JPH084542A - 内燃機関の吸気ポート構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高出力用途の内燃機関用の吸気ポートを用いて
低燃費用途の内燃機関に必要な吸気タンブルを生成させ
る吸気ガイド部材を設置する構造を提供する。 【構成】高出力用途の内燃機関用に成形された吸気ポー
ト２の通路に低燃費用途の内燃機関に求められる吸気タ
ンブルＡを形成させる吸気ガイド管６、または、吸気偏
向板１２を目的に応じた用途別の内燃機関によって選択
可能なように設置したことを特徴とする内燃機関の吸気
ポート構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関における燃焼室
への吸気に際して、燃焼室内に吸気タンブルを形成させ
る吸気ポート構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車用内燃機関においては、層
状吸気によりリーンバーンを達成することによって低燃
費、および、低公害を図るために、燃焼室内の燃焼改善
が行われている。この燃焼室内における新気混合気の着
火、燃焼性を改善することの一つに、燃焼室内への吸気
に際してシリンダヘッドにおける吸気ポートの形状によ
って燃焼室内にシリンダボアにおける軸線方向に旋回さ
せる吸気流（以下、吸気タンブルという）を発生させる
方法があることは良く知られている。

【０００３】この吸気タンブルを発生させるための構成
として、図７に示すように、シリンダヘッド２１におけ
る吸気ポート２２をシリンダヘッド２１の側面から燃焼
室２３に向かって下向きに湾曲した形状にして、吸気を
湾曲の外周部、つまり、吸気ポート２２における内面の
うち天井２２ａに沿って流れるようにすることにより、
吸気が円形開口部の内周面２２ｂと吸気弁２５の外周面
２５ａとの間における符号ａで示す連通部から燃焼室内
に流入し、燃焼室２３内に一点鎖線の矢印Ｃで示す吸気
タンブルが発生するように構成している。しかし、一
方、吸気の一部が符号ｂで示す前記符号ａとは反対側の
連通部からも燃焼室２３内に流入し、燃焼室２３内に点
線の矢印Ｄで示す吸気の流れが発生し、前記矢印Ｃで示
す吸気タンブルに対して衝突することになるから、燃焼
室２３内における前記矢印Ｃで示す吸気タンブルがかな
り減殺されるという問題がある。

【０００４】そこで、従来は、前記吸気ポート２２の断
面積を縮小することによって吸気ポート２２内における
吸気の流速を向上するようにしたり、あるいは、たとえ
ば特開昭５５−２５５３２号公報等に記載されているよ
うに、吸気ポート２２内における吸気が湾曲の外周部、
つまり、吸気ポート２２における内面のうち天井２２ａ
に沿って流れるように偏流するための偏流板を設けるこ
とによって、前記矢印Ｃで示す吸気タンブルを増大する
ようにしている。

【０００５】一方、高出力を必要とする内燃機関では、
できるだけ多量の吸入空気量を効率よくシリンダ内に吸
入させるため、吸気ポートの内径をやや大きく長さを短
く形成し、この内面を滑らかに形成して吸気ポート内の
流路抵抗を小さくし、また、吸気弁の全周から吸気が平
均してシリンダ内に吸入されるように吸気ポートの開口
部を吸気弁の中央に配置している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のものでは、低燃費を狙うリーンバーン型の
内燃機関と高出力を目的とする高出力型の内燃機関では
吸気ポートに要求される構成が相反するため、前記二つ
の型の内燃機関の吸気ポートをシリンダヘッドに成形す
る場合、成形の治具を共通のもので使用できず、各々の
専用の治具を使うという生産性の効率が悪く、コストも
高くつくという問題がある。本発明は共通の成形治具か
ら成形された吸気ポートを用いて、リーンバーン型の内
燃機関と高出力型の内燃機関とを各々満たす吸気ポート
構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の吸
気ポートの通路に、燃焼室内においてシリンダボアにお
ける軸線方向に旋回する吸気流を形成せしめる吸気ガイ
ド部材を、たとえば、高出力用途、あるいは、低燃費用
途などの目的に応じた用途別の内燃機関によって選択可
能なごとく設置したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、高出力用途の内燃機関用に
成形された吸気ポートの通路に低燃費用途の内燃機関に
求められる吸気タンブルを形成させる吸気ガイド部材を
選択可能なように設置できるので、吸気ポートを成形す
る成形治具は高出力用途の内燃機関用のものだけで、前
記両方の内燃機関に共通の吸気ポートを成形することが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明における第１の実施例の内燃機関の
要部の断面を示し、図２は前記第１の実施例の吸気ガイ
ド管の斜視図を示す。本発明の実施例において、高出力
用途を目的とする内燃機関の吸気ポート２の構成は、シ
リンダブロック１６の上面に下面を窪ませて前記シリン
ダボア１７内に開口する燃焼室３を形成するシリンダヘ
ッド１が取り付けられ、このシリンダヘッド１にはこの
側面１ａから燃焼室３に向かって下向きに湾曲した形状
の吸気ポート２が前記シリンダボア１７に対してシリン
ダヘッド１の前後方向に直交する方向に設けられてお
り、そして、１気筒当たり２個の吸気ポート２が前記燃
焼室３の天井部にシリンダヘッド１の前後方向に直列に
並んで開口され、この開口部に吸気の弁座部４が埋設さ
れており、前記吸気ポート２を閉塞するときこれに当接
する吸気弁５が配設されて成っている。また、前記吸気
ポート２の上流にはこの吸気ポート２に連通する吸気マ
ニホールド１８のフランジ部１８ａがシリンダヘッド１
の側面１ａに固定されている。

【００１０】以上のように構成された前記吸気ポート２
の通路には、低燃費用途を目的とする内燃機関の吸気通
路を構成するために，前記吸気ポート２の上流側のシリ
ンダヘッド１の側面１ａから下流側の燃焼室３の天井部
の開口部まで略直線状に形成された板金製の吸気ガイド
管６が装着され、偏向ノズルのような役目を果たす。す
なわち、前記吸気ガイド管６はその胴体７が吸入する吸
気の上流側の端部から下流側の先端部まで吸気流の向き
にやや先細りの真っ直ぐな筒型に成形され、この先端部
が前記吸気タンブルＡにとって有利な側に変位されてい
て、前記先端部における前記胴体７の直径が前記弁座部
４の開口径より小さく形成されており、前記弁座部４の
上面に略平行となる開口端面１０が形成されている。

【００１１】一方、前記胴体７の上流側の端部には組付
け用のフランジ９が形成されており、このフランジ９が
前記シリンダヘッド１の側面１ａと吸気マニホールド１
８のフランジ部１８ａとの間に挟まれて前記胴体７が前
記吸気ポート２内に組付けられたとき、前記先端部の上
部が前記吸気ポート２の湾曲の外周部２ａに沿った内面
の開口部に近接して配置されるように前記フランジ９の
折り曲げの形状が設定されている。したがって、前記先
端部の下部が吸気ポート２の湾曲の内周部２ｂに沿った
弁座部４に重なるように近接して配置されることにな
る。また、この胴体７の上部には吸気ガイド管６が装着
されたとき吸気の弁茎５ａと干渉しないように弁茎５ａ
が貫通する挿通穴８が設けられ、さらに、フランジ９の
付け根に吸気ガイド管６の挿入位置を設定する突起１１
が設けられており、シリンダヘッドに設けられた窪み
（図示しない）と嵌合される。

【００１２】以上のような構成により、吸気ガイド管６
の先端部の開口部が吸気弁５の中央より前記外周部２ａ
側に偏芯して設けられているので、偏芯された側の吸気
ガイド管６の内面に沿って流れる吸気の流路抵抗は小さ
く真っ直ぐに強い吸気の流れが生じ、他方、偏芯の反対
側の吸気ガイド管６の内面に沿う吸気の流れは前記吸気
ポート２の湾曲の内周部２ｂに沿う弁座部４の開口部の
方に曲げられるため吸気の流れＢが弱められ、その結
果、燃焼室３内には強い吸気タンブルＡが生じる。

【００１３】このような吸気タンブルＡを形成させる吸
気ガイド管６を高出力用途の内燃機関用に形成された吸
気ポート２に組付けることにより前記吸気ポート２を低
燃費用途の内燃機関用として使用できるので、この吸気
ポート２を成形する成形治具は高出力用途の内燃機関用
のものだけでよく、生産性の効率が高まり、コストも低
減できる効果が得られる。なお、前記吸気ガイド管６は
合成樹脂製で一体成形されたものでもよい。この場合、
成形の精度をより高くできるので、吸気の流れが安定
し、リーンバーン型の内燃機関の性能の安定に役立つ。

【００１４】図３は本発明における第２の実施例を示す
部分拡大断面図である。図４は図３のＸ−Ｘ線に沿う断
面図である。第２の実施例は上記の第１の実施例とは吸
気ガイド管６を吸気ポート２に挿入することの代わり
に、吸気の弁座部４と一体に成形された吸気偏向板１２
を吸気ポート２の開口部に圧入することが異なる以外は
同様の構成である。同じものについては同符号を付して
説明を省略する。図中の符号１２は吸気偏向板、１２ａ
は前記吸気偏向板１２の開口穴、Ｏ１は弁座４ａの中
心、Ｏ２は前記開口穴１２ａの中心、Ｅは前記弁座４ａ
の中心と開口穴１２ａの中心との偏芯量である。

【００１５】前記吸気偏向板１２は前記弁座部４と一体
に形成され、前記弁座４ａの上流側の吸気ポート２の開
口部に配設されている。この吸気偏向板１２に設けられ
た開口穴１２ａはこの中心Ｏ２を弁座４ａの中心Ｏ１よ
り前記吸気ポート２の湾曲の外周部２ａの方へ偏芯量Ｅ
だけ偏芯されて穿設されている。また、この開口穴１２
ａの径は弁座部４の開口径より小さく設けられているの
で、偏芯の反対側の弁座部４の開口部に前記吸気偏向板
１２が覆い被さり、前記吸気ポート２の湾曲の内周部２
ｂ沿う流れは前記吸気偏向板１２によって曲げられるの
で吸気の流れＢが弱められる。これに対して前記吸気偏
向板１２に覆われない前記吸気ポート２の湾曲の外周部
２ａに沿う流れは真っ直ぐで流路抵抗が小さく吸気流は
強く、その結果、燃焼室３内に吸気タンブルＡが生じ
る。

【００１６】このような吸気タンブルＡを形成させる吸
気偏向板１２を一体に形成した弁座部４が高出力用途の
内燃機関用に形成された吸気ポート２の開口部に圧入さ
れることによって、前記吸気ポート２を低燃費用途の内
燃機関用として使用できるので、吸気ポート２を成形す
る成形治具は高出力用途の内燃機関用のものだけでよ
く、安価に低燃費用途の内燃機関を構成することができ
る。

【００１７】なお、第２の実施例で説明したもののよう
に、吸気偏向板１２が弁座部４と一体に成形されたもの
だけでなく、別体に形成された図５に示すような吸気偏
向リング１３を弁座部４に、たとえば、図６に示すよう
な弁座部４に設けた溝１４にはめ込んだものでもよく、
同様の効果を得ることができる。また、本発明の実施例
において、１気筒当たり２個の吸気弁５を有する内燃機
関に適用した場合について説明したが、本発明は吸気弁
５の数に限定されることはないことはいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】本発明により次のような効果が得られ
る。高出力用途の内燃機関用に成形された吸気ポートの
通路に低燃費用途の内燃機関に求められる吸気タンブル
を形成させる吸気ガイド部材を選択可能なように設置で
きるので、吸気ポートを成形する成形治具は高出力用途
の内燃機関用のものだけで前記両方の内燃機関に共通の
吸気ポートを成形することができて、生産性の効率が高
まり、コストも低減できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の内燃機関の要部の断面
図である。

【図２】本発明の第１の実施例の吸気ガイド管の斜視図
である。

【図３】本発明の第２の実施例の要部の部分拡大の断面
図である。

【図４】前記図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図５】本発明の他の実施例の要部の部分拡大の断面図
である。

【図６】本発明の他の実施例の吸気偏向リングの斜視図
である。

【図７】従来の内燃機関の要部の断面図である。

【符号の説明】

２ 吸気ポート ３ 燃焼室 ６ 吸気ガイド管（吸気ガイド部材） １２ 吸気偏向板（吸気ガイド部材） １３ 吸気偏向リング（吸気ガイド部材） １７ シリンダボア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気ポートの通路に、燃焼室内
   においてシリンダボアにおける軸線方向に旋回する吸気
   流を形成せしめる吸気ガイド部材を、たとえば、高出力
   用途、あるいは、低燃費用途などの目的に応じた用途別
   の内燃機関によって選択可能なごとく設置したことを特
   徴とする内燃機関の吸気ポート構造。