JPS6053617A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPS6053617A
JPS6053617A JP58161904A JP16190483A JPS6053617A JP S6053617 A JPS6053617 A JP S6053617A JP 58161904 A JP58161904 A JP 58161904A JP 16190483 A JP16190483 A JP 16190483A JP S6053617 A JPS6053617 A JP S6053617A
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Japan
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intake
intake passage
combustion chamber
valve
passage
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JP58161904A
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JPS641651B2 (ja
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Katsuhiko Motosugi
本杉 勝彦
Kazuo Kato
和雄 加藤
Itsuo Koga
古賀 逸夫
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • 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
    • F02B31/08Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • F02B31/085Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having two inlet valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
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    • F02F2001/247Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
    • 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
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • 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)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

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 本発明は内燃機関に用いるヘリカル型吸気ボートの流路
制御装置に関する。
従来技術 各気筒が夫々第1吸気弁および第2吸気弁と、第1吸気
弁を介して燃焼室内に連結された第1吸気通路と、第2
吸気弁を介して燃焼室内に連結されたヘリカル状第2吸
気通路と、第1吸気通路内に配置された吸気制御弁とを
具備し、第1吸気通路と第2吸気通路とが共通の気化器
に連結されている内MA t&関が実公昭58−270
58号公報に記載されているように公知である。この内
燃機関では機関低負荷運転時に吸気制御弁が閉弁せしめ
られるために混合気がヘリカル状第2吸気通路および第
2吸気弁を介して燃焼室内に供給され、それによって燃
焼室内に旋回流が発生せしめられる。一方、機関高負荷
運転時には吸気制御弁が開弁するために混合気が第1吸
気通路および第2吸気通路の双方から夫々第1吸気弁お
よび第2吸気弁を介して燃焼室内に供給され、それによ
って十分な量の混合気を燃焼室内に供給するようにして
いる。しかしながらこの内燃機関では第1吸気通路およ
び第2吸気通路がほぼ同様な断面形状を有しているため
に低負荷運転時に燃焼室内に発生ずる旋回流もさほど強
力ではなく、また高負荷運転時における充填効率もさほ
ど高(ないという問題を有する。
発明の目的 本発明は低負荷運転時に強力な旋回流を燃焼室内に発生
することができ、しかも高負荷運転時に高い充填効率を
得ることのできるヘリカル型吸気ボートの流路制御装置
を提供することにある。
発明の構成 本発明の構成は、各気筒が第1吸気弁および第2吸気弁
と唯一個の吸気ボートを具備し、吸気ボートの下流側を
垂直隔壁によって第1吸気通路と第2吸気通路とに分離
して第1吸気通路内に導入された吸入空気を第1吸気弁
を介して燃焼室内に供給すると共に第2供給通路内に導
入された吸入空気を第2吸気弁を介して燃焼室内に供給
するようにした内燃機関において、機関低負荷運転時に
閉弁しかつ機関高負荷時に開弁する吸気制御弁を第1吸
気通路内に配置し、第1吸気通路の;rIJさを第2吸
気通路の高さよりも高くすると共に第2吸気通路の横巾
を第1吸気通路の横巾まりも広くしたことにある。
実施例 第1図および第2図を参照すると、1はシリンダブロッ
ク、2ばピストン、3はシリンダヘット、4は吸気ボー
ト、5aは第1吸気弁、5bは第2吸気弁、6は排気ボ
ート、7aは第1排気弁、7bは第2排気弁を夫々示す
。なお、燃焼室8の頂部には点火栓(図示せず)が配置
される。吸気ボート4内には吸気ボート4の入口開口9
と吸気弁5a 、 5bとの中間部から吸気弁5a 、
 5bの近傍まで吸気ボー1−4の軸線方向に延びる垂
直隔壁1oが配置され、吸気ボート4の下流側はこの垂
直隔壁10によってほぼまっずくに延びる第1吸気通路
11と、ヘリカル状をなす第2吸気通路12とに分割さ
れる。第1図に示されるように垂直隔壁10は吸気ボー
ト4の上壁面から下方に突出して吸気ボート4の底壁面
13の近傍まで延びる。第3図に示されるように吸気ボ
ー1へ4の底壁面13は横断面内においてほぼ水平に延
びており、更に第1図に示されるように吸気ボー;〜5
の底壁面13は長手断面内において入口開口9から吸気
弁5a 、 5bに向けて始めはほぼ水平方向に延び、
次いで燃焼室8に向けて徐々に下降する。一方、垂直隔
壁10に対向配置された第1吸気通路11の外側壁面1
4はほぼ垂直に配置され、垂直隔壁10に対向配置され
た第2吸気通路12の外側壁面15もほぼ垂直に配置さ
れる。更に、垂直隔壁10の両側壁面16 、17もほ
ぼ垂直をなす。一方、第1吸気通路11の上壁面18は
底壁面13との間隔がほぼ一定となるように延びており
、従ってこの上壁面18は入口開口6から1及気弁5a
 p 5bに向けて始めはほぼ水平方向に延び、次いで
燃焼室8に向けて徐々に下降する。なお、第3図に示さ
れるように上壁面18は横断面内においてほぼ水平に延
びる。一方、第2吸気通路12の上壁面19は垂直隔壁
10の上流端20の近傍から吸気弁5a 、 5bのバ
ルブガイド21の近傍までほぼまっすぐに傾斜して延び
る。従って垂直隔壁10の上流端20の近傍からバルブ
ガイド21の近傍までの間において第3図に示されるよ
うに第1吸気通路11の土壁面18の高さhlは第2吸
気通路12の上壁面19の高さh2よりも高くなってい
る。なお、第3図かられかるように第2吸気通路12の
上壁面19は横断面内においてほぼ水平に延びる。一方
、第2図および第3図に示されるように第2吸気通路1
2の横rll A 2は第1吸気通路11の横巾11よ
りも広くなっている。従って第1吸気通路11は縦長の
矩形Wi面形状を有し、第2吸気通路12は第3図に示
す横断面位置において横長の矩形断面形状を有する。
第1吸気通路11の入口部には薄板状の吸気制御弁22
が挿入され、この吸気制御弁22の上端部にはアーム2
3が固着′される。第4し1に示されるようにこのアー
ム23は共通の連結ロッド24を介してアクチュエータ
25のダイアフラム26に連結される。アクチュエータ
25ばダイアフラム26によって隔離された負圧室27
と大気圧室28とを有し、負圧室27内には圧縮ばね2
9が挿入される。一方、吸気ボート4の入口開口9ば吸
気マニホルド30を介して気化器31に連結され、アク
チュエータ25の負圧室27は負圧導管32を介して吸
気マニホルド30に連結される。
この負圧導管32内には絞り33が挿入される。
スロットル弁340開度が小さな機関低負荷運転時には
負圧室27内に大きな負圧が作用するためにダイアフラ
ム26は圧縮ばね29に抗して負圧室27側に移動する
。このとき第1図および第2図に示すように吸気制御弁
22が第1吸気通路11を閉鎖する。一方、スロットル
弁34の開度が大きな高負荷運転時にば負圧室27内に
加わる負圧が小さくなるためにダイアフラム2 fiは
圧縮ばね29のばね力により大気圧室28側に移動する
。その結果、吸気制御弁22はほぼ90度回動せしめら
れて第1吸気通路11を全開する。
上述したように機関低負荷運転時には吸気制御弁22が
第1吸気通路11の入口部を閉鎖するために大部分の混
合気は第2吸気通路12および第2吸気弁5bを介して
燃焼室8内に流入する。1rJ述したように第2吸気通
路12の土壁面19は低くしかもほぼまっすくに延びて
いるので混合気は第2吸気通路12内をほぼ水平方向に
流れ、次いで水平方向の大きな速度成分をもちつつ燃焼
室8内に流入する。このように機関低負荷運転時には燃
焼室8内に流入した混合気は水平方向の大きな速度成分
を有するので燃焼室8内に強力な旋回流を発生せしめる
ことができる。また、第2吸気通路12の横巾7!2が
広く、従って流れ抵抗が小さなために混合気が高速度で
燃焼室8内に流入する。
従って第2吸気通路12の横+lJ、 e 2が広いこ
とも強力な旋回流の発生に寄与している。
一方、機関高負荷運転時には前述したように吸気制御弁
22が全開し、斯くしてこのときには第1吸気通路11
および第2吸気通路12の双方から夫々第1吸気弁5a
および第2吸気弁5bを介して混合気が燃焼室8内に流
入する。このとき第1吸気通路11内を流れる混合気流
は第1吸気通路11の」二壁面18によって流れ方向が
徐々に下向きに偏向され、次いで」三方から燃焼室8内
に流入する。即ち、このとき第1吸気通路11から燃焼
室8内に流入する混合気は垂直方向の大きな速度成分を
もつ。このように機関高質イ11運転時には混合気が、
下降するピストン2の頂面に向かって大きな慣性をもっ
て流入するので後続する混合気が容易に燃焼室8内に流
入することができるようになり、斯くして高い充填効率
が11Iられるごとになる。
第5図に別の実施例を示す。この実施例では垂直隔壁1
0の上流端20の近傍が上流&l!J 2 (lに向け
て収態する楔状断面に形成され、更に吸気制御弁22が
上流端20の上流に配置される。また吸気制御弁22は
全閉したときに第5図に示すように斜めになる。その結
果、この実施例では吸気制御弁22が閉弁したときに吸
入空気が吸気制御弁22によって案内されて第2吸気通
路12内に流入し、斯くして吸入空気が第2吸気通路1
2内に流れやすくなる。
第6図に更に別の実施例を示す。この実施例では第2吸
気通路12がほぼまっずぐに延びる、いわゆるストレー
I・ボートから形成される。この場合でも機関低負荷運
転時に燃焼室8内に強力な旋回流を発生させることがで
きる。
第7図および第8図に更に別の実施例を示す。
この実施例では隔壁1oが吸気ボート4の底壁面13上
まで延設され、それによって第1吸気通路11と第2吸
気通路12とが垂直隔壁10によって完全に分離されて
いる。この場合でも第8図に示される第1吸気通路11
の高さhlは第2吸気通路12の高さh2よりも高く、
第2吸気通路12の横巾12は第1吸気通路11の横1
1月1よりも広くなっている。また、この実施例では気
化器に代えて燃料噴射弁35が用いられている。この燃
料噴射弁35は吸気ボート4の」三方に配置され、燃料
噴射弁35がら燃料が垂直隔壁1oの上流端20に向け
て噴射される。この実施例においても第1図から第4図
に示される実施例とほぼ同様の効果が得られる。
発明の効果 機関低負荷運転時に燃焼室内に強力な旋回流を発生せし
めることができるので稀薄混合気を用いても安定したア
イドリング運転をU(1″保することができ、斯くして
燃料消費率を向」二できると共にNOxを低減すること
ができる。一方、機関inJ負荷運転時には高い充填効
率が得られるために機関出力を高めることができ、更に
機関高負荷運転時であっても旋回流が発生せしめられる
ために良好な燃焼が得られ、燃料消費率を向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による内燃機関の側面断面図、第2図は
第1図の断面平面図、第3図は第1図のm−m線に沿っ
てみた断面図、第4図は第1図の内燃機関の一部の平面
図、第5図は別の実施例の断面平面図、第6図は更に別
の実施例の断面平面図、第7図は更に別の実施例の側面
断面図、第8図は第7図の■−■線に沿ってみた断面図
である。 4・・・吸気ボート、5a・・・第1吸気弁、5b・・
・第2吸気弁、10・・・隔壁、11・・・第1吸気通
路、12・・・第2吸気通路、22・・・吸気制御弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各気筒が第1吸気弁および第2吸気弁と唯一(1^Iの
    吸気ポートを具備し、該吸気ボートの下流側を垂直隔壁
    によって第1吸気通路と第2吸気通路とに分離して該第
    1吸気通路内に導入された吸入空気を第1吸気弁を介し
    て燃焼室内に供給すると共に該第2吸気通路内に導入さ
    れた吸入空気を第2吸気弁を介して燃焼室内に供給する
    ようにした内燃機関において、機関低負荷運転時に閉弁
    しかつ機関高負荷運転時に開弁する吸気制御弁を上記第
    1吸気通路内に配置し、第1吸気通路の高さを第2吸気
    通路の高さよりも゛高くすると共に第2吸気通路の横巾
    を第1吸気通路の横巾よりも広くしたヘリカル型吸気ボ
    ートの流路制御装置。
JP58161904A 1983-09-05 1983-09-05 内燃機関の吸気装置 Granted JPS6053617A (ja)

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JPS641651B2 JPS641651B2 (ja) 1989-01-12

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GB2553821A (en) * 2016-09-15 2018-03-21 Perkins Engines Co Ltd Cylinder Head

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JPS641651B2 (ja) 1989-01-12

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