JP2668106B2

JP2668106B2 - 内燃機関の吸気通路構造

Info

Publication number: JP2668106B2
Application number: JP5254589A
Authority: JP
Inventors: 祥吾大森; 廉平子; 道博畠
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH07109928A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路より吸気開口
を通してシリンダ内に吸気を流入して、複数の層状に旋
回するタンブル流を生成し、層状燃焼を行なわせること
の出来る内燃機関の吸気通路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、低燃費運転を目的として、燃
焼室内に混合気の濃い層を生成し、この濃い層に点火す
ることによって、全体として空燃比の薄い混合気を着火
可能にした層状燃焼可能な内燃機関が知られている。こ
の層状燃焼内燃機関の一つとして、例えば、図３１、図
３２に示すような縦向きの層状の縦渦、すなわちタンブ
ル流を発生させる層状燃焼内燃機関がすでに知られてい
る。図３１、図３２は、２吸気ポート式内燃機関の１つ
の気筒構造を示す。同図において、符号３２２はシリン
ダブロック、３２４はシリンダボア、３２６はピスト
ン、３２８はシリンダヘッド、３３０は燃焼室である。
そして、３３４は燃焼室の上壁部であり、２つの斜面３
３４ａ，３３４ｂを有するペントルーフ型に形成されて
いる。吸気ポート３４０、３４２が燃焼室３３０の上壁
部３３４の斜面３３４ａにそれぞれ開口され、両開口に
はそれぞれ吸気弁３５８が設置されている。なお、図中
の符号３４７は排気通路３６０に連通する排気ポート、
３５９は排気弁である。

【０００３】各吸気ポート３４０、３４２から燃焼室３
３０内に流入した吸気は、斜面３３４ｂに沿って各吸気
ポート３４０、３４２の延長軸線上のシリンダボア３２
４の内壁面に向かって流れ、これにより、燃焼室３３０
内にそれぞれ矢印Ｆａ，Ｆｍで示すようなタンブル流を
生成する。また図３１に示すように、一方の吸気ポート
３４２のみにインジェクタ３１２が設けられ、点火プラ
グ３１０は、このインジェクタ３１２を装備した吸気ポ
ート部分３４２の吸気弁３５８の近傍に配設されてい
る。このため、この点火プラグ３１０の近傍には、イン
ジェクタ３１２から噴射された燃料と吸入空気とによる
混合気のタンブル流Ｆｍと空気のタンブル流Ｆａとの層
状化したタンブル流が形成される。したがって、燃焼室
３３０内の空気と燃料との空燃比が大きい状態、つまり
燃焼室３３０全体としては燃料濃度が薄い希薄燃焼時で
あっても、点火プラグ３１０の回りには他の部分よりも
濃い混合気が存在しているため、安定した燃焼状態を得
ることが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼室内の
タンブル流が弱い場合には、空気と混合気の層状化が弱
くなり、点火プラグ近傍に集中するはずの濃い混合気
が、点火プラグから遠い空気と混ざり合い、点火プラグ
近傍の混合気は薄くなる。このため失火などを起こし、
希薄燃焼が成立しなくなったり、トルク低下を招き易く
なる。そこで、燃料と吸入空気とによる混合気のタンブ
ル流Ｆｍ及び空気のタンブル流Ｆａとの各旋回エネルギ
をより高め層状化を強化すべく、各吸気ポート３４０、
３４２より流動してきた吸気流を吸気開口で絞り流速を
高めた上で燃焼室３３０内に流入させている。しかし、
従来の吸気通路はその流路断面積が大きく増減変化しや
すく、特に流路断面積が急増する部分が燃焼室３３０の
近傍に形成されていると、同部分における吸気通路の静
圧が高まり、同部分に達する吸気流の流速に制動が係
り、流動速度が低下し易くなる。このため、同流路断面
急増部分を通過した吸気が吸気開口より燃焼室３３０の
上壁部３３４に沿って流れ込む場合に、タンブル流Ｆｍ
及びタンブル流Ｆａの各旋回エネルギが十分に高められ
ず、空気と混合気の層状化が弱くなり、問題と成ってい
る。

【０００５】特に、燃焼室３３０の上壁部３３４に２つ
の吸気開口を形成され、両開口より吸気流入方向上流側
に向かって上方を占めるタンブル流側半部が下方を占め
る他半部よりも大きく拡幅して形成され、吸気通路の吸
気流中心をタンブル流側半部へ偏心せしめられた拡幅部
（図３２に開示される部分）と、同拡幅部の上流側に連
設された連設部（図３２に開示されない部分）とでを順
次連設した吸気通路が提案されている。このような吸気
通路であると、単一の偏平状の連設部側の流路断面積が
拡幅部の流路断面積より大きくなり易く、この連設部が
流路断面急増部分となり、ここを通過した吸気の流速が
低下し、タンブル流Ｆｍ及びタンブル流Ｆａの各旋回エ
ネルギを十分に高められず問題と成っている。本発明の
目的は、燃焼室の近傍の吸気通路での吸気の流動速度を
低減さず、層状化したタンブル流を確実に形成させるよ
うに出来る内燃機関の吸気通路構造を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、一の発明は、一方が燃焼室に開口し他方が大気に
連通して上記燃焼室に流入される空気流が同燃焼室内で
タンブル流となるように構成された吸気通路構造であっ
て、同吸気通路が、燃焼室開口端近傍から吸気流入方向
上流側に向かって上方を占めるタンブル流側半部が下方
を占める他半部よりも大きく拡幅して形成され、上記吸
気通路の吸気流中心をタンブル流側半部へ偏心せしめら
れた拡幅部と、同拡幅部の上流側に連設された連設部と
を有し、上記連設部が上記拡幅部横方向の最大幅と同等
の横方向幅に形成されると共に、上記連設部の断面積が
上記拡幅部の上記連設部側端部の断面積とほぼ等しくな
るように、上記連設部の他半部がタンブル流側半部側に
偏倚して上記拡幅部と連設されることを特徴とする請求項２記載の発明は一の発明において、上記吸気通路
が上記燃焼室の吸気開口からシリンダヘッド下面に沿っ
て吸気を流入する吸気ポートを備え、上記拡幅部は上記
燃焼室の２つの吸気開口から個々に延出して吸気ポート
上の分岐部で合流するように形成され、同吸気ポート分
岐部より吸気流入方向上流側に上記連設部が連設された
ことを特徴とする。

【０００７】請求項３記載の発明は一の発明あるいは請
求項２記載の発明において、上記拡幅部及び連設部の上
側内面から下側内面に向かって延設され上記吸気通路を
複数に区画し上記タンブル流を互いに平行な複数の流れ
に区画する少なくとも一つの隔壁が形成されたことを特
徴とする。

【０００８】請求項４記載の発明は一の発明あるいは請
求項２あるいは請求項３記載の発明において、上記吸気
通路が上記吸気ポートを形成されたシリンダヘッドに結
合される吸気マニホールド内に連続形成され、上記隔壁
は上記吸気マニホールド内の連設部にも形成されたこと
を特徴とする。

【０００９】

【作用】第１の発明によれば、燃焼室開口端近傍から形
成されると共に上方を占めるタンブル流側半部が下方を
占める他半部よりも大きく拡幅して形成された拡幅部
と、その上流側に連設されて、拡幅部横方向の最大幅と
同等の横方向幅に形成された連設部とを備え、連設部と
拡幅部の連設部側端部の断面積とがほぼ等しくなるよう
に、連設部の他半部がタンブル流側半部側に偏倚して拡
幅部と連設されるので、燃焼室開口に向かう吸気流の流
動速度を減速させることを防止出来、各タンブル流の旋
回エネルギをより高め層状化を強化できる。

【００１０】特に、拡幅部が燃焼室の２つの吸気開口か
ら個々に延出して吸気ポート上の分岐部で合流するよう
に形成され、同吸気ポート分岐部より吸気流入方向上流
側に連設部が連設される場合も、同様の作用が得られえ
る。

【００１１】特に、拡幅部及び連設部の上側内面から下
側内面に向かって延設され吸気通路を複数に区画しタン
ブル流を互いに平行な複数の流れに区画する隔壁が形成
されると、各タンブル流の層状化をより強化できる。

【００１２】特に、吸気通路が吸気ポートを形成された
シリンダヘッドに結合される吸気マニホールド内に連続
形成され、隔壁は吸気マニホールド内の連設部にも形成
されると、各タンブル流の層状化をより強化できる。

【００１３】

【実施例】図１に示すように、本発明の第１実施例とし
ての内燃機関の吸気通路構造は直列４気筒の内燃機関
（以下単にエンジン１００と記す）に装着され、ここで
はこのエンジン１００と共に内燃機関の吸気通路構造を
説明する。このエンジン１００の本体はヘッドカバー付
きのシリンダヘッド２８とシリンダブロック２２、図示
しないクランクケース及びクランクカバーをこの順に重
ねて一体化して構成され、それらの内部には４つの燃焼
室３０が形成される。この燃焼室３０の上部を覆うシリ
ンダヘッド２８には吸気ポート４６が形成されている。
この吸気ポート４６の吸気流入方向上流側にはシリンダ
ヘッド２８に一体結合される吸気マニホールド１４の流
路部分が連結される。これら吸気ポート４６及び吸気マ
ニホールド１４の流路部分が吸気通路を構成する。な
お、図１中の符号１０１は吸気マニホールド１４の開口
端が連通するサージタンクを示し、このサージタンク１
０１にはスロットル弁１０２を介して図示しない吸気パ
イプが連結される。

【００１４】吸気ポート４６は詳細には、分岐部４６ｃ
により二分され、それぞれ燃焼室３０の吸気開口に連通
する２つの吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂを有するサイ
アミーズポートとなっている。ここで吸気ポート部分４
６Ａ，４６Ｂを流路方向に沿って後述の上側半部４６Ａ
−１，４６Ｂ−１（図９参照）が下側半部４６Ａ−２，
４６Ｂ−２より断面積の差が大きく成り始める部分、で
ある分岐部４６Ｃの上流側部分を境にその下流側の拡幅
部Ｉ１とその上流側に連設された連設部Ｉ２とに区分し
て、以下説明する。なお、連設部Ｉ２はこの吸気ポート
４６の一部とこれより上流側の吸気マニホールド１４に
わたり設定される。各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの
燃焼室３０への吸気開口には、それぞれ吸気弁５８が配
設される。また、燃焼室３０には排気ポート４７が排気
開口を介し連結される。排気ポート４７は詳細には、途
中で二分され、それぞれ燃焼室３０の排気開口に連通す
る２つの排気ポート部分４７Ａ，４７Ｂを有するサイア
ミーズポートと成っている。排気ポート４７の排気開口
には排気弁６１が配置されている。

【００１５】なお、各吸気ポート部分４６Ａ、４６Ｂ
は、シリンダ軸線Ｌを含む仮想平面ＦＣの一側で燃焼室
３０に開口し、各排気ポート部分４７Ａ，４７Ｂは仮想
平面ＦＣの他側で燃焼室３０内に開口している。また、
シリンダヘッド２８の下面６０により定められる燃焼室
３０の天井は、ほぼ仮想平面ＦＣ上に頂上を有するよう
に２つの斜面６０ａ，６０ｂを備えたペントルーフ型に
形成されている。また、燃焼室３０の天井のほぼ中心に
は着火手段としての点火プラグ１１が設けられている。
吸気ポート部分４６における分岐部４６Ｃの上流には、
後述するインジェクタ１２が取り付けられる。このイン
ジェクタ１２により燃料が吸気ポート４６の分岐部４６
Ｃ付近より下流側に向けて噴射される。各吸気ポート部
分４６Ａ，４６Ｂの軸心線１Ａ，１Ｂは図３に示すよう
に互いに平行な直線に成っている。つまり、各吸気ポー
ト部分４６Ａ，４６Ｂは互いに平行な直線状の吸気流を
生み出す方向付け部を有している。そして、各吸気ポー
ト部分４６Ａ，４６Ｂからの吸気は、互いに平行な状態
で燃焼室３０に流入するように成っている。吸気行程に
おいてこの各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂから燃焼室
内に流入した吸気は、燃焼室天井を形成するシリンダヘ
ッド２８の斜面６０ｂに沿って、仮想平面ＦＣの他側に
流れ、さらに該吸気はシリンダボア２４の内面に沿って
下降してピストン上面３５へ流れ、そしてさらに該吸気
はシリンダボア２４の内面に沿って上昇して、シリンダ
ヘッド２８の下面６０の斜面６０ａへ流れ、これによっ
て燃焼室３０のほぼ全体に吸気縦渦流（吸気タンブル
流）を生成する。

【００１６】さらに、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ
には、その流路方向のほぼ全域にわたり、その軸心線１
Ａ，１Ｂにほぼ沿って隔壁２１がそれぞれ形成される。
各隔壁２１は各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂを中央通
路４とその外側の側方通路５とに区画している。そし
て、インジェクタ１２は点火プラグ１１に相当する位置
のタンブル流を生成する中央通路４に向けて、燃料を噴
霧するようになっている。以上の構成により、燃焼室３
０内には吸入行程において、燃料を含んだタンブル流Ｆ
ｍと燃料を含まないタンブル流Ｆａとが層状に生成され
る。なお、このタンブル流ＦｍとＦａは互いにほぼ平行
で且つ同じ向きであることが重要であり、これにより圧
縮行程においても。燃焼室３０内に層状のタンブル流Ｆ
ｍ，Ｆａが存在し得る。なお、本実施例において各構成
は特徴を有しており、以下、順に説明する。

【００１７】先ず、ピストン２６の頂面形状に付いて説
明する。ピストン２６は図２、図３及び図５に示すよう
に、その頂面３４に隆起部３７を備えている。隆起部３
７の頂上は、頂面３４における仮想平面ＦＣの吸気ポー
ト４６の吸気開口側に位置している。隆起部３７の仮想
平面ＦＣ側の斜面ｖｆ１が、ピストン２６の頂面３４に
滑らかに連続するように構成されている。また、隆起部
３７の斜面ｖｆ１は、仮想平面ＦＣと平行な断面がピス
トン２６の頂面３４の基準面と平行な直線となるように
構成されている。つまり、この隆起部３７の斜面ｖｆ１
は吸気行程において、タンブル流Ｆｍ，Ｆａがピストン
２６の頂面３４からシリンダボア２４の内面に向けて方
向を変える時に、互いに混ざり合うことなく、きれいな
層状化を保つように構成されている。また、隆起部３７
の外側斜面ｖｆ２は、ピストン２６が圧縮行程の上死点
近傍にあるときに、燃焼室３０の天井と協働してスキッ
シュＳＦを発生して、タンブル流Ｆｍ，Ｆａに細かな乱
れが生じるように構成されている。

【００１８】さらに、図２、図４に示すように、隆起部
３７の外側斜面ｖｆ２には、吸気弁５８との干渉を防止
するバルブリセス３９が設けられ、これによって、上死
点で吸気弁が排気弁とオーバーラップして開弁してもピ
ストン２６と吸気弁の干渉が排除され、エンジンを高圧
縮比に保持出来る。なお、図３において、説明の便宜
上、隔壁２１の図示を省略した。次に、上述した吸気ポ
ート部分４６Ａ，４６Ｂ内に設けられた隔壁２１につい
て説明する。各隔壁２１は図７に示すように、その吸気
ポート部分４６Ａ，４６Ｂの下流端２１Ｂが、吸気弁５
８近傍まで延設されている。詳細には、各隔壁２１の下
流側端部２１Ｂは吸気弁５８の傘部５６や、吸気ポート
部分４６Ａ，４６Ｂを横切るステム部５７に接触しない
ように、これらと適当なクリアランスを確保して形成さ
れている。このため、吸気弁５８の作動には何ら影響が
およぼされないように成っている。また、各隔壁２１は
各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの各流線４５の中心線
４５Ａ及び吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの軸心線１
Ａ，１Ｂに沿って形成されている。これによって、吸気
ポート４６を流入する吸気流がより整流された状態で燃
焼室３０３０内に流入される。ここでは吸気ポート部分
４６Ａ，４６Ｂが互いに略平行であるため、これら隔壁
２１，２１も互いに略平行に配設され、拡幅部Ｉ１と連
設部Ｉ２の両最大幅はほぼ同等に形成されている。

【００１９】また、図３、図８に示すように、隔壁２１
の上流端部分２１Ａ及び下流端部分２１Ｂは、いずれも
吸気流の整流効果が向上するように凸状曲面に形成され
ている。このように上流側２１Ａ、及び下流側２１Ｂを
形成するのは、吸気流を整流することで流体抵抗軽減効
果を狙うと共に、隔壁２１の製造上の効果を考慮してい
るためである。つまり、各隔壁端部２１Ａ，２１Ｂを凸
状曲面に形成すると、例えば、吸気ポート４６を鋳造す
る場合などには、各隔壁端部２１Ａ，２１Ｂに対応する
鋳型（中子）の抜けが良好に成り、鋳造を確実に容易に
行なえるのである。次にインジェクタ１２の配置と、イ
ンジェクタ１２と隔壁２１との関係について図１、図
２、図４、図７、図８を用いて説明する。

【００２０】図８に示すように、隔壁によって、各吸気
ポート部分４６Ａ，４６Ｂ内は中央通路４と側方通路５
とに分離されている。インジェクタ１２は図１、図２、
図４、図８に示すように、２つの吸気ポート４６内の分
岐部４６Ｃ上流側である連設部Ｉ２に配設されている。
また、このインジェクタ１２は吸気行程に合わせて２つ
の吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの下流に向けて燃料を
噴射するように成っている。なお、図７、図８の符号６
はインジェクタ１２の軸線であり、かつ、噴射範囲の中
心線を示すものである。つまり、図７、図８の噴射軸線
６に示されるように、吸気ポート上面部分側から噴射さ
れた燃料は中央通路４を通じて燃焼室３０内に吸入され
るように成っており、側方通路５から空気のみが燃焼室
３０内に吸入される。

【００２１】これによって、吸気ポート部分４６Ａ，４
６Ｂ内において中央通路４と側方通路５とに分岐した流
れは、隔壁で整流されながら互いに分離した状態を保ち
つつ燃焼室３０内に層状に流入するようになっている。
したがって、このような隔壁により、この吸気の流れは
図８に示すように、燃焼室３０に流入すると、空気に燃
料が混合された混合気の層Ｆｍと空気のみのＦａ，Ｆａ
との３つの層（中央通路４とその両側の側方通路５との
計３つの流れ）に分離した状態、つまり、層状化した状
態のタンブル流が形成される。つぎにバルブステム５７
の太さと、隔壁２１との厚さに付いて、図３及び図８を
用いて説明する。図３及び図８に示すように、隔壁の中
心線とバルブステム５７の中心線とが同一平面上に位置
し、隔壁の厚さはバルブステム５７の径より薄く形成さ
れている。つまり、隔壁の中央通路４側の表面１２１Ａ
は、バルブステム５７の中央通路４側の表面より側方通
路５側に偏倚された形となっている。

【００２２】これにより、図８のように隔壁の内側面１
２１Ａに沿った混合気流内の燃料噴霧は、バルブステム
５７の内側表面に案内されながら、図８中に示す矢印Ｐ
に沿って燃焼室３０中心の点火プラグ１１に向けられ、
該燃料噴霧が点火プラグ１１に集中するようになってい
る。次に、吸気ポート４６の吸気流方向の断面形状につ
いて、図５及び図９を用いて説明する。図５は吸気ポー
ト４６の吸気流方向に沿う断面図であり、これと直行す
る端面Ｈ−Ｈ及び断面ＳＩ−ＳＩからＳ６−Ｓ６のそれ
ぞれの断面形状を示した図が図９である。なお、図９
（ａ）は吸気ポートの開口端位置（Ｈ−Ｈ断面位置）
で、ほぼ、吸気マニホールド１４の開口と同様な扁平し
た断面形状を備えるように形成されている。なお、ここ
で、吸気マニホールド１４はその断面積を吸気ポート側
に対して大きく偏倚させないように、上壁部に対して下
壁部側が上側に向けて偏倚して、即ち、扁平状に変形さ
れている。このような、下壁部側が上側に向けて偏倚し
た連設部Ｉ２を成す吸気マニホールド１４に対して拡幅
部Ｉ１を成す吸気ポート４６が連結される。

【００２３】即ち、吸気ポート４６は図９（ａ）〜
（ｇ）に示すように、下流側に向かうにしたがって上側
半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１が下側半部４６Ａ−２，４
６Ｂ−２よりも徐々に相対的に拡幅されて形成され、特
に、図９（ｄ）では完全に拡幅部Ｉ１に入り、上側半部
４６Ａ−１，４６Ｂ−１が下側半部４６Ａ−２，４６Ｂ
−２の断面積より大きく形成されている。特に、ここで
は、図９（ａ）の連設部Ｉ１の拡幅部側近傍部ｎ（図１
５参照）である扁平断面がその断面積を大きく変化させ
ず図９（ｄ）の拡幅部Ｉ２の連設部側端部ｍに徐々に変
化するように図９（ｂ）〜（ｃ）が形成されている。こ
こでは特に図９（ａ）〜（ｅ）に示すように下側壁部７
が吸気マニホールド１４との接続部より徐々にその突出
し量を低減させるように形成されている。これによっ
て、吸気マニホールド１４の下流端の断面積を急変させ
ることなく、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂに滑らかに
連結出来る。

【００２４】これにより、吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂからの吸気流がその流速を低減されず、燃焼室３０内
でタンブル流を形成し易いように成っている。そして、
吸気ポート４６は図９（ｅ）のＳ４−Ｓ４断面で分岐部
４６Ｃによって完全に分岐されたサイアミーズポートと
して吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂを構成している。さ
らに、ポート形状も逆三角形の形状を呈している。ま
た、この吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂは下流側へ向か
うほど、略逆三角形の断面形状を呈して、タンブル流の
強化を図っている。

【００２５】つまり、吸気ポート４６の各断面における
上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を下側半部４６Ａ−
２，４６Ｂ−２よりも拡幅することにより、吸気ポート
４６に上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１の流速及び流量
が下側半部よりも大きなものとなっている。他方、吸気
弁５８が開いた時には、図５に示すように、タンブル流
Ｆａ，Ｆｍを増長する流れの成分ａと、タンブル流Ｆ
ａ，Ｆｍを抑制する流れの成分ｂとが存在する。したが
って、吸気ポート４６の上側半部の流速及び流量が下側
半部よりも大きくなることにより、タンブル流Ｆａ，Ｆ
ｍをより強化することが出来る。しかも、流れの成分ａ
に対する流通抵抗が極めて小さく、このため、全体とし
ての流量も大幅に増大出来る。なお、図９（ａ）〜
（ｃ）中の符号ｅ１は吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの
上壁面に凹設されたインジェクタ１２の噴霧の通路を示
す。

【００２６】ところで、各吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂからの吸気を互いに平行な状態で燃焼室３０に流入さ
せ、タンブル流Ｆａ，Ｆｍを層状に強く生成する必要
上、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの軸心線１Ａ，１
Ｂは平行な直線に成っており、各吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂの拡幅部Ｉ１の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ
−１に対し、連設部Ｉ２の横幅ｈ２をほぼ同等に設定
し、連設部Ｉ２の連設部側端部ｍの横幅ｉはそのまま保
持することとなる。このため、図１のエンジンの吸気通
路の連結部Ｉ２側の図９（ａ）部分に対し、拡幅部Ｉ１
側の図９（ｂ）〜（ｇ）部分の断面積が近似するよう
に、ここでは吸気ポートの下側壁部７を上側半部に突出
し、吸気マニホールドとの間の段差（図５に２点鎖線で
示す従来位置との間での段差）を排した。そして、連設
部Ｉ２の拡幅部側近傍部ｎ（図９（ａ）に示す部分）
を、図１５に示すように、連設部Ｉ２の拡幅部側近傍部
ｎの断面積にほぼ近似するように設定する。これによっ
て、連設部Ｉ２の拡幅部側近傍部ｎの断面積Ａ２がその
前後の流路断面積に対して比較的変化無く、この部分の
静圧の増加を防止出来、拡幅部Ｉ１に向かう吸気の流動
速度の低下を防止できた。

【００２７】また、図９（ａ）〜（ｇ）に示すように、
この吸気ポート４６内には、隔壁２１がほぼ全長にわた
り設けられる。隔壁２１が吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂ内を左右方向に、２分するように下側壁部７から上側
壁面８までにわたっており、吸気ポート部分４６Ａ，４
６Ｂ内に流入した吸気流は、中央通路４と側方通路５と
に流れが分かれる。つまり、図９（ａ）に示すように、
２つ吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂは、最上流側である
シリンダヘッド側面２８Ａ（図５）近傍では１つの吸気
通路として形成され、この直後に隔壁２１により、中央
通路４と側方通路５とに分岐する。そして、図９（ａ）
〜（ｇ）に示すように、徐々に中央通路４が２分され、
図９（ｅ）に示すＳ４−Ｓ４断面より下流では、吸気路
が完全に２分される。

【００２８】吸気ポート４６に付いて、図５、図９、図
１０を用いさらに説明する。

【００２９】図５に示すように、吸気ポート４６は吸気
流に方向づけして、燃焼室３０内でタンブル流Ｆａ，Ｆ
ｍを生成するため、略ストレートな形状を呈する。他
方、シリンダヘッドの構造上、吸気弁５８により開閉さ
れる吸気開口の軸線と、吸気流の方向とを同じものとす
ることができない。このため、吸気ポート部分４６Ａ，
４６Ｂの下流端部が大きな曲率を持った湾曲部を介して
吸気開口に連結されている。この湾曲部における実質流
路断面積は図９（ｆ）、（ｇ）に明らかなように、最も
小さくなり、特に、バルブステム５７、図示しないステ
ムガイド及び隔壁２１の存在もあいまって、実質流路断
面積の低下が甚だしい（図１５参照）。このため、吸気
ポート部分４６Ａ，４６Ｂは、同吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂにおけるこの湾曲部の内径の幅を最も大き
く、且つ各吸気弁５８により開閉される吸気開口よりも
大きく設定された膨らみ１３が設けられている。これに
よって湾曲部での実質流通断面積の低下を防止し、十分
な流速及び流量を確保することが可能と成っている。

【００３０】しかも膨らみ１３は図１０に明らかなよう
に、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの主に、上側半部
４６Ａ−１，４６Ｂ−１に設けられたので、それぞれも
上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１の流速及び流量が下側
半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２よりも、さらに大きくする
ことが出来、タンブル流Ｆａ，Ｆｍの生成がより効果的
に行なわれる。本発明の第１実施例としての内燃機関の
吸気通路構造は、上述のように構成されているので、吸
気行程において、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂから
燃焼室内へ流入した吸気は、燃焼室３０内において、混
合気のタンブル流Ｆｍと空気のタンブル流Ｆａとを層状
に生成する。次いで圧縮行程に入っても該層状のタンブ
ル流Ｆａ，Ｆｍは存在するが圧縮行程上死点近傍に近づ
くと、各タンブル流Ｆａ，Ｆｍは崩され初める。しかし
ながら燃焼室３０内の点火プラグ１１の近傍には依然と
して、濃い混合気が存在した状態であり、この状態で点
火プラグ１１により点火が行なわれる。以後の爆発行程
及び排気行程は従来の層状燃焼内燃機関と同様である。

【００３１】これにより、燃焼室３０全体としては、理
論空燃比よりも燃料の少ない混合気であっても点火プラ
グ１１近傍には着火に十分な濃度の混合気が存在するの
で、着火性を悪化させることなくエンジンを運転するこ
とができるのである。とくに、本実施例においては、ピ
ストン２６の頂面３４に隆起部３７の斜面ｖｆ１を設け
ることにより、より強いタンブル流Ｆａ，Ｆｍを生成し
て、より完全な層状のタンブル流Ｆａ，Ｆｍを得ること
ができる。これにより、燃焼室３０内全体の混合気の空
燃比をより薄くしても十分に安定した点火及び燃焼を得
ることができる。特に、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ
に隔壁２１を設けて、混合気の層状化を促進することに
よって、より希薄な混合気で機関を運転することがで
き、例えば、図１１のグラフに示すような特性が得られ
る。

【００３２】ここで、図の横軸は空燃比（Ａ／Ｆ）であ
り、縦軸はＮＯ_X排出量及びＰｉ（図示平均有効圧）変
動率である。また、線ａ及び線ｃは、吸気ポートに隔壁
２１を設けた機関の特性を示し、線ｂ及び線ｄは、隔壁
２１を有さない通常のタンブル流の吸気ポートを備えた
機関の特性を示している。また、線ａ線ｂはＮＯ_X排出
に関し、線ｃ線ｄはＰｉ変動率に関している。この図１
１に示すように、隔壁２１を設けた機関では通常のタン
ブル流を用いた機関よりも空燃比の値がリーン（薄い）
側でＮＯ_X排出量がピークとなる。またこのＮＯ_X排出量
のピーク値自体も低減することが可能である。つまり、
燃焼室３０内のタンブル流の層状化が促進されたことに
より、従来の機関よりＮＯ_X排出量がピーク値となるＡ
／Ｆがリーン側に移動するためである。また、線ｃと線
ｄとはＡ／ＦとＰｉ変動率との関係を示したものであ
る。ここで、Ｐｉ変動率とは機関の燃焼安定性を判断す
る目安となるもので、このＰｉ変動率が高すぎると、機
関の燃焼が安定せず、トルク変動を伴った不快な運転状
態となる。なお、図中の基準線ｅは一般的に不快感のな
い状態で運転できる燃焼安定限界のＰｉ変動率である。

【００３３】この図に示すように、気筒内での安定した
燃焼状態が得られるＰｉ変動率の限界値に対して、隔壁
２１を設けた機関（線ｃ参照）では、通常のタンブル流
を用いた機関（線ｄ参照）よりもさらにリーン側のＡ／
Ｆで機関を運転することが可能であり、また、この時の
ＮＯ_Xの排出量も大幅に低減することができる。つま
り、よりリーンなＡ／Ｆでも安定した燃焼状態を得るこ
とが出来、燃焼安定限界のＡ／Ｆを向上させることを示
している。従って、本構造により極めて低燃費であっ
て、且つＮＯ_Xをほとんど排出しない機関を実現するこ
とが出来る。更に隔壁２１の厚さがバルブステム５７の
径より小さく、隔壁２１の中心線とバルブステム５７の
中心線とが同一平面上に位置しているため、隔壁２１の
中央通路側側壁は、バルブステム５７の中央通路側壁面
より側方通路５側に偏倚され、中央通路４内の隔壁２１
に沿う混合気流内の燃料噴霧は、バルブステム５７の内
側表面に案内されながら、点火プラグ１１の方向に向け
られて、混合気内の燃料噴霧が点火プラグ１１近傍に集
中し、着火が良好に行なわれ、リーン限界をさらに伸ば
すことが出来る。

【００３４】特に本実施例においては、図５、図１０に
示すように、本構造では吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ
の略三角形の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１が
十分に大きく形成されているので、燃焼室３０内の強い
タンブル流及びエンジン全開時の流量係数を確保するこ
とが出来る。更に、本実施例においては、吸気ポート部
分４６Ａ，４６Ｂにおける最も実質流通断面積が小さく
なる各湾曲部に膨らみ１３を設けと共に、バルブステム
５７の下流側には、流通抵抗となる隔壁２１を設けない
ように構成されているので、上述の燃焼室３０内の強い
タンブル流及びエンジン全開時の流量形数をより効果的
に確保することが出来る。また、吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂにおけるバルブステム５７の流側に各平を設
けない構成には以下に述べるとおり製法上大きな利点が
あう。すなわち、もしバルブステム５７の下流側にも隔
壁２１を設けた場合、その隔壁２１におけるバルブステ
ム５７に対応する部分を隔壁２１の鋳造後にドリリング
する必要が生じるが、隔壁２１が薄いためにドリリング
時にわれが生じる恐れがあり、また吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂ内のバルブステム５７の下流側に、片持ちの
隔壁が存在することになるため、強度上も好ましくない
という不具合も生じる。しかし本実施例では上述のとお
りバルブステム５７の下流側に隔壁２１が存在しないの
で、このような不具合を一切避けることができる。しか
も、バルブステム５７の下流側隔壁２１を存在させなく
ても、層状化にはほとんど影響がないことも確認されて
おり、製造上大きな利点を提供することが出来る。

【００３５】ここで、図１２はポート断面積と平均タン
ブル係数（タンブル流の回転速度／エンジン回転数）及
び平均流量係数（全体としての流量）との関係を示すも
のである。ここで線ａはポート断面積と平均タンブル比
との関係を示し、線ｂはポート断面積と平均流量係数と
の関係を示している。また図１２中□印は、通常のタン
ブル流の吸気ポートを備えた機関の平均流量係数を示す
ものであり、■印は、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの
断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大きく
した吸気ポートを備えた機関の平均流量係数を示すもの
である。また、○印は通常のタンブル流の吸気ポートを
備えた機関の平均タンブル比を示すものであり、●印は
吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂでは、上側半部４６Ａ−
１，４６Ｂ−１を十分に大きくして、ポート断面積を確
保しているので、図に示すように、平均タンブル比、平
均流量係数ともに向上させることができる。

【００３６】これにより、タンブル比と流量係数との関
係は図１２に示すようなものとなる。この図１２におい
て△印は従来のタンブル流を用いた機関、☆印は隔壁２
１を設けてはいるものの、この隔壁２１により吸気ポー
ト部分４６Ａ，４６Ｂ内の断面積が低下している機関、
★印は本構造を備えた機関であって吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂの断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を
十分に大きくしたものである。つまり、この図１３が示
すように、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂに隔壁２１を
設けるだけでは、吸気流の層状化を促進しても流量係数
が低下してしまい、全開性能が低下してしまう不具合が
ある。ここで、★印が示すように、吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂの断面積の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１
を十分に大きくすることにより、タンブル比及び流量係
数を向上させることが出来る。このようにして、隔壁２
１を設けることによる吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの
断面積の減少を補うことができ、燃焼室３０内の強いタ
ンブル流及び機関の全開性能を確保出来る。

【００３７】また、図１４は機関の回転トルクを示し、
図中、線ａは本内燃機関の吸気通路構造（図１５の線ａ
のポート断面積変化特性の機関）の特性を示すグラフ、
線ｂは従来の吸気通路構造を備えた機関（図１５の線ｂ
のポート断面積変化特性の機関）の特性を示すグラフで
ある。ここで線ｂの従来の吸気通路構造を備えた機関で
はエンジン回転数が３０００ｒｐｍの近傍でトルク低下
が目立っていたが、線ａの本吸気通路構造を備えた機関
ではエンジン回転数が３０００ｒｐｍの近傍でトルク低
下を生じること無く、しかもエンジン回転数のほぼ全域
で従来の吸気通路構造を備えた機関と同等以上のトルク
を確保出来た。これは、従来の吸気通路構造では、線ｂ
に示すように、シリンダヘッド合わせ面位置（図５中の
Ｈ−Ｈ位置参照）の近傍の流路断面積が大きく（図１５
のＣ／Ｈ面からの距離が０の位置参照）、同部分の静圧
が比較的大きくなり、この部分で吸気速度が減速され易
く、エンジンが十分な吸気慣性効果等を得られず、トル
ク低減が生じ易いものと見做され、特に、エンジン回転
数が３０００ｒｐｍの近傍でその影響が大きく出てい
た。これに対して、本吸気通路構造を備えた機関ではシ
リンダヘッド合わせ面位置（Ｈ−Ｈ位置）の近傍のポー
ト断面積（図１５中のＡ１）が拡大せず、静圧が高まる
部分も低減し、吸気開口に向かう吸気の流動速度が減速
されることが無く、十分な吸気慣性効果等を得られ、ト
ルク低減が生じないことによるものと見做せる。

【００３８】このように、吸気ポート４６に隔壁２１を
設けて、且つ吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの略三角形
の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大き
くすることにより、トルクを従来の吸気通路構造を用い
た内燃機関よりも向上させることができ、ＮＯ_Xをも低
下させることができる。また、燃費の向上を図ることも
できる。次に、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ内におけ
る隔壁２１の変形例を図１７を用いて説明する。この変
形例は、隔壁２１に代えて吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂ内のほぼ下側半部にのみに隔壁２１Ｑを設けたもので
ある。しかし、上述したようにインジェクタが吸気ポー
ト４６の分岐部のより上流側で、吸気ポート上面側から
下方に向けて配設されている。燃料が吸気ポート下面側
に集まりやすいため、隔壁２１Ｑの用に吸気ポートの比
較的下面側にのみ設置した場合にも、中央通路４と側方
通路５によるタンブル流Ｆａ，Ｆｍの層状化が十分可能
である。

【００３９】次にインジェクタの配置及び方向と隔壁２
１との関係の変形例に付いて図１７乃至図１９を用いて
説明する。

【００４０】図１７、図１８のインジェクタ軸線方向６
に示すように、インジェクタは吸気ポート４６の下部側
からこれら吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの下流側の斜
め上方に向けて燃料を噴射する。そして、斜め上方に噴
射された燃料は、吸気ポート４６、吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂ内の中央通路４を通じて燃焼室３０内に吸気
される。図１９は図１８の隔壁２１に代えて、吸気ポー
ト上面側から垂下し、上半部のみによる隔壁２１Ｃを設
けたものである。これら図１８及び図１９に示す変形例
によれば、燃料がインジェクタ噴射軸線６に沿って、上
面側内壁８に向けて噴射され、点火プラグ１１近傍に形
成された混合気のタンブル流Ｆｍでは、このタンブル流
Ｆｍのタンブル流心内側の流れよりも点火プラグ１１近
傍のタンブル流心外側の流れの方が濃い混合気となる。
したがって、より希薄燃焼を安定して成立させることが
できる。

【００４１】次に、バルブステム５７と隔壁の配置との
バリエーションについての変形例を図２０乃至図２２を
用いて説明する。上述したように、本願発明の第１実施
例では図８に示すように隔壁２１を幅狭に形成してい
る。これは隔壁２１の内側の面１２１Ａを、バルブステ
ム５７の内側表面より、側方側通路５に偏倚させている
のである。これによって、隔壁２１の面１２１Ａに沿っ
て流れる混合気中の燃料噴霧が図６中Ｐで示すような方
向で、点火プラグ１１の近傍への集中させる効果を得る
ことが出来る。図２０に示すバリエーションは、第１実
施例と同様な効果を得る目的で、バルブステム５７の内
側表面よりも、隔壁１２１Ａの内面が側方通路５に偏倚
させると共に、隔壁２１の中心線自体もバルブステム５
７の軸線より側方通路５側に偏倚させたものである。

【００４２】図２１、図２２に示すようなバリエーショ
ンのものも考えられる。隔壁１２１Ｂ，１２１Ｃの上流
側及び中間部をバルブステム５７の軸心よりも外側に偏
倚する。そして、隔壁１２１Ｂ，１２１Ｃの下流部１２
２、１２３における着火手段側隔壁（内壁面）１２２
ａ，１２３ａが、中央通路側４の吸気流を点火プラグ１
１側に向けるように中央よりに向けて傾斜さている。こ
の場合には、吸気流がより滑らかに点火プラグ１１側に
向けられ、エンジンの希薄燃焼化をより促進でき、層状
燃焼エンジンに極めて有効である。なお、図２１に示す
例では、隔壁１２１Ｂの内壁面１２２ａのみが１２２ａ
屈曲していて、隔壁１２１Ｂの外壁面は平面状に成って
いる。また、図２２に示す例では、隔壁１２１Ｃの厚み
がその全長にわたってほぼ一定に設定されて、隔壁１２
１Ｂの内壁面１２２ａとともに外壁面も屈曲形成されて
いる。

【００４３】このように、隔壁の少なくとも内側面をバ
ルブステム５７の内側面よりもやや側方通路側に偏倚さ
せるか、あるいは隔壁の下流側端の内壁面自体を中央通
路側に傾斜させることで、隔壁の内壁面に沿って流れる
混合気中の燃料噴霧を点火プラグ側に集中させることを
実現できる。そして、この混合気の点火プラグ側への集
中具合は、例えば、内壁１２１Ａの偏倚状態や内壁面１
２２Ａ，１２３Ａ自体の傾斜状態の設定に応じて、層状
度合を調整することが出来る。次に、吸気ポート４６内
に流入する吸気流の方向に関した隔壁の構造のバリエー
ションとして、図２３を用いて説明する。実施例１では
隔壁２１の内壁と外壁とがほぼ平行に設定されている。
これは、製造上のことから考えて形状を単純化したもの
である。吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ内を流入する吸
気流を整流し、バルブステム５７の部分での吸気流の乱
れを防止することを考慮すると、図２３に示すように、
隔壁２１の厚みをバルブステム５７の上流側に行くほど
薄く形成し、さらに上流側端部では２１Ａでは極力薄く
形成することが望ましい。更に、下流側のバルブステム
５７に値か近づくにしたがって、徐々にバルブステム５
７の外径と略同等の厚さになるように形成することが好
ましい。このようにすることで吸気流の流は、隔壁２１
及びバルブステム５７によって乱れることなく、円滑に
燃焼室３０に流入することができる。次に、吸気ポート
４６及び同吸気ポートの上流側に接続される吸気マニホ
ールド１４の変形例について図２４〜図２７を説明す
る。

【００４４】上述のように本発明の第１実施例では、吸
気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの上側半部４６Ａ−１，４
６Ｂ−１が下側半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２より拡幅さ
れている。しかし、さらに、吸気ポート４６の上流側に
接続される吸気マニホールドの形状をも改良することに
より、燃焼室３０内でより強いタンブル流Ｆａ，Ｆｍを
生成することが出来る。図２４において、符合１４はシ
リンダヘッド２８の側面２８Ａに固定され吸気ポート４
６の上流側端に接続され、サ−ジタンク１０１側の開口
部まで連設部Ｉ２（図１参照）が形成された吸気マニホ
ールド１４である。そして、吸気ポート４６及び吸気マ
ニホールド１４の各部の断面形状は図２５，図２６に示
すように、構成される。ここでの吸気マニホールド４６
も、ほぼ、吸気マニホールド１４の開口と同様な扁平し
た断面形状を備え、その断面積を吸気ポート側に対して
大きく偏倚させないように、上壁部に対して下壁部側が
上側に向けて偏倚し、これに吸気ポート４６が連結され
る。

【００４５】即ち、吸気ポート４６は図２５（ｄ）〜
（ｆ）に示すように下側壁部７が吸気マニホールド１４
との接続部位置と比較し、図２５（ｃ）より徐々にその
突出し量を低減させるように形成されている。これによ
って、吸気マニホールド１４の下流端の断面積を急変さ
せることなく、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂに滑らか
に連結出来る。図２５（ａ）〜（ｃ）に示すように、こ
こでは吸気マニホールド１４上流から下流に行くに従っ
て、断面形状を徐々に変化させ、吸気通路部分１４Ａ、
１４Ｂと接続している最下流側（図２５（ｃ））では、
吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂと吸気マニホールド１４
との各断面形状がほぼ一致するように形成されている。
更に、吸気マニホールド１４の断面形状（図２５（ｂ）
〜（ｃ））、及び、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの断面形
状（図２５（ｄ）〜（ｆ）、図２６（ａ）〜（ｃ）参
照）が、下流に行くに従って、上側半部４６Ａ−１，４
６Ｂ−１を下側半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２よりも相対
的に拡幅された偏心形状になるように形成されている。

【００４６】ここでも吸気マニホールド１４内及び吸気
ポート部分４６Ａ，４６Ｂの各拡幅部Ｉ１部分（図２５
（ｂ）〜（ｃ））の下側壁部７を上側半部側に突出し形
成した。これによって、吸気マニホールド１４内の２つ
の吸気通路部分１４Ａ、１４Ｂで吸気流心４５が上側半
部４６Ａ−１，４６Ｂ−１へ偏倚され、しかも、拡幅部
Ｉ１の連設部側端部ｍを連設部Ｉ２の拡幅部側近傍部ｎ
（図２５（ａ）の位置）の断面積にほぼ等しく成るよう
にし、連設部Ｉ２の拡幅部側近傍部ｎと拡幅部の連設部
側端部ｍの断面積がその通路の上下流側近傍の断面積に
対して急変せず、この部分の静圧の増加を防止出来、吸
気の流動速度の低下を防止でき、各吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂでのタンブル流の形成を更に促進出来る。

【００４７】更に、第１実施例では吸気ポート内だけに
隔壁２１を設けたが、図２７に示すように、吸気マニホ
ールド１４に各吸気通路部分１４Ａ、１４Ｂを左右方向
に二分するような隔壁１５，１５を設けても良い。この
隔壁１５は、各吸気通路部分１４Ａ、１４Ｂの上端から
下端にわたって設けられており、これにより各吸気通路
部分１４Ａ、１４Ｂ内では、それぞれ、吸気流の中央通
路４’と、この側方通路５’とに二分されるようになっ
ている。この隔壁１５は吸気マニホールド１４の下流側
端、つまり吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂとの接合面近
傍まで設けられている。このため、両隔壁１５、２１に
より吸気マニホールド１４及び吸気ポート部分４６Ａ，
４６Ｂは中央通路４’，４と側方通路５’，５とに分岐
した吸気流が混合気と空気とに完全に分離され、燃焼室
３０内のタンブル流Ｆａ，Ｆｍの層状化をより強化する
ように成っている。

【００４８】次に、吸気ポート内に隔壁を持たない複数
の吸気ポートを有するエンジンに本発明を適用した他の
実施例を図２８〜図３０を用いて説明する。図２８のエ
ンジンは吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの形状を除くと
図２、図４に示される層状燃焼内燃機関と基本的に同じ
構造である。そして、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの
断面形状は図２８、図２９に示されるように、上側半部
が下側半部より拡幅された逆三角形状をしている。ま
た、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂは全体として略スト
レートな形状を呈し、燃焼室３０への吸気開口端近傍で
大きく湾曲している。該湾曲部には図３０に示すよう
に、主にその上側半部に吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ
の吸気開口よりも大きな内径を有する膨らみ１３が設け
られている。

【００４９】これによって、吸気ポート４６Ａからは混
合気が、吸気ポート４６Ｂからは空気が希薄燃焼に十分
なタンブル流を形成しながら、且つ十分な吸気流量も確
保しながら燃焼室３０に流入し、従来から存在する希薄
燃焼機関より燃焼安定性及び燃焼室効率、出力の向上を
可能とする。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、連設部
と拡幅部の連設部側端部の断面積とがほぼ等しくなるよ
うに、連設部の他半部がタンブル流側半部側に偏倚して
拡幅部と連設されるので、同部の静圧を高めることが無
く、同連設部において燃焼室開口に向かう吸気流の流動
速度を減速させることを防止出来、各タンブル流の旋回
エネルギを高め層状化を強化でき、エンジンのトルクア
ップ、低燃費化を図れ、ＮＯ_Xの低減をも図れる。特
に、拡幅部が燃焼室の２つの吸気開口から個々に延出し
て吸気ポート上の分岐部で合流するように形成され、同
吸気ポート分岐部より吸気流入方向上流側に連設部が連
設される場合も、同様に吸気流の流動速度を減速させる
ことを防止出来、各タンブル流の旋回エネルギを高め層
状化を強化できる。特に、拡幅部及び連設部の上側内面
から下側内面に向かって延設され吸気通路を複数に区画
しタンブル流を互いに平行な複数の流れに区画する隔壁
が形成されると、各タンブル流の層状化をより強化で
き、各タンブル流の旋回エネルギをより高め、層状化を
強化でき、エンジンのトルクアップ、低燃費化を図れ、
ＮＯ_Xの低減をも図れる。特に、吸気通路が吸気ポート
を形成されたシリンダヘッドに結合される吸気マニホー
ルド内に連続形成され、隔壁は吸気マニホールド内の連
設部にも形成されると、各タンブル流の層状化をより強
化でき、各タンブル流の旋回エネルギをより高め、層状
化を強化でき、エンジンのトルクアップ、低燃費化を図
れ、ＮＯ_Xの低減をも図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の吸気通路
構造を備えたエンジンの概略構成図である。

【図２】本発明の１実施例としての内燃機関の吸気通路
構造を示した模式的斜視図である。

【図３】吸気ポートの要部を示す模式的上面図で、図２
におけるＡ矢視図である。

【図４】燃焼室の要部構成を示す模式的側面図で図２に
おけるＡ’矢視図である。

【図５】吸気ポート構造の構成を示す模式図であって、
図２におけるＡ’矢視図である。

【図６】ピストン上面形状を詳細に示す模式的斜視図で
ある。

【図７】吸気ポート構造の構成を示す模式的な部分断面
図であり、図３におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図８】燃焼室内での構成を示す模式的な上面図であ
り、図２におけるＡ矢視図でである。

【図９】吸気ポート構造の構成を示す模式図であり、図
２におけるＨ矢視図（ｂ）〜（ｇ）はそれぞれ図５にお
けるＳ１−Ｓ１断面からＳ６−Ｓ６断面までの断面図で
ある。

【図１０】吸気ポート構造の構成を示す模式図である。

【図１１】図１のエンジンの吸気ポート構造の効果を示
すグラフである。

【図１２】図１のエンジンの吸気ポート構造の効果を示
すグラフである。

【図１３】図１のエンジンの吸気ポート構造の効果を示
すグラフである。

【図１４】図１のエンジンの吸気ポート構造の効果を示
すグラフである。

【図１５】図１のエンジンの吸気ポート構造のポート断
面積変化特性線図である。

【図１６】本発明の吸気ポート構造の構成を示す模式図
であり、図２の変形例である。

【図１７】本発明の他の実施例の吸気ポート構造を備え
たエンジンの模式的斜視図である。

【図１８】図１７に示す吸気ポートの模式的部分断面図
である。

【図１９】図１８に示す吸気ポート構造の変形例を示す
模式的部分断面図である。

【図２０】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁構造の変形例を示す模式図である。

【図２１】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁構造の変形例を示す模式図である。

【図２２】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁構造の変形例を示す模式図である。

【図２３】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁構造の変形例を示す模式図である。

【図２４】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の模式図である。

【図２５】本発明の内燃機関の吸気通路構造を示す模式
図であり、図２４におけるＲ１−Ｒ１〜Ｒ３−Ｒ３断面
及びＧ−Ｇ断面図である。

【図２６】本発明の内燃機関の吸気通路構造を示す模式
図であり、図２４におけるＲ４−Ｒ４〜Ｒ６−Ｒ６断面
図である。

【図２７】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁構造の変形例を示す模式図である。

【図２８】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁を持たない変形例を示す模式図である。

【図２９】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁を持たない変形例であり、図２７のＸＸ
ＸＶ−ＸＸＸＶ断面図である。

【図３０】本発明の他の実施例としての内燃機関の吸気
通路構造の隔壁を持たない変形例を示す模式的上面図で
ある。

【図３１】従来の内燃機関の吸気通路構造を示す模式的
斜視図である。

【図３２】従来の内燃機関の吸気通路構造を示す模式的
断面図である。

【符号の説明】

１１点火プラグ１２インジェクタ１４吸気マニホールド２１隔壁３０燃焼室４６吸気ポート５７バルブステム４６Ａ吸気ポート部分４６Ｂ吸気ポート部分４６Ａ−１２上側半部４６Ｂ−１上側半部４６Ａ−２下側半部４６Ｂ−２下側半部４６Ｃ分岐部Ｉ１拡幅部Ｉ２連設部１００エンジンＦａタンブル流Ｆｍタンブル流ｍ連設部側端部ＦＣ仮想平面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一方が燃焼室に開口し他方が大気に連通し
て上記燃焼室に流入される空気流が同燃焼室内でタンブ
ル流となるように構成された吸気通路構造であって、同吸気通路が、燃焼室開口端近傍から吸気流入方向上流
側に向かって上方を占めるタンブル流側半部が下方を占
める他半部よりも大きく拡幅して形成され、上記吸気通
路の吸気流中心をタンブル流側半部へ偏心せしめられた
拡幅部と、同拡幅部の上流側に連設された連設部とを有
し、上記連設部が上記拡幅部横方向の最大幅と同等の横方向
幅に形成されると共に、上記連設部の断面積が上記拡幅
部の上記連設部側端部の断面積とほぼ等しくなるよう
に、上記連設部の他半部がタンブル流側半部側に偏倚し
て上記拡幅部と連設されることを特徴とする内燃機関の
吸気通路構造。
【請求項２】上記吸気通路が上記燃焼室の吸気開口から
シリンダヘッド下面に沿って吸気を流入する吸気ポート
を備え、上記拡幅部は上記燃焼室の２つの吸気開口から
個々に延出して吸気ポート上の分岐部で合流するように
形成され、同吸気ポート分岐部より吸気流入方向上流側
に上記連設部が連設されたことを特徴とする請求項１記
載の内燃機関の吸気通路構造。
【請求項３】上記拡幅部及び連設部の上側内面から下側
内面に向かって延設され上記吸気通路を複数に区画し上
記タンブル流を互いに平行な複数の流れに区画する少な
くとも一つの隔壁が形成されたことを特徴とする請求項
１あるいは請求項２記載の内燃機関の吸気通路構造。
【請求項４】上記吸気通路が上記吸気ポートを形成され
たシリンダヘッドに結合される吸気マニホールド内に連
続形成され、上記隔壁は上記吸気マニホールド内の連設
部にも形成されたことを特徴とする請求項３記載の内燃
機関の吸気通路構造。