JPS6039456Y2 - 内燃機関のシリンダヘツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のシリンダ内で生成される給気旋回流
を改善する構造に関する。

従来この種給気旋回流を生成させるシリンダヘッドの構
造を第１図及び第２図に示す。

図において、１はシリンダヘッド本体、１１は給気弁、
１２は給気弁弁座、１３は給気弁ばね、１４は給気弁ロ
ッカアーム、１５は給気通路環状部、１６は給気通路、
１７は給気通路入口、２１は排気弁、２２は排気弁弁座
、２３は排気弁ばね、２４は排気弁ロッカアーム、２５
は排気通路、３１はシリンダヘッド、３２はシリンダ内
部、３３はシリンダ軸心、１１０は給気弁軸心である。

シリンダ内へ給気を導入する場合、給気弁ばね１３によ
って閉じている給気弁１１が給気弁ロッカアーム１４の
作動により開けられるる。

この時、空気は給気通路人口１７よりシリンダヘッド給
気通路１６を経て、給気通路環状部１５からシリンダ内
部３２へうす巻き状に流入し、シリンダ壁に沿って旋回
する。

この旋回流は燃料噴霧の側面から当り燃料と空気との混
合を促進する。

内燃機関１、特に直接噴射式ディーゼル機関においては
、燃料と空気とをを良く混合するという意味では、上記
の空気流入に伴なう渦流の形成は不可欠のものである。

さらに燃料と空気とを均一に混合するには、上記のよう
な単一方向への旋回気流だけでなく、混合する空気自体
激しい乱流を形成した方がよい。

しかし従来のシリンダヘッドの給気通路形状のままでは
、単一方向の旋回気流は得ることができても、積極的に
シリンダ内の空気に乱れを与えることはできないという
欠点を持っている。

本考委の目的は上記の点に着目し、シリンダ内空気に単
一方向の旋回流以外に強い乱れを与え、燃料と空気との
混合気形成を改善できるシリンダヘッドの構造を提供す
ることであり、その特徴とするところは、シリンダヘッ
ドの触火面に給気弁の嵌込弁座環を所定距離だけ陥没さ
せて嵌着し、上記触火面と上記弁座環の端面との間に段
差部を形成し、さらに上記弁座環の端面から上記触火面
にかけてなだらかな傾斜で切欠いた給気案内溝を設け、
このの給気案内溝の位置が給気弁中心とシリンダ中心を
結ぶ線より給気ポート入口側にあってしかもシリンダ中
心側にあるようにしたことである。

この場合は、給気弁の開弁初期及び閉弁終期、即ち弁リ
フトの小さい時には、給気は給気案内溝を通って、通常
の旋回流とは逆方向の旋回流を生威し、空気の相互運動
の剪断力により強い乱流状態を形成し、燃料噴霧と給気
との混合を更に均一にすることができる。

かも給気弁リフトが十分に開いた場合は溝が浅いため、
はとんど溝のない場合と同じ流れとなる。

以下図面を参照して本考案による実施例につき説明する
。

第３図は本考案による１実施例のシリンダヘッドの給気
弁部を示す断面図、第４図は第３図のシリンダヘッドを
シリンダ側から見た断面図である。

図において、１はシリンダヘッド本体、１１は給気弁、
１２は給気弁の嵌込弁座環、１５は給気通路環状部、１
６は給気通路、１７は給気通路入口、３１はシリンダヘ
ッド、３３はシリンダ軸心、１１０は給気弁軸心で、い
ずれも従来のものと同様で、同一部分には同一符号がつ
けである。

１００は給気案内溝で、弁座環１２をシリンダヘッド本
体１の触火面に対し所定距離だけ陥没させて挿入して段
がつくようにし、弁座環１２の端面から上記段差部を削
り取るように傾斜して切欠き、浅い溝状通路を形成して
いる。

しかも、その方向は通常の給気渦流方向（給気弁が充分
量いた時の）とは逆方向となるようにしている。

即ち、上記給気案内溝１００はシリンダ軸心３３と給気
弁軸心１１０とを結ぶ線よりも給気通路人口１７側でか
つシリンダ軸心３３寄りに設けられている。

上記構成の場合の作用について述べる。

第５図及び第６図は、給気弁１１の開き始め、あるいは
閉じ終りの弁リフトの小さい時期の空気の流れを示して
いる。

弁リフトが小さいと、給気弁１１の傘部に沿った給気の
流れが給気案内溝１００以外のところでは、十分な開口
面積が得られず、絞られて主として給気案内溝１００方
向に流れる。

ころ流れの方向を示したのが矢印ＳＬで、こる矢印ＳＬ
方向の流れはシリンダ内に流入すると、シリンダ壁に沿
って通常の旋回方向とは逆の方向に旋回する。

第７図及び第８図は、給気弁１１が十分リフトした時期
の空気の流れを示している。

弁リフトが大きいと、給気弁１１の全周で十分な面積が
得られることとなり、給気案内溝１００は最早作用しな
くなり、給気通路１６、給気通路環状部１５により図中
の矢印ＳＨ力方向即ち給気通路入口１７とは逆方向へ空
気は流入する。

流入した空気はシリンダ壁に沿って、弁リフトが小さい
時の流れ（矢印ＳＬ）とは逆方向の旋回流を形成する。

第９図は給気通路の旋回流生成能力の評価に通常使用さ
れる定常流試験結果を示す。

横軸に給気弁リフト、縦軸にシリンダ内に置かれた羽根
車の回転数を示している。

今、第８図に示した給気通路人口１７からの流入方向（
矢印ＳＨ）のように旋回する流れを正方向回転数と定義
する。

従来のシリンダヘッドによる給気通路からの流入空気の
旋回流の特性は、破線で示したように、給気弁リフトが
大きくなるに従い、回転しない状態から正転方向に次第
に回転数が増す。

しかし本考案によるシリンダヘッドでは、実線で示すよ
うに、給気弁リフトが小さい間は逆方向に旋回し、ある
給気弁リフトから正転方向に転じ、次第に回転数を増し
て行き、ついには給気案内溝が無い場合の従来のシリン
ダヘッドの結果とほぼ等しくなる。

しかも逆方向に旋回をつけたことにより抵抗が増大する
といったような悪影響もみられない。

なお、上記実施例では給気弁１個のみの場合について述
べたが、給気弁２個以上の複数個の場合にも全く同様に
給気案内溝を設けることができる。

上述のような本考案による場合は次の効果がある。

上記した作用により、給気弁の開閉による給気過程中に
給気弁開き始めと給気弁閉じ終りに、主旋回流と逆方向
の旋回流をシリンダ内の空気に生じせしめ、空気の相互
運動の剪断力により強い乱れを生じさせることができる
。

この旋回流中の強い乱れは、燃料と空気との混合気形体
を進めると同時に１、燃料速度を上げる効果を持ち、か
つ給入時の抵抗抗が増大するといったような不都合も無
いので、内燃機関のシリンダ内燃焼性能を向上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給気旋回流を生皮させるシリンダヘッド
の構造を示す断面図、第２図は第１図の■−■矢視断面
図、第３図は本考案によるｌ実施例のシリンダヘッドの
給気弁部を示す断面図、第４図は第３図のシリンダヘッ
ドをシリンダ側から見た断面図、第５図は給気弁リフト
が小さい時に給気弁部を通る給気流れの状態を示す説明
図、第６図は第５図のシリンダヘッドを上方から見た場
合の給気流れの状態を示す説明図、第７図は給気弁リフ
トが大きい時に給気弁部を通る給気流れの状態を示す説
明図、第８図は第７図のシリンダヘッドを上方から見た
場合の給気流れの状態を示す説明図、第９図は給気弁リ
フトとスワール回転数との関係を示す線図である。 １・・・・・・シリンダヘッド本体、１１・・・・・・
給気弁、１２・・・・・・給気弁の嵌込弁座環、１５・
・・・・・給気通路環状部、１６・・・・・・給気通路
、１７・・・・・・給気通路入口、３１・・・・・ツリ
ンダライナ、３３・・・・・ツリンダ軸心、１００・・
・・・・給気案内溝、１１０・・・・・・給気弁軸心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 給気をシリンダヘッドの給気通路で案内しシリンダの円
   周方向に進入させて同シリンダ内に旋回流を生成させる
   内燃機関において、給気弁の着座するシリンダ側端面を
   上記シリンダヘッドの触火面より所定距離陥没させ同触
   火面との間に段差部を形成して上記シリンダヘッドに嵌
   着された嵌込弁座環と、シリンダ軸心と給気弁軸心とを
   結ぶ線よりも給気通路入口側でかつシリンダ軸心寄りに
   設けられ上記段差部を上記嵌込弁座環のシリンダ側端面
   から上記触火面へかけて傾斜して切欠き上記給気通路に
   より生成される旋回流方向と逆方向の流路を形成した給
   気案内溝を備えたことを特徴とする内燃機関のシリンダ
   ヘッド。