JP3156471B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
内燃機関の吸気装置Info
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- JP3156471B2 JP3156471B2 JP30821393A JP30821393A JP3156471B2 JP 3156471 B2 JP3156471 B2 JP 3156471B2 JP 30821393 A JP30821393 A JP 30821393A JP 30821393 A JP30821393 A JP 30821393A JP 3156471 B2 JP3156471 B2 JP 3156471B2
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- intake
- cylinder
- helical port
- intake air
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、十分な吸気量を得るた
めに二つの吸気ポートを有すると共に、気筒内にスワー
ルを形成する内燃機関の吸気装置に関する。
めに二つの吸気ポートを有すると共に、気筒内にスワー
ルを形成する内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】二つの吸気ポートとしてヘリカルポート
とストレートポートとを有する内燃機関の吸気装置が公
知である。この吸気装置において、ストレートポート
は、それを通り供給される吸気が気筒内壁に沿って旋回
し、ヘリカルポートにより形成されるスワールと衝突し
ないようするために、気筒内壁のすぐ内側に接続する必
要がある。この構造は、両吸気ポート間のデッドスペー
スを大きくし、吸気装置全体を大型化するために、特開
昭６１−２４１４１９号公報には、二つのヘリカルポー
トを有する吸気装置が開示されている。
とストレートポートとを有する内燃機関の吸気装置が公
知である。この吸気装置において、ストレートポート
は、それを通り供給される吸気が気筒内壁に沿って旋回
し、ヘリカルポートにより形成されるスワールと衝突し
ないようするために、気筒内壁のすぐ内側に接続する必
要がある。この構造は、両吸気ポート間のデッドスペー
スを大きくし、吸気装置全体を大型化するために、特開
昭６１−２４１４１９号公報には、二つのヘリカルポー
トを有する吸気装置が開示されている。
【０００３】この吸気装置において、スワール上流側に
おいて気筒に接続された第１ヘリカルポートは、一般的
なものであり、吸気を吸気弁軸線回りに十分に回転させ
て気筒内へ供給するものである。また、他方の第２ヘリ
カルポートは、吸気を吸気弁軸線回りに半回転させて気
筒内へ供給するものである。この吸気装置は、第２ヘリ
カルポートにより気筒内へ供給される吸気の主流が、そ
の内壁に沿ってスワール下流方向に進行するために、第
１ヘリカルポートにより供給される吸気の回転を強めて
気筒内に強いスワールを形成することを意図している。
おいて気筒に接続された第１ヘリカルポートは、一般的
なものであり、吸気を吸気弁軸線回りに十分に回転させ
て気筒内へ供給するものである。また、他方の第２ヘリ
カルポートは、吸気を吸気弁軸線回りに半回転させて気
筒内へ供給するものである。この吸気装置は、第２ヘリ
カルポートにより気筒内へ供給される吸気の主流が、そ
の内壁に沿ってスワール下流方向に進行するために、第
１ヘリカルポートにより供給される吸気の回転を強めて
気筒内に強いスワールを形成することを意図している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】第１及び第２ヘリカル
ポートの気筒内開口部は円形であり、第１ヘリカルポー
トを通る吸気の気筒内開口部における速度分布は、各接
線方向にほぼ同じ大きさの速度成分を有している。一
方、第２ヘリカルポートを通る吸気の気筒内開口部にお
ける速度分布は、確かに気筒内壁に沿う方向の接線方向
成分が最大となるが、この方向の成分だけでなく、反ス
ワール方向に徐々にその大きさが小さくなる各接線方向
の速度成分を有している。従って、特に気筒内開口部の
スワール上流側における各接線方向の速度成分は比較的
大きなものとなり、前述の従来技術において、これら
は、第１ヘリカルポートが第２ヘリカルポートのスワー
ル上流側に配置されているために、第１ヘリカルポート
から供給される吸気のうちスワール下流側に進行するも
のと激しく衝突し、この部分で第１ヘリカルポートによ
り供給される吸気の回転は弱められ、思うほど強いスワ
ールを形成することができない。
ポートの気筒内開口部は円形であり、第１ヘリカルポー
トを通る吸気の気筒内開口部における速度分布は、各接
線方向にほぼ同じ大きさの速度成分を有している。一
方、第２ヘリカルポートを通る吸気の気筒内開口部にお
ける速度分布は、確かに気筒内壁に沿う方向の接線方向
成分が最大となるが、この方向の成分だけでなく、反ス
ワール方向に徐々にその大きさが小さくなる各接線方向
の速度成分を有している。従って、特に気筒内開口部の
スワール上流側における各接線方向の速度成分は比較的
大きなものとなり、前述の従来技術において、これら
は、第１ヘリカルポートが第２ヘリカルポートのスワー
ル上流側に配置されているために、第１ヘリカルポート
から供給される吸気のうちスワール下流側に進行するも
のと激しく衝突し、この部分で第１ヘリカルポートによ
り供給される吸気の回転は弱められ、思うほど強いスワ
ールを形成することができない。
【０００５】従って、本発明の目的は、二つのヘリカル
ポートを有し、気筒内に非常に強いスワールを形成可能
な内燃機関の吸気装置を提供することである。
ポートを有し、気筒内に非常に強いスワールを形成可能
な内燃機関の吸気装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による第一の内燃
機関の吸気装置は、気筒内に形成するスワールと同一方
向に吸気を第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させて供
給する第１ヘリカルポートと、前記スワールと同一方向
に吸気を第２吸気弁の軸線回りに略半回転させて主に気
筒内壁に沿わせて供給する第２ヘリカルポートとを具備
し、前記第１吸気弁が、前記第２吸気弁の前記スワール
下流側に隣接して配置されていることを特徴とする。
機関の吸気装置は、気筒内に形成するスワールと同一方
向に吸気を第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させて供
給する第１ヘリカルポートと、前記スワールと同一方向
に吸気を第２吸気弁の軸線回りに略半回転させて主に気
筒内壁に沿わせて供給する第２ヘリカルポートとを具備
し、前記第１吸気弁が、前記第２吸気弁の前記スワール
下流側に隣接して配置されていることを特徴とする。
【０００７】本発明による第二の内燃機関の吸気装置
は、前述の第一の内燃機関の吸気装置において、前記第
１ヘリカルポートは、前記第２ヘリカルポートより多量
の吸気を気筒内へ供給可能となっていることを特徴とす
る。
は、前述の第一の内燃機関の吸気装置において、前記第
１ヘリカルポートは、前記第２ヘリカルポートより多量
の吸気を気筒内へ供給可能となっていることを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】前述の第一の内燃機関の吸気装置において、第
１吸気弁が、第２吸気弁のスワール下流側に隣接して配
置されており、第２ヘリカルポートから気筒内へ供給さ
れる吸気は、第２吸気弁の軸線回りに略半回転させられ
て主に気筒内壁に沿わせられるために、第２吸気弁開口
回りのスワール下流側では、各接線方向の速度成分が比
較的小さなものとなり、第１ヘリカルポートから第１吸
気弁の軸線回りに十分に回転させられて気筒内へ供給さ
れる吸気に対して、第１吸気弁と第２吸気弁との間にお
いて激しい衝突が発生しないことに加えて、第２ヘリカ
ルポートにより供給される吸気は、気筒内壁に沿って供
給されて第１ヘリカルポートにより供給される吸気の回
転を強めるように機能する。
１吸気弁が、第２吸気弁のスワール下流側に隣接して配
置されており、第２ヘリカルポートから気筒内へ供給さ
れる吸気は、第２吸気弁の軸線回りに略半回転させられ
て主に気筒内壁に沿わせられるために、第２吸気弁開口
回りのスワール下流側では、各接線方向の速度成分が比
較的小さなものとなり、第１ヘリカルポートから第１吸
気弁の軸線回りに十分に回転させられて気筒内へ供給さ
れる吸気に対して、第１吸気弁と第２吸気弁との間にお
いて激しい衝突が発生しないことに加えて、第２ヘリカ
ルポートにより供給される吸気は、気筒内壁に沿って供
給されて第１ヘリカルポートにより供給される吸気の回
転を強めるように機能する。
【０００９】また、前述の第二の内燃機関の吸気装置
は、前述の第一の内燃機関の吸気装置において、第１ヘ
リカルポートが、第２ヘリカルポートより多量の吸気を
気筒内へ供給するために、第１ヘリカルポートによって
気筒内へ供給される回転する吸気が、第２ヘリカルポー
トにより気筒内へ供給される吸気を引き込む作用が顕著
となり、第２ヘリカルポートにより供給される吸気にお
ける気筒内壁接線方向の速度成分が高められ、その分、
スワール下流側の速度成分をさらに小さくすることがで
きる。
は、前述の第一の内燃機関の吸気装置において、第１ヘ
リカルポートが、第２ヘリカルポートより多量の吸気を
気筒内へ供給するために、第１ヘリカルポートによって
気筒内へ供給される回転する吸気が、第２ヘリカルポー
トにより気筒内へ供給される吸気を引き込む作用が顕著
となり、第２ヘリカルポートにより供給される吸気にお
ける気筒内壁接線方向の速度成分が高められ、その分、
スワール下流側の速度成分をさらに小さくすることがで
きる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明による内燃機関の吸気装置の
概略断面平面図である。この内燃機関は、ディーゼルエ
ンジンであるために、気筒上部中心に燃料噴射弁１が配
置されている。気筒には、互いに隣接し、傘側に時計方
向のスパイラル部が形成された二つの第１及び第２吸気
弁２，３が配置され、気筒内に形成される時計方向のス
ワールＡ下流側に位置する第１吸気弁２を介して第１ヘ
リカルポート４が、また他方の吸気弁３を介して第２ヘ
リカルポート５がそれぞれ接続されている。このような
吸気弁の隣接配置により、動弁系の構造を簡素化するこ
とができる。図面を簡単化するために排気弁及び排気通
路は省略されている。
概略断面平面図である。この内燃機関は、ディーゼルエ
ンジンであるために、気筒上部中心に燃料噴射弁１が配
置されている。気筒には、互いに隣接し、傘側に時計方
向のスパイラル部が形成された二つの第１及び第２吸気
弁２，３が配置され、気筒内に形成される時計方向のス
ワールＡ下流側に位置する第１吸気弁２を介して第１ヘ
リカルポート４が、また他方の吸気弁３を介して第２ヘ
リカルポート５がそれぞれ接続されている。このような
吸気弁の隣接配置により、動弁系の構造を簡素化するこ
とができる。図面を簡単化するために排気弁及び排気通
路は省略されている。
【００１１】図２は、第１及び第２ヘリカルポート４，
５の斜視図であり、第１ヘリカルポート４は、その終端
部高さｈ１が比較的高くなっており、それを通る吸気
は、この終端部において、第１吸気弁２のスパイラル部
により、その軸線回りに時計方向に十分に回転して気筒
内へ供給されるようになっている。一方、第２ヘリカル
ポート５は、その終端部高さｈ２が比較的低くなってお
り、それを通る吸気は、第２吸気弁３のスパイラル部に
より、その軸線回りに時計方向に半回転して気筒内へ供
給されるようになっている。
５の斜視図であり、第１ヘリカルポート４は、その終端
部高さｈ１が比較的高くなっており、それを通る吸気
は、この終端部において、第１吸気弁２のスパイラル部
により、その軸線回りに時計方向に十分に回転して気筒
内へ供給されるようになっている。一方、第２ヘリカル
ポート５は、その終端部高さｈ２が比較的低くなってお
り、それを通る吸気は、第２吸気弁３のスパイラル部に
より、その軸線回りに時計方向に半回転して気筒内へ供
給されるようになっている。
【００１２】このように構成された第１及び第２ヘリカ
ルポート４，５によって吸気を気筒内へ供給すると、第
１ヘリカルポート４を通り供給される吸気の吸気弁２開
口部における速度分布は、図１に示すように、各接線方
向にほぼ等しい速度成分を有している。このように供給
された吸気は、ピストンの下降に伴い気筒内全体に広が
り、スワールＡを形成する。
ルポート４，５によって吸気を気筒内へ供給すると、第
１ヘリカルポート４を通り供給される吸気の吸気弁２開
口部における速度分布は、図１に示すように、各接線方
向にほぼ等しい速度成分を有している。このように供給
された吸気は、ピストンの下降に伴い気筒内全体に広が
り、スワールＡを形成する。
【００１３】一方、第２ヘリカルポート５を通り供給さ
れる吸気の吸気弁３開口部における速度分布は、図１に
示すように、その主流が気筒内壁接線方向に向けられる
ために、その方向の速度成分が最大となり、反時計方向
に各接線方向の速度成分が徐々に小さくなり、スワール
Ａの下流側半分に存在する速度成分はかなり小さなもの
となる。
れる吸気の吸気弁３開口部における速度分布は、図１に
示すように、その主流が気筒内壁接線方向に向けられる
ために、その方向の速度成分が最大となり、反時計方向
に各接線方向の速度成分が徐々に小さくなり、スワール
Ａの下流側半分に存在する速度成分はかなり小さなもの
となる。
【００１４】従って、第２ヘリカルポート５を通り気筒
内へ供給される吸気は、スワールＡの直下流に第１ヘリ
カルポート４によって供給される吸気と、そのスワール
Ａの略上流方向に進行する成分を含めて激しく衝突する
ことはないために、第１ヘリカルポート４によって供給
される吸気の回転があまり弱められず、また吸気が気筒
内へ流入しやすくなるために、充填効率が向上する。さ
らに、第２ヘリカルポート５によって供給される吸気の
主流である気筒内壁接線方向成分が、第１ヘリカルポー
ト４によって供給される吸気の回転を強め、それにより
形成されるスワールＡを非常に強いものとすることがで
きる。
内へ供給される吸気は、スワールＡの直下流に第１ヘリ
カルポート４によって供給される吸気と、そのスワール
Ａの略上流方向に進行する成分を含めて激しく衝突する
ことはないために、第１ヘリカルポート４によって供給
される吸気の回転があまり弱められず、また吸気が気筒
内へ流入しやすくなるために、充填効率が向上する。さ
らに、第２ヘリカルポート５によって供給される吸気の
主流である気筒内壁接線方向成分が、第１ヘリカルポー
ト４によって供給される吸気の回転を強め、それにより
形成されるスワールＡを非常に強いものとすることがで
きる。
【００１５】このように強いスワールＡが形成されるこ
とにより、圧縮行程末期において、燃料噴射弁１により
気筒内に燃料噴射が実行されると、燃焼速度の早い良好
な燃焼が実現される。
とにより、圧縮行程末期において、燃料噴射弁１により
気筒内に燃料噴射が実行されると、燃焼速度の早い良好
な燃焼が実現される。
【００１６】本実施例において、第１ヘリカルポート４
の流路抵抗を第２ヘリカルポート５に比較して小さくす
るために、前者の断面積は後者に比較して大きくなって
いる。それにより、第１ヘリカルポート４から気筒内に
供給される吸気量は、第２ヘリカルポート５から供給さ
れる吸気量より多くなり、第１ヘリカルポート４により
供給される回転する吸気が、第２ヘリカルポート５によ
り気筒内へ供給される吸気を引き込む作用が顕著となる
ために、第２ヘリカルポート５により気筒内へ供給され
る吸気における気筒内壁接線方向の速度成分が高めら
れ、その分、スワールＡの下流側半分における速度成分
が小さくなり、第１ヘリカルポート４から供給される吸
気との衝突をさらに穏やかなものにすることができ、気
筒内に形成されるスワールをさらに強いものとすること
が可能となる。
の流路抵抗を第２ヘリカルポート５に比較して小さくす
るために、前者の断面積は後者に比較して大きくなって
いる。それにより、第１ヘリカルポート４から気筒内に
供給される吸気量は、第２ヘリカルポート５から供給さ
れる吸気量より多くなり、第１ヘリカルポート４により
供給される回転する吸気が、第２ヘリカルポート５によ
り気筒内へ供給される吸気を引き込む作用が顕著となる
ために、第２ヘリカルポート５により気筒内へ供給され
る吸気における気筒内壁接線方向の速度成分が高めら
れ、その分、スワールＡの下流側半分における速度成分
が小さくなり、第１ヘリカルポート４から供給される吸
気との衝突をさらに穏やかなものにすることができ、気
筒内に形成されるスワールをさらに強いものとすること
が可能となる。
【００１７】本実施例は、気筒内に形成させるスワール
Ａの方向を時計方向としたが、これは本発明を限定する
ものでないことは容易に理解される。また、本発明によ
る吸気装置は、ディーゼルエンジンだけでなく点火装置
を有する通常のガソリンエンジンにも適用可能であるこ
とは明らかである。
Ａの方向を時計方向としたが、これは本発明を限定する
ものでないことは容易に理解される。また、本発明によ
る吸気装置は、ディーゼルエンジンだけでなく点火装置
を有する通常のガソリンエンジンにも適用可能であるこ
とは明らかである。
【００１８】
【発明の効果】このように、本発明による第一の内燃機
関の吸気装置によれば、気筒内に形成するスワールと同
一方向に吸気を第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させ
て供給する第１ヘリカルポートと、スワールと同一方向
に吸気を第２吸気弁の軸線回りに略半回転させて主に気
筒内壁に沿わせて供給する第２ヘリカルポートとを具備
し、第１吸気弁が、第２吸気弁のスワール下流側に隣接
して配置されている。それにより、第２ヘリカルポート
から気筒内へ供給される吸気は、第２吸気弁の軸線回り
に略半回転させられて主に気筒内壁に沿わせられるため
に、第２吸気弁開口回りのスワール下流側では、各接線
方向の速度成分が比較的小さなものとなり、第１吸気弁
と第２吸気弁との間において、第１ヘリカルポートから
第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させられて気筒内へ
供給される吸気との衝突を穏やかにすることに加えて、
第２ヘリカルポートにより供給される吸気は、気筒内壁
に沿う最大速度成分によって第１ヘリカルポートにより
供給される吸気の回転を強めるように機能する。こうし
て、気筒内には非常に強いスワールが生成され、燃焼速
度の速い良好な燃焼が実現される。
関の吸気装置によれば、気筒内に形成するスワールと同
一方向に吸気を第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させ
て供給する第１ヘリカルポートと、スワールと同一方向
に吸気を第２吸気弁の軸線回りに略半回転させて主に気
筒内壁に沿わせて供給する第２ヘリカルポートとを具備
し、第１吸気弁が、第２吸気弁のスワール下流側に隣接
して配置されている。それにより、第２ヘリカルポート
から気筒内へ供給される吸気は、第２吸気弁の軸線回り
に略半回転させられて主に気筒内壁に沿わせられるため
に、第２吸気弁開口回りのスワール下流側では、各接線
方向の速度成分が比較的小さなものとなり、第１吸気弁
と第２吸気弁との間において、第１ヘリカルポートから
第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させられて気筒内へ
供給される吸気との衝突を穏やかにすることに加えて、
第２ヘリカルポートにより供給される吸気は、気筒内壁
に沿う最大速度成分によって第１ヘリカルポートにより
供給される吸気の回転を強めるように機能する。こうし
て、気筒内には非常に強いスワールが生成され、燃焼速
度の速い良好な燃焼が実現される。
【００１９】また、本発明による第二の内燃機関の吸気
装置によれば、前述の第１ヘリカルポートは、前述の第
２ヘリカルポートより多量の吸気を気筒内へ供給可能と
なっているために、第１ヘリカルポートにより供給され
る回転する吸気が、第２ヘリカルポートにより気筒内へ
供給される吸気を引き込む作用が顕著となるために、第
２ヘリカルポートにより気筒内へ供給される吸気におけ
る気筒内壁接線方向の速度成分が高められ、その分、ス
ワール下流側半分における速度成分が小さくなり、第１
ヘリカルポートから供給される吸気との衝突をさらに穏
やかなものとすることができ、さらに強いスワールを気
筒内に形成することができる。
装置によれば、前述の第１ヘリカルポートは、前述の第
２ヘリカルポートより多量の吸気を気筒内へ供給可能と
なっているために、第１ヘリカルポートにより供給され
る回転する吸気が、第２ヘリカルポートにより気筒内へ
供給される吸気を引き込む作用が顕著となるために、第
２ヘリカルポートにより気筒内へ供給される吸気におけ
る気筒内壁接線方向の速度成分が高められ、その分、ス
ワール下流側半分における速度成分が小さくなり、第１
ヘリカルポートから供給される吸気との衝突をさらに穏
やかなものとすることができ、さらに強いスワールを気
筒内に形成することができる。
【図１】本発明による内燃機関の吸気装置の概略断面平
面図である。
面図である。
【図２】第１及び第２ヘリカルポートの斜視図である。
１…燃料噴射弁 ２…第１吸気弁 ３…第２吸気弁 ４…第１ヘリカルポート ５…第２ヘリカルポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−6109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−122005（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−179856（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 31/02 F02F 1/42
Claims (2)
- 【請求項１】 気筒内に形成するスワールと同一方向に
吸気を第１吸気弁の軸線回りに十分に回転させて供給す
る第１ヘリカルポートと、前記スワールと同一方向に吸
気を第２吸気弁の軸線回りに略半回転させて主に気筒内
壁に沿わせて供給する第２ヘリカルポートとを具備し、
前記第１吸気弁が、前記第２吸気弁の前記スワール下流
側に隣接して配置されていることを特徴とする内燃機関
の吸気装置。 - 【請求項２】 前記第１ヘリカルポートは、前記第２ヘ
リカルポートより多量の吸気を気筒内へ供給可能となっ
ていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸
気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30821393A JP3156471B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30821393A JP3156471B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158459A JPH07158459A (ja) | 1995-06-20 |
| JP3156471B2 true JP3156471B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17978285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30821393A Expired - Fee Related JP3156471B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156471B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2891173B2 (ja) * | 1996-04-19 | 1999-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の吸気装置 |
| JP3807207B2 (ja) | 1999-12-24 | 2006-08-09 | いすゞ自動車株式会社 | 多弁吸気式エンジン |
| JP2006029300A (ja) | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Honda Motor Co Ltd | スロットル弁 |
| JP4680828B2 (ja) * | 2006-05-11 | 2011-05-11 | 本田技研工業株式会社 | エンジンの吸気ポ−ト構造 |
| US9194288B2 (en) | 2009-08-20 | 2015-11-24 | Pinnacle Engines, Inc. | High swirl engine |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP30821393A patent/JP3156471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07158459A (ja) | 1995-06-20 |
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