JPH08200023A - 内燃機関のシリンダヘッド構造 - Google Patents

内燃機関のシリンダヘッド構造

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JPH08200023A
JPH08200023A JP7009293A JP929395A JPH08200023A JP H08200023 A JPH08200023 A JP H08200023A JP 7009293 A JP7009293 A JP 7009293A JP 929395 A JP929395 A JP 929395A JP H08200023 A JPH08200023 A JP H08200023A
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JP
Japan
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cylinder head
intake
swirl
internal combustion
combustion engine
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JP7009293A
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Masahisa Nagata
雅久 永田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/06Valve members or valve-seats with means for guiding or deflecting the medium controlled thereby, e.g. producing a rotary motion of the drawn-in cylinder charge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スワール比を向上できデッドボリューム部を
低減できる内燃機関のシリンダヘッド構造の提供。 【構成】 1つの気筒に複数の吸気ポート2、3をもち
吸気バルブ4が傾けられた内燃機関のシリンダヘッド構
造において、スワール生成ポートでない方の吸気ポート
2の下端かつ排気ポート側端の壁部11、12をシリン
ダヘッド下面5にほぼ直角にした。吸気流が壁部11、
12に当ってスワール対向成分が弱められ、スワール比
を向上でき、かつデッドボリューム部7の容積は減少さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダヘッ
ド構造に関し、とくに吸気ポート下流側端構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】1つの気筒に対して2ヶの吸気ポートを
有する内燃機関においては、図4に示すように、一方の
吸気ポート21が燃焼室24に接線方向に開口して燃焼
室24内にスワール23を形成し、他方の吸気ポート2
2から流出する吸気流れの方向がスワール23の流れに
対向し、スワールの生成上不利となっている。吸気ポー
ト22からのスワール対向流を抑制してスワール比を向
上させるために、たとえば特開昭56−148616号
公報に開示されているように、図5に示すシュラウド2
5付きの吸気バルブ26を用いることが考えられる。ま
た、吸気バルブ26は、図6に示すように、シリンダヘ
ッド27の下面の法線から傾けられており、シリンダヘ
ッド下面延長面と吸気バルブ下面との間にはデッドボリ
ューム28(図6で斜線を施した部分)が形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複数吸気ポー
トを有し吸気バルブ軸芯が傾いた内燃機関では、次の問
題がある。スワール比を向上させるためにシュラウドを
バルブに設ける場合には、シュラウド分、部品点数増加
となり、かつ吸気バルブがその軸芯まわりに回転してシ
ュラウドの位置が所定の位置からずれることを防止する
ためにバルブまわり止め機構が必要になる。また、吸気
バルブが傾いていることによってバルブ下面側にできる
デッドボリュームは圧縮比を低下させ、エンジン性能を
低下させる。本発明の目的は、部品点数を増加させるこ
となくスワール比を向上でき、デッドボリュームを低減
できる内燃機関のシリンダヘッド構造を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の内燃機関のシリンダヘッド構造は次の通りである。
1つの気筒に複数の吸気ポートを有し、かつ吸気バルブ
の軸芯がシリンダヘッド下面の法線から傾けられている
内燃機関のシリンダヘッド構造において、燃焼室内のス
ワールの流れ方向に対向する方向に吸気を流出する吸気
ポートの下流側端でかつ排気ポートに近い側の端部の壁
部をシリンダヘッド下面にほぼ直角とした内燃機関のシ
リンダヘッド構造。
【0005】
【作用】上記本発明の構造では、スワールに対向する流
れを流出する側の吸気ポートを通る流れは、ポートを出
るときにシリンダヘッド下面にほぼ直角の壁部に当って
流れを下方に変えられるので、燃焼室内に形成された全
体のスワールの流れを弱めにくく、スワール比が向上さ
れる。この場合、シュラウドを用いておらず、部品点数
アップはなく、吸気バルブのまわり止めも必要でない。
また、吸気ポート下流側端でかつ排気ポートに近い側の
壁部が、従来の斜めから、シリンダヘッド下面にほぼ直
角になった分だけ吸気バルブ下面とシリンダヘッド下面
延長面との間のデッドボリューム部の容積は小さくな
り、その分エンジン性能が向上する。
【0006】
【実施例】図1〜図3は本発明の望ましい実施例を示し
ている。内燃機関のシリンダヘッド1は、1つの気筒に
複数(図示例では2ヶ)の吸気ポート2、3を有し、そ
こに装着される吸気バルブ4はバルブ軸芯がシリンダヘ
ッド下面5の法線から傾けられている。吸気ポート2、
3のうち一方のポート3は燃焼室内にスワール6を生成
させるためのスワール生成ポート(ポート自体がスワー
ルを生成させるものでもよいし、あるいは燃焼室に接線
方向に開口するものでもよい)であり、他方のポート2
はそれからの流出吸気流れの方向がスワール6の方向に
対向するポートである。吸気バルブ4が傾けられること
により、シリンダヘッド下面5の延長面と吸気バルブ4
の下面との間には断面がほぼ三角形状のデッドボリュー
ム部7が形成される。
【0007】燃焼室内の全体のスワール6の流れ方向に
対向する方向8に吸気の主要部を流出する吸気ポート2
の、下流側端でかつ排気ポート9、10に近い側の端部
の壁部11は、シリンダヘッド下面5にほぼ直角として
ある。この壁部11はバルブシート13より下方で始ま
り、下方に延びてシリンダヘッド下面5で終っている。
従来構造ではこの壁部に対応する部分が、図6に示すよ
うに、かつ図1に点線で示すようにシリンダヘッド下面
5に対して斜めに延びていたので、この点線と壁部11
とシリンダヘッド下面5とで囲まれる容積14だけ、デ
ッドボリューム部7の容積が従来に比べて減少してい
る。壁部11は、図1に示すように上下方向全長にわた
って直線状に延びていてもよいし、また図2に示すよう
に湾曲していてもよい。図2の壁部12は、バルブシー
ト13側端で従来の斜め壁とほぼ同じ勾配でシリンダヘ
ッド下面5に対して斜めとされているが、シリンダヘッ
ド下面側端でシリンダヘッド下面5にほぼ直角となって
おり、途中でなめらかに勾配が変化している。上記の壁
部11、12はシリンダヘッド1自体に一体に形成され
ている。
【0008】つぎに、作用を説明する。ピストンの下降
動によって、吸気ポート2、3を通して吸気が燃焼室に
導入される。一方の吸気ポート3から燃焼室に導入され
る吸気は燃焼室内にスワール6を生成する。他方の吸気
ポート2から燃焼室に導入される吸気は、主に、スワー
ル6に対向する方向の成分をもってポート2から流出す
る。このとき、ポート2を通る吸気の一部は壁部11、
12に当って流れの向きを下方に向けられ、スワール6
に対向する方向の成分8がそれだけ弱められるので、燃
焼室内に入ったときに、燃焼室内の全体のスワール6を
弱めなくなる。このため、スワール比が向上される。ス
ワール比の向上は、燃料の微粒化、燃料とエアとの混合
を促進させ、燃焼性、燃費を向上させる。壁部12を湾
曲させた場合は、吸気ポート2の流れ抵抗が直線状の壁
部11に比べて低下するので、エンジン出力がそれだけ
向上する。
【0009】また、壁部11、12をシリンダヘッド下
面5に対して直角としたことにより、デッドボリューム
部7の容積が、容積14だけ減少するので、圧縮比を高
めることができ、エンジン性能、エンジン出力を向上で
きる。また、2ヶの吸気ポート2、3の間の部分15
は、それぞれの吸気ポート2、3から出る吸気流れが干
渉する部分であるが、吸気ポート3(スワール生成ポー
ト)の、吸気ポート2に近い側の壁部をシリンダヘッド
下面にほぼ直角にして吸気を斜めに出にくくすることに
より、スワール比の向上を、さらにはかることができ
る。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、吸気流出方向がスワー
ルに対向する側の吸気ポートの、下流側端かつ排気ポー
ト側の壁部をシリンダヘッド下面にほぼ直角としたの
で、該吸気ポートを通って流出する流れのスワール対向
成分が弱まり、スワール自体は強まり、スワール比を向
上できる。また、壁部をシリンダヘッド下面にほぼ直角
としたため、シリンダヘッド下面に斜めであった従来壁
部構造に比べて吸気バルブ下面とシリンダヘッド下面延
長面との間のデッドボリューム部の容積を減少でき、エ
ンジン性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内燃機関のシリンダヘ
ッド構造の断面図である。
【図2】本発明のもう一つの実施例に係る内燃機関のシ
リンダヘッド構造の断面図である。
【図3】図1、図2の内燃機関のシリンダヘッド構造の
気筒部分の平面図である。
【図4】従来の、1気筒に2ヶの吸気ポートを有するエ
ンジンの気筒部分の概略平面図である。
【図5】シュラウドバルブの斜視図である。
【図6】従来吸気ポート構造の断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2、3 吸気ポート 4 吸気バルブ 5 シリンダヘッド下面 6 スワール 7 デッドボリューム部 9、10 排気ポート 11、12 壁部 13 バルブシート 14 容積

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの気筒に複数の吸気ポートを有し、
    かつ吸気バルブの軸芯がシリンダヘッド下面の法線から
    傾けられている内燃機関のシリンダヘッド構造におい
    て、燃焼室内のスワールの流れ方向に対向する方向に吸
    気を流出する吸気ポートの下流側端でかつ排気ポートに
    近い側の端部の壁部をシリンダヘッド下面にほぼ直角と
    したことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造。
JP7009293A 1995-01-24 1995-01-24 内燃機関のシリンダヘッド構造 Pending JPH08200023A (ja)

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EP96300395A EP0723074B1 (en) 1995-01-24 1996-01-18 Cylinder head for an internal combustion engine
DE69600204T DE69600204T2 (de) 1995-01-24 1996-01-18 Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
US08/590,425 US5596965A (en) 1995-01-24 1996-01-24 Cylinder head for an internal combustion engine

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