JPS6248927A - 内燃機関の吸気ポ−ト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、スリーバルブ或いはフォーバルブ型式の内燃
機関に用いられる吸気ポート装置に係り、特に可変吸気
スワール方式の吸気ポート装置に係る。

従来の技術 内燃機関に用いられる可変吸気スワール方式の吸気ポー
ト装置の一つとして、各々吸気弁により開閉されるスト
レートポートとヘリカルポートとを互いに隣接して有し
、前記ストレートポートトの途中に段ジノられた吸気制
御弁により前記ストレートポートの連通と遮断が行われ
るよう構成された吸気ポート装置は既に知られており、
これは例えば、特開昭５８−４８７１５号公報に示され
ている。

上述の如き吸気ポート装置に於ては、吸気制御弁が閉弁
している時にはストレートポートが遮断されて吸気の実
質的に全てがヘリカルポートを流れて燃焼室内に流入す
ることにより強い吸気スワールが得られ、可燃混合気の
希薄空燃比限界が拡大され、これに対し吸気制御弁が開
弁している時にはストレートポートが連通し、吸気がへ
りカルポートに加えてストレートポートを流れて燃焼室
内に流入するようになり、高い充填効率をもって吸気が
行われる。

しかし燃焼室内にスワール流が生じていると、遠心作用
により燃料が燃焼室の外周側へ押しやられ、燃焼室の半
径方向に好ましからざる空燃比の勾配が生じ、燃焼室の
中央部に於ては外周部に比して混合気が薄くなり、この
ため燃焼室内に吸入された混合気の平均空燃比が希薄空
燃比限界に近い希薄混合気であると、燃焼室の中央部に
於ては希薄空燃比限界内の可燃混合気が得られず、特に
点火プラグが燃焼室の中央部領域に設けられていると、
その点火プラグ付近に於て可燃空燃比の混合気が得られ
ず、着火不良を生じる虞れがある。

このため従来は燃焼室内に良好な吸気スワールが得られ
ても可燃混合気の希薄空燃比限界が十分に有効に拡大さ
れない。

上述の如き問題点を解決した改良された吸気ポート装置
を提供として、本願出願人と同一の出願人は、各々吸気
弁により開閉され互いに隣接して設けられたストレート
ポート及びヘリカルポートトと、前記ストレートポート
の途中に設【ノられて該ストレートポートの連通と遮断
を行う吸気制御弁とを有する内燃機関の吸気ポート装置
に於て、前記ストレートポートは吸気制御弁閉弁時にも
その前記ヘリカルポートの側にて連通状態を維持する通
路構造を有する吸気ポート装置を特願昭６０−１６３１
４９号及び特願昭６０−１６３１５０号として既に提案
している。

上述の如き構成の吸気ポート装置によれば、吸気制御弁
が閉弁位置にあっても吸気の一部が前記通路構造部分を
経てストレートポートより燃焼室内に吸入され、この吸
気により燃焼室内に直進流が生じ、これにより吸気制御
弁閉弁時に於ては燃焼室内に生じた吸気（混合気）のス
ワール流により燃焼室内の外周側に押しやられていた燃
料が燃焼室中央部領域にある点火プラグの配設位置へ向
かい、燃焼室内に吸入される混合気の平均空燃比が希薄
空燃比に設定されていても点火プラグの配設位置領域に
適正空燃比の可燃混合気が安定して存在するようになり
、可燃混合気の希薄空燃比限界がＪ：り一層拡大される
ようになる。また、前記切欠部を経てストレートポート
より燃焼室内に吸入された吸気による直進流とスワール
流とが衝突することによって燃焼室内に多聞のマイクロ
タービュレンスが発生し、これにより混合気の燃焼性が
改善され、このことによっても可燃混合気の希薄空燃比
限界がより一層拡大される。

発明が解決しようとする問題点 上述の如き吸気ポート装置は一応初期の目的を達成し、
しかも前記通路構造は吸気制御弁が閉弁している時にス
トレートポートへ供給された燃料を燃焼室に導き、過渡
運転時の燃料供給の応答性を向上せしめると云う効果を
生する。

本発明はこの通路構造による燃料応答性向上効果がより
顕著に生じるように更に改良された吸気ポート装置を提
供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、各々吸気弁により
開閉され互いに隣接して設Ｇプられたストレートポート
及びヘリカルポートと、前記ストレートポートの途中に
設（）られて該ストレートポートの連通と遮断を行う吸
気制御弁とを有する内燃機関の吸気ポート装置に於て、
ストレートポートは吸気制御弁閉弁時にもその前記ヘリ
カルポートの側にて連通状態を維持する通路構造を有し
、前記吸気制御弁より上流側にて前記通路構造へ向けて
吸気を案内する案内壁を備えていることを特徴とする吸
気ポート装置によって達成される。

前記通路構造は前記吸気制御弁の一部に設けられた切欠
部或いは面記吸気制罪弁をバイパスして設けられた補助
通路により構成されていて良い。

また前記吸気制御弁は全開位置にある時に前記通路ＭＩ
造の側がその反対側に比して下流側に位置すべく傾斜し
て閉弁するよう構成されていて良い。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、案内壁による吸気案内作用に
よって壁面付着燃料が速やかに前記吸気通路へ向かい、
また通路構造を経て燃焼室へ向かう燃料の量が増大し、
これらのことによって過渡運転時の燃料供給の応答性が
向上し、また燃焼室の中央部領域にある点火プラグの配
設領域に着火性に優れた適度に濃い混合気がより安定し
て存在するようになり、良好な成層燃焼が行われて可燃
混合気の希薄空燃比限界がより一層拡大されるようにな
る。

また上述の如き構成によれば、点火プラグが燃焼室の中
央部領域に設けられていても混合気の着火性に問題を生
じることがなく、点火プラグが燃焼室の一方に偏った位
置に設けられている場合に比して燃焼寮内に於ける混合
気の火炎伝播距離が知くなり、所謂コンパクトネスな燃
焼が可能になり、可燃混合気の希薄空燃比限界の拡大と
メカニカルオクタン価の向上が図られる。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図乃至第３図は本発明による内燃機関の吸気ポート
装置の一つの実施例を示している。図に於て、１はシリ
ンダブロックを、２はシリンダヘッドを各々示しており
、シリンダブロック１とシリンダヘッド２とはシリンダ
ボア３内に設（プられたピストン４と共働して燃焼室５
を郭定している。

シリンダヘッド２にはストレートポート６とヘリカルポ
ート７とが設けられており、更にまた二つの排気ポート
８が設【プられている。ストレートポート６とヘリカル
ポート７は各々個別の吸気弁９及び１０によってその燃
焼室５に対する開口端を開閉されるようになっており、
排気ポート８はそれぞれ個別の排気弁１１により燃焼室
５に対する開口端を開閉されるようになっている。

シリンダヘッド２には燃焼室５の中央部領域に向けて開
口した点火プラグホール１２が設けられており、該点火
プラグホールには点火プラグ１３が取付けられている。

シリンダヘッド２には吸気制御弁１４が取付けられてい
る。吸気制御弁１４はバタフライ弁型の開閉弁であって
ストレートポート６の途中を開開してストレートポート
６の連通と遮断を制御するようになっている。吸気制御
弁１４は図には示されていないが、適当な制御装置によ
って例えば機関負荷が所定値以下である時には閉弁され
、機関負荷が所定値以上である時には開弁されて良い。

吸気制御弁１４のヘリカルポート７の側の下部には切欠
部１５が設けられている。切欠部１５は、点火プラグ１
３の配設部に対応して設けられており、その開口面積は
ストレートポート６の燃焼室５に対する同口端に於ける
面積の１５％以下の小さいものであって良い。

吸気制御弁１４は第２図に良く示されている如く、閉弁
位置にある時に切欠部１５の側がその反対側に比して下
流側に位置すべく傾斜して閉弁するようになっている。

ストレートポート６とへりカルポート７とは共通の吸気
入口部１９を有１）、この吸気入口部１９には吸気マニ
ホールド１７が連通接続されている。

吸気マニホールド１７の吸気ポートに対する接続端部に
はモのストレートポート６の側の側壁に案内壁１８が突
出形成されている。案内壁１８は切欠部１８へ向【プて
傾斜した傾斜壁１８ａと該傾斜壁の終端より切立った垂
直壁１８ｂとを有している。

上述の如き構成によれば、吸気制御弁１４が閉弁してい
る時には吸気の多くはヘリカルポート７より燃焼室５内
に流入し、シリンダボア中心軸線周りのスワール流Ａを
生じる。これと同時に吸気の一部は吸気制御弁１４の切
欠部１５を経てストレートポート６より燃焼室５内に流
入し、燃焼室５のほぼ中央部を径方向に横切って点火プ
ラグ１３へ向かう直進流Ｂを生じる。これによりスワー
ル流△は直進流Ｂに引込まれて流れＣで示されている如
く燃焼室５の中心部へ向かい、スワール流Ａの遠心作用
により燃焼室５の外周領域に多く存在していた燃料が点
火プラグ１３の配設部へ向かい、点火プラグ１３の周辺
に存在する混合気が燃焼室５の外周部に存在する混合気
に比して極端に薄くなることがなくなる。これにより燃
焼室５内に供給される混合気の平均空燃比が一８７ｉｔ
Ｊ空燃比であっても点火プラグ１３の付近に適性空燃比
の可燃混合気が安定して存在するようになり、混合気の
着火が確実なものとなり、またスワール流Ａと直進流Ｂ
との衝突によって燃焼室５内に多量のマイクロタービュ
レンスが発生するようになり、これらのことにより可燃
混合気の希薄空燃比限界が拡大される。また直進流Ｂは
スワール流Ａの経端部にてスワール流Ａと衝突するから
、直進流Ｂがスワール流Ａを大きく減衰させることがな
い。

吸気＄り御弁１４が閉弁している時に該吸気制御弁及び
該吸気制御弁より上流側の燃料通路の壁面に付着してい
る所謂壁面付着燃料は切欠部１５を経て燃焼室５へ向か
い、点火プラグ１３の配設部領域の混合気を適度に濃く
する効果を生する。案内壁１８が設（プられていること
により特に吸気マニホールド１７のヘリカルポート６の
側の壁面に付着している液膜状燃料は案内壁１８の傾斜
壁１８ａに案内されて速やかに切欠部１５へ向かい、切
欠部１５より燃焼室５内に流入する燃料の川が適度に増
大するようになる。また案内壁１８の終端が切立ってい
ることにより傾斜壁１８ａに沿って切欠部１８へ向かう
液膜燃料の霧化が促進される。

また吸気制御弁１４は閉弁位置に於ては切欠部１５の側
がその反対側に比して下流側に位置すべく傾斜している
ことにより吸気制御弁１４自体が壁面付着燃料を切欠部
１５へ向けて案内する案内板として作用し、このことに
よっても壁面付着燃料が燃焼室５内に速やかに流入する
ようになり、燃料供給の応答性が向上する。

第３図及び第４図は本発明による内燃機関の吸気ポート
装置の他の一つの実施例を示している。

尚、第３図及び第４図に於て第１図及び第２図に対応す
る部分は第１図及び第２図に付した符号と同一の符号に
より示されている。

かかる実施例に於ては、シリンダヘッド２に吸気制御弁
１４をバイパスして設けられた補助通路２０−が設けら
れている。補助通路２０は、へりカルポート７の側に偏
倚して設けられており、一端に閉弁位置にある吸気制御
弁１４の直上流に開口した吸気人口２１を、他端にスト
レートポート６の燃焼室５に対する間口端の近傍に開口
した吸気出口１７を有しており、ストレートポート６の
下方にあって吸気人口２１より吸気出口２２へ向けて下
り傾斜になっている。

かかる実施例に於ても、吸気が補助通路２０の吸気人口
２１へ向かうように案内壁１８が設けられていることに
より上述した実施例と同様の作用及び効果が得られろ。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく
、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関の吸気ポート装置の一つ
の実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示された本
発明による吸気ポート装置の平断面図、第３図は第２図
の線ＩＩＩ　−ＩＩＩに沿−う断面図、第４図は本発明
による内燃機関の吸気ポート装置の他の一つの実施例を
示す縦断面図、第５図は第４図に示された本発明による
吸気ポート装置の平断面図である。 １・・・シリンダブロック、２・・・シリンダヘッド。 ３・・・シリンダボア、４・・・ピストン、５・・・燃
焼室。 ６・・・ストレートポート、７・・・ヘリカルポート、
８・・・排気ポート、９．１０・・・吸気弁、１１・・
・排気弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）各々吸気弁により開閉され互いに隣接して設けら
   れたストレートポート及びヘリカルポートと、前記スト
   レートポートの途中に設けられて該ストレートポートの
   連通と遮断を行う吸気制御弁とを有する内燃機関の吸気
   ポート装置に於て、ストレートポートは吸気制御弁閉弁
   時にもその前記ヘリカルポートの側にて連通状態を維持
   する通路構造を有し、前記吸気制御弁より上流側にて前
   記通路構造へ向けて吸気を案内する案内壁を備えている
   ことを特徴とする吸気ポート装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項の吸気ポート装置に於て、
   前記通路構造は前記吸気制御弁に設けられた切欠部によ
   り構成されていることを特徴とする吸気ポート装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項の吸気ポート装置に於て、
   前記通路構造は前記吸気制御弁をバイパスして設けられ
   た補助通路により構成されていることを特徴とする吸気
   ポート装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの吸気
   ポート装置に於て、前記吸気制御弁は閉弁位置にある時
   に前記通路構造の側がその反対側に比して下流側に位置
   すべく傾斜して閉弁するよう構成されていることを特徴
   とする吸気ポート装置。