JPH0586875A - エンジンの吸気通路構造 - Google Patents

エンジンの吸気通路構造

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JPH0586875A
JPH0586875A JP3277038A JP27703891A JPH0586875A JP H0586875 A JPH0586875 A JP H0586875A JP 3277038 A JP3277038 A JP 3277038A JP 27703891 A JP27703891 A JP 27703891A JP H0586875 A JPH0586875 A JP H0586875A
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port
cylinder
intake
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intake port
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Tadashi Nakagawa
正 中川
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼室にスワール流を生成させる吸気ポート
が設けられたエンジンにおいて、強力なスワールを生成
することのできる吸気通路構造を実現することを目的と
する。 【構成】 スワールポート4の断面形状をほぼ2等辺三
角形状として、2等辺部10,11と底辺部12とを結
ぶ2つの頂部13a,13bを基礎円14に内接させた
状態で、残る頂部13cをポート軸心Oに対してシリン
ダボア外周側で、かつシリンダ軸心方向の上方側におい
て基礎円14よりも外方側に位置するように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの吸気通路構
造、特に燃焼室内に円周方向の旋回流を生成するための
吸気ポートが設けられたエンジンの吸気通路構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】エンジンにおける燃焼性を向上する方法
として吸気にスワールを与えるという考え方がある。こ
れはシリンダヘッドに形成した燃焼室に開口する吸気ポ
ートの形状を工夫することにより、エンジンの吸入行程
において吸気ポートから燃焼室内に導入された吸気を燃
焼室ないしシリンダ内で渦流運動させ、これにより燃料
と空気との混合を促進させようとするものであるが、そ
の場合にスワール生成用の吸気ポート(以下、スワール
ポートという)の断面形状は円形に形成されるのが通例
である。
【0003】ところで、マスク形状を使わずに燃焼室内
に強いスワール流を作ろうとした場合には、スワールポ
ートの出口の流量分布を旋回方向に偏在させる必要があ
る。その場合に、スワールポートの断面形状を、例えば
通常の円断面形状に形成した場合には、湾曲部分におい
て流れの2次成分によって吸気にスパイラル運動が発生
する。特に、湾曲部分が長い場合には、上記のスパイラ
ル運動に起因してポート出口部分の流量分布が正確にコ
ントロールされないおそれがある。
【0004】一方、実開昭63−113748号公報に
は、湾曲する吸気ポートの断面形状を、その全長にわた
ってポート軸心よりも曲率半径方向の外方側を横幅方向
に拡大させると共に、ポート軸心よりも内方側を横幅方
向に縮小させた異形形状とする構成が示されている。
【0005】これによれば、吸気の主流が曲率半径方向
の外方側に偏在することになるので、流れの2次成分に
よるスパイラル運動が規制されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来技術に開示された吸気ポートの構成におい
ては、吸気ポートの共通部から二手に分岐された分岐部
が水平面内において互いに反対方向に湾曲した状態で燃
焼室に開口されているので、それぞれの分岐部から燃焼
室内に導入された吸気の流れが互いに反対方向に旋回す
ることになり、スワール流を安定して生成することがで
きないという問題がある。
【0007】この発明は燃焼室にスワール流を生成させ
る吸気ポートが設けられたエンジンにおいて、強力なス
ワール流を生成することのできる吸気通路構造を実現す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
エンジンの吸気通路構造は、燃焼室内に円周方向の旋回
流を生成させるように吸気ポートの軸心がシリンダ軸心
方向に対して大きく傾斜し、かつ該吸気ポートがシリン
ダ中心に対してオフセットした状態で燃焼室に開口する
と共に、少なくとも吸気ポートの下流側におけるポート
軸心がシリンダボアの接線方向に指向させたエンジンに
おいて、上記吸気ポートの開口部分より上流側の断面に
おけるシリンダ軸心方向の寸法最大部を、ポート軸心に
対してシリンダボア外周側に設定したことを特徴とす
る。
【0009】また、上記吸気ポートの開口部分より上流
側の断面内において、シリンダ軸心方向と直交する横幅
方向の寸法最大部をポート軸心に対してシリンダ軸心方
向の上方側に設定してもよい。
【0010】さらに、上記の各構成において、吸気ポー
トの開口部分より上流側の断面形状をほぼ2等辺三角形
状に形成して、その2等辺部と底辺部とを結ぶ2つの頂
部を仮想円に内接させると共に、上記2等辺部の間に位
置する残りの頂部を、上記仮想円の外方側においてシリ
ンダボア外周側でかつシリンダ軸心方向における上方側
に位置するように設定してもよい。
【0011】
【作用】本発明に係る吸気通路構造によれば、吸気ポー
トの開口部分より上流側の断面におけるシリンダ軸心方
向の寸法最大部がポート軸心に対してシリンダボア外周
側に設定されているので、吸気の主流がシリンダボア外
周側に偏在することになり、強力なスワール流が生成さ
れることになる。
【0012】さらに、上記の構成に加えて、吸気ポート
の開口部分より上流側の断面内において、シリンダ軸心
方向と直交する横幅方向の寸法最大部をポート軸心に対
してシリンダ軸心方向の上方側に設定するようにすれ
ば、吸気の主流がポート軸心に対してシリンダボア外周
側でシリンダ軸心方向の上方側に偏在することになり、
ピストン下降時のシリンダ軸心方向の吸気流の生成を阻
害することがなく、これにより更に強力なスワール流が
生成されることになる。
【0013】また、吸気ポートの断面形状をほぼ2等辺
三角形状に形成して、その2等辺部と底辺部とを結ぶ2
つの頂部を仮想円に内接させると共に、上記2等辺部の
間に位置する残りの頂部を上記仮想円の外方側において
シリンダ外周側で上方側に位置するように設定するよう
にすれば、この場合においても吸気の主流がシリンダボ
ア外周側でシリンダ軸心方向の上方側に偏在することに
なり、この場合においても、ピストン下降時のシリンダ
軸心方向の吸気流の生成を阻害することがなく、これに
より更に強力なスワール流が生成されることになる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0015】図1、図2に示すように、エンジンのシリ
ンダヘッド1に形成された燃焼室2には、中心線3がシ
リンダボア外周円の接線方向を指向するように設けられ
たスワールポート4と、中心線5が燃焼室2のほぼ中央
を指向するように設けられたセカンダリポート6とが開
口されている。セカンダリポート6の上流側には通路開
閉を行う開閉弁7が設置されていると共に、スワールポ
ート4の上流側には燃料噴射弁8が燃焼室2のほぼ中央
を指向するように設置されている。
【0016】また、燃焼室2には、上記スワールポート
4及びセカンダリポート6にそれぞれ対向するように排
気ポート9,9が設けられている。
【0017】そして、この実施例においては、図3に示
すように、スワールポート4の断面形状がほぼ2等辺三
角形状とされている。具体的には、断面形状における2
等辺部10,11と底辺部12とを結ぶ2つの頂部13
a,13bがポート軸心Oを中心とする基礎円14に内
接していると共に、残る頂部13cがポート軸心Oに対
してシリンダボア外周側でシリンダ軸心方向の上方側に
おいて上記基礎円14よりも外方側に位置するように設
定されている。つまり、この断面形状における上下方向
の寸法最大部15がポート軸心Oを通るシリンダ軸心方
向の中心線16に対してシリンダボア外周側に位置する
と共に、上記シリンダ軸心方向と直交する横幅方向の寸
法最大部17がポート軸心Oを通る横幅方向の中心線1
8に対して上方側に位置することになる。したがって、
吸気の主流はポート軸心Oよりもシリンダボア外周側で
シリンダ軸心方向の上方側に偏在することになる。これ
により、燃焼室2内には図2の矢印アで示すように反時
計回りのスワール流が生成されることになる。
【0018】なお、上記セカンダリポート6の断面形状
は、ほぼ真円状とされている。
【0019】次に、この発明の別の実施例を説明する
と、この実施例においては、上記スワールポート4の断
面形状が、図4に示すように、ほぼ円形の一部が直線状
部19でカットされた形状とされている。具体的には、
上記直線状部19がポート軸心Oを通る横幅方向の中心
線20に対して傾斜した状態で基礎円21に外接してい
ると共に、その一方の角部19aがポート軸心Oを通る
シリンダ軸心方向の中心線22に対してシリンダボア外
周側にオフセットした状態に位置するように設定されて
いる。したがって、この場合においても、断面形状にお
ける上下方向の寸法最大部23がポート軸心Oを通るシ
リンダ軸心方向の中心線22に対してシリンダボア外周
側に位置すると共に、シリンダ軸心方向と直交する横幅
方向の寸法最大部24がポート軸心Oを通る横幅方向の
中心線20に対して上方側に位置することになる。した
がって、この場合においても、吸気の主流はポート軸心
Oよりもシリンダボア外周側におけるシリンダ軸方向の
上方側に偏在することになる。
【0020】なお、図5に示すように、スワールポート
'とセカンダリポート6'とが、その中心線3',4'
気筒列方向と直交する方向に沿って設けられる場合にお
いても、スワールポート4'に対して本発明の構成を適
用することができる。
【0021】つまり、図6に示すように、スワールポー
ト4'の断面形状がほぼ2等辺三角形状とされて、一対
の2等辺部10',11'と底辺部12'とを結ぶ2つの
頂部13a',13b'がポート軸心O'を中心とする基
礎円14'に内接していると共に、残る頂部13c'がポ
ート軸心O'に対してシリンダ外周側上方側において上
記基礎円14'よりも外方側に位置するように設定され
る。つまり、この場合においても、スワールポート4'
の断面形状における上下方向の寸法最大部15'がポー
ト軸心O'を通るシリンダ軸心方向の中心線16'に対し
てシリンダボア外周側に位置すると共に、シリンダ軸心
方向と直交する横幅方向の寸法最大部17'がポート軸
心O'を通る横幅方向の中心線18'に対して上方側に位
置することになる。したがって、この場合においても、
吸気の主流はポート軸心O'よりもシリンダ外周側にお
ける上方側に偏在することになる。これにより、燃焼室
'内には図5の矢印イで示すように反時計回りのスワ
ール流が生成されることになる。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明に係る吸気通路構造
によれば、吸気ポートの開口部分より上流側の断面にお
けるシリンダ軸心方向の寸法最大部がポート軸心に対し
てシリンダボア外周側に設定されているので、吸気の主
流がシリンダボア外周側に偏在することになり、強力な
スワール流が生成されることになる。
【0023】さらに、上記の構成に加えて、吸気ポート
の開口部分より上流側の断面内において、シリンダ軸心
方向と直交する横幅方向の寸法最大部をポート軸心に対
してシリンダ軸心方向の上方側に設定するようにすれ
ば、吸気の主流がポート軸心に対してシリンダボア外周
側でシリンダ軸心方向の上方側に偏在することになり、
ピストン下降時のシリンダ軸心方向の吸気流の生成を阻
害することがなく、これにより更に強力なスワール流が
生成されることになる。
【0024】また、吸気ポートの断面形状をほぼ2等辺
三角形状に形成して、その2等辺部と底辺部とを結ぶ2
つの頂部を仮想円に内接させると共に、上記2等辺部の
間に位置する残りの頂部を上記仮想円の外方側において
シリンダ外周側で上方側に位置するように設定するよう
にすれば、この場合においても吸気の主流がシリンダボ
ア外周側でシリンダ軸心方向の上方側に偏在することに
なり、この場合においても、ピストン下降時のシリンダ
軸心方向の吸気流の生成を阻害することがなく、これに
より更に強力なスワール流が生成されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 燃焼室周辺の平断面図である。
【図2】 図1の拡大平断面図である。
【図3】 スワールポートの断面形状を示す模式図であ
る。
【図4】 第2実施例におけるスワールポートの断面形
状を示す模式図である。
【図5】 吸気通路の別の実施態様を示す燃焼室周辺の
平断面図である。
【図6】 別の実施態様におけるスワールポートの断面
形状を示す模式図である。
【符号の説明】
4 スワールポート 14 基礎円 15 寸法最大部 17 寸法最大部 O ポート軸心

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室内に円周方向の旋回流を生成させ
    るように吸気ポートの軸心がシリンダ軸心方向に対して
    大きく傾斜し、かつ該吸気ポートがシリンダ中心に対し
    てオフセットした状態で燃焼室に開口すると共に、少な
    くとも吸気ポートの下流側におけるポート軸心がシリン
    ダボアの接線方向に指向するエンジンの吸気通路構造で
    あって、上記吸気ポートの開口部分より上流側の断面に
    おけるシリンダ軸心方向の寸法最大部が、ポート軸心に
    対してシリンダボア外周側に設定されていることを特徴
    とするエンジンの吸気通路構造。
  2. 【請求項2】 燃焼室内に円周方向の旋回流を生成させ
    るように吸気ポートの軸心がシリンダ軸心方向に対して
    大きく傾斜し、かつ該吸気ポートがシリンダ中心に対し
    てオフセットした状態で燃焼室に開口すると共に、少な
    くとも吸気ポートの下流側におけるポート軸心がシリン
    ダボアの接線方向に指向するエンジンの吸気通路構造で
    あって、上記吸気ポートの開口部分より上流側の断面内
    において、シリンダ軸心方向と直交する横幅方向の寸法
    最大部がポート軸心に対してシリンダ軸心方向の上方側
    に設定されている請求項1に記載のエンジンの吸気通路
    構造。
  3. 【請求項3】 燃焼室内に円周方向の旋回流を生成させ
    るように吸気ポートの軸心がシリンダ軸心方向に対して
    大きく傾斜し、かつ該吸気ポートがシリンダ中心に対し
    てオフセットした状態で燃焼室に開口すると共に、少な
    くとも吸気ポートの下流側におけるポート軸心がシリン
    ダボアの接線方向に指向するエンジンの吸気通路構造で
    あって、上記吸気ポートの開口部分より上流側の断面形
    状がほぼ2等辺三角形状に形成されて、その2等辺部と
    底辺部とを結ぶ2つの頂部が仮想円に内接していると共
    に、上記2等辺部の間に位置する残りの頂部が、上記仮
    想円の外方側においてシリンダボア外周側でかつシリン
    ダ軸心方向における上方側に位置するように設定されて
    いる請求項1又は請求項2のいずれかに記載のエンジン
    の吸気通路構造。
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