JPH0520564B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0520564B2
JPH0520564B2 JP58075430A JP7543083A JPH0520564B2 JP H0520564 B2 JPH0520564 B2 JP H0520564B2 JP 58075430 A JP58075430 A JP 58075430A JP 7543083 A JP7543083 A JP 7543083A JP H0520564 B2 JPH0520564 B2 JP H0520564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
cylinder chamber
circumferential surface
valve
vortex
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
Application number
JP58075430A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59201929A (ja
Inventor
Katsuhiko Sugyama
Hiromitsu Kawazoe
Yoshinori Idota
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP58075430A priority Critical patent/JPS59201929A/ja
Publication of JPS59201929A publication Critical patent/JPS59201929A/ja
Publication of JPH0520564B2 publication Critical patent/JPH0520564B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving 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、シリンダ室の端面にその中心から偏
芯した位置に吸気孔を開口し、吸気孔に吸気弁を
設けると共に吸気通路を接続した内燃機関の吸気
ポートに関する。
本発明者は、特開昭59−180027号公報に開示さ
れているように、従前、この種の吸気ポートにお
いて、適度の安定した渦流を体積効率を低下させ
ずに生起させる目的で、吸気通路を、吸気孔に連
通して吸気弁を囲む通路端の渦流生起部とこの通
路端以外の導入部から構成し、吸気弁の弁軸周面
とこれに対面した渦流生起部の周面間の幅を、シ
リンダ室周面側の外側部分ではシリンダ室中心側
の内側部分より広くし、渦流生起部の幅広の外側
部分に導入部を接続し、吸気孔の開口面とこれに
対面した渦流生起部の天井間の高さを、弁軸の回
りに幅広の外側部分から幅狭の内側部分に至る間
に同一とし又は減少させ、その平均減少量を弁軸
の回りに1度当り吸気孔の径の0.18%以内に設定
した内燃機関の吸気ポートを発明した。
この従来の吸気ポートは、適度の安定した渦流
を体積効率を低下させずに生起させることができ
るが、生起する渦流のスワール比が十分に高いと
は言い難い。
本発明の目的は、上記のような従来の課題を解
決することである。
本発明は、シリンダ室の端面にその中心から偏
芯した位置に吸気孔を開口し、吸気孔に吸気弁を
設けると共に吸気通路を接続した内燃機関の吸気
ポートにおいて、 吸気通路を、吸気孔に連通して吸気弁を囲む通
路端の渦流生起部とこの通路端以外の導入部から
構成し、 渦流生起部の周面を吸気弁の弁軸の周面に対面
したほぼ円筒面状に形成し、 吸気弁の弁軸の周面とこれに対面した渦流生起
部の周面間の幅を、シリンダ室周面側の外側部分
ではシリンダ室中心側の内側部分より広くして、
弁軸の周りに外側部分から内側部分に至る間に
徐々に狭くし、 渦流生起部の外側部分の周面をシリンダ室の周
面にほぼ沿つて配置し、 渦流生起部の幅広の外側部分にその接線方向に
沿つてほぼ直線状の導入部を接続し、 吸気孔の開口面とこれに対面した渦流生起部の
天井間の高さを、弁軸の周りに幅広の外側部分か
ら幅狭の内側部分に至る間に同一とし又は減少さ
せ、その平均減少量を弁軸の回りに1度当り吸気
孔の径の0.18%以内に設定し、 シリンダ室の端面の中心と吸気孔の中心を結ぶ
線が複数個の直列に配置したシリンダ室の端面の
中心を結ぶ線に対してなす角度を70度以内に設定
し、 吸気通路を流れる吸気流の主流が導入部から渦
流生起部の外側部分の周面と吸気弁の弁軸の周面
の間に流入し、吸気孔を経てシリンダ室にその周
面の吸気孔近接部分の接線方向に沿つて流入し、
シリンダ室の周面に沿つて旋回する渦流となる構
成にしたことを特徴とする内燃機関の吸気ポート
である。
本発明の内燃機関の吸気ポートにおいては、吸
気通路を流れる吸気流の主流が導入部から渦流生
起部の外側部分の周面と吸気弁の弁軸の周面の間
に流入し、吸気孔を経てシリンダ室にその周面の
吸気孔近接部分の接線方向に沿つて流入し、シリ
ンダ室の周面に沿つて旋回する渦流となる。
本発明の内燃機関の吸気ポートにおいては、後
記の実験結果から明らかなように、従来の吸気ポ
ートに比較して、スワール比の高い渦流を体積効
率を低下させずに生起させることができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
本例の内燃機関の吸気ポートは、第1図と第2
図に示すように、シリンダ室11の円形端面にそ
の中心から周辺側に偏芯した位置に円形の吸気孔
12を開口し、吸気孔12にポペツト弁の吸気弁
13を設けると共に吸気通路15を接続し、吸気
通路15を、吸気孔12に連通して吸気弁13を
囲む通路端の渦流生起部16とこの通路端以外の
導入部19から構成し、渦流生起部16の周面を
吸気弁の弁軸14の周面に対面した2枚の円筒面
を滑らかに接続してほぼ円筒面状に形成し、弁軸
14の周面とこれに対面した渦流生起部16の周
面間の幅を、シリンダ室11周面側の外側部分1
7ではシリンダ室中心側の内側部分18より広く
して、弁軸14の回りに外側部分17から内側部
分18に至る間に徐々に狭くし、外側部分17の
周面をシリンダ室11の周面にほぼ沿つて配置
し、渦流生起部16の幅広の外側部分17にその
接線方向に沿つてほぼ直線状の導入部19を接続
し、吸気孔12の開口面とこれに対面した渦流生
起部16の天井間の高さを、弁軸14の回りに幅
広の外側部分17から幅狭の内側部分18に至る
間に同一とし又は徐々に減少させ、その減少量を
弁軸14の回りに1度当り吸気孔の径dの0.18%
以内に、具体的には0.06%に設定し、第3図に示
すように、吸気孔12の中心とシリンダ室11の
端面の中心を結ぶ線が複数個の直列に配置したシ
リンダ室の端面の中心を結ぶ線に対してなす角度
θを70度以内に、具体的には6度に設定し、ま
た、第2図に示すように、吸気孔12の中心とシ
リンダ室11の端面の中心間の距離rをシリンダ
室11の径Dの%以内に、具体的には25%に設定
している。
この吸気ポートにおいては、吸気通路15を流
れる吸気流は、導入部19から渦流生起部16に
流入し、吸気孔12を経てシリンダ室11に流入
し、また、吸気流の主流は、導入部19の軸芯位
置から渦流生起部の外側部分17の周面と弁軸1
4の周面間の中間位置に流入し、吸気孔12を経
てシリンダ室11にその周面の吸気孔近接部分の
接線方向に沿つて流入し、シリンダ室11の周面
に沿つて旋回する渦流となる。
本例の吸気ポートにおいて、吸気孔12の中心
とシリンダ室11の端面の中心を結ぶ線が複数個
の直列に配置したシリンダ室11の端面の中心を
結ぶ線に対してなす角度θを各値に設定し、その
各値についてそれぞれシリンダ室11に生起する
渦流の強さ即ちスワール比SRとシリンダ室11
の体積効率VEを求めてみたところ、第4図の線
図に示すような実験結果を得た。なお、同線図に
おいては、上記の配置角度θの符号は、吸気孔1
2の中心が複数個の直列に配置したシリンダ室1
1の端面の中心を結ぶ線に対し吸気通路の導入部
19側に位置するときにプラスとし、導入部19
と反対側に位置するときにマイナスとしている。
同線図の上部から明らかなように、スワール比
SRは、配置角度θが70度を越すと、急激に減少
し、45度以内において非常に高い値となる。体積
効率VEは、同線図の下部から明らかなように、
配置角度θの大小によつて大きく変化しない。従
つて、配置角度θを70度以内に設定すると、体積
効率を低下させずに、スワール比を高くすること
ができ、配置角度θを45度以内に設定すると、体
積効率を低下させずにスワール比を非常に高くす
ることができる。
また、本例の吸気ポートにおいて、吸気孔12
の中心とシリンダ室11の端面の中心間の距離r
をシリンダ室11の径Dに対して各値に設定し、
その各値r/Dについてそれぞれスワール比SR
と体積効率VEを求めてみたところ、第5図の線
図に示すような実験結果を得た。同線図の上部か
ら明らかなように、スワール比SRは、上記の値
即ち無次元配置距離r/Dが0.3を越すと、急激
に減少し、0.15以上で0.26以下において非常に高
い値となる。体積効率VEは、同線図の下部から
明らかなように、無次元配置距離r/Dの大小に
よつて大きく変化しない。従つて、無次元配置距
離r/Dを30%以内に設定すると、体積効率を低
下させずに、スワール比を高くすることができ、
無次元配置距離r/Dを15%以上で26%以下に設
定すると、体積効率を低下させずに、スワール比
を非常に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の吸気ポートの略示斜
斜図、第2図は同吸気ポートの平面図、第3図は
同吸気ポートの配列状態を示す略示平面図であ
り、第4図は同吸気ポートにおける吸気孔の配置
角度とスワール比又は体積効率の関係を示す線
図、第5図は同吸気ポートにおける吸気孔の配置
距離とスワール比又は体積効率の関係を示す線図
である。 11……シリンダ室、12……吸気孔、13…
…吸気弁、14……弁軸、15……吸気通路、1
6……渦流生起部、17……外側部分、18……
内側部分、19……導入部、θ……吸気孔の配置
角度、r……吸気孔の配置距離、D……シリンダ
室の径。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリンダ室の端面にその中心から偏芯した位
    置に吸気孔を開口し、吸気孔に吸気弁を設けると
    共に吸気通路を接続した内燃機関の吸気ポートに
    おいて、 吸気通路を、吸気孔に連通して吸気弁を囲む通
    路端の渦流生起部とこの通路端以外の導入部から
    構成し、 渦流生起部の周面を吸気弁の弁軸の周面に対面
    したほぼ円筒面状に形成し、 吸気弁の弁軸の周面とこれに対面した渦流生起
    部の周面間の幅を、シリンダ室周面側の外側部分
    ではシリンダ室中心側の内側部分より広くして、
    弁軸の回りに外側部分から内側部分に至る間に
    徐々に狭くし、 渦流生起部の外側部分の周面をシリンダ室の周
    面にほぼ沿つて配置し、 渦流生起部の幅広の外側部分にその接線方向に
    沿つてほぼ直線状の導入部を接続し、 吸気孔の開口面とこれに対面した渦流生起部の
    天井間の高さを、弁軸の回りに幅広の外側部分か
    ら幅狭の内側部分に至る間に同一とし又は減少さ
    せ、その平均減少量を弁軸の回りに1度当り吸気
    孔の径の0.18%以内に設定し、 シリンダ室の端面の中心と吸気孔の中心を結ぶ
    線が複数個の直列に配置したシリンダ室の端面の
    中心を結ぶ線に対してなす角度を70度以内に設定
    し、 吸気通路を流れる吸気流の主流が導入部から渦
    流生起部の外側部分の周面と吸気弁の弁軸の周面
    の間に流入し、吸気孔を経てシリンダ室にその周
    面の吸気孔近接部分の接線方向に沿つて流入し、
    シリンダ室の周面に沿つて旋回する渦流となる構
    成にしたことを特徴とする内燃機関の吸気ポー
    ト。 2 前記の角度を45度以内に設定したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の吸
    気ポート。 3 シリンダ室の端面の中心と吸気孔の中心間の
    距離をシリンダ室の径の30%以内に設定したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の内燃機関の吸気ポート。
JP58075430A 1983-04-28 1983-04-28 内燃機関の吸気ポ−ト Granted JPS59201929A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6030423Y2 (ja) * 1977-06-10 1985-09-12 ヤンマーディーゼル株式会社 内燃機関の吸気ポ−ト

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