JP6623235B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.
従来、内燃機関の燃費向上、出力向上に向けて燃焼の促進を図るために、内燃機関の低中負荷領域において、燃焼室内に流入する吸気にタンブル(縦渦)を発生させて燃料と空気との混合を促す構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記提案は、一対の吸気バルブが、シリンダヘッドにクランク軸の軸方向に並ぶように設けられ、一対の吸気バルブの各軸部の先端同士が、各軸部の傘部側よりも近接するように傾けられた構造であり、タンブル発生を促進させることが可能である。
Conventionally, fuel efficiency of the internal combustion engine, in order to promote the combustion toward improvement in output, Oite the low and medium load area of the engine, to generate a tumble (vertical vortex) in intake air flowing into the combustion chamber fuel A structure that promotes mixing of air and air has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In the above proposal, the pair of intake valves are provided in the cylinder head so as to be aligned in the axial direction of the crankshaft, and the tip ends of the shaft portions of the pair of intake valves are closer to the umbrella side of the shaft portions. It is possible to promote the occurrence of tumble.
特許文献1では、一対の吸気バルブの各軸部が平行ではないため、軸部をガイドするためのバルブガイドが嵌合される一対の嵌合穴も平行ではなく、これらの嵌合穴を機械加工で形成する場合に、同時に穴あけ加工することができず、加工時間が長くなって生産性が低下する。
本発明の目的は、吸気におけるタンブル流発生を促進させるとともに、生産性を向上させることが可能な内燃機関を提供することにある。In Patent Document 1, since the shaft portions of the pair of intake valves are not parallel, the pair of fitting holes into which the valve guides for guiding the shaft portions are fitted are not parallel. In the case of forming by processing, it is not possible to perform drilling at the same time, and the processing time becomes longer and the productivity is lowered.
An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of promoting tumble flow generation in intake air and improving productivity.
この明細書には、2016年1月6日に出願された日本国特許出願・特願2016−001251の全ての内容が含まれる。
上述した課題を解決するため、本発明は、シリンダヘッド(14)に燃焼室(30)及びこの燃焼室(30)に通じる吸排気ポート(21a,21b)が形成され、前記吸排気ポート(21a,21b)の前記燃焼室(30)への開口(33j,54j)が、前記吸排気ポート(21a,21b)をそれぞれ貫通する吸排気バルブ(63,73)で開閉され、前記吸気ポート(21a)に、前記燃焼室(30)内でタンブル流を発生させるための仕切り壁(21h)が設けられ、前記仕切り壁(21h)によって前記吸気ポート(21a)内を流れる吸気が上下に区画された上部吸気通路(35)及び下部吸気通路(36)に分流される内燃機関において、前記仕切り壁(21h)の下側に形成された前記下部吸気通路(36)は、低負荷時に前記タンブル流を発生させる吸気を強制的に流す通路であり、前記下部吸気通路(36)は、その横幅(W3)が、前記吸気ポート(21a)の上流側から前記燃焼室(30)に向かうにつれて次第に広くなるように形成され、前記下部吸気通路(36)の横幅(W3)は、前記上部吸気通路(35)の横幅(W2)よりも小さく、前記下部吸気通路(36)は、吸気の流れの方向に直交する面における高さ(H)が、前記吸気ポート(21a)の上流側から前記燃焼室(30)に向かうにつれて次第に低くなるように形成され、前記下部吸気通路(36)は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記上部吸気通路(35)の横断面積よりも小さく形成され、前記下部吸気通路(36)は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記吸気ポート(21a)の上流側から前記燃焼室(30)に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする。
This specification includes all the contents of the Japanese patent application and Japanese Patent Application No. 2006-001251 filed on January 6, 2016.
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylinder head (14) with a combustion chamber (30) and intake / exhaust ports (21a, 21b) communicating with the combustion chamber (30). , 21b) are opened and closed by intake / exhaust valves (63, 73) passing through the intake / exhaust ports (21a, 21b), respectively, to the combustion chamber (30). ) Is provided with a partition wall (21h) for generating a tumble flow in the combustion chamber (30), and the intake air flowing through the intake port (21a) is vertically divided by the partition wall (21h). in the upper intake passage (35) and the internal combustion engine is diverted to the lower intake passage (36), the lower the intake passage formed in the lower side of the partition wall (21h) (36) is a low load A passage for flow of air for generating the tumble flow forcibly the lower intake passage (36), the width (W3) is directed to the combustion chamber (30) from the upstream side of the intake port (21a) is formed to be gradually wider brought to the horizontal width of the lower air intake passage (36) (W3), the smaller than the width (W2) of the upper air intake passage (35), before Symbol lower intake passage (36), the intake The height (H) in the plane orthogonal to the flow direction of the engine is formed so as to gradually decrease from the upstream side of the intake port (21a) toward the combustion chamber (30), and the lower intake passage (36) Is formed such that a cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow is smaller than a cross-sectional area of the upper intake passage (35), and the lower intake passage (36) has a cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow. , Serial, characterized in that it is formed so that the same or progressively increases as from the upstream side toward the combustion chamber (30) of the intake port (21a).
上記構成において、前記仕切り壁(21h)における前記下部吸気通路(36)側の下面(25d)は、横断面で略平坦であっても良い。 In the above configuration, wherein the partition wall (21h) lower intake passage (36) side of the lower surface (25d) is not good even substantially flat in cross-section.
また、上記構成において、吸気の流れの方向に直交する面において、前記吸気ポート(21a)の内面(21j)の下部(21m)は、前記吸気ポート(21a)の内面(21j)の上部(21k)から略一定距離になるように前記吸気ポート(21a)の内面(21j)の上部(21k)に沿って形成されていても良い。
また、上記構成において、前記仕切り壁(21h)は、前記上部吸気通路(35)側に、中央が両端より凹んだ上面(25c)を有し、横幅の中央が薄く、両端が厚く形成されていても良い。
In the above configuration, the lower surface (21m) of the inner surface (21j) of the intake port (21a) is the upper portion (21k) of the inner surface (21j) of the intake port (21a) on the surface orthogonal to the direction of intake air flow. ) but it may also be formed along the upper (21k) of the inner surface (21j) of said intake port so as to be approximately constant distance (21a) from.
Also, in the above configuration, the partition wall (21h) is in the upper intake passage (35) side, the center has an upper surface (25c) recessed from both ends, thin middle width, both ends are formed thickly May be.
本発明の上下の吸気通路の一方は、その横幅が、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に広くなるように形成されているので、吸気通路の一方の吸気流が、吸気ポート内に配置された吸気バルブや吸気バルブをガイドするバルブガイドを避けて広がるため、吸気を燃焼室内にスムーズに流入させることができ、燃焼室内にてタンブルを発生しやすくすることができる。これにより、低負荷時においても、燃焼室内で燃料と空気とを十分に混合させて燃焼を促進させることができる。また、鋳造等で吸気ポートの内面形状を成形するだけなので、容易にシリンダヘッドを製造することができ、生産性を向上させることができる。 One of the upper and lower intake passages of the present invention is formed so that its lateral width gradually increases from the upstream side of the intake port toward the combustion chamber, so that one intake flow of the intake passage is in the intake port. Since the intake valve and the valve guide that guides the intake valve are widened so as to spread, the intake air can flow smoothly into the combustion chamber, and tumble can be easily generated in the combustion chamber. Thereby, even at the time of low load, combustion can be promoted by sufficiently mixing the fuel and air in the combustion chamber. Further, since the shape of the inner surface of the intake port is simply formed by casting or the like, the cylinder head can be easily manufactured and the productivity can be improved.
また、吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されているので、吸気通路の一方を流れる吸気の吸入抵抗の増加を抑制することができる。
また、吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さが、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、吸気通路の一方から燃焼室に放出される際に、吸気の上下の拡散を抑え、燃焼室内のタンブル流が発生しやすい方向に吸気を絞って流すことができる。In addition, one of the intake passages is formed so that a cross-sectional area perpendicular to the direction of the intake air flow is the same or gradually increased from the upstream side of the intake port toward the combustion chamber, and therefore flows through one of the intake passages. An increase in inhalation resistance of inhalation can be suppressed.
In addition, one of the intake passages is formed such that the height in a plane orthogonal to the direction of the intake air flow gradually decreases from the upstream side of the intake port toward the combustion chamber. When released into the chamber, the upper and lower diffusion of the intake air can be suppressed, and the intake air can be squeezed and flowed in a direction in which a tumble flow in the combustion chamber tends to occur.
また、吸気の流れの方向に直交する面において、吸気ポートの内面の下部は、吸気ポートの内面の上部から略一定距離になるように吸気ポートの内面の上部に沿って形成されているので、吸気ポートの形状による吸気性能を、仕切り壁が設けられていない吸気ポートと同等にすることができる。
また、上下の吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が吸気通路の他方の横断面積よりも小さく形成されているので、吸気通路の一方では、吸気の流れを絞って吸気の流速を高めつつ燃焼室内の所定の方向へ流すことができ、タンブル流の発生を促すことができる。In addition, in the plane orthogonal to the direction of the flow of intake air, the lower portion of the inner surface of the intake port is formed along the upper portion of the inner surface of the intake port so as to be a substantially constant distance from the upper portion of the inner surface of the intake port. The intake performance due to the shape of the intake port can be made equivalent to that of an intake port not provided with a partition wall.
In addition, since one of the upper and lower intake passages is formed with a cross-sectional area perpendicular to the direction of the intake air flow smaller than the other cross-sectional area of the intake air passage, one intake passage narrows the intake air flow to reduce the intake air flow. It is possible to flow in a predetermined direction in the combustion chamber while increasing the flow velocity of the fuel, and to promote the generation of a tumble flow.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態の内燃機関10を示す断面図である。
内燃機関10は、ピストン11が移動可能に挿入されたシリンダブロック12と、シリンダブロック12にヘッドガスケット13を介して取付けられたシリンダヘッド14と、シリンダヘッド14の上部開口を塞ぐヘッドカバー16とを備える。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an
The
シリンダブロック12は、外面に複数のフィン12aが設けられ、内側にシリンダ穴12bが開けられている。複数のフィン12aによって、シリンダブロック12からの放熱が促される。シリンダ穴12bにはピストン11が嵌合されている。
シリンダヘッド14は、アルミニウム合金ダイカスト製のシリンダヘッド本体21と、シリンダヘッド本体21に取付けられた動弁機構22とを備える。
シリンダヘッド本体21は、吸排気(吸気と排気)がそれぞれ流れる吸気ポート21a及び排気ポート21bと、吸気ポート21a及び排気ポート21bにそれぞれ開口するように開けられたバルブガイド嵌合穴21c,21dと、燃焼室30の天井を構成する燃焼室天井面21eとが形成されている。The
The
The
吸気ポート21aは、シリンダヘッド本体21の一側面21fに吸気の入口である吸気開口21gが形成され、燃焼室30に開口する部分に吸気の出口となる吸気バルブシート33が埋め込まれ、吸気開口21gから吸気バルブシート33まで上に凸状に湾曲しながら延びている。吸気バルブシート33の燃焼室30側の開口33jは、吸気ポート21aの出口となる。
In the
また、吸気ポート21aは、その吸気通路を上下に仕切る仕切り壁21hが吸気ポート21aの内面21jの上部21k及び下部21mに略沿うように一体に形成され、仕切り壁21hの上側に上部吸気通路35、下側に下部吸気通路36が形成されている。
シリンダヘッド本体21の一側面21fには、吸気ポート21aに連通するようにスペーサー38を介して吸気管41が接続されている。吸気管41の上流側には、スロットボディ、コネクティングチューブ、エアクリーナ等の吸気装置を構成する部品が接続されている。In addition, the
An
スペーサー38及び吸気管41にも、それらの内部を上下に仕切る仕切り壁38a,41aがそれぞれ形成され、仕切り壁38a,41aの上側に上部吸気通路43,44、下側に下部吸気通路46,47がそれぞれ形成されている。
上記した上部吸気通路35,43,44は、上部通路51を構成し、下部吸気通路36,46,47は下部通路52を構成する。The
The
吸気管41の上流側に接続されるスロットルボディには、吸気を上部通路51と下部通路52とに振り分ける吸気振分け弁が設けられている。吸気振分け弁は、内燃機関10の低負荷状態では、上部通路51の入口を閉じ、下部通路52の入口を開けるため、吸気は、下部通路52を通って燃焼室30に至る。このとき、吸気ポート21aの下部吸気通路36から燃焼室30に流入する吸気によって、燃焼室30内にタンブルを発生させることができる。図中の燃焼室30内に示す想像線は、タンブル流を示している。
内燃機関10の中高負荷状態では、上部通路51及び下部通路52の両方の入口を開けるため、吸気は、上部通路51及び下部通路52を通って燃焼室30に至る。The throttle body connected to the upstream side of the
In the middle and high load state of the
排気ポート21bは、シリンダヘッド本体21の他側面21nに排気の入口である排気開口21pが形成され、燃焼室30に開口する部分に排気の出口となる排気バルブシート54が埋め込まれ、排気開口21pから排気バルブシート54まで上に凸状に湾曲しながら延びている。排気バルブシート54の燃焼室30側の開口54jは、排気ポート21bの出口となる。
バルブガイド嵌合穴21c,21dは、筒状の吸気バルブガイド56及び排気バルブガイド57がそれぞれ嵌合される部分である。
燃焼室天井面21eは、中央が高い略ドーム状の面に形成され、燃焼室天井面21eにはプラグ取付穴が開口し、プラグ取付穴に点火プラグが取付けられる。In the
The valve guide fitting
The combustion
動弁機構22は、カムシャフト60、吸気ロッカーシャフト61、吸気ロッカーアーム62、吸気バルブ63、吸気バルブスプリング64、排気ロッカーシャフト71、排気ロッカーアーム72、排気バルブ73及び排気バルブスプリング74を備える。
カムシャフト60は、シリンダヘッド本体21に回転可能に支持され、吸気カム60a及び排気カム60bが一体に形成されている。The
The
吸気ロッカーシャフト61は、カムシャフト60の上方から一側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体21に支持されている。吸気ロッカーアーム62は、吸気ロッカーシャフト61に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト60の吸気カム60aに当りながら回転するローラー81が設けられ、他端部にアジャストボルト82がねじ結合されている。アジャストボルト82は、ロックナット83で回り止めされている。
The
吸気バルブ63は、吸気バルブガイド56にスライド可能に支持された軸部63aと、軸部63aの下端部に一体に設けられた傘部63bとからなる。軸部63aの上端は、アジャストボルト82に当てられて押し付けられる。傘部63bは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、吸気バルブシート33に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、吸気ポート21aの出口となる開口33jが閉じられる。
The
吸気バルブスプリング64は、シリンダヘッド本体21の台座部21qに載せられた下リテーナー85と、吸気バルブ63の軸部63aの先端部に取付けられた上リテーナー86との間に挟まれるように配置されている。吸気バルブスプリング64の弾性力によって、吸気バルブ63の傘部63bが、吸気バルブシート33に押し付けられて密着する。図では、吸気ロッカーアーム62のローラー81が、吸気カム60aの山部に乗り上げているため、吸気ロッカーアーム62が吸気ロッカーシャフト61を中心に反時計回りに揺動し、吸気ロッカーアーム62のアジャストボルト82が吸気バルブ63の軸部63aの上端を押し下げた状態にある。この結果、吸気バルブ63の傘部63bは、吸気バルブシート33から離れ、吸気ポート21aが開いている。
The
排気ロッカーシャフト71は、カムシャフト60の上方から他側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体21に支持されている。排気ロッカーアーム72は、排気ロッカーシャフト71に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト60の排気カム60bに当りながら回転するローラー81が設けられ、他端部にアジャストボルト82がねじ結合されている。アジャストボルト82は、ロックナット83で回り止めされている。
The
排気バルブ73は、排気バルブガイド57にスライド可能に支持された軸部73aと、軸部73aの下端部に一体に設けられた傘部73bとからなる。軸部73aの上端は、アジャストボルト82に当てられて押し付けられる。傘部73bは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、排気バルブシート54に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、排気ポート21bの出口となる開口54jが閉じられる。
The
排気バルブスプリング74は、シリンダヘッド本体21の台座部21rに載せられた下リテーナー85と、排気バルブ73の軸部73aの先端部に取付けられた上リテーナー86との間に挟まれるように配置されている。排気バルブスプリング74の弾性力によって、排気バルブ73の傘部73bが、排気バルブシート54に押し付けられて密着する。
The
図2は、シリンダヘッド本体21の断面図であり、図1に示したシリンダヘッド本体21の断面を示している。
吸気ポート21aには、その内面21jの上部21kに、下方に膨出する膨出部21sが一体に形成され、膨出部21sを貫通するようにバルブガイド嵌合穴21cが開けられている。従って、膨出部21sや膨出部21sから下方に突出する吸気バルブガイド56(図1参照)、吸気バルブ63(図1参照)が、吸気ポート21a内の吸気の流れの邪魔になる。
そこで、本実施形態では、吸気ポート21aの形状を以下のように改良することで、吸気の流れを改善している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the cylinder head
In the
Therefore, in this embodiment, the flow of the intake air is improved by improving the shape of the
吸気ポート21aの上部吸気通路35及び下部吸気通路36の両方は、内燃機関10(図1参照)の中高負荷時に吸気が流れる通路であり、下部吸気通路36は、内燃機関10の低負荷時に吸気が流れ通路である。
仕切り壁21hは、一点鎖線で示すように、その先端部21tが燃焼室30、詳しくは、シリンダブロック12のシリンダ穴12bの上部に指向している。下部吸気通路36は、吸気の流れの方向に直交する面における高さHが、吸気ポート21aの吸気開口21gから燃焼室30に向かうにつれて次第に低くなっている。吸気開口21gにおける下部吸気通路36の高さをH=H1、仕切り壁21hの先端部21tにおける下部吸気通路36の高さをH=H2とすると、H1>H2となる。このように、吸気開口21gから燃焼室30へ下部吸気通路36の高さHを次第に低くすることで、下部吸気通路36内の吸気の流れの上下幅を狭くすることができる。この結果、下部吸気通路36から燃焼室30に向かう吸気の流れの方向を燃焼室30内でタンブルが発生しやすい方向に向けることができる。Both the
As shown by the alternate long and short dash line, the
下部吸気通路36は、この断面では逆S字形状に湾曲している。具体的には、逆S字の吸気開口21g側の端部は、一側面21fに略直交するように形成され、逆S字の燃焼室30側の端部は、燃焼室天井面21eを指向している。なお、下部吸気通路36は、上記逆S字状に限らず、直線状又は単純な湾曲形状に形成されていても良い。
仕切り壁21hの先端部21tは、膨出部21sの最下端21wよりも一側面21fに近い位置に設けられている。また、吸気バルブシート33(図1参照)を嵌合するためにシリンダヘッド本体21に形成されたバルブシート嵌合穴21xの内周面21yのうち、最も一側面21f寄りの部分である内周面最外部21zから内周面最外部21zに沿って補助線88を延ばしたときに、仕切り壁21hの先端部21tは、補助線88よりも一側面21f側に位置する。
なお、符号21uは、カムシャフト60を回転可能に支持するためにシリンダヘッド本体21に形成されたカムシャフト支持部である。
The
The leading
図3は、図2のIII−III線断面図である。
吸気ポート21aにおける内面21jの膨出部21sの横幅をW1、上部吸気通路35の横幅をW2、下部吸気通路36の横幅をW3とすると、上部吸気通路35の横幅W2は膨出部21sの横幅W1よりも大きい(W2>W1)。また、下部吸気通路36の横幅W3は、上部吸気通路35の横幅W2よりも小さく、膨出部21sの横幅W1よりも大きい(W1<W3<W2)。上記した横幅W1,W2,W3は、シリンダヘッド本体21のシリンダブロック12側との合わせ面25aに沿った幅である。
このように、上部吸気通路35の横幅W2及び下部吸気通路36の横幅W3を、膨出部21sの横幅W1よりも大きくすることで、膨出部21sを避けて燃焼室30(図2参照)に吸気を流入しやすくすることができる。3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
When the lateral width of the bulging
Thus, by making the lateral width W2 of the
図2及び図3において、上部吸気通路35の通路断面積、即ち上部吸気通路35の吸気の流れに直交する横断面積は、吸気開口21gから燃焼室に向かうにつれて同一又は次第に大きく形成されている。同様に、下部吸気通路36の通路断面積、即ち下部吸気通路36の吸気の流れに直交する横断面積は、吸気開口21gから燃焼室に向かうにつれて同一又は次第に大きく形成されている。更に、上部吸気通路35の横断面積よりも下部吸気通路36の横断面積が小さい。
2 and 3, the cross-sectional area of the
図3において、仕切り壁21hは、横幅W3の中央が両端より凹んだ上面25cと、略平坦な下面25dとを有し、横幅W3の中央が薄く、両端が厚く形成されている。また、下部吸気通路36は、仕切り壁21hの略平坦な下面25dと、両端に対して中央が凹んだ略円弧状に形成された内面21jの下部21mと、下面25d及び下部21mのそれぞれの両端を繋ぐ一対の湾曲面25e,25eとから形成されている。
In FIG. 3, the
上記したように、下部吸気通路36の下面25dを略平坦とすることで、例えば、下部吸気通路36の下面を上面25cと同様に湾曲させた形状にするのに比べて、下部吸気通路36から燃焼室30に流出する吸気の流れが上方に拡散しにくく、まとまった流れとすることができ、強いタンブルの発生を促すことができる。
なお、符号21vは内燃機関10のクランクシャフト(不図示)とカムシャフト60とに渡されたカムチェーン(不図示)を通すためにシリンダヘッド本体21に形成されたカムチェーン挿通穴である。As described above, by making the
図4は、図2のIV−IV線断面図であり、吸気ポート21aを下から見た図である。なお、この図には吸気バルブ63を重ねて描いている。
図中の符号90は吸気ポート21aの各部の横幅の中央を通る吸気ポート中心線、91は下部吸気通路36の出口側(吸気バルブシート33(図1参照)側)の最大横幅の部分を通って吸気ポート中心線90に平行に引いた補助線である。
下部吸気通路36は、吸気開口21gから燃焼室30側(吸気バルブ63の傘部63b側)に向かうにつれて次第に横幅WLが大きくなっている。また、上部吸気通路35も、吸気開口21gから燃焼室30側に向かうにつれて次第に横幅WUが大きくなっている。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, and is a view of the
The
なお、下部吸気通路36の横幅WL、上部吸気通路35の横幅WUは、図3に示した断面では、WL=W3、WU=W2となる。
上記したように、下部吸気通路36の横幅WL、上部吸気通路35の横幅WUをそれぞれ大きくすることで吸気ポート21a内での吸気の流れを次第に広げ、膨出部21sの影響を受けにくくして、吸気をスムーズに燃焼室30内に流入させることができる。Note that the lateral width WL of the
As described above, by increasing the lateral width WL of the
図5は、吸気ポート21a,101を示す模式図である。
図5(A)は実施例(本実施形態)の吸気ポート21aを示す図、図5(B)は比較例の吸気ポート101を示す図である。
図5(A)に示すように、吸気ポート21aの内面21jの下部21mに対して、仕切り壁21hの先端部21t側を下げることで、下部吸気通路36の高さを、吸気開口21g(図2参照)側から燃焼室30側へ向かうにつれて次第に低くしている。図中のθは、仕切り壁21hの下面25dの水平からの傾斜角度である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the
FIG. 5A is a view showing an
As shown in FIG. 5A, by lowering the
図5(B)に示すように、比較例の吸気ポート101は、その内面102の上部103と下部104とに沿うように延びる仕切り壁106が形成され、仕切り壁106の上方に上部吸気通路107が形成され、仕切り壁106の下方に下部吸気通路108が形成されている。
下部吸気通路108は、仕切り壁106に対して、吸気ポート101の内面102の下部104の燃焼室110側を上げることで、下部吸気通路108の高さを、吸気ポート101の上流側から燃焼室110側へ向かうにつれて次第に低くしている。図中のαは吸気ポート101における内面102の下部104の水平からの傾斜角度である。As shown in FIG. 5B, the
The
このように、吸気ポート101では、その内面102の下部104を上部103に対して形状変更しているので、燃焼室110に流入する吸気の基本的な流れが変わってしまうため、内燃機関の性能に影響を及ぼすことになる。
これに対して、図5(A)に示した本実施形態の下部吸気通路36の形状は、内燃機関10(図1参照)の性能を維持しながら、タンブルの発生を促進させるものである。As described above, in the
On the other hand, the shape of the
以上の図1、図3及び図4に示したように、シリンダヘッド14に燃焼室30及びこの燃焼室30に通じる吸排気ポート21a,21bが形成され、吸排気ポート21a,21bの燃焼室30への開口33j,54jが、吸排気ポート21a,21bをそれぞれ貫通する吸排気バルブ63,73で開閉され、吸気ポート21aに、燃焼室30内でタンブル流を発生させるための仕切り壁21hが設けられ、仕切り壁21hによって吸気ポート21a内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路としての上部吸気通路35及び下部吸気通路36に分流される内燃機関10において、上部吸気通路35及び下部吸気通路36の一方である下部吸気通路36は、その横幅WLが、吸気ポート21aの上流側から燃焼室30に向かうにつれて次第に広くなるように形成されている。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the
この構成によれば、下部吸気通路36の吸気流が、吸気ポート21a内に配置された吸気バルブ63や吸気バルブ63をガイドする吸気バルブガイド56を避けて広がるため、吸気を燃焼室30内にスムーズに流入させることができ、燃焼室30内にてタンブルを発生しやすくすることができる。これにより、内燃機関10の低負荷時においても、燃焼室30内で燃料と空気とを十分に混合させて燃焼を促進させることができる。また、鋳造等で吸気ポート21aの内面形状を上記形状に成形するだけなので、容易にシリンダヘッド本体21を製造することができ、生産性を向上させることができる。
According to this configuration, the intake air flow in the
また、図2〜図4に示したように、下部吸気通路36は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、吸気ポート21aの上流側から燃焼室30に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されているので、下部吸気通路36を流れる吸気の吸入抵抗の増加を抑制することができる。
また、図2に示したように、下部吸気通路36は、吸気の流れの方向に直交する面における高さHが、吸気ポート21aの上流側から燃焼室30に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、下部吸気通路36から燃焼室30に放出される際に、吸気の上下の拡散を抑え、燃焼室30内のタンブル流が発生しやすい方向に吸気を絞って流すことができる。As shown in FIGS. 2 to 4, the
Further, as shown in FIG. 2, the
また、図5(A),(B)に示したように、吸気の流れの方向に直交する面において、吸気ポート21aの内面21jの下部21mは、吸気ポート21aの内面21jの上部21kから略一定距離になるように吸気ポート21aの内面21jの上部21kに沿って形成されているので、吸気ポート21aの形状による吸気性能を、仕切り壁21hが設けられていない吸気ポートと同等にすることができる。
また、図2〜図4に示したように、下部吸気通路36は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が上部吸気通路35の横断面積よりも小さく形成されているので、下部吸気通路36においては、内燃機関の低負荷時でも、吸気の流れを絞って吸気の流速を高めつつ燃焼室内の所定の方向へ流すことができ、タンブル流の発生を促すことができる。Further, as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), the
As shown in FIGS. 2 to 4, the
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図2及び図4に示したように、下部吸気通路36において、横断面積を上部吸気通路35より小さくし、吸気ポート21aの上流側から燃焼室30に向かうにつれて、横幅WLを広く、高さHを低くなるように形成したが、これに限らず、上部吸気通路35において、横断面積を下部吸気通路36より小さくし、上記形状となるように形成して、上部吸気通路35でタンブルを発生させるようにしても良い。The above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the
また、図2に示したように、仕切り壁21hをシリンダヘッド本体21に一体に形成したが、これに限らず、仕切り壁21hをシリンダヘッド本体21と別体に形成しても良い。この場合、例えば、吸気管41やスロットルボディ等に仕切り壁を形成し、この仕切り壁の一部を吸気ポート21a内に挿入して、吸気ポート21a内を上部吸気通路35と下部吸気通路36とに仕切っても良い。
本発明の内燃機関10は、例えば、自動二輪車、自動二輪車以外の鞍乗り型車両、自動車に搭載される内燃機関、車両以外の産業機械に搭載される内燃機関にも適用可能である。As shown in FIG. 2, the
The
10 内燃機関
14 シリンダヘッド
21a 吸気ポート
21b 排気ポート
21h 仕切り壁
21j 吸気ポートの内面
21k 吸気ポートの内面の上部
21m 吸気ポートの内面の下部
30 燃焼室
33j 吸気ポートの燃焼室への開口
35 上部吸気通路(吸気通路)
36 下部吸気通路(吸気通路)
54j 排気ポートの燃焼室への開口
63 吸気バルブ
73 排気バルブ
H 下部吸気通路の高さ(吸気通路の高さ)
WL 下部吸気通路の横幅(吸気通路の横幅)DESCRIPTION OF
36 Lower intake passage (intake passage)
54j Opening of exhaust port to
WL Width of lower intake passage (width of intake passage)
Claims (4)
前記吸気ポート(21a)に、前記燃焼室(30)内でタンブル流を発生させるための仕切り壁(21h)が設けられ、前記仕切り壁(21h)によって前記吸気ポート(21a)内を流れる吸気が上下に区画された上部吸気通路(35)及び下部吸気通路(36)に分流される内燃機関において、
前記仕切り壁(21h)の下側に形成された前記下部吸気通路(36)は、低負荷時に前記タンブル流を発生させる吸気を強制的に流す通路であり、
前記下部吸気通路(36)は、その横幅(W3)が、前記吸気ポート(21a)の上流側から前記燃焼室(30)に向かうにつれて次第に広くなるように形成され、前記下部吸気通路(36)の横幅(W3)は、前記上部吸気通路(35)の横幅(W2)よりも小さく、
前記下部吸気通路(36)は、吸気の流れの方向に直交する面における高さ(H)が、前記吸気ポート(21a)の上流側から前記燃焼室(30)に向かうにつれて次第に低くなるように形成され、
前記下部吸気通路(36)は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記上部吸気通路(35)の横断面積よりも小さく形成され、
前記下部吸気通路(36)は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記吸気ポート(21a)の上流側から前記燃焼室(30)に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする内燃機関。 The cylinder head (14) is formed with a combustion chamber (30) and intake / exhaust ports (21a, 21b) communicating with the combustion chamber (30), and the intake / exhaust ports (21a, 21b) are connected to the combustion chamber (30). Openings (33j, 54j) are opened and closed by intake / exhaust valves (63, 73) penetrating the intake / exhaust ports (21a, 21b), respectively.
The intake port (21a) is provided with a partition wall (21h) for generating a tumble flow in the combustion chamber (30), and the intake air flowing through the intake port (21a) by the partition wall (21h) is provided. In an internal combustion engine that is divided into an upper intake passage (35) and a lower intake passage (36) that are divided vertically,
The lower intake passage (36) formed on the lower side of the partition wall (21h) is a passage for forcibly flowing intake air that generates the tumble flow at a low load,
The lower intake passage (36) is formed such that its lateral width (W3) gradually increases from the upstream side of the intake port (21a) toward the combustion chamber (30), and the lower intake passage (36). The lateral width (W3) of the upper intake passage (35) is smaller than the lateral width (W2),
The lower intake passage (36) has a height (H) in a plane perpendicular to the direction of intake air flow so that it gradually decreases from the upstream side of the intake port (21a) toward the combustion chamber (30). Formed ,
The lower intake passage (36) is formed such that a cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow is smaller than a cross-sectional area of the upper intake passage (35),
The lower intake passage (36) is formed so that a cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow is the same or gradually increased from the upstream side of the intake port (21a) toward the combustion chamber (30). An internal combustion engine characterized by comprising:
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