JPH07217495A - 直噴式ディーゼルエンジン - Google Patents

直噴式ディーゼルエンジン

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JPH07217495A
JPH07217495A JP6033170A JP3317094A JPH07217495A JP H07217495 A JPH07217495 A JP H07217495A JP 6033170 A JP6033170 A JP 6033170A JP 3317094 A JP3317094 A JP 3317094A JP H07217495 A JPH07217495 A JP H07217495A
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俊治 益田
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正章 樫本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気ポート等との干渉を避けてグロープラグ
レイアウトの自由度を確保しつつ、グロープラグへの熱
害を防止し、同時に、吸気ポートからの流れがグロープ
ラグと干渉することによるスワール生成への悪影響を防
止する。 【構成】 直噴式ディーゼルエンジンを例えば４弁式で
吸気側をダブルタンジェンシャルポートの斜め配列と
し、グロープラグ９を、吸気側から挿入して、リア側吸
気ポート４の端部側開口部４ａの付近でリア側吸気ポー
ト４の下方に重なるよう配置し、先端を燃焼室凹部に指
向させる。また、リア側吸気ポートの入射角をフロント
側吸気ポートの入射角よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直噴式ディーゼルエンジ
ン、特に、シリンダヘッドの側方から延びてシリンダに
対しスワール生成方向の前側および後側に開口する複数
の吸気ポートを設けるとともに、これら吸気ポートとは
反対側に少なくとも一つの排気ポートを設け、さらに、
燃焼室凹部内に指向するようグロープラグを配置した直
噴式ディーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの体積効率を高める
ためシリンダヘッドに二つの吸気ポートを設けるととも
に、燃焼性改善のため、これら吸気ポートを吸入空気の
流れがシリンダ内で同一方向のスワールを形成するよう
構成したものが従来から知られている。そして、上記の
ように気筒毎に吸気ポートを二つ設けた従来の所謂吸気
２弁のディーゼルエンジンでは、二つの吸気ポートの内
の一方を、スロート部が螺旋状にシリンダボアに入射す
るヘリカルポートとし、もう一方は、スロート部が直線
的にシリンダに入射し、その入射方向がシリンダの接線
方向となるようタンジェンシャル設定のストレートポー
トとしたものが一般的であった。この場合は、吸気ポー
トの一つがヘリカルポートであるためスワール比は高く
なるが、ヘリカルポートの通気抵抗が大きいために体積
効率は低下する。しかし、最近のディーゼルエンジンで
は、燃料噴射系が改善され低スワール比でも燃焼性の確
保が可能となったこともあって、むしろ低スワール比で
高体積効率を追及するという要求が強い。そこで、より
高い体積効率を達成するため、二つの吸気ポートをいず
れもストレートポートとし、かつ、それらをタンジェン
シャル設定として必要なスワール比を確保できるように
したものが提案されている。実開昭６２−１４４号公報
に記載されたものはその一例であって、気筒毎に二つの
吸気ポートを備え、それらが共にタンジェンシャル設定
のストレートポートであり、また、これら吸気ポートは
スワール生成方向の後側に開口する吸気ポートの開口部
が、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートの開
口部よりもシリンダ軸線に直交する面内のクランク軸方
向に対し垂直なシリンダ中心軸に近接し、これら二つの
吸気ポートの各開口部の中心を結ぶ線が前記シリンダ中
心線に対し角度をなす斜め配列で、また、排気ポートも
二つで、それが吸気ポートに対し略平行に配置されて、
これら吸気ポートと排気ポートが所謂千鳥配置となって
いる。
【０００３】また、それとは別に、例えば実開昭６３ー
１５６４２４号公報に記載されているように、ガソリン
エンジンにおいて、空気のみを供給する主吸気ポートと
混合気を供給する副吸気ポートを設け、これら二つの吸
気ポートを同一方向のスワールを形成するストレートポ
ートとし、点火栓を排気ポート側のシリンダヘッド側方
から排気ポートとフロント側の主吸気ポートとの間に配
置したものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、吸気ポート
を二つ設けた吸気２弁のディーゼルエンジン、特に吸・
排気各２弁の４弁式であって、ピストンクラウンに凹部
（キャビティ）を設けシリンダヘッドとピストンクラウ
ンとの間を単一の燃焼室としてその中に燃料を直接噴射
する所謂直噴式ディーゼルエンジンの場合に、始動性改
善のため上記凹部に先端が一部入り込むようグロープラ
グを配置しようとしたとき、二つの吸気ポートがヘリカ
ルあるいはタンジェンシャルのいずれであるか、また、
グロープラグが吸気ポートおよび排気ポートに対しどう
いう位置関係にあるかということが、吸・排気ポートお
よびグロープラグのレイアウトの自由度とか、スワール
強度とか、グロープラグへの熱害等に大きなかかわりを
持つことが明らかとなった。
【０００５】例えば４弁式の直噴式ディーゼルエンジン
におけるグロープラグの配置としては、一つは、グロー
プラグをシリンダヘッド上部から燃焼室凹部に向けて直
立で挿入するというものが考えられ、また、他に、シリ
ンダヘッド側方から斜め横向きに挿入するというものが
考えられるが、グロープラグを直立で挿入する方法は、
シリンダヘッド上部の動弁系と干渉しないようグロープ
ラグを配置しなければならないし、端子部をヘッドカバ
ーの上方まで延ばさなければならなくて、プラグが長大
化し、そのため、実用化に不向きである。また、シリン
ダヘッド側方からグロープラグを挿入する場合には、排
気側から入れる方法と、吸気側から入れる方法の二つが
考えられるが、従来一般には少なくともリア側吸気ポー
トがヘリカルポートであって、つぎのような問題があ
る。
【０００６】まず、グロープラグを排気側から入れる場
合、吸・排気ポートおよびグロープラグの配置は例えば
図５あるいは図６のようなものである。
【０００７】図５は、フロント側吸気ポートがタンジェ
ンシャル設定のストレートポート（タンジェンシャルポ
ート）、リア側吸気ポートがヘリカルポートで、排気側
からグロープラグを挿入した場合の配置図であって、図
において、１はシリンダヘッド、２はシリンダ、３およ
び４はシリンダヘッド１の吸気側端面から延びてシリン
ダ２に対しスワール生成方向の前側および後側に開口す
るフロント側（タンジェンシャルポート）とリア側（ヘ
リカルポート）の二つの吸気ポート、５および６はシリ
ンダヘッド１の排気側端面から延びてシリンダ２に開口
するフロント側とリア側の二つの排気ポートをそれぞれ
示す。３ａ，４ａは各吸気ポート３，４のヘッド側方端
部側開口部、３ｂ，４ｂは各吸気ポート３，４のシリン
ダ内開口部である。また、７はヘッドボルト用メインボ
ス穴、８は同サブボス穴である。また，９はグロープラ
グを示し、１０は排気マニホールド，１２は燃料噴射弁
を示す。この場合は、グロープラグ９が排気マニホール
ド１０に近くなるためグロープラグ９への熱害が問題と
なり、また、タンジェンシャル設定のフロント側吸気ポ
ート３からの吸気の流れがグロープラグ９により阻害さ
れることによるスワールへの悪影響が問題となる。
【０００８】また、図６は、フロント側およびリヤ側の
吸気ポートがいずれもヘリカルポートで、排気側からグ
ロープラグを挿入した場合の配置図である。図におい
て、１はやはりシリンダヘッドであり、２はシリンダ、
３はフロント側吸気ポート（ヘリカルポート）、４はリ
ア側吸気ポート（ヘリカルポート）、３ａ，４ａは各吸
気ポート３，４のヘッド側方端部側開口部、３ｂ，４ｂ
は各吸気ポート３，４のシリンダ内開口部、５および６
はフロント側およびリア側の排気ポート、７はヘッドボ
ルト用メインボス穴、８は同サブボス穴、９はグロープ
ラグ、１０は排気マニホールド，１２は燃料噴射弁を示
す。この場合も、やはり、グロープラグ９が排気マニホ
ールド１０に近くなるためグロープラグ９への熱害が問
題となる。また、やはり、フロント側吸気ポート３から
の吸気の流れがグロープラグ９によって一部阻害される
という問題もある。
【０００９】つぎに、グロープラグを吸気側から入れる
場合の吸・排気ポートおよびグロープラグの配置は例え
ば図７あるいは図８のようなものである。
【００１０】このうち、図７は、フロント側吸気ポート
がタンジェンシャル設定のストレートポート（タンジェ
ンシャルポート）、リア側吸気ポートがヘリカルポート
で、吸気側からグロープラグを挿入した場合の配置図で
あって、図において、やはり、１はシリンダヘッド、２
はシリンダ、３および４はフロント側（タンジェンシャ
ルポート）とリア側（ヘリカルポート）の吸気ポート、
３ａ，４ａは各吸気ポート３，４のヘッド側方端部側開
口部、３ｂ，４ｂは各吸気ポート３，４のシリンダ内開
口部、５および６はフロント側およびリア側の排気ポー
ト、７はメインボス穴、８はサブボス穴，９はグロープ
ラグ，１２は燃料噴射弁を示す。この場合、リア吸気ポ
ート４がヘリカルポートであることはポート間の吸気干
渉を避けるのに比較的有利であるが、ヘリカルポートの
場合はその設計上、縦（図の面に対し垂直方向）に長い
形状となるのが普通であるため、リア側吸気ポート４と
グロープラグ９とが干渉しやすく、レイアウトの自由度
が小さいといった問題があり、また、リア側吸気ポート
４はヘリカルポートで開口部全周から一様に吸気が流入
するが、そのリア側吸気ポート４からの吸気の流れがグ
ロープラグ９によって一部阻害されるという問題があ
る。
【００１１】また、図８は、フロント側およびリヤ側の
吸気ポートがいずれもヘリカルポートで、吸気側からグ
ロープラグを挿入した場合の配置図である。図におい
て、１はやはりシリンダヘッドであり、２はシリンダ、
３はフロント側吸気ポート（ヘリカルポート）、４はリ
ア側吸気ポート（ヘリカルポート）、３ａ，４ａは各吸
気ポート３，４のヘッド側方端部側開口部、５および６
はフロント側およびリア側の排気ポート、７はメインボ
ス穴、８はサブボス穴、９はグロープラグ，１２は燃料
噴射弁を示す。この場合も、やはり、リア側吸気ポート
４がヘリカルポートであることによって、リア側吸気ポ
ート４とグロープラグ９とが干渉しやすく、レイアウト
の自由度が小さいといった問題があり、また、リア側吸
気ポート４からの吸気の流れがグロープラグ９によって
一部阻害されるという問題がある。
【００１２】また、直噴式ディーゼルエンジンにおいて
二つの吸気ポートをいずれもタンジェンシャル設定のス
トレートポートとする（所謂ダブルタンジェンシャルポ
ート）場合も考えられる。このように直噴式ディーゼル
エンジンの吸気ポートをダブルタンジェンシャルポート
とし、しかもグロープラグを用いたという例はあまりな
いが、この場合でもグロープラグをどの位置に配置する
かで、レイアウトの自由度，スワール強度，グロープラ
グへの熱害等への影響が異なることが予想される。例え
ば、上記実開昭６３ー１５６４２４号公報における点火
栓の配置を応用する形でダブルタンジェンシャルポート
の直噴式ディーゼルエンジンにおいて排気側のシリンダ
ヘッド側方からグロープラグを挿入した場合は、フロン
ト側吸気ポートのみがタンジェンシャルポートでリア側
吸気ポートがヘリカルポートである場合と同様でグロー
プラグが排気マニホールドに近くなってグロープラグへ
の熱害が問題となり、また、タンジェンシャル設定のフ
ロント側吸気ポートからの吸気の流れがグロープラグに
より阻害されることによるスワールへの悪影響が問題と
なることが明らかである。また、吸気側からグロープラ
グを挿入することも考えられるが、その場合の問題点等
については解明されていない部分が多く実現可能性およ
び有効性が不明であった。
【００１３】本発明は、直噴式ディーゼルエンジンで、
吸気ポートを複数配置し、かつ、グロープラグを配置す
る場合の上記問題点を解決するためのものであって、グ
ロープラグを長大化させることなく、また、吸気ポート
等との干渉を避けてグロープラグレイアウトの自由度を
確保しつつ、グロープラグへの熱害を防止し、同時に、
吸気ポートからの吸気の流れがグロープラグと干渉する
ことによるスワール生成への悪影響の防止することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、複数の吸気
ポートを有する直噴式ディーゼルエンジンにおいてグロ
ープラグを配置する場合の上記問題点を踏まえ、実現可
能性の高い方法として、少なくともリア側吸気ポートを
タンジェンシャルポートとし、かつ、グロープラグを吸
気側から挿入する方法に着目した。そして、このように
リア側吸気ポートをタンジェンシャルポートとし、グロ
ープラグを吸気側から挿入する方法によれば、タンジェ
ンシャルポートの場合はシリンダ内開口部に近い部分の
角度が重要であってもヘッド側方側の途中経路について
はレイアウトの自由度が大きいことから、吸気側から挿
入したグロープラグを吸気ポートとの干渉を避けるよう
レイアウトを変更することが可能であり、また、このよ
うにグロープラグを吸気側から挿入してタンジェンシャ
ルのリヤ側吸気ポートと排気ポートとの間に配置するこ
とにより、吸気の流れが阻害されるのを防止することが
できるとともに、グロープラグへの熱害を防止すること
ができ、グロープラグの長大化を避けることもできるこ
とを明らかにした。本発明はこのような知見に基づいて
なされたものである。
【００１５】すなわち、本発明に係る直噴式ディーゼル
エンジンは、シリンダヘッドに、該シリンダヘッドの側
方から延びてシリンダに対しスワール生成方向の前側お
よび後側に開口するフロント側およびリア側の複数の吸
気ポートと、該シリンダヘッドの前記吸気ポートとは反
対の側から延びシリンダ軸線に直交する面内のクランク
軸方向に対し垂直なシリンダ中心線に対し前記吸気ポー
トと反対の側で前記シリンダに開口する少なくとも一つ
の排気ポートを設けるとともに、燃焼室凹部内に指向す
るようグロープラグを配置するものであり、好ましく
は、リア側吸気ポートの前記シリンダへの開口部がフロ
ント側吸気ポートの前記シリンダへの開口部よりも前記
シリンダ中心線に近接し、これら複数の吸気ポートの各
開口部の中心を結ぶ線が前記シリンダ中心線に対し角度
をなすよう、吸気ポートを斜めに配列したものであっ
て、前記複数の吸気ポートの内の少なくともリア側吸気
ポート、好ましくはフロント側およびリア側の両吸気ポ
ートを、前記シリンダに対しスロート部が直線的に、か
つ、シリンダ軸線に直交する面内で略接線方向に入射す
るタンジェンシャルポートとし、前記グロープラグを吸
気ポート側のシリンダヘッド側方から前記リア側吸気ポ
ートと前記排気ポートとの間に挿入する配置としたこと
を特徴とする。
【００１６】上記構成において、前記グロープラグは、
例えばシリンダ軸線の方向から見て前記リア側吸気ポー
トと重なるよう該リア側吸気ポートの下方に配置するこ
とができる。また、複数の吸気ポートは、前記シリンダ
ヘッドの側方端部における前記フロント側吸気ポートお
よび前記リア側吸気ポートの開口部を、前記リア側吸気
ポートの開口部が前記フロント側吸気ポートの開口部よ
りもシリンダ軸線の方向から見て上方に位置する設定と
することができ、その場合に、前記リア側吸気ポートの
端部側開口部の付近で該リア側吸気ポートの下方にでき
るデッドスペースを利用してグロープラグを配置するよ
うにできる。
【００１７】本発明の直噴式デーゼルエンジンは、特
に、フロント側およびリア側の両吸気ポートを、前記シ
リンダに対しスロート部が直線的に、かつ、シリンダ軸
線に直交する面内で略接線方向に入射するよう所謂ダブ
ルタンジェンシャルポートとしたものにおいて、前記シ
リンダヘッドの側方端部における前記フロント側吸気ポ
ートおよび前記リア側吸気ポートの開口部を、前記リア
側吸気ポートの開口部が前記フロント側吸気ポートの開
口部よりもシリンダ軸線の方向から見て上方に位置する
設定として、グロープラグを前記リア側吸気ポートの端
部側開口部の付近で該リア側吸気ポートと重なるよう該
リア側吸気ポートの下方に配置し、さらに、前記リア側
吸気ポートのシリンダ軸線に直交する面に対する入射角
を前記フロント側吸気ポートのシリンダ軸線に直交する
面に対する入射角よりも大きくしたものとするのが有利
である。
【００１８】
【作用】本発明の請求項１に係る直噴式ディーゼルエン
ジンによれば、シリンダヘッドに、該シリンダヘッドの
側方から延びてシリンダに対しスワール生成方向の前側
および後側に開口するフロント側およびリア側の複数の
吸気ポートと、該シリンダヘッドの前記吸気ポートとは
反対の側から延びシリンダ軸線に直交する面内のクラン
ク軸方向に対し垂直なシリンダ中心線に対し前記吸気ポ
ートと反対の側で前記シリンダに開口する少なくとも一
つの排気ポートを設けるとともに、燃焼室凹部内に指向
するようグロープラグを配置し、前記複数の吸気ポート
の内の少なくともリア側吸気ポートを、前記シリンダに
対しスロート部が直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交
する面内で略接線方向に入射するタンジェンシャルポー
トとし、前記グロープラグを吸気ポート側のシリンダヘ
ッド側方から前記リア側吸気ポートと前記排気ポートと
の間に挿入する配置としたことにより、吸気ポートとグ
ロープラグとの干渉を回避してグロープラグレイアウト
の自由度を高めつことが可能となり、また、グロープラ
グが排気マニホールドから遠くなって熱害が回避され、
また、グロープラグと吸気ポートからの吸気の流れとの
干渉が回避されスワールが確保される。また、このよう
にグロープラグが吸気側から挿入されることによって、
シリンダヘッドにおける排気側ウオータジャケット内の
冷却水の流れがグロープラグにより阻害され冷却性能が
悪化するのが防止される。
【００１９】また、本発明の請求項２に係る直噴式ディ
ーゼルエンジンによれば、前記吸気ポートを、リア側吸
気ポートの前記シリンダへの開口部がフロント側吸気ポ
ートの前記シリンダへの開口部よりも前記シリンダ中心
線に近接し、これら複数の吸気ポートの各開口部の中心
を結ぶ線が前記シリンダ中心線に対し角度をなすよう、
斜めに配列することにより、グロープラグレイアウトの
自由度が大きくなる。
【００２０】また、本発明の請求項３に係る直噴式ディ
ーゼルエンジンによれば、前記グロープラグをシリンダ
軸線の方向から見て前記リア側吸気ポートと重なるよう
該リア側吸気ポートの下方に配置することにより、吸気
ポートおよびグロープラグのコンパクトな配置が可能と
なり、吸気ポートにより保護してグロープラグの信頼性
を高めることができる。
【００２１】また、本発明の請求項４および５に係る直
噴式ディーゼルエンジンによれば、前記シリンダヘッド
の側方端部における前記フロント側吸気ポートおよび前
記リア側吸気ポートの開口部を、前記リア側吸気ポート
の開口部が前記フロント側吸気ポートの開口部よりもシ
リンダ軸線の方向から見て上方に位置する設定とするこ
とによって、リア側吸気ポートのシリンダ内開口部に近
い部分の角度を変えなくても該リア側吸気ポートの下方
にグロープラグを配置するためのスペースを確保するこ
とができ、例えばグロープラグを前記リア側吸気ポート
の端部側開口部の付近で該リア側吸気ポートの下方に配
置することにより、スワール生成に悪影響を及ぼさない
コンパクトなグロープラグレイアウトが可能となる。
【００２２】また、本発明の請求項６に係る直噴式ディ
ーゼルエンジンによれば、フロント側吸気ポートおよび
リア側吸気ポートが、いずれも前記シリンダに対しスロ
ート部が直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する面内
で略接線方向に入射するタンジェンシャルポートである
ことによって、リア側吸気ポートとの干渉による制約が
ヘリカルポートの場合よりも少なくなってコンパクトな
グロープラグレイアウトが可能となり、しかも、ダブル
タンジェンシャルによって一層の高体積効率と強スワー
ルが確保される。
【００２３】また、本発明の請求項７に係る直噴式ディ
ーゼルエンジンによれば、フロント側吸気ポートおよび
リア側吸気ポートが、いずれも前記シリンダに対しスロ
ート部が直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する面内
で略接線方向に入射するタンジェンシャルポートである
ことによって、コンパクトなグロープラグレイアウトが
可能で、高体積効率および強スワールが確保されるのに
加え、前記シリンダヘッドの側方端部における前記フロ
ント側吸気ポートおよび前記リア側吸気ポートの開口部
を、前記リア側吸気ポートの開口部が前記フロント側吸
気ポートの開口部よりもシリンダ軸線の方向から見て上
方に位置する設定とし、グロープラグを前記リア側吸気
ポートの端部側開口部の付近で該リア側吸気ポートと重
なるよう該リア側吸気ポートの下方に配置することによ
って、スワール生成に悪影響を及ぼさないコンパクトな
グロープラグレイアウトが一層容易となり、また、前記
リア側吸気ポートのシリンダ軸線に直交する面に対する
入射角を前記フロント側吸気ポートのシリンダ軸線に直
交する面に対する入射角よりも大きくすることによっ
て、リア側吸気ポートからの吸気流は主流方向がフロン
ト側吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下向き
となるとともに、弁軸方向の慣性力が大きくなって弁通
過時の広がりが小さくなり、その結果、フロント側およ
びリア側の吸気ポートからの吸気流が干渉し合うことが
少なくなり、リア側からの吸気流がフロント側の吸気弁
に衝突する割合も少なくなって、スワールが一層強化さ
れ、また、体積効率が一層向上する。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００２５】図１および図２は本発明の一実施例の直噴
式ディーゼルエンジンにおけるシリンダヘッドの吸・排
気ポートおよびグロープラグの配置を示す模式平面図お
よび模式正面図、図３は同実施例におけるシリンダヘッ
ドの上部構造を示す部分平面図、図４は同実施例のおけ
るシリンダヘッドを吸気側から見た部分側面図である。
【００２６】図１および図２において、１はシリンダヘ
ッド，２はシリンダを示す。この実施例の直噴式ディー
ゼルエンジンは直列多気筒であって、シリンダヘッド１
には、各気筒について、吸気側端面から延びてシリンダ
２に対しスワール生成方向の前側および後側に開口する
フロント側とリア側の二つの吸気ポート３，４と、排気
側端面から延びてシリンダ２に開口するフロント側とリ
ア側の二つの排気ポート５，６が形成されている。図に
おいて、３ａ，４ａは各吸気ポート３，４のヘッド側方
端部側開口部であり、３ｂ，４ｂは各吸気ポート３，４
のシリンダ内開口部である。また、７はヘッドボルト用
メインボス穴、８は同サブボス穴である。これらメイン
ボス穴７およびサブボス穴８は、シリンダヘッド１をシ
リンダ２に連結するためのシリンダヘッドボルト（図示
せず）を通すもので、メインボス穴７は吸気側と排気側
に一列に配置されたものが各気筒に対してシリンダ２の
周囲に四つずつで、隣接する気筒間の二つを左右気筒で
共用する形に並び、サブボス８は吸気側と排気側にやは
り一列に配置されたものが各気筒について二つずつ、シ
リンダ中心線上に並ぶ。そして、このうち、各気筒に対
する四つのメインボス７は、それぞれの気筒について、
シリンダ２の中心からの距離が略均一で、相互の間隔が
略等間隔となるよう配置されている。また、９はグロー
プラグ、１１はシリンダヘッド１のグロープラグ挿入
穴，１２は燃料噴射弁を示す。
【００２７】フロント側吸気ポート３およびリヤ側吸気
ポート４は、いずれも、タンジェンシャル設定のストレ
ートポート、すなわち、シリンダ２に対しスロート部が
直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する面（図１およ
び図３の面）内で略接線方向に入射するものであって、
リヤ側吸気ポート４のシリンダ内開口部４ｂがフロント
側吸気ポート３のシリンダ内開口部３ｂよりもシリンダ
軸線に直交する上記面内のクランク軸方向に対し垂直な
シリンダ中心線（図１および図３においてサブボス穴
８，８の中心を通る線）に近接し、これら二つの吸気ポ
ート３，４の各開口部の中心を結ぶ線が上記中心線に対
し所定の角度をなす斜め配列とされている。また、フロ
ント側およびリア側の両吸気ポート３，４は、リア側吸
気ポート４のヘッド側方端部側開口部４ａがフロント側
吸気ポートの端部側開口部３ａよりもシリンダ軸線の方
向から見て上方に位置する設定とされ、また、リア側吸
気ポート４のシリンダ軸線に直交する面に対する入射角
がフロント側吸気ポート３のそれよりも大きくされてい
る。また、グロープラグ９は、リア側吸気ポート４の端
部側開口部４ａの付近でリア側吸気ポート４の下方に重
なるよう形成されたグロープラグ挿入穴１１に挿入さ
れ、先端が図示しないピストンクラウンの燃焼室凹部に
指向するよう配置されている。
【００２８】また、二つの排気ポート５，６は、シリン
ダ２への開口部の中心を結ぶ線が前記二つの吸気ポート
の開口部の中心を結ぶ線と略平行となる配置とされてい
る。
【００２９】また、シリンダヘッド２の上部には各吸気
ポート３，４および各排気ポート５，６を開閉する吸気
弁１３Ａ，１３Ｂおよび排気弁１４Ａ，１４Ｂが設けら
れている。これら吸気弁１３Ａ，１３Ｂおよび排気弁１
４Ａ，１４Ｂを駆動する動弁系は、ＳＯＨＣ式であっ
て、シリンダヘッド１の上部吸気側に配置された１本の
カム軸１５と、このカム軸１５に設けられた吸気カム１
６および排気カム１７により揺動駆動される吸気側と排
気側の二つのロッカーアーム１８，１９と、これらロッ
カーアーム１８，１９により押圧駆動されて二つの吸気
弁１３Ａ，１３Ｂおよび二つの排気弁１４Ａ，１４Ｂを
それぞれ同時に駆動する吸気側および排気側の二つのク
ロスヘッド２０，２１とからなっている。
【００３０】この実施例においては、リア側吸気ポート
４がタンジェンシャルポートであり、グロープラグ９が
吸気側からリア側吸気ポート４とフロント側排気ポート
５との間に挿入されたことにより、グロープラグ９の熱
害が回避されるとともに、グロープラグ９により吸気ポ
ート３，４からの吸気の流れが阻害されることがなくて
スワールが確保され、また、グロープラグ９が吸気側か
ら挿入されたことによって、シリンダヘッド１における
排気側ウオータジャケット（図示せず）内の冷却水の流
れが良くなり冷却性能が確保される。また、この実施例
では、上記のようにグロープラグ９がリア側吸気ポート
４の下方に配置されことにより、吸気ポート３，４およ
びグロープラグ９がコンパクトな配置となりまた、グロ
ープラグ９の信頼性も高まる。また、この実施例によれ
ば、ダブルタンジェンシャルポートであることによって
コンパクトなグロープラグレイアウトが可能で、高体積
効率および強スワールが確保され、また、リア側吸気ポ
ート４の入射角がフロント側吸気ポート３の入射角より
も大きいことによって、スワールが一層強化され、ま
た、体積効率が一層向上する。
【００３１】なお、上記実施例においては、二つの吸気
ポートがいずれもタンジェンシャルポートであるものを
説明したが、フロント側吸気ポートの方はヘリカルポー
トであってもよい。
【００３２】また、上記実施例においては、吸・排気ポ
ートが所謂千鳥角配置であるものを説明したが、本発明
は吸気ポートおよび排気ポートが所謂パラレル配置であ
る場合にも適用できる。
【００３３】また、上記実施例においては、リア側吸気
ポートの入射角をフロント側吸気ポートの入射角よりも
大きくしたものを説明したが、リア側の入射角とフロン
ト側の入射角とを同じにすることもでき、また、フロン
ト側の入射角をリア側の入射角よりも大きくすることも
できる。
【００３４】また、上記実施例においては、吸気ポート
が二つで排気ポートが二つの場合を説明したが、吸気ポ
ートは三つあるいはそれ以上であってよく、排気ポート
は少なくとも一つであればよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明は以上にように構成されているの
で、シリンダヘッドに、該シリンダヘッドの側方から延
びてシリンダに対しスワール生成方向の前側および後側
に開口するフロント側およびリア側の複数の吸気ポート
と、該シリンダヘッドの前記吸気ポートとは反対の側か
ら延びシリンダ軸線に直交する面内のクランク軸方向に
対し垂直なシリンダ中心線に対し前記吸気ポートと反対
の側で前記シリンダに開口する少なくとも一つの排気ポ
ートを設けるとともに、燃焼室凹部内に指向するようグ
ロープラグを配置し、前記複数の吸気ポートの内の少な
くともリア側吸気ポートを、前記シリンダに対しスロー
ト部が直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する面内で
略接線方向に入射するタンジェンシャルポートとし、前
記グロープラグを吸気ポート側のシリンダヘッド側方か
ら前記リア側吸気ポートと前記排気ポートとの間に挿入
する配置としたことにより、吸気ポートとグロープラグ
との干渉を防いでグロープラグレイアウトの自由度を高
めることができるとともに、グロープラグへの熱害を回
避することができ、また、グロープラグと吸気ポートか
らの吸気の流れとの干渉を回避してスワールを確保し燃
焼安定性を向上させることができる。また、排気側ウオ
ータジャケット内の冷却水の流れがグロープラグにより
阻害されるのを防いで冷却性能を向上させることができ
る。
【００３６】また、本発明によれば、前記吸気ポート
を、リア側吸気ポートの前記シリンダへの開口部がフロ
ント側吸気ポートの前記シリンダへの開口部よりも前記
シリンダ中心線に近接し、これら複数の吸気ポートの各
開口部の中心を結ぶ線が前記シリンダ中心線に対し角度
をなすよう、斜めに配列することによって、グロープラ
グレイアウトの自由度を一層大きくすることができる。
【００３７】また、本発明によれば、前記グロープラグ
をシリンダ軸線の方向から見て前記リア側吸気ポートと
重なるよう該リア側吸気ポートの下方に配置することに
より、吸気ポートおよびグロープラグをコンパクトに配
置することができ、また、グロープラグの信頼性を高め
ることができる。
【００３８】また、本発明によれば、前記シリンダヘッ
ドの側方端部における前記フロント側吸気ポートおよび
前記リア側吸気ポートの開口部を、前記リア側吸気ポー
トの開口部が前記フロント側吸気ポートの開口部よりも
シリンダ軸線の方向から見て上方に位置する設定とする
ことによって、リア側吸気ポートのシリンダ内開口部に
近い部分の角度を変えなくても該リア側吸気ポートの下
方にグロープラグを配置するためのスペースを確保する
ことができ、また、グロープラグを前記リア側吸気ポー
トの端部側開口部の付近で該リア側吸気ポートの下方に
配置することによって、スワール生成に悪影響を及ぼさ
ないでコンパクトにグロープラグを配置することができ
る。
【００３９】また、本発明によれば、特に、フロント側
吸気ポートおよびリア側吸気ポートが、いずれも前記シ
リンダに対しスロート部が直線的に、かつ、シリンダ軸
線に直交する面内で略接線方向に入射するタンジェンシ
ャルポートである場合に、コンパクトなグロープラグレ
イアウトを一層容易なものとすることができ、また、特
に、ダブルタンジェンシャルである場合に、一層の高体
積効率と強スワールを実現することができる。
【００４０】また、本発明の特に請求項７に係る直噴式
ディーゼルエンジンによれば、フロント側吸気ポートお
よびリア側吸気ポートを、いずれも前記シリンダに対し
スロート部が直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する
面内で略接線方向に入射するタンジェンシャルポートと
することによって、コンパクトなグロープラグレイアウ
トを可能し、高体積効率および強スワールを確保するこ
とができるのに加えて、前記シリンダヘッドの側方端部
における前記フロント側吸気ポートおよび前記リア側吸
気ポートの開口部を、前記リア側吸気ポートの開口部が
前記フロント側吸気ポートの開口部よりもシリンダ軸線
の方向から見て上方に位置する設定とし、グロープラグ
を前記リア側吸気ポートの端部側開口部の付近で該リア
側吸気ポートの下方に配置することによって、スワール
生成に悪影響を及ぼさないコンパクトなグロープラグレ
イアウトを一層容易なものとすることができ、また、前
記リア側吸気ポートのシリンダ軸線に直交する面に対す
る入射角を前記フロント側吸気ポートのシリンダ軸線に
直交する面に対する入射角よりも大きくすることによっ
て、スワールを一層強化し、また、体積効率を一層向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるシリンダヘッドの吸
・排気ポートおよびグロープラグの配置を示す模式平面
図
【図２】本発明の一実施例におけるシリンダヘッドの吸
・排気ポートおよびグロープラグの配置を示す模式正面
図
【図３】本発明の一実施例におけるシリンダヘッドの上
部構造を示す部分平面図
【図４】本発明の一実施例におけるシリンダヘッドを吸
気側から見た部分側面図
【図５】従来の吸・排気ポートおよびグロープラグの配
置の第１の例を示す模式図
【図６】従来の吸・排気ポートおよびグロープラグの配
置の第２の例を示す模式図
【図７】従来の吸・排気ポートおよびグロープラグの配
置の第３の例を示す模式図
【図８】従来の吸・排気ポートおよびグロープラグの配
置の第４の例を示す模式図
【符号の説明】
１ シリンダヘッド ２ シリンダ ３ フロント側吸気ポート ３ａ ヘッド側方端部側開口部 ３ｂ シリンダ内開口部 ４ リア側吸気ポート ４ａ ヘッド側方端部側開口部 ４ｂ シリンダ側開口部 ９ グロープラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 19/00 Ａ (72)発明者 柴川 学 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダヘッドに、該シリンダヘッドの
    側方から延びてシリンダに対しスワール生成方向の前側
    および後側に開口するフロント側およびリア側の複数の
    吸気ポートと、該シリンダヘッドの前記吸気ポートとは
    反対の側から延びシリンダ軸線に直交する面内のクラン
    ク軸方向に対し垂直なシリンダ中心線に対し前記吸気ポ
    ートと反対の側で前記シリンダに開口する少なくとも一
    つの排気ポートを設けるとともに、燃焼室凹部内に指向
    するようグロープラグを配置する直噴式ディーゼルエン
    ジンにおいて、前記複数の吸気ポートの内の少なくとも
    リア側吸気ポートを、前記シリンダに対しスロート部が
    直線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する面内で略接線
    方向に入射するタンジェンシャルポートとし、前記グロ
    ープラグを吸気ポート側のシリンダヘッド側方から前記
    リア側吸気ポートと前記排気ポートとの間に挿入する配
    置としたことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジン。
  2. 【請求項２】 前記吸気ポートは、リア側吸気ポートの
    前記シリンダへの開口部がフロント側吸気ポートの前記
    シリンダへの開口部よりも前記シリンダ中心線に近接
    し、これら複数の吸気ポートの各開口部の中心を結ぶ線
    が前記シリンダ中心線に対し角度をなすよう、斜めに配
    列したものである請求項１記載の直噴式ディーゼルエン
    ジン。
  3. 【請求項３】 前記グロープラグは、シリンダ軸線の方
    向から見て前記リア側吸気ポートと重なるよう該リア側
    吸気ポートの下方に配置したものである請求項１または
    ２記載の直噴式ディーゼルエンジン。
  4. 【請求項４】 前記シリンダヘッドの側方端部における
    前記フロント側吸気ポートおよび前記リア側吸気ポート
    の開口部を、前記リア側吸気ポートの開口部が前記フロ
    ント側吸気ポートの開口部よりもシリンダ軸線の方向か
    ら見て上方に位置する設定とした請求項１または２記載
    の直噴式ディーゼルエンジン。
  5. 【請求項５】 グロープラグを前記リア側吸気ポートの
    端部側開口部の付近で該リア側吸気ポートの下方に配置
    した請求項４記載の直噴式ディーゼルエンジン。
  6. 【請求項６】 フロント側吸気ポートおよびリア側吸気
    ポートを、いずれも前記シリンダに対しスロート部が直
    線的に、かつ、シリンダ軸線に直交する面内で略接線方
    向に入射するタンジェンシャルポートとした請求項１記
    載の直噴式ディーゼルエンジン。
  7. 【請求項７】 前記シリンダヘッドの側方端部における
    前記フロント側吸気ポートおよび前記リア側吸気ポート
    の開口部を、前記リア側吸気ポートの開口部が前記フロ
    ント側吸気ポートの開口部よりもシリンダ軸線の方向か
    ら見て上方に位置する設定として、グロープラグを前記
    リア側吸気ポートの端部側開口部の付近で該リア側吸気
    ポートと重なるよう該リア側吸気ポートの下方に配置す
    るとともに、前記リア側吸気ポートのシリンダ軸線に直
    交する面に対する入射角を前記フロント側吸気ポートの
    シリンダ軸線に直交する面に対する入射角よりも大きく
    した請求項６記載の直噴式ディーゼルエンジン。
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