JPH0718345B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、内燃機関、殊に、車輌に適するように改良
された内燃機関に関する。

背景技術 この主の内燃機関では、吸気ポートをダイレクショナル
・ポート、ボルテックス・ポート、ヘリカル・ポート、
シュラウド弁付きポート、およびマスクド・ポートなど
に形成し、シリンダ室にスワールを与え、混合気生成お
よび燃焼の促進を図り、燃焼を改善したり、また、その
ダイレクショナル・ポートやヘリカル・ポートに可変絞
りを配置し、シリンダ室にスワールを与えるに加えて、
機関の負荷に応じて、吸気量を変えて燃焼を改善してき
ている。

ところが、それらの吸気ポートでは、エンジンの回転数
および負荷に応じてスワール比が変えられず、燃焼がそ
れほどに改善されないのが現状である。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、ポートのスワール比および流
量係数の可変範囲を広げ、機関の回転数、負荷、および
吸気温度などに応じて、ポートのスワール比および流量
係数を最適に制御し、燃焼の改善を図り、高効率の燃焼
を実現可能にし、熱負荷、燃料消費率、および低温始動
を含めた始動性などを向上し、排ガス特性を改善し、機
関の出力特性を向上するところの内燃機関の提供にあ
る。

目的・課題に係る構成上の発明の概要： 請求する発明の内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の内燃機関は、
シリンダ室に開口され、バルブ・シートを取り付けるポ
ート開口を有し、シリンダ・ヘッドに形成された低スワ
ール型吸気ポートと、そのポート開口を臨んでその吸気
ポートの内側壁面に開口して、そのシリンダ・ヘッドに
形成されたバルブ・ガイド・ボアに配置されたバルブ・
ガイドと、そのバルブ・ガイドにバルブ・ステムを嵌め
合わせ、かつ、そのバルブ・ガイドに案内されてそのポ
ート開口を開閉する吸気バルブと、そのバルブ・ガイド
とそのバルブ・ステムとの間に回転可能に支持され、一
端をそのバルブ・ガイドの下端に、他端をそのバルブ・
ガイドの上端にそれぞれ位置させるスリーブ・シャフト
と、その吸気ポート内において、根元をそのスリーブ・
シャフトの一端に固定し、そして、先端をそのポート開
口側に伸長するベーン本体、そのベーン本体の表側に形
成されたポート絞り面、その吸気ポートの内側壁面に突
出される側において、そのポート絞り面に接続されてそ
のベーン本体の表側に形成された副流案内面、およびそ
のベーン本体の裏側に形成された廻込み主流案内面より
なり、その吸気ポートの内側壁面に沿わせられる低スワ
ール域、流入空気の流れに関して、その低スワール域よ
りも上流側において、その吸気ポートの内側壁面に突出
する高スワール域、およびその流入空気の流れに関し
て、その低スワール域よりも下流側において、その吸気
ポートの内側壁面側に位置される極低スワール域に回転
されるスワール・コントロール・ベーンと、そのスリー
ブ・シャフトを介してそのスワール・コントロール・ベ
ーンをその低スワール域、高スワール域、および極低ス
ワール域に回転させるアクチュエータと、回転数セン
サ、負荷センサ、および吸気温度センサなどからの信号
に応じて、そのアクチュエータを駆動するコントローラ
とを備えて構成し、機関の回転数、負荷、および吸気温
度などに応じて、そのポートのスワール比および流量係
数を変え、最適に制御し、火花点火型エンジンにおいて
は、そのシリンダ室に流入される混合気に最適スワール
比を与え、同時に、そのポートに高い流量係数を与え、
また、圧縮着火型エンジンにおいては、そのシリンダ室
に流入される吸気に最適スワール比を与え、同時に、そ
のポートに高い流量係数を与え、その混合気や吸気の最
適な流入量を得て、高効率の燃焼をなすものである。

具体例の説明 以下、この発明に係る内燃機関の望ましい具体例につい
て、図面を参照して説明する。

第１ないし12図は、トラックに搭載されるに適するよう
になされたこの発明の内燃機関の具体例10を部分的に示
している。

この内燃機関10は、低スワール型吸気ポート12を備える
ディーゼル・エンジンに具体化され、そして、吸気バル
ブ15がポート開口21に固定的に配置されるバルブ・シー
ト22に着座するようにその吸気ポート12に配置され、そ
して、動弁機構（図示せず）によって開閉動作される構
造に製作される。

そのディーゼル・エンジン10では、機関の回転数、負
荷、および吸気温度に応じて、シリンダ室31に流入され
る吸気に最適なスワール比が与えられ、同時に、その吸
気ポート12に高い流量係数（Cms）が与えられ、吸気の
最適な流入量が正確、かつ、確実に得られる手段が備え
られている。

さらに詳述するならば、そのディーゼル・エンジン10
は、シリンダ室31に開口され、バルブ・シート22を取り
付けたポート開口21を有し、シリンダ・ヘッド11に形成
された低スワール型吸気ポート12と、そのポート開口21
を臨んでその吸気ポート12の内側壁面20に突出されて、
そのシリンダ・ヘッド11に形成されたバルブ取付けボス
13と、その吸気ポート12の内側壁面20に相当するそのバ
ルブ取付けボス13の下端面に開口されて、そのポート開
口21を臨まされてそのシリンダ・ヘッド11に形成された
バルブ・ガイド・ボア23に配置されたバルブ・ガイド14
と、そのバルブ・ガイド14にバルブ・ステム16を嵌め合
わせ、かつ、そのバルブ・ガイド14に案内されてそのポ
ート開口21を開閉する吸気バルブ15と、そのバルブ・ガ
イド14とそのバルブ・ステム16との間に回転可能に支持
され、一端をそのガイド14の下端に、他端をそのバルブ
・ガイド14の上端にそれぞれ位置させるスリーブ・シャ
フト17と、その吸気ポート12内において、そのスリーブ
・シャフト17の一端に固定され、かつ、その吸気ポート
12内において、低スワール域24、高スワール域25、およ
び、極低スワール域26に回転されるスワール・コントロ
ール・ベーン18と、そのスリーブ・シャフト17を介し
て、そのスワール・コントロール・ベーン18をその低ス
ワール域24、高スワール域25、および、極低スワール域
26に回転させるアクチュエータ（図示せず）と、そのア
クチュエータの回転力をそのスリーブ・シャフト17に伝
えるウォーム・ギア機構27と、回転数センサ（図示せ
ず）、負荷センサ（図示せず）、および、吸気温センサ
（図示せず）を電気的に接続し、それらセンサからの信
号に応じて、そのアクチュエータを駆動するコントロー
ラ（図示せず）とを備えている。

その吸気ポート12は、そのスワール・コントロール・ベ
ーン18が、その吸気ポート12の内側壁面に沿わされる低
スワール域24にある状態で、ポート自身の形状が設計さ
れるのであるが、その場合、種々の吸気ポートにおいて
も、そのポート形状は、機関回転数の全域において、低
スワール比で、流量係数（Cms）が高くなるように設計
される。

例えば、その吸気ポート12をヘリカル・ポートに製作す
る場合には、その吸気ポート12のポート形状は、通常の
ヘリカル・ポートをダイレクショナル・ポートに近づけ
られたものになる。

その低スワール型吸気ポート12は、第6,8および10図か
ら理解されるように、ヘリカル・ポートを前提としたポ
ート形状に製作されている。

そのスリーブ・シャフト17は、その吸気バルブ15のバル
ブ・ステム16とそのバルブ・ガイド14との間に嵌め合わ
せられ、そのバルブ・ステム16のまわりに回転可能に支
持され、しかも、一端をそのバルブ・ガイド14の下端
に、他端をバルブ・ガイド14の上端にそれぞれ突出さ
せ、そのスワール・コントロール・ベーン18、およびそ
のウォーム・ギア機構27のウォーム・ホイール35を取り
付け可能にしている。

そのスワール・コントロール・ベーン18は、第１ないし
６図から理解されるように、そのバルブ取付けボス13の
下方において、そのバルブ・ガイド14の下端に突出され
たそのスリーブ・シャフト17の一端、すなわち、そのス
リーブ・シャフト17の下端に固定され、そのスリーブ・
シャフト17がそのバルブ・ステム16のまわりに回転され
るに伴われて、その低スワール域24、高スワール域25、
および極低スワール域26に回転される。勿論、その低ス
ワール域24は、第８および９図に示されるように、その
吸気ポート12の内側壁面20に沿わせられる箇所であり、
また、その高スワール域25は、第６図および７図に示さ
れるように、流入空気、すなわち、吸気の流れに関し
て、その低スワール域24よりも上流側において、その吸
気ポート12の内側壁面20に突出される箇所であり、さら
に、その極低スワール域26は、第10および11図に示され
るように、流入空気であるその吸気の流れに関して、そ
の低スワール域24よりも下流側において、その吸気ポー
ト12の内側壁面20側に位置される箇所である。

さらに、具体的に述べるに、第6,8および10図に示され
るように、その吸気の流れ方向を軸線（ｘ）で、および
そのスワール・コントロール・ベーン18の低スワール域
24の中心を軸線（ｙ）でそれぞれ示すならば、その低ス
ワール域24は、その軸線（ｙ）に関して、時計廻り方向
に略30度および反時計廻り方向に略30度および時計廻り
方向に略120度ないし略150度の範囲であり、また、その
高スワール域25は、その軸線（ｙ）に関して、時計廻り
方向に略30ないし略120°の範囲であり、さらに、その
極低スワール域26は、その軸線（ｙ）に関して、反時計
廻り方向に略30ないし略210度の範囲である。

また、このスワール・コントロール・ベーン18は、構造
的には、第2,3および４図から理解されるように、根元
をそのスリーブ・シャフト17の一端に固定して、そのス
リーブ・シャフト17に支持され、また、先端をそのポー
ト開口21側に伸長したベーン本体28からなり、そして、
ポート絞り面31が、そのベーン本体18の表側29に形成さ
れ、また、副流案内面32が、その吸気ポート12の内側壁
面20に突出される側において、そのポート絞り面31に接
続されてそのベーン本体28の表側29に形成され、さら
に、廻込み主流案内面33が、そのベーン本体28の裏側30
に形成されて構成されている。

特に、このスワール・コントロール・ベーン18では、そ
のポート絞り面31および廻込み主流案内面33は部分円筒
形曲面であり、また、その副流案内面32は平面である。

そのアクチュエータは、ステップ・モータからなり、そ
のシリンダ・ヘッド11上に配置され、そして、モータ・
シャフト（図示せず）をそのウォーム・ギア機構27のウ
ォーム34のシャフト（図示せず）に連結されている。勿
論、そのウォーム34がそのウォーム・ホイール35に噛み
合わせられているので、そのアクチュエータ、すなわ
ち、ステップ・モータは、そのウォーム・ギア機構27お
よびスリーブ・シャフト17を介して、そのスワール・コ
ントロール・ベーン18をその低スワール域24、高スワー
ル域25、および極低スワール域26に回転させる。

そのウォーム・ギア機構27は、第１および５図に示され
るように、そのスリーブ・シャフト17の他端に固定され
たウォーム・ホイール35とそのウォーム・ホイール35に
噛み合わせられたウォーム34とよりなり、そのウォーム
34のシャフトをそのステップ・モータのモータ・シャフ
トに連結して、そのステップ・モータの回転力をそのス
リーブ・シャフト17に伝達可能にしている。

そのコントローラは、回転数センサ（図示せず）、負荷
センサ（図示せず）、および吸気温センサ（図示せず）
を電気的に接続し、そして、それらセンサからの信号に
応じてそのステップ・モータに流れるパルス電流（電気
パルス）を制御してそのステップ・モータを駆動する。

そのコントローラは、勿論、入力および出力回路、演算
回路、記憶回路、制御回路、および電源回路などから構
成されている。

そのように、アクチュエータで操作されるスワール・コ
ントロール・ベーン18を配置したその低スワール型吸気
ポート12では、スワール比に対する流量係数（Cms）の
関係を従来の吸気ポートと比較して示すならば、その低
スワール型吸気ポート12の流量係数（Cms）は、第12図
において、実線部分および点線部分からループになった
特性線（ｆ）で示され、また、従来の吸気ポートのそれ
は、同様に、第12図において、特性線（ｇ）で示され、
そして、その第12図から理解されるように、その低スワ
ール型吸気ポート12では、流量係数（Cms）が、従来の
吸気ポートのそれよりも高くなり、しかも、スワール比
および流量係数の可変範囲が広げられる。

次に、そのように構成されるそのディーゼル・エンジン
10が運転される際の吸気制御について述べる。今、その
ディーゼル・エンシン10が低速・高負荷で運転される
と、そのコントローラはその回転数センサ、負荷セン
サ、および吸気温センサからの信号に応じて演算し、そ
のステップ・モータに流すパルス電流（電気パルス）を
決定する。

そのようにして、そのコントローラで制御されたパルス
電流（電気パルス）でそのステップ・モータが回転され
ると、そのモータ・シャフトに連結されたそのウォーム
34が回転され、そして、そのウォーム34に噛み合わせら
れたそのウォーム・ホイール35が回転される。

そのウォーム・ホイール35の回転に伴われて、そのスリ
ーブ・シャフト17が、その吸気バルブ15のバルブ・ステ
ム16のまわりに時計廻り方向において、そのウォーム・
ホイール35と一体的に回転され、そのスワール・コント
ロール・ベーン18が、また、第６図に示されるように、
そのスリーブ・シャフト17に伴われて、時計廻り方向に
回転され、その吸気の流れに関して、その低スワール域
24よりも上流側において、その吸気ポート12の内側壁面
20に突出されるところの高スワール域25に移動される。

そのように、そのスワール・コントロール・ベーン18が
高スワール域25に移動されると、その吸気ポート12は、
そのスワール・コントロール・ベーン18のポート絞り面
31で絞られ、また、この際には、副流の生成がそのスワ
ール・コントロール・ベーン18の廻込み主流案内面33で
阻止されるので、主流36は渦巻室19に沿って流れ、最終
の主流37もそのスワール・コントロール・ベーン18の廻
込み主流案内面33に沿ってポート開口21を通ってシリン
ダ室39に流入される吸気は、高スワール状態になる。

従って、この低スワール型吸気ポート12のスワール比お
よび流量係数（Cms）は、第12図において、特性曲線
（ｆ）上の点Ａで示された値になる。

このように、この低スワール型吸気ポート12は、低速・
高負荷運転において、そのスワール・コントロール・ベ
ーン18の絞り量が多くなり、流量係数（Cms）が低くな
り、そして、スワール比が高くなった吸気をシリンダ室
39に流入させ、所謂、高スワール化した吸気をそのシリ
ンダ室39に導びき、燃焼の改善を図る。

また、そのディーゼル・エンジン10が中速・高負荷で運
転されると、そのコントローラは、その回転数センサ、
負荷センサ、および吸気温センサからの信号に応じて演
算し、そして、そのステップ・モータに流すパルス電流
（電気パルス）を決定する。

そのステップ・モータが、そのコントローラで制御され
たパルス電流（電気パルス）で前述の低速・高負荷運転
とは逆方向に回転され、それに伴って、そのモータ・シ
ャフトに連結されたそのウォーム34およびそのウォーム
34に噛み合わせられたそのウォーム・ホイール35が逆方
向に回転される。

そのウォーム・ホイール35の逆方向回転に伴われて、そ
のスリーブ・シャフト17が、その吸気バルブ15のバルブ
・ステム16のまわりに反時計廻り方向において、そのウ
ォーム・ホイール35と一体的に回転され、そのスワール
・コントロール・ベーン18が、また、そのスリーブ・シ
ャフト17に伴われて、反時計廻り方向に回転され、第10
図に示される方向、所謂、高スワール域25から低スワー
ル域24側に移動される。

そのように、そのスワール・コントロール・ベーン18が
その高スワール域25からその低スワール域24側に移動さ
れると、その吸気ポート12は、そのスワール・コントロ
ール・ベーン18のポート絞り面31で少なく絞られ、ま
た、この際にも、副流38の生成がそのスワール・コント
ロール・ベーン18の廻込み主流案内面33で阻止されるの
で、主流36は、渦巻室19に沿って流れ、最終の主流37も
そのスワール・コントロール・ベーン18の廻込み主流案
内面33に沿ってポート開口21を通ってシリンダ室39に流
入される吸気は、前述の場合よりも低いところの高スワ
ール状態になる。

従って、この低スワール型吸気ポート12のスワール比お
よび流量係数（Cms）は、第12図において、特性曲線
（ｆ）上の点Ｂで示された値になる。

そのように、この低スワール型吸気ポート12は、中速・
高負荷運転において、そのスワール・コントロール・ベ
ーン18の絞り量が少なくなり、それに伴って、流量係数
（Cms）が高められ、そして、スワール比が低くなった
吸気をそのシリンダ室39に流入させ、所謂、低スワール
化された吸気をそのシリンダ室39に導びき、燃焼を最適
にする。換言するならば、この中速・高負荷運転におい
て、その吸気ポート12には、流量係数（Cms）およびス
ワール比の最適値が付与され、この吸気ポート12は、そ
のディーゼル・エンジン10に最適燃焼を与える。

さらに、そのディーゼル・エンジン10が、高速・高負荷
で運転されると、そのコントローラは、その回転数セン
サ、負荷センサ、および吸気温センサからの信号に応じ
て演算し、そして、そのステップ・モータに流すパルス
電流（電気パルス）を決定する。

そのステップ・モータが、そのコントローラで制御され
たパルス電流（電気パルス）で前述の中速・高負荷運転
の場合からさらに逆方向に回転され、それに伴って、そ
のモータ・シャフトに連結されたそのウォーム34および
そのウォーム34に噛み合わせられたそのウォーム・ホイ
ール35がさらに逆方向に回転される。

そのようなウォーム・ホイール35の逆方向回転に伴われ
て、そのスリーブ・シャフト17が、その吸気バルブ15の
バルブ・ステム16のまわりに反時計廻り方向において、
そのウォーム・ホイール35と一体的に回転され、そのス
ワール・コントロール・ベーン18が、また、そのスリー
ブ・シャフト17に伴われて、反時計廻り方向にさらに回
転され、第８および９図に示された低スワール域24に移
動される。

そのように、そのスワール・コントロール・ベーン18が
低スワール域24に移動されると、その吸気ポート12は、
そのスワール・コントロール・ベーン18のポート絞り面
31で絞られなくなり、また、この際にも、副流38の生成
がそのスワール・コントロール・ベーン18の廻込み主流
案内面33で阻止されるので、主流36は、渦巻室19に沿っ
て流れ、最終の主流37もそのスワール・コントロール・
ベーン18の廻込み主流案内面33に沿ってポート開口21を
通ってシリンダ室39に流入される吸気は、低スワール状
態になる。

従って、この低スワール型吸気ポート12のスワール比お
よび流量係数（Cms）は、第12図において、特性曲線
（ｆ）上の点Ｃで示された値になる。

この高速・高負荷運転では、そのスワール・コントロー
ル・ベーン18が、その低スワール域24に引っ込められる
ので、この吸気ポート12は、ポート自身の状態になり、
低スワール比で、高流量係数（Cms）になり、そのディ
ーゼル・エンジン10の燃焼を改善する。

またさらに、そのディーゼル・エンジン10がアイドリン
グで運転されると、そのコントローラは、その回転数セ
ンサ、負荷センサ、および吸気温センサからの信号に応
じて演算し、そして、そのステップ・モータに流すパル
ス電流（電気パルス）を決定する。

そのステップ・モータが、そのコントローラで制御され
たパルス電流（電気パルス）で前述の高速・高負荷運転
の場合からさらに大きな回転角度で逆方向に回転され、
それに伴って、そのモータ・シャフトに連結されたその
ウォーム34およびそのウォーム34に噛み合わせられたウ
ォーム・ホイール35がその大きな回転角度に相当される
ところまでさらに逆方向に回転される。

そのようなウォーム・ホイール35の逆方向の大きな回転
角度に伴われて、そのスリーブ・シャフト17が、その吸
気バルブ15のバルブ・ステム16のまわりに反時計廻り方
向において、そのウォーム・ホイール35と一体的に回転
され、そのスワール・コントロール・ベーン18が、ま
た、そのスリーブ・シャフト17に伴われて、時計廻り方
向に大きな角度で回転され、第８および９図の低スワー
ル域24から第10および11図の極低スワール域26に移動さ
れる。

そのように、そのスワール・コントロール・ベーン18が
その極低スワール域26に移動されると、その吸気ポート
12においては、副流38が主流36から生じ、また、その吸
気ポート12の渦巻室19に廻り込められる主流37は、その
スワール・コントロール・ベーン18の廻込み主流案内面
33に沿って流れるので、その吸気ポート12のポート開口
21を通ってそのシリンダ室39に流入される吸気は、その
廻込み主流37および副流38によって、極低スワール状態
になる。

従って、この低スワール型吸気ポート12のスワール比お
よび流量係数（Cms）は、第12図において、特性曲線
（ｆ）上の点Ｄで示された値になる。

そのように、アイドリングでは、この低スワール型吸気
ポート12は、流量係数（Cms）が高くなり、そして、ス
ワール比が低くなった吸気をシリンダ室39に流入させ、
所謂、極低スワール化した吸気をそのシリンダ室39に導
びき、燃焼を改善する。

第13および14図は、トラックに搭載されるに適するよう
になされたこの発明 の内燃機関の他の具体例40を部分
的に示している。

この内燃機関40は、ディーゼル・エンジンに具体化さ
れ、前述の内燃機関10におけるスワール・コントロール
・ベーン18を変形したもので、その内燃機関10の構成に
相当する構成については、同符号を付し、それらの説明
は省く。

その内燃機関40のスワール・コントロール・ベーン41
は、ダブル・フィン42,43からなり、そのスワール・コ
ントロール・ベーン18による場合に比較して、スワール
の可変範囲を広げる。そして、このダブル・フィン形ス
ワール・コントロール・ベーン41では、高スワール域が
大幅に改善された。

上述されたそのディーゼル・エンジン10では、そのアク
チュエータの回転力をそのスリーブ・シャフト17に伝え
る手段にウォーム・ギア機構27が使用されたが、そのウ
ォーム・ギア機構27は、そのスリーブ・シャフト17に固
定される操作アーム、その操作アームのヨークに嵌め合
わせられるボール・ヘッドを備えた操作ロッド、および
そのステップ・モータのモータ・シャフトに固定されて
その操作ロッドのラック部分に嵌め合わせられるギアよ
りなるラック・ギア機構に置き換えることも可能であ
り、さらには、そのアクチュエータが、そのスリーブ・
シャフト17の外周に所定の間隔で固定される多数の永久
磁石とそれらに向い合わせられてそのシリンダ・ヘッド
に配置される電気誘導コイルとより構成されるならば、
そのウォーム・ギア機構27は省かれる。

また、そのウォーム・ギア機構27におけるそのウォーム
・ホイール35は、そのスリーブ・シャフト17にキー止め
されているが、スレーション結合によって、そのスリー
ブ・シャフト17に廻り止めされてもよく、その場合に、
そのウォーム・ホイール35がスリットを入れて、ねじで
締め付けられるようにするならば、そのウォーム・ホイ
ール35は、そのスリーブ・シャフト17により確実に廻り
止めされる。

発明の利便・利益 上述よりして、既に提案され、使用されてきているとこ
ろのスワールを生成する手段を備えた内燃機関に比較し
ていえば、この発明の内燃機関は、吸気ポートが低スワ
ール型になされてシリンダ室に開口され、バルブ・シー
トを取り付けるポート開口を有してシリンダ・ヘッドに
形成され、スリーブ・シャフトがバルブ・ガイドと吸気
バルブのバルブ・ステムとの間に回転可能に支持され、
一端をそのバルブ・ガイドの下端に、他端をそのバルブ
・ガイドの上端にそれぞれ位置させ、そして、スワール
・コントロール・ベーンが、その吸気ポート内におい
て、根元をそのスリーブ・シャフトの一端に固定し、そ
して、先端をそのポート開口側に伸長するベーン本体、
そのベーン本体の表側に形成されたポート絞り面、その
吸気ポートの内側壁面に突出される側において、そのポ
ート絞り面に接続されてそのベーン本体の表側に形成さ
れた副流案内面、およびそのベーン本体の裏側に形成さ
れた廻込み主流案内面よりなり、回転数センサ、負荷セ
ンサ、および吸気温センサなどからの信号に応じて、コ
ントローラで制御されるアクチュエータでその吸気ポー
トの内側壁面に沿わせられる低スワール域、流入空気の
流れに関して、その低スワール域よりも上流側におい
て、その吸気ポートの内側壁面に突出される高スワール
域、およびその流入空気の流れに関して、その低スワー
ル域よりも下流側において、その吸気ポートの内側壁面
側に位置される極低スワール域に回転される構成を備え
るので、この発明の内燃機関では、ポートのスワール比
および流量係数（Cms）の可変範囲が広げられ、機関の
回転数、負荷、および吸気温度などに応じて、ポートの
スワール比および流量係数（Cms）が最適に制御され、
また、特に、吸気ポートが主流に副流を伴なわせて低ス
ワール型である場合においても、機関の回転数、負荷、
および吸気温度などに応じて、その主流に加えてその副
流および廻込み主流が制御され、そのスワール・コント
ロール・バルブのまわりに生じる乱流が効果的に低減さ
れ、その乱流による影響が緩和され、ポートのスワール
比および流量係数（Cms）が最適に制御され、それらに
伴って、火花点火エンジンにおいては、シリンダ室に流
入される混合気に最適スワール比が与えられ、同時に高
い流量係数（Cms）が与えられ、また、圧縮着火型エン
ジンにおいては、シリンダ室に流入される吸気に最適な
スワール比が与えられ、同時にポートに高い流量係数
（Cms）が与えられ、その混合気や吸気の最適な流入量
が正確、かつ、確実に得られ、燃焼の改善が図られ、高
効率の燃焼が実現可能になり、熱負荷、燃料消費率、お
よび低温始動を含めた始動性などが向上され、排ガス特
性が改善され、機関の出力特性が向上され、機関を実用
的にする。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の成立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トラックに搭載されるに適するように、ディ
ーゼル・エンジンに具体化されたこの発明の内燃機関に
おいて、スワール・コントロール・ベーンを低スワール
域および高スワール域側に位置させている低スワール型
吸気ポート部分の縦断面図、第２図は、ポート絞り面を
示すスワール・コントロール・ベーンの表側正面図、第
３図は、副流案内面を示すスワール・コントロール・ベ
ーンの表面側面図、第４図は、廻込み主流案内面を示す
スワール・コントロール・ベーンの裏側正面図、第５図
は、スワール・コントロール・ベーンを極低スワール域
側に位置させている低スワール型吸気ポート部分の縦断
面図、第６図は、スワール・コントロール・ベーンが高
スワール域にある低スワール型吸気ポート部分の概略平
面図、第７図は、第６図に示す低スワール型吸気ポート
部分を上流側から見た正面図、第８図は、スワール・コ
ントロール・ベーンが低スワール域にある低スワール型
吸気ポート部分の概略平面図、第９図は、第８図に示す
低スワール型吸気ポート部分を上流側から見た正面図、
第10図は、スワール・コントロール・ベーンが極低スワ
ール域にある低スワール型吸気ポート部分の概略平面
図、第11図は、第10図に示す低スワール型吸気ポート部
分を上流側から見た正面図、第12図は、第１図に示す吸
気ポートおよび従来の吸気ポートのスワール比に対する
流量係数（Cms）を示す特性図、第13図は、トラックに
搭載されるに適するように、他のディーゼル・エンジン
に具体化されたこの発明の内燃機関の低スワール型吸気
ポート部分における縦断面図、および、第14図は、第13
図のディーゼル・エンジンに使用されたダブル・フィン
形スワール・コントロール・ベーンの斜視図である。 12……低スワール型吸気ポート、13……バルブ取付けボ
ス、14……バルブ・ガイド、15……吸気バルブ、16……
バルブ・ステム、17……スリーブ・シャフト、18,41…
…スワール・コントロール・ベーン、24……低スワール
域、25……高スワール域、26……極低スワール域、28…
…ベーン本体、31……ポート絞り面、32……副流案内
面、33……廻込み主流案内面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ室に開口され、バルブ・シートを
   取り付けるポート開口を有し、シリンダ・ヘッドに形成
   された低スワール型吸気ポートと、 そのポート開口を臨んでその吸気ポートの内側壁面に開
   口して、そのシリンダ・ヘッドに形成されたバルブ・ガ
   イド・ボアに配置されたバルブ・ガイドと、 そのバルブ・ガイドにバルブ・ステムを嵌め合わせ、か
   つ、そのバルブ・ガイドに案内されてそのポート開口を
   開閉する吸気バルブと、 そのバルブ・ガイドとそのバルブ・ステムとの間に回転
   可能に支持され、一端をそのバルブ・ガイドの下端に、
   他端をそのバルブ・ガイドの上端にそれぞれ位置させる
   スリーブ・シャフトと、 その吸気ポート内において、根元をそのスリーブ・シャ
   フトの一端に固定し、そして、先端をそのポート開口側
   に伸長するベーン本体、そのベーン本体の表側に形成さ
   れたポート絞り面、その吸気ポートの内側壁面に突出さ
   れる側において、そのポート絞り面に接続されてそのベ
   ーン本体の表側に形成された副流案内面、およびそのベ
   ーン本体の裏側に形成された廻込み主流案内面よりな
   り、その吸気ポートの内側壁面に沿わせられる低スワー
   ル域、流入空気の流れに関して、その低スワール域より
   も上流側において、その吸気ポートの内側壁面に突出さ
   れる高スワール域、およびその流入空気の流れに関し
   て、その低スワール域よりも下流側において、その吸気
   ポートの内側壁面側に位置される極低スワール域に回転
   されるスワール・コントロール・ベーンと、 そのスリーブ・シャフトを介してそのスワール・コント
   ロール・ベーンをその低スワール域、高スワール域、お
   よび極低スワール域に回転させるアクチュエータと、 回転数センサ、負荷センサ、および吸気温度センサなど
   からの信号に応じて、そのアクチュエータを駆動するコ
   ントローラ とを備える内燃機関。