JP2013011229A - Intake port for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて2分岐された内燃機関の吸気ポートに関する。 The present invention relates to an intake port of an internal combustion engine having a mounting portion for a port injection injector and bifurcated in the vicinity of a port outlet.
従来、吸気ポート形状により、シリンダー内で発生するタンブル流を強化する技術が数多く提案されている。例えば特許文献1には、吸気ポートの曲げ外半部の断面積を大きくし、吸気流を円滑に流すことでタンブル流を強化させることが記載されている。また特許文献2〜4には、バルブガイド取付部の上流のポート上壁面をポート軸線に対して下向きに傾けることで、タンブル流を強化することが記載されている。
Conventionally, many techniques for enhancing the tumble flow generated in the cylinder by the shape of the intake port have been proposed. For example, Patent Document 1 describes that the tumble flow is strengthened by increasing the cross-sectional area of the outer half of the intake port and bending the intake flow smoothly.
これら従来の吸気ポートによれば、タンブル流を強化することは確かに可能ではある。しかしながら、ポート噴射用インジェクターの取付部を吸気ポートに設け、ポート噴射を実施する場合に、噴射された燃料がポート下壁面に付着して、エミッションが悪化する虞がある。 With these conventional intake ports, it is certainly possible to enhance the tumble flow. However, when a port injection injector mounting portion is provided at the intake port and port injection is performed, the injected fuel may adhere to the lower wall surface of the port, resulting in a worse emission.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することのできる内燃機関の吸気ポートを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is to provide an intake port of an internal combustion engine capable of suitably suppressing fuel adhesion to the port wall surface while strengthening the tumble flow. It is to provide.
上記課題を解決するため、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて2分岐された内燃機関の吸気ポートとしての請求項1に記載の発明は、2つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面を内側に膨出させるようにしている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 as an intake port of an internal combustion engine having a mounting portion of a port injection injector and bifurcated in the vicinity of the port outlet is a bifurcated port. The lower wall surface of the port at each outlet is bulged inward.
上記構成では、2つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面が、分岐したポートにより挟まれる内側に、すなわち2つに分岐する分岐点からつながる内側に膨出されている。こうした構成では、膨出されたポート下壁面内側の抵抗が抑えられて、その部分の吸気流が強化される。そのため、スワール流が抑えられて、タンブル流が強化される。またポート下壁面の吸気流が強化されたことで、燃料の付着が抑制されるようにもなる。したがって上記構成によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。 In the above-described configuration, the lower wall surface of the port at each of the two branched port outlets bulges inwardly between the branched ports, that is, inwardly connected from the bifurcated branch point. In such a configuration, resistance inside the bulged port lower wall surface is suppressed, and the intake air flow in that portion is strengthened. Therefore, the swirl flow is suppressed and the tumble flow is strengthened. In addition, since the intake flow on the lower wall surface of the port is strengthened, the adhesion of fuel is also suppressed. Therefore, according to the said structure, fuel adhesion to a port wall surface can be suppressed suitably, strengthening a tumble flow.
また上記課題を解決するため、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて2分岐された内燃機関の吸気ポートとしての請求項2に記載の発明は、2つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート軸線に直交する断面のポート下壁面の内側の曲率半径を他の部分の曲率半径に比して小さくするようにしている。
Moreover, in order to solve the said subject, while having the attachment part of the injector for port injection, the invention of
上記構成では、膨出されたポート下壁面内側の抵抗が抑えられて、その部分の吸気流が強化される。そのため、スワール流が抑えられて、タンブル流が強化される。またポート下壁面の吸気流が強化されたことで、燃料の付着が抑制されるようにもなる。したがって上記構成によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。 In the above configuration, the resistance inside the bulged port lower wall surface is suppressed, and the intake air flow in that portion is strengthened. Therefore, the swirl flow is suppressed and the tumble flow is strengthened. In addition, since the intake flow on the lower wall surface of the port is strengthened, the adhesion of fuel is also suppressed. Therefore, according to the said structure, fuel adhesion to a port wall surface can be suppressed suitably, strengthening a tumble flow.
更に上記課題を解決するため、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて2分岐された内燃機関の吸気ポートとしての請求項3に記載の発明は、ポート形状をポート中子によって形成するとともに、ポート出口近傍を加工によって形成し、ポート中子によって形成された部分と加工によって形成された部分とのポート下壁面における境界線を、ポート内側においてのみポート出口側に近付くように形成している。
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
上記のように吸気ポートを形成すれば、2つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面が内側に膨出されるようになり、その膨出されたポート下壁面内側の抵抗が抑えられて、その部分の吸気流が強化される。そのため、スワール流が抑えられて、タンブル流が強化される。またポート下壁面の吸気流が強化されたことで、燃料の付着が抑制されるようにもなる。したがって上記構成によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。 If the intake port is formed as described above, the lower wall surface of the port at each of the two branched port outlets bulges inward, and the resistance inside the bulged port lower wall surface is suppressed. , The intake air flow in that part is strengthened. Therefore, the swirl flow is suppressed and the tumble flow is strengthened. In addition, since the intake flow on the lower wall surface of the port is strengthened, the adhesion of fuel is also suppressed. Therefore, according to the said structure, fuel adhesion to a port wall surface can be suppressed suitably, strengthening a tumble flow.
またこうした内燃機関の吸気ポートにおいて、請求項4によるように、バルブガイド圧入部の上流におけるポート上壁面を、ポート軸線に対して下向きに傾けるようにすれば、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。そのため、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
Further, in such an intake port of the internal combustion engine, if the upper wall surface of the port upstream of the valve guide press-fit portion is inclined downward with respect to the port axis as in
更に、こうした内燃機関の吸気ポートにおいて、請求項5によるように、バルブガイド圧入部の端面を、バルブガイドの先端面に対して角度をもったエッジ形状とするとともに、前記バルブガイドの先端をポート内に突き出すようにしても、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。そのため、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
Furthermore, in such an intake port of the internal combustion engine, as described in
以下、本発明の内燃機関の吸気ポートを具体化した一実施の形態を、図1〜図6を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施の形態の吸気ポートは、ポート噴射用インジェクターの取付部2を有するとともに、内燃機関の燃焼室に接続されるポート出口1の近傍にて2分岐されている。こうした吸気ポートのポート形状は、ポート出口1の付近を除き、ポート中子によって形成されている。またこうした吸気ポートのポート出口1の近傍は、スロートカッターによる機械加工によって形成されている。
Hereinafter, an embodiment in which an intake port of an internal combustion engine of the present invention is embodied will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the intake port of the present embodiment has a port injection
図1(A)のA線、B線及びC線に沿った吸気ポートの断面形状を、図2(A)〜(C)にそれぞれ示す。これらの図に示されるように、この吸気ポートでは、2つに分岐されたポート出口1のそれぞれにおけるポート下壁面3が、分岐したポートにより挟まれる内側に、すなわち2つに分岐する分岐点からつながる内側に膨出されている。そしてこれにより、2つに分岐されたポート出口1のそれぞれにおけるポート軸線Lに直交した断面において、ポート下壁面3の内側の曲率半径rが他の部分の曲率半径に比して小さくされている。
2A to 2C show the cross-sectional shapes of the intake ports along the A line, B line, and C line in FIG. As shown in these drawings, in this intake port, the port
従来の吸気ポート、及び本実施の形態の吸気ポートのそれぞれにおけるポート中子によって形成された部分とスロートカッターによって形成された部分との境界線Bの形成態様を図3(A)、(B)に示す。同図(A)に示すように、従来の吸気ポートでは、スロートカッターにより剥離高さを稼ぐことが可能ではあるが、ピーク値を示すのは、中央の一部のみとなる。そのため、吸気の流れが、吸気ポートの内側及び外側に逃げてしまう。ここで内側の流れは、タンブル流の強化に貢献するが、外側の流れは、シンリンダーのボア壁に沿って流れることからスワール流の形成に貢献してしまい、吸気の流動エネルギーをタンブル流の強化に有効に使えなようになる。 3 (A) and 3 (B) show how the boundary line B is formed between the portion formed by the port core and the portion formed by the throat cutter in each of the conventional intake port and the intake port of the present embodiment. Shown in As shown in FIG. 5A, in the conventional intake port, the peel height can be obtained by the throat cutter, but the peak value is only a part of the center. Therefore, the flow of intake air escapes to the inside and outside of the intake port. Here, the inner flow contributes to the strengthening of the tumble flow, but the outer flow contributes to the formation of the swirl flow because it flows along the bore wall of the cylinder, and the flow energy of the intake air is strengthened. Can be used effectively.
一方、同図(B)に示すように、本実施の形態の吸気ポートでは、ポート中子によって形成された部分とスロートカッターによって形成された部分との境界線Bが、ポート内側においてのみポート出口1側に近付くように形成されている。こうした本実施の形態の吸気ポートでは、剥離高さのピーク値が吸気ポートの外側となり、ボア壁面への流れを低減させることができる。そのため、吸気の流動エネルギーがタンブル流の強化に有効に使用されるようになる。またポート下壁面3の吸気の流速が向上されるため、ポート壁面への燃料付着も、すなわちポートウェットが低減されるようにもなる。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the intake port of the present embodiment, the boundary line B between the portion formed by the port core and the portion formed by the throat cutter is the port outlet only inside the port. It is formed so as to approach one side. In the intake port of this embodiment, the peak value of the peeling height is outside the intake port, and the flow to the bore wall surface can be reduced. For this reason, the flow energy of the intake air is effectively used to enhance the tumble flow. Further, since the flow velocity of the intake air on the port
また図4に示すように、本実施の形態の吸気ポートでは、バルブガイド4が圧入により取り付けられるバルブガイド圧入部5の上流におけるポート上壁面6が、ポート軸線Lに対して下向きに傾けられている。更に、本実施の形態の吸気ポートでは、バルブガイド圧入部5の端面5Aを、バルブガイド4の先端面4Aに対して角度をもったエッジ形状とするとともに、バルブガイド4の先端をポート内に突き出すようにしている。
As shown in FIG. 4, in the intake port of the present embodiment, the port
次にこうした本実施の形態に係る内燃機関の吸気ポートの作用について説明する。図5に示すように、本実施の形態の吸気ポートでは、バルブガイド圧入部5の端面5Aがバルブガイド4の先端面4Aに対して角度をもったエッジ形状とされていること、及びバルブガイド4の先端がポート内に突き出されていることから、バルブガイド圧入部5において吸気の流れがポート上壁面6から剥離するようになる。これに加え、バルブガイド圧入部5の上流におけるポート上壁面6が、ポート軸線Lに対して下向きに傾けられていることから、この吸気ポートでは、ポート下側の吸気の流速が高くなる。そしてポート下側の吸気の流速の高まりに応じては、タンブル流が強められるようになる。
Next, the operation of the intake port of the internal combustion engine according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 5, in the intake port of the present embodiment, the
一方、図6に示すように、一般には、タンブル流を強めると、実際に流れた流量と理論流量との比である流量係数Cfは増加する傾向があるが、本実施の形態の吸気ポートでは、タンブル流を強めながらも、流量係数Cfが減少されるようになっている。 On the other hand, as shown in FIG. 6, generally, when the tumble flow is strengthened, the flow coefficient Cf, which is the ratio of the actual flow rate to the theoretical flow rate, tends to increase, but in the intake port of the present embodiment, The flow coefficient Cf is reduced while increasing the tumble flow.
以上の本実施の形態の内燃機関の吸気ポートによれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施の形態では、2つに分岐されたポート出口1のそれぞれにおけるポート下壁面3が内側に膨出されている。すなわち、2つに分岐されたポート出口1のそれぞれにおけるポート軸線Lに直交した断面において、ポート下壁面3の内側の曲率半径rが他の部分の曲率半径に比して小さくされている。またポート中子によって形成された部分と加工によって形成された部分とのポート下壁面3における境界線Bが、ポート内側においてのみポート出口1側に近付くように形成されている。そのため、剥離高さのピーク値が吸気ポートの外側となり、ボア壁面への流れが低減されるため、吸気の流動エネルギーがタンブル流の強化に有効に使用されるようになる。また燃料が付着し易いポート下側の吸気の流速が高まるため、ポート壁面への燃料付着が抑制されるようにもなる。したがって本実施の形態によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。
According to the intake port of the internal combustion engine of the present embodiment as described above, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the port
(2)本実施の形態では、バルブガイド圧入部5の上流におけるポート上壁面6を、ポート軸線Lに対して下向きに傾けるようにしている。そのため、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
(2) In this embodiment, the port
(3)本実施の形態では、バルブガイド圧入部5の端面5Aを、バルブガイド4の先端面4Aに対して角度をもったエッジ形状とするとともに、バルブガイド4の先端をポート内に突き出すようにしている。そのため、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
(3) In the present embodiment, the
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、バルブガイド圧入部5の端面5Aを、バルブガイド4の先端面4Aに対して角度をもったエッジ形状とするとともに、バルブガイド4の先端をポート内に突き出すようにしていた。もっとも、そうした構造とせずとも、十分なタンブル流の強化が可能であれば、そうした構造を割愛するようにしても良い。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the
・上記実施の形態では、バルブガイド圧入部5の上流におけるポート上壁面を、ポート軸線Lに対して下向きに傾けるようにしていた。もっとも、そうした構造とせずとも、十分なタンブル流の強化が可能であれば、そうした構造を割愛するようにしても良い。
In the above embodiment, the port upper wall surface upstream of the valve guide press-fitting
B…境界線、L…ポート軸線、r…曲率半径、1…ポート出口、2…取付部、3…ポート下壁面、4…バルブガイド、4A…先端面、5…バルブガイド圧入部、5A…端面、6…ポート上壁面。 B ... boundary line, L ... port axis, r ... radius of curvature, 1 ... port outlet, 2 ... mounting part, 3 ... port lower wall surface, 4 ... valve guide, 4A ... tip surface, 5 ... valve guide press-fitting part, 5A ... End face, 6 ... Wall surface above the port.
Claims (5)
2つに分岐された前記ポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面が内側に膨出されてなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。 In the intake port of the internal combustion engine which has a mounting portion for the port injection injector and is branched into two near the port outlet,
An intake port of an internal combustion engine, wherein a port lower wall surface at each of the port outlets branched into two bulges inward.
2つに分岐された前記ポート出口のそれぞれにおけるポート軸線に直交する断面のポート下壁面の内側の曲率半径が他の部分の曲率半径に比して小さくされてなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。 In the intake port of the internal combustion engine which has a mounting portion for the port injection injector and is branched into two near the port outlet,
An internal combustion engine having a radius of curvature inside a lower wall surface of a port having a cross section perpendicular to a port axis at each of the two port outlets branched to be smaller than a radius of curvature of another portion. Intake port.
ポート形状をポート中子によって形成するとともに、ポート出口近傍を加工によって形成し、前記ポート中子によって形成された部分と前記加工によって形成された部分とのポート下壁面における境界線が、ポート内側においてのみポート出口側に近付くように形成されてなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。 In the intake port of the internal combustion engine which has a mounting portion for the port injection injector and is branched into two near the port outlet,
The port shape is formed by the port core, the vicinity of the port outlet is formed by processing, and the boundary line on the lower wall surface of the port between the portion formed by the port core and the portion formed by the processing is An intake port for an internal combustion engine, wherein the intake port is formed so as to approach only the port outlet side.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の吸気ポート。 The valve guide is attached to the intake port by press-fitting, and the upper wall surface of the port upstream of the valve guide press-fitting portion is inclined downward with respect to the port axis. The intake port of the internal combustion engine described.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の吸気ポート。 A valve guide is attached to the intake port by press fitting so that the end surface of the valve guide press-fitting portion has an edge shape with an angle with respect to the tip surface of the valve guide, and the tip of the valve guide protrudes into the port. The intake port of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the intake port is configured as described above.
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