(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダを有するシリンダブロックの上面に取付くシリンダヘッドに、前記シリンダの頂部における燃焼室への吸気ポートを、当該シリンダヘッドの側面から前記燃焼室に向かって下向きに湾曲して形成し、この吸気ポートにおける燃焼室への開口部を、平面視でシリンダの中心から半径方向の外側にずれた部位に位置し、且つ、吸気ポートのうち少なくとも燃焼室への開口部がシリンダに対して接線方向の方向にして、前記シリンダ内に、前記吸気ポートからの吸気が当該シリンダにおける軸線の回りに旋回する吸気スワールを発生するように構成して成る吸気装置において、
前記吸気ポート内において長さ方向に延びる底面を、当該吸気ポートにおけるシリンダヘッド側面の入口部から前記燃焼室への開口部の直前までの長さ部分において、前記吸気ポート内において長さ方向に延びる天井面に対して次第に近づけるように構成して、その断面形状を、前記燃焼室への開口部の直前の部分において横長の偏平断面に形成する一方、前記吸気ポート内における底面に、当該吸気ポートの入口部から前記燃焼室への開口部の直前の部分に向かって幅を次第に狭く深さを次第に深くするように延びる溝型通路を、当該溝型通路の終端が前記燃焼室への開口部に連通するように設けたことを特徴とする内燃機関における吸気装置。
【請求項２】
前記請求項１の記載において、前記溝型通路を、平面視において吸気ポートの中心線よりもシリンダの中心とは反対側にずれた部位に設けたことを特徴とする内燃機関における吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関における燃焼室及びシリンダ内に、吸気ポートを介して吸気を導入するに際して、前記シリンダ内に、その軸線の回りに旋回すると言う吸気スワールを発生するようにした吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸気した混合気の着火・燃焼性を改善してリーンバーンを図ることの一つに、燃焼室及びシリンダ内への吸気に際して、この吸気に、前記シリンダの軸線回りに旋回させると言う吸気スワールを発生する方法があり、従来は、この吸気スワールを発生する手段として、以下に述べるような二つの手段を採用している。
【０００３】
すなわち、シリンダヘッドの内部に、前記燃焼室への吸気ポートを、平面視において、当該吸気ポートにおける燃焼室への開口部をシリンダの中心から半径方向の外側にずれた部位に位置し、且つ、当該吸気ポートのうち少なくとも燃焼室への開口部がシリンダに対して接線方向の方向に向かうように構成したものにおいて、その吸気ポートにおける通路断面積を縮小することにより、当該吸気ポートから燃焼室内への吸気の流れ速度を早くする方法（ダイレクトポート）と、例えば、実開昭６４−２７４３６号公報及び実開平４−４７１３８号公報等に記載されているように、前記吸気ポートの燃焼室への開口部を、渦巻き状に形成する方法（ヘリカルポート）とを採用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらダイレクトポート及びヘリカルポートのいずれにおいても、吸気ポート内における吸気の流れ抵抗が大きいから、吸気の流速を早くしてスワール比を大きくすれば、吸気の流量係数が大きくなって、シリンダへの吸気の充填効率が下がるから、内燃機関の出力トルクの低下を招来することになり、また、吸気ポートの通路断面積を大きくすることにより吸気の流量係数を小さくすれば、吸気の流速が遅くなり、ひいてはスワール比が小さくなるから、吸気スワールによる効果を得ることができないと言う問題があった。
【０００５】
本発明は、この問題を改善できるようにした吸気装置を提供することを技術的課題とするもである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「シリンダを有するシリンダブロックの上面に取付くシリンダヘッドに、前記シリンダの頂部における燃焼室への吸気ポートを、当該シリンダヘッドの側面から前記燃焼室に向かって下向きに湾曲して形成し、この吸気ポートにおける燃焼室への開口部を、平面視でシリンダの中心から半径方向の外側にずれた部位に位置し、且つ、吸気ポートのうち少なくとも燃焼室への開口部がシリンダに対して接線方向の方向にして、前記シリンダ内に、前記吸気ポートからの吸気が当該シリンダにおける軸線の回りに旋回する吸気スワールを発生するように構成して成る吸気装置において、
前記吸気ポート内において長さ方向に延びる底面を、当該吸気ポートにおけるシリンダヘッド側面の入口部から前記燃焼室への開口部の直前までの長さ部分において、前記吸気ポート内において長さ方向に延びる天井面に対して次第に近づけるように構成して、その断面形状を、前記燃焼室への開口部の直前の部分において横長の偏平断面に形成する一方、前記吸気ポート内における底面に、当該吸気ポートの入口部から前記燃焼室への開口部の直前の部分に向かって幅を次第に狭く深さを次第に深くするように延びる溝型通路を、当該溝型通路の終端が前記燃焼室への開口部に連通するように設ける。」
と言う構成にした。
【０００７】
【発明の作用・効果】
このように、吸気ポート内において長さ方向に延びる底面を、当該吸気ポートにおけるシリンダヘッド側面の入口部から燃焼室への開口部の直前までの長さ部分において、前記吸気ポート内において長さ方向に延びる天井面に対して次第に近づけるように構成して、その断面形状を、燃焼室への開口部の直前の部分において横長の偏平断面に形成したことにより、吸気ポート内における吸気は、主として、吸気ポート内において長さ方向に延びる天井面に沿って流れて燃焼室及びシリンダ内に流入すると言うように、吸気は、吸気ポートの天井面に沿うように流れ方向が定められたのちシリンダ内に流入することになるから、前記シリンダ内においてその軸線に回りに旋回する強い吸気スワールを発生することができて、シリンダ内においてその軸線の回りに旋回する吸気スワールのスワール比を、吸気ポートの通路断面積を単に縮小しただけの場合よりも大きくすることができるのである。
【０００８】
しかし、このような構成のままであると、スワール比が大きくなることと引き換えに吸気の流れ抵抗が増大するから、吸気量が減少し、流量係数が低下することになる。
これに対して、本発明は、前記したように、吸気ポート内における底面に、当該吸気ポートの入口部から燃焼室への開口部の直前の部分に向かって幅を次第に狭く深さを次第に深するように延びる溝型通路を、当該溝型通路の終端が燃焼室への開口部に連通するように設けたもので、吸気ポート内に入った吸気は、その一部が前記溝型通路内を流れ、この溝型通路内を通って燃焼室内に流入することになるから、シリンダへの吸気量の増大を図ることができるのである。
【０００９】
従って、本発明によると、シリンダ内にその軸線の回りに吸気が旋回する吸気スワールを発生するに際して、大きいスワール比を得ることができるものでありながら、これと引き換えに流量係数が低下することの度合いを小さくすることができるから、吸気の充填効率の低下、ひいては、出力トルクの低下を招来することなく、前記した吸気スワールを確実に達成できる効果を有する。
特に、「請求項２」に記載したように、溝型通路を、平面視において吸気ポートの中心線よりもシリンダの中心とは反対側にずれた部位に設けることにより、この溝型通路からシリンダ内に流入する吸気流は、シリンダ内においてその軸線の回りに旋回する吸気スワールを加速することに寄与するから、前記した効果を更に助長できるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面について説明する。
図１〜図５は、第１の実施形態を示し、この図において符号１は、シリンダブロックを、符号２は、前記シリンダブロック１の上面に締結したシリンダヘッドを各々示し、前記シリンダブロック１の内部には、シリンダ３が形成され、前記シリンダヘッド２の下面には、前記シリンダ３の頂部に位置する燃焼室４が凹み形成されている。
【００１１】
また、前記シリンダヘッド２の内部には、吸気ポート５が、シリンダヘッド２の側面２ａと、前記燃焼室４内との両方に開口するように下向きの湾曲状にして形成されている。
この場合において、前記吸気ポート５における燃焼室４への開口部６は、円形の断面にして、平面視において、前記シリンダ３の中心３ａから半径方向の外側にずれた部位に位置し、且つ、吸気ポート５は、シリンダに対して接線方向に延びるように構成することにより、前記吸気ポート５を介して前記シリンダ３内に導入される吸気が、前記シリンダ３内において、図１に矢印Ａで示すように、当該シリンダ３の軸線の回りに旋回するという吸気スワールになるように構成している。また、前記開口部６には、当該開口部６を開閉するようにしたポペット型の吸気弁７が設けられている。更にまた、符号８は、排気弁９を備えた排気ポートを示す。
【００１２】
そして、前記吸気ポート５内においてその長さ方向に延びる底面１０を、当該吸気ポート５のうちシリンダヘッド２の側面２ａに開口する入口部５ａから前記燃焼室４への開口部６の直前までの長さ部分において、前記吸気ポート５内においてその長さ方向に延びる天井面１１に対して次第に近づけるように構成して、その断面形状を、前記燃焼室４への開口部６の直前の部分において、横長の矩形断面等のように横長の偏平断面に形成する。
【００１３】
一方、前記吸気ポート５内においてその長さ方向に延びる底面１０には、当該吸気ポート５の入口部５ａから前記燃焼室４への開口部６の直前の部分に向かって幅を次第に狭く深さを次第に深するように延びる溝型通路１２を、当該溝型通路１２の終端が前記燃焼室４への開口部６に連通するように設ける。
この構成において、吸気ポート５からシリンダ３内への吸気は、シリンダ３内に接線方向に流入するから、シリンダ３内に矢印Ａで示すような軸線回りに旋回する吸気スワールを発生することができる。
【００１４】
この場合において、前記したように、吸気ポート５内においてその長さ方向に延びる底面１０を、当該吸気ポート５におけるシリンダヘッド２の側面２ａへの入口部５ａから燃焼室４への開口部６の直前までの長さ部分において、前記吸気ポート５内においてその長さ方向に延びる天井面１１に対して次第に近づけるように構成して、その断面形状を、燃焼室４への開口部６の直前の部分において横長の偏平断面に形成したことにより、吸気ポート５内における吸気は、主として、吸気ポート５内においてその長さ方向に延びる天井面１１に沿って流れて燃焼室４及びシリンダ３内に流入すると言うように、吸気は、吸気ポート５の天井面１１に沿うように流れ方向が定められたのちシリンダ３内に流入することになるから、シリンダ３内に強く旋回する吸気スワールを発生することができて、シリンダ３内における旋回する吸気スワールのスワール比を、吸気ポート５の通路断面積を単に縮小しただけの場合よりも大きくすることができるのである。
【００１５】
しかし、このような構成のままであると、スワール比が大きくなることと引き換えに吸気の流れ抵抗が増大するから、吸気量が減少し、流量係数が低下することになる。
これに対して、前記したように、吸気ポート５内における底面１０に、当該吸気ポート５の入口部５ａから燃焼室４への開口部６の直前の部分に向かって幅を次第に狭く深さを次第に深するように延びる溝型通路１２を、当該溝型通路１２の終端が燃焼室４への開口部６に連通するように設けることにより、吸気ポート５内に入った吸気は、図に点線矢印Ｂで示すように、その一部が前記溝型通路１２内を流れ、この溝型通路１２内を通って燃焼室４内に流入することになって、シリンダ３への吸気量の増大を図ることができるから、スワール比を大きくしたことと引き換えに吸気量が減少して、流量係数が低下することを確実に防止できるのである。
【００１６】
次に、図６〜図１０は、第２の実施の形態を示す。
この第２の実施の形態は、前記吸気ポート５内における底面１０に溝型通路１２を設けるに際して、この溝型通路１２を、平面視において、吸気ポート５における中心線５ｂによりもシリンダ３の中心３ａとは反対側に適宜寸法Ｅだけずれた部位に設けたものであり、その他の構成は、前記第１の実施の形態と同じである。
【００１７】
このように構成することにより、前記吸気ポート５における燃焼室４への開口部６内に、当該開口部６内に前記ずれた位置に設けた溝型通路１２から点線矢印Ｂで示すように吸気が流入することにより、前記矢印Ａで示す軸線の回りに旋回する吸気スワールと同じ方向に旋回するスワール流が形成されることになり、この開口部６に形成されるスワール流によって、前記シリンダ３内における旋回する吸気スワールを更に助長することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視平断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  視断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ視断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ視断面図である。
【図６】本発明における第２の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ  −ＶＩＩ  視平断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ視断面図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ視断面図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ視断面図である。
【符号の説明】
１                    シリンダブロック
２                    シリンダヘッド
３                    シリンダ
３ａ                  シリンダの中心
４                    燃焼室
５                    吸気ポート
５ａ                  吸気ポートの入口部
５ｂ                  吸気ポートの中心線
６                    開口部
７                    吸気弁
１０                  吸気ポート内の底面
１１                  吸気ポート内の天井面
１２                  溝型通路
【図１】
0003566036.tif 000002
【図２】
0003566036.tif 000003
【図３】
0003566036.tif 000004
【図４】
0003566036.tif 000005
【図５】
0003566036.tif 000006
【図６】
0003566036.tif 000007
【図７】
0003566036.tif 000008
【図８】
0003566036.tif 000009
【図９】
0003566036.tif 000010
【図１０】
0003566036.tif 000011