JPH1061448A - 内燃機関における吸気ポートの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダヘッド１に形成した吸気ポート３の
通路断面積を、その入口端４において最大値とし、この
入口端からこれに近い部位の途中部分１０までの比較的
短い区間Ｌにおいて所定の最小値にまで縮小するに際し
て、吸気の流れ抵抗が増大することを防止する。 【手段】 前記入口端４と前記途中部分１０との間の部
位に、通路断面積を前記最小値よりも僅かに大きい値に
設定した前段絞り部分１１を設けて、通路断面積の単位
長さ当たりの縮小率を、前記入口端４から前記前段絞り
部分１１までの間において大きく、前記前段絞り部１１
から前記途中部分１０までの間において小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関におい
て、そのシリンダヘッドの内部に、吸気を燃焼室に導く
ことのために、入口端がシリンダヘッドの側面に出口端
がシリンダヘッドの下面の燃焼室内に各々開口するよう
に形成した吸気ポートの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】最近の内
燃機関においては、希薄燃焼（リーンバーン）を達成す
ることのために、燃焼室内に導入する吸気にタンブル流
（縦方向のスワール流）を付与することが行なわれてい
ることは周知の通りである。そして、このタンブル流に
よる効果を促進するには、吸気が燃焼室内に流入すると
きにおける流速を出来るだけ早くすれば良い。

【０００３】そこで、従来は、シリンダヘッドの内部に
形成した吸気ポートにおける通路断面積を、シリンダヘ
ッドの側面に開口する入口端において最大値とし、この
入口端から出口端までの略全長にわたる長い区間におい
て所定の最小値にまで次第に縮小することにより、吸気
が燃焼室に流入するときにおける流速を早くするか、或
いは、吸気ポートにおける通路断面積を、前記入口端に
おいて最大値とし、この入口端からこれに近い部位の途
中部分までの比較的短い区間において所定の最小値にま
で縮小することにより、吸気が燃焼室内に流入するとき
における流速を早くするように構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のもの
は、吸気ポートにおける通路断面積を、当該吸気ポート
における略全長にわたる長い区間で縮小するものであっ
て、通路断面積における単位長さ当たりの縮小率が小さ
いことにより、吸気の流れ抵抗を比較的に小さくできる
から、高回転域等の吸入空気量が大きい運転域において
も所定の充填効率を確保できると言う利点を有するが、
その反面、吸気ポートにおける通路断面積の単位長さ当
たりの縮小率が小さいことに基づいて、当該吸気ポート
のうち途中部分における通路断面積が大きいことによ
り、この途中部分の外側が、相隣接する両吸気ポートの
相互間について互いに接近して、この相互間の部分に形
成する冷却水ジャケットが狭くなることになるから、シ
リンダヘッドにおける冷却性の低下を招来すると言う問
題がある。また、吸気弁の手前で流れを整流するため
に、断面積変化のない区間を設定するたげの長さをとる
と、シリンダヘッドの大型化を小すると言う問題もあっ
た。

【０００５】これに対して、後者のように、吸気ポート
における通路断面積を、入口端からこれに近い部位の途
中部分までの比較的短い区間において縮小するように構
成した場合には、吸気ポートのうち前記途中部分におけ
る通路断面積が最小値であることにより、吸気ポートの
うち前記途中部分の外側が、相隣接する両吸気ポートに
ついて前者の場合よりも互いに離れることになるから、
この部分に形成する冷却水ジャケットが広くなり、シリ
ンダヘッドにおける冷却性を向上できると共に、シリン
ダヘッドの大型化を招来することなく、吸気弁の手前に
比較的長い整流区間を設けることができると言う利点を
有するが、その反面、通路断面積の単位長さ当たりの縮
小率が、前記途中部分の上流側において大きいことに加
えて、前記途中部分を挟んでその上流側と下流側との間
における断面積の変化割合が大きいことにより、吸気ポ
ート内のうち通路断面積が所定の最初値にまで縮小され
る前記途中部分よりも下流側の部分に、吸気の流れに大
きな縮流や、流れの壁面剥離が発生することになって、
吸気の流れ抵抗が、吸気の流速に相乗的に増大すること
になるから、高回転域等の吸入空気量が大きい運転域に
おいて、充填効率の大幅な低下を招来すると言う問題が
あった。

【０００６】本発明は、これらの問題を招来することが
ないようにした吸気ポートの構造を提供することを技術
的課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「シリンダヘッドの内部に吸気ポート
を、その入口端がシリンダヘッドの側面に出口端がシリ
ンダヘッドの下面の燃焼室内に各々開口するように形成
し、この吸気ポートにおける通路断面積を、前記入口端
において最大値とし、この入口端からこれに近い部位の
途中部分までの比較的短い区間において所定の最小値に
まで縮小するように構成したものにおいて、前記入口端
と前記途中部分との間のうち前記途中部分に近い部位
に、通路断面積を前記最小値よりも僅かに大きい値に設
定した前段絞り部分を設けて、通路断面積の単位長さ当
たりの縮小率を、前記入口端から前記前段絞り部分まで
の間において大きく、前記前段絞り部から前記途中部分
までの間において小さくする。」と言う構成にした。

【０００８】

【発明の作用・効果】このように構成することにより、
吸気ポートにおける通路断面積を、その入口端からこれ
に近い部位の途中部分までの短い間において、最大値か
ら所定の最小値にまで縮小するものであるにもかかわら
ず、前記途中部分より上流側の部分における通路断面積
の単位長さ当たりの縮小率を、前記前段絞り部分を設け
たことによって小さくすることができる一方、前記途中
部分を挟んでその上流側と下流側との間における通路断
面積の変化割合、及び前記前段絞り部分を挟んでその上
流側と下流側との間における通路断面積の変化割合を小
さくすることができるのである。

【０００９】従って、本発明によると、前記従来におけ
る後者の場合と同様に、各吸気ポートのうち前記途中部
分の相互間の部分に形成する冷却水ジャケットを広く
し、シリンダヘッドにおける冷却性を向上できるもので
ありながら、吸気ポート内のうち前記途中部分より下流
側に発生する縮流、及び前記前段絞り部分より下流側に
発生する縮流や、流れの壁面剥離を大幅に小さくするこ
とができて、ひいては、吸気の流れ抵抗を大幅に減少す
ることができるから、高回転域等の吸入空気量が大きい
運転域において充填効率の低下が発生することを確実に
低減できのであり、しかも、シリンダヘッドの大型化を
招来することなく、吸気弁の手前に比較的長い整流区間
を設けることができる効果を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図８の図面について説明する。この図において、符
号１は、内燃機関におけるシリンダヘッド示し、このシ
リンダヘッド１の下面１ａには、燃焼室２が凹み形成さ
れ、また、前記シリンダヘッド１の上向きに延びる側面
１ｂにを備えている。

【００１１】符号３は、前記シリンダヘッド１の内部に
形成した吸気ポートを示し、この吸気ポート３は、前記
シリンダヘッド１の側面１ｂに開口する一つの入口端４
から前記燃焼室２に開口する二つの出口端５に向かって
二股状に分岐するように構成されており、その一つの入
口端４が開口するシリンダヘッド１の側面１ｂには、図
示しないエアクリーナからの吸気を前記吸気ポート３に
導入するための吸気マニホールド６が接続され、また、
二つの出口端５の各々には、当該出口端５を開閉するた
めの吸気弁７が設けられている。

【００１２】また、前記吸気ポート３内における天井面
のうち前記入口端４の付近の部分には、前記吸気マニホ
ールド６の上面に取付けた燃料噴射ノズル８がのぞむ凹
み部９が、その深さが次第に浅くなるように設けられて
おり、この凹み部９における断面積が、前記吸気ポート
３における通路断面積に加算されるように構成されてい
る。

【００１３】更にまた、前記吸気ポート３における通路
断面積を、前記入口端４において、図３に示すように、
高さ寸法Ｈ１で幅寸法Ｗ１の略楕円形に凹み部９を加算
した最大値とし、この入口端４からこれに近い部位の途
中部分１０までの比較的短い区間（Ｌ）において、図５
に示すように、高さ寸法Ｈ３で幅寸法Ｗ３の略楕円形の
所定の最小値にまで縮小するように構成され、更に、前
記吸気ポート３は、前記途中部分１０よりも以降におけ
る通路断面積を、図６、図７及び図８に示すように、ほ
ぼ前記最小値を保った状態で両出口端５に向かうように
延びている。

【００１４】そして、前記吸気ポート３のうち前記入口
端４と前記途中部分１０との間のうち前記途中部分１０
に近い部位に、図４に示すように、通路断面積を前記途
中部分１０における最小値よりも僅かに大きい値に設定
した前段絞り部分１１を設けて、通路断面積の単位長さ
当たりの縮小率を、前記入口端４から前記前段絞り部分
１１までの長さＬ１の間において大きく、前記前段絞り
部１１から前記途中部分１０までの長さＬ２の間におい
て小さくするように構成するのである。

【００１５】なお、前記前段絞り部分１１における通路
断面積は、その幅寸法Ｗ２を前記途中部分１１における
幅寸法Ｗ３よりも小さくした状態のくもとで、その高さ
寸法Ｈ２を前記途中部分１１における高さ寸法Ｈ３より
も大きくした略楕円形とすることにより、前記途中部分
１１における通路断面積より僅かに大きくするように構
成されている。

【００１６】このように構成することにより、吸気ポー
ト３における通路断面積を、その入口端４からこれに近
い部位の途中部分１０までの短い間において、最大値か
ら所定の最小値にまで縮小するものであるにもかかわら
ず、前記途中部分１０より上流側の部分における通路断
面積の単位長さ当たりの縮小率を、前記前段絞り部分１
１を設けたことによって小さくすることができる一方、
前記途中部分１０を挟んでその上流側と下流側との間に
おける通路断面積の変化割合、及び前記前段絞り部分１
１を挟んでその上流側と下流側との間における通路断面
積の変化割合を小さくすることができるから、吸気ポー
ト３内のうち前記途中部分１０より下流側に発生する縮
流、及び前記前段絞り部分１１より下流側に発生する縮
流を大幅に小さくすることができて、ひいては、吸気の
流れ抵抗を、前記前段絞り部分１１を設けない場合より
も大幅に減少することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。

【図２】図１のII−II視平断面図である。

【図３】図１及び図２のIII −III 視断面図である。

【図４】図１及び図２のIV−IV視断面図である。

【図５】図１及び図２のＶ−Ｖ視断面図である。

【図６】図１の及び図２のVI−VI視断面図である。

【図７】図１の及び図２のVII −VII 視断面図である。

【図８】図１の及び図２のVIII−VIII視断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド １ａ シリンダヘッドの下面 １ｂ シリンダヘッドの側面 ２ 燃焼室 ３ 吸気ポート ４ 吸気ポートの入口端 ５ 吸気ポートの出口端 ６ 吸気マニホールド ７ 吸気弁 １０ 吸気ポートの途中部分 １１ 吸気ポートの前段絞り部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドの内部に吸気ポートを、そ
   の入口端がシリンダヘッドの側面に出口端がシリンダヘ
   ッドの下面の燃焼室内に各々開口するように形成し、こ
   の吸気ポートにおける通路断面積を、前記入口端におい
   て最大値とし、この入口端からこれに近い部位の途中部
   分までの比較的短い区間において所定の最小値にまで縮
   小するように構成したものにおいて、 前記入口端と前記途中部分との間のうち前記途中部分に
   近い部位に、通路断面積を前記最小値よりも僅かに大き
   い値に設定した前段絞り部分を設けて、通路断面積の単
   位長さ当たりの縮小率を、前記入口端から前記前段絞り
   部分までの間において大きく、前記前段絞り部から前記
   途中部分までの間において小さくしたことを特徴とする
   内燃機関における吸気ポートの構造。