JP4356329B2 - 内燃機関の吸気ポート - Google Patents
内燃機関の吸気ポート Download PDFInfo
- Publication number
- JP4356329B2 JP4356329B2 JP2003035275A JP2003035275A JP4356329B2 JP 4356329 B2 JP4356329 B2 JP 4356329B2 JP 2003035275 A JP2003035275 A JP 2003035275A JP 2003035275 A JP2003035275 A JP 2003035275A JP 4356329 B2 JP4356329 B2 JP 4356329B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake passage
- wall surface
- combustion chamber
- intake
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4235—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気ポートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を直接噴射する直噴式の内燃機関では、燃焼室内における燃料と空気との混合度合いを高めるために、燃焼室内に流入した空気が燃焼室内において旋回するように、空気を燃焼室内に流入させることが公知である。こうしたタイプの内燃機関が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−４２３９０号公報
【特許文献２】
特開平１１−３６８７６号公報
【特許文献３】
国際特許公開番号第ＷＯ０１／５７３７６Ａ１
【０００４】
ところで、上述した直噴式の内燃機関では、燃焼室内において空気が単位機関回転数当たりに旋回する回数（以下、吸気旋回比と称す）が多いほど、燃焼室内における燃料と空気との混合度合いが高くなる。そこで、特許文献１では、吸気旋回比をできるだけ大きくするために、内燃機関の吸気ポートを画成する壁面に、当該吸気ポート内を流れる空気流に対して垂直な方向、すなわち、吸気ポート内を流れる空気流に対して横方向へ延びるエッジが設けられている。特許文献１によれば、このエッジによって空気は特定の領域に集中せしめられてから燃焼室内に流入するので、吸気旋回比が大きくなると説明されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した直噴式の内燃機関に対しては、吸気旋回比をできるだけ大きくするという要請があるが、一般的に、上述したようにして、空気を特定の領域に集中せしめることによって吸気旋回比を大きくすると、燃焼室近傍において吸気ポートの一部空間が空気が流れる空間として利用されなくなり、このように吸気ポートの一部空間が利用されなくなる分だけ、燃焼室内に吸入される空気の総量が少なくなってしまう。すなわち、吸気旋回比を大きくすることと燃焼室内に吸入される空気の総量を多くすることとは、一般的に、相反する事項である。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関の燃焼室内に吸入される空気の総量を多く維持しつつ燃焼室内に吸入される空気の燃焼室内における旋回比をできるだけ大きくすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、内燃機関の燃焼室に空気を送り込むために該燃焼室に連通せしめられた吸気通路を有する内燃機関の吸気ポートにおいて、前記吸気通路が一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通されており、吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心に近い側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに沿って延びる溝が設けられ、該溝を画成する壁面のうち一方の側の側壁面と吸気通路を画成する壁面のうち該側壁面に隣接する壁面とによって吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている長手エッジが形成され、吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心に近い側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに対して横方向へ延びる屈折部が吸気通路と燃焼室との接続ラインに近接して設けられており、該屈折部は該屈折部を境として隣接した２つの壁面によって形成される角を有して該接続ラインより吸気通路側に位置し、該屈折部は、燃焼室側の上記溝の境界によって形成されて、上記吸気通路の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在し、上記溝を画成する壁面のうち底壁面が平坦である。
２番目の発明では、１番目の発明において、上記溝を画成する壁面のうち両側の側壁面と、吸気通路を画成する壁面のうちこれら側壁面に隣接する壁面とによって、吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている２つの長手エッジが形成されており、燃焼室に近い側におけるこれら長手エッジ間の距離が燃焼室から遠い側におけるこれら長手エッジ間の距離よりも長い。
３番目の発明では、１または２番目の発明のいずれか１つにおいて、上記吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心から遠い側の壁面の少なくとも一部が平坦である。
４番目の発明では、内燃機関の燃焼室内に空気を送り込むための吸気通路を有する吸気ポートにおいて、上記吸気通路の長手軸線が吸気弁が開弁したときに開く燃焼室の吸入口の一部領域に向かって延び、吸気通路を画成する壁面のうち上記吸気通路の長手軸線に沿って見たときに上記吸入口の一部領域に向かう壁面とは異なる側の壁面に吸気通路内における空気の流れに沿って延びる溝が設けられ、該溝を画成する壁面のうち一方の側の側壁面と吸気通路を画成する壁面のうち該側壁面に隣接する壁面とによって吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている長手エッジが形成され、上記吸気通路を画成する壁面のうち該長手エッジが設けられている側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに対して横方向へ延びる屈折部が吸気通路と燃焼室との接続ラインに近接して設けられており、該屈折部は該屈折部を境として隣接した２つの壁面によって形成される角を有して該接続ラインより吸気通路側に位置し、該屈折部は、燃焼室側の上記溝の境界によって形成されて、上記吸気通路の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在し、上記溝を画成する壁面のうち底壁面が平坦である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１において、１は内燃機関の燃焼室であり、２は吸気ポートであり、３は吸気弁である。以下の説明において、内燃機関は圧縮点火式の内燃機関である。この内燃機関では、燃焼室１に燃料噴射弁（図示せず）から直接燃料が噴射される。なお、燃料噴射弁から燃焼室に燃料が直接噴射される直噴式の内燃機関であって、火花点火式の内燃機関にも本発明は適用可能である。
【０００９】
吸気ポート２は吸気通路４を有する。吸気通路４は燃焼室１に連通せしめられている。図示した実施形態では、吸気通路４と燃焼室１との間には、吸気弁３が着座するためのバルブシートリング５が配置されているが、本実施形態の説明において、吸気ポート２の吸気通路４にはバルブシートリング５の開口６が含まれるものとする。
【００１０】
吸気通路４は、燃焼室１近傍までは比較的真っ直ぐに延び、燃焼室１近傍において一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室１に達する。詳細には、吸気通路４を画成する壁面のうち、この吸気通路４の湾曲中心に近い側の壁面４ｌは、燃焼室１近傍まで比較的真っ直ぐに延び、この燃焼室１近傍にて湾曲する。一方、吸気通路４の湾曲中心から遠い側の壁面４ｕも、燃焼室１近傍まで比較的真っ直ぐに延びてはいるが、燃焼室１に対して壁面４ｌよりも遠い場所から湾曲し始める。
【００１１】
別の云い方をすれば、吸気通路４は、燃焼室１に向かって比較的真っ直ぐ延び、燃焼室１近傍において折れ曲がるように比較的急激に湾曲して、燃焼室１に連通している。さらに別の云い方をすれば、吸気通路４は、一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通している。さらに別の云い方をすれば、吸気通路４の長手軸線Ｌが吸気弁３が開弁したときに開く燃焼室１の吸気口１ａの一部領域Ｒに向かって延びる。なお、図１において、１０は吸気弁３のステム３ａを案内するためのステムガイド座である。
【００１２】
吸気通路４の湾曲中心に近い側の壁面４ｌ、すなわち、比較的真っ直ぐに延びる壁面４ｌ、別の云い方をすれば、吸気通路４の長手軸線Ｌに沿って見たときに燃焼室１の吸入口１ａの一部領域Ｒに向かう壁面とは異なる側の壁面４ｌに、溝６が設けられている。図１の矢印Ａから見た図である図２に示されているように、溝６は、吸気通路４内における空気の流れに沿って延びる。また、図２の線III −III から見た断面図である図３に示されているように、溝６を画成する壁面のうち、一方の側の側壁面６ａと、吸気通路４を画成する壁面のうち、上述した一方の側の側壁面６ａに隣接する壁面とによって、長手エッジ７ａが形成されている。一方、溝６を画成する壁面のうち、上述した一方の側の側壁面６ａとは反対側に位置する他方の側壁面６ｂと、吸気通路４を画成する壁面のうち、この他方の側壁面６ｂに隣接する壁面とによって、長手エッジ７ｂが形成されている。
【００１３】
これら長手エッジ７ａ、７ｂは、吸気通路４内部に向かって尖っている。云い換えれば、これら長手エッジ７ａ、７ｂの先端は丸みを帯びておらず、角張っている。さらに、溝６を画成する壁面のうち底壁面６ｃは平坦な壁面である。
【００１４】
また、図２に示されているように、燃焼室１に近い側における長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１から遠い側における長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離よりも長い。詳細には、長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１に近づくほど徐々に長くなる。すなわち、溝６の幅は、燃焼室１に近づくほど徐々に広くなる。したがって、溝６は、図２で見ると、概ね三角形の形状をしている。また、図１に示されているように、燃焼室１に近い側における溝６の深さは、燃焼室１から遠い側における溝６の深さよりも深い。詳細には、溝６の深さは燃焼室１に近づくほど徐々に深くなる。
【００１５】
また、本実施形態では、吸気通路４と燃焼室１とが接続されているライン１２よりも吸気通路４側であってこのライン１２に近接したところで、吸気通路４を画成する壁面が該吸気通路４の湾曲方向に沿って折れ曲がって屈折しており、これにより、屈折部１１が形成されている。本実施形態では、屈折部１１は燃焼室１側の溝６の境界によって形成されている。また、屈折部１１は吸気通路４内を流れる空気の流れに対して横方向へ横断するように延びる。屈折部１１を境として隣接した２つの壁面は、吸気通路４内を流れる空気が衝突するような面を形成していない。
【００１６】
屈折部１１は、吸気通路４の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在している。また、屈折部１１を境として隣接した２つの壁面によって形成される角は、ほとんど丸みを帯びておらず、角張って尖っている（もちろん、こうした形状の屈折部の後述する作用と同様の作用があるのであれば、多少、丸みを帯びていてもよい）。以下の説明では、屈折部を横断エッジと称する。なお、図示した横断エッジ１１は、略直線的な形状であるが、例えば、吸気通路４の内周壁面の中心軸線を中心とした円弧状の形状であってもよい。
【００１７】
また、図１、および、図１の矢印Ｂから見た図である図４、および、図４の線Ｖ−Ｖから見た図である図５に示されているように、吸気通路４を画成する壁面のうち、この吸気通路４の湾曲中心から遠い側の壁面の一部は、平坦な壁面８とされている。ここで、平坦な壁面８が占める領域は、燃焼室１に吸入される空気の流れ特性を考慮して、任意に決定される。本実施形態では、平坦な壁面８が占める領域は、ステムガイド座１０からバルブステムガイド５に至る楕円形の領域である。
【００１８】
また、本実施形態の吸気ポートの形状を理解しやすいように、図６〜図８に本実施形態の吸気ポートを形成するために使用される中子の一例を示した。図６は図１に対応する側から中子を見た図であり、図７は図６の矢印Ｃから見た中子を示した図であり、図８は図６の矢印Ｄから見た中子を示した図である。図６〜図８において、中子の部分４’によって吸気通路４が形成され、部分６’によって溝６が形成され、部分８’によって後述する平坦壁面８が形成され、部分１０’によってステムガイド座１０が形成され、部分１１’によって横断エッジ１１が形成される。
【００１９】
次に、本実施形態の吸気ポートの作用について説明する。長手エッジ７ａ、７ｂは溝６内およびその周辺の空気流に小さな乱れを生じさせるので、これに伴って溝６内およびその周辺の圧力が低下し、空気を引き込む力（引込力）が生じる。この引込力により、吸気通路４内を流れる空気は溝６の方に引き寄せられるので、溝６周辺を流れる空気の流量が増大し、全体として、吸気通路４内を流れる空気の流量、すなわち、燃焼室１に流入する空気の流量が増大する。
【００２０】
また、図９（Ａ）に示されているように、従来の吸気ポートの吸気通路４内を空気が流れているときには、吸気通路４の壁面に沿って空気が流れずに淀んでいる層（以下、淀み層と称す）Ｌが形成されている。このように、吸気通路４内に淀み層Ｌが形成されていると、実質的に空気が流れることができる吸気通路４の流面積が狭くなる。したがって、この場合、燃焼室１に流入する空気の流量が少なくなる。ところが、本実施形態の吸気ポートのように、吸気通路４の壁面に長手エッジ７ａ、７ｂが存在すると、図９（Ｂ）に示されているように、これら長手エッジ７ａ、７ｂによって淀み層Ｌが崩されるので、実質的に空気が流れることができる吸気通路４の流面積が広くなる。したがって、これによっても、燃焼室１に流入する空気の流量が増大する。
【００２１】
さらに、図１０に示されているように、従来の吸気ポートでは、吸気通路４の湾曲外方壁面のうち、最も大きく湾曲している壁面（以下、最大湾曲壁面と称す）近傍の領域、すなわち、図１０の領域Ｚに空気が淀んだ部分が形成される。この空気の淀みは、空気の流れを阻害してしまう。これに対して、図１１に示されているように、本実施形態の吸気ポート２では、吸気通路４の最大湾曲壁面８が平坦な壁面であるので、最大湾曲壁面８近傍に空気が淀んだ部分は形成されず、最大湾曲壁面８近傍の空気の流れが阻害されることはほとんどない。したがって、これによっても、燃焼室１に流入する空気の流量が増大する。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、長手エッジ７ａ、７ｂおよび平坦な壁面８の作用によって、燃焼室１に流入する空気の流量が増大せしめられる。
【００２３】
また、図１２（Ａ）に示したように、吸気通路Ｉが一定の方向へと丸みを帯びて湾曲している場合、全体として見れば、空気は、一部の領域に集中した形で燃焼室内に流入するので、燃焼室１を画成するシリンダヘッド壁面に沿って流れ、そして、燃焼室１を画成するシリンダ壁面に沿ってピストンに向かって流れ、そして、ピストン上壁面に沿って流れ、そして、シリンダ壁面に沿ってシリンダベッド壁面に向かって流れるといういわゆるタンブル流でもって燃焼室１内で旋回する。ところが、図１２（Ａ）に示した例では、吸気通路Ｉを画成する壁面のうち、吸気通路Ｉの湾曲中心に近い側の壁面（以下、湾曲内方壁面とも称す）Ｗｉに沿って流れて燃焼室内に流入する空気があり、この空気流は、タンブル流を打ち消す方向から燃焼室内に流入する。したがって、図１２（Ａ）に示した例では、単位機関回転数当たりに空気が旋回する回数（以下、吸気旋回比とも称す）は少ない。
【００２４】
これに対し、図１２（Ｂ）に示したように、吸気通路Ｉ内の空気流に対して横方向に延びる横断エッジＥが湾曲内方壁面Ｗｉに形成されていると、空気は、横断エッジＥのところで湾曲内方壁面Ｗｉから剥離し、結果として、吸気通路Ｉの壁面のうち、吸気通路Ｉの湾曲中心から遠い側の壁面（以下、湾曲外方壁面とも称す）Ｗｏに向かう。図１２（Ｂ）に示した例は、本実施形態であるので、本実施形態によれば、空気が燃焼室１に流入するときには局所的に集中した形で流入するので、空気がいわゆるタンブル流でもって燃焼室１内で旋回し、吸気旋回比も大きい。
【００２５】
もちろん、本実施形態では、吸気通路４は全体として一定の方向へ湾曲しつつ燃焼室１に達するので、これによってもやはり、空気が燃焼室１に流入するときに局所的にさらに集中した形で流入するようになるので、吸気旋回比がさらに大きくなる。
【００２６】
また、本実施形態では、吸気通路４の湾曲内方壁面に設けられた溝６の底壁面が平坦な壁面であるので、吸気通路４の湾曲内方壁面に沿って流れる空気流がそこから剥離しやすく、結果として、吸気通路４の湾曲外方壁面に向かう。これによってもやはり、空気が燃焼室１に流入するときに局所的にさらに集中した形で流入するようになるので、吸気旋回比がさらに大きくなる。
【００２７】
さらに、図１０に示されているように、従来の吸気ポートでは、吸気通路４の湾曲外方壁面のうち、最も大きく湾曲している壁面（以下、最大湾曲壁面と称す）近傍の領域、すなわち、図１０の領域Ｚに負圧が生じる。このように負圧が生じていると、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れる空気の流れの方向が乱され、空気は複数の方向から燃焼室１に流れ込むこととなる。これに対して、図１１に示されているように、本実施形態の吸気ポート２によれば、吸気通路４の最大湾曲壁面８が平坦な壁面であるので、最大湾曲壁面８近傍に負圧が生じることはなく、あるいは、負圧が生じたとしてもその負圧は極めて小さく、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れる空気は、分散されずに燃焼室１の壁面に沿った１つの方向から特定の領域に集中したまま燃焼室１に流れ込む。これによってもやはり、空気が燃焼室１に流入するときに局所的にさらに集中した形で流入するようになるので、吸気旋回比がさらに大きくなる。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、横断エッジ１１、溝６を画成する平坦な底壁面６ｃ、および、吸気通路４の平坦な壁面８の作用によって、空気がタンブル流でもって燃焼室１内で旋回せしめられ、且つ、吸気旋回比も増大せしめられる。まとめると、本実施形態によれば、燃焼室１内に吸入される空気の総量を多い状態に維持しつつ吸気旋回比を大きくすることができる。
【００２９】
一般的に、燃料を燃焼室内に直接噴射するタイプの内燃機関では、燃焼室内に噴射された燃料は燃焼室内に吸入された空気と均一に混合されづらく、このため、燃料の燃焼が不十分となることが多い。ところが、上述したように、本実施形態によれば、燃焼室に吸入せしめられた空気が燃焼室内において旋回するので、燃料が空気中に分散しやすく、そして、本実施形態によれば、吸気旋回比が大きいので、燃料が空気中により均一に混合され燃料が空気中により均一に混合され、燃料が良好に燃焼する。そして、これに加えて、本実施形態では、燃焼室１内に吸入される空気の量も増大せしめられている。したがって、本実施形態によれば、内燃機関が最大限に出力可能な出力が増大する。
【００３０】
また、内燃機関から排出された排気ガスを再び燃焼室に導入するようになっているタイプの内燃機関が公知である。このタイプの内燃機関では、排気ガスを燃焼室に導入し、排気ガス中の不活性ガスの作用によって、燃焼室での燃料の燃焼温度を低下させ、斯くして、内燃機関にて生成される窒素酸化物（ＮＯx）の量を少なくするようにしている。また、このタイプの内燃機関では、燃焼室に導入する排気ガスの量が多いほど、内燃機関にて生成されるＮＯxの量は少なくなるが、その一方で、燃焼室に導入された排気ガスによって燃焼室における燃料の燃焼が阻害されてしまう。
【００３１】
ところが、このタイプの内燃機関に本発明を適用すれば、燃焼室に導入される排気ガスの量が多いとしても、燃焼室での燃料の燃焼は良好に行われる。したがって、こうした内燃機関に本発明を適用することによって、燃焼室での燃料の燃焼を良好に行わせつつ、内燃機関にて生成されるＮＯxの量をより少なくすることができる。
【００３２】
また、内燃機関に接続された排気通路内に排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化触媒が配置されているタイプの内燃機関が公知である。一般的に、燃焼室での燃料の燃焼が良好でないと、燃焼室から排気ガスが排出され始まっても燃料が燃焼し続けており、したがって、内燃機関から排出される排気ガスの温度が高くなる。ここで、上述したタイプの内燃機関のように、排気通路に排気浄化触媒が配置されていると、この排気浄化触媒は排気ガスの熱によって熱劣化してしまう。この排気浄化触媒の熱劣化を抑制するために、上述したタイプの内燃機関では、燃料噴射弁から噴射される燃料の量を空燃比が理論空燃比となる燃料の量よりも多くし、燃焼室にて一部の燃料が燃焼しないようにし、この燃料を排気浄化触媒に供給することによって、排気浄化触媒の温度を低下させるようにすることがあり、この場合、燃費が悪化する。
【００３３】
しかしながら、このタイプの内燃機関に本発明を適用すれば、燃焼室での燃料の燃焼が良好となり、燃焼室から排気ガスが排出され始まるときには、全ての燃料が燃焼してしまっているので、排気ガスの温度は低い。このため、排気浄化触媒の温度を低下させるために、燃料噴射弁から噴射される燃料の量を多くする必要がないので、燃費が悪くなることが抑制される。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１に近づくほど徐々に長くなっているが、場合によっては、逆に、燃焼室１に近づくほど徐々に短くなっていてもよい。また、長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離が長い領域と短い領域とが交互に配置されていてもよい。また、上述した実施形態では、溝６の深さは燃焼室１に近づくほど徐々に深くなっているが、場合によっては、逆に、燃焼室１に近づくほど徐々に浅くなっていたり、一定の深さであったりしてもよい。また、図２で見たときの溝６の面積は任意に設定される。
【００３５】
また、本発明は、吸気ポートに燃料を噴射するタイプの内燃機関にも適用可能である。この場合に本発明を適用することによっても、燃焼室内における燃料の燃焼が良好となるので、上述した実施形態から得られる効果と同様な効果が得られる。
【００３６】
なお、吸気ポートに燃料を噴射するタイプの内燃機関では、図１３に示されている構成の吸気ポート（いわゆるサイアミーズタイプの吸気ポート）が利用されることがあるが、この場合にも本発明を適用可能である。このタイプの吸気ポートでは、吸気通路４が２つの吸気枝通路４ａ、４ｂに分岐し、これら吸気枝通路４ａ、４ｂが同じ燃焼室に連通せしめられている。したがって、このタイプの吸気ポートによれば、燃焼室には２つの吸気枝通路４ａ、４ｂから空気（正確には燃料と空気との混合気）が流入する。
【００３７】
また、本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射するタイプの内燃機関において、図１４に示されている構成の吸気ポートが利用されている場合にも適用可能である。この場合に本発明を適用することによっても、燃焼室内における燃料の燃焼が良好となるので、上述した実施形態から得られる効果と同様な効果が得られる。
【００３８】
なお、図１４に示されている吸気ポートについて簡単に説明すると、この吸気ポートでは、吸気通路４が２つの吸気枝通路４ａ、４ｂに分岐しており、これら吸気枝通路４ａ、４ｂが同じ燃焼室に連通せしめられている。また、これら吸気枝通路４ａ、４ｂそれぞれには流量調整弁９ａ、９ｂが配置されている。
【００３９】
図１４に示されている吸気ポートでは、一方の流量調整弁９ａが開弁され、他方の流量調整弁９ｂが閉弁せしめられることによって、空気は一方の吸気枝通路４ａを介してのみ燃焼室１に流れ込むようになる。これによれば、燃焼室１に流入した空気は、いわゆるタンブル流とスワール流（燃焼室１を画成する円筒形のシリンダ壁面に沿って旋回する流れ）とでもって燃焼室１内において旋回する。
【００４０】
【発明の効果】
１番目の発明によれば、長手エッジが設けられていることから燃焼室内に吸入される空気の総量が多くなる。そして、本発明によれば、吸気通路が一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通されていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域に集中しつつ燃焼室内に流入し、空気は燃焼室内にて旋回するが、本発明によれば、屈折部が設けられていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域にさらに集中しつつ燃焼室内に流入するので、空気は燃焼室内にて強力に旋回する。すなわち、空気の燃焼室内における旋回比が大きくなる。
４番目の発明によれば、長手エッジが設けられていることから燃焼室内に吸入される空気の総量が多くなる。そして、本発明によれば、吸気通路の長手軸線が吸気弁が開弁したときに開く燃焼室の吸入口の一部領域に向かって延びていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域に集中しつつ燃焼室内に流入し、空気は燃焼室内にて旋回するが、本発明によれば、屈折部が設けられていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域にさらに集中しつつ燃焼室内に流入するので、空気は燃焼室内にて強力に旋回する。すなわち、空気の燃焼室内における旋回比が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の吸気ポートを示す断面図である。
【図２】図１の矢印Ａから見た図である。
【図３】図２の線III −III から見た断面図である。
【図４】図１の矢印Ｂから見た図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【図６】本発明の実施形態の吸気ポートを形成するために用いられる中子を示す図である。
【図７】図６の矢印Ｃから見た図である。
【図８】図６の矢印Ｄから見た図である。
【図９】吸気ポート内を流れる空気流を示す図である。
【図１０】従来の吸気ポート内を流れる空気流を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の吸気ポート内を流れる空気流を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の横断エッジの作用を説明するための図である。
【図１３】サイアミーズタイプの吸気ポートを示す図である。
【図１４】別のサイアミーズタイプの吸気ポートを示す図である。
【符号の説明】
１…燃焼室
２…吸気ポート
３…吸気弁
４…吸気通路
５…バルブシートリング
６…溝
７ａ、７ｂ…長手エッジ
８…平坦な壁面
１１…横断エッジ
１２…接続ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気ポートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を直接噴射する直噴式の内燃機関では、燃焼室内における燃料と空気との混合度合いを高めるために、燃焼室内に流入した空気が燃焼室内において旋回するように、空気を燃焼室内に流入させることが公知である。こうしたタイプの内燃機関が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−４２３９０号公報
【特許文献２】
特開平１１−３６８７６号公報
【特許文献３】
国際特許公開番号第ＷＯ０１／５７３７６Ａ１
【０００４】
ところで、上述した直噴式の内燃機関では、燃焼室内において空気が単位機関回転数当たりに旋回する回数（以下、吸気旋回比と称す）が多いほど、燃焼室内における燃料と空気との混合度合いが高くなる。そこで、特許文献１では、吸気旋回比をできるだけ大きくするために、内燃機関の吸気ポートを画成する壁面に、当該吸気ポート内を流れる空気流に対して垂直な方向、すなわち、吸気ポート内を流れる空気流に対して横方向へ延びるエッジが設けられている。特許文献１によれば、このエッジによって空気は特定の領域に集中せしめられてから燃焼室内に流入するので、吸気旋回比が大きくなると説明されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した直噴式の内燃機関に対しては、吸気旋回比をできるだけ大きくするという要請があるが、一般的に、上述したようにして、空気を特定の領域に集中せしめることによって吸気旋回比を大きくすると、燃焼室近傍において吸気ポートの一部空間が空気が流れる空間として利用されなくなり、このように吸気ポートの一部空間が利用されなくなる分だけ、燃焼室内に吸入される空気の総量が少なくなってしまう。すなわち、吸気旋回比を大きくすることと燃焼室内に吸入される空気の総量を多くすることとは、一般的に、相反する事項である。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関の燃焼室内に吸入される空気の総量を多く維持しつつ燃焼室内に吸入される空気の燃焼室内における旋回比をできるだけ大きくすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、内燃機関の燃焼室に空気を送り込むために該燃焼室に連通せしめられた吸気通路を有する内燃機関の吸気ポートにおいて、前記吸気通路が一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通されており、吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心に近い側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに沿って延びる溝が設けられ、該溝を画成する壁面のうち一方の側の側壁面と吸気通路を画成する壁面のうち該側壁面に隣接する壁面とによって吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている長手エッジが形成され、吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心に近い側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに対して横方向へ延びる屈折部が吸気通路と燃焼室との接続ラインに近接して設けられており、該屈折部は該屈折部を境として隣接した２つの壁面によって形成される角を有して該接続ラインより吸気通路側に位置し、該屈折部は、燃焼室側の上記溝の境界によって形成されて、上記吸気通路の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在し、上記溝を画成する壁面のうち底壁面が平坦である。
２番目の発明では、１番目の発明において、上記溝を画成する壁面のうち両側の側壁面と、吸気通路を画成する壁面のうちこれら側壁面に隣接する壁面とによって、吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている２つの長手エッジが形成されており、燃焼室に近い側におけるこれら長手エッジ間の距離が燃焼室から遠い側におけるこれら長手エッジ間の距離よりも長い。
３番目の発明では、１または２番目の発明のいずれか１つにおいて、上記吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心から遠い側の壁面の少なくとも一部が平坦である。
４番目の発明では、内燃機関の燃焼室内に空気を送り込むための吸気通路を有する吸気ポートにおいて、上記吸気通路の長手軸線が吸気弁が開弁したときに開く燃焼室の吸入口の一部領域に向かって延び、吸気通路を画成する壁面のうち上記吸気通路の長手軸線に沿って見たときに上記吸入口の一部領域に向かう壁面とは異なる側の壁面に吸気通路内における空気の流れに沿って延びる溝が設けられ、該溝を画成する壁面のうち一方の側の側壁面と吸気通路を画成する壁面のうち該側壁面に隣接する壁面とによって吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている長手エッジが形成され、上記吸気通路を画成する壁面のうち該長手エッジが設けられている側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに対して横方向へ延びる屈折部が吸気通路と燃焼室との接続ラインに近接して設けられており、該屈折部は該屈折部を境として隣接した２つの壁面によって形成される角を有して該接続ラインより吸気通路側に位置し、該屈折部は、燃焼室側の上記溝の境界によって形成されて、上記吸気通路の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在し、上記溝を画成する壁面のうち底壁面が平坦である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１において、１は内燃機関の燃焼室であり、２は吸気ポートであり、３は吸気弁である。以下の説明において、内燃機関は圧縮点火式の内燃機関である。この内燃機関では、燃焼室１に燃料噴射弁（図示せず）から直接燃料が噴射される。なお、燃料噴射弁から燃焼室に燃料が直接噴射される直噴式の内燃機関であって、火花点火式の内燃機関にも本発明は適用可能である。
【０００９】
吸気ポート２は吸気通路４を有する。吸気通路４は燃焼室１に連通せしめられている。図示した実施形態では、吸気通路４と燃焼室１との間には、吸気弁３が着座するためのバルブシートリング５が配置されているが、本実施形態の説明において、吸気ポート２の吸気通路４にはバルブシートリング５の開口６が含まれるものとする。
【００１０】
吸気通路４は、燃焼室１近傍までは比較的真っ直ぐに延び、燃焼室１近傍において一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室１に達する。詳細には、吸気通路４を画成する壁面のうち、この吸気通路４の湾曲中心に近い側の壁面４ｌは、燃焼室１近傍まで比較的真っ直ぐに延び、この燃焼室１近傍にて湾曲する。一方、吸気通路４の湾曲中心から遠い側の壁面４ｕも、燃焼室１近傍まで比較的真っ直ぐに延びてはいるが、燃焼室１に対して壁面４ｌよりも遠い場所から湾曲し始める。
【００１１】
別の云い方をすれば、吸気通路４は、燃焼室１に向かって比較的真っ直ぐ延び、燃焼室１近傍において折れ曲がるように比較的急激に湾曲して、燃焼室１に連通している。さらに別の云い方をすれば、吸気通路４は、一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通している。さらに別の云い方をすれば、吸気通路４の長手軸線Ｌが吸気弁３が開弁したときに開く燃焼室１の吸気口１ａの一部領域Ｒに向かって延びる。なお、図１において、１０は吸気弁３のステム３ａを案内するためのステムガイド座である。
【００１２】
吸気通路４の湾曲中心に近い側の壁面４ｌ、すなわち、比較的真っ直ぐに延びる壁面４ｌ、別の云い方をすれば、吸気通路４の長手軸線Ｌに沿って見たときに燃焼室１の吸入口１ａの一部領域Ｒに向かう壁面とは異なる側の壁面４ｌに、溝６が設けられている。図１の矢印Ａから見た図である図２に示されているように、溝６は、吸気通路４内における空気の流れに沿って延びる。また、図２の線III −III から見た断面図である図３に示されているように、溝６を画成する壁面のうち、一方の側の側壁面６ａと、吸気通路４を画成する壁面のうち、上述した一方の側の側壁面６ａに隣接する壁面とによって、長手エッジ７ａが形成されている。一方、溝６を画成する壁面のうち、上述した一方の側の側壁面６ａとは反対側に位置する他方の側壁面６ｂと、吸気通路４を画成する壁面のうち、この他方の側壁面６ｂに隣接する壁面とによって、長手エッジ７ｂが形成されている。
【００１３】
これら長手エッジ７ａ、７ｂは、吸気通路４内部に向かって尖っている。云い換えれば、これら長手エッジ７ａ、７ｂの先端は丸みを帯びておらず、角張っている。さらに、溝６を画成する壁面のうち底壁面６ｃは平坦な壁面である。
【００１４】
また、図２に示されているように、燃焼室１に近い側における長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１から遠い側における長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離よりも長い。詳細には、長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１に近づくほど徐々に長くなる。すなわち、溝６の幅は、燃焼室１に近づくほど徐々に広くなる。したがって、溝６は、図２で見ると、概ね三角形の形状をしている。また、図１に示されているように、燃焼室１に近い側における溝６の深さは、燃焼室１から遠い側における溝６の深さよりも深い。詳細には、溝６の深さは燃焼室１に近づくほど徐々に深くなる。
【００１５】
また、本実施形態では、吸気通路４と燃焼室１とが接続されているライン１２よりも吸気通路４側であってこのライン１２に近接したところで、吸気通路４を画成する壁面が該吸気通路４の湾曲方向に沿って折れ曲がって屈折しており、これにより、屈折部１１が形成されている。本実施形態では、屈折部１１は燃焼室１側の溝６の境界によって形成されている。また、屈折部１１は吸気通路４内を流れる空気の流れに対して横方向へ横断するように延びる。屈折部１１を境として隣接した２つの壁面は、吸気通路４内を流れる空気が衝突するような面を形成していない。
【００１６】
屈折部１１は、吸気通路４の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在している。また、屈折部１１を境として隣接した２つの壁面によって形成される角は、ほとんど丸みを帯びておらず、角張って尖っている（もちろん、こうした形状の屈折部の後述する作用と同様の作用があるのであれば、多少、丸みを帯びていてもよい）。以下の説明では、屈折部を横断エッジと称する。なお、図示した横断エッジ１１は、略直線的な形状であるが、例えば、吸気通路４の内周壁面の中心軸線を中心とした円弧状の形状であってもよい。
【００１７】
また、図１、および、図１の矢印Ｂから見た図である図４、および、図４の線Ｖ−Ｖから見た図である図５に示されているように、吸気通路４を画成する壁面のうち、この吸気通路４の湾曲中心から遠い側の壁面の一部は、平坦な壁面８とされている。ここで、平坦な壁面８が占める領域は、燃焼室１に吸入される空気の流れ特性を考慮して、任意に決定される。本実施形態では、平坦な壁面８が占める領域は、ステムガイド座１０からバルブステムガイド５に至る楕円形の領域である。
【００１８】
また、本実施形態の吸気ポートの形状を理解しやすいように、図６〜図８に本実施形態の吸気ポートを形成するために使用される中子の一例を示した。図６は図１に対応する側から中子を見た図であり、図７は図６の矢印Ｃから見た中子を示した図であり、図８は図６の矢印Ｄから見た中子を示した図である。図６〜図８において、中子の部分４’によって吸気通路４が形成され、部分６’によって溝６が形成され、部分８’によって後述する平坦壁面８が形成され、部分１０’によってステムガイド座１０が形成され、部分１１’によって横断エッジ１１が形成される。
【００１９】
次に、本実施形態の吸気ポートの作用について説明する。長手エッジ７ａ、７ｂは溝６内およびその周辺の空気流に小さな乱れを生じさせるので、これに伴って溝６内およびその周辺の圧力が低下し、空気を引き込む力（引込力）が生じる。この引込力により、吸気通路４内を流れる空気は溝６の方に引き寄せられるので、溝６周辺を流れる空気の流量が増大し、全体として、吸気通路４内を流れる空気の流量、すなわち、燃焼室１に流入する空気の流量が増大する。
【００２０】
また、図９（Ａ）に示されているように、従来の吸気ポートの吸気通路４内を空気が流れているときには、吸気通路４の壁面に沿って空気が流れずに淀んでいる層（以下、淀み層と称す）Ｌが形成されている。このように、吸気通路４内に淀み層Ｌが形成されていると、実質的に空気が流れることができる吸気通路４の流面積が狭くなる。したがって、この場合、燃焼室１に流入する空気の流量が少なくなる。ところが、本実施形態の吸気ポートのように、吸気通路４の壁面に長手エッジ７ａ、７ｂが存在すると、図９（Ｂ）に示されているように、これら長手エッジ７ａ、７ｂによって淀み層Ｌが崩されるので、実質的に空気が流れることができる吸気通路４の流面積が広くなる。したがって、これによっても、燃焼室１に流入する空気の流量が増大する。
【００２１】
さらに、図１０に示されているように、従来の吸気ポートでは、吸気通路４の湾曲外方壁面のうち、最も大きく湾曲している壁面（以下、最大湾曲壁面と称す）近傍の領域、すなわち、図１０の領域Ｚに空気が淀んだ部分が形成される。この空気の淀みは、空気の流れを阻害してしまう。これに対して、図１１に示されているように、本実施形態の吸気ポート２では、吸気通路４の最大湾曲壁面８が平坦な壁面であるので、最大湾曲壁面８近傍に空気が淀んだ部分は形成されず、最大湾曲壁面８近傍の空気の流れが阻害されることはほとんどない。したがって、これによっても、燃焼室１に流入する空気の流量が増大する。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、長手エッジ７ａ、７ｂおよび平坦な壁面８の作用によって、燃焼室１に流入する空気の流量が増大せしめられる。
【００２３】
また、図１２（Ａ）に示したように、吸気通路Ｉが一定の方向へと丸みを帯びて湾曲している場合、全体として見れば、空気は、一部の領域に集中した形で燃焼室内に流入するので、燃焼室１を画成するシリンダヘッド壁面に沿って流れ、そして、燃焼室１を画成するシリンダ壁面に沿ってピストンに向かって流れ、そして、ピストン上壁面に沿って流れ、そして、シリンダ壁面に沿ってシリンダベッド壁面に向かって流れるといういわゆるタンブル流でもって燃焼室１内で旋回する。ところが、図１２（Ａ）に示した例では、吸気通路Ｉを画成する壁面のうち、吸気通路Ｉの湾曲中心に近い側の壁面（以下、湾曲内方壁面とも称す）Ｗｉに沿って流れて燃焼室内に流入する空気があり、この空気流は、タンブル流を打ち消す方向から燃焼室内に流入する。したがって、図１２（Ａ）に示した例では、単位機関回転数当たりに空気が旋回する回数（以下、吸気旋回比とも称す）は少ない。
【００２４】
これに対し、図１２（Ｂ）に示したように、吸気通路Ｉ内の空気流に対して横方向に延びる横断エッジＥが湾曲内方壁面Ｗｉに形成されていると、空気は、横断エッジＥのところで湾曲内方壁面Ｗｉから剥離し、結果として、吸気通路Ｉの壁面のうち、吸気通路Ｉの湾曲中心から遠い側の壁面（以下、湾曲外方壁面とも称す）Ｗｏに向かう。図１２（Ｂ）に示した例は、本実施形態であるので、本実施形態によれば、空気が燃焼室１に流入するときには局所的に集中した形で流入するので、空気がいわゆるタンブル流でもって燃焼室１内で旋回し、吸気旋回比も大きい。
【００２５】
もちろん、本実施形態では、吸気通路４は全体として一定の方向へ湾曲しつつ燃焼室１に達するので、これによってもやはり、空気が燃焼室１に流入するときに局所的にさらに集中した形で流入するようになるので、吸気旋回比がさらに大きくなる。
【００２６】
また、本実施形態では、吸気通路４の湾曲内方壁面に設けられた溝６の底壁面が平坦な壁面であるので、吸気通路４の湾曲内方壁面に沿って流れる空気流がそこから剥離しやすく、結果として、吸気通路４の湾曲外方壁面に向かう。これによってもやはり、空気が燃焼室１に流入するときに局所的にさらに集中した形で流入するようになるので、吸気旋回比がさらに大きくなる。
【００２７】
さらに、図１０に示されているように、従来の吸気ポートでは、吸気通路４の湾曲外方壁面のうち、最も大きく湾曲している壁面（以下、最大湾曲壁面と称す）近傍の領域、すなわち、図１０の領域Ｚに負圧が生じる。このように負圧が生じていると、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れる空気の流れの方向が乱され、空気は複数の方向から燃焼室１に流れ込むこととなる。これに対して、図１１に示されているように、本実施形態の吸気ポート２によれば、吸気通路４の最大湾曲壁面８が平坦な壁面であるので、最大湾曲壁面８近傍に負圧が生じることはなく、あるいは、負圧が生じたとしてもその負圧は極めて小さく、吸気通路４の湾曲外方壁面に沿って流れる空気は、分散されずに燃焼室１の壁面に沿った１つの方向から特定の領域に集中したまま燃焼室１に流れ込む。これによってもやはり、空気が燃焼室１に流入するときに局所的にさらに集中した形で流入するようになるので、吸気旋回比がさらに大きくなる。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、横断エッジ１１、溝６を画成する平坦な底壁面６ｃ、および、吸気通路４の平坦な壁面８の作用によって、空気がタンブル流でもって燃焼室１内で旋回せしめられ、且つ、吸気旋回比も増大せしめられる。まとめると、本実施形態によれば、燃焼室１内に吸入される空気の総量を多い状態に維持しつつ吸気旋回比を大きくすることができる。
【００２９】
一般的に、燃料を燃焼室内に直接噴射するタイプの内燃機関では、燃焼室内に噴射された燃料は燃焼室内に吸入された空気と均一に混合されづらく、このため、燃料の燃焼が不十分となることが多い。ところが、上述したように、本実施形態によれば、燃焼室に吸入せしめられた空気が燃焼室内において旋回するので、燃料が空気中に分散しやすく、そして、本実施形態によれば、吸気旋回比が大きいので、燃料が空気中により均一に混合され燃料が空気中により均一に混合され、燃料が良好に燃焼する。そして、これに加えて、本実施形態では、燃焼室１内に吸入される空気の量も増大せしめられている。したがって、本実施形態によれば、内燃機関が最大限に出力可能な出力が増大する。
【００３０】
また、内燃機関から排出された排気ガスを再び燃焼室に導入するようになっているタイプの内燃機関が公知である。このタイプの内燃機関では、排気ガスを燃焼室に導入し、排気ガス中の不活性ガスの作用によって、燃焼室での燃料の燃焼温度を低下させ、斯くして、内燃機関にて生成される窒素酸化物（ＮＯx）の量を少なくするようにしている。また、このタイプの内燃機関では、燃焼室に導入する排気ガスの量が多いほど、内燃機関にて生成されるＮＯxの量は少なくなるが、その一方で、燃焼室に導入された排気ガスによって燃焼室における燃料の燃焼が阻害されてしまう。
【００３１】
ところが、このタイプの内燃機関に本発明を適用すれば、燃焼室に導入される排気ガスの量が多いとしても、燃焼室での燃料の燃焼は良好に行われる。したがって、こうした内燃機関に本発明を適用することによって、燃焼室での燃料の燃焼を良好に行わせつつ、内燃機関にて生成されるＮＯxの量をより少なくすることができる。
【００３２】
また、内燃機関に接続された排気通路内に排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化触媒が配置されているタイプの内燃機関が公知である。一般的に、燃焼室での燃料の燃焼が良好でないと、燃焼室から排気ガスが排出され始まっても燃料が燃焼し続けており、したがって、内燃機関から排出される排気ガスの温度が高くなる。ここで、上述したタイプの内燃機関のように、排気通路に排気浄化触媒が配置されていると、この排気浄化触媒は排気ガスの熱によって熱劣化してしまう。この排気浄化触媒の熱劣化を抑制するために、上述したタイプの内燃機関では、燃料噴射弁から噴射される燃料の量を空燃比が理論空燃比となる燃料の量よりも多くし、燃焼室にて一部の燃料が燃焼しないようにし、この燃料を排気浄化触媒に供給することによって、排気浄化触媒の温度を低下させるようにすることがあり、この場合、燃費が悪化する。
【００３３】
しかしながら、このタイプの内燃機関に本発明を適用すれば、燃焼室での燃料の燃焼が良好となり、燃焼室から排気ガスが排出され始まるときには、全ての燃料が燃焼してしまっているので、排気ガスの温度は低い。このため、排気浄化触媒の温度を低下させるために、燃料噴射弁から噴射される燃料の量を多くする必要がないので、燃費が悪くなることが抑制される。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離は、燃焼室１に近づくほど徐々に長くなっているが、場合によっては、逆に、燃焼室１に近づくほど徐々に短くなっていてもよい。また、長手エッジ７ａ、７ｂ間の距離が長い領域と短い領域とが交互に配置されていてもよい。また、上述した実施形態では、溝６の深さは燃焼室１に近づくほど徐々に深くなっているが、場合によっては、逆に、燃焼室１に近づくほど徐々に浅くなっていたり、一定の深さであったりしてもよい。また、図２で見たときの溝６の面積は任意に設定される。
【００３５】
また、本発明は、吸気ポートに燃料を噴射するタイプの内燃機関にも適用可能である。この場合に本発明を適用することによっても、燃焼室内における燃料の燃焼が良好となるので、上述した実施形態から得られる効果と同様な効果が得られる。
【００３６】
なお、吸気ポートに燃料を噴射するタイプの内燃機関では、図１３に示されている構成の吸気ポート（いわゆるサイアミーズタイプの吸気ポート）が利用されることがあるが、この場合にも本発明を適用可能である。このタイプの吸気ポートでは、吸気通路４が２つの吸気枝通路４ａ、４ｂに分岐し、これら吸気枝通路４ａ、４ｂが同じ燃焼室に連通せしめられている。したがって、このタイプの吸気ポートによれば、燃焼室には２つの吸気枝通路４ａ、４ｂから空気（正確には燃料と空気との混合気）が流入する。
【００３７】
また、本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射するタイプの内燃機関において、図１４に示されている構成の吸気ポートが利用されている場合にも適用可能である。この場合に本発明を適用することによっても、燃焼室内における燃料の燃焼が良好となるので、上述した実施形態から得られる効果と同様な効果が得られる。
【００３８】
なお、図１４に示されている吸気ポートについて簡単に説明すると、この吸気ポートでは、吸気通路４が２つの吸気枝通路４ａ、４ｂに分岐しており、これら吸気枝通路４ａ、４ｂが同じ燃焼室に連通せしめられている。また、これら吸気枝通路４ａ、４ｂそれぞれには流量調整弁９ａ、９ｂが配置されている。
【００３９】
図１４に示されている吸気ポートでは、一方の流量調整弁９ａが開弁され、他方の流量調整弁９ｂが閉弁せしめられることによって、空気は一方の吸気枝通路４ａを介してのみ燃焼室１に流れ込むようになる。これによれば、燃焼室１に流入した空気は、いわゆるタンブル流とスワール流（燃焼室１を画成する円筒形のシリンダ壁面に沿って旋回する流れ）とでもって燃焼室１内において旋回する。
【００４０】
【発明の効果】
１番目の発明によれば、長手エッジが設けられていることから燃焼室内に吸入される空気の総量が多くなる。そして、本発明によれば、吸気通路が一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通されていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域に集中しつつ燃焼室内に流入し、空気は燃焼室内にて旋回するが、本発明によれば、屈折部が設けられていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域にさらに集中しつつ燃焼室内に流入するので、空気は燃焼室内にて強力に旋回する。すなわち、空気の燃焼室内における旋回比が大きくなる。
４番目の発明によれば、長手エッジが設けられていることから燃焼室内に吸入される空気の総量が多くなる。そして、本発明によれば、吸気通路の長手軸線が吸気弁が開弁したときに開く燃焼室の吸入口の一部領域に向かって延びていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域に集中しつつ燃焼室内に流入し、空気は燃焼室内にて旋回するが、本発明によれば、屈折部が設けられていることから吸気通路内を流れる空気が特定の領域にさらに集中しつつ燃焼室内に流入するので、空気は燃焼室内にて強力に旋回する。すなわち、空気の燃焼室内における旋回比が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の吸気ポートを示す断面図である。
【図２】図１の矢印Ａから見た図である。
【図３】図２の線III −III から見た断面図である。
【図４】図１の矢印Ｂから見た図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【図６】本発明の実施形態の吸気ポートを形成するために用いられる中子を示す図である。
【図７】図６の矢印Ｃから見た図である。
【図８】図６の矢印Ｄから見た図である。
【図９】吸気ポート内を流れる空気流を示す図である。
【図１０】従来の吸気ポート内を流れる空気流を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の吸気ポート内を流れる空気流を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の横断エッジの作用を説明するための図である。
【図１３】サイアミーズタイプの吸気ポートを示す図である。
【図１４】別のサイアミーズタイプの吸気ポートを示す図である。
【符号の説明】
１…燃焼室
２…吸気ポート
３…吸気弁
４…吸気通路
５…バルブシートリング
６…溝
７ａ、７ｂ…長手エッジ
８…平坦な壁面
１１…横断エッジ
１２…接続ライン
Claims (4)
- 内燃機関の燃焼室に空気を送り込むために該燃焼室に連通せしめられた吸気通路を有する内燃機関の吸気ポートにおいて、前記吸気通路が一定の方向へと湾曲しつつ燃焼室に連通されており、吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心に近い側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに沿って延びる溝が設けられ、該溝を画成する壁面のうち一方の側の側壁面と吸気通路を画成する壁面のうち該側壁面に隣接する壁面とによって吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている長手エッジが形成され、吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心に近い側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに対して横方向へ延びる屈折部が吸気通路と燃焼室との接続ラインに近接して設けられており、該屈折部は該屈折部を境として隣接した２つの壁面によって形成される角を有して該接続ラインより吸気通路側に位置し、該屈折部は、燃焼室側の上記溝の境界によって形成されて、上記吸気通路の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在し、上記溝を画成する壁面のうち底壁面が平坦であることを特徴とする内燃機関の吸気ポート。
- 上記溝を画成する壁面のうち両側の側壁面と、吸気通路を画成する壁面のうちこれら側壁面に隣接する壁面とによって、吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている２つの長手エッジが形成されており、燃焼室に近い側におけるこれら長手エッジ間の距離が燃焼室から遠い側におけるこれら長手エッジ間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気ポート。
- 上記吸気通路を画成する壁面のうち該吸気通路の湾曲中心から遠い側の壁面の少なくとも一部が平坦であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気ポート。
- 内燃機関の燃焼室内に空気を送り込むための吸気通路を有する吸気ポートにおいて、上記吸気通路の長手軸線が吸気弁が開弁したときに開く燃焼室の吸入口の一部領域に向かって延び、吸気通路を画成する壁面のうち上記吸気通路の長手軸線に沿って見たときに上記吸入口の一部領域に向かう壁面とは異なる側の壁面に吸気通路内における空気の流れに沿って延びる溝が設けられ、該溝を画成する壁面のうち一方の側の側壁面と吸気通路を画成する壁面のうち該側壁面に隣接する壁面とによって吸気通路内における空気の流れに沿って延び且つ吸気通路内部に向かって尖っている長手エッジが形成され、上記吸気通路を画成する壁面のうち該長手エッジが設けられている側の壁面に該吸気通路内における空気の流れに対して横方向へ延びる屈折部が吸気通路と燃焼室との接続ラインに近接して設けられており、該屈折部は該屈折部を境として隣接した２つの壁面によって形成される角を有して該接続ラインより吸気通路側に位置し、該屈折部は、燃焼室側の上記溝の境界によって形成されて、上記吸気通路の内周壁面の四分の一以上で二分の一以下の長さに亘って延在し、上記溝を画成する壁面のうち底壁面が平坦であることを特徴とする内燃機関の吸気ポート。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003035275A JP4356329B2 (ja) | 2002-03-11 | 2003-02-13 | 内燃機関の吸気ポート |
| US10/383,067 US6655347B2 (en) | 2002-03-11 | 2003-03-07 | Intake port of internal combustion engine |
| DE60329137T DE60329137D1 (de) | 2002-03-11 | 2003-03-10 | Einlasskanal einer Brennkraftmaschine |
| EP03005258A EP1344926B1 (en) | 2002-03-11 | 2003-03-10 | Intake port of internal combustion engine |
| CNB031200354A CN100520046C (zh) | 2002-03-11 | 2003-03-11 | 内燃机的进气口 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-65739 | 2002-03-11 | ||
| JP2002065739 | 2002-03-11 | ||
| JP2003035275A JP4356329B2 (ja) | 2002-03-11 | 2003-02-13 | 内燃機関の吸気ポート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003336524A JP2003336524A (ja) | 2003-11-28 |
| JP4356329B2 true JP4356329B2 (ja) | 2009-11-04 |
Family
ID=27767222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003035275A Expired - Fee Related JP4356329B2 (ja) | 2002-03-11 | 2003-02-13 | 内燃機関の吸気ポート |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6655347B2 (ja) |
| EP (1) | EP1344926B1 (ja) |
| JP (1) | JP4356329B2 (ja) |
| CN (1) | CN100520046C (ja) |
| DE (1) | DE60329137D1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4330422B2 (ja) | 2003-10-20 | 2009-09-16 | 日産自動車株式会社 | 鋳包み対象板部材、吸気ポート用の仕切り板、吸気ポート成形用砂中子およびシリンダヘッド |
| US7137380B1 (en) * | 2005-08-05 | 2006-11-21 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with ignition plug and vehicle provided with the same |
| US7055502B1 (en) * | 2005-08-05 | 2006-06-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Single cylinder engine and vehicle provided with the same |
| JP4277857B2 (ja) * | 2006-01-27 | 2009-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の吸気ポート |
| 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 |
| FR2914360B1 (fr) * | 2007-04-02 | 2013-04-12 | Renault Sas | Conduit d'admission pour culasse de moteur thermique et procede de fabrication |
| JP5858007B2 (ja) * | 2013-07-01 | 2016-02-10 | トヨタ自動車株式会社 | バルブシート用の肉盛方法及びシリンダヘッドの製造方法 |
| JP6334990B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-05-30 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関 |
| US9790902B2 (en) | 2014-05-06 | 2017-10-17 | Champion Engine Technology, LLC | Engine cylinder head intake port configuration |
| USD736832S1 (en) | 2014-05-06 | 2015-08-18 | Champion Engine Technology, LLC | Internal combustion engine |
| USD753186S1 (en) | 2014-05-06 | 2016-04-05 | Champion Engine Technology, LLC | Internal combustion engine cylinder head |
| USD771144S1 (en) | 2014-05-06 | 2016-11-08 | Champion Engine Technology, LLC | Internal combustion engine cylinder head intake port |
| US9103277B1 (en) * | 2014-07-03 | 2015-08-11 | Daniel Sexton Gurney | Moment-cancelling 4-stroke engine |
| JP6288014B2 (ja) * | 2015-09-08 | 2018-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JP2017110604A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | ヤマハ発動機株式会社 | 内燃機関、それを備えた車両、および内燃機関の製造方法 |
| JP6966898B2 (ja) * | 2017-08-30 | 2021-11-17 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関のシリンダヘッド |
| JP7513876B2 (ja) | 2020-08-28 | 2024-07-10 | スズキ株式会社 | 内燃機関 |
| DE102023102156A1 (de) * | 2023-01-30 | 2024-08-01 | Daimler Truck AG | Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4516544A (en) * | 1982-05-25 | 1985-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Helically-shaped intake port of an internal-combustion engine |
| JPS5951128A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-24 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気制御装置 |
| JPS59192823A (ja) * | 1983-04-16 | 1984-11-01 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 筒内燃料噴射式内燃機関 |
| JPS63223319A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-16 | Fuji Heavy Ind Ltd | 内燃機関の吸入装置 |
| US5359972A (en) * | 1991-02-21 | 1994-11-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kasha | Tumble control valve for intake port |
| JPH0842390A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-13 | Mazda Motor Corp | 内燃機関の吸気ポート構造 |
| JPH0913977A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-14 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
| JPH0913976A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-14 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
| JP3367288B2 (ja) * | 1995-07-26 | 2003-01-14 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の吸気装置 |
| JP3551572B2 (ja) * | 1995-09-21 | 2004-08-11 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の吸気装置 |
| JP3566036B2 (ja) * | 1997-07-25 | 2004-09-15 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関における吸気装置 |
| GB0002490D0 (en) * | 2000-02-03 | 2000-03-29 | Lotus Car | An internal combustion engine |
-
2003
- 2003-02-13 JP JP2003035275A patent/JP4356329B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-07 US US10/383,067 patent/US6655347B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-10 DE DE60329137T patent/DE60329137D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-10 EP EP03005258A patent/EP1344926B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-11 CN CNB031200354A patent/CN100520046C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60329137D1 (de) | 2009-10-22 |
| EP1344926B1 (en) | 2009-09-09 |
| CN100520046C (zh) | 2009-07-29 |
| CN1443936A (zh) | 2003-09-24 |
| EP1344926A2 (en) | 2003-09-17 |
| JP2003336524A (ja) | 2003-11-28 |
| US20030168040A1 (en) | 2003-09-11 |
| US6655347B2 (en) | 2003-12-02 |
| EP1344926A3 (en) | 2003-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4356329B2 (ja) | 内燃機関の吸気ポート | |
| JP3598880B2 (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| CN106574547B (zh) | 内燃发动机 | |
| JP2005195001A (ja) | 直接噴射式エンジン | |
| JP6327180B2 (ja) | 内燃機関 | |
| WO2018167938A1 (ja) | ディーゼルエンジン | |
| JP5702129B2 (ja) | エンジンの燃焼室構造及びシリンダヘッド構造 | |
| JP4506442B2 (ja) | 内燃機関 | |
| JP3541597B2 (ja) | エンジンの吸気ポート | |
| JPH0814048A (ja) | 層状燃焼内燃機関 | |
| JPH0814102A (ja) | 層状燃焼内燃機関 | |
| JP2003269179A (ja) | 内燃機関の吸気ポート | |
| JP3566036B2 (ja) | 内燃機関における吸気装置 | |
| JP2004143954A (ja) | 内燃機関の吸気ポート構造 | |
| JP2005113694A (ja) | 内燃機関 | |
| JPH10331746A (ja) | 燃料噴射ノズル | |
| JP4294188B2 (ja) | エンジン用ピストン | |
| JP2003214169A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JP2008019803A (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JP3153583B2 (ja) | エンジンの吸気通路構造 | |
| JP2020084955A (ja) | 内燃機関 | |
| JP4513720B2 (ja) | 内燃機関の吸気ポート構造 | |
| JP2008088900A (ja) | 内燃機関の吸気ポート形状 | |
| JP4879680B2 (ja) | 成層燃焼式内燃機関 | |
| JPH10339137A (ja) | 渦流室式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081104 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090310 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090508 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090515 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090714 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090727 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4356329 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |