JPS6350534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の吸気装置の構造に関し、
とくにデユアルポートでしかも二つのポートの分
岐点がシリンダヘツド内に位置する吸気装置の構
造に関する。

［従来の技術］ 自動車用内燃機関において、低燃費化と高速高
負荷時の高出力性能とを両立させるために、吸気
ポートを互いに独立のデユアルポートとし、一方
をヘリカルポートにするとともに他方をストレー
トポートに構成した内燃機関は既に提案されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、デユアル吸気ポート方式を採用する
に際しては、通路壁面積を小にして壁面への燃料
付着量を少なくし未燃炭化水素の放出量の低減お
よび運転性の向上をはかり、またシリンダヘツド
における吸気通路の占める空間を小にして燃焼室
の冷却を容易にする等のために、両ポートを、シ
リンダヘツド内において互いに分岐させる双子状
ポートいわゆるサイアミーズポートに構成するこ
とが望まれる。しかし、この場合は、独立二ポー
トに比べて、またはポートの少なくとも何れか一
方に絞り弁を設けた場合に比べて、二つのポート
の相互に及ぼし合う影響が非常に強く、二つのポ
ートを互いに如何に関連させて構成するかによつ
て、前記の低燃費化および高出力性能に係る作用
効果の得られる度合が大きく異なつてくる。

本発明は、一方の吸気ポートがヘリカルポー
ト、他方がストレートポートでしかも二つの吸気
ポートの分岐点がシリンダヘツド内にあるサイア
ミーズポートにおいて、低中速域における燃費の
低減および高速域における高出力の性能が効果的
に達成されるようにした、二つの吸気ポート間の
相互関連構造を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の内燃機関
の吸気装置においては、ヘリカルポートからなる
主吸気ポートとストレートポートからなる副吸気
ポートとが、両ポートの分岐点がシリンダヘツド
内にあるサイアミーズポートに構成されており、
副吸気ポートは、副吸気ポートの上壁面が主吸気
ポートの上壁面よりも低い位置になるようにして
主吸気ポートから分岐されている。したがつて副
吸気ポートは主吸気ポートの通路断面の低い部位
において分岐されている。

［作用］ この構成をとることによつて、ヘリカルポート
である主吸気ポートにおいてスワール生成に重要
な役割を果たす主吸気ポートの上壁面に沿う流れ
は大部分が主吸気ポート側に流れてシリンダ内に
強力なスワールを生成するとともに、流入空気量
に重要な影響をおよぼす主吸気ポートの下壁面に
沿う流れは抵抗の少ないストレートポートである
副吸気ポート側にも流れ、そしてこの作用は高速
域において効果を強く発揮し、高速域の高充填効
率、したがつて高出力が、可能となる。

［実施例］ 以下に、本発明の内燃機関の吸気装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る
吸気装置を備えたシリンダヘツド近傍の構造を示
している。図中、１はシリンダヘツド、２はシリ
ンダボアで、シリンダボア２は想像線でその位置
のみを示してある。シリンダボア２の領域内に
は、二つの吸気ポート３，４と一つの排気ポート
５（排気ポートは二つあつてもよい）とが設けら
れており、各ポート３，４，５はそれぞれ吸気弁
６，７および排気弁によつて開閉されるようにな
つている。

二つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートすな
わち主吸気ポート（ヘリカルポート）３は、他方
の吸気ポートすなわち副吸気ポート（ストレート
ポート）４より長く、通路断面積が大で、かつヘ
リカル形状に形成されている。副吸気ポート４は
ほぼ真直に水平に延びさらに下方に曲つて真直に
延びている。副吸気ポート４は主吸気ポート３の
ヘリカル形状の内周側から分岐しているが、その
分岐点８はシリンダヘツド１内に位置している。
分岐点８と吸気弁６，７との間には、両ポート
３，４は特別の絞り弁を有していない。

主吸気ポート３は第３図および第４図に示すよ
うに、ほぼ真直に延びる導入部３ａとそれに連な
つて下流側に延びる渦巻部３ｂとからなつてお
り、渦巻部３ｂの軸心が導入部３ａの下流側の端
部から下方に向かつて折れ曲がり、断面円形の円
筒部を介してシリンダヘツド燃焼室リセス９（第
１図参照）に開口している。主吸気ポート３のヘ
リカル形状の内周側壁面１０は、主吸気ポート３
の通路断面の上壁面１１に近づく程、また下流に
いく程、ヘリカル形状の外周側壁面１２に向かつ
て膨出しており（第６図、第７図参照）、このた
め、ヘリカルポートである主吸気ポート３は、上
壁面１１に近い程、また下流側程その流路が狭ま
つている。また、主吸気ポート３の上壁面１１
は、下流にいく程、徐々に下降している。（第１
図参照） 一方、ストレートポートである副吸気ポート４
は、第３図および第４図に示すように、主吸気ポ
ート３の導入部３ａから分岐し、ほぼ水平にほぼ
真直に延びて終端で下方に折れ曲がり断面円形部
を介して、点火プラグ１３対向側の面積の大きな
スキツシユエリアの上面を郭定するシリンダヘツ
ド下部平坦面１４に開口している（第１図参照）。
ストレートポートである副吸気ポート４の上壁面
１５は下流にいく程徐々に下降している（第１図
参照）。副吸気ポート４は隔壁１６（第１図、第
２図参照）によつて主吸気ポート３と隔てられる
が、この場合、副吸気ポート４の上壁面１５が主
吸気ポート３の上壁面１１より低い位置（第１
図、第４図参照）にあるようなポート配置にして
隔壁１６によつて隔てられている。隔壁１６は、
サイアミーズポートの通路断面の上部側程サイア
ミーズポート入口部１７に近い位置まですなわち
上流側に延びており（第１図参照）、通路断面の
下部側程下流側に後退している。したがつて、主
吸気ポート３と副吸気ポート４とは上流側程通路
断面の上部の位置で互いに隔てられ、下流側程通
路断面の下部の位置で互いに隔てられていること
になる。そして、両ポート３，４の上壁面１１，
１５の高さの相違と隔壁１６の構成とによつて、
副吸気ポート４は主吸気ポート３の通路断面の低
い部分、すなわち主吸気ポート３の下壁面に沿う
側の部分において主吸気ポート３から分岐しかつ
隔壁１６のある部分でその下方で連通しているこ
ととなる。

第５図ないし第７図は、主吸気ポート３と副吸
気ポート４との相互の位置関係を、上流側から下
流側にかけての位置の推移において示している。
図に示すように、隔壁１６は上方から下方に向か
つて延びており、隔壁１６の下端の下方において
主吸気ポート３と副吸気ポート４とは連通してい
る。そして下流にいく程連通する空間は小とな
り、やがて完全に隔壁１６によつて隔てられる。
主吸気ポート３と副吸気ポート４とが連通してい
る部分においては、副吸気ポート４の上壁面１５
は主吸気ポート３の上壁面１１より下位にあり、
かつ副吸気ポート４は主吸気ポート３の通路断面
下部の部分で連通している。主吸気ポート３の通
路断面上部の部分は隔壁１６の膨出によつて流れ
が外周側壁面１２側に寄せられる部分である。

つぎに上記構成を有する内燃機関の吸気装置に
おける作用について説明する。

副吸気ポート４の上壁面１５を主吸気ポート３
の上壁面１１よりも下にした状態で、副吸気ポー
ト４を主吸気ポート３から分岐させたので、主吸
気ポート３の上壁面１１に沿つて流れる流れ（し
たがつて副吸気ポート４の上壁面１５より上位に
ある流れ）と主吸気ポート３の下壁面１８に沿つ
て流れる流れ（したがつて副吸気ポート４の上壁
面１５より下位にある流れ）には、次のような作
用の差が生じる。すなわち、主吸気ポート３の上
壁面１１に沿う流れは、その部分に横方向に副吸
気ポート４がないので副吸気ポート４に容易に流
れることはできず、そのまま主吸気ポート３を流
れようとし、渦巻部３ｂで強力な旋回流となつて
燃焼室内に入り、燃焼室にスワールを生成させ
る。このスワールは燃焼を向上させ、低、中、高
の全べての速域で燃費を向上させる。ただし、高
速域では、渦巻部３ｂでの旋回流の抵抗が増大さ
れ、充填効率上、他の流れすなわち主吸気ポート
３の下壁面１８に沿う流れによつて、充填効率を
上げられなければならない。

主吸気ポート３の下壁面１８に沿う流れは、横
方向にある副吸気ポート４に容易に流れることが
でき、主吸気ポート３の流れ抵抗の増す高速域に
おいて、抵抗の小さなストレートポートである副
吸気ポート４に流れ込む割合が増えることによ
り、吸入空気量の減少を抑えることができ、高速
域においても十分高い充填効率を確保し、高速域
の出力を十分高く確保することができる。

要約すれば、主吸気ポート３の上壁面１１に沿
う流れは、スワール生成に重要な働きをし、低、
中、（高も）速域で大部分がヘリカルポートから
成る主吸気ポート３側を流れ、燃焼室内に強力な
スワールを発生させて、燃焼改善、低燃費化に寄
与する。

主吸気ポート３の下壁面１８に沿う流れは、流
入空気量に重要な働きをし、高速域で流れ抵抗の
小さい副吸気ポート４側にも流れ、充填効率を向
上させ、高出力性能を得させる。

［発明の効果］ 以上に通りであるから、本発明の内燃機関の吸
気装置によるときは、副吸気ポートの上壁面を主
吸気ポートの上壁面より下位にして副吸気ポート
を主吸気ポートから分岐させたので低、中、高の
全速域にわたつて燃焼室内に強いスワールを確保
できるとともに、高速域においても高充填効率を
得ることができる。これによつて、従来のデユア
ルポート以上に、混合気のリーンリミツトを向上
でき低燃費化を達成することが可能であるととも
に、高速域における従来以上の高出力を得ること
が可能である。

また、シリンダヘツド内サイアミーズポート構
成としたことによる他の一般的効果も当然得られ
る。たとえば、独立二ポートに比べて仕切壁が減
少し、壁面への燃料付着量を少なくし、未燃炭化
水素の放出の低減、運転性の向上をはかることが
できる。また、独立二ポートに比べて燃焼室上壁
面部でのウオータジヤケツトの占める空間を大に
でき、冷却効果の向上とそれに伴なうノツク限界
の向上を通して低燃費化をはかることができる。
さらにサイアミーズ化によつて製作時に一体中子
を使用でき、燃焼室内ポート配置の製作精度を向
上でき、量産エンジンの性能のばらつきを抑える
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る内燃機関の吸
気装置の縦断面図、第２図は第１図の吸気装置の
平面図、第３図は第１図および第２図においてサ
イアミーズポートのみを取出して示した平面図、
第４図は第３図のサイアミーズポートの斜視図、
第５図は第１図の−線に沿うサイアミーズポ
ートの拡大断面図、第６図は第１図の−線に
沿うサイアミーズポートの拡大断面図、第７図は
第１図の−線に沿うサイアミーズポートの拡
大断面図、である。 １……シリンダヘツド、３……主吸気ポート
（ヘリカルポート）、４……副吸気ポート（ストレ
ートポート）、８……分岐点、９……燃焼室リセ
ス、１０……内周側壁面、１１……主吸気ポート
の上壁面、１２……外周側壁面、１３……点火プ
ラグ、１４……シリンダヘツドの下部平坦面、１
５……副吸気ポートの上壁面、１６……隔壁、１
７……サイアミーズポート入口部、１８……主吸
気ポートの下壁面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヘリカルポートからなる主吸気ポートとスト
   レートポートからなる副吸気ポートとを両ポート
   の分岐点がシリンダヘツド内にあるサイアミーズ
   ポートに構成し、副吸気ポートを、該副吸気ポー
   トの上壁面を前記主吸気ポートの上壁面よりも低
   い位置に位置させて、主吸気ポートから分岐させ
   たことを特徴とする内燃機関の吸気装置。