JPH0415938Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の吸気制御装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

一般に、１気筒当たり２本の吸気バルブを具備
し、各気筒に対して夫々１個設けられた吸気通路
を２本の吸気ポートに分岐して、各吸気ポート
を、対応する吸気バルブを介して同一の燃焼室に
連結した内燃機関は既に知られている。この構造
の内燃機関において、機関が低負荷運転時、燃焼
室に混合気の強力な旋回流を発生し安定した燃焼
を得、機関が高負荷運転時、充填効率を高めて機
関出力を確保できる様に、上記各吸気ポート内に
その上壁面より下方に向けて垂下し、かつ各吸気
ポートの分岐部から吸気バルブ近傍まで延びる隔
壁を形成して各吸気ポート内部を、該隔壁によつ
てシリンダ内壁面近傍にて燃焼室に開口する外側
吸気ポート部分と、シリンダの略中央寄り（シリ
ンダ軸近傍）にて燃焼室に開口する内側吸気ポー
ト部分とに分離し、更に各吸気ポートの内側吸気
ポート部分の入口部（隔壁の始端部）を閉鎖可能
な開閉弁を上記分岐部に設け、機関が低負荷の
際、開閉弁を閉弁して外側の吸気ポート部分より
混合気を吸入させて旋回流を生成し、機関が高負
荷の際、開閉弁を開弁して外側及び内側の吸気ポ
ート部分より吸気して充填効率を高めた吸気制御
装置は本出願人が先に出願した（特開昭59−
15628号）。

しかしながら、上記装置により生成される旋回
流はシリンダ内周面に沿つて旋回・下降する混合
気流（横スワール）であつて、２つの外側吸気ポ
ート部分にり流入した混合気はその方向性により
吸気ポートの位置するシリンダ内壁部位にて若干
干渉するため旋回流としての強さはそれ程大きく
なく、スワール効果も不充分であつた。

かかる現状を鑑み、本考案は上記横スワールに
対し、前方のシリンダ内周面に沿つてシリンダ軸
方向に下降し、ピストン頂面により方向を変えて
手前のシリンダ内周面に沿つてシリンダ軸方向に
上昇する旋回流であって、その方向性により干渉
度合が小さい、所謂縦スワールを生成することで
低負荷の際の良好な燃焼を達成し、かつ機関が高
負荷の際、吸気充填効率を高めることが可能な内
燃機関の吸気制御装置を提供する。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の構成は、各気筒が夫々一対の吸気バル
ブを具備し、各気筒に対し夫々１個設けられた吸
気通路を２本の吸気ポートに分岐して、各吸気ポ
ートを対応する吸気バルブを介して同一の燃焼室
に連結し、夫々の吸気ポート内部にその上壁面か
ら下方に向けて垂下しかつ吸気ポート長手方向に
延びて吸気バルブ近傍で終端する隔壁を形成し、
各吸気ポート内部を、該隔壁によりシリンダ内周
面近傍にて燃焼室に開口する外側吸気ポート部分
と、シリンダ軸近傍にて燃焼室に開口する内側吸
気ポート部分とに分離した内燃機関において、上
記外側吸気ポート部分の入口部夫々に制御弁を設
け、機関が高負荷或いは高回転数になつた時、上
記制御弁を開弁せしめた内燃機関の吸気制御装置
とする。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本考案を詳細に説明
する。

第１図並びに第２図を参照すると、１はシリン
ダブロツク、２はシリンダブロツク１内で往復動
するピストン、３はシリンダブロツク１上に固締
されたシリンダヘツド、４はピストン２とシリン
ダヘツド３間に形成された燃焼室、５は燃焼室４
内に配置された点火栓、６ａは第１の吸気バル
ブ、６ｂは第２の吸気バルブ、７ａは第１の排気
バルブ、７ｂは第２の排気バルブ、８は第１吸気
バルブ６ａおよび第２吸気バルブ６ｂに共通の吸
気通路、９は第１排気バルブ７ａおよび第２排気
バルブ７ｂに共通の排気通路を夫々示す。第２図
からわかるように吸気通路８は唯一の入口開口１
０を有すると共にシリンダヘツド３内において薄
肉シリンダヘツド部分１１によつて分離された一
対の吸気ポート、即ち第１の吸気ポート１２ａと
第２の吸気ポート１２ｂに分岐せしめられたサイ
アミーズポート形状を有する。また、第２図に示
されるように薄肉シリンダヘツド部分１１はその
巾が燃焼室４に近づくに従つて徐々に広くなり、
従つて第１吸気ポート１２ａと第２吸気ポート１
２ｂは燃焼室４に近づくに従つて徐々に離れる。
第１図および第２図からわかるようにこれらの第
１吸気ポート１２ａと第２吸気ポート１２ｂは薄
肉シリンダヘツド部分１１に対して対称的な形状
を有しており、更に入口開口１０から対応する吸
気バルブ６ａ，６ｂまで滑らかに弯曲して延び
る。

第１図から第４図に示されるように各吸気ポー
ト１２ａ，１２ｂの上壁面の中央部には下方に垂
下する隔壁１３ａ，１３ｂが夫々一体形成され
る。これらの隔壁１３ａ，１３ｂは吸気通路１１
に接続される吸気マニホールド１４の端部近傍よ
り各吸気ポート１２ａ，１２ｂの長手方向に延
び、吸気バルブ６ａ，６ｂの弁ステム周りで終端
する。隔壁１３ａ，１３ｂの底壁１５は第１図か
らわかるように吸気ポート部分１２ａ，１２ｂの
縦巾のほぼ中央部を延びる。これらの隔壁１３
ａ，１３ｂによつて第１吸気ポート１２ａおよび
第２吸気ポート１２ｂは夫々シリンダ内周面１６
の近傍で燃焼室４に開口する外側吸気ポート部分
１７ａ，１７ｂと、シリンダ軸（図示せず）近傍
即ち、本実施例では燃焼室中央に位置する点火栓
５の近傍で燃焼室４に開口する内側吸気ポート部
分１８ａ，１８ｂとに分離される。第１図並びに
第２図に示されるように吸気マニホールド１４内
には外側吸気ポート部分１７ａ，１７ｂの入口部
を同時に閉鎖可能な制御弁１９ａ，１９ｂが配置
される。この制御弁１９ａ，１９ｂは、ほぼ一様
な横巾を有する矩形状を成す所謂、バタフライ弁
であつて、吸気マニホールド１４の上壁面から下
壁面まで延びると共に回転可能に装着され、夫々
アーム２０ａ，２０ｂを介してリンク２１に連結
される。一方、リンク２１の一端は圧力差動式ア
クチユエータ（ダイアフラム）２２に接続され、
このダイアフラム２２は一方で吸気マニホールド
１４より上流側の吸気管（図示せず）に連結され
ており、機関負荷大小に対応して変動する吸気管
内圧力のもとでリンク２１を作動させ、制御弁１
９ａ，１９ｂを開閉する。

以上の構造から成る本考案の吸気制御装置の作
動に関し、第２図及び第５図を参照して以下、説
明する。

機関が低負荷（低回転）の際、ダイアフラム２
２は制御弁１９ａ，１９ｂを回動させて、第２図
実線で示す様に外側吸気ポート部分１７ａ，１７
ｂの入口部を閉鎖する。その結果、吸気管及び吸
気マニホールド１４を介して吸気通路８に流入す
る空気あるいは混合気は、外側吸気ポート部分１
７ａ，１７ｂへの流入が入口部で阻止されている
ため、双方のポート部分１７ａ，１７ａあるいは
１７ｂ，１８ｂがポート下方で連通するも、主と
して内側吸気ポート部分１８ａ，１８ｂを流れる
ことになる。第５図は、以上の様にして内側吸気
ポート部分１８ａ，１８ｂより燃焼室４へ流入し
た混合気の流動方向を実線にて示す概略図であ
る。本図からもわかる様に内側吸気ポート部分１
８ａと同ポート部分１８ｂから流入する混合気
は、双方のポート部分の開口部が燃焼室４の略中
央寄りに位置しており、又その長手方向も略同一
であるため、干渉度合は少なく、燃焼室４内で強
い縦スワールを生成する。

一方、機関が高負荷（高回転）の際にはダイア
フラム２２は制御弁１９ａ，１９ｂを回動させ
て、第２図点線で示す様に外側吸気ポート部分１
７ａ，１７ｂの入口部を開口させる。その結果、
空気あるいは混合気はそれまで流入していた内側
吸気ポート部分１８ａ，１８ｂに加え、外側吸気
ポート部分１７ａ，１７ｂにも流れ込み、吸気バ
ルブ６ａ，６ｂ全周域より燃焼室４内へと混合気
が流入する。第５図点線にて示す矢印は、外側吸
気ポート部分１７ａ，１７ｂより流入する混合気
の燃焼室４内流動方向を示しており、機関高負荷
（高回転）の状態では図中実線矢印と点線矢印が
混在することになる。従つてこの状態では混合気
流同志の干渉によりスワール効果は減少するも、
ポート全域より混合気が供給されるため充填効率
は高められ、高負荷に必要とされる混合気量は確
保されることになる。

以上、記述した本吸気制御装置の効果は通常の
その吸気ポート１２ａ，１２ｂ及び吸気通路８で
も達成できることが当然であるが、本実施例では
その効果、即ち低負荷時におけるスワール生成効
果及び、高負荷時における充填効率増大効果をさ
らに増すため、第３図及び第４図に示す断面を有
する吸気ポート１２ａ，１２ｂ及び吸気通路８を
具備する。

第３図及び第４図は第２図−線及び−
線に沿つた吸気ポート１２ａ、吸気通路８の断面
図であつて、本実施例によれば吸気ポート１２
ａ，１２ｂ及び吸気通路８の底壁面は段付状に形
成され、その上壁面も底壁面に対応して隔壁１３
ａ，１３ｂを境界として段付状に形成される。そ
して、スワール生成に寄与する内側吸気ポート部
分１８ａ，１８ｂの底壁面部分２３ａ，２３ｂ
は、充填効率増大に寄与する外側吸気ポート部分
１７ａ，１７ｂの底壁面部分２４ａ，２４ｂより
も低く形成され、その長手方向断面は第１図点線
で示す様に吸気バルブ６ａに近づくに従つて略水
平に形成される。その結果、内側吸気ポート部分
１８ａ，１８ｂを通過する空気あるいは混合気
は、燃焼室上壁面２５に沿つて流れ、燃焼室４内
に矢印で示す様なスワールを生成することにな
る。そしてこのスワールは通常の断面を有する吸
気ポートによるスワールよりもその方向性により
旋回半径が大きく、充分なスワール効果を有す
る。

一方、高負荷における吸気充填効率増大に寄与
する外側吸気ポート部分１７ａ，１７ｂの底壁面
部分２４ａ，２４ｂは、長手方向断面において第
１図実線で示す様に、燃焼室開口部近傍で吸気バ
ルブ６ａ，６ｂ軸方向に傾斜しげ形成される。即
ち、外側吸気ポート部分１７ａ，１７ｂは、燃焼
室４に対し混合気の侵入角度を持たせることによ
り、その際の流れ抵抗を小さくして高負荷の際の
吸気充填効率を高めることになる。

以上が本実施例による内燃機関の吸気制御装置
の構造並びに作用である。尚、本実施例では制御
弁１９ａ，１９ｂを吸気マニホールド１４内に設
置したが、隔壁１３ａ，１３ｂの長手方向長さを
短くして、シリンダヘツド３内に設置しても良
い。又、本実施例では燃料噴射装置（図示せず）
による燃料供給方式においても燃料と空気が充分
混合気される様に隔壁１３ａ，１３ｂの下部で各
吸気ポート部分１７ａ，１８ａ，１７ｂ，１８ｂ
は互いに連通して形成されているが、燃料噴射装
置の設置位置によつては隔壁１３の縦方向長さを
増大し、隔壁吸気ポート部分１７ａ，１８ａ，１
７ｂ，１８ｂを遮断しさらにスワール生成効果を
高めても良い。

〔効果〕 以上、説明したように本考案によれば各吸気ポ
ートに隔壁を形成して外側吸気ポート部分と内側
吸気ポート部分とに分離し、機関低負荷の際、内
側吸気ポート部分より吸気することで従来よりも
一層強力なスワール（縦スワール）を生成するこ
とで安定した燃焼を得られ、その結果未燃HC
（炭化水素）等の減少に効果がある。又、機関高
負荷の際、内・外双方の吸気ポート部分より吸気
することにより、吸気ポート全体の流路断面積が
増大し、流れ抵抗が小さくなるため高い吸気充填
効率を得ることができ、充分な機関出力が得ら
れ、又燃費も従来より向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による内燃機関の部分的側面断
面図、第２図は第１図の断面平面図、第３図は第
２図−線に沿つた吸気ポート断面図、第４図
は第２図−線に沿つた吸気通路断面図、第５
図は燃焼室内部の各混合気の流れを示す斜視概略
図。 ４……燃焼室、６ａ，ｂ……吸気バルブ、１２
ａ，ｂ……吸気ポート、１３ａ，ｂ……隔壁、１
６……シリンダ内周面、１７ａ，ｂ……外側吸気
ポート部分、１８ａ，ｂ……内側吸気ポート部
分、１９ａ，ｂ……制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 各気筒が夫々一対の吸気バルブを具備し、各気
   筒に対し夫々１個設けられた吸気通路を２本の吸
   気ポートに分岐して、各吸気ポートを対応する吸
   気バルブを介して同一の燃焼室に連結し、夫々の
   吸気ポート内部にその上壁面から下方に向けて垂
   下しかつ吸気ポート長手方向に延びて吸気バルブ
   近傍で終端する隔壁を形成し、各吸気ポート内部
   を、該隔壁によりシリンダ内周面近傍にて燃焼室
   に開口する外側吸気ポート部分と、シリンダ軸近
   傍にて燃焼室に開口する内側吸気ポート部分とに
   分離した内燃機関において、上記外側吸気ポート
   部分の入口部夫々に制御弁を設け、機関が高負荷
   或いは高回転数になつた時、上記制御弁を開弁せ
   しめた内燃機関の吸気制御装置。