JPH03189320A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

Info

Publication number
JPH03189320A
JPH03189320A JP2323396A JP32339690A JPH03189320A JP H03189320 A JPH03189320 A JP H03189320A JP 2323396 A JP2323396 A JP 2323396A JP 32339690 A JP32339690 A JP 32339690A JP H03189320 A JPH03189320 A JP H03189320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
intake
axis
internal combustion
combustion engine
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.)
Pending
Application number
JP2323396A
Other languages
English (en)
Inventor
Samuel Lesley
レスリー エス.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricardo PLC
Original Assignee
Ricardo Group PLC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricardo Group PLC filed Critical Ricardo Group PLC
Publication of JPH03189320A publication Critical patent/JPH03189320A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/14Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F02B25/145Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke with intake and exhaust valves exclusively in the cylinder head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、内燃機関に関し、より特定的には、好ましく
は2サイクルか、4サイクルでもよいスパーク点火ある
いは圧縮点火型のエンジンに関する。
[従来の技術] 従来エンジンの吸気ダクトは、シリンダの軸線に対して
実質的に平行なので、吸気ポートつまり入口を貫流する
空気は主としてシリンダの近くの側面に沿って下降し、
ピストンを横断して流れ、シリンダの他の側面に沿って
上昇する。この結果、ある程度までの転回運動が発生す
る。かようなエンジンは、英国特許(CB −A ) 
NO,1568302と欧州特許(E P −A ) 
No、0299385に開示されている。
最近、車両エンジンに2ストロークエンジンを採用する
傾向が強まっているので、エンジンの小型、軽量化が可
能である。2ストロークエンジンは、極めて短時間の間
に、燃焼ずみガスを完全に排気し、燃焼用の新しい空気
を導入しなければならない。理想的には、これらのプロ
セスは、別々にしかも連続的になされねばならない。し
かし実際問題になると、かようなプロセスを適切に行う
時間が十分得られない。すべての2ストロークエンジン
の場合、吸気弁が開いている期間と、排気弁が開いてい
る期間とは重なる。したがって、シリンダ内に進入する
空気は、吸気弁からまつすぐ排気弁に達してしまい、排
気ガスをシリンダから完全に掃気することはない。
かような空気流の短絡を回避するための多くの方法が考
えられている。小型の2ストロークエンジンの大部分で
は、吸気ポートは、ピストンによってコントロールされ
るので吸気はシリンダの一方の側に沿って流れ、排気ポ
ートもコントロールされて、排気は他の側に沿って流れ
る。進入空気は、シリンダの一方の壁に沿って循環上昇
するように強制され、次いでシリンダヘッドを横断し、
シリンダの反対壁を下降し、かくして排気ガス(よ排気
ポートから出てシンクは掃気される。
大型エンジンの場合、排気ポートはシリンダヘッド内に
設けられていてポペ・ソト弁によってコントロールされ
、吸気ポートはピストンによってコントロールされる。
シリンダの壁内の吸気ポートを貫流する空気は、シリン
ダを長手方向へ流れて、シリンダ内の排気ガスを排気ポ
ートから掃気する。
最近の改良された燃料噴射システムによれば、車両用の
小型2ストロークエンジンの設計は可能であり、このエ
ンジンの入口ポートと出口ポートは、炭化水素を大量に
排出しないようピストンでコントロールされる。しかし
、各ポートがピストンでコントロールされることにより
、シリンダの熱荷重が非対称的となってシリンダがかな
り変形してしまうという問題が生じる。シリンダがかく
変形することにより、シール、摩擦、および摩耗の問題
が生じる。
したがって、ポペット弁によってコントロールされるよ
うになされた吸気ポートと排気ポートを備えた燃料噴射
システムを装備した2ストロークエンジンの採用に熱い
目が注がれて来た。かようなエンジンの場合、吸気ポー
トと排気ポートおよびこれらのポペット弁は、シリンダ
ヘッド内に完全に収納される。しかし、この結果吸気ポ
ートは本来的に排気ポートに比較的接近しているので、
上記傾向、つまり吸気空気が吸気ポートからまつすぐ排
気ポートへ流入してしまう現象が増大する。
上述の各特許は、この問題を解決する方法を開示してい
る。
しかし、これら各特許において説明されている「転回」
空気運動は、2ストロークエンジンの場合に欠点を有す
る。つまり、エンジンの回転速度が高いとき、冷却され
た吸気は、遠心力によってシリンダの中を円周的につま
り外壁に沿って流れ、かくしてシリンダの中心部には排
気ガスが残留してしまう。したがって、「転回」空気運
動は、最高速度が比較的低い、つまり回転速度の範囲が
狭(12ストロークエンジンの場合に限って効果を特徴
する 請求項1が基礎としているE P 0235121が開
示するエンジンのシリンダは、それぞれ2つの吸気ポー
トと1つの排気ポートを有する。吸気ポートは空気をシ
リンダの円周方向でかつシリンダの軸線に向けて流入さ
せる。吸気ダクトの軸線と、したがって流入する空気流
の方向はわずかに収れんする。これらの軸線は、横から
視ると比較的浅い角度で傾斜しているので、流れの方向
にのばすと、シリンダの軸線から約2.25R(Rはシ
リンダの半径)の距離の、シリンダヘッドから下方にそ
れほど離れない点を通る。かくして、吸気ポートがらの
2つの空気流は、排気ポートの下側のシリンダ壁に集中
し、壁に沿って下降し、次いでピストンの頂部を横切っ
て、他のシリンダ壁に沿って上昇する。しかし、この時
シリンダの異なる側を流れる空気は、たちまち排気ポー
トがら流出してしまう。つまり、上記従来技術による弁
配置では、空気の流れパターンは満足できるものではな
い。すなわち、2ストロークエンジンのシリンダは十分
掃気できないのである。
[発明の開示] 本発明の目的は、上述のタイプ、つまり2ストローク形
態であって、吸気によって、直前の燃焼サイクル時の排
気ガスが確実に掃気され、エンジンが高速回転している
時でさえもシリンダの中央部から排気ガスが排除され、
2ストロークだけでなく、4ストローク形態においても
、吸気は急速に入り、かくして上死点において強烈な乱
流が発生するようになされたエンジンの提供にある。
即ち、本発明の内燃機関は、少なくとも1つのシリンダ
、このシリンダ内を往復するビントン、およびシリンダ
ヘッドを有する。このシリンダヘッドは、少なくとも1
つの排気ポートと、少なくとも2つの吸気ポートとを含
むが、排気ポートはポペット弁でコントロールされ、吸
気ポートはそれぞれポペット弁によってコントロールさ
れるように、個々の吸気ダクトに接続されている。吸気
ポートは指向型であって、各吸気ダクトの軸線は、流れ
の方向に収れんしており、これによりシリンダ内に流入
する空気は、弁の軸線に対してひとつの半径方向に優先
的に流れて、シリンダの軸線の方向に向う。指向型ポー
トはかようなものなので、これを貫流してシリンダ内に
流入する空気は、関連する弁の軸線に対して半径方向に
優先的に流れる。かような吸気ポートは、このポートの
すぐ上流において比較的急に曲がるベンドを有する吸気
ダクトと連通ずる。このボンドの典型な内側半径は、0
.3r(rは吸気ポートの半径)より小さく、ベンドの
外側の半径よりもかなり小さいので、ベンド内を流れる
空気の層は、ベンドの内側がらはかれて、ベンドの上流
にある吸気ダクトによって決まる方向、つまりベンドに
よっては殆んど影響されない方向において優先的にシリ
ンダ内に入る。
かくして、空気は主として、弁の軸線に対して吸気ポー
トの一方の側にかたよってシリンダに入ってゆく。
よく知られているように火花着火式の4サイクルエンジ
ンの場合、燃料は吸入される時にがなりの程度の乱流運
動が行なわれ、燃料の迅速かつ完全な燃料が実現させて
いる。かような乱流はいうまでもなく、いわゆる[押し
つぶしく5qulsh)J領域を設けることによって得
られるが、この領域においてはピストンの上面の一部が
、ピストンの上死点(TDC)に近づく間に、シリンダ
ヘッドの対応部に極めて接近する。この結果、この領域
の空気はしぼり出されて燃焼室に入り、かくして空気と
燃料は上死点において強い乱流運動を行う。
これちまたよく知られているように、吸気がシリンダに
入るときこの吸気は渦流となり、ピストンが上死点に近
づくにつれて大部分は乱流になる。
上死点近くにおいて乱流を発生させるための他の方法は
、入口を造ってシリンダ内の空気を「転回(tumbl
ing)J運動させるものであり、この結果シリンダ内
の空気は、シリンダの軸線に対して横方向の軸線のまわ
りで転回する。上死点をこえてもシリンダ内でつづく渦
流と異なり、転回運動は、上死点において乱流に完全に
変化する。この転回運動は、2ストロークおよび4スト
ロークエンジンに燃料と空気の乱流を生じさせるだけで
なく、2ストロークエンジンのパージつまり掃気にモ役
立つ。
本発明によれば、上記種類のエンジンは、吸気ダクトの
軸線がシリンダの軸線と殆んど一致しており、かくして
吸気ポートを貫流する空気流同志は収れんして、シリン
ダの軸線の上の、あるいはそれに沿う単一空気流が形成
されるようになされることを特徴とする。吸気ポートか
らの空気流は総体的に、シリンダ内を長平方向に流れる
が、わずかに偏倚して、シリンダの軸線に最も近い側面
上のポートから出てシリンダの軸線に向うように流れる
。かくして、各吸気ダクトの軸線は、実質的な長さの長
手方向部分を有するが、この長平方向の軸線部分はたと
えば60度、より好ましくは45度あるいはそれ以下、
シリンダの軸線と平行な線から傾斜する。この平行線は
、吸気ダクトの軸線と交さする。かくして、本発明によ
るエンジンでは、吸気流はそれぞれ収れんして単独の細
い、強烈な空気流となって、主としてシリンダの内壁に
沿って、あるいはその中心線近くを流れる。その結果、
このエンジンが2ストローク型としても、シリンダの中
央部は確実に掃気される。進入する空気は、ピストンに
よって横方向にそらされ、再度上昇し、かくしてすべて
の排気ガスは、2ストロークエンジンの場合でも排気弁
から掃気される。
この空気流は、上記ピストンの上死点において強烈な乱
流になり、このため2ストロークエンジンおよび4スト
ロークエンジンのいずれにおいても効果的燃焼が達成さ
れる。本発明は、スパーク着火エンジンだけではなく、
圧縮着火エンジン、たとえばジーゼルエンジンにも採用
することができる。
吸入空気流がシリンダの軸線の方向に収れんすると、2
ストロークエンジンが確実に掃気されるだけでなく、2
および4ストロークの両エンジンにおいてより強烈な乱
流が得られる。もし、吸気ポートが2つしかなくとも、
それらからの吸気は少なくとも40度の角度で収れんす
るので問題はないが、3つ以上の吸気ポートが採用され
ているエンジンの場合は、外側の2つの吸気ダクトの軸
線を、少なくとも40度傾斜させ、両ダクト間の真中の
ダクトの軸線を、他のダクトに対してより小さい角度で
傾斜させるのが好都合である。かくして、3つの吸気ポ
ートがある場合は、両側の2つのポートのダクトは、4
0度以上傾斜し、中心ダクトはたとえば、垂直にのばし
て他のポートに対して20度以上傾けてもよい。吸気ダ
クトの軸線の方向は長いので、このダクト内を流れる空
気のモーメントはこの軸線方向と作用方向が同一である
。しがし、よくみられるように、急ポートのすぐ前の吸
気ダクト中にベンドがある場合、つまり吸気弁座がある
ときは、吸気ダクトの軸線はベンドの上流にあるダクト
部分の軸線と一致してなくてはならない。
望ましくも各吸気ポートの軸線は傾いて、シリンダの軸
線から流れ方向にはなれてゆく。つまり、各吸気ポート
を貫流する空気は主として、排気ポートからはなれる方
向に向くので、かくして吸気ポートから排気ポートへ直
接流れる空気は殆どない。さらに好ましくも、各吸気弁
の座は、各排気弁の座よりピストンに近く位置している
ので、かくして吸気ポートと排気ポート間には突起部っ
まりバリヤが出来る。このバリヤはいうまでもなく、吸
気ポートから排気ポートへ空気を直接流れるのを防ぐ障
害物の役目を果す。
本発明のとくに好適な具体例によると、エンジンは、実
質的の直径線上で反対の位置にある2つの吸気ポートと
、実質的の直径線上で対向する2つの排気ポートとを有
する。かようなエンジンの場合、2つの吸気ポートを通
る空気流はそれそ′れ、単一の実質的の軸方向の流れに
収れんし、この単独流はピストンに向って流れ、次いで
ピストンによってそらされて横に流れ、反対方向の噴水
のように排気ポートに向って戻ってゆく。空気はピスト
ンに向って流れて、排気ポートに近づくと、2つの別々
の流れとなり、それぞれは各排気ポートから流出する。
かくして、この具体例における空気運動は、「転回」運
動と考えることが出来る。
従来技術によると、かようなループつまりころがりパタ
ーンは単一であるが、本発明の具体例では2つの個々の
ころがりパターンが得られ、各々はシリンダの軸線に沿
って流れるので、シリンダの外縁に集中することはなく
、かくしてシリンダの全内容積は掃気される。
上記各具体例における吸気ダクトの軸線は、シリンダ軸
線上の一点でまじわる。しかし、ジーゼルエンジンの場
合は、これら2つの吸気ポートを径に対してすこしずら
すことにより有利となる。
各吸気ダクトの軸線がもし、シリンダの軸方向にみてシ
リンダの軸線の両側にものび、そして0.151 (R
はシリンダの半径)以下の距離だけはなれている時、吸
気ポートを通る空気流は収れんして、単独の流れとなり
、この流れはシリンダの軸線の殆んど周囲で回転するの
でさらに有利となる。この結果、シリンダ内の空気は、
シリンダ軸線、およびこのシリンダ軸線に対して横向き
のひとつ以上の軸線と平行の軸線のまわりで回転する。
かくして、空気と燃料は確実に混合される。エンジンの
型式がジーゼルでも、火花着火型でも、ピストン頂部に
細長い凹部を設け、それの長さを、排気ポートが設けら
れる部分と殆んど同じにすると有利である。つまり、か
ような凹部は、ピストンに向う空気流を分けて、2つの
個々の流れにしてピストンからはなれるようにするのに
効果的であることが判明したからである。また、かよう
な凹部により、上死点における圧縮比は極めて高くなる
燃焼室は、ピストン頂部にかような凹部を設けることに
上って効率がよくなる。
[実施例] 本発明の他の特徴と細部は、添付図面と関連的になされ
た、本発明による多シリンダ、2ストロークエンジンの
具体例の説明から明らかになる。
まず第1図と第2図を視るに、エンジンはひとつ以上の
シリンダ4を画定するシリンダブロック2を有するが、
この場合4シリンダであり、各シリンダは往復ピストン
6を含む。シリンダ4は、共通シリンダヘッド8によっ
て閉じられるが、このヘッド内に排気ダクト16と連通
ずる単一の排気ポート10と、個々の吸気ダクト14と
連通する隣接する2つの吸気ポート12とが形成される
。この排気ポート10は、第2図の平面図で視ると、シ
リンダの半分と連通し、排気ポート12はシリンダの残
り半分と連通ずる。排気ポート10は、排気ポペット弁
18によってコントロールされるが、その軸線はシリン
ダの軸線と平行にのび、吸気ボー12は個々の吸気ポペ
ット弁20でコントロールされるが、これらの軸線はた
がいに平行であり、排気弁に向って傾いており、そして
シリンダ軸線と平行の線に対して10〜40度の鋭角で
傾いている。
吸気ポートと排気ポートと間のシリンダヘッド8から下
向きに突起21がのびているが、この突起には点火栓(
図示せず)がとりつけられており、その目的は後述する
。各吸気ダクトは、関連する吸気ポート12のすぐ隣り
にある先端の短部分22を有する。それの軸線は、吸気
ポートの軸線と一致するように、そしてシリンダ軸線か
らはなれるように流れの方向にのびる。各吸気ダクトは
さらに、かなり長い直線部24を有するが、これの軸線
23はシリンダ軸線に対して反対方向に傾く。シリンダ
の短部分22と長い直線部24の交点は、両者の内側縁
の曲率半径が、比較的小さい、つまり0,3r(rは吸
気ポートの半径、すなわち吸気弁座の半径と等しい)越
えないようになされる。
平面図で視ると、吸気ダクトの軸線23、すなわち各吸
気ダクトの主要直線部24の軸線は互いに、空気の流れ
方向に収れんつまり、20〜120度の角度、好ましく
は40〜90度の角度で収れんし、シリンダ軸線5を通
過する。
使用時において、空気は、直線部24の軸線の方向で吸
気ダクト内を流れる。吸気ダクトにおける長・短両部分
22.24の交点つまり連結部が鋭角なので、空気層は
短部分22内に流入するとき、上記連結部の内側縁から
はなれ、外側縁に本質的に「付着」する。この時の空気
のモーメントつまり慣性は、主として吸気ダクトの長部
分24の方向に作用するので、この結果、空気は吸気ポ
ートの殆ど一方の側面にのみ沿って流れる。この流れ方
向は、第2図において大きな矢印で示すように、吸気ダ
クトの長部分24に対して望ましくはあるいは主として
平行の方向、つまりシリンダの軸線の方向である。この
流れパターンはより詳細に第7図に示されるが、ここに
おける水平線は、吸気ダクトの軸線を示し、大きな矢印
は、空気流が貫流する吸気ポートの軸線に対する円周方
向、つまりシリンダ軸線に向う方向を示す。かくして、
空気流のより小さい部分は、上記円周方向に対する横断
方向に流れるが、シリンダ軸線からはなれている吸気ポ
ートの側面には殆んど空気は流れない。2つの吸気ポー
トを通る空気は、シリンダ内を下降して、シリンダ軸線
に向う。がくしで各空気流は収れんして、合併されるの
で、シリンダ軸線に沿って、あるいはその近くに単一の
細い急速空気流が形成される。吸気ポートが排気ポート
がらはなれるように傾いていることを第1の理由に、突
起21の存在を第2の理由にして、吸気ポートがら排気
ポートへまっすぐ流れる空気は殆んどなくなる。
下向きの空気流は、ピストン頂部によってそらされ、シ
リンダの壁に沿って、シリンダヘッドに向って上昇し、
残留排気ガスはすべて、排気ポートから確実に排出され
る。この場合、凹部26がピストン頂部内に形成され、
この凹部は、ピストンが上死点にあるが、ピストン頂部
の凹状部は全く塞がれてないとき、突起21と連通する
第3〜5図に示す具体例の場合、直径方向において対向
する2つの吸気ポート12が設けられるが、これらの軸
線はシリンダ軸線と平行にのびる。各吸気ポートの軸線
は、平面図で視るとき、直径方向において対向する2つ
の排気ポート10がら殆んど同一回転角だけはなれる。
各吸気ダクトの軸線は、シリンダの軸線5を通る。使用
に際して、2つの吸気ポートを通る各空気流は、立面図
で視たとき、収れんし、合併されて、下向きの急速な中
央流を形成する。この中央流はシリンダの中央部を掃気
し、ピストン頂部でそらされ、シリンダの壁に沿って上
昇する。しかし、空気の下降流により、上昇流は2つの
均等分流に分割され、各分流は別々に流れて排気ポート
に入る。
この分流形成プロセスを形成するため、ピストン頂部は
この場合、細長くて弧状の凹部っまりみぞ26を備えて
いる。このみぞの長さは、第5図に示すように排気ポー
トがある直径と一致する。このみぞは、ピストンが上死
点に来ると、小型の燃焼室を形成し、その周辺部は空気
を押しつぶす。
かくして、ピストンは、上死点においてシリンダヘッド
に極めて接近し、この周辺部から横方向にガスを押てみ
ぞ2Bに入れる。この結果、燃焼室内には激しくも好都
合な乱流が発生し、迅速且つ完全な燃焼が行なわれる。
この具体例においては、突起21は不必要である。
シリンダ軸線に対して、上記吸気ポートと排気ポートの
軸線は平行なので、ピストンはシリンダヘッドにより接
近することができ、かくして圧縮比はより高くなる。再
度、点火栓25が、吸気ポートと排気ポートの間にある
シリンダの中央部にあるので好都合である。
上述のように、本発明は、火花着火あるいは圧縮着火式
エンジンに採用できるが、後者の場合、燃焼室内の空気
がシリンダ軸線のまわりを回転し、燃料と空気が完全に
混合するので好都合である。
かくして、上記構造がジーゼルエンジンに適用されると
、ピストンにおけるみぞあるいは凹部は円形に近い形状
になされる。本発明のジーゼルエンジンにおける具体例
の場合、さらに過流を促進したいとき、吸気ダクトの軸
線はシリンダ軸線と交わらず、0.15R以下、出来れ
ばO,1R(Rはシリンダの半径)以下の距離はなれて
そばを通らせることによってなされる。この特番吸気ダ
クトの各軸線は、シリンダ軸線の方向に視てシリンダの
両側に来る。この結果、第6図に大型矢印で示すように
吸気ポートを通る空気流は収れんし、第6図の小型矢印
で示すように回転空気流29が形成される。この空気流
は回転しつづけて、ピストンでそらされ、再度上昇する
。加えて、みぞ26の主軸つまり長さ方向は、各排気ポ
ートの軸線を連結する直径かられずかにずれて、戻り空
気流がシリンダヘッドのレベルに近づくとき、排気ポー
トと殆んど一致するようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるエンジンの第1実施例におけるひ
とつのシリンダのヘッドとその上部分を示す軸方向断面
図、第2図は第1図のエンジンの排気ポートと吸気ポー
トの相対的位置関係を示す断面平面図、第3及び4図は
本発明によるエンジンの他の実施例における、第1及び
2図に相当する図、第5図は第3.4図に示すエンジン
の吸気ポートと排気ポートと相対的にピストン頂部に設
けられた凹部の位置関係を示す断面平面図、第6図はジ
ーゼル式に用いられる変型エンジンの場合の第3図と類
似する図、第7図は、ひとつの吸気ポートを貫通する空
気の速度と方向を示す線図である。 2・・・シリンダブロック、4・・・シリンダ、10・
・・排気ポート、12・・・吸気ポート、1B・・・排
気ダクト、21・・・突起、8・・・シリンダヘッド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくともひとつのシリンダ、シリンダ内で往復す
    るピストン、シリンダヘッドを含み、このシリンダヘッ
    ドは、ポペット弁でコントロールされる少なくともひと
    つの排気ポートと、個々のポペット弁でコントロールさ
    れ、それぞれの吸気ダクトに接続された少なくとも2つ
    の吸気ポートとを含み、該吸気ポートは指向性型式のも
    のであって、吸気ダクトの軸線は、流れ方向に収れんす
    るので、該吸気ダクトを貫流してシリンダに至る空気は
    、相手の弁の軸線に対してひとつの径方向に、即ち、シ
    リンダ軸線にほぼ向って円周上を流れる構造であって、
    吸気ダクト(24)の各軸線(23)は、大体において
    シリンダ軸線(5)を通り、これにより吸気ポート(1
    2)を通る各空気流が併合されて、シリンダ軸線上の、
    あるいはそれに接近する単一の空気流が形成されること
    を特徴とする内燃機関。 2)それぞれの吸気ダクト(24)の軸線(23)は、
    横から視たとき少なくとも40度、他のダクトの軸線に
    対し傾いていることを特徴とする、請求項1記載の内燃
    機関。 3)それぞれの吸気ポート(12)の軸線は、流れの方
    向において、シリンダ(4)の軸線(5)から離れるよ
    うに傾いていることを特徴とする、請求項1乃至2記載
    の内燃機関。 4)前記各吸気弁(12)の座は、各排気弁(10)の
    座よりもピストン(6)に接近して位置することを特徴
    とする、上記請求項のいずれか1項記載の内燃機関。 5)実質的に径方向で対向する2つの吸気ポート(12
    )と、実質的に径方向で対向する2つの換気ポート(1
    0)とを有することを特徴とする、上記請求項1乃至2
    記載の内燃機関。 6)前記吸気ダクトの各軸線は、シリンダ軸線上の1点
    において交わることを特徴とする、上記請求項のいずれ
    か1項記載の内燃機関。 7)吸気ダクト(24)の各軸線は、長手方向に視てシ
    リンダ軸線(5)の両側面においてのび、0.15R(
    ここにおいてRはシリンダの半径)を越えない距離にお
    いてシリンダからはなれており、これにより吸気ポート
    (12)を通る空気流が互いに収れんして、単一の空気
    流となり、大体シリンダ軸線のまわりを回ることを特徴
    とする、請求項5記載の内燃機関。 8)細長い凹部(26)が、ピストンの頂部内に形成さ
    れており、その長さは、排気ポート(10)がある直径
    と大体一致することを特徴とする、請求項5乃至8記載
    の内燃機関。 9)前記吸気ポートと排気ポート(12、10)の各軸
    線は、シリンダの軸線と殆ど平行にのびることを特徴と
    する、請求項5、7あるいは9のいずれかに記載の内燃
    機関。
JP2323396A 1989-12-15 1990-11-28 内燃機関 Pending JPH03189320A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8928386.5 1989-12-15
GB898928386A GB8928386D0 (en) 1989-12-15 1989-12-15 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03189320A true JPH03189320A (ja) 1991-08-19

Family

ID=10668012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2323396A Pending JPH03189320A (ja) 1989-12-15 1990-11-28 内燃機関

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5065711A (ja)
EP (1) EP0432950B1 (ja)
JP (1) JPH03189320A (ja)
KR (1) KR910012507A (ja)
DE (1) DE69008131T2 (ja)
GB (1) GB8928386D0 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0554235A1 (de) * 1992-01-29 1993-08-04 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zumindest einem Ein- und Auslassventil je Zylinder
US5305720A (en) * 1992-02-28 1994-04-26 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
AT405672B (de) * 1994-03-31 1999-10-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Verfahren zur einbringung von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine
JPH0988617A (ja) * 1995-09-18 1997-03-31 Yamaha Motor Co Ltd 2サイクルエンジン
JP3493296B2 (ja) * 1997-11-25 2004-02-03 茂 長野 エンジン
SE519767C2 (sv) * 1997-11-26 2003-04-08 Volvo Car Corp Förbränningssystem
US5934246A (en) * 1998-01-05 1999-08-10 Sato; Jun Intake and exhaust method for achieving lean combustion in an engine
US6267096B1 (en) * 2000-01-07 2001-07-31 Ford Global Technologies, Inc. Three-valve cylinder head system
US20100037840A1 (en) * 2006-10-02 2010-02-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
US20090188481A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 Detroit Diesel Corporation Squish-induced mixing-intensified low emissions combustion piston for internal combustion engines
JP5342592B2 (ja) * 2011-03-31 2013-11-13 三菱重工業株式会社 内燃機関のシリンダ構造

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5949407B2 (ja) * 1976-11-15 1984-12-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室
DE2934644A1 (de) * 1979-08-28 1981-03-26 Michael G. Dipl.-Ing. ETH Rolle May Fremdgezuendete 4-takt-hubkolbenbrennkraftmaschine.
US4543928A (en) * 1980-06-13 1985-10-01 Von Seggern Ernest Two cycle engine with dynamic stratification and method of operation therefor
US4658780A (en) * 1981-05-08 1987-04-21 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Four cycle internal combustion engine
JPS60147537A (ja) * 1984-01-13 1985-08-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気装置
AT404388B (de) * 1986-02-20 1998-11-25 Weichsler Hermann Brennkraftmaschine
US4805569A (en) * 1987-02-13 1989-02-21 Mazda Motor Corporation Intake system for an engine
JPH02126026U (ja) * 1989-03-27 1990-10-17

Also Published As

Publication number Publication date
DE69008131T2 (de) 1994-11-03
KR910012507A (ko) 1991-08-08
GB8928386D0 (en) 1990-02-21
US5065711A (en) 1991-11-19
EP0432950A1 (en) 1991-06-19
EP0432950B1 (en) 1994-04-13
DE69008131D1 (de) 1994-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960003018B1 (ko) 엔진의 흡기장치 및 그 제어방법
JPH076394B2 (ja) シリンダ吸気ポ−ト付き内燃機関
JPS59213919A (ja) 層状掃気二サイクル内燃機関
US5762041A (en) Four-stroke internal combustion engine
JPH03189320A (ja) 内燃機関
JPS6315447B2 (ja)
JPS5932648B2 (ja) 内燃機関の吸気通路構造
US6223705B1 (en) Two-stroke internal combustion engine
US5487365A (en) Induction system for engine
JP2613811B2 (ja) 内燃機関
JPH0745817B2 (ja) 直噴式多気筒ディーゼル機関
EP0610678B1 (en) Induction system for engine
US5549088A (en) Induction system for engine
EP0643206B1 (en) Internal combustion engine
JP6293525B2 (ja) ユニフロー2ストロークエンジン
KR20010041124A (ko) 내연기관
JP6428475B2 (ja) エンジン
JPH08246877A (ja) 内燃機関の燃焼室構造
JPH0849546A (ja) 内燃機関の燃焼室
JPH0112925B2 (ja)
JPH087059Y2 (ja) 2サイクルディーゼル機関
JPS5896124A (ja) 2サイクル内燃機関の掃気装置
JPS6334288B2 (ja)
JPH08158938A (ja) エンジンのヘッドガスケット
JPH02104915A (ja) 多弁形エンジンの燃焼室