(57)【要約】【課題】  エンジンの吸気ポート内における渦流や剥離の発生を防止することで、吸気ポートが本来持つ吸気ポート性能を発揮させる。【解決手段】  吸気マニホールドが取付けられていない状態でエンジンを試験する際に、そのエンジンのシリンダヘッドに取付けられる試験装置において、シリンダヘッド９内の吸気ポート１０の吸入口に着脱自在に取付けられる吸気通路２１と、吸気通路２１の途中に所定間隔Ｉを切離して形成され、周方向から吸入空気を導入するための開口部２２とを備える。【選択図】  図４
2006184216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気マニホールドが取付けられていない状態でエンジンを試験する際に、そのエンジンのシリンダヘッドに取付けられる試験装置において、上記シリンダヘッド内の吸気ポートの吸入口に着脱自在に取付けられる吸気通路と、該吸気通路の途中に所定間隔を切離して形成され、周方向から吸入空気を導入するための開口部とを備えたことを特徴とするエンジンの試験装置。
【請求項２】
上記吸気通路が、上記シリンダヘッドに取付けられた下流側吸気部材と、スペーサ部材により上記所定間隔を保って上記下流側吸気部材に連結された上流側吸気部材とを有する請求項１記載のエンジンの試験装置。
【請求項３】
上記所定間隔は、上記上流側吸気部材の出口部における吸入空気の境界層厚さよりも大きく、且つ、上記開口部の開口面積が上記上流側吸気部材の吸気断面積以下となるように設定された請求項２記載のエンジンの試験装置。
【請求項４】
上記下流側吸気部材の出口部が、上記吸気ポートの内周面と略面一に形成された、或いは、上記吸気ポートの内周面に対して僅かに縮径させて形成された請求項２又は３記載のエンジンの試験装置。
【請求項５】
上記上流側吸気部材の入口部が、上流側に向けて拡径させて設けられた請求項２〜４いずれかに記載のエンジンの試験装置。
【請求項６】
シリンダヘッド内の吸気ポートの上流側に取付けられた吸気通路と、該吸気通路の途中に所定間隔を切離して形成され、周方向から吸入空気を導入するための開口部とを備えたエンジンの吸気装置。
【請求項７】
上記吸気通路が、上記シリンダヘッドに取付けられた下流側吸気部材と、スペーサ部材により上記所定間隔を保って上記下流側吸気部材に連結された上流側吸気部材とを有する請求項６記載のエンジンの吸気装置。
【請求項８】
上記所定間隔は、上記上流側吸気部材の出口部における吸入空気の境界層厚さよりも大きく、且つ、上記開口部の開口面積が上記上流側吸気部材の吸気断面積以下となるように設定された請求項７記載のエンジンの吸気装置。
【請求項９】
上記下流側吸気部材の出口部が、上記吸気ポートの内周面と略面一に形成された、或いは、上記吸気ポートの内周面に対して僅かに縮径させて形成された請求項７又は８記載のエンジンの吸気装置。
【請求項１０】
上記上流側吸気部材の入口部が、上流側に向けて拡径させて設けられた請求項７〜９いずれかに記載のエンジンの吸気装置。
【請求項１１】
上記下流側・上流側吸気部材が、吸気管内或いはサージタンク内に設けられた請求項７〜１０いずれかに記載のエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気マニホールドが取付けられていない状態でエンジンを試験する際に、そのエンジンのシリンダヘッドに取付けられる試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダ内（燃焼室内）に吸気される吸入空気により生成されるスワール流の強度は、シリンダ内における燃料の燃焼状態に大きな影響を及ぼす。そのため、シリンダヘッド内に設けられた吸気ポートや吸気弁の位置及び形状等を変えてスワール流を測定することが、エンジンの性能や排気ガス等の改善のために重要である。従来、吸気ポート性能の個体差を調べるべく、スワール流をシリンダヘッド単体（すなわち吸気マニホールドがシリンダヘッドに取付けられていない状態）で測定していた。
【０００３】
例えば図９に示すように、従来のスワール測定装置５０は、エンジンのシリンダを模した筒状のダミーシリンダ５１を備えている。ダミーシリンダ５１内にはベーンシャフト５２が回転自在に設けられる。ベーンシャフト５２の上部にはスワール流Ｓを受けてベーンシャフト５２を回転させるベーン５３が取付けられる。ベーンシャフト５２の下部にはベーンシャフト５２の回転数（スワール流Ｓの回転数）を検出する回転センサ（図示せず）が設けられる。ダミーシリンダ５１の上部に吸気ポート５４を有するシリンダヘッド５５が設けられる。
【０００４】
シリンダヘッド５５内の吸気ポート５４を通じてダミーシリンダ５１内に吸入空気が吸気されると、その吸入空気によってスワール流Ｓがダミーシリンダ５１内に生成される。ダミーシリンダ５１内に生成されたスワール流Ｓがベーン５３を介してベーンシャフト５２を回転させることで、スワール流Ｓの回転数が回転センサによって検出される。そして、回転センサにより検出されたスワール流Ｓの回転数からスワール比を求める。スワール比とは、エンジンの回転数に対するスワール流Ｓの回転数の比である。
【０００５】
【特許文献１】実開昭５６−１６３６５６号公報
【特許文献２】実公昭６２−２４７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、吸気マニホールドをシリンダヘッド５５に取付けた際に、シリンダヘッド５５内の吸気ポート５４は吸気マニホールド内の吸気通路の内周面と略面一となるように形成されている。そのため、シリンダヘッド５５単体では、吸気ポート５４の入口部に稜部５６が形成される。この稜部５６は吸気ポート５４の入口部近傍に流れの剥離による渦流（カルマン渦）Ｋを発生させるため、この渦流Ｋにより吸入空気の流路がしぼられてしまう（チョーク効果）。このようになると、ダミーシリンダ５１内への吸入空気の吸気効率が低下して、スワール流Ｓの測定値が不正確且つ不安定になってしまう。
【０００７】
また、シリンダヘッド５５内の吸気ポート５４は、レイアウト上の制約から屈曲させて形成されることが多い。そのため、吸気ポート５４内の屈曲部の内側にて吸気ポート５４の内周面との摩擦による境界層の剥離Ｓ２が発生し易い。このようになると、渦流Ｋが発生した場合と同様に吸入空気の流路がしぼられ、ダミーシリンダ５１内への吸入空気の吸気効率が低下してしまう。
【０００８】
ここで、シリンダヘッド内の吸気ポートにおける渦流や剥離の発生を防止するためには、吸気マニホールドをシリンダヘッドに取付けた状態でスワール流の測定を行うことが考えられる。しかしながら、吸気マニホールドの形状により、吸気マニホールド内の吸気通路の入口部から近い位置にある気筒と遠い位置にある気筒とでは吸気ポート性能に変化が出てしまい、吸気ポート性能の個体差を調べるという観点に合致しなくなってしまう。
【０００９】
さらに、吸気マニホールドをシリンダヘッドに取付けた状態でスワール流の測定を行っても、吸気マニホールドの入口部に稜部が形成されることを避けることができない。従って、吸気マニホールド内で渦流が発生してしまう。この吸気マニホールド内における渦流の発生を防止するためには、実際のエンジンと同一の吸気経路を実現すべくエアクリーナー等をさらに設ける必要がある。しかしながら、実際のエンジンと同一の吸気経路を実現しようとすると、測定装置が大型化且つ複雑化してしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、エンジンの吸気ポート内における渦流や剥離の発生を防止することで、吸気ポートが本来持つ吸気ポート性能を発揮させることができる試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、吸気マニホールドが取付けられていない状態でエンジンを試験する際に、そのエンジンのシリンダヘッドに取付けられる試験装置において、上記シリンダヘッド内の吸気ポートの吸入口に着脱自在に取付けられる吸気通路と、該吸気通路の途中に所定間隔を切離して形成され、周方向から吸入空気を導入するための開口部とを備えたことを特徴とするエンジンの試験装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、上記吸気通路が、上記シリンダヘッドに取付けられた下流側吸気部材と、スペーサ部材により上記所定間隔を保って上記下流側吸気部材に連結された上流側吸気部材とを有する請求項１記載のエンジンの試験装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、上記所定間隔は、上記上流側吸気部材の出口部における吸入空気の境界層厚さよりも大きく、且つ、上記開口部の開口面積が上記上流側吸気部材の吸気断面積以下となるように設定された請求項２記載のエンジンの試験装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、上記下流側吸気部材の出口部が、上記吸気ポートの内周面と略面一に形成された、或いは、上記吸気ポートの内周面に対して僅かに縮径させて形成された請求項２又は３記載のエンジンの試験装置である。
【００１５】
請求項５の発明は、上記上流側吸気部材の入口部が、上流側に向けて拡径させて設けられた請求項２〜４いずれかに記載のエンジンの試験装置である。
【００１６】
請求項６の発明は、シリンダヘッド内の吸気ポートの上流側に取付けられた吸気通路と、該吸気通路の途中に所定間隔を切離して形成され、周方向から吸入空気を導入するための開口部とを備えたエンジンの吸気装置である。
【００１７】
請求項７の発明は、上記吸気通路が、上記シリンダヘッドに取付けられた下流側吸気部材と、スペーサ部材により上記所定間隔を保って上記下流側吸気部材に連結された上流側吸気部材とを有する請求項６記載のエンジンの吸気装置である。
【００１８】
請求項８の発明は、上記所定間隔は、上記上流側吸気部材の出口部における吸入空気の境界層厚さよりも大きく、且つ、上記開口部の開口面積が上記上流側吸気部材の吸気断面積以下となるように設定された請求項７記載のエンジンの吸気装置である。
【００１９】
請求項９の発明は、上記下流側吸気部材の出口部が、上記吸気ポートの内周面と略面一に形成された、或いは、上記吸気ポートの内周面に対して僅かに縮径させて形成された請求項７又は８記載のエンジンの吸気装置である。
【００２０】
請求項１０の発明は、上記上流側吸気部材の入口部が、上流側に向けて拡径させて設けられた請求項７〜９いずれかに記載のエンジンの吸気装置である。
【００２１】
請求項１１の発明は、上記下流側・上流側吸気部材が、吸気管内或いはサージタンク内に設けられた請求項７〜１０いずれかに記載のエンジンの吸気装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、エンジンの吸気ポート内における渦流や剥離の発生を防止することで、吸気ポートが本来持つ吸気ポート性能を発揮させることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る試験装置を適用したスワール測定装置の側面断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【００２５】
まず、スワール測定装置について説明する。
【００２６】
図１に示すように、スワール測定装置（スワールテスター）１は、ディーゼルエンジン或いはガソリンエンジン等のシリンダを模した円筒状のダミーシリンダ２を備えている。このスワール測定装置１は、ダミーシリンダ２内にベーン３が回転自在に設けられた、所謂パドルホイール式のものである。ベーン３はベーンシャフト４の上部に取付けられており、ベーン３はスワール流を受けてベーンシャフト４を回転させる。ベーンシャフト４の下部にはベーンシャフト４の回転数を検出する回転センサ５が設けられている。
【００２７】
ダミーシリンダ２の下部にはサージタンク６が設けられている。サージタンク６には配管７を介してダミーシリンダ２内及びサージタンク６内の空気を外部へ排出する真空ポンプ８が接続されている。また、排出される空気の流量を検出する流量計（図示せず）、真空ポンプ８前後の差圧を検出する差圧検出装置（図示せず）、及び、ダミーシリンダ２内の温度を検出する温度計（図示せず）等が設けられる。なお、スワール測定装置の構成は上記のものには限定はされない。例えば、スワール測定装置がインパルス式のものであっても良い。
【００２８】
ダミーシリンダ２の上部にシリンダヘッド９が設けられている。シリンダヘッド９内には、吸気ポート（インレットポート）１０、吸気ポート１０を開閉する吸気弁（吸気バルブ）１１、排気ポート（アウトレットポート）１２、及び、排気ポート１２を開閉する排気弁（排気バルブ）１３等が設けられている。
【００２９】
次に、本実施形態の試験装置について説明する。
【００３０】
図１及び図２に示すように、本実施形態の試験装置２０は、スワール流を測定する際に、吸気マニホールド（インレットマニホールド）に代えてシリンダヘッド９に取付けて使用するものである。試験装置２０は、シリンダヘッド９内の吸気ポート１０の吸入口に着脱自在に取付けられ、吸入空気を導入する吸気通路２１と、吸気通路２１の途中に所定間隔を切離して形成され、周方向から吸入空気を導入するための開口部２２とを備えている。つまり、開口部２２は吸気通路２１の途中に全周にわたって開口させて設けられている。
【００３１】
本実施形態では、試験装置２０は、シリンダヘッド９の側部（図１及び図２中の左側）に取付けられた板状の下流側吸気部材２３と、スペーサ部材２５により所定間隔Ｉ（図４参照）を保って下流側吸気部材２３に連結された板状の上流側吸気部材２４とを備えている。下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４とは平行に設けられている。本実施形態では、スペーサ部材２５は円筒状に形成されている（図３参照）。これら下流側・上流側吸気部材２３、２４及びスペーサ部材２５は、金属材料（例えば、ねずみ鋳鉄やアルミニウム等）、合成樹脂材料或いは木材等からなる。
【００３２】
下流側吸気部材２３には、開口部２２よりも下流側の吸気通路２１をなす下流側吸気孔２６が設けられている。下流側吸気孔２６は、エンジンの気筒数分（本実施形態では、四つ）設けられている。下流側吸気孔２６の断面形状は、吸気ポート１０の断面形状と略同一形状（本実施形態では、断面略矩形状）に形成されている。下流側吸気孔２６は、吸気ポート１０と同一中心線上に位置している。下流側吸気孔２６の出口部は、吸気ポート１０の内周面に対して僅かに縮径（例えば、１ｍｍ程度）させて形成されている。
【００３３】
下流側吸気孔２６の長さＬ１（図４参照）（下流側吸気部材２３の板厚）は、下流側吸気孔２６内及び吸気ポート１０内における吸入空気のレイノルズ数が遷移レイノルズ数を超えないような長さに設定されている。遷移レイノルズ数とは、吸入空気の境界層が層流から乱流へと変化するレイノルズ数をいう。つまり、下流側吸気孔２６の長さＬ１は、下流側吸気孔２６内及び吸気ポート１０内において吸入空気の境界層が層流を保つことができるような長さに設定される。詳しくは、下流側吸気孔２６の長さＬ１は以下のように決定される。
【００３４】
まず、レイノルズ数Ｒｅは次式で定義される。
【００３５】
Ｒｅ＝ｘ×Ｕ／ν  …（１）
ただし、ｘが管路長さ（ｍ）、Ｕが主流速度（ｍ／ｓ）、νが空気の動粘度（ｍ2／ｓ）である。
【００３６】
式（１）において、Ｒｅを３．２×１０5（遷移レイノルズ数）とすると共に、Ｕに下流側吸気孔２６内における吸入空気の主流速度、νに吸入空気の動粘度を代入して、管路長さｘを求める。式（１）により求めた管路長さｘの数値よりも下流側吸気孔２６及び吸気ポート１０の長さの合計が長くなると、下流側吸気孔２６内或いは吸気ポート１０内において吸入空気の境界層が乱流となってしまう。従って、下流側吸気孔２６の長さＬ１は、式（１）により求めた管路長さｘの数値から中心線上における吸気ポート１０の長さを引いた値よりも小さくなるように設定される。
【００３７】
上流側吸気部材２４には、開口部２２よりも上流側の吸気通路２１をなす上流側吸気孔２７が設けられている。上流側吸気孔２７は、エンジンの気筒数分（本実施形態では、四つ）、つまり下流側吸気孔２６と同数設けられている。上流側吸気孔２７の断面形状は、下流側吸気孔２６及び吸気ポート１０の断面形状と略同一形状（本実施形態では、断面略矩形状）に形成されている。上流側吸気孔２７は、下流側吸気孔２６及び吸気ポート１０と同一中心線上に位置している。上流側吸気孔２７の入口部は、上流側に向けて拡径させて設けられている。本実施形態では、上流側吸気孔２７の少なくとも入口部は実験等により決定された半径のＲ形状に形成されている。上流側吸気孔２７の出口部の断面積は下流側吸気孔２６の断面積と等しくなるように形成されている。ここで、上流側吸気孔２７の入口部に形成されたＲ部２８は、上流側吸気部材２４の側面と滑らかに繋がっていることが望ましい。なお、Ｒ部２８は、単一円弧により形成されていても良く、複数の円弧により形成されていても良い。
【００３８】
上流側吸気孔２７の長さＬ２（図４参照）（上流側吸気部材２４の板厚）は、上流側吸気孔２７内における吸入空気のレイノルズ数が遷移レイノルズ数を超えないような長さに設定されている。つまり、上流側吸気孔２７の長さＬ２は、上流側吸気孔２７内において吸入空気の境界層が層流を保つことができるような長さに設定される。詳しくは、上流側吸気孔２７の長さＬ２は以下のように決定される。
【００３９】
上記の式（１）において、Ｒｅを３．２×１０5（遷移レイノルズ数）とすると共に、Ｕに上流側吸気孔２７内における吸入空気の主流速度、νに吸入空気の動粘度を代入して、管路長さｘを求める。式（１）により求めた管路長さｘの数値よりも上流側吸気孔２７の長さＬ２が長くなると、上流側吸気孔２７内において吸入空気の境界層が乱流となってしまう。従って、上流側吸気孔２７の長さＬ２は、式（１）により求めた管路長さｘの数値よりも小さくなるように設定される。
【００４０】
スペーサ部材２５は、できる限り下流側・上流側吸気孔２６、２７から離れた位置に設けられている。本実施形態では、スペーサ部材２５は、下流側・上流側吸気部材２３、２４の外縁部に設けられている。なお、スペーサ部材２５は下流側・上流側吸気部材２３、２４のうちいずれかと一体に形成されていても良い。また、これら下流側・上流側吸気部材２３、２４及びスペーサ部材２５が一体に形成されていても良い。
【００４１】
図３に示すように、下流側・上流側吸気部材２３、２４には、ボルト２９を挿通するためのボルト挿通孔３０、３１がそれぞれ設けられている。これらボルト挿通孔３０、３１は、できる限り下流側・上流側吸気孔２６、２７から離れた位置に設けられている。本実施形態では、ボルト層通孔３０、３１は、下流側・上流側吸気部材２３、２４の外縁部にそれぞれ設けられている。
【００４２】
シリンダヘッド９に設けられた位置決めピン（図示せず）を下流側吸気部材２３に設けられた位置決め孔（図示せず）に嵌合することによって、シリンダヘッド９と下流側吸気部材２３との相対位置が所定位置に位置決めされる。また、下流側吸気部材２３に設けられた位置決めピン（図示せず）を上流側吸気部材２４に設けられた位置決め孔（図示せず）に嵌合することによって、下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４との相対位置が所定位置に位置決めされる。その状態で、ボルト２９を上流側吸気部材２４のボルト挿通孔３１、スペーサ部材２５及び下流側吸気部材２３のボルト挿通孔３０に挿通させる。このようにすることで、ボルト２９の長手方向中間部がスペーサ部材２５内に収容されると共に、スペーサ部材２５が下流側・上流側吸気孔２６、２７から離れた位置に配置される。そして、ボルト２９をシリンダヘッド９の側部に設けられたねじ孔（図示せず）に螺合することにより、下流側・上流側吸気部材２３、２４がシリンダヘッド９に対して取付けられる。
【００４３】
ところで、流体が管路内を流れる際、流体の流速は管路内周面の表面ではゼロであるが、その流速は管路内周面の表面から離れるに従い主流速度まで連続的に増加する。一般に、主流速度の９９パーセントに至るまでの領域を境界層という。この境界層では流速に速度分布が存在するので、境界層内にて剪断摩擦力が作用する。すると、流体は管路を流れるに伴い、はじめに持っていたエネルギーを消費していく。そのエネルギーがある程度まで消費した流体が管路の屈曲部に至ると、境界層にて剥離が発生してしまう。この境界層における剥離の発生を防止するためには、剪断摩擦によって消費されたエネルギーを何らかの方法で境界層に与えれば良い。このようにエネルギーを何らかの方法で境界層に与えることを境界層制御という。境界層制御には様々な方法があるが、以下の三つの方法がよく用いられる。
【００４４】
１）エネルギーを消費した境界層に新たに空気を吹き込む。
【００４５】
２）エネルギーを消費した境界層を吸い込む。
【００４６】
３）流れを乱して渦流を発生させるボルテックスジェネレータ等の部材を管路内周面に設ける。
【００４７】
本実施形態では、上記の１）の方法を用いて境界層制御を行う。詳しくは、本実施形態では、吸気通路２１の途中に設けられた開口部２２から新たに吸入空気を吸気通路２１へと導入することで境界層制御を行う。このようにすることで、吸気ポート１０内へと流れる吸入空気の境界層にエネルギーを与えることができる。
【００４８】
ここで、境界層厚さσは次式で定義される。
【００４９】
σ＝４．６５×（ν×ｘ／Ｕ）1/2  …（２）
ただし、νが空気の動粘度（ｍ2／ｓ）、ｘが管路長さ（ｍ）、Ｕが主流速度（ｍ／ｓ）である。
【００５０】
式（２）において、ｘに上流側吸気孔２７の長さ、Ｕに上流側吸気孔２７内における吸入空気の主流速度、νに吸入空気の動粘度を代入すると、上流側吸気孔２７の出口部における吸入空気の境界層厚さσが求められる。従って、エネルギーを消費した境界層に新たに空気を吹き込むためには、下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４との間隔Ｉは、少なくとも式（２）により求められた境界層厚さσ分だけあれば良い。しかしながら、吸入空気が下流側吸気部材２３の側面と上流側吸気部材２４の側面との間を通って、吸入空気の主流に対して直角に開口部２２から導入される。従って、下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４との間隔Ｉを、流れの損失を見込んで、式（２）により求められた境界層厚さσよりも大きく設定する。
【００５１】
また、下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４との間隔Ｉを、開口部２２の開口面積が上流側吸気孔２７の断面積よりも大きくなるように設定すると、開口部２２から取り込まれる吸入空気の流量が上流側吸気孔２７から取り込まれる吸入空気の流量よりも多くなってしまう。こうなると、下流側吸気孔２６内で上流側吸気孔２７からの吸入空気と開口部２２からの吸入空気とが激しく干渉して吸入空気が乱流となってしまう。従って、下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４との間隔Ｉを、開口部２２の開口面積が上流側吸気孔２７の断面積以下となるように設定する。ここで、開口部２２の開口面積とは、開口部２２の長さ（下流側吸気部材２３と上流側吸気部材２４との間隔Ｉ）と上流側吸気孔２７の周長とを乗じて得られる、開口部２２が周方向に占める面積をいう。
【００５２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５３】
スワール流を測定する際には、まず吸気弁１１及び排気弁１３により吸気ポート１０及び排気ポート１２をそれぞれ閉とした状態で、ダミーシリンダ２内及びサージタンク６内の空気を真空ポンプ８により排出して、ダミーシリンダ２内及びサージタンク６内の気圧を下げる。次に図４に示すように、吸気弁１１のみを開弁して吸気ポート１０を開とすると、上流側吸気孔２７から空気が導入され、その吸入空気は下流側吸気孔２６を通じて吸気ポート１０内へと供給される。このとき、吸気ポート１０内へと供給される吸入空気は、上流側吸気孔２７の入口部に加えて、開口部２２からも取り込まれる。開口部２２から取り込まれた吸入空気は上流側吸気孔２７から取り込まれた吸入空気と下流側吸気孔２６の内周面との間に滑り込むように流れ、上流側吸気孔２７からの吸入空気の境界層にエネルギーを与える。従って、吸気ポート１０内において剥離が発生することがない。
【００５４】
また、上流側吸気孔２７の入口部が、上流側に向けて拡径させて設けられているため、上流側吸気孔２７の入口部において渦流が発生することがない。
【００５５】
さらに、下流側吸気孔２６が吸気ポート１０の内周面に対して僅かに縮径させて形成されているため、吸気ポート１０の入口部近傍において流れの剥離による渦流Ｓ１が発生するものの、その渦流Ｓ１はすぐに消滅する。
【００５６】
図５に、試験装置２０使用前後におけるスワール比の測定結果を比較したグラフを示す。このグラフにおいて、縦軸がスワール比を示し、横軸が吸気弁１１のバルブリフト量を示す。また、試験装置２０を使用した状態での測定結果を実線Ａで示し、試験装置２０を使用しない状態での測定結果を破線Ｂで示す。
【００５７】
図５に示すように、試験装置２０を使用した状態ではスワール比がバルブリフト量に略比例して増加しているのに対して、試験装置２０を使用しない状態ではスワール比がバルブリフト量の増加に伴い増減を繰り返している。スワール比は、ベーン３の回転数が高くなるほど大きくなるが、吸気ポート１０内において剥離が発生すると、スワール流を発生するように工夫された吸気ポート１０の内周面に沿って吸入空気が流れなくなるので、ベーン３の回転数が低下する傾向がある。従って、本実施形態の試験装置２０を使用することで、剥離の発生が防止されていることが分かる。
【００５８】
以上、本実施形態の試験装置２０によれば、エンジンのシリンダヘッド９内の吸気ポート１０における渦流や剥離の発生を防止することができる。従って、吸気ポート１０が本来持つ吸気ポート性能を発揮させて、スワール流の測定値を正確且つ安定なものとすることができる。
【００５９】
本発明は以上説明した実施形態には限定はされない。
【００６０】
例えば、上記の実施形態では、下流側吸気孔２６の出口部がシリンダヘッド９内の吸気ポート１０の内周面に対して僅かに縮径させて形成されているとしたが、下流側吸気孔２６の出口部がシリンダヘッド９内の吸気ポート１０の内周面と略面一に形成されていても良い。
【００６１】
また、上記の実施形態では、下流側吸気孔２６及び上流側吸気孔２７が断面略矩形状に形成されているとしたが、吸気ポート１０の断面形状と略同一であれば良く、下流側吸気孔２６及び上流側吸気孔２７が断面略円形状等の他の形状に形成されていても良い。
【００６２】
また、上記の実施形態の試験装置２０は、試験の際に用いるだけでなく実車（実際のエンジン）に適用して、図６及び図７に示すように、吸入空気を整流するための吸気装置３０として使用することも可能である。その場合、シリンダヘッド９の側部には、吸気装置３０の下流側・上流側吸気部材２３、２４を覆うように吸気管（吸気マニホールド）３１が設けられる。つまり、下流側・上流側吸気部材２３、２４が吸気管３１内に収容される。そのため、吸気管３１内には、下流側・上流側吸気部材２３、２４を収容するのに充分な容積が確保される。この吸気管３１の容積は、実験等により決定される。吸気管３１は、金属材料（例えば、ねずみ鋳鉄やアルミニウム等）或いは合成樹脂材料等からなる。
【００６３】
また、上記の実施形態の試験装置２０を吸気装置３０として使用する場合、図８に示すように、吸気装置３０を吸気管（吸気マニホールド）３２に取付けても良い。その場合、シリンダヘッド３３に吸気管３２が設けられ、その吸気管３２の上流側端部に下流側・上流側吸気部材２３、２４が設けられる。下流側・上流側吸気部材２３、２４を覆うようにサージタンク３４が設けられる。つまり、下流側・上流側吸気部材２３、２４がサージタンク３４内に収容される。そのため、サージタンク３４内には、下流側・上流側吸気部材２３、２４を収容するのに充分な容積が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る試験装置を適用したスワール測定装置の側面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】試験装置の斜視図である。
【図４】試験装置の側面断面図である。
【図５】試験装置使用前後におけるスワール比の測定結果を比較したグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る吸気装置を適用したエンジンの概略図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。
【図８】他の実施形態に係る吸気装置を適用したエンジンの概略図である。
【図９】従来のスワール測定装置の側面断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
９  シリンダヘッド
１０  吸気ポート
２０  試験装置
２１  吸気通路
２２  開口部
２３  下流側吸気部材
２４  上流側吸気部材
２６  下流側吸気孔
２７  上流側吸気孔
Ｉ  所定間隔
【図１】
2006184216.tif 000003
【図２】
2006184216.tif 000004
【図３】
2006184216.tif 000005
【図４】
2006184216.tif 000006
【図５】
2006184216.tif 000007
【図６】
2006184216.tif 000008
【図７】
2006184216.tif 000009
【図８】
2006184216.tif 000010
【図９】
2006184216.tif 000011