JPH0433382Y2 - - 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ポートに関する。

〔従来技術と問題点〕

一般に内燃機関の吸気行程において、燃焼室内
に吸入された混合気にスワール（旋回運動）を生
成すると燃焼速度が増大し、低負荷時のノツキン
グ発生防止や排気エミツシヨンの低減に効果があ
ることはよく知られた事実である。スワールには
吸入された混合気がシリンダ内壁全周に沿つて旋
回するもの（以下、横スワールと呼ぶ）と、シリ
ンダ内壁面に沿つて下降しピストン頂面上を通り
シリンダ内壁面に沿つて上昇するもの（縦スワー
ル）とに大別される。そして混合気の縦スワール
生成に関しては、例えば燃焼室に対して吸気ポー
トを可能な限り傾斜させるなどして吸気ポートの
開口角度を変えたり、吸気弁傘上にシユラウドを
形成したシユラウド弁等、弁形状を変えたり、あ
るいは吸気弁に隣接するバルブシートの一部を覆
う方法（マスクドシート）などが公知である。

しかしながら上述したこれらの方法は、車両が
高速の際、即ち、その機関が高負荷、高回転とな
り吸入混合気量の増加を必要とした場合、吸気抵
抗を増加する一因となり、高回転に必要な吸入混
合気量が確保されないという問題がある。又シユ
ラウド弁を使用する方法等は、燃焼室に開口する
吸気ポートの位置が限定されるため製造上の制約
を受けやすい等の問題もある。

かかる現状を鑑み、本考案は、製造上の制約を
受けることなしに機関が高負荷であつても充分吸
入混合気が確保され、かつ低負荷時においても縦
スワール生成可能な内燃機関の吸気ポート構造を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案によれば、燃
焼室を中心として排気ポートとは略反対方向に延
設される吸気ポートの底壁面を、その長手方向に
段付部が延びるように高位底壁面部分と低位底壁
面部分とで構成し、該低位底壁面部分を上記燃焼
室を形成するピストン頂面に対して略平行に延設
すると共に低位底壁面部分の長手方向延設線が燃
焼室上壁面を指向するように形成せしめ、更に上
記高位底壁面部分を、燃焼室への出口近傍におい
て、上記低位底壁面部分に向けて下り傾斜させる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート構造が提
供される。

〔実施例〕

本考案の実施例を添付図面を参照して以下説明
する。

第１図、第４図及び第９図は本考案を夫々、２
個の吸気ポート及び排気ポートを有する、所謂４
バルブ内燃機関に適用した実施例であるが、本考
案はバルブ数あるいは吸気ポートの数に限定され
ることなく適用可能である。

第１図並びに第２図を参照して各番号を説明す
る。

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上に固定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
に共通の吸気ポート、９は第１排気バルブ７ａお
よび第２排気バルブ７ｂに共通の排気ポートを
夫々示す。第１図からわかるように吸気ポート８
は唯一の入口開口１０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
岐せしめられた形状を有する。又、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１２
ａと第２吸気ポート１２ｂ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
らかに湾曲して延びる。そして入口開口１０はイ
ンテークマニホールド１３に接続されている。

次に本考案による吸気ポート構造を第３図を参
照して説明する。

本考案によれば、以上の様にして成る各吸気ポ
ート１２ａ，１２ｂの底壁面１４ａ，１４ｂには
段付部１５ａ，１５ｂが形成される。

本図は、上記段付部１５ａ，１５ｂを有する各
吸気ポート１２ａ，１２ｂの断面図であつて、本
実施例では各吸気ポート１２ａ及び１２ｂの底壁
面１４ａ，１４ｂ、及び上壁面１６ａ，１６ｂ
共、凹状に形成される。底壁面１４ａ，１４ｂの
略中央に形成された低位底壁面部分１７ａ，１７
ｂは、ポート出口に近づくに従つて、ピストン頂
面１８に対して略平行になると共に、その長手方
向延長線（第２図の２点鎖線に示す）が燃焼室上
壁面１９を指向するように形成される。一方、底
壁面１４ａ，１４ｂにおける高位底壁面部分２０
ａ，２０ｂは、ポート出口の近傍において、上述
した低位底壁面部分１７ａ，１７ｂに向かつて下
降するように傾斜付けられ、この部分を流れる混
合気がピストン頂面１８を指向してスムーズに燃
焼室４内に流入するように形成される。

以上記述した壁面部分間の関係に対向する上壁
面１６ａ，１６ｂにおいても同様であつて、上壁
面１６ａ，１６ｂにおける低位上壁面部分２１
ａ，２１ｂは上記低位底壁面部分１７ａ，１７ｂ
に、高位上壁面部分２２ａ，２２ｂは上記高位底
壁面部分２０ａ，２０ｂに夫々対応して略平行に
形成される。その結果、本考案による吸気ポート
１２ａ，１２ｂは、ピストン頂面１８に対し略平
行に延在した各壁面部分１７ａ及び２１ａ，１７
ｂ及び２１ｂによつて形成される低位ポート部分
２３ａ，２３ｂと、ピストン頂面１８に指向され
た各壁面部分２０ａ及び２２ａ，２０ｂ及び２２
ｂによつて形成される高位ポート部分２４ｓ，２
４ｂとが合併された形状を呈する。

本実施例による吸気ポート構造の作用に関し、
第２図及び第３図を参照して以下、説明する。

機関が吸気の際、低位ポート部分２３ａ，２３
ｂを流れる空気あるいは混合気は、それを形成す
る各壁面部分１７ａ及び２１ａ，１７ｂ及び２１
ｂがピストン頂面１８に対し略平行に延在すると
共にその低位底壁面部分１７ａ，１７ｂの長手方
向が燃焼室上壁面１９に指向して形成されるた
め、点火栓５（第１図）近房の上壁面１９に集中
して流れ、燃焼室上壁面１９に沿つて移動し、燃
焼室４の中で矢印（実線）の如き旋回運動をす
る。（スワール生成）一方、高位ポート部分２４
ａ，２４ｂを流れる空気あるいは混合気は、それ
を形成する高位壁面部分２０ａ及び２２ａ，２０
ｂ及び２２ｂがポート出口近傍において大きく湾
曲し、かつピストン頂点１８に指向されて形成さ
れるため、矢印（点線）の方向に流入し、その結
果燃焼室４への流入もスムーズとなる。即ち、本
実施例による吸気ポート構造は、機関が低負荷の
時、スワールを生成するばかりか、高負荷の状態
において必要される吸入混合気が増大しても、燃
焼室に対して角度をもたせた吸気ポート部分２４
ａ，２４ｂにより充分供給されることになる。

（以上第一実施例） 第４〜８図は、以上説明した吸気ポート機構よ
りもさらにスワール生成度合を高めることを目的
とした第二実施例である。尚、本実施例において
第一実施例と同様な作用を有する要素に関しては
同一番号を付す。

前述した第一実施例においてスワールを生成す
る低位ポート部分２３ａ，２３ｂが各吸気ポート
底壁面１４ａ，１４ｂのほぼ中央に形成されてい
るのに対して、本実施例では第６図及び第７図に
示す様に、各底壁面１４ａ，１４ｂの端部に形成
される。

本実施例によれば各吸気ポート１２ａ，１２ｂ
の高位ポート部分２４ａ，２４ｂの底壁面部分２
０ａ，２０ｂが終端するポート出口付近のシリン
ダヘツド３にはマスク壁２５が設けられる。この
マスク壁２５は各吸気バルブ６ａ，６ｂの着座面
２６ａ，２６ｂに沿つて部分的に延び、バルブ開
放の際、着座面２６ａ，２６ｂの外周一部と上記
マスク壁２５が接触することによりその部分から
の吸入混合気の燃焼室４への流入を部分的に阻止
して点火栓５（第４図）近房の上壁面１９に吸入
混合気を集中させ、燃焼室４内に一層強力なスワ
ールを生成することを目的としている。

マスク壁２５のバルブ摺動方向高さに関して
は、高負荷時における吸入混合気量の確保を考慮
してマスク壁が吸気抵抗を増大しない様に吸気バ
ルブ６ａ，６ｂのリフト量より小さく設定される
ことが好ましく、又、別実施例としてシリンダヘ
ツド３にマスク壁２５を形成する以外に、ポート
出口部に装着されるバルブシート２８ａ，２８ｂ
本体にマスク壁２５を形成しても良い。

尚、本実施例では上述したマスク壁２５の他
に、各吸気ポート１２ａ，１２ｂ上壁面１６ａ，
１６ｂ中央部より下方に延びる隔壁２７ａ，２７
ｂが形成される。これは第一実施例における各吸
気ポート部分２３ａ及び２４ａ，２３ｂ及び２４
ｂが連通して形成されるのに対してその連通面積
を減少して各ポート部分２３ａ及び２４ａ，２３
ｂ及び２４ｂを流れる空気あるいは混合気同志の
干渉防止を意図したものである。この隔壁形成に
関しては、燃料供給法が燃料噴射方式の場合でも
燃料と吸入空気が充分混合される様、底壁部１４
ａ，１４ｂ近傍では連通して形成されることが好
ましい。第９〜１２図に本考案による第三実施例
を示す。

一般にスワール生成を必要とする低負荷、低回
転時は吸入される混合気量は高負荷・高回転時に
おけるそれを異なり少量でよい。本実施例を係る
認識のもと考案したものであつて、その吸気ポー
ト断面は第１１図及び第１２図に示す様に第二実
施例の断面形状と同一であるが、各吸気ポート１
２ａ，１２ｂに形成される隔壁２７ａ及び２７ｂ
の始端側には夫々の隔壁２７ａ，２７ｂに挾まれ
る様に１個の制御弁２９が設けられる。この制御
弁２９はリンク３０を介して圧力差動式アクチユ
エータ（ダイアフラム）３１に接続され、アクチ
ユエータ３１は吸気管（図示せず）内圧力により
作動し、機関の負荷大小に応じて制御弁２９を開
閉し、吸気ポート部分２４ａ，２４ｂへの空気あ
るいは混合気の流入を遮断・連通する。この作動
は前述した様に機関が低負荷の際は必要とされる
吸入混合気量は少量のため制御弁２９は、第９図
実線で示す様に高位ポート部分２４ａ，２４ｂを
遮断して吸気が低位ポート部分２３ａ，２３ｂを
主体として流動する様にする。低位ポート部分２
３ａ，２３ｂは夫々、燃焼室４を形成するピスト
ン頂面に対して略平行に延びるように形成されて
いるため、第一実施例及び第二実施例に示した吸
気ポート構造よりも吸気間の干渉が少なく結果と
して一層強いスワールが生成される。一方、機関
が高負荷の際は、制御弁２９は第９図点線で示す
様に高位ポート部分２４ａ，２４ｂに吸気が流入
する様に開口する。その結果、燃焼室４に対し角
度を付けた高位ポート部分２４ａ，２４ｂより大
量の吸入混合気が燃焼室４へと流入し必要な吸入
空気量が確保されることになる。（第１０図矢印
参照） 尚、本実施例における制御弁２９は、インテー
クマニホールド１３内に設置されているが、その
他の設置例としてはシリンダヘツド３内に形成し
てもその結果は同様である。

〔効果〕

以上説明したように、本考案によれば燃焼室に
連通する各吸気ポート内に、その底壁面部分がピ
ストンの頂面に対して略平行に延び、かつその底
壁面部分の長手方向延長線が燃焼室上壁面を指向
するような低位ポート部分を形成することで、吸
入された混合気に縦スワールを生成することが可
能となり、ノツキング防止や排気エミツシヨンの
低減に効果がある。又、高位ポート部分の底壁面
は、燃焼室へのポート出口近傍において低位ポー
ト部分の底壁面に向かつて下方に傾斜するため
に、この部分を流れる吸気はピストン頂面を指向
しスムーズに燃焼室内に流入するため、機関の高
負荷、高回転の際でも必要な吸入空気量を確保す
ることが可能となり、高速性能が向上し、未燃
HCの低減にも効果がある。又本考案は吸気ポー
ト自体の形状のみの改善であるためその開口位置
は制限されず、製造上の制約はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による吸気ポート構造の第一実
施例を示し、シリンダヘツドよりピストン方向を
見た断面図；第２図は第１図−線に沿つた断
面図；第３図は第１図−線に沿つた吸気ポー
ト断面図；第４図は吸気ポート構造の第二実施例
を示し、第１図と同様なる断面図；第５図は第４
図−線に沿つた断面図；第６図は第４図−
線に沿つた吸気ポート断面図；第７図は第４図
−に沿つた一吸気ポート断面図；第８図は第
５図矢印方向より燃焼室上壁部を見た図；第９
図は吸気ポート構造の第三実施例を示し、第１図
及び第４図と同様なる断面図；第１０図は第９図
−線に沿つた断面図；第１１図は第９図
−線に沿つた吸気ポート断面図；第１２図は
第９図−線に沿つた一吸気ポート断面図 ４……燃焼室、８，１２ａ，１２ｂ……吸気ポ
ート、１４ａ，１４ｂ……底壁面、１５ａ，１５
ｂ……段付部、１７ａ，１７ｂ……低位ポート部
分の底壁面（低位底壁面部分）、１８……ピスト
ン頂面、１４……燃焼室上壁面、２３ａ，２３ｂ
……低位ポート部分。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼室を中心として排気ポートとは略反対方向
   に延設される吸気ポートの底壁面を、その長手方
   向に段付部が延びるように高位底壁面部分と低位
   底壁面部分とで構成し、該低位底壁面部分を上記
   燃焼室を形成するピストン頂面に対して略平行に
   延設すると共に低位底壁面部分の長手方向延長線
   が燃焼室上壁面を指向するように形成せしめ、更
   に上記高位底壁面部分を、燃焼室への出口近傍に
   おいて、上記低位底壁面部分に向けて下り傾斜さ
   せることを特徴とする内燃機関の吸気ポート構
   造。