JP2024043652A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】吸気の流量と流動の強さとを両立させたエンジンを提供する。【解決手段】燃焼室４０内に連通し吸気又は排気を行うポート１１，１２と、ポートを開閉するバルブ１１０，２１０と、バルブに設けられた乱流発生部材１２０，２２０とを備えるエンジン１を、バルブは、弁体部１１１と、弁体部から突出したバルブステム１１２とを有し、乱流発生部材１２０は、バルブの弁体部と対向して設けられた乱流発生板１２１と、乱流発生板から突出するとともにバルブステム内に設けられた開口にバルブステムの長手方向に沿って相対変位可能に挿入された軸状部１２２とを有し、エンジンは、少なくとも圧縮行程において、乱流発生板がバルブの弁体部から燃焼室内に繰り出される方向に離間するよう乱流発生部材を駆動する乱流発生部材駆動部３００をさらに有する構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、４ストロークレシプロ内燃機関であるエンジンに関する。

エンジンの吸気装置等に関する技術として、例えば、特許文献１には、流量係数を低下させることなく、効率的にタンブル流を発生させる内燃機関の吸気ポートの構造として、吸気ポートのバルブステムのガイド穴とバルブシート部との間における湾曲部において、湾曲の曲率中心から遠方に位置する遠心側の壁面に、内側に向かって凸状になだらかに曲率を変化させる肉盛部を設けることが記載されている。
特許文献２には、タンブル流の生成を促進しつつ、圧縮行程にはタンブル流を潰して多数の乱流に細分化するため、排気バルブの受圧面に凹所を形成し、凹所に環状突起のような乱流化手段（抵抗体）を形成することが記載されている。
特許文献３には、高回転域における排気上死点付近でのより確実な掃気を行うとともにスキッシュエリアを拡大するため、吸気バルブを、外側バルブと、外側バルブに移動自在に挿入した内側バルブとから構成し、排気バルブを、外側バルブと、外側バルブに移動自在に挿入した内側バルブとから構成し、外側バルブに、内側バルブで開閉される内側通路を形成し、外側バルブ及び内側バルブの開閉を制御する第１カム及び第２カムにより、少なくとも掃気時に、吸排気バルブの各外側バルブを同時に閉じる非オーバーラップ状態にするとともに、吸排気バルブの各内側バルブを同時に開くオーバーラップ状態にすることが記載されている。
特許文献４には、フローディメンションの改善及び均質な空燃チャージを両立するため、内側弁及び外側弁からなる円形ヘッドを備える内燃機関の弁機構において、内側弁は外側弁より外径が小さいステムを備え、外側弁は内側弁を受け入れる中空部を有するステムと底面の中心に内側弁を着座させるシートを備えるものが記載されている。
特許文献５には、燃焼室にタンブル流が残り過ぎることによる弊害を防止して、燃焼性を向上させるため、ピストンにタンブル流を破壊して乱流を生成させる攪乱部材を設けることが記載されている。攪乱部材は、リンク機構等により連接棒と連動し、ピストンが上死点近くに位置したある程度の範囲だけ突出するよう構成されている。

特開平 ９－１８４４２４号公報 特開２０１７－１１５６２７号公報 特開２００７－２１１６６４号公報 特開平 ７－ ７７０１８号公報 特開２０１３－１５５６８９号公報

エンジンの吸気装置において、一般に、吸気ポートで発生する流動（タンブル比や乱れ強さ）と、流量係数μＦとは背反する。
すなわち、吸気ポートを、流量を重視した設計とした場合、高負荷領域で吸気流量を増加させ、エンジンの出力を向上することができるが、背反として、流動が弱くなることから低負荷領域（燃費領域）での燃焼速度が低下し、等容比の悪化により熱効率、トルクが低下してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、吸気の流量と流動の強さとを両立させたエンジンを提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係るエンジンは、燃焼室内に連通し吸気又は排気を行うポートと、前記ポートを開閉するバルブと、前記バルブに設けられた乱流発生部材とを備えるエンジンであって、前記バルブは、円盤状の弁体部と、前記弁体部から突出したバルブステムとを有し、前記乱流発生部材は、前記バルブの前記弁体部と対向して設けられた乱流発生板と、前記乱流発生板から突出するとともに前記バルブステム内に設けられた開口に前記バルブステムの長手方向に沿って相対変位可能に挿入された軸状部とを有し、前記エンジンは、少なくともエンジンの圧縮行程において、前記乱流発生板が前記バルブの前記弁体部から燃焼室内に繰り出される方向に離間するよう前記乱流発生部材を駆動する乱流発生部材駆動部をさらに有することを特徴とする。
これによれば、圧縮行程において乱流発生板を燃焼室内に突出させることによって、燃焼室内の気流を攪拌し、シリンダ筒内の燃焼用空気の流動を促進することができる。
また、吸気ポートとバルブの弁体との間に形成される流路に影響を及ぼすことがないため、高負荷、高出力時の吸気流量を確保することができる。

本発明において、前記乱流発生板は、前記弁体部に近接した際に、前記弁体部の前記燃焼室側の面部に沿って配置される円盤状の部材である構成とすることができる。
これによれば、乱流発生板を燃焼室内に突出させない際には、乱流発生板をバルブの弁体の燃焼室側の面に沿わせて配置することにより、圧縮行程以外の行程において乱流発生板があることにより他の性能に悪影響を及ぼすことがない。

本発明において、前記乱流発生板は、前記軸状部の長手方向に沿って貫通して形成された複数の開口を有する構成とすることができる。
これによれば、圧縮行程においてシリンダ筒内の気流が開口を通過する際に攪拌され、燃焼用空気の流動をよりいっそう促進することができる。

本発明において、前記乱流発生部材駆動部は、前記乱流発生部材駆動部は、前記バルブを駆動するカムと当接するカムフォロワと、前記カムフォロワと連動して前記乱流発生部材を駆動する連動部材とを有する構成とすることができる。
これによれば、乱流発生部材をバルブと同一のカムを用いて駆動することが可能となり、カムプロファイルの加工等の工数を低減して製造工程を簡素化することができる。

本発明において、前記乱流発生部材駆動部は、前記バルブを駆動するカムと同軸に設けられた他のカムを有する構成とすることができる。
これによれば、乱流発生部材をバルブとは異なった独立したカムプロファイルを用いて駆動することにより、燃焼用空気の乱流促進効果をより向上することができる。

以上説明したように、本発明によれば、吸気の流量と流動の強さとを両立させたエンジンを提供することができる。

本発明を適用したエンジンの第１実施形態における燃焼室周辺部を模式的に示す図である。 第１実施形態のエンジンのバルブ及び乱流発生部材の構成を示す模式図である。 第１実施形態における吸気バルブの駆動機構の構成を模式的に示す図である。 エンジンの流量係数とタンブル比との相関の一例を模式的に示す図である。 本発明を適用したエンジンの第２実施形態における吸気バルブの駆動機構の構成を模式的に示す図である。 第２実施形態のエンジンにおける吸気バルブ及び吸気側乱流発生部材の状態推移を模式的に示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用したエンジンの第１実施形態について説明する。
実施形態のエンジンは、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源あるいは電動車両の発電用動力源として搭載される４ストロークガソリンエンジンである。

図１は、第１実施形態のエンジンにおける燃焼室周辺部を模式的に示す図である。
図１（ａ）は吸気行程の状態を示し、図１（ｂ）は圧縮行程の状態を示している。
エンジン１は、シリンダヘッド１０、シリンダ２０、ピストン３０、燃焼室４０、吸気バルブ１１０、吸気側乱流発生部材１２０、排気バルブ２１０、排気側乱流発生部材２２０等を有する。

シリンダヘッド１０は、シリンダ２０における図示しないクランクシャフト側とは反対側の端部に設けられる。
シリンダヘッド１０には、吸気ポート１１、排気ポート１２、及び、図示しないインジェクタ、点火栓などが設けられている。

吸気ポート１１は、燃焼室４０内に新気（燃焼用空気）を導入する流路である。
吸気ポート１１の上流側の端部は、インテークダクト、エアフローメータ、スロットルバルブ、インテークマニホールド等を有する図示しない吸気装置に接続されている。
吸気ポート１１の下流側の端部は、燃焼室４０の内部と連通している。

排気ポート１２は、燃焼室４０内から排ガス（既燃ガス）を排出する流路である。
排気ポート１２の上流側の端部は、燃焼室４０の内部と連通している。
排気ポート１２の下流側の端部は、エキゾーストマニホールド、エキゾーストパイプ、三元触媒、ＮＯｘ還元吸蔵触媒、サイレンサ等を有する図示しない排気装置に接続されている。

シリンダ２０は、ピストン３０が挿入される円筒状のスリーブ部を有する部材である。
シリンダ２０は、シリンダブロックに形成された開口の内径側に、スリーブ部を圧入して構成されている。
シリンダ２０のシリンダヘッド１０側とは反対側の端部には、エンジン１の出力軸である図示しないクランクシャフトが収容されるクランクケースが設けられる。
シリンダヘッド１０、シリンダ２０は、例えば、アルミニウム系合金からなる鋳造品に、所定の機械加工を施して形成されている。

ピストン３０は、シリンダ２０の内径側に挿入された円柱状の部材である。
ピストン３０は、シリンダ２０に対して、その筒軸方向に沿って相対変位可能となっている。
ピストン３０の冠面は、シリンダヘッド１０に対向して配置され、燃焼室４０の壁面の一部を構成する。
ピストン３０の冠面側とは反対側の部分は、図示しないコネクティングロッドを介してクランクシャフトと連結されている。

燃焼室４０は、エンジン１の内部において混合気が着火され燃焼する空間部である。
燃焼室４０は、ピストン３０の冠面、シリンダヘッド１０におけるピストン３０の冠面と対向する部分、及び、これらの間のシリンダ２０の内周面によって画定された空間部である。

吸気バルブ１１０、排気バルブ２１０は、吸気ポート１１、排気ポート１２を、所定のバルブタイミングで開閉する傘型バルブである。
吸気バルブ１１０、排気バルブ２１０は、それぞれクランクシャフトの１／２の回転速度で回転する図示しない吸気カム、排気カムによって駆動される。
動弁駆動機構の構成については、後に詳しく説明する。

吸気側乱流発生部材１２０、排気側乱流発生部材２２０は、吸気バルブ１１０、排気バルブ２１０にそれぞれ設けられ、燃焼室４０内の空気流動（乱れ）を促進させる機能を有する部材である。
ここで、吸気バルブ１１０と排気バルブ２１０、吸気側乱流発生部材１２０と排気側乱流発生部材２２０は、実質的に同様の構成を有することから、以下、代表して吸気バルブ１１０、吸気側乱流発生部材１２０の構成についてより詳細に説明する。

図２は、第１実施形態のエンジンにおける吸気バルブ及び吸気側乱流発生部材の構成を示す図である。
図２（ａ）は、バルブステムの径方向から見た図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ－ｂ部矢視図である。
図２（ｃ）は、図２（ａ）のｃ－ｃ部矢視図である。

吸気バルブ１１０は、弁体１１１、バルブステム１１２を有する。
弁体１１１は、吸気バルブ１１０が閉状態（リフト量ゼロの状態）にあるときに、吸気ポート１１の下流側の端部を閉塞する円盤状の部分である。
バルブステム１１２は、弁体１１１の中央部から、シリンダヘッド１０側へ突出した軸状の部分である。
バルブステム１１２は、シリンダヘッド１０に形成された開口であるステムガイドに、軸方向に沿って相対変位可能に挿入されている。
バルブステム１１２は、その中央部に、軸方向に沿って延在し、バルブステム１１２の両端部に開口した穴部を有する。

吸気側乱流発生部材１２０は、乱流発生板１２１、ステム部１２２を有する。
乱流発生板１２１は、吸気バルブ１１０の弁体１１１の燃焼室側（図２（ａ）における下側）の面部に対向して配置された板状の部材である。
乱流発生板１２１は、バルブステム１１２の軸方向から見た平面形が、弁体１１１と同心の円盤状に形成されている。

乱流発生板１２１には、複数の開口１２３が設けられている。
開口１２３は、乱流発生板１２１を、厚み方向（バルブステム１１２の軸方向）に貫通した、例えば円形の穴部である。
開口１２３は、乱流発生板の周方向に沿って、例えば８個が等間隔に分散して配列されている。
ステム部１２２は、乱流発生板１２１の中央部から、シリンダヘッド１０側へ突出した軸状の部分（軸状部）である。
ステム部１２２は、吸気バルブ１１０のバルブステム１１２の穴部に挿入されている。
ステム部１２２は、吸気バルブ１１０に対してバルブステム１１２の軸方向に沿って相対変位可能となっている。

図３は、第１実施形態における吸気バルブの駆動機構の構成を模式的に示す図である。
図３（ａ）は、吸気行程中の状態を示している。
図３（ｂ）は、吸気行程後の下死点近傍における状態を示している。
図３（ｃ）は、圧縮行程中の状態を示している。
図３において、下方が燃焼室４０側を示す。

吸気バルブ１１０、吸気側乱流発生部材１２０を駆動する駆動機構３００は、カム３１０、ロッカアーム３２０、プッシュロッド３３０、バルブリフタ３４０、乱流発生部材リフタ３５０、第１バルブスプリング３６０、第２バルブスプリング３７０等を有する。

カム３１０は、クランクシャフトと平行に配置され、クランクシャフトの１／２の速度で回転するカムシャフトに設けられている。
カム３１０は、所定の開弁時期に吸気バルブ１１０を開方向に駆動するカムローブ（カム山）を有する。
なお、図３において図示するカム３１０の形状は模式的なものであり、実際のカムプロファイルを反映させたものではない。（図５、図６において同様）

ロッカアーム３２０は、カム３１０の動きをプッシュロッド３３０に伝達する部材である。
ロッカアーム３２０は、一例として、カム３１０に対して燃焼室４０側とは反対側に設けられている。
ロッカアーム３２０は、中間部においてカム３１０と平行な軸回りに揺動可能に支持されている。
ロッカアーム３２０の一方の端部は、カム３１０と当接するカムフォロワとなっている。
ロッカアーム３２０の他方の端部は、プッシュロッド３３０のバルブリフタ３４０側とは反対側の端部と対向して配置されている。

プッシュロッド３３０は、ロッカアーム３２０の動きをバルブリフタ３４０に伝達する軸状の部材である。
プッシュロッド３３０は、カム３１０のカムローブがロッカアーム３２０を押圧し、ロッカアーム３２０が揺動した際に、ロッカアーム３２０の端部によって燃焼室４０側へ押し込まれる。
このとき、ロッカアーム３２０は、軸力としてロッカアーム３２０からの入力をバルブリフタ３４０に伝達する。

バルブリフタ３４０は、吸気バルブ１１０のバルブステム１１２の弁体１１１側とは反対側の端部に設けられている。
バルブリフタ３４０は、プッシュロッド３３０によって燃焼室４０側に押圧された際に、吸気バルブ１１０及び吸気側乱流発生部材１２０とともに、シリンダヘッド１０に対して燃焼室側へ相対変位する。
これにより、吸気バルブ１１０にはリフトが発生し、吸気ポート１１の端部が開放される。
このとき、吸気側乱流発生部材１２０は、乱流発生板１２２が弁体１１１と当接した状態で、吸気バルブ１１０に追従してシリンダヘッド１０に対して相対変位する。

乱流発生部材リフタ３５０は、吸気側乱流発生部材１２０のステム部１２２の乱流発生板１２１側とは反対側の端部に設けられている。
ステム部１２２の突端部は、バルブステム１１２の突端部に対して、カム３１０側に突出している。
乱流発生部材リフタ３５０は、カム３１０のカムローブに押圧されることにより、ステム部１２２を燃焼室側へ押圧し、シリンダヘッド１０に対して相対変位させる。
乱流発生部材リフタ３５０は本発明の連動部材であり、カム３１０との当接面部は本発明のカムフォロワとして機能する。

第１バルブスプリング３６０は、バルブリフタ３４０の燃焼室４０側の面部と、シリンダヘッド１０に設けられた図示しないスプリングシートとの間に挟持されたばね要素である。
第１バルブスプリング３６０は、例えば、圧縮コイルばねとして構成することができる。

第２バルブスプリング３７０は、バルブリフタ３４０の燃焼室４０側とは反対側の面部と、乱流発生部材リフタ３５０との間に挟持されたばね要素である。
第２バルブスプリング３７０は、例えば、圧縮コイルばねとして構成することができる。
以上説明した駆動機構は、排気バルブ２１０、排気側乱流発生部材２２０側にも、バルブの開弁時期を除いて同様のものが設けられる。
駆動機構は、本発明の乱流発生部材駆動部として機能する。

以下、第１実施形態のエンジンの動作について説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、吸気行程においては、カム３１０のカムローブがロッカアーム３２０を押圧することにより、吸気バルブ１１０が開弁する。
このとき、ピストン３０は、シリンダヘッド１０から離間する方向に（下死点側に）移動する。
これにより、吸気ポート１１から燃焼室４０の内部（筒内）へ、新気（燃焼用空気）が導入される。（図１（ａ）に新気の流れを矢印で示す。）
このとき、乱流発生部材リフタ３５０は、カム３１０と離間した状態となっている。

このとき、吸気側乱流発生部材１２０は、吸気バルブ１１０と追従して変位する。
吸気行程においては、乱流発生板１２１は、吸気バルブ１１０の弁体１１１に当接した状態となっている。
また、排気バルブ２１０は閉弁され、排気側乱流発生部材２２０の乱流発生板２２１は、排気バルブ２１０の弁体２１１と当接した状態となっている。

次に、図３（ｂ）に示すように、吸気行程終了時の下死点近傍においては、吸気バルブ１１０は閉弁され、吸気側乱流発生部材１２０の乱流発生板１２１は、吸気バルブ１１０の弁体１１１と当接した状態となる。
また、排気バルブ２１０は閉弁され、排気側乱流発生部材２２０の乱流発生板２２１は、排気バルブ２１０の弁体２１１と当接した状態となっている。
このとき、ロッカアーム３２０、乱流発生部材リフタ３５０は、ともにカム３１０のベース円部分と当接している。

図３（ｃ）に示すように、圧縮行程においては、吸気バルブ１１０、排気バルブ２１０はともに閉弁している。
このとき、ピストン３０は、シリンダヘッド１０に接近する方向に（圧縮上死点側に）移動する。
これにより、燃焼室４０内の新気は、圧縮される。
このとき、ロッカアーム３２０は、カム３１０のベース円部分と当接し、乱流発生部材リフタ３５０は、カム３１０のカムローブによって押圧されている。

また、圧縮行程においては、吸気側乱流発生部材１２０、排気側乱流発生部材２２０は、吸気バルブ１１０、排気バルブ２１０に対して、燃焼室４０内に突出する方向に相対変位（リフト）する。
これにより、ピストン３０によって圧縮される新気の一部が、吸気側乱流発生部材１２０、排気側乱流発生部材２２０に衝突し、開口１２３、及び、排気側乱流発生部材２２０に形成された同様の開口を通過することによって攪拌され、燃焼室４０内の空気流動（乱れ）が促進される。（図１（ｂ）において、新気の流動を矢印で示す。）

図４は、エンジンの流量係数とタンブル比との相関の一例を模式的に示す図である。
図４において、横軸は燃焼室内のタンブル比（乱れ強さ）を示し、縦軸は流量係数（通気抵抗の逆数に比例する係数）を示している。
図４に示すようにタンブル比が大きいほど低負荷時の燃焼速度が向上し、等容比が改善されることで、エンジンとしては熱効率が向上し、低燃費な傾向となる。
一方、流量係数が大きいほど、高負荷時の吸気流量が増大し、エンジンとしては高出力な傾向となる。

一般に、タンブル比と流量係数は、図４に破線で図示するよう、背反する関係にある。
例えば、流量係数を増大して高出力化を図るため、通気抵抗が少ないストレートに近い形状の吸気ポートとした場合、タンブル比が低下して燃費性能は不利となる。
図中の比較例は、第１実施形態のような乱流発生部材を持たない一般的なエンジンの一例を示している。
これに対し、第１実施形態においては、吸気側乱流発生部材１２０、排気側乱流発生部材２２０を圧縮行程において燃焼室４０内に突出され、圧縮中の新気を攪拌することによって、吸気ポートの形状を流量係数が有利な傾向に振った場合であっても、燃焼室内の乱れを促進し、燃費性能を両立させることができる。

以上説明した第１実施形態によれば、以下説明する効果を得ることができる。
（１）圧縮行程において乱流発生板１２２（排気側乱流発生部材２２０の乱流発生板も同様）を燃焼室４０内に突出させることによって、燃焼室４０内の気流を攪拌し、シリンダ２０内の新気の流動を促進することができる。
また、吸気ポート１１と吸気バルブ１１０の弁体１１１との間に形成される流路に影響を及ぼすことがないため、高負荷、高出力時の吸気流量を確保することができる。
（２）円盤状に形成された乱流発生板１２２（排気側乱流発生部材２２０の乱流発生板も同様）を、燃焼室４０内に突出させない際（圧縮行程以外）には、乱流発生板１２２を吸気バルブ１１０の弁体１１１の燃焼室４０側の面に沿わせて配置することにより、圧縮行程以外の行程において乱流発生板１２２があることにより他の性能に悪影響を及ぼすことがない。
（３）乱流発生部材１２０、２２０の乱流発生板に開口を設けたことにより、圧縮行程においてシリンダ２０内の気流が開口を通過する際に攪拌され、新気の流動をよりいっそう促進することができる。
（４）駆動機構３００が、吸気バルブ１１０を駆動するカム３１０と当接するカムフォロワと、カムフォロワと連動して吸気側乱流発生部材１２０を駆動する乱流発生部材リフタ３５０とを有する構成とすることにより、吸気側乱流発生部材１２０を吸気バルブ１１０と同一のカム３１０を用いて駆動することが可能となり、カムプロファイルの加工等の工数を低減して製造工程を簡素化することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用したエンジンの第２実施形態について説明する。
第２実施形態において、上述した第１実施形態と共通の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

図５は、第２実施形態のエンジンにおける吸気バルブの駆動機構の構成を模式的に示す図である。
図５（ａ）は、カムシャフト及びバルブステムの中心軸を含む平面で切って見た模式的断面図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）のｂ－ｂ部矢視図である。
図５（ｃ）は、図５（ａ）のｃ－ｃ部矢視図である。
第２実施形態のエンジンにおいては、吸気バルブ１１０と吸気側乱流発生部材１２０とを、同一のカムシャフトに軸方向に配列して設けられた独立したカムによりそれぞれ駆動することを特徴とする。（排気バルブ２１０と排気側乱流発生部材２２０も同様）

吸気バルブ１１０、吸気側乱流発生部材１２０を駆動する駆動機構４００は、第１カム４１０、第２カム４２０、バルブリフタ４３０、乱流発生部材リフタ４４０、第１バルブスプリング４５０、第２バルブスプリング４６０等を有する。

第１カム４１０は、クランクシャフトと平行に配置され、クランクシャフトの１／２の速度で回転するカムシャフトＳに設けられている。
第１カム４１０は、所定の開弁時期に吸気バルブ１１０を開方向に駆動するカムローブを有する。
第１カム４１０は、第２カム４２０をカムシャフトＳの軸方向に挟んで、１つの吸気バルブ１１０あたり例えば２箇所に設けることができる。

第２カム４２０は、カムシャフトＳに第１カム４１０と同軸に配置されている。
第２カム４２０は、所定の時期に吸気側乱流発生部材１２０を開方向に駆動するカムローブを有する。
第２カム４２０は、例えば、一対の第１カム４１０の間に配置することができる。

バルブリフタ４３０は、吸気バルブ１１０のバルブステム１１２の弁体１１１側とは反対側の端部に設けられている。
バルブリフタ４３０は、第１カム４１０のカムローブによって燃焼室４０側に押圧された際に、吸気バルブ１１０及び吸気側乱流発生部材１２０とともに、シリンダヘッド１０に対して燃焼室側へ相対変位する。
これにより、吸気バルブ１１０にはリフトが発生し、吸気ポート１１の端部が開放される。
このとき、吸気側乱流発生部材１２０は、乱流発生板１２２が弁体１１１と当接した状態で、吸気バルブ１１０に追従してシリンダヘッド１０に対して相対変位する。

乱流発生部材リフタ４４０は、乱流発生部材１２０のステム部１２２の乱流発生板１２１側とは反対側の端部に設けられている。
ステム部１２２の突端部は、バルブステム１１２の突端部に対して、カム３１０側に突出している。
乱流発生部材リフタ４４０は、第２カム４２０のカムローブに押圧されることにより、ステム部１２２を燃焼室側へ押圧し、シリンダヘッド１０に対して相対変位させる。

第１バルブスプリング４５０は、バルブリフタ４３０の燃焼室４０側の面部と、シリンダヘッド１０に設けられた図示しないスプリングシートとの間に挟持されたばね要素である。
第１バルブスプリング４５０は、例えば、圧縮コイルばねとして構成することができる。

第２バルブスプリング４６０は、バルブリフタ４３０の燃焼室４０側とは反対側の面部と、乱流発生部材リフタ４４０との間に挟持されたばね要素である。
第２バルブスプリング４６０は、例えば、圧縮コイルばねとして構成することができる。
以上説明した駆動機構は、排気バルブ２１０、排気側乱流発生部材２２０側にも、バルブの開弁時期を除いて同様のものが設けられる。

図６は、第２実施形態のエンジンにおける吸気バルブ及び吸気側乱流発生部材の状態推移を模式的に示す図である。
図６（ａ）は、吸気行程中の状態を示している。
図６（ｂ）は、吸気行程後の下死点近傍における状態を示している。
図６（ｃ）は、圧縮行程中の状態を示している。
図６において、下方が燃焼室４０側を示す。

第２実施形態においては、バルブリフタ４３０、乱流発生部材リフタ４４０がそれぞれ独立したカム４１０，４２０により直接駆動（いわゆる直打）されて駆動されるが、吸気バルブ１１０と吸気側乱流発生部材１２０の動作に着目した場合、第１実施形態と同様となっていることがわかる。
なお、第２実施形態においては、カム４１０，４２０を独立させたことにより、吸気側乱流発生部材１２０を駆動するカム４２０のカムプロファイルを、乱流発生効果を最適化するよう、カム４１０のカムプロファイルとは異ならせた構成とすることも可能である。

以上説明した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果と同様の効果（（４）項記載の効果を除く）と同様の効果を得られ、さらに、乱流発生部材をバルブとは異なった独立したカムプロファイルを用いて駆動することにより、燃焼用空気の乱流促進効果をより向上することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン、乱流発生部材、バルブ、駆動機構等の構成は、上述した各実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
（２）各実施形態においては、エンジンの運転領域に関わらず、常時乱流発生部材をリフトさせているが、本発明はこれに限らず、乱流発生部材を一部の運転領域でのみリフトさせ、他の領域では停止する構成としてもよい。
例えば、エンジンの冷間始動直後の触媒暖機時においては、敢えて燃焼を緩慢とし、排ガス温度を昇温するために、乱流発生部材を停止させるようにしてもよい。
このような動作は、例えば、可変バルブタイミング機構などで周知であるカムの切替機構の構成を転用すれば、当業者であれば容易に実現することができる。
（３）各実施形態では、乱流発生部材を圧縮行程のみでリフトさせているが、乱流発生部材のリフト開始時期は、吸気行程の終期近傍であってもよい。また、乱流発生部材のリフト開始時期のリフト終了時期は、燃焼行程の始期近傍であってもよい。
（４）各実施形態では、乱流発生部材を吸気バルブ、排気バルブの双方に設けているが、乱流発生部材を吸気バルブ、排気バルブのいずれか一方にのみ設ける構成や、複数の吸気バルブの一部、複数の排気バルブの一部にのみ乱流発生部材を設ける構成としてもよい。

１ エンジン １０ シリンダヘッド
１１ 吸気ポート １２ 排気ポート
２０ シリンダ ３０ ピストン
４０ 燃焼室
１１０ 吸気バルブ １１１ 弁体
１１２ バルブステム １２０ 吸気側乱流発生部材
１２１ 乱流発生板 １２２ ステム部
１２３ 開口
２１０ 排気バルブ ２２０ 排気側乱流発生部材
３００ 駆動機構（第１実施形態） ３１０ カム
３２０ ロッカアーム ３３０ プッシュロッド
３４０ バルブリフタ ３５０ 乱流発生部材リフタ
３６０ 第１バルブスプリング ３７０ 第２バルブスプリング
４００ 駆動機構（第２実施形態） ４１０ 第１カム
４２０ 第２カム ４３０ バルブリフタ
４４０ 乱流発生部材リフタ ４５０ 第１バルブスプリング
４６０ 第２バルブスプリング Ｓ カムシャフト

Claims (5)

1. 燃焼室内に連通し吸気又は排気を行うポートと、
   前記ポートを開閉するバルブと、
   前記バルブに設けられた乱流発生部材とを備えるエンジンであって、
   前記バルブは、
   円盤状の弁体部と、
   前記弁体部から突出したバルブステムとを有し、
   前記乱流発生部材は、
   前記バルブの前記弁体部と対向して設けられた乱流発生板と、
   前記乱流発生板から突出するとともに前記バルブステム内に設けられた開口に前記バルブステムの長手方向に沿って相対変位可能に挿入された軸状部とを有し、
   前記エンジンは、
   少なくともエンジンの圧縮行程において、前記乱流発生板が前記バルブの前記弁体部から燃焼室内に繰り出される方向に離間するよう前記乱流発生部材を駆動する乱流発生部材駆動部をさらに有すること
   を特徴とするエンジン。
2. 前記乱流発生板は、前記弁体部に近接した際に、前記弁体部の前記燃焼室側の面部に沿って配置される円盤状の部材であること
   を特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記乱流発生板は、前記軸状部の長手方向に沿って貫通して形成された複数の開口を有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
4. 前記乱流発生部材駆動部は、
   前記バルブを駆動するカムと当接するカムフォロワと、
   前記カムフォロワと連動して前記乱流発生部材を駆動する連動部材とを有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
5. 前記乱流発生部材駆動部は、
   前記バルブを駆動するカムと同軸に設けられた他のカムを有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
   

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