(57)【要約】【課題】気流制御弁で燃焼室にタンブル流を生成するにあたり、耐ノッキング性能の低下を抑制しつつタンブル流を強化可能なエンジンを提供する。【解決手段】エンジン５０は、燃焼室Ｅに吸気を導く吸気ポート６０に設けられ、吸気ポート６０のスロート部６０ａの吸気流量を絞ることで、燃焼室Ｅにタンブル流を生成する気流制御弁５８を備える。エンジン５０は、吸気ポート６０に燃料噴射弁５７を設けるとともに、吸気ポート６０のうち、気流制御弁５８を片持ち状に軸支する可動軸５８１よりも上流側の部分、且つ燃料噴射弁５７から噴射された燃料Ｆが付着しない部分を燃焼室Ｅの壁面を構成するシリンダヘッド５２よりも断熱性が高い吸気アダプタ５９で構成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に吸気を導く吸気ポートに設けられ、前記吸気ポートのスロート部の吸気流量を絞ることで、前記燃焼室にタンブル流を生成する気流制御弁を備えたエンジン。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンであって、
前記吸気ポートに燃料噴射弁をさらに設けるとともに、前記吸気ポートのうち、前記気流制御弁を片持ち状に軸支する可動軸よりも上流側の部分、且つ前記燃料噴射弁から噴射された燃料が付着しない部分を前記燃焼室の壁面を構成するシリンダヘッドよりも断熱性が高い部材で構成したエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンに関し、特に燃焼室（以下、筒内とも称す）にタンブル流を生成する気流制御弁を備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンでは、燃焼室にタンブル流を生成する気流制御弁を備えることがある。特許文献１では、インジェクタよりも上流側にタンブルコントロールバルブを設けた内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は吸気ポート６０Ｘを流通する吸気を模式的に示す図である。吸気ポート６０Ｘには気流制御弁５８が設けられている。気流制御弁５８で吸気流量を絞ることで、吸気の流速を高めることができる。そしてこれにより、タンブル流を強め、燃焼改善を図ることができる。
【０００５】
しかしながら、気流制御弁５８で吸気の流速を高めた場合、吸気温が上昇する。また、吸気は吸気ポート６０Ｘからの受熱Ｑでも温度上昇する。この点、気流制御弁５８は燃料噴射弁５７よりも上流側に配置されている。具体的には吸気ポート６０Ｘと吸気マニホールド２０との接続部に配置されている。このためこの場合には、吸気の受熱期間が長くなる。またこのとき、吸気は気流制御弁５８によって流速が高められた状態で、吸気ポート６０Ｘ内を偏流する。このためこの場合には、受熱期間が長いことと相俟って受熱量が増大し得る。結果、吸気温の上昇が耐ノッキング性能の低下を招くことがある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み、気流制御弁で燃焼室にタンブル流を生成するにあたり、耐ノッキング性能の低下を抑制しつつタンブル流を強化可能なエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は燃焼室に吸気を導く吸気ポートに設けられ、前記吸気ポートのスロート部の吸気流量を絞ることで、前記燃焼室にタンブル流を生成する気流制御弁を備えたエンジンである。
【０００８】
また本発明は前記吸気ポートに燃料噴射弁をさらに設けるとともに、前記吸気ポートのうち、前記気流制御弁を片持ち状に軸支する可動軸よりも上流側の部分、且つ前記燃料噴射弁から噴射された燃料が付着しない部分を前記燃焼室の壁面を構成するシリンダヘッドよりも断熱性が高い部材で構成したエンジンであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、気流制御弁で燃焼室にタンブル流を生成するにあたり、耐ノッキング性能の低下を抑制しつつタンブル流を強化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジンの概略構成図である。
【図２】吸気ポート周辺部の拡大図である。
【図３】気流制御弁が調節する吸気通路の開口面積とタンブル比との関係を示す図である。
【図４】タンブル比と吸気流量との関係を示す図である。
【図５】吸気ポートを流通する吸気を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【００１２】
図１はエンジン５０の概略構成図である。シリンダブロック５１にはシリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａにはピストン５３が設けられている。シリンダブロック５１にはガスケットＧを介してシリンダヘッド５２が固定されている。シリンダ５１ａ、シリンダヘッド５２およびピストン５３は、燃焼室Ｅを形成している。したがって、シリンダヘッド５２は燃焼室Ｅの壁面を構成している。
【００１３】
シリンダヘッド５２には燃焼室Ｅに吸気を導く吸気ポート６０の一部と、燃焼室Ｅから燃焼ガスを排出する排気ポート５２ｂが形成されている。また吸気ポート６０を開閉する吸気弁５４と、排気ポート５２ｂを開閉する排気弁５５とが設けられている。シリンダヘッド５２には、燃焼室Ｅの上部略中央に臨むようにして点火プラグ５６が設けられている。
【００１４】
エンジン５０には、燃料噴射弁５７と気流制御弁５８と吸気アダプタ５９とが設けられている。吸気アダプタ５９はシリンダヘッド５２に設けられている。吸気ポート６０はシリンダヘッド５２から吸気アダプタ５９にかけて形成されている。燃料噴射弁５７と気流制御弁５８とは吸気ポート６０に設けられている。
【００１５】
図２は吸気ポート６０周辺部の拡大図である。燃料噴射弁５７は吸気ポート６０のうち、シリンダブロック５１側のポート壁部と対向する壁部に設けられている。燃料噴射弁５７は吸気ポート６０のうち、気流制御弁５８よりも上流側の部分に設けられている。燃料噴射弁５７は吸気ポート６０の燃焼室Ｅ側開口部に向けて燃料Ｆを噴射する。
【００１６】
気流制御弁５８は、吸気ポート６０のうち、下流側の部分に設けられている。気流制御弁５８は板状の部材からなり、その後端部が可動軸５８１によって片持ち状に軸支されている。可動軸５８１は、吸気ポート６０のうち、シリンダブロック５１側のポート壁部に回転自在に設けられている。可動軸５８１は、気流制御弁５８の先端部がスロート部６０ａ付近に位置するように設けられている。可動軸５８１は、吸気ポート６０に沿って見た場合に、吸気ポート６０のうち、筒内に燃料を直接噴射することが可能な燃料噴射弁（直噴インジェクタ）の搭載部Ｒよりも上流側の部分に設けられている。
【００１７】
このように設けられた気流制御弁５８は、スロート部６０ａに上流側から隣接して設けられている。スロート部６０ａは、吸気弁５４のステム部に合わせて通路形状が曲げられた部分となっている。気流制御弁５８は、スロート部６０ａの吸気流量を絞ることで、燃焼室Ｅにタンブル流を生成する。
【００１８】
吸気アダプタ５９は吸気ポート６０のうち、燃料Ｆが付着する部分よりも上流側の部分を形成している。燃料噴射弁５７および可動軸５８１は具体的には吸気ポート６０のうち、吸気アダプタ５９が形成するポート壁部に設けられている。吸気アダプタ５９は、シリンダヘッド５２よりも熱伝導率が小さい材料で構成されている。具体的にはシリンダヘッド５２はアルミ合金製で、吸気アダプタ５９は樹脂製となっている。これにより、吸気ポート６０のうち、可動軸５８１よりも上流側の部分、且つ燃料噴射弁５７から噴射された燃料Ｆが付着しない部分をシリンダヘッド５２よりも断熱性が高い部材で構成している。
【００１９】
次にエンジン５０の作用効果について説明する。エンジン５０では、気流制御弁５８がスロート部６０ａの吸気流量を絞る。このためエンジン５０は、吸気が気流制御弁５８によって流速が高められ、且つ偏流された状態で流通しながら、吸気ポート６０から受熱する期間を短くすることができる。これにより、耐ノッキング性能の低下を抑制しつつタンブル流を強化できる。
【００２０】
またエンジン５０は、吸気アダプタ５９で吸気ポート６０のうち、可動軸５８１よりも上流側の部分の断熱性を高めている。このため、これによって吸気温の上昇を抑制することもできる。同時にエンジン５０は、吸気アダプタ５９で吸気ポート６０のうち、燃料Ｆが付着しない部分の断熱性を高めている。このため、断熱性を高めた結果、燃料Ｆが蒸発し難くなることも防止できる。
【００２１】
この点、エンジン５０は、気流制御弁５８の配置上、気流制御弁５８が燃料Ｆを乱すことで、燃料Ｆがより上流側で吸気ポート６０に付着することも抑制できる。そしてこれにより、断熱性を高めた吸気アダプタ５９を燃焼室Ｅにより近づけて設けることができる。このためエンジン５０は、燃料Ｆの気化および断熱性向上による吸気温の上昇の抑制を好適に図ることができる。
【００２２】
またエンジン５０は、スロート部６０ａの吸気流量を絞る気流制御弁５８を備えたことで、次に示す効果を得ることもできる。図３は気流制御弁５８が調節する吸気通路の開口面積とタンブル比（ピストン５３が一往復する間にタンブル流が回転する回数）との関係を示す図である。図４はタンブル比と吸気流量との関係を示す図である。図３において、縦軸は吸気流量、横軸はタンブル比を示す。図４において、縦軸はタンブル比、横軸は吸気流量を示す。図３、図４では、エンジン５０の場合と、気流制御弁５８を吸気ポート６０の上流部に設けた点以外、エンジン５０と実質的に同一であるエンジン５０Ｘの場合とを比較して示している。
【００２３】
図３に示すように、開口面積が同じ場合でも、エンジン５０はエンジン５０Ｘよりもタンブル比を高めることができる。図４に示すように、タンブル比が同じ場合でも、エンジン５０はエンジン５０Ｘよりも吸気流量を大きくすることができる。このためエンジン５０はエンジン５０Ｘと比較して、より大きな開口面積でタンブル流を強めることができる点でタンブル流を好適に強化でき、これによりポンピングロスも低減できる。
【００２４】
そしてこれにより、具体的には吸気流量の改善およびタンブル流強化による低速トルクの向上および燃焼改善や、燃焼改善およびポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。また、可動軸５８１を搭載部Ｒよりも上流側の部分に設けることで、直噴インジェクタをシリンダヘッド５２に設けることもできる。
【００２５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
エンジン                ５０、５０Ｘ
燃料噴射弁              ５７
気流制御弁              ５８
可動軸                  ５８１
吸気アダプタ            ５９
吸気ポート              ６０、６０Ｘ
スロート部              ６０ａ
【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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