(57)【要約】【課題】タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することのできる内燃機関の吸気ポートを提供する。【解決手段】ポート噴射用インジェクターの取付部２を有するとともに、ポート出口１近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートにおいて、２つに分岐されたポート出口１のそれぞれにおけるポート下壁面３を内側に膨出することで、ポート下側の吸気の流速を高めるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートにおいて、
２つに分岐された前記ポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面が内側に膨出されてなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。
【請求項２】
ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートにおいて、
２つに分岐された前記ポート出口のそれぞれにおけるポート軸線に直交する断面のポート下壁面の内側の曲率半径が他の部分の曲率半径に比して小さくされてなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。
【請求項３】
ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートにおいて、
ポート形状をポート中子によって形成するとともに、ポート出口近傍を加工によって形成し、前記ポート中子によって形成された部分と前記加工によって形成された部分とのポート下壁面における境界線が、ポート内側においてのみポート出口側に近付くように形成されてなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート。
【請求項４】
当該吸気ポートにはバルブガイドが圧入により取り付けられ、バルブガイド圧入部の上流におけるポート上壁面を、ポート軸線に対して下向きに傾けた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気ポート。
【請求項５】
当該吸気ポートにはバルブガイドが圧入により取り付けられ、バルブガイド圧入部の端面を、バルブガイドの先端面に対して角度をもったエッジ形状とするとともに、前記バルブガイドの先端をポート内に突き出すようにした
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気ポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気ポート形状により、シリンダー内で発生するタンブル流を強化する技術が数多く提案されている。例えば特許文献１には、吸気ポートの曲げ外半部の断面積を大きくし、吸気流を円滑に流すことでタンブル流を強化させることが記載されている。また特許文献２〜４には、バルブガイド取付部の上流のポート上壁面をポート軸線に対して下向きに傾けることで、タンブル流を強化することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０１４１０２号公報
【特許文献２】特開平１１−１４８３６３号公報
【特許文献３】特開平０９−３０３１９９号公報
【特許文献４】特開２０１０−１７４７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これら従来の吸気ポートによれば、タンブル流を強化することは確かに可能ではある。しかしながら、ポート噴射用インジェクターの取付部を吸気ポートに設け、ポート噴射を実施する場合に、噴射された燃料がポート下壁面に付着して、エミッションが悪化する虞がある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することのできる内燃機関の吸気ポートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートとしての請求項１に記載の発明は、２つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面を内側に膨出させるようにしている。
【０００７】
上記構成では、２つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面が、分岐したポートにより挟まれる内側に、すなわち２つに分岐する分岐点からつながる内側に膨出されている。こうした構成では、膨出されたポート下壁面内側の抵抗が抑えられて、その部分の吸気流が強化される。そのため、スワール流が抑えられて、タンブル流が強化される。またポート下壁面の吸気流が強化されたことで、燃料の付着が抑制されるようにもなる。したがって上記構成によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。
【０００８】
また上記課題を解決するため、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートとしての請求項２に記載の発明は、２つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート軸線に直交する断面のポート下壁面の内側の曲率半径を他の部分の曲率半径に比して小さくするようにしている。
【０００９】
上記構成では、膨出されたポート下壁面内側の抵抗が抑えられて、その部分の吸気流が強化される。そのため、スワール流が抑えられて、タンブル流が強化される。またポート下壁面の吸気流が強化されたことで、燃料の付着が抑制されるようにもなる。したがって上記構成によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。
【００１０】
更に上記課題を解決するため、ポート噴射用インジェクターの取付部を有するとともに、ポート出口近傍にて２分岐された内燃機関の吸気ポートとしての請求項３に記載の発明は、ポート形状をポート中子によって形成するとともに、ポート出口近傍を加工によって形成し、ポート中子によって形成された部分と加工によって形成された部分とのポート下壁面における境界線を、ポート内側においてのみポート出口側に近付くように形成している。
【００１１】
上記のように吸気ポートを形成すれば、２つに分岐されたポート出口のそれぞれにおけるポート下壁面が内側に膨出されるようになり、その膨出されたポート下壁面内側の抵抗が抑えられて、その部分の吸気流が強化される。そのため、スワール流が抑えられて、タンブル流が強化される。またポート下壁面の吸気流が強化されたことで、燃料の付着が抑制されるようにもなる。したがって上記構成によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。
【００１２】
またこうした内燃機関の吸気ポートにおいて、請求項４によるように、バルブガイド圧入部の上流におけるポート上壁面を、ポート軸線に対して下向きに傾けるようにすれば、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。そのため、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
【００１３】
更に、こうした内燃機関の吸気ポートにおいて、請求項５によるように、バルブガイド圧入部の端面を、バルブガイドの先端面に対して角度をもったエッジ形状とするとともに、前記バルブガイドの先端をポート内に突き出すようにしても、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。そのため、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気ポートの（Ａ）側面図及び（Ｂ）背面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）図１（Ａ）のＡ線、Ｂ線及びＣ線に沿った吸気ポートの断面構造をそれぞれ示す断面図。
【図３】（Ａ）従来の吸気ポートの及び（Ｂ）同実施の形態の吸気ポートのそれぞれにおけるポート中子による形成される部分と加工により形成される部分とのポート下壁面の境界線を示す図。
【図４】同実施の形態の吸気ポートのポート出口付近の側部断面構造を示す断面図。
【図５】同実施の形態の吸気ポートの吸気の流れを示す図。
【図６】同実施の形態及び従来形状の各吸気ポートにおけるタンブル流の強さと流量係数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の内燃機関の吸気ポートを具体化した一実施の形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態の吸気ポートは、ポート噴射用インジェクターの取付部２を有するとともに、内燃機関の燃焼室に接続されるポート出口１の近傍にて２分岐されている。こうした吸気ポートのポート形状は、ポート出口１の付近を除き、ポート中子によって形成されている。またこうした吸気ポートのポート出口１の近傍は、スロートカッターによる機械加工によって形成されている。
【００１６】
図１（Ａ）のＡ線、Ｂ線及びＣ線に沿った吸気ポートの断面形状を、図２（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示す。これらの図に示されるように、この吸気ポートでは、２つに分岐されたポート出口１のそれぞれにおけるポート下壁面３が、分岐したポートにより挟まれる内側に、すなわち２つに分岐する分岐点からつながる内側に膨出されている。そしてこれにより、２つに分岐されたポート出口１のそれぞれにおけるポート軸線Ｌに直交した断面において、ポート下壁面３の内側の曲率半径ｒが他の部分の曲率半径に比して小さくされている。
【００１７】
従来の吸気ポート、及び本実施の形態の吸気ポートのそれぞれにおけるポート中子によって形成された部分とスロートカッターによって形成された部分との境界線Ｂの形成態様を図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。同図（Ａ）に示すように、従来の吸気ポートでは、スロートカッターにより剥離高さを稼ぐことが可能ではあるが、ピーク値を示すのは、中央の一部のみとなる。そのため、吸気の流れが、吸気ポートの内側及び外側に逃げてしまう。ここで内側の流れは、タンブル流の強化に貢献するが、外側の流れは、シンリンダーのボア壁に沿って流れることからスワール流の形成に貢献してしまい、吸気の流動エネルギーをタンブル流の強化に有効に使えなようになる。
【００１８】
一方、同図（Ｂ）に示すように、本実施の形態の吸気ポートでは、ポート中子によって形成された部分とスロートカッターによって形成された部分との境界線Ｂが、ポート内側においてのみポート出口１側に近付くように形成されている。こうした本実施の形態の吸気ポートでは、剥離高さのピーク値が吸気ポートの外側となり、ボア壁面への流れを低減させることができる。そのため、吸気の流動エネルギーがタンブル流の強化に有効に使用されるようになる。またポート下壁面３の吸気の流速が向上されるため、ポート壁面への燃料付着も、すなわちポートウェットが低減されるようにもなる。
【００１９】
また図４に示すように、本実施の形態の吸気ポートでは、バルブガイド４が圧入により取り付けられるバルブガイド圧入部５の上流におけるポート上壁面６が、ポート軸線Ｌに対して下向きに傾けられている。更に、本実施の形態の吸気ポートでは、バルブガイド圧入部５の端面５Ａを、バルブガイド４の先端面４Ａに対して角度をもったエッジ形状とするとともに、バルブガイド４の先端をポート内に突き出すようにしている。
【００２０】
次にこうした本実施の形態に係る内燃機関の吸気ポートの作用について説明する。図５に示すように、本実施の形態の吸気ポートでは、バルブガイド圧入部５の端面５Ａがバルブガイド４の先端面４Ａに対して角度をもったエッジ形状とされていること、及びバルブガイド４の先端がポート内に突き出されていることから、バルブガイド圧入部５において吸気の流れがポート上壁面６から剥離するようになる。これに加え、バルブガイド圧入部５の上流におけるポート上壁面６が、ポート軸線Ｌに対して下向きに傾けられていることから、この吸気ポートでは、ポート下側の吸気の流速が高くなる。そしてポート下側の吸気の流速の高まりに応じては、タンブル流が強められるようになる。
【００２１】
一方、図６に示すように、一般には、タンブル流を強めると、実際に流れた流量と理論流量との比である流量係数Ｃｆは増加する傾向があるが、本実施の形態の吸気ポートでは、タンブル流を強めながらも、流量係数Ｃｆが減少されるようになっている。
【００２２】
以上の本実施の形態の内燃機関の吸気ポートによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、２つに分岐されたポート出口１のそれぞれにおけるポート下壁面３が内側に膨出されている。すなわち、２つに分岐されたポート出口１のそれぞれにおけるポート軸線Ｌに直交した断面において、ポート下壁面３の内側の曲率半径ｒが他の部分の曲率半径に比して小さくされている。またポート中子によって形成された部分と加工によって形成された部分とのポート下壁面３における境界線Ｂが、ポート内側においてのみポート出口１側に近付くように形成されている。そのため、剥離高さのピーク値が吸気ポートの外側となり、ボア壁面への流れが低減されるため、吸気の流動エネルギーがタンブル流の強化に有効に使用されるようになる。また燃料が付着し易いポート下側の吸気の流速が高まるため、ポート壁面への燃料付着が抑制されるようにもなる。したがって本実施の形態によれば、タンブル流を強化しつつ、ポート壁面への燃料付着を好適に抑制することができる。
【００２３】
（２）本実施の形態では、バルブガイド圧入部５の上流におけるポート上壁面６を、ポート軸線Ｌに対して下向きに傾けるようにしている。そのため、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
【００２４】
（３）本実施の形態では、バルブガイド圧入部５の端面５Ａを、バルブガイド４の先端面４Ａに対して角度をもったエッジ形状とするとともに、バルブガイド４の先端をポート内に突き出すようにしている。そのため、ポート上側の吸気流に剥離が生じるようになり、その分、ポート下側の吸気流が強化されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、燃料付着の更なる抑制と、タンブル流の更なる強化がなされるようになる。
【００２５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、バルブガイド圧入部５の端面５Ａを、バルブガイド４の先端面４Ａに対して角度をもったエッジ形状とするとともに、バルブガイド４の先端をポート内に突き出すようにしていた。もっとも、そうした構造とせずとも、十分なタンブル流の強化が可能であれば、そうした構造を割愛するようにしても良い。
【００２６】
・上記実施の形態では、バルブガイド圧入部５の上流におけるポート上壁面を、ポート軸線Ｌに対して下向きに傾けるようにしていた。もっとも、そうした構造とせずとも、十分なタンブル流の強化が可能であれば、そうした構造を割愛するようにしても良い。
【符号の説明】
【００２７】
Ｂ…境界線、Ｌ…ポート軸線、ｒ…曲率半径、１…ポート出口、２…取付部、３…ポート下壁面、４…バルブガイド、４Ａ…先端面、５…バルブガイド圧入部、５Ａ…端面、６…ポート上壁面。
【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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【図６】
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