気ポート
の吸気流案内部材の駆動装置の一つの実施例を示
す平断面図、第４図は第３図の線IV−IVに沿う
断面図、第５図は第１図及び第２図に示された本
発明による吸気ポートの吸気流案内部材の駆動装
置の他の一つの実施例を示す平断面図、第６図は
第５図の線VI−VIに沿う断面図である。 １……シリンダヘツド、２……吸気ポート、３
……吸気入口、４……第一の通路部分、４……吸
気弁の弁軸、６……第二の通路部分、７……吸気
出口、８……周壁、９……弁軸案内部、１０……
吸気流案内部材、１１……係合部、１２……伸開
部、１３……弓状部、１４……ピン、１５……案
内溝、１６……キヤツプ、１７……孔、１８……
制御ロツド、１９……カム、２０……駆動レバ
ー、２１……ロツド、２２……ドラムカム、２３
……カム溝、２４……カム溝、２５……駆動レバ
ー、２６……制御ロツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気ポートの上流部に於て実質的に直線状に
   延在する直線通路部分と吸気ポートの下流部に於
   て吸気弁の弁軸回りに湾曲して延在しシリンダボ
   アに開口した開口端に終る湾曲通路部分とを有す
   る内燃機関の吸気ポートに於て、一端を前記湾曲
   通路部分の凸状に湾曲した内周壁に係止されこれ
   より該凸状内周壁に対し伸開線状に延在する伸開
   部を経て該凸状内周壁に連なる前記直線通路部分
   の一方の側壁に沿つて吸気ポートの入口部に位置
   する他端迄延在する弾性板製の吸気流案内部材を
   有し、前記吸気流案内部材は、その前記他端が前
   記直線通路部分の前記一方の側壁に沿つて吸気ポ
   ートの下流側へ向けて移動されるにつれて、前記
   湾曲通路部分の凸状に湾曲した内周壁より凹状に
   湾曲した外周壁へ向けて張り出し、前記湾曲通路
   部分に於ける有効な通路断面を前記凹状外周壁に
   沿う一部に限定するよう構成されている内燃機関
   の吸気ポート。