JP2002004821A - 内燃機関の弁座 - Google Patents

内燃機関の弁座

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Yutaka Yoshida
豊 吉田
Tomohiro Kanda
智博 神田
Kazuaki Shimoyama
和明 下山
Ikuaki Hara
幾朗 原
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    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/06—Valve members or valve-seats with means for guiding or deflecting the medium controlled thereby, e.g. producing a rotary motion of the drawn-in cylinder charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の吸・排気弁において、
燃焼に悪影響を及ぼすことなく、高流量係数と高スワー
ル比を両立させることができる弁座を提供すること。 【解決手段】 シリンダヘッドに配された吸気弁
の弁軸がシリンダ軸線に平行な内燃機関において、上記
吸気弁の弁座の吸気出口端の縁部がスワール流に沿う方
向に拡大されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸・排
気性能を高次元で達成できる吸・排気弁の弁座に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の内燃機関の吸・排気弁と弁
座の一例を示す縦断面図である。図中01はシリンダヘッ
ド、02は吸気弁または排気弁、03は弁座である。この例
では、吸・排気弁02の弁軸02ａが図示しないシリンダ軸
線に平行の、いわゆる直立型バルブとなっており、弁座
03をボア内に収めるために、弁座の開口端部（吸気弁で
は出口端、排気弁では入口端部）にＲ形状03ａを設けて
いる。
【０００３】また、図７は従来の内燃機関の吸・排気弁
と弁座の他の例を示す縦断面図である。この例では、吸
・排気弁02の弁軸02ａをシリンダ軸線に平行とせず挟み
角を設けて、ボア内に収めるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記図６に示される従
来の弁座形状では、高い流量係数と高スワールとを両立
させることが困難であり、また前記図７に示される弁座
形状では、流量係数は高くなるものの、スキッシュ流が
消失し、あるいは弱まって、燃焼が悪化するという欠点
があった。
【０００５】本発明は、燃焼に悪影響を及ぼすことな
く、高流量係数と高スワール比を両立させようとするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および効果】前記従来の課
題を解決するために、請求項１の発明は、シリンダヘッ
ドに配された吸気弁の弁軸がシリンダ軸線に平行な内燃
機関において、上記吸気弁の弁座の吸気出口端の縁部が
スワール流に沿う方向に拡大されていることを特徴とす
るものである。
【０００７】請求項１の発明は前記のとおり構成され、
吸気弁の弁座の吸気出口端の縁部がスワール流に沿う方
向に拡大されているので、流体抵抗が減少し、指向性も
高まって、バルブ挟み角をつけることなく、高流量係数
と高スワール比の両方を実現することができる。また縁
部の拡大方向を適切に変えることによって、流量係数を
高次元に維持したままで、スワールだけを必要に応じて
変えることができる。
【０００８】請求項１の発明はまた、吸気弁の弁軸がシ
リンダ軸線に平行な、いわゆる直立型バルブであり、燃
焼室が偏平になるので、スキッシュ流を有効に利用で
き、スワールとの相乗効果で燃焼が改善されて、燃費が
向上するとともに排気中の有害物質も減少する。
【０００９】また請求項１の発明では、弁座加工後に追
加工を施すだけで自由にスワール比を向上させることが
できるもので、その拡大方向も自由に設定でき、既存の
弁座の改良も用意である。
【００１０】次に請求項２の発明は、シリンダヘッドに
配された排気弁の弁軸がシリンダ軸線に平行な内燃機関
において、上記排気弁の弁座の排気入口端の縁部がシリ
ンダ軸線方向に拡大されていることを特徴とするもので
ある。
【００１１】請求項２の発明は前記のとおり構成され、
弁座の排気入口端の縁部を一方向に拡大することによっ
て、流量係数を高めることができる。そして前記請求項
１の発明と同様に、直立型バルブであることの利点を生
かすこともでき、また弁座加工後の追加工や既存の弁座
の改良が容易という効果も得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の吸・排気弁の弁座
の一実施形態を示すもので図１（ａ）は縦断側面図、図
１（ｂ）は開口端の平面図である。また図２は本実施形
態における複数の吸・排気弁のシリンダヘッド内配置と
開口端縁部の拡大方向を示す図である。
【００１３】まず図１において、１はシリンダヘッド、
11は吸気ポート、12は図示しない吸気弁の軸線、13は弁
座をそれぞれ示す。本実施形態はいわゆる直立型バルブ
であり、上記吸気弁の軸線12は図示しないシリンダの軸
線に平行である。また、本実施形態では、吸気弁の軸線
12を軸とする回転面15として弁座が形成された後、吸気
弁の軸線12から一方向（図では右方向）にずれたオフセ
ット軸18を軸として追加工され、ほぼ半円周にわたって
削られており、弁座の吸気出口端14の縁部16が、吸気弁
の軸線12を軸とする回転面15から一方向（図では右方
向）に拡大されている。排気弁の弁座についても同様で
ある。
【００１４】次に図２において、１はシリンダヘッド、
11Ａ，11Ｂは吸気ポート、12Ａ，12Ｂは図示しない吸気
弁の軸線、16Ａ，16Ｂは吸気弁の弁座の吸気出口端縁部
形状、21Ａ，21Ｂは排気ポート、22Ａ，22Ｂは図示しな
い排気弁の軸線、26Ａ，26Ｂは排気弁の弁座の排気入口
端縁部形状をそれぞれ示す。
【００１５】吸気ポート11Ａ，11Ｂから吸気弁を経て燃
焼室内に吸入された吸気19Ａ，19Ｂは、燃焼室内で発生
するスワール流20により、燃料と空気がよく混合されて
燃焼した後、排気29Ａ，29Ｂとなって排気弁を経由、排
気ポート21Ａ，21Ｂへ排出される。
【００１６】図２に示される実施形態では、２つの吸気
弁の弁座の吸気出口端縁部16Ａ，16Ｂが拡大される方向
17Ａ，17Ｂは、シリンダ軸線２とクランク軸軸線３を含
む平面に対して、それぞれ垂直と平行であり、いずれも
スワール流20に沿う方向に相当する。また、２つの排気
弁の弁座の排気入口端縁部26Ａ，26Ｂが拡大される方向
27Ａ，27Ｂは、いずれもシリンダ軸線２を向いている。
【００１７】本実施形態では、内燃機関の吸気弁弁座の
吸気出口端の縁部16Ａ，16Ｂがスワール流20に沿う方向
に拡大されているので、流体抵抗が減少し、指向性も高
まって、バルブ挟み角をつけることなく、高流量係数と
高スワール比を両方とも実現することができる。また縁
部拡大方向17Ａ，17Ｂを適切に変えることによって、流
量係数を高次元に維持したままで、スワール比だけを必
要に応じて変えることができる。排気弁についても、弁
座の排気入口端の縁部20Ａ，20Ｂを一方向に拡大するこ
とによって、流量係数を高めることができる。
【００１８】また本実施形態は直立型バルブであり、燃
焼室が偏平になるので、スキッシュ流を有効に利用で
き、スワールとの相乗効果で燃焼が改善されて、燃費が
向上するとともに排気中の有害物質も減少する。
【００１９】また本実施形態では、弁座加工後に追加工
を施すだけでスワール比を向上させることができるもの
で、その拡大方向も自由に設定でき、既存の弁座の改良
も容易である。
【００２０】次に本発明の効果を確認するために行なっ
た試験について述べる。
【００２１】まず図３は、図２における第２の吸気弁12
Ｂは閉じたままとし、第１の吸気弁12Ａの縁部拡大方向
17Ａを３通り変えて、流量係数とスワール比を測定し、
図６に示された従来のものと比較して示したものであ
る。図中棒グラフは流量係数、折線はスワール比をそれ
ぞれ示す。また図４は第１の吸気弁12Ａの縁部拡大方向
17Ａを０°に固定し、第２の吸気弁12Ｂの縁部拡大方向
17Ｂを３通り変えて、２つの吸気弁を両方とも開いて、
流量係数とスワール比を測定し、従来のものと比較した
図である。
【００２２】これらの図から、本発明の弁座により、従
来のものに比べて、流量係数を低下させずにスワール比
を格段に向上させ得ることがわかる。また、弁座縁部拡
大方向を変えることにより、流量係数をほぼ一定に維持
したまま、スワール比を大幅に変化させ得ることもわか
る。
【００２３】次に図５は本発明の排気弁と図６図示の従
来のものとの流量係数を比較して示したものである。排
気弁においても、本発明により流量係数が向上すること
がわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の吸・排気弁の弁座の一実施形態
を示す縦断側面図と開口端の平面図である。
【図２】図２は上記実施形態における複数の吸・排気弁
のシリンダヘッド内配置と開口端縁部の拡大方向を示す
図である。
【図３】図３は本発明の効果を確認する試験の結果を示
す図である。
【図４】図４は本発明の効果を確認する試験の結果を示
す図である。
【図５】図５は本発明の効果を確認する試験の結果を示
す図である。
【図６】図６は従来の内燃機関の吸・排気弁と弁座の一
例を示す縦断面図である。
【図７】図７は従来の内燃機関の吸・排気弁と弁座の他
の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…シリンダ軸線、３…クランク
軸軸線、11，11Ａ，11Ｂ…吸気ポート、12，12Ａ，12Ｂ
…吸気弁の軸線、13…弁座、14…吸気出口端、15…回転
面、16，16Ａ，16Ｂ…吸気出口端縁部、17Ａ，17Ｂ…縁
部拡大方向、18…オフセット軸、19Ａ，19Ｂ…吸気、20
…スワール流、21Ａ，21Ｂ…排気ポート、22Ａ，22Ｂ…
排気弁の軸線、26Ａ，26Ｂ…排気入口端縁部、27Ａ，27
Ｂ…縁部拡大方向、29Ａ，29Ｂ…排気。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年６月２１日（２０００．６．２
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 内燃機関の弁座
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｋ (72)発明者 下山 和明 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 原 幾朗 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA18 AB01 AD04 AD05 AD06 AD07 3G024 AA14 AA15 DA06 DA08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダヘッドに配された吸気弁の弁軸が
    シリンダ軸線に平行な内燃機関において、上記吸気弁の
    弁座の吸気出口端の縁部がスワール流に沿う方向に拡大
    されていることを特徴とする内燃機関の弁座。
  2. 【請求項２】シリンダヘッドに配された排気弁の弁軸が
    シリンダ軸線に平行な内燃機関において、上記排気弁の
    弁座の排気入口端の縁部がシリンダ軸線方向に拡大され
    ていることを特徴とする内燃機関の弁座。
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