JPH0752335Y2 - ディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置Info
- Publication number
- JPH0752335Y2 JPH0752335Y2 JP9148289U JP9148289U JPH0752335Y2 JP H0752335 Y2 JPH0752335 Y2 JP H0752335Y2 JP 9148289 U JP9148289 U JP 9148289U JP 9148289 U JP9148289 U JP 9148289U JP H0752335 Y2 JPH0752335 Y2 JP H0752335Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- intake
- port
- intake port
- helical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置
に関する。
に関する。
（従来の技術） 直接噴射式ディーゼルエンジンの場合、噴射された燃料
と空気との混合を促進し、良好な燃焼を行なうためにス
ワール（吸入渦流）が利用されているが、吸気ポートは
スワールの生成上、重要な役割を有している。スワール
は吸気行程を通じてシリンダ軸回りに発生する旋回空気
流で、圧縮行程において幾分減衰しながらも残存して、
燃焼時の混合気形成を促進する。
と空気との混合を促進し、良好な燃焼を行なうためにス
ワール（吸入渦流）が利用されているが、吸気ポートは
スワールの生成上、重要な役割を有している。スワール
は吸気行程を通じてシリンダ軸回りに発生する旋回空気
流で、圧縮行程において幾分減衰しながらも残存して、
燃焼時の混合気形成を促進する。
スワールを発生させる方法としては大別して、ヘルカル
ポート（スパイラルポート）、ダイレクショナルポート
（タンジェンシャルポート）等の吸気ポート自体の形状
で発生させる方法と、シュラウド付き吸気弁、スワール
プレート等の吸気ポートの一部を遮蔽する方法とがある
が、特にヘリカルポートが広く普及している。
ポート（スパイラルポート）、ダイレクショナルポート
（タンジェンシャルポート）等の吸気ポート自体の形状
で発生させる方法と、シュラウド付き吸気弁、スワール
プレート等の吸気ポートの一部を遮蔽する方法とがある
が、特にヘリカルポートが広く普及している。
ヘリカルポートは、第４及び第５図に示すように、吸気
ポート１の下流端末部即ち、吸気弁座の直上流部1bを渦
巻状に形成し、吸気が当該部分を通過する際に、吸気弁
２の軸回りの旋回流を生成するようにしてある。このヘ
ルカルタイプの吸気ポート１は、スワール比（吸入空気
旋回速度とエンジン回転速度との比）を比較的高い値を
得るのに適している。
ポート１の下流端末部即ち、吸気弁座の直上流部1bを渦
巻状に形成し、吸気が当該部分を通過する際に、吸気弁
２の軸回りの旋回流を生成するようにしてある。このヘ
ルカルタイプの吸気ポート１は、スワール比（吸入空気
旋回速度とエンジン回転速度との比）を比較的高い値を
得るのに適している。
このヘルカルポートは、スワール流れを形成するために
極めて重要であり、渦室の断面形状の決め方は、ポート
内の空気流が、角運動量が保存されながら流れて行くよ
うな流れ方とすることが必要である。
極めて重要であり、渦室の断面形状の決め方は、ポート
内の空気流が、角運動量が保存されながら流れて行くよ
うな流れ方とすることが必要である。
本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、低バルブリ
フトから高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上さ
せることが可能なディーゼルエンジンの吸気ポートの制
御装置を提供することを目的とする。
フトから高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上さ
せることが可能なディーゼルエンジンの吸気ポートの制
御装置を提供することを目的とする。
（課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によれば、直接噴射式
ディーゼルエンジンのヘリカルポートタイプの吸気ポー
トのヘリカル部に配設されて当該ヘリカル部の断面積を
可変するプレートと、吸気弁と同期して前記プレート駆
動し、当該吸気弁のバルブリフトに応じて前記ヘリカル
部の断面積を変化させる駆動機構とを備えた構成とした
ものである。
ディーゼルエンジンのヘリカルポートタイプの吸気ポー
トのヘリカル部に配設されて当該ヘリカル部の断面積を
可変するプレートと、吸気弁と同期して前記プレート駆
動し、当該吸気弁のバルブリフトに応じて前記ヘリカル
部の断面積を変化させる駆動機構とを備えた構成とした
ものである。
（作用） 駆動機構は、吸気弁と同期して作動し、当該吸気弁の開
弁即ち、バルブリフトに応じて吸気ポートのヘリカル部
のプレートを駆動する。これによヘリカル部の断面積が
バルブリフトに応じて変化し、各バルブリフトで空気の
流出角を一定にすることが可能となり、低バルブリフト
から高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上させる
ことが可能となる。
弁即ち、バルブリフトに応じて吸気ポートのヘリカル部
のプレートを駆動する。これによヘリカル部の断面積が
バルブリフトに応じて変化し、各バルブリフトで空気の
流出角を一定にすることが可能となり、低バルブリフト
から高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上させる
ことが可能となる。
（実施例） 以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
先ず、本考案のヘリカルタイプの吸気ポートの形状につ
いて説明する。第１図及び第２図において、ディーゼル
エンジンの吸気ポート１は、ポートスロート部1aから下
流端末部即ち、吸気弁座の直上流のバルブ出口部1bに亘
り渦巻き状に形成されたヘリカルポートとされている。
いて説明する。第１図及び第２図において、ディーゼル
エンジンの吸気ポート１は、ポートスロート部1aから下
流端末部即ち、吸気弁座の直上流のバルブ出口部1bに亘
り渦巻き状に形成されたヘリカルポートとされている。
いま、吸気ポート１のポートスロート部1aにおける断面
積をAth、当該断面位置を通過する空気流の速度をc0、
空気密度をρ０、吸気弁２の中心Ｏからポートスロート
部1aの中心までの距離をr0とする。更に、ポートスロー
ト部1aに流れ込む空気流の流入角をα０とする。
積をAth、当該断面位置を通過する空気流の速度をc0、
空気密度をρ０、吸気弁２の中心Ｏからポートスロート
部1aの中心までの距離をr0とする。更に、ポートスロー
ト部1aに流れ込む空気流の流入角をα０とする。
また、吸気弁２の最高リフト時におけるバルブシート３
と吸気弁２のシート当たり面2aとの距離をｌ、吸気弁２
の軸2bの中心からバルブシート３の角部から吸気弁２の
当り面2aに下した垂線Ｙの中点Ｐまでの距離をr1、バル
ブ出口部1bにおけるスワール生成に関与する空気の流速
をc1、密度をρ１、空気の流出角をαとする。この流出
角αは、中点Ｐにおいてシート当り面2aとバルブ３の面
とに平行な直線Ｘに対してなす角である。
と吸気弁２のシート当たり面2aとの距離をｌ、吸気弁２
の軸2bの中心からバルブシート３の角部から吸気弁２の
当り面2aに下した垂線Ｙの中点Ｐまでの距離をr1、バル
ブ出口部1bにおけるスワール生成に関与する空気の流速
をc1、密度をρ１、空気の流出角をαとする。この流出
角αは、中点Ｐにおいてシート当り面2aとバルブ３の面
とに平行な直線Ｘに対してなす角である。
この吸気ポート１において、ポートスロート部1aとバル
ブ出口1bまでの空気流の連続の条件から次式が成立す
る。
ブ出口1bまでの空気流の連続の条件から次式が成立す
る。
ρ０ c0 Ath＝２πｌr1 ρ１ c1 cos α……（１）
また、自由渦の条件から、次式が成立する。
また、自由渦の条件から、次式が成立する。
c0 r0 cos α０＝c1 r1 sin α ……（２） そこで、これらの式（１）、（２）において、α０≒
０、ρ０／ρ１≒１とおいて整理すると。
０、ρ０／ρ１≒１とおいて整理すると。
tan α＝２πｌr0／Ath ……（３） を得る。
従って、当該吸気ポート１の任意位置における断面積Ａ
においては、 tan α＝２πlr/A ……（４） となり、 Ａ＝２πlr/tan α ……（５） を得る。
においては、 tan α＝２πlr/A ……（４） となり、 Ａ＝２πlr/tan α ……（５） を得る。
いま、吸気弁２からの流出角α＝constとすると、式
（５）は、 Ａ＝Ｋ・lr（但し、Ｋ＝２π/tan α） ……（６） となる。
（５）は、 Ａ＝Ｋ・lr（但し、Ｋ＝２π/tan α） ……（６） となる。
そこで、吸気ポート１の或る距離ｒの位置における断面
積（渦流室断面積）Ａを、上式（６）で示すように吸気
弁２のバルブリフトｌに比例するように設定する。即
ち、吸気弁２のバルブリフトｌに応じて吸気ポート１の
断面積Ａを変化させる。こうすることにより、各バルブ
リフトで流出角αを一定にすることができ、低バルブリ
フトから高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上す
ることが可能となる。
積（渦流室断面積）Ａを、上式（６）で示すように吸気
弁２のバルブリフトｌに比例するように設定する。即
ち、吸気弁２のバルブリフトｌに応じて吸気ポート１の
断面積Ａを変化させる。こうすることにより、各バルブ
リフトで流出角αを一定にすることができ、低バルブリ
フトから高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上す
ることが可能となる。
第３図は上記吸気ポートを実現するための制御装置を示
す。図において、吸気ポート１のポートスロート部1aか
ら吸気弁２の直上流部までのヘリカル部1cには当該ヘリ
カル部1cの断面積を可変するためのプレート５が配設さ
れている。このプレート５はロッド６の下端に固定され
ており、当該ロッド６は上方に略垂直に延出し、その上
端は吸気ポート２の上方に配設され、略中央を揺動自在
に軸支されたスイングアーム７の一側7aに回動可能に軸
支されている。このスイングアーム７の他側7bの底面に
は吸気弁２の弁軸2bの上端が当接している。この吸気弁
２はバルブスプリング８により閉弁方向に付勢されてい
る。
す。図において、吸気ポート１のポートスロート部1aか
ら吸気弁２の直上流部までのヘリカル部1cには当該ヘリ
カル部1cの断面積を可変するためのプレート５が配設さ
れている。このプレート５はロッド６の下端に固定され
ており、当該ロッド６は上方に略垂直に延出し、その上
端は吸気ポート２の上方に配設され、略中央を揺動自在
に軸支されたスイングアーム７の一側7aに回動可能に軸
支されている。このスイングアーム７の他側7bの底面に
は吸気弁２の弁軸2bの上端が当接している。この吸気弁
２はバルブスプリング８により閉弁方向に付勢されてい
る。
揺動自在に軸支されたロッカアーム10の先端10aはスイ
ングアーム７の他側7bの上面に当接しており、後端10b
の底面に設けられたバルブアジャストスクリュウ11の頭
部にはプッシュロッド12の上端が嵌合当接している。
ングアーム７の他側7bの上面に当接しており、後端10b
の底面に設けられたバルブアジャストスクリュウ11の頭
部にはプッシュロッド12の上端が嵌合当接している。
以下に作用を説明する。
プッシュロッド12が矢印Ａで示す上方に押し上げられて
ロッカアーム10の後端10bを突き上げると、当該ロッカ
アーム10が時計方向に回動してスイングアーム７の他端
7bを押し下げ、反時計方向に回動させる。これにより、
吸気弁２がバルブスプリング８のばね力に抗して矢印Ｂ
で示すように押し下げられ、閉弁状態から徐々に開弁す
る。この開弁に伴い吸気弁２のバルブシート当たり面2a
とバルブシート３との距離ｌが大きくなる。
ロッカアーム10の後端10bを突き上げると、当該ロッカ
アーム10が時計方向に回動してスイングアーム７の他端
7bを押し下げ、反時計方向に回動させる。これにより、
吸気弁２がバルブスプリング８のばね力に抗して矢印Ｂ
で示すように押し下げられ、閉弁状態から徐々に開弁す
る。この開弁に伴い吸気弁２のバルブシート当たり面2a
とバルブシート３との距離ｌが大きくなる。
スイングアーム７の反時計方向への回動に応じてロッド
６が上方に引っ張られ、プレート５が上方に移動し、こ
れに伴い吸気ポート１のヘリカル部1cの断面積Ａが変化
する。そして、このヘリカル部1cの断面積Ａは、吸気弁
２の開弁に応じて即ち、前記第（６）式で示すようにバ
ルブリフトｌに比例して変化する。
６が上方に引っ張られ、プレート５が上方に移動し、こ
れに伴い吸気ポート１のヘリカル部1cの断面積Ａが変化
する。そして、このヘリカル部1cの断面積Ａは、吸気弁
２の開弁に応じて即ち、前記第（６）式で示すようにバ
ルブリフトｌに比例して変化する。
（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、直接噴射式ディー
ゼルエンジンのヘリカルポートタイプの吸気ポートのヘ
リカル部に配設されて当該ヘリカル部の断面積を可変す
るプレートと、吸気弁と同期して前記プレート駆動し、
当該吸気弁のバルブリフトに応じて前記ヘリカル部の断
面積を変化させる駆動機構とを備えた構成としたことに
より、各バルブリフトで吸気弁からの空気流の流出角を
一定にすることが可能となり、この結果、低バルブリフ
トから高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上させ
ることが可能となるという効果がある。
ゼルエンジンのヘリカルポートタイプの吸気ポートのヘ
リカル部に配設されて当該ヘリカル部の断面積を可変す
るプレートと、吸気弁と同期して前記プレート駆動し、
当該吸気弁のバルブリフトに応じて前記ヘリカル部の断
面積を変化させる駆動機構とを備えた構成としたことに
より、各バルブリフトで吸気弁からの空気流の流出角を
一定にすることが可能となり、この結果、低バルブリフ
トから高バルブリフトまで吸気ポートの効率を向上させ
ることが可能となるという効果がある。
第１図は本考案に係るディーゼルエンジンの吸気ポート
の制御装置を適用するための吸気ポートの断面図、第２
図は第１図の矢線II-IIに沿う断面図、第３図は本考案
に係るディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置の一
実施例を示す要部断面図、第４図はヘリカルタイプの吸
気ポートの要部切欠斜視図、第５図はヘリカルタイプの
吸気ポートによるスワールの発生する状態を示す図であ
る。 １……吸気ポート（ヘリカルポート）、1c……ヘリカル
部、２……吸気弁、３……バルブシート、５……プレー
ト、６……ロッド、７……スイングアーム、８……バル
ブスプリング、10……ロッカアーム、12……プッシュロ
ッド。
の制御装置を適用するための吸気ポートの断面図、第２
図は第１図の矢線II-IIに沿う断面図、第３図は本考案
に係るディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置の一
実施例を示す要部断面図、第４図はヘリカルタイプの吸
気ポートの要部切欠斜視図、第５図はヘリカルタイプの
吸気ポートによるスワールの発生する状態を示す図であ
る。 １……吸気ポート（ヘリカルポート）、1c……ヘリカル
部、２……吸気弁、３……バルブシート、５……プレー
ト、６……ロッド、７……スイングアーム、８……バル
ブスプリング、10……ロッカアーム、12……プッシュロ
ッド。
Claims (1)
- 【請求項１】直接噴射式ディーゼルエンジンのヘリカル
ポートタイプの吸気ポートのヘリカル部に配設されて当
該ヘリカル部の断面積を可変するプレートと、吸気弁と
同期して前記プレート駆動し、当該吸気弁のバルブリフ
トに応じて前記ヘリカル部の断面積を変化させる駆動機
構とを備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの吸
気ポートの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148289U JPH0752335Y2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148289U JPH0752335Y2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330531U JPH0330531U (ja) | 1991-03-26 |
| JPH0752335Y2 true JPH0752335Y2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=31640960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9148289U Expired - Lifetime JPH0752335Y2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ディーゼルエンジンの吸気ポートの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752335Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP9148289U patent/JPH0752335Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330531U (ja) | 1991-03-26 |
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