JP2007278109A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.
特許文献1には、一つの気筒あたり少なくと2つの吸気ポートを備え、各吸気ポートの内周面に、排気側から遠ざかると共に前記2つの吸気ポート間の領域に向けて流れる空気を案内して変更させる整流突起を備えた内燃機関が開示されている。
この特許文献1のように、燃焼室近傍で吸気ポートの内壁面に凹凸を設け、吸気の流れ方向を変化させる構成の内燃機関においては、例えば、シリンダヘッド鋳造時に、ポート用中子によって成型される吸排気ポート形状の穴中心位置と、機械加工の加工穴中心位置をずらすことによりポート壁面に凹凸を設け、流れ場に変化を生じさせることになる。
しかしながら、ポート用中子に型抜き時の抜け勾配を設けるのが構造上困難であるため、ポート用中子の設計自由度が小さくなるという問題がある。また、バルブシート、加工カッターは共に円形であるため、ポート用中子によって成型される吸排気ポート形状の穴中心位置と、機械加工の加工穴中心位置をずらすことにより吸気ポート内壁面に形成される凹凸形状の設計自由度は小さくなるという問題がある。 However, it is structurally difficult to provide the port core with a draft when the die is removed, so that there is a problem that the degree of freedom in designing the port core is reduced. In addition, since both the valve seat and the processing cutter are circular, they are formed on the inner wall surface of the intake port by shifting the hole center position of the intake / exhaust port shape formed by the port core and the machining hole center position of machining. There is a problem that the degree of freedom in designing the uneven shape becomes small.
つまり、特許文献1のような従来技術においては、吸気ポート内の流れ場を変化させて燃焼室内のタンブル向上を図れるものの、吸気流れの方向を変更可能な凹凸形状が内部に形成された吸気ポートの設計自由度が総じて小さくなるという問題がある。
That is, in the prior art as disclosed in
そこで、本願発明は、設計自由度の大きい吸気ポート内により、燃焼室内のタンブル向上が図られた内燃機関を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides an internal combustion engine in which the tumble in the combustion chamber is improved by the intake port having a large degree of design freedom.
本発明は、シリンダヘッドの下面の燃焼室に対して一端が開口するようシリンダヘッドに形成された吸気ポートを有する内燃機関において、吸気ポートの内壁面には、吸気ポート内側に向かって突出し、吸気ポート内の吸気流れを変更する段差面が、燃焼室に近接する位置に、吸気ポート長手方向に沿って連続するよう形成されていることを特徴としている。 The present invention relates to an internal combustion engine having an intake port formed in a cylinder head so that one end thereof is open to a combustion chamber on a lower surface of the cylinder head. The step surface for changing the intake flow in the port is characterized in that it is formed at a position close to the combustion chamber so as to continue along the longitudinal direction of the intake port.
本発明よれば、吸気ポート内の吸気流れを変更する段差面が吸気ポート長手方向に沿って連続するよう形成されているので、ポート中子に型抜き時の抜け勾配を容易に設けることができ、総じて吸気ポートの設計自由度を大きくすることができる。つまり、設計自由度の高い吸気ポートにより、燃焼室内のタンブル向上を図ることができる。 According to the present invention, since the step surface for changing the intake flow in the intake port is formed so as to be continuous along the longitudinal direction of the intake port, it is possible to easily provide the port core with a drop-off gradient at the time of die cutting. In general, the degree of freedom in designing the intake port can be increased. That is, the tumble in the combustion chamber can be improved by the intake port having a high degree of design freedom.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図5を用いて、本発明の第1実施形態における内燃機関1について説明する。図1及び図2は、本発明に係る内燃機関1を模式的に示した説明図である。図3は図2のA部を拡大した説明図である。図4は図3のB−B線に沿った断面図である。図5は、本発明に係る内燃機関1の燃焼室2内の吸気の流れを模式的に示した説明図である。尚、図1〜図5に示す吸気ポート3は、実際はシリンダヘッド(図示せず)内に形成されるものであるが、説明の便宜上、吸気ポート3の形状を抜き出して図示している。
The
本実施形態における内燃機関1は、一つの気筒に2つの吸気ポート3,3と2つの排気ポート4,4が接続されたいわゆる4バルブエンジンである。
The
図1〜図3に示すように、吸気ポート3は、シリンダヘッドの下面に形成された燃焼室2に吸気下流側となる一端が開口し、吸気上流側となる他端が吸気通路(図示せず)に接続され、燃焼室2近傍で湾曲するよう形成されている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
一方、排気ポート4は、燃焼室2近傍で湾曲するよう形成されていると共に、シリンダヘッドの下面に形成された燃焼室2に排気上流側となる一端が開口し、排気下流側となる他端が排気通路(図示せず)に接続されている。尚、図2中の6は吸気弁である。
On the other hand, the
吸気ポート3の内壁面には、吸気ポート3内の吸気流れの方向を変更するよう段差面5が形成されている。段差面5は、図2及び図3に示すように、吸気ポート中子(図示せず)の上型と下型との合わせ面となる型割り位置に、吸気ポート3長手方向に沿って所定長さ連続するよう形成されている。吸気ポート中子は、シリンダヘッドの鋳造時に吸気ポート3形状を決定するものである。
A
この段差面5は、燃焼室2近傍の湾曲した部分に形成されたものでもあって、吸気ポート中子の上型と下型の合わせ面を一部もしくは全体的にずらすことで形成されている。また、本実施形態において、この段差面5は、図4及び図5に示すように、吸気ポート中子の形割り位置の片側にのみ形成されている。詳述すると、1気筒当たり2つの吸気ポート3を備えた本実施形態においては、図5に示すように、同一気筒に接続される2つの吸気ポート3,3に形成された段差面5,5は、隣接する吸気ポート3の反対側に位置している。
The
また、段差面5は、吸気ポート3の軸線に対して直交する平面(図4)に対して直交するよう形成されている。
Further, the
そして、段差面5の高さ、すなわち図4における段差面5の寸法Wは、吸気ポート3内径の対して、概ね3〜25%の範囲内で設定されるものとする。
The height of the
尚、本実施形態における段差面5は、吸気ポート3長手方向における吸気上流側の端部が、吸気弁6のバルブシート(図示せず)直前に位置するよう形成されている。
The
このように構成された本発明の第1実施形態においては、吸気ポート3内の吸気流れを変更する段差面5が吸気ポート3長手方向に沿って連続するよう形成されているので、吸気ポート中子に型抜き時の抜け勾配を容易に設けることができ、総じて吸気ポート3の設計自由度を大きくすることができる。つまり、設計自由度の高い吸気ポート3により、燃焼室内のタンブル向上を図ることができる。
In the first embodiment of the present invention configured as described above, the
また、吸気ポート3の内壁面に設けられた段差面5により、吸気ポート3内を流れる吸気の流量分担を意図的に変化させることができる。詳述すると、段差面5を設けることによって、図4に示すように、吸気ポート3のポート断面積が絞られた領域(吸気ポート断面の図4における左下側の領域)に対向する領域(吸気ポート断面の図4における左上側の領域)に、図4中に矢印で示すように流量分担を集中させることが可能になっている。これは段差面5に当たった吸気が、図4における左上方の向かって案内されるからである。尚、図4中の2点鎖線は、吸気ポート3内の流量分担を模式的に示したものある。
Further, the flow rate sharing of the intake air flowing through the
つまり、吸気ポート3の燃焼室2近傍位置に段差面5を設けることによって、吸気ポート3内を流れる吸気の流れを意図的に変更することができ、燃焼室2内のタンブル向上を図ることができる。
That is, by providing the
そして、段差面5は、吸気ポート中子(図示せず)の上型と下型との合わせ面となる型割り位置に形成されているので、吸気ポート3内壁面に設けられる段差面5の設計自由度を大きくする上で有利である。
And since the level |
尚、段差面5は、吸気下流側の端部が、略ステップ状に吸気ポート3内側に向かって突出するよう形成されている。また、段差面5の吸気上流側は、吸気上流側に向かって徐々に小さくなるよう形成されているが、段差面5の吸気上流側端部を略ステップ状に吸気ポート3内側に向かって突出するよう形成してもよい。
The
また、同一気筒に接続される2つの吸気ポート3,3に形成された段差面5,5は、隣接する吸気ポート3の反対側に位置するものに限定されるものではなく、例えば、2つの吸気ポート3,3に形成された段差面5,5を、それぞれ隣接する吸気ポート3側(図5の段差面5,5とは反対側)に位置するよう形成してもよい。この場合にも、吸気の流れは、上述した図5と同様のものとなる。
Further, the
さらに、吸気ポート3に設けられた段差面5は、上述した第1実施形態に限定されるものではなく、例えば図6〜図8に示すように形成することも可能である。
Furthermore, the
図6は、上述した第1実施形態よりも段差面11の高さを大きくしたものである。この場合、吸気ポート3のポート断面積が絞られた領域(吸気ポート断面の図6における左下側の領域)に対向する領域(吸気ポート断面の図6における左上側の領域)に、上述した第1実施形態よりも流量分担を集中させることができる。
FIG. 6 shows the height of the
図7は、上述した実施形態とは反対側に段差面12を設けたものである。この場合、吸気ポート3のポート断面積が絞られた領域(吸気ポート断面の図7における左上側の領域)に対向する領域(吸気ポート断面の図7における左下側の領域)に、図7中に矢印で示すように流量分担を集中させることができる。
In FIG. 7, a
図8は、吸気ポート中子の形割り位置の両側に段差面13,13を設けたものである。この場合、吸気ポート3のポート断面積が絞られた領域、すなわち、吸気ポート断面の図8における左半分の領域に、図8中に矢印で示すように流量分担を集中させることができる。
In FIG. 8,
尚、図6〜図8において、図中の2点鎖線は、吸気ポート3内の流量分担を模式的に示したものである。また、図6〜図8に示す各段差面11,12,13は、上述した第1実施形態の段差面5と同様に、吸気ポート3長手方向に沿って所定長さ連続するよう形成されたものである。
6 to 8, the two-dot chain line in the drawings schematically shows the flow rate sharing in the
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。 The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.
(1) シリンダヘッドの下面の燃焼室に対して一端が開口するようシリンダヘッドに形成された吸気ポートを有する内燃機関において、吸気ポートの内壁面には、吸気ポート内側に向かって突出し、吸気ポート内の吸気流れを変更する段差面が、燃焼室に近接する位置に、吸気ポート長手方向に沿って連続するよう形成されている。これによって、吸気ポート内の吸気流れを変更する段差面が吸気ポート長手方向に沿って連続するよう形成されているので、ポート中子に型抜き時の抜け勾配を容易に設けることができ、総じて吸気ポートの設計自由度を大きくすることができる。 (1) In an internal combustion engine having an intake port formed in the cylinder head so that one end is open to the combustion chamber on the lower surface of the cylinder head, the intake port projects toward the inside of the intake port on the inner wall surface of the intake port. A step surface for changing the intake air flow is formed at a position close to the combustion chamber so as to continue along the longitudinal direction of the intake port. As a result, the step surface that changes the intake flow in the intake port is formed so as to continue along the longitudinal direction of the intake port. The degree of freedom in designing the intake port can be increased.
(2) 上記(1)に記載の内燃機関において、吸気ポート内に形成された段差面は、シリンダヘッド鋳造時の吸気ポートの形状を決定する中子の形割り位置に形成されている。これによって、吸気ポート内壁面に設けられる段差面の設計自由度が一層大きくなる。 (2) In the internal combustion engine described in (1) above, the step surface formed in the intake port is formed at a split position of the core that determines the shape of the intake port during casting of the cylinder head. This further increases the degree of freedom in designing the step surface provided on the inner wall surface of the intake port.
(3) 上記(1)または(2)に記載の内燃機関において、吸気ポート内に形成された段差面は、具体的には、吸気上流側に向かって徐々に小さくなるよう形成されている。 (3) In the internal combustion engine described in the above (1) or (2), specifically, the step surface formed in the intake port is formed so as to gradually decrease toward the intake upstream side.
(4) 上記(1)または(2)に記載の内燃機関において、吸気ポート内に形成された段差面の吸気上流側の端部は、具体的には、略ステップ状に吸気ポート内側に向かって突出するよう形成されている。 (4) In the internal combustion engine according to the above (1) or (2), the end portion on the intake upstream side of the step surface formed in the intake port specifically faces the inside of the intake port in a substantially step shape. It is formed to protrude.
(5) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載の内燃機関おいて、吸気ポート内に形成された段差面の吸気下流側の端部は、具体的には、略ステップ状に吸気ポート内側に向かって突出するよう形成されている。 (5) In the internal combustion engine according to any one of the above (1) to (4), the end portion on the intake downstream side of the step surface formed in the intake port is specifically intake in a substantially step shape. It is formed to protrude toward the inside of the port.
3…吸気ポート
5…段差面
3 ...
Claims (5)
吸気ポートの内壁面には、吸気ポート内側に向かって突出し、吸気ポート内の吸気流れを変更する段差面が、燃焼室に近接する位置に、吸気ポート長手方向に沿って連続するよう形成されていることを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine having an intake port formed in the cylinder head so that one end is open to the combustion chamber on the lower surface of the cylinder head,
On the inner wall surface of the intake port, a step surface that protrudes toward the inside of the intake port and changes the intake flow in the intake port is formed so as to continue along the longitudinal direction of the intake port at a position close to the combustion chamber. An internal combustion engine characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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