JP2697513B2 - 内燃機関の吸気ポート構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気ポート
構造に関し、特に、２つの吸気弁によってそれぞれ開閉
される燃焼室開口を有している吸気ポートからの吸気流
が燃焼室内で層状化されたタンブル流となるように構成
された内燃機関の吸気ポート構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、吸気弁を大型化することなくエン
ジンの燃焼室の吸気通路面積を大きくするため、１つの
燃焼室に２つの吸気ポート通路を設けた内燃機関が用い
られるようになってきている。かかる内燃機関では、２
つの吸気ポート通路が、１つの吸気ポートから分岐して
形成され、これらの２つの吸気ポート通路からそれぞれ
混合気が燃焼室に流入するようになっている（以下、こ
のような内燃機関を２吸気ポート式内燃機関という）。

【０００３】また、内燃機関の燃焼を改善する手段とし
て、吸気行程において、例えば、図２２，図２３に示す
ような気筒内の縦向きの旋回流、所謂タンブル流Ｆ（Ｆ
ａ，Ｆｍ）を発生させることが有効である。例えば、図
２２，図２３は、かかるタンブル流Ｆａ，Ｆｍを発生さ
せるようにした２吸気ポート式内燃機関の１つの気筒の
構造を示し、図において、符号２２はシリンダブロッ
ク、２４はシリンダボア、２６はピストン、２８はシリ
ンダヘッド、３０は燃焼室である。そして、３４は燃焼
室３０の上壁部に形成されたペントルーフであって、４
０′，４２′は吸気ポート４４′から分岐して、各気筒
に２つずつ設けられた吸気ポートの通路部分（以下、吸
気ポート部分という）であり、吸気ポート４４′には、
それぞれ吸気弁５８が設置されている。

【０００４】ペントルーフ３４は、各吸気ポート部分４
０′，４２′からの吸気流を、各吸気通路４０′，４
２′の延長軸線上のシリンダボア２４の内壁面に沿って
下方に案内しうるような斜面をそなえ、吸気ポート部分
４０′，４２′からの吸気流は、このペントルーフ３４
の案内にも助けられて、それぞれ矢印Ｆａ，Ｆｍで示す
ようなタンブル流方向に進む。

【０００５】さらに、タンブル流を促進するには、吸気
ポート４４′の形状が重要であり、一般的には、図２
２，図２３に示すように吸気ポート４４′を直線状のス
トレートポートに形成したり、図２６に示すように吸気
ポート４４′を絞ったりすることで、流れを整流するよ
うに工夫している。なお、図２２，図２６において、符
号４０Ｆ，４２Ｆはストレートポートでない通常の吸気
ポートを示している。

【０００６】そして、このような吸気ポート４４′の断
面形状は一般には図２４に示すような円形に形成される
が、図２５に示すような楕円形や長円形に形成される他
に略方形に形成されることもある。また、この例では、
図２３に示すように、一方の吸気通路４２′のみにイン
ジェクタ１２が設けられ、点火プラグ１１は、このイン
ジェクタ１２を装備した吸気通路４２′の吸気弁５８の
近傍に配設されている。このため、この点火プラグ１１
の近傍には、インジェクタ１２から噴射された燃料と吸
気された空気とによる混合気が吸気通路４２′及び吸気
ポート４４′を通じて燃焼室３０に流入し、この混合気
のタンブル流Ｆｍが形成される。また、吸気ポート部分
４０′の吸気ポート４４′からは、空気のみが燃焼室３
０に流入して、この空気のタンブル流Ｆａが形成され
る。

【０００７】これにより、燃焼室３０内では、混合気の
タンブル流Ｆｍと空気のタンブル流Ｆａとの層状化した
タンブル流が形成される。このようにして発生するタン
ブル流（タンブルスワール）は、火炎伝播速度や燃焼安
定性の増大に効果があり、熱発生量Ｑ，筒内圧Ｐ，熱発
生率ｄＱについての実験データを示すと、例えば図２７
のようになり、標準（タンブル流を特に発生させない一
般的な場合）に比べてタンブルスワール（タンブル流を
発生させた場合）の方が、熱発生量Ｑ，筒内圧Ｐ，熱発
生率ｄＱのサイクル変動が小さく、燃焼安定性が良好で
あることがわかる。

【０００８】したがって、混合気の燃料濃度が低くい状
態、いわゆる希薄燃焼時であっても機関を安定な状態で
運転することができる。なお、図中、符号４７は排気通
路６０に連通する排気ポート、５９は排気弁である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
タンブル流Ｆａ，Ｆｍを発生させるようにした２吸気ポ
ート式内燃機関において、点火プラグ１１が２つの吸気
弁５８，５８の中心から等距離に位置している（例え
ば、燃焼室頂部の中央部分）と、混合気の濃いタンブル
流を燃焼室３０内の点火プラグ１１近傍（すなわち燃焼
室３０内の中心付近）に形成して、吸気を層状化する必
要がある。また、このように吸気流を層状化することに
より、吸気流を整流させて、タンブル流の形成を促進し
たい。しかし、２つの吸気ポート部分４０′，４２′が
並列的に配設されていると、両方の吸気弁５８，５８か
ら吸入された混合気を層状化することは困難であり、希
薄燃焼時にエンジンの燃焼状態を安定した状態に保てな
いという課題がある。

【００１０】一方、特開昭６０−１４７５３７号及び特
開昭６０−２３３３１４号には、吸気通路の吸気弁のス
テムガイドから上流側に一対の隔壁を設けて、吸気通路
を中央通路とその両側の側部通路とに３分割に形成し、
機関低負荷時に閉弁する制御弁を中央通路の上流側に配
置するとともに上記中央通路の下流端に上記中央通路を
２分割する分離壁を設け、分離壁と制御弁との間の中央
通路に燃料噴射弁を配置し、分離壁と隣接する隔壁に中
央通路と側部通路とを連通する連通開口を形成するよう
にしたものが提案されている。 これは、低負荷運転時に
は制御弁により中央通路を全閉として、吸気の一部を連
通開口を介して中央通路の下流端の分岐通路に流入さ
せ、噴射燃料と混合させて点火栓の周囲に濃混合気を形
成して層状燃焼における着火性を確保し、また、高負荷
運転時には制御弁を全開として高い充填効率を得ようと
するものである。 しかしながら、このような技術では、
低負荷運転時では側部通路から流入した吸気流により燃
焼室内に強いスワール流が生じて乱れが発生しているた
め、連通開口から中央通路を介して燃焼室の中央部に流
入する混合気が拡散され着火性が損なわれるおそれがあ
る。 また、高負荷運転時では、制御弁を全開としても制
御弁自体が流路抵抗となるという課題がある。さらに
は、側部通路がシリンダ壁に沿うようないわゆるヘリカ
ルポートとして構成されているため、側部通路から流入
する吸気が燃焼室内において互いに衝突するような横ス
ワールとなる上、中央通路から流入する吸気流がさらに
横スワールと衝突するため、充填効率がよくないという
課題がある。 また、実願昭６１−１６５６６０号（実開
昭６３−７１４２３号）のマイクロフィルムには側部通
路に高負荷運転時に開弁する制御弁を設けた技術が開示
されている。そして、低負荷運転時にはこの制御弁を閉
じて外側吸気ポート部分を閉じることにより、内側吸気
ポート部分から干渉度合いの少ない混合気を流入させ強
い縦スワールを生成し、高負荷運転時には制御弁を開い
て外側吸気ポート部分を開放することにより、充填効率
を高め高負荷時に必要な混合気量を確保するようにした
ものが提案されている。 しかしながら、このような技術
では、低負荷運転時においては、内側吸気ポー トから導
入される混合気が燃焼室内に流入して強力な縦スワール
流が形成されるが、この縦スワールは単に点火栓周りに
着火可能な混合気を形成しているのみであり、外側吸気
ポートを制御弁で閉鎖しているため燃焼室全体として空
燃比をリーンとすることができないという課題がある。
また、やはり制御弁自体の存在が流路抵抗となり、内側
吸気ポートから導入される混合気の縦スワールと、外側
吸気ポートから導入される横スワールとが衝突して充填
効率がよくないという課題がある。 また、上記のいずれ
の技術においても制御弁や、制御弁の開度を調整するた
めの機構が必要となり、コストが上昇するという課題も
ある。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、
筒内における吸気のタンブル流の層状化を促進し、且
つ、燃焼室の着火手段側のタンブル流の空燃比を濃く、
その両側のタンブル流の空燃比を薄くして、理論空燃比
よりも少ない量の燃料の混合気でも安定した希薄燃焼状
態を保てるようにした、内燃機関の吸気ポート構造を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関の吸気ポート構造は、２つの吸気弁
によってそれぞれ開閉される２つの燃焼室開口を有した
吸気ポートをそなえ、該吸気ポートからの吸気流がそれ
ぞれ燃焼室内でタンブル流となるように構成された内燃
機関において、上記燃焼室頂部の中央部分に配設される
着火手段と、上記吸気ポート内の下面側内壁上に吸気流
線方向に沿って延設され、該吸気ポート内を上記着火手
段側の中央側通路とその両側の側方通路とに区画する２
つの隔壁と、上記吸気ポートの上面又はその近傍に配設
され、上記吸気ポート内で上記中央側通路の下方に向け
て燃料を噴射する燃料噴射手段とが設けられ、該吸気ポ
ートの該中央側通路及び該側方通路の通路断面積が機関
運転状態に関わらず一定に構成されていることを特徴と
している。

【００１２】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
吸気ポート構造は、上記請求項１記載の構成に加えて、
上記隔壁が、上記吸気ポートの下面側内壁から上面側内
壁に到達するように延設されていることを特徴としてい
る。また、請求項３記載の本発明の内燃機関の吸気ポー
ト構造は、上記請求項１記載の構成に加えて、上記隔壁
と上記吸気ポート上面側内壁との間に空間が設けられて
いることを特徴としている。

【００１３】

【作用】上述の請求項１記載の本発明の内燃機関の吸気
ポート構造では、２つの吸気弁によって開閉される２つ
の燃焼室開口を有した吸気ポートから燃焼室内に吸気が
送られて、タンブル流が形成される。この時、吸気ポー
ト内では、隔壁により、内部の吸気が着火手段側の中央
側通路と、その両側の側方通路とに２分される。また、
燃料は燃料噴射手段によって、中央通路の上面側から下
方へ噴射されて吸気流と混合される。したがって、中央
に混合気のタンブル流（縦スワール）が形成され、その
両側方に略空気のタンブル流が形成される。また、これ
らの３つのタンブル流は、いずれもシリンダ中心軸に直
交する軸周りに旋回する層状のタンブル流に形成される
ので互いに衝突することがなく充填効率が向上する。ま
た、吸気ポートの中央側通路及び側方通路の通路断面積
は、機関運転状態に関わらず一定であるため、機関運転
状態に応じて流路抵抗が変化しない。

【００１４】そして、上記の隔壁によって中央側通路に
は混合気のみが流入し、側方通路には空気のみが流入す
るので、燃焼室に流入した吸気流は、比較的燃料濃度の
高い混合気のタンブル流と、その両側の側方に空気のタ
ンブル流とが形成される。このような構造では、燃焼室
内全体としては希薄な状態の混合気を、着火手段側に比
較的濃い混合気のタンブル流を形成することにより、燃
焼状態が確実に安定する。

【００１５】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
吸気ポート構造のように、上記の隔壁が吸気ポートの下
面側内壁から上面側内壁に亘って形成されている場合
も、混合気の層と空気の層とが完全に分離されて燃焼室
内に流入する。また、上述のように、燃料は吸気ポート
の上面側から吸気ポートの下方へ向けて噴射されるの
で、請求項３記載の本発明の内燃機関の吸気ポート構造
のように、上記の隔壁と吸気ポートの上面との間に空間
が設けられている場合も、この隔壁により、燃焼室内で
は混合気の層と空気の層とのタンブル流が層状化され
る。

【００１６】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図１〜図６は本発明の第１実施例としての
内燃機関の吸気ポート構造を示すもので、図１はその構
成を示す模式的斜視図、図２はその構成を示す模式的上
面図であって図１におけるＡ矢視図、図３はその構成を
示す模式的な部分断面図であって図２におけるＣ−Ｃ断
面図、図４はその構成を示す模式的な部分断面図であっ
て図３におけるＢ−Ｂ断面図、図５はその作用を示す模
式図、図６（ａ）〜（ｄ）はその燃料噴射の仕方のバリ
エーションを示す模式図、図７〜図１０はそれぞれその
作用及び効果を説明するためのグラフである。

【００１７】図１に示すように、この第１実施例の吸気
ポート構造を有する内燃機関の各気筒には、シリンダブ
ロック２２に形成されたシリンダボア２４とピストン２
６とシリンダヘッド２８とで囲撓されて燃焼室３０が形
成されており、この燃焼室３０内には、吸気ポート４６
が導かれている。そして、この吸気ポート４６は、途中
でポート隔壁（吸気ポート分岐部）４６Ｃによって２つ
の吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂに２分されたサイアミ
ーズポートとなっており、各吸気ポート部分４６Ａ，４
６Ｂの燃焼室開口には、それぞれ吸気弁５８が設置され
ている。また、排気ポート４７もサイアミーズポートと
なっており、この燃焼室３０内には、２つの排気ポート
部分４７Ａ，４７Ｂも導かれ、それぞれ図示しない排気
弁が設置されている。

【００１８】なお、各吸気ポート部分（以下、この吸気
ポート部分についても単に吸気ポートという）４６Ａ，
４６Ｂは、図示しない吸気通路（インテークマニホール
ド）に連通接続されている。また、図中１Ａ，１Ｂは吸
気ポート４６Ａ，４６Ｂの各軸心線を示している。ま
た、各排気ポート４７Ａ，４７Ｂは下流側で合流して、
やはり共通の排気通路４７に連通接続されている。

【００１９】また、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの分岐部
４６Ｃ直前付近には、後述する燃料噴射手段としてのイ
ンジェクタ１２が取り付けられ、このインジェクタ１２
により、燃料が吸気ポート４６Ａ，４６Ｂに噴射される
ようになっている。そして、この実施例では、吸気ポー
ト４６Ａ，４６Ｂの分岐部４６Ｃ付近より下流側では、
各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂは互いに平行に形成されて
いる。これにより、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂからの
吸気は、互いに平行な状態で燃焼室３０に流入するよう
になっている。

【００２０】また、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの軸心
線１Ａ，１Ｂは、図２，図３及び図５に示すように、互
いに平行な２直線になっている。つまり、各吸気ポート
４６Ａ，４６Ｂは互いに平行な直線状のストレートポー
トに形成されているのである。更に、このストレートポ
ートの断面形状は、図４に示すように、吸気ポート４６
Ａ，４６Ｂのタンブル流側半部（つまりタンブル流を形
成する主成分流が流れる吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの上
側半部）４６Ａ−１，４６Ｂ−１が、他半部（つまりタ
ンブル流を阻止するような成分流が流れる吸気ポート４
６Ａ，４６Ｂの下側半部）４６Ａ−２，４６Ｂ−２より
も拡幅されており、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの吸気流
心Ｆ１がタンブル流側（つまり吸気ポート４６Ａ，４６
Ｂの上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１）へ偏心されてい
る。これにより、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂからの吸気
流が燃焼室３０内でタンブル流を形成し易いようになっ
ている。この第１実施例では、吸気ポート４６Ａ，４６
Ｂは、図４に示すような略逆三角形の断面を有するよう
に形成されている。

【００２１】さらに、図１に示すように、ピストン２６
の頂面には、ピストン２６が上死点に達した時にシリン
ダヘッド２８とピストン２６との間に空間が確保される
ように凹所３５が形成されている。そして、ピストン２
６の頂面には、この凹所３５に近接して、凹所３５より
も***した***部３９も設けられている。この***部３
９は、***部３９と凹所３５との間に形成された斜面３
７により、凹所３５になだらかに接続している。

【００２２】また、この凹所３５は、図示しない排気弁
の下方に形成されており、***部３９は吸気弁５８，５
８の下方に形成されている。したがって、図１に示すよ
うに、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂのタンブル流側半部４
６Ａ−１，４６Ｂ−１から流入した吸気流Ｆａ，Ｆｍ
は、この凹所３５から斜面３７を経て***部３９に達す
るようになっており、これにより、タンブル流の形成を
促進するようになっている。

【００２３】また、図１及び図５に示すように、燃焼室
３０の上方の頂部の中心部分には、着火手段としての点
火プラグ１１が配設されており、吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂの間の基準面３上に位置している。なお、ここで基
準面３とは、両吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの中央に位置
する仮想面である。ところで、図１〜図３，図５に示す
ように、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内には、それぞれ吸
気ポート４６Ａ，４６Ｂ内を左右方向に二分するような
隔壁２１が設けられ、この隔壁２１によって、各吸気ポ
ート４６Ａ，４６Ｂ内では、それぞれ、吸気流の基準面
３側の通路（点火プラグ側の中央側通路）４とこの基準
面３の外側の通路（中央側通路の両側の側方通路）５と
に吸気の流れ方向に沿って二分されるようになってい
る。

【００２４】この隔壁２１は、図２，図３に示すよう
に、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの軸心線１Ａ，１Ｂに沿
って、略垂直に形成されており、インジェクタ１２の配
設位置近傍から下流側に亘って延設されている。また、
これらの隔壁２１，２１は互いに略平行に配設されてお
り、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの下流側では、吸気弁５
８の軸線２に沿って吸気弁５８のステム部５７及び傘部
５６近傍まで延設されている。また、隔壁２１は吸気弁
５８の傘部５６やステム部５７には接触しないように、
これらと適当なクリアランスを確保して形成されてお
り、吸気弁５８の作動には何ら影響を及ぼさないように
なっている。

【００２５】そして、この第１実施例では、隔壁２１は
吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの上面側内壁８から下面側内
壁７に亘って形成されており、各吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂ内は中央側通路４と側方通路５とに分離されるよう
になっている。これにより、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ
内において中央側通路４と側方通路５とに分岐した流れ
は、隔壁２１で整流されながら互いに分離した状態を保
ちつつ燃焼室３０内に流入するようになっている。した
がって、このような隔壁２１により、この吸気の流れ
は、図５に示すように、燃焼室３０に流入すると、空気
に燃料の混合された混合気の層Ｆｍと空気のみの層Ｆ
ａ，Ｆａとの３つの層（中央側通路４とその両側の側方
通路５との計３つの流れ）に分離した状態、つまり、層
状化した状態でタンブル流に形成されるようになってい
る。したがって、本内燃機関は層状燃焼内燃機関として
構成されている。

【００２６】また、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内では、
隔壁２１の断面積分だけ吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの断
面積が減少しているので、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの
流量係数が低下してエンジン全開性能が低下することが
考えられる。このため、この吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ
は、図２，図４の斜線部１３に示すように、略逆三角形
の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を、この断面
積分を相殺するように十分に大きくして、エンジン全開
時の流量係数を確保するようになっている。

【００２７】また、上述したように、隔壁２１は流量係
数を確保するためその断面積を極力小さくするのが望ま
しく、このため、隔壁２１はその厚みが極力薄くなるよ
うに形成されている。本実施例では、図２に示すよう
に、隔壁２１の厚みをバルブステム５７の径と同等か、
又は、これよりも少し薄くしている。これにより、吸気
ポート４６の吸気流量を確保しながら、バルブステム５
７による吸気抵抗を低減することができ、吸気は燃焼室
３０に円滑に流入するようになっている。

【００２８】なお、図５において、隔壁２１については
その変形例を示しており、このように隔壁２１の厚みを
バルブステム５７の上流側では極力薄く形成し、バルブ
ステム５７に近づくにしたがって、除々にバルブステム
５７の径と略同等の厚さになるように形成しても良い。
これにより、バルブステム５７近傍の吸気流の流れをさ
らに整えることができるのである。

【００２９】また、この図５に示す変形例では、隔壁２
１の上流端が吸気ポート４６の途中から形成されている
が、この隔壁２１は、混合気と空気とを中央側通路４と
側方通路５に分岐させて、インジェクタ１２から噴射さ
れた燃料の側方通路５への拡散を防げれば良く、隔壁２
１の上流端は、図５に示すように、必ずしも吸気ポート
４６の上流端まで延設しなくても良い。

【００３０】また、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの中央側
通路４及び側方通路５の通路断面積は機関の運転状態に
関わらず一定となるように構成されている。すなわち、
中央側通路４及び側方通路５内には制御弁等の通路断面
積を変更するような機構は設けられておらず、吸気ポー
ト４６Ａ，４６Ｂ内の流路抵抗が極力小さくなるように
が構成されているのである。 これは、制御弁等を設ける
と制御弁等自体が流路抵抗になって、流量係数が減少す
ることが考えられるからであり、吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂ内の流路抵抗を極力低減すべく、このような制御弁
等の機構を排して構成しているである。ところで、上述
の燃料噴射手段としてのインジェクタ１２は、図１，図
５に示すように、２つの吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの分
岐部４６Ｃ付近の上部に配設されている。また、このイ
ンジェクタ１２は２つの吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ間の
吸気流の基準面（中心面）３に沿って配設されており、
吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの下流の下面方向に向けて燃
料を噴射するようになっている。なお、図２，図３及び
図５中の符号６はインジェクタ噴射軸線であり、インジ
ェクタ１２の噴射方向を示すものである。

【００３１】つまり、このインジェクタ噴射軸線６に示
すように、インジェクタ１２は、吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂ間の上部側から吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの下流側
の下方に向けて燃料を噴射するようになっている。そし
て、この下方に噴射された燃料は、吸気ポート４６Ａ，
４６Ｂに設けられた隔壁２１，２１により、これら吸気
ポート４６Ａ，４６Ｂ内の中央側通路４を通じて燃焼室
３０内に吸気されるようになっており、点火プラグ側の
両側の側方通路５には、空気のみが流れるようになって
いる。

【００３２】また、インジェクタ１２の噴射バリエーシ
ョンとしては、図６の（ａ）〜（ｄ）に示すようなタイ
プが考えられる。 （ａ）はサイアミーズ型吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの分
岐部４６Ｃに向けて燃料を噴射すもので、分岐部４６Ｃ
に燃料を積極的に衝突させた後、拡散した燃料を吸気ポ
ート４６Ａ，４６Ｂ内の中央側通路４に流すようにした
ものである。この吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの分岐部４
６Ｃは、インジェクタ１２の噴射方向に対してほぼ直交
するような面を有しており、この面に衝突した燃料を拡
散させるようになっている。

【００３３】次に、（ｂ）は燃料噴射孔を２つそなえた
インジェクタ１２を用いるタイプのもので、各燃料噴射
孔から噴射された２つ燃料の流れは、それぞれ、各吸気
ポート４６Ａ，４６Ｂの中央側通路４に直接流入してい
くようになっている。この場合は、吸気ポート４６Ａ，
４６Ｂの分岐部４６Ｃは曲面状に形成されて、吸気流の
吸入抵抗を低減している。

【００３４】また、（ｃ）のように燃料噴射孔が１つの
インジェクタ１２を用いて、各隔壁２１，２１には燃料
が付着しないように、中央側通路４内に向けて直接燃料
を噴射するようにしたタイプものも考えられる。この場
合、燃料が吸気とともに滑らかに吸入されるように、吸
気ポート４６Ａ，４６Ｂの分岐部４６Ｃを鋭角的に形成
している。

【００３５】また、（ｄ）は上述の（ｃ）とは逆に、燃
料を積極的に各隔壁２１，２１までに亘って広角に向け
て噴射するタイプのものである。この場合は、吸気ポー
ト４６Ａ，４６Ｂの分岐部４６Ｃは、抵抗を減らすべ
く、上記（ｂ）と同様に曲面状に丸められている。そし
て、この実施例では、上述の噴射バリエーションのいず
れかを用いている。

【００３６】なお、上述の（ａ）〜（ｄ）はインジェク
タ１２の噴射バリエーションを示すものであって、イン
ジェクタ１２の配設位置や噴射軸線６はいずれも同一で
ある。本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポー
ト構造は、上述のように構成されているので、吸気され
た空気は、インジェクタ１２で噴射された燃料と混合さ
れて各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂから燃焼室３０内に流
入し、燃焼室３０内で圧縮・膨張（爆発）された後、各
排気ポート４７Ａ，４７Ｂから排出される。

【００３７】また、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内で
は、タンブル流側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１からの吸
気流成分が、他半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２からの吸気
流成分よりも大幅に強くなる。すなわち、吸気ポート４
６Ａ，４６Ｂのタンブル流側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−
１からの吸気流成分はタンブル流を形成する流れの成分
であり、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの他半部４６Ａ−
２，４６Ｂ−２からの吸気流成分はタンブル流を阻止す
る成分であるので、上述の流量の不均衡により、吸気ポ
ート４６Ａ，４６Ｂの全体の流路断面積を縮小せずに、
つまり、吸気ポート全体の吸気流の流量（流速）を一定
にしながらも、タンブル流の強さを増加できるようにな
るのである。

【００３８】この時、吸気に際しては、吸気ポート４６
Ａ，４６Ｂの隔壁２１で仕切られた外側の通路５には空
気だけが送られ、一方、燃料は、吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂの隔壁２１で仕切られた中央側の通路４にのみ送ら
れるので、燃料と空気が層状化され、図１に示すよう
に、点火プラグ１１には燃料の濃い混合気の層Ｆｍが形
成され、その両隣には空気の層Ｆａが形成される。

【００３９】これは、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ及び
その内部に設けられた隔壁２１は略平行に配設されてい
るので、図５に示すように、各吸気ポート４６Ａ，４６
Ｂの中央側通路４から燃焼室３０に流入してきた混合気
の層Ｆｍと隔壁２１で仕切られた側方通路５から燃焼室
３０に流入してきた空気の層Ｆａとが燃焼室３０内でも
分離，層状化されるのである。

【００４０】これにより、燃焼室３０全体には燃料の少
ない混合気が送られても、点火プラグ１１近傍には着火
に十分な量の燃料が送られる。そして、燃料の混合され
た混合気が点火プラグ１１の近くに流通するので、着火
性を悪化させることなく理論空燃比よりも少ない量の燃
料の混合気でエンジンを運転することができる。また、
このように吸気流の層状化を促進することにより、燃焼
室３０内のタンブル流の形成も強化される。つまり、吸
気流を各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの中央側通路４と側
方通路５とに分岐させて、これらの分岐した吸気流を平
行な状態を保って燃焼室３０に流入させることにより、
吸気流が整流されてタンブル流が形成され易くなるので
ある。すなわち、燃焼室３０内に形成される混合気の層
Ｆｍとその両側方の空気の層Ｆａとからなる層状の３つ
のタンブル流は、図１に示すように、いずれもシリンダ
中心軸に直交する軸周りに旋回するので、互いに衝突す
ることがなく、充填効率が向上するのである。

【００４１】また、図７のグラフに示すように、吸気ポ
ート４６Ａ，４６Ｂに隔壁２１を設けて混合気の層状化
を促進することにより、より希薄な混合気で機関を運転
することができる。ここで、図７のグラフの横軸は空燃
比（Ａ／Ｆ）であり、縦軸はＮＯｘ排出量及びＰｉ（図
示平均有効圧）変動率である。また、線ａ及び線ｃは、
吸気ポートに隔壁２１を設けた機関の特性を示し、線ｂ
及び線ｄは、隔壁２１を有さない通常のタンブル流の吸
気ポートをそなえた機関の特性を示している。また、線
ａ，線ｂはＮＯｘ排出に関し、線ｃ，線ｄはＰｉ変動率
に関している。

【００４２】まず、線ａと線ｂとは、Ａ／ＦとＮＯｘ排
出量との関係を示したものであるが、この図に示すよう
に、隔壁２１を設けた機関（線ａ参照）では、通常のタ
ンブル流を用いた機関（線ｂ参照）よりもＡ／Ｆの値が
リーン（薄い）側でＮＯｘの排出量がピークとなる。ま
た、線ｃと線ｄとは、Ａ／ＦとＰｉ変動率との関係を示
したものである。ここで、Ｐｉ変動率とは機関の燃焼安
定性を判断する目安となるもので、このＰｉ変動率が低
過ぎると、機関の燃焼が安定せず、トルク変動を伴った
不快な運転状態となる。なお図中の基準線ｅは一般的に
不快感のない状態で運転できる燃焼安定限界のＰｉ変動
率である。

【００４３】この図に示すように、気筒内での安定した
燃焼状態が得られるＰｉ変動率の限界値に対して、隔壁
２１を設けた機関（線ｃ参照）では、通常のタンブル流
を用いた機関（線ｄ参照）よりもさらにリーン側のＡ／
Ｆで機関を運転することが可能であり、また、この時の
ＮＯｘの排出量も大幅に低減することができる。つま
り、よりリーンなＡ／Ｆでも安定した燃焼状態を得るこ
とができ、燃焼限界のＡ／Ｆを向上させることができる
ことを示している。

【００４４】したがって、本構造により極めて低燃費で
あって、且つ、ＮＯｘをほとんど排出しない機関を実現
することができる。また、図８，図９に示すように、吸
気ポート４６Ａ，４６Ｂの略逆三角形の断面の上側半部
４６Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大きくすることによ
り、エンジン全開時の流量係数を確保することができ
る。

【００４５】つまり、図８はポート断面積と平均タンブ
ル比及び平均流量係数との関係を示すものである。ここ
で線ａはポート断面積と平均タンブル比との関係を示
し、線ｂはポート断面積と平均流量係数との関係を示し
ている。また、図８中□印は、通常のタンブル流の吸気
ポートをそなえた機関の平均タンブル比を示すものであ
り、■印は、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ断面の上側半部
４６Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大きした吸気ポートを
そなえた機関の平均タンブル比を示すものである。

【００４６】また、○は、通常のタンブル流の吸気ポー
トをそなえた機関の平均流量係数を示すものであり、●
は、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ断面の上側半部４６Ａ−
１，４６Ｂ−１を十分に大きした吸気ポートをそなえた
機関の平均流量係数を示すものである。そして、本発明
の吸気ポート４６Ａ，４６Ｂでは、上側半部４６Ａ−
１，４６Ｂ−１を十分に大きくして、ポート断面積を確
保することにより、図に示すように、平均タンブル比，
平均流量係数ともに向上させることができる。

【００４７】これにより、タンブル比と流量係数との関
係は図９に示すようなものとなる。また、この図９にお
いて△印は従来のタンブル流を用いた機関，☆印は隔壁
２１を設けてはいるがこの隔壁２１により吸気ポート４
６Ａ，４６Ｂ内の断面積が低下している機関，★印は本
構造をそなえた機関であって吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ
の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大き
くしたものである。

【００４８】つまり、この図９に示すように、吸気ポー
ト４６Ａ，４６Ｂに隔壁２１を設けるだけでは、吸気流
の層状化を促進しても流量係数が低下してしまい、全開
性能の低下が考えられる。ここで、★印に示すように、
吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの断面の上側半部４６Ａ−
１，４６Ｂ−１を十分に大きくすることにより、タンブ
ル比及び流量係数を向上させることができる。したがっ
て、隔壁２１を設けることによる吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂの断面積の減少を補うことができ、機関の全開性能
を確保することができる。

【００４９】また、図１０は機関の回転速度とトルク及
び出力とを示すものであって、図中、線ａ及び線ｃは本
構造をそなえた機関の特性を示すグラフ、線ｂ及び線ｄ
は従来の吸気ポート構造をそなえた機関の特性を示すグ
ラフである。まず、線ａ及び線ｂは機関の回転速度とト
ルクとの関係を示しているが、この２つの曲線にほとん
ど差はなく、本構造をそなえた機関が従来よりも希薄な
混合気で運転しても従来の機関と同等のトルクを実現し
ていることを示している。

【００５０】そして、線ｃ及び線ｄは機関の回転速度と
出力との関係を示すものであるが、これらの線ｃと線ｄ
とについても上述のトルク特性と同様に、ほとんど差は
なく、従来よりも希薄な混合気で運転しても従来の機関
と出力を得ることができることを示している。したがっ
て、図１０に示すように、本構造をそなえた機関は吸気
ポート４６Ａ，４６Ｂのタンブル比及び流量係数を大き
くすることにより、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内に隔壁
２１，２１を設けても、従来の機関と同等のトルク，出
力特性の内燃機関を実現することができる。

【００５１】このように、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂに
隔壁２１，２１を設けて、且つ、吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂの略逆三角形の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ
−１を十分に大きくすることにより、トルク，出力とも
従来の内燃機関よりも低下させることなく、従来の内燃
機関よりも希薄な混合気で安定した燃焼状態を保つこと
ができ、ＮＯｘを低下することができる。また、同時に
燃費も向上させることができる。

【００５２】さらに、図３に示すように、隔壁２１の下
流側端部を吸気弁５８の軸線２の上流側に形成すること
により、製造工程を簡略なものとすることができ、製造
コストも低く抑制することができる。なお、この第１実
施例は、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂを２つ、排気ポート
４７を１つそなえた３弁式の内燃機関にも、同様にして
適用することができる。

【００５３】次に本発明の第２実施例としての内燃機関
の吸気ポート構造について説明すると、図１１はその構
成を示す模式的な部分断面図であって第１実施例におけ
る図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に対応する図であ
る。この第２実施例は、上述の第１実施例における隔壁
２１の形状のみが異なっており、その他の構造は上述の
第１実施例と同様の構成となっている。

【００５４】そして、この第２実施例では、図１１に示
すように、隔壁２１Ａは吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの上
面側内壁８から下面側内壁７に亘って形成されており、
特に、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内の吸気弁５８のステ
ム部５７の先端にも隔壁２１Ｂが設けられている。これ
により、中央側通路４と側方通路５とは完全に分離され
るようになっている。また、吸気弁５８のバルブステム
５７は隔壁２１Ａ，２１Ｂを縦方向に貫通するよう設け
られている。

【００５５】これにより、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内
において中央側通路４と側方通路５とに分岐した吸気流
の流れは、吸気弁５８から燃焼室３０内に流入するま
で、完全に分離した状態を保つようになっている。この
ような隔壁２１Ａ，２１Ｂにより、この流れは燃焼室３
０に流入してからも混合気の層Ｆｍと空気の層Ｆａ，Ｆ
ａとの３つの層（中央側通路４とその両側の側方通路５
との計３つの流れ）に分離した状態、つまり、層状化し
た状態を保つことができるようになっている。したがっ
て、本内燃機関は層状燃焼内燃機関として構成されてい
る。

【００５６】本発明の第２実施例としての内燃機関の吸
気ポート構造は、上述のように構成されているので、前
述の第１実施例と同様な効果を得ることができる他、吸
気流の層状化をさらに促進することができる。つまり、
吸気弁５８のステム部５７の先端に、隔壁２１Ａの延長
線上に沿って隔壁２１Ｂを追加するという簡単な構成に
より、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内で分岐した吸気流を
完全に分離して、燃焼室３０内において混合気の層状化
をより確実に実現することができる。そして、これによ
り希薄な混合気を確実に燃焼することができる。

【００５７】次に本発明の第３実施例としての内燃機関
の吸気ポート構造について説明すると、図１２はその構
成を示す模式的な部分断面図であって第１実施例におけ
る図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に対応する図であ
る。この第３実施例においても、第２実施例と同様に、
上述の第１実施例における隔壁２１，２１の形状のみが
異なっており、その他の構造は上述の第１及び第２実施
例と同様の構成となっている。また、本内燃機関も層状
燃焼内燃機関として構成されている。

【００５８】この実施例では、図１２に示すように、隔
壁２１Ｃは吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの下半部側に互い
に平行に形成されており、この下半部のみが縦方向に二
分されるようになっている。したがって、各吸気ポート
４６Ａ，４６Ｂの上半部では、中央側通路４と側方通路
５とが仕切られずに、２つ通路４，５が１つの通路とし
て形成されるようになっている。

【００５９】本発明の第３実施例としての内燃機関の吸
気ポート構造は、上述のように構成されているので、上
述の第１実施例と同様な効果を得ることができる他、第
２実施例と同様に製造コストを低減することができる。
つまり、本実施例では、第１実施例でも述べたように、
インジェクタ１２は２つの吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの
分岐部４６Ｃ付近の吸気通路の上部に配設されて、吸気
通路の上部側から吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの下方に向
けて燃料を噴射するようになっているので、吸気ポート
４６Ａ，４６Ｂ内に設けられた隔壁２１Ｃが下半部側だ
けを仕切ることで、吸気を十分に層状化することができ
る。そして、この第３実施例の隔壁２１Ｃは、第２実施
例の隔壁２１の上半部を省略することにより、この上半
部の製造コストを削減することができ、また、吸気ポー
ト４６Ａ，４６Ｂの重量を低減することができる。

【００６０】次に本発明の第４実施例としての内燃機関
の吸気ポート構造について説明すると、図１３はその構
成を示す模式的な部分断面図であって第１実施例におけ
る図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に対応する図であ
る。また、本内燃機関も層状燃焼内燃機関として構成さ
れている。この第４実施例における隔壁２１Ｄも、第１
実施例と同様に吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの上面側内壁
８から下面側内壁７に亘って平行に形成されており、各
吸気ポート４６Ａ，４６Ｂを左右方向に二分するように
設けられている。そして、これらの隔壁２１Ｄ，２１Ｄ
によって、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内は点火プラグ
側（中央側）通路４と反点火プラグ側（外側）通路５と
に吸気の流れ方向に沿って二分されるようになってい
る。

【００６１】そして、図１３に示すように、この隔壁２
１Ｄは、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの上流側から吸気弁
５８の傘部５６の手前まで延設されており、第２実施例
の隔壁２１Ｂに対して、傘部５６近傍の部位を省略して
形成されている。本発明の第４実施例としての内燃機関
の吸気ポート構造は、上述のように構成されているの
で、上述の第１実施例と同様な効果を得ることができる
他、製造工数を低減することができる。つまり、隔壁２
１Ｄを吸気弁５８の傘部５６近傍の部位を省略して形成
することにより、あまり精度の高い製造技術を必要とし
ないで吸気ポート４６Ａ，４６Ｂを成形することができ
る。

【００６２】次に本発明の第５実施例としての内燃機関
の吸気ポート構造について説明すると、図１４はその構
成を示す模式的な部分断面図であって第１実施例におけ
る図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に対応する図であ
る。また、本内燃機関も層状燃焼内燃機関として構成さ
れている。この第５実施例の隔壁２１Ｅは、第４実施例
の隔壁２１Ｄに対して、吸気弁５８のステム部５７近傍
の部位を省略して設けられている。つまり、図示するよ
うに、この隔壁２１Ｅの端部は、吸気弁５８のステム５
７とほぼ平行に形成され、これにより、隔壁２１Ｅの端
部は、一直線状に形成されている。また、この吸気弁５
８のステム部５７と隔壁２１Ｅの端部との隙間は、大き
すぎると吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内の吸気の流れが乱
れることが考えられので、この隙間はあまり大きくなり
過ぎないように設けられている。

【００６３】本発明の第５実施例としての内燃機関の吸
気ポート構造は、上述のように構成されているので、上
述の第１実施例と同様な効果を得ることができ、また、
隔壁２１Ｅの形状も単純なものとなるので、製造コスト
や工数を低減することができる。次に本発明の第６実施
例としての内燃機関の吸気ポート構造について説明する
と、図１５〜図２１は本発明の第６実施例としての内燃
機関の吸気ポート構造を示すもので、図１５はその模式
的平面図、図１６はその模式的部分縦断面図、図１７は
その流れ方向に直交する面の模式的断面図、図１８〜図
２０はそれぞれその流れ方向に直交する面の断面形状の
種々の例を図１７に対応させて示す模式的断面図、図２
１はその変形例を図１５に対応させて示す模式的平面図
である。

【００６４】なお、本内燃機関も層状燃焼内燃機関とし
て構成されている。さて、図１５，図１６に示すよう
に、この第１実施例にかかる吸気ポート構造を有する内
燃機関の各気筒には、シリンダブロック２２に形成され
たシリンダボア２４とピストン２６とシリンダヘッド２
８とで囲撓されて燃焼室３０が形成され、この燃焼室３
０内に、２つの吸気ポート４６Ａ，４６Ｂが導かれ、そ
れぞれ吸気弁５８が設置されている。また、この燃焼室
３０内には、２つの排気ポート４７Ａ，４７Ｂも導か
れ、それぞれ排気弁が設置されている。

【００６５】なお、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂは上流
側で合流して共通の吸気通路４３に連通接続されるとと
もに、各排気ポート４７Ａ，４７Ｂは下流側で合流して
共通の排気通路６０に連通接続されている。また、シリ
ンダ２５の中心部には、着火手段としての点火プラグ１
１が吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの中間に位置するように
なっている。

【００６６】さらに、燃焼室３０の上壁部には、ペント
ルーフ３４が形成されて、このペントルーフ３４には、
各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂからの吸気流を、各吸気ポ
ート４６Ａ，４６Ｂの延長軸線上のシリンダボア２４の
内壁面に沿って下方に案内しうるような斜面がそなえら
れている。このペントルーフ３４の案内によっても、タ
ンブル流の発生が促進されるようになっている。

【００６７】また、この内燃機関の各吸気ポート４６
Ａ，４６Ｂは、図１６に示すように、直線状のストレー
トポートに形成されており、更にこのストレートポート
の断面形状は、図１７に示すように、吸気ポート４６
Ａ，４６Ｂのタンブル流側半部（つまりタンブル流を形
成する主成分流が流れる吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの上
側半部）４６Ａ−１，４６Ｂ−１が、他半部（つまりタ
ンブル流を阻止するような成分流が流れる吸気ポート４
６Ａ，４６Ｂの下側半部）４６Ａ−２，４６Ｂ−２より
も拡幅されており、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの吸気流
心がタンブル流側（つまり吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの
上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１）へ偏心されている。
これにより、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂからの吸気流が
燃焼室３０内でタンブル流を形成し易いようになってい
る。

【００６８】そして、この第６実施例では、吸気ポート
４６Ａ，４６Ｂは、略逆三角形の断面を有するように形
成されている。ところで、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内
には、それぞれ吸気ポート４６Ａ，４６Ｂを左右方向に
二分するような隔壁２１が設けられ、この隔壁２１によ
って、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内は点火プラグ側
（中央側）と反点火プラグ側（外側）とに混合気の流れ
方向に沿って二分されるようになっている。

【００６９】また、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの合流部
付近には燃料噴射手段としてのインジェクタ１２が取り
付けられ、このインジェクタ１２は吸気ポート４６Ａ，
４６Ｂの隔壁２１で仕切られた中央側に燃料を送るよう
になっている（図１５，図１７参照）。なお、吸気弁５
８のバルブステム５７は隔壁２１を縦方向に貫通してい
る。

【００７０】また、隔壁２１付きの吸気ポート４６Ａ，
４６Ｂについて、そのタンブル流側半部４６Ａ−１，４
６Ｂ−１を、他半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２よりも拡幅
するための断面形状としては、図１７に示すようなもの
のほか、図１８に示すように野球のホームベース形状に
したものや、図１９に示すように他半部４６Ａ−２，４
６Ｂ−２に丸みを持たせて舌形状にしたものや、図２０
に示すように隔壁２１で仕切られた各吸気ポート部分を
それぞれ野球のホームベース形状にしたもの等、種々の
ものが考えられる。

【００７１】このような構成により、吸気はインジェク
タ１２で噴射された燃料と混合されて各吸気ポート４６
Ａ，４６Ｂから燃焼室３０内に流入し、この混合気は燃
焼室３０内で圧縮・膨張（爆発）された後、各排気ポー
ト４７Ａ，４７Ｂから排気通路６０に排出されるが、吸
気に際しては、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの隔壁２１で
仕切られた外側には空気だけが送られ、燃料は、吸気ポ
ート４６Ａ，４６Ｂの隔壁２１で仕切られた中央側にの
み送られるので、燃料と空気が層状化され、点火プラグ
１１には燃料の濃い層の混合気が供給される。このた
め、燃焼室３０全体には燃料の少ない混合気が送られ、
点火プラグ１１には着火に十分な量の燃料が送られる。
従って、燃料の濃い場所を点火プラグ１１の近くに作る
ことができるので、着火性を悪化させることなく理論空
燃比よりも少ない量の燃料の混合気によってエンジンを
運転することができる。

【００７２】また、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂのタン
ブル流側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１からの吸気流成分
が、他半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２からの吸気流成分よ
りも大幅に強くなる。すなわち、吸気ポート４６Ａ，４
６Ｂのタンブル流側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１からの
吸気流成分はタンブル流を形成する流れの成分であり、
吸気ポート４６Ａ，４６Ｂの他半部４６Ａ−２，４６Ｂ
−２からの吸気流成分はタンブル流を阻止する成分であ
るので、上述の流量の不均衡により、吸気ポートの全体
の流路断面積を縮小せずに、つまり、吸気ポート全体の
吸気流の流量（流速）を一定にしながらも、タンブル流
の強さを増加できるようになるのである。

【００７３】なお、この第６実施例は、図２１に示すよ
うに、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂを２つ、排気ポート４
７を１つそなえた３弁式の内燃機関にも、同様にして適
用することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の内燃機関の吸気ポート構造によれば、２つの吸気
弁によってそれぞれ開閉される２つの燃焼室開口を有し
た吸気ポートをそなえ、該吸気ポートからの吸気流がそ
れぞれ燃焼室内でタンブル流となるように構成された内
燃機関において、上記燃焼室頂部の中央部分に配設され
る着火手段と、上記吸気ポート内の下面側内壁上に吸気
流線方向に沿って延設され、該吸気ポート内を上記着火
手段側の中央側通路とその両側の側方通路とに区画する
２つの隔壁と、上記吸気ポートの上面又はその近傍に配
設され、上記吸気ポート内で上記中央側通路の下方に向
けて燃料を噴射する燃料噴射手段とが設けられ、該吸気
ポートの該中央側通路及び該側方通路の通路断面積が機
関運転状態に関わらず一定であるという構成により、吸
気ポート内の混合気の流れと空気（あるいはリーンな混
合気）の流れとを分離することができ、混合気の層のタ
ンブル流を燃焼室頂部の中央部分の着火手段側に形成
し、空気のみの層のタンブル流を反着火手段側に形成す
ることができる。これにより、希薄な混合気でも安定し
た燃焼状態を得ることができ、極めて低燃費な内燃機関
を実現することができる。また、燃焼室内には混合気と
その両側方の空気のタンブル流とからなる層状のタンブ
ル流が形成されるが、これらの３つのタンブル流は、い
ずれもシリンダ中心軸に直交する軸周りに層状に旋回す
るので、互いに衝突することがなく充填効率が向上する
という利点がある。 また、本発明によれば、吸気ポート
内に流路断面積を変更するための制御弁等を排して、吸
気ポートの中央側通路及び側方通路の通路断面積を機関
運転状態に関わらず一定に構成することにより、吸気ポ
ート内の流路抵抗が極力抑制されて、流量係数が向上す
るという利点も有している。さらには、上述のような制
御弁等を用いていないので、制御弁自体や制御弁の開度
を調整するための機構が不要となり、コストも抑制する
ことができる利点がある。

【００７５】また、請求項２記載のように、上記隔壁
が、上記吸気ポートの下面側内壁から上面側内壁に到達
するように延設されていると、吸気ポート内の混合気の
流れと空気の流れとを完全に分離することができ、混合
気の層と空気のみの層との層状化を強化することができ
る。さらに、請求項３記載のように、上記隔壁と上記吸
気ポート上面側内壁との間に空間が設けられるように構
成しても吸気ポート内の混合気の流れと空気の流れとを
分離することができ、また、これにより吸気ポートの重
量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の示す模式的な斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の構成を示す模式的上面図であって図１におけ
るＡ矢視図である。

【図３】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の構成を示す模式的な部分断面図であって図２
におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図４】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の構成を示す模式的な部分断面図であって図３
におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の作用を示す模式図である。

【図６】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造における燃料噴射の仕方のバリエーションを示
す模式図である。

【図７】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の効果を示すグラフである。

【図８】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の効果を示すグラフである。

【図９】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気ポ
ート構造の効果を示すグラフである。

【図１０】本発明の第１実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の効果を示すグラフである。

【図１１】本発明の第２実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の構成を示す模式的な部分断面図であって第
１実施例における図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に
対応する図

【図１２】本発明の第３実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の構成を示す模式的な部分断面図であって第
１実施例における図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に
対応する図である。

【図１３】本発明の第４実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の構成を示す模式的な部分断面図であって第
１実施例における図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に
対応する図である。

【図１４】本発明の第５実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の構成を示す模式的な部分断面図であって第
１実施例における図３（図２におけるＣ−Ｃ断面図）に
対応する図である。

【図１５】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の模式的な平面図である。

【図１６】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の模式的部分縦断面図である。

【図１７】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造におけるその流れ方向に直交する面の模式的
断面図である。

【図１８】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造におけるその流れ方向に直交する面の断面形
状の他の例を図３に対応させて示す模式的断面図であ
る。

【図１９】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造におけるその流れ方向に直交する面の断面形
状の他の例を図１７に対応させて示す模式的断面図であ
る。

【図２０】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造におけるその流れ方向に直交する面の断面形
状の他の例を図１７に対応させて示す模式的断面図であ
る。

【図２１】本発明の第６実施例としての内燃機関の吸気
ポート構造の変形例を図１５に対応させて示す模式的平
面図である。

【図２２】従来の内燃機関の吸気ポート構造を燃焼室回
りと併せて示す模式的な縦断面図である。

【図２３】従来の内燃機関の吸気ポート構造を燃焼室回
りと併せて示す模式的な斜視図である。

【図２４】従来の内燃機関の吸気ポート構造の吸気の流
れ方向に直行する面の模式的な断面図（図２２のＤ−Ｄ
矢視断面図）である。

【図２５】従来の内燃機関の吸気ポート構造の吸気の流
れ方向に直行する面の模式的な断面の他の例を示す断面
図（図２２のＤ−Ｄ矢視断面に対応する図）である。

【図２６】従来の内燃機関の吸気ポート構造の他の例を
示す模式的な縦断面図である。

【図２７】従来のタンブル流を利用した内燃機関におけ
るタンブル流による効果を示すグラフである。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ 吸気ポート軸心線 ２ 吸気弁軸線 ３ 吸気ポート基準面 ４ 中央側通路 ５ 側方通路 ６ インジェクタ噴射軸線 ７ 吸気ポート下面側内壁 ８ 吸気ポート上面側内壁 １１ 着火手段としての点火プラグ １２ 燃料噴射手段としてのインジェクタ １３ 吸気ポート斜線部 ２１，２１Ａ〜２１Ｅ 隔壁 ２２ シリンダブロック ２４ シリンダボア ２５ シリンダ ２６ ピストン ２８ シリンダヘッド ３０ 燃焼室 ３４ ペントルーフ ３５ 凹所 ３７ 斜面 ３９ ***部 ４６，４４′，４０Ｆ，４２Ｆ 吸気ポート ４０′，４２′，４６Ａ，４６Ｂ 吸気ポート部分 ４６Ａ−１，４６Ｂ−１ 吸気ポートの上側半部 ４６Ａ−２，４６Ｂ−２ 吸気ポートの下側半部 ４６Ｃ ポート隔壁又は、ポート分岐部 ４７ 排気ポート ４７Ａ，４７Ｂ 排気ポート部分 ５６ バルブ傘部 ５７ バルブステム部 ５８ 吸気弁 ５９ 排気弁 ６０ 排気通路 Ｆａ 空気のタンブル流 Ｆｍ 混合気のタンブル流 Ｆ１ 吸気ポート内の流心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 保樹 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 畠 道博 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 松尾 俊介 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−147537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233314（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−71423（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの吸気弁によってそれぞれ開閉され
   る２つの燃焼室開口を有した吸気ポートをそなえ、該吸
   気ポートからの吸気流がそれぞれ燃焼室内でタンブル流
   となるように構成された内燃機関において、 上記燃焼室頂部の中央部分に配設される着火手段と、 上記吸気ポート内の下面側内壁上に吸気流線方向に沿っ
   て延設され、該吸気ポート内を上記着火手段側の中央側
   通路とその両側の側方通路とに区画する２つの隔壁と、 上記吸気ポートの上面又はその近傍に配設され、上記吸
   気ポート内で上記中央側通路の下方に向けて燃料を噴射
   する燃料噴射手段とが設けられ、 該吸気ポートの該中央側通路及び該側方通路の通路断面
   積が機関運転状態に関わらず一定に構成されている こと
   を特徴とする、内燃機関の吸気ポート構造。
2. 【請求項２】 上記隔壁が、上記吸気ポートの下面側内
   壁から上面側内壁に到達するように延設されていること
   を特徴とする、請求項１記載の内燃機関の吸気ポート構
   造。
3. 【請求項３】 上記隔壁と上記吸気ポート上面側内壁と
   の間に空間が設けられていることを特徴とする、請求項
   １記載の内燃機関の吸気ポート構造。