JPS6145046B2 - - Google Patents
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- JPS6145046B2 JPS6145046B2 JP54024522A JP2452279A JPS6145046B2 JP S6145046 B2 JPS6145046 B2 JP S6145046B2 JP 54024522 A JP54024522 A JP 54024522A JP 2452279 A JP2452279 A JP 2452279A JP S6145046 B2 JPS6145046 B2 JP S6145046B2
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- JP
- Japan
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- intake port
- intake
- port
- engine
- air
- Prior art date
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関、特に直接噴射式デイーゼ
ル機関あるいは直接噴射式火花点火機関に好適な
シリンダヘツドに関する。
ル機関あるいは直接噴射式火花点火機関に好適な
シリンダヘツドに関する。
従来の直接噴射式デイーゼル機関におけるシリ
ンダヘツドは、通常、第１図乃至第４図に示すよ
うに構成されている。それらの図で、０１はエア
クリーナ、０２は該エアクリーナ０１からの吸気
管路、０３は吸気マニホールド、０４はエアクリ
ーナの吸気ポート、０５はシリンダヘツドの吸気
ポート渦室部、０５１は該吸気ポート渦室部０５
の渦室部、ポート渦巻き終り部、０５２はシリン
ダヘツドに装備された吸気弁、０６は排気ポート
０７のシリンダ出口、０８は排気マニホールド、
０９は排気管、０１０はクランク軸、０１１はピ
ストン、０１２はコネクタテングロツド、０１３
はシリンダで、それら各部材は図示の如き関係に
配設されている。
ンダヘツドは、通常、第１図乃至第４図に示すよ
うに構成されている。それらの図で、０１はエア
クリーナ、０２は該エアクリーナ０１からの吸気
管路、０３は吸気マニホールド、０４はエアクリ
ーナの吸気ポート、０５はシリンダヘツドの吸気
ポート渦室部、０５１は該吸気ポート渦室部０５
の渦室部、ポート渦巻き終り部、０５２はシリン
ダヘツドに装備された吸気弁、０６は排気ポート
０７のシリンダ出口、０８は排気マニホールド、
０９は排気管、０１０はクランク軸、０１１はピ
ストン、０１２はコネクタテングロツド、０１３
はシリンダで、それら各部材は図示の如き関係に
配設されている。
そしてシリンダ０１３内に空気を導入する場
合、空気はエアクリーナ０１から流入し、吸気管
路０２、吸気マニホールド０３、吸気ポート０４
を経て、吸気ポート渦室部０５１より、吸気弁０
５２が開く時期にシリンダ０１３内にうず巻き状
に流入し、シリンダ０１３の内周壁面に沿つて旋
回する。この空気の旋回流によつてシリンダ内に
噴射される燃料と空気との混合が促進され、燃料
の燃焼状態が改善される。
合、空気はエアクリーナ０１から流入し、吸気管
路０２、吸気マニホールド０３、吸気ポート０４
を経て、吸気ポート渦室部０５１より、吸気弁０
５２が開く時期にシリンダ０１３内にうず巻き状
に流入し、シリンダ０１３の内周壁面に沿つて旋
回する。この空気の旋回流によつてシリンダ内に
噴射される燃料と空気との混合が促進され、燃料
の燃焼状態が改善される。
内燃機関、特に直接噴射式デイーゼル機関にお
いては、燃料と空気とを良く混合させるという点
では、上記のようなシリンダ内への空気流入に伴
なう渦流（旋回気流）の形成は不可欠のものであ
る。
いては、燃料と空気とを良く混合させるという点
では、上記のようなシリンダ内への空気流入に伴
なう渦流（旋回気流）の形成は不可欠のものであ
る。
しかし、上記旋回気流は、ただ単に強ければ強
いほど良いものではなく、燃料噴霧の燃焼室内で
の分散との関係上、燃料噴射弁の噴孔数ｎ個と、
噴射期間Oinjと、旋回気流回転数Ns、機関回転
数ＮEの間には、ある一定の最適な関係が成立す
るように選択しなければならない。
いほど良いものではなく、燃料噴霧の燃焼室内で
の分散との関係上、燃料噴射弁の噴孔数ｎ個と、
噴射期間Oinjと、旋回気流回転数Ns、機関回転
数ＮEの間には、ある一定の最適な関係が成立す
るように選択しなければならない。
通常、噴射期間Oinj中に噴霧の間隔だけ旋回気
流が回転するのが適当とされ、 Ｎｓ／ＮＥ＝３６０／Ｎ×Ｏｉｎｊ の関係式が成立するように選択される。
流が回転するのが適当とされ、 Ｎｓ／ＮＥ＝３６０／Ｎ×Ｏｉｎｊ の関係式が成立するように選択される。
ところで、旋回気流回転数Nsの大きさは、空
気吸入速度に比例するため、ピストン速度、すな
わち機関回転数ＮEが増大するに従い増大する。
しかも機関回転数ＮEが増大すると、吸入抵抗が
増大するため、空気吸入速度はさらに増大する傾
向にある。このため、旋回気流回転数Nsと機関
回転数ＮEとの関係は一定とならず、第５図に示
す実線ａの実験結果のような機関回転数ＮEの増
大とともに増大する。
気吸入速度に比例するため、ピストン速度、すな
わち機関回転数ＮEが増大するに従い増大する。
しかも機関回転数ＮEが増大すると、吸入抵抗が
増大するため、空気吸入速度はさらに増大する傾
向にある。このため、旋回気流回転数Nsと機関
回転数ＮEとの関係は一定とならず、第５図に示
す実線ａの実験結果のような機関回転数ＮEの増
大とともに増大する。
一方、噴射期関Oinjは、クランク角度基準であ
るので、機関回転数ＮEが上昇すると、第６図に
示す実線ｂの実験結果のように、機関回転数ＮE
の増大とともに伸びる。従つて、機関の低速時に
燃料の噴射状態とよく適合するように、給気スワ
ール比Ns／ＮEと、噴射弁噴孔数ｎを選択したと
すると、機関の高速時には、 〓〓＞３６０／ｎ×Ｏｉｎｊ となり、燃料の噴射状態と具合良く適合せず、む
しろ混合気の形成の悪化を招き、燃焼を悪化させ
てしまう。すなわち、上記従来のものでは、機関
の全回転数範囲で、常に燃料の噴射状態とよく適
合する吸気旋回気流を得ることができないという
欠点を持つている。
るので、機関回転数ＮEが上昇すると、第６図に
示す実線ｂの実験結果のように、機関回転数ＮE
の増大とともに伸びる。従つて、機関の低速時に
燃料の噴射状態とよく適合するように、給気スワ
ール比Ns／ＮEと、噴射弁噴孔数ｎを選択したと
すると、機関の高速時には、 〓〓＞３６０／ｎ×Ｏｉｎｊ となり、燃料の噴射状態と具合良く適合せず、む
しろ混合気の形成の悪化を招き、燃焼を悪化させ
てしまう。すなわち、上記従来のものでは、機関
の全回転数範囲で、常に燃料の噴射状態とよく適
合する吸気旋回気流を得ることができないという
欠点を持つている。
本発明は、上記従来のものの欠点を解消するこ
とを目的として提案されたもので、シリンダヘツ
ドに形成されたスワールを生成可能な吸気ポート
内に、一端開口部がシリンダヘツドの吸気ポート
渦室部の吸気ポート渦巻き終り部近傍のポート底
面部に位置し、かつその開口方向が吸気弁のほぼ
頭部中心に向うように配設され、他端開口部がエ
アクリーナに管路を介して連通された補助吸気ポ
ート、同補助吸気ポートとエアクリーナ間の管路
中に介装され、吸気負圧、機関回転数等機関の運
転状態に応じて、上記補助吸気ポートを流過する
吸気量を調整する制御弁を具備することを特徴と
する内燃機関のシリンダヘツドに係るものであ
る。なお、図示例は、本発明を直接噴射式デイー
ゼル機関のシリンダヘツドに適用した場合を示
す。
とを目的として提案されたもので、シリンダヘツ
ドに形成されたスワールを生成可能な吸気ポート
内に、一端開口部がシリンダヘツドの吸気ポート
渦室部の吸気ポート渦巻き終り部近傍のポート底
面部に位置し、かつその開口方向が吸気弁のほぼ
頭部中心に向うように配設され、他端開口部がエ
アクリーナに管路を介して連通された補助吸気ポ
ート、同補助吸気ポートとエアクリーナ間の管路
中に介装され、吸気負圧、機関回転数等機関の運
転状態に応じて、上記補助吸気ポートを流過する
吸気量を調整する制御弁を具備することを特徴と
する内燃機関のシリンダヘツドに係るものであ
る。なお、図示例は、本発明を直接噴射式デイー
ゼル機関のシリンダヘツドに適用した場合を示
す。
以下、第７図乃至第１０図に示す実施例により
本発明につき具体的に説明する。
本発明につき具体的に説明する。
それらの図で、１はエアクリーナ、２は該エア
クリーナ１からの吸気管路、３は吸気マニホール
ド、４は吸気ポート、５は吸気ポート渦室部、５
１は渦室部ポート渦巻き終り部、５２は吸気弁、
６は排気ポート７のシリンダ出口、８は排気マニ
ホールド、９は排気管、１０はクランク軸、１１
はピストン、１２はコネクテイングロツド、１３
はシリンダで、それら部材の構成、作用および相
互の関係構造は、後述するように吸気マニホール
ド３内の適所に、吸気負圧検出手段を配設した点
と、吸気ポート４内に補助吸気ポートを配設した
点以外は、上記従来の直接噴射式デイーゼル機関
におけるものとほぼ同様である。
クリーナ１からの吸気管路、３は吸気マニホール
ド、４は吸気ポート、５は吸気ポート渦室部、５
１は渦室部ポート渦巻き終り部、５２は吸気弁、
６は排気ポート７のシリンダ出口、８は排気マニ
ホールド、９は排気管、１０はクランク軸、１１
はピストン、１２はコネクテイングロツド、１３
はシリンダで、それら部材の構成、作用および相
互の関係構造は、後述するように吸気マニホール
ド３内の適所に、吸気負圧検出手段を配設した点
と、吸気ポート４内に補助吸気ポートを配設した
点以外は、上記従来の直接噴射式デイーゼル機関
におけるものとほぼ同様である。
４０１は吸気ポート４内に、該吸気ポート４と
は別個に配設された補助吸気ポートで、同補助吸
気ポート４０１の一端開口部は、上記吸気ポート
渦室部５の渦室部ポート渦巻き終り部５１の近傍
のポート底面部に位置し、かつその開口方向が、
吸気弁５２のほぼ頭部中心に向うように設定され
ている。また該補助吸気ポート４０１の他端部
は、第８図に示す如く吸気ポート４の側壁を流体
密に貫通して外部に延出しており、その延出端開
口部は補助吸気マニホールド３０１に連通されて
いる。２０１は一端を該マニホールド３０１に、
他端を補助エアクリーナ１０１にそれぞれ連通さ
れた配管で、同配管２０１には、制御弁３００が
介装されており、該制御弁３００は、上記吸気マ
ニホールド３内の適所に配設された該吸気マニホ
ールド内負圧検出手段３ａの検出信号により作動
せしめられ、吸気マニホールド３内の負圧が大き
くなるにつれて、その開度が小となり、逆にその
負圧が小さくなるにつれてその開度が大きくなる
ように制御されるようになつている。
は別個に配設された補助吸気ポートで、同補助吸
気ポート４０１の一端開口部は、上記吸気ポート
渦室部５の渦室部ポート渦巻き終り部５１の近傍
のポート底面部に位置し、かつその開口方向が、
吸気弁５２のほぼ頭部中心に向うように設定され
ている。また該補助吸気ポート４０１の他端部
は、第８図に示す如く吸気ポート４の側壁を流体
密に貫通して外部に延出しており、その延出端開
口部は補助吸気マニホールド３０１に連通されて
いる。２０１は一端を該マニホールド３０１に、
他端を補助エアクリーナ１０１にそれぞれ連通さ
れた配管で、同配管２０１には、制御弁３００が
介装されており、該制御弁３００は、上記吸気マ
ニホールド３内の適所に配設された該吸気マニホ
ールド内負圧検出手段３ａの検出信号により作動
せしめられ、吸気マニホールド３内の負圧が大き
くなるにつれて、その開度が小となり、逆にその
負圧が小さくなるにつれてその開度が大きくなる
ように制御されるようになつている。
本発明の一実施例は、上記のように構成されて
おり、いま、機関が作動を開始すると、シリンダ
１３内へ空気を導入する吸気行程中に、吸気弁５
２が開き、空気はエアクリーナ１から流入し、吸
気管路２、吸気マニホールド３、吸気ポート４を
経て吸気ポート滑室部５よりシリンダ１３内に導
入されると同時に、空気は補助エアクリーナ１０
１からも流入し、制御弁３００を介装された配管
２０１、補助吸気マニホールド３０１を経て、補
助吸気ポート４０１により吸気ポート渦室内５の
渦まき終り部５１の下部から吸気弁５２の頭部中
心方向に向つてシリンダ１３内へ導入される。
おり、いま、機関が作動を開始すると、シリンダ
１３内へ空気を導入する吸気行程中に、吸気弁５
２が開き、空気はエアクリーナ１から流入し、吸
気管路２、吸気マニホールド３、吸気ポート４を
経て吸気ポート滑室部５よりシリンダ１３内に導
入されると同時に、空気は補助エアクリーナ１０
１からも流入し、制御弁３００を介装された配管
２０１、補助吸気マニホールド３０１を経て、補
助吸気ポート４０１により吸気ポート渦室内５の
渦まき終り部５１の下部から吸気弁５２の頭部中
心方向に向つてシリンダ１３内へ導入される。
この場合、吸気マニホールド３内の負圧が大と
なると、負圧検出手段３ａの作動で制御弁３００
の開度を小とし、また逆にその負圧が小となる
と、制御弁３００の開度が大となるように制御弁
３００はその開度を負圧検出手段３ａにより制御
される。
なると、負圧検出手段３ａの作動で制御弁３００
の開度を小とし、また逆にその負圧が小となる
と、制御弁３００の開度が大となるように制御弁
３００はその開度を負圧検出手段３ａにより制御
される。
従つて本発明によれば、吸気マニホールド３内
の負圧が大となれば、すなわち機関の高速時に
は、補助吸気ポート４０１を介してシリンダ１３
内に導入される空気量は減少し、シリンダ１３内
での吸気旋回気流は弱くなり、また、逆に負圧が
小となれば、すなわち機関の低速時には補助吸気
ポート４０１を介してシリンダ１３内に導入され
る空気量は増大し、シリンダ１３内の吸気旋回気
流は強くなる。
の負圧が大となれば、すなわち機関の高速時に
は、補助吸気ポート４０１を介してシリンダ１３
内に導入される空気量は減少し、シリンダ１３内
での吸気旋回気流は弱くなり、また、逆に負圧が
小となれば、すなわち機関の低速時には補助吸気
ポート４０１を介してシリンダ１３内に導入され
る空気量は増大し、シリンダ１３内の吸気旋回気
流は強くなる。
このことは、機関の全回転数範囲内で常に燃料
の噴射状態によく適合する吸気旋回気流が得られ
て良好な混合気形成状態が得られ、ひいては燃焼
性能の良好な内燃機関を得られる効果を奏するこ
とを示している。
の噴射状態によく適合する吸気旋回気流が得られ
て良好な混合気形成状態が得られ、ひいては燃焼
性能の良好な内燃機関を得られる効果を奏するこ
とを示している。
つぎに第１１図に示す本発明の他の実施例は、
上記実施例に比し、補助エアクリーナを設けず
に、配管２０１をエアクリーナ１の吸気管路２に
連通し、また制御弁３００の開度を機関のフライ
ホイール１０ａから直接検知した機関回転数に連
動せしめ、該機関回転数が大となるにつれて制御
弁３００の開度が小となるようにした点で異なる
だけで、上記実施例と同様の作用、効果を奏する
ものである。
上記実施例に比し、補助エアクリーナを設けず
に、配管２０１をエアクリーナ１の吸気管路２に
連通し、また制御弁３００の開度を機関のフライ
ホイール１０ａから直接検知した機関回転数に連
動せしめ、該機関回転数が大となるにつれて制御
弁３００の開度が小となるようにした点で異なる
だけで、上記実施例と同様の作用、効果を奏する
ものである。
第１図乃至第４図は従来のものの概略説明図
で、第１図は全体説明図、第２図は要部断面図、
第３図は吸気ポート部詳細断面図、第４図は第３
図の−線断面図、第５図は機関回転数と給気
スワール比の関係に関する実験結果を示すグラ
フ、第６図は機関回転数と燃料噴射期間との関係
に関する実験結果を示すグラフ、第７図乃至第１
０図は、本発明の一実施例の概略説明図で、第７
図は全体説明図、第８図は要部断面図、第９図は
吸気ポート部詳細断面図、第１０図は第９図の
−線断面図である。第１１図は本発明の他の実
施例の全体説明図である。 第７図乃至第１１図において、１：エアクリー
ナ、３：吸気マニホールド、３ａ：負圧検出手
段、４：吸気ポート、５：吸気ポート渦室部、５
１：渦室部ポート渦巻き終り部、５２：吸気弁、
１０１：補助エアクリーナ、３００：制御弁、３
０１：補助吸気マニホールド、４０１：補助吸気
ポート。
で、第１図は全体説明図、第２図は要部断面図、
第３図は吸気ポート部詳細断面図、第４図は第３
図の−線断面図、第５図は機関回転数と給気
スワール比の関係に関する実験結果を示すグラ
フ、第６図は機関回転数と燃料噴射期間との関係
に関する実験結果を示すグラフ、第７図乃至第１
０図は、本発明の一実施例の概略説明図で、第７
図は全体説明図、第８図は要部断面図、第９図は
吸気ポート部詳細断面図、第１０図は第９図の
−線断面図である。第１１図は本発明の他の実
施例の全体説明図である。 第７図乃至第１１図において、１：エアクリー
ナ、３：吸気マニホールド、３ａ：負圧検出手
段、４：吸気ポート、５：吸気ポート渦室部、５
１：渦室部ポート渦巻き終り部、５２：吸気弁、
１０１：補助エアクリーナ、３００：制御弁、３
０１：補助吸気マニホールド、４０１：補助吸気
ポート。
Claims (1)
- １ シリンダヘツドに形成されたスワールを生成
可能な吸気ポート内に、一端開口部がシリンダヘ
ツドの吸気ポート渦室部の吸気ポート渦巻き終り
部近傍のポート底面部に位置し、かつその開口方
向が吸気弁のほぼ頭部中心に向うように配設さ
れ、他端開口部がエアクリーナに管路を介して連
通された補助吸気ポート、同補助吸気ポートとエ
アクリーナ間の管路中に介装され、吸気負圧、ま
たは機関回転数検出信号により、上記補助吸気ポ
ートを流過する吸気量を調整する制御弁を具備す
ることを特徴とするデイーゼルエンジンのシリン
ダヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2452279A JPS55117030A (en) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Cylinder head for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2452279A JPS55117030A (en) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Cylinder head for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55117030A JPS55117030A (en) | 1980-09-09 |
| JPS6145046B2 true JPS6145046B2 (ja) | 1986-10-06 |
Family
ID=12140488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2452279A Granted JPS55117030A (en) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Cylinder head for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55117030A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59201930A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-15 | Hino Motors Ltd | ディーゼルエンジンの吸気装置 |
| JP3876140B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2007-01-31 | 株式会社クボタ | 多気筒エンジン |
-
1979
- 1979-03-05 JP JP2452279A patent/JPS55117030A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55117030A (en) | 1980-09-09 |
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