JPH10246148A - 内燃機関の吸気系構造 - Google Patents

内燃機関の吸気系構造

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JPH10246148A
JPH10246148A JP9061882A JP6188297A JPH10246148A JP H10246148 A JPH10246148 A JP H10246148A JP 9061882 A JP9061882 A JP 9061882A JP 6188297 A JP6188297 A JP 6188297A JP H10246148 A JPH10246148 A JP H10246148A
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JP
Japan
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port
intake
valve
top entry
air induction
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Application number
JP9061882A
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Inventor
Hiroshi Osawa
宏 大澤
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/48Tumble motion in gas movement in cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、内燃機関の低負荷の層状燃焼時
に、エアインダクション流によって大なる逆タンブル流
を発生させ、低負荷時の層状燃焼を実現し得るととも
に、高負荷時の予混合燃焼(パワー優先)をも実現し得
て、しかもシリンダヘッドのスペースの有効利用を図り
得ることを目的としている。 【構成】 このため、シリンダヘッド上面に開口するト
ップエントリポートからの逆タンブル流により層状燃焼
を行う内燃機関において、トップエントリポートを開閉
する吸気バルブを設けるとともに排気ポートを開閉する
排気バルブを設け、トップエントリポートの吸気バルブ
直上流部位に開口するエアインダクションポートを排気
バルブ側に設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の吸気系
構造に係り、特に内燃機関の低負荷の層状燃焼時に、エ
アインダクション流によって大なる逆タンブル流を発生
させ、低負荷時の層状燃焼を実現し得るとともに、高負
荷時の予混合燃焼(パワー優先)をも実現し得て、しか
もシリンダヘッドのスペースの有効利用を図り得る内燃
機関の吸気系構造に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関は、吸気系から燃焼室内に吸気
を供給し、燃焼後に排気系に排出している。そしてこの
とき、供給される吸気によって燃焼室内に横方向スワー
ル(以下、単に「スワール」という)や縦方向の下向き
流れである逆タンブル流を発生させ、燃焼性能の向上や
層状燃焼を実現させるものがある。
【0003】前記内燃機関の吸気系構造としては、特開
昭62−63131号公報に開示されるものがある。こ
の公報に開示されるエンジンの吸気装置は、吸気通路に
配置されこの吸気通路を開閉するシャッタバルブと、シ
ャッタバルブをバイパスするバイパス通路に配置されこ
のバイパス通路を開閉するロータリバルブとを有し、低
負荷域でシャッタバルブを閉じるとともにロータリバル
ブを吸気行程途中で閉じるようにしたエンジンの吸気装
置において、吸気通路のシャッタバルブ下流側に配設さ
れ燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、燃料噴射弁の噴口
周りにアシストエアを供給するエアアシスト手段とを備
え、主として低負荷時にスワールを発生させ、燃焼性能
を向上させている。
【0004】つまり、上記特開昭62−63131号公
報に開示されるエンジンの吸気装置は、エアインダクシ
ョンポートを有する内燃機関を開示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関の吸気系構造においては、シリンダヘッド上面に開
口するトップエントリポートからの逆タンブル流により
層状燃焼を行うものがある。
【0006】すなわち、図8に示す如く、前記内燃機関
102は、シリンダブロック104と、このシリンダブ
ロック104の上面に装着されるシリンダヘッド106
と、シリンダヘッド106の上面に装着されるシリンダ
ヘッドカバー108と、前記シリンダブロック104の
下部側に装着されるオイルパン172とを有している。
【0007】そして、前記シリンダヘッド106の上面
に開口する直立吸気ポートたるトップエントリポート1
16を設け、このトップエントリポート116によって
縦方向の下向き流れである逆タンブル流を発生させるも
のである。この逆タンブル流は、高圧スワール用インジ
ェクタ126の噴射した燃料を図示しない点火プラグ周
辺に導いている。
【0008】なお符号130は高圧スワール用インジェ
クタの高圧燃料ポンプ、110は湾曲頂面を有するピス
トンである。
【0009】このとき、前記内燃機関においては、トッ
プエントリポートの形状のみによって逆タンブル流を発
生させている。
【0010】一般に、前記内燃機関に逆タンブル流を発
生させるためには、以下の如き方策が考えられる。 (1)シリンダヘッドに形成される吸気ポートをトップ
エントリポートとする。 (2)吸気バルブの開口周辺にシュラウドを設ける。 (3)吸気ポートの出口部位を絞る。
【0011】しかし、要求する逆タンブル流の発生を、
上記(1)の方策によって実現できれば良いが、上記
(2)あるいは(3)の方策を利用する場合には、吸気
ポートの流量係数が低下することとなり、最大出力が制
限され、実用上不利であるという不都合がある。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、シリンダヘッド上面に開口
するトップエントリポートからの逆タンブル流により層
状燃焼を行う内燃機関において、前記トップエントリポ
ートを開閉する吸気バルブを設けるとともに排気ポート
を開閉する排気バルブを設け、前記トップエントリポー
トの吸気バルブ直上流部位に開口するエアインダクショ
ンポートを前記排気バルブ側に設けたことを特徴とす
る。
【0013】
【発明の実施の形態】上述の如く発明したことにより、
内燃機関の低負荷の層状燃焼時には、エアインダクショ
ン流によって大なる逆タンブル流を発生させ、低負荷時
の層状燃焼を実現するとともに、高負荷時の予混合燃焼
(パワー優先)をも実現し、しかもシリンダヘッドのス
ペースの有効利用を図っている。
【0014】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。
【0015】図1〜図6はこの発明の第1実施例を示す
ものである。図1及び図2において、2は多気筒、例え
ば4気筒の内燃機関、4はシリンダブロック、6はシリ
ンダヘッドである。
【0016】前記内燃機関2は、シリンダブロック4
と、このシリンダブロック4の上面4aに装着されるシ
リンダヘッド6と、シリンダヘッド6の上面6aに装着
されるシリンダヘッドカバー8と、前記シリンダブロッ
ク4の下部に装着される図示しないオイルパンとを有し
ている。
【0017】そして、前記シリンダブロック4内にピス
トン10を配設し、シリンダブロック4とピストン10
の頂面10aと前記シリンダヘッド6の下面6bとによ
って燃焼室12を形成している。
【0018】このとき、前記シリンダヘッド6の上面6
aに吸気マニホルド14を接続して設けるとともに、シ
リンダヘッド6には、燃焼室12に連絡すべく、シリン
ダヘッド6の上面6aに開口する直立吸気ポートたるト
ップエントリポート16と排気ポート18とを設けてい
る。
【0019】また、前記トップエントリポート16の下
流側端部を開閉する吸気バルブ20を設けるとともに、
前記排気ポート18の上流側端部を開閉する排気バルブ
22を設け、前記シリンダヘッド6の下面6b且つ燃焼
室12の中央部位には点火プラグ24を配設する。
【0020】更に、前記吸気バルブ20よりも外側部位
に、図1に示す如く、高圧スワール用インジェクタ26
を配設し、このインジェクタ26には、デリバリパイプ
28を介して高圧燃料ポンプ30を連絡して設ける。
【0021】前記吸気マニホルド14の上流側部位に、
図2に示す如く、サージタンク32を設け、このサージ
タンク32には、スロットルバルブ34を配設したスロ
ットルボディ36を介して吸気ダクト38を接続して設
ける。
【0022】そして、前記トップエントリポート16の
吸気バルブ20直上流部位に開口するエアインダクショ
ンポート40を、前記排気バルブ22側に設ける構成と
する。
【0023】詳述すれば、前記シリンダヘッド6におい
て、図1に示す如く、トップエントリポート16の形成
位置から排気バルブ22側に移行した位置にエアインダ
クションポート40を形成するものである。
【0024】そして、このエアインダクションポート4
0を、前記排気バルブ22のタペット42を保持するタ
ペットハウジング44内の空間部46から前記トップエ
ントリポート16の吸気バルブ20直上流部位に指向す
べく形成する。
【0025】つまり、前記エアインダクションポート4
0を機械加工する際に、図3〜図5に示す如く、タペッ
トハウジング44内の空間部46から前記トップエント
リポート16の吸気バルブ20直上流部位に指向すべく
穿設するものである。
【0026】このとき、各気筒のエアインダクションポ
ート40の上端部位近傍を連絡するギャラリ48を設
け、各気筒のエアインダクションポート40の上端部位
を盲栓50により閉塞して設ける。
【0027】また、図2に示す如く、前記ギャラリ48
とスロットルボディ36よりも上流側の吸気ダクト38
とを連絡する配管52を設け、スロットルバルブ34の
スロットル開度の小なる低負荷時に、スロットルバルブ
34の上流側P1と下流側P2との差圧P1−P2によ
り吸気ダクト38内のエアを配管52を介してギャラリ
48に案内するものである。
【0028】なお、符号20gは前記吸気バルブ20の
バルブステムガイド、22gは前記排気バルブ22のバ
ルブステムガイド、54は前記インジェクタ26の取付
孔部、56は前記シリンダヘッド6の取付ボルト孔部、
58はブローバイ通路である。
【0029】次に作用について説明する。
【0030】前記内燃機関2の低負荷の層状燃焼時に
は、スロットルバルブ34のスロットル開度が小となっ
ており、スロットルバルブ34の上流側P1と下流側P
2との差圧P1−P2が大となり、この差圧P1−P2
に応じた量のエアが吸気ダクト38内から配管52を介
してギャラリ48に案内される。
【0031】そして、エアインダクションポート40か
らトップエントリポート16に供給され、図1に示す如
く、差圧P1−P2に応じた空気流たるエアインダクシ
ョン流Aが発生する。
【0032】このとき、前記トップエントリポート16
の主流は、エアインダクション流Aによってインジェク
タ26側に押しやられ、主流における逆タンブル流Bが
増加するとともに、点火プラグ24近傍を通過する流れ
Cが減少し、大なる逆タンブル流Bが発生する。また、
エアインダクションポート40が、各トップエントリポ
ート16に対し、気筒中心側に偏倚して設けられている
ので、主流の特に気筒中心付近のものが、効果的にイン
ジェクタ26側に押しやられる。
【0033】前記内燃機関2の高負荷時には、スロット
ルバルブ34のスロットル開度が大となっていることに
より、差圧P1−P2が小さく、エアインダクション流
Aが発生することはなく、通常の予混合燃焼が行われ
る。
【0034】これにより、低負荷時に層状燃焼を実現す
ることができるとともに、高負荷時には予混合燃焼(パ
ワー優先)を実現することができ、実用上有利である。
【0035】また、複雑な制御を必要としないことによ
り、構成を簡略に維持することができ、製作が容易で、
コストを低廉に維持し得て、経済的に有利である。
【0036】更に、前記排気バルブ22側にエアインダ
クションポート40を形成することにより、シリンダヘ
ッド6のスペースの有効利用が図れるとともに、トップ
エントリポート16に障害物がなく、全開パワーを犠牲
にすることなく逆タンブル流を発生させることができる
ものである。
【0037】更にまた、前記エアインダクションポート
40を機械加工する際に、タペットハウジング44内の
空間部46から前記トップエントリポート16の吸気バ
ルブ20直上流部位に指向すべく穿設、つまりタペット
ハウジング44内の空間部46を利用することにより、
エアインダクションポート40の加工が容易となり、実
用上有利である。
【0038】図7はこの発明の第2実施例を示すもので
ある。この第2実施例において、上述第1実施例と同一
機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【0039】この第2実施例の特徴とするところは、エ
アインダクションポート62を、排気バルブ22のバル
ブ軸22sに対して平行に設けた点にある。
【0040】すなわち、図7に示す如く、前記エアイン
ダクションポート62を機械加工する際に、タペットハ
ウジング44近傍から排気バルブ22のバルブ軸22s
に対して平行且つトップエントリポート16の吸気バル
ブ20直上流部位に指向すべく穿設する。
【0041】さすれば、上述第1実施例のものと同様
に、低負荷時に層状燃焼を実現することができるととも
に、高負荷時には予混合燃焼(パワー優先)を実現する
ことができ、実用上有利である。
【0042】また、複雑な制御を必要としないことによ
り、上述第1実施例のものと同様に、構成を簡略に維持
することができ、製作が容易で、コストを低廉に維持し
得て、経済的に有利である。
【0043】更に、前記排気バルブ22側にエアインダ
クションポート62を形成することにより、シリンダヘ
ッドのスペースの有効利用が図れるとともに、トップエ
ントリポート16に障害物がなく、上述第1実施例のも
のと同様に、全開パワーを犠牲にすることなく、逆タン
ブル流を発生させることができるものである。
【0044】更にまた、前記エアインダクションポート
62を機械加工する際に、タペットハウジング44近傍
から排気バルブ22のバルブ軸22sに対して平行且つ
トップエントリポート16の吸気バルブ20直上流部位
に指向すべく穿設することにより、排気バルブ22のバ
ルブ軸22sの加工と同様の段取りにて、エアインダク
ションポート62の加工を行うことができ、実用上有利
である。
【0045】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、シリンダヘッド上面に開口するトップエントリポー
トからの逆タンブル流により層状燃焼を行う内燃機関に
おいて、トップエントリポートを開閉する吸気バルブを
設けるとともに、排気ポートを開閉する排気バルブを設
け、トップエントリポートの吸気バルブ直上流部位に開
口するエアインダクションポートを排気バルブ側に設け
たので、低負荷時に層状燃焼を実現することができると
ともに、高負荷時には予混合燃焼(パワー優先)を実現
することができ、実用上有利である。また、複雑な制御
を必要としないことにより、構成を簡略に維持すること
ができ、製作が容易で、コストを低廉に維持し得て、経
済的に有利である。更に、前記排気バルブ側にエアイン
ダクションポートを形成することにより、シリンダヘッ
ドのスペースの有効利用が図れるとともに、トップエン
トリポートに障害物がなく、全開パワーを犠牲にするこ
となく逆タンブル流を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例を示す内燃機関の吸気系
構造におけるエアインダクションポートの概略拡大断面
図である。
【図2】内燃機関の概略平面図である。
【図3】内燃機関の概略断面正面図である。
【図4】内燃機関のシリンダヘッドを示し、(a)は図
3の〓V(a)−〓V(a)線による一部省略断面図、
(b)は図3の〓V(b)−〓V(b)線による一部省
略断面である。
【図5】シリンダヘッドの一部切欠き平面図である。
【図6】負荷(トルク)の変動状態を示す図である。
【図7】この発明の第2実施例を示す内燃機関の概略断
面正面図である。
【図8】この発明の従来の技術を示す内燃機関の概略断
面正面図である。
【符号の説明】
2 内燃機関 4 シリンダブロック 6 シリンダヘッド 8 シリンダヘッドカバー 10 ピストン 12 燃焼室 14 吸気マニホルド 16 トップエントリポート 18 排気ポート 20 吸気バルブ 22 排気バルブ 24 点火プラグ 26 インジェクタ 28 デリバリパイプ 30 高圧燃料ポンプ 32 サージタンク 34 スロットルバルブ 36 スロットルボディ 38 吸気ダクト 40 エアインダクションポート 42 タペット 44 タペットハウジング 46 空間部 48 ギャラリ 52 配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // F02M 69/04 F02M 69/04 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッド上面に開口するトップエ
    ントリポートからの逆タンブル流により層状燃焼を行う
    内燃機関において、前記トップエントリポートを開閉す
    る吸気バルブを設けるとともに排気ポートを開閉する排
    気バルブを設け、前記トップエントリポートの吸気バル
    ブ直上流部位に開口するエアインダクションポートを前
    記排気バルブ側に設けたことを特徴とする内燃機関の吸
    気系構造。
  2. 【請求項2】 前記エアインダクションポートは、前記
    排気バルブのタペットハウジング内の空間部から前記ト
    ップエントリポートの吸気バルブ直上流部位に指向すべ
    く形成される特許請求の範囲の請求項1に記載の内燃機
    関の吸気系構造。
  3. 【請求項3】 前記エアインダクションポートは、前記
    排気バルブのバルブ軸に対して平行且つ前記トップエン
    トリポートの吸気バルブ直上流部位に指向すべく形成さ
    れる特許請求の範囲の請求項1に記載の内燃機関の吸気
    系構造。
JP9061882A 1997-02-28 1997-02-28 内燃機関の吸気系構造 Pending JPH10246148A (ja)

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JP9061882A JPH10246148A (ja) 1997-02-28 1997-02-28 内燃機関の吸気系構造

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161783A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Toyota Motor Corp 内燃機関

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161783A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Toyota Motor Corp 内燃機関

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