JP2001173513A - エンジンの吸気装置およびそのバルブシート - Google Patents
エンジンの吸気装置およびそのバルブシートInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの吸気装置において、通気抵抗を増
大させることなく、タンブル流を強化する。 【解決手段】 吸気ポート１２の燃焼室１４への入口部
に、吸気バルブ１６のバルブシート３１を圧入する。バ
ルブシート３１の内周面３３の中心軸を外周面３２の中
心軸に対して吸気ポート１２の流路に沿って傾斜させ
る。吸気バルブ１６の開弁により、吸気ポート１２から
バルブシート３１を介して燃焼室１４内に導入される吸
気流は、バルブシート３１の傾斜した内周面３３に沿っ
て、燃焼室１４内へ円滑に流入するので、吸気流の指向
性を高めるとともに、吸気流速を高く維持することがで
き、タンブル流Ｔを強化して燃焼効率を向上させること
ができる。吸気ポート１２に絞りを設けないので、通気
抵抗が増大することがない。
大させることなく、タンブル流を強化する。 【解決手段】 吸気ポート１２の燃焼室１４への入口部
に、吸気バルブ１６のバルブシート３１を圧入する。バ
ルブシート３１の内周面３３の中心軸を外周面３２の中
心軸に対して吸気ポート１２の流路に沿って傾斜させ
る。吸気バルブ１６の開弁により、吸気ポート１２から
バルブシート３１を介して燃焼室１４内に導入される吸
気流は、バルブシート３１の傾斜した内周面３３に沿っ
て、燃焼室１４内へ円滑に流入するので、吸気流の指向
性を高めるとともに、吸気流速を高く維持することがで
き、タンブル流Ｔを強化して燃焼効率を向上させること
ができる。吸気ポート１２に絞りを設けないので、通気
抵抗が増大することがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路の燃焼室
入口部にバルブシートを装着したエンジンの吸気装置お
よびそのバルブシートの改良に関するものである。
入口部にバルブシートを装着したエンジンの吸気装置お
よびそのバルブシートの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の４サイクルエンジンの吸気装置の
一例について、図７ないし図９を参照して説明する。図
７に示すように、吸気装置１は、シリンダヘッド部に、
燃焼室２に連通する吸気ポート３が形成されており、吸
気ポート３の燃焼室入口部には、吸気バルブ４が離着座
するバルブシート５が圧入されている。なお、図中、符
号６はシリンダ、７はピストンを示し、排気ポート、排
気バルブおよび点火プラグは図示を省略している。
一例について、図７ないし図９を参照して説明する。図
７に示すように、吸気装置１は、シリンダヘッド部に、
燃焼室２に連通する吸気ポート３が形成されており、吸
気ポート３の燃焼室入口部には、吸気バルブ４が離着座
するバルブシート５が圧入されている。なお、図中、符
号６はシリンダ、７はピストンを示し、排気ポート、排
気バルブおよび点火プラグは図示を省略している。
【０００３】この構成により、吸気バルブ４が開弁する
と、ピストン７のストロークによってシリンダ６内に生
じる負圧によって、吸入空気が吸気ポート３を通って燃
焼室２内に導入される。このとき、燃焼室２内に導入さ
れた吸気流がタンブル流Ｔを生成することによって、燃
焼を促進して燃焼効率を向上させることができる。そし
て、吸気ポート３の燃焼室２の外周側の部位を絞る絞り
部８を形成して、吸気バルブ４の開弁時の吸気流を燃焼
室天井部に沿って指向させることにより、タンブル流Ｔ
を強化することができる。
と、ピストン７のストロークによってシリンダ６内に生
じる負圧によって、吸入空気が吸気ポート３を通って燃
焼室２内に導入される。このとき、燃焼室２内に導入さ
れた吸気流がタンブル流Ｔを生成することによって、燃
焼を促進して燃焼効率を向上させることができる。そし
て、吸気ポート３の燃焼室２の外周側の部位を絞る絞り
部８を形成して、吸気バルブ４の開弁時の吸気流を燃焼
室天井部に沿って指向させることにより、タンブル流Ｔ
を強化することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸気装置１では、次のような問題があった。バルブ
シート５は、図８および図９に示すように、円筒状に形
成されているため、吸気ポート３の燃焼室入口部が燃焼
室２の天井部に略垂直な方向に折曲されることになるの
で、燃焼室天井部に沿って指向された吸気流は、バルブ
シートの内周面９に衝突して指向性が乱され、流速が低
下し、その結果、タンブル流Ｔが弱められてしまう。絞
り部８の突出量を大きくして絞りを強くし、吸気流の指
向性を高めることによって、タンブル流Ｔをある程度強
化することは可能であるが、このようにした場合、絞り
部８によって、吸気ポート８の流路面積が小さくなるた
め、通気抵抗が大きくなるという問題を生じる。
来の吸気装置１では、次のような問題があった。バルブ
シート５は、図８および図９に示すように、円筒状に形
成されているため、吸気ポート３の燃焼室入口部が燃焼
室２の天井部に略垂直な方向に折曲されることになるの
で、燃焼室天井部に沿って指向された吸気流は、バルブ
シートの内周面９に衝突して指向性が乱され、流速が低
下し、その結果、タンブル流Ｔが弱められてしまう。絞
り部８の突出量を大きくして絞りを強くし、吸気流の指
向性を高めることによって、タンブル流Ｔをある程度強
化することは可能であるが、このようにした場合、絞り
部８によって、吸気ポート８の流路面積が小さくなるた
め、通気抵抗が大きくなるという問題を生じる。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、通気抵抗を増大させることなく、タンブル流を
強化することができるエンジンの吸気装置およびそのバ
ルブシートを提供することを目的とする。
であり、通気抵抗を増大させることなく、タンブル流を
強化することができるエンジンの吸気装置およびそのバ
ルブシートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、吸気ポートの燃焼室入口部に
バルブシートを装着したエンジンの吸気装置において、
前記バルブシートの内周面の中心軸を外周面の中心軸に
対して前記吸気ポートの流路に沿って傾斜させたことを
特徴とする。
めに、請求項１の発明は、吸気ポートの燃焼室入口部に
バルブシートを装着したエンジンの吸気装置において、
前記バルブシートの内周面の中心軸を外周面の中心軸に
対して前記吸気ポートの流路に沿って傾斜させたことを
特徴とする。
【０００７】このように構成したことにより、吸気ポー
トから燃焼室に導入される吸気流は、バルブシートの傾
斜された内周面に沿って円滑に燃焼室内へ流入する。
トから燃焼室に導入される吸気流は、バルブシートの傾
斜された内周面に沿って円滑に燃焼室内へ流入する。
【０００８】請求項２の発明は、上記請求項１の構成に
おいて、前記吸気ポートの流路は、燃焼室の天井部に沿
って指向されており、前記吸気ポートから前記燃焼室内
に導入された吸気流がタンブル流を生成することを特徴
とする。
おいて、前記吸気ポートの流路は、燃焼室の天井部に沿
って指向されており、前記吸気ポートから前記燃焼室内
に導入された吸気流がタンブル流を生成することを特徴
とする。
【０００９】このように構成したことにより、燃焼室内
に導入された吸気流は、その天井部に沿って流れてタン
ブル流を生成する。
に導入された吸気流は、その天井部に沿って流れてタン
ブル流を生成する。
【００１０】また、請求項３の発明は、エンジンの吸気
ポートの燃焼室入口部に装着されるバルブシートであっ
て、内周面の中心軸が外周面の中心軸に対して前記吸気
ポートの流路に沿って傾斜されていることを特徴とす
る。
ポートの燃焼室入口部に装着されるバルブシートであっ
て、内周面の中心軸が外周面の中心軸に対して前記吸気
ポートの流路に沿って傾斜されていることを特徴とす
る。
【００１１】このように構成したことにより、吸気ポー
トからバルブシートを通して燃焼室に導入される吸気流
は、バルブシートの傾斜された内周面に沿って円滑に燃
焼室内へ流入する。
トからバルブシートを通して燃焼室に導入される吸気流
は、バルブシートの傾斜された内周面に沿って円滑に燃
焼室内へ流入する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１ないし図３に示すように、本
実施形態に係るエンジン１０は、４バルブ形式であっ
て、そのシリンダヘッド１１には、各シリンダ毎に、そ
れぞれ２つに分岐した吸気ポート１２（図３参照）およ
び排気ポート１３（図２にのみ図示する）設けられてい
る。吸、排気ポート１２，１３は、クロスフロー形式で
配置されて、ペントルーフ型の燃焼室１４に連通されて
おり、燃焼室１４内のこれらの吸、排気ポート１２，１
３の合計４つの開口部の中央に点火プラグ１５（図２に
のみ図示する）が配置されている。
いて詳細に説明する。図１ないし図３に示すように、本
実施形態に係るエンジン１０は、４バルブ形式であっ
て、そのシリンダヘッド１１には、各シリンダ毎に、そ
れぞれ２つに分岐した吸気ポート１２（図３参照）およ
び排気ポート１３（図２にのみ図示する）設けられてい
る。吸、排気ポート１２，１３は、クロスフロー形式で
配置されて、ペントルーフ型の燃焼室１４に連通されて
おり、燃焼室１４内のこれらの吸、排気ポート１２，１
３の合計４つの開口部の中央に点火プラグ１５（図２に
のみ図示する）が配置されている。
【００１３】吸、排気ポート１２，１３には、それぞれ
吸、排気バルブ１６，１７（排気バルブ１７は、図２に
のみ図示する）が設けられ、シリンダヘッド１１の上部
には、吸、排気バルブ１６，１７を駆動するカムシャフ
ト１８，１９等からなる動弁機構が設けられている。
吸、排気ポート１２，１３には、それぞれ吸、排気マニ
ホールド２１，２２が接続され、吸気マニホールド２１
には、燃料インジェクタ２３が取付けられている。燃焼
室１４を形成するシリンダ２４には、コンロッド２５が
連結されたピストン２６が摺動可能に嵌装されている。
なお、図２中、符号２７はウォータジャケット、２８は
点火コイル、２９はＰＣＶバルブを示す。
吸、排気バルブ１６，１７（排気バルブ１７は、図２に
のみ図示する）が設けられ、シリンダヘッド１１の上部
には、吸、排気バルブ１６，１７を駆動するカムシャフ
ト１８，１９等からなる動弁機構が設けられている。
吸、排気ポート１２，１３には、それぞれ吸、排気マニ
ホールド２１，２２が接続され、吸気マニホールド２１
には、燃料インジェクタ２３が取付けられている。燃焼
室１４を形成するシリンダ２４には、コンロッド２５が
連結されたピストン２６が摺動可能に嵌装されている。
なお、図２中、符号２７はウォータジャケット、２８は
点火コイル、２９はＰＣＶバルブを示す。
【００１４】本実施形態の吸気装置３０では、主に図１
に示すように、吸気ポート１２は、その一端部がシリン
ダヘッドの側面部に開口され、燃焼室１４の天井部に向
かって略直線状に延ばされて、その流路を通って燃焼室
１４内に導入されるに吸気流が燃焼室１４の排気ポート
１３側の天井部に沿って指向されて、燃焼室１４内にお
いてタンブル流Ｔを生成するように形成されている。吸
気ポート１２の燃焼室入口部には、吸気バルブ１６が離
着座する環状のバルブシート３１が圧入されている。
に示すように、吸気ポート１２は、その一端部がシリン
ダヘッドの側面部に開口され、燃焼室１４の天井部に向
かって略直線状に延ばされて、その流路を通って燃焼室
１４内に導入されるに吸気流が燃焼室１４の排気ポート
１３側の天井部に沿って指向されて、燃焼室１４内にお
いてタンブル流Ｔを生成するように形成されている。吸
気ポート１２の燃焼室入口部には、吸気バルブ１６が離
着座する環状のバルブシート３１が圧入されている。
【００１５】バルブシート３１の外周面３２は、吸気ポ
ート１２内に圧入された状態で、燃焼室１４の天井部と
略垂直になるように円筒外周面状に形成されている。こ
れに対して、バルブシート３１の内周面３３は、吸気ポ
ート１２内に圧入された状態で、吸気ポート１２の流路
に沿うように略円筒内周面状に形成されており、その中
心軸Ｃ2 が外周面３２の中心軸Ｃ1 に対して傾斜されて
いる（図４および図５参照）。バルブシート３１の燃焼
室１４側の開口の縁部には、吸気バルブ１６のテーパ状
のシート面３４と所定の当たり幅で接触するようにシー
ト面３５（図４参照）が形成されている。
ート１２内に圧入された状態で、燃焼室１４の天井部と
略垂直になるように円筒外周面状に形成されている。こ
れに対して、バルブシート３１の内周面３３は、吸気ポ
ート１２内に圧入された状態で、吸気ポート１２の流路
に沿うように略円筒内周面状に形成されており、その中
心軸Ｃ2 が外周面３２の中心軸Ｃ1 に対して傾斜されて
いる（図４および図５参照）。バルブシート３１の燃焼
室１４側の開口の縁部には、吸気バルブ１６のテーパ状
のシート面３４と所定の当たり幅で接触するようにシー
ト面３５（図４参照）が形成されている。
【００１６】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。吸気バルブ１６が開弁すると、ピ
ストン２６のストロークによってシリンダ２４内に生じ
る負圧によって、吸入空気が吸気ポート１２を通り、バ
ルブシート３１を介して燃焼室１４内に導入される。こ
の吸気流は、略直線状の吸気ポート１２の流路によっ
て、燃焼室１４の排気ポート側の天井部に沿って指向さ
れて、燃焼室１４内でタンブル流Ｔを生成する。このと
き、バルブシート３１の内周面３３が、吸気ポート１２
の流路に沿って傾斜されているので、吸気流がバルブシ
ート３１の内周面３３に衝突することがなく、燃焼室１
４内に円滑に導入されるので、吸気流の指向性を高める
とともに、吸気流速を高く維持することができる。
ついて次に説明する。吸気バルブ１６が開弁すると、ピ
ストン２６のストロークによってシリンダ２４内に生じ
る負圧によって、吸入空気が吸気ポート１２を通り、バ
ルブシート３１を介して燃焼室１４内に導入される。こ
の吸気流は、略直線状の吸気ポート１２の流路によっ
て、燃焼室１４の排気ポート側の天井部に沿って指向さ
れて、燃焼室１４内でタンブル流Ｔを生成する。このと
き、バルブシート３１の内周面３３が、吸気ポート１２
の流路に沿って傾斜されているので、吸気流がバルブシ
ート３１の内周面３３に衝突することがなく、燃焼室１
４内に円滑に導入されるので、吸気流の指向性を高める
とともに、吸気流速を高く維持することができる。
【００１７】これにより、燃焼室１４内に強いタンブル
流Ｔを生成することができ、混合気の燃焼を促進して燃
焼効率を高めることができる。また、強いタンブル流Ｔ
の生成により、燃料の希薄化および高ＥＧＲ化を促進す
ることができ、燃費を向上させることができる。なお、
上記従来例と同様、吸気ポート１２の燃焼室１４の外周
側の部位に絞り部を形成することにより、吸気流の指向
性を高めることもできる。
流Ｔを生成することができ、混合気の燃焼を促進して燃
焼効率を高めることができる。また、強いタンブル流Ｔ
の生成により、燃料の希薄化および高ＥＧＲ化を促進す
ることができ、燃費を向上させることができる。なお、
上記従来例と同様、吸気ポート１２の燃焼室１４の外周
側の部位に絞り部を形成することにより、吸気流の指向
性を高めることもできる。
【００１８】本実施形態および上記従来例のエンジンの
吸気装置における平均タンブル比と吸気ポートの通気抵
抗との関係を図６に示す。図６からわかるように、従来
例では、絞り部を小さくすると、通気抵抗は小さくなる
が、タンブル流が弱まり、絞り部を大きくするとタンブ
ル流は強まるが、通気抵抗が増大するのに対して、本実
施形態によれば、通気抵抗を殆ど増大させることなく、
タンブル流を大幅に強化することができる。
吸気装置における平均タンブル比と吸気ポートの通気抵
抗との関係を図６に示す。図６からわかるように、従来
例では、絞り部を小さくすると、通気抵抗は小さくなる
が、タンブル流が弱まり、絞り部を大きくするとタンブ
ル流は強まるが、通気抵抗が増大するのに対して、本実
施形態によれば、通気抵抗を殆ど増大させることなく、
タンブル流を大幅に強化することができる。
【００１９】なお、本実施形態では、本発明を４バルブ
エンジンの二股に分岐した吸気ポートを有するエンジン
の吸気装置に適用した場合について説明しているが、本
発明は、これに限らず、２バルブエンジンの分岐なしの
吸気ポートにも同様に適用することができる。
エンジンの二股に分岐した吸気ポートを有するエンジン
の吸気装置に適用した場合について説明しているが、本
発明は、これに限らず、２バルブエンジンの分岐なしの
吸気ポートにも同様に適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に係るエ
ンジンの吸気装置によれば、バルブシートの内周面の中
心軸を外周面の中心軸に対して吸気ポートの流路に沿っ
て傾斜させたことにより、吸気ポートから燃焼室に導入
される吸気流は、バルブシートの傾斜された内周面に沿
って円滑に燃焼室内へ流入するので、吸気流速を高めて
燃焼効率を向上させることができる。
ンジンの吸気装置によれば、バルブシートの内周面の中
心軸を外周面の中心軸に対して吸気ポートの流路に沿っ
て傾斜させたことにより、吸気ポートから燃焼室に導入
される吸気流は、バルブシートの傾斜された内周面に沿
って円滑に燃焼室内へ流入するので、吸気流速を高めて
燃焼効率を向上させることができる。
【００２１】請求項２に係るエンジンの吸気装置によれ
ば、バルブシートの傾斜された内周面に沿って円滑に燃
焼室内に導入された吸気流によってタンブル流が生成さ
れるので、強いタンブル流を得ることができ、混合気の
燃焼を促進して燃焼効率を高めることができる。さら
に、燃料の希薄化および高ＥＧＲ化を促進することがで
き、燃費を向上させることができる。
ば、バルブシートの傾斜された内周面に沿って円滑に燃
焼室内に導入された吸気流によってタンブル流が生成さ
れるので、強いタンブル流を得ることができ、混合気の
燃焼を促進して燃焼効率を高めることができる。さら
に、燃料の希薄化および高ＥＧＲ化を促進することがで
き、燃費を向上させることができる。
【００２２】また、請求項３のバルブシートによれば、
内周面の中心軸を外周面の中心軸に対して吸気ポートの
流路に沿って傾斜させたことにより、吸気ポートからバ
ルブシートを通して燃焼室に導入される吸気流は、バル
ブシートの傾斜された内周面に沿って円滑に燃焼室内へ
流入するので、吸気流速を高めて燃焼効率を向上させる
ことができる。
内周面の中心軸を外周面の中心軸に対して吸気ポートの
流路に沿って傾斜させたことにより、吸気ポートからバ
ルブシートを通して燃焼室に導入される吸気流は、バル
ブシートの傾斜された内周面に沿って円滑に燃焼室内へ
流入するので、吸気流速を高めて燃焼効率を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気装置
の構造を概略的に示すシリンダヘッド部の縦断面図であ
る。
の構造を概略的に示すシリンダヘッド部の縦断面図であ
る。
【図２】本発明の一実施形態に係る吸気装置を備えたエ
ンジンの概略縦断面図である。
ンジンの概略縦断面図である。
【図３】図１の吸気装置の燃焼室および吸気ポートの配
置を概略的に示す平面図である。
置を概略的に示す平面図である。
【図４】図１の吸気装置のバルブシートを拡大して示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図５】図４のバルブシートの平面図である。
【図６】本発明の一実施形態および従来のエンジンの吸
気装置における平均タンブル比と吸気ポートの通気抵抗
との関係を示すグラフ図である。
気装置における平均タンブル比と吸気ポートの通気抵抗
との関係を示すグラフ図である。
【図７】従来のエンジンの吸気装置の構造を概略的に示
すシリンダヘッド部の縦断面図である。
すシリンダヘッド部の縦断面図である。
【図８】図７の従来例のバルブシートを拡大して示す縦
断面図である。
断面図である。
【図９】図８の従来のバルブシートの平面図である。
１０ エンジン １２ 吸気ポート １４ 燃焼室 ３０ 吸気装置 ３１ バルブシート ３２ 外周面 ３３ 内周面 Ｃ1 ，Ｃ2 中心軸 Ｔ タンブル流
Claims (3)
- 【請求項１】 吸気ポートの燃焼室入口部にバルブシー
トを装着したエンジンの吸気装置において、前記バルブ
シートの内周面の中心軸を外周面の中心軸に対して前記
吸気ポートの流路に沿って傾斜させたことを特徴とする
エンジンの吸気装置。 - 【請求項２】 前記吸気ポートの流路は、燃焼室の天井
部に沿って指向されており、前記吸気ポートから前記燃
焼室内に導入された吸気流がタンブル流を生成すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置。 - 【請求項３】 エンジンの吸気ポートの燃焼室入口部に
装着されるバルブシートであって、内周面の中心軸が外
周面の中心軸に対して前記吸気ポートの流路に沿って傾
斜されていることを特徴とするバルブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36253999A JP2001173513A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | エンジンの吸気装置およびそのバルブシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36253999A JP2001173513A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | エンジンの吸気装置およびそのバルブシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001173513A true JP2001173513A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18477118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36253999A Pending JP2001173513A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | エンジンの吸気装置およびそのバルブシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001173513A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015194081A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関 |
| JP2016041915A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JP2016200042A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 日産自動車株式会社 | エンジン |
| JP2016217140A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 日産自動車株式会社 | エンジン |
| CN106481476A (zh) * | 2015-08-24 | 2017-03-08 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于强滚流进气口的带混合式进气阀座的汽缸盖 |
| EP3366906A1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36253999A patent/JP2001173513A/ja active Pending
Cited By (8)
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