JPH0540271Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は４弁式デイーゼル機関の吸気装置に関
するものである。

［従来の技術］ デイーゼル機関では噴射された燃料と空気との
混合を促進させるために、吸気に燃焼室の内部で
渦流（スワール）を生じさせている。従来の機関
では燃料噴射ポンプの噴射圧が低かつたので、渦
流比は概ね3.0を必要とし、このような強い渦流
を得るためには、吸気ポートをヘリカル吸気ポー
トにする必要がある。しかし、ヘリカル吸気ポー
トは流体抵抗が大きく、機関の高速運転域で十分
な吸気量を確保することが難しい。

そこで、例えば実開昭58−142330号公報に示す
ように、各シリンダにヘリカル吸気ポートとタン
ジエンシヤル吸気ポートとを備え、吸気量が不足
する機関の高速運転域で、流体抵抗の小さいタン
ジエンシヤル吸気ポートから吸気量を補うように
している。しかし、この場合は流体抵抗の小さい
タンジエンシヤル吸気ポートからの吸気量がヘリ
カル吸気ポートからのそれよりも多くなり、強い
渦流がシリンダ内周面に沿つて生成されるもの
の、シリンダ中心の燃料噴射ノズルの周辺には十
分な渦流が得にくいという問題がある。

［考案が解決しようとする問題点］ そこで、本考案の目的は各シリンダに設けた２
つの吸気ポートにより吸気効率の低下を来たすこ
となく、適正な渦流比が得られる、４弁式デイー
ゼル機関の吸気装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成はシ
リンダヘツドのシリンダ配列方向中心線の片側
に、各シリンダへ開口する第１、第２のデイレク
シヨナル吸気ポートを設け、第１の吸気ポートは
シリンダの周方向へ向き、かつシリンダヘツド下
面に対し緩傾斜させ、第２の吸気ポートはシリン
ダ中心から僅かに偏心した位置へ向き、かつシリ
ンダヘツド下面に対し急傾斜させ、各吸気ポート
からシリンダへ流入する吸気は旋回半径が異なり
旋回方向が同じ渦流を生成するものである。

［作用］ 第１の吸気ポートの向きをシリンダの周方向
（接線方向）へ向け、かつシリンダヘツド下面に
対し緩傾斜させることにより、シリンダ内周面に
沿う旋回半径の大なる多流量の強い渦流を発生さ
せる。

第２の吸気ポートの向きをシリンダの中心から
僅かに偏心した位置へ向け、かつシリンダヘツド
下面に対して急傾斜させることにより、シリンダ
中心部に旋回半径の小なる少流量の比較的弱い渦
流を発生させる。この少流量の渦流は弱いが、周
囲の強い多流量の渦流に多少引きずられて強化さ
れる。

したがつて、シリンダの内部に相互干渉のない
全体として比較的強い渦流が生じ、燃料と空気の
均一な混合がなされ、完全な燃焼が得られる。

［考案の実施例］ 第１図に示すように、シリンダヘツド３にシリ
ンダ１４の配列方向（図の上下方向）に第１、第
２に吸気ポート５，５ａと２つの排気ポート６が
備えられ、これらを開閉する吸気弁と排気弁は独
立のカム軸により駆動される。第１の吸気ポート
５は傾斜の緩いデイレクシヨナル吸気ポートとし
て構成される。第２の吸気ポート５ａは傾斜の急
なデイレクシヨナル吸気ポートとして構成され
る。各吸気ポート５，５ａは吸気マニホールドか
ら分割された独立の吸気通路４，４ａを接続され
る。排気ポート６は共通の排気通路８を径てシリ
ンダヘツドの側壁で排気マニホールドへ接続され
る。

本考案によれば、吸気ポート５に連なる吸気通
路４と吸気ポート５ａに連なる吸気通路４ａとの
傾斜を異ならしめ、各吸気ポート５，５ａからの
吸気がシリンダ１４の内部で相互に干渉すること
なく効果的に渦流を生じるようにしたものであ
る。

第２図に示すように、シリンダヘツド３はシリ
ンダブロツク２３の上端に結合され、シリンダ１
４の内部へ開口する吸気ポート５ａに弁座２７が
嵌合支持され、弁座２７に離接する吸気弁２９が
ステムをガイド３５に沿つて摺動可能に支持され
る。同様に、排気ポート６に弁座２８が嵌合支持
され、弁座２８に離接する排気弁３０がガイド３
６に摺動可能に支持される。シリンダヘツド３の
ほぼ幅方向中央に燃料噴射ノズル２２が支持さ
れ、燃料噴射ノズル２２の先端はシリンダ１４の
ほぼ中心へ突出される。シリンダ１４に嵌合する
ピストン２６の冠面に燃焼室を構成するキヤビテ
イ２５が形成される。

第２の吸気通路４ａはシリンダヘツド３の側壁
から緩い傾斜でシリンダ中心側へ延び、吸気ポー
ト５ａの上方で急に下方へ湾曲される。吸気ポー
ト５ａは第１図の矢印ａで示すように、シリンダ
中心から僅かに吸気ポート５側へ偏心した位置へ
向き、かつシリンダヘツド下面に対し急傾斜す
る。

これに対して、第１の吸気通路４は第３図に示
すように、シリンダヘツド３の側壁から緩い傾斜
で真直ぐに吸気ポート５へ延びる。吸気ポート５
はシリンダ１４の周方向へ向き、かつシリンダヘ
ツド下面に対し緩傾斜する。

次に、本考案による４弁式デイーゼル機関の吸
気装置の作動について説明する。第１の吸気通路
４から吸気ポート５を経て緩傾斜でシリンダ１４
へ吸入される吸気は、第１、４図の実線の矢印ｂ
で示すように、シリンダ１４の内周面に沿う大き
な旋回半径の強い渦流を生じ、ゆつくりと下方へ
移動する。

第２の吸気通路４ａから吸気ポート５ａを経て
急傾斜でシリンダ１４へ吸入される吸気は、第
１，４図に破線の矢印ａで示すように、シリンダ
１４の中心から少し偏倚した部分へ流れ、シリン
ダ中心部に小さな旋回半径の弱い渦流を生じ、し
かし下方へ速く移動する。したがつて、相互の渦
流間に干渉がなく、干渉による液体摩擦が少な
く、吸気と燃料との適正な混合が達せられ、良好
な燃焼状態が得られる。

第２の吸気ポート５ａからシリンダ１４へ吸入
される吸気自体の渦流は比較的弱いが、この渦流
の周囲に第１の吸気ポート５からの強い渦流が存
在するので、この強い渦流の誘導作用により幾分
強化される。

従来の２つの吸気ポートをヘリカル吸気ポート
とタンジエンシヤル吸気ポートとする場合に比べ
て、渦流の強さは相対的に弱くなるが、燃料噴射
圧を高く（燃料噴射ポンプ側で600bar）すれば、
渦流比は2.0程度で十分であり、しかも２つの吸
気ポートからの吸気相互間の流体摩擦が小さいの
で吸気効率は相対的に向上する。

なお、上述の実施例では、第２の吸気ポート５
ａが第１の吸気ポート５よりも大口径になつてい
るので、吸気の流入速度が低い機関の低速運転域
で第２の吸気ポート５ａからシリンダ１４の中心
部への渦流が相対的に強化され、機関の高速運転
域では流体抵抗の小さい第１の吸気ポート５から
の吸気量が相対的に増加し、必要な吸気量を確保
できる。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、シリンダヘツドのシリ
ンダ配列方向中心線に片側に、各シリンダへ開口
する第１、第２のデイレクシヨナル吸気ポートを
設け、第１の吸気ポートはシリンダの周方向へ向
き、かつシリンダヘツド下面に対し緩傾斜させ、
第２の吸気ポートはシリンダ中心から僅かに偏心
した位置へ向き、かつシリンダヘツド下面に対し
急傾斜させ、各吸気ポートからシリンダへ流入す
る吸気は旋回半径が異なり旋回方向が同じ渦流を
生成するから、次の効果を奏する。

第１の吸気ポートは緩傾斜しているので、シリ
ンダ内周面に沿つた広い領域に多流量の強い渦流
を発生させる。第２の吸気ポートは急傾斜してい
るので通路抵抗が大きいことから流量は絞られる
が、シリンダ中心の比較的狭い領域を受け持つの
であるから流量に不足はなく、シリンダ中心部に
少流量の比較的弱い渦流を発生させる。したがつ
て、全体として均一な燃料と空気の混合がなさ
れ、完全な燃焼が得られる。

各吸気ポートからシリンダへ吸入される吸気
が、それぞれ領域を異にする渦流を生じるので、
吸気渦流の相互干渉が少なく、流体摩擦が少な
い。したがつて、吸気の流入速度が低い機関の低
速運転域では第２の吸気ポートからシリンダ中心
部への渦流は相対的に弱くならず、機関の高速運
転域では第１の吸気ポートから十分な吸気量が得
られるので、全運転域で燃焼状態が改善され、排
気中のスモーク量を抑え、機関の出力を増大し、
燃費の改善に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る４弁式デイーゼル機関の
吸気装置の平面断面図、第２図は同装置の第２の
吸気ポートについての正面断面図、第３図は同装
置の第１の吸気ポートについての正面断面図、第
４図は同４弁式デイーゼル機関の吸気装置の作用
説明図である。 ３……シリンダヘツド、４，４ａ……吸気通
路、５，５ａ……第１、第２の吸気ポート、６…
…排気ポート、１４……シリンダ、２６……ピス
トン、２９……吸気弁、３０……排気弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツドのシリンダ配列方向中心線の片
   側に、各シリンダへ開口する第１、第２のデイレ
   クシヨナル吸気ポートを設け、第１の吸気ポート
   はシリンダの周方向へ向き、かつシリンダヘツド
   下面に対し緩傾斜させ、第２の吸気ポートはシリ
   ンダ中心から僅かに偏心した位置へ向き、かつシ
   リンダヘツド下面に対し急傾斜させ、各吸気ポー
   トからシリンダへ流入する吸気は旋回半径が異な
   り旋回方向が同じ渦流を生成することを特徴とす
   る、４弁式デイーゼル機関の吸気装置。