WO2017119300A1 - 内燃機関 - Google Patents

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WO2017119300A1
WO2017119300A1 PCT/JP2016/088139 JP2016088139W WO2017119300A1 WO 2017119300 A1 WO2017119300 A1 WO 2017119300A1 JP 2016088139 W JP2016088139 W JP 2016088139W WO 2017119300 A1 WO2017119300 A1 WO 2017119300A1
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WO
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intake
combustion chamber
combustion engine
internal combustion
air
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/088139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中村　洋平
藤久保　誠
塙　薫
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to JP2017560099A priority Critical patent/JP6623235B2/ja
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    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine.
  • a tumble vertical vortex
  • the pair of intake valves are provided in the cylinder head so as to be aligned in the axial direction of the crankshaft, and the tip ends of the shaft portions of the pair of intake valves are closer to the umbrella side of the shaft portions. It is possible to promote the occurrence of tumble.
  • Patent Document 1 since the shaft portions of the pair of intake valves are not parallel, the pair of fitting holes into which the valve guides for guiding the shaft portions are fitted are not parallel. In the case of forming by processing, it is not possible to perform drilling at the same time, and the processing time becomes longer and the productivity is lowered.
  • An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of promoting tumble flow generation in intake air and improving productivity.
  • the present invention provides a cylinder head (14) with a combustion chamber (30) and intake / exhaust ports (21a, 21b) communicating with the combustion chamber (30). , 21b) are opened and closed by intake / exhaust valves (63, 73) passing through the intake / exhaust ports (21a, 21b), respectively, to the combustion chamber (30). ) Is provided with a partition wall (21h) for generating a tumble flow in the combustion chamber (30), and the intake air flowing through the intake port (21a) is vertically divided by the partition wall (21h).
  • one of the upper and lower intake passages (35, 36) has a width (WL) upstream of the intake port (21a). Characterized in that it is formed so as gradually widens toward the combustion chamber (30) from.
  • one of the intake passages (35, 36) has the same or gradually increasing cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow from the upstream side of the intake port (21a) toward the combustion chamber (30). You may form so that it may become large. Further, in the above configuration, one of the intake passages (35, 36) has a height (H) in a plane perpendicular to the direction of the intake air flow, and the combustion chamber (30) from the upstream side of the intake port (21a). ), It may be formed so as to gradually become lower.
  • the lower surface (21m) of the inner surface (21j) of the intake port (21a) is the upper portion (21k) of the inner surface (21j) of the intake port (21a) on the surface orthogonal to the direction of intake air flow.
  • one of the upper and lower intake passages (35, 36) is formed such that a cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow is smaller than the other cross-sectional area of the intake passage (35, 36). May be.
  • One of the upper and lower intake passages of the present invention is formed so that its lateral width gradually increases from the upstream side of the intake port toward the combustion chamber, so that one intake flow of the intake passage is in the intake port. Since the intake valve and the valve guide that guides the intake valve are widened so as to spread, the intake air can flow smoothly into the combustion chamber, and tumble can be easily generated in the combustion chamber. Thereby, even at the time of low load, combustion can be promoted by sufficiently mixing the fuel and air in the combustion chamber. Further, since the shape of the inner surface of the intake port is simply formed by casting or the like, the cylinder head can be easily manufactured and the productivity can be improved.
  • one of the intake passages is formed so that a cross-sectional area perpendicular to the direction of the intake air flow is the same or gradually increased from the upstream side of the intake port toward the combustion chamber, and therefore flows through one of the intake passages. An increase in inhalation resistance of inhalation can be suppressed.
  • one of the intake passages is formed such that the height in a plane orthogonal to the direction of the intake air flow gradually decreases from the upstream side of the intake port toward the combustion chamber. When released into the chamber, the upper and lower diffusion of the intake air can be suppressed, and the intake air can be squeezed and flowed in a direction in which a tumble flow in the combustion chamber is likely to occur.
  • the lower portion of the inner surface of the intake port is formed along the upper portion of the inner surface of the intake port so as to be a substantially constant distance from the upper portion of the inner surface of the intake port.
  • the intake performance due to the shape of the intake port can be made equivalent to that of the intake port not provided with the partition wall.
  • one of the upper and lower intake passages is formed with a cross-sectional area perpendicular to the direction of the intake air flow smaller than the other cross-sectional area of the intake air passage, one intake passage narrows the intake air flow to reduce the intake air flow. It is possible to flow in a predetermined direction in the combustion chamber while increasing the flow velocity of the fuel, and to promote the generation of a tumble flow.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the cylinder head body.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an intake port
  • FIG. 5 (A) is a view showing an intake port of an example (this embodiment)
  • FIG. 5 (B) is a view showing an intake port of a comparative example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal combustion engine 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the internal combustion engine 10 includes a cylinder block 12 into which a piston 11 is movably inserted, a cylinder head 14 attached to the cylinder block 12 via a head gasket 13, and a head cover 16 that closes an upper opening of the cylinder head 14. .
  • the cylinder block 12 is provided with a plurality of fins 12a on the outer surface and a cylinder hole 12b on the inner side. Heat release from the cylinder block 12 is promoted by the plurality of fins 12a.
  • the piston 11 is fitted in the cylinder hole 12b.
  • the cylinder head 14 includes a cylinder head body 21 made of aluminum alloy die casting, and a valve mechanism 22 attached to the cylinder head body 21.
  • the cylinder head body 21 includes an intake port 21a and an exhaust port 21b through which intake and exhaust (intake and exhaust) respectively flow, and valve guide fitting holes 21c and 21d opened to open to the intake port 21a and the exhaust port 21b, respectively.
  • a combustion chamber ceiling surface 21e constituting the ceiling of the combustion chamber 30 is formed.
  • an intake opening 21g that is an intake inlet is formed on one side surface 21f of the cylinder head body 21, and an intake valve seat 33 that is an intake outlet is embedded in a portion that opens to the combustion chamber 30, and the intake opening 21g To the intake valve seat 33 while extending in a convex shape.
  • An opening 33j on the combustion chamber 30 side of the intake valve seat 33 is an outlet of the intake port 21a.
  • the intake port 21a is integrally formed so that a partition wall 21h that vertically partitions the intake passage is substantially along the upper portion 21k and the lower portion 21m of the inner surface 21j of the intake port 21a, and the upper intake passage 35 is located above the partition wall 21h.
  • a lower intake passage 36 is formed on the lower side.
  • An intake pipe 41 is connected to one side surface 21f of the cylinder head body 21 via a spacer 38 so as to communicate with the intake port 21a. To the upstream side of the intake pipe 41, components constituting an intake device such as a slot body, a connecting tube, and an air cleaner are connected.
  • the spacer 38 and the intake pipe 41 are also formed with partition walls 38a and 41a that divide the interior of the spacer 38 and the intake pipe 41 in the vertical direction.
  • the upper intake passages 43 and 44 are provided above the partition walls 38a and 41a, and the lower intake passages 46 and 47 are provided below. Are formed respectively.
  • the upper intake passages 35, 43 and 44 described above constitute an upper passage 51, and the lower intake passages 36, 46 and 47 constitute a lower passage 52.
  • the throttle body connected to the upstream side of the intake pipe 41 is provided with an intake distribution valve that distributes intake air into an upper passage 51 and a lower passage 52.
  • the intake distribution valve closes the inlet of the upper passage 51 and opens the inlet of the lower passage 52 in a low load state of the internal combustion engine 10, so that the intake air reaches the combustion chamber 30 through the lower passage 52.
  • tumble can be generated in the combustion chamber 30 by the intake air flowing into the combustion chamber 30 from the lower intake passage 36 of the intake port 21a.
  • the imaginary line shown in the combustion chamber 30 in the figure indicates a tumble flow.
  • both the upper passage 51 and the lower passage 52 are opened, so that the intake air passes through the upper passage 51 and the lower passage 52 to the combustion chamber 30.
  • an exhaust opening 21p that is an exhaust inlet is formed on the other side surface 21n of the cylinder head body 21, and an exhaust valve seat 54 that is an exhaust outlet is embedded in a portion that opens to the combustion chamber 30, and the exhaust opening 21p To the exhaust valve seat 54 while extending in a convex shape.
  • the opening 54j on the combustion chamber 30 side of the exhaust valve seat 54 is an outlet of the exhaust port 21b.
  • the valve guide fitting holes 21c and 21d are portions into which the cylindrical intake valve guide 56 and the exhaust valve guide 57 are respectively fitted.
  • the combustion chamber ceiling surface 21e is formed in a substantially dome-shaped surface with a high center, a plug mounting hole is opened in the combustion chamber ceiling surface 21e, and an ignition plug is mounted in the plug mounting hole.
  • the valve mechanism 22 includes a camshaft 60, an intake rocker shaft 61, an intake rocker arm 62, an intake valve 63, an intake valve spring 64, an exhaust rocker shaft 71, an exhaust rocker arm 72, an exhaust valve 73, and an exhaust valve spring 74.
  • the camshaft 60 is rotatably supported by the cylinder head body 21, and an intake cam 60a and an exhaust cam 60b are integrally formed.
  • the intake rocker shaft 61 is disposed offset from the upper side of the camshaft 60 to one side, and is supported by the cylinder head body 21.
  • the intake rocker arm 62 is swingably supported by the intake rocker shaft 61, a roller 81 that rotates while hitting the intake cam 60a of the camshaft 60 is provided at one end, and an adjustment bolt 82 is screwed to the other end. ing.
  • the adjustment bolt 82 is prevented from rotating by a lock nut 83.
  • the intake valve 63 includes a shaft portion 63a that is slidably supported by the intake valve guide 56, and an umbrella portion 63b that is integrally provided at the lower end portion of the shaft portion 63a.
  • the upper end of the shaft portion 63a is pressed against the adjustment bolt 82.
  • the umbrella portion 63b is formed with an annular male taper-shaped valve seal surface, and this valve seal surface is in close contact with the annular female taper-shaped valve seat seal surface formed on the intake valve seat 33.
  • the opening 33j serving as the outlet of 21a is closed.
  • the intake valve spring 64 is disposed so as to be sandwiched between a lower retainer 85 placed on the pedestal 21q of the cylinder head body 21 and an upper retainer 86 attached to the tip of the shaft 63a of the intake valve 63. ing. Due to the elastic force of the intake valve spring 64, the umbrella portion 63 b of the intake valve 63 is pressed against and closely contacts the intake valve seat 33. In the figure, since the roller 81 of the intake rocker arm 62 rides on the peak portion of the intake cam 60a, the intake rocker arm 62 swings counterclockwise around the intake rocker shaft 61, and the intake rocker arm 62 is adjusted. The bolt 82 is in a state where the upper end of the shaft portion 63a of the intake valve 63 is pushed down. As a result, the umbrella portion 63b of the intake valve 63 is separated from the intake valve seat 33, and the intake port 21a is open.
  • the exhaust rocker shaft 71 is arranged offset from the upper side of the camshaft 60 to the other side, and is supported by the cylinder head body 21.
  • the exhaust rocker arm 72 is swingably supported by the exhaust rocker shaft 71, a roller 81 that rotates while hitting the exhaust cam 60b of the camshaft 60 is provided at one end, and an adjustment bolt 82 is screwed to the other end. ing.
  • the adjustment bolt 82 is prevented from rotating by a lock nut 83.
  • the exhaust valve 73 includes a shaft portion 73a that is slidably supported by the exhaust valve guide 57, and an umbrella portion 73b that is integrally provided at the lower end portion of the shaft portion 73a.
  • the upper end of the shaft portion 73a is pressed against the adjustment bolt 82.
  • the umbrella portion 73b is formed with an annular male taper-shaped valve seal surface, and this valve seal surface is in close contact with the annular female taper-shaped valve seat seal surface formed on the exhaust valve seat 54.
  • the opening 54j serving as the outlet of 21b is closed.
  • the exhaust valve spring 74 is disposed so as to be sandwiched between a lower retainer 85 placed on the pedestal 21r of the cylinder head body 21 and an upper retainer 86 attached to the tip of the shaft 73a of the exhaust valve 73. ing. Due to the elastic force of the exhaust valve spring 74, the umbrella portion 73 b of the exhaust valve 73 is pressed against and closely contacts the exhaust valve seat 54.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the cylinder head main body 21 and shows a cross section of the cylinder head main body 21 shown in FIG.
  • a bulging portion 21s bulging downward is integrally formed on an upper portion 21k of the inner surface 21j, and a valve guide fitting hole 21c is opened so as to penetrate the bulging portion 21s. Therefore, the intake valve guide 56 (see FIG. 1) and the intake valve 63 (see FIG. 1) protruding downward from the bulging portion 21s and the bulging portion 21s obstruct the flow of intake air in the intake port 21a. Therefore, in this embodiment, the flow of the intake air is improved by improving the shape of the intake port 21a as follows.
  • Both the upper intake passage 35 and the lower intake passage 36 of the intake port 21a are passages through which intake air flows when the internal combustion engine 10 (see FIG. 1) is at a medium to high load, and the lower intake passage 36 is an intake air when the internal combustion engine 10 is under a low load. Is a flow passage.
  • the partition wall 21 h has its tip 21 t directed to the combustion chamber 30, specifically, the upper part of the cylinder hole 12 b of the cylinder block 12.
  • the height H of the lower intake passage 36 in a plane orthogonal to the direction of the intake air flow gradually decreases from the intake opening 21g of the intake port 21a toward the combustion chamber 30.
  • the lower intake passage 36 is curved in an inverted S shape in this cross section. Specifically, the end of the inverted S-shaped intake opening 21g side is formed so as to be substantially orthogonal to the one side surface 21f, and the end of the inverted S-shaped combustion chamber 30 side is directed toward the combustion chamber ceiling surface 21e. is doing.
  • the lower intake passage 36 is not limited to the inverted S-shape, but may be formed in a straight shape or a simple curved shape.
  • the leading end 21t of the partition wall 21h is provided at a position closer to the one side surface 21f than the lowermost end 21w of the bulging portion 21s.
  • the inner circumferential surface that is closest to the side surface 21f is the inner circumferential surface 21y of the valve seat fitting hole 21x formed in the cylinder head body 21 for fitting the intake valve seat 33 (see FIG. 1).
  • the auxiliary line 88 is extended from the outermost surface 21z along the innermost outermost surface 21z, the distal end portion 21t of the partition wall 21h is located closer to the one side surface 21f than the auxiliary line 88.
  • Reference numeral 21u denotes a camshaft support portion formed on the cylinder head body 21 in order to rotatably support the camshaft 60.
  • the lateral width of the bulging portion 21s of the inner surface 21j in the intake port 21a is W1
  • the lateral width of the upper intake passage 35 is W2
  • the lateral width of the lower intake passage 36 is W3
  • the lateral width W2 of the upper intake passage 35 is the lateral width of the bulging portion 21s. It is larger than W1 (W2> W1).
  • the lateral width W3 of the lower intake passage 36 is smaller than the lateral width W2 of the upper intake passage 35 and larger than the lateral width W1 of the bulging portion 21s (W1 ⁇ W3 ⁇ W2).
  • the horizontal widths W1, W2, and W3 described above are widths along the mating surface 25a of the cylinder head body 21 with the cylinder block 12 side.
  • the cross-sectional area of the upper intake passage 35 that is, the cross-sectional area orthogonal to the flow of intake air in the upper intake passage 35 is formed to be the same or gradually increased from the intake opening 21g toward the combustion chamber.
  • the cross-sectional area of the lower intake passage 36 that is, the cross-sectional area orthogonal to the flow of intake air in the lower intake passage 36 is formed to be the same or gradually increased from the intake opening 21g toward the combustion chamber.
  • the cross sectional area of the lower intake passage 36 is smaller than the cross sectional area of the upper intake passage 35.
  • the partition wall 21h has an upper surface 25c in which the center of the lateral width W3 is recessed from both ends and a substantially flat lower surface 25d, and the center of the lateral width W3 is thin and both ends are thick.
  • the lower intake passage 36 includes a substantially flat lower surface 25d of the partition wall 21h, a lower portion 21m of an inner surface 21j formed in a substantially arc shape with the center recessed with respect to both ends, and both ends of the lower surface 25d and the lower portion 21m Are formed by a pair of curved surfaces 25e, 25e.
  • Reference numeral 21v denotes a cam chain insertion hole formed in the cylinder head body 21 for passing a cam chain (not shown) passed between a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 10 and the camshaft 60.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2, and is a view of the intake port 21a as viewed from below.
  • the intake valve 63 is drawn in an overlapping manner.
  • Reference numeral 90 in the figure denotes an intake port center line passing through the center of the width of each part of the intake port 21a, and 91 denotes a portion of the maximum width on the outlet side (the intake valve seat 33 (see FIG. 1) side) of the lower intake passage 36.
  • This is an auxiliary line drawn parallel to the intake port center line 90.
  • the lower intake passage 36 gradually increases in lateral width WL from the intake opening 21g toward the combustion chamber 30 side (the umbrella portion 63b side of the intake valve 63). Further, the width WU of the upper intake passage 35 gradually increases from the intake opening 21g toward the combustion chamber 30 side.
  • the flow of the intake air in the intake port 21a is gradually widened so that it is less affected by the bulging portion 21s.
  • the intake air can smoothly flow into the combustion chamber 30.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the intake ports 21a and 101.
  • FIG. 5A is a view showing an intake port 21a of an example (this embodiment)
  • FIG. 5B is a view showing an intake port 101 of a comparative example.
  • FIG. 5A by lowering the tip end 21t side of the partition wall 21h relative to the lower portion 21m of the inner surface 21j of the intake port 21a, the height of the lower intake passage 36 is reduced to the intake opening 21g (FIG. 5A). 2 reference) and gradually decreases from the side toward the combustion chamber 30 side.
  • ⁇ is an angle of inclination of the lower surface 25d of the partition wall 21h from the horizontal.
  • the intake port 101 of the comparative example is formed with a partition wall 106 extending along the upper portion 103 and the lower portion 104 of the inner surface 102, and the upper intake passage 107 above the partition wall 106.
  • a lower intake passage 108 is formed below the partition wall 106.
  • the lower intake passage 108 raises the combustion chamber 110 side of the lower portion 104 of the inner surface 102 of the intake port 101 with respect to the partition wall 106, so that the height of the lower intake passage 108 is increased from the upstream side of the intake port 101 to the combustion chamber. It is gradually lowered toward the 110 side.
  • ⁇ in the figure is an inclination angle from the horizontal of the lower portion 104 of the inner surface 102 in the intake port 101.
  • the shape of the lower portion 104 of the inner surface 102 is changed with respect to the upper portion 103, so that the basic flow of the intake air flowing into the combustion chamber 110 changes. Will be affected.
  • the shape of the lower intake passage 36 of the present embodiment shown in FIG. 5A promotes the generation of tumble while maintaining the performance of the internal combustion engine 10 (see FIG. 1).
  • the cylinder head 14 is formed with the combustion chamber 30 and intake / exhaust ports 21a, 21b communicating with the combustion chamber 30, and the combustion chamber 30 of the intake / exhaust ports 21a, 21b.
  • intake and exhaust valves 63 and 73 penetrating the intake and exhaust ports 21a and 21b, respectively, and a partition wall 21h for generating a tumble flow in the combustion chamber 30 is provided at the intake port 21a.
  • the upper intake passage 35 and the lower intake passage 36 which is one of the passages 36, has a lateral width WL that extends from the upstream side of the intake port 21a toward the combustion chamber 30. It is formed to be wider in the second.
  • the intake air flow in the lower intake passage 36 spreads away from the intake valve 63 disposed in the intake port 21a and the intake valve guide 56 that guides the intake valve 63, so that the intake air enters the combustion chamber 30. It can be made to flow smoothly and tumble can be easily generated in the combustion chamber 30. Thereby, even when the internal combustion engine 10 is under a low load, fuel and air can be sufficiently mixed in the combustion chamber 30 to promote combustion. Further, since the inner surface shape of the intake port 21a is simply formed into the above shape by casting or the like, the cylinder head main body 21 can be easily manufactured, and the productivity can be improved.
  • the lower intake passage 36 has the same or gradually increasing cross-sectional area perpendicular to the direction of intake air flow as it goes from the upstream side of the intake port 21a toward the combustion chamber 30. Therefore, an increase in the intake resistance of the intake air flowing through the lower intake passage 36 can be suppressed.
  • the lower intake passage 36 is formed such that the height H in a plane orthogonal to the direction of the intake air flow gradually decreases from the upstream side of the intake port 21a toward the combustion chamber 30. Therefore, when being discharged from the lower intake passage 36 to the combustion chamber 30, the upper and lower diffusion of the intake air can be suppressed, and the intake air can be squeezed and flowed in the direction in which the tumble flow in the combustion chamber 30 is likely to occur.
  • the lower portion 21m of the inner surface 21j of the intake port 21a on the surface orthogonal to the direction of the intake air flow is substantially from the upper portion 21k of the inner surface 21j of the intake port 21a. Since it is formed along the upper portion 21k of the inner surface 21j of the intake port 21a so as to be a fixed distance, the intake performance due to the shape of the intake port 21a can be made equal to that of the intake port not provided with the partition wall 21h. it can. Further, as shown in FIGS. 2 to 4, the lower intake passage 36 is formed such that the transverse area perpendicular to the direction of the intake air flow is smaller than the transverse area of the upper intake passage 35. In this case, even when the internal combustion engine is under a low load, the flow of the intake air can be reduced to increase the flow velocity of the intake air while flowing in a predetermined direction in the combustion chamber, and the generation of a tumble flow can be promoted.
  • the above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the gist of the present invention.
  • the lower intake passage 36 has a transverse area smaller than that of the upper intake passage 35 and increases from the upstream side of the intake port 21 a toward the combustion chamber 30.
  • the WL is wide and the height H is low.
  • the present invention is not limited to this, and the upper intake passage 35 is formed so as to have a cross-sectional area smaller than that of the lower intake passage 36 and to have the above shape. Tumble may be generated in the passage 35.
  • the partition wall 21 h is formed integrally with the cylinder head main body 21.
  • the present invention is not limited to this, and the partition wall 21 h may be formed separately from the cylinder head main body 21.
  • a partition wall is formed in the intake pipe 41, the throttle body, etc., and a part of this partition wall is inserted into the intake port 21a, and the upper intake passage 35 and the lower intake passage 36 are formed in the intake port 21a. It may be partitioned into
  • the internal combustion engine 10 of the present invention can be applied to, for example, a motorcycle, a saddle-type vehicle other than a motorcycle, an internal combustion engine mounted on an automobile, and an internal combustion engine mounted on an industrial machine other than the vehicle.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

吸気におけるタンブル流発生を促進させるとともに、生産性を向上させることが可能な内燃機関を提供する。　シリンダヘッドに燃焼室及びこの燃焼室に通じる吸気ポート２１ａが形成され、吸気ポート２１ａの燃焼室３０への開口が、吸気ポート２１ａを貫通する吸気バルブで開閉され、吸気ポート２１ａに、燃焼室内でタンブル流を発生させるための仕切り壁２１ｈが設けられ、仕切り壁２１ｈによって吸気ポート２１ａ内を流れる吸気が上下に区画された上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６に分流され、下部吸気通路３６は、その横幅ＷＬが、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に広くなるように形成されている。

Description

内燃機関
　本発明は、内燃機関に関する。
　従来、内燃機関の燃費向上、出力向上に向けて燃焼の促進を図るために、内燃機関の低中負荷領域、あるいは低中負荷領域において、燃焼室内に流入する吸気にタンブル（縦渦）を発生させて燃料と空気との混合を促す構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　上記提案は、一対の吸気バルブが、シリンダヘッドにクランク軸の軸方向に並ぶように設けられ、一対の吸気バルブの各軸部の先端同士が、各軸部の傘部側よりも近接するように傾けられた構造であり、タンブル発生を促進させることが可能である。
特開２００８－２７４８５３号公報
　特許文献１では、一対の吸気バルブの各軸部が平行ではないため、軸部をガイドするためのバルブガイドが嵌合される一対の嵌合穴も平行ではなく、これらの嵌合穴を機械加工で形成する場合に、同時に穴あけ加工することができず、加工時間が長くなって生産性が低下する。
　本発明の目的は、吸気におけるタンブル流発生を促進させるとともに、生産性を向上させることが可能な内燃機関を提供することにある。
　この明細書には、２０１６年１月６日に出願された日本国特許出願・特願２０１６－００１２５１の全ての内容が含まれる。
　上述した課題を解決するため、本発明は、シリンダヘッド（１４）に燃焼室（３０）及びこの燃焼室（３０）に通じる吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）が形成され、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）の前記燃焼室（３０）への開口（３３ｊ，５４ｊ）が、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）をそれぞれ貫通する吸排気バルブ（６３，７３）で開閉され、前記吸気ポート（２１ａ）に、前記燃焼室（３０）内でタンブル流を発生させるための仕切り壁（２１ｈ）が設けられ、前記仕切り壁（２１ｈ）によって前記吸気ポート（２１ａ）内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路（３５，３６）に分流される内燃機関において、前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、その横幅（ＷＬ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に広くなるように形成されていることを特徴とする。
　上記構成において、前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されていても良い。
　また、上記構成において、前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さ（Ｈ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に低くなるように形成されていても良い。
　また、上記構成において、吸気の流れの方向に直交する面において、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の下部（２１ｍ）は、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）から略一定距離になるように前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）に沿って形成されていても良い。
　また、上記構成において、前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が前記吸気通路（３５，３６）の他方の横断面積よりも小さく形成されていても良い。
　本発明の上下の吸気通路の一方は、その横幅が、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に広くなるように形成されているので、吸気通路の一方の吸気流が、吸気ポート内に配置された吸気バルブや吸気バルブをガイドするバルブガイドを避けて広がるため、吸気を燃焼室内にスムーズに流入させることができ、燃焼室内にてタンブルを発生しやすくすることができる。これにより、低負荷時においても、燃焼室内で燃料と空気とを十分に混合させて燃焼を促進させることができる。また、鋳造等で吸気ポートの内面形状を成形するだけなので、容易にシリンダヘッドを製造することができ、生産性を向上させることができる。
　また、吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されているので、吸気通路の一方を流れる吸気の吸入抵抗の増加を抑制することができる。
　また、吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さが、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、吸気通路の一方から燃焼室に放出される際に、吸気の上下の拡散を抑え、燃焼室内のタンブル流が発生しやすい方向に吸気を絞って流すことができる。
　また、吸気の流れの方向に直交する面において、吸気ポートの内面の下部は、吸気ポートの内面の上部から略一定距離になるように吸気ポートの内面の上部に沿って形成されているので、吸気ポートの形状による吸気性能を、仕切り壁が設けられていない吸気ポートと同等にすることができる。
　また、上下の吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が吸気通路の他方の横断面積よりも小さく形成されているので、吸気通路の一方では、吸気の流れを絞って吸気の流速を高めつつ燃焼室内の所定の方向へ流すことができ、タンブル流の発生を促すことができる。
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関を示す断面図である。 図２は、シリンダヘッド本体の断面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、吸気ポートを示す模式図であり、図５（Ａ）は実施例（本実施形態）の吸気ポートを示す図、図５（Ｂ）は比較例の吸気ポートを示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態の内燃機関１０を示す断面図である。
　内燃機関１０は、ピストン１１が移動可能に挿入されたシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２にヘッドガスケット１３を介して取付けられたシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４の上部開口を塞ぐヘッドカバー１６とを備える。
　シリンダブロック１２は、外面に複数のフィン１２ａが設けられ、内側にシリンダ穴１２ｂが開けられている。複数のフィン１２ａによって、シリンダブロック１２からの放熱が促される。シリンダ穴１２ｂにはピストン１１が嵌合されている。
　シリンダヘッド１４は、アルミニウム合金ダイカスト製のシリンダヘッド本体２１と、シリンダヘッド本体２１に取付けられた動弁機構２２とを備える。
　シリンダヘッド本体２１は、吸排気（吸気と排気）がそれぞれ流れる吸気ポート２１ａ及び排気ポート２１ｂと、吸気ポート２１ａ及び排気ポート２１ｂにそれぞれ開口するように開けられたバルブガイド嵌合穴２１ｃ，２１ｄと、燃焼室３０の天井を構成する燃焼室天井面２１ｅとが形成されている。
　吸気ポート２１ａは、シリンダヘッド本体２１の一側面２１ｆに吸気の入口である吸気開口２１ｇが形成され、燃焼室３０に開口する部分に吸気の出口となる吸気バルブシート３３が埋め込まれ、吸気開口２１ｇから吸気バルブシート３３まで上に凸状に湾曲しながら延びている。吸気バルブシート３３の燃焼室３０側の開口３３ｊは、吸気ポート２１ａの出口となる。
　また、吸気ポート２１ａは、その吸気通路を上下に仕切る仕切り壁２１ｈが吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋ及び下部２１ｍに略沿うように一体に形成され、仕切り壁２１ｈの上側に上部吸気通路３５、下側に下部吸気通路３６が形成されている。
　シリンダヘッド本体２１の一側面２１ｆには、吸気ポート２１ａに連通するようにスペーサー３８を介して吸気管４１が接続されている。吸気管４１の上流側には、スロットボディ、コネクティングチューブ、エアクリーナ等の吸気装置を構成する部品が接続されている。
　スペーサー３８及び吸気管４１にも、それらの内部を上下に仕切る仕切り壁３８ａ，４１ａがそれぞれ形成され、仕切り壁３８ａ，４１ａの上側に上部吸気通路４３，４４、下側に下部吸気通路４６，４７がそれぞれ形成されている。
　上記した上部吸気通路３５，４３，４４は、上部通路５１を構成し、下部吸気通路３６，４６，４７は下部通路５２を構成する。
　吸気管４１の上流側に接続されるスロットルボディには、吸気を上部通路５１と下部通路５２とに振り分ける吸気振分け弁が設けられている。吸気振分け弁は、内燃機関１０の低負荷状態では、上部通路５１の入口を閉じ、下部通路５２の入口を開けるため、吸気は、下部通路５２を通って燃焼室３０に至る。このとき、吸気ポート２１ａの下部吸気通路３６から燃焼室３０に流入する吸気によって、燃焼室３０内にタンブルを発生させることができる。図中の燃焼室３０内に示す想像線は、タンブル流を示している。
　内燃機関１０の中高負荷状態では、上部通路５１及び下部通路５２の両方の入口を開けるため、吸気は、上部通路５１及び下部通路５２を通って燃焼室３０に至る。
　排気ポート２１ｂは、シリンダヘッド本体２１の他側面２１ｎに排気の入口である排気開口２１ｐが形成され、燃焼室３０に開口する部分に排気の出口となる排気バルブシート５４が埋め込まれ、排気開口２１ｐから排気バルブシート５４まで上に凸状に湾曲しながら延びている。排気バルブシート５４の燃焼室３０側の開口５４ｊは、排気ポート２１ｂの出口となる。
　バルブガイド嵌合穴２１ｃ，２１ｄは、筒状の吸気バルブガイド５６及び排気バルブガイド５７がそれぞれ嵌合される部分である。
　燃焼室天井面２１ｅは、中央が高い略ドーム状の面に形成され、燃焼室天井面２１ｅにはプラグ取付穴が開口し、プラグ取付穴に点火プラグが取付けられる。
　動弁機構２２は、カムシャフト６０、吸気ロッカーシャフト６１、吸気ロッカーアーム６２、吸気バルブ６３、吸気バルブスプリング６４、排気ロッカーシャフト７１、排気ロッカーアーム７２、排気バルブ７３及び排気バルブスプリング７４を備える。
　カムシャフト６０は、シリンダヘッド本体２１に回転可能に支持され、吸気カム６０ａ及び排気カム６０ｂが一体に形成されている。
　吸気ロッカーシャフト６１は、カムシャフト６０の上方から一側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体２１に支持されている。吸気ロッカーアーム６２は、吸気ロッカーシャフト６１に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト６０の吸気カム６０ａに当りながら回転するローラー８１が設けられ、他端部にアジャストボルト８２がねじ結合されている。アジャストボルト８２は、ロックナット８３で回り止めされている。
　吸気バルブ６３は、吸気バルブガイド５６にスライド可能に支持された軸部６３ａと、軸部６３ａの下端部に一体に設けられた傘部６３ｂとからなる。軸部６３ａの上端は、アジャストボルト８２に当てられて押し付けられる。傘部６３ｂは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、吸気バルブシート３３に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、吸気ポート２１ａの出口となる開口３３ｊが閉じられる。
　吸気バルブスプリング６４は、シリンダヘッド本体２１の台座部２１ｑに載せられた下リテーナー８５と、吸気バルブ６３の軸部６３ａの先端部に取付けられた上リテーナー８６との間に挟まれるように配置されている。吸気バルブスプリング６４の弾性力によって、吸気バルブ６３の傘部６３ｂが、吸気バルブシート３３に押し付けられて密着する。図では、吸気ロッカーアーム６２のローラー８１が、吸気カム６０ａの山部に乗り上げているため、吸気ロッカーアーム６２が吸気ロッカーシャフト６１を中心に反時計回りに揺動し、吸気ロッカーアーム６２のアジャストボルト８２が吸気バルブ６３の軸部６３ａの上端を押し下げた状態にある。この結果、吸気バルブ６３の傘部６３ｂは、吸気バルブシート３３から離れ、吸気ポート２１ａが開いている。
　排気ロッカーシャフト７１は、カムシャフト６０の上方から他側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体２１に支持されている。排気ロッカーアーム７２は、排気ロッカーシャフト７１に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト６０の排気カム６０ｂに当りながら回転するローラー８１が設けられ、他端部にアジャストボルト８２がねじ結合されている。アジャストボルト８２は、ロックナット８３で回り止めされている。
　排気バルブ７３は、排気バルブガイド５７にスライド可能に支持された軸部７３ａと、軸部７３ａの下端部に一体に設けられた傘部７３ｂとからなる。軸部７３ａの上端は、アジャストボルト８２に当てられて押し付けられる。傘部７３ｂは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、排気バルブシート５４に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、排気ポート２１ｂの出口となる開口５４ｊが閉じられる。
　排気バルブスプリング７４は、シリンダヘッド本体２１の台座部２１ｒに載せられた下リテーナー８５と、排気バルブ７３の軸部７３ａの先端部に取付けられた上リテーナー８６との間に挟まれるように配置されている。排気バルブスプリング７４の弾性力によって、排気バルブ７３の傘部７３ｂが、排気バルブシート５４に押し付けられて密着する。
　図２は、シリンダヘッド本体２１の断面図であり、図１に示したシリンダヘッド本体２１の断面を示している。
　吸気ポート２１ａには、その内面２１ｊの上部２１ｋに、下方に膨出する膨出部２１ｓが一体に形成され、膨出部２１ｓを貫通するようにバルブガイド嵌合穴２１ｃが開けられている。従って、膨出部２１ｓや膨出部２１ｓから下方に突出する吸気バルブガイド５６（図１参照）、吸気バルブ６３（図１参照）が、吸気ポート２１ａ内の吸気の流れの邪魔になる。
　そこで、本実施形態では、吸気ポート２１ａの形状を以下のように改良することで、吸気の流れを改善している。
　吸気ポート２１ａの上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６の両方は、内燃機関１０（図１参照）の中高負荷時に吸気が流れる通路であり、下部吸気通路３６は、内燃機関１０の低負荷時に吸気が流れ通路である。
　仕切り壁２１ｈは、一点鎖線で示すように、その先端部２１ｔが燃焼室３０、詳しくは、シリンダブロック１２のシリンダ穴１２ｂの上部に指向している。下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する面における高さＨが、吸気ポート２１ａの吸気開口２１ｇから燃焼室３０に向かうにつれて次第に低くなっている。吸気開口２１ｇにおける下部吸気通路３６の高さをＨ＝Ｈ１、仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔにおける下部吸気通路３６の高さをＨ＝Ｈ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２となる。このように、吸気開口２１ｇから燃焼室３０へ下部吸気通路３６の高さＨを次第に低くすることで、下部吸気通路３６内の吸気の流れの上下幅を狭くすることができる。この結果、下部吸気通路３６から燃焼室３０に向かう吸気の流れの方向を燃焼室３０内でタンブルが発生しやすい方向に向けることができる。
　下部吸気通路３６は、この断面では逆Ｓ字形状に湾曲している。具体的には、逆Ｓ字の吸気開口２１ｇ側の端部は、一側面２１ｆに略直交するように形成され、逆Ｓ字の燃焼室３０側の端部は、燃焼室天井面２１ｅを指向している。なお、下部吸気通路３６は、上記逆Ｓ字状に限らず、直線状又は単純な湾曲形状に形成されていても良い。
　仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔは、膨出部２１ｓの最下端２１ｗよりも一側面２１ｆに近い位置に設けられている。また、吸気バルブシート３３（図１参照）を嵌合するためにシリンダヘッド本体２１に形成されたバルブシート嵌合穴２１ｘの内周面２１ｙにうち、最も一側面２１ｆ寄りの部分である内周面最外部２１ｚから内周面最外部２１ｚに沿って補助線８８を延ばしたときに、仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔは、補助線８８よりも一側面２１ｆ側に位置する。
　なお、符号２１ｕは、カムシャフト６０を回転可能に支持するためにシリンダヘッド本体２１に形成されたカムシャフト支持部である。
　図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
　吸気ポート２１ａにおける内面２１ｊの膨出部２１ｓの横幅をＷ１、上部吸気通路３５の横幅をＷ２、下部吸気通路３６の横幅をＷ３とすると、上部吸気通路３５の横幅Ｗ２は膨出部２１ｓの横幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。また、下部吸気通路３６の横幅Ｗ３は、上部吸気通路３５の横幅Ｗ２よりも小さく、膨出部２１ｓの横幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２）。上記した横幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、シリンダヘッド本体２１のシリンダブロック１２側との合わせ面２５ａに沿った幅である。
　このように、上部吸気通路３５の横幅Ｗ２及び下部吸気通路３６の横幅Ｗ３を、膨出部２１ｓの横幅Ｗ１よりも大きくすることで、膨出部２１ｓを避けて燃焼室３０（図２参照）に吸気を流入しやすくすることができる。
　図２及び図３において、上部吸気通路３５の通路断面積、即ち上部吸気通路３５の吸気の流れに直交する横断面積は、吸気開口２１ｇから燃焼室に向かうにつれて同一又は次第に大きく形成されている。同様に、下部吸気通路３６の通路断面積、即ち下部吸気通路３６の吸気の流れに直交する横断面積は、吸気開口２１ｇから燃焼室に向かうにつれて同一又は次第に大きく形成されている。更に、上部吸気通路３５の横断面積よりも下部吸気通路３６の横断面積が小さい。
　図３において、仕切り壁２１ｈは、横幅Ｗ３の中央が両端より凹んだ上面２５ｃと、略平坦な下面２５ｄとを有し、横幅Ｗ３の中央が薄く、両端が厚く形成されている。また、下部吸気通路３６は、仕切り壁２１ｈの略平坦な下面２５ｄと、両端に対して中央が凹んだ略円弧状に形成された内面２１ｊの下部２１ｍと、下面２５ｄ及び下部２１ｍのそれぞれの両端を繋ぐ一対の湾曲面２５ｅ，２５ｅとから形成されている。
　上記したように、下部吸気通路３６の下面２５ｄを略平坦とすることで、例えば、下部吸気通路３６の下面を上面２５ｃと同様に湾曲させた形状にするのに比べて、下部吸気通路３６から燃焼室３０に流出する吸気の流れが上方に拡散しにくく、まとまった流れとすることができ、強いタンブルの発生を促すことができる。
　なお、符号２１ｖは内燃機関１０のクランクシャフト（不図示）とカムシャフト６０とに渡されたカムチェーン（不図示）を通すためにシリンダヘッド本体２１に形成されたカムチェーン挿通穴である。
　図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線断面図であり、吸気ポート２１ａを下から見た図である。なお、この図には吸気バルブ６３を重ねて描いている。
　図中の符号９０は吸気ポート２１ａの各部の横幅の中央を通る吸気ポート中心線、９１は下部吸気通路３６の出口側（吸気バルブシート３３（図１参照）側）の最大横幅の部分を通って吸気ポート中心線９０に平行に引いた補助線である。
　下部吸気通路３６は、吸気開口２１ｇから燃焼室３０側（吸気バルブ６３の傘部６３ｂ側）に向かうにつれて次第に横幅ＷＬが大きくなっている。また、上部吸気通路３５も、吸気開口２１ｇから燃焼室３０側に向かうにつれて次第に横幅ＷＵが大きくなっている。
　なお、下部吸気通路３６の横幅ＷＬ、上部吸気通路３５の横幅ＷＵは、図３に示した断面では、ＷＬ＝Ｗ３、ＷＵ＝Ｗ２となる。
　上記したように、下部吸気通路３６の横幅ＷＬ、上部吸気通路３５の横幅ＷＵをそれぞれ大きくすることで吸気ポート２１ａ内での吸気の流れを次第に広げ、膨出部２１ｓの影響を受けにくくして、吸気をスムーズに燃焼室３０内に流入させることができる。
　図５は、吸気ポート２１ａ，１０１を示す模式図である。
　図５（Ａ）は実施例（本実施形態）の吸気ポート２１ａを示す図、図５（Ｂ）は比較例の吸気ポート１０１を示す図である。
　図５（Ａ）に示すように、吸気ポート２１ａの内面２１ｊの下部２１ｍに対して、仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔ側を下げることで、下部吸気通路３６の高さを、吸気開口２１ｇ（図２参照）側から燃焼室３０側へ向かうにつれて次第に低くしている。図中のθは、仕切り壁２１ｈの下面２５ｄの水平からの傾斜角度である。
　図５（Ｂ）に示すように、比較例の吸気ポート１０１は、その内面１０２の上部１０３と下部１０４とに沿うように延びる仕切り壁１０６が形成され、仕切り壁１０６の上方に上部吸気通路１０７が形成され、仕切り壁１０６の下方に下部吸気通路１０８が形成されている。
　下部吸気通路１０８は、仕切り壁１０６に対して、吸気ポート１０１の内面１０２の下部１０４の燃焼室１１０側を上げることで、下部吸気通路１０８の高さを、吸気ポート１０１の上流側から燃焼室１１０側へ向かうにつれて次第に低くしている。図中のαは吸気ポート１０１における内面１０２の下部１０４の水平からの傾斜角度である。
　このように、吸気ポート１０１では、その内面１０２の下部１０４を上部１０３に対して形状変更しているので、燃焼室１１０に流入する吸気の基本的な流れが変わってしまうため、内燃機関の性能に影響を及ぼすことになる。
　これに対して、図５（Ａ）に示した本実施形態の下部吸気通路３６の形状は、内燃機関１０（図１参照）の性能を維持しながら、タンブルの発生を促進させるものである。
　以上の図１、図３及び図４に示したように、シリンダヘッド１４に燃焼室３０及びこの燃焼室３０に通じる吸排気ポート２１ａ，２１ｂが形成され、吸排気ポート２１ａ，２１ｂの燃焼室３０への開口３３ｊ，５４ｊが、吸排気ポート２１ａ，２１ｂをそれぞれ貫通する吸排気バルブ６３，７３で開閉され、吸気ポート２１ａに、燃焼室３０内でタンブル流を発生させるための仕切り壁２１ｈが設けられ、仕切り壁２１ｈによって吸気ポート２１ａ内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路としての上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６に分流される内燃機関１０において、上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６の一方である下部吸気通路３６は、その横幅ＷＬが、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて次第に広くなるように形成されている。
　この構成によれば、下部吸気通路３６の吸気流が、吸気ポート２１ａ内に配置された吸気バルブ６３や吸気バルブ６３をガイドする吸気バルブガイド５６を避けて広がるため、吸気を燃焼室３０内にスムーズに流入させることができ、燃焼室３０内にてタンブルを発生しやすくすることができる。これにより、内燃機関１０の低負荷時においても、燃焼室３０内で燃料と空気とを十分に混合させて燃焼を促進させることができる。また、鋳造等で吸気ポート２１ａの内面形状を上記形状に成形するだけなので、容易にシリンダヘッド本体２１を製造することができ、生産性を向上させることができる。
　また、図２～図４に示したように、下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されているので、下部吸気通路３６を流れる吸気の吸入抵抗の増加を抑制することができる。
　また、図２に示したように、下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する面における高さＨが、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、下部吸気通路３６から燃焼室３０に放出される際に、吸気の上下の拡散を抑え、燃焼室３０内のタンブル流が発生しやすい方向に吸気を絞って流すことができる。
　また、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、吸気の流れの方向に直交する面において、吸気ポート２１ａの内面２１ｊの下部２１ｍは、吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋから略一定距離になるように吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋに沿って形成されているので、吸気ポート２１ａの形状による吸気性能を、仕切り壁２１ｈが設けられていない吸気ポートと同等にすることができる。
　また、図２～図４に示したように、下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が上部吸気通路３５の横断面積よりも小さく形成されているので、下部吸気通路３６においては、内燃機関の低負荷時でも、吸気の流れを絞って吸気の流速を高めつつ燃焼室内の所定の方向へ流すことができ、タンブル流の発生を促すことができる。
　上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
　例えば、上記実施形態において、図２及び図４に示したように、下部吸気通路３６において、横断面積を上部吸気通路３５より小さくし、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて、横幅ＷＬを広く、高さＨを低くなるように形成したが、これに限らず、上部吸気通路３５において、横断面積を下部吸気通路３６より小さくし、上記形状となるように形成して、上部吸気通路３５でタンブルを発生させるようにしても良い。
　また、図２に示したように、仕切り壁２１ｈをシリンダヘッド本体２１に一体に形成したが、これに限らず、仕切り壁２１ｈをシリンダヘッド本体２１と別体に形成しても良い。この場合、例えば、吸気管４１やスロットルボディ等に仕切り壁を形成し、この仕切り壁の一部を吸気ポート２１ａ内に挿入して、吸気ポート２１ａ内を上部吸気通路３５と下部吸気通路３６とに仕切っても良い。
　本発明の内燃機関１０は、例えば、自動二輪車、自動二輪車以外の鞍乗り型車両、自動車に搭載される内燃機関、車両以外の産業機械に搭載される内燃機関にも適用可能である。
　１０　内燃機関
　１４　シリンダヘッド
　２１ａ　吸気ポート
　２１ｂ　排気ポート
　２１ｈ　仕切り壁
　２１ｊ　吸気ポートの内面
　２１ｋ　吸気ポートの内面の上部
　２１ｍ　吸気ポートの内面の下部
　３０　燃焼室
　３３ｊ　吸気ポートの燃焼室への開口
　３５　上部吸気通路（吸気通路）
　３６　下部吸気通路（吸気通路）
　５４ｊ　排気ポートの燃焼室への開口
　６３　吸気バルブ
　７３　排気バルブ
　Ｈ　下部吸気通路の高さ（吸気通路の高さ）
　ＷＬ　下部吸気通路の横幅（吸気通路の横幅）

Claims (5)

  1. 　シリンダヘッド（１４）に燃焼室（３０）及びこの燃焼室（３０）に通じる吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）が形成され、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）の前記燃焼室（３０）への開口（３３ｊ，５４ｊ）が、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）をそれぞれ貫通する吸排気バルブ（６３，７３）で開閉され、
    　前記吸気ポート（２１ａ）に、前記燃焼室（３０）内でタンブル流を発生させるための仕切り壁（２１ｈ）が設けられ、前記仕切り壁（２１ｈ）によって前記吸気ポート（２１ａ）内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路（３５，３６）に分流される内燃機関において、
    　前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、その横幅（ＷＬ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に広くなるように形成されていることを特徴とする内燃機関。
  2. 　前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
  3. 　前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さ（Ｈ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
  4. 　吸気の流れの方向に直交する面において、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の下部（２１ｍ）は、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）から略一定距離になるように前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）に沿って形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関。
  5. 　前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が前記吸気通路（３５，３６）の他方の横断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関。
     
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