JP2004285992A - 内燃機関の吸気弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダ毎にそれぞれ複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、吸気弁にスワールプレートを形成して吸気の流動を強化し、より優れた燃焼性能、排気性能が得られる吸気弁装置を提供する。
【解決手段】各吸気弁（２、３）にはステム部（２ｂ、３ｂ）からバルブヘッド部（２ｃ、３ｃ）にかけて軸方向に延び吸気流を案内して渦流を発生させるスワールブレード（２ａ、３ａ）が設けられており、そのスワールブレード（２ａ、３ａ）はシリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）に対してそれぞれ異なる挙動の渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させる形状とする。
【選択図】 図１
【解決手段】各吸気弁（２、３）にはステム部（２ｂ、３ｂ）からバルブヘッド部（２ｃ、３ｃ）にかけて軸方向に延び吸気流を案内して渦流を発生させるスワールブレード（２ａ、３ａ）が設けられており、そのスワールブレード（２ａ、３ａ）はシリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）に対してそれぞれ異なる挙動の渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させる形状とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ毎にそれぞれ複数の吸気弁を有する内燃機関、特にディーゼル機関の吸気弁装置に関する。より詳しくはその吸気渦流発生機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関においては、吸気効率を向上させるために多弁化が図られてきている（例えば、２吸気弁、２排気弁の例について非特許文献１を参照）。
また、出力性能や排気ガス性能を向上させるためには、燃料・空気の混合や燃焼の改善をするため適正な吸気渦流をシリンダ内に発生させる必要があり、特に燃料噴射エンジンでは重要である。しかしながら、渦流の生成には吸気ポートの形状などによって吸気時に発生させているので吸入効率と適正な渦流とを両立させることはなかなか難しい。
【０００３】
そこで、発明者は、種々研究の結果、各シリンダにそれぞれ複数の吸気弁を用いている場合に、各吸気弁のステム部からバルブヘッド部にかけての首の部分にスワールブレードを形成して吸気に方向付けをすると共に、そのスワールブレード形状の組み合わせによってシリンダ内に適正な渦流を生成し、性能の向上を図る手段を提案するに至った。
【０００４】
【非特許文献１】
新型車解説書（Ｗ１０−１） ＮＩＳＳＡＮ アベニールＷ１０型車
１９９０年５月 日産自動車株式会社 （Ｂ−９０ページ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シリンダ毎にそれぞれ複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、吸気弁にスワールプレートを形成して吸気の流動を強化することで、より優れた燃焼性能や排気性能が得られる吸気弁装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれのシリンダに複数の吸気弁（２、３）を有する内燃機関の吸気弁装置において、各吸気弁（２、３）にはそのステム部（２ｂ、３ｂ）の下部からバルブヘッド部（２ｃ、３ｃ）にかけて軸方向延びる吸気流を案内して渦流を発生させるスワールブレード（２ａ、３ａ）が設けられており、そのスワールブレード（２ａ、３ａ）はシリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）に対してそれぞれ異なる挙動の渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させる形状であることを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
そして、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させるようにスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成されている（請求項２）。
【０００８】
上記の構成により、複数の吸気弁がそのスワールブレードによってそれぞれ相対方向に回転する渦流をシリンダ内に発生させ、この渦流が互いに干渉して吸気を攪拌するので燃料噴霧との良好な混合が得られ、燃焼・排気性能が向上する。
【０００９】
または、前記吸気弁（２、３）に形成されたスワールブレード（２ａ、３ａ）は複数枚で構成され、シリンダ毎の複数の吸気弁では互いにスワールブレード（２ａ、３ａ）の枚数の異なる組み合わせである（請求項３）。
【００１０】
または、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）には互いに形状の異なるスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成されている（請求項４）。
【００１１】
上記の構成により、複数の吸気弁からの吸気が、異なった強さの渦流を発生してシリンダ内で複雑に流動するので、より良好な燃料噴霧との混合が得られる。
【００１２】
または、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させるようにスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成され、かつその枚数が異なっている（請求項５）。
【００１３】
または、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させるようにスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成され、そしてその形状が互いに異なり、かつ互いにその枚数が異なっている（請求項６）。
【００１４】
上記のように、スワールブレードの各種要件を組み合わせることでオプチマムな渦流を選択して生成させることができ、さらに優れた性能が得られる。
【００１５】
なお、上記のスワールブレードの材料としては、例えば、チタン合金を用いることで慣性質量の増加が少なく、かつ十分な強度が得られて好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
図１および図２において、シリンダヘッド１に設けられた吸気ポート１ａは、それぞれ２本に分岐されて各シリンダＣ内に開口されており、その分岐されたポートには第１または第２の吸気弁２、３がそれぞれ介装されている。なお、この例では、排気弁４も各シリンダに２本設けられている。
【００１７】
図１に示すように、その第１および第２の吸気弁２、３には、バルブステム部２ｂ、３ｂの下部からヘッド部２ｃ、３ｃへ軸方向に延びる複数枚のスワールブレード２ａ、３ａが、この例では、第１の吸気弁２には４枚、第２の吸気弁３には３枚がそれぞれ形成されている。そして、その直角断面を図２に示すように半径方向に板状の湾曲した形状で突設されており、一方の第１の吸気弁２は反時計まわりに、他方の第２の吸気弁３は時計まわりに、互いに逆方向に向け吸気流をタンジェンシャル方向に案内するように形成されている。
なお、図中の符号Ｎは、燃料噴射ノズルを示す。
【００１８】
このように、第１および第２の吸気弁のスワールブレード２ａ、３ａでそれぞれ生成された吸気流（図２に符号Ｖ１、Ｖ２で示す）は、相対方向の回転成分を持ち、シリンダＣの中心寄りにて互いに衝突することになる。また、両スワールブレード２ａ、３ａの枚数が異なっているのでその渦流強さが相違することとなり、より複雑な流動となって、燃料噴霧との混合がより均一化され、性能向上が図れる。
【００１９】
また、本発明の他の実施形態としては、スワールブレードを図３に示すように、外径Ｄや、傾斜角θを変数とし、前記の枚数、方向とを含めて互いに異なる形状とした吸気弁２、３を組み合わせ、所定の性能が得られるように構成している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、各シリンダにそれぞれ複数の吸気弁が設けられた内燃機関において、吸気弁にスワールブレードを形成してそのスワールブレードを互いに異なる挙動となる渦流を生ずるように組み合わせ、燃料噴霧との混合を改善し、出力・排気性能の向上をはかることができる。
上記の異なる挙動の渦流の生成は、スワールブレードの枚数、方向、などを含む形状要件をオプチマムに選択組み合わせることで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施された吸気ポート部分を示すシリンダヘッドの断面図。
【図２】本発明による吸気弁装置の一実施形態を示す平面図。
【図３】スワールブレードの他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１・・・シリンダヘッド
１ａ・・・吸気ポート
２、３・・・吸気弁
２ａ、３ａ・・・スワールブレード
２ｂ、３ｂ・・・バルブステム部
２ｃ、３ｃ・・・バルブヘッド部
４・・・排気弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ毎にそれぞれ複数の吸気弁を有する内燃機関、特にディーゼル機関の吸気弁装置に関する。より詳しくはその吸気渦流発生機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関においては、吸気効率を向上させるために多弁化が図られてきている（例えば、２吸気弁、２排気弁の例について非特許文献１を参照）。
また、出力性能や排気ガス性能を向上させるためには、燃料・空気の混合や燃焼の改善をするため適正な吸気渦流をシリンダ内に発生させる必要があり、特に燃料噴射エンジンでは重要である。しかしながら、渦流の生成には吸気ポートの形状などによって吸気時に発生させているので吸入効率と適正な渦流とを両立させることはなかなか難しい。
【０００３】
そこで、発明者は、種々研究の結果、各シリンダにそれぞれ複数の吸気弁を用いている場合に、各吸気弁のステム部からバルブヘッド部にかけての首の部分にスワールブレードを形成して吸気に方向付けをすると共に、そのスワールブレード形状の組み合わせによってシリンダ内に適正な渦流を生成し、性能の向上を図る手段を提案するに至った。
【０００４】
【非特許文献１】
新型車解説書（Ｗ１０−１） ＮＩＳＳＡＮ アベニールＷ１０型車
１９９０年５月 日産自動車株式会社 （Ｂ−９０ページ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シリンダ毎にそれぞれ複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、吸気弁にスワールプレートを形成して吸気の流動を強化することで、より優れた燃焼性能や排気性能が得られる吸気弁装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれのシリンダに複数の吸気弁（２、３）を有する内燃機関の吸気弁装置において、各吸気弁（２、３）にはそのステム部（２ｂ、３ｂ）の下部からバルブヘッド部（２ｃ、３ｃ）にかけて軸方向延びる吸気流を案内して渦流を発生させるスワールブレード（２ａ、３ａ）が設けられており、そのスワールブレード（２ａ、３ａ）はシリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）に対してそれぞれ異なる挙動の渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させる形状であることを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
そして、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させるようにスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成されている（請求項２）。
【０００８】
上記の構成により、複数の吸気弁がそのスワールブレードによってそれぞれ相対方向に回転する渦流をシリンダ内に発生させ、この渦流が互いに干渉して吸気を攪拌するので燃料噴霧との良好な混合が得られ、燃焼・排気性能が向上する。
【０００９】
または、前記吸気弁（２、３）に形成されたスワールブレード（２ａ、３ａ）は複数枚で構成され、シリンダ毎の複数の吸気弁では互いにスワールブレード（２ａ、３ａ）の枚数の異なる組み合わせである（請求項３）。
【００１０】
または、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）には互いに形状の異なるスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成されている（請求項４）。
【００１１】
上記の構成により、複数の吸気弁からの吸気が、異なった強さの渦流を発生してシリンダ内で複雑に流動するので、より良好な燃料噴霧との混合が得られる。
【００１２】
または、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させるようにスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成され、かつその枚数が異なっている（請求項５）。
【００１３】
または、前記シリンダ毎の複数の吸気弁（２、３）は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ（Ｃ）内に発生させるようにスワールブレード（２ａ、３ａ）がそれぞれ形成され、そしてその形状が互いに異なり、かつ互いにその枚数が異なっている（請求項６）。
【００１４】
上記のように、スワールブレードの各種要件を組み合わせることでオプチマムな渦流を選択して生成させることができ、さらに優れた性能が得られる。
【００１５】
なお、上記のスワールブレードの材料としては、例えば、チタン合金を用いることで慣性質量の増加が少なく、かつ十分な強度が得られて好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
図１および図２において、シリンダヘッド１に設けられた吸気ポート１ａは、それぞれ２本に分岐されて各シリンダＣ内に開口されており、その分岐されたポートには第１または第２の吸気弁２、３がそれぞれ介装されている。なお、この例では、排気弁４も各シリンダに２本設けられている。
【００１７】
図１に示すように、その第１および第２の吸気弁２、３には、バルブステム部２ｂ、３ｂの下部からヘッド部２ｃ、３ｃへ軸方向に延びる複数枚のスワールブレード２ａ、３ａが、この例では、第１の吸気弁２には４枚、第２の吸気弁３には３枚がそれぞれ形成されている。そして、その直角断面を図２に示すように半径方向に板状の湾曲した形状で突設されており、一方の第１の吸気弁２は反時計まわりに、他方の第２の吸気弁３は時計まわりに、互いに逆方向に向け吸気流をタンジェンシャル方向に案内するように形成されている。
なお、図中の符号Ｎは、燃料噴射ノズルを示す。
【００１８】
このように、第１および第２の吸気弁のスワールブレード２ａ、３ａでそれぞれ生成された吸気流（図２に符号Ｖ１、Ｖ２で示す）は、相対方向の回転成分を持ち、シリンダＣの中心寄りにて互いに衝突することになる。また、両スワールブレード２ａ、３ａの枚数が異なっているのでその渦流強さが相違することとなり、より複雑な流動となって、燃料噴霧との混合がより均一化され、性能向上が図れる。
【００１９】
また、本発明の他の実施形態としては、スワールブレードを図３に示すように、外径Ｄや、傾斜角θを変数とし、前記の枚数、方向とを含めて互いに異なる形状とした吸気弁２、３を組み合わせ、所定の性能が得られるように構成している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、各シリンダにそれぞれ複数の吸気弁が設けられた内燃機関において、吸気弁にスワールブレードを形成してそのスワールブレードを互いに異なる挙動となる渦流を生ずるように組み合わせ、燃料噴霧との混合を改善し、出力・排気性能の向上をはかることができる。
上記の異なる挙動の渦流の生成は、スワールブレードの枚数、方向、などを含む形状要件をオプチマムに選択組み合わせることで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施された吸気ポート部分を示すシリンダヘッドの断面図。
【図２】本発明による吸気弁装置の一実施形態を示す平面図。
【図３】スワールブレードの他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１・・・シリンダヘッド
１ａ・・・吸気ポート
２、３・・・吸気弁
２ａ、３ａ・・・スワールブレード
２ｂ、３ｂ・・・バルブステム部
２ｃ、３ｃ・・・バルブヘッド部
４・・・排気弁
Claims (6)
- シリンダ毎にそれぞれ複数の吸気弁を有する内燃機関の吸気弁装置において、各吸気弁にはそのステム部の下部からバルブヘッド部にかけて軸方向に延びる吸気流を案内して渦流を発生させるスワールブレードが形成されており、そのスワールブレードはシリンダ毎の複数の吸気弁に対して互いに異なる挙動の渦流をシリンダ内に発生させる形状であることを特徴とする吸気弁装置。
- 前記シリンダ毎の複数の吸気弁は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ内に発生させるようにスワールブレードがそれぞれ形成されている請求項１の吸気弁装置。
- 前記吸気弁に形成されたスワールブレードは複数枚で構成され、シリンダ毎の複数の吸気弁では互いにスワールブレードの枚数の異なる組み合わせである請求項１の吸気弁装置。
- 前記シリンダ毎の複数の吸気弁は互いに形状の異なるスワールブレードがそれぞれ形成されている請求項１の吸気弁装置。
- 前記シリンダ毎の複数の吸気弁には互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ内に発生させるようにスワールブレードがそれぞれ形成され、かつその枚数が互いに異なっている請求項１の吸気弁装置。
- 前記シリンダ毎の複数の吸気弁は互いに回転方向の異なる渦流をシリンダ内に発生させるようにスワールブレードがそれぞれ形成され、そしてその形状が互いに異なり、かつ互いにその枚数が異なっている請求項１の吸気弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003082398A JP2004285992A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 内燃機関の吸気弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003082398A JP2004285992A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 内燃機関の吸気弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004285992A true JP2004285992A (ja) | 2004-10-14 |
Family
ID=33295701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003082398A Pending JP2004285992A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 内燃機関の吸気弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004285992A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102003235A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-04-06 | 重庆隆鑫机车有限公司 | 一种气门 |
| CN105587359A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-05-18 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 发动机的进气系统 |
| CN114856748A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-05 | 重庆乐瑞斯科技有限公司 | 自调节式排气门 |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003082398A patent/JP2004285992A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102003235A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-04-06 | 重庆隆鑫机车有限公司 | 一种气门 |
| CN105587359A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-05-18 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 发动机的进气系统 |
| CN114856748A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-05 | 重庆乐瑞斯科技有限公司 | 自调节式排气门 |
| CN114856748B (zh) * | 2022-05-07 | 2023-10-13 | 珠海安瑾动力科技有限公司 | 自调节式排气门 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050627 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080924 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081105 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090227 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090417 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090528 |