JPS5823224A - ヘリカル型吸気ポ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘリカル型吸気ポートに関する。

ヘリカル型吸気ポートは通常吸気弁層りに形成された渦
巻部と、との渦巻部に接線状に接続されかつほぼ１つす
ぐに延びる入口通路部とにより構成される。このような
ヘリカル型吸気ポートを用いて吸入空気量の少ない機関
低速低負荷運転時に機関燃焼室内に強力な旋回流を発生
せしめようとすると吸気ボート形状が流れ抵抗の大きな
形状になってし捷うので吸入空気］の多い機関高速高負
荷運転時に充填効率が低下するという問題がある。

このような問題を解決するためにヘリカル型吸気ボート
入口通路部から分岐されてヘリカル型吸気ボート渦巻部
の渦巻終端部に連通ずる分岐路をシリンダヘッド内に形
成し、分＋！＋多路内にアクチュエータによって作動さ
れる常時閉鎖型開閉弁を設けて機関吸入空気量が所定量
よりも大きくなったときにアクチュエータを作動させて
開閉弁を開弁するようにしたヘリカル型吸気ボート流路
制御装置が本出願人により既に提案されている。このヘ
リカル型吸気ポートでは機関吸入空気量の多い機関高速
高負荷運転時にヘリカル型吸気ボート人口通路部内に送
り込まれた吸入空気の一部が分岐路を介してヘリカル型
吸気ボート渦巻部内に送り込まれるために吸入空気流に
対する流れ抵抗が低下し、斯くして高い充填効率を得る
ことができる。しかしながらこのようなヘリカル型吸気
ボートはそれ自体の形状が複雑であり、しかも分岐路を
併設した場合には形状が極めて複雑となるのでこのよう
な分岐路を具えたヘリカル型吸気ポートをシリンダヘッ
ド内に形成するのはかなり困難となっている。

本発明は製造の容易な新規な形状のヘリカル型吸気ポー
トを提供することにある。

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する、。

第１図並びに第２図を参照すると、■はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロック】内で往復動するピストン、
３はシリンダブロック１上に固定されたシリンダヘッド
、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成された燃
焼室、５は吸気弁、６はシリンダヘッド３内に形成され
たヘリカル型吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘ
ッド３（３） 内に形成された排気ボートを夫々示す。なお、図には示
さ力いが燃焼室４内に点火栓が配［ｄされる。

第１図から第８図に示されるように吸気ボート６の土壁
面８土には下方に突出する水平断面三角形状の隔壁９が
一体形成され、この隔壁９によって渦巻部Ｂと、との渦
巻部Ｂに接線状に接続された入口通路部Ａからなるヘリ
カル型吸気ポート６が形成される。この隔壁９は入口通
路部Ａのやや下流領域から吸気弁５のステム５ａ周り捷
で延び、吸気弁ステム５ａに近づくに従って水平断面内
における巾が徐々に広くなる。隔壁９の両側壁面９ａ、
９ｂは２０６から３０°の角度をなしてまっすぐに延び
ており、人口通路部人に面する側壁面９ｂは渦巻部Ｂの
側壁面１０の近傍まで延びて渦巻部側壁面１０との間に
狭窄部１８を形成する。

従って人口通路部Ａの土壁面８は渦巻部Ｂに近づくに従
って巾が徐々に狭くなる。一方、第４図から第６図に示
されるように隔壁９の側壁面９ａはほぼ垂直配置され、
隔壁９の側壁面９ｂはその全体が下向きの傾斜面に形成
される。また、第３ＩｙＪ（４） から第６図に示されるように隔壁９の下壁面９Ｃは入口
通路部Ａ内において吸気ボート６のほは半分の高さ位置
にあり、渦巻部Ｂに近づくに従って入口通路部Ａの下壁
面ＩＩから徐々に離れる。

入口通路部人の」：壁面８は前述したように渦巻部Ｂに
近づくに従って巾が徐々に狭くなり、次いで渦巻部Ｂの
上壁面１２に滑らかに接続する。入口通路部Ａの下壁面
１１は土壁面８とほぼ平行に延び、滑らかガ曲壁部１３
を経て円筒状出口部１４に接続される。吸気弁ステム５
ａから離れた側の入口通路部Ａの側壁面１５は円筒状出
口部１４から外方に膨出した渦巻部Ｂの側壁面１０に滑
らかに接続される。吸気弁ステム５ａに近い側の入口通
路部Ａの側壁面、即ち隔壁９の側壁面９ｂは前述したよ
うに下向きの傾斜面から形成される。

一方、第２図から第８図に示されるようにシリンダヘッ
ド３内には入口通路部Ａと渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｃとを
連通ずる分岐路１９が形成され、この分岐路１９の人口
部にロータリ弁２０が配置される６、との分岐路１９は
隔聰９によって入口通路部Ａから分離されており、分岐
路１９の長手方向下側空間はその全長に亘って人口通路
部Ａに連通している。分岐路】９の上壁面２】はほぼ一
様な巾を有しかつ入口通路部Ａの上壁面８と同一平面内
にある。一方、隔壁９の側壁面９ａに対向する分岐路１
９の側壁面２２はほぼ垂直に配置される。更に、人口通
路部Ａと分岐路１９に共通の底壁面１１は渦巻部Ｂに近
づくに従って巾が徐々に広くなる。＠３１１１並びに第
６図かられかるようにロータリ弁２０は分岐路１９の上
壁面２１から入口通路部Ａと分岐路１９に共通力底壁面
１１まで延びる。

第９図に示されるようにロータリ弁２０はロータリ弁ホ
ルダ２６と、ロータリ弁ホルダ２６内において回転可能
に支持された弁軸２７とにより構成され、このロータリ
弁ホルダ２６はシリンダヘッド３に穿設された開閉弁挿
入孔２８内に螺着される。弁軸２７の下端部には薄板状
の弁体２９が形成され、この弁体２９の下端部は底壁面
１１上で支持される。一方、弁軸２７の上端部にはアー
ム３０がワッシャ３】を介してボルト３２により固締さ
れる。また、弁軸２７の外周面上にはリング溝３３が彫
成され、とのリング溝３３内には弁体２９の位ｔｉｌ決
めをするための例えばＥ字形位置決めリング３４が嵌込
せれる。更に、ロータリ弁ホルダ２６の上端部にはシー
ル部材３５が嵌着され、シール部材３５のシール部３６
は弾性リング３７によって弁軸２７の外周面上に圧接せ
しめられる。

第１０図を参照すると、ロータリ弁２０の上端部にボル
ト３２によって固着されたアーム３０の先端部は負圧ダ
イアフラノ、装置４０のダイアフラム４ｊに固着された
制御ロッド４２に連結ロッド４３を介して連結される。

負圧ダイアフラム装置４０はダイアフラム４１によって
大気から隔離された負圧室４４を有し、この負圧室４４
内にダイアフラム押圧用圧縮げね４５が挿入される。シ
リンダへラド３には１次側気化？：ｒ　４６　ａと２次
側気化器４６ｂからなるコンパウンド型気化器４６を（
７） 具えた吸気マニホルド４７が取付けられ、負圧室４４は
負圧導管４８を介して吸気マニホルド４７内に連結され
る。この負圧導管４８内には負圧室４４から吸気マニホ
ルド４７内に向けてのみ流通可能な逆止弁４９が挿入さ
れる。更に、負圧室４４は大気導管５０並びに大気開放
制御弁５Ｉを介して大気に連通ずる。との大気開放制御
弁５１はダイアフラム５２によって隔成された負圧室５
３と大気圧室５４とを有し、更に大気圧室５４に隣接し
て弁室５５を有する。この弁室５５は一方では大気専管
５０を介して負圧室４４内に連通し、他方では弁ポート
５６並びにエアフィルタ５７を介して大気に連通ずる。

弁室５５内には弁ポート５６の開閉制御をする弁体５８
か設けられ、この弁体５８は弁ロッド５９を介してダイ
アフラム５２に連結される。負圧室５３内にはダイアフ
ラム押圧用圧縮ばね６０が挿入され、更に負圧室５３は
負圧導管６１を介して１次側気化器４６ａのベンチュリ
部６２に連結される。

気化器４６は通常用いられる気化器でおって】（８） 次側スロットル弁６３が所定開度以上開弁じたときに２
次側スロットル弁６４が開弁し、１次側スロットル弁６
３が全開すれば２次側スロットル弁６４も全開する。１
次側気化器４６ａのベンチュリ部６２に発生する負圧は
機関シリンダ内に供給される吸入空気量が増大するほど
大きくなり、従ってベンチュリ部６２に発生する合圧が
所定負圧よりも大きくなったときに、即ち機関高速高負
荷運転時に大気、開放制御弁５】のダイアフラム５２が
圧縮ばね６０に抗して右方に移動し、その結果弁体５８
が弁ボート５６を開弁して負圧ダイアフラム装置１４０
の負圧室４４を大気に開放する。このときダイアフラム
４１は圧縮ばね４５のばね力により下方に移動し、その
結果ロータリ弁２０が回転せしめられて分岐路１９を全
開する。一方、１次側スロットル弁６３の開度が小さい
ときにはベンチュリ部６２に発生する負圧が小さなため
に大気開放制御弁５Ｉのダイアフラム５２は圧縮ばね６
０のばね力により左方に移動し、弁体５８が弁ボート５
６を閉鎖する。更にこのように１次側スロットル弁６３
の開度が小さいときには吸気マニホルド４７内には太き
外負圧が発生している。

逆止弁４９は吸気マニホルド４７内の負圧が負圧ダイア
フラム装着４０の０圧室４４内の分圧よりも大きくンン
ると開弁し、吸気マニホルド４７内の負圧が負圧室４４
内の負圧よりも小さく力ると閉弁するので大気開放６゛
１１復１弁５１が閉弁している限り負圧室４４内の負圧
は吸気マニホルド４７内に発生した最大ｆ′ｌ圧に糾持
される。負圧室４４内に負圧が加わるとダイアフラム４
１は圧縮げね４５に抗して上界し、その結牙ロータリ弁
２０が回動せしめられて分岐路】９が閉鎖される。従っ
て機関高速高負荷運転時にはロータリ弁２０によって分
岐ｒ３１９が閉鎖されることになる。なお、高負荷運転
時であっても機関回転数が低い場合、並びに機関回転数
が高くても低負荷運転が行なわれている場合にはベンチ
ュリ部６２に発生する負圧が小さ々ために大気開放遮断
弁５】は閉鎖され続けている。従ってとのよう力低速高
狛荷運転時並びに高速低負荷■ｆ転時には負圧室４４内
の負圧が前述の最大負圧に維持されているのでロークリ
弁２０によって分岐路１９が閉鎖されている。

上述したように吸入空気量が少ない機関低速低負荷運転
時にはロータリ弁２０が分岐路１９を遮断している。従
ってこのとき、入口通路部Ａ内に送り込まれた混合気の
一部は第１図において矢印にで示すように上壁面８に沿
って進行し、他の混合気は隔（１！９の傾斜側壁面９ａ
に衝突し、下向きの力を与えられて第１図において矢印
りに示すように旋回するととなく円筒状出口部１４内に
流入する１、前述したように上壁面８の巾は渦巻部Ｂに
近づくに従って次第に狭くなるために土壁面８に沿って
流れる混合気の流路は次第に狭ばまり、斯くして土壁面
８に沿う混合気流は次第に増速される。更に前述したよ
うに隔壁９の側壁面９ｂは渦巻部Ｂの側壁面１０の近傍
オで延びているので土壁面８に沿って進む混合気流、は
渦巻部Ｂの側壁面１０上に押しやられ、斯くして土壁面
８に沿って流れて増速された混合気の大部分が渦巻部Ｂ
の上壁面！２に沿って流されるために渦巻部Ｂ内には（
ＩＪ） 強力が旋回流が発生せしめられる。矢印りで示すように
円筒状出口部１４内に流入した混合気は仁の旋回流によ
って旋回力が与えられ、次いで旋回混合気は吸気弁５と
その弁座間に形成される間隙を通って燃焼室４内に流入
して燃焼室４内に強力な旋回流を発生せしめる。

一方、吸入空気量が多い機関高速高負荷運転時にはロー
タリ弁２０が開弁するので人口通路部Ａ内に送り込まれ
た混合気の一部が流れ抵抗の小さな分岐路１９を介して
渦巻部Ｂ内に送り込！ｆ、ねる。

このように機関高速高負荷運転時にｄロータリ弁２０が
開弁することによって全体の流路面積が増大するばかり
でなく一部の混合気が流れ抵抗の小さ外分岐路１９を介
して渦巻部Ｂ内に送り込１れるので高い充填効率を確保
することができる。また、人口通路部Ａに傾斜側壁面９
ｂを設けるととによって人口通路部Ａ内に送り込まれた
混合気の一部は通常の吸気□ボート内を流れる混合気と
同様・に旋回するととなく滑らかな曲壁面１３に沿って
円筒状入口部１４内に流入するために流入抵抗は（１２
） 小さくなり、斯くして高速高負荷運転時における充填効
率が更に高くなる。

とれまで述べてきたよう々ヘリカル型吸気ボート６をシ
リンダヘッド３内に形成するにはまず木型を用いてヘリ
カル型吸気ボート形状を有する中子を造形し、次いでと
の中子を用いてシリンダヘッド３内にヘリカル型吸気ボ
ート６を形成する。

第４図から第７図において直線ｐ＋Ｑは木型を用いて中
子を造形する際の上型と下型との分割線を示しており、
これらの図面から中子を２つ割の木型によって造形でき
ることがわかる。

以上述べたように本発明によれば中子を２つ割りの木型
から造形できるのでヘリカル型吸気ボートの製造が極め
て容易になる。更に、入口通路部に傾斜側壁面を設ける
ととによって機関低速低負荷運転時には入口通路部上壁
面に沿う混合気流を増速できるので強力な旋回流を発生
でき、機関高速高負荷運転時には傾斜側壁面による旋回
流の抑制作用と分岐路からの混合気流人作用によって高
□い充填効率を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＴ−１！ｉ１に沿ってみた本発明に係
る内燃機関の側面断面図、第２図は第１図のｎ　−＋ｒ
線に沿ってみた平面断面図、第３図は第２図の柑−■線
に沿ってみた側面断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ
線に沿ってみた断面図、第５図は第３図の■−ｖ線に沿
ってみた断面図、第６図は第３図のＷ−Ｖｌ線にｎ）っ
てみた断面図、第７図は第３図のＶｌｌ　−Ｖｌｌ線に
沿ってみた断面図、第８図はヘリカル型吸気ボートの形
状を図１Ｗ的に示す斜視図、第９図はロータリ弁の側面
断面図、第１θ図はロータリ弁の駆動制御装置の全体図
である。 ５・・・吸気弁、　　　　　　６・・・吸気ボート、９
・・・隔壁、　　　　　　１９・・・分岐路、２０・・
・ロータリ弁、　　　　Ａ・・・入口通路部、Ｂ・・・
渦巻部。 〇−」 ｎ　　　、、、＠ トへＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気弁開りに形成された渦巻部と、該渦巻部に接線状に
   接続されかつほぼまっすぐに延びる入口通路部とにより
   構成されだヘリカル型吸気ポートにおいて、上記入口通
   路部から分岐されて上記渦巻部の渦巻終端部に連通する
   分岐路を上記人口通路部に併設し、吸気ボート上壁面か
   ら下方に突出しかつ入口通路部から吸気弁ステム周りま
   で延びる水平断面三角形状の隔壁によって該分岐路を人
   口通路部から分離して該分岐路の長手方向下側空間を横
   断面内において上記入口通路部に連通ずると共に上記人
   口通路部と分岐路との通路壁を一体的に連結形成し、上
   記分岐路内に開閉弁を設けたヘリカル型吸気ポート。