JP2003269179A

JP2003269179A - Intake port of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2003269179A
Application number: JP2002065625A
Authority: JP
Inventors: Fumiro Takamiya; 二三郎高宮; Takeshi Okumura; 猛奥村; Shikio Katayama; 誌輝郎片山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the swirl ratio in a combustion chamber of air taken into the combustion chamber of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: The intake port has an intake pathway 4 communicating with the combustion chamber 1 of the internal combustion engine for feeding air into the combustion chamber. The intake pathway is curved in a prescribed direction and communicates with the combustion chamber, and at least a part 8 of the wall surface apart from the center of curvature of the intake pathway, among the wall surfaces forming the intake pathway, is flat. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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気ポー
トに関する。【０００２】【従来の技術】燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を直接噴
射する直噴式の内燃機関では、燃焼室内における燃料と
空気との混合度合いを高めるために、燃焼室内に流入し
た空気が燃焼室内において旋回するように、空気を燃焼
室内に流入させることが公知である。こうしたタイプの
内燃機関が特開平８−４２３９０号公報に開示されてい
る。【０００３】ところで、上述した直噴式の内燃機関で
は、燃焼室内において空気が単位機関回転数当たりに旋
回する回数（以下、吸気旋回比と称す）が多いほど、燃
焼室内における燃料と空気との混合度合いが高くなる。
そこで、上記公報では、吸気旋回比をできるだけ大きく
するために、内燃機関の吸気ポートを画成する壁面に、
当該吸気ポート内を流れる空気流に対して垂直な方向、
すなわち、吸気ポート内を流れる空気流に対して横方向
へ延びるエッジが設けられている。当該公報によれば、
このエッジによって空気は特定の領域に集中せしめられ
てから燃焼室内に流入するので、吸気旋回比が大きくな
ると説明されている。【０００４】【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
直噴式の内燃機関に対しては、吸気旋回比をできるだけ
大きくするという要請がある。もちろん、上述した直噴
式ではない内燃機関に対しても、種々の事情から、吸気
旋回比をできるだけ大きくするという要請がある。そこ
で、本発明の目的は、従来の手段とは別の手段によっ
て、内燃機関の燃焼室内に吸入される空気の燃焼室内に
おける旋回比をできるだけ大きくすることにある。【０００５】【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、１番目の発明では、内燃機関の燃焼室に空気を送り
込むために該燃焼室に連通せしめられる吸気通路を有す
る内燃機関の吸気ポートにおいて、前記吸気通路が一定
の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通されており、吸気通
路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心から遠い
側の壁面の少なくとも一部が平坦である。これによれ
ば、吸気通路の湾曲中心から遠い側の吸気通路の壁面近
傍の領域に負圧が生じることが抑制される。【０００６】【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。図１において、１は内燃機関の燃
焼室であり、２は吸気ポートであり、３は吸気弁であ
る。以下の説明において、内燃機関は圧縮点火式の内燃
機関である。この内燃機関では、燃焼室１に燃料噴射弁
（図示せず）から直接燃料が噴射される。なお、燃料噴
射弁から燃焼室に燃料が直接噴射される直噴式の内燃機
関であって、火花点火式の内燃機関にも本発明は適用可
能である。【０００７】吸気ポート２は吸気通路４を有する。吸気
通路４は燃焼室１に連通せしめられている。図示した実
施形態では、吸気通路４と燃焼室１との間には、吸気弁
３が着座するためのバルブシートリング５が配置されて
いるが、本実施形態の説明において、吸気ポート２の吸
気通路４にはバルブシートリング５の開口６が含まれる
ものとする。【０００８】吸気通路４は、燃焼室１近傍までは比較的
直線的に延び、燃焼室１近傍において一定の方向へと湾
曲しつつ燃焼室１に達する。詳細には、吸気通路４を画
成する壁面のうち、この吸気通路４の湾曲中心に近い側
の壁面４ｌは、燃焼室１近傍まで比較的直線的に延び、
この燃焼室１近傍にて湾曲する。一方、吸気通路４の湾
曲中心から遠い側の壁面４ｕも、燃焼室１近傍まで比較
的直線的に延びてはいるが、燃焼室１に対して壁面４ｌ
よりも遠い場所から湾曲し始める。なお、図１におい
て、１０は吸気弁３のステム３ａを案内するためのステ
ムガイド座である。【０００９】吸気通路４の湾曲中心に近い側の壁面、す
なわち、比較的直線的に延びる壁面４ｌには、溝６が設
けられている。図１の矢印Ａから見た図である図２に示
されているように、溝６は、吸気通路４内における空気
の流れに沿って延びる。また、図２の線III −III から
見た断面図である図３に示されているように、溝６を画
成する壁面のうち、一方の側の側壁面６ａと、吸気通路
４を画成する壁面のうち、上述した一方の側の側壁面６
ａに隣接する壁面とによって、エッジ７ａが形成されて
いる。一方、溝６を画成する壁面のうち、上述した一方
の側の側壁面６ａとは反対側に位置する他方の側壁面６
ｂと、吸気通路４を画成する壁面のうち、この他方の側
壁面６ｂに隣接する壁面とによって、エッジ７ｂが形成
されている。【００１０】これらエッジ７ａ、７ｂは、吸気通路４内
部に向かって尖っている。云い換えれば、これらエッジ
７ａ、７ｂの先端は丸みを帯びておらず、角張ってい
る。さらに、溝６を画成する壁面のうち底壁面６ｃは平
坦な壁面である。【００１１】また、図２に示されているように、燃焼室
１に近い側におけるエッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼
室１から遠い側におけるエッジ７ａ、７ｂ間の距離より
も長い。詳細には、エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼
室１に近づくほど徐々に長くなる。すなわち、溝６の幅
は、燃焼室１に近づくほど徐々に広くなる。したがっ
て、溝６は、図２で見ると、概ね三角形の形状をしてい
る。また、図１に示されているように、燃焼室１に近い
側における溝６の深さは、燃焼室１から遠い側における
溝６の深さよりも深い。詳細には、溝６の深さは燃焼室
１に近づくほど徐々に深くなる。【００１２】ところで、図１、および、図１の矢印Ｂか
ら見た図である図４、および、図４の線Ｖ−Ｖから見た
図である図５に示されているように、吸気通路４を画成
する壁面のうち、この吸気通路４の湾曲中心から遠い側
の壁面の一部は、平坦な壁面８とされている。ここで、
平坦な壁面８が占める領域は、燃焼室１に吸入される空
気の流れ特性を考慮して、任意に決定される。本実施形
態では、平坦な壁面８が占める領域は、ステムガイド座
１０からバルブステムガイド５に至る楕円形の領域であ
る。【００１３】また、本発明の吸気ポートの形状を理解し
やすいように、図６〜図８に本発明の吸気ポートを形成
するために使用される中子を示した。図６は図１に対応
する側から中子を見た図であり、図７は図６の矢印Ｃか
ら見た中子を示した図であり、図８は図６の矢印Ｄから
見た中子を示した図である。図６〜図８において、中子
の部分４’によって吸気通路４が形成され、部分６’に
よって溝６が形成され、部分８’によって後述する平坦
壁面８が形成され、部分１０’によってステムガイド座
１０が形成される。【００１４】次に、本発明の吸気ポートの作用について
説明する。一般的に、燃料を燃焼室内に直接噴射するタ
イプの内燃機関では、燃焼室内に噴射された燃料は燃焼
室内に吸入された空気と均一に混合されづらく、このた
め、燃料の燃焼が不十分となることが多い。このことを
解決する手段の１つとして、燃焼室に吸入せしめられた
空気を燃焼室内において旋回させるという手段がある。
そして、燃焼室内において単位機関回転数当たりに空気
が旋回する回数（以下、吸気旋回比と称す）が多いほ
ど、燃料が空気と均一に混合されることとなる。なお、
このように燃焼室内を旋回する空気流は、一般的には、
スワール流またはタンブル流と呼ばれている。【００１５】ここで、本発明の吸気ポートを利用した場
合の吸気旋回比は、従来の吸気ポートを利用した場合の
吸気旋回比よりも大きい。したがって、本発明では、燃
焼室内に噴射された燃料は燃焼室内に吸入された空気と
十分均一に混合される。このように、本発明の吸気ポー
トを利用することによって吸気旋回比が大きく理由は明
らかでないが、以下のような理由が考えられる。【００１６】吸気旋回比が大きくなる要件としては、
（１）空気が燃焼室に流れ込むときの空気の流込み方向
が燃焼室において空気が旋回する方向、特に、燃焼室を
画成する壁面に沿った１つの方向を向いていること、
（２）この要件（１）が満たされている場合に、燃焼室
に流れ込む空気が或る特定の領域に集中してから燃焼室
に流れ込むこと、すなわち、吸気ポートから燃焼室に流
れ込む空気の流束が細いこと、（３）この要件（２）が
満たされている場合に、燃焼室に流れ込む空気の流量が
多いこと、の３つが挙げられる。【００１７】図１０に示されているように、従来の吸気
ポートでは、吸気通路４の湾曲外方壁面のうち、最も大
きく湾曲している壁面（以下、最大湾曲壁面と称す）近
傍の領域、すなわち、図１０の領域Ｚに負圧が生じる。
このように負圧が生じていると、吸気通路４の壁面のう
ち、吸気通路４の湾曲中心から遠い側の壁面（以下、湾
曲外方壁面と称す）に沿って流れる空気の流れの方向が
乱され、空気は複数の方向から燃焼室１に流れ込むこと
となる。【００１８】これに対して、図９に示されているよう
に、本発明の吸気ポート２によれば、吸気通路４の最大
湾曲壁面８が平坦な壁面であるので、この最大湾曲壁面
８近傍の領域に負圧が生じることはなく、吸気通路４の
湾曲外方壁面に沿って流れる空気が、燃焼室１の壁面に
沿った１つの方向から燃焼室１に流れ込む。したがっ
て、本発明の吸気ポートによれば、上述した要件（１）
が満たされる。【００１９】さらに、図９に示されているように、本発
明の吸気ポート２によれば、吸気通路４を画成する壁面
のうち、吸気通路４の湾曲中心に近い側の壁面（以下、
湾曲内方壁面と称す）に沿って流れる空気流が、エッジ
７ａ、７ｂによって吸気通路４の壁面から剥離せしめら
れ、結果として、吸気通路４の湾曲外方壁面に向かう。
斯くして吸気通路４の湾曲外方壁面に向かった空気流
は、元々、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れてい
た空気流と合流し、これら合流した空気流は、燃焼室１
を画成する壁面にほぼ沿った１つの方向から燃焼室１に
流れ込む。このことからも、本発明の吸気ポートによれ
ば、上述した要件（１）が満たされることとなる。【００２０】さらに、図９に示されているように、本発
明の吸気ポート２では、吸気通路４の湾曲内方壁面に設
けられた溝６の底壁面が平坦な壁面であることからも、
吸気通路４の湾曲内方壁面に沿って流れる空気流がそこ
から剥離せしめられ、結果として、吸気通路４の湾曲外
方壁面に向かう。このことからも、本発明の吸気ポート
によれば、上述した要件（１）が満たされる。【００２１】また、本発明の吸気ポート２によれば、要
件（１）に関連して説明したように、吸気通路４の最大
湾曲壁面８が平坦な壁面であるので、吸気通路４の最大
湾曲壁面８近傍の領域に負圧が生じることがない。この
ため、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れる空気は
分散されず、特定の領域に集中したまま燃焼室１に流れ
込む。したがって、本発明の吸気ポートによれば、上述
した要件（２）が満たされる。【００２２】また、本発明の吸気ポート２によれば、要
件（１）に関連して説明したように、吸気通路４の湾曲
内方壁面から湾曲外方壁面に向かった空気流が、元々、
吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れていた空気流と
合流してから燃焼室１に流れ込む。すなわち、燃焼室１
に流れ込む空気は或る特定の領域に集中してから燃焼室
１に流れ込む。このことからも、本発明の吸気ポートに
よれば、上述した要件（２）が満たされることとなる。【００２３】また、本発明の吸気ポートによれば、要件
（１）に関連して説明したように、吸気通路４の最大湾
曲壁面８が平坦な壁面であるので、吸気通路４の最大湾
曲壁面８近傍の領域に負圧が生じることはない。このた
め、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿った空気の流れが負
圧によって阻害されることがなく、燃焼室１に流入する
空気の量が少なくなることはない。したがって、本発明
の吸気ポートによれば、上述した要件（３）が満たされ
る。【００２４】また、図１１（Ａ）に示されているよう
に、従来の吸気ポートの吸気通路４内を空気が流れてい
るときには、吸気通路４の壁面に沿って空気が流れずに
淀んでいる層（以下、淀み層と称す）Ｌが形成されてい
る。このように、吸気通路４内に淀み層Ｌが形成されて
いると、実質的に空気が流れることができる吸気通路４
の流面積が狭くなる。したがって、この場合、燃焼室１
に流入する空気の流量が少なくなる。【００２５】ところが、本発明の吸気ポートのように、
吸気通路４の壁面にエッジ７ａ、７ｂが存在すると、図
１１（Ｂ）に示されているように、これらエッジ７ａ、
７ｂによって淀み層Ｌが崩される。これによれば、実質
的に空気が流れることができる吸気通路４の流面積が広
くなり、したがって、燃焼室１に流入する空気の流量が
多くなる。このことからも、本発明の吸気ポートによれ
ば、上述した要件（３）が満たされることとなる。【００２６】このように本発明の吸気ポートによれば、
燃焼室１内での燃料の燃焼が良好となる。このため、内
燃機関から高い出力を低い燃費で出力させることが可能
となる。すなわち、燃焼室１内にて燃料が効率良く燃料
するので、少ない燃料であっても高い出力を出力するこ
とができる。【００２７】また、内燃機関から排出された排気ガスを
再び燃焼室に導入するようになっているタイプの内燃機
関が公知である。このタイプの内燃機関では、排気ガス
を燃焼室に導入し、排気ガス中の不活性ガスの作用によ
って、燃焼室での燃料の燃焼温度を低下させ、斯くし
て、内燃機関にて生成される窒素酸化物（ＮＯ_x）の量
を少なくするようにしている。また、このタイプの内燃
機関では、燃焼室に導入する排気ガスの量が多いほど、
内燃機関にて生成されるＮＯ_xの量は少なくなるが、そ
の一方で、燃焼室に導入された排気ガスによって燃焼室
における燃料の燃焼が阻害されてしまう。【００２８】ところが、このタイプの内燃機関に本発明
を適用すれば、燃焼室に導入される排気ガスの量が多い
としても、燃焼室での燃料の燃焼は良好に行われる。し
たがって、こうした内燃機関に本発明を適用することに
よって、燃焼室での燃料の燃焼を良好に行わせつつ、内
燃機関にて生成されるＮＯ_xの量をより少なくすること
ができる。【００２９】また、内燃機関に接続された排気通路内に
排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化触媒が配置
されているタイプの内燃機関が公知である。一般的に、
燃焼室での燃料の燃焼が良好でないと、燃焼室から排気
ガスが排出され始まっても燃料が燃焼し続けており、し
たがって、内燃機関から排出される排気ガスの温度が高
くなる。ここで、上述したタイプの内燃機関のように、
排気通路に排気浄化触媒が配置されていると、この排気
浄化触媒は排気ガスの熱によって熱劣化してしまう。こ
の排気浄化触媒の熱劣化を抑制するために、上述したタ
イプの内燃機関では、燃料噴射弁から噴射される燃料の
量を空燃比が理論空燃比となる燃料の量よりも多くし、
燃焼室にて一部の燃料が燃焼しないようにし、この燃料
を排気浄化触媒に供給することによって、排気浄化触媒
の温度を低下させるようにすることがあり、この場合、
燃費が悪化する。【００３０】しかしながら、このタイプの内燃機関に本
発明を適用すれば、燃焼室での燃料の燃焼が良好とな
り、燃焼室から排気ガスが排出され始まるときには、全
ての燃料が燃焼してしまっているので、排気ガスの温度
は低い。このため、排気浄化触媒の温度を低下させるた
めに、燃料噴射弁から噴射される燃料の量を多くする必
要がないので、燃費が悪くなることが抑制される。【００３１】なお、上述した実施形態では、エッジ７
ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１に近づくほど徐々に長く
なっているが、場合によっては、逆に、燃焼室１に近づ
くほど徐々に短くなっていてもよい。また、エッジ７
ａ、７ｂ間の距離が長い領域と短い領域とが交互に配置
されていてもよい。また、上述した実施形態では、溝６
の深さは燃焼室１に近づくほど徐々に深くなっている
が、場合によっては、逆に、燃焼室１に近づくほど徐々
に浅くなっていたり、一定の深さであったりしてもよ
い。また、図２で見たときの溝６の面積は任意に設定さ
れる。【００３２】また、本発明は、吸気ポートに燃料を噴射
するタイプの内燃機関にも適用可能である。この場合に
本発明を適用することによっても、燃焼室内における燃
料の燃焼が良好となるので、上述した実施形態から得ら
れる効果と同様な効果が得られる。【００３３】なお、吸気ポートに燃料を噴射するタイプ
の内燃機関では、図１２に示されている構成の吸気ポー
ト（いわゆるサイアミーズタイプの吸気ポート）が利用
されることがあるが、この場合にも本発明を適用可能で
ある。このタイプの吸気ポートでは、吸気通路４が２つ
の吸気枝通路４ａ、４ｂに分岐し、これら吸気枝通路４
ａ、４ｂが同じ燃焼室に連通せしめられている。したが
って、このタイプの吸気ポートによれば、燃焼室には２
つの吸気枝通路４ａ、４ｂから空気（正確には燃料と空
気との混合気）が流入する。【００３４】また、本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴
射するタイプの内燃機関において、図１３に示されてい
る構成の吸気ポートが利用されている場合にも適用可能
である。この場合に本発明を適用することによっても、
燃焼室内における燃料の燃焼が良好となるので、上述し
た実施形態から得られる効果と同様な効果が得られる。【００３５】なお、図１３に示されている吸気ポートに
ついて簡単に説明すると、この吸気ポートでは、吸気通
路４が２つの吸気枝通路４ａ、４ｂに分岐しており、こ
れら吸気枝通路４ａ、４ｂが同じ燃焼室に連通せしめら
れている。また、これら吸気枝通路４ａ、４ｂそれぞれ
には流量調整弁９ａ、９ｂが配置されている。【００３６】図１３に示されている吸気ポートでは、一
方の流量調整弁９ａが開弁され、他方の流量調整弁９ｂ
が閉弁せしめられることによって、空気は一方の吸気枝
通路４ａを介してのみ燃焼室１に流れ込むようになる。
これによれば、燃焼室１に流入した空気は燃焼室１内に
おいて旋回する。【００３７】【発明の効果】本発明によれば、吸気通路の湾曲中心か
ら遠い側の吸気通路の壁面近傍の領域に負圧が生じるこ
とが抑制されるので、吸気通路の湾曲中心から遠い側の
吸気通路の壁面に沿って流れる空気の流れが、負圧によ
って阻害されたり、分散せしめられたりすることが抑制
される。このため、空気は或る特定の領域に集中せしめ
られた状態で１つの方向に沿って燃焼室に流れ込むの
で、内燃機関の燃焼室内に吸入される空気の燃焼室内に
おける旋回比が大きくなる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake port of an internal combustion engine. In a direct injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected from a fuel injection valve into a combustion chamber, air flowing into the combustion chamber is burned in order to increase the degree of mixing of fuel and air in the combustion chamber. It is known to allow air to flow into a combustion chamber so as to swirl inside the chamber. An internal combustion engine of this type is disclosed in JP-A-8-42390. [0003] In the direct injection type internal combustion engine described above, the greater the number of times air rotates per unit engine rotation speed (hereinafter referred to as an intake rotation ratio) in the combustion chamber, the more the fuel and air mix in the combustion chamber. The degree increases.
Therefore, in the above publication, in order to increase the intake air turning ratio as much as possible, the wall defining the intake port of the internal combustion engine is
A direction perpendicular to the airflow flowing through the intake port,
That is, an edge is provided which extends in the lateral direction with respect to the airflow flowing through the intake port. According to the publication,
It is described that the air is concentrated in a specific area by the edge and then flows into the combustion chamber, so that the intake air swirl ratio increases. As described above, there is a demand for the above-described direct injection type internal combustion engine to increase the intake air turning ratio as much as possible. Needless to say, there is also a demand for the internal combustion engine that is not the direct injection type described above to increase the intake air revolving ratio as much as possible for various reasons. Therefore, an object of the present invention is to increase the swirl ratio of air sucked into a combustion chamber of an internal combustion engine in the combustion chamber as much as possible by means different from the conventional means. In order to solve the above-mentioned problems, according to a first aspect, an internal combustion engine having an intake passage communicated with a combustion chamber of an internal combustion engine for sending air into the combustion chamber. In the intake port, the intake passage is connected to the combustion chamber while being curved in a certain direction, and at least a part of a wall surface of the wall defining the intake passage that is farther from a curved center of the intake passage is formed. It is flat. According to this, generation of a negative pressure in a region near the wall surface of the intake passage far from the center of curvature of the intake passage is suppressed. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a combustion chamber of an internal combustion engine, 2 is an intake port, and 3 is an intake valve. In the following description, the internal combustion engine is a compression ignition type internal combustion engine. In this internal combustion engine, fuel is directly injected into a combustion chamber 1 from a fuel injection valve (not shown). The present invention is applicable to a direct injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected from a fuel injection valve into a combustion chamber, and a spark ignition type internal combustion engine. The intake port 2 has an intake passage 4. The intake passage 4 is communicated with the combustion chamber 1. In the illustrated embodiment, a valve seat ring 5 for seating the intake valve 3 is disposed between the intake passage 4 and the combustion chamber 1. The passage 4 includes the opening 6 of the valve seat ring 5. The intake passage 4 extends relatively linearly to the vicinity of the combustion chamber 1 and reaches the combustion chamber 1 while bending in a certain direction near the combustion chamber 1. In detail, of the wall surfaces defining the intake passage 4, a wall surface 41 near the curved center of the intake passage 4 extends relatively linearly to the vicinity of the combustion chamber 1,
It curves near the combustion chamber 1. On the other hand, the wall surface 4u on the side far from the center of curvature of the intake passage 4 also extends relatively linearly to the vicinity of the combustion chamber 1;
Begin to curve from a farther place. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a stem guide seat for guiding the stem 3a of the intake valve 3. A groove 6 is provided on a wall surface of the intake passage 4 near the center of curvature, that is, a relatively linear wall surface 4l. The groove 6 extends along the flow of air in the intake passage 4 as shown in FIG. 2, which is a view from the arrow A in FIG. Further, as shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2, of the wall surfaces defining the groove 6, one of the side wall surfaces 6a and the intake passage 4 are defined. Among the wall surfaces to be formed, the above-mentioned one side wall surface 6
An edge 7a is formed by the wall surface adjacent to a. On the other hand, of the wall surfaces defining the groove 6, the other side wall surface 6a located on the opposite side to the above-described one side wall surface 6a.
An edge 7b is formed by b and the wall surface that defines the intake passage 4 and is adjacent to the other side wall surface 6b. The edges 7a and 7b are pointed toward the inside of the intake passage 4. In other words, the tips of the edges 7a and 7b are not rounded but are angular. Further, the bottom wall surface 6c of the wall surfaces defining the groove 6 is a flat wall surface. As shown in FIG. 2, the distance between the edges 7a and 7b on the side closer to the combustion chamber 1 is longer than the distance between the edges 7a and 7b on the side farther from the combustion chamber 1. Specifically, the distance between the edges 7a and 7b gradually increases as approaching the combustion chamber 1. That is, the width of the groove 6 gradually increases toward the combustion chamber 1. Therefore, the groove 6 has a substantially triangular shape when viewed in FIG. Further, as shown in FIG. 1, the depth of the groove 6 on the side closer to the combustion chamber 1 is deeper than the depth of the groove 6 on the side farther from the combustion chamber 1. In detail, the depth of the groove 6 gradually increases as it approaches the combustion chamber 1. As shown in FIG. 1, FIG. 4 as viewed from the arrow B in FIG. 1, and FIG. 5 as viewed from the line VV in FIG. A part of the wall surface defining the passage 4, which is far from the center of curvature of the intake passage 4, is a flat wall surface 8. here,
The area occupied by the flat wall surface 8 is arbitrarily determined in consideration of the flow characteristics of the air taken into the combustion chamber 1. In the present embodiment, the area occupied by the flat wall surface 8 is an elliptical area extending from the stem guide seat 10 to the valve stem guide 5. FIGS. 6 to 8 show cores used to form the intake port of the present invention so that the shape of the intake port of the present invention can be easily understood. 6 is a view of the core viewed from the side corresponding to FIG. 1, FIG. 7 is a view of the core viewed from arrow C in FIG. 6, and FIG. 8 is a view from arrow D in FIG. It is the figure which showed the core. 6 to 8, the intake passage 4 is formed by the core portion 4 ′, the groove 6 is formed by the portion 6 ′, the flat wall surface 8 described later is formed by the portion 8 ′, and the stem guide is formed by the portion 10 ′. A seat 10 is formed. Next, the operation of the intake port of the present invention will be described. Generally, in an internal combustion engine of a type in which fuel is directly injected into a combustion chamber, the fuel injected into the combustion chamber is difficult to be uniformly mixed with the air drawn into the combustion chamber. Often become. As one means for solving this, there is a means for swirling the air sucked into the combustion chamber in the combustion chamber.
And, the more the number of times air turns per unit engine speed in the combustion chamber (hereinafter referred to as the intake turning ratio), the more the fuel is mixed with the air more uniformly. In addition,
The air flow swirling in the combustion chamber in this manner is generally
It is called swirl flow or tumble flow. Here, the intake swirl ratio when the intake port of the present invention is used is larger than the intake swirl ratio when the conventional intake port is used. Therefore, in the present invention, the fuel injected into the combustion chamber is sufficiently uniformly mixed with the air drawn into the combustion chamber. As described above, the reason why the intake swirling ratio is large by using the intake port of the present invention is not clear, but the following reasons are considered. The requirements for increasing the intake air turning ratio include:
(1) that the direction of air flow when the air flows into the combustion chamber is in the direction in which the air is swirled in the combustion chamber, in particular, in one direction along the wall surface that defines the combustion chamber;
(2) When the requirement (1) is satisfied, the air flowing into the combustion chamber concentrates on a specific area and then flows into the combustion chamber, that is, the flow of air flowing from the intake port into the combustion chamber. (3) When the requirement (2) is satisfied, the flow rate of the air flowing into the combustion chamber is large. As shown in FIG. 10, in the conventional intake port, of the curved outer wall surface of the intake passage 4, an area near the largest curved wall surface (hereinafter, referred to as a maximum curved wall surface), That is, a negative pressure is generated in the region Z in FIG.
When the negative pressure is generated as described above, the direction of the flow of air flowing along the wall surface of the intake passage 4 that is farther from the center of curvature of the intake passage 4 (hereinafter, referred to as a curved outer wall surface) is changed. The air is disturbed and flows into the combustion chamber 1 from a plurality of directions. On the other hand, as shown in FIG. 9, according to the intake port 2 of the present invention, the maximum curved wall surface 8 of the intake passage 4 is a flat wall surface. The negative pressure does not occur in the region of the above, and the air flowing along the curved outer wall surface of the intake passage 4 flows into the combustion chamber 1 from one direction along the wall surface of the combustion chamber 1. Therefore, according to the intake port of the present invention, the above-mentioned requirement (1)
Is satisfied. Further, as shown in FIG. 9, according to the intake port 2 of the present invention, of the walls defining the intake passage 4, the wall near the curved center of the intake passage 4 (hereinafter, referred to as “wall”).
The airflow flowing along the curved inner wall surface) is separated from the wall surface of the intake passage 4 by the edges 7a and 7b, and consequently goes to the curved outer wall surface of the intake passage 4.
Thus, the air flow directed to the curved outer wall surface of the intake passage 4 merges with the air flow originally flowing along the curved outer wall surface of the intake passage 4, and these merged air flows are combined with the combustion chamber 1.
Flows into the combustion chamber 1 from one direction substantially along the wall surface defining the combustion chamber. Thus, according to the intake port of the present invention, the above requirement (1) is satisfied. Further, as shown in FIG. 9, in the intake port 2 of the present invention, the bottom wall surface of the groove 6 provided on the curved inner wall surface of the intake passage 4 is a flat wall surface.
The airflow flowing along the curved inner wall surface of the intake passage 4 is separated therefrom, and consequently heads toward the curved outer wall surface of the intake passage 4. Thus, according to the intake port of the present invention, the above requirement (1) is satisfied. Further, according to the intake port 2 of the present invention, as described in relation to the requirement (1), the maximum curved wall surface 8 of the intake passage 4 is a flat wall surface. No negative pressure is generated in the area near the wall surface 8. Therefore, the air flowing along the curved outer wall surface of the intake passage 4 is not dispersed but flows into the combustion chamber 1 while being concentrated in a specific region. Therefore, according to the intake port of the present invention, the above requirement (2) is satisfied. Further, according to the intake port 2 of the present invention, as described in relation to the requirement (1), the airflow from the curved inner wall surface of the intake passage 4 to the curved outer wall surface originally has:
The air flows into the combustion chamber 1 after merging with the airflow flowing along the curved outer wall surface of the intake passage 4. That is, the combustion chamber 1
The air that flows into the combustion chamber 1 concentrates in a certain area and then flows into the combustion chamber 1. Thus, according to the intake port of the present invention, the above requirement (2) is satisfied. Further, according to the intake port of the present invention, as described in connection with the requirement (1), the maximum curved wall surface 8 of the intake passage 4 is a flat wall surface. No negative pressure is generated in the area near 8. Therefore, the flow of air along the curved outer wall surface of the intake passage 4 is not hindered by the negative pressure, and the amount of air flowing into the combustion chamber 1 does not decrease. Therefore, according to the intake port of the present invention, the above requirement (3) is satisfied. As shown in FIG. 11A, when air is flowing in the intake passage 4 of the conventional intake port, air does not flow along the wall surface of the intake passage 4 and stagnates. (Hereinafter referred to as a stagnation layer) L. Thus, when the stagnation layer L is formed in the intake passage 4, the intake passage 4 through which air can substantially flow is provided.
Flow area becomes smaller. Therefore, in this case, the combustion chamber 1
The flow rate of the air flowing into the air is reduced. However, like the intake port of the present invention,
When the edges 7a and 7b are present on the wall surface of the intake passage 4, as shown in FIG.
The stagnation layer L is broken by 7b. According to this, the flow area of the intake passage 4 through which the air can flow substantially increases, and therefore, the flow rate of the air flowing into the combustion chamber 1 increases. Thus, according to the intake port of the present invention, the above requirement (3) is satisfied. As described above, according to the intake port of the present invention,
The combustion of the fuel in the combustion chamber 1 is improved. For this reason, it is possible to output a high output from the internal combustion engine with low fuel consumption. That is, since the fuel is efficiently fueled in the combustion chamber 1, a high output can be output even with a small amount of fuel. There is also known an internal combustion engine in which exhaust gas discharged from the internal combustion engine is introduced again into the combustion chamber. In this type of internal combustion engine, the exhaust gas is introduced into the combustion chamber, and the action of the inert gas in the exhaust gas lowers the combustion temperature of the fuel in the combustion chamber, thus producing the combustion gas in the internal combustion engine. The amount of nitrogen oxides (NO _x ) is reduced. Also, in this type of internal combustion engine, the larger the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber,
Although less amount of NO _x produced by the engine, on the other hand, combustion of fuel is hindered in the combustion chamber by the exhaust gas introduced into the combustion chamber. However, if the present invention is applied to this type of internal combustion engine, even if the amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber is large, the combustion of the fuel in the combustion chamber is performed well. Therefore, by applying the present invention to the internal combustion engine, while favorably perform combustion of the fuel in the combustion chamber, it is possible to reduce the amount of NO _x produced by the engine. There is also known an internal combustion engine in which an exhaust purification catalyst for purifying components in exhaust gas is disposed in an exhaust passage connected to the internal combustion engine. Typically,
If the combustion of the fuel in the combustion chamber is not good, the fuel continues to be burned even when the exhaust gas starts to be discharged from the combustion chamber, so that the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine increases. Here, like an internal combustion engine of the type described above,
If the exhaust gas purification catalyst is arranged in the exhaust passage, the exhaust gas purification catalyst is thermally degraded by the heat of the exhaust gas. In order to suppress the thermal deterioration of the exhaust purification catalyst, in the internal combustion engine of the type described above, the amount of fuel injected from the fuel injection valve is made larger than the amount of fuel whose air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio,
In some cases, the fuel is prevented from burning in the combustion chamber, and the temperature of the exhaust purification catalyst is reduced by supplying the fuel to the exhaust purification catalyst. In this case,
Fuel economy deteriorates. However, if the present invention is applied to this type of internal combustion engine, the combustion of the fuel in the combustion chamber becomes good, and when the exhaust gas starts to be discharged from the combustion chamber, all the fuel is burned. So the temperature of the exhaust gas is low. For this reason, it is not necessary to increase the amount of fuel injected from the fuel injection valve in order to lower the temperature of the exhaust purification catalyst, so that deterioration in fuel efficiency is suppressed. In the above-described embodiment, the edge 7
The distance between a and 7b gradually increases as the distance from the combustion chamber 1 increases, but may be gradually reduced as the distance from the combustion chamber 1 decreases. Edge 7
Regions where the distance between a and 7b are long and regions where the distance is short may be alternately arranged. In the above-described embodiment, the groove 6
Is gradually deeper as approaching the combustion chamber 1, but, in some cases, conversely, it may gradually decrease in depth as it approaches the combustion chamber 1 or may have a constant depth. The area of the groove 6 as viewed in FIG. 2 is set arbitrarily. The present invention is also applicable to an internal combustion engine that injects fuel into an intake port. In this case, also by applying the present invention, the combustion of the fuel in the combustion chamber is improved, so that the same effects as those obtained from the above-described embodiment can be obtained. In an internal combustion engine of the type in which fuel is injected into an intake port, an intake port having a configuration shown in FIG. 12 (a so-called Siamese type intake port) may be used. The present invention is applicable. In this type of intake port, the intake passage 4 branches into two intake branch passages 4a and 4b.
a, 4b are communicated with the same combustion chamber. Therefore, according to this type of intake port, 2
Air (more precisely, a mixture of fuel and air) flows from the two intake branch passages 4a and 4b. The present invention is also applicable to a case where an intake port having the structure shown in FIG. 13 is used in an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber. By applying the present invention in this case,
Since the combustion of the fuel in the combustion chamber becomes good, the same effects as those obtained from the above-described embodiment can be obtained. The intake port shown in FIG. 13 will be briefly described. In this intake port, the intake passage 4 branches into two intake branch passages 4a and 4b. Are connected to the same combustion chamber. In addition, flow rate regulating valves 9a and 9b are arranged in these intake branch passages 4a and 4b, respectively. In the intake port shown in FIG. 13, one flow control valve 9a is opened and the other flow control valve 9b is opened.
Is closed, the air flows into the combustion chamber 1 only through one of the intake branch passages 4a.
According to this, the air flowing into the combustion chamber 1 turns in the combustion chamber 1. According to the present invention, the generation of negative pressure in the region near the wall surface of the intake passage farther from the center of curvature of the intake passage is suppressed, so that the region farther from the center of curvature of the intake passage is suppressed. The flow of the air flowing along the wall surface of the intake passage is prevented from being hindered or dispersed by the negative pressure. For this reason, the air flows into the combustion chamber along one direction in a state where it is concentrated in a certain specific region, so that the swirl ratio of the air taken into the combustion chamber of the internal combustion engine in the combustion chamber increases.

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の吸気ポートを示す断面図である。【図２】図１の矢印Ａから見た図である。【図３】図２の線III −III から見た断面図である。【図４】図１の矢印Ｂから見た図である。【図５】図４の線Ｖ−Ｖから見た断面図である。【図６】本発明の吸気ポートを形成するために用いられ
る中子を示す図である。【図７】図６の矢印Ｃから見た図である。【図８】図６の矢印Ｄから見た図である。【図９】本発明の吸気ポート内を流れる空気流を示す図
である。【図１０】従来の吸気ポート内を流れる空気流を示す図
である。【図１１】吸気ポート内を流れる空気流を示す図であ
る。【図１２】サイアミーズタイプの吸気ポートを示す図で
ある。【図１３】別のサイアミーズタイプの吸気ポートを示す
図である。【符号の説明】１…燃焼室２…吸気ポート３…吸気弁４…吸気通路５…バルブシートリング６…溝７ａ、７ｂ…エッジ８…平坦な壁面BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing an intake port of the present invention. FIG. 2 is a diagram viewed from an arrow A in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2; FIG. 4 is a view as viewed from an arrow B in FIG. 1; FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4; FIG. 6 is a view showing a core used to form an intake port of the present invention. FIG. 7 is a view as viewed from an arrow C in FIG. 6; FIG. 8 is a view as viewed from an arrow D in FIG. 6; FIG. 9 is a diagram showing an airflow flowing through the intake port of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing an airflow flowing through a conventional intake port. FIG. 11 is a diagram showing an airflow flowing in an intake port. FIG. 12 is a view showing a Siamese type intake port. FIG. 13 is a view showing another siamese type intake port. [Description of Signs] 1 ... Combustion chamber 2 ... Intake port 3 ... Intake valve 4 ... Intake passage 5 ... Valve seat ring 6 ... Grooves 7a, 7b ... Edge 8 ... Flat wall surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片山誌輝郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G024 AA09 BA00 DA02 DA08 FA00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Katayama Jiro 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto Inside the car company F term (reference) 3G024 AA09 BA00 DA02 DA08 FA00

Claims

Claims: 1. An intake port of an internal combustion engine having an intake passage communicated with the combustion chamber for sending air into the combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the intake passage is curved in a certain direction. An intake port, wherein at least a part of a wall surface of the wall surface defining the intake passage that is farther from a curved center of the intake passage is flat while being communicated with the combustion chamber.