JPS6047820A - 内燃機関の吸気ポ−ト - Google Patents

内燃機関の吸気ポ−ト

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JPS6047820A
JPS6047820A JP58155989A JP15598983A JPS6047820A JP S6047820 A JPS6047820 A JP S6047820A JP 58155989 A JP58155989 A JP 58155989A JP 15598983 A JP15598983 A JP 15598983A JP S6047820 A JPS6047820 A JP S6047820A
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JP
Japan
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intake
valve
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valve shaft
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JPH0442527B2 (ja
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Yasuo Sato
康夫 佐藤
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Toyota Motor Corp
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Toyota 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
    • 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
    • F02B31/06Movable means, e.g. butterfly valves
    • 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)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌に用いられる内燃(戊関の吸
気ボートに係り、特に可変スワール型の吸気ボートに係
る。
従来技術とその問題点 内燃機関に於て、燃焼室に於(]る燃籾と空気との混合
性を向上し、また燃焼室に於(プる燃料と空気との混合
気の火炎速度を速くして燃焼効率の改善を図るべく、吸
気が燃焼室内にて旋回運動するように吸気を燃焼室内へ
導りJ:う構成されたヘリカル型の如き吸気ボートは従
来より種々提案されている。
上述の如き吸気ボートより燃焼室内に流入ηることによ
り燃焼室内に生じる吸気の旋回運動はシリンダボアの軸
線周りの旋回運動であり、この旋 ′四運動は、吸気ス
ワールと称されており、吸入空気量の増大に応じて吸気
ポートを通過する吸気流速が速まることに応じてその強
度を増大する。
吸入空気量が少く、吸気ポートを通過する吸気の流速が
比較的低い低速、低負荷運転時に於て十分な吸気スワー
ルが得られるように吸気ボー1〜が構成されていると、
吸入空気量が多く、吸気ボートを通過する吸気の流速が
比較的速い高速、高負荷運転時に於ては、吸気スワール
が強くなり過ぎ、所謂オーバスワール現象が生じる。こ
のオーバスワール現象は、火花点火式内燃機関に於ては
、点火プラグの火花の吹き消えを招来し、直接噴射式デ
ィーゼル機関に於ては、燃料噴射ノズルの燃料噴It 
ffiの貫徹力を弱くして燃焼室の吸入空気の有効利用
率を低減する原因になり、燃焼性及び排気ガス性能に悪
影響をもたらす。
また、低速、低負荷運転時に於て十分な吸気スワールが
生じるよう構成されたヘリカル型の如き吸気ポートは、
多くの場合、吸入空気に与える流れ抵抗が大きく、内燃
機関の充填効率を低下する原因になる。
上)本の如き事象に鑑みて、吸気ボー1〜内に可動式の
吸気流案内部材が設(プられ、該吸気流案内部材によっ
て吸気スワールの発生度合を可変制御できるよう(11
(成された吸気ボー1〜が、特願昭/l6−62577
号(特公昭51−724.3号)、特願昭48−971
819号(特公昭51−38370号)、特願昭47−
89438号(特公昭52−12845号)、特願昭5
1−27703号(特開昭51−112010号)、特
願昭51−65785号(特開昭51−14.8714
号)等に於て既に種々提案されている。
しかし、上述の如き従来より提案されている可変スワー
ル型の吸気ポートに於ては、吸気スワールの発生に大き
い影響を与える螺旋通路部分の通路形状及び通路断面積
を変化せしめるようにはなってJ5らず、このためこれ
らにあっては吸気スワールの強度を広範囲に亙っで可変
制御することは、望めず、これに対し近年は、特に自動
車用内燃機関の高出力化及び高速運転化に伴ない吸気ス
ワールの可変幅の増大がより一層要求されている。
発明の目的 本発明は、従来の吸気ボートに比してスワール強度の可
変幅が大きく、しかも構造簡単にして確実な可変スワー
ル制御を行う改良されlζ内燃機関の吸気ボートを提供
することを目的としている。
発明の構成′ かかる目的は、本発明によれば、シリンダボアの軸線に
実質的に垂直な仮想平面に沿って延在する第一の通路部
分と、吸気弁の弁軸周りに延在し一端にて前記第一の通
路部分に接続し他端にて前記シリンダボアに開口した第
二の通路部分、即ち螺旋通路部分とを有し、前記第二の
通路部分には前記吸気弁の弁軸を支持する円環状断面の
弁軸支持部が設けられている内燃機関の吸気ボートに於
て、−騎を前記弁軸支持部に係1Fされ前記弁軸支持部
の外周面に対し伸開線状に延在する面部を含む弾性板製
の吸気流案内部材を有し、前記吸気流案内部材は他端を
選択的に引張られることにより弾性変形して前記弁軸支
持部の外周面に巻付くよう構成されている内燃機関の吸
気ボー1−によって達成される。
発明の効果 かかる構成によれば、吸気流案内部材がその他端を引張
られない非変形状態にある時には該吸気流案内部材が弁
軸支持部の外周面に対し伸開線状に延在する面部を呈し
ているので、第二の通路部分の通路断面積が小さく、こ
の時には吸気が第二の通路部分を通過する際に流速を著
しく速められることによりシリンダボア内に比較的強力
な吸気スワールが生じ、これに対し吸気流案内部材がそ
の他端を引張られて弾性変形状態ある04には゛該吸気
流案内部拐は弁軸支持部の外周面に巻き付・(ので、第
二の通路断面積が拡大され、この時には吸気が第二の通
路部分を通過づる際に流速をさほど速められることがな
く、シリンダボア内に強力な吸気スワールが生じなくな
り、従来のものに比して吸気スワールの強度が広範囲に
亙って変化する。
実施例の説明 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。
第1図乃至第3図は本発明による内燃機関の吸気ボート
の一つの実施例を示している。図に於て、1はシリンダ
ヘッドを示しており、該シリンダヘッドに吸気ボート2
が設()られている。
吸気ボート2は、所謂へりカル吸気ポートであり、シリ
ンダボア5oのl’lll線に実質的に垂直な仮想平面
、即ち図にて水平面に沿って延在し一端に吸気人口3を
有する四角形状断面−の略弓状の第一の通路部分4と、
吸気弁の弁軸5の周りに旋回延在して一端にて第一の通
路部分4に接続し他端にてシリンダボア5oに開口した
円形状断面の第二の通路部分6とを有している。第二の
通路部分6は、所謂螺旋通路であり、弁軸5の周りに偏
心延在づ−る円筒状の周壁8を有し、シリンダボア5゜
に対する間口端、即ち吸気量ロアは弁軸5と同心の円形
に形成され、該吸気出口には前記吸気弁が選択的に着座
する円環状の弁座部材(図示省略)が取付けられている
。第二の通路部分6には前記吸気弁の弁軸5を支持する
円環状断面の弁軸支持部9が設けられている。
弁軸支持部9の外周部には吸気流案内部材10が係止さ
れている。吸気流案内部材10は、弁軸支持部9に対す
る係止端11より弁軸支持部9の外周面に対して伸開線
状に延在する伸開部12と、伸開部12の伸開端より連
続して第一の通路部分4の一側壁に沿って弓状に延在づ
る弓状部13どを一体に有する比較的薄いばね性をイj
する金属薄板の如き弾性板により(14成されており、
伸開部12はその伸開端より伸開基部、即ら係止端11
へ向かうに従い第二の通路部分6の周壁8どの間の間隙
を漸次減少するよう湾曲形成されている。
吸気流案内部(110の弓状部13は、その上縁にて第
一の通路部分4の上壁に非常に小ざい間隙をおいて近接
し、また下縁にて第一の通路部分4の下壁に非常に小さ
い間隙をおいて近接している。
弓状部13の先端部にはその上縁及び下縁より突出した
ピン14が固定されており、該ビンはその両端部にて各
々第二の通路部分4の上壁及び下壁に設けらた案内溝1
5に移動可能に係合している。
案内溝15は第一の通路部分4の一側部にその延在方向
に沿って、設けられており、該案内溝に案内されて吸気
流案内部材10は、第1図に於て実線及び第2図に示さ
れている如く、非変形状態の第一の位置と、第1図に於
て仮想線で示されている如く、前記他端を引張られた弾
性変形状態の第二の位置との間に移動するようになって
いる。
吸気流案内部材10が前記第一の位置にある時には、吸
気流案内部材10の伸開部12により吸気人口3の側よ
り吸気量ロアへ向かうに従い吸気通路断面積が次第に減
少して吸気流に対し絞り効果を与える、特に第二の通路
部分6の通路断面積が縮少されたヘリカル状の吸気通路
が形成される。
従って、この時には吸気入口3より第一の通路部分4内
に流入した吸気は、まず吸気流案内部材10の弓状部1
3ど第一の通路部分4の側壁とにより案内されて絞り効
果により流速を増しつつ第二の通路部分6の弁軸支持部
9の一方の側へ向【〕て流れ、更に吸気流案内部$41
0の仲間部12と周壁8とにより案内されて更に流速を
増しつつ弁軸支持部9の周りを旋回しつつ吸気量ロアよ
りシリンダボア50内に流入する。これによりシリンダ
ボア50内には比較的強ノJな吸気スワールが発生ずる
吸気流案内部010の前記他端が引張られることにより
、これが前記第一の位置より前記第二の位置へ向りて移
動すると、吸気流案内部(Δ1oが弾性変形し、仲間部
12が弁軸案内部9の外周面に巻付くように接近するこ
とにより、その伸聞度が減少し、これに伴ない第二の通
路部分6の通路断面積が拡大される。この通路断面積の
拡大にJ:り吸気流速の増速効果が減少し、これに伴な
いシリンダボア50内に生じる吸気スワールか弱くなる
吸気流案内部々J10が、前記第二の位置に位置すると
、伸開線部12が弁軸案内部9の外周面に巻き付くこと
により第二の通路断面積が最大になり、シリンダボア5
0内に生しる吸気スワールか最も弱くなる。
第3図及び第4図は本発明による吸気ポー1〜吸気流案
内部材を前記第一の位置と前記第二の位首との間に駆動
する駆動装置の一つの実施例を示している。尚、第3図
及び第4図に於て第1図及び第2図に対応する部分は第
1図及び第2図に付した符号と同一の符号により示され
ている。
この実施例に於ては、各吸気ボー1へのピン14の上端
部にカムフォロアとして作用するキャップ部材16が取
付けられている。シリンダヘッド1には気筒配列方向に
延在する孔17にカム軸18がその@線周りに回転可能
に挿入されており、該カム軸にはキャップ16に係合づ
−るカム19が各吸気ボート毎に取付けられている。カ
ム軸18の一端部には駆動レバー20が取イ」(プられ
ており、該駆動レバーはロッド21によってダイヤフラ
ム装置の如きアクチ1エータに駆動連結され、例えば内
燃機関の吸入空気量の増大に応じて第4図で見て時計廻
り方向に駆動されるようになっている。
駆動レバー20の第4図で見て時計廻り方向の回動に伴
ないカム19がカムfkl+ 18と一体に同方向に回
動し、これによりキャップ16をもって吸気流案内板1
0の端部が引張られ、これが前記第一の位置より前記第
二の位置へ向ジノで駆動される。
第5図及び第6図は本発明による吸気ボー1への吸気流
案内板を第一の位置と第二の位置どの間に駆動する駆動
装置の他の一つの実施例を示している。尚、第5図及び
第6図に於ても第1図及び第2図に対応する部分は第1
図及び第二図にf=I した符号と同一の符号により示
されている。かかる実施例に於ては、シリンダヘッド1
にドラムカム22が各吸気ボー1〜毎に自身の中心軸線
の周りに回転可能に設けられており、該ドラムカムの外
周面にその周方向に傾斜して設(プられたカム溝23に
ピン14の上端部が係合している。ドラムカム22はそ
の中心軸線の延長上に一体的に設(]られたカム軸24
を有しており、該カム軸は一端部にてシリンダヘッド1
外に突出し、該端部に駆動レバー25を有している。駆
動レバー25はシリンダヘッド21の気筒配列方向に沿
って延在ηる制御ロッド26に枢動連結され、制御ロッ
ド26が第5図で見て上下方向に移動することに伴ない
回動し、ドラムカム22を自身の中心軸線の周りに回動
駆動するようになっている。ドラムカム22は自身の中
心軸線の周りに回動駆動されることにJ:リビン14を
もって吸気流案内板10を選択的に第6図で見て右方へ
引張り、該吸気流案内板を前記第一の位置と前記第二の
位置との間に駆動するようになっている。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は」:述の実施例に限られるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による内燃機関の吸気ポートの一つの実
施例を示す平断面図、第2図は第1図に示された吸気ボ
ートを示す斜視図、第3図は第1図及び第2図に示され
た本発明による吸気ボー1〜の吸気流案内部材の駆動装
置の一つの実施例を示す平断面図、第4図は第3図の線
IV−IVk;沿う断面図、第5図は第1図及び第2図
に示された本発明による吸気ポートの吸気流案内部材の
駆動装置の他の一つの実施例を示す平断面図、第6図は
第5図の線Vl−Vlに沿う断面図である。 1・・・シリンダヘッド、2・・・吸気ボー1〜,3・
・・吸気入口、4・・・第一の通路部分、4・・・吸気
弁の弁軸。 6・・・第二の通路部分、7・・・吸気出口、8・・・
周壁。 9・・・弁軸案内部、10・・・吸気流案内部材、11
・・・係合部、12・・・仲間部、13・・・弓状部、
14・・・ピン、15・・・案内部、16・・・キ1T
ツブ、17・・・孔。 18・・・制御ロッド、19・・・カム、20・・・駆
動レバー、21・・・ロッド、22・・・ドラムカム、
23・・・カム溝、24・・・カム軸、25・・・駆動
レバー、26・・・制御ロッド 特許出願人 トヨタ自動車株式会ン1 代 理 人 弁理士 明石 昌毅 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリンダボアの軸線に実質的に垂直な仮想平面に
    沿って延在する第一の通路部分と、吸気弁の弁軸用りに
    延在し一端にて前記第一の通路部分に接続し他端にて前
    記シリンダボアに開口した第二の通路部分とを有し、前
    記第二の通路部分には前記吸気弁の弁軸を支持する円環
    状断面の弁軸支持部が設けられている内燃機関の吸気ボ
    ートに於て、一端を前記弁軸支持部に係止され前記弁軸
    支持部の外周面に対し伸開線状に延在する面部を含む弾
    性板製の吸気流案内部材を有し、前記吸気流案内部材は
    他端を選択的に引張られることにより弾性変形して前記
    弁軸支持部の外周面に巻付(よう構成されている内燃機
    関の吸気ボート。 く2、特許請求の範囲第1項に記載された内燃機関の吸
    気ボートに於て、前記第一の吸気流案内部材の前記面部
    はその仲開端より伸開端部へ向かうに従い前記第二の通
    路部分の周壁との間隔を漸次減少するよう形成されてい
    ることを特徴とづる内燃機関の吸気ボート。
JP58155989A 1983-08-25 1983-08-25 内燃機関の吸気ポ−ト Granted JPS6047820A (ja)

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JPH0442527B2 JPH0442527B2 (ja) 1992-07-13

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6410415U (ja) * 1987-07-10 1989-01-19

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6410415U (ja) * 1987-07-10 1989-01-19

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