JP2006291880A - Intake valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気バルブの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an intake valve.
従来の吸気バルブとして、吸気通路から燃焼室に向かう空気流に乱流が生じないようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1の図5を以下の図5で説明する。なお、符号は振り直した。
図5は従来の吸気バルブによる吸気流を示す断面図であり、吸気通路101の出口に弁シート102を設け、この弁シート102にシートフェース面103を密着させることで吸気通路101を閉じることが可能な吸気弁104を示す。
FIG. 5 of Patent Document 1 will be described with reference to FIG. 5 below. In addition, the code | symbol was reassigned.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an intake flow by a conventional intake valve. A
吸気弁104は、シートフェース面103から弁本体106の外周縁に向かって径方向に延長される先細り形状の膨出部107を備え、図に示すような開弁初期の低リフト時においては、絞り吸気通路108の下流側は、その通路断面積が徐々に大きくなり、ここを流れる吸気流に乱れが生じないようにした。
The
上記吸気弁104では、吸気流をシートフェース面103にほぼ沿わせ、シートフェース面103に続く円錐面111及びアール面112の周囲に吸気の流れの乱れが生じないようにしたが、例えば、燃焼室内において、弁シート102の近傍であるシリンダヘッド側の天井付近、特に天井の端部には上記吸気弁104による吸気流は届き難いから燃焼室の隅部の吸気流の乱れを無くすことは難しい。吸気流の方向を、燃焼室の天井に沿うように変更する必要がある。
In the
本発明の目的は、吸気バルブを改良することで、燃焼室の天井付近の乱流発生を防止することにある。 An object of the present invention is to prevent the generation of turbulent flow near the ceiling of a combustion chamber by improving the intake valve.
請求項1に係る発明は、内燃機関の燃焼室の天井に設けた吸気ポートの出口を傘部で開閉する吸気バルブにおいて、出口に設けたバルブシートに密着させるために傘部に設けたバルブシール面の径方向内側に、吸気ポートから燃焼室内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部を形成したことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an intake valve that opens and closes an outlet of an intake port provided on a ceiling of a combustion chamber of an internal combustion engine with an umbrella part, and a valve seal provided on the umbrella part to closely contact a valve seat provided at the outlet. A bulging portion for changing the flow direction of the intake air flowing into the combustion chamber from the intake port is formed inside the surface in the radial direction.
傘部のバルブシール面の径方向内側に膨出部を形成し、この膨出部で吸気ポートから燃焼室内へ流入する吸気の流れ方向を、例えば、燃焼室の天井付近へ変更する。 A bulging portion is formed on the radially inner side of the valve seal surface of the umbrella portion, and the flow direction of the intake air flowing into the combustion chamber from the intake port at the bulging portion is changed to, for example, the vicinity of the ceiling of the combustion chamber.
請求項2に係る発明は、膨出部を、傘部の燃焼室の中央部から遠い側に形成したことを特徴とする。
燃焼室の中央部から遠い側の傘部に形成した膨出部によって、燃焼室の天井付近、特に天井の端の隅部、即ち、燃焼室の隅部へ吸気の流れを変更する。
The invention according to claim 2 is characterized in that the bulging portion is formed on the side far from the central portion of the combustion chamber of the umbrella portion.
By the bulging part formed in the umbrella part far from the center part of the combustion chamber, the flow of the intake air is changed to the vicinity of the ceiling of the combustion chamber, particularly to the corner of the end of the ceiling, that is, the corner of the combustion chamber.
請求項3に係る発明は、傘部の底面に窪み部を形成したことを特徴とする。
傘部の底面に形成した窪み部によって、燃焼室内における傘部の底面に向かう混合気の二次流れの方向をスムーズに変更し、その二次流れの速度低下を抑える。
The invention according to claim 3 is characterized in that a recess is formed on the bottom surface of the umbrella.
The direction of the secondary flow of the air-fuel mixture toward the bottom surface of the umbrella portion in the combustion chamber is smoothly changed by the hollow portion formed on the bottom surface of the umbrella portion, and the speed reduction of the secondary flow is suppressed.
請求項1に係る発明では、傘部に設けたバルブシール面の径方向内側に膨出部を形成したので、この膨出部により、燃焼室の天井に沿う吸気の流れを形成し、燃焼室内の天井付近での乱流形成を防止して、吸気の速度を高めることができ、吸気量の増加により吸気の体積効率を向上させて、内燃機関の出力を向上させることができる。 In the invention according to claim 1, since the bulging portion is formed radially inside the valve seal surface provided in the umbrella portion, the bulging portion forms a flow of intake air along the ceiling of the combustion chamber, and It is possible to prevent the formation of turbulent flow in the vicinity of the ceiling of the engine and increase the speed of the intake air. By increasing the intake air amount, the volumetric efficiency of the intake air can be improved and the output of the internal combustion engine can be improved.
請求項2に係る発明では、膨出部を、傘部の燃焼室の中央部から遠い側に形成したので、燃焼室の中央部から遠い側の隅部の乱流形成を防止することができ、燃焼室隅部の吸気流速を高め、吸気の体積効率を向上させることができる。 In the invention according to claim 2, since the bulging part is formed on the side far from the central part of the combustion chamber of the umbrella part, it is possible to prevent the formation of turbulent flow at the corner on the side far from the central part of the combustion chamber. It is possible to increase the intake air flow velocity at the corner of the combustion chamber and improve the volumetric efficiency of the intake air.
請求項3に係る発明では、傘部の底面に窪み部を形成したので、窪み部により、燃焼室内の混合気の速い二次流れを発生させ、この二次流れと吸気ポートからの吸気流とが重なることで、その吸気流が加速され、吸気の体積効率をより一層向上させることができる。 In the invention according to claim 3, since the hollow portion is formed on the bottom surface of the umbrella portion, the hollow portion generates a secondary flow having a fast mixture in the combustion chamber, and the secondary flow and the intake flow from the intake port By overlapping, the intake flow is accelerated, and the volumetric efficiency of the intake can be further improved.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る吸気バルブを採用した内燃機関の断面図であり、内燃機関10は、シリンダブロック11と、このシリンダブロック11に設けたシリンダボア12に移動自在に挿入したピストン13と、このピストン13にピストンピン14を介して連結したコンロッド16と、シリンダブロック11の下部に回転自在に取付けるとともにクランクピン17でコンロッド16をスイング自在に支持するクランクシャフト18とを備える。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine employing an intake valve according to the present invention. The
シリンダブロック11は、上部に設けたシリンダ部21と、このシリンダ部21の下部に一体に設けたスカート部23とからなり、上部にヘッドガスケット(不図示)を介してシリンダヘッド24を取付けた部材である。
The
シリンダヘッド24は、燃焼室25に連通する吸気ポート26及び排気ポート27を備え、吸気ポート26の入口を吸気バルブ28で開閉し、排気ポート27の入口を排気バルブ29で開閉する。
The
ここで、31はコンロッド16の大端部16aとクランクピン17との間に介在させた滑り軸受、32はクランクシャフト18に設けたカウンタウエイト、33はスカート部23とでクランクケースを形成するためにスカート部23の下部に複数のボルト34で取付けたアンダスカート部、36はアンダスカート部33の下部にアンダケース37を介して複数のボルト38で取付けたオイルパン、41は吸気バルブ28が閉じたときにこの吸気バルブ28とでシール面を形成する吸気側バルブシート、42は排気バルブ29が閉じたときにこの排気バルブ29とでシール面を形成する排気側バルブシート、43は点火プラグ、44は吸気バルブ28の軸部、45は吸気バルブ28の傘部である。
Here, 31 is a sliding bearing interposed between the
軸部44は、その上端部に図示せぬ突部を備え、この突部をシリンダヘッド24(図1参照)側に設けた溝で軸方向に案内することで、吸気バルブ28の軸回りの回転を防ぐ。
The
図2は本発明に吸気バルブを説明する燃焼室周りの要部断面図であり、吸気バルブ28は、傘部45の一側面45a(軸部44が延びる側の面である。)であって軸部44に近い部分を窪ませて上部窪み部51を形成することで傘部45の外周部に膨出部52を形成し、傘部45の底の燃焼室25に臨む他側面45bに凹状の湾曲面を有する下部窪み部53を形成したものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part around the combustion chamber for explaining the intake valve according to the present invention. The
吸気バルブ28に描いた想像線で示す面45Aは、傘部45の一側面45aにおける燃焼室25の中央部25A(シリンダ軸としての中心線55を引いた部分である。)側に位置する面45Bと軸部44の軸線に対して対称な部分であり、この面45Aから上部窪み部51の上面までが窪み量となる。なお、57は燃焼室25の天井、58は天井57の中央部、59は天井57の端部壁面、25Bは天井57の端部壁面59に隣接する燃焼室25の隅部である。
A
傘部45は、吸気側バルブシート41に設けたバルブシートシール面41aに密着してシールするバルブシール面45cを形成し、このバルブシール面45cの径方向内側に膨出部52を形成したものである。
The
図3は本発明に係る吸気バルブを説明する図であり、吸気バルブ28を軸部44の軸方向から見た図である。
吸気バルブ28の膨出部52は、図中のクロスハッチングを施した部分であり、燃焼室25の中央部25A(即ち、中心線62が通る部分である。)から遠い側の傘部45の一側面45aに且つほぼ180°の範囲で形成した部分であり、この膨出部52と軸部44との間の部分が窪み部51となる。ここでは、窪み部51と膨出部52とを線で便宜上分けたが、これらの窪み部51と膨出部52とのそれぞれの表面は、滑らかなに連続した部分である。なお、64は燃焼室25の外形線である。
FIG. 3 is a view for explaining the intake valve according to the present invention, and is a view of the
The bulging
以上に述べた吸気バルブ28の作用を次に説明する。
図4(a),(b)は吸気バルブの作用を示す作用図である。
(a)に示した実施例(本実施形態)において、ピストンが下降するとともに吸気バルブ28が開くと、吸気ポート26内の吸気(ここでは、吸気は吸入空気又は吸入混合気を示す。)の一部は、矢印Aで示すように、吸気バルブ28の上部窪み部51及び膨出部52に沿って流れ、直線的に天井57の端部壁面59、即ち、燃焼室25の隅部25Bに向かい、端部壁面59に沿って燃焼室25内を下降するように流れる。また、吸気の一部は、矢印Bで示すように、膨出部52及びバルブシール面45cに沿って傘部45の外周部を下降するように流れ、また、吸気の一部は、矢印Cのように、燃焼室25の中央部25A側の傘部45のバルブシール面45cとバルブシートシール面41aと間をこれらに沿って燃焼室25内に流れ込む。
Next, the operation of the
4A and 4B are operation diagrams showing the operation of the intake valve.
In the example (this embodiment) shown in (a), when the piston is lowered and the
燃焼室25内に流入してピストン側から矢印Dで示すように吸気バルブ28へ向かう吸気は、矢印Eで示すように、湾曲した下部窪み部53によってスムーズにシリンダボア12側へ方向を変え、上記した矢印A及び矢印Bで示した吸気流と合流するため、これらの矢印A及び矢印Bで示した吸気流によって、矢印A及び矢印Bに示した吸気流の下流側の矢印F,Gで示す吸気流は大きな速い流れとなる。
The intake air that flows into the
(b)に示した比較例において、吸気バルブ121は、傘部122の一側面123にバルブシール面131を設け、他側面132を平坦としたものであり、シリンダヘッド本体124は、吸気ポート126の出口にバルブシート127を設け、このバルブシート127にバルブシートシール面128を設けたものである。
上記のバルブシール面131は、バルブシートシール面128に密着可能とした部分である。
In the comparative example shown in FIG. 5B, the
The
吸気バルブ121が開いたときには、吸気ポート126内の吸気は、傘部122の一側面123に沿ってバルブシートシール面128とバルブシール面131との間を通って燃焼室134内に流入する。このとき、燃焼室134の天井136の端の窪んだ壁面137によって出来た燃焼室134の隅部138には、吸気が直接に流れ込まないため、乱流が発生する。従って、この乱流が吸気の流入の抵抗になり、吸気の速度が小さくなる。
When the
以上の(a),(b)から、実施例では、吸気バルブ28の上部窪み部51及び膨出部52によって、吸気ポート26から燃焼室25内に流入する吸気の乱流発生を防止して、吸気の流速を大きくすることができ、これによって、吸気の体積効率を高めることができ、内燃機関の出力を向上させることができる。
From the above (a) and (b), in the embodiment, the upper
以上の図2及び図4(a)で示したように、本発明は第1に、内燃機関10(図1参照)の燃焼室25の天井57に設けた吸気ポート26の出口を傘部45で開閉する吸気バルブ28において、出口に設けた吸気側バルブシート41に密着させるために傘部45に設けたバルブシール面45cの径方向内側に、吸気ポート26から燃焼室25内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部52を形成したことを特徴とする。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4A, the present invention firstly sets the outlet of the
傘部45に設けたバルブシール面45cの径方向内側に膨出部52を形成したので、この膨出部52により、燃焼室25の天井57に沿う吸気の流れを形成し、燃焼室25内の天井57付近での乱流形成を防止して、吸気の速度を高めることができ、吸気量の増加により吸気の体積効率を向上させて、内燃機関10の出力を向上させることができる。
Since the bulging
本発明は第2に、膨出部52を、傘部45の燃焼室25の中央部25Aから遠い側に形成したことを特徴とする。
膨出部52を、傘部45の燃焼室25の中央部25Aから遠い側に形成したので、燃焼室25の隅部25Bの乱流形成を防止することができ、燃焼室25の隅部25Bの吸気流速を高め、吸気の体積効率を向上させることができる。
Secondly, the present invention is characterized in that the bulging
Since the bulging
本発明は第3に、傘部45の底面としての他側面45bに窪み部としての下部窪み部53を形成したことを特徴とする。
傘部45の他側面45bに下部窪み部53を形成したので、下部窪み部53により、燃焼室25内の混合気の速い二次流れを発生させ、この二次流れと吸気ポート26からの吸気流とが重なることで、その吸気流が加速され、吸気の体積効率をより一層向上させることができる。
Thirdly, the present invention is characterized in that a
Since the
尚、本実施形態では、図3に示したように、膨出部52を傘部45の周方向の180°の範囲で形成したが、これに限らず、膨出部52を傘部45の周方向の360°(全周)の範囲で形成してもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the bulging
本発明の吸気バルブは、高出力の内燃機関に好適である。 The intake valve of the present invention is suitable for a high-power internal combustion engine.
10…内燃機関、25…燃焼室、26…吸気ポート、28…吸気バルブ、41…バルブシート(吸気側バルブシート)、45…傘部、45b…傘部の底面(他側面)、45c…傘部のバルブシール面、52…膨出部、53…窪み部(下部窪み部)、57…天井。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記出口に設けたバルブシートに密着させるために前記傘部に設けたバルブシール面の径方向内側に、前記吸気ポートから燃焼室内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部を形成したことを特徴とする吸気バルブ。 In the intake valve that opens and closes the outlet of the intake port provided on the ceiling of the combustion chamber of the internal combustion engine with an umbrella,
A bulging portion for changing the flow direction of the intake air flowing into the combustion chamber from the intake port is formed on the radially inner side of the valve seal surface provided in the umbrella portion so as to closely contact the valve seat provided at the outlet. Intake valve featuring
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005115045A JP2006291880A (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Intake valve |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010174697A (en) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | Exhaust valve of internal combustion engine |
JP2011144811A (en) * | 2011-03-23 | 2011-07-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
-
2005
- 2005-04-12 JP JP2005115045A patent/JP2006291880A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010174697A (en) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | Exhaust valve of internal combustion engine |
JP2011144811A (en) * | 2011-03-23 | 2011-07-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
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