JPS58200026A - ヘリカル型吸気ポ−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】 本発明はヘリカル型吸気ポートに関する。

ヘリカル型吸気ポートは通常吸気弁周りに形成された渦
巻部と、この渦巻部に接線状に′！＆続されかつほぼま
っすぐに延びる入口通路部とにより構成される。このよ
うなヘリカル型吸気ポートを用いて吸入空気量の少ない
機関低速低負荷運転時に機関燃焼室内に強力な旋回流を
発生せしめようとすると吸気ポート形状が流れ抵抗の大
きな形状になってしまうので吸入、空気量の多い機関高
速高負荷運転時に充填効率が低下するという問題を生ず
る。このような問題ｔ−解決するためにヘリカル型吸気
ポート入口通路部から分岐されてヘリカル型吸気？　ト
渦巻部の渦巻鼾端部に連通する分岐路金シリンダへ、ド
内に形成し、分岐路内に開閉弁金膜けて機関高速高負荷
運転時に開閉弁を開弁するようにしたヘリカル型吸気ポ
ートが不出願人によシ既に提案されている。このヘリカ
ル型吸気ポートで＃ｉ機関高速高負荷違転時にヘリカル
型吸気ポート入口通路部内に送り込まれた吸入空気の一
部が分岐路を介してヘリカル型吸気ポート鉤巻部内に送
シ込まれるために吸入空気の流路断１１１１１＆が増大
し、斯くして充填効率を向上することができる。しかし
ながらこのヘリカル型吸気ポートでは分岐路が入口通路
部から完全に独立した筒状の通路として形成されている
ので分岐路の流れ抵抗が比較的大きく、しかも分岐路全
入口ｍ路部に隣接して形成しなければならないために人
口通路部の断面積が制限を受けるので十分に満足のいく
＾い充填効率ｔ−得るのが困難となっている。史に、ヘ
リカル型吸気ポートはそれ自体の形状が伽帷であり、し
かも入口通路部から完全に独立した分牡路金併設した場
合には吸気ポートの全体構造が惨めて複雑となるのでこ
のような分岐路を具えたヘリカル型吸気ポートをシリン
ダヘッド内に形成するのはかなり困難である。　゛ 本発明は機関ｉＳＩＳ高速荷運転時に高い充填効率を得
ることができると共に４造の容易な新規形状を有するヘ
リカル型秋気ポート金提供することにある。

以下・添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図並ひに第２図を参照すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロックｌ内で往復動するピストン、
３はシリンダブロック１上に固締されたシリンダヘッド
、４Ｆｉピストン２とシリンダヘッド３間に形成された
燃焼室、５Ｆｉ吸気弁、６はシリンダへ、ド３内に形成
されたヘリカル型吸気ポート、７は排気弁、８はシリン
ダヘッド３内に形ｂ！ｉ、逼れた排気ポート、′９は燃
焼室４内に配置された点火栓、１ｏは吸気弁５のステム
５ａ’ｉ東内するステムガイドを夫々示す。第１図並び
にｍ２図に示されるように吸気ポート６の上壁面１１上
には下方に突出する隔壁１２が一体成形もれ、この隔壁
１２によって渦巻部Ｂと、この渦巻部ＢＫ接縁状に接続
され九入口通路部Ａからなるヘリカル型吸気ポート６が
形成される。この隔壁１２＃′ｉ人口通路部Ａ内から吸
気弁５のステムガイド１０の周囲まで延びており、第２
図かられがるようにこの隔壁１２の根元部の巾ＬＦｉ人
口迩路部Ａからステムガイド１０に近づくにつれて徐々
ＩＬ広くなる。隔壁１２は吸気ポート６の入口開口６ａ
に最も近い側に位置する先端１１１５１３ｔ−有し、更
に隔壁１２は第２図においてこの先端１ＩＳ１３から反
時計回りにステムガイド１０１で砥びる絹ｌ５ｉ１ｉ壁
面１４ｍと・先端９１３から時制■りにステムガイド１
０１で延びる第２１１ｔ＋Ｉｉ面１４ｂとを有する。第
１狽１ｊ橡面１４ｍは先鵡部１３からステムガイド１０
の側力を通って渦％部Ｂのｌｌｌｌｋ面１５の近傍まで
延びて渦巻部１ｉｌｌ壁如１５との間に狭窄部１６を形
成する。次いで第１側壁曲１４ｍは渦巻部１４１１壁血
１５から徐々に間隔を隔てるように彎曲しつつステムガ
イド１０まで延ひる。−ツバ第２側壁（３）１４ｂは先
端部１３からステムガイド１０１で＃１ばまっすぐに姑
ひる。

第１図から第９図を参照すると、人口ｆｉｋｔ部Ａの側
壁面１７．１８は＃よは垂直配置され、−万人１適路ｍ
Ａの土壁［１１１１９は渦巻部Ｂに向１ｙで皆々に下降
する。人口通、路部Ａの側−面１７ｒよ礒壱１ｂＢ１７
）ｌｌｉｌ壁面１５に滑らかに接続され、入口通路部Ａ
の上壁面１９は渦巻部Ｂの土壁面２０に滑ら力・に接続
される。渦巻部Ｂの上壁面２０は渦巻ｓＢと人口通路部
Ａの接続部から狭窄部１６に向ｉて下降しつつ徐々に巾
を狭め・次いで狭窄部１６ｔ−通過すると徐々に巾を広
ける。−万、入口通路部６の下壁向２１−は第５図に示
すように入口開口６ａの近傍においてはその全体がほぼ
水平金なしており、１１１１Ｉ壁面１７に隣接する底壁
面部分２１ｊＬＦｉ第８図に示すように渦巻ＮＳＢに近
づくに従って隆起して傾斜［１０を形成する。この傾Ｉ
Ｐ＋底壁面部分２１ｍの傾斜角は渦巻ｓＢＫ近づくにつ
れて徐々に大きくなる。

一部・隔壁１２の第１側壁向１４ｍはわずかげかり傾斜
した下向きのＯＩ糾自からなり、第２１１１１皺Ｉｋ１
４ｂはほぼ垂直をなす。隔！！１２の底徽餉１２２／ｆ
ｉ先端部１３からステムガイド１０に向うに従って入口
通路ｓ６の上壁ｍｘｘとの間隔が次第に大きくなるよう
に入口通路ｓＡから渦巻部Ｂに向けてわ−ｒかばかり彎
曲しつつ下降する。隔皺１２の底壁面２２上には第４図
のハツチングで不す領域に底壁面２２から１万に突出す
るりプ２３が形成され、このリプ２３の底面および底壁
面２２はわずかばかり彎曲した傾斜面を形成する。

−万、シリンダヘッド３内には渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｃ
と入口通路部Ａと全連通する分肢ｗ５２４が形成され、
この分岐路２４の入口部にロータリ９ｆ２５が配置され
る。この分岐路２４は隔壁１２によって入口通路部Ａか
ら分離逼れて↓−リ、分岐路２４の下側空間全体が入口
通路部Ａに連通している。分岐路２４の土壁１１２６は
はは一様な１ＩＪｋ壱゛シ、渦巻終錫都Ｃに向けて保々
に１降して渦巻部Ｂの土壁面２０に滑らかに接続される
。隔壁１２の第２１１１壁面１４ｂに？ｊ面する分岐路
２４のｌｌ１ｌ壁向２７はほぼ毒血ｔなし、史にこの餉
憾面２７は＃１ぼ入口通路部Ａの匈壁圓１８の姑長上に
位置する。なお、第１図かられかるように隔壁１２上に
形成されたリプ２３はロータリ弁２５の近傍から吸気弁
５に向けて蝿ひている。

第１０図にボされるようにロータリ升２５Ｆｉロータリ
弁ホルダ２８と、ロータリ弁ホルダ２８内において回転
可能に支持された弁軸２９とにより構成され、このロー
タリ弁ホルダ２８はシリンダヘッド３に穿設されたねじ
孔３０内に螺着される。

弁軸２９の下端部には薄板状の弁体３１が一体形成され
、第１図に示されるようにこの弁体３１は分岐路２４の
上１１面２６から底壁面２１まで延びる・−万、弁軸２
９の上ＷＡｓにはアーム３２が固定される。また、弁軸
２９の外周面上にはリングｍ３３が形成され、このリン
グ溝３３内にはＥ字型位置決めリング３４が故地まれる
。更にロータリ弁ホルダ２８の上端部にはシール部材３
５が嵌層され、このシール部材３５によって弁軸２９の
シール作用が行なわれる。−万、第１図、第３図および
第７図に示されるように弁体３１の下端部に対面する抵
Ｉｉ面２１上には円錐状の凹＄３６が形成場れ一弁体３
１Ｑ、下端部が凹溝３６の壁面か、わずかな間隔□隔−
Ｃ−ｃｍ擲、６内、挿入内、８１・れる。挺に、第１図
に示すように凹＃Ｉ３６近傍のシリンダヘッド３内には
冷却水通路３７が形＆場れ、この冷却水通路３７Ｆｉ薄
肉壁３８ｔ−隔てて分岐路２４に沿って姑びる。

第１１図を参照すると、ロータリ弁２５の上４部に固着
されたアーム３２の先端部は負圧ダイアフラム装ｆｉｉ
４０のダイアフラム４１に固着された制御ロッド４２に
連結ロッド４３を介して連結される。負圧ダイアフラム
装ＦＩｔ４０Ｆｉダイアフラム４１によって大気から隔
離された負圧室４４’を有し、この負圧室４４内にダイ
アフラム押圧用圧縮はね４５が挿入される。シリンダへ
、ド３にｒｕ　１次側気化器４６ｍと２次側気化器４６
ｂからなるコン・ゼウンド型気化器４６を具えた吸気マ
ニホノ１ド４７が取付けられ、負圧室４４は負圧尋′＃
４８金介して吸気マニホルド４７内に連結逼れる。この
負圧導管４８内には負圧室４４から吸気マニホルド４７
内に向けてのみ派通ｈＪ能な逆止弁４９か挿入逼れる。

更に、負圧室４４は大気導管５０並びに大気開放制御弁
５１ｔ−介して大気に連通する。

この大気開放制御弁５１Ｆｉダイアフラム５２によって
隔成された負圧蔓５３と大気圧室５４とｔ南し、更に大
気圧室５４に隣接して弁室５５を有する。この弁室５５
は一部では大気導管５０を介して負圧室４４内に連通し
、他方では弁ボート５６並びにエアフィルタ５７ｔ−介
して大気に連通ずる。

弁室５５内には弁ポート５６の、開閉制御をする弁体５
８が設けられ、この弁体５８は弁ロツド５９會介してダ
イアフラム５２に連結される。負圧ｉ５３内にはダイア
フラム押圧用圧縮はね６０が挿入され、史に負圧室５３
１ｉ負圧導管６１ｔ−介して１次個気化器４６ｍのペン
チ、９部６２に連結逼れる。

気化器４６は通常用いられる気化器であって１次側スロ
ットル弁６３か所定洲度以上開弁したときに２次側スロ
ットル弁６４が開弁じ、１次側スロットル弁６３が全開
すれは２次側スロットル弁６４も全開する。１次側気化
器４６ｍのペンチュ１Ｊｓ６２に発生する負圧は機関シ
リンダ内に供給逼れる吸入空気量が増大するほど大きく
なシ、従ってベンチュリ部６２に発生する負圧が所定負
圧よりも大きくなったときに、即ち機関＾速高負荷運転
時に大気開放制御弁５１のダイアフラム５２が圧縮ばね
６０に抗して右方に移動し、その結果弁体５８が弁ボー
ト５６を開弁して負圧ダイアフラム装＠４０の負圧室４
４を大気に開放する。このときダイアフラム４１は圧縮
ばね４５のはね力によシ１万に移動し、その結果ロータ
リ弁２５が回転せしめられて分岐路２４を全開する。−
万１次側スロットル弁６３の一度が小さいときにはペン
チ、すｓ６２に発生する負圧が小さなために大気開放制
御弁５１のダイアフラム５２は圧縮はね６０のばね力に
より左方に移動し、弁体５８が弁ポート５６′ｔ−閉鎖
する。更にこのように１次餉スロ、トル弁６３の開度が
小さいときには吸気マニホルド４７内には大きな負圧が
発生している。逆止弁４９は吸気マニホルド４７内の負
圧が負圧ダイアフラム装置１４０の其圧室４４内の負圧
よりも大きくなると−弁じ、吸気□マーホルト４７内の
負圧が負圧室４４内の負圧よりも小さくなると鉤」弁す
るので大気開放制御弁５１が開弁している限り負圧室４
４内の負圧は吸気マニホルド４７内に発生した最大負圧
に維持される。負圧室４４内に負圧が加わるとダイアフ
ラム４１は圧縮ばね４５に抗して上昇し、その結果ロー
タリ弁２５が回動せしめられて分岐路２４が閉鎖される
。従って機関低速低負荷運転時にはロータリ弁２５によ
って分岐路２４が閉鎖されることになる。なお、高負荷
運転時であっても機−回転数が低い場合、運びに機関回
転数が高くても低負向運転が行なわれている場合にはペ
ンチ、り部６２に発生する負圧が小さなために大気−放
迩断弁５１は閉鎖され続けている。従ってこのような低
速為負荷運転時並びに高速低負荷運転時には負圧室４４
内の負圧が前述の最大負圧に維持されているのでロータ
リ弁２５によって分岐路２４が閉鎖されている。

上述したように吸入空気蓋が少ない機関低速低負荷運転
時にはロータリ弁２５が分岐路２４を閉鎖している。こ
のどき、入口通路部Ａ内に送り込まれた混合気の一部は
土壁ｉ１ｉ［ｉ１９．２０に沿って進み、残りの混合気
のうちの一部の混合気はロータリ弁２５に憤突して入口
通路ｇＡの側壁面１７の万へ向きを変えた懐に＠巻部Ｂ
の一壁面１５に沿って進む。−１１述したように土壁ｉ
＆Ｉ１９．２０の＋ｉｊは狭窄部１６に近づくに従って
次第に狭くなるために上壁面１９．２０に沿って流れる
混合気の流路は次第に狭ばまシ、斯くして上に！！に面
１９゜２０に沿う混合気流は次第に増速される。更に、
前述したように隔壁１２の第１似ｋｊｔｍ　１４　ｍは
渦巻部Ｂのｌ１１４壁ｉｊ［ｉ１５の近傍まで蝙ひてい
るので土壁面１９．２０に沿って進む混合気流は渦巻部
Ｂの１４１１壁面１５上に押しやられ、次いでｌ１ｌｌ
壁面１５に沿って進むためにａ巻ＭＢ内には強力な旋回
流が発生せしめられる。次いで混合気は旋回しつ−）吸
気弁５とその弁肢間に形成でれる間陣を通って燃焼室４
内に流入して燃焼室４内に強力な旋回流を発生せしめる
。このように機＠低速低負向運転時には弁体３１に混合
気が衝突するので弁体３１の下端部と底壁ｔｈ１２１間
金完全間過完全た場合には混合気中に冨まれるガム負等
の不純＠か弁体３１の下ｇｔＡ部に堆積して弁体３１が
底壁面２１に固着するという問題を生ずる。このような
間Ｍｋ回避するために弁体３１の下勉部と底壁面２１間
に間隙を設けているがこの間隙を単ｆｃ設けただけでは
この間１Ｉｊｔ通って混合気が漏洩するために渦ＩＩ！
１部Ｂ内に発生する旋回流が刺められてしまう。

そこで本発明では底壁面２．１上に凹＄３６ｔ″形成し
て弁体３１の先端部と凹溝３６によシラピリンスシール
を構成してガム質勢の不純物が堆積するのを阻止しつつ
混合気の漏洩ｔ−阻止するようにしている。しかしなが
らこのように底壁面２１上に凹溝３６が形成されるとこ
の凹溝３６内に液状燃料が溜ってしまうという間組が生
ずる。ところが本発明では凹＃３６に近接して冷却水通
路３７が設けられているために凹＄３６内に溜った液状
燃料の気化が冷却水によって促進できる仁とになる。

史に・この冷却水通路３７は分岐路２４に沿って延びて
いるために底壁面２１上を流れる液状燃料の気化も促進
される仁とになる。

一部、吸入空気量が多い機関＾速高負荷運転時にはロー
タリ弁２５が開弁するので入口通路地Ａ内に送り込まれ
た混合気は大別すると３つの流れに分流される。即ち、
第１の流れは隔壁１２の第１１１４１１壁面１４ｍと入
口通路部Ａの１４１１壁面１７間に流入し、次いで渦巻
部Ａの上壁面２０に沿って旋回しつつ流れる混合気流で
あり、第２の流れは分岐路２４’に介して渦巻部Ｂ内に
流入する混合気流であり、第３の流れは入口通路部Ａの
底壁面２１に沿って渦巻ｓＢ内に流入する混合気流であ
る。

分岐路２４の流れ抵抗はＭ１１４１１壁１ｉ　１４　ａ
とＩ［ｅ面１７間の流れ抵抗に比べて小さく、従って第
２の混合気流の方が第１の混合気流よりも多くなる。

更に、渦巻部Ｂ内′１ｋｋ回しつつ流れる第１混合気流
の流れ方向は第２混合気流によって下向きに偏向され、
斯くして第１混合気流の旋回力が弱められることになる
。このように流れ抵抗の小石な分肢路２４からの混合気
流が増大し、更にｍｌｌ混気気流流れ方向が下向きに偏
向されるので尚い光会。

礪効率が得られることにな□る。ｔた、前述したように
隔ｌ１２１の底壁面は下向きの傾斜面から彫成されてい
るので第３の混合気ｒｉＬ＃′ｉこの９１糾向に東向さ
れて流れ方向が下向きに偏向され、斯くして更に高い充
填効率が得られることになる。

また、本発明によるヘリカル型吸気ポートは吸気ポート
６の上壁面上に隔壁１２を一体成形すればよいのでヘリ
カル型吸気ポー）１−容易に製造することができる。

以上述べたように本発明によれば機関低速低負衝運１時
には分岐路管遮断して多量の混合気を渦巻部の土壁面に
沿って流すことにより強力な旋回流を燃焼室内に発生せ
しめることができる。一方、機関高速高負荷運転時には
分岐路を開口することにより多１−の混合気が流れ抵抗
の小さな分岐路を介して渦巻部内に送り込まれるので商
い充填効率を得ることができる。また、熱気ポート抵壁
面上に凹＃１會形成してこの凹溝とロータリ弁の弁体下
ｍ部間でラビリンスシールｔ−構成することによりガム
質等の不純物の堆積を阻止しつつ混合気の漏洩を阻止で
き、史に凹溝近傍に冷却水通路を設けることによって凹
溝内に漏った液状燃料の気化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の１１線に沿ってみた本発明に係る内燃
機関の側面断面図、第２図は第１図の■−■線に沿って
みた平面断面図、第３図は本発明によるヘリカル型吸気
が一トの形状を図解的に示す側面図、第４図はヘリカル
型吸気ポートの形状を図解的に示す平面図、第５図は第
３図およびｗＪ４図の■−■巌に沿ってみた断面図、第
６図は第３図および第４図の■−■縁に沿ってみたＩＩ
Ｔ面図、第７図は第３図および第４図の■−■紐に沿っ
てみた断面図、０４８図は第３図およびｗＪ４図の１−
■線に沿ってみｆｃＩＩＴ面図、第９図は第３図および
第４図のに−ＩＸｍに沿ってみた断１図、第１０図はロ
ータリ弁の側面断面図、第１１図はロータ゛り弁の駆動
制御Ｉ４１装置１１ｔ−示す図である。 ４・・・燃焼室、６・・・ヘリカル型吸気ポート、１２
・・・隔壁、２４・・・分岐路、２５・・・ロータリ弁
、３６・・・凹溝、３７・・・冷却水通路。 Ｗ／！、１図 ！１５２図 第７図 第８１！ｌ 第１０１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気弁周りに形成された渦巻部と、該渦巻Ｓに接線状に
   接続されかつほぼま９すぐに延びる入口通路部とによ多
   構成されたヘリカル型吸気ポートにおいて、上記入口通
   路部から分岐されて上記渦巻部の摘巻終＊部に連通する
   分岐路金上記入口通路部に併設し、吸気ポート上壁面か
   ら下方に突出しかつ入口通路部から吸気弁ステム周９ま
   で組ひる隔壁によって該分岐路が入口通路部から分離さ
   れ、該分岐路の下側空間全体が横断面内において上記入
   口通路部に連通ずると共に駅入口造路部と分岐路との通
   路壁全一体的に連結形成し、該分岐路内に分岐路上ｍ向
   から分岐路下壁面上まで組びる開閉弁ｔ−設けて該開閉
   弁により分肢路内を流れる吸入空気流ｔｆｉｌＪ１４Ｌ
   、更に分岐路下壁面上に上記開閉弁Ｏ下趨部を受答する
   凹溝を形成すると共に該凹溝に近接して冷却水通路を紋
   りたへリカル型吸気ポート。