WO2018235639A1 - 吸気ポート - Google Patents

吸気ポート Download PDF

Info

Publication number
WO2018235639A1
WO2018235639A1 PCT/JP2018/022112 JP2018022112W WO2018235639A1 WO 2018235639 A1 WO2018235639 A1 WO 2018235639A1 JP 2018022112 W JP2018022112 W JP 2018022112W WO 2018235639 A1 WO2018235639 A1 WO 2018235639A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
intake
intake port
passage
flow direction
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/022112
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岩崎　充
光 平柳
Original Assignee
カルソニックカンセイ株式会社
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 カルソニックカンセイ株式会社 filed Critical カルソニックカンセイ株式会社
Publication of WO2018235639A1 publication Critical patent/WO2018235639A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • 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
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • 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 intake port for feeding intake air to a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • JP2016-138536A an intake port capable of generating a tumble (longitudinal vortex) flow of intake air taken into a combustion chamber
  • JP2016-138536A an internal combustion engine
  • JP2016-138536A by devising the cross-sectional shape of the throat portion connected to the cylinder bore of the intake port, the intake air can be easily drawn closer to the axial center of the cylinder bore, and a tumble flow is generated.
  • an object of the present invention is to provide an intake port capable of promoting tumble flow of intake.
  • An intake port is an intake port for introducing intake air into a combustion chamber of an internal combustion engine, the intake flow passage through which intake flows, and the intake flow passage disposed in the intake flow passage toward the combustion chamber. And a partition portion that radially changes toward the inner wall side of the intake channel.
  • the tumble flow of the intake can be promoted.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating an essential part of an engine equipped with an intake port according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially cutaway view showing the main part of the intake port and the engine according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the intake port according to the embodiment of the present invention as viewed from the intake flow path side.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating the main part of an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) 100 equipped with an intake port 1 according to an embodiment of the present invention.
  • Engine 100 is a reciprocating internal combustion engine, and has a cylinder block 110 and a cylinder head 120.
  • a combustion chamber C is formed by assembling the cylinder block 110 and the cylinder head 120.
  • the cylinder block 110 is formed with a cylinder in which the piston head 111 reciprocates.
  • configurations other than the piston head 111 are omitted.
  • the cylinder head 120 is provided with an intake portion 121 for introducing fuel and intake air into the combustion chamber C, and an exhaust portion 122 for discharging exhaust gas after combustion. Further, at the top of the cylinder head 120, an ignition plug 123 for igniting a mixture of the fuel introduced into the combustion chamber C and the intake air is disposed.
  • the cylinder head 120 includes an intake valve 124 at the intake portion 121 for opening and closing the introduction of fuel and intake air into the combustion chamber C.
  • the cylinder head 120 further includes an exhaust valve 125 at the exhaust portion 122 for opening and closing the exhaust gas after combustion.
  • the intake unit 121 is connected to an intake port 1 described later.
  • the intake portion 121 is connected via the intake port 1 to an intake flow passage 131 into which the intake In is introduced from the outside.
  • an EGR gas introduction unit 133 for introducing the exhaust gas cooled by the EGR cooler 140 described later into the intake flow passage 131 is provided.
  • the exhaust unit 122 is connected to the exhaust passage 132.
  • the exhaust passage 132 is connected to an EGR cooler 140 described later. Thereby, part of the exhaust gas Ex after combustion is supplied to the EGR cooler 140.
  • Engine 100 EGR is applied to introduce a part of the exhaust gas Ex after combustion into the combustion chamber C again.
  • Engine 100 includes an EGR cooler 140 for cooling exhaust gas Ex.
  • the EGR cooler 140 includes an introduction passage 141 for introducing a part of the exhaust gas Ex after combustion, and a discharge passage 142 for discharging the exhaust gas after cooling.
  • the EGR cooler 140 is internally formed with an exhaust flow path of the exhaust gas Ex and a cooling fluid flow path through which a cooling fluid circulates. Accordingly, heat exchange is performed between the exhaust gas Ex and the cooling fluid in the EGR cooler 140, and the exhaust gas Ex is cooled.
  • the exhaust gas Ex cooled through the EGR cooler 140 is hereinafter referred to as an EGR gas Eg.
  • the engine 100 also includes a fuel injection unit 150 for introducing fuel into the combustion chamber C.
  • the fuel injection unit 150 is disposed at the intake port 1. Details of the intake port 1 will be described later.
  • the EGR gas Eg is joined to the intake In flowing through the intake flow passage 131 from the EGR gas introduction portion 133 provided on the upstream side in the flow direction of the intake In of the intake port 1.
  • the mixed intake Mi including the intake In introduced from the outside of the engine 100 and the EGR gas Eg is introduced to the intake port 1.
  • the flows of the intake air In and the exhaust gas Ex are as follows.
  • a mixed intake air Mi in which the intake air In flowing through the intake flow passage 131 and the EGR gas Eg are mixed is introduced into the intake port 1 provided in the engine 100.
  • the fuel Fu is further introduced into the mixed intake air Mi from a fuel injection unit 150 provided in the intake port 1.
  • the mixture Mx including the intake air In, the EGR gas Eg, and the fuel Fu is introduced into the combustion chamber C.
  • the exhaust valve 125 After combustion in the combustion chamber C, the exhaust valve 125 is opened, whereby the exhaust gas Ex is exhausted through the exhaust flow path 132. A portion of the exhaust gas Ex flows into the EGR cooler 140 and is cooled. The cooled EGR gas Eg joins the intake air In from the EGR gas introduction part 133, and is introduced into the intake port 1 as a mixed intake air Mi.
  • FIG. 2 is a partially cutaway view showing the main part of the intake port 1 and the engine 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the intake port 1 according to the embodiment of the present invention as viewed from the intake flow path 131 side.
  • the intake port 1 has a main body portion 10 in which an intake passage 11 through which the intake In and the EGR gas Eg flow is formed.
  • the above-described fuel injection unit 150 is formed in the main body unit 10. In the fuel injection unit 150, an injector 151 is disposed.
  • the intake port 1 is disposed downstream of the EGR gas introducing portion 133 for introducing the exhaust gas Ex discharged from the combustion chamber C into the intake air In in the intake flow direction.
  • a mixed intake air Mi including the EGR gas Eg and the intake air In introduced from the outside of the engine 100 flows through the intake flow passage 11 formed in the main body portion 10.
  • the fuel Fu is mixed with the mixed intake air Mi by the fuel injection unit 150.
  • a flange 12 is formed on the upstream side of the main body 10 in the intake flow direction. Further, a flange 134 is formed on the downstream side of the intake flow path 131 in the intake flow direction.
  • the flange 12 of the main body 10 is connected to the flange 134 of the intake flow passage 131 via a gasket (not shown) on the downstream side of the EGR gas introduction portion 133 of the EGR gas Eg formed in the intake flow passage 131 There is.
  • the main body 10 has a fluid introducing portion 14 into which the cooling fluid is introduced and a fluid discharging portion 15 from which the cooling fluid is discharged.
  • a cooling fluid passage 13 is formed in the main body portion 10.
  • the cooling fluid passage 13 is connected to the fluid inlet 14 and the fluid outlet 15.
  • the cooling fluid is introduced from the fluid introducing unit 14, circulates through the cooling fluid passage 13, and circulates in the flow passage discharged from the fluid discharging unit 15.
  • the surface of the cooling fluid passage 13 constitutes the inner wall of the main body portion 10.
  • the intake port 1 includes a partition portion 21 disposed in the intake flow passage 11.
  • the partition portion 21 is disposed on the inner wall of the main body portion 10 in which the intake passage 11 is formed.
  • the partition portion 21 is disposed in the intake flow passage 11 and changes the flow of intake air toward the center side of the combustion chamber C in the direction intersecting the intake flow direction, in the present embodiment. That is, the partition portion 21 radially changes the flow of intake air toward the combustion chamber C toward the inner wall side of the intake flow passage 11.
  • the partition portion 21 has a base portion 22 and a rising portion 23.
  • the base portion 22 is formed across the opposing inner walls of the main body portion 10 in a cross section intersecting the intake flow direction of the intake flow passage 11.
  • the base portion 22 is disposed at the center of the cross section of the intake passage 11. Further, the base portion 22 is plate-shaped, and the main surface is disposed along the intake flow direction so as not to impede the intake flow.
  • the upstanding portion 23 stands up from the main surface of the base portion 22 in a direction intersecting the intake flow direction.
  • the upright portion 23 has three faces (faces 24, 25 and 26) facing each other at different angles with respect to the intake flow direction.
  • the surface 24 is provided at the center of the base portion 22 formed across the opposing inner walls of the main body portion 10, and has a proximal end 24b continuous with the base portion 22 and a distal end opposite to the proximal end 24b. And 24f. In the surface 24, the distal end 24f is located downstream of the proximal end 24b in the intake flow direction.
  • the surface 25 is adjacent to the surface 24 and has a proximal end 25b connected to the base portion 22 and a distal end 25f opposite to the proximal end 25b.
  • the distal end 25f is located downstream of the proximal end 25b in the intake flow direction.
  • the tip 25 f is formed such that its height from the base portion 22 decreases toward the inner wall of the main body portion 10 to which the base portion 22 is attached in a cross section intersecting the intake flow direction. .
  • the surface 26 is adjacent to the surface 24 and has a proximal end 26b contiguous with the base portion 22 and a distal end 26f that is the opposite end of the proximal end 26b.
  • the distal end 26f is located downstream of the proximal end 26b in the intake flow direction.
  • the tip end 26f is formed such that its height from the base portion 22 decreases toward the inner wall of the main body portion 10 to which the base portion 22 is attached in a cross section intersecting the intake flow direction.
  • the intake port 1 is provided on the lower inner wall of the main body portion 10, and includes projecting portions 31, 32, 33, 34 protruding from the inner wall in the direction blocking the intake flow direction.
  • the lower inner wall of the main body portion 10 refers to the inner wall connected to the inner wall separated from the spark plug 123 at the connection portion between the cylinder head 120 and the intake portion 121.
  • the upper inner wall of the main body portion 10 refers to the inner wall connected to the inner wall near the spark plug 123 at the connection portion between the cylinder head 120 and the intake portion 121.
  • Each of the protrusions 31, 32, 33, 34 has a proximal end attached to the lower inner wall of the main body 10 and a distal end which is an end opposite to the proximal end (the number is omitted in FIG. 3) ing).
  • the tip end is provided to be inclined so as to be located downstream of the base end in the intake flow direction.
  • the intake port 1 is provided on the lower inner wall of the main body 10 facing the fuel injection unit 150 with fuel scattering units 35 and 36 for scattering the fuel injected from the fuel injection unit 150.
  • the fuel scattering portions 35, 36 each have a proximal end attached to the inner wall of the main body 10 and a distal end which is an end opposite to the proximal end.
  • the tip is inclined so as to be located on the downstream side in the intake flow direction.
  • the partition part 21, the base part 22, the standing part 23, the protrusion parts 31, 32, 33, 34, and the fuel scattering parts 35 and 36 have a function which suppresses that the gas from the combustion chamber C flows backward. .
  • the intake port 1 includes the partition portion 21 and the base portion 22 and the rising portion 23 are formed in the above-described shape. For this reason, the intake air collides with the surfaces 24, 25, 26 when the engine 100 rotates at low to medium speeds.
  • the intake air is diffused radially from the center of the cross section toward the edge of the cross section in the cross section intersecting the intake flow direction of the intake flow passage 11 by colliding with the surfaces 24, 25, 26. That is, the flow of intake air toward the combustion chamber C is radially changed toward the inner wall side of the intake flow passage 11. Thereby, the tumble flow of the intake can be promoted.
  • the base portion 22 is provided at the center of the cross section in the cross section intersecting the intake flow direction in the intake flow passage 11, the mixed intake Mi diffused in the surfaces 24, 25 and 26 is the main body shown in FIG. In the intake passage 11 of 10, it flows along the upper inner wall of the main body portion 10.
  • the mixed intake Mi that has flowed along the upper inner wall of the main body 10 is mixed with the fuel Fu to form a mixture Mx, and flows into the combustion chamber C from the space formed on the spark plug 123 side of the intake valve 124 ( Arrow F1 in FIG.
  • the mixture Mx flows into the combustion chamber C from the side of the spark plug 123 of the combustion chamber C, thereby causing a vertical vortex (so-called tumble flow; arrow F2 in FIG. 2) toward the piston head 111 side.
  • tumble flow arrow F2 in FIG. 2
  • the mixed intake Mi collides with the partition portion 21 and is diffused.
  • the flow going straight through the dividing portion 21 is better than that. Therefore, even if the rotation of the engine 100 reaches a high speed range, there is an advantage that the flow of the mixed intake air Mi is not blocked by the partition portion 21 and the combustion efficiency is not impaired.
  • the intake port 1 is provided with projecting portions 31, 32, 33, 34 which project from the inner wall of the main body portion 10 in the direction blocking the intake flow direction. Therefore, the intake air flowing along the lower inner wall of the main body portion 10 is flowed toward the upper side of the main body portion 10 by the projecting portions 31, 32, 33, 34.
  • the intake port 1 is provided with fuel scattering portions 35 and 36 on the inner wall of the main body portion 10 facing the fuel injection portion 150.
  • the fuel Fu injected from the fuel injection unit 150 collides with the fuel scattering units 35 and 36 and is scattered.
  • a cooling fluid passage 13 is formed in the intake port 1. For this reason, when colliding with the partition part 21, the protrusion parts 31, 32, 33, 34 and the fuel scattering parts 35, 36 inside the main body part 10, heat exchange is performed, and the intake air temperature is lowered.
  • the lowering of the intake air temperature can lower the knocking limit. Therefore, the antiknock property is enhanced and the fuel consumption is improved.
  • the mixed intake air Mi passes through the partition portion 21, the flow velocity is increased. Therefore, the intake speed is increased. Thereby, the intake volume can be reduced. Therefore, the intake resistance at the time of passage through the intake valve can be reduced, and the pumping loss can be reduced.
  • the intake port 1 according to the present embodiment in addition to the effect of promoting the tumble flow, the effect of setting the intake temperature within the appropriate range is also achieved. Therefore, the intake port 1 according to the present embodiment is more useful when used in combination with techniques such as a mirror cycle and EGR.
  • the partitioning portion 21 only needs to have an action of changing the intake flow direction to direct it to the upper inner wall of the main body portion 10, and is not limited to the above-described shape. Further, in the present embodiment, a plurality of partition portions 21 may be installed inside the intake flow passage 11 of the main body portion 10.
  • the protrusions 31, 32, 33, 34 are not limited to four. Further, the protrusions 31, 32, 33, 34 are arranged in parallel along the cross direction of the intake flow direction on the inner wall of the main body 10. A plurality of rows of projecting portions may be provided from the upstream side to the downstream side in the intake flow direction.
  • the fuel scattering portions 35, 36 are also not limited to two. Also, a plurality of rows may be provided from the upstream side to the downstream side in the intake flow direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本発明に係る吸気ポート（１）は、吸気が流れる吸気流路（１３１）と、吸気流路（１３１）に配置され、燃焼室（Ｃ）に向かう吸気の流れを吸気流路（１３１）の内壁側に向けて放射状に変更する仕切部（２１）と、を備え、燃焼室（Ｃ）に吸気を送る。

Description

吸気ポート
　本発明は、内燃機関の燃焼室に吸気を送る吸気ポートに関する。
　近年、内燃機関（以下、単にエンジンと記す場合がある）において、燃焼室に取り込まれる吸気のタンブル（縦渦）流を発生させることのできる吸気ポートが提案されている（ＪＰ２０１６－１３８５３６Ａ参照）。ＪＰ２０１６－１３８５３６Ａの吸気ポートでは、吸気ポートのシリンダボアに繋がるスロート部の断面形状を工夫することによって、シリンダボアの軸心寄りに吸気を引き込み易くして、タンブル流を発生させている。
　近年、エンジンにおける燃焼効率の向上が望まれるなか、ＪＰ２０１６－１３８５３６Ａに記載された技術のほかにも、吸気のタンブル流を得るために種々の改良の余地が模索されていた。そこで、本発明は、吸気のタンブル流を促進することのできる吸気ポートの提供を目的とする。
　本発明のある態様による吸気ポートは、内燃機関の燃焼室に吸気を導入する吸気ポートであって、吸気が流れる吸気流路と、前記吸気流路に配置され、前記燃焼室に向かう吸気の流れを前記吸気流路の内壁側に向けて放射状に変更する仕切部と、を備える。
　上記態様によれば、仕切部によって、燃焼室に向かう吸気の流れが吸気流路の内壁側に向けて放射状に変更されるため、吸気のタンブル流を促進することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る吸気ポートが装備されたエンジンの要部を説明する概略図である。 図２は、本発明の実施形態に係る吸気ポートとエンジンの要部を一部切り欠いて示す切欠図である。 図３は、本発明の実施形態に係る吸気ポートを吸気流路側からみた斜視図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　［内燃機関（エンジン）の説明］
　図１は、本発明の実施形態に係る吸気ポート１が装備された内燃機関（以下、単にエンジンと記す）１００の要部を説明する概略図である。
　エンジン１００は、往復動内燃機関であって、シリンダブロック１１０と、シリンダヘッド１２０とを有する。シリンダブロック１１０とシリンダヘッド１２０とが組み付けられることにより、燃焼室Ｃが形成されている。
　シリンダブロック１１０には、ピストンヘッド１１１が往復動するシリンダが形成されている。図１においては、ピストンヘッド１１１以外の構成は省略されている。
　シリンダヘッド１２０には、燃焼室Ｃに燃料及び吸気を導入するための吸気部１２１と、燃焼後の排気ガスを排出するための排気部１２２とが形成されている。また、シリンダヘッド１２０の最上部には、燃焼室Ｃ内に導入された燃料と吸気との混合気に点火するための点火プラグ１２３が配置されている。
　シリンダヘッド１２０は、吸気部１２１に、燃焼室Ｃ内への燃料及び吸気の導入を開閉するための吸気バルブ１２４を備える。また、シリンダヘッド１２０は、排気部１２２に、燃焼後の排気ガスの排気を開閉するための排気バルブ１２５を備える。
　吸気部１２１は、後述する吸気ポート１に連結されている。吸気部１２１は、吸気ポート１を介して、外部から吸気Ｉｎが導入される吸気流路１３１と連結されている。吸気ポート１の、吸気Ｉｎの流れ方向の上流側には、後述するＥＧＲクーラ１４０において冷却された排気ガスを吸気流路１３１に導入するためのＥＧＲガス導入部１３３が備えられている。
　排気部１２２は、排気流路１３２に連結されている。また、排気流路１３２は、後述のＥＧＲクーラ１４０に連結されている。これにより、燃焼後の排気ガスＥｘの一部は、ＥＧＲクーラ１４０に供給される。
　エンジン１００には、燃焼後の排気ガスＥｘの一部を、再度、燃焼室Ｃに導入するＥＧＲが適用されている。エンジン１００は、排気ガスＥｘを冷却するためのＥＧＲクーラ１４０を備える。
　ＥＧＲクーラ１４０は、燃焼後の排気ガスＥｘの一部を導入する導入流路１４１と、冷却後の排気ガスを排出する排出流路１４２とを備える。図１には図示されていないが、ＥＧＲクーラ１４０は、内部に、排気ガスＥｘの排気流路と、冷却流体が循環する冷却流体流路とが形成されている。これにより、ＥＧＲクーラ１４０の内部において、排気ガスＥｘと冷却流体との間で熱交換が行われ、排気ガスＥｘが冷却される。なお、ＥＧＲクーラ１４０を経て冷却された排気ガスＥｘを、以下、ＥＧＲガスＥｇと記す。
　また、エンジン１００は、燃焼室Ｃに燃料を導入するための燃料噴射部１５０を備える。本実施形態においては、燃料噴射部１５０は、吸気ポート１に配置されている。吸気ポート１の詳細は後述する。
　本実施形態においては、ＥＧＲガスＥｇは、吸気ポート１の吸気Ｉｎの流れ方向の上流側に設けられたＥＧＲガス導入部１３３から吸気流路１３１を流れる吸気Ｉｎに合流されている。
　すなわち、本実施形態においては、吸気ポート１には、エンジン１００の外部から導入された吸気Ｉｎと、ＥＧＲガスＥｇとを含む混合吸気Ｍｉが導入される。
　以上の構成を備えたエンジン１００において、吸気Ｉｎ及び排気ガスＥｘの流れは、以下のとおりである。
　エンジン１００に設けられた吸気ポート１には、吸気流路１３１を流れる吸気ＩｎとＥＧＲガスＥｇとが混合された混合吸気Ｍｉが導入される。混合吸気Ｍｉには更に、吸気ポート１に設けられた燃料噴射部１５０から燃料Ｆｕが導入される。これにより、吸気ＩｎとＥＧＲガスＥｇと燃料Ｆｕとを含む混合気Ｍｘが燃焼室Ｃに導入される。
　燃焼室Ｃにおける燃焼後は、排気バルブ１２５が開放されることにより、排気ガスＥｘが排気流路１３２を通って排出される。排気ガスＥｘの一部は、ＥＧＲクーラ１４０に流入して冷却される。冷却後のＥＧＲガスＥｇは、ＥＧＲガス導入部１３３から吸気Ｉｎに合流し、混合吸気Ｍｉとして吸気ポート１に導入される。
　［吸気ポートの説明］
　続いて、本発明の実施形態に係る吸気ポート１について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る吸気ポート１とエンジン１００の要部を一部切り欠いて示す切欠図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る吸気ポート１を吸気流路１３１側からみた斜視図である。
　吸気ポート１は、吸気Ｉｎ及びＥＧＲガスＥｇが流れる吸気流路１１が形成された本体部１０を有する。本体部１０には、上述の燃料噴射部１５０が形成されている。燃料噴射部１５０には、インジェクタ１５１が配置されている。
　吸気ポート１は、吸気流れ方向において、燃焼室Ｃから排出された排気ガスＥｘを吸気Ｉｎに導入するためのＥＧＲガス導入部１３３の下流側に配置されている。これにより、本体部１０に形成された吸気流路１１には、ＥＧＲガスＥｇとエンジン１００の外部から導入された吸気Ｉｎとを含む混合吸気Ｍｉが流れる。
　また、吸気ポート１では、燃料噴射部１５０によって、混合吸気Ｍｉに燃料Ｆｕが混合される。
　本体部１０の吸気流れ方向の上流側には、フランジ１２が形成されている。また、吸気流路１３１の吸気流れ方向の下流側には、フランジ１３４が形成されている。本体部１０のフランジ１２は、吸気流路１３１に形成されたＥＧＲガスＥｇのＥＧＲガス導入部１３３の下流側において、ガスケット（図示せず）を介して吸気流路１３１のフランジ１３４と連結されている。
　また、図３に示すように、本体部１０は、冷却流体が導入される流体導入部１４と冷却流体が排出される流体排出部１５とを有する。本体部１０には、冷却流体通路１３が形成されている。冷却流体通路１３は、流体導入部１４と流体排出部１５と連結されている。冷却流体は、流体導入部１４から導入されて、冷却流体通路１３を通り、流体排出部１５から排出される流路を循環する。冷却流体通路１３の表面は、本体部１０の内壁を構成している。
　また、図２及び図３に示すように、吸気ポート１は、吸気流路１１に配置された仕切部２１を備える。仕切部２１は、吸気流路１１が形成される本体部１０の内壁に配置されている。仕切部２１は、吸気流路１１に配置されて、吸気流れ方向に交差する方向、本実施形態においては、燃焼室Ｃの中心側に向けて吸気の流れを変更する。すなわち、仕切部２１は、燃焼室Ｃに向かう吸気の流れを吸気流路１１の内壁側に向けて放射状に変更する。
　以下、図３を用いて、仕切部２１について詳細に説明する。仕切部２１は、基礎部分２２と、起立部分２３とを有する。
　基礎部分２２は、吸気流路１１の吸気流れ方向に交差する断面において、本体部１０の対向する内壁に亘って形成されている。基礎部分２２は、吸気流路１１の断面の中央側に配置されている。また、基礎部分２２は、板状であって、吸気流れを妨げないように、主面が吸気流れ方向に沿って配置されている。
　また、起立部分２３は、基礎部分２２の主面から吸気流れ方向に交差する方向に起立している。起立部分２３は、吸気流れ方向に対して、それぞれ異なる角度で対峙する３つの面（面２４，２５，２６）を有する。
　面２４は、本体部１０の対向する内壁に亘って形成された基礎部分２２の中央に設けられており、基礎部分２２に連なる基端２４ｂと、基端２４ｂの反対側の端部である先端２４ｆとを有する。面２４において、先端２４ｆは、基端２４ｂよりも吸気流れ方向の下流側に位置する。
　面２５は、面２４に隣接しており、基礎部分２２に連なる基端２５ｂと、基端２５ｂの反対側の端部である先端２５ｆとを有する。先端２５ｆは、基端２５ｂよりも吸気流れ方向の下流側に位置している。また、先端２５ｆは、吸気流れ方向に交差する断面において、基礎部分２２が取り付けられている本体部１０の内壁に向かうに連れて、基礎部分２２からの高さが低くなるように形成されている。
　面２６は、面２４に隣接しており、基礎部分２２に連なる基端２６ｂと、基端２６ｂの反対側の端部である先端２６ｆとを有する。先端２６ｆは、基端２６ｂよりも吸気流れ方向の下流側に位置している。また、先端２６ｆは、吸気流れ方向に交差する断面において、基礎部分２２が取り付けられた本体部１０の内壁に向かうに連れて、基礎部分２２からの高さが低くなるように形成されている。
　また、吸気ポート１は、本体部１０の下側の内壁に設けられ、内壁から吸気流れ方向を遮る方向に向けて突出した突出部３１，３２，３３，３４を備える。
　本実施形態において、本体部１０の下側の内壁とは、シリンダヘッド１２０と吸気部１２１との接続部分において、点火プラグ１２３から離れた内壁に連なっている内壁を指す。また、本体部１０の上側の内壁とは、シリンダヘッド１２０と吸気部１２１との接続部分において、点火プラグ１２３に近い内壁に連なっている内壁を指す。
　突出部３１，３２，３３，３４は、それぞれ、本体部１０の下側の内壁に取り付けられる基端と、基端の反対側の端部である先端とを備える（図３では番号を省略している）。突出部３１，３２，３３，３４のそれぞれにおいて、先端は、基端よりも吸気流れ方向の下流側に位置するように傾斜して設けられている。
　また、吸気ポート１は、燃料噴射部１５０に対向する本体部１０の下側の内壁に、燃料噴射部１５０から噴射された燃料を飛散させる燃料飛散部３５，３６を備える。図２及び図３では番号を省略しているが、燃料飛散部３５，３６は、それぞれ、本体部１０の内壁に取り付けられる基端と、基端の反対側の端部である先端とを備え、先端が吸気流れ方向の下流側に位置するように傾斜して設けられている。
　また、仕切部２１、基礎部分２２、起立部分２３、突出部３１，３２，３３，３４、燃料飛散部３５，３６は燃焼室Ｃからのガスが逆流することを抑制する機能を有している。
　以上説明したように、本実施形態に係る吸気ポート１は、仕切部２１を備え、基礎部分２２及び起立部分２３が上述した形状で形成されている。このため、エンジン１００の回転が低速から中速にかけては、吸気が面２４，２５，２６に衝突する。
　吸気は、面２４，２５，２６に衝突することにより、吸気流路１１の吸気流れ方向に交差する断面において断面中央から断面縁側に向けて放射状に拡散される。すなわち、燃焼室Ｃに向かう吸気の流れが吸気流路１１の内壁側に向けて放射状に変更される。これにより、吸気のタンブル流を促進することができる。
　基礎部分２２は、吸気流路１１において、吸気流れ方向に交差する断面における断面中央に設けられているため、面２４，２５，２６において拡散された混合吸気Ｍｉは、図２に示した本体部１０の吸気流路１１において、本体部１０の上側の内壁に沿って流れる。
　本体部１０の上側の内壁に沿って流れた混合吸気Ｍｉは、燃料Ｆｕと混合されて、混合気Ｍｘとなって、吸気バルブ１２４の点火プラグ１２３側にできる空隙から燃焼室Ｃに流入する（図２における矢印Ｆ１）。
　また、これにより、混合気Ｍｘは、燃焼室Ｃの点火プラグ１２３側から燃焼室Ｃに流入することにより、ピストンヘッド１１１側に向かう縦方向の渦流（いわゆる、タンブル流。図２における矢印Ｆ２）を形成する。このため、混合気の流動が良好になり、安定した燃焼が実現できる。
　また、本実施形態に係る吸気ポート１では、外部から導入された吸気Ｉｎと、吸気Ｉｎよりも高い温度の燃焼室Ｃから排出されたＥＧＲガスＥｇとが起立部分２３に衝突して拡散されることにより、両者の混合が促進される。したがって、吸気温度が適正範囲に調整される。
　また、本実施形態に係る吸気ポート１では、エンジン１００の回転が中速を超えて最大出力に近づくにつれて吸気流速が増していくと、混合吸気Ｍｉが仕切部２１に衝突して拡散される効果よりも、仕切部２１を通過して直進する流れが勝る。したがって、エンジン１００の回転が高速域に達しても、仕切部２１によって混合吸気Ｍｉの流れが妨げられることがなく、燃焼効率に遜色を与えないという利点がある。
　また、吸気ポート１は、本体部１０の内壁から吸気流れ方向を遮る方向に向けて突出した突出部３１，３２，３３，３４を備える。このため、本体部１０の下側の内壁に沿って流れた吸気が、突出部３１，３２，３３，３４によって、本体部１０の上側に向けて流される。
　これにより、本体部１０の上側の内壁に沿って流れて、吸気部１２１の燃焼室Ｃの点火プラグ１２３側から燃焼室Ｃに流入する流れが増長される。したがって、タンブル流が強められる。
　さらに、吸気ポート１は、燃料噴射部１５０に対向する本体部１０の内壁に、燃料飛散部３５，３６を備える。燃料噴射部１５０から噴射された燃料Ｆｕは、燃料飛散部３５，３６に衝突して飛散される。
　このため、本体部１０の内壁への燃料Ｆｕの付着を防止できる。また、燃料飛散部３５，３６に衝突することにより、燃料液滴の微粒化が促進されて、燃料Ｆｕが混合吸気Ｍｉと良好に混合された状態の混合気Ｍｘが得られる。これにより、燃焼効率が向上する。
　また、吸気ポート１には、冷却流体通路１３が形成されている。このため、本体部１０の内側において、仕切部２１、突出部３１，３２，３３，３４及び燃料飛散部３５，３６に衝突する際に熱交換がされて、吸気温度が低下する。
　このため、吸気温度が冷却されることによって混合気Ｍｘの過剰な過熱を抑制できる。
　吸気温度が低下することにより、ノッキング限界を下げることができる。したがって、アンチノック性が高まり、燃費が向上する。
　また、混合吸気Ｍｉは、仕切部２１を通過する際に、流速が速められる。このため、吸気速度が上がる。これにより、吸気体積を小さくすることができる。したがって、吸気バルブ通過時における吸気抵抗が下がり、ポンピングロスを低減できる。
　近年、内燃機関の分野では、燃費向上等の観点から、いわゆるアトキンソンサイクルを現行エンジンの動作機構において実現したミラーサイクルが提案されている。また、本実施形態においても適用されているＥＧＲ技術が提案されている。ミラーサイクルでは、吸気バルブを通常よりも遅れて閉じる制御が用いられる。この制御によれば、燃焼室に流入して加熱されたガスが吸気バルブが閉じる前に吸気ポート側に逆流するため、燃焼室に送り込まれる吸気温度は上昇する。また、ＥＧＲにおいても、吸気流路に戻される燃焼後の排気ガスは冷却されているものの、外部から導入される吸気に比べて高温になっている。このため、近年のエンジンでは、ミラーサイクル、ＥＧＲ等の技術が適用されたことによる利点と吸気温度の上昇に伴う損失とが二律背反の関係にあった。
　これに対して、本実施形態に係る吸気ポート１によれば、タンブル流を促進する効果に加えて、吸気温度を適正範囲にする効果をも奏する。このため、本実施形態に係る吸気ポート１は、ミラーサイクル、ＥＧＲ等の技術と併用することで、有用性が高まる。
　［その他の実施形態］
　本実施形態において、仕切部２１は、吸気流れ方向を変更して、本体部１０の上側の内壁に向かわせる作用を有していればよく、上述した形状に限定されない。また、本実施形態において、本体部１０の吸気流路１１の内部に、複数の仕切部２１が設置されていてもよい。
　また、突出部３１，３２，３３，３４も４つに限定されない。また、突出部３１，３２，３３，３４は、本体部１０の内壁に吸気流れ方向の交差方向に沿って並列されている。この突出部列が、吸気流れ方向の上流側から下流側に複数列設けられていてもよい。
　燃料飛散部３５，３６もまた、２つに限定されない。また、吸気流れ方向の上流側から下流側に複数列設けられていてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は、２０１７年６月１９日に日本国特許庁に出願された特願２０１７－１１９８０６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (10)

  1. 　内燃機関の燃焼室に吸気を導入する吸気ポートであって、
    　吸気が流れる吸気流路と、
    　前記吸気流路に配置され、前記燃焼室に向かう吸気の流れを前記吸気流路の内壁側に向けて放射状に変更する仕切部と、
    を備える、
    吸気ポート。
  2. 　請求項１に記載の吸気ポートであって、
    　前記仕切部は、前記吸気流路において、前記吸気流れ方向に交差する断面の中央側に配置される、
    吸気ポート。
  3. 　請求項１又は２に記載の吸気ポートであって、
    　内部に前記吸気流路が形成された本体部を備え、
    　前記仕切部は、
    　前記吸気流路の断面において、前記本体部の対向する内壁に亘って形成された基礎部分と、
    　前記基礎部分の主面から吸気流れ方向に交差する方向に起立した起立部分と、を有する、
    吸気ポート。
  4. 　請求項３に記載の吸気ポートであって、
    　前記起立部分は、前記基礎部分に連なる基端と、前記基端よりも前記吸気流れ方向の下流側かつ前記吸気流路の断面の縁側に位置する先端と、を有する、
    吸気ポート。
  5. 　請求項３又は４に記載の吸気ポートであって、
    　前記本体部の内壁から前記吸気流れ方向を遮る方向に突出した突出部を備えた、
    吸気ポート。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の吸気ポートであって、
    　前記吸気流路に燃料噴射部を備え、
    　前記仕切部は、前記燃料噴射部に向かって傾斜した、
    吸気ポート。
  7. 　請求項６に記載の吸気ポートであって、
    　前記燃料噴射部は、前記仕切部よりも前記吸気流れ方向の下流側に配置された、
    吸気ポート。
  8. 　請求項７に記載の吸気ポートであって、
    　前記吸気流路の前記燃料噴射部に対向する位置に配置され、前記燃料噴射部から噴射された燃料を飛散させる燃料飛散部、を備えた、
    吸気ポート。
  9. 　請求項１から８のいずれか１項に記載の吸気ポートであって、
    　前記吸気流れ方向において、前記燃焼室から排出された排気を吸気に導入するための導入部の下流側に配置された、
    吸気ポート。
  10. 　請求項１から９のいずれか１項に記載の吸気ポートであって、
    　前記吸気を冷却するための冷却流体通路を備えた、
    吸気ポート。
PCT/JP2018/022112 2017-06-19 2018-06-08 吸気ポート WO2018235639A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-119806 2017-06-19
JP2017119806A JP2019002382A (ja) 2017-06-19 2017-06-19 吸気ポート

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018235639A1 true WO2018235639A1 (ja) 2018-12-27

Family

ID=64737620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/022112 WO2018235639A1 (ja) 2017-06-19 2018-06-08 吸気ポート

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2019002382A (ja)
WO (1) WO2018235639A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5592038U (ja) * 1978-12-21 1980-06-25
JPS58148230A (ja) * 1982-03-01 1983-09-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気制御装置
JPH0578969U (ja) * 1992-03-31 1993-10-26 富士重工業株式会社 燃料噴射式エンジン
JP2006077589A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2007332823A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Hitachi Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2009264270A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の渦流発生装置
JP2016079848A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 日産自動車株式会社 内燃機関

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5592038U (ja) * 1978-12-21 1980-06-25
JPS58148230A (ja) * 1982-03-01 1983-09-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気制御装置
JPH0578969U (ja) * 1992-03-31 1993-10-26 富士重工業株式会社 燃料噴射式エンジン
JP2006077589A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2007332823A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Hitachi Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2009264270A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の渦流発生装置
JP2016079848A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 日産自動車株式会社 内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019002382A (ja) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5894292B2 (ja) 燃焼方法及び内燃機関
JP5748156B2 (ja) 燃焼エンジンシリンダ内で往復移動するように配置されたピストン
US20160298529A1 (en) Ducted Combustion Systems Utilizing Duct Structures
RU2700813C2 (ru) Способ и система для топливной форсунки
KR101382312B1 (ko) 내연기관용 가변흡기매니폴드 및 이를 이용한 가변흡기장치
JP3585766B2 (ja) ガソリン直噴エンジン
CN103782004A (zh) 直喷式发动机的燃烧室构造
US7150267B2 (en) Intake port structure for internal combustion engine
CN110226028A (zh) 压缩点火式内燃机
JP2010053710A (ja) 燃料直噴エンジン
WO2018235639A1 (ja) 吸気ポート
CN204140220U (zh) 分层稀燃发动机的活塞及发动机和车辆
JP2005351235A (ja) エンジンの吸気装置
GB2066896A (en) Air-compression direct-injection internal combustion engine
WO2004099584A1 (ja) 副室式ガス機関の燃焼室構造及び副室式ガス機関
JP2011169214A (ja) 内燃機関の吸気装置
JP2008075538A (ja) 燃料噴射装置
CN110857679A (zh) 用于燃料喷射器的方法和系统
TW201243148A (en) Ansaug-und einspritzvorrichtung,system und brennkraftmaschine
JP7524796B2 (ja) 内燃機関
CN109973206B (zh) 内燃机
JPH1082323A (ja) ディーゼルエンジンの燃焼室
JP5536526B2 (ja) 内燃機関の吸気装置
JPS5862312A (ja) 直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室
JP2006307825A (ja) 筒内直接噴射式内燃機関及び燃料噴射弁

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18821351

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18821351

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1