JPS6029813B2 - ヘリカル型吸気ポ−ト - Google Patents

ヘリカル型吸気ポ−ト

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JPS6029813B2
JPS6029813B2 JP56129419A JP12941981A JPS6029813B2 JP S6029813 B2 JPS6029813 B2 JP S6029813B2 JP 56129419 A JP56129419 A JP 56129419A JP 12941981 A JP12941981 A JP 12941981A JP S6029813 B2 JPS6029813 B2 JP S6029813B2
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JP
Japan
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valve
wall surface
intake
negative pressure
inlet passage
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JPS5832921A (ja
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三樹夫 中島
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/042Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors induction channel having a helical shape around the intake valve axis
    • 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
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はへりカル型吸気ボートに関する。
へりカル型吸気ボートは通常吸気弁周りに形成された渦
巻部と、この渦巻部に接線状に接続されかつほぼまつす
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ボ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まうので吸入空気量の多い機
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へりカル型吸気
ボート入口通路部から分岐されてへりカル型吸気ボート
渦巻部の渦巻終端部に蓮適する分岐路をシー」ンダヘッ
ド内に形成し、分岐路内にアクチュェー外こよって作動
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ェータを作動させ
て開閉弁を関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−トでは機関吸入空気量の多い機関高
速高負荷運転時にへIJカル型吸気ボート入口通路部内
に送り込まれた吸入空気の一部が分岐路を介してへりカ
ル型吸気ボート渦巻都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ボートをシリンダ
ヘッド内に形成するのはかなり困難となつている。本発
明は製造の容易な新規な形状のへりカル型吸気ボートを
提供することにある。
以下、添附図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図並びに第2図を参照すると、1はシ1」ンダブロ
ック、2はシリンダプロック1内で往復動するピストン
、3はシリンダブロックー上に固定されたシリンダヘツ
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はシリンダヘツド3内に形成さ
れたヘリカル型吸気ボート、7は排気弁、8はシリンダ
ヘッド3内に形成された排気ボートを夫々示す。
なお、図には示さないが燃焼室4内に点火栓が配置され
る。第1図に示されるようにへりカル型吸気ボート6の
上壁面上には弁ステムガィド9を保持するために下方に
突出する円錐台状突起10が一体形成され、この円錐台
状突起10の先端部から弁ステムガィド9の先端部が突
出する。第2図に示されるようにへIJカル型吸気ボー
ト6にほぼまつすぐに延びる入口通路部Aと、渦巻部B
とにより構成され、入口通路部Aは渦巻部Bに接線状に
接続される。
第1図から第8図に示されるように入口通路部Aの渦巻
軸線aから離れた方の側壁面11はほぼ垂直に配置され
、この側壁面11は渦巻軸線aを中心として轡曲する渦
巻部Bの側壁面12に滑らかに接続する。一方、入口通
路部Aの渦巻鞠線aに近い方の側壁面13は第5図並び
に第6図からわかるように渦巻部Bに近い側の下流側領
域において下向きの煩斜壁面に形成される。
この傾斜側壁面13の上方部は第1図に示す円筒状突起
11の円錐状周壁面に滑らかに薮擁され、一方傾斜側壁
面13の下方部は渦巻部Bの渦巻終機部Cにおいて渦巻
部Bの側壁面12に接続される。入口通路部Aの上壁面
14は第8図からわかるようにその中が渦巻部Bに向け
て徐々に狭くなり、次いで渦巻部Bの上壁面15に滑ら
かに接続する。
入口通路部Aの底壁面16は上壁面14とほぼ平行をな
して渦巻部Bに向けて延び、次いで滑らかな曲壁面17
を経て渦巻部Bの円筒状出口部18に接続される。
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のほぼ長手方向中央部と渦巻部
Bと渦巻終端部Cとを蓮適する分岐路19が入口通路部
Aに併設され、この分岐路19内には開閉弁を構成する
ロータリ弁20が配置される。
ロータリ弁20の下流に位置する分岐路部分19aは入
口通路部Aの上壁面14から下方に突出しかつ吸入空気
量の流れ方向に延びる隔壁21により入口通路部Aから
分離される。この隔壁21の下端部は入口通路部Aの底
壁面16から上方にわずかばかり間隔を隔てて配置され
ており、従って分岐路部分19aの長手方向下側空間は
その全長に亘つて横断面内において入口通路部A内に蓮
適している。分岐路部分19aの一方の側壁面22、即
ち後斜壁面13と反対側に位置する隔室21の側壁面2
2はほぼ垂直に配置され、分岐路部分19aの他方の側
壁面23は入口通路部Aの底壁面16に滑らかに接続し
た上向きの傾斜面から形成される。従って側壁面22と
傾斜側壁面23間に形成される分岐路部分19aの下側
空間は狭窄部日をなす。一方、ロータリ弁20の上流に
位置する分岐路部分19bはその全長に亘つて入口通路
部6内に閉口する半円形状の緩から構成される。また、
ロータリ弁20の下側にはロータリ弁20の下端部を回
転可能に支承するために隔壁21の側壁面22の下端部
と分岐路19の側壁面23とを連結する橋絡部24が形
成される。第9図に示されるようにロータリ弁2川まロ
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芥体29が形成され、こ
の弁体29の下端部は橋絡部24によって支承される。
一方、弁軸27の上端部にはアーム30がワツシヤ31
を介してボルト32により固締される。また、弁藤27
の外周面上にはリング溝33が形成され、このリング溝
33内には弁体29の位置決めをするための例えばE字
形位置決めリング34が鼓込まれる。更に、ロータリ弁
ホルダ26の上端部にはシール部材35が隊着され、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の外周面上に圧暖せしめられる。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ム装
置40のダイアフラム41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4川まダイアフラム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ばね45が挿入される。シ
リンダヘツド3には1次側気化器46aと2次側気化器
46bからなるコンパウンド型気化器46を具えた吸気
マニホルド47が取付けられ、負圧室44は負圧導管4
8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は大気管50並びに大気開放制御弁51介
して大気に蓮適する。この大気開放制御弁51はダイア
フラム52によって達成された負圧室53と大気圧室5
4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は一方では大気導管50を介して負
圧室44内に蓮通し、他方では弁ボート56並びにェア
フイルタ57を介して大気に運通する。弁室55内には
弁ボート56の開閉制御をする弁体58が設けられ、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あって1次
側スロットル弁63が所定開度以上関弁したときに2次
側スロットル弁64が関弁し、1次側スロットル弁63
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に発生する負圧
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51のダイアフラム52が
圧縮ばね6川こ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40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‘まね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ペンチュIJ部62に
発生する負圧が小さなために大気開放制御弁51のダイ
アフラム52は圧縮ばね60のばね力により左方に移動
し、弁体58が弁ボート56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内には大きな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
ム装置40の負圧室44内の負圧よりも大きくなると開
弁し、吸気マニホルド47内の負圧が負圧室44内の負
圧よりも小さくなると閉弁するので大気開放制御弁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内に発生した最大負圧に維持される。負圧室44
内に負圧が加わるとダイアフラム41は圧縮ばね45に
抗して上昇し、その結果ロータリ弁20が回動せしめら
れて分岐路19が閉鎖される。従って機関低速低負荷運
転時にはロータリ弁2川こよって分岐路19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
負圧が小さなために大気開放制御弁51は閉鎖され続け
ている。従ってこのような低速高負荷運転時並びに高速
低負荷運転時には負圧室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タリ弁201こよって分岐路
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Kで
示すように上壁面14,15に沿って進行し、他の混合
気は入口通路部Aの傾斜側壁面13に衝突し、下向きの
力を与えられて第1図において矢印Lを示すように旋回
することなく円筒状出口部18内に流入する。前述した
ように上壁面14の中は次第に狭くなるために上壁面1
4に沿って流れる混合気の流路は次第に狭ばまり、斯く
して上壁面14に沿う混合気流は次第に増速される。次
いでこの増遠された混合気流は渦巻部Bの上壁面15に
沿って進行し、斯くして渦巻部B内には強力な旋回流が
発生せしめられる。矢印Lで示すように円筒状出口部1
8内に流入した混合気はこ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
ので入口通路部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内に送り込ま
れる。
このように機関高速高負荷運転時にはロータリ弁20が
関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な分岐路19を介
して渦巻部B内に送り込れるので高い充填効率を確保す
ることができる。また、入口通路部Aに傾斜側壁面13
を設けることによって入口通路部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
に旋回することなく滑らかな曲壁面17に沿って円筒状
入口部18内に流入するために流入抵抗は小さくなり、
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。これまで述べてきたようにへIJカル型吸気ボー
ト6をシリンダヘツド3内に形成するにはまず木型を用
いてへりカル型吸気ボート形状を有する中子を造形し、
次いでこの中子を用いてシリンダヘッド3内にへりカル
型吸気ボート6を成形する。
第11図から第15図は2つ割りの木型により造形され
た中子を用いてシリンダヘツド3内にへIJカル型吸気
ボート6を形成したところを示している。第3図と比較
するとわかるようにこのヘリカル型吸気ボート6ではロ
ータリ弁20が挿入されるべき橋絡部24の上方部分2
4aが分岐路19の上壁面まで連続的に延びている。即
ち、このような橋絡部上方部分24aを設けないと中子
を造型する際に中子を2つ割りの木型によって造形でき
ないからである。第12図から第15図において直線P
,Qは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、第14図から橋絡部上方部分24aを設けない
と中子を2つ割りの木型によって造形できないことがわ
かる。このようにしてまず始めに第11図に示すような
橋絡部上方部分24aを有するヘリカル型吸気ボート6
をシリンダへッド3内に形成し、次いで第11図並びに
第14図において破線で示す領域をシリンダヘッド3の
上方からドリルにより穿設して除去する。その結果、シ
リンダヘッド3内には第3図に示されるような開閉弁挿
入孔28が形成され、同時に橋絡部24が形成される。
なお、この橋絡部24は製造上の必要性から設けられて
いるばかりでなく、この橋絡部24によりロータリ弁2
0の下端部を支持することによってロータリ弁20の弁
体29の厚みを薄くしても弁体29が吸入空気によって
変形することなく予め定められた回転軸線回りに確実に
回転させることができる。従って弁体29の厚みを薄く
することができるのでロータリ弁20の関弁時における
流れ抵抗を小さくすることができ、それによって充填効
率を更に向上することができる。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へ
りカル型吸気ボートの製造が極めて容易になる。更に、
隔壁の下方に下側空間を形成することによってロータリ
弁が開弁したときに流路面積が増大するばかりでなく吸
気ボートの下方空間全体がストレートボートのようにな
り、斯くして吸入空気量の多い機関高速高負荷運転時に
高い充填効率を得ることができる。また、分岐路内に橋
絡部を設けてこの橋絡部によりロータリ弁の下端部を支
持することによりロータリ弁を予め定められた回転軸線
回りに確実に回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は入口通路部に沿ってみたヘリカル型吸気ボート
の側面断面図、第2図はシリンダヘッドの断面平面図、
第3図は分岐路に沿ってみたヘリカル型吸気ボートの側
面断面図、第4図は第3図のW−W線に沿ってみた断面
図、第5図は第3図のV−V線に沿ってみた断面図、第
6図は第3図のW−W線に沿ってみた断面図、第7図は
第3図の刑−肌線に沿ってみた断面図、第8図はへIJ
カル型吸気ボートの形状を図解的に示す斜視図、第9図
はロータリ弁の側面断面図、第10図はロータリ弁の駆
動制御装置の全体図、第11図は製造過程中のへりカル
型吸気ボートの分岐路に沿ってみた側面断面図、第12
図は第11図の刈−刈線に沿ってみた断面図、第13図
は第11図のXm−Xm線に沿ってみた断面図、第14
図は第11図のXW−XW線に沿ってみた断面図、第1
5図は第11図のXV−XV線に沿ってみた断面図であ
る。 5・・・・・・吸気弁、6・・・・・・ヘリカル型吸気
ボート、13・・・・・・煩斜側壁面、19・…・・分
岐路、20・・・・・・ロータリ弁、21・・…・隔壁
、24・・・・・・橋絡部^第1図第2図 第4図 第5図 第6図 第3図 第8図 第9図 第12い 第10図 第11図 第13図 第14図 第15図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 吸気弁周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つすぐに延びる入口通路部とに
    より構成されたヘリカル型吸気ポートにおいて、吸気ポ
    ート上壁面から下方に突出しかつ吸入空気流の流れ方向
    に延びる隔壁を吸気ポート内に形成して該隔壁の両側に
    入口通路部と該入口通路部から分岐した分岐路とを形成
    し、該隔壁の下方に入口通路部と分岐路とを連通する下
    側空間を形成すると共に分岐路を渦巻部の渦巻終端部に
    連通し、該分岐路内に開閉弁を設けると共に該分岐路内
    に隔壁側壁面下端部と分岐路側壁面とを連結する橋絡部
    を設けて該橋絡部の開閉弁の下端部を支持するようにし
    たヘリカル型吸気ポート。
JP56129419A 1981-08-19 1981-08-20 ヘリカル型吸気ポ−ト Expired JPS6029813B2 (ja)

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JP56129419A JPS6029813B2 (ja) 1981-08-20 1981-08-20 ヘリカル型吸気ポ−ト
CA000409116A CA1197422A (en) 1981-08-19 1982-08-10 Intake device of an internal combustion engine
US06/406,889 US4491102A (en) 1981-08-19 1982-08-10 Intake device of an internal combustion engine
AU87118/82A AU532912B2 (en) 1981-08-19 1982-08-12 Intake device
DE19823277881 DE3277881D1 (ja) 1981-08-19 1982-08-13
EP82107387A EP0072551B1 (en) 1981-08-19 1982-08-13 An intake device of an internal combustion engine

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JP56129419A JPS6029813B2 (ja) 1981-08-20 1981-08-20 ヘリカル型吸気ポ−ト

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JPS5832921A JPS5832921A (ja) 1983-02-26
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EP1529939A1 (de) * 2003-11-10 2005-05-11 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Einlasssystem für eine Brennkraftmaschine

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JPS5832921A (ja) 1983-02-26

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