KR100233933B1 - 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법 - Google Patents

내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100233933B1
KR100233933B1 KR1019960016099A KR19960016099A KR100233933B1 KR 100233933 B1 KR100233933 B1 KR 100233933B1 KR 1019960016099 A KR1019960016099 A KR 1019960016099A KR 19960016099 A KR19960016099 A KR 19960016099A KR 100233933 B1 KR100233933 B1 KR 100233933B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
intake
intake port
combustion chamber
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
KR1019960016099A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960041683A (ko
Inventor
히데유기 오다
타케시 카와배
노부아끼 무라카미
카쯔노리 우에다
사토시 요시카와
켄지 고토
토모히로 오오하시
에이이찌 히루바
준 나케무라
시게루 야마모토
카즈요시 나카네
Original Assignee
나까무라히로까즈
미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP7116159A external-priority patent/JP3027926B2/ja
Priority claimed from JP7233130A external-priority patent/JP3030413B2/ja
Application filed by 나까무라히로까즈, 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 filed Critical 나까무라히로까즈
Publication of KR960041683A publication Critical patent/KR960041683A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100233933B1 publication Critical patent/KR100233933B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4235—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
    • F02B17/005—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders having direct injection in the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/06—Movable means, e.g. butterfly valves
    • F02B31/08—Movable means, e.g. butterfly valves having multiple air inlets, i.e. having main and auxiliary intake passages
    • F02B31/085—Movable means, e.g. butterfly valves having multiple air inlets, i.e. having main and auxiliary intake passages having two inlet valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B2023/106—Tumble flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is horizontal
    • F02B2023/107—Reverse tumble flow, e.g. having substantially vertical intake ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B2023/108—Swirl flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/241—Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49298—Poppet or I.C. engine valve or valve seat making
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49298—Poppet or I.C. engine valve or valve seat making
    • Y10T29/493—Valve guide making

Abstract

본 발명은, 충형상연소내연기관에 사용해서 호적한, 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제종방법에 관한 것으로서, 흡기밸브에 의한 흡기저항을 대폭적으로 저감하므로서, 흡기류를 원활하게 실린더 내부에 유입시켜서 충분한 강도의 세로의 와류를 형성할 수 있도록 한것을 목적으로 한것이며, 그 구성에 있어서, 실린더 헤드(1)와 피스톤(2)에서 상하를 구획되어서 형성된 연소실(7)과, 흡기밸브(61)에 의해 개폐되는 흡기개구단부(4A)와, 배기밸브에 의해 개폐되는 배기개구단부(5A)와, 상기 흡기개구단부(4A)로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실(7)내부에 흡기의 세로의 와류를 생성하는 흡기포트(4)와, 상기 연소실(7)내뷰의 연소가스를 배출하는 배기포트(5)를 구비하고, 상기 흡기포트(4)의 실린더(3A)의 중심축선(42)을 포함하는 기준면(40)과 인접하는 한쪽의 절반부를, 상기 기준면(40)으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭을 확대하는 동시에, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서의 상기한쪽의 절반부에, 상기 흡기포트(4)의 흡기류를 상기 실린더(3A)의 측벽내주면쪽으로 안내하는 안내부(60)를 형성하도록 구성한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법
제1도는 본 발명은 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 요부에 착안해서 흡기류의 흐름을 설명하기 위한 모식도.
제2도는 본 발명의 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 어서의 내부구성을 모식적으로 표시한 전체도.
제3도는 본 발명의 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 흡기포트를 표시한 정면도.
제4a도~제4i도는 모두 본 발명의 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 흡기포트의 단면형상을 표시한 도면.
제5도는 본 발명의 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 구성을 표시한 모식적인 전체 사시도.
제6도는 본 발명의 제1실시형태로서의 내연기관이 흡기계구조에 있어서의 작동상태를 설명하기 위한 도면.
제7도는 본 발명의 제 1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 특성 에대해서 설명하기 위한 도면.
제8a도~제8j도는 모두 본 발명은 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 변형예를 표시한 도면으로서, 흡기포트의 단면형상의 다른예를 표시한 도면
제9도는 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 구성을 표시한 모식적단면도.
제10도는 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 요부구성을 표시한 모식적단면도.
제11도는 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 요부구성을 표시한 모직적단면도로서, 제10도에 있어서의 A-A단면도.
제12a도~제12d도는 모두 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 변형예를 표시한 도면으로서, 모두 제10도에 있어서의 A-A단면에 상당하는 도면.
제13도, 제14도는 모두 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 변형예를 표시한 모식도로서, 돌기부를 표시한 측면도.
제15도는 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 변형예를 표시한 모식도로서, 제11도에 상당하는 단면도.
제16도는 본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 텀블비의 개선효고를 설명하기 위한 도면.
제17도는 본 발명의 제3실시형태로서의 내연기관의 흡기통로부의 제조방법을 설명하기 위한 내연기관의 흡기부의 모식적단면도.
제18도는 본 발명의 제3실시형태로서의 내연기관의 흡기통로부의 제조방법을 설명하기 위한 모식도로서, 제17도에 있어서의 A"-A" 단면도.
제19도는 본 발명의 제 4실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 있어서의 전체구성을 표시한 모식도.
제20도는 기통내분사형내연기관을 표시한 모식도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
(1) : 실린더헤드 (1A) : 실린더내벽
(2) : 피스톤 (2A) : 오목부(만곡부)
(2B) : 배기밸브쪽상부면 (2C) : 스퀴시에어리어
(3A) : 실린더 (4) : 흡기밸브
(4A) : 흡기개구단부 (4a) : 연소실개구
(5) : 배기포트 (5A) : 배기개구단부
(7) : 연소실 (7A) : 콤펙트연소실
(8) : 돌기부 (9) : 배기포트
(10) : 연소실개구 (11) : 배기밸브
(11a) : 사면부 (11b) : 축부분
(13) : 밸브스템가이드 (15) : 캠샤프트
(16) : 캠샤프트 (17) : 흡기통로
(18) : 분사기 (18A) : 분사구멍
(19) : 펜토루프 (20) : 점화플럭
(23) : 축심선 (24) : 밸브시트
(30) : 배기통로 (40) : 기준면
(42) : 중심축선 (43) : 실린더중심
(51) : 밸브스템가이드 (52) : 밸브스템가이드
(60) : 안내부 (61) : 흡기밸브
(61b) : 축부분 (62) : 밸브사면부
(70) : 흡기류수정부
본 발명은, 특히 층형상연소내연기관에 사용해서 호적한, 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 내연기관의 개발분야에 있어서는, 흡기행정에 있어서, 연소실내부에 세로방향의 선회류, 소위텀블류를 만들어내므로서, 연소실에 있어서의 연료의 연소를 효율적으로 행할 수 있도록한, 소위 층형상연소내연기관의 연구. 개발이 진행되고 있다.
여기서, 이층형상연소내연기관에 대해서 설명하면, 이 내연기관은, 흡기행정에 있어서, 예를 들면, 제20도에 표시한 바와 같은 기통내부의 텀블류를 발생시켜 압축행정후기까지 텀블류를 유지시키므로서, 연료의 연소를 효율좋게 행할려고 하는 것이다.
여기서, 제20도는 텀블류를 발생시키도록한 내연기관의 1개의 기통의 구조를 표시한 것이며, 이 제20도에 있어서, 부호(1A)는 실린더, (2)는 왕복동피스톤(이하, 단순히 피스톤이라 칭한다), (3)은 실린더헤드, (4)는 흡기포트, (4A)는 흡기포트개구단부, (7)은 연소실이다.
즉, 연소실(7)은 실린더(1A)내부에 끼워넣은 피스톤(2)의 상부면과 실린더헤드(3)하부면의 사이에 형성되고 있고, 흡기포트개구단부(4A)는 연소실(7)에 개구하도록 실린더헤드(3)에 형성되어 있다.
또, 종래부터, 내연기관중 주로 경유등을 연료로하는 디젤엔진에서는, 연소실내부에 직접 연료를 분사해서, 이 연료를 연소실내부의 압축공기에 의해서 자연발화시켜서 동력을 얻고 있다.
이에 대해서, 가솔린 엔진에 있어서도 연소실에 직접 연료분사를 행하고 기관의 응답성을 개선하게 하는 기통내부분사형의 가솔린 엔진이 여러가지 제안되어 있다.
이와 같은 기통내분사형의 가솔린엔진의 구체적인 구성에 대해서 간단히 설명하면, 기통내 분사가솔린엔진에는, 착화수단으로서의 점화플럭이 필요하고, 점화플럭은 연소실에 배설된다. 또, 분사기는, 예를 들면 흡기밸브쪽의 실린더헤드에 배설되어 있다.
그런데, 이와 같은 기통내분사형내연기관에 있어서도, 연소실내부에 소용돌이 형상의 흡기류를 형성해서, 이론혼합기보다도 희박한 연료로 희박연소를 행하고, 엔진의 연비를 개선하고자 한다.
그래서, 이와 같은 소용돌이형상의 흡기류를 형성하기 위하여, 흡기포트로부터의 흡기류를 가능한 한 실린더헤드하부면과 평행으로 넣어서, 이후, 이 흡기류를 실린더내벽부를 따라서 흡기류를 하향으로 해서 소용돌이형상의 흡기류를 발생시키게 되는 구조가 제안되어 있다.
그러나, 이와 같은 구조를 사용해서 소용돌이형상의 흡기류를 발생시키기에는, 흡기포트를 실린더헤드의 하부면과 가능한 한 평행으로 배설할 필요가 있고, 기통내분사형의 내연기관에서는, 분사기의 배치위치를 충분히 확보할 수 없다.
그래서, 예를 들면 일본국 특개평 6-146886호 공보에 개시된 기술과 같이해서, 연소실내부에 강한 세로의 와류(텀블류)를 형성해서, 희박연소에서도 안정적으로 기관을 운전가능하도록 하는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 이와 같은 기술에서는, 흡기포트가 실린더중심축선쪽으로 만곡하고 있기 때문에, 높은 텀블비의 세로의 와류를 합고하는데에서 약간 불충분하였다.
그리고, 제20도에 표시한 바와 같이, 상기 높은 텀블비의 세로의 와류를 확보하기 위하여, 흡기포트를 실린더축선으로부터 떨어진 방향으로 만곡(혹은 경사)시키도록 형성된 구성이 제안되어 있다.
이와 같은 제안의 기술에서도, 연소실의 용적이 어느정도크게 되면 충분한 강도의 텀블류를 형성하는 것이 곤란하게 된다는 과제가 있다.
즉, 연소실의 용적이 커지면, 실린더내부에 흡입되는 흡기류도 강한 것으로 되나, 제20도에 표시한 바와 같이, 흡기류가 흡기포트(4)로부터 실린더(1A)내부에 유입할 때에, 흡기류는 흡기밸브(61)의 사면부(62)에 충돌해서, 사면부(61)의 양쪽으로 흡기가 흘러버린다. 따라서, 흡기밸브(61)자체가 흡기저항이 되어버리고, 세로의 와류를 실린더(1A)내부에서 생성할때의 저해요인이 되어버리는 것이다.
또, 이와 같은 층형상연소내연기관에서는, 흡기류의 층형상화, 텀블류화에 유리 하도록, 흡기포트(4)로부터의 흡기류를 가능한 한 흩뜨리는 일없이, 연소실(7)에 밀어넣고자하는 것이다.
그러나, 흡기포트내부에는, 흡기밸브(61)가 배설되어 있고, 흡기의 흐름의 일부가 축부분(61)에 부딧쳐서 흐름을 흩뜨리는 경우가 있다. 구체적으로는, 흡기흐름의 일부가 축부분(61)에 부딧치면, 축부분(61)의 후류에, 소용돌이가 발생해서 속도가 느린 영역을 형성하는 것이다.
따라서, 축부분(61)의 후방의 유손이 저하해서, 흐름의 손실이 크게되어, 연소실(7)내부에 있어서 강한 텀블류를 만들어내는 것을 방해한다는 불편이 있다. 이 때문에, 강한 텀블류를 생성하기 위해서도, 또 넓게 말하면, 텀블류생성을 위해서만이 아니라 흡기효율을 촉진시키기 위해서도, 이 축부분(61)에 의한 흡기률의 흩뜨러짐의 발생을 억제하는 것이 요구된다.
또, 이 흡기률의 흩뜨러짐의 발생을 억제하는 수단을, 실린더헤드의 주조시에 흡기포트(4)의 내벽면으로부터 통로내로 톨출시킨 용기부로서 일체적으로 생성하면, 주조시에 있어서 형상의 불균일이 발생하고, 각 흡기포트간에서 흡입효율에 차가 생길염려가 있다.
또, 일반적으로 흡기포트내부는 복갑한 형상을 하고 있고, 이와같은 흡기포트내부에 설정치수대로 융기부를 형성하는 것은 용이한 일이아니고, 그위에 가공공수가 많아진다는 과제가 있다.
본 발명은, 이와 같은 과제에 비추어 창안된 것으로서, 흡기밸브에 의한 흡기저항을 대폭으로 저감하므로서, 흡기류를 원활하게 실린더내부에 유입시켜서 충분한 강도의 새로의 와류를 형성할 수 있도록한 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제종방법을 제공하는 동시에, 제조가 용이하고, 효과적으로 흡기류를 정류시킬 수 있도록 한, 내연기관의 흡기계구조 및 그 제조방법을 제공하는 일을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 내연기관의 흡기계구조는, 실린더헤드의 하부면과 실린더내부에 끼워 넣은 피스톤의 꼭대기면에서 상하를 구획하여 형성된 연소실과, 상기 실린더의 중심축선을 포함하는 기준면의 한쪽면에서 상기 연소실의 실린더헤드하부면에 형성되고, 흡기밸브에 의해 개폐되는 흡기개구단부와, 상기 기주면의 다른쪽에서 상기 연소실의 실린더헤드하부면에 형성되고, 배기밸브에 의해 개폐되는 배기개구단부와, 상기 흡기개구단부를 개재해서 상기 연소실에 연통되고, 또한 상기 흡기개구단부로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실내부에 흡기의 세로와류를 생성하는 흡기포트와, 상기 배기개구단부를 개재해서 상기 연소실에 연통되고, 상기 연소실내부의 연소가스를 배출하는 배기포트를 구비하고, 상기 흡기포트는 상기 기주면과 인접하는 한쪽의 절반부를, 상기 기준면으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭을 확대하므로서, 상기 흡기포트의 흡기류중심이 상기 기준면으로 편심되는 동시에, 상기 흡기포트의 하단부에 있어서의 상기 한쪽의 절반부에, 상기 흡기포트의 흡기류를 상기 연소실 내부에 있어서의 상기 실린더의 측벽내부면쪽으로 안내하는 안내부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 상기 흡기포트의 통로의 단면형상이, 상기 흡기포트의 하단부에 있어서, 상기 기준면과 인접하는 한쪽의 절반부, 상기 기준면으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 넓은 단면적으로 형성하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 흡기포트의 통로의 단면형상을 상기 흡기포트의 하단부에 있어서, 상기 기준면쪽에 현을 가진 대략 반원형상으로 형성하거나, 상기 흡기포트의 하단부에 있어서, 상기 기준면쪽에 변을 가진 대략 3각형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 안내부를, 상기 흡기포트의 하단부에 있어서, 상기 흡기포트의 내벽면으로부터 뻗치는 양이 상기 흡기개구단부쪽을 향해서 점증하도록 구성해도 된다.
또, 상기 내연기관이, 상기 연소실에 직접 연료를 분사하도록 배설된 연료분사밸브를 구비한 기통내분사형 내연기관으로서 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하면, 연소실에 유입할때의 흡기류의 흡기저항을 대폭으로 저감할 수 있어, 강한 세로의 와류를 연소실내부에서 현성할 수 있다는 이점이 있다. 이에 의해, 연소 실용적이 비교적 큰 기관이라도, 충분히 세로의 와류를 형성할 수 있게 되어, 이론공연비보다도 희박한 연료에서도 안정된 연소상태를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 또, 흡기포트내부의 흡기류증, 흡기포트의 기준면쪽 절반부의 흐름을 확실하게 강하게 할 수 있다는 이점이 있다.
또, 본 발명의 내연기관의 흡기계구조는, 실린더헤드의 하부면과 실린더내부에 끼워넣는 피스톤의 꼭대기면에서 상하를 구획하여 형성된 연소실과, 상기 실린더의 중심축선을 포함하는 기준면의 한쪽에서 상기 연소실의 실린더헤드하부면에 형성된 흡기개구단부와, 상기 흡기개구단부를 개재해서 상기 연소실에 연통되고, 또한 상기 흡기개구로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실내부에 흡기의 세로와류를 생성하는 흡기포트와, 상기 흡기개구단부를 개폐하는 사면부 및 동사면부로부터 상기 흡기포트의 상류쪽으로 연장하여 상기 실린더헤드를 관통하는 축부분을 가진 흡기밸브와, 상기 기준면의 다른쪽에서 상기 연소실의 실린더헤드하부면에 형성된 배기개구단부를 개폐하는 배기밸브와, 상기 배기개구단부를 개재해서 상기 연소실에 연통되고, 상기 연소실내부의 연소가스를 배출하는 배기포트를 구비하고, 상기 흡기포트내부의 상기 축부분의 하류쪽에 배설되고, 상기 축부분의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재를 가진 것을 특징으로 하고 있다.
이 경우, 상기 흡기포트를 상기 중심축선을 대략 따르도록 상하방향으로 연장형성해서 구성하거나, 상기 기준면의 한쪽에 있어서, 대략 상하방향으로 연장형성되도록 구성하거나, 또는, 상기 흡기포트를, 상기 기준면의 한쪽으로부터 다른쪽으로 상기 기준면을 횡단해서 대략 상하방향으로 연장형성해서 구성해도 된다.
또, 상기 정류부재를 상기 흡기포트의 내벽면으로부터 상기 흡기포트의 중앙부쪽을 향해서 돌출하도록 형성된 돌기부로서 구성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 돌기부를 상기 축부분과 소정의 간격을 가지고 배설하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 실린더헤드에 대해서 상기 축부분을 접동 및 회전자재하게 안내하는 밸브스템가이드를 가지고, 상기 밸브스템가이드가 상기 흡기포트내부에 노정하는 일없이 상기 실린더헤드내부에 배설되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 내연기관을 상기 연소실내부에 직접 연료를 분사하도록 배설된 연료분사밸브를 구비한 기통내분사형 내연기관으로서 구성하는 것이 바람직하다.
이와같은 구성에 의하면, 흡기포트내부의 축부분보다도 흡기하류쪽에 배치되어서 축부분의 근처의 흡기류를 정류하는 정류부재를 구비하므로서, 흡기류가 흡기포트내부의 측부분 근처를 통과할때에 뒷흐름의 흩뜨러짐의 발생을 억제해서, 이것을 정류화할 수 있으므로, 흡기포트의 형상에 관계없이 흐름의 손실을 억제하여, 흡기효율을 향상시킬 수 있다.
또, 흡기류에 의해 실린더내부에서 텀클류를 형성사용할 경우에도, 흡기류의 정류화에 의해, 실린더(연소실)내부에서 강한 텀블류를 발생시킬 수 있고, 예를 들면 압축행정에서의 연료 분사에 의해, 이 텀블류를 이용한 희박한 운전을 보다 확실하게 행할 수 있고, 나아가서는, 텀블류의 붕괴후의 흩뜨러짐도 강하게 부여할 수 있고, 이 붕괴후의 흩뜨러짐을 적극적으로 이용하므로서 연료의 분무화, 혼합을 확실하게 해서 연소를 촉진할 수 있고, 예를 들면 흡기행정에서의 연료분사에 의해 스토이키오운전을 보다 확실하게 행할 수 있다고 하는 이점도 있다.
또, 축부분이, 흡기포트에 대해서 흡기포트내부의 상류쪽의 한쪽을 향해서 경사지도록 배설되고, 흡기포트내부를 유통하는 흡기류의 흐름중심이, 흡기포트의 축심선보다도 한쪽방향으로 편심하도록 구성되고 있으므로, 연소실내부에 있어서는, 보다 강한 텀블류를 생성할 수 있고, 예를 들면 압축행정에서의 연료분사에 의해, 이 텀블류를 이용한 희박한 운전을 보다 확실하게 행할 수 있고, 나아가서는, 텀블류의 붕괴후의 흩뜨러짐도 강하게 부여할 수 있고, 이 붕괴후의 흩뜨러짐을 적극적으로 이용하므로서 연료의 분무화. 혼합을 확실하게해서 연소를 촉진할 수 있고, 예를 들면 흡기행정에서의 연료분사에 의해 스토이키오운전을 보다 확실하게 행할 수 있는 이점도 있다.
또, 흡기포트가 실린더의 축심선을 포함하는 기준면의 한에 실린더축심선을 따르게 하는 방향으로 연장형성되어 있으므로, 흡기포트의 외부쪽의 영역이 해방되어 있고, 연료를 분사하기 위한 분사기를 장착하는 분사기 장착부를 배설하기 위한 충분한 공간을 확보할 수 있어, 분사기장착부(분사기자체를 포함)와 함께 점화플럭의 최적한 레이아우트를 쉽게 확보할 수 있다.
또, 정류부재를 흡기포트의 내벽으로부터 축부분의 흡기하류쪽을 향해서 돌출형성된 돌기부로해서 구성하거나, 축부분의 흡기하류쪽에 축부분으로부터 소요의 간격을 내고 배설하므로서, 축부분의 후방의 흡기류를 효과적으로 정류시킬 수 있다.
또, 본 발명의 내연기관의 흡기통로부의 제조방법은, 실린더헤드의 주조시에, 흡기포트내부의 흡기밸브의 축부분보다도 하류쪽에 상기 흡기포트내벽면으로부터 팽출하는 팽출부를 일체적으로 형성하고, 상기 흡기밸브의 축부분을 상기 실린더헤드에 접동 및 회전자재하게 안내하는 밸브스템가이드를 삽입하는 스템가이드구멍의 형성가공시에, 이와 동시에 상기 팽출부의 상기 축부분에 근접하는 상류쪽부분을 절삭가공하고, 상기 실린더헤드의 흡기개부단부를 구성하는 밸브시트의 삽입구멍의 형성가공시에, 이와 동시에 상기 팽출부의 하류쪽부분을 절삭가공하므로서, 상기 평출부를, 흡기밸브의 축부분의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재로서 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 경우, 상기 스템가이드구멍의 형성가공시에, 상기 팽출부의 상류쪽부분이 상기 축부분의 밸브축선방향에 대해서 대략 평행으로 절삭되고, 상기 밸브시트삽입구멍의 형성가공시에, 상기 팽출부의 하류쪽부분을 상기 밸브축선방향과 직교하는 방향으로 절삭하게해도 된다. 본 발명의 내연기관의 흡기통로부의 제종방법에 의하면, 상기한 바와 같은 간이한 공정에 의해 내연기관의 흡기계구조를 제조할 수 있어, 제조코스트를 삭감할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 내연기관의 흡기통로부의 제조방법은, 실린더헤드의 주조시에, 흡기포트내부의 흡기밸브의 축부분보다도 하루쪽으로 상기 흡기포트내벽면으로부터 팽출하는 팽출부를 일체적으로 형성하고, 상기 실린더헤드의 흡기개구단부를 구성하는 밸브시트의 삽입구멍의 형성가공시에, 이와 동시에, 상기 팽출부의 상기 축부분에 근접하는 상류쪽부분 및 상기 팽출부의 하류쪽부분을 절삭가공하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 더욱 간이한 공정에 의해 내연기관의 흡기계구조를 제조할 수 있어, 역시 제조코스트를 삭감할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 내연기관의 흡기계구조는, 실린더헤드의 하부면과, 실린더내부에 끼워넣은 피스톤의 꼭대기면에서 상하를 구획하여 형성된 연소실과, 상기 실린더의 중심축선을 포함하는 기준면의 한쪽에서 상기 연소실의 실린더헤드하부면에 형성된 흡기개구단부와, 상기 흡기개구단부를 개재해서 상기 연소실에 연통되고, 또한 상기 개구단부로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실내부에 흡기의 세로와류를 생성하는 흡기포트와, 상기 흡기개구단부를 개폐하는 사면부 및 동사면부로부터 상기 흡기포트의 상류쪽으로 연장하여 상기 실린더헤드를 관통하는 축부분을 가진 흡기밸브와, 상기 기준면의 다른쪽에서 상기 연소실의 실린더헤드 하부면에 형성된 배기개구단부를 개폐하는 배기밸브와, 상기 배기개구단부를 개재해서 상기 연소실에 연통되고, 상기 연소실내부의 연소가스를 배출하는 배기포트를 구비하고, 상기 흡기 포트의 하단부에 있어서의 상기 기준면과 인접하는 한쪽의 절반부에 상기 흡기포트의 흡기류를 상기 연소실내부에 있어서의 상기 실린더의 측벽내주쪽으로 안내하는 안내부가 형성되고, 상기 흡기포트는, 상기 흡기개구단부쪽의 하단부에 형성되고, 상기 흡기포트내부에 흘러서 상기 연소실에 도입되는 흡기류의 흡입저항을 감소시켜서, 상기 연소실내부에 생성되는 세로와류의 텀블비를 높이는 흡기류수정부를 가진 것을 특징으로 하고 있다.
이 경우, 상기 흡기류수정부를, 상기 흡기포트의 흡기류중심을 상기 기준면쪽으로 편심시키기 위하여, 상기 기준면과 인접하는 한쪽의 절반부가, 상기 기준면으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭이 확대된 흡기포트하부로서 구성해도 되고, 또 상기 흡기계수정부를, 상기 흡기포트내부의 상기 축부분의 하류쪽에 배설되고, 상기 축부분의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재로서 구성해도 된다.
또, 상기 흡기류수정부를 상기 흡기포트의 흡기류중심을 상기 기준면쪽으로부터 편심시키기 위하여, 상기 기준면과 인접하는 한쪽의 절반부가, 상기 기준면으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭이 확대된 흡기포트의 하부와, 상기 흡기포트내부의 상기 축부분의 하류쪽에 배설되고, 상기 축부분의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재에 의해 구성해도 된다.
이와 같은 구성으로 하면, 연소실에 유입할 때의 흡기류의 흡기저항을 대폭으로 저감할 수 있어, 강한 세로와류를 연소실내부에서 형성할 수 있다는 이점이 있다. 이에 의해, 연소실 용적이 비교적 큰기관이라도, 충분히 세로와류를 형성할 수 있게 되고, 이론공연비보다도 희박한 연료에서도 안정된 연소상태를 얻을 수 있다는 이점이 이다. 또, 흡기포트버의 흡기류중, 흡기포트의 기준면쪽 절반부의 흐름을 확실하게 강하게 할 수 있다.
또, 이에 부가해서, 흡기류가 흡기포트내부의 축부분근처를 통과할때에 뒷흐름의 흩뜨너짐의 발생을 억제해서, 이것을 정류화할 수 있으므로, 흡기포트의 형상에 관계없이 흐름의 손실을 억제하고, 흡기효율을 향상시킬 수 있다.
(제 1실시형태의 설명)
이하, 도면에 의해, 본 발명의 제1실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 대해서 설명하면, 제1도는 그요부에 착안해서 표시하는 동시에 흡기류의 흐름을 설명하기 위한 모식도, 제2도는 내부구성을 모식적으로 표시한 전체도면, 제3도는 2흡기포트를 표시한 정면도, 제4도는 2흡기포트의 단면형상을 표시한 도면 제5도는 그 구성을 표시한 모식적인 전체 사시도, 제6도는 그 작동상태를 설명하기 위한 도면, 제7도는 그 특성에 대해서 설명하기 위한 도면, 제8도는 그 변형예를 표시한 도면으로서, 흡기포트의 단면형상의 다른 예를 표시한 도면이다.
먼저, 이 기통내분사형 내연기관의 전체적인 구성에 대해서 설며하면, 이 내연기관의 실린더헤드는, 각 기통 다같이 흡기 2밸브, 배기 2밸브를 구비한 4밸브식내연기관으로서 구성되고 있다.
제2도는 제5도에 표시한 바와 같이, 피스톤(2)과 실린더헤드(1)의 사이에는, 연소실(7)이 형성되어 있고, 이 연소실(7)의 실린더헤드(1)에는 흡기포트(4)와 배기포트(5)가 배설되고 있다.
또, 이들 흡배기포트(4), (5)의 연소실개구(4A), (5A)에는, 각각 흡기밸브(61) 및 배기밸브(도시생략)가 설치되어 있고, 이들 흡배기밸브에 의해 연소실개구(4A), (5A)가 개폐되도록 되어있다. 또, 제2도에 표시한 부호(51)는, 이 흡기밸브(61)의 밸브스템가이드를 표시하고 있다.
제5도에 표시한 바와 같이, 이 연소실(7)에는, 실린더(3A)의 중심축선(42)과 도시생략의 크랭크샤프트의 축심선을 포함하게 되는 가상면을 기준면(40)으로해서, 이 기준면(40)의 한쪽편에 2개의 흡기포트(4)가 배설되고, 이 기준면(40)의 다른쪽편에 2개의 배기포트(제2도참조)가 배설되어 있다. 또, 제2도에 표시한 바와같이, 연소실(7)의 꼭대기부 중앙(즉, 기준면(40)상부), 또는 이근처에 점화플럭(20)이 배설되어 있다.
또, 제1도~제3도, 제5도에 표시한 바와 같이, 상기의 각 흡기포트(4)는, 실린더헤드(1)로부터 대략 직립하도록 설치되는 동시에, 제1도, 제2도에 표시안 바와 같이, 각 흡기포트(4)의 개구부(4A)는 실린더헤드(1)의 장착면에 대해서, 약간 경사지게 배설되어 있다.
따라서, 이 엔진의 연소실(7)의 흡기밸브쪽 상부는, 펜토루프형상으로 되어있다.
또, 제5도, 제6도에 표시한 바와 같이, 실린더헤드(1)의 흡기포트(4)쪽에는, 연료를 연소실(7)에 공급하기 위한 분사기(연료분사밸브)(18)가 배설되어 있다. 이 분사기(18)는, 그 선단부의 분사구멍(18A)이 연소실(7)내부로 향해서 배설되어 있고, 연료를 직접 연소실(7)내부에 분사하도록 되어있다.
또, 이 분사기(18)는, 예를 들면, 도시생략의 제어기에 의해 제어되도록 되어 있고, 이에 의해, 소정의 분사타이밍에 있어서, 소정량의 연료가 분사되도록 되어있다.
여기서, 이 분사기(18)의 장착부에 대해서 설명하면, 2개의 흡기포트(4)는, 상기한 바와 같이 실린더헤드(1)로부터 대략 연직사부쪽을 향해서 배설되고 있으므로, 이 흡기포트(4)의 개구부(4A)의 주위에 분사기 (18)를 장착하는 데에 충분한 공간을 확보할 수 있다. 따라서, 점화플럭(20)과의 위치관계를 설정하는 위에서도 자유도가 크고, 분사기(18)를 연료분사에 최적한 배설위치에 설치할 수 있도록 되어 있는 것이다.
그런데, 상기한 바와 같이, 이 실린더(3A)에는 피스톤(2)이 끼워넣어져 있으나, 이 피스톤(2)의 꼭대기부에는, 제5도에 표시한 바와 같은 오목부(만곡부)(2A)가 형성되어 있다. 이목부(2A)는, 피스톤(2)의 꼭대기부중의 흡기포트(4)의 하부쪽부분에 형성되어 있고, 하부에 볼록형상의 만곡면으로 형성되어 있다. 즉, 이목부(2A)는, 기준면(40)보다도 흡기포트(4)쪽에 편심한 위치에 형성되고, 예를 들면, 하부에 볼록형상으로 만곡한 구면형상으로 형성된 것이다.
또, 피스톤(2)의 꼭대기부중, 배기포트(5)의 하부쪽편에는, 오목부(2A)에 근접해서 오목부(2A)보다도 융기한, 배기밸브쪽 상부면(2B)이 형성되고 있고, 이 배기밸브쪽상부면(2B)은 오목부(2A)에 접속하고 있다.
이에 의해, 제6도에 표시한 바와 같이, 피스톤(2)이 압축행정종료시에 도달했을때, 피스톤(2)의 오목부(2A)와 실린더내벽(1A)과 실린더헤드(1)에 의해 둘러싸인 콤펙트연소실(7A)이 형성되도록 구성되어 있다.
그런데, 여기서 본 발명의 요부에 대해서 설명하면, 본 기통내분사형 내연기관에서는, 제1도, 제4도(a)에 표시한 바와 같이, 각흡기포트(4)의 일부가 대략 반원단면을 가지도록 형성되어 있다.
이 반원단면 대략 3각형의 단면을 가진 흡기포트(4)는, 제4도(a)~제4도(i)에 표시한 바와 같이, 상류쪽에서는 방원형상과는 상이한 다른 형상을 가지고 있고, 하류쪽으로 접근함에 따라서, 대략 반원형상이 되도록 형성되어 있다. 또, 제4도(a)~제4도(i) 에 표시한 바와 같은 각단면형상은 스무스하게 접속하도록 형성되어 있고, 흡기류의 흐름을 저해하지않도록 되어있다.
그런데, 제4도(a)에 표시한 바와 같이, 흡기포트(4)의 흡기개구부(4A)근처에서는, 흡기포트(4)는 대략 반원형상이 되도록 형성되어 있다. 이 반원형상부는, 기준면쪽절반부가 다른 절반부보다도 폭이 확대되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 실린더(3A)의 중심쪽에 반원부의 직선부분(폭이 확대되고 있는 부분)이 위치하도록 형성되고, 반원부의 원호형상부분이 실린더(3A)의 측벽쪽이 되도록 형성되어 있는 것이다.
한편, 제1도, 제2도, 제6도에 각각 표시한 바와 같이, 흡기포트(4)의 흡기개구단부(4A) 근처에 있어서의 기준면(40)쪽 절반부에는, 흡기포트(4)내부를 흐르는 흡기류를 흡기개구단부(4A)로부터 실린더내벽(1A)쪽을 향해서 스무스하게 안내하는 안내부로서의 융기부(60)가 형성되어 있다. 융기부(60)는, 기준면(40)이 실린더중심축선(42)와 겹치고 1개의 선으로 보이는 방향(즉, 제1도의 상태)에서 보아서, 실린더중심축(42)쪽에 약간 휘게된 점프대로서 형성되어 있고, 흉기의 흐름포트(4)의 실린더중심(42)으로부터 떨어진 쪽으로 모으도록 되어있다.
이 융기부(60)에 대해서 더 상세하게 설명하면, 융기부(60)는, 흡기포트(4)의 흡기개구단부(4A)근처에 있어서, 흡기포트(4)내부의 흡기류중심을 실린더중심축선(42)쪽으로부터 실린더내벽쪽(1A)으로 편심시키기 위하여 형성되어 있는 것이다.
또, 상기한 바와 같이, 흡기포트(4)내부의 흡기개구단부(4A)근처에서는, 흡기포트(4)단면이 실린더(3A)의 중심쪽이 폭이 확대된 대략 반원형상으로 형성되어 있기 때문에, 흡기포트(4)내부를 통과해온 흡기류는, 흡기개구단부(4A)근처에 있어서 흡기포트(4)의 실린더(3A)의 중심쪽(즉, 기준면쪽절반부(40)쪽)에 많은 흡기류가 통과하게 된다.
이에 부가해서, 흡기개구단부(4A)근처에 상기한 융기부(60)을형성하므로서, 흡기개구단부(4A)근처에서는, 이 흡기의 흐름이 융기부(60)에 안내되어서, 흡기포트(4)의 실린더중심축선(42)쪽으로부터 실린더내벽1A쪽으로 편심되게 된다.
그리고, 흡기류가 이와같이 각도변화를 수반해서 흡기개구(4A)를 향하므로서, 흡기밸브(61)의 밸브개방시에는, 흡기류는 흡기개구(4A)의 실린더내벽(1A)쪽으로부터 연소실(7)에 유입하게 된다. 이에의해, 흡기시의 흡기류의 밸브시면부(62)에 대한 입사각이 예각으로 되고, 밸브사면부(62)에서의 흡기저항이 크게 저감되게 된다.
또, 흡기개구(4A)는, 상기한 바와 같이 펜토루프형상이고, 흡기밸브(61)의 사면부(62)가 실린더중심축선(42)쪽이 위쪽이 되도록 배설되어 있기 때문에, 더욱 흡기류의 사면부(62)에 대한 입사각이 예각으로 되는 것이다.
이에 의해, 제1도에 표시한 바와 같이, 흡기밸브(61)의 밸브개방시에는, 흡기포트(4)내부의 흡기류의 대부분이, 흡기밸브(61)의 사면부(62)와 흡기개구단부(4A)의 사이에서부터 스무스하게 침입하고, 흡기밸브(61)의 사면부(62)에 흡기류가 직접 충돌해서 흡기류를 흩뜨리게 하는 것이 회피되는 것이다.
또, 흡기류(61)의 실린더중심(42)쪽으로부터 흡기가 유입되는 것이 방지되는 동시에, 연소실(7)의 실린더내벽(1A)에 가까운 쪽으로부터 강한 흡기류가 유입하게 되므로, 실린더(3A) 내부에서, 제1도중의 시계회전방향으로 강한 세로의 소용돌이(텀블류TF)를 형성하는 것이 가능하게다.
그리고, 그후, 상기한 바와 같은 피스톤(2)의 오목부(2A)에 의해, 세로의 소용돌이(텀브류TF)의 형성이 촉진되도록 되어 있다.
한편, 제6도에 표시한 봐와 같이, 피스톤(2)의 꼭대기면의 배기밸브쪽 상부면(2B)과 연소실(7)의 상부의 배기포트(5)쪽의 사이에는, 스퀴시에어리어(2C)가 형성되어 있다.
이에의해, 제2도, 제5도 및 제6도에 표시한 바와 같이, 흡기포트(4)로부터 유입한 흡기류는 하부쪽의 피스톤(2)을 향해서 흘러내린 후, 피스톤(2)의 오목부(2A)를 따라 안내되어서 상향으로 흘러가고, 텀블류TF를 형성한다. 따라서, 연소실(7)내부에서는, 흡기류는 이 오목부(2A)를 따라서 텀블류TF의 형성을 촉진하도록 되어있는 것이다.
또한, 이때, 점화플럭(20)을 향하는 흐름에는, 스퀴시에어리어(2C)에 의해서, 제6도에 표시한 바와 같은 스퀴시SF가 생긴다. 이 스퀴시SF는 배기밸브쪽상부면(2B) 및 연소실(7)의 윗면으로 안내되어서, 연소실(7)의 꼭대기부 중앙을 향하는 흐름이다. 그리고, 이 스퀴시 SF와 텀블류TF가 충돌해서 혼합기의 흐름이 강화되는 것이다.
본 발명의 제1실시형태로서의 기통내분사형내연기관은, 상기한 바와 같이 구성되어 있으므로, 엔진의 흡기행정에 있어서는, 흡기류는 각 흡기포트(4)로부터 흡기포트(4)의 개구부(4A)를 통해서 연소실(7)내부에 유입한다.
또, 연료는 분사기(18)의 분사구멍(18A)으로부터 연소실(7)내부에 직접분사된다. 또, 분사기(18)는 도시생략의 제어기에 의해 제어되고 있으므로, 연료는 분사기(18)로부터 적절한 타이밍에 의해서 분사되고, 흡기된 공기와 혼합해서 혼합기가 생성된다.
이때, 흡기포트(4)는, 거의 직립해서 배설되고 있으므로, 연소실(7)내부로 유입한 흡기류는 아래쪽(피스톤(2)의 방향)을 향한다.
또, 제6도에 표시한 바와 같이, 흡기포트(4)내부의 흡기개구단부(4A)근처에서는, 흡기포트(4)단면이 실린더(3A)의 중심쪽이 폭이 확대된 대략 반원형상으로 형성되어 있기 때문에, 흡기포트(4)내부를 통해서온 흡기류는, 흡기개구단부(4A)근처에 있어서 흡기포트(4)의 실린더(3A)의 중심쪽(즉, 기준면쪽 절반부(40)쪽)에 많은 흡기류가 통과한다.
또, 흡기개구단부(4A)근처에 융기부(60)를 형성하므로서, 흡기개구단부(4A)근처에서는, 이 흡기의 흐름이 융기부(60)에 안내되어서, 흡기포트(4)의 실린더중심축선(42)쪽으로부터 실린더내벽(1A)쪽으로 편심된다.
그리고, 흡기류가 이와 같이 각도변화를 수반해서 흡기개구(4A)를 향하므로서, 흡기류의 밸브사면부(62)에 대한 입사각이 예각이되고, 밸브사면부962)에서의 흡기저항이 크게 저감되게 된다.
또, 실린더헤드(1)를 펜토루프형상으로 하고, 흡기밸브(61)의 사면부(62)가 실린더중심축선(42)쪽이 위쪽이 되도록 배설하므로서, 흡기류의 밸브사면부(62)에 대한 입사각이 더욱 예각이 된다.
이에 의해, 흡기밸브(61)에 의한 흡기저항이 대폭으로 경가되어서, 연소실(7)의 실린더내벽(1A)에 가까운 쪽으로부터 강한 흡기류를 유입시킬 수 있도록 된다.
한편, 연소실(7)의 위쪽에서부터 아래쪽을 향해서 유입한 흡기류는, 피스톤(2)의 꼭대기부의 오목부(2A)에 충돌해서, 이 오목부(2A)의 곡면을 따라서 연소실(7)의 위쪽으로 방향을 바꾼다.
흡기포트개구부(4A)는 기준면(40)에 의해서 구획된 실린더헤드(1)의 한쪽편에 형성되고, 오목부(2A)는, 이 개구부(4A)의 하부쪽에 개구부(40A)와 대향하도록 형성되어 있으므로, 흡기류는, 오목부(2A)의 실린더내벽(1A)쪽으로 유입하면서, 오목부(2A)의 곡면에 안내되어서, 오목부(2A)를 따라서 실린더(3A)의 꼭대기면 중앙부근을 향하는 상향의 흐름으로 되어서, 텀블흐름TF가 형성된다.
그후, 흡기류는 분사기(18)에서 분사된 연료와 연소실(7)내부에서 혼합되고, 연소실(7)내부에서 압축·팽창(폭발)된 후, 배기포트(5)로부터 배출된다.
그런데, 상기한 바와 같이, 거의 직립된 흡기포트(4)의 기준면(40)쪽 절반부가 다른 절반부보다도 폭이 확대된 대략 반원형상을 가지도록 형성하고, 또한 흡기포트(4)의 개구부(4A)근처에, 흡기류를 실린더 내벽(1A)쪽으로 편심시키는 융기부(60)를 형성하므로서, 흡기류가 실린더내부로 유입할때에, 흡기류가 흡기밸브사면부(62)에 충돌하는데 따른 흡기저항을 대폭으로 저감할 수 있으므로, 보다 강한 텀뷸류TF를 형성할 수 있도록 된다. 이에 의해, 강한 흡기류가 흡기개구단부(4A)의 실린더 중심(43)으로부터 떨어진 쪽(실린더내벽3A쪽)으로부터 실린더(3A)내부로 유입하게 되나, 이와 같은 강한 흡기류가 실린더(1A)로 유입하면 텀블류TF가 강화되므로, 연소실용적이 큰 엔진에서도 충분히 텀블류TF를 형성할 수 있도록 된다.
또, 이와 같이 텀블류TF를 형성하므로서, 착화성을 악화시키는 일없이 이론공연비 보다도 적은양의 연료의 혼합기에 의해서 엔진을 운전할 수 있도록 된다.
또, 이 텀블류TF에 의해, 혼합기는 충분히 교반되면서 연소실(7)의 꼭대기중앙에 배설된 점화플럭(20)근처에 도달하므로, 착화성을 향호한 것으로 할 수 있어, 안정된 연소상태를 얻을 수 있는 것이다.
또, 흡기포트(4)를 거의 직립시키므로서, 실린더헤드(1)에, 분사기(18)를 장착하는 공간이 충분하게 확보되어, 분사기(18)의 장착의 자유도가 증대한다. 이에 의해, 연소실(7)에 연료를 직접분사하는데에 접합한 배설위치에서 분사기(18)를 장착할 수 있다.
또한, 기통내분사형 내연기관의 유량계수 및 텀블비를 종래의 것과 비교하면, 제7도에 표시한 바와 같은 특성이 된다. 여기서, 제7도에 표시한 a선 는 본 발명의 기통내분사형 내연기관의 특성을 표시한 것이고, 선b는 종래의 흡기포트를 가진 지통내분사형 내연기관의 특성을 표시한 것이다.
그리고, 제7도에 표시한 바와 같이, 본 발명의 기통내분사형내연기관에 의하면, 종래의 것과 비해서 유량계수는 거의 변화하지 않으나, 텀블비는 크게 개선되는 것이다. 특히, 이 텀블비의 개선은, 흡기밸브(61)의 밸브리프트량이 클때에 현저하게 되는 것을 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1실시형태의 변형예에 대해서 설명하면, 이 변형예이 기통내분사형 내연기관에서는, 흡기포트의 단면형상만이 상기한 실시형태와 상이하고 있고, 그 이외는, 상기 실시형태와 마찬가지고 구성되어 있다.
즉, 이 변형예에서는, 제8도(a)~제8도(j)에 표시한 바와 같이, 각 흡기포트(4)의 단면형상이 하류쪽으로 접근함에 따라서, 대략 3각형단면이 되도록 형성되어 있다. 또, 제8도(a)~제8도(i)에 표시한 바와 같은 각 단면형상은 스무스하게 변화하도록 형성되어 있으며, 흡기류의 흐름을 저해하지 않도록 되어 있다.
이 3각형단면은, 앙기의 제1실시형태와 마찬가지로, 흡기포트(4)에 있어서의 기준면쪽절반부(40)가 다른 절반부보다도 폭이 확대하도록 형성되어 있다. 즉, 실린더(3A)의 중심쪽으로 3각형단면의 저변부분(폭이 확대되어 있는 부분)이 위치하도록 되고, 단면적이 작은 다른 절반부실린더(3A)의 측벽쪽이 되도록 형성되어 있는 것이다.
또, 흡기포트(4)의 흡기개구단부(4A)근처에 있어서의 기준면(40)쪽절반부에는, 역시, 흡기포트(4)내부를 흐르는 흡기류를 흡기개구단부(4A)로부터 실린더내벽(1A)쪽을 향해서 스무스하게 안내하는 융기부(60)이 형성되어 있다. 또한, 제8도(a)에 표시한 1A-1A단면에 있어서, 융기부(60)가 도면중 좌측에 표시되고 있다.
그리고, 이 변형예에 있어서도, 흡기포트(4)의 단면을 상기한 바와 같이 대략 3각형으로 구성하므로서, 상기 실시형태와 마착가지의 작용 및 효과를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 흐기포트(4)의 단면형상으로서는, 상기한 바와 같은 반원형상이나 3각형상의 것에 한정되는 것은 아니고, 흡기포트(4)의 개구단부(4A)근처에서, 기준면(40)쪽절반부가 다른 절반부보다도 폭이 확대된 것이라면, 다른 형상의 것이어도 된다.
또, 상기한 본 실시형태 및 그 변형예에서는, 본 기통내분사형 내연기관을 흡기 2밸브, 배기 2밸브의 4밸브식 내연기관으로서 설명하고 있으나, 본 발명은 4밸브식내연기관에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 흡기 2밸브, 배기 1밸브의 3밸브식내연기관이나 그외의 여러가지의 내연기관에도 적용할 수 있다.
또, 피스톤(2)의 세부형상에 대해서도, 상기한 본 실시형태 및 그 변형예의 것에 한정되는 것이 아니고, 콤펙트한 연소실에서 강한 텀블류TF를 형성할 수 있게 되는 것이라면, 다른 형상의 것이어도 된다.
(제 2실시형태의 설명)
제9도~제15도는 본 발명의 제 2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조를 표시한 것으로, 제9도는 그 구성을 표시한 모식적단면도, 제10도는 그 요부구성을 표시한 모식적단면도, 제11도는 제10도에 있어서의 A-A단면도, 제12도(a)~제12도(d)는 본실시형태의 변형예로서의 제10도에 있어서의 A-A단면 상담도면, 제13도~제15도는 모두 분실시형태의 변형예로서의 요부구성을 표시한 모식도이며, 돌기부의 모식적측면도, 제15도는 본 실시형태의 효과로서 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태에 관한 내연기관은, 각기통에 흡기 2밸브, 배기 2밸브 구비한 4밸브식내연기관으로서 구성되어 있고, 제9도 제10도에 있어서, 부호(1)은 실린더헤드, (2)는 피스톤, (3a)는 실린더, (4)는 흡기포트, (7)은 연소실, (9)는 배기포트, (11)은 배기밸브, (17)은 흡기통로, (18)은 분사기, (20)은 점화플럭이다.
즉, 연소실(7)은 실린더(3A)내부에 끼워넣은 피스톤(2)의 상부면과 실린더헤드(1)하부면의 사이에 형성되어 있고, 흡기포트(4)는, 연소실(7)에 개구하도록 실린더헤드(1)에 형성되는 동시에, 실린더(3A)의 중심축선(42)을 포함하는 기준면의 한쪽(제9도, 제10도에 있어서는 우측)에 이 실린더중심축선(42)를 따르게 하는 방향으로 연장배설되어 있다.
이에 의해, 흡기포트(4)와 실린더(3A)의 벽면쪽(제9도중의 우측)의 사이의 영역이 해방되에 있어, 연료를 분사하기 위한 분사기(18)를 장착하기 위한 충분한 공간을 확보할 수 있고, 분사기(18)와 함께 점화플럭(20)의 최적한 배열을 확보하기 쉽게 되어있다.
또, 실린더헤드(1)에는, 2개의 흡기밸브(61)가 배설되어 있다(제9도, 제10도에 있어서는 한쪽의 것만을 도시하고 있다). 여기서, 흡기포트(4)의 연소실개구(4a)에 흡기밸브(61)의 사면부(밸브체)(62)가 배치되고, 사면부(62)로부터 연장형성된 축부분(61b)가 흡기포트(4)의 상류쪽을 향해서 배설되어 있다.
또, 배기밸브(61)의 축부분(61b)이 실린더 헤드(1)의 밸브스템가이드(51)에 삽입되어 있다. 그리고, 흡기밸브(61)는, 이 캠샤프트(16)로부터의 동력이 전달되므로서, 사면부(62)를 포함하는 면에 대해서 수직방향으로 구동해서, 흡기포트(4)의 연소실개구(4a)가 개폐하고, 흡기통로(17)로부터의 흡기류가 연소실(7)에 안내되도록 되어있다.
바꿔 밞히면, 흡기밸브(61)의 축부분(61b)이, 흡기포트(4)에 대해서 실린더내벽면(1A)에 가까운쪽이 아래쪽으로 경사지도록 (제9도, 제10도에 있어서는 우측으로 경사)배설되고, 흡기포트(4)내부를 유통하는 흡기류의 흐름중심이, 흡기포트의 축심선(23)보다도 한쪽(우측) 편으로 편심하도록 구성되어 있다.
이에 의해, 연소실(7)내부에 있어서는, 강한 텀블류TF를 생성할 수 있도록 되어 있다.
또한, 흡기밸브(61)의 제조시에 있어서는, 축부분(61b)은 스무스한 표면으로 가공된다.
또, (19)는 연소실(7)의 상부벽부분에 형성된 펜토루프이고, 이펜토루프(19)는, 흡기류를 흡기통로(17)의 연장축선상의 실린더내벽(실린더보어)(1A)을 따라서 아래쪽으로 안내할 수 있게하는 사면과, 피스톤꼭대기면에서 반전해서 실린더내벽(1A)을 따라서 위쪽을 향하는 흡기류를 원활하게 방향변환시키도록, 후술하는 배기포트쪽에 형성된 또하나의 사면을 구비하고, 흡기통로(17)로부터의 흡기류는, 이 펜토루프(19)의 안내로도 도움이 되어서, 화살표TF로 표시한 바와 같은 텀블류방향으로 진행한다.
또, 분사기(18)는, 텀블류TF의 상류쪽이고, 도시생략의 크랭크샤프트의 배설방향에 있어서의 실린더(3A)의 중심부분에 배설되어 있고, 이에 의해, 연소실(7)내부의 텀블류TF를, 중앙부분에서 연료농도가 높은 층형상텀블류로서 생성할 수 있도록 되어 있다.
또, 실린더(3A)의 중심위치근처는, 제9도에 표시한 바와 같이, 텀블류TF의 하류쪽에 상당하나, 점화플럭(20)은, 이와 같은 텀블류TF의 하류쪽이고 흡기밸브(61)와 배기밸브(11)사이의 실린더(3A)의 중심위치에 배설되어 있다. 그리고, 이에 의해, 점화플럭(20)부근에는, 이론공연비에 가까운 농도의 혼합기를 공급하고, 점화플럭(20)으로부터 떨어진 텀블류의 바깥쪽부분에서는 연료농도가 낮은 희박한 혼합기상태로서 전체적으로는 적은 연료공급이면서 확실한 연소성능을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
물론, 텀블류TF의 붕괴후에는, 연소의 믹싱이 촉진되기 때문에, 소요량의 연료를 공급하므로서 연소실(7)전체를 이론공연비상태로 해서, 큰 출력을 얻을 수도 있다.
따라서, 예를 들면 고속시에는, 텀블류TF의 붕괴후의 흩뜨러짐에 의해서 연소를 촉진하고, 저속시에는, 연료분사를 지연시켜서, 압축행정에 의한 콤펙트한 연소실(7)의 생성을 대기하고, 생성된 콤펙트한 연소실(7)에 연소분사를 행하고 충형상텀블류에 의해 부분적으로 리지(이론공연비근처)한 혼합기를 점화플럭(20)근처에 공급하므로서, 비교적 소량의 연료분사로 착화성을 충분히 확보할 수 있도록 되어있다.
또, 분사기(18)를 흡기포트(4)의 외부쪽에 위치시킬 수 있으므로, 분사기(18) 및 연료의 냉각성의 향상을 비교적 도모하기 쉽고, 분사기(18)의 내구성의 확보, 열해의 회피도 도모하기 쉽게 된다.
그런데, (8)은 정류부재로서의 돌기부이고, 이 돌기부(8)는, 흡기포트(4)내부의 축부분(61b)보다도 흡기하류쪽에 배치되어서 축부분(61b)의 근처의 흡기류를 정류하는 것이며, 흡기포트(4)의 내벽으로부터 측부분(16b)의 흡기하류쪽을 향해서 돌출형성되어 있다.
또, 제11도는 제10도에 있어서의 A-A단면도, 즉, 흡기포트(4)내부의 흡기류를 따른 단면도이며, 상류쪽으로부터 하류쪽을 향해서 축부분(61b)및 돌기부(8)의 순으로 배설되었 있다.
특히, 이 제 11도에 표시한 바와 같이, 돌기부(8)는, 축부분(61b)의 흡기하류쪽에 축부분(61b)으로부터 소요의 간격을 사이에 두고 배설되어 있다.
또한, 이 돌기부(8)의 축부분(61b)과의 거리, 및 돌기부(8)의 단면형상은, 흡기류의 유속등의 유체역학적특성에 의거해서, 축부분(61b)의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 데에 최적한 것을 선택하도록 한다.
이에 의해, 상류쪽으로부터의 흡기류는, 부호G1, G2에 표시한 바와 같이 효과적으로 정류되어서, 축부분(61b)의 뒷흐름의 발생을 억제하는 동시에, 축부분(61B)의 후방의 유속의 저하를 방지해서 연소실(7)에 안내되도록 되어있다.
또한, 배기밸브(11)는, 상기한 흡기밸브(61)와 마찬가지로, 배기포트(9)의 연소실개구(10)에 사면부(11a)가 배설되고, 사면부(11a)로부터 연장형성된 축부분(11b)가 배기포트(9)의 상류쪽을 향해서 배설되어 있다.
또, 배기밸브(11)의 축부분(11b)이 실린더헤드(1)의 밸브스템가이드(52)에 삽입되어서 캠샤프트(15)에 접속되어 있다. 이에 의해, 배기밸브(11)는 캠샤프트(15)로부터의 동력이 전달되므로서 축부분(11b)방향으로 구동해서, 배기포트(9)의 연소실개구(10)가 개폐하고, 연소실(7)로부터의 배기류가 배기통로(30)에 안내되도록 되어 있다.
본 발명의 제2실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조는, 상기한 바와 같이 구성되고 있으므로, 제9도, 제10도에 표시한 내연기관에서는, 흡개밸브(61)가, 캠샤프트(16)로부터의 동력이 전달되어서, 사면부(62)를 포함하는 면에 대해서 수직방향으로 구동하므로서, 흡기포트(4)의 연소실개구(4a)가 개폐해서, 흡기통로(17)로부터의 흡기류가 연소실(7)에 안내된다.
특히, 흡기밸브(61)의 축부북(61b)이, 흡기포트(4)에 대해서 실린더내벽면(1A)에 가까운쪽이 아래쪽으로 경사(제9도, 제10도에 있어서는, 우측으로 경사)지도록 배설되고, 흡기포트(4)내부를 유통하는 흡기류의 흐름중심이, 흡기포트의 축심선(23)보다도 한쪽(우측)편으로 편심하도록 구성되고 있으므로, 연소실 (7)내부에 있어서는, 보다 강한 텀블류TF를 생성할 수 있다.
또, 흡기포트(4)내부의 축부분(61b)보다도 하류쪽으로 돌기부(8)를 배치하므로서 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 흡기포트(4)를 통과하는 흡기류의 일부는 축부분(61b)에 부딧치나, 돌기부(8)에 의해 정류되므로, 흡기류는, 축부분(61b)및 돌기부(8)에 의해 흐름을 흩뜨리는 일없이 통과하여 연소실(7)에 안내되는 것이다.
그후, 연소실(7)내부에 안내된 흡기류는, 펜토루프(19)의 안내로도 도움을 받아서, 화살표TF로 표시한 바와 같은 텀브류를 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 2실시형태에 관한 내연기관의 흡기계구조에 의하면, 흡기포트(4)내부의 축부분(61b)보다도 흡기하류쪽에 배치되어서 축부분(61b)의 근처의 흡기류를 정류하는 돌기부(8)를 구비하므로서, 흡기류가 흡기포트(4)내부의 축부분(61b)근처를 통과할때에 뒷흐름의 발생을 억제할 수 있으므로, 흐름의 손실을 억제하고, 연소실(7)내부에서는 강한 텀블류TF를 발생시킬 수 있고, 압축행정에서의 연료분사에 의해, 이 텀블류TF를 이용한 희박한 운전을 보다 확실하게 행할 수 있다. 나아가서는, 텀블류TF의 붕괴후의 흩뜨러짐도 강하게 부여할 수 있고, 이 붕괴후의 흩뜨러짐을 적극적으로 이용하므로서, 연료의 분무화, 혼합을 확실하게 해서 연소를 촉진할 수 있고, 예를 들며 흡기행정에서의 연료분사에 의해 스토이키오 운전을 보다 확실하게 행할 수 있는 이점이 있다.
또, 정류뷰재로서의 돌기부(8)가, 흡기포트(4)의 내벽으로부터 축부분(61b)의 흡기하류쪽을향해서 돌출형성되는 동시에, 축부분(61b)의 흡기하류쪽에 측부분(61b)으로부터 소요의 간격을 사이에 두고 배설되므로서, 축부분(61b)의 후방의 흡기류를 효과적으로 정류할 수 있어, 상기한 경우와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
또, 흡기포트(4)가, 실린더(3A)의 중심축선(42)를 포함하는 기준면의 한쪽(제9도, 제10도에 있어서는 우측)에 실린더 중심축선(42)를 따르게하는 방향으로 연장형성하므로서, 흡기포트(4)의 연소실개구(4a)와 실린더내벽(1A)의 상부의 사이에, 분사기(18)를 배설하기 위한 충분한 공간을 확보할 수 있어, 분사기(18)와 함께 점화플럭(20)의 최적한 레이아우트를 확보하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 상기한 본 실시형태에 있어서는, 제10도에 있어서의 A-A단면으로서의 돌기부(8)는, 제11도에 표시한 바와 같은 단면형상을 가지고 있으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 제12도(a)~제12도(d)에 표시한 바와 같은 단면형상을 가져도 된다. 또, 돌기부(8)가 제12도(a)에 표시한 단면형상을 가진 경우에 있어서는, 돌기부(8)로서는, 제13도에 표시한 바와 같이 원추형상으로 구성해도 되고, 제14도에 표시한 바와 같이 원통형상으로 구성해도 된다.
또, 제15도는 돌기부(8)의 다른 변형예를 표시한 도면으로서, 제10도의 A-A단면에 상당하는 도면이다. 제15도에 표시한 바와 같이, 이 변형예는, 돌기부(8)를 흡기류의 흐름방향에 대해서 유선형으로 형성한 것으로서, 축부분(61b)의 후방의 정류에 부가하여, 돌기부(8)의 하류의 유속을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
다음에, 제16도를 사용해서, 돌기부(8)를 형성한 경우의 텀블비의 개선효과를 설명한다. 여기서, 제16도는, 직렬 4기톤엔진에 본 발명을 적용한 경우의 시험결과를 표시한 것으로서, 제16도중에 있어서의 (a)는 돌기부(8)를 형성하고 있지 않는 경우의 각기통의 평균텀블비 및 평균유량계수의 특성을 표시하고, (b)~(d)는 각각 돌기부(8)를 형성하고, 돌기부(8)와 흡기밸브(61)의 축부분(61b)의 간격을 변경해서 배치한 경우에 있어서의 평균텀블비 및 평균유량계수의 시험결과를 표시한 것이다.
즉, 일반적으로, 실린더헤드(11)의 주조시에 있어서는, 흡기포트(4)용의 코어금형의 어긋남등에 의해 흡기포트(4)의 통로형상에 불균일이 발생하는 일이 있다. 여기서, 상기한 흡기포트(4)는, 소정의 흡기유량을 확보하면서, 연소실(7)내부에서 강한 세로의 와류를 발생하기 위하여 적절한 텀블비가 되도록 설정되고 있으나, 상기한 금형어긋남 등의 원인 등에 의해 각기통간에서 텀블비에 불균일이 발생하는 일이 있었다.
또한, 평균텀블비란, 1흡기행정(상사점에서부터 하사점까지 )당 실린더(3A)내부를 선회하는 소용돌이의 회전수(n)이고, 평균유량계수란, 일정차압하에서 흡기밸브(61)를 분리한 상태의 스로트부통로단면적에서부터 손실 0으로서 계산되는 유량(Q0)에 대한 흡기밸브(61)의 사면부(62)와 연소실개구(4a)(실제로는 밸브시트)의 틈세를 흐르는 유량(Qi)이고, 각각 이하의 식에 의해 표시된다.
텀블비=와류의 회전수(n)/1흡기행정
유량계수=유량(Qi)/유량(Qo)
예를 들면, 제16도(a)에 표시한 바와 같은 4기통엔진에서는, 돌기부(8)를 형성하고 있지않는 경우는, 제1기통(#1), 제4기통(#4)에서 평균텀블비가 저하하고 있다.
그러나, 엔진의 각 흡기포트(4)에 돌기부(8)를 형성하므로서, 제16도에 있어서의 (b)~(d)에 표시한 바와 같이, 평균유량계수를 저하시키는 일없이 평균텀블비를 개선할 수 있는 것이다. 또한, 돌기부(8)의 상류단부와 축부분(61b)의 적절한 간격은 적당히 설정할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이, 흡기포트(4)의 형상의 불균일이 발생하거나, 높은 텀블비를 얻기 위한 흡기포트(4)의 형상의 최적화가 충분하지 않기 때문에, 각기통간에서 텀블비가 불균일이나 전체적으로 텀블비가 설저텀블비에 도달하지 않는 경우에도, 이 돌기부(8)를 형성하므로서, 불균일에 의한 악영향을 극력 작게 할 수 있는 동시에, 텀블비를 힐 수 있는 것이다. 이와 같은 돌기부(8)에 의해, 높은 텀블비를 확보할 수 있어, 희박연소를 행할때에도 안정연소가 되고 저연비화를 도모할 수 있는 것이다.
(제3실시형태의 설명)
다음에, 본 발명의 제 3실시형태로서의 내연기관의 흡기통로부의 제조방법에 대해서 설명하면, 제17도는 이 제조방법을 설명하기 위한 내연기관의 흡기부의 모식적단면도, 제18도는 제17도에 있어서의 A'-A'단면도이다.
여기서, 이 제17도에 있어서, 부호(24)는 밸브시트이고, 그외의 부호에 대해서는, 상기한 제1, 제2실시형태에 있어서의 것과(제1도, 제2도 참조)마찬가지이다.
내연기관의 흡기통로부를 제조할때에는, 실린더헤드(1)의 주조시에, 흡기포트(4)내부의 흡기밸브(61)의 축부분(61b)보다도 하류쪽에 흡기포트내벽면으로부터 팽출하는 팽출부를 흡기포트(4)와 일체적으로 형성한다. 이어서, 실린더헤드(1)에 밸브스템가이드(51)를 삽입하기 위한 밸브스템가이드구멍(13)의 형성가공시에, 이와 동시에 팽출부의 상류면(C1)를 절삭가공하는 동시에, 실린더헤드(1)에 흡기밸브(61)의 사면부(62)가 당접하는 밸브시트(24)의 절삭가공시에, 이와 동시에 팽출부의 하류면(C2)을 절삭가공한다. 그리고, 이에 의해 팽출부를 정류부재로서의 돌기부(8)에 형성하는 동시에, 내연기관의 흡기통로부를 제조한다.
밸브스템가이드구멍(13)은 밸브스템가이드(51)를 끼워넣을 수 있도록, 축부분(61b)의 외경보다도 소용량크게 형성되어 있다. 또, 돌기부(8)는, 밸브스템가이드(51)에 삽통된 축부분(61b)의 흡기하류쪽에 축부분(61b)으로부터 소요의 간격을 두고 배설되어 있다.
여기서, 돌기부(8)의 상류면(C1)을 절삭가공하는 동시에, 돌기부(8)의 하류면(C2)을 절삭가공하므로서, 돌기부(8)의 제17도에 있어서의 A'-A'단면은, 제18도에 표시한 바와 같은 형상으로 형성된다. 즉, 이 제18도에 표시한 바와 같이, 돌기부(8)의 상류면(C1)은, 밸브스템가이드구멍(13)의 형성가공에 수반해서 활모양부분이 축부분(61b)의 축선을 따라서 직선적으로 삭제되고, 돌기부(8)의 하류면(C2)은, 밸브시트(24)의 절삭가공에 수반해서 활모양부분이 직선적으로 삭제된다.
이 결과, 돌기부(8)의 상류면(C1)은, 밸브스템가이드구멍(13)의 내경에 맞추어서 활모양으로 우묵하게 들어간 형상을 가지는 동시에, 하류면(C2)은, 밸브시트(24)를 포함하는 면과 동일한 평면을 띠도록 평탄한 형상을 가지고 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3실시형태에 관한 내연기관의 흡기통로부의 제조방법에의하면, 주조시에 돌이부(8)를 일체적으로 성형해서, 밸브스템가이드구성(13)의 형성가공시에, 이와 동시에 돌기부(8)의 상류면(C1)을 절삭가공하는 동시에, 밸브시트(24)의 절삭가공시에, 이와 동시에 정류부재로서의 돌기부(8)의 하류면(C2)을 절삭가공한다는 간이한 공정에 의해 내연기관의 흡기통로부를 제조할 수 있어, 제조코스트를 삭감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이와 같이 해서 제조된 내연기관의 흡기통로부에 의하면, 상기한 제2실시형태의 경우와 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.
또, 상기한 돌기부(8)에 있어서의 상류면(C1)의 절삭가공과 하류면(C2)의 절삭가공은, 임의의 가공순서를 선택해서 제조할 수 있다.
또, 밸브시트(24)의 절삭가공시에, 상류면(C1)도 동시에 절삭가공하므로서, 더욱 제조코스트를 저감할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서의 돌기부(8)의 형상으로서는, 상기한 각 실시형태에서 표시한 바와 같은 형상에 한정되는 것이 아니고, 그외의 정류작용을 일으키게 하는 임의의 형상을 선택해도 되고, 이와 같이 하더라도, 상기한 각 실시형태와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있는 것을 말할것도 없다.
또, 돌기부(8)를 형성한다는 본 발명의 기술은 텀블류TF를 생성하는 내연기관에 한정되는 것이 아니고, 다른 여러가지의 내연기관에 적용하므로서, 적어도 흡기류의 정류화에 의해서 흡기효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
물론, 기통에 있어서의 흡기밸브의 수도, 각 실시예의 것에 한정되지 않고, 1밸브나 3밸브의 것등도 고려할 수 있다.
또, 제1, 제2실시형태에서는, 흡기포트내부의 밸브스템가이드의 돌출을 피해서, 흡기포트내부에서는, 흡기밸브의 축부분이 존재할뿐이고, 흡기포트의 흡기류의 흐름방향을 차단하는 면적이 작아지기 때문에, 흡입저항이나 흡기류의 흩뜨러짐을 억제할 수 있다.
(제4실시형태의 설명)
다음에, 본 발명의 제4실시형태로서의 내연기관의 흡기계구조에 대해서 설명하면, 제19도는 그 전체구성을 표시한 모식도이다.
또한, 이하에 있어서, 상기한 제1~제3실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
그런데, 이 제4실시형태에 대해서 설명하면, 제19도에 표시한 바와 같이, 이 엔진에는, 흡기포트(4)내부의 흡기류를 연소실(7)내부에 있어서의 실린더(3A)의 측벽내주쪽으로 안내하는 안내부(융기부)(60)와, 흡기포트(4)내부로부터 연소실(7)에 도입되는 흡기류의 흡입저항을 감소시켜서 연소실(7)내부에 생성되는 세로의 와류의 텀블비를 높이기 위한 흡기류수정부(70)가 배설되어 있다.
여기서, 이 흡기류수정부(70)는, 기준면(40)쪽의 절반부가 폭이 확대된 흡기포트(4)와, 흡기밸브(61)의 축부분(61b)의 하류쪽에 정류부재(돌기부)(80)로 구성되어 있다.
즉, 제19도에 표시한 바와 같이, 실린더헤드(1)와 실린더(3A)내부에 끼워넣은 피스톤(도시생략)에 의해 연소실(7)이 형성되어 있다. 또, 실린더(3A)의 중심축선(42)과 도시생략의 크랭크샤프트의 축심선을 포함하게 되는 가상면을 기준면(40)으로 하면, 이 기준면(40)의 한쪽편에 2개의 흡기포트(4)가 배설되고, 이 기준면(40)의 다른쪽편에 2개의 배기포트(5)가 배설되어 있다.
또, 각흡기포트(4)는, 실린더헤드(1)로부터 거의 직립하도록 배설되는 동시에, 각 흡기포트(4)의 개구부(4A)는 실린더헤드(1)의 장착면에 대해서, 약간 경사지게 배설되어 있다. 따라서, 이 엔진의 연소실(7)의 흡기밸브쪽 상부는, 펜토루프형상으로 되어 있다.
또, 연소실(7)의 꼭대기부중앙, 또는 이 근처에 점화플럭(도시생략)이 배설되고, 실린더헤드(1)의 흡기포트(4)쪽에는, 연료를 연소실(7)에 공급하기 위한 분사기(도시생략)가 배설되어 있다.
또, 제19도에 표시한 바와 같이, 각 흡기포트(4)의 일부가 대략 반원단면을 가지도록 형성되어 있고, 제1실시형태와 마찬가지로 구성되어 있다. 즉, 제4도(a)~제4도(i)와 마찬가지로, 흡기포트(4)의 단면형상은, 상류쪽에서는 반원형상과는 다른 딴형상을 가지고 있고, 하류쪽으로 접근함에 따라서, 대략 반원형상이 되도록 형성되어 있다. 또, 제4도(a)~제4도(i)와 마찬가지로 각 단면형상은 스무스하게 접속하도록 형성되어 있어, 흡기류의 흐름을 저해하지 않도록 되어 있다.
그런데, 이 흡기포트(4)의 흡기개구부(4A)근처에서는, 흡기포트(4)는 대략 반원형상이되도록 형성되어 있으나, 이 반원형상부는, 기준면쪽절반이 다른 절반부보다도 폭이 확대되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 실린더(3A)의 중심쪽에 반원부의 직선부분(폭이확대되어 있는 부분)이 위치하도 형성되고, 반원부의 원호형상부분이 실린더(3A)의 측벽쪽이 되도록 형성되어 있는 것이다.
한편, 제19도에 각각 표시한 바와 같이, 흡기포트(4)의 흡기개구단부(4A)근처에 있어서의 기준면(40)쪽 절반부에는, 흡기포트(4)내부를 흐르는 흡기류를 흡기개구단부(4A)로부터 실린더내벽(1A)쪽을 향해서 스무스하게 안내하는 안내부로서의 융기부(60)가 형성되어 있다. 융기부(60)는, 기준면(40)이 실린더 중심축선(42)과 겹쳐서 1개의 선으로 보이는 방향(즉, 제19도의 상태)에서부터 보아, 실린더중심축(42)쪽으로 약간 휘어진 점퓨대로서 형성되어 있고, 흡기의 흐름을 흡기포트(4)의 실린더중심(42)으로부터 떨어진쪽으로 모으도록 되어 있다.
또한, 상기한 부분까지는, 제1실시형태와 마찬가지의 구성이다.
그런데, 이 흡기포트(4)에는, 제2실시형태와 마찬가지로, 정류부재로서의 돌기부(8)도 형성되어 있다. 이 돌기부(8)는, 흡기포트(4)내부의 흡기밸브(61)의 축부분(61B)보다도 흡기 하류쪽에 배치되어서 축부분(61b)의 근처의 흡기류를 정류하는 것이며, 흡기포트(4)의 내벽으로부터 축부분(61b)의 흡기하류쪽을 향해서 돌출형성되어 있다.
또, 돌기부(8)는, 축부분(61b)의 흡기하류쪽에 축부분(61b)으로부터 소요의 간격을 두고 배설되어 있다. 또한, 이 돌기부(8)의 축부분(61b)과의 거리 및 돌기부(8)의 단면형상은, 흡기류의 유소등의 유체역학적 특성에 의거해서, 축부분(61b)의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 데에 최적한 것을 선택하도록 한다.
그리고, 이 제4실시형태에서는, 기준면(40)쪽의 절반부가 폭이 확대된 흡기포트(4)와, 흡기밸브(61)의 축부분(61b)의 하류쪽에 정류부재(돌기부)(8)로부터 흡기류수정부(70)가 구성되어 있고, 이 흡기류수정부(70)의 작용에 의해, 흡기포트(4)내부를 흘러서 연소실(7)에 도입되는 흡기류의 흡입저항이 감소해서, 연소실(7)내부에 생성되는 세로의 와류의 텀블비가 높아지는 것이다.
즉, 흡기포트(4)는, 거의 직립해서 배설되어 있으므로, 연소실(7)내부에 유입한 흡기류는 아래쪽(피스톤의 방향)으로 향한다. 또, 제19도에 표시한 바와 같이, 흡기트(4)내부의 흡기개구단부(4A)근처에서는, 흡기포트(4)의 실린더(3A)의 중심쪽이 폭이 확대된 대략 반원형상으로 형성되어 있기 때문에, 흡기포트(4)내부를 통과해온 흡기류는,중심쪽(즉, 기준면쪽절반부(40)쪽)에 많은 흡기류가 통과한다.
그리고, 흡기개구단부(4A)근처에서는, 흡기의 흐름이 융기부(60)에 안내되어서, 흡기포트(4)의 실린더중심축선(42)쪽으로부터 실린더내벽(1A)쪽으로 편심한다.
또, 이때 흡기포트(4)를 통과하는 흡기류의 일부는 축부분(61b)에 부딧치게 되나, 돌기부(8)에 의해 정류되므로, 흡기류는 축부분(61b)및 돌기부(8)에 의해 흐름을 흩뜨리는 일없이 통과해서 연소실(7)에 안내되는 것이다.
그후, 흡기류가 각도변화를 수반해서 흡기개구(4A)를 향하므로서, 흡기류의 밸브사면부(62)에 대한 입사각이 예각으로 되고, 밸브사면부(62)에서의 흡기저항이 크게 저감되게 된다. 이에 의해, 흡기밸브(61)에 의한 흡기저항이 대폭으로 경감되어서, 연소실(7)의 실린더내벽(1A)에 가까운쪽으로부터 강한 흡기류를 유입시킬 수 있도록 된다.
또, 이와같은 구성에 의해, 강한 흡기류가 흡기개구단부(4A)의 실린더중심(43)으로부터 떨어진쪽(실린더내벽(3A)쪽)으로부터 실린더(3A)내부에 유입하게 되나, 이와 같은 강한 흡기류가 실린더(1A)에 유입하면, 텀블류TF가 강화되므로, 연소실용적이 큰 엔진에서도 충분히 텀블류TF형성할 수 있도록 되는 것이다.
따라서, 이 제4실시형태에 의하면 제1, 제2실시형태와 마찬가지의 효과를 얻게 되는 외에, 더욱더 흡입저항를 개선하면서, 높은 텀블비를 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이 제4실시형태에 있어서는, 흡기류수정부(70)를 기준면(40)쪽은 절반부가 폭이 확대된 흡기포트(4)와, 흡기밸브(61)의 축부분(61b)의 하류쪽에 정류부재(돌기부)(8)로구성되고 있으나, 흡기류수정부(70)로서는, 이와 같은 구성에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 흡기포트(4)를 통상적인 형상으로 형성해서, 돌기부(8)만으로 흡기류수정부(70)를 구성해도 된다. 또, 이와는 반대로, 흡기포트(4)내부에 돌기부(8)을 형성할 것없이, 기준면(40)쪽의 절반부가 폭이 확대되도록 형성된 흡기포트(4)만으로 흡기류수정부(70)를 구성해도 된다.
이상, 본 발명의 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법에 대해서 기통내분사형내연기관을 사용해서 설명하였으나, 본 발명의 적용되는 엔진은 이와 같은 기통내 분사형내연기관에 한정되는 것이 아니고, 실린더헤드내부에 상하방향으로 연장배설된 세로형의 흡기포트를 가진 것이라면, 흡기포트내부에 연료를 공흡하는 내연기관에도 적용할 수 있다.

Claims (24)

  1. 실린더헤드(1)의 하부면과 실린더(3A)내부에 끼워넣은 피스톤(2)의 꼭대기면에서 상하를 구획하여 형성된 연소실(7)과, 상기 실린더(3A)의 중심축선(42)를 포함하는 기준면(40)의 한쪽에서 상기 연소실(7)의 실린더헤드(1)하부면에 형성되고, 흡기밸브(61)에 의해 개폐되는 흡기개구단부(4A)와, 상기 기준면(40)의 다른쪽에서 상기 연소실(7)의 실린더헤드(1)의 하부면에 형성되고, 배기밸브에 의해 개폐되는 배기개구단부(5A)와, 상기 흡기개구단부(4A)를 개재해서 상기 연소실(7)에 연통되고, 또한 상기 흡기개구단부(4A)로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실(7)내부에 흡기의 세로와류를 생성하는 흡기포트(4)와, 상기 배기개구단부(5A)를 개재해서 상기 연소실(7)에 연통되고, 상기 연소실(7)내부의 연소가스를 배출하는 배기포트(5)를 구비하고, 상기 흡기포트(4)는 상기 기준면(40)과 인접하는 한쪽의 절반부를, 상기 기준면(40)으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭을 확대하면서, 상기 흡기포트(4)의 흡기류중심이 상기 기준면(40)쪽으로 편심되는 동시에, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서의 상기 한쪽의 절반부에, 상기 흡기포트(4)의 흐기류를 상기 연소실(7)내부에 있어서의 상기 상기 한쪽의 절반부에, 상기 흡기포트(4)의 흡기류를 상기 연소설(7)내부에 있어서의 실린더(3A)의 측벽내주면쪽으로 안내하는 안내부(60)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 흡기계구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡기포트(4)의 통로의 단면형상이, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서, 상기 기준면(40)과 이접하는 한쪽의 절반부를, 상기 기준면(40)으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 넓은 단면적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡기포트(4)의 통로의 단면형상이, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서, 상기 기준면(40)쪽에 현(弦)을 가진 대략 반원형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흡기포트(4)의 통로의 단면형상이, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서, 상기 기준면(40)쪽에 변을 가진 대략 3각형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기안내부(60)가, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서, 상기 흡기포트(4)의 내벽면으로부터 뻗치는 양이 상기 흡기개구단부(4A)쪽을 향해서 점증하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  6. 제1항에 있어서, 상기 내연기관이, 상기 연소실(7)에 직접 연료를 분사하도록 배설된 연료분사밸브(18)를 구비한 기통내분사형내연기관인 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  7. 실린더헤드(1)의 하부면과 실린더(3A)내부에 끼워넣은 피스톤(2)의 꼭대기면에 ㅅㅇ를 구획하여 형성된 연소실(7)과, 상기 실린더(3A)의 중심축선(42)을 포함하는 기준면(40)의 한쪽에서 상기 연소실(7)의 실린더헤드(1)하부면에 형성된 흡기개구단부(4A)와, 상기 흡기개구단부(4A)를 개재해서 상기 연소실(7)에 연통되고, 또한 상기 흡기개구단부(4A)로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실(7)내부에 흡기의 세로와류를 생성하는 흡기포트(4)와, 상기 흡기개구단부(4A)를 개폐하는 사면부(62)및 동 사면부(62)로 부터 상기 흡기포트(4)의 상류쪽으로 연장하여 상기 실린더헤드(1)를 관통하는 축부분(61b)을 가진 흡기밸브(61)과, 상기 기준면(40)의 다른쪽에서 상기 연소실(7)의 실린더헤드(1)하부면에 형성된 배기개구단부를 개폐하는 배기밸브(11)와, 상기 배기개구단부를 개재 해서 상기 연소실(7)에 연통되고, 상기 연소실(7)내부의 연소가스를 배출하는 배기포트(5)를 구비하고, 상기 흡기포트(4)내부의 상기 축부분(61b)의 하류쪽에 배설되고, 상기 축부분(61b)의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재(8)를 가진 것을 특징으로 하는 내연 기관의 흡기계구조.
  8. 제7항에 있어서, 상기 흡기포트(4)가, 상기 중심축선(42)을 대략따르도록 상하방향으로 연장형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흡기포트(4)가, 상기 기준면(40)의 한쪽에 있어서, 대략 상하방향으로 연장형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  10. 제8항에 있어서, 상기 흡기포트(4)가, 상기 기준면(40)의 한쪽으로부터 다른쪽으로 상기 기준면(40)을 횡단해서 대략 상하방향으로 연장형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  11. 제7항에 있어서, 상기 정류부재(8)가, 상기 흡기포트(4)의 내벽면으로부터 상기 흡기포트(4)의 중앙부쪽을 향해서 돌출하도록 형성된 돌기부로서 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  12. 제11항에 있어서, 상기 돌기부(8)가, 상기 축부분(61b)의 하류쪽으로 연장형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  13. 제11항에 있어서, 상기 돌기부(8)가, 상기 축부분(61b)과 소정의 간격을 가지고 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  14. 제13항에 있어서, 상기 돌기부(8)가, 상기 축부분(61b)의 하류쪽으로 연장형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  15. 제7항에 있서, 상기 실린더헤드(1)에 대해서 상기 축부분(61b)을 접동 및 회전자재하게 안내하는 밸브스템가이드(51)를 가지고, 상기 밸브스템가이드(51)가 상기 흡기포트(4)내부에 노정하는 일없이 상기 실린더헤드(1)내부에 배설되어 있는 것을 특징으로하는 내연기관의 흡기계구조.
  16. 제7항에 있어서, 상기 내연기관이, 상기 연소실(7)내부에 직접 연료를 분사하도록 배설된 연료분사밸브(18)를 구비한 기통내분사형 내연기관인 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  17. 실린더헤드(1)의 주조시에, 흡기포트(4)내부의 흡기밸브(61)의 축부분(61b)보다도 하류쪽에 상기 흡기포트(4)내벽면으로부터 팽출하는 팽출부를 일체적으로 형성하고, 상기 흡기밸브(61)의 축부분(61b)을 상기 실리더헤드(1)에 접동 및 회전자재하게 안내하는 밸브스템가이드(51)를 삽입하는 스템가이드구멍(13)의 형성가공시에, 이와 동시에 상기 팽츌부의 상기 축부분(61b)에 근접하는 상류쪽부분을 절삭가공하고, 상기 실린더헤드(1)의 흡기개구단부(4A)를 구성하는 밸브시트(24)의 삽입구멍의 형성가공시에, 이와 동시에 상기 팽출부의 하류쪽부분을 절삭가공하므로서, 상기 팽출부를, 흡기밸브(61)의 축부분(61b)의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재(8)로서 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기과의 흡기통로부의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 스템가이드구멍(13)의 형성가공시에, 상기 팽출부의 상류쪽부분이 상기 축부분(61b)의 밸브축선방향에 대해서 대략 평행으로 절삭되고, 상기 밸브시트삽입구멍의 형성가공시에, 상기 팽출부의 하류쪽부분이 상기 밸브축선방향과 직교하는 방향으로 절삭되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기통로부의 제조방법.
  19. 실린더헤드(1)의 주조시에, 흡기포트(4)내부의 흡기밸브(61)의 축부분(61b)보다도 하류쪽으로 상기 흡기포트(4)내벽면으로부터 팽출하는 팽출부를 일체적으로 형성하고, 상기 실린더헤드(1)의 흡기개구단부(4A)를 구성하는 밸브시트(24)의 삽입구멍의 형성가공시에, 이와 동시에, 상기 팽출부의 상기 축부분(61b)에 근접하는 상류쪽부분 및 상기 팽출부의 하류쪽부분을 절삭가공하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기통로부의 제조방법.
  20. 실린더헤드(1)의 하부면과 실린더(3A)내부에 끼워넣은 피스톤(2)의 꼭대기면에서 상하를 구획하여 형성된 연소실(7)과, 상기 실린더(3A)의 중심축선(42)을 포함하는 기준면 (40)의 한쪽에서 상기 연소실(7)의 실린더헤드(1)하부면에 형성된 흡기개구단부(4A)와, 상기 흡기개구단부(4A)를 개재해서 상기 연소실(7)에 연통되고, 또한 상기 개구단부(4A)로부터 상부쪽으로 연장해서 형성되어 상기 연소실(7)내부에 흡기의 세로와류를 생성하는 흡기포트(4)와, 상기 흡기개구단부(4A)를 개폐하는 사면부(62) 및 동사면부(62)로부터 상기 흡기포트(4)의 상류쪽으로 연장하여 상기 실린더헤드(1)를 관통하는 축부분(61b)를 가진 흡기밸브(61)와, 상기 기준면(40)의 다른쪽에서 상기 연소실(7)의 실린더헤드(1)하부면에 형성된 배기개구단부를 개폐하는 배기밸브(11)와, 상기 배기개구단부를 개재해서 상기 연소실(7)에 연통되고, 상기 연소실(7)내부의 연소가스를 배출하는 배기포트(5)를 구비하고, 상기 흡기포트(4)의 하단부에 있어서의 상기 기준면(40)과 인접하는 한쪽은 절반부에 상기 흡기포트(4)의 흡기류를 상기 연소실(7)내부에 있어서의 상기 실린더(3A)의 측벽내주쪽으로 안내하는 안내부(60)가 형성되고, 상기 흡기포트(4)는, 상기 흡기개구단부(4A)쪽의 하단부에 형성되고, 상기 흡기포트(4)내부를 흘러서 상기소실(7)에 도입되는 흡기류의 흡입저항을 감소시켜서, 상기 연소실(7)내부에 생성되는 세로와류의 텀블비를 높이는 흡기류수정부(70)를 가진 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 흡기류수정부(70)가, 상기 흡기포트(4)의 흡기류중심을 상기 기준면(40)쪽으로 편심시키기위하여, 상기 기준면(40)과 인접하는 한쪽의 절반부가, 상기 기준면(40)으로 부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭이 확대된 흡기포트(4)하부인 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  22. 제20항에 있어서, 상기 흡기계수정부(70)가, 상기 흡기포트(4)내부의 상기 축부분(61b)의 하류쪽에 배설되고, 상기 축부분(61b)의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재(8)에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  23. 제20항에 있어서, 상기 흡기류수정부(70)가, 상기 흡기포트(4)의 흡기류중심을 상기 기준면(40)쪽으로 편심시키기 위하여, 상기 기준면(40)과 인접하는 한쪽의 절반부가, 상기 기준면(40)으로부터 떨어진 다른쪽의 절반부보다도 폭이 확대된 흡기포트(4)의 하부와, 상기 흡기포트(4)내부의 상기 축부분(61b)의 하류쪽에 배설되고, 상기 축부분(61b)의 하류쪽의 흡기류를 정류하는 정류부재(8)에 의해, 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
  24. 제20항에 있어서, 상기 내연기관이, 상기 연소실(7)내부에 직접 연료를 분사하도록 배설된 연료분사밸브(18)를 구비한 기통내분사형내연기관인 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기계구조.
KR1019960016099A 1995-05-15 1996-05-15 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법 KR100233933B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP95-116159 1995-05-15
JP7116159A JP3027926B2 (ja) 1995-05-15 1995-05-15 内燃機関の吸気系構造
JP9-116159 1995-05-15
JP9-233130 1995-09-11
JP7233130A JP3030413B2 (ja) 1995-09-11 1995-09-11 筒内噴射型内燃機関
JP95-233130 1995-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960041683A KR960041683A (ko) 1996-12-19
KR100233933B1 true KR100233933B1 (ko) 1999-12-15

Family

ID=26454535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960016099A KR100233933B1 (ko) 1995-05-15 1996-05-15 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (3) US5836284A (ko)
KR (1) KR100233933B1 (ko)
DE (1) DE19619782C2 (ko)
SE (1) SE510904C2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10859032B2 (en) 2018-07-09 2020-12-08 Hyundai Motor Company Cylinder head and method for manufacturing the same

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE510904C2 (sv) * 1995-05-15 1999-07-05 Mitsubishi Motors Corp Anordning vid ett insugningssystem samt sätt att framställa en insugningskanal
DE19540398C1 (de) * 1995-10-30 1997-03-27 Daimler Benz Ag Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen
US6009849A (en) * 1996-08-12 2000-01-04 Mazda Motor Corporation Direct fuel injection engine
JP2982754B2 (ja) * 1997-07-25 1999-11-29 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火式内燃エンジン
JP3733721B2 (ja) * 1997-12-18 2006-01-11 日産自動車株式会社 直噴火花点火式内燃機関
JP3644228B2 (ja) * 1998-01-07 2005-04-27 日産自動車株式会社 筒内噴射式火花点火機関
JP4022006B2 (ja) * 1998-06-09 2007-12-12 ヤンマー株式会社 内燃機関の吸気ポート形状
US6173695B1 (en) * 1999-04-06 2001-01-16 Gregory G. Davis Cylinder head with high swirl intake port and combustion chamber
US6209502B1 (en) 1999-04-06 2001-04-03 Gregory G. Davis Intake manifold with multiple stage ram induction
JP3523529B2 (ja) * 1999-06-15 2004-04-26 株式会社クボタ エンジンのダイレクト型吸気ポート、およびヘリカル型吸気ポート
JP3692860B2 (ja) * 1999-09-28 2005-09-07 日産自動車株式会社 筒内噴射式火花点火機関
DE19949876A1 (de) * 1999-10-15 2001-04-19 Volkswagen Ag Verfahren zum Ermitteln der Tumble-Zahl an einem Verbrennungsmotor
EP1101922A3 (en) * 1999-11-22 2002-05-02 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Cylinder head for use in an internal combustion engine
DE10008559B4 (de) * 2000-02-24 2007-07-26 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung von Kolben für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine
US6213090B1 (en) * 2000-04-24 2001-04-10 Saturn Corporation Engine cylinder head
JP4556771B2 (ja) * 2005-05-27 2010-10-06 三菱自動車工業株式会社 エンジンの燃焼室構造
EP2418365B1 (en) * 2010-08-12 2012-07-18 C.R.F. Società Consortile per Azioni Combustion chamber for diesel engines with inclined engine valves
DE102011002139A1 (de) 2011-04-18 2012-10-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Sauganlage einer Brennkraftmaschine mit Tumbleschanze
DE102011110072B4 (de) * 2011-08-12 2016-03-03 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Zylinderkopf mit Tumblefase
US20130333656A1 (en) * 2012-02-04 2013-12-19 David Endrigo Valve seats for cylinder heads in aircraft engines
US20160076480A1 (en) * 2012-02-04 2016-03-17 David Endrigo Valve seats for cylinder heads in aircraft engines
CN202883139U (zh) * 2012-02-04 2013-04-17 D.恩德里戈 飞机发动机的汽缸盖以及汽缸体与汽缸盖的组件
US9038592B2 (en) * 2013-04-16 2015-05-26 Deere & Company Cylinder head comprising a shroud
WO2015047947A1 (en) 2013-09-25 2015-04-02 Anisun EcoTech P Ltd Self cooled engine
JP6172193B2 (ja) * 2015-03-24 2017-08-02 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
CN105863868B (zh) * 2016-05-04 2021-02-09 广州汽车集团股份有限公司 进气道及涡轮增压汽油发动机燃烧系统
US11085359B2 (en) * 2017-08-30 2021-08-10 Ls Mtron Ltd. Swirl chamber-type diesel engine
KR102282335B1 (ko) * 2017-08-30 2021-07-28 엘에스엠트론 주식회사 와류실식 디젤 엔진
CN108072526A (zh) * 2017-11-27 2018-05-25 天津大学 一种用于快压机的可控湍流生成装置
DE102018207581A1 (de) 2018-05-16 2019-11-21 Ford Global Technologies, Llc Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zwei zylinderzugehörigen Ventilen und Verfahren zur Gemischbildung bei einer derartigen Brennkraftmaschine
EP4242459A3 (en) * 2018-09-06 2023-12-13 Cytiva Sweden AB Radial fluid pump
CN111287862B (zh) * 2020-05-13 2020-09-29 潍柴动力股份有限公司 一种气缸盖与一种燃气发动机
WO2022199832A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Jaguar Land Rover Limited A cylinder head for a lean-burn gasoline engine
WO2022199843A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Jaguar Land Rover Limited A cylinder head for a lean-burn gasoline engine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4838219A (en) * 1986-11-13 1989-06-13 Feuling James J Curved intake duct having improved flow characteristics
US4805569A (en) * 1987-02-13 1989-02-21 Mazda Motor Corporation Intake system for an engine
DE4012492A1 (de) * 1989-04-26 1990-10-31 Volkswagen Ag Zweitakt-hubkolben-brennkraftmaschine mit ladungswechselventilen und umkehrspuelung
JPH04265449A (ja) * 1991-02-21 1992-09-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気ポート
US5265568A (en) * 1991-09-27 1993-11-30 Mazda Motor Corporation Intake system for internal combustion engine
US5305720A (en) * 1992-02-28 1994-04-26 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JP2917713B2 (ja) * 1992-11-04 1999-07-12 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
US5195488A (en) * 1992-07-14 1993-03-23 Rattigan Jerry D Internal combustion engine with unique swirl
US5662079A (en) * 1994-06-27 1997-09-02 Snider; John Michael Manifold flow turning vanes in internal combustion engines
JP2772767B2 (ja) * 1995-01-09 1998-07-09 本田技研工業株式会社 内燃機関における吸気ポート構造
SE510904C2 (sv) * 1995-05-15 1999-07-05 Mitsubishi Motors Corp Anordning vid ett insugningssystem samt sätt att framställa en insugningskanal
US5558061A (en) * 1995-12-22 1996-09-24 General Motors Corporation Engine cylinder intake port
JP2982682B2 (ja) * 1996-02-29 1999-11-29 三菱自動車工業株式会社 内燃機関
JPH10110650A (ja) * 1996-10-03 1998-04-28 Nissan Diesel Motor Co Ltd 内燃機関の排気ポートの構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10859032B2 (en) 2018-07-09 2020-12-08 Hyundai Motor Company Cylinder head and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US5983856A (en) 1999-11-16
DE19619782A1 (de) 1996-11-21
KR960041683A (ko) 1996-12-19
DE19619782C2 (de) 1999-05-27
US5836284A (en) 1998-11-17
SE9601857D0 (sv) 1996-05-15
US5913554A (en) 1999-06-22
SE9601857L (sv) 1996-11-16
SE510904C2 (sv) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100233933B1 (ko) 내연기관의 흡기계구조 및 내연기관의 흡기통로부의 제조방법
USRE36500E (en) Internal combustion engine
EP0558080A1 (en) Internal combustion engine
CN102080604B (zh) 汽油直接喷射式发动机
US9127588B2 (en) Two-cycle engine
KR950001338B1 (ko) 내연기관의 흡기포트구조
US5335634A (en) Combustion chamber structure for an engine
EP0105933A1 (en) Combustion chamber of diesel engine
US6129065A (en) Piston for a cylinder injection engine
KR20000047962A (ko) 통내 분사식 엔진
JP2917713B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関
CN110446834B (zh) 火花点火式内燃机
CN110462178B (zh) 火花点火式内燃机
TWI755614B (zh) 火花點火式引擎單元及車輛
JPS5874827A (ja) 内燃機関の吸気ポ−ト
JP3541597B2 (ja) エンジンの吸気ポート
JPH0814102A (ja) 層状燃焼内燃機関
CN110446835B (zh) 火花点火式内燃机
JPH08246877A (ja) 内燃機関の燃焼室構造
JP3860371B2 (ja) 内燃機関用整流部材の製造方法
KR960013098B1 (ko) 내연기관
JPH0814048A (ja) 層状燃焼内燃機関
JP3027926B2 (ja) 内燃機関の吸気系構造
JPH11200863A (ja) 内燃機関の燃焼室
JP2668106B2 (ja) 内燃機関の吸気通路構造

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050909

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee