JP3513911B2 - ディーゼルエンジンの吸気装置 - Google Patents
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの吸
気装置、特に気筒毎に複数の吸気ポートを設け、これら
吸気ポートをいずれもシリンダボアに直線的に入射する
スロート部を備えたストレートポートとして、かつ、シ
リンダ軸線に直交する面内での各吸気ポートの入射方向
をいずれもシリンダの接線方向に設定したディーゼルエ
ンジンの吸気装置に関する。
気装置、特に気筒毎に複数の吸気ポートを設け、これら
吸気ポートをいずれもシリンダボアに直線的に入射する
スロート部を備えたストレートポートとして、かつ、シ
リンダ軸線に直交する面内での各吸気ポートの入射方向
をいずれもシリンダの接線方向に設定したディーゼルエ
ンジンの吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの体積効率を高める
ため気筒毎に吸気ポートを二つ設けるとともに、スワー
ルによる燃焼性改善を図るためこれら吸気ポートを吸入
空気の流れがシリンダボア内で同一回転方向となるよう
に設定することは従来から知られている。
ため気筒毎に吸気ポートを二つ設けるとともに、スワー
ルによる燃焼性改善を図るためこれら吸気ポートを吸入
空気の流れがシリンダボア内で同一回転方向となるよう
に設定することは従来から知られている。
【０００３】ところで、上記のように気筒毎に吸気ポー
トを二つ設けた従来の所謂吸気２弁のディーゼルエンジ
ンでは、二つの吸気ポートの内の一方をスロート部が螺
旋状にシリンダボアに入射するヘリカルポートとし、も
う一方は、スロート部が直線的にシリンダボアに入射
し、その入射方向がシリンダの接線方向となるようタン
ジェンシャル設定のストレートポートとしたものが一般
的であった。この場合は、吸気ポートの一つがヘリカル
ポートであるためスワール比は高くなるが、ヘリカルポ
ートの通気抵抗が大きいために体積効率は低下する。し
かし、最近のディーゼルエンジンでは燃料噴射系が改善
され低スワール比でも燃焼性の確保が可能となったこと
もあって、むしろ低スワール比で高体積効率を追及する
という要求が強い。そこで、より高い体積効率を達成す
るため、二つの吸気ポートをいずれもストレートポート
とし、かつ、それらをタンジェンシャル設定として必要
なスワール比を確保できるようにしたものが提案されて
いる。実開昭６２−１４４号公報に記載されたものはそ
の一例であって、気筒毎に二つの吸気ポートを備え、そ
れらが共にタンジェンシャル設定のストレートポートで
あり、また、これら吸気ポートは、スワール生成方向の
後ろ側に位置する吸気ポートの出口側開口が気筒列方向
に対しシリンダヘッドの吸気側端面に近く、スワール生
成方向の前側に位置する吸気ポートの出口側開口が気筒
列方向に対しシリンダヘッドの吸気側端面から遠くなる
よう所謂千鳥配置とされている。
トを二つ設けた従来の所謂吸気２弁のディーゼルエンジ
ンでは、二つの吸気ポートの内の一方をスロート部が螺
旋状にシリンダボアに入射するヘリカルポートとし、も
う一方は、スロート部が直線的にシリンダボアに入射
し、その入射方向がシリンダの接線方向となるようタン
ジェンシャル設定のストレートポートとしたものが一般
的であった。この場合は、吸気ポートの一つがヘリカル
ポートであるためスワール比は高くなるが、ヘリカルポ
ートの通気抵抗が大きいために体積効率は低下する。し
かし、最近のディーゼルエンジンでは燃料噴射系が改善
され低スワール比でも燃焼性の確保が可能となったこと
もあって、むしろ低スワール比で高体積効率を追及する
という要求が強い。そこで、より高い体積効率を達成す
るため、二つの吸気ポートをいずれもストレートポート
とし、かつ、それらをタンジェンシャル設定として必要
なスワール比を確保できるようにしたものが提案されて
いる。実開昭６２−１４４号公報に記載されたものはそ
の一例であって、気筒毎に二つの吸気ポートを備え、そ
れらが共にタンジェンシャル設定のストレートポートで
あり、また、これら吸気ポートは、スワール生成方向の
後ろ側に位置する吸気ポートの出口側開口が気筒列方向
に対しシリンダヘッドの吸気側端面に近く、スワール生
成方向の前側に位置する吸気ポートの出口側開口が気筒
列方向に対しシリンダヘッドの吸気側端面から遠くなる
よう所謂千鳥配置とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】吸気２弁のディーゼル
エンジンにおいて必要なスワール比を確保しつつ高体積
効率を得るようにするために上記のように二つの吸気ポ
ートをいずれもタンジェンシャル設定のストレートポー
トとすることが提案されているが、これを実際に行う場
合には、単に二つの吸気ポートをストレートポートとす
るだけでは体積効率が十分に向上せず、また、燃焼が不
均一となってエミッション性能が悪化するという問題が
生ずる。
エンジンにおいて必要なスワール比を確保しつつ高体積
効率を得るようにするために上記のように二つの吸気ポ
ートをいずれもタンジェンシャル設定のストレートポー
トとすることが提案されているが、これを実際に行う場
合には、単に二つの吸気ポートをストレートポートとす
るだけでは体積効率が十分に向上せず、また、燃焼が不
均一となってエミッション性能が悪化するという問題が
生ずる。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、ディーゼルエンジンにおいて必要なスワール
比を確保しつつ体積効率を向上させ、かつ、燃焼が不均
一となるのを防止して出力性能およびエミッション性能
を改善できるようにすることを目的とする。
であって、ディーゼルエンジンにおいて必要なスワール
比を確保しつつ体積効率を向上させ、かつ、燃焼が不均
一となるのを防止して出力性能およびエミッション性能
を改善できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、気筒毎の例え
ば二つの吸気ポートを共にストレートポートとした場合
に、二つの吸気ポート間に吸気流の干渉が生じ、また、
後ろ側の吸気ポートからの吸気流が前側の吸気ポートの
吸気弁に衝突することで体積効率が低下し、また、二つ
のストレートポートから吸気が同方向に流入することに
よってシリンダ内に強いタンブル流（すなわち、縦渦）
が発生し、このタンブル流が持続して圧縮上死点で崩壊
し燃焼室キャビティ内に不均一な空気流動を生成するた
め、燃料噴射ノズルの各噴孔から噴射された燃料噴霧の
広がりが噴孔毎に異なり噴霧の密度分布が不均一となっ
て不均一燃焼を発生させることを見いだし、これらを解
消して体積効率を向上させ均一燃焼を実現させるようデ
ィーゼルエンジンの吸気装置を構成したものである。
ば二つの吸気ポートを共にストレートポートとした場合
に、二つの吸気ポート間に吸気流の干渉が生じ、また、
後ろ側の吸気ポートからの吸気流が前側の吸気ポートの
吸気弁に衝突することで体積効率が低下し、また、二つ
のストレートポートから吸気が同方向に流入することに
よってシリンダ内に強いタンブル流（すなわち、縦渦）
が発生し、このタンブル流が持続して圧縮上死点で崩壊
し燃焼室キャビティ内に不均一な空気流動を生成するた
め、燃料噴射ノズルの各噴孔から噴射された燃料噴霧の
広がりが噴孔毎に異なり噴霧の密度分布が不均一となっ
て不均一燃焼を発生させることを見いだし、これらを解
消して体積効率を向上させ均一燃焼を実現させるようデ
ィーゼルエンジンの吸気装置を構成したものである。
【０００７】 本
発明に係るディーゼルエンジンの吸気装
置は、請求項１の構成のとおり、スワール生成方向の前
側に開口する吸気ポートおよびスワール生成方向の後側
に開口する吸気ポートの各スロート部におけるポート軸
線に対し前記出口側開口の中心を通り該出口側開口の開
口面に垂直な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定
曲率半径の軸線移行部を設け、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移
行部の曲率半径を、スワール生成方向の後ろ側に開口す
る吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部の曲
率半径よりも小とし、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートの前記ポート軸線の前記バルブ軸線に対す
る傾きを、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気ポ
ートの前記ポート軸線の前記バルブ軸線に対する傾きよ
りも大とする。そして、その場合に請求項５の構成のと
おり、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートの
前記軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの内側に設定
し、スワール生成方向の後側に開口する吸気ポートの前
記軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの外側に設定す
るのがよい。
置は、請求項１の構成のとおり、スワール生成方向の前
側に開口する吸気ポートおよびスワール生成方向の後側
に開口する吸気ポートの各スロート部におけるポート軸
線に対し前記出口側開口の中心を通り該出口側開口の開
口面に垂直な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定
曲率半径の軸線移行部を設け、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移
行部の曲率半径を、スワール生成方向の後ろ側に開口す
る吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部の曲
率半径よりも小とし、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートの前記ポート軸線の前記バルブ軸線に対す
る傾きを、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気ポ
ートの前記ポート軸線の前記バルブ軸線に対する傾きよ
りも大とする。そして、その場合に請求項５の構成のと
おり、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートの
前記軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの内側に設定
し、スワール生成方向の後側に開口する吸気ポートの前
記軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの外側に設定す
るのがよい。
【０００８】
また、本発明に係るディーゼルエンジンの
吸気装置は、請求項２の構成のとおり、スワール生成方
向の前側に開口する吸気ポートの前記スロート部におけ
るポート軸線を略直線により構成し、スワール生成方向
の後ろ側に開口する吸気ポートの前記スロート部におけ
るポート軸線を該吸気ポートのポート軸線に設けた前記
軸線移行部より曲率半径の大きい曲線により構成するこ
とができる。
吸気装置は、請求項２の構成のとおり、スワール生成方
向の前側に開口する吸気ポートの前記スロート部におけ
るポート軸線を略直線により構成し、スワール生成方向
の後ろ側に開口する吸気ポートの前記スロート部におけ
るポート軸線を該吸気ポートのポート軸線に設けた前記
軸線移行部より曲率半径の大きい曲線により構成するこ
とができる。
【０００９】
また、本発明に係るディーゼルエンジンの
吸気装置は、請求項３の構成のとおり、スワール生成方
向の後ろ側に開口する吸気ポートの前記スロート部にお
けるポート軸線を該吸気ポートのポート軸線に設けた前
記軸線移行部より曲率半径の大きい曲線により構成し、
スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートの前記ス
ロート部におけるポート軸線を前記曲線より更に曲率半
径の大きい曲線により構成することができる。
吸気装置は、請求項３の構成のとおり、スワール生成方
向の後ろ側に開口する吸気ポートの前記スロート部にお
けるポート軸線を該吸気ポートのポート軸線に設けた前
記軸線移行部より曲率半径の大きい曲線により構成し、
スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートの前記ス
ロート部におけるポート軸線を前記曲線より更に曲率半
径の大きい曲線により構成することができる。
【００１０】
また、本発明に係るディーゼルエンジンの
吸気装置は、請求項４の構成のとおり、スワール生成方
向の前側に開口する吸気ポートの前記スロート部におけ
るポート軸線を略直線により構成し、また、スワール生
成方向の後ろ側に開口する吸気ポートの前記スロート部
におけるポート軸線を略直線により構成することができ
る。
吸気装置は、請求項４の構成のとおり、スワール生成方
向の前側に開口する吸気ポートの前記スロート部におけ
るポート軸線を略直線により構成し、また、スワール生
成方向の後ろ側に開口する吸気ポートの前記スロート部
におけるポート軸線を略直線により構成することができ
る。
【００１１】
【作用】本発明の請求項１に係るディーゼルエンジンの
吸気装置によれば、気筒毎の複数の吸気ポートが、いず
れもスロート部が直線的にシリンダボアに入射するスト
レートポートで、シリンダ軸線に直交する面内での入射
方向がシリンダの接線方向に設定されることにより、ヘ
リカルポートを用いた場合のような通気抵抗の増大が避
けられ、必要な強さのスワールをシリンダ内に生成させ
ることができるようになる。
吸気装置によれば、気筒毎の複数の吸気ポートが、いず
れもスロート部が直線的にシリンダボアに入射するスト
レートポートで、シリンダ軸線に直交する面内での入射
方向がシリンダの接線方向に設定されることにより、ヘ
リカルポートを用いた場合のような通気抵抗の増大が避
けられ、必要な強さのスワールをシリンダ内に生成させ
ることができるようになる。
【００１２】
また、請求項１に係るディーゼルエンジン
の吸気装置によれば、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートおよびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポートの各スロート部におけるポート軸線に対し前
記出口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直
な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の
軸線移行部が設けられ、スワール生成方向の前側に開口
する吸気ポートのポート軸線に設けられた軸線移行部の
曲率半径が、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気
ポートのポート軸線に設けられた軸線移行部の曲率半径
よりも小とされ、スワール生成方向の前側に開口する吸
気ポートのポート軸線のバルブ軸線に対する傾きが、ス
ワール生成方向の後ろ側に開口する吸気ポートのポート
軸線のバルブ軸線に対する傾きよりも大とされたことに
より、前側の吸気ポートからの吸気流の主流方向のベク
トルが前方に大きくなって、強いスワールが得られ、ま
た、後ろ側の吸気ポートからの吸気流は、その主流方向
が前側の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下
向きとなり、弁軸方向の慣性力が大きくなって、前側の
吸気ポートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の
広がりが小さくなり、その結果、前側の吸気ポートから
の吸気流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポー
トの吸気弁に衝突する割合も少なくなって、体積効率が
向上する。また、このように吸気流の主流方向が吸気ポ
ートによって異なることにより、それぞれの主流がピス
トンに衝突した後の流動方向が異なってきて、強いタン
ブル流の生成が抑制され、また、吸気ポートによって主
流方向が異なり、シリンダ中心方向のベクトルに差がで
きることによって、タンブル流は回転面がシリンダ中心
と一致しないものとなり、その結果、タンブル流の持続
性が低下する。したがって、燃料噴射時期である圧縮上
死点付近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼
室キャビティ内空気流動の不均一化が抑制され、空気流
動の不均一化に伴う不均一燃焼の発生が防止され、燃焼
が不均一となることによるエミッションの悪化が防止さ
れる。また、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポ
ートおよびスワール生成方向の後側に開口する吸気ポー
トの各スロート部におけるポート軸線に対し前記出口側
開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直な各バル
ブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の軸線移行
部が設けられたことにより、出口側開口部におけるポー
ト形状のつながりが滑らかとなる。また、特にスワール
生成方向の前側に開口する吸気ポートは、軸線移行部の
曲率半径が小さいことにより、該吸気ポートからの吸気
流の主流方向が軸線移行部でバルブ軸線方向に偏向され
るのが防止されて、ポート軸線がバルブ軸線に対し大き
く傾けられたことにより強調された前方側への主流ベク
トルが維持され、スワールが効率的に生成される。
の吸気装置によれば、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートおよびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポートの各スロート部におけるポート軸線に対し前
記出口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直
な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の
軸線移行部が設けられ、スワール生成方向の前側に開口
する吸気ポートのポート軸線に設けられた軸線移行部の
曲率半径が、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気
ポートのポート軸線に設けられた軸線移行部の曲率半径
よりも小とされ、スワール生成方向の前側に開口する吸
気ポートのポート軸線のバルブ軸線に対する傾きが、ス
ワール生成方向の後ろ側に開口する吸気ポートのポート
軸線のバルブ軸線に対する傾きよりも大とされたことに
より、前側の吸気ポートからの吸気流の主流方向のベク
トルが前方に大きくなって、強いスワールが得られ、ま
た、後ろ側の吸気ポートからの吸気流は、その主流方向
が前側の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下
向きとなり、弁軸方向の慣性力が大きくなって、前側の
吸気ポートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の
広がりが小さくなり、その結果、前側の吸気ポートから
の吸気流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポー
トの吸気弁に衝突する割合も少なくなって、体積効率が
向上する。また、このように吸気流の主流方向が吸気ポ
ートによって異なることにより、それぞれの主流がピス
トンに衝突した後の流動方向が異なってきて、強いタン
ブル流の生成が抑制され、また、吸気ポートによって主
流方向が異なり、シリンダ中心方向のベクトルに差がで
きることによって、タンブル流は回転面がシリンダ中心
と一致しないものとなり、その結果、タンブル流の持続
性が低下する。したがって、燃料噴射時期である圧縮上
死点付近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼
室キャビティ内空気流動の不均一化が抑制され、空気流
動の不均一化に伴う不均一燃焼の発生が防止され、燃焼
が不均一となることによるエミッションの悪化が防止さ
れる。また、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポ
ートおよびスワール生成方向の後側に開口する吸気ポー
トの各スロート部におけるポート軸線に対し前記出口側
開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直な各バル
ブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の軸線移行
部が設けられたことにより、出口側開口部におけるポー
ト形状のつながりが滑らかとなる。また、特にスワール
生成方向の前側に開口する吸気ポートは、軸線移行部の
曲率半径が小さいことにより、該吸気ポートからの吸気
流の主流方向が軸線移行部でバルブ軸線方向に偏向され
るのが防止されて、ポート軸線がバルブ軸線に対し大き
く傾けられたことにより強調された前方側への主流ベク
トルが維持され、スワールが効率的に生成される。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
が略直線により構成され、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線が
該吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部より
曲率半径の大きい曲線により構成され、それにより、特
にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポートからの
吸気流は主流方向のポート軸線の方向への依存度が大き
くなり、効率的なスワールの生成が可能となる。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
が略直線により構成され、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線が
該吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部より
曲率半径の大きい曲線により構成され、それにより、特
にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポートからの
吸気流は主流方向のポート軸線の方向への依存度が大き
くなり、効率的なスワールの生成が可能となる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記スロート部におけるポート
軸線が曲率半径の大きい曲線により構成されることによ
り、特にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポート
からの吸気流の主流方向のポート軸線の方向への依存度
が大きくなり、効率的なスワールの生成が可能となる。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記スロート部におけるポート
軸線が曲率半径の大きい曲線により構成されることによ
り、特にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポート
からの吸気流の主流方向のポート軸線の方向への依存度
が大きくなり、効率的なスワールの生成が可能となる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
が略直線により構成され、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線が
略直線により構成されることにより、特にスワール生成
方向の前側に開口する吸気ポートからの吸気流は主流方
向のポート軸線の方向への依存度が大きくなり、効率的
なスワールの生成が可能となる。そして、前側の吸気ポ
ートからの吸気流の主流方向のベクトルが前方に大きく
なって、強いスワールが得られ、また、後ろ側の吸気ポ
ートからの吸気流は、その主流方向が前側の吸気ポート
からの吸気流の主流方向に比べて下向きとなり、弁軸方
向の慣性力が大きくなって、前側の吸気ポートからの吸
気流に比べて吸気弁を通過する際の広がりが小さくな
り、その結果、前側の吸気ポートからの吸気流との干渉
が少なくなり、また、前側の吸気ポートの吸気弁に衝突
する割合も少なくなって、体積効率が向上する。また、
このように吸気流の主流方向が吸気ポートによって異な
ることにより、それぞれの主流がピストンに衝突した後
の流動方向が異なってきて、強いタンブル流の生成が抑
制され、また、吸気ポートによって主流方向が異なり、
シリンダ中心方向のベクトルに差ができることによっ
て、タンブル流は回転面がシリンダ中心と一致しないも
のとなり、その結果、タンブル流の持続性が低下する。
したがって、燃料噴射時期である圧縮上死点付近におい
てタンブル流が崩壊することによる燃焼室キャビティ内
空気流動の不均一化が抑制され、空気流動の不均一化に
伴う不均一燃焼の発生が防止され、燃焼が不均一となる
ことによるエミッションの悪化が防止される。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
が略直線により構成され、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線が
略直線により構成されることにより、特にスワール生成
方向の前側に開口する吸気ポートからの吸気流は主流方
向のポート軸線の方向への依存度が大きくなり、効率的
なスワールの生成が可能となる。そして、前側の吸気ポ
ートからの吸気流の主流方向のベクトルが前方に大きく
なって、強いスワールが得られ、また、後ろ側の吸気ポ
ートからの吸気流は、その主流方向が前側の吸気ポート
からの吸気流の主流方向に比べて下向きとなり、弁軸方
向の慣性力が大きくなって、前側の吸気ポートからの吸
気流に比べて吸気弁を通過する際の広がりが小さくな
り、その結果、前側の吸気ポートからの吸気流との干渉
が少なくなり、また、前側の吸気ポートの吸気弁に衝突
する割合も少なくなって、体積効率が向上する。また、
このように吸気流の主流方向が吸気ポートによって異な
ることにより、それぞれの主流がピストンに衝突した後
の流動方向が異なってきて、強いタンブル流の生成が抑
制され、また、吸気ポートによって主流方向が異なり、
シリンダ中心方向のベクトルに差ができることによっ
て、タンブル流は回転面がシリンダ中心と一致しないも
のとなり、その結果、タンブル流の持続性が低下する。
したがって、燃料噴射時期である圧縮上死点付近におい
てタンブル流が崩壊することによる燃焼室キャビティ内
空気流動の不均一化が抑制され、空気流動の不均一化に
伴う不均一燃焼の発生が防止され、燃焼が不均一となる
ことによるエミッションの悪化が防止される。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記軸線移行部の曲率中心が該
吸気ポートの内側に設定されることにより、該軸線移行
部が吸気流の主流方向に影響しない程度のものとなり、
そのため、該軸線移行部において実質的に吸気流の主流
方向はバルブ軸線方向に偏向されるようなことがなくな
り、ポート軸線をバルブ軸線に対し大きく傾けたことに
より強調される前方側への主流ベクトルが維持される構
成となって、スワールが効率的に生成される。また、ス
ワール生成方向の後側に開口する吸気ポートの軸線移行
部の曲率中心が該吸気ポートの外側に設定されることに
より、該軸線移行部は吸気流の主流方向をバルブ軸線方
向に偏向させる程度に大きくなり、それにより、後ろ側
の吸気ポートからの吸気流の主流方向は該軸線移行部に
おいてバルブ軸線方向に偏向され、その主流方向が前側
の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下向きと
なり、弁軸方向の慣性力が大きくなって、前側の吸気ポ
ートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の広がり
が小さくなり、その結果、前側の吸気ポートからの吸気
流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポートの吸
気弁に衝突する割合も少なくなって、体積効率が向上す
る。また、このように吸気流の主流方向が吸気ポートに
よって異なることにより、それぞれの主流がピストンに
衝突した後の流動方向が異なってきて、強いタンブル流
の生成が抑制され、また、吸気ポートによって主流方向
が異なり、シリンダ中心方向のベクトルに差ができるこ
とによって、タンブル流は回転面がシリンダ中心と一致
しないものとなり、その結果、タンブル流の持続性が低
下する。したがって、燃料噴射時期である圧縮上死点付
近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼室キャ
ビティ内空気流動の不均一化が抑制され、空気流動の不
均一化に伴う不均一燃焼の発生が防止され、燃焼が不均
一となることによるエミッションの悪化が防止される。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記軸線移行部の曲率中心が該
吸気ポートの内側に設定されることにより、該軸線移行
部が吸気流の主流方向に影響しない程度のものとなり、
そのため、該軸線移行部において実質的に吸気流の主流
方向はバルブ軸線方向に偏向されるようなことがなくな
り、ポート軸線をバルブ軸線に対し大きく傾けたことに
より強調される前方側への主流ベクトルが維持される構
成となって、スワールが効率的に生成される。また、ス
ワール生成方向の後側に開口する吸気ポートの軸線移行
部の曲率中心が該吸気ポートの外側に設定されることに
より、該軸線移行部は吸気流の主流方向をバルブ軸線方
向に偏向させる程度に大きくなり、それにより、後ろ側
の吸気ポートからの吸気流の主流方向は該軸線移行部に
おいてバルブ軸線方向に偏向され、その主流方向が前側
の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下向きと
なり、弁軸方向の慣性力が大きくなって、前側の吸気ポ
ートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の広がり
が小さくなり、その結果、前側の吸気ポートからの吸気
流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポートの吸
気弁に衝突する割合も少なくなって、体積効率が向上す
る。また、このように吸気流の主流方向が吸気ポートに
よって異なることにより、それぞれの主流がピストンに
衝突した後の流動方向が異なってきて、強いタンブル流
の生成が抑制され、また、吸気ポートによって主流方向
が異なり、シリンダ中心方向のベクトルに差ができるこ
とによって、タンブル流は回転面がシリンダ中心と一致
しないものとなり、その結果、タンブル流の持続性が低
下する。したがって、燃料噴射時期である圧縮上死点付
近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼室キャ
ビティ内空気流動の不均一化が抑制され、空気流動の不
均一化に伴う不均一燃焼の発生が防止され、燃焼が不均
一となることによるエミッションの悪化が防止される。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の実施例に関連するディーゼル
エンジンにおけるシリンダヘッドのポート配置を模式的
に示す横断面図、図２は同シリンダヘッドの吸気ポート
を模式的に示す縦断面図である。
エンジンにおけるシリンダヘッドのポート配置を模式的
に示す横断面図、図２は同シリンダヘッドの吸気ポート
を模式的に示す縦断面図である。
【００１８】
図１および図２において、１はシリンダヘ
ッド、２はシリンダボアを示す。シリンダヘッド１に
は、一端側から延設されてシリンダボア２に連通する二
つの吸気ポート３，４と、他端側から延設されてやはり
シリンダボア２に連通する二つの排気ポート５，６が形
成されている。これら吸気ポート３，４と排気ポート
５，６は、二つの吸気ポート３，４の内の一方の吸気ポ
ート３が気筒列方向（図１で上下方向）に対しシリンダ
ヘッド１の吸気側端面１ａに近い位置で、他方の吸気ポ
ート４がそれより排気側端面１ｂに近い位置でそれぞれ
シリンダボア２に開口し、また、二つの排気ポート５，
６の内の一方の排気ポート５が排気側端面１ｂに近い位
置で、他方の排気ポート６がそれより吸気側端面１ａに
近い位置でそれぞれシリンダボア２に開口し、そして、
シリンダボア２への開口位置において二つの吸気ポート
３，４同士が、また、二つの排気ポート５，６同士がそ
れぞれ隣接し、それぞれが千鳥配置のポート配列とされ
ている。
ッド、２はシリンダボアを示す。シリンダヘッド１に
は、一端側から延設されてシリンダボア２に連通する二
つの吸気ポート３，４と、他端側から延設されてやはり
シリンダボア２に連通する二つの排気ポート５，６が形
成されている。これら吸気ポート３，４と排気ポート
５，６は、二つの吸気ポート３，４の内の一方の吸気ポ
ート３が気筒列方向（図１で上下方向）に対しシリンダ
ヘッド１の吸気側端面１ａに近い位置で、他方の吸気ポ
ート４がそれより排気側端面１ｂに近い位置でそれぞれ
シリンダボア２に開口し、また、二つの排気ポート５，
６の内の一方の排気ポート５が排気側端面１ｂに近い位
置で、他方の排気ポート６がそれより吸気側端面１ａに
近い位置でそれぞれシリンダボア２に開口し、そして、
シリンダボア２への開口位置において二つの吸気ポート
３，４同士が、また、二つの排気ポート５，６同士がそ
れぞれ隣接し、それぞれが千鳥配置のポート配列とされ
ている。
【００１９】
二つの吸気ポート３，４は、いずれもスロ
ート部３ａ，４ａが直線的にシリンダボア２に入射する
ストレートポートであって、吸気流がいずれもシリンダ
ボア２内に同方向に流入して図１で時計回り方向のスワ
ールを生成するよう、シリンダ軸線に直交する面（図１
の図示面）内での入射方向がいずれもシリンダボア２の
接線方向とされ、また、各スロート部３ａ，４ａにおけ
るポート軸線とバルブ軸線ＶR，ＶFとの交点における各
ポート軸線への接線の各ポート出口開口面に対する入射
角は、スワール生成方向の後ろ側に位置する吸気ポート
３の入射角θRが大きく、スワール生成方向の前側に位
置する吸気ポート４の入射角θFが小さくされている。
ここで、前側の吸気ポート４の入射角θFは、後ろ側の
吸気ポート３の入射角が大きくされたことによるスワー
ル比の低下を補うよう通常よりも入射角が小さくされ
る。なお、スロート部３ａ，４ａの長さは略同一であ
る。
ート部３ａ，４ａが直線的にシリンダボア２に入射する
ストレートポートであって、吸気流がいずれもシリンダ
ボア２内に同方向に流入して図１で時計回り方向のスワ
ールを生成するよう、シリンダ軸線に直交する面（図１
の図示面）内での入射方向がいずれもシリンダボア２の
接線方向とされ、また、各スロート部３ａ，４ａにおけ
るポート軸線とバルブ軸線ＶR，ＶFとの交点における各
ポート軸線への接線の各ポート出口開口面に対する入射
角は、スワール生成方向の後ろ側に位置する吸気ポート
３の入射角θRが大きく、スワール生成方向の前側に位
置する吸気ポート４の入射角θFが小さくされている。
ここで、前側の吸気ポート４の入射角θFは、後ろ側の
吸気ポート３の入射角が大きくされたことによるスワー
ル比の低下を補うよう通常よりも入射角が小さくされ
る。なお、スロート部３ａ，４ａの長さは略同一であ
る。
【００２０】
図３はシリンダヘッド１の下面図ある。ま
た、図４は組み付け状態で示すシリンダヘッド１の一部
断面図であって、７はシリンダブロック、８はピストン
であり、９はピストン８頂部の燃焼室キャビティを示
す。
た、図４は組み付け状態で示すシリンダヘッド１の一部
断面図であって、７はシリンダブロック、８はピストン
であり、９はピストン８頂部の燃焼室キャビティを示
す。
【００２１】
シリンダヘッド１には、ピストン８の燃焼
室キャビティ９の中央に位置するよう多孔式の燃料噴射
ノズル１０が配置されている。また、シリンダヘッド１
には燃焼室キャビティ９の内側でヘッド下面側からグロ
ープラグ１１を挿着可能なようグロープラグ挿着孔１２
が設けられ、該グロープラグ挿着孔１２からヘッド側方
にターミナル挿着孔１３が延設されている。グロープラ
グ挿着孔１２にはヘッド下面側からグロープラグ１１が
挿着され、ターミナル挿着孔１３にはヘッド側方からプ
ラグターミナル１４が挿着される。図３の斜線部分は燃
料噴射ノズル１０から噴射された燃料の噴霧を示してい
る。なお、図５は、グロープラグ１１の位置が燃焼室キ
ャビティ９から外れる場合に、燃焼室キャビティ９に出
っ張り部９ａを設けて、この出っ張り部９ａの位置でグ
ロープラグ１１を挿着するようにしたものを示す。
室キャビティ９の中央に位置するよう多孔式の燃料噴射
ノズル１０が配置されている。また、シリンダヘッド１
には燃焼室キャビティ９の内側でヘッド下面側からグロ
ープラグ１１を挿着可能なようグロープラグ挿着孔１２
が設けられ、該グロープラグ挿着孔１２からヘッド側方
にターミナル挿着孔１３が延設されている。グロープラ
グ挿着孔１２にはヘッド下面側からグロープラグ１１が
挿着され、ターミナル挿着孔１３にはヘッド側方からプ
ラグターミナル１４が挿着される。図３の斜線部分は燃
料噴射ノズル１０から噴射された燃料の噴霧を示してい
る。なお、図５は、グロープラグ１１の位置が燃焼室キ
ャビティ９から外れる場合に、燃焼室キャビティ９に出
っ張り部９ａを設けて、この出っ張り部９ａの位置でグ
ロープラグ１１を挿着するようにしたものを示す。
【００２２】
このようにスワール生成方向の後ろ側に位
置する吸気ポート３の入射角θRが大きくされ、スワー
ル生成方向の前側に位置する吸気ポート４の入射角θF
が小さくされたことによって、図６に実線矢印で示すよ
うに後ろ側の吸気ポート３からの吸気流の主流方向が前
側の吸気ポート４からの吸気流の主流方向に比べて下向
きとなり、後ろ側の吸気ポート３からの吸気流が吸気弁
１５を通過する際の広がりは前側の吸気ポート４からの
吸気流が吸気弁１６を通過する際の広がりに対して小さ
くなる。そのため、両吸気ポート３，４からの吸気流の
干渉が少なくなるとともに後ろ側の吸気ポート３からの
吸気流れが前側の吸気ポート４の吸気弁１６に衝突する
割合も少なくなる。
置する吸気ポート３の入射角θRが大きくされ、スワー
ル生成方向の前側に位置する吸気ポート４の入射角θF
が小さくされたことによって、図６に実線矢印で示すよ
うに後ろ側の吸気ポート３からの吸気流の主流方向が前
側の吸気ポート４からの吸気流の主流方向に比べて下向
きとなり、後ろ側の吸気ポート３からの吸気流が吸気弁
１５を通過する際の広がりは前側の吸気ポート４からの
吸気流が吸気弁１６を通過する際の広がりに対して小さ
くなる。そのため、両吸気ポート３，４からの吸気流の
干渉が少なくなるとともに後ろ側の吸気ポート３からの
吸気流れが前側の吸気ポート４の吸気弁１６に衝突する
割合も少なくなる。
【００２３】
図６の二点鎖線は、両吸気ポートの入射角
θ'F，θ'Rに差がない場合の吸気ポート形状とそれぞれ
の吸気ポートからの吸気流の主流方向を示すものであ
る。この場合、両吸気ポートからの吸気流が干渉を起
し、また、後ろ側の吸気ポートからの吸気流が前側の吸
気ポートの吸気弁に衝突する割合が大きい。
θ'F，θ'Rに差がない場合の吸気ポート形状とそれぞれ
の吸気ポートからの吸気流の主流方向を示すものであ
る。この場合、両吸気ポートからの吸気流が干渉を起
し、また、後ろ側の吸気ポートからの吸気流が前側の吸
気ポートの吸気弁に衝突する割合が大きい。
【００２４】
また、このように一方の吸気ポート３の入
射角θRが大きく、他方の吸気ポート４の入射角θFが小
さくされて各吸気ポート３，４からの吸気流の主流方向
がそれぞれ異なるようにされた場合に、図７に示すよう
に各吸気ポート３，４からの吸気流はシリンダ軸線方向
のベクトルが入射角θR，θFに応じてそれぞれ異なり、
その結果、強いタンブル流の生成が抑制されるとともに
タンブル流（実線矢印で示す）は回転面がシリンダ中心
と一致しないものとなって持続性が低下する。これに対
して、両吸気ポート３，４の入射角θ'F，θ'Rに差がな
い場合には、各吸気ポート３，４からの吸気流はシリン
ダ軸線方向のベクトルが同じ長さであって、強いタンブ
ル流が発生しやすく、また、タンブル流は図７に二点鎖
線で示すように回転面がシリンダ中心と一致し、持続性
が高くて、圧縮上死点付近まで持続するものとなる。
射角θRが大きく、他方の吸気ポート４の入射角θFが小
さくされて各吸気ポート３，４からの吸気流の主流方向
がそれぞれ異なるようにされた場合に、図７に示すよう
に各吸気ポート３，４からの吸気流はシリンダ軸線方向
のベクトルが入射角θR，θFに応じてそれぞれ異なり、
その結果、強いタンブル流の生成が抑制されるとともに
タンブル流（実線矢印で示す）は回転面がシリンダ中心
と一致しないものとなって持続性が低下する。これに対
して、両吸気ポート３，４の入射角θ'F，θ'Rに差がな
い場合には、各吸気ポート３，４からの吸気流はシリン
ダ軸線方向のベクトルが同じ長さであって、強いタンブ
ル流が発生しやすく、また、タンブル流は図７に二点鎖
線で示すように回転面がシリンダ中心と一致し、持続性
が高くて、圧縮上死点付近まで持続するものとなる。
【００２５】
上記のように複数の吸気ポート３，４はス
ワール生成方向の後ろ側に位置する吸気ポート３が気筒
列方向に対しシリンダヘッド１の吸気側端面１ａに近
く、スワール生成方向の前側に位置する吸気ポート４が
気筒列方向に対しシリンダヘッド１の吸気側端面１ａか
ら遠くなる千鳥配置とされたことにより、各ポート３，
４は無理のないレイアウトとなって、曲率が小さく、通
気抵抗の小さいものとなり、また、シリンダヘッド１の
成形が容易なものとなる。また、グロープラグ１１はヘ
ッド下面側から挿着可能である。
ワール生成方向の後ろ側に位置する吸気ポート３が気筒
列方向に対しシリンダヘッド１の吸気側端面１ａに近
く、スワール生成方向の前側に位置する吸気ポート４が
気筒列方向に対しシリンダヘッド１の吸気側端面１ａか
ら遠くなる千鳥配置とされたことにより、各ポート３，
４は無理のないレイアウトとなって、曲率が小さく、通
気抵抗の小さいものとなり、また、シリンダヘッド１の
成形が容易なものとなる。また、グロープラグ１１はヘ
ッド下面側から挿着可能である。
【００２６】
図８は本発明の実施例に関連する他の吸気
ポートを縦断面で示す模式図である。この図８に示す実
施例では、スワール生成方向の後ろ側に位置する吸気ポ
ート３の入射角θRはスワール生成方向の前側に位置す
る吸気ポート４の入射角θFと略同一で、スワール生成
方向の後ろ側に位置する吸気ポート３のスロート部３ａ
の長さＬRはスワール生成方向の前側に位置する吸気ポ
ート４のスロート部４ａの長さＬFより大となる設定と
されている。この実施例の場合も、後ろ側の吸気ポート
３からの吸気流はスロート部３ａが長いことによって慣
性力が大きくなり、前側の吸気ポート４からの吸気流に
比べて主流方向が下向きになって吸気弁を通過する際の
広がりが小さくなる。その結果、前側の吸気ポート４か
らの吸気流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポ
ート４の吸気弁に衝突する割合も少なくなる。また、各
吸気ポート３，４からの吸気流の主流方向がそれぞれ異
なることによって強いタンブル流の生成が抑制される。
また、各吸気ポート３，４からの吸気流の主流方向が異
なることにより、強いタンブル流の生成が抑制され、ま
た、タンブル流は回転面がシリンダ中心と一致しなくな
って持続性が低下する。
ポートを縦断面で示す模式図である。この図８に示す実
施例では、スワール生成方向の後ろ側に位置する吸気ポ
ート３の入射角θRはスワール生成方向の前側に位置す
る吸気ポート４の入射角θFと略同一で、スワール生成
方向の後ろ側に位置する吸気ポート３のスロート部３ａ
の長さＬRはスワール生成方向の前側に位置する吸気ポ
ート４のスロート部４ａの長さＬFより大となる設定と
されている。この実施例の場合も、後ろ側の吸気ポート
３からの吸気流はスロート部３ａが長いことによって慣
性力が大きくなり、前側の吸気ポート４からの吸気流に
比べて主流方向が下向きになって吸気弁を通過する際の
広がりが小さくなる。その結果、前側の吸気ポート４か
らの吸気流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポ
ート４の吸気弁に衝突する割合も少なくなる。また、各
吸気ポート３，４からの吸気流の主流方向がそれぞれ異
なることによって強いタンブル流の生成が抑制される。
また、各吸気ポート３，４からの吸気流の主流方向が異
なることにより、強いタンブル流の生成が抑制され、ま
た、タンブル流は回転面がシリンダ中心と一致しなくな
って持続性が低下する。
【００２７】
なお、以上の例は、スワール生成方向の後
ろ側に位置する吸気ポートを、シリンダ軸線に直交する
面に対する入射角がスワール生成方向の前側に位置する
吸気ポートのシリンダ軸線に直交する面に対する入射角
と比較して大となるような設定としたか、スロート部の
長さがスワール生成方向の前側に位置する吸気ポートの
スロート部の長さと比較して大となるような設定とした
かのいずれかであるが、これらを組み合わせて、スワー
ル生成方向の後ろ側に位置する吸気ポートを入射角がス
ワール生成方向の前側に位置する吸気ポートの入射角よ
り大で、かつ、スロート部の長さがスワール生成方向の
前側に位置する吸気ポートのスロート部の長さより大と
なるよう設定することも可能である。
ろ側に位置する吸気ポートを、シリンダ軸線に直交する
面に対する入射角がスワール生成方向の前側に位置する
吸気ポートのシリンダ軸線に直交する面に対する入射角
と比較して大となるような設定としたか、スロート部の
長さがスワール生成方向の前側に位置する吸気ポートの
スロート部の長さと比較して大となるような設定とした
かのいずれかであるが、これらを組み合わせて、スワー
ル生成方向の後ろ側に位置する吸気ポートを入射角がス
ワール生成方向の前側に位置する吸気ポートの入射角よ
り大で、かつ、スロート部の長さがスワール生成方向の
前側に位置する吸気ポートのスロート部の長さより大と
なるよう設定することも可能である。
【００２８】
図９は本発明の実施例のディーゼルエンジ
ンにおけるシリンダヘッドの吸気ポートの配置を模式的
に示す横断面図、図１０は図９に示すポート軸線ＡFを
通るＸ−Ｘ断面の縦断面図、図１１は図９に示すポート
軸線ＡRを通るＸＩ−ＸＩ断面の断面図である。
ンにおけるシリンダヘッドの吸気ポートの配置を模式的
に示す横断面図、図１０は図９に示すポート軸線ＡFを
通るＸ−Ｘ断面の縦断面図、図１１は図９に示すポート
軸線ＡRを通るＸＩ−ＸＩ断面の断面図である。
【００２９】
図９，図１０および図１１において、１は
シリンダヘッド、２はシリンダボアを示す。シリンダヘ
ッド１には、一端側から延設されてシリンダボア２に連
通する二つの吸気ポート３，４が形成されている。これ
ら吸気ポート３，４は、一方の吸気ポート３が気筒列方
向（図９で上下方向）に対しシリンダヘッド１の吸気側
端面１ａに近い位置で、他方の吸気ポート４がそれより
排気側端面に近い位置でそれぞれシリンダボア２に開口
し、シリンダボア２への開口位置において二つの吸気ポ
ート３，４同士が隣合わせで、千鳥配置のポート配列と
されている。なお、図示しないが、シリンダヘッド１に
は二つの排気ポートが形成され、その排気ポート同士が
やはり隣合わせで千鳥配置とされている。
シリンダヘッド、２はシリンダボアを示す。シリンダヘ
ッド１には、一端側から延設されてシリンダボア２に連
通する二つの吸気ポート３，４が形成されている。これ
ら吸気ポート３，４は、一方の吸気ポート３が気筒列方
向（図９で上下方向）に対しシリンダヘッド１の吸気側
端面１ａに近い位置で、他方の吸気ポート４がそれより
排気側端面に近い位置でそれぞれシリンダボア２に開口
し、シリンダボア２への開口位置において二つの吸気ポ
ート３，４同士が隣合わせで、千鳥配置のポート配列と
されている。なお、図示しないが、シリンダヘッド１に
は二つの排気ポートが形成され、その排気ポート同士が
やはり隣合わせで千鳥配置とされている。
【００３０】
二つの吸気ポート３，４は、いずれもスロ
ート部３ａ，４ａが直線的にシリンダボア２に入射する
ストレートポートであって、吸気流がいずれもシリンダ
ボア２内に同方向に流入して図９で時計回り方向のスワ
ールを生成するよう、シリンダ軸線に直交する面（図９
の図示面）内での入射方向がいずれもシリンダボア２の
接線方向とされ、また、各スロート部３ａ，４ａにおけ
るポート軸線ＡR，ＡFとバルブ軸線ＶR，ＶFとの交点に
おける各ポート軸線ＡR，ＡFへの接線の各ポート出口側
開口面に対する入射角は、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポート３の入射角θRが大きく、スワール
生成方向の前側に開口する吸気ポート４の入射角θFが
小さくされている。
ート部３ａ，４ａが直線的にシリンダボア２に入射する
ストレートポートであって、吸気流がいずれもシリンダ
ボア２内に同方向に流入して図９で時計回り方向のスワ
ールを生成するよう、シリンダ軸線に直交する面（図９
の図示面）内での入射方向がいずれもシリンダボア２の
接線方向とされ、また、各スロート部３ａ，４ａにおけ
るポート軸線ＡR，ＡFとバルブ軸線ＶR，ＶFとの交点に
おける各ポート軸線ＡR，ＡFへの接線の各ポート出口側
開口面に対する入射角は、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポート３の入射角θRが大きく、スワール
生成方向の前側に開口する吸気ポート４の入射角θFが
小さくされている。
【００３１】
また、スワール生成方向の前側に開口する
吸気ポート４およびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポート３には、図１０および図１１に示すように各
スロート部３ａ，４ａにおけるポート軸線ＡR，ＡFに対
し出口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直
な各バルブ軸線ＶR，ＶFとの交点近傍にそれぞれ所定曲
率半径ｒR，ｒFの軸線移行部が設けられ、また、スワー
ル生成方向の前側に開口する吸気ポート３のポート軸線
ＡFに設けられた軸線移行部の曲率半径ｒFは、スワール
生成方向の後ろ側に開口する吸気ポート４のポート軸線
ＡRに設けられた軸線移行部の曲率半径ｒRよりも小とさ
れている。そして、スワール生成方向の前側に開口する
吸気ポート４のスロート部４ａにおけるポート軸線ＡF
は略直線により構成され、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポート３のスロート部３ａにおけるポート
軸線ＡRは該吸気ポート３のポート軸線ＡRに設けた上記
軸線移行部の曲率半径ｒRより大きい曲率半径ＲRの曲線
により構成されている。ここで、各吸気ポート３，４の
上記軸線移行部におけるバルブ軸線ＶR，ＶFに対し直角
な横断面で見たときのポート内径が例えば２７ｍｍφで
あるときに、ｒRは例えば１６ｍｍ程度、ｒFは例えば
７．５ｍｍ程度であって、ｒRの中心は後ろ側の吸気ポ
ート３の内側に位置し、ｒFの中心は前側の吸気ポート
４の内側に位置する。また、ＲRは例えば１００ｍｍ程
度である。スワール生成方向の前側に開口する吸気ポー
ト４のポート軸線ＡFは、上記略直線部分の上流が上記
ＲRよりも小さい曲率半径ＲF（例えば４５ｍｍ程度）の
曲線となっている。また、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポート３も、スロート部３ａにおけるポー
ト軸線ＡRを上記のような曲線でなく、略直線により構
成することも可能である。
吸気ポート４およびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポート３には、図１０および図１１に示すように各
スロート部３ａ，４ａにおけるポート軸線ＡR，ＡFに対
し出口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直
な各バルブ軸線ＶR，ＶFとの交点近傍にそれぞれ所定曲
率半径ｒR，ｒFの軸線移行部が設けられ、また、スワー
ル生成方向の前側に開口する吸気ポート３のポート軸線
ＡFに設けられた軸線移行部の曲率半径ｒFは、スワール
生成方向の後ろ側に開口する吸気ポート４のポート軸線
ＡRに設けられた軸線移行部の曲率半径ｒRよりも小とさ
れている。そして、スワール生成方向の前側に開口する
吸気ポート４のスロート部４ａにおけるポート軸線ＡF
は略直線により構成され、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポート３のスロート部３ａにおけるポート
軸線ＡRは該吸気ポート３のポート軸線ＡRに設けた上記
軸線移行部の曲率半径ｒRより大きい曲率半径ＲRの曲線
により構成されている。ここで、各吸気ポート３，４の
上記軸線移行部におけるバルブ軸線ＶR，ＶFに対し直角
な横断面で見たときのポート内径が例えば２７ｍｍφで
あるときに、ｒRは例えば１６ｍｍ程度、ｒFは例えば
７．５ｍｍ程度であって、ｒRの中心は後ろ側の吸気ポ
ート３の内側に位置し、ｒFの中心は前側の吸気ポート
４の内側に位置する。また、ＲRは例えば１００ｍｍ程
度である。スワール生成方向の前側に開口する吸気ポー
ト４のポート軸線ＡFは、上記略直線部分の上流が上記
ＲRよりも小さい曲率半径ＲF（例えば４５ｍｍ程度）の
曲線となっている。また、スワール生成方向の後ろ側に
開口する吸気ポート３も、スロート部３ａにおけるポー
ト軸線ＡRを上記のような曲線でなく、略直線により構
成することも可能である。
【００３２】
このようにスワール生成方向の後ろ側に開
口する吸気ポート３の入射角θRが大きく（ポート軸線
ＡRに対する傾きが小さく）され、スワール生成方向の
前側に開口する吸気ポート４の入射角θFが小さく（ポ
ート軸線ＡFに対する傾きが大きく）されたことによ
り、前側の吸気ポート４からの吸気流の主流方向のベク
トルが前方に大きくなって、強いスワールが得られ、ま
た、後ろ側の吸気ポート３からの吸気流は、主流方向が
前側の吸気ポート４からの吸気流の主流方向に比べて下
向きとなり、弁軸方向の慣性力が大きくなって、前側の
吸気ポートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の
広がりが小さくなり、その結果、前側の吸気ポート４か
らの吸気流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポ
ート４の吸気弁に衝突する割合も少なくなって、体積効
率が向上する。また、このように吸気流の主流方向が吸
気ポートによって異なることにより、それぞれの主流が
ピストンに衝突した後の流動方向が異なってきて、強い
タンブル流の生成が抑制され、また、吸気ポートによっ
て主流方向が異なり、シリンダ中心方向のベクトルに差
ができることによって、タンブル流は回転面がシリンダ
中心と一致しないものとなり、その結果、タンブル流の
持続性が低下する。したがって、燃料噴射時期である圧
縮上死点付近においてタンブル流が崩壊することによる
燃焼室キャビティ内空気流動の不均一化が抑制され、空
気流動の不均一化に伴う不均一燃焼の発生が防止され、
燃焼が不均一となることによるエミッションの悪化が防
止される。また、スワール生成方向の前側に開口する吸
気ポート４およびスワール生成方向の後側に開口する吸
気ポート３の各スロート部４ａ，３ａにおけるポート軸
線ＡF，ＡRに対し各バルブ軸線ＶF，ＶRとの交点近傍に
それぞれ所定曲率半径ｒF，ｒRの軸線移行部が設けられ
たことにより、出口側開口部におけるポート形状のつな
がりが滑らかとなる。また、特にスワール生成方向の前
側に開口する吸気ポート４は、軸線移行部の曲率半径ｒ
Fが小さいことにより、該吸気ポート４からの吸気流の
主流方向が軸線移行部でバルブ軸線ＶFの方向に偏向さ
れるのが防止されて、ポート軸線ＡFがバルブ軸線ＶFに
対し大きく傾けられたことにより強調された前方側への
主流ベクトルが維持され、スワールが効率的に生成され
る。
口する吸気ポート３の入射角θRが大きく（ポート軸線
ＡRに対する傾きが小さく）され、スワール生成方向の
前側に開口する吸気ポート４の入射角θFが小さく（ポ
ート軸線ＡFに対する傾きが大きく）されたことによ
り、前側の吸気ポート４からの吸気流の主流方向のベク
トルが前方に大きくなって、強いスワールが得られ、ま
た、後ろ側の吸気ポート３からの吸気流は、主流方向が
前側の吸気ポート４からの吸気流の主流方向に比べて下
向きとなり、弁軸方向の慣性力が大きくなって、前側の
吸気ポートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の
広がりが小さくなり、その結果、前側の吸気ポート４か
らの吸気流との干渉が少なくなり、また、前側の吸気ポ
ート４の吸気弁に衝突する割合も少なくなって、体積効
率が向上する。また、このように吸気流の主流方向が吸
気ポートによって異なることにより、それぞれの主流が
ピストンに衝突した後の流動方向が異なってきて、強い
タンブル流の生成が抑制され、また、吸気ポートによっ
て主流方向が異なり、シリンダ中心方向のベクトルに差
ができることによって、タンブル流は回転面がシリンダ
中心と一致しないものとなり、その結果、タンブル流の
持続性が低下する。したがって、燃料噴射時期である圧
縮上死点付近においてタンブル流が崩壊することによる
燃焼室キャビティ内空気流動の不均一化が抑制され、空
気流動の不均一化に伴う不均一燃焼の発生が防止され、
燃焼が不均一となることによるエミッションの悪化が防
止される。また、スワール生成方向の前側に開口する吸
気ポート４およびスワール生成方向の後側に開口する吸
気ポート３の各スロート部４ａ，３ａにおけるポート軸
線ＡF，ＡRに対し各バルブ軸線ＶF，ＶRとの交点近傍に
それぞれ所定曲率半径ｒF，ｒRの軸線移行部が設けられ
たことにより、出口側開口部におけるポート形状のつな
がりが滑らかとなる。また、特にスワール生成方向の前
側に開口する吸気ポート４は、軸線移行部の曲率半径ｒ
Fが小さいことにより、該吸気ポート４からの吸気流の
主流方向が軸線移行部でバルブ軸線ＶFの方向に偏向さ
れるのが防止されて、ポート軸線ＡFがバルブ軸線ＶFに
対し大きく傾けられたことにより強調された前方側への
主流ベクトルが維持され、スワールが効率的に生成され
る。
【００３３】
図９には、流速とその方向を表すベクトル
（矢印）によって各吸気ポート３，４からの吸気流の流
速分布を示している。また、図９において、２１はヘッ
ドボルト孔（大径）、２２はサブヘッドボルト孔（小
径）である。吸気ポート３，４はこれらのヘッドボルト
孔２１，２２と干渉しない配置となっている。
（矢印）によって各吸気ポート３，４からの吸気流の流
速分布を示している。また、図９において、２１はヘッ
ドボルト孔（大径）、２２はサブヘッドボルト孔（小
径）である。吸気ポート３，４はこれらのヘッドボルト
孔２１，２２と干渉しない配置となっている。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、ストレートポートとした複数の吸気ポート間の吸気
流の干渉を低減するとともに後ろ側の吸気ポートからの
吸気流が前側の吸気ポートの吸気弁に衝突する割合を低
減することができて、必要なスワール比を確保しつつ体
積効率を向上させることが可能となり、また、強いタン
ブル流の発生を抑えるとともにタンブル流の持続性を低
下させて圧縮上死点付近で不均一な空気流動が生ずるの
を防止し燃料噴霧の密度分布を均一にして均一燃焼を実
現することが可能となる。
で、ストレートポートとした複数の吸気ポート間の吸気
流の干渉を低減するとともに後ろ側の吸気ポートからの
吸気流が前側の吸気ポートの吸気弁に衝突する割合を低
減することができて、必要なスワール比を確保しつつ体
積効率を向上させることが可能となり、また、強いタン
ブル流の発生を抑えるとともにタンブル流の持続性を低
下させて圧縮上死点付近で不均一な空気流動が生ずるの
を防止し燃料噴霧の密度分布を均一にして均一燃焼を実
現することが可能となる。
【００３５】
特に、請求項１に係るディーゼルエンジン
の吸気装置によれば、気筒毎の複数の吸気ポートを、い
ずれもスロート部が直線的にシリンダボアに入射するス
トレートポートで、シリンダ軸線に直交する面内での入
射方向をシリンダの接線方向に設定することにより、ヘ
リカルポートを用いた場合のような通気抵抗の増大を避
けることができ、必要な強さのスワールをシリンダ内に
生成させることができるようになる。
の吸気装置によれば、気筒毎の複数の吸気ポートを、い
ずれもスロート部が直線的にシリンダボアに入射するス
トレートポートで、シリンダ軸線に直交する面内での入
射方向をシリンダの接線方向に設定することにより、ヘ
リカルポートを用いた場合のような通気抵抗の増大を避
けることができ、必要な強さのスワールをシリンダ内に
生成させることができるようになる。
【００３６】
また、請求項１に係るディーゼルエンジン
の吸気装置によれば、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートおよびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポートの各スロート部におけるポート軸線に対し前
記出口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直
な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の
軸線移行部を設け、スワール生成方向の前側に開口する
吸気ポートのポート軸線に設けた軸線移行部の曲率半径
を、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気ポートの
ポート軸線に設けた軸線移行部の曲率半径よりも小と
し、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートのポ
ート軸線のバルブ軸線に対する傾きを、スワール生成方
向の後ろ側に開口する吸気ポートのポート軸線のバルブ
軸線に対する傾きよりも大とすることにより、前側の吸
気ポートからの吸気流の主流方向のベクトルを前方によ
り大きくして、強いスワールを得ることができ、また、
後ろ側の吸気ポートからの吸気流を、その主流方向が前
側の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下向き
とし、弁軸方向の慣性力を大きくして、前側の吸気ポー
トからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の広がりが
小さくし、前側の吸気ポートからの吸気流との干渉を少
なくし、また、前側の吸気ポートの吸気弁に衝突する割
合も少なくして、体積効率を向上させることができる。
また、このように吸気流の主流方向を吸気ポートによっ
て異ならせることにより、それぞれの主流がピストンに
衝突した後の流動方向を異ならせて、強いタンブル流の
生成を抑制し、また、吸気ポートによって主流方向を異
ならせ、シリンダ中心方向のベクトルに差ができるよう
にすることによって、タンブル流を回転面がシリンダ中
心と一致しないものとし、その結果、タンブル流の持続
性を低下させることができ、燃料噴射時期である圧縮上
死点付近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼
室キャビティ内空気流動の不均一化を抑制し、空気流動
の不均一化に伴う不均一燃焼の発生を防止して、燃焼が
不均一となることによるエミッションの悪化を防止する
ことができる。また、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートおよびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポートの各スロート部におけるポート軸線に対し出
口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直な各
バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の軸線
移行部を設けたことにより、出口側開口部におけるポー
ト形状のつながりを滑らかにすることができる。また、
特にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポートを、
軸線移行部の曲率半径が小さいものとすることにより、
該吸気ポートからの吸気流の主流方向が軸線移行部でバ
ルブ軸線方向に偏向されるのを防止して、ポート軸線を
バルブ軸線に対し大きく傾けたことにより強調した前方
側への主流ベクトルを維持し、スワールを効率的に生成
することができる。
の吸気装置によれば、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートおよびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポートの各スロート部におけるポート軸線に対し前
記出口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直
な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の
軸線移行部を設け、スワール生成方向の前側に開口する
吸気ポートのポート軸線に設けた軸線移行部の曲率半径
を、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気ポートの
ポート軸線に設けた軸線移行部の曲率半径よりも小と
し、スワール生成方向の前側に開口する吸気ポートのポ
ート軸線のバルブ軸線に対する傾きを、スワール生成方
向の後ろ側に開口する吸気ポートのポート軸線のバルブ
軸線に対する傾きよりも大とすることにより、前側の吸
気ポートからの吸気流の主流方向のベクトルを前方によ
り大きくして、強いスワールを得ることができ、また、
後ろ側の吸気ポートからの吸気流を、その主流方向が前
側の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて下向き
とし、弁軸方向の慣性力を大きくして、前側の吸気ポー
トからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の広がりが
小さくし、前側の吸気ポートからの吸気流との干渉を少
なくし、また、前側の吸気ポートの吸気弁に衝突する割
合も少なくして、体積効率を向上させることができる。
また、このように吸気流の主流方向を吸気ポートによっ
て異ならせることにより、それぞれの主流がピストンに
衝突した後の流動方向を異ならせて、強いタンブル流の
生成を抑制し、また、吸気ポートによって主流方向を異
ならせ、シリンダ中心方向のベクトルに差ができるよう
にすることによって、タンブル流を回転面がシリンダ中
心と一致しないものとし、その結果、タンブル流の持続
性を低下させることができ、燃料噴射時期である圧縮上
死点付近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼
室キャビティ内空気流動の不均一化を抑制し、空気流動
の不均一化に伴う不均一燃焼の発生を防止して、燃焼が
不均一となることによるエミッションの悪化を防止する
ことができる。また、スワール生成方向の前側に開口す
る吸気ポートおよびスワール生成方向の後側に開口する
吸気ポートの各スロート部におけるポート軸線に対し出
口側開口の中心を通り該出口側開口の開口面に垂直な各
バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ所定曲率半径の軸線
移行部を設けたことにより、出口側開口部におけるポー
ト形状のつながりを滑らかにすることができる。また、
特にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポートを、
軸線移行部の曲率半径が小さいものとすることにより、
該吸気ポートからの吸気流の主流方向が軸線移行部でバ
ルブ軸線方向に偏向されるのを防止して、ポート軸線を
バルブ軸線に対し大きく傾けたことにより強調した前方
側への主流ベクトルを維持し、スワールを効率的に生成
することができる。
【００３７】
また、本発明の請求項２に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
を直線により構成し、スワール生成方向の後ろ側に開口
する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線を該吸
気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部より曲率
半径の大きい曲線により構成することにより、特にスワ
ール生成方向の前側に開口する吸気ポートからの吸気流
の主流方向のポート軸線の方向への依存度を大きくし
て、効率的なスワールの生成を行うようにできる。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
を直線により構成し、スワール生成方向の後ろ側に開口
する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線を該吸
気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部より曲率
半径の大きい曲線により構成することにより、特にスワ
ール生成方向の前側に開口する吸気ポートからの吸気流
の主流方向のポート軸線の方向への依存度を大きくし
て、効率的なスワールの生成を行うようにできる。
【００３８】
また、本発明の請求項３に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記スロート部におけるポート
軸線を曲率半径の大きい曲線により構成すことによっ
て、特にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポート
からの吸気流の主流方向のポート軸線の方向への依存度
を大きして、効率的なスワールの生成を行うようにでき
る。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記スロート部におけるポート
軸線を曲率半径の大きい曲線により構成すことによっ
て、特にスワール生成方向の前側に開口する吸気ポート
からの吸気流の主流方向のポート軸線の方向への依存度
を大きして、効率的なスワールの生成を行うようにでき
る。
【００３９】
また、本発明の請求項４に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
を直線により構成し、スワール生成方向の後ろ側に開口
する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線を直線
により構成することにより、特にスワール生成方向の前
側に開口する吸気ポートからの吸気流の主流方向のポー
ト軸線の方向への依存度を大きくし、効率的なスワール
の生成を可能とすることができる。そして、前側の吸気
ポートからの吸気流の主流方向のベクトルを前方により
大きくして、強いスワールを得、また、後ろ側の吸気ポ
ートからの吸気流を、その主流方向が前側の吸気ポート
からの吸気流の主流方向に比べて下向きとし、弁軸方向
の慣性力を大きくし、前側の吸気ポートからの吸気流に
比べて吸気弁を通過する際の広がりを小さくして、前側
の吸気ポートからの吸気流との干渉を少なくし、また、
前側の吸気ポートの吸気弁に衝突する割合を少なくし
て、体積効率を向上させることができる。また、このよ
うに吸気流の主流方向を吸気ポートによって異ならせる
ことにより、それぞれの主流がピストンに衝突した後の
流動方向を異ならせて、強いタンブル流の生成を抑制
し、また、吸気ポートによって主流方向を異ならせ、シ
リンダ中心方向のベクトルに差ができるようにすること
により、タンブル流を回転面がシリンダ中心と一致しな
いものとして、タンブル流の持続性を低下させ、燃料噴
射時期である圧縮上死点付近においてタンブル流が崩壊
することによる燃焼室キャビティ内空気流動の不均一化
を抑制し、空気流動の不均一化に伴う不均一燃焼の発生
が防止して、燃焼が不均一となることによるエミッショ
ンの悪化を防止することができる。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線
を直線により構成し、スワール生成方向の後ろ側に開口
する吸気ポートのスロート部におけるポート軸線を直線
により構成することにより、特にスワール生成方向の前
側に開口する吸気ポートからの吸気流の主流方向のポー
ト軸線の方向への依存度を大きくし、効率的なスワール
の生成を可能とすることができる。そして、前側の吸気
ポートからの吸気流の主流方向のベクトルを前方により
大きくして、強いスワールを得、また、後ろ側の吸気ポ
ートからの吸気流を、その主流方向が前側の吸気ポート
からの吸気流の主流方向に比べて下向きとし、弁軸方向
の慣性力を大きくし、前側の吸気ポートからの吸気流に
比べて吸気弁を通過する際の広がりを小さくして、前側
の吸気ポートからの吸気流との干渉を少なくし、また、
前側の吸気ポートの吸気弁に衝突する割合を少なくし
て、体積効率を向上させることができる。また、このよ
うに吸気流の主流方向を吸気ポートによって異ならせる
ことにより、それぞれの主流がピストンに衝突した後の
流動方向を異ならせて、強いタンブル流の生成を抑制
し、また、吸気ポートによって主流方向を異ならせ、シ
リンダ中心方向のベクトルに差ができるようにすること
により、タンブル流を回転面がシリンダ中心と一致しな
いものとして、タンブル流の持続性を低下させ、燃料噴
射時期である圧縮上死点付近においてタンブル流が崩壊
することによる燃焼室キャビティ内空気流動の不均一化
を抑制し、空気流動の不均一化に伴う不均一燃焼の発生
が防止して、燃焼が不均一となることによるエミッショ
ンの悪化を防止することができる。
【００４０】
また、本発明の請求項５に係るディーゼル
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記軸線移行部の曲率中心を該
吸気ポートの内側に設定することにより、該軸線移行部
が吸気流の主流方向に影響せず、該軸線移行部において
実質的に吸気流の主流方向がバルブ軸線方向に偏向され
ることがないようにし、ポート軸線をバルブ軸線に対し
大きく傾けたことにより強調する前方側への主流ベクト
ルを維持して、スワールを効率的に生成するようにでき
る。また、スワール生成方向の後側に開口する吸気ポー
トの軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの外側に設定
することにより、該軸線移行部を吸気流の主流方向をバ
ルブ軸線方向に偏向させる程度に大きくし、それによ
り、後ろ側の吸気ポートからの吸気流の主流方向を該軸
線移行部においてバルブ軸線方向に偏向し、その主流方
向を前側の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて
下向きとして、弁軸方向の慣性力を大きくし、前側の吸
気ポートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の広
がりを小さくして、前側の吸気ポートからの吸気流との
干渉を少なくし、また、前側の吸気ポートの吸気弁に衝
突する割合を少なくして、体積効率を向上させることが
できる。また、このように吸気流の主流方向を吸気ポー
トによって異ならせることにより、それぞれの主流のピ
ストンに衝突した後の流動方向を異ならせて、強いタン
ブル流の生成を抑制し、また、吸気ポートによって主流
方向を異ならせ、シリンダ中心方向のベクトルに差がで
きるようにすることによって、タンブル流を回転面がシ
リンダ中心と一致しないものとし、タンブル流の持続性
を低下させることができ、燃料噴射時期である圧縮上死
点付近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼室
キャビティ内空気流動の不均一化を抑制し、空気流動の
不均一化に伴う不均一燃焼の発生を防止して、燃焼が不
均一となることによるエミッションの悪化を防止するこ
とができる。
エンジンの吸気装置によれば、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記軸線移行部の曲率中心を該
吸気ポートの内側に設定することにより、該軸線移行部
が吸気流の主流方向に影響せず、該軸線移行部において
実質的に吸気流の主流方向がバルブ軸線方向に偏向され
ることがないようにし、ポート軸線をバルブ軸線に対し
大きく傾けたことにより強調する前方側への主流ベクト
ルを維持して、スワールを効率的に生成するようにでき
る。また、スワール生成方向の後側に開口する吸気ポー
トの軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの外側に設定
することにより、該軸線移行部を吸気流の主流方向をバ
ルブ軸線方向に偏向させる程度に大きくし、それによ
り、後ろ側の吸気ポートからの吸気流の主流方向を該軸
線移行部においてバルブ軸線方向に偏向し、その主流方
向を前側の吸気ポートからの吸気流の主流方向に比べて
下向きとして、弁軸方向の慣性力を大きくし、前側の吸
気ポートからの吸気流に比べて吸気弁を通過する際の広
がりを小さくして、前側の吸気ポートからの吸気流との
干渉を少なくし、また、前側の吸気ポートの吸気弁に衝
突する割合を少なくして、体積効率を向上させることが
できる。また、このように吸気流の主流方向を吸気ポー
トによって異ならせることにより、それぞれの主流のピ
ストンに衝突した後の流動方向を異ならせて、強いタン
ブル流の生成を抑制し、また、吸気ポートによって主流
方向を異ならせ、シリンダ中心方向のベクトルに差がで
きるようにすることによって、タンブル流を回転面がシ
リンダ中心と一致しないものとし、タンブル流の持続性
を低下させることができ、燃料噴射時期である圧縮上死
点付近においてタンブル流が崩壊することによる燃焼室
キャビティ内空気流動の不均一化を抑制し、空気流動の
不均一化に伴う不均一燃焼の発生を防止して、燃焼が不
均一となることによるエミッションの悪化を防止するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例に関連するシリンダヘッドのポ
ート配置を模式的に示す横断面図
ート配置を模式的に示す横断面図
【図２】図１に示すシリンダヘッドの吸気ポート構造を
模式的に示す縦断面図
模式的に示す縦断面図
【図３】図１に示すシリンダヘッドの下面図
【図４】図１に示すシリンダヘッドの組み付け状態で示
す一部断面図
す一部断面図
【図５】図１に示すシリンダヘッドの変形例を示す下面
図
図
【図６】図１に係る吸気ポートからの吸気流の主流方向
を説明する模式説明図
を説明する模式説明図
【図７】図１に係るタンブル流の生成状態を説明する模
式説明図
式説明図
【図８】本発明の実施例に関連する他の吸気ポートを縦
断面で示す模式図
断面で示す模式図
【図９】本発明の実施例におけるシリンダヘッドの吸気
ポートの配置を模式的に示す横断面図
ポートの配置を模式的に示す横断面図
【図１０】図９に示すポート軸線ＡFを通るＸ−Ｘ断面
の縦断面図
の縦断面図
【図１１】図９に示すポート軸線ＡRを通るＸＩ−ＸＩ
断面の縦断面図
断面の縦断面図
１ シリンダヘッド
１ａ 吸気側端面
２ シリンダボア
３ 吸気ポート
３ａ スロート部
４ 吸気ポート
４ａ スロート部
７ シリンダブロック
８ ピストン
９ 燃焼室キャビティ
１０ 燃料噴射ノズル
１１ グロープラグ
１２ グロープラグ挿着孔
θF，θR 入射角
ＡF，ＡR ポート軸線
ＶF，ＶR バルブ軸線
ｒF，ｒR，ＲR，ＲF 曲率半径
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 樫本 正章
広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ
ダ株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−147219（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−342827（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−146903（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−230512（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−88217（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−111406（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 31/02
F02B 23/00
F02F 1/42
F02P 19/00
Claims (5)
- 【請求項１】 気筒毎に燃焼室に開口する複数の吸気ポ
ートを設け、これら吸気ポートをいずれも出口側開口近
傍のスロート部が直線的にシリンダボアに入射するスト
レートポートとし、シリンダ軸線に直交する面内で各吸
気ポートをいずれもシリンダの接線方向で同一スワール
生成方向に指向させ、かつ、各吸気ポートを燃焼室に対
し隣合わせでスワール生成方向の前後に開口させたディ
ーゼルエンジンの吸気装置において、スワール生成方向
の前側に開口する吸気ポートおよびスワール生成方向の
後側に開口する吸気ポートの各スロート部におけるポー
ト軸線に対し前記出口側開口の中心を通り該出口側開口
の開口面に垂直な各バルブ軸線との交点近傍にそれぞれ
所定曲率半径の軸線移行部を設け、スワール生成方向の
前側に開口する吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸
線移行部の曲率半径を、スワール生成方向の後ろ側に開
口する吸気ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部
の曲率半径よりも小とし、スワール生成方向の前側に開
口する吸気ポートの前記ポート軸線の前記バルブ軸線に
対する傾きを、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸
気ポートの前記ポート軸線の前記バルブ軸線に対する傾
きよりも大としたことを特徴とするディーゼルエンジン
の吸気装置。 - 【請求項２】 スワール生成方向の前側に開口する吸気
ポートの前記スロート部におけるポート軸線を略直線に
より構成し、スワール生成方向の後ろ側に開口する吸気
ポートの前記スロート部におけるポート軸線を該吸気ポ
ートのポート軸線に設けた前記軸線移行部より曲率半径
の大きい曲線により構成した請求項１記載のディーゼル
エンジンの吸気装置。 - 【請求項３】 スワール生成方向の後ろ側に開口する吸
気ポートの前記スロート部におけるポート軸線を該吸気
ポートのポート軸線に設けた前記軸線移行部より曲率半
径の大きい曲線により構成し、スワール生成方向の前側
に開口する吸気ポートの前記スロート部におけるポート
軸線を前記曲線より更に曲率半径の大きい曲線により構
成した請求項１記載のディーゼルエンジンの吸気装置。 - 【請求項４】 スワール生成方向の前側に開口する吸気
ポートの前記スロート部におけるポート軸線を略直線に
より構成し、また、スワール生成方向の後ろ側に開口す
る吸気ポートの前記スロート部におけるポート軸線を略
直線により構成した請求項１記載のディーゼルエンジン
の吸気装置。 - 【請求項５】 スワール生成方向の前側に開口する吸気
ポートの前記軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの内
側に設定し、スワール生成方向の後側に開口する吸気ポ
ートの前記軸線移行部の曲率中心を該吸気ポートの外側
に設定した請求項１記載のディーゼルエンジンの吸気装
置。
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| JP14012693 | 1993-05-18 | ||
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-
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- 1994-05-17 DE DE69425532T patent/DE69425532T2/de not_active Expired - Lifetime
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