JPS6223529A - 内燃機関の吸気ポ−ト装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、スリーバルブ或いはフォーバルブ型式の内燃
機関に用いられる吸気ポート装置に係り、特に可変吸気
スワール方式の吸気ポート装置に係る。

従来の技術 内燃機関に用いられる可変吸気スワール方式の吸気ポー
ト装置の一つとして、各々吸気弁により開閉されるスト
レートポートとヘリカルポートとを互いに隣接して有し
、前記ストレートポートの途中に設けられた吸気制御弁
により前記ストレートポートの連通と遮断が行われるよ
う構成された吸気ポート装置は既に知られており、これ
は例えば、特開昭５８−４８７１５号公報に示されてい
る。

上述の如き吸気ポート装置に於ては、吸気制御弁が閉弁
している時にはストレートポートが遮断されて吸気の実
質的に全てがヘリカルポートを流れて燃焼室内に流入す
ることにより強い吸気スワールが得られ、可燃混合気の
希薄空燃比限界が拡大され、これに対し吸気制御弁が閉
弁じている時にはストレートポートが連通し、吸気がヘ
リカルポートに加えてストレートポートを流れて燃焼室
内に流入するようになり、高い充填効率をもって吸気が
行われる。

発明が解決しようとする問題点 吸気制御弁が閉弁していてストレートポートが遮断され
ている時にはヘリカルポートより燃焼室内に吸入された
吸気は燃焼室のシリンダボア軸線周りに旋回するスワー
ル流を生じ、この吸気流は見掛は上の火炎伝播速度を速
める効果を生じ、可燃混合気の希薄空燃比限界の拡大を
行うが、しかし燃焼室内にスワール流が生じていると、
遠心作用により燃料が燃焼室の外周側へ押しやられ、燃
焼室の半径方向に空燃比の勾配が生じ、燃焼室の中央部
に於ては外周部に比して混合気が薄くなり、このため燃
焼室内に吸入された混合気の平均空燃比が希薄空燃比限
界に近い希薄混合気であると、燃焼室の中央部に於ては
８簿空燃比限界内の可燃混合気が得られず、特に点火プ
ラグが燃焼室の中央部領域に設けられていると、その点
火アラグイ４近に於て可燃空燃比の混合気が得られず、
着火不良を生じる虞れがある。このため従来は燃焼室内
に良好な吸気スワールが得られても可燃混合気の希薄空
燃比限界が十分に有効に拡大されない。

また吸気制御弁が閉弁じている時には燃料が吸気制御弁
に付着して、所謂壁面付着燃料量が増大し、過度応答性
が悪化する。

本発明は上述の如き問題点を解決した改良された吸気ポ
ート装置を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、各々吸気弁により
開閉され互いに隣接して設けられたストレートポート及
びヘリカルポートと、前記ストレートポートの途中に設
けられて該ストレートポートの連通と遮断を行う吸気制
御弁とを有する内燃機関の吸気ポート装置に於て、前記
吸気制御弁は閉弁時に於て前記へりカルポートの側に位
置する部分に切欠部を有していることを特徴とする吸気
ポート装置によって達成される。

上述の如き吸気制御弁の切欠部はストレートポートの燃
焼室に対する開口端に於（プる面積の１５％以下の開口
面積の小さいものであって良く、また点火プラグが燃焼
室の中央部領域に設けられている場合には前記吸気制御
弁の切欠部は前記点火プラグの配設部に対応して設けら
れていて良い。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、吸気制御弁が閉弁位置にあっ
ても吸気の一部がその切欠部を経てストレートポートよ
り燃焼室内に吸入され、この吸気により燃焼室内に該燃
焼室を径方向に横切って点火プラグのへ配設部へ向かう
直進流が生じ、これにより吸気制御弁閉弁時に於ては燃
焼室内に生じた吸気（混合気）のスワール流により燃焼
室内の外周側に押しやられていた燃料が点火プラグの配
設位置へ向かい、燃焼室内に吸入される混合気の平均空
燃比が希薄空燃比に設定されていても点火プラグの配設
位置領域に適正空燃比の可燃混合気が安定して存在する
ようになり、可燃混合気の希薄空燃比限界がより一層拡
大されるようになる。

また、前記切欠部を経てストレートポートより燃焼室内
に吸入された吸気による直進流とスワール流とが衝突す
ることによって燃焼室内に多量のマイクロタービュレン
スが発生し、これにより混合気の燃焼性が改善され、こ
のことによっても可燃混合気の希薄空燃比限界がより一
層拡大される。

また吸気制御弁が閉弁している時にはこの弁面に燃料が
付着しても切欠部を経て燃焼室へ流れる吸気により持ち
去られ、これにより壁面付着燃料量が増大することが回
避され、過度応答性の悪化が回避され、しかもこの燃料
が点火プラグの配設部へ向かうことにより着火性が改善
される。

また上述の如き構成によれば、点火プラグが燃焼室の中
央部領域に設けられていても混合気の着火性に問題を生
じることがなく、点火プラグが燃焼室の一方に偏った位
置に設けられている場合に比して燃焼室内に於ける混合
気の火炎伝播距離が短くなり、所謂コンパクトネスな燃
焼が可ＯＬになり、可燃混合気の希薄空燃比限界の拡大
とメｈ二カルオクタン価の向上が図られる。

実施例 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ポート
装置の一つの実施例を示している。図に於て、１はシリ
ンダブロックを、２はシリンダヘッドを各々示しており
、シリンダブロック１とシリンダヘッド２とはシリンダ
ボア３内に設けられたピストン４と共働して燃焼室５を
郭定している。

シリンダヘッド２にはストレートポート６とヘリカルポ
ート７とが設けられており、更にまた二つの排気ポート
８が設けられている。ストレートポート６とヘリカルポ
ート７は各々個別の吸気弁９及び１０によってその燃焼
室５に対する開口端を６１閉されるようになっており、
排気ポート８はそれぞれ個別の排気弁１１により燃焼室
５に対する間口端を開閉されるようになっている。

シリンダヘッド２には燃焼室５の中央部領域に向けて開
口した点火プラグホール１２が設けられており、該点火
プラグホールには点火プラグ１３が取付けられている。

シリンダヘッド２には吸気制御弁１４が取付けられてい
る。吸気制御弁１４はバタフライ弁型の開閉弁であって
ストレートポート６の途中を開閉してストレートポート
６の連通と遮断を制御するようになっている。吸気制御
弁１４は図には示されていないが、適当な制御装置によ
って例えば機関負荷が所定値以下である時には閉弁され
、機関負荷が所定値以上である時には開弁されて良い。

吸気制御弁１４のヘリカルポート７の側の下部には切欠
部１５が設けられている。切欠部１５は、点火プラグ１
３の配設部に対応して設けられており、その開口面積は
ストレートポート６の燃焼室５に対する開口端に於ける
面積の１５％以下の小さいものであって良い。

上述の如き構成によれば、吸気制御弁１４が閉弁じてい
る時には吸気の多くはヘリカルポート７より燃焼室５内
に流入し、シリングボア中心＠線周りのスワール流Ａを
生じる。これと同時に吸気の一部は吸気制御弁１４の切
欠部１５を経てストレートポート６より燃焼室５内に流
入し、燃焼室５のほぼ中央部を径方向に横切って点火プ
ラグ１３へ向かう直進流Ｂを生じる。これによりスワー
ル流Ａは直進流Ｂに引込まれて流れＣで示されている如
く燃焼室５の中心部へ向かい、スワール流Ａの遠心作用
により燃焼室５の外周領域に多く存在していた燃料が点
火プラグ１３の配設部へ向かい、点火プラグ１３の周辺
に存在する混合気が燃焼室５の外周部に存在する混合気
に比して極端に薄くなることがなくなる。これにより燃
焼室５内に供給される混合気の平均空燃比が希薄空燃比
であっても点火プラグ１３の付近に適性空燃比の可燃混
合気が安定して存在するようになり、混合気の着火が確
実なものとなり、またスワール流Ａと直進流Ｂとの衝突
によって燃焼室５内に多量のマイクロタービュレンスが
発生するようになり、これらのことにより可燃混合気の
希薄空燃比限界が拡大される。また直進流Ｂはスワール
流Ａの経端部にてスワール流Ａと衝突するから、直進流
Ｂがスワール流Ａを大きく減衰さけることがない。

吸気制御弁１４が閉弁している時にこの弁面に燃料が付
着してもこれは切欠部１５を経て燃焼室５へ流れる吸気
によって持ち去られ、壁面付着燃料量が増大することが
なく、この燃料が点火プラグ１３の配設部へ向かうこと
により着火性がより一層改善される。従って吸気制御弁
１４が開弁じている時に燃料がストレートポート６とヘ
リカルポート７の何れにも偏って流れないように、図示
されている如く、燃料インジェクタ１６が吸気ポート入
口の中央部へ向けて燃料を噴射すべく吸気マニホールド
１７に設けられていても問題を生じることがない。

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、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて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７図は本発明による内燃機関の吸気ポート装置の一つ
の実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示された本
発明による吸気ポート装置の平断面図、第３図は第２図
の線ＩＩ［−Ｈに沿う断面図である。 １・・・シリンダブロック、２・・・シリンダヘッド。 ３・・・シリンダボア、４・・・ピストン、５・・・燃
焼室。 ６・・・ストレートポート、７・・・ヘリカルポート、
８・・・排気ポート、９．１０・・・吸気弁、１１・・
・排気弁。 １２・・・点火プラグホール、１３・・・点火プラグ、
１４・・・吸気制御弁、１５・・・切欠部、１６・・・
燃料インジェクタ、１７・・・吸気マニホールド特　許
　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　　理　
　　人　　　弁理士　　明石　昌毅（自　発） 手続補正書 昭和６０年８月ココ日 １、事件の表示　昭和６０年特許願第１６３１５０号２
）発明の名称 内燃機関の吸気ポート装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田市トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　ｌ−ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　の１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
茅場町長岡ビル３階　電話５５１−４１７１６、補正の
対象　　図面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）各々吸気弁により開閉され互いに隣接して設けら
   れたストレートポート及びヘリカルポートと、前記スト
   レートポートの途中に設けられて該ストレートポートの
   連通と遮断を行う吸気制御弁とを有する内燃機関の吸気
   ポート装置に於て、前記吸気制御弁は閉弁時に於て前記
   ヘリカルポートの側に位置する部分に切欠部を有してい
   ることを特徴とする吸気ポート装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項の吸気ポート装置に於て、
   前記吸気制御弁の切欠部の面積はストレートポートの燃
   焼室に対する開口端に於ける面積の１５％以下であるこ
   とを特徴とする吸気ポート装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項の吸気ポート装置に於て、
   前記点火プラグは前記燃焼室の中央部領域に設けられ、
   前記吸気制御弁の切欠部は前記点火プラグの配設部に対
   応して設けられていることを特徴とする吸気ポート装置
   。