(57)【要約】【課題】シリンダ壁に付着する燃料噴霧を低減し、混合気の燃焼性を向上させて炭化水素排出量を低減することができる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】内燃機関の吸気装置１は、シリンダ３当たり複数の吸気弁４ａ，４ｂと、吸気ポート２内に燃料を噴射するインジェクタ９とを備える。吸気弁毎に吸気ポート２の先端部が隔壁７によって分岐する。吸気ポート２の隔壁７の上流側に、燃焼室中央部で吸気流速が比較的高く、燃焼室周辺部で吸気流速が比較的低くなるように吸気流を偏向させる偏向板１１ａ、１１ｂを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートの先端部が隔壁によって複数に分岐して、それぞれ燃焼室に開口するとともに、各開口部を開閉する複数の吸気弁と、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた内燃機関の吸気装置であって、
吸気ポートの前記隔壁の上流側に、燃焼室中央部で吸気流速が比較的高く、燃焼室周辺部で吸気流速が比較的低くなるように吸気流を偏向させる偏向板を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記偏向板は、吸気ポート上流から下流へ進むに従って、吸気弁配列方向に偏向することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記偏向板は、前記偏向板を前記隔壁毎に２枚設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に係り、特に、シリンダ中央部に燃料噴霧を容易に指向させることができる内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼において、混合気中のガス流動の存在は、燃焼速度を向上させる効果があり、燃費改善や希薄燃焼限界の向上に有効である。このような混合気中に乱流を生じさせる従来技術として、例えば吸気ポートを上下に仕切る上下隔壁を設け、上下隔壁から下方（クランク軸方向）の流路を開閉する吸気制御弁を備えたものがある（例えば、特許文献１）。この従来技術によれば、部分負荷時に吸気制御弁の開度を減少させることにより、隔壁上方からの吸気が筒内に縦渦（タンブル）を形成して燃焼速度を向上させると共に、全負荷時には吸気制御弁を全開として吸気抵抗の増加を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００４−３０８４７３号公報（第６頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、上下隔壁が吸気ポート内深くまで形成されているために、吸気バルブ中央付近のガス流動が遅くなる一方、吸気弁上方（クランク軸と反対方向）が速くなる傾向にある。これに対して燃料噴射方向は２本の吸気弁のそれぞれ外側に指向させているために、吸気弁開弁時に吸気通路外側からポート壁流がシリンダ内へ流れ込み、シリンダ壁に付着する燃料が増加するという問題点があった。
【０００４】
また、吸気通路内側（各バルブへ吸気通路を分ける中央隔壁側）のガス流速が低下するために、点火プラグ付近に到達する燃料噴霧が吸気弁の開口部を通過する際に生じる剪断力による２次微粒化を期待できず、燃焼性を向上させることが難しいという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、シリンダ壁に付着する燃料噴霧を低減し、混合気の燃焼性を向上させて炭化水素排出量を低減することができる内燃機関の吸気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の吸気装置は、シリンダ当たり複数の吸気弁と、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた内燃機関の吸気装置において、吸気弁毎に吸気ポートの先端部が隔壁によって分岐し、吸気ポートの前記隔壁の上流側に、燃焼室中央部で吸気流速が比較的高く、燃焼室周辺部で吸気流速が比較的低くなるように吸気流を偏向させる偏向板を備える。このような態様によれば、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧を燃焼室中央部に容易に指向させることができるので、シリンダ壁面に付着する燃料量を減少させ、その結果、燃焼性の向上及び排出炭化水素の低減という効果がある。
【０００７】
例えば、吸気弁が２つの場合、吸気ポート先端部は、中央隔壁により２つに分岐し、それぞれ吸気弁のバルブシート部となる。この吸気ポートの中央隔壁より上流側に、吸気流を中央隔壁側へ変更させる偏向板を設けることにより、各吸気弁の中央隔壁側の吸気流速が高まり、燃料噴霧を燃焼室中央部に容易に指向させることができる。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の吸気装置は、前記偏向板は、吸気ポート上流から下流へ進むに従って、吸気弁配列方向に偏向する。このような態様によれば、吸気弁が２つの場合、吸気ポートからみて吸気弁が左右に配列されているので、吸気ポート上流から下流へ進むに従って、吸気弁配列方向である左右方向に偏向する偏向板を設けることにより、燃焼室中央部で吸気流速を高めることができる。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の吸気装置は、前記偏向板を前記隔壁毎に２枚設けることができる。このような態様によれば、吸気弁が２つの場合、一つの中央隔壁に向かって湾曲する偏向板を２枚設ける。また吸気弁が３つの場合、吸気ポート先端部が２つの隔壁により３つに分岐し、それぞれ吸気弁のバルブシート部となるので、これら隔壁の上流部に、隔壁毎に２つの偏向板、合計４つの偏向板を設けて、隔壁に向かうように吸気流を偏向することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施例１を備えた４バルブ内燃機関の１気筒分を説明する図であり、（ａ）部分縦断面図、（ｂ）平面模式図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、内燃機関は、吸気装置１と、シリンダ３と、排気弁５ａ、５ｂとを備えている。
【００１２】
吸気装置１は、吸気ポート２と、２つの吸気弁４ａ、４ｂと、吸気ポート２の先端部をそれぞれの吸気弁開閉部へ分岐させる中央隔壁７と、吸気弁を滑動可能なように保持するバルブガイド８と、吸気ポート内へ燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）９と、中央隔壁の上流側に配置された偏向板１１ａ、１１ｂと、偏向板１１ａ、１１ｂを吸気ポート壁面に固定する偏向板サポート１２とを備えている。
【００１３】
偏向板１１ａ、１１ｂは、吸気流の流速が２つの吸気弁の内側、即ち中央隔壁７側で速くなるように、吸気ポート上流から下流へ行くに従って内側へ湾曲するように形成されている。これにより吸気ポート２からシリンダ３へ吸い込まれる空気或いは混合気の流速は、シリンダ３の中央部で比較的高くなる。
【００１４】
図２は、吸気弁を２つ備えた内燃機関における本実施例と従来例との吸気バルブ部位毎の空気流速分布を比較する図である。図３は、吸気弁を２つ備えた内燃機関における吸気流速分布の模式図であり、（ａ）従来の一般例（ストレート吸気ポート）、（ｂ）特許文献１記載の従来例（タンブル制御用の吸気ポート上下隔壁）、（ｃ）本実施例である。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、吸気ポート中に上下隔壁や偏向板等のないストレート吸気ポートの場合には、均一な吸気流速と考えられる。図３（ｂ）に示すように、吸気ポート中に上下隔壁１４を備える場合、上下隔壁１４による空気抵抗と上下隔壁１４の下流側に乱流が生じるために、吸気弁４ａ，４ｂの上下部分で吸気流速が比較的速くなり、吸気弁４ａ、４ｂの中央部で吸気流速が比較的遅くなる。
【００１６】
本実施例においては、図３（ｃ）に示すように、偏向板１１ａ、１１ｂにより吸気が中央隔壁７へ向かって偏向されるので、吸気弁４ａ、４ｂの内側に広範囲な吸気高速部１５が形成される。
【００１７】
図４は、吸気弁を２つ備えた内燃機関における（ａ）従来技術と（ｂ）本実施例の燃料噴霧形状の相違を説明する図である。いずれのインジェクタも２つの吸気弁に対してそれぞれ燃料噴霧を行う２つの噴口を備えた２ホールタイプのインジェクタを使用しているのは同様である。しかしながら、図４（ａ）の従来技術では、各噴口から噴射される噴霧の噴霧中心線１６は、各吸気弁４ａ、４ｂのステム１３を指向していたのに対して、図４（ｂ）の実施例では、噴霧中心線１６は、各吸気弁４ａ，４ｂの内側、即ち中央隔壁寄りを指向している。従って、実施例における２つの噴霧中心線１６の成す角度βは、従来技術における２つの噴霧中心線１６の成す角度αより狭くなっている。
【００１８】
図４（ｃ）は、実施例における噴霧方向角の範囲を模式的に示す図である。噴霧方向角は、インジェクタの軸中心線に対する噴霧中心線の成す角であり、図中右側が広角、左側が狭角である。燃料噴霧が中央隔壁７に干渉しない角度より大きい角度とする。
【実施例２】
【００１９】
図５は、本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施例２を備えた５バルブ内燃機関の１気筒分を説明する平面模式図である。部分断面図は、実施例１の図１（ａ）とほぼ同様であるので図示を省略する。
【００２０】
図５に示すように、内燃機関は、吸気装置１と、シリンダ３と、排気弁５ａ、５ｂとを備えている。吸気装置１は、吸気ポート２と、３つの吸気弁４ａ、４ｂ、４ｃと、吸気ポート２の先端部をそれぞれの吸気弁開閉部へ分岐させる隔壁７ａ、７ｂと、隔壁の上流側に配置された偏向板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとを備えている。
【００２１】
偏向板１１ａ、１１ｂは、吸気流の流速が隔壁７ａに向かって偏向され速くなるように、吸気ポート上流から下流へ行くに従って湾曲するように形成されている。同様に偏向板１１ｃ、１１ｄは、吸気流の流速が隔壁７ｂに向かって偏向され速くなるように、吸気ポート上流から下流へ行くに従って湾曲するように形成されている。これにより吸気ポート２からシリンダ３へ吸い込まれる空気或いは混合気の流速は、シリンダ３の中央部で比較的高くなり、実施例１の２吸気弁の場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施例１を備えた４バルブ内燃機関の部分縦断面図、（ｂ）平面模式図である。
【図２】吸気弁を２つ備えた内燃機関における本実施例と従来例との吸気バルブ部位毎の空気流速分布を比較する図である。
【図３】吸気弁を２つ備えた内燃機関における吸気流速分布の模式図であり、（ａ）従来の一般例（ストレート吸気ポート）、（ｂ）特許文献１記載の従来例（タンブル制御用の吸気ポート上下隔壁）、（ｃ）本実施例である。
【図４】吸気弁を２つ備えた内燃機関における（ａ）従来技術と（ｂ）本実施例の燃料噴霧形状の相違を説明する図である。
【図５】本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施例２を備えた５バルブ内燃機関を説明する平面模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：吸気装置
２：吸気ポート
３：シリンダ
４ａ、４ｂ：吸気弁
５ａ、５ｂ：排気弁
６：点火プラグ取付孔
７：中央隔壁
８：バルブガイド
９：インジェクタ（燃料噴射弁）
１０：燃料噴霧
１１ａ、１１ｂ：偏向板
１２：偏向板サポート
【図１】
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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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