JPH0472422A - 内燃機関の吸気ポート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、内燃機関の吸気ポートに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、自動車に用いられる内燃機関においては、燃焼
改善を行うために吸気ポートの形状等に種々の工夫がな
されている。

前記吸気ポートとして代表的なものにヘリカル型吸気ポ
ートがあり、これは、第１４図〜第１６図に示されるよ
うに、吸気マニホールドｌに接続される入口部２゛から
ほぼ直線状に延びる入口流路３゛と、該入口流路３゛か
ら連続して延び吸気バルブ４のバルブステム４ａ軸線周
りに巻き回し燃焼室６への開口部７′へ通じる渦巻状流
路５とから構成されている。

これにより、吸気バルブ４の開動作によって吸気マニホ
ールド１から吸入される吸気８は、入口流路３′から渦
巻状流路５を通過する間に旋回流となり、開口部７°か
ら燃焼室６内に流入し、強いスワール９″が形成され、
図示しない噴射ノズルから噴射される燃料と前記吸気８
との混合が効率良く行われるようになっている。

尚、第１４図〜第１６図中、１０は排気ポート、１１は
排気バルブ、１２は排気ポート１０に接続された排気マ
ニホールド、１３はピストンを表わしている。

［発明が解決しようとする課題］ 一方、最近、排ガス規制の強化に伴い、点火時期を遅ら
せて燃焼温度を下げ、Ｎｏ、を低減させることが試みら
れているが、この場合、あと燃えが起きて黒煙が発生す
るため、噴孔が小さく且つ噴孔数の多い噴射ノズルを用
い、燃料を高圧噴射し微粒化することにより、黒煙の発
生を抑制しようとしている。

しかしながら、第１５図、第１６図に示されるようなヘ
リカル型吸気ポートを有する内燃機関に、前述の如き噴
射ノズルを用いると、スワール９の速度が上がり燃料の
噴霧が重なって燃料が微粒化せず、黒煙の発生を抑制で
きなくなるため、スワール９°の速度を落とす必要があ
るが、単にスワール９°の速度を落とした場合、吸気８
の乱れのエネルギが低下し燃焼改善に支障をきたすとい
う問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、燃焼室内におけるスワー
ル速度を低下させ且つ乱れのエネルギを増加させること
ができ、多噴孔高圧噴射ノズルにも適合し、排ガスの清
浄化並びに燃焼改善に役立つ内燃機関の吸気ポートを提
供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、吸気マニホールドに接続される入口部から略
直線状に延びる入口流路と、該入口流路から連続して延
び吸気バルブステムの外周一側部を燃焼室外周側から巻
くように燃焼室への開口部へ通じる主流路と、前記入口
流路から連続して延び前記吸気バルブステムの外周他側
部を燃焼室中心側から巻くように前記開口部へ通じる副
流路とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気ポート
にかかるものである。

前記主流路と副流路との下流端合流位置に両流路を隔て
る仕切壁を設けてもよい。

又、前記主流路の上壁面途中に前記開口部へ向って一段
下がる段差部を形成してもよく、更に前記副流路の上壁
面途中に前記開口部へ向って一段下がる段差部を形成し
てもよい。

更に、前記主流路の断面積Ａと副流路の断面積Ｂとの比
Ａ／Ｂを１〜２の範囲に設定することが好ましい。

［作　　　用］ 従って、吸気バルブの開動作によって吸気マニホールド
から吸入される吸気は、入口流路から主流路と副流路へ
分岐し、主流路を流れ開口部から燃焼室内に流入した吸
気の主流に対し、副流路を流れ開口部から燃焼室内に流
入した吸気の副流が衝突し、主流の流速が抑えられ燃焼
室内におけるスワール速度が低下する一方、前記主流に
対する副流の衝突により吸気の乱れのエネルギが増加す
る。

前記主流路と副流路との下流端合流位置に両流路を隔て
る仕切壁を設ければ、前記主流と副流が夫々より明確に
分けられる形で燃焼室内に流入し、スワール速度の低下
と吸気の乱れのエネルギ増加が図られる。

又、前記主流路の上壁面途中に段差部を形成すれば、主
流路を流れる吸気が主流と主分岐流とに分かれ、主流に
対し副流が衝突し更に主分岐流も主流に対して衝突する
ことになり、スワール速度がより低下する一方、吸気の
乱れのエネルギもより増加し、更に前記副流路の上壁面
途中に段差部を形成すれば、副流路を流れる吸気が副流
と副分岐流とに分かれ、主流に対し副流、主分岐流及び
副分岐流が衝突することになり、スワール速度がより一
層低下する一方、吸気の乱れのエネルギもより一層増加
する。

更に、前記主流路と副流路の断面積比Ａ／Ｂを１〜２の
範囲に設定すると、吸気の乱れのエネルギを最大とする
ことが可能となる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例であり、図中第１５
図、第１６図と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。

第１図〜第３図に示す如く、吸気マニホールド１　（第
１４図参照）に接続される入口部２から略直線状に延び
る入口流路３と、該入口流路３から連続して延び吸気バ
ルブ４のバルブステム４ａの外周一側部を燃焼室６外周
側から巻くように燃焼室６への開口部７へ通じる主流路
工４と、前記入口流路３から連続して延び前記バルブス
テム４ａの外周他側部を燃焼室６中心側から巻くように
前記開口部７へ通じる副流路１５とから吸気ポート１６
を構成する。本実施例の場合、前記入口流路３の上壁面
に形成した凸部２０によって前記主流路１４と副流路１
５とを区分するようにしている。

前述の如く構成したので、吸気バルブ４の開動作によっ
て吸気マニホールド１から吸入される吸気８は、入口流
路３から主流路１４と副流路１５へ分岐し、主流路１４
を流れ開口部７から燃焼室６内に流入した吸気８の主流
８ａに対し、副流路１５を流れ開口部７から燃焼室６内
に流入した吸気８の副流８ｂが衝突する。

これにより、主流８ａの流速が抑えられ燃焼室６内にお
けるスワール速度が低下する一方、前記主流８ａに対す
る副流８ｂの衝突により吸気８の乱れのエネルギが第４
図に示す如く、従来のヘリカル型吸気ポートを用いた場
合に比べ増加する。

こうして、多噴孔高圧噴射ノズルを用いても、燃料の噴
霧か重なって燃料が微粒化しなくなるようなことがなく
なり、排ガスの清浄化を図ることができると共に燃焼改
善をも図ることができる。

又、第５図、第６図は本発明の一実施例の変形例を示す
ものであって、図中第１図〜第３図と同一符号を付した
部分は同一物を表わしており、前記主流路１４と副流路
１５とを完全に区分する入口流路分割壁２１を設けたも
のである。

第５図、第６図に示す変形例においては、前記入口流路
分割壁２１によって前記主流８ａと副流８ｂの区分がよ
り明確化され、燃焼室６内において主流８ａに対し副流
８ｂが衝突するため、スワール速度がより低下する一方
、吸気８の乱れのエネルギもより増加する。

又、第７図、第８図は本発明の第二の実施例を示すもの
であって、図中、第１図、第２図と同一符号を付した部
分は同一物を表わしており、前記主流路１４と副流路１
５との下流端合流位置に両流路１４，１５を隔てる仕切
壁１７を設けたものである。

第７図、第８図に示す実施例においては、前記主流路１
４と副流路１５との下流端合流位置に設けられた仕切壁
１７によって前記主流８ａと副流８ｂが夫々より明確に
分けられる形で燃焼室６内に流入し、スワール速度の低
下と吸気８の乱れのエネルギ増加か図られる。

尚、第７図、第８図に示す仕切壁１７を第５図、第６図
に示す変形例の吸気ポートに形成してもよいことは勿論
である。

又、第９図、第１０図は本発明の第三の実施例を示すも
のであって、図中、第１図、第２図と同一符号を付した
部分は同一物を表わしており、前記主流路１４の上壁面
途中に前記開口部７へ向かって一段下がる段差部１８を
形成したものである。

第９図、第１０図に示す実施例においては、前記主流路
１４の上壁面途中に形成された段差部１８によって、主
流路１４を流れる吸気８が主流８ａと主分岐流８ｃとに
分かれ、主流８ａに対し副流８ｂが衝突し更に主分岐流
８ｃも主流８ａに対して衝突することになり、スワール
速度がより低下する一方、吸気８の乱れのエネルギもよ
り増加する。

尚、第９図、第１０図に示す段差部１８を、第５図、第
６図に示す変形例の吸気ポート並びに第７図、第８図に
示す第二の実施例の吸気ポートに形成してもよいことは
勿論である。

又、第１１図、第１２図は本発明の第四の実施例を示す
ものであって、図中、第９図、第１０図と同一符号を付
した部分は同一物を表しており、前記副流路１５の上壁
面途中にも前記開口部７へ向って一段下がる段差部１９
を形成したものである。

第１１図、第１２図に示す実施例においては、前記主流
路１４の上壁面途中に形成された段差部１８によって、
主流路１４を流れる吸気８が主流８ａと主分岐流８ｃと
に分かれると共に、副流路１５の上壁面途中に形成され
た段差部１９によって副流路１５を流れる吸気８が副流
８ｂと副分岐流８ｄとに分かれ、主流８ａに対し副流８
ｂ、主分岐流８ｃ及び副分岐流８ｄが衝突することにな
り、スワール速度がより一層低下する一方、吸気の乱れ
のエネルギもより一層増加する。

尚、第１１図、第１２図に示す段差部１８．１９を、第
５図、第６図に示す変形例の吸気ポート並びに第７図、
第８図に示す第二の実施例の吸気ポートに形成してもよ
いことは勿論である。

更に、上記実施例において、第４図に示す任意の吸気周
波数に１に対し、前記主流路１４の断面積Ａと副流路１
５の断面積Ｂとの比Ａ／Ｂ　（第３図及び第６図参照）
を変化させた場合の乱れのエネルギの測定結果を示した
のが第１３図であり、第１３図から明らかなように、吸
気の乱れのエネルギを最大とするためには、前記主流路
１４と副流路１５の断面積比Ａ／Ｂを１〜２の範囲に設
定するのが有効であることがわかる。

尚、本発明の内燃機関の吸気ポートは、上述の実施例に
のみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の内燃機関の吸気ポートに
よれば、燃焼室内におけるスワール速度を低下させ且つ
乱れのエネルギを増加させることができ、多噴孔高圧噴
射ノズルにも適合して排ガスの清浄化並びに燃焼改善に
役立つという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における吸気ポートの形状を
示す斜視図、第２図は同側断面図、第３図は第２図のｍ
−ｍ断面図、第４図は本発明の一実施例において吸気周
波数と乱れのエネルギとの関係を示す線図、第５図は本
発明の一実施例の変形例における吸気ポートの形状を示
す側断面図、第６図は第５図のＶＩ−Ｖｌ断面図、第７
図は本発明の第二の実施例における吸気ポートの形状を
示す斜視図、第８図は同側断面図、第９図は本発明の第
三の実施例における吸気ポートの形状を示す斜視図、第
１０図は同側断面図、第１１図は本発明の第四の実施例
における吸気ポートの形状を示す斜視図、第１２図は同
側断面図、第１３図は本発明の一実施例における吸気ポ
ートの主スワール流路の断面積Ａと副スワール流路の断
面積Ｂとの比Ａ／Ｂと、乱れのエネルギとの関係を示す
線図、第１４図は内燃機関の全体平面図、第１５図は従
来のヘリカル型吸気ポートの形状を示す斜視図、第１６
図は同側断面図である。 １は吸気マニホールド、２は入口部、３は入口流路、４
は吸気バルブ、４ａはバルブステム、６は燃焼室、７は
開口部、８は吸気、８ａは主流、８ｂは副流、８Ｃは主
分岐流、８ｄは副分岐流、１４は主流路、１５は副流路
、１７は仕切壁、１８．１９は段差部、Ａは主流路断面
積、Ｂは副流路断面積を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吸気マニホールドに接続される入口部から略直線状
   に延びる入口流路と、該入口流路から連続して延び吸気
   バルブステムの外周一側部を燃焼室外周側から巻くよう
   に燃焼室への開口部へ通じる主流路と、前記入口流路か
   ら連続して延び前記吸気バルブステムの外周他側部を燃
   焼室中心側から巻くように前記開口部へ通じる副流路と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。 ２）前記主流路と副流路との下流端合流位置に両流路を
   隔てる仕切壁を設けた請求項１記載の内燃機関の吸気ポ
   ート。 ３）前記主流路の上壁面途中に前記開口部へ向って一段
   下がる段差部を形成した請求項１又は２記載の内燃機関
   の吸気ポート。 ４）前記副流路の上壁面途中に前記開口部へ向って一段
   下がる段差部を形成した請求項３記載の内燃機関の吸気
   ポート。 ５）前記主流路の断面積Ａと副流路の断面積Ｂとの比Ａ
   ／Ｂを１〜２の範囲に設定した請求項１、２、３又は４
   記載の内燃機関の吸気ポート。