(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼性の向上を図ることが可能な内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関は、燃焼室１１に開口する第１及び第２の吸気口２１，３１を開閉する第１及び第２の吸気バルブ２２，３２と、当該吸気バルブ２２，３２のリフト量を変更可能な可変動弁機構５０と、を備え、第１及び第２の吸気口２１，３１の周囲に第１及び第２のマスク２４，３４がそれぞれ形成されており、可変動弁機構５０が、第２のリフト区間ＬＴ２において、第１の吸気バルブ２２を第１のマスク２４の高さＭ１よりも低くリフトさせると共に、第２の吸気バルブ３２を第２のマスク３４の高さＭ２よりも高くリフトさせる。【選択図】図６Ａ
2010169029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に開口する第１及び第２の吸気口を開閉する第１及び第２の吸気弁と、
前記第１及び第２の吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構と、を備えた内燃機関であって、
前記第１の吸気口の周囲に、前記第１の吸気口からの吸気に指向性を付与するための第１のマスクが形成されており、
第１のリフト時に、前記第１のマスクにより指向性が付与された前記第１の吸気口からの吸気によって、前記燃焼室内に第１のスワールを生成し、
前記第１のリフト時よりも最大リフト量が大きな第２のリフト時に、前記第１のマスクにより指向性が付与された前記第１の吸気口からの吸気と、前記第２の吸気口からの吸気と、によって、前記第１のスワールよりも弱い第２のスワールを前記燃焼室内に生成することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関であって、
前記第１の吸気口は、前記第２の吸気口に対して、前記第１及び第２のスワールの下流側に配置されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関であって、
前記第１のマスクは、前記第１の吸気口の周縁において、前記第１及び第２のスワールの上流側の部分に設けられていることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関であって、
前記第２の吸気口の周囲に、前記第２の吸気口からの吸気に指向性を付与するための第２のマスクが形成されており、
前記第１のリフト時に、前記第１のマスクにより指向性が付与された前記第１の吸気口からの吸気と、前記第２のマスクにより指向性が付与された前記第２の吸気口からの吸気とによって、前記燃焼室内に前記第１のスワールを生成することを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項４記載の内燃機関であって、
前記可変動弁機構は、前記第２のリフト時に、前記第２の吸気弁を前記第２のマスクよりも高くリフトさせることを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関であって、
前記可変動弁機構は、前記第１のリフト時に、前記第２の吸気弁をリフトさせないことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項６記載の内燃機関であって、
前記可変動弁機構は、前記第２のリフト時に、前記第２の吸気弁をリフトさせることを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項３又は６記載の内燃機関であって、
前記第２のリフト時よりも最大リフト量が大きな第３のリフト時において、前記第１の吸気弁を前記第１のマスクよりも高くリフトさせることを特徴とする内燃機関。
【請求項９】
請求項８記載の内燃機関であって、
前記第３のリフト時における第１のクランク角では、前記第１のマスクにより指向性が付与された前記第１の吸気弁からの吸気によって、前記燃焼室内に第３のスワールを生成し、
前記第３のリフト時において前記第１のクランク角よりも大きな第２のクランク角では、前記第１のマスクにより指向性が付与された前記第１の吸気口からの吸気と、前記第２の吸気口からの吸気とによって、前記第３のスワールよりも弱い第４のスワールを前記燃焼室内に生成することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁のリフト量を可変であると共に、吸気口の周囲にマスクが形成された内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室の吸気口の周囲にマスクを設けて、当該吸気口からの吸気に指向性を付与するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、可変動弁機構によって吸気バルブのリフト量に差を設けることで、スワールを発生させるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１１２２８４号公報
【特許文献２】特開２００６−４６１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可変動弁機構とマスクを組み合わせると、それぞれの吸気口からの吸気が衝突して燃焼室内のガス流動が減衰してしまう場合があり、燃焼性を十分に向上することができないおそれがあるという問題があった。本発明が解決しようとする課題は、燃焼性の向上を図ることが可能な内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１のリフト時に、第１のマスクにより指向性が付与された第１の吸気口からの吸気によって、第１のスワールを燃焼室内に生成し、第２のリフト時には、第１のマスクにより指向性が付与された第１の吸気口からの吸気と、第２の吸気口からの吸気とによって、第１のスワールよりも弱い第２のスワールを燃焼室内に生成することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第２のリフト時においても燃焼室内にスワールを維持するので、吸気の衝突により燃焼室内でガス流動が減衰することはなく、燃焼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施形態における内燃機関の燃焼室内の平面図であり、ピストンからシリンダヘッドの方を見た図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのIB-IB線に沿った断面図である。
【図２】図２は、図１Ａ及び図１Ｂの内燃機関の吸気弁の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２の可変動弁機構の断面図である。
【図４】図４は、図２の可変動弁機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態における吸気バルブの最大リフト量と作動角との関係を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、図５に示す第１のリフト区間における燃焼室内の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡのVIB-VIB線に沿った断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図５に示す第２のリフト区間における燃焼室内の平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７ＡのVIIB-VIIB線に沿った断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、比較例における燃焼室内の平面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８ＡのVIIIB-VIIIB線に沿った断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図５に示す第３のリフト区間における燃焼室内の平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９ＡのIXB-IXB線に沿った断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図５に示す第３のリフト区間の小作動角αにおける吸気バルブのカムプロフィールである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図５に示す第３のリフト区間の大作動角βにおける吸気バルブのカムプロフィールである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の第２実施形態における内燃機関の燃焼室内の平面図であり、ピストンからシリンダヘッドの方を見た図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１ＡのXIB-XIB線に沿った断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態における吸気バルブの最大リフト量と作動角との関係を示すグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、図１２に示す第１のリフト区間における燃焼室内の平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１４ＡのXIIIB-XIIIB線に沿った断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図１２に示す第２のリフト区間における燃焼室内の平面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４ＡのXIVB-XIVB線に沿った断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１２に示す第３のリフト区間における燃焼室内の平面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５ＡのXVB-XVB線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１Ａ及び図１Ｂは本実施形態における内燃機関の燃焼室内の平面図及び断面図である。
【００１０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態における内燃機関の各気筒１０の燃焼室１１には、２つの吸気口２１，３１と２つの排気口４１，４２が開口している。これら吸排気口２１，３１，４１，４２の略中央には、燃焼室１１内に臨むように点火プラグ１２が設けられている。
【００１１】
第１及び第２の吸気口２１，３１は、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２によりそれぞれ開閉される。同様に、２つの排気口４１，４２も、排気バルブ４３，４４によりそれぞれ開閉される。第１及び第２の吸気バルブ２２，３２は、バルブリフト量及びバルブ作動角（開時期から閉時期までの角度範囲）を変更することが可能な可変動弁機構５０によりそれぞれ上下動可能となっている。
【００１２】
第１の吸気口２１は、図１Ａに示すように、燃焼室１１内を反時計回りに流れるスワールＳｗ０の流れを基準として、第２の吸気口３１よりも下流側に配置されている。ここで、スワールＳｗ０の流れを基準とした「上流側」又は「下流側」の位置関係は、スワールＳｗ０上において第１の吸気口２１と第２の吸気口３１との間の距離が短い方の関係に基づいて決定する。従って、図１Ａに示す例では、スワールＳｗ０上において第１及び第２の吸気口２１，３１の隣接している方の関係に基づいて、第１の吸気口２１が第２の吸気口３１よりも下流側に位置していることとなる。なお、図１Ａに示すスワールＳｗ０は、後述する図６Ａに示す第１のスワールＳｗ１及び図７Ａに示す第２のスワールＳｗ２の総称である。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１及び第２の吸気口２１，３１の周囲には、第１及び第２のマスク２４，３４がそれぞれ形成されている。
【００１４】
第１のマスク２４は、第１の吸気口２１の周縁において、スワールＳｗ０の第１の仮想接線ＴＬ１に直交する仮想垂線ＰＬ１よりも上流側の部分に形成されており、当該上流側部分を高さＭ１の壁で取り囲んでいる。第１の吸気バルブ２２のリフト量が第１のマスク２４の高さＭ１よりも低い場合には、この第１のマスク２４により、第１の吸気口２１からの吸気に、第１の仮想接線ＴＬ１に沿った方向の指向性が付与される。
【００１５】
同様に、第２のマスク３４も、第２の吸気口３１の周縁において、スワールＳｗ０の第２の仮想接線ＴＬ２に直交する仮想垂線ＰＬ２よりも上流側の部分に形成されている。そして、第２の吸気バルブ３２のリフト量が第２のマスク３４の高さＭ２よりも低い場合に、この第２のマスク３４により、第２の吸気口３１からの吸気に、第２の仮想接線方向ＴＬ２に沿った方向の指向性が付与される。なお、図１Ｂに示すように、第１のマスク２４は、第２のマスク３４よりも高くなっている（Ｍ１＞Ｍ２）。
【００１６】
第１及び第２の吸気バルブ２２，３２を上下動させる可変動弁機構５０は、図２及び図３に示すように、駆動軸５１、偏心カム５２、制御軸５３、ロッカアーム５４、及び、揺動カム５５を備えている。図２及び図３はその可変動弁機構を示す斜視図及び断面図、図４は可変動弁機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図、並びに、図５は本実施形態における吸気バルブの最大リフト量と作動角との関係を示すグラフである。
【００１７】
駆動軸５１は、シリンダヘッド５上部のカムブラケット６に回転自在に支持されている。この駆動軸５１は、タイミングチェーン又はタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動される。
【００１８】
偏心カム５２は、円形の外周面を有しており、駆動軸５１が圧入されている。偏心カム５２の外周面の中心は、駆動軸５１の軸心から所定量だけオフセットしている。また、偏心カム５２の外周面には、リンクアーム５６の環状部５６ａが回転可能に嵌合しており、偏心カム５２は、リンクアーム５６を介してロッカアーム５４に連結されている。
【００１９】
制御軸５３は、駆動軸５１よりも上方で、カムブラケット６に回転自在に支持されており、駆動軸５１と平行に配置されている。この制御軸５３は、図２に示すように、一端部に設けられた電動アクチュエータ５８によって所定回転角度範囲内で回転するように構成されている。この電動アクチュエータ５８への電流供給は、コントロールユニット（不図示）からの制御信号に基づいて制御される。
【００２０】
ロッカアーム５４は、その略中央部で制御軸５３の偏心カム部５３ａによって揺動自在に支持されている。このロッカアーム５４の一端部に、リンクアーム５６の延長部５６ｂが連結している。一方、ロッカアーム５４の他端部には、リンク部材５７の上端部が連結しており、ロッカアーム５４は、リンク部材５７を介して揺動カム５５に連結されている。制御軸５３の偏心カム部５３ａは制御軸５３の軸心から偏心しているため、制御軸５３の角度位置に応じてロッカアーム５４の揺動中心が変化する。
【００２１】
揺動カム５５は、駆動軸５１の外周に嵌合して回転自在に支持され、側方へ延びた端部５５ａに、リンク部材５７の下端部が連結している。この揺動カム５５の下面には、駆動軸５１と同心状の円弧をなす基円面５５１と、当該基円面５５１から端部５５ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面５５２と、が形成されている。これら基円面５５１及びカム面５５２が、揺動カム５５の揺動位置に応じて、吸気バルブ２２，３２の上端部に配置されたタペット２３，３３に上面に当接するようになっている。すなわち、基円面５５１はベースサークル区間としてリフト量がゼロとなる区間である。そして、揺動カム５５が揺動してカム面５５２がタペット２３，３３に接触すると、吸気バルブ２２，３２が徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００２２】
以上の構成の可変動弁機構５０では、駆動軸５１が回転すると、偏心カム５２のカム作用によってリンクアーム５６が上下動し、これに伴ってロッカアーム５４が揺動する。このロッカアーム５４の揺動は、リンク部材５７を介して揺動カム５５へ伝達されて当該揺動カム５５が揺動する。この揺動カム５５のカム作用によって、タペット２３，３３が押圧されて吸気弁２２，３２がリフトする。
【００２３】
ここで、電動アクチュエータ５８を介して制御軸５３の角度が変化すると、ロッカアーム５４の初期位置が変化し、ひいては揺動カム５５の初期揺動位置が変化する。
【００２４】
たとえば、偏心カム部５３ａが図３の上方に位置している場合、ロッカアーム５４は全体として上方へ位置し、揺動カム５５の端部５５ａが相対的に上方に引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム５５の初期位置は、そのカム面５５２がタペット２３，３３から離れる方向に傾く。従って、駆動軸５１の回転に伴って揺動カム５５が揺動した際に、基円面５５１がタペット２３，３３に長く接触し続け、カム面５５２がタペット２３，３３に接触する期間が短くなる。その結果、リフト量が全体として小さくなり、且つ、作動角も縮小する。
【００２５】
これに対し、偏心カム部５３ａが図３の下方に位置している場合、ロッカアーム５４は全体として下方に位置し、揺動カム５５の端部５５ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム５５の初期位置は、そのカム面５５２がタペット２３，３３に近づく方向に傾く。従って、駆動軸５１の回転に伴って揺動カム５５が揺動した際に、タペット２３，３３と接触する部位が基円面５５１からカム面５５２へと直ちに移行する。その結果、リフト量が全体として大きくなり、且つ、作動角も拡大する。
【００２６】
上記の偏心カム部５３ａの位置を連続的に変化させることができるので、図４に示すように、リフト量及び作動角を連続的且つ同時に拡大又は縮小させることができる。
【００２７】
以上のような可変動弁機構５０が、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２に設けられており、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２のリフト量及び作動角を変更可能となっている。
【００２８】
そして、本実施形態では、図５に示すように、可変動弁機構５０によって、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２の最大リフト量及び作動角を連続的に変化させている。さらに、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２にそれぞれ設けた揺動カム５５のカム面５５２の形状の違いによって、低負荷時に第１及び第２の吸気バルブ２２，３２の最大リフト量に差を設け、高負荷時には第１及び第２の吸気バルブ２２，３２の最大リフト量を一致させている。このように低負荷時において第１及び第２の吸気バルブ２２，３２の最大リフト量に段差を設けることで、燃焼室１１内のガス流動の強化を図っている。
【００２９】
なお、図５にて実線で示す曲線が、可変動弁機構５０によって変化する第１の吸気バルブ３２の最大リフト量を連続的にプロットしたものである。一方、同図にて一点鎖線で示す曲線が、可変動弁機構５０によって変化する第２の吸気バルブ２２の最大リフト量を連続的にプロットしたものである。また、同図中のＭ１及びＭ２は、第１及び第２のマスク２４，３４の高さである。
【００３０】
さらに、本実施形態では、同図に示すように、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２の最大リフト量に差が設けられている低負荷時に、第１〜第３のリフト区間ＬＴ１〜ＬＴ３が設定されている。
【００３１】
図６Ａ及び図６Ｂは第１のリフト区間ＬＴ１における燃焼室内の平面図及び断面図、図７Ａ及び図７Ｂは第２のリフト区間ＬＴ２における燃焼室内の平面図及び断面図、図８Ａ及び図８Ｂは比較例における燃焼室内の平面図及び断面図、図９Ａ及び図９Ｂは、第３のリフト区間ＬＴ３における燃焼室内の平面図及び断面図、並びに、図１０Ａ及び図１０Ｂは第３のリフト区間ＬＴ３の小作動角α及び大作動角βにおける第１及び第２の吸気バルブ２２，３２のカムプロフィールである。
【００３２】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第１のリフト区間ＬＴ１では、第１の吸気バルブ２２の最大リフト量が、第１のマスク２４の高さＭ１よりも低いＬａ１に設定されている（Ｌａ１＜Ｍ１）。そのため、第１のマスク２４によって、第１の吸気口２１からの吸気に、第１の仮想接線ＴＬ１に沿った指向性が付与される。
【００３３】
同様に、第２の吸気バルブ３２の最大リフト量が、第２のマスク３４の高さＭ２よりも低いＬｂ１に設定されている（Ｌｂ１＜Ｍ２）。そのため、第２のマスク３４によって、第２の吸気口３１からの吸気に、第２の仮想接線ＴＬ２に沿った指向性が付与される。
【００３４】
以上のように、この第１のリフト区間ＬＴ１では、第１及び第２の吸気口２１，３１からのいずれの吸気も指向性を有するため、図６Ａに示すように、反時計回りの強い第１のスワールＳｗ１が燃焼室１１内に生成される。なお、本実施形態における第１のリフト区間ＬＴ１が、本発明における第１のリフト時の一例に相当する。
【００３５】
第２のリフト区間ＬＴ２では、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１の吸気バルブ２２の最大リフト量が、第１のマスク２４の高さＭ１よりも低いＬａ２に設定されている（Ｌａ２＜Ｍ１）。そのため、第１のマスク２４によって、第１の吸気口２１からの吸気に、第１の仮想接線ＴＬ１に沿った指向性が付与される。
【００３６】
一方、第２の吸気バルブ３２の最大リフト量が、第２のマスク３４の高さＭ２よりも高いＬｂ２に設定されている（Ｌｂ２＞Ｍ２）。そのため、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第２の吸気口３１からの吸気には指向性が付与されない。
【００３７】
以上のように、この第２のリフト区間ＬＴ２では、第１の吸気口２１からの吸気のみが指向性を有しているため、図７Ａに示すように、第１のスワールＳｗ１よりも相対的に弱い第２のスワールＳｗ２が燃焼室１１内に生成される。なお、本実施形態における第２のリフト区間ＬＴ２が、本発明における第２のリフト時の一例に相当する。
【００３８】
因みに、図７Ａ及び図７Ｂに示す構成に対して、マスク高さと最大リフト量との関係を反対にすると（Ｌａ２＞Ｍ１、Ｌｂ２＜Ｍ２）、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第２のマスク３４によって第２の吸気口３１からの吸気には指向性が付与されるが、第１の吸気口２１からの吸気には指向性が付与されない。この第１の吸気口２１は、第２の吸気口３１よりも下流側に配置されているため、指向性を有する第２の吸気口２１からの吸気が、指向性のない第１の吸気口３１からの吸気に衝突し、燃焼室１１内においてガス流動が減衰してしまう。
【００３９】
本実施形態に戻り、第３のリフト区間ＬＴ３では、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１の吸気バルブ２２の最大リフト量が、第１のマスク２４の高さＭ１よりも高いＬａ３に設定されている（Ｌａ３＞Ｍ１）。そのため、第１の吸気口２１からの吸気には、第１のマスク２４によって指向性が付与されない。
【００４０】
同様に、第２の吸気バルブ３２の最大リフト量も、第２のマスク３４の高さＭ２よりも高いＬｂ３に設定されている（Ｌｂ３＞Ｍ２）。そのため、第２の吸気口３１からの吸気には、第２のマスク３４によって指向性が付与されない。
【００４１】
この第３のリフト区間ＬＴ３では、以上のように、第１及び第２の吸気口２１，３１からの吸気がいずれも指向性を有していないが、負荷がある程度高くなっているため、燃焼室１１内に十分なガス流動を生成することができる。なお、本実施形態における第３のリフト区間ＬＴ３が、本発明における第３のリフト時の一例に相当する。
【００４２】
なお、第３のリフト区間ＬＴ３においても、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、最大リフト量Ｌａ３，Ｌｂ３に至るまでの第１のクランク角範囲θ１において、第１及び第２の吸気バルブ２２，３２が第１及び第２のマスク２４，３４の高さＭ１，Ｍ２よりもそれぞれ低くリフトすることで、燃焼室１１内に比較的強い第３のスワールを形成する。そして、これに次ぐ第２のクランク角範囲θ２では、第１の吸気バルブ２２が第１のマスク２４の高さＭ１よりも低く、且つ、第２の吸気バルブ３２が第２のマスク３４の高さＭ２よりも高くリフトすることで、第３のスワールよりも弱い第４のスワールを燃焼室１１内に生成する。このように、本実施形態では、吸気バルブ２２，３２が最大リフト量に達するまでの間にスワールが維持されるため、燃焼室１１内のガス流動が減衰しないようになっている。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第３のリフト区間ＬＴ３において小作動角αから大作動角βに亘って第１及び第２のクランク角範囲θ１，θ２が設けられている。また、本実施形態における第１のクランク角範囲θ１が本発明における第１のクランク角の一例に相当し、本実施形態において第２のクランク角範囲θ２が本発明における第２のクランク角の一例に相当する。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、第１のリフト区間ＬＴ１において、いずれも指向性を有する第１及び第２の吸気口２１，３１からの吸気によって第１のスワールＳｗ１を生成し、第２のリフト区間ＬＴ２においては、指向性を有する第１の吸気口２１からの吸気と、指向性を有しない第２の吸気口３１からの吸気とによって弱い第２のスワールＳｗ２を生成する。このため、第２のリフト区間ＬＴ２においても燃焼室１１内にスワールを維持するので、吸気の衝突により燃焼室１１内でガス流動が減衰することはなく、燃焼性の向上を図ることができる。
【００４４】
特に、本実施形態では、可変動弁機構５０とマスク２４，３４を組み合わせても、燃焼室１１内における吸気の衝突を抑制してガス流動の強化を図ることができるので、吸気バルブを通常よりも早く閉じる早閉ミラーサイクル制御にも有効である。
【００４５】
＜第２実施形態＞
図１１Ａ及び図１１Ｂは本発明の第２実施形態における内燃機関の燃焼室内の平面図及び断面図、図１２は本実施形態における吸気バルブの最大リフト量と作動角との関係を示すグラフ、並びに、図１３Ａ〜図１５Ｂは第１〜第３のリフト区間における燃焼室内の平面図及び断面図である。
【００４６】
本実施形態では、第２のマスク３４が形成されていない点、及び、第２の吸気バルブ３２に非リフト期間が設定されている点で第１実施形態と相違するが、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。以下に、第２実施形態について第１実施形態との相違点のみを説明し、第１実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態では、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、第２の吸気口３１の周縁に第２のマスク３４が形成されていない。
【００４８】
また、図１２に示すように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、低負荷時において第１及び第２の吸気バルブ２２，３２の最大リフト量に差が設けられおり、その低負荷時に第１〜第３のリフト区間ＬＴ１’〜ＬＴ３’が設定されている。
【００４９】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、第１のリフト区間ＬＴ１’では、第１の吸気バルブ２２の最大リフト量は、第１実施形態と同様に、第１のマスク２４の高さＭ１よりも低いＬａ１に設定されている（Ｌａ１＜Ｍ１）。そのため、第１のマスク２４によって、第１の吸気口２１からの吸気に、第１の仮想接線ＴＬ１に沿った指向性が付与される。
【００５０】
一方、本実施形態では、第２の吸気バルブ３２のリフト量は、この第１のリフト区間ＬＴ１’ではゼロに設定されているため、第２の吸気口３１からは吸気が一切ない。そのため、第１のリフト区間ＬＴ１’では、指向性を有する第１の吸気口２１からの吸気のみによって、図１３Ａに示すように、反時計回りの強い第１のスワールＳｗ１が燃焼室１１内に生成される。なお、本実施形態における第１のリフト区間ＬＴ１’が、本発明における第１のリフト時の一例に相当する。
【００５１】
第２のリフト区間ＬＴ２’では、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、第１の吸気バルブ２２の最大リフト量が、第１実施形態と同様に、第１のマスク２４の高さＭ１よりも低いＬａ２に設定されている（Ｌａ１＜Ｍ１）。そのため、第１のマスク２４によって、第１の吸気口２１からの吸気に、第１の仮想接線ＴＬ１に沿った指向性が付与される。
【００５２】
一方、この第２のリフト区間ＬＴ２’では、第２の吸気バルブ３２がリフトするように設定されている。そのため、同図に示すように、第２の吸気口３１から指向性を有しない吸気が燃焼室１１内に導入される。
【００５３】
従って、第２のリフト区間ＬＴ２’では、第１の吸気口２１からの吸気のみが指向性を有しているため、図１４Ａに示すように、第１のスワールＳｗ１よりも相対的に弱い第２のスワールＳｗ２が燃焼室１１内に生成される。なお、本実施形態における第２のリフト区間ＬＴ２’が、本発明における第２のリフト時の一例に相当する。
【００５４】
第３のリフト区間ＬＴ３’では、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、第１の吸気バルブ２２の最大リフト量が、第１のマスク２４の高さＭ１よりも高いＬａ３に設定されている（Ｌａ３＞Ｍ１）。そのため、第１の吸気口２１からの吸気には、第１のマスク２４によって指向性が付与されない。また、この第３のリフト区間ＬＴ３’でも、第２の吸気バルブ３２がリフトするように設定されているため、同図に示すように、第２の吸気口３１から指向性を有しない吸気が燃焼室１１内に導入される。
【００５５】
この第３のリフト区間ＬＴ３’では、以上のように、第１及び第２の吸気口２１，３１からの吸気がいずれも指向性を有していないが、負荷がある程度高くなっているため、燃焼室１１内に十分なガス流動を生成することができる。なお、本実施形態における第３のリフト区間ＬＴ３’が、本発明における第３のリフト時の一例に相当する。
【００５６】
なお、特に図示しないが、第３のリフト区間ＬＴ３’においても、最大リフト量に至るまでの過程において第１及び第２のクランク角範囲が設定されている。本実施形態では、第１のクランク角範囲では、例えば、第１の吸気バルブ２２のリフト量が第１のマスク２４の高さＭ１よりも低く、且つ、第２の吸気バルブ３２がリフトしていないことで、燃焼室１１内に比較的強い第３のスワールを生成する。そして、これに次ぐ第２のクランク角範囲では、例えば、第１の吸気バルブ２２のリフト量が第１のマスク２４の高さＭ１よりも低く、且つ、第２の吸気バルブ３２がリフトを開始することで、第３のスワールよりも弱い第４のスワールを燃焼室１１内に生成する。このように、本実施形態では、吸気バルブ２２，３２が最大リフト量に達するまでの間にスワールが維持されるため、燃焼室１１内のガス流動が減衰しないようになっている。なお、本実施形態における第１のクランク角範囲が本発明における第１のクランク角の一例に相当し、本実施形態において第２のクランク角範囲が本発明における第２のクランク角の一例に相当する。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、第１のリフト区間ＬＴ１’において、指向性を有する第１の吸気口２１からの吸気のみによって第１のスワールＳｗ１を生成し、第２のリフト区間ＬＴ２’においては、指向性を有する第１の吸気口２１からの吸気と、指向性を有しない第２の吸気口３１からの吸気とによって弱い第２のスワールＳｗ２を生成する。このため、第２のリフト区間ＬＴ２’においても燃焼室１１内にスワールを維持するので、吸気の衝突により燃焼室１１内でガス流動が減衰することはなく、燃焼性を向上することができる。
【００５８】
特に、本実施形態では、可変動弁機構５０とマスク２４，３４を組み合わせても、燃焼室１１内において吸気の衝突を抑制してガス流動の強化を図ることができるので、吸気バルブを通常よりも早く閉じる早閉ミラーサイクル制御にも有効である。
【００５９】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００６０】
１１…燃焼室
２１…第１の吸気口
２２…第１の吸気バルブ
２４…第１のマスク
Ｍ１…第１のマスクの高さ
３１…第２の吸気口
３２…第２の吸気バルブ
３４…第２のマスク
Ｍ２…第２のマスクの高さ
５０…可変動弁機構
Ｓｗ１…第１のスワール
Ｓｗ２…第２のスワール
ＬＴ１…第１のリフト区間
ＬＴ２…第２のリフト区間
ＬＴ３…第３のリフト区間
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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