JP2020165336A - Internal combustion engine - Google Patents

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JP2020165336A JP2019064349A JP2019064349A JP2020165336A JP 2020165336 A JP2020165336 A JP 2020165336A JP 2019064349 A JP2019064349 A JP 2019064349A JP 2019064349 A JP2019064349 A JP 2019064349A JP 2020165336 A JP2020165336 A JP 2020165336A
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curtain
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ratio
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志典 黒木
Yukinori Kuroki
志典 黒木
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Abstract

To provide an internal combustion engine in which strong tumble flow can be created.SOLUTION: A center line of an intake port 4 is directed toward a lower portion of an exhaust port 5 at an upper portion of a cylinder bore 1. Accordingly, it can contribute to creation of tumble flow. A curtain ratio obtained by dividing an intake curtain area S by a minimum cross-sectional area E of the intake port 4 is over 2 when an intake valve 6 is lifted in maximum (preferably 3 or more). Intake air is continuously injected toward a lower region of the exhaust port 5 of the cylinder bore 1 without disturbed by a head portion 6b of the intake valve 6 since the curtain ratio is over 2 before the intake valve 6 reaches the maximum lift in an intake stroke. Accordingly, strong tumble flow can be created.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本願発明は内燃機関に関するものであり、タンブル流の強化技術を特徴としている。 The present invention relates to an internal combustion engine and is characterized by a tumble flow strengthening technique.

火花点火式の内燃機関において、シリンダボアに吸入した吸気にタンブル流を付与すると、燃料と空気との混合性が高まって出力向上や排気ガスの成分悪化防止に貢献できる。そこで、強いタンブル流を生成するために、多くの提案が成されている。 In a spark-ignition type internal combustion engine, if a tumble flow is applied to the intake air sucked into the cylinder bore, the mixture of fuel and air is enhanced, which can contribute to the improvement of output and the prevention of deterioration of the exhaust gas component. Therefore, many proposals have been made to generate a strong tumble flow.

例えば特許文献1には、吸気ポートに、吸気の流れを上下に区分する隔壁を設けて、隔壁の上方を流れる吸気をできるだけ上向きに流れるように方向付けることにより、特に低速回転域でのタンブル流の強化を図っている。 For example, in Patent Document 1, a partition wall that divides the flow of intake air into upper and lower parts is provided in the intake port, and the intake air flowing above the partition wall is directed so as to flow upward as much as possible, thereby causing a tumble flow particularly in a low speed rotation range. We are trying to strengthen.

特開2017−150379号公報JP-A-2017-150379

タンブル流の強化のためには、吸気の流れを拡散させずに、できるだけ方向性(指向性)を持った状態でシリンダボアに向かわせることが重要であるが、特許文献1の構成では、吸気ポートの出口部において吸気の一部に方向性を持たせるだけであるため、タンブル流の強化策としては必ずしも十分でないと解される。 In order to strengthen the tumble flow, it is important to direct the intake air flow toward the cylinder bore with as much directivity as possible without diffusing it. However, in the configuration of Patent Document 1, the intake port It is understood that it is not always sufficient as a measure for strengthening the tumble flow because it only gives a direction to a part of the intake air at the outlet part of.

他方、吸気ポートの出口部の面積と吸気バルブのリフト量とについては、吸気バルブの外周長さとリフト量との積であるカーテン面積の概念が知られており、カーテン面積を吸気ポートの出口部の面積で除した値であるカーテン比の概念も知られている。しかし、カーテン比は吸気の流入特性に大きく影響するにもかかわらず、従来は、タンブル流の生成との関係で研究は成されておらず、主として、吸気量の確保の点から考察されていたと云える。 On the other hand, regarding the area of the outlet portion of the intake port and the lift amount of the intake valve, the concept of the curtain area, which is the product of the outer peripheral length of the intake valve and the lift amount, is known, and the curtain area is the outlet portion of the intake port. The concept of the curtain ratio, which is the value divided by the area of, is also known. However, although the curtain ratio has a great influence on the inflow characteristics of the intake air, conventional research has not been conducted in relation to the generation of the tumble flow, and it has been considered mainly from the viewpoint of securing the intake air volume. I can say.

本願発明はこのような現状を契機として成されたものであり、カーテン比の概念を有効利用して、タンブル流を強化できる構成を実現しようとするものである。 The present invention has been made in the wake of such a situation, and is intended to realize a configuration capable of strengthening the tumble flow by effectively utilizing the concept of the curtain ratio.

本願発明の内燃機関は、
「吸気ポートと排気ポートとがシリンダボア軸心を挟んだ反対側に形成されているシリンダヘッドと、前記吸気ポートの出口を開閉する吸気バルブとを有しており、前記吸気ポートの開口方向を前記シリンダボアの内周面のうち排気ポートの下方部に向けることにより、前記吸気ポートから噴出した吸気が前記シリンダボアにガイドされてタンブル流が生成される」
という基本構成になっている。
The internal combustion engine of the present invention is
"The intake port and the exhaust port have a cylinder head formed on the opposite side of the cylinder bore axis and an intake valve that opens and closes the outlet of the intake port, and the opening direction of the intake port is defined as described above. By directing the inner peripheral surface of the cylinder bore toward the lower part of the exhaust port, the intake air ejected from the intake port is guided by the cylinder bore to generate a tumble flow. "
It has a basic structure.

そして、上記基本構成において、
「前記吸気ポートの出口の外周長さをL、前記吸気バルブのリフト量をH、L×Hである吸気カーテン面積をS、前記吸気ポートの最小断面積をEと、S/Eをカーテン比とした場合、リフト量が最大のときの最大カーテン比は2以上であると共に、吸気行程においてカーテン比が2以上に増大する領域が存在している」
という特徴が付加されている。
And in the above basic configuration
"The outer peripheral length of the outlet of the intake port is L, the lift amount of the intake valve is H, the intake curtain area of L × H is S, the minimum cross-sectional area of the intake port is E, and S / E is the curtain ratio. If so, the maximum curtain ratio when the lift amount is maximum is 2 or more, and there is a region where the curtain ratio increases to 2 or more in the intake stroke. "
The feature is added.

カーテン比を高くするには、吸気ポートの最小断面積をできるだけ小さくすることと、吸気バルブの最大リフト量をできるだけ大きくすることとの2つの方法があるが、いずれも限度があるため、現実的には、カーテン比を4より大きい値にすることは難しいと云える。従って、最大カーテン比は、3〜4程度が好適と推測される。 There are two ways to increase the curtain ratio: to make the minimum cross-sectional area of the intake port as small as possible and to make the maximum lift amount of the intake valve as large as possible, but both are practical because there are limits. It can be said that it is difficult to make the curtain ratio larger than 4. Therefore, it is estimated that the maximum curtain ratio is preferably about 3 to 4.

タンブル流を持続的に生成するには、吸気行程においてカーテン比が2以上に増大する領域ができるだけ広いのが好ましい。例えば、吸気バルブが最大リフト量に至るまでの時間のうちの2/3までの時間でカーテン比が2を越えると好適である。また、吸気バルブの最大リフト量には限度があるため、カーテン比にも限度があるが、おおよそ、カーテン比が3以内であれば、必要な吸気量を確保しつつ、吸気バルブはピストンとの干渉を回避したリフトを行うことができて、実用上の問題はないとえる。 In order to continuously generate the tumble flow, it is preferable that the region where the curtain ratio increases to 2 or more in the intake stroke is as wide as possible. For example, it is preferable that the curtain ratio exceeds 2 in the time up to 2/3 of the time required for the intake valve to reach the maximum lift amount. In addition, since the maximum lift amount of the intake valve is limited, the curtain ratio is also limited, but if the curtain ratio is within 3, the intake valve is connected to the piston while ensuring the required intake amount. It can be said that there is no practical problem because the lift can be performed while avoiding interference.

さて、カーテン比の大きさとタンブル比とは、正の相関関係にあると云える。すなわち、カーテン比が大きくなると、吸気が吸気バルブの傘部に邪魔される度合いが低下するため、吸気の直進性・指向性が高まって、タンブル流の生成機能が向上すると云える。 By the way, it can be said that the magnitude of the curtain ratio and the tumble ratio have a positive correlation. That is, when the curtain ratio is increased, the degree to which the intake air is obstructed by the umbrella portion of the intake valve decreases, so that the straightness and directivity of the intake air are improved, and the function of generating the tumble flow is improved.

他方、吸気バルブのリフト量には限界があるため、カーテン比を大きくするためには吸気ポートの最小断面積を小さくせざるを得ないが、吸気ポートの最小断面積を小さくすると吸気量が低下するため、従来は、吸気量の確保を優先してカーテン比への注意は払われておらず、特許文献1に見られるように、吸気ポートの形状の改良などでタンブル比の向上を図っていたと云える。 On the other hand, since the lift amount of the intake valve is limited, the minimum cross-sectional area of the intake port must be reduced in order to increase the curtain ratio, but if the minimum cross-sectional area of the intake port is reduced, the intake amount decreases. Therefore, in the past, attention was not paid to the curtain ratio with priority given to securing the intake amount, and as seen in Patent Document 1, the tumble ratio is improved by improving the shape of the intake port. It can be said that.

つまり、従来は、吸気ポートの出口面積はできるだけ大きいのが良いという認識の下で、吸気をシリンダボアに押し込みつつタンブル流の生成を図っていたと解されるが、強いタンブル比の向上効果が十分でなかったと解される。 In other words, in the past, it is understood that the intake port should have an outlet area as large as possible, and the intake air was pushed into the cylinder bore to generate a tumble flow, but the effect of improving the strong tumble ratio is sufficient. It is understood that there was no such thing.

そして、吸気量の確保は必要であるが、吸気量は吸気行程の全体において確保できたら足りるものであり、必ずしも、吸気行程の初期から吸気をシリンダボアに押し込む必要はないと解される。むしろ、吸気行程において吸気を小出し状態でシリンダボアに送り込んで強いタンブル流を生成させると、燃料と空気との混合性(或いは、混合気とEGRガスとの混合性)も向上すると解される。 Although it is necessary to secure the intake amount, it is sufficient if the intake amount can be secured in the entire intake stroke, and it is understood that it is not always necessary to push the intake into the cylinder bore from the beginning of the intake stroke. Rather, it is understood that if the intake air is sent to the cylinder bore in a small amount in the intake stroke to generate a strong tumble flow, the mixture of fuel and air (or the mixture of the air-fuel mixture and EGR gas) is also improved.

本願発明はこのような知見と解析とに基づいて成されたものであり、最大カーテン比が2以上であって、かつ、吸気バルブが最大リフト量に至る前にカーテン比は2を越えているため、吸気行程のできるだけ速い段階で、吸気を、吸気バルブの傘部に邪魔されることなく強い指向性(方向性)を持たせてシリンダボアに噴出させることができるのであり、これにより、タンブル流を強化できる(すなわち、タンブル比を向上できる。)。 The present invention has been made based on such findings and analysis, and the maximum curtain ratio is 2 or more, and the curtain ratio exceeds 2 before the intake valve reaches the maximum lift amount. Therefore, at the earliest possible stage of the intake stroke, the intake air can be ejected to the cylinder bore with strong directionality (direction) without being disturbed by the umbrella part of the intake valve, thereby causing the tumble flow. (Ie, the tumble ratio can be improved).

そして、吸気バルブの最大リフト量は、ピストンとの干渉の問題やカムのプロフィールの制約等によって限度が存在するため、カーテン比を高めるには吸気ポートの最小断面積を小さくする必要があるが、既述のとおり、吸気量は吸気行程の全体で確保したらよいため、吸気ポートの最小断面積を小さくしても、必要な出力を確保できる。 Since the maximum lift amount of the intake valve has a limit due to the problem of interference with the piston and the restriction of the cam profile, it is necessary to reduce the minimum cross-sectional area of the intake port in order to increase the curtain ratio. As described above, since the intake amount may be secured in the entire intake stroke, the required output can be secured even if the minimum cross-sectional area of the intake port is reduced.

むしろ、吸気行程の広い範囲に亙って指向性の強い吸気流がシリンダボア内に持続的に流入することにより、タンブル流の強化が促進されると云える。つまり、カーテン比が小さいと、吸気行程の初期において吸気が強引に押し込まれて吸気がシリンダボア内で拡散する傾向が強くなるが、本願発明では、方向性を持った吸気流がシリンダボアに持続的に流入するため、ピストンが下死点に至って吸気行程が終了するまで、タンブル流を生成させることができると云える。 Rather, it can be said that the strengthening of the tumble flow is promoted by the continuous inflow of the highly directional intake flow into the cylinder bore over a wide range of the intake stroke. That is, when the curtain ratio is small, the intake air is forcibly pushed in at the initial stage of the intake stroke and the intake air tends to diffuse in the cylinder bore. However, in the present invention, the directional intake air flow is continuously applied to the cylinder bore. Since it flows in, it can be said that a tumble flow can be generated until the piston reaches bottom dead center and the intake stroke is completed.

既述のとおり、吸気バルブが最大リフト量に至る時間の2/3までの時間でカーテン比が2に達していると、吸気流を維持してタンブル流の生成に好適であると共に、吸気量の確保の面でも好適であった。カーテン比が2を超える領域がクランク角で30〜90度の範囲に存在する場合も、同様であった。 As described above, when the curtain ratio reaches 2 in the time up to 2/3 of the time when the intake valve reaches the maximum lift amount, it is suitable for maintaining the intake flow and generating the tumble flow, and the intake amount. It was also suitable in terms of securing. The same was true when the region where the curtain ratio exceeded 2 existed in the range of 30 to 90 degrees in the crank angle.

(A)は実施形態の縦断正面図、(B)は要部の部分拡大図である。(A) is a vertical sectional front view of the embodiment, and (B) is a partially enlarged view of a main part. (A)は吸気行程の縦断正面図、(B)は要部の部分拡大図である。(A) is a vertical sectional front view of the intake stroke, and (B) is a partially enlarged view of the main part. 吸気行程終了時点の縦断正面図である。It is a longitudinal front view at the end of the intake stroke. 効果等を示す図であり、(A)は測定位置を示すための平面的な模式図、(B)は吸気ポート出口面積と吸気バルブリフト量との関係(カーテン比)を示すグラフ、(C)はリフト量とタンブル比との関係を示すグラフである。It is a figure which shows the effect, etc., (A) is a planar schematic diagram for showing a measurement position, (B) is a graph which shows the relationship (curtain ratio) between the intake port outlet area and the intake valve lift amount, (C) ) Is a graph showing the relationship between the lift amount and the tumble ratio. 吸気バルブのリフト量とクランク角との関係であるリフトカーブを示すグラフである。It is a graph which shows the lift curve which is the relationship between the lift amount of an intake valve and a crank angle.

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用内燃機関に適用している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is applied to an internal combustion engine for automobiles.

(1).基本構造
内燃機関の基本構造は従来と同様であり、複数のシリンダボア1がクランク軸線方向に並べて形成されたシリンダブロック2と、その上面に固定されたシリンダヘッド3とを備えており、シリンダヘッド3には、クランク軸線方向に並んだ一対ずつの吸気ポート4と排気ポート5とが、シリンダボア軸心を挟んだ両側に形成されている。
(1). Basic structure The basic structure of an internal combustion engine is the same as the conventional one, and includes a cylinder block 2 formed by arranging a plurality of cylinder bores 1 in the direction of the crank axis and a cylinder head 3 fixed to the upper surface thereof. In the cylinder head 3, a pair of intake ports 4 and exhaust ports 5 arranged in the direction of the crank axis are formed on both sides of the cylinder bore axis.

吸気ポート4の出口4aは吸気バルブ6で開閉され、排気ポート5の入口5aは排気バルブ7で開閉される。敢えて述べるまでもないが、吸気バルブ6及び排気バルブ7は、バルブステム6a,7aと傘部6b,7bとを備えており、図示しないばねによって閉じ方向に付勢されていると共に、図示しないカムによって押し下げられる。 The outlet 4a of the intake port 4 is opened and closed by the intake valve 6, and the inlet 5a of the exhaust port 5 is opened and closed by the exhaust valve 7. Needless to say, the intake valve 6 and the exhaust valve 7 are provided with valve stems 6a and 7a and umbrella portions 6b and 7b, and are urged in the closing direction by a spring (not shown) and a cam (not shown). Pushed down by.

シリンダヘッド3には、各シリンダボア1と同心の状態で山型(ペントルーフ型)の燃焼室8が形成されており、吸気バルブ6及び排気バルブ7は、燃焼室8の傾斜面と直交した状態で配置されている。また、吸気ポート4の出口4aには吸気バルブシート9が圧入されて、排気ポート5の入口5aには排気バルブシート10が圧入されている。 A mountain-shaped (pent roof type) combustion chamber 8 is formed in the cylinder head 3 in a state concentric with each cylinder bore 1, and the intake valve 6 and the exhaust valve 7 are in a state orthogonal to the inclined surface of the combustion chamber 8. Have been placed. Further, the intake valve seat 9 is press-fitted into the outlet 4a of the intake port 4, and the exhaust valve seat 10 is press-fitted into the inlet 5a of the exhaust port 5.

シリンダヘッド3のうち各燃焼室8の中心部には、点火プラグ11が装着されている。他方、シリンダボア1には、ピストン12が摺動自在に嵌挿されている。図示していないが、吸気ポート4のうち入口側の部位には、図示しない燃料噴射インジェクタの先端が臨んでいる。 A spark plug 11 is attached to the central portion of each combustion chamber 8 of the cylinder head 3. On the other hand, the piston 12 is slidably fitted in the cylinder bore 1. Although not shown, the tip of a fuel injection injector (not shown) faces the inlet side of the intake port 4.

吸気ポート4は直線状の姿勢になっており、その中心線13は、シリンダボア1のうち上部でかつ排気バルブ7の下方部に至っている。従って、吸気は、シリンダボア1のうち排気バルブ7の下方部に向けて噴出する。これにより、図3に示すように、吸気行程においてタンブル流14が生成される。 The intake port 4 has a linear posture, and its center line 13 reaches the upper part of the cylinder bore 1 and the lower part of the exhaust valve 7. Therefore, the intake air is ejected toward the lower portion of the exhaust valve 7 in the cylinder bore 1. As a result, as shown in FIG. 3, a tumble flow 14 is generated in the intake stroke.

そして、本実施形態では、吸気ポート4は、入口から出口に向けて断面積が徐々に縮小しているが、吸気バルブ6のステム6aを逃がす凹所15が存在することから、吸気ポート4は、凹所15にかかる箇所において最小断面積Eになっている。 In the present embodiment, the cross-sectional area of the intake port 4 is gradually reduced from the inlet to the outlet, but the intake port 4 has a recess 15 for letting the stem 6a of the intake valve 6 escape. , The minimum cross-sectional area E is set at the portion corresponding to the recess 15.

(2).タンブル流強化手段
本実施形態において、吸気バルブ6の外径をD、吸気バルブ6のリフト量をH、L×Hである吸気カーテン面積をS、吸気ポート4の最小断面積を既述のとおりE、S/Eをカーテン比とした場合、リフト量Hが最大のときの最大カーテン比は2以上に設定されており、従って、吸気行程においてカーテン比が2以上に増大する領域が存在している。
(2). Tumble flow strengthening means In the present embodiment, the outer diameter of the intake valve 6 is D, the lift amount of the intake valve 6 is H, the intake curtain area of L × H is S, and the minimum cross-sectional area of the intake port 4 is set. As described above, when E and S / E are set to the curtain ratio, the maximum curtain ratio when the lift amount H is maximum is set to 2 or more, and therefore, the region where the curtain ratio increases to 2 or more in the intake stroke. Exists.

具体例として、吸気バルブ6の外径Dを14mm、吸気バルブ6の外周長さLを約44mm、吸気ポート4の最小断面積Eを98mm2 、吸気バルブ6の内径を約10.2mm、吸気バルブ6の最大リフト量を8mmに設定している。従って、図4(B)に示すように、最大カーテン比は約3.6になっている。 As specific examples, the outer diameter D of the intake valve 6 is 14 mm, the outer peripheral length L of the intake valve 6 is about 44 mm, the minimum cross-sectional area E of the intake port 4 is 98 mm2, the inner diameter of the intake valve 6 is about 10.2 mm, and the intake valve. The maximum lift amount of 6 is set to 8 mm. Therefore, as shown in FIG. 4B, the maximum curtain ratio is about 3.6.

吸気バルブ6は、図5に示すリフトカーブを描いて開くが、最大リフト量のときにカーテン比が約3.6であるので、吸気行程のうち吸気バルブ6のリフト量が4mmを少し超えた段階で、カーテン比は約2に至っている。 The intake valve 6 opens in a lift curve shown in FIG. 5, but since the curtain ratio is about 3.6 at the maximum lift amount, the lift amount of the intake valve 6 slightly exceeds 4 mm in the intake stroke. At the stage, the curtain ratio has reached about 2.

さて、吸気の流れのうちどの程度がタンブル流14の生成に貢献しているかを、吸気バルブ6のリフト量との関係で解析してみた。前提として、図4に示すように、吸気バルブ6の内周(或いは吸気ポート出口4aの内周)を30度ずつプロットして12個の測定点P1〜P12を設定した。P1は、隣り合った吸気バルブシート9と最も近接した部位であり、時計回り方向にP2,P3・・・と続いている。 By the way, how much of the intake flow contributes to the generation of the tumble flow 14 is analyzed in relation to the lift amount of the intake valve 6. As a premise, as shown in FIG. 4, the inner circumference of the intake valve 6 (or the inner circumference of the intake port outlet 4a) is plotted by 30 degrees, and 12 measurement points P1 to P12 are set. P1 is a portion closest to the adjacent intake valve seats 9, and is continuous with P2, P3 ... In the clockwise direction.

従って、吸気の流れ方向から見ると、P3〜P5はバルブステム6aを挟んで手前に位置し、P9〜P11はバルブステム6aを挟んで前方に位置し、P12〜P2,P6〜P8は、流れの側方に位置している。このことから、P3〜P5の箇所を流れる吸気はタンブル流を阻害する流れになる一方、P9〜P11を流れる吸気はタンブル流の生成に大きく貢献し、P12〜P2,P6〜P8の部分を流れる吸気は、タンブル流の生成には中立的(貢献も阻害もしない)と云える。 Therefore, when viewed from the intake flow direction, P3 to P5 are located in front of the valve stem 6a, P9 to P11 are located in front of the valve stem 6a, and P12 to P2 and P6 to P8 are in the flow direction. It is located on the side of. From this, the intake air flowing through the points P3 to P5 becomes a flow that inhibits the tumble flow, while the intake air flowing through P9 to P11 greatly contributes to the generation of the tumble flow and flows through the parts P12 to P2 and P6 to P8. Intake can be said to be neutral (neither contributes nor impede) to the generation of tumble streams.

そして、各ポイントの流れが吸気バルブ6のリフト量との関係でタンブル流の生成にどのように関連しているかを示したのが図4(C)のグラフである。この図4(C)において、各ポイントでの吸気量の総和は100になっているが、リフト量の増大に連れて、タンブル流の生成に大きく貢献するP9〜P11の流量が増大して、他の部位の流量は低下していることが判る。このことから、本実施形態においてタンブル流が持続的に生成されていることを把握できる。 Then, the graph of FIG. 4C shows how the flow at each point is related to the generation of the tumble flow in relation to the lift amount of the intake valve 6. In FIG. 4C, the total amount of intake air at each point is 100, but as the lift amount increases, the flow rates of P9 to P11, which greatly contribute to the generation of the tumble flow, increase. It can be seen that the flow rate in other parts is decreasing. From this, it can be understood that the tumble flow is continuously generated in the present embodiment.

そして、注目すべきは、まず、P9〜P11の流量の増大曲線が、リフト量が3mm程度に至るまでは急傾斜であるのに、リフト量が3mmを越えると傾斜が緩くなっていて、リフト量に対する流量増大の関係に閾値が存在することである。 It should be noted that, first, the flow rate increase curve of P9 to P11 is steep until the lift amount reaches about 3 mm, but when the lift amount exceeds 3 mm, the slope becomes gentle and the lift is lifted. There is a threshold in the relationship of flow rate increase with respect to quantity.

また、カーテン比の最大値は約3.6であるので、リフト量が4mmのときにカーテン比は略2(約1.9)になっていると云えるが、これを逆に見ると、リフト量が4mmのときにカーテン比が約2程度になるように設定しておくと、タンブル流の持続的生成が実現して、強いタンブル流を生成できると云える。 Moreover, since the maximum value of the curtain ratio is about 3.6, it can be said that the curtain ratio is about 2 (about 1.9) when the lift amount is 4 mm, but when viewed in reverse, It can be said that if the curtain ratio is set to be about 2 when the lift amount is 4 mm, continuous generation of the tumble flow can be realized and a strong tumble flow can be generated.

上記のとおり、閾値はリフト量が3mmのときに現れているが、解析の誤差を考慮すると、吸気バルブ6の最大リフト量が8mmの場合、リフト量が3〜4mmのときにカーテン比が1.8〜2.0程度になるように、吸気ポートの最小断面積Eと吸気バルブ6の外径Dとを設定しておいたらよいと云える。 As described above, the threshold value appears when the lift amount is 3 mm, but considering the analysis error, when the maximum lift amount of the intake valve 6 is 8 mm, the curtain ratio is 1 when the lift amount is 3 to 4 mm. It can be said that the minimum cross-sectional area E of the intake port and the outer diameter D of the intake valve 6 should be set so as to be about 0.8 to 2.0.

更に、吸気バルブ6が最大リフト量に至る時間とカーテン比との関係を見ると、実施形態では、最大カーテン比は約3.6であるため、リフト量が時間との関係で直線的に増加すると過程すると、リフト量が約4.5mmのときにカーテン比が約2に至るが、持続的なタンブル流生成効果の点からは、最大リフト量に至る時間の2/3程度の時間でカーテン比が1.8〜2に至るように設定しておいたらよいと推測される。 Further, looking at the relationship between the time it takes for the intake valve 6 to reach the maximum lift amount and the curtain ratio, in the embodiment, the maximum curtain ratio is about 3.6, so that the lift amount increases linearly in relation to the time. Then, in the process, the curtain ratio reaches about 2 when the lift amount is about 4.5 mm, but from the viewpoint of the continuous tumble flow generation effect, the curtain takes about 2/3 of the time to reach the maximum lift amount. It is presumed that the ratio should be set to reach 1.8 to 2.

また、カーテン比とクランク角との関係を見ると、吸気バルブ6の開弁角度は約180度であるが、カーテン比が約2を超えた領域が30〜90度存在しているのが好ましい。 Looking at the relationship between the curtain ratio and the crank angle, the opening angle of the intake valve 6 is about 180 degrees, but it is preferable that a region where the curtain ratio exceeds about 2 exists at 30 to 90 degrees. ..

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々に具体化できる。吸気量の確保の点からは、吸気バルブの小径化には限度があると云えるので、吸気バルブのリフト量の増大を図るのが得策であるかもしれない。また、吸気バルブのステムはできるだけ小径にするのが好適である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various ways without departing from the spirit of the present invention. From the viewpoint of securing the intake amount, it can be said that there is a limit to the reduction in the diameter of the intake valve, so it may be a good idea to increase the lift amount of the intake valve. Further, it is preferable that the stem of the intake valve has a diameter as small as possible.

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The invention of the present application can be embodied in an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.

1 シリンダボア
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
4 吸気ポート
4a 吸気ポートの出口
5 排気ポート
6 吸気バルブ
8 燃焼室
9 吸気バルブシート
E 吸気ポートの最小断面積
H 吸気バルブのリフト量
S 吸気カーテン面積
1 Cylinder bore 2 Cylinder block 3 Cylinder head 4 Intake port 4a Intake port outlet 5 Exhaust port 6 Intake valve 8 Combustion chamber 9 Intake valve seat E Minimum cross-sectional area of intake port H Intake valve lift amount S Intake curtain area

Claims (1)

吸気ポートと排気ポートとがシリンダボア軸心を挟んだ反対側に形成されているシリンダヘッドと、前記吸気ポートの出口を開閉する吸気バルブとを有しており、前記吸気ポートの開口方向を前記シリンダボアの内周面のうち排気ポートの下方部に向けることにより、前記吸気ポートから噴出した吸気が前記シリンダボアにガイドされてタンブル流が生成される構成であって、
前記吸気バルブの外周長さをL、前記吸気バルブのリフト量をH、L×Hである吸気カーテン面積をS、前記吸気ポートの最小断面積をE、S/Eをカーテン比とした場合、リフト量が最大のときの最大カーテン比は2以上であると共に、吸気行程においてカーテン比が2以上に増大する領域が存在している、
内燃機関。
It has a cylinder head formed on opposite sides of the cylinder bore axis of the intake port and the exhaust port, and an intake valve that opens and closes the outlet of the intake port, and the opening direction of the intake port is the cylinder bore. The intake air ejected from the intake port is guided by the cylinder bore to generate a tumble flow by directing it toward the lower part of the exhaust port on the inner peripheral surface of the above.
When the outer peripheral length of the intake valve is L, the lift amount of the intake valve is H, the intake curtain area where L × H is S, the minimum cross-sectional area of the intake port is E, and S / E is the curtain ratio. The maximum curtain ratio when the lift amount is maximum is 2 or more, and there is a region where the curtain ratio increases to 2 or more in the intake stroke.
Internal combustion engine.
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