JP6390339B2 - Intake port insulation structure of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関の吸気ポート構造に関し、より詳細にはポート噴射式の内燃機関の吸気ポート断熱構造に関する。 The present invention relates to an intake port structure of an internal combustion engine, and more particularly to an intake port heat insulation structure of a port injection type internal combustion engine.
近年、燃費向上の観点から熱効率を高めた高圧縮比の内燃機関が求められている。
高圧縮比の内燃機関は、低圧縮比の機関に比べて圧縮後の混合気の温度が高くなるため、ノッキングしやすくなり、点火時期をリタード(遅角)する必要がある。
その結果、燃費の向上効果が低減してしまうことから、吸気温度ひいては混合気温度の上昇を抑制することが必要となる。
ところで、吸気は、インテークマニホールドの吸気通路と、シリンダヘッドに設けられる吸気ポートを介して燃焼室に吸引される。
インテークマニホールドおよびシリンダヘッドは、燃焼室から伝わる熱によって加熱されているため、吸気は、インテークマニホールドの吸気通路やシリンダヘッドの吸気ポートの壁面から受熱することで温度上昇することが避けられない。
そこで、インテークマニホールドを断熱性を有する樹脂材料で構成し、インテークマニホールドの樹脂製の挿入部を吸気ポートに挿入した吸気管の取付構造が提案されている(特許文献1参照)。
この構造では、樹脂製の挿入部を吸気ポートに挿入し、吸気ポートの壁面のうちシリンダヘッドの壁面で構成される部分の面積を減らして、吸気の温度上昇の抑制を図っている。
In recent years, there has been a demand for an internal combustion engine having a high compression ratio with improved thermal efficiency from the viewpoint of improving fuel efficiency.
An internal combustion engine with a high compression ratio has a higher temperature of the air-fuel mixture after compression than an engine with a low compression ratio, so that it is easy to knock and the ignition timing must be retarded.
As a result, the fuel efficiency improvement effect is reduced, and it is necessary to suppress an increase in the intake air temperature and thus the mixture temperature.
Incidentally, the intake air is sucked into the combustion chamber via the intake passage of the intake manifold and the intake port provided in the cylinder head.
Since the intake manifold and the cylinder head are heated by the heat transmitted from the combustion chamber, the intake air inevitably rises in temperature by receiving heat from the intake manifold intake passage and the wall surface of the cylinder head intake port.
In view of this, an intake pipe mounting structure has been proposed in which an intake manifold is made of a heat-insulating resin material and a resin insertion portion of the intake manifold is inserted into an intake port (see Patent Document 1).
In this structure, the resin insertion portion is inserted into the intake port, and the area of the portion formed by the wall surface of the cylinder head in the wall surface of the intake port is reduced to suppress the rise in the intake air temperature.
しかしながら、上記構造では、樹脂製の挿入部による断熱効果に限界があり、さらなる断熱効果の向上を図る上で改善の余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、吸気を吸気ポートの壁面から断熱する断熱性能の向上を図り、吸気温度の上昇を抑制しつつ、燃料の気化を促進することにより燃費の向上を図る上で有利な内燃機関の吸気ポート断熱構造を提供することを目的とする。
However, in the above structure, there is a limit to the heat insulating effect by the resin insertion portion, and there is room for improvement in further improving the heat insulating effect.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves heat insulation by improving the heat insulation performance of insulating intake air from the wall surface of the intake port, while suppressing the rise in intake air temperature and promoting fuel vaporization. An object of the present invention is to provide an intake port heat insulation structure for an internal combustion engine that is advantageous in achieving the above.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、シリンダブロックの上に配置され吸気ポートが設けられたシリンダヘッドと、シリンダヘッドに組み込まれ前記シリンダヘッドに接触する外面と、前記吸気ポートの壁面の一部を形成する内面とを有する断熱部材とを備える内燃機関の吸気ポート断熱構造であって、前記断熱部材が接触する前記シリンダヘッドの箇所または前記断熱部材の前記外面の少なくとも一方に、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積を低減する凹凸構造が設けられることで、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積は、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの重ね合わせ方向において、前記シリンダブロック側に位置する箇所が、前記シリンダブロックから離れた側に位置する箇所よりも小さいことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積は、吸気の上流側に位置する箇所よりも吸気の下流側に位置する箇所が小さいことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記凹凸構造は、前記外面から突出する複数の凸部で形成されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタを備えるとともに、前記断熱部材は、前記内面が前記インジェクタの噴口より前記吸気ポートの上流側の壁面を形成する上流側壁部と、前記内面が前記噴口より前記吸気ポートの下流側の壁面を形成する下流側壁部とを備え、前記下流側壁部で前記インジェクタが配置される側の箇所に、前記噴口の周囲から吸気が前記内面を流れる方向に延在し前記上流側壁部から離れた前記下流側壁部の端部に開放状の切欠が設けられ、前記下流側壁部は前記噴口に対向する側の前記吸気ポートの壁面の前記噴霧された燃料が付着される箇所の手前まで延設されていることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、シリンダブロックの上に配置され吸気ポートが設けられたシリンダヘッドと、シリンダヘッドに組み込まれ前記シリンダヘッドに接触する外面と、前記吸気ポートの壁面の一部を形成する内面とを有する断熱部材とを備える内燃機関の吸気ポート断熱構造であって、前記断熱部材が接触する前記シリンダヘッドの箇所または前記断熱部材の前記外面の少なくとも一方に、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積を低減する凹凸構造が設けられることで、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積は、前記シリンダブロック側に位置する箇所が、前記シリンダブロックから離れた側に位置する箇所よりも小さく、前記吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタを備えるとともに、前記断熱部材は、前記内面が前記インジェクタの噴口より前記吸気ポートの上流側の壁面を形成する上流側壁部と、前記内面が前記噴口より前記吸気ポートの下流側の壁面を形成する下流側壁部とを備え、前記下流側壁部で前記インジェクタが配置される側の箇所に、前記噴口の周囲から吸気が前記内面を流れる方向に延在し前記上流側壁部から離れた前記下流側壁部の端部に開放状の切欠が設けられ、前記下流側壁部は前記噴口に対向する側の前記吸気ポートの壁面の前記噴霧された燃料が付着される箇所の手前まで延設されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a cylinder head disposed on a cylinder block and provided with an intake port, an outer surface incorporated in the cylinder head and in contact with the cylinder head, and the intake port An intake port heat insulating structure for an internal combustion engine, comprising a heat insulating member having an inner surface that forms a part of the wall surface of the cylinder head, and at least one of the location of the cylinder head that contacts the heat insulating member or the outer surface of the heat insulating member By providing an uneven structure that reduces the contact area between the cylinder head location and the outer surface, the contact area between the cylinder head location and the outer surface is in the overlapping direction of the cylinder head and the cylinder block. The location located on the cylinder block side is the location located on the side away from the cylinder block. Characterized in that is also small.
The invention according to claim 2 is characterized in that the contact area between the location of the cylinder head and the outer surface is smaller at a location located on the downstream side of the intake air than on a location located on the upstream side of the intake air.
The invention according to claim 3 is characterized in that the concavo-convex structure is formed of a plurality of convex portions projecting from the outer surface.
The invention according to claim 4 includes an injector that injects fuel into the intake port, and the heat insulating member includes an upstream side wall portion in which the inner surface forms a wall surface on the upstream side of the intake port from the injection port of the injector; The inner surface includes a downstream side wall portion that forms a wall surface on the downstream side of the intake port from the injection port, and intake air from the periphery of the injection port passes through the inner surface at a location on the downstream side wall portion where the injector is disposed. An open cutout is provided at the end of the downstream side wall extending in the flow direction and away from the upstream side wall, and the downstream side wall is sprayed on the wall surface of the intake port on the side facing the nozzle. This is characterized in that it extends up to the point where the fuel is attached.
According to a fifth aspect of the present invention, a cylinder head disposed on a cylinder block and provided with an intake port, an outer surface incorporated in the cylinder head and in contact with the cylinder head, and a part of a wall surface of the intake port are formed. An intake port heat insulating structure for an internal combustion engine comprising a heat insulating member having an inner surface, wherein the cylinder head portion and the outer surface of the heat insulating member are in contact with the cylinder head and the heat insulating member. By providing a concavo-convex structure for reducing the contact area of the outer surface, the location of the cylinder head and the contact area of the outer surface are larger than the location where the location located on the cylinder block side is located on the side away from the cylinder block. And an injector for injecting fuel into the intake port. An upstream side wall portion that forms a wall surface on the upstream side of the intake port from the injection port of the injector, and a downstream side wall portion that forms a wall surface on the downstream side of the intake port from the injection port, and the downstream side wall portion In the portion on the side where the injector is disposed, an open notch is provided at the end of the downstream side wall extending from the periphery of the nozzle hole in the direction in which the intake air flows through the inner surface and away from the upstream side wall. The downstream side wall portion extends to a position just before the location where the sprayed fuel is attached to the wall surface of the intake port on the side facing the nozzle hole.
請求項1記載の発明によれば、高温となるシリンダブロック側から伝導される熱は、断熱部材が接触するシリンダヘッドの箇所と断熱部材の外面の接触面積が小さいため、シリンダブロック側に位置する断熱部材に伝達されにくくなる。そのため、吸気を吸気ポートの壁面から断熱する断熱性能の向上を図り吸気温度の上昇を抑制し燃費の向上を図る上で有利となる。
請求項2記載の発明によれば、高温となる吸気の下流側に位置する燃焼室側から伝導される熱は、下流側に位置する断熱部材に伝達されにくくなる。そのため、吸気を吸気ポートの壁面から断熱する断熱性能の向上を図り吸気温度の上昇を抑制し燃費の向上を図る上でより一層有利となる。
請求項3記載の発明によれば、断熱部材の加工を簡単に行なう上で有利となり、製造コストの低減を図る上で有利となる。
請求項4、5記載の発明によれば、内燃機関の運転状態によらず噴口から噴射された燃料の大半が付着する吸気ポートの壁面は、シリンダヘッドで構成されているので、吸気ポートの壁面に付着した燃料の気化が高温なシリンダヘッドの壁面で効率よくなされ、燃料の燃焼効率の向上を図る上で有利となる。また、エンジンの高速回転域において、噴口から噴射された燃料の大半が付着されない壁面の箇所であるポートの壁面は、断熱部材で構成されているので、シリンダヘッドの熱の吸気への伝達が抑制され、吸気の温度上昇を抑制する上で有利となる。
According to the first aspect of the present invention, the heat conducted from the cylinder block side, which is at a high temperature, is located on the cylinder block side because the contact area between the location of the cylinder head that the heat insulating member contacts and the outer surface of the heat insulating member is small. It becomes difficult to be transmitted to the heat insulating member. Therefore, it is advantageous in improving the heat insulation performance for insulating the intake air from the wall surface of the intake port, suppressing the increase in intake air temperature, and improving the fuel consumption.
According to the second aspect of the present invention, the heat conducted from the combustion chamber side located on the downstream side of the intake air, which becomes high temperature, is not easily transmitted to the heat insulating member located on the downstream side. Therefore, it is more advantageous to improve the heat insulation performance for insulating the intake air from the wall surface of the intake port, to suppress the rise of the intake air temperature and to improve the fuel consumption.
According to the third aspect of the invention, it is advantageous to easily process the heat insulating member, and it is advantageous to reduce the manufacturing cost.
According to the fourth and fifth aspects of the invention, the wall surface of the intake port to which most of the fuel injected from the injection port adheres regardless of the operating state of the internal combustion engine is constituted by the cylinder head. The fuel adhering to the fuel is efficiently vaporized on the wall surface of the high-temperature cylinder head, which is advantageous for improving the combustion efficiency of the fuel. In addition, in the high-speed rotation range of the engine, the wall surface of the port, which is the location of the wall surface where most of the fuel injected from the nozzle hole does not adhere, is composed of a heat insulating member, so that the transfer of heat from the cylinder head to the intake air is suppressed. This is advantageous in suppressing the temperature rise of the intake air.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、内燃機関の全体構成について説明する。
図1に示すように、内燃機関(以下エンジンという)10は、シリンダ12が形成されたシリンダブロック14と、シリンダブロック14の上部に配置されたシリンダヘッド16と、シリンダ12に配設されたピストン18とを含んで構成されている。
シリンダヘッド16の両側には吸気管20(インテークマニホールド)と排気管22(エキゾーストマニホールド)が連結されている。
燃焼室24は、シリンダ12の内面とシリンダヘッド16の下面とピストン18の頂面とによって構成され、シリンダヘッド16には燃焼室24に位置するように点火プラグ26が設けられている。
ピストン18はコネクティングロッド28を介して不図示のクランクシャフトに連結され、図中符号1802、1804は圧力リング、符号1806はオイルリングを示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the internal combustion engine will be described.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as engine) 10 includes a cylinder block 14 in which a
An intake pipe 20 (intake manifold) and an exhaust pipe 22 (exhaust manifold) are connected to both sides of the
The
The
シリンダヘッド16には、燃焼室24に吸気を供給する吸気ポート30と、燃焼室24内の排気を排出する排気ポート32とが設けられている。
なお、本発明において、吸気ポート30とは、外部に開口する吸気口と燃焼室24とを接続する吸気通路のうちシリンダヘッド16の内部に位置する部分をいう。
吸気ポート30には、吸気管20が接続され、排気ポート32には、排気管22が接続されている。
そして、吸気通路2002は、吸気管20、吸気ポート30を含んで構成され、排気通路2202は、排気ポート32、排気管22を含んで構成されている。
また、吸気ポート30に吸気バルブ34が設けられ、排気ポート32に排気バルブ36が設けられ、それら吸気バルブ34、排気バルブ36はバルブスプリング38、40により閉止方向に付勢されている。吸気バルブ34、排気バルブ36は不図示の吸排気カムにより駆動され、吸気ポート30、排気ポート32を開閉する。
なお、図中符号37はバルブシートを示す。
The
In the present invention, the
An
The
An
In the figure,
本実施の形態では、エンジン10は、インジェクタ42から吸気ポート30内に燃料を噴射(噴霧)するポート噴射式エンジンである。
インジェクタ42は、不図示のポンプから供給された燃料を噴射するものであり、吸気ポート30内に噴口4202を向けた燃料噴射ノズル4204と、燃料噴射ノズル4204に設けられアクチュエータにより噴口4202を開閉する不図示のニードル弁とを含んで構成されている。
ポート噴射式エンジンでは、吸気管20の吸気通路2002から吸気ポート30内に吸入された吸入空気とインジェクタ42の噴口4202から噴射された燃料とが吸気ポート30内で混合されて混合気となり、燃焼室24に供給される。
そして、クランクシャフトが回転することにより、吸気カム、排気カムを介して吸気バルブ34、排気バルブ36が開閉され、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程が実行され、主として、排気・吸気行程中に、噴口4202から燃料が吸気ポート30内に噴射される。
In the present embodiment,
The
In the port injection type engine, the intake air sucked into the
When the crankshaft rotates, the
図1から図3に示すように、吸気ポート30は、その壁面の一部が、シリンダヘッド16に取着された断熱部材44で構成されている。
すなわち、吸気ポート30の上流端が位置するシリンダヘッド16の端面に開口する凹部46が設けられている。
断熱部材44は、シリンダヘッド16に組み込まれシリンダヘッド16に接触する、言い換えると、凹部46に嵌め込まれ凹部46の壁面4602に接触する外面4402と、吸気ポート30の壁面の一部を形成する内面4404とを有している。
断熱部材44は、端部側に位置する上流側壁部44Aと、上流側壁部44Aの端部から吸気が流れる方向に延在する下流側壁部44Bとを備えている。
下流側壁部44Bでインジェクタ42が配置される側の箇所に、インジェクタ42の噴口4202を吸気ポート30内に露出させると共に吸気が流れる方向に延在し上流側壁部44Bから離れた下流側壁部44Bの端部に開放状の切欠48が設けられている。
噴口4202に対向する側の吸気ポート30の壁面3004の箇所で燃料噴霧が付着される壁面3008の範囲はシリンダヘッド16で構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
That is, a
The
The
In the downstream
The range of the
したがって、エンジン10の高速回転域において、吸気ポート30を流れる吸気速度が速くなるため、噴口4202から噴射された燃料の大半は、噴口4202が位置する側で吸気ポート30の延在方向に沿って延在するシリンダヘッド16の壁面3006の箇所に付着する。
本実施の形態では、下流側壁部44Bでインジェクタ42が配置される側の箇所に切欠48が設けられ、噴口4202よりも下流側に位置する吸気ポート30の壁面のうち噴口4202が位置する側で吸気ポート30の延在方向に沿って延在する壁面3006の箇所はシリンダヘッド16で構成されている。
噴口4202から噴射された燃料の気化が高温なシリンダヘッド16の壁面3006で効率よくなされ、燃料の燃焼効率の向上を図る上で有利となる。特に、エンジン10が低・中回転域かつ高負荷域で運転している場合は、吸気ポート30に流入する吸気の流速が遅くなるとともにインジェクタ42から噴射される燃料量が多くなるため、噴口4202から噴射された燃料の一部は吸気とともに吸気ポート30の下流へ流れず、吸気ポート30の壁面3006に付着する。この場合は、付着した燃料は高温のシリンダヘッド16の壁面3006によって効率よく気化が促進されるため、燃焼効率の向上を図る上で更に有利となる。
また、噴口4202よりも上流側に位置する吸気ポート30の壁面3002の全域と噴口4202よりも下流側に位置する吸気ポート30の壁面のうち噴口4202に対向する側の壁面3004の箇所は、上流側壁部44Aと下流側壁部44Bとからなる断熱部材44の内面4404で構成されているので、シリンダヘッド16の熱の吸気への伝達が抑制され、吸気の温度上昇を抑制する上で有利となり、エンジン10の燃費の向上を図る上で有利となる。
したがって、吸気の温度上昇を抑制しつつ燃焼効率を向上できるので、エンジン10の燃費の向上を図る上で有利となる。
Therefore, in the high-speed rotation region of the
In the present embodiment, a
Vaporization of the fuel injected from the
In addition, among the
Therefore, the combustion efficiency can be improved while suppressing the temperature rise of the intake air, which is advantageous in improving the fuel consumption of the
特に、エンジン10の低中速回転域で高負荷の運転状態では吸気ポート30に流入する吸気の流速が遅くなると共にインジェクタ42から噴射される燃料量が多くなるため、噴口4202から噴射された燃料は、その大半が噴口4202に対向する側で燃焼室24寄りの吸気ポート30のシリンダヘッド16の壁面3008および吸気バルブ34に付着する場合がある。
本実施の形態では、下流側壁部44Bは、噴口4202に対向する壁面3004の箇所から壁面3008の範囲の手前まで延在し、燃料噴霧が付着される壁面3008の範囲はシリンダヘッド16で構成されている。
そのため、吸気ポート30の壁面3008に付着した燃料の気化は高温のシリンダヘッド16によって効率よくなされ、燃料の燃焼効率の向上を図る上で有利となる。
また、下流側壁部44Bが噴口4202に対向する壁面3004の箇所から壁面3008の範囲の手前まで延在しているので、シリンダヘッド16の熱の吸気への伝達が抑制され、吸気の温度上昇を抑制する上でより有利となる。
したがって、エンジン10の低速回転域において、吸気の温度上昇をより抑制しつつ燃焼効率をより向上できるので、エンジン10の燃費の向上を図る上でより一層有利となる。
In particular, when the
In the present embodiment, the
Therefore, the vaporization of the fuel adhering to the
Further, since the
Therefore, in the low-speed rotation region of the
断熱部材44は、中空あるいは中実の合成樹脂材料で構成してもよい。
あるいは、断熱部材44を、中空の部材と、中空の部材の内部に挿入された断熱材料とで構成してもよく、この場合は、最適な断熱性能を確保する上で有利となる。
また、断熱部材44の上流側部分44Aと下流側部分44Bとを別体で構成してもよい。この場合、上流側部分44Aと下流側部分44Bとに用いる断熱材料の種類を変えることで、断熱性能を変えることができる。
例えば、上流側部分44Aが配置されたシリンダヘッド16部分に冷却水通路(高温)が配置され、下流側部分44Bが配置されたシリンダヘッド16部分がそれより低温である場合は、下流側部分44Bよりも上流側部分44Aの断熱性能を高めるように、断熱部材44を構成する断熱材料を選択し、あるいは、断熱材料の密度を設定できる。
そのため、シリンダヘッド16の温度分布に対応させて最適な断熱性能を確保する上で有利となる。
The
Alternatively, the
Further, the
For example, when the cooling water passage (high temperature) is disposed in the
Therefore, it is advantageous in ensuring optimum heat insulation performance corresponding to the temperature distribution of the
図1から図3に示すように、断熱部材44が接触するシリンダヘッド16の箇所である凹部46の壁面4602または断熱部材44の外面4402の少なくとも一方に、壁面4602と外面4402の接触面積を低減する凹凸構造50が設けられることで、壁面4602と外面4402の接触面積は、シリンダブロック14側に位置する箇所が、シリンダブロック14から離れた側に位置する箇所よりも小さくなっている。
凹凸構造50は、例えば、シリンダヘッド16、断熱部材44を型成形する際にシリンダヘッド16、断熱部材44と一体的に設けてもよいし、後加工でシリンダヘッド16、断熱部材44に形成してもよい。
本実施の形態では、凹凸構造50は、断熱部材44のシリンダブロック14側に位置する半部に設けられている。
凹凸構造50は、断熱部材44の外面4402から突出する複数の均一外形の凸部52によって構成されており、凸部52は、その断面が半球状を呈している。
そして、断熱部材44のシリンダブロック14側に位置する半部において単位面積当たりに設けられる凸部52の密度を、シリンダブロック14側に位置する箇所が、シリンダブロック14から離れた側に位置する箇所よりも小さくし、壁面4602と外面4402の接触面積を、シリンダブロック14側に位置する箇所が、シリンダブロック14から離れた側に位置する箇所よりも小さくなるようにしている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the contact area between the
The concavo-
In the present embodiment, the concavo-
The concavo-
And the location where the location located on the cylinder block 14 side is located on the side away from the cylinder block 14 is the density of the
なお、凸部52の形状は、半球状に限定されるものではなく、例えば、円錐状、円錐台状、三角錐状、三角錐台状、四角錘状、四角錘台状、多角形錐状、多角形錐状台状、円柱状、三角柱状、多角形柱状など従来公知の様々な形状が採用可能である。
また、凸部52は、断熱部材44の外面4402から突出し、断熱部材44の長手方向と直交する方向に間隔をおいて断熱部材44の長手方向に延在する突条であっても良く、あるいは、断熱部材44の長手方向に間隔をおいて断熱部材44の周方向に延在する突条であってもよく、その断面形状は、三角形にするなど任意である。
また、複数の凸部52に代えて外面を窪ませた複数の凹部や複数の凹溝を設けることで凹凸構造50を構成してもよい。
また、凹凸構造50は、シリンダヘッド16の凹部46の壁面4602に、凸部、突条、凹部、凹溝を設けることで構成してもよく、また、断熱部材44の外面4402および凹部46の壁面4602の双方に凹部、凹溝を設けるなど外面4402および壁面4602の双方に凹凸構造50を設けてもよい。
要するに、凹凸構造50は、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402との接触面積が、シリンダブロック14側に位置する箇所が、シリンダブロック14から離れた側に位置する箇所よりも小さくなるように構成されていればよい。
In addition, the shape of the
Further, the
In addition, the concavo-
Further, the concavo-
In short, in the concavo-
また、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402の接触面積は、吸気の上流側に位置する箇所よりも吸気の下流側に位置する箇所が小さくなっている。
本実施の形態では、断熱部材44の外面4402の単位面積当たりに設けられる凸部52の密度が、吸気の上流側に位置する箇所よりも吸気の下流側に位置する箇所が小さくなっている。
In addition, the contact area between the
In the present embodiment, the density of the
なお、互いに接触する2つの物体間において高温の物体から低温の物体に伝達される熱流量Qは2つの物体の接触面積Aに比例する。
したがって、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402との間での熱流量を低下させ、断熱効果を向上させるためには、接触面積をなるべく小さくすることが好ましい。
凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402との接触面積を小さくするには、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402とが面接触している状態、線接触している状態、点接触している状態の順番で次第に有利となる。
したがって、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402との間での断熱効果を向上させる上で、凹凸構造50は、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402とが線接触するものがより好ましく、点接触するものがより一層好ましいといえる。
そのため、本実施の形態のように凸部52が断面半球状を呈するものであると、凸部52と凹部46の壁面4602とが点接触するため、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402との間での断熱効果を向上させる上で有利となる。
Note that the heat flow Q transferred from the high-temperature object to the low-temperature object between the two objects in contact with each other is proportional to the contact area A of the two objects.
Therefore, in order to reduce the heat flow between the
In order to reduce the contact area between the
Therefore, in order to improve the heat insulation effect between the
Therefore, if the
本実施の形態によれば、壁面4602と外面4402の接触面積は、凹凸構造50が設けられることで、シリンダブロック14側に位置する箇所が、シリンダブロック14から離れた側に位置する箇所よりも小さくなっている。
したがって、高温となるシリンダブロック14側から伝導される熱は、シリンダブロック14側に位置する断熱部材44の内面4404に伝達されにくくなる。そのため、吸気を吸気ポート30の壁面から断熱する断熱性能の向上を図り、吸気温度の上昇を抑制し燃費の向上を図る上で有利となる。
According to the present embodiment, the contact area between the
Therefore, the heat conducted from the cylinder block 14 side, which is at a high temperature, is hardly transmitted to the
また、本実施の形態では、凹部46の壁面4602と断熱部材44の外面4402の接触面積は、吸気の上流側に位置する箇所よりも吸気の下流側に位置する箇所が小さい。
したがって、高温となる吸気の下流側に位置する燃焼室側から伝導される熱は、吸気の下流側に位置する断熱部材44の内面4404に伝達されにくくなる。そのため、吸気を吸気ポート30の壁面から断熱する断熱性能の向上を図り、吸気温度の上昇を抑制し燃費の向上を図る上でより一層有利となる。
Further, in the present embodiment, the contact area between the
Therefore, the heat conducted from the combustion chamber side located on the downstream side of the intake air that becomes high temperature is not easily transmitted to the
また、本実施の形態では、凹凸構造50は、断熱部材44の外面4402から突出する複数の凸部52で形成されている。
そのため、凹凸構造50の加工を簡単に行なう上で有利となり、製造コストの低減を図る上で有利となる。
In the present embodiment, the concavo-
Therefore, it is advantageous for easily processing the concavo-
10 エンジン(内燃機関)
14 シリンダブロック
16 シリンダヘッド
20 吸気管
30 吸気ポート
3002 壁面
3004 壁面
3006 壁面
3008 壁面
42 インジェクタ
4202 噴口
44 断熱部材
4402 外面
4404 内面
44A 上流側壁部
44B 下流側壁部
46 凹部
4602 壁面
48 切欠
50 凹凸構造
52 凸部
10 Engine (Internal combustion engine)
14
Claims (5)
シリンダヘッドに組み込まれ前記シリンダヘッドに接触する外面と、前記吸気ポートの壁面の一部を形成する内面とを有する断熱部材と、
を備える内燃機関の吸気ポート断熱構造であって、
前記断熱部材が接触する前記シリンダヘッドの箇所または前記断熱部材の前記外面の少なくとも一方に、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積を低減する凹凸構造が設けられることで、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積は、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの重ね合わせ方向において、前記シリンダブロック側に位置する箇所が、前記シリンダブロックから離れた側に位置する箇所よりも小さい、
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート断熱構造。 A cylinder head disposed on the cylinder block and provided with an intake port;
A heat insulating member having an outer surface built in a cylinder head and in contact with the cylinder head; and an inner surface forming a part of the wall surface of the intake port;
An intake port insulation structure for an internal combustion engine comprising:
At least one of the location of the cylinder head that contacts the heat insulation member or the outer surface of the heat insulation member is provided with a concavo-convex structure that reduces the contact area between the location of the cylinder head and the outer surface, thereby providing a location of the cylinder head. And the contact area of the outer surface is smaller in the overlapping direction of the cylinder head and the cylinder block than the portion located on the cylinder block side and located on the side away from the cylinder block.
An intake port heat insulation structure for an internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の吸気ポート断熱構造。 The area of contact between the cylinder head and the outer surface is smaller at the location located downstream of the intake air than the location located upstream of the intake air.
The intake port heat insulation structure for an internal combustion engine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の吸気ポート断熱構造。 The concavo-convex structure is formed of a plurality of convex portions protruding from the outer surface.
The intake port heat insulation structure for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記断熱部材は、前記内面が前記インジェクタの噴口より前記吸気ポートの上流側の壁面を形成する上流側壁部と、前記内面が前記噴口より前記吸気ポートの下流側の壁面を形成する下流側壁部とを備え、
前記下流側壁部で前記インジェクタが配置される側の箇所に、前記噴口の周囲から吸気が前記内面を流れる方向に延在し前記上流側壁部から離れた前記下流側壁部の端部に開放状の切欠が設けられ、
前記下流側壁部は前記噴口に対向する側の前記吸気ポートの壁面の前記噴霧された燃料が付着される箇所の手前まで延設されている、
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の内燃機関の吸気ポート断熱構造。 An injector for injecting fuel into the intake port;
The heat insulating member includes an upstream side wall portion in which the inner surface forms a wall surface on the upstream side of the intake port from the injection port of the injector, and a downstream side wall portion in which the inner surface forms a wall surface on the downstream side of the intake port from the injection port. With
In the downstream side wall portion where the injector is disposed, the intake air extends from the periphery of the nozzle hole in the direction of flowing through the inner surface and is open at the end of the downstream side wall portion away from the upstream side wall portion. Notches are provided,
The downstream side wall portion extends to a position just before the location where the sprayed fuel adheres to the wall surface of the intake port on the side facing the nozzle hole.
The intake port heat insulation structure for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein
シリンダヘッドに組み込まれ前記シリンダヘッドに接触する外面と、前記吸気ポートの壁面の一部を形成する内面とを有する断熱部材と、
を備える内燃機関の吸気ポート断熱構造であって、
前記断熱部材が接触する前記シリンダヘッドの箇所または前記断熱部材の前記外面の少なくとも一方に、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積を低減する凹凸構造が設けられることで、前記シリンダヘッドの箇所と前記外面の接触面積は、前記シリンダブロック側に位置する箇所が、前記シリンダブロックから離れた側に位置する箇所よりも小さく、
前記吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタを備えるとともに、
前記断熱部材は、前記内面が前記インジェクタの噴口より前記吸気ポートの上流側の壁面を形成する上流側壁部と、前記内面が前記噴口より前記吸気ポートの下流側の壁面を形成する下流側壁部とを備え、
前記下流側壁部で前記インジェクタが配置される側の箇所に、前記噴口の周囲から吸気が前記内面を流れる方向に延在し前記上流側壁部から離れた前記下流側壁部の端部に開放状の切欠が設けられ、
前記下流側壁部は前記噴口に対向する側の前記吸気ポートの壁面の前記噴霧された燃料が付着される箇所の手前まで延設されている、
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート断熱構造。 A cylinder head disposed on the cylinder block and provided with an intake port;
A heat insulating member having an outer surface built in a cylinder head and in contact with the cylinder head; and an inner surface forming a part of the wall surface of the intake port;
An intake port insulation structure for an internal combustion engine comprising:
At least one of the location of the cylinder head that contacts the heat insulation member or the outer surface of the heat insulation member is provided with a concavo-convex structure that reduces the contact area between the location of the cylinder head and the outer surface, thereby providing a location of the cylinder head. the contact area of the outer surface portions positioned on the cylinder block side, rather smaller than portions located on the side away from the cylinder block,
An injector for injecting fuel into the intake port;
The heat insulating member includes an upstream side wall portion in which the inner surface forms a wall surface on the upstream side of the intake port from the injection port of the injector, and a downstream side wall portion in which the inner surface forms a wall surface on the downstream side of the intake port from the injection port. With
In the downstream side wall portion where the injector is disposed, the intake air extends from the periphery of the nozzle hole in the direction of flowing through the inner surface and is open at the end of the downstream side wall portion away from the upstream side wall portion. Notches are provided,
The downstream side wall portion extends to a position just before the location where the sprayed fuel adheres to the wall surface of the intake port on the side facing the nozzle hole.
An intake port heat insulation structure for an internal combustion engine.
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