JPH0221560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、内燃機関の吸気ポートの改良に関
する。

一般に、自動車用内燃機関においては、吸気に
乱れを付与するなどして良好な燃焼状態を得るた
めに、機関燃焼室に吸気を導く吸気ポートの形状
などに種々の工夫がなされている。

例えば第１図Ａ，Ｂに示すように、シリンダヘ
ツド１の内部に形成される吸気ポート２を、その
途中の吸気路３を湾曲させると共に吸気弁４の上
方に設けられる弁軸４Ａ回りの環状路５へと移行
させるようにした、いわゆるヘリカル型吸気ポー
トは、シリンダ（燃焼室）６内に吸気スワールを
生起するものとして周知である（特開昭50−
32309号公報など）。

ところで、直接噴射式のデイーゼル機関などに
あつては、極めて短時間に、燃焼室に噴射された
燃料と空気とを混合させなければならない。そし
て、この混合の良否が機関性能を大きく左右す
る。

そこで、従来では、この混合の良化をはかるた
めに、上述したようなヘリカル型吸気ポート２に
加えて第２図Ａ，Ｂに示したようなピストンキヤ
ビテイ７を有した燃焼室６の構造を採用して、燃
焼室６内で吸気スワール（第２図Ｂ中矢印参照）
を可及的に強化していた。（実開昭56−85025号、
実開昭56−161136号、実開昭56−161135号参照） 尚、上記ピストンキヤビテイ７は、ピストン８
の吸入（下降）行程中に燃焼室６内に生成された
スワールを圧縮（上昇）行程中においても残存さ
せると共に、その後半には逆に上記スワールを増
速させるように機能するものである。

ところが、このような従来のヘリカル型吸気ポ
ート２にあつては、機関回転速度が増加するに伴
つて吸入空気量が増加すると、吸入空気の流速の
増大によりスワールも強化されるような構造にな
つていたため、機関高回転域ではオーバスワール
による燃焼悪化がみられ、これによつてスモー
ク、燃費等が悪化するという問題点があつた。

つまり、機関高回転域でスワールが強くなりす
ぎてしまい、火災塊がピストンキヤビテイ７の中
心近くに集めるいわゆるサーマルピンチ現象等が
生起され、不完全燃焼が行なわれるようになるの
である。

この考案は上述したような問題点に着目してな
されたもので、機関の幅広い運転領域にわたつて
常に最適なスワール強さを得ることを目的として
いる。

そこでこの考案では、シリンダヘツドに形成す
る吸気ポートを、その途中を湾曲させた吸気路
と、これに接続する弁軸回りの環状路とにより形
成したヘリカル型吸気ポートにおいて、シリンダ
ヘツドにその外部から前記環状路の終端部近傍へ
と向けて回転軸を貫通してこれを回転自由に支持
するとともに、この回転軸の端部に環状路を横切
るように空気流動制御板を設け、シリンダヘツド
外部からの前記回転軸の回動に基づき、環状路で
の吸気流に対する前記空気流動制御板の角度を、
低速回転時には小さく、高速回転時には大きく制
御するようにした。

以下、この考案の実施例を図面にもとづいて説
明する。

第３図Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、１はシリンダヘツ
ド、２は吸気ポート全体を示し、３はその吸気路
部分で５は環状路部分である。更に４は吸気弁、
４Ａはその弁軸部、６は燃焼室であり、これらは
前述した第１図Ａ，Ｂと同様である。

そして、この実施例では上記吸気ポート２の環
状路５の途中に、該環状路５を流れる吸気の流動
方向等を制御してスワール強さを減衰させる所定
の大きさの空気流動制御板１０が設けられる。

この空気流動制御板１０は、シリンダヘツド１
の外部から上記環状路５へとシリンダヘツド１の
内部を貫通する回転軸１１の端部に一体的に取付
けられ、該回転軸１１がその外方突出端部に連結
したレバー１２等により回転されると、これと一
体的に回転し、第３図Ｃに示したように吸気の流
れ方向に対する傾斜角（回転角）θを変化させる
ようになつている。

尚、上記レバー１２は機関回転速度にもとづい
て回転駆動させるものである。

次に、このように構成された本実施例の作用を
説明する。

まず、スワール強さの指標として一般にスワー
ル比が用いられる。このスワール比は機関のクラ
ンク回転速度に対するスワールの回転角速度の比
で与えられ、第１図Ａ，Ｂで示したような従来の
ヘリカル型吸気ポートにより生成されるスワール
のスワール比は、第４図Ａに示したように機関回
転速度に対して一定に近くなつていた（図中特性
イ参照）。

従つて、実際のスワールの流速は機関回転速度
の上昇に伴つて増加し、これが前述したようなオ
ーバスワールの原因となつたいた。

このことから、今、機関回転速度に対する最適
スワール比をプロツトすると、第４図Ａに付記し
たように、機関回転速度の増加に伴つて最適スワ
ール比が低下する形となる（図中特性ロ参照）。

本実施例では、環状路５に空気流動制御板１０
が水平に取付けられているが、これが機関回転速
度の増加に応じて次第に傾斜角θを増大させられ
る。

空気流動制御板１０の傾斜角が大きくなると、
これに案内されつつシリンダ６に流入する吸気流
は垂直方向の速度成分が増加し水平方向の速度成
分は減少する。

スワールの強さは、水平方向の旋回流速に対応
するため、このようにシリンダ６内での水平方向
速度成分が減少するにしたがい、スワール比は減
少する。

この空気流動制御板１０の傾斜角θとスワール
比の関係をあらわしたのが第４図Ｂであり、傾斜
角θが増大するほどスワール比が減少する。

従つて、機関回転速度の増加に応じて空気流動
制御板１０の傾斜角（回転角）θを増加するよう
に制御することにより、機関回転速度に応じて常
に最適スワール比に設定することが可能となり、
この結果オーバスワールによる燃焼悪化が回避さ
れ、スモークの低減や燃費の向上がはかれる。

次に、第５図Ａ，Ｂ，Ｃはこの考案の他の実施
例を示すもので、上述した空気流動制御板１０と
回転軸１１とを同一素材で一体成形し、加工工数
の削減をはかつた例である。

以上説明したようにこの考案によればヘリカル
型吸気ポートの環状路に空気流動制御板を回転自
由に介設し、機関回転速度の増加に応じて上記空
気流動制御板の傾斜角が増加するように回転させ
てスワール強さを制御するようにしたので、機関
回転速度に応じて常に最適なスワール強さを得る
ことができ、スモークの低減や燃費の向上がはか
れるという効果が得られる。

また、この考案では、空気流動制御板を吸気の
流速が最も高くなる環状路の終端部に位置させた
ので、小型の制御板で効果的にスワールの強さを
制御することができる。さらに、この空気流動制
御板をシリンダヘツドを貫通して設けた回転軸を
介して外部から駆動するようにしたので、その制
御が的確に行えるとともに、ポート内には空気流
動制御板のほかに何も突出する部材が無いので、
前述のとおり空気流動制御板を小型化できること
と相まつて、吸気ポートにおける通路抵抗を最小
限に抑えられるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは従来例の吸気ポートの横断平面
及び縦断正面図、第２図Ａ，Ｂは同じくその燃焼
室構造の縦断正面及び平面模式図、第３図Ａ，Ｂ
はこの考案の実施例の横断平面及び縦断正面図、
第３図Ｃは同図ＢのＸ矢視図、第４図Ａは機関回
転速度に対するスワール比の特性図、第４図Ｂは
空気流動制御板の回転角θに対するスワール比の
特性図、第５図Ａ，Ｂはこの考案の第２実施例の
横断正面及び縦断正面図、第５図Ｃは同図ＢのＸ
矢視図である。 １……シリンダヘツド、２……吸気ポート、３
……吸気路、４……吸気弁、４Ａ……弁軸、５…
…環状路、１０……空気流動制御板、１１……回
転軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツドに形成する吸気ポートを、その
   途中を湾曲させた吸気路と、これに接続する弁軸
   回りの環状路とにより形成したヘリカル型吸気ポ
   ートにおいて、シリンダヘツドにその外部から前
   記環状路の終端部近傍へと向けて回転軸を貫通し
   てこれを回転自由に支持するとともに、この回転
   軸の端部に環状路を横切るように空気流動制御板
   を設け、シリンダヘツド外部からの前記回転軸の
   回動に基づき、環状路での吸気流に対する前記空
   気流動制御板の角度を、低速回転時には小さく、
   高速回転時には大きく制御するようにしたことを
   特徴とする内燃機関の吸気ポート。