JP2016138534A - Intake port structure for engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To strengthen a tumble flow in a combustion chamber without complicating a configuration.SOLUTION: An intake port structure for an engine includes an intake port 5 connected to a combustion chamber 3 of the engine, and an annular seat ring 20 provided in a region of the intake port 5 facing the combustion chamber 3. The inner face of the intake port 5 continuous with the upstream side of the inner face of the seat ring 20 has an inner face corresponding portion 32 flush with the inner face of the seat ring 20, on the rear end side far from the axial core of a cylinder bore in a planar view along the axial direction of the seat ring 20 from the side of the combustion chamber 3, and overhang portions 31 protruded inside of the inner face of the seat ring 20, in any other areas. The overhang portions 31 are provided on the inner face of the intake port 5 continuous with the upstream side of the inner face of the seat ring 20, at both lateral sides between the rear end side far from the axial core x of the cylinder bore and the front end side close to the axial core x of the cylinder bore.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、燃焼室内で良好な燃焼を可能とするエンジンの吸気ポート構造に関する。   The present invention relates to an engine intake port structure that enables good combustion in a combustion chamber.

従来から、エンジンの燃焼室内に、シリンダボアの軸心方向に沿って流れる旋回流であるタンブル流（縦渦）や、シリンダボアの内周面の周方向に沿って流れる旋回流であるスワール流（横渦）を発生させる種々の技術が知られている。   Conventionally, a tumble flow (vertical vortex) that is a swirl flow that flows along the axial direction of the cylinder bore, and a swirl flow that is a swirl flow that flows along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the cylinder bore (lateral) Various techniques for generating vortices are known.

タンブル流を発生させる技術としては、例えば、吸気ポート内に設けた吸気流制御弁によって、その吸気ポート内の遮蔽度合いを変化させて、タンブル流を生成させるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、吸気ポート内に設けたノズルから、バルブスロート部の壁面に沿って下向きに空気を噴出することにより、タンブル流を生成させるものもある（例えば、特許文献２参照）。   As a technique for generating a tumble flow, for example, there is a technique for generating a tumble flow by changing the degree of shielding in the intake port using an intake flow control valve provided in the intake port (see, for example, Patent Document 1). ). In addition, there is a type that generates a tumble flow by ejecting air downward from a nozzle provided in an intake port along a wall surface of a valve throat portion (see, for example, Patent Document 2).

さらに、タンブル流を強化するために、吸気ポートの内径を縮小するとともに、その吸気ポートにおけるシリンダボアの軸心から遠い側の内面にエッジ部を設ける技術がある。エッジ部を設けることにより流路断面積が小さくなり、流速の増大を図ることで、タンブル流が強化できるとされている（例えば、特許文献３参照）。   Furthermore, in order to strengthen the tumble flow, there is a technique of reducing the inner diameter of the intake port and providing an edge portion on the inner surface of the intake port on the side far from the axis of the cylinder bore. By providing the edge portion, the cross-sectional area of the flow path is reduced, and the tumble flow can be strengthened by increasing the flow velocity (see, for example, Patent Document 3).

特開２００７−３２５６０号公報JP 2007-32560 A 特開２０１３−１２２１８８号公報JP 2013-122188 A 特開２００７−４６４５７号公報（第３頁明細書段落００１０、第８頁第６図参照）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-46457 (see page 3, paragraph 0010, page 8, FIG. 6)

上記のように、燃料室内に吸気のタンブル流を生成する場合、良好な燃焼を確保するために、そのタンブル流をさらに強化したいという要請がある。しかし、タンブル流を強化するために、種々の弁装置やノズルを追加することは、装置の複雑化やコストの増大につながるので限界がある。   As described above, when generating a tumble flow of intake air in the fuel chamber, there is a demand for further strengthening the tumble flow in order to ensure good combustion. However, the addition of various valve devices and nozzles to enhance the tumble flow is limited because it increases the complexity and cost of the device.

また、特許文献３の技術によれば、吸気ポート内のエッジ部周辺において吸気通路が屈曲するので、流量係数が低下し、逆にタンブル流が弱まってしまう事態も想定される。   Further, according to the technique of Patent Document 3, since the intake passage is bent around the edge portion in the intake port, it is assumed that the flow coefficient decreases and conversely the tumble flow weakens.

そこで、この発明の課題は、構造を複雑にすることなく、燃料室内のタンブル流を強化することである。   Accordingly, an object of the present invention is to enhance the tumble flow in the fuel chamber without complicating the structure.

上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの燃焼室に接続される吸気ポートと、前記吸気ポートの前記燃焼室に臨む領域に設けられる環状のシートリングとを備え、前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面は、前記燃焼室側からの前記シートリングの軸心方向に沿う平面視において、シリンダボアの軸心から遠い後端側に前記シートリングの内面と面一な内面一致部を備え、他のいずれかの部分に前記シートリングの内面よりも内側に突出する張り出し部を備え、前記張り出し部のある箇所の流路の断面積を前記シートリングの流路の断面積よりも小さくしたエンジンの吸気ポート構造を採用した。   In order to solve the above-described problems, the present invention includes an intake port connected to a combustion chamber of an engine, and an annular seat ring provided in a region of the intake port facing the combustion chamber. The inner surface of the intake port that is continuous to the upstream side of the inner surface is formed on the inner surface and the surface of the seat ring on the rear end side far from the axis of the cylinder bore in a plan view along the axial direction of the seat ring from the combustion chamber side. An inner surface matching portion, and a protruding portion protruding inward from the inner surface of the seat ring at any other portion, and a cross-sectional area of the flow path at the location where the protruding portion is present is defined as a flow path of the seat ring The engine intake port structure is smaller than the cross-sectional area.

ここで、前記張り出し部は、前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面のうち前記後端側とシリンダボアの軸心に近い前端側との間を結ぶ側方部のいずれかの側又は両側に設けられる構成を採用することができる。   Here, the overhanging portion is any one of the side portions connecting the rear end side and the front end side close to the axis of the cylinder bore among the inner surfaces of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring. The structure provided in the side or both sides of this can be employ | adopted.

さらに、前記内面一致部は、前記シートリングの内面の上流側に連続する吸気ポートの内面のうち前記前端側に設けられる構成を採用することができる。   Further, the inner surface matching portion may employ a configuration provided on the front end side of the inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring.

あるいは、前記前端側に張り出し部を備え、前記側方部の張り出し部における前記シートリングの内面からの内側への最大突出長さは、前記前端側の張り出し部における前記シートリングの内面からの内側への最大突出長さよりも大きく設定した構成を採用することができる。   Alternatively, a protruding portion is provided on the front end side, and the maximum protruding length from the inner surface of the seat ring in the protruding portion of the side portion is the inner side from the inner surface of the seat ring in the protruding portion on the front end side. It is possible to adopt a configuration that is set to be larger than the maximum projecting length.

これらの各構成において、前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面は、前記前端側と前記後端側とを結ぶ前後方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも大きく設定される構成を採用することができる。   In each of these configurations, the inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring has a maximum diameter in the front-rear direction connecting the front end side and the rear end side in the width direction perpendicular thereto. A configuration that is set larger than the maximum diameter can be employed.

これらの各構成において、前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面は、前記後端側と前記前端側のそれぞれに前記シートリングの軸心回りの円弧状部を備え、前記後端側の円弧状部の半径を前記前端側の円弧状部の半径よりも大きく設定した構成を採用することができる。   In each of these configurations, the inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring includes an arcuate portion around the axis of the seat ring on each of the rear end side and the front end side, A configuration in which the radius of the arcuate portion on the rear end side is set larger than the radius of the arcuate portion on the front end side can be adopted.

この発明は、シートリングの内面の上流側に連続する吸気ポートの内面に、燃焼室側からのシートリングの軸心方向に沿う平面視において、シリンダボアの軸心から遠い後端側にシートリングの内面と面一な内面一致部を備え、他のいずれかの部分にシートリングの内面よりも内側に突出する張り出し部を備えたので、吸気の流量を維持又は増加させつつ、タンブル比、すなわち、ピストンが一往復する間のタンブル流の回転数を向上させることができる。このため、構造を複雑にすることなく、燃料室内のタンブル流を強化することができる。   In the present invention, the seat ring is formed on the inner surface of the intake port continuous upstream of the inner surface of the seat ring on the rear end side far from the axis of the cylinder bore in a plan view along the axial direction of the seat ring from the combustion chamber side. Since it has an inner surface matching portion that is flush with the inner surface and a protruding portion that protrudes inward from the inner surface of the seat ring in any other part, the tumble ratio, that is, while maintaining or increasing the flow rate of intake air, The rotational speed of the tumble flow during one reciprocation of the piston can be improved. For this reason, the tumble flow in the fuel chamber can be enhanced without complicating the structure.

この発明の実施形態を示し、（ａ）は吸気ポートの要部拡大図、（ｂ）は（ａ）の変形例である。1 shows an embodiment of the present invention, (a) is an enlarged view of a main part of an intake port, and (b) is a modified example of (a). この発明の効果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the effect of this invention. （ａ）（ｂ）は他の実施形態を示す要部拡大図である。(A) (b) is a principal part enlarged view which shows other embodiment. （ａ）（ｂ）は吸気ポートの加工方法を示す説明図、（ｃ）はその完成時を示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows the processing method of an intake port, (c) is explanatory drawing which shows the time of completion. エンジンの内部を模式的に示す縦断面図、（ｂ）（ｃ）は吸気ポートの詳細図である。The longitudinal cross-sectional view which shows the inside of an engine typically, (b) (c) is a detailed view of an intake port.

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、この実施形態のエンジンの吸気ポート付近を示す要部拡大図である。図１（ｂ）はその変形例である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is an enlarged view of a main part showing the vicinity of the intake port of the engine of this embodiment. FIG. 1B shows a modification thereof.

エンジンの燃焼室３の配置と吸気ポート５の形状を図５に示す。この実施形態のエンジンは自動車用のディーゼルエンジンである。エンジンのシリンダ１内にはピストン２が収容されている。シリンダ１の内周面、及び、ピストン２の上面等により燃焼室３が形成されている。各シリンダの燃焼室３内に吸気を送り込む吸気通路５、燃焼室３から引き出された排気ポート７、燃焼室３内へ燃料を噴射する燃料噴射装置９等を備えている。   The arrangement of the engine combustion chamber 3 and the shape of the intake port 5 are shown in FIG. The engine of this embodiment is a diesel engine for automobiles. A piston 2 is accommodated in the cylinder 1 of the engine. A combustion chamber 3 is formed by the inner peripheral surface of the cylinder 1, the upper surface of the piston 2, and the like. An intake passage 5 for sending intake air into the combustion chamber 3 of each cylinder, an exhaust port 7 drawn from the combustion chamber 3, a fuel injection device 9 for injecting fuel into the combustion chamber 3, and the like are provided.

これらの図面では、この発明に直接関係する部材、手段を中心に示し、他の部材等については図示省略している。また、図面では、一つのシリンダ１のみを示しているが、エンジンは単気筒であってもよいし、複数のシリンダを備えた多気筒であってもよい。   In these drawings, members and means directly related to the present invention are mainly shown, and other members and the like are not shown. Although only one cylinder 1 is shown in the drawing, the engine may be a single cylinder or a multi-cylinder having a plurality of cylinders.

この実施形態では、図５（ｃ）に示すように、吸気ポート５は、燃焼室３の手前で２つの通路に分岐している。また、図示していないが、排気ポート７も、燃焼室３の手前で２つの通路に分岐している。   In this embodiment, as shown in FIG. 5C, the intake port 5 is branched into two passages before the combustion chamber 3. Although not shown, the exhaust port 7 also branches into two passages before the combustion chamber 3.

各吸気ポート５の燃焼室３への開口部である吸気弁孔５ａは、吸気バルブ６によって開閉される。また、各排気ポート７の燃焼室３への開口部である排気弁孔７ａは、排気バルブ８によって開閉される。このとき、吸気バルブ６及び排気バルブ８は、それぞれ吸気ポート５、排気ポート７の燃焼室３に臨む領域に設けられる環状のシートリング２０に接離する。   An intake valve hole 5 a that is an opening to each combustion port 3 of each intake port 5 is opened and closed by an intake valve 6. Further, the exhaust valve hole 7 a that is an opening to each combustion port 3 of each exhaust port 7 is opened and closed by the exhaust valve 8. At this time, the intake valve 6 and the exhaust valve 8 are brought into contact with and separated from an annular seat ring 20 provided in a region facing the combustion chamber 3 of the intake port 5 and the exhaust port 7 respectively.

これらの吸気バルブ６及び排気バルブ８は、シリンダヘッド４側に設けたカムシャフトの回転によって、所定のタイミングで吸気弁孔５ａ、排気弁孔７ａを開閉する。吸気バルブ６及び排気バルブ８の軸部は、吸気ポート５、排気ポート７の内面に開口する軸挿通部５ｂから、シリンダヘッド４内のカムシャフト側へ引き出されている。吸気ポート５の軸挿通部５ｂは、図５（ｂ）に示すように、吸気ポート５における吸気弁孔５ａの上流側に位置する屈曲部５ｃ、又は、その屈曲部５ｃのすぐ上流側に開口している。   The intake valve 6 and the exhaust valve 8 open and close the intake valve hole 5a and the exhaust valve hole 7a at a predetermined timing by the rotation of a camshaft provided on the cylinder head 4 side. The shaft portions of the intake valve 6 and the exhaust valve 8 are drawn out to the camshaft side in the cylinder head 4 from shaft insertion portions 5 b that open to the inner surfaces of the intake port 5 and the exhaust port 7. As shown in FIG. 5B, the shaft insertion portion 5b of the intake port 5 is opened to the bent portion 5c located upstream of the intake valve hole 5a in the intake port 5, or just upstream of the bent portion 5c. doing.

図１（ａ）に示すように、シートリング２０の内面の上流側に連続する吸気ポート５の内面のうち、吸気バルブ６の軸部を支持する軸挿通部５ｂより下流側であってシートリング２０の直上に位置する部分（以下、シートリング上流部３０と称する。）は、燃焼室３側からの下面視、すなわち、燃焼室３側からのシートリング２０の軸心方向に沿う平面視において、シリンダボアの軸心ｘから遠い後端側に、シートリング２０の内面と面一な内面一致部３２を備える。この実施形態では、図１（ａ）の後端部３１ｄが内面一致部３２に相当する。   As shown in FIG. 1A, the seat ring that is downstream of the shaft insertion portion 5 b that supports the shaft portion of the intake valve 6 among the inner surface of the intake port 5 that is continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring 20. 20 (hereinafter referred to as the seat ring upstream portion 30) is a bottom view from the combustion chamber 3 side, that is, a plan view along the axial direction of the seat ring 20 from the combustion chamber 3 side. An inner surface matching portion 32 that is flush with the inner surface of the seat ring 20 is provided on the rear end side far from the axis x of the cylinder bore. In this embodiment, the rear end portion 31 d of FIG. 1A corresponds to the inner surface matching portion 32.

また、シートリング上流部３０のうち他の部分、すなわち、前記平面視において、シリンダボアの軸心ｘに近い前端側と、その前端側と後端側とを結ぶ両側の側方部に、シートリング２０の内面よりも内側に突出する張り出し部３１を備える。この実施形態では、図１（ａ）の前端部３１ｃと側方部３１ａ、３１ｂが、張り出し部３１に相当する。そして、シートリング上流部３０全体の断面形状は、前端側と後端側とを結ぶ前後方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも大きく設定された、いわゆるオーバル形状となっている。   Further, in the other part of the seat ring upstream portion 30, that is, in the plan view, the seat ring is attached to the front end side close to the axis x of the cylinder bore and the side portions on both sides connecting the front end side and the rear end side. An overhanging portion 31 that protrudes inward from the inner surface of 20 is provided. In this embodiment, the front end portion 31 c and the side portions 31 a and 31 b in FIG. And the cross-sectional shape of the entire seat ring upstream portion 30 is a so-called oval shape in which the maximum diameter in the front-rear direction connecting the front end side and the rear end side is set larger than the maximum diameter in the width direction orthogonal thereto. It has become.

また、後端部３１ｄと前端部３１ｃのそれぞれに、シートリング２０の軸心回りの円弧状部を備える。側方部３１ａ、３１ｂは、後端部３１ｄと前端部３１ｃとを結ぶ直線状の内面である。側方部３１ａ、３１ｂを緩やかな円弧状としてもよい。   Further, each of the rear end portion 31d and the front end portion 31c includes an arc-shaped portion around the axis of the seat ring 20. The side portions 31a and 31b are linear inner surfaces connecting the rear end portion 31d and the front end portion 31c. The side portions 31a and 31b may have a gentle arc shape.

この張り出し部３１によって、シートリング上流部３０の流路の断面積は、シートリング２０の流路の断面積よりも小さくなる。これにより、吸気の燃焼室３内への流速を高めることができる。   Due to the overhanging portion 31, the cross-sectional area of the flow path of the seat ring upstream portion 30 becomes smaller than the cross-sectional area of the flow path of the seat ring 20. Thereby, the flow velocity of the intake air into the combustion chamber 3 can be increased.

ここで、シートリング上流部３０のうち、シリンダボアの軸心ｘから遠い後端部３１ｄには張り出し部３１を設けていない。張り出し部３１は、その後端部３１ｄを除く箇所に設けられる。これにより、シリンダ１の内周面に近い側での吸気の流量を確保しつつ、他の部分、すなわち、張り出し部３１を設けた側において流路を狭くして吸気の流速を高めることができる。このような、後端部３１ｄでの流量確保と、それ以外の側での流速向上により、タンブル比を向上できることが実験により確認できた。   Here, in the upstream portion 30 of the seat ring, the protruding portion 31 is not provided at the rear end portion 31d far from the axis x of the cylinder bore. The overhanging portion 31 is provided at a place excluding the rear end portion 31d. Thereby, while ensuring the flow rate of the intake air on the side close to the inner peripheral surface of the cylinder 1, the flow rate of the intake air can be increased by narrowing the flow path at the other portion, that is, the side where the overhanging portion 31 is provided. . It has been confirmed by experiments that the tumble ratio can be improved by securing the flow rate at the rear end portion 31d and improving the flow velocity on the other side.

ここで、シートリング上流部３０、すなわち、シートリング２０の内面の上流側に連続する吸気ポート５の内面とは、鋳物等の金属で構成される吸気ポート５の内面のうち、シートリング２０の直上に位置する部分を意味する。また、張り出し部３１とは、吸気ポート５内の流路の断面積を縮小するために設けられるものである。
このため、吸気バルブ６の軸部を支持する軸挿通部５ｂは、吸気ポート５の内面に突出する部分を有していても、それは張り出し部３１に該当しない。また、屈曲部５ｃの内面が、前記平面視において、シートリング２０の内面から内側に見えていても、その屈曲部５ｃの内面は流路の断面積を縮小するためのものではないので、張り出し部３１には該当しない。シートリング上流部３０は、シートリング２０の直上にあり、通常は、吸気ポート５の流路の断面積が、燃焼室３に向かって徐々に拡がる部分でもある。 Here, the seat ring upstream portion 30, that is, the inner surface of the intake port 5 continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring 20 is the inner surface of the intake port 5 made of a metal such as a casting. It means the part located directly above. The overhanging portion 31 is provided to reduce the cross-sectional area of the flow path in the intake port 5.
For this reason, even if the shaft insertion portion 5 b that supports the shaft portion of the intake valve 6 has a portion protruding from the inner surface of the intake port 5, it does not correspond to the overhang portion 31. Further, even though the inner surface of the bent portion 5c can be seen from the inner surface of the seat ring 20 in the plan view, the inner surface of the bent portion 5c is not intended to reduce the cross-sectional area of the flow path. It does not fall under part 31. The seat ring upstream portion 30 is located immediately above the seat ring 20 and is usually also a portion where the cross-sectional area of the flow path of the intake port 5 gradually expands toward the combustion chamber 3.

図１（ｂ）に変形例を示す。図１（ｂ）において、シートリング上流部３０のうち、後端部３１ｄに内面一致部３２を、前端部３１ｃと側方部３１ａ、３１ｂに張り出し部３１を備える点は、前述の例と同様である。   FIG. 1B shows a modification. In FIG. 1 (b), the seat ring upstream portion 30 is provided with the inner surface matching portion 32 at the rear end portion 31d and the overhanging portion 31 at the front end portion 31c and the side portions 31a and 31b in the same manner as in the above-described example. It is.

また、後端部３１ｄと前端部３１ｃのそれぞれに、シートリング２０の軸心回りの円弧状部を備える点も同様である。側方部３１ａ、３１ｂは、後端部３１ｄと前端部３１ｃとを結ぶ直線状の内面である点も同様である。   The same is true in that each of the rear end portion 31d and the front end portion 31c includes an arc-shaped portion around the axis of the seat ring 20. The side portions 31a and 31b are also the same in that they are linear inner surfaces connecting the rear end portion 31d and the front end portion 31c.

この例では、後端部３１ｄの円弧状部の半径ｒｄを、前端部３１ｃの円弧状部の半径ｒｃよりも大きく設定している。このように、後端部３１ｄ側の半径を相対的に大きくすることが後端側での流量確保に効果的であり、また、前端部３１ｃ側の半径を相対的に小さくすることが前端側での流速確保に効果的である。   In this example, the radius rd of the arc-shaped portion of the rear end portion 31d is set larger than the radius rc of the arc-shaped portion of the front end portion 31c. As described above, it is effective to secure the flow rate on the rear end side by relatively increasing the radius on the rear end portion 31d side, and it is effective to relatively reduce the radius on the front end portion 31c side. It is effective for securing the flow velocity at

このように、前端部３１ｃに張り出し部３１を備える場合において、側方部３１ａ、３１ｂの張り出し部３１におけるシートリング２０の内面からの内側への最大突出長さａ、ｂは、前端部３１ｃの張り出し部３１におけるシートリング２０の内面からの内側への最大突出長さｃよりも大きく設定することが望ましい。流速向上のための流路断面積の縮小量は、前端部３１ｃよりも側方部３１ａ、３１ｂで大きく確保することが可能である。   In this way, when the front end portion 31c is provided with the overhanging portion 31, the maximum projecting lengths a and b from the inner surface of the seat ring 20 at the overhanging portion 31 of the side portions 31a and 31b are determined by the front end portion 31c. It is desirable to set it to be longer than the maximum projecting length c from the inner surface of the seat ring 20 at the overhang portion 31. A reduction amount of the channel cross-sectional area for improving the flow velocity can be ensured at the side portions 31a and 31b larger than the front end portion 31c.

図２に、この発明のタンブル比向上の効果を示す。従来のエンジンでは、流量とタンブル比とはトレードオフの関係にあり、流量を増大させるとタンブル比が減少してしまうという問題があった。しかし、この発明によれば、流量を増加させながらタンブル比を増加させることができるので、従来の流量とタンブル比とのトレードオフの関係を改善できる。   FIG. 2 shows the effect of improving the tumble ratio of the present invention. In the conventional engine, the flow rate and the tumble ratio are in a trade-off relationship, and there is a problem that the tumble ratio decreases when the flow rate is increased. However, according to the present invention, since the tumble ratio can be increased while increasing the flow rate, the conventional trade-off relationship between the flow rate and the tumble ratio can be improved.

他の実施形態を、図３（ａ）に示す。この態様では、前記平面視において、後端部３１ｄ側に内面一致部３２を備える。また、前端部３１ｃと両側の側方部３１ａ、３１ｂに張り出し部３１を備える。ただし、側方部３１ａ、３１ｂの張り出し部３１は直線状のものではなく、シートリング２０の軸心ｏよりも前端寄りの部分にのみ、前端部３１ｃの円弧状の張り出し部３１に連続する同じく円弧状の張り出し部３１を設けている。側方部３１ａ、３１ｂの円弧状の張り出し部３１と、前端部３１ｃの円弧状の張り出し部３１とは、同心で同一の半径ｒｃからなる連続する円としているが、これらを互いに半径の異なる円弧としてもよい。また、張り出し部３１の半径ｒｃを、後端部３１ｄ側の円弧状の内面の半径ｒｄよりも小さくして、張り出し部３１の面積を増大させてもよい。   Another embodiment is shown in FIG. In this aspect, the inner surface matching portion 32 is provided on the rear end portion 31d side in the plan view. Moreover, the overhang | projection part 31 is provided in the front-end part 31c and the side parts 31a and 31b of both sides. However, the projecting portions 31 of the side portions 31a and 31b are not linear, and only the portion closer to the front end than the axis o of the seat ring 20 is continuous with the arc-shaped projecting portion 31 of the front end portion 31c. An arc-shaped projecting portion 31 is provided. The arc-shaped projecting portions 31 of the side portions 31a and 31b and the arc-shaped projecting portion 31 of the front end portion 31c are concentric and continuous circles having the same radius rc. It is good. Further, the area of the projecting portion 31 may be increased by making the radius rc of the projecting portion 31 smaller than the radius rd of the arcuate inner surface on the rear end portion 31d side.

さらに他の実施形態を、図３（ｂ）に示す。この態様では、内面一致部３２は、後端部３１ｄと前端部３１ｃに設けられる。張り出し部３１は、両側の側方部３１ａ、３１ｂに設けられる。この実施形態も、シートリング上流部３０の断面形状は、前端側と後端側とを結ぶ前後方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも大きく設定された、いわゆるオーバル形状である。   Yet another embodiment is shown in FIG. In this aspect, the inner surface matching part 32 is provided in the rear end part 31d and the front end part 31c. The overhanging portion 31 is provided on the side portions 31a and 31b on both sides. In this embodiment as well, the cross-sectional shape of the seat ring upstream portion 30 is a so-called oval in which the maximum diameter in the front-rear direction connecting the front end side and the rear end side is set larger than the maximum diameter in the width direction perpendicular thereto. Shape.

これらの各態様では、両方の側方部３１ａ、３１ｂに張り出し部３１を設けたが、いずれか一方の側方部にのみ張り出し部３１を設け、他方の側方部は内面一致部３２としてもよい。   In each of these aspects, the overhanging portion 31 is provided on both the side portions 31a and 31b. However, the overhanging portion 31 is provided only on one of the side portions, and the other side portion is also used as the inner surface matching portion 32. Good.

つぎに、これらの各態様の吸気ポート構造とするための製造方法（加工方法）について説明する。   Next, a manufacturing method (processing method) for obtaining the intake port structure of each aspect will be described.

シートリング上流部３０を含む吸気ポート５は、鋳造によりシリンダヘッド４とともに製作される。シートリング上流部３０の断面形状は、張り出し部３１と内面一致部３２とが介在することにより真円ではないので、鋳造時の鋳物の型をこのような形状とするか、あるいは、鋳造後の部材を三次元マシニングセンタ等で切削加工する。   The intake port 5 including the seat ring upstream portion 30 is manufactured together with the cylinder head 4 by casting. Since the cross-sectional shape of the seat ring upstream portion 30 is not a perfect circle due to the presence of the overhang portion 31 and the inner surface matching portion 32, the casting mold at the time of casting has such a shape, or after casting The member is cut by a three-dimensional machining center or the like.

つぎに、吸気弁孔５ａのうち、吸気バルブ６が当接する部分の加工を行う。加工前のシートリング２０は、吸気ポート５の燃焼室３へ臨む部分に予め圧入されて、その吸気ポート５に固定されているものとする。   Next, the portion of the intake valve hole 5a where the intake valve 6 abuts is processed. It is assumed that the seat ring 20 before processing is press-fitted in advance to a portion of the intake port 5 facing the combustion chamber 3 and is fixed to the intake port 5.

まず、第１の工程では、吸気弁孔５ａの奥部内面に、燃焼室３側に向かって徐々に拡がるスロート部２２を加工する。図４（ａ）に示すように、スロートカッタＡを吸気バルブ６の中心線に一致する軸心に沿って吸気ポート５内へ所定量進入させる。スロートカッタＡを軸心周りに回転させることにより、シートリング２０の内面及びシートリング上流部３０の削り加工を行う。スロートカッタＡの加工により、シートリング２０の内面からシートリング上流部３０の内面に亘って連続する、円錐面又は球面等からなるスロート部２２を形成する。したがって、このとき、張り出し部３１や内面一致部３２の一部も削り加工される。   First, in a 1st process, the throat part 22 which expands gradually toward the combustion chamber 3 side is processed in the back inner surface of the intake valve hole 5a. As shown in FIG. 4A, the throat cutter A is made to enter a predetermined amount into the intake port 5 along the axial center coinciding with the center line of the intake valve 6. By rotating the throat cutter A around the axis, the inner surface of the seat ring 20 and the upstream portion 30 of the seat ring are shaved. By processing the throat cutter A, a throat portion 22 made of a conical surface or a spherical surface is formed continuously from the inner surface of the seat ring 20 to the inner surface of the seat ring upstream portion 30. Accordingly, at this time, part of the overhanging portion 31 and the inner surface matching portion 32 is also cut.

つぎに、第２の工程では、スロートカッタＡを取り外した後、吸気バルブ６が当接する部分、すなわち、バルブ当接部２１を加工する。図４（ｂ）に示すように、シートカッタＢを吸気バルブ６の中心線に一致する軸心に沿ってシートリング２０内へ所定量進入させる。シートカッタＢを軸心周りに回転させることにより、シートリング２０の内面の削り加工を行う。シートカッタＢの加工により、シートリング２０の内面に、円錐面又は球面等からなるバルブ当接部２１を形成する。   Next, in the second step, after the throat cutter A is removed, the portion with which the intake valve 6 comes into contact, that is, the valve contact portion 21 is processed. As shown in FIG. 4 (b), the seat cutter B is made to enter a predetermined amount into the seat ring 20 along the axial center coinciding with the center line of the intake valve 6. The inner surface of the seat ring 20 is shaved by rotating the sheet cutter B around the axis. By processing the seat cutter B, a valve contact portion 21 made of a conical surface or a spherical surface is formed on the inner surface of the seat ring 20.

図４（ｃ）に示すように、スロート部２２とバルブ当接部２１とは滑らかに連続しており、したがって、張り出し部３１や内面一致部３２からシートリング２０の内面に亘って、滑らかな内面が形成される。   As shown in FIG. 4C, the throat portion 22 and the valve abutting portion 21 are smoothly continuous. Therefore, the throat portion 22 and the inner surface matching portion 32 and the inner surface of the seat ring 20 are smooth. An inner surface is formed.

なお、スロート部２２がバルブ当接部２１よりも先に加工される場合もあるし、バルブ当接部２１がスロート部２２よりも先に加工される場合もある。   The throat portion 22 may be processed before the valve contact portion 21, or the valve contact portion 21 may be processed before the throat portion 22.

これらの実施形態では、自動車用のディーゼルエンジンを例に、この発明の構成を説明したが、自動車用の４サイクルガソリンエンジン、その他各種用途、各種使用のエンジンにおいても、この発明を適用できる。   In these embodiments, the configuration of the present invention has been described by taking a diesel engine for automobiles as an example. However, the present invention can also be applied to a four-cycle gasoline engine for automobiles, various other uses, and engines for various uses.

１ シリンダ
２ ピストン
３ 燃焼室
４ シリンダヘッド
５ 吸気ポート
６ 吸気バルブ
７ 排気ポート
８ 排気バルブ
９ 燃料噴射装置
２０ シートリング
２１ バルブ当接部
２２ スロート部
３０ シートリング上流部
３１ 張り出し部
３２ 内面一致部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Piston 3 Combustion chamber 4 Cylinder head 5 Intake port 6 Intake valve 7 Exhaust port 8 Exhaust valve 9 Fuel injection device 20 Seat ring 21 Valve contact part 22 Throat part 30 Seat ring upstream part 31 Overhang part 32 Inner surface matching part

Claims (6)

エンジンの燃焼室に接続される吸気ポートと、
前記吸気ポートの前記燃焼室に臨む領域に設けられる環状のシートリングとを備え、
前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面は、前記燃焼室側からの前記シートリングの軸心方向に沿う平面視において、シリンダボアの軸心から遠い後端側に前記シートリングの内面と面一な内面一致部を備え、他のいずれかの部分に前記シートリングの内面よりも内側に突出する張り出し部を備え、前記張り出し部のある箇所の流路の断面積を前記シートリングの流路の断面積よりも小さくした
エンジンの吸気ポート構造。 An intake port connected to the combustion chamber of the engine;
An annular seat ring provided in a region facing the combustion chamber of the intake port;
The inner surface of the intake port that is continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring has a seat ring on the rear end side that is far from the axis of the cylinder bore in a plan view along the axial direction of the seat ring from the combustion chamber side. An inner surface matching portion that is flush with the inner surface of the sheet ring, and a protruding portion that protrudes inward from the inner surface of the seat ring at any other portion, and the cross-sectional area of the flow path at the location where the protruding portion is located is the sheet. Engine intake port structure that is smaller than the cross-sectional area of the flow path of the ring. 前記張り出し部は、前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面のうち前記後端側とシリンダボアの軸心に近い前端側との間を結ぶ側方部のいずれか一方の側又は両側に設けられる
請求項１に記載のエンジンの吸気ポート構造。 The overhanging portion is either one of the side portions connecting the rear end side and the front end side close to the axis of the cylinder bore, of the inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring. Or the intake port structure of the engine according to claim 1 provided on both sides. 前記内面一致部は、前記シートリングの内面の上流側に連続する吸気ポートの内面のうち前記前端側に設けられる
請求項２に記載のエンジンの吸気ポート構造。 The engine intake port structure according to claim 2, wherein the inner surface matching portion is provided on the front end side of the inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring. 前記前端側に張り出し部を備え、
前記側方部の張り出し部における前記シートリングの内面からの内側への最大突出長さは、前記前端側の張り出し部における前記シートリングの内面からの内側への最大突出長さよりも大きく設定される
請求項２に記載のエンジンの吸気ポート構造。 A protruding portion is provided on the front end side,
The maximum projecting length from the inner surface of the seat ring to the inner side in the projecting portion of the side portion is set larger than the maximum projecting length from the inner surface of the seat ring to the inner surface of the projecting portion on the front end side. The intake port structure for an engine according to claim 2. 前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面は、前記前端側と前記後端側とを結ぶ前後方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも大きく設定される
請求項１から４の何れか１項に記載のエンジンの吸気ポート構造。 The inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring is set such that the maximum diameter in the front-rear direction connecting the front end side and the rear end side is larger than the maximum diameter in the width direction perpendicular thereto. An intake port structure for an engine according to any one of claims 1 to 4. 前記シートリングの内面の上流側に連続する前記吸気ポートの内面は、前記後端側と前記前端側のそれぞれに前記シートリングの軸心回りの円弧状部を備え、
前記後端側の円弧状部の半径を前記前端側の円弧状部の半径よりも大きく設定した
請求項１から５の何れか１項に記載のエンジンの吸気ポート構造。 The inner surface of the intake port continuous to the upstream side of the inner surface of the seat ring includes an arcuate portion around the axis of the seat ring on each of the rear end side and the front end side,
The engine intake port structure according to any one of claims 1 to 5, wherein a radius of the arcuate portion on the rear end side is set larger than a radius of the arcuate portion on the front end side.
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