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JP2005240666A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents

Intake device for internal combustion engine Download PDF

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JP2005240666A
JP2005240666A JP2004051186A JP2004051186A JP2005240666A JP 2005240666 A JP2005240666 A JP 2005240666A JP 2004051186 A JP2004051186 A JP 2004051186A JP 2004051186 A JP2004051186 A JP 2004051186A JP 2005240666 A JP2005240666 A JP 2005240666A
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JP
Japan
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intake
cylinder bore
spiral portion
intake gas
valve
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Application number
JP2004051186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Bungo Kawaguchi
文悟 川口
Yasuo Sato
康夫 佐藤
Hideyuki Takagi
秀行 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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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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Abstract

【課題】 高いスワール比と高流量との両立を実現する新たな構成の内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】 本発明の内燃機関の吸気装置は、シリンダボア４と連通すると共に吸気ガスを旋回させる渦巻部２３を有する少なくとも一つのヘリカル吸気ポート２１を具備し、吸気弁７の開閉によって渦巻部からシリンダボアへの吸気ガスの流通が制御される。また、吸気装置は、吸気弁が開いたときに、渦巻部の流出領域のうちシリンダボアの壁面に近い特定の領域３０から、吸気弁のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボアの接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内する案内手段を備える。
【選択図】 図４
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake device for an internal combustion engine having a new configuration realizing both a high swirl ratio and a high flow rate.
An intake device for an internal combustion engine according to the present invention includes at least one helical intake port 21 having a spiral portion 23 that communicates with a cylinder bore 4 and swirls intake gas. The flow of intake gas to the cylinder bore is controlled. Further, when the intake valve is opened, the intake device starts the intake gas from a specific region 30 close to the wall surface of the cylinder bore in the outflow region of the spiral portion, substantially parallel to the valve face 28 of the intake valve and in the tangential direction of the cylinder bore. Is provided with guiding means for guiding the intake gas so that the gas flows out.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は内燃機関の吸気装置に関し、特にヘリカル吸気ポートを具備する内燃機関の吸気装置に関する。   The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine, and more particularly to an intake device for an internal combustion engine having a helical intake port.

内燃機関では、燃焼室（シリンダボア）内に供給された吸気ガスに旋回流（スワール）を発生させて、燃焼室内での空気と燃料との混合を促進させ、燃焼室内で効率的な燃焼を行わせるようにしているものがあり、このように吸気ガスにスワールを発生させるための一つの手段としてヘリカル吸気ポートが知られている。   In an internal combustion engine, a swirl flow (swirl) is generated in the intake gas supplied into the combustion chamber (cylinder bore) to promote the mixing of air and fuel in the combustion chamber, thereby performing efficient combustion in the combustion chamber. A helical intake port is known as one means for generating a swirl in the intake gas in this way.

ヘリカル吸気ポートにおいては、シリンダボアに通じる吸気ポートの先端部が渦巻状になっており（以下、「渦巻部」と称す）、また、この渦巻部に通じるポート導入部が湾曲している。このため、ヘリカル吸気ポートを通って流れる吸気ガスは渦巻部内で旋回流となり、そして吸気ガスがこの旋回流の速度成分をもったまま燃焼室内に流入することにより燃焼室内の吸気ガスにスワールが発生せしめられる。   In the helical intake port, the tip of the intake port that communicates with the cylinder bore has a spiral shape (hereinafter referred to as “spiral portion”), and the port introduction portion that communicates with the spiral portion is curved. For this reason, the intake gas flowing through the helical intake port becomes a swirl flow in the spiral portion, and swirl is generated in the intake gas in the combustion chamber by the intake gas flowing into the combustion chamber with the velocity component of the swirl flow I'm damned.

ヘリカル吸気ポートでは吸気ガスの流路断面積を小さくすることによりスワールを強めることができるが、その一方で、流路断面積を小さくすることでヘリカル吸気ポートを通って燃焼室内に流入する吸気ガス（以下、「流入吸気ガス」と称す）の流量の減少を招いてしまう。したがってヘリカル吸気ポートを用いる場合、スワールを強めるために流路断面積を小さくするほど流入吸気ガスの流量が少なくなり、逆に流入吸気ガスの流量を多くするために流路断面積を大きくすると燃焼室内で発生するスワールは弱くなる。すなわち、スワールの強さと吸気ガスの流量とはトレードオフの関係にあり、高いスワール比と高流量とを両立させるのは困難である。   In the helical intake port, the swirl can be strengthened by reducing the cross-sectional area of the intake gas, but on the other hand, the intake gas flowing into the combustion chamber through the helical intake port by reducing the cross-sectional area of the intake gas (Hereinafter referred to as “inflowing intake gas”) causes a decrease in the flow rate. Therefore, when the helical intake port is used, the flow rate of the inflowing intake gas decreases as the flow path cross-sectional area is reduced to increase the swirl, and conversely, if the flow path cross-sectional area is increased to increase the flow rate of the inflowing intake gas, combustion occurs. Swirl generated indoors is weakened. That is, the strength of the swirl and the flow rate of the intake gas are in a trade-off relationship, and it is difficult to achieve both a high swirl ratio and a high flow rate.

特許文献１には、ヘリカル吸気ポートの渦巻部内壁に吸気流線が一様な螺旋状を形成してシリンダ内に流入するように吸気ガスを誘導するリブを配設した吸気ポートが開示されている。この吸気ポートでは、リブにより渦巻部内で吸気ガスの流れの逆流や乱流等が生じるのが抑制され、結果として吸気ガスの流れの乱れによるエネルギ損失が低減され、流入吸気ガスの流量の減少が抑制される。これにより特許文献１の吸気ポートでは燃焼室内に生じるスワールを強いまま維持しつつ流入吸気ガスの流量を比較的多いものとすることができる。   Patent Document 1 discloses an intake port in which a rib for guiding intake gas is arranged so that an intake flow line forms a uniform spiral on the inner wall of a spiral portion of a helical intake port and flows into the cylinder. Yes. In this intake port, the rib suppresses the backflow or turbulence of the intake gas flow in the spiral, resulting in a reduction in energy loss due to the turbulence of the intake gas flow and a decrease in the flow rate of the inflowing intake gas. It is suppressed. Thereby, in the intake port of patent document 1, the flow volume of inflow intake gas can be made comparatively large, maintaining the swirl which arises in a combustion chamber strong.

特開平０５−０１８２５２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-018252 特開平０８−２４６８８５号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-246885

しかしながら、特許文献１における高いスワール比と高流量との両立は完全ではなく、依然として高いスワール比と高流量との両立に対する要請は高い。このため、上記特許文献とは異なる構成で、より高い次元で高スワールと高流量との両立を実現するヘリカル吸気ポートの開発が望まれている。   However, the coexistence of the high swirl ratio and the high flow rate in Patent Document 1 is not perfect, and the demand for the coexistence of the high swirl ratio and the high flow rate is still high. For this reason, there is a demand for the development of a helical intake port that realizes both a high swirl and a high flow rate in a higher dimension with a configuration different from that of the above-mentioned patent document.

そこで、本発明の目的は、高いスワール比と高流量との両立を実現する新たな構成の内燃機関の吸気装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an intake device for an internal combustion engine having a new configuration that realizes both a high swirl ratio and a high flow rate.

上記課題を解決するために、第１の発明では、シリンダボアと連通すると共に吸気ガスを旋回させる渦巻部を有する少なくとも一つのヘリカル吸気ポートを具備し、吸気弁の開閉によって該渦巻部からシリンダボアへの吸気ガスの流通が制御される内燃機関の吸気装置において、上記吸気弁が開いたときに、上記渦巻部の流出領域のうち上記シリンダボアの壁面に近い特定の領域から、上記吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つ上記シリンダボアの接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内する案内手段を備えた。
第１の発明によれば、上記特定の領域から吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つシリンダボアの接線方向に吸気ガスが流出しやすくなる。このように吸気ガスが流出すると、渦巻部内の吸気ガスの旋回流のもつ旋回方向速度成分がそのままシリンダボア内の吸気ガスのスワールの旋回方向速度成分として利用されるようになるため、シリンダボア内の吸気ガスのスワールを強いものとすることができる。また、案内手段を吸気ガスに対する大きな吸気抵抗とならないようなものにすれば、流入吸気ガスの流量を減少させることなくスワール比を高くすることができる。 In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the invention, at least one helical intake port that has a spiral portion that communicates with the cylinder bore and swirls the intake gas is provided. In an intake device for an internal combustion engine in which the flow of intake gas is controlled, when the intake valve is opened, a specific area close to the wall surface of the cylinder bore in the outflow area of the spiral portion is transferred to the valve face of the intake valve. Guiding means for guiding the intake gas is provided so that the intake gas flows out substantially in parallel and in the tangential direction of the cylinder bore.
According to the first aspect of the invention, the intake gas is likely to flow out from the specific region substantially parallel to the valve face of the intake valve and in the tangential direction of the cylinder bore. When the intake gas flows out in this way, the swirl direction velocity component of the swirl flow of the intake gas in the spiral portion is directly used as the swirl direction velocity component of the swirl of the intake gas in the cylinder bore. The gas swirl can be strengthened. Further, if the guide means is made so as not to have a large intake resistance against the intake gas, the swirl ratio can be increased without reducing the flow rate of the inflow intake gas.

第２の発明では、第１の発明において、各気筒に対して複数のヘリカル吸気ポートが設けられ、各ヘリカル吸気ポート毎に案内手段が設けられる。
第２の発明によれば、各ヘリカル吸気ポートとも上記特定の領域からシリンダボアの接線方向に吸気ガスが流出しやすくなる。このようにして流出する吸気ガスは、隣り合う吸気ポートから流出する吸気ガスを互いに打ち消すような方向の速度成分をほとんどもっておらず、共にシリンダボア内の吸気ガスのスワールを強めるように作用する。このため、シリンダボア内の吸気ガスのスワールを強めることができる。 In a second invention, in the first invention, a plurality of helical intake ports are provided for each cylinder, and a guide means is provided for each helical intake port.
According to the second invention, the intake gas easily flows out from the specific region in the tangential direction of the cylinder bore in each helical intake port. The intake gas flowing out in this way has almost no speed component in a direction that cancels out the intake gases flowing out from the adjacent intake ports, and both act to strengthen the swirl of the intake gas in the cylinder bore. For this reason, the swirl of the intake gas in the cylinder bore can be strengthened.

第３の発明では、第１または第２の発明において、上記案内手段として、上記渦巻部の軸線を上記吸気弁のステム軸線に対して傾斜させ、上記渦巻部の軸線の傾斜角度を、上記特定の領域から上記吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つ上記シリンダボアの接線方向に上記吸気ガスが流出するような角度にした。
第３の発明によれば、渦巻部を吸気弁のステム軸線に対して傾斜させるだけなので、大きな吸気抵抗となることなく吸気ガスを案内することができる。 According to a third invention, in the first or second invention, as the guide means, the axis of the spiral part is inclined with respect to the stem axis of the intake valve, and the inclination angle of the axis of the spiral part is determined as the specified The angle is set so that the intake gas flows out substantially in parallel with the valve face of the intake valve and in the tangential direction of the cylinder bore.
According to the third invention, since the spiral portion is merely inclined with respect to the stem axis of the intake valve, the intake gas can be guided without causing a large intake resistance.

第４の発明では、第１または第２の発明において、上記案内手段として、少なくとも上記シリンダボアの中心に近い側の上記渦巻部の内壁面を上記吸気弁のステム軸線に対して傾斜させた。   According to a fourth invention, in the first or second invention, as the guide means, at least the inner wall surface of the spiral portion on the side close to the center of the cylinder bore is inclined with respect to the stem axis of the intake valve.

第５の発明では、第１〜第４の発明において、上記案内手段として、少なくとも上記シリンダボア中心に近い側の上記渦巻部の内壁面に、該内壁面から突出する突出部を設けた。   In a fifth invention, in the first to fourth inventions, as the guide means, a projecting portion projecting from the inner wall surface is provided at least on the inner wall surface of the spiral portion on the side close to the center of the cylinder bore.

第６の発明では、第５の発明において、上記突出部は、その突出度合を突出状態と非突出状態との少なくとも二段階に調整可能な可変突出部であり、該可変突出部は、突出状態にあるときには上記外側領域において上記吸気ガスが上記吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つ該シリンダボアの接線方向に渦巻部から流出するように上記吸気ガスを案内し、非突出状態にあるときには上記突出状態にあるときと比べて上記渦巻部の内壁面からの突出度合が小さい。
第６の発明によれば、突出部の突出度合を変えることにより、シリンダボア内の吸気ガスのスワール比と流入吸気ガスの流量とを調整することができる。特に、突出部が突出状態にあるときにはスワールを強くすることができ、突出部が非突出状態にあるときには流入吸気ガスの流量を多くすることができる。 According to a sixth aspect, in the fifth aspect, the protrusion is a variable protrusion that can adjust the protrusion degree in at least two stages of a protrusion state and a non-protrusion state, and the variable protrusion is in the protrusion state. In the outer region, the intake gas is guided so as to flow out of the spiral portion in a direction parallel to the valve face of the intake valve and in a tangential direction of the cylinder bore. The degree of protrusion from the inner wall surface of the spiral portion is smaller than that in the state.
According to the sixth aspect, the swirl ratio of the intake gas in the cylinder bore and the flow rate of the inflow intake gas can be adjusted by changing the protrusion degree of the protrusion. In particular, the swirl can be strengthened when the projecting portion is in the projecting state, and the flow rate of the inflowing intake gas can be increased when the projecting portion is in the non-projecting state.

第７の発明では、第６の発明において、上記可変突出部は上記吸気弁のステム軸線と垂直な軸線を中心に回転可能な可変フラップである。   In a seventh aspect based on the sixth aspect, the variable protrusion is a variable flap that is rotatable about an axis perpendicular to the stem axis of the intake valve.

第８の発明では、第６の発明において、上記可変突出部は上記吸気弁のステム軸線と平行な軸線を中心に回転可能なカム状部材である。   In an eighth aspect based on the sixth aspect, the variable protrusion is a cam-like member that is rotatable about an axis parallel to the stem axis of the intake valve.

本発明によれば、大きな吸気抵抗にならない案内手段を用いれば、流入吸気ガスの流量を減少させることなくシリンダボア内の吸気ガスのスワールを強めることができるため、高いスワール比と高流量との両立を実現することができる。   According to the present invention, if the guide means that does not cause a large intake resistance is used, the swirl of the intake gas in the cylinder bore can be strengthened without reducing the flow rate of the inflow intake gas, so that both a high swirl ratio and a high flow rate can be achieved. Can be realized.

以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。まず、図１および図２を参照して従来のヘリカル吸気ポートについて説明する。図１は、吸気ポートおよび吸気弁周辺の平面図であり、図２は図１のII−II線における吸気ポートおよび吸気弁周辺の拡大断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a conventional helical intake port will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view around the intake port and the intake valve, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view around the intake port and the intake valve along the line II-II in FIG.

図１および図２に示したように、内燃機関１は、シリンダブロック２とこのシリンダブロック上に配置されたシリンダヘッド３とを有する。シリンダブロック２には、所定間隔で複数のシリンダボア４が設けられる。各シリンダボア４内ではピストン（図示せず）が往復動し、シリンダボア４とピストンとの間には燃焼室が画成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the internal combustion engine 1 has a cylinder block 2 and a cylinder head 3 arranged on the cylinder block. The cylinder block 2 is provided with a plurality of cylinder bores 4 at predetermined intervals. A piston (not shown) reciprocates in each cylinder bore 4, and a combustion chamber is defined between the cylinder bore 4 and the piston.

各シリンダボア４に対して、二つの吸気ポート５、６と二つの排気ポート（図示せず）とが連通せしめられる。これら吸気ポート５、６および排気ポートはシリンダヘッド３内に設けられる。吸気ポート５、６とシリンダボア４との間には吸気弁７が配置され、吸気弁７の開閉により吸気ポート５、６とシリンダボア４とが流体的に接続したり遮断したりせしめられる。各吸気弁７は、実際に弁として作用する弁体８とこの弁体に連結されたステム９とを有し、このステム９に沿って往復動する。同様に、排気ポートとシリンダボア４との間には排気弁が配置され、排気弁は排気ポートとシリンダボア４とを流体的に接続したり遮断したりする。   Two intake ports 5 and 6 and two exhaust ports (not shown) are communicated with each cylinder bore 4. The intake ports 5 and 6 and the exhaust port are provided in the cylinder head 3. An intake valve 7 is disposed between the intake ports 5 and 6 and the cylinder bore 4, and the intake ports 5 and 6 and the cylinder bore 4 are fluidly connected or disconnected by opening and closing the intake valve 7. Each intake valve 7 has a valve body 8 that actually acts as a valve and a stem 9 connected to the valve body, and reciprocates along the stem 9. Similarly, an exhaust valve is disposed between the exhaust port and the cylinder bore 4, and the exhaust valve fluidly connects and disconnects the exhaust port and the cylinder bore 4.

吸気ポート５、６は、その先端に設けられ且つシリンダボア４と連通する渦巻状の部分（以下、「渦巻部」と称す）１０と、この渦巻部１０に通じ且つ入口端部１１において吸気マニホルド（図示せず）に連結せしめられるポート導入部１２とを有するヘリカル吸気ポートとなっている。渦巻部１０は、ポート導入部１２から渦巻部１０に流入した吸気ガスが渦巻部１０内で吸気弁７のステム１１の軸線Ａを中心に旋回流を形成するような形状となっている。すなわち、渦巻部１０は吸気弁７のステム１１の軸線Ａを中心とした渦巻形状となっている。したがって、ポート導入部１２から渦巻部１０に流入した吸気ガスは渦巻部１０内で吸気弁７のステム１１の軸線を中心に旋回しつつ、渦巻部１０の下方に位置し且つシリンダボア４に面する渦巻部の領域（以下、「流出領域」と称す）１３を介してシリンダボア４内に流出することになる。また、ポート導入部１２は、渦巻部１０内で発生する吸気ガスの旋回流を強めるように、渦巻部１０に対して僅かにオフセットして連結される。さらに、ポート導入部１２は、渦巻部１０に流入する吸気ガスの流速を速めて渦巻部１０内で発生する吸気ガスの旋回流を強めるために、吸気ガスの流路断面積を小さくした領域（以下、「小断面領域」と称す）１４を有する。   The intake ports 5 and 6 are provided at the tip thereof and have a spiral portion (hereinafter referred to as “spiral portion”) 10 that communicates with the cylinder bore 4, and an intake manifold ( It is a helical intake port having a port introduction portion 12 connected to a not-shown). The spiral portion 10 is shaped such that the intake gas flowing into the spiral portion 10 from the port introduction portion 12 forms a swirling flow around the axis A of the stem 11 of the intake valve 7 in the spiral portion 10. That is, the spiral portion 10 has a spiral shape centering on the axis A of the stem 11 of the intake valve 7. Therefore, the intake gas that has flowed into the spiral portion 10 from the port introduction portion 12 turns around the axis of the stem 11 of the intake valve 7 in the spiral portion 10, and is positioned below the spiral portion 10 and faces the cylinder bore 4. It flows out into the cylinder bore 4 through a spiral region (hereinafter referred to as “outflow region”) 13. Further, the port introduction part 12 is connected to the spiral part 10 with a slight offset so as to strengthen the swirl flow of the intake gas generated in the spiral part 10. Further, the port introduction portion 12 is a region in which the flow passage cross-sectional area of the intake gas is reduced in order to increase the flow velocity of the intake gas flowing into the vortex portion 10 and strengthen the swirl flow of the intake gas generated in the vortex portion 10 ( (Hereinafter referred to as “small cross-sectional area”) 14.

したがって、ヘリカル吸気ポート５、６を通過する吸気ガスは、入口端部１１からポート導入部１２に流入し、ポート導入部１２の小断面領域１４を通ってその流速が速められる。その後、流速の速くなった吸気ガスは渦巻部１０に流入し、渦巻部１０内では図２に矢印で示したように吸気ガスに強い旋回流が与えられる。渦巻部１０内の吸気ガスは旋回方向速度成分をもったまま渦巻部１０の流出領域１３を通ってシリンダボア４内に流出する。渦巻部１０からシリンダボア４に流出する吸気ガスが旋回方向速度成分をもっているため、シリンダボア４内の吸気ガスはシリンダボア４内でスワール（旋回流）を形成する。このように、ヘリカル吸気ポート５、６を用いることにより、シリンダボア４内に吸気ガスのスワールを発生させることができる。   Therefore, the intake gas passing through the helical intake ports 5 and 6 flows into the port introduction portion 12 from the inlet end portion 11, and the flow velocity is increased through the small cross-sectional area 14 of the port introduction portion 12. Thereafter, the intake gas having a higher flow velocity flows into the spiral portion 10, and a strong swirl flow is given to the intake gas within the spiral portion 10 as indicated by arrows in FIG. The intake gas in the spiral portion 10 flows out into the cylinder bore 4 through the outflow region 13 of the spiral portion 10 while having a swirl direction velocity component. Since the intake gas flowing out from the spiral portion 10 to the cylinder bore 4 has a swirl direction velocity component, the intake gas in the cylinder bore 4 forms a swirl (swirl flow) in the cylinder bore 4. In this way, by using the helical intake ports 5 and 6, it is possible to generate a swirl of intake gas in the cylinder bore 4.

次に、図３および図４を参照して本発明の第一実施形態の吸気装置について説明する。図３は図１と同様な図であり、第一実施形態の吸気装置の平面図を示し、図４は図２と同様な図であり、図３のIV−IV線に沿ったヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図を示す。なお、図１および図２に示した従来の吸気装置と同様な構成要素には同一の参照番号を付した。   Next, an intake device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a view similar to FIG. 1 and shows a plan view of the intake device of the first embodiment. FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 and shows a helical intake port along line IV-IV in FIG. The expanded sectional view of the spiral part of is shown. Components similar to those of the conventional intake device shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

第一実施形態のヘリカル吸気ポート２１、２２は基本的に図１および図２に示した従来のヘリカル吸気ポート５、６と同様な形状である。しかしながら、本実施形態のヘリカル吸気ポート２１、２２の渦巻部２３、２４の形状は従来のヘリカル吸気ポート５、６の形状とは異なっている。特に、従来のヘリカル吸気ポート５、６の渦巻部１０の軸線が吸気弁７のステム９の軸線Ａと同軸であるのに対して、本実施形態のヘリカル吸気ポート２１、２２の渦巻部２３、２４の軸線Ｂは吸気弁７のステム９の軸線Ａに対して傾斜している。なお、本実施形態においては、第一ヘリカル吸気ポート２１と第二ヘリカル吸気ポート２２との同様な二つのヘリカル吸気ポートが設けられるが、以下、そのうちの一方のヘリカル吸気ポート２１についてのみ説明する。   The helical intake ports 21 and 22 of the first embodiment have basically the same shape as the conventional helical intake ports 5 and 6 shown in FIGS. However, the shapes of the spiral portions 23 and 24 of the helical intake ports 21 and 22 of the present embodiment are different from the shapes of the conventional helical intake ports 5 and 6. In particular, while the axis of the spiral portion 10 of the conventional helical intake ports 5 and 6 is coaxial with the axis A of the stem 9 of the intake valve 7, the spiral portions 23 of the helical intake ports 21 and 22 of the present embodiment, The axis B of 24 is inclined with respect to the axis A of the stem 9 of the intake valve 7. In the present embodiment, two similar helical intake ports of the first helical intake port 21 and the second helical intake port 22 are provided. Only one of the helical intake ports 21 will be described below.

特に、本実施形態では、渦巻部２３の軸線Ｂは、図４に示したように吸気弁７のステム９の軸線Ａに対して、シリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ1で傾いている。すなわち、渦巻部２３の内壁面のうちシリンダボア４の中心に近い壁面（以下、「中心側内壁面」と称す）２５は、図２に示した従来のヘリカル吸気ポート５の渦巻部１０の中心側内壁面に対して、シリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ1で傾いており、渦巻部２３の内壁面のうちシリンダボア４の壁面に近い壁面（以下、「外側内壁面」と称す）２６は、図２に示した従来のヘリカル吸気ポート５の渦巻部１０の外側内壁面に対してシリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ1で傾いている。さらに、渦巻部２３の内壁面のうちシリンダボア４から離れた壁面（以下、「天井内壁面」と称す）２７は、渦巻部２３の中心側内壁面２５、外側内壁面２６の傾斜に合わせて、図２に示した従来のヘリカル吸気ポート５の渦巻部１０の天井内壁面に対して所定の傾斜角度θ1で傾いている。 In particular, in this embodiment, the axis B of the spiral portion 23 is inclined at a predetermined inclination angle θ 1 radially inward of the cylinder bore 4 with respect to the axis A of the stem 9 of the intake valve 7 as shown in FIG. ing. That is, a wall surface (hereinafter referred to as “center-side inner wall surface”) 25 near the center of the cylinder bore 4 among the inner wall surfaces of the spiral portion 23 is the center side of the spiral portion 10 of the conventional helical intake port 5 shown in FIG. A wall surface that is inclined radially inward of the cylinder bore 4 with respect to the inner wall surface at a predetermined inclination angle θ 1 and is close to the wall surface of the cylinder bore 4 among the inner wall surfaces of the spiral portion 23 (hereinafter referred to as “outer inner wall surface”). 26 is inclined at a predetermined inclination angle θ 1 radially inward of the cylinder bore 4 with respect to the outer inner wall surface of the spiral portion 10 of the conventional helical intake port 5 shown in FIG. Furthermore, a wall surface (hereinafter referred to as a “ceiling inner wall surface”) 27 that is separated from the cylinder bore 4 among the inner wall surfaces of the spiral portion 23 is aligned with the inclination of the center inner wall surface 25 and the outer inner wall surface 26 of the spiral portion 23. 2 is inclined at a predetermined inclination angle θ 1 with respect to the ceiling inner wall surface of the spiral portion 10 of the conventional helical intake port 5 shown in FIG.

このように渦巻部２３の軸線Ｂを吸気弁７のステム９の軸線Ａに対して傾斜させることで、渦巻部２３に流入した吸気ガスに発生する旋回流の旋回軸線は、渦巻部２３の軸線Ｂとほぼ同軸となり、ステム９の軸線Ａに対してシリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ1で傾く。すなわち、従来のヘリカル吸気ポート５の渦巻部１０では吸気ガスは図２に矢印で示したように吸気弁７のステム９の軸線Ａ回りで螺旋状に流れるのに対して、本実施形態のヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３では吸気ガスは図４に矢印で示したように吸気弁７のステム９の軸線Ａに対して所定の傾斜角度θ1である軸線Ｂ回りで螺旋状に流れる。 In this way, the axis B of the swirl 23 is inclined with respect to the axis A of the stem 9 of the intake valve 7, so that the swirl axis of the swirling flow generated in the intake gas flowing into the swirl 23 is the axis of the swirl 23. It is substantially coaxial with B, and is inclined at a predetermined inclination angle θ 1 inward of the cylinder bore 4 with respect to the axis A of the stem 9 in the radial direction. That is, in the spiral part 10 of the conventional helical intake port 5, the intake gas flows spirally around the axis A of the stem 9 of the intake valve 7 as shown by the arrow in FIG. In the spiral portion 23 of the intake port 21, the intake gas flows spirally around an axis B having a predetermined inclination angle θ 1 with respect to the axis A of the stem 9 of the intake valve 7 as indicated by an arrow in FIG.

このように渦巻部２３内に軸線Ｂ回りの吸気ガスの旋回流を発生させることにより、渦巻部２３の流出領域１３のうちシリンダボア４の中心に近い領域（以下、「中心側流出領域」と称す）２９において、渦巻部２３から流出しようとする吸気ガスの速度成分のうち吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８に対して垂直方向の速度成分は大きいものとなる。一方、渦巻部２３の流出領域１３のうちシリンダボア４の壁面に近い領域（以下、「外側流出領域」と称す）３０においては、渦巻部２３から流出しようとする吸気ガスの速度成分のうち吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８に対して垂直方向の速度成分は小さいものとなる。このため、中心側流出領域２９では渦巻部２３から流出しようとする吸気ガスは弁体８のバルブフェイス２８に当たるように流れるため中心側流出領域２９からシリンダボア４内に流出しにくく、一方、外側流出領域３０では吸気ガスは弁体８のバルブフェイス２８に沿うように、すなわちバルブフェイス２８とほぼ平行に流れるため外側流出領域３０からシリンダボア４内に流出し易い。   By generating the swirling flow of the intake gas around the axis B in the spiral portion 23 in this manner, the region close to the center of the cylinder bore 4 in the outflow region 13 of the spiral portion 23 (hereinafter referred to as “center side outflow region”). ) 29, the velocity component in the direction perpendicular to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7 out of the velocity component of the intake gas that is about to flow out of the spiral portion 23 becomes large. On the other hand, in a region near the wall surface of the cylinder bore 4 (hereinafter referred to as “outside outflow region”) 30 in the outflow region 13 of the spiral part 23, the intake valve out of the velocity components of the intake gas about to flow out of the spiral part 23. The velocity component in the direction perpendicular to the valve face 28 of the seventh valve body 8 is small. For this reason, in the center side outflow region 29, the intake gas that is about to flow out from the spiral portion 23 flows so as to hit the valve face 28 of the valve body 8, and therefore, it is difficult for the intake gas to flow out into the cylinder bore 4 from the center side outflow region 29. In the region 30, the intake gas flows along the valve face 28 of the valve body 8, that is, substantially parallel to the valve face 28, so that it easily flows out from the outer outflow region 30 into the cylinder bore 4.

換言すると、本実施形態のヘリカル吸気ポート２１によれば、外側流出領域３０からシリンダボア４内に流出する吸気ガスが弁体８のバルブフェイス２８とほぼ平行に流れるように吸気弁７のステム９の軸線Ａに対する渦巻部２３の軸線Ｂの傾斜角度θ1が定められる。すなわち、渦巻部２３は、この渦巻部２３に流入した吸気ガスを外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８とほぼ平行に流出させるように案内する。このように、本実施形態のヘリカル吸気ポート２１では、上述したように渦巻部２３の軸線Ｂの傾斜角度θ1を定めることにより、吸気ガスの多くが中心側流出領域２９でなく外側流出領域３０からバルブフェイス２８とほぼ平行にシリンダボア４に流出するようになる。 In other words, according to the helical intake port 21 of the present embodiment, the intake gas that flows out from the outer outflow region 30 into the cylinder bore 4 flows almost in parallel with the valve face 28 of the valve body 8. An inclination angle θ 1 of the axis B of the spiral portion 23 with respect to the axis A is determined. That is, the spiral portion 23 guides the intake gas flowing into the spiral portion 23 so as to flow out from the outer outflow region 30 substantially in parallel with the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7. As described above, in the helical intake port 21 of the present embodiment, the inclination angle θ 1 of the axis B of the spiral portion 23 is determined as described above, so that most of the intake gas is not the center-side outflow region 29 but the outer outflow region 30. From the valve face 28 to the cylinder bore 4.

ところで、吸気ガスは、渦巻部２３内で旋回しているため、渦巻部２３からシリンダボア４内に渦巻部２３の接線方向に向かって流出する。上述したように外側流出領域３０は渦巻部２３の流出領域１３のうちシリンダボア４の壁面に近い領域であり、よって渦巻部２３の流出領域１３のうち最もシリンダボア４の径方向外側に位置する領域である。したがって、外側流出領域３０においては渦巻部２３の接線方向とシリンダボア４の接線方向とが同一の方向となっており、よって外側流出領域３０において吸気ガスはシリンダボア４の接線方向に、すなわちシリンダボア４の周方向にシリンダボア４に流出する。   Incidentally, since the intake gas swirls in the spiral portion 23, the intake gas flows out from the spiral portion 23 into the cylinder bore 4 in the tangential direction of the spiral portion 23. As described above, the outer outflow region 30 is a region close to the wall surface of the cylinder bore 4 in the outflow region 13 of the spiral portion 23, and thus is a region located most radially outside the cylinder bore 4 in the outflow region 13 of the spiral portion 23. is there. Therefore, in the outer outflow region 30, the tangential direction of the spiral portion 23 and the tangential direction of the cylinder bore 4 are the same direction, so that the intake gas in the outer outflow region 30 is in the tangential direction of the cylinder bore 4, that is, the cylinder bore 4 It flows out into the cylinder bore 4 in the circumferential direction.

一方、中心流出領域２９は流出領域１３のうちシリンダボア４の中心に近い領域であり、よって渦巻部２３の流出領域のうち最もシリンダボア４の径方向内側に位置する領域である。したがって、中心流出領域２９においても吸気ガスはシリンダボア４の接線方向に、すなわちシリンダボアの流方向にシリンダボア４に流出する。   On the other hand, the center outflow region 29 is a region close to the center of the cylinder bore 4 in the outflow region 13, and is therefore a region located on the radially inner side of the cylinder bore 4 in the outflow region of the spiral portion 23. Therefore, also in the center outflow region 29, the intake gas flows out into the cylinder bore 4 in the tangential direction of the cylinder bore 4, that is, in the flow direction of the cylinder bore.

しかしながら、中心側流出領域２９から流出する吸気ガスと外側流出領域３０から流出する吸気ガスとは、シリンダボア４の周方向において逆向きにシリンダボア４内に流出する。したがって、中心流出領域２９から流出せしめられる吸気ガスがシリンダボア４内に生成しようとするスワールの旋回方向と、外側流出領域３０から流出する吸気ガスがシリンダボア４内に生成しようとするスワールの旋回方向は逆向きとなる。ここで、図１および図２に示した従来のヘリカル吸気ポート５では、中心流出領域と外側流出領域とからほぼ同量の吸気ガスが流出せしめられるため、各流出領域から流出した吸気ガスが生成しようとするスワールが互いに打ち消し合い、結果としてシリンダボア４内に生成されるスワールは比較的弱いものとなってしまう。   However, the intake gas flowing out from the center-side outflow region 29 and the intake gas flowing out from the outer outflow region 30 flow out into the cylinder bore 4 in opposite directions in the circumferential direction of the cylinder bore 4. Therefore, the swirl turning direction in which the intake gas flowing out from the center outflow region 29 is generated in the cylinder bore 4 and the swirl turning direction in which the intake gas flowing out from the outer outflow region 30 is generated in the cylinder bore 4 are: The reverse direction. Here, in the conventional helical intake port 5 shown in FIG. 1 and FIG. 2, since substantially the same amount of intake gas flows out from the central outflow region and the outer outflow region, intake gas flowing out from each outflow region is generated. The swirl to be countered cancel each other, and as a result, the swirl generated in the cylinder bore 4 is relatively weak.

これに対して、本実施形態のヘリカル吸気ポート２１によれば、中心流出領域２９からシリンダボア４内に流出する吸気ガスは、外側流出領域３０から流出する吸気ガスに比べてかなり少ない。このため、外側流出領域３０から流出する吸気ガスがシリンダボア４内に生成しようとするスワールは、中心側流出領域２９から流出する吸気ガスによってはほとんど打ち消されず、その結果、シリンダボア４内には比較的強いスワールが生成される。   On the other hand, according to the helical intake port 21 of the present embodiment, the intake gas flowing out from the center outflow region 29 into the cylinder bore 4 is considerably smaller than the intake gas flowing out from the outer outflow region 30. For this reason, the swirl that the intake gas flowing out from the outer outflow region 30 is about to be generated in the cylinder bore 4 is hardly canceled by the intake gas flowing out from the center outflow region 29. A strong swirl is generated.

このように本実施形態のヘリカル吸気ポート２１によれば、渦巻部２３の外側流出領域３０から吸気ガスをバルブフェイス２８とほぼ平行に流出させること、外側流出領域３０からシリンダボア４の接線方向に吸気ガスを流出させること、渦巻部２３の中心側流出領域２９よりも外側流出領域３０から吸気ガスを多量に流出させること等により、シリンダボア４内に流出する吸気ガスの流量を多く維持しつつ、シリンダボア４内の吸気ガスに生じるスワールを強いものとすることができる。   As described above, according to the helical intake port 21 of the present embodiment, the intake gas is allowed to flow out from the outer outflow region 30 of the spiral portion 23 substantially in parallel with the valve face 28, and the intake air is drawn from the outer outflow region 30 in the tangential direction of the cylinder bore 4. While maintaining a high flow rate of the intake gas flowing out into the cylinder bore 4 by flowing out the gas, causing a large amount of intake gas to flow out from the outflow region 30 outside the center side outflow region 29 of the spiral portion 23, etc., the cylinder bore The swirl generated in the intake gas in 4 can be strengthened.

この様子を図５に示す。同一のヘリカル吸気ポートにおけるシリンダボア４内に流出する吸気ガスの流量と、シリンダボア４内の吸気ガスに生じるスワールの強さ（スワール比）との関係を示している。図中、線αは渦巻部２３の外側流出領域３０から吸気ガスをバルブフェイス２８とほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスを流出させるようにした場合を示しており、線βは図１および図２に示した従来のヘリカル吸気ポートを用いた場合を示している。   This is shown in FIG. The relationship between the flow rate of the intake gas flowing into the cylinder bore 4 in the same helical intake port and the strength of the swirl (swirl ratio) generated in the intake gas in the cylinder bore 4 is shown. In the figure, a line α indicates a case where the intake gas is caused to flow out from the outer outflow region 30 of the spiral portion 23 in a direction substantially parallel to the valve face 28 and in the tangential direction of the cylinder bore 4. The case where the conventional helical intake port shown in FIG. 1 and FIG. 2 is used is shown.

図５の線αおよび線βの両方から分かるように、ヘリカル吸気ポートでは、シリンダボア４内に流出する吸気ガスの流量とスワール比とは一般に反比例関係、あるいはトレードオフの関係にあり、流量を多くしようとするとスワール比が小さくなり、スワール比を大きくしようとすると流量が少なくなってしまう。このため、高流量と高スワールとの両立は困難であった。   As can be seen from both lines α and β in FIG. 5, in the helical intake port, the flow rate of the intake gas flowing out into the cylinder bore 4 and the swirl ratio are generally inversely proportional or in a trade-off relationship, and the flow rate is increased. If you try to do so, the swirl ratio will decrease, and if you try to increase the swirl ratio, the flow rate will decrease. For this reason, it was difficult to achieve both high flow rate and high swirl.

これに対して、本発明のヘリカル吸気ポート（線α）におけるスワール比は、吸気ガスの流量が同一であれば従来のヘリカル吸気ポート（線β）におけるスワール比よりも高く、本発明のヘリカル吸気ポートにおける吸気ガスの流量はスワール比が同一であれば従来のヘリカル吸気ポートにおける吸気ガスの流量よりも多い。このことから、本発明のヘリカル吸気ポートによれば、従来のヘリカル吸気ポートに比べて高い次元で高流量と高スワールとの両立を実現することができる。   On the other hand, the swirl ratio at the helical intake port (line α) of the present invention is higher than the swirl ratio at the conventional helical intake port (line β) if the flow rate of the intake gas is the same. If the swirl ratio is the same, the flow rate of the intake gas at the port is larger than the flow rate of the intake gas at the conventional helical intake port. Therefore, according to the helical intake port of the present invention, it is possible to realize both high flow rate and high swirl at a higher dimension than the conventional helical intake port.

なお、上記実施形態では、渦巻部２３の軸線Ｂは吸気弁７のステム９の軸線Ａに対してシリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ1で傾斜させることとしているが、渦巻部２３を傾斜させることによって渦巻部２３の外側流出領域３０から吸気弁７のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内することができれば渦巻部２３の軸線Ｂの傾斜方向はシリンダボア４の径方向内側に限らず他の方向であってもよい。 In the above embodiment, the axis B of the spiral portion 23 is inclined at a predetermined inclination angle θ 1 inwardly in the radial direction of the cylinder bore 4 with respect to the axis A of the stem 9 of the intake valve 7. If the intake gas can be guided from the outer outflow region 30 of the spiral portion 23 to flow out substantially in parallel to the valve face 28 of the intake valve 7 and in the tangential direction of the cylinder bore 4 by inclining the The inclination direction of the axis B is not limited to the radially inner side of the cylinder bore 4 and may be other directions.

また、上記実施形態では、渦巻部２３の軸線Ｂを傾斜させており、よって渦巻部２３全体、すなわち中心側内壁面２５、外側内壁面２６、天井内壁面２７の全てを傾斜させることとしているが、渦巻部２３の外側流出領域３０から吸気弁７のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように渦巻部２３によって吸気ガスを案内することができれば中心側内壁面２５、外側内壁面２６、天井内壁面２７のうち少なくともいずれか一つの壁面のみを傾斜させるようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the axis B of the spiral portion 23 is inclined, and therefore the entire spiral portion 23, that is, the center side inner wall surface 25, the outer inner wall surface 26, and the ceiling inner wall surface 27 are all inclined. If the intake gas can be guided by the spiral portion 23 so that the intake gas flows out substantially parallel to the valve face 28 of the intake valve 7 and in the tangential direction of the cylinder bore 4 from the outside outflow region 30 of the spiral portion 23, Only at least one of the wall surface 25, the outer inner wall surface 26, and the ceiling inner wall surface 27 may be inclined.

ところで、上述したように図１および図２に示した従来のヘリカル吸気ポートでは、吸気ガスはヘリカル吸気ポートの渦巻部の流出領域から渦巻部の接線方向に渦巻部の全周に亘ってほぼ均等に流出するため、例えば一気筒当たり複数の吸気ポートが設けられる場合、隣り合ったヘリカル吸気ポートの渦巻部の流出領域のうち互いに近接した領域から流出する吸気ガス同士が干渉して流れの乱れを生じさせ、結果として各ヘリカル吸気ポートの渦巻部内の旋回流から有効にシリンダボア内の吸気ガスのスワールを発生させることが困難となってしまう。したがって、従来のヘリカル吸気ポートでは、一気筒当たり複数のヘリカル吸気ポートが設けられると、各ヘリカル吸気ポートから流出した吸気ガス同士が互いに干渉することにより、シリンダボア内に生じる吸気ガスのスワールを効果的に強いものとすることができなかった。   By the way, in the conventional helical intake port shown in FIGS. 1 and 2 as described above, the intake gas is substantially uniform over the entire circumference of the spiral portion from the outflow region of the spiral portion of the helical intake port to the tangential direction of the spiral portion. For example, when a plurality of intake ports are provided per cylinder, the intake gas flowing out from the adjacent areas of the spiral areas of adjacent helical intake ports interferes with each other to disturb the flow. As a result, it becomes difficult to effectively generate the swirl of the intake gas in the cylinder bore from the swirl flow in the spiral portion of each helical intake port. Therefore, in the conventional helical intake port, when a plurality of helical intake ports are provided per cylinder, the intake gas flowing out from each helical intake port interferes with each other, so that the swirl of the intake gas generated in the cylinder bore is effective. Could not be strong.

ここで、本実施形態では、第一ヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３だけでなく第二ヘリカル吸気ポートの渦巻部２４も吸気弁７のステム９の軸線Ａに対してシリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ2（図示せず）で傾いている。この所定の傾斜角度θ2は、第一ヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３の傾斜角度θ1とは異なる角度であり、第二ヘリカル吸気ポート２２の渦巻部２４がこの渦巻部２４の外側流出領域３０から吸気弁７のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内するような角度である。 Here, in this embodiment, not only the spiral portion 23 of the first helical intake port 21 but also the spiral portion 24 of the second helical intake port is located radially inward of the cylinder bore 4 with respect to the axis A of the stem 9 of the intake valve 7. It is inclined at a predetermined inclination angle θ 2 (not shown). The predetermined inclination angle θ 2 is an angle different from the inclination angle θ 1 of the spiral portion 23 of the first helical intake port 21, and the spiral portion 24 of the second helical intake port 22 is outside the outflow region of the spiral portion 24. The angle is such that the intake gas is guided from 30 so that the intake gas flows out substantially parallel to the valve face 28 of the intake valve 7 and in the tangential direction of the cylinder bore 4.

このように両ヘリカル吸気ポート２１、２２において渦巻部２３、２４の外側流出領域３０から吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内することにより、いずれのヘリカル吸気ポート２１、２２の渦巻部２３、２４においても内側流出領域２９よりも外側流出領域３０から吸気ガスがシリンダボア４内に流出する。図１および図３から分かるようにヘリカル吸気ポート２１、２２の渦巻部２３、２４の流出領域１３のうち互いに近接した領域は渦巻部２３、２４の内側流出領域２９近傍に位置するため、外側流出領域３０から吸気ガスが流出するようにすることで上記互いに近接した領域から流出する吸気ガスの量が少ないものとなる。これにより、本実施形態では上記互いに近接した領域から流出する吸気ガス同士の干渉が低減せしめられ、結果として各ヘリカル吸気ポートの渦巻部内に発生した旋回流から有効にシリンダボア内の吸気ガスにスワールを発生させることができるようになる。   In this way, by guiding the intake gas so that the intake gas flows out from the outer outflow region 30 of the spiral portions 23, 24 at both helical intake ports 21, 22, the spiral portions 23, 22 of any of the helical intake ports 21, 22 24, the intake gas flows into the cylinder bore 4 from the outer outflow region 30 rather than the inner outflow region 29. As can be seen from FIGS. 1 and 3, the regions close to each other among the outflow regions 13 of the spiral portions 23 and 24 of the helical intake ports 21 and 22 are located in the vicinity of the inner outflow region 29 of the spiral portions 23 and 24. By allowing the intake gas to flow out from the region 30, the amount of intake gas flowing out from the regions close to each other is reduced. As a result, in this embodiment, interference between the intake gases flowing out from the regions close to each other is reduced, and as a result, the swirl flow generated in the spiral portion of each helical intake port effectively swirls the intake gas in the cylinder bore. Can be generated.

なお、上述したように第一ヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３の傾斜角度θ1と第二ヘリカル吸気ポート２２の渦巻部２４の傾斜角度θ2とが異なるのは、特に、ポート導入部１２から渦巻部２３、２４への吸気ガスの流入方向および流入位置が異なるためである。すなわち、第一ヘリカル吸気ポート２１では、吸気ガスはポート導入部１２から渦巻部２３の外側内壁面２６近傍においてシリンダボア４の接線方向と同様な方向に流入するのに対して、第二ヘリカル吸気ポート２３では、吸気ガスはポート導入部１２から渦巻部２３の外側内壁面２６と内側内壁面２５との間に位置する内壁面においてシリンダボア４の径方向と同様な方向に流入する。このため、第二ヘリカル吸気ポート２２の渦巻部２４の傾斜角度θ2を第一ヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３の傾斜角度θ1と同一の角度にすると、渦巻部２４の外側流出領域３０から流出する吸気ガスが吸気弁７のバルブフェイス２８に平行に流れなくなってしまう。そのため、渦巻部２４の傾斜角度θ2と渦巻部２２の傾斜角度θ1は異なる角度とされる。 As described above, the inclination angle θ 1 of the spiral portion 23 of the first helical intake port 21 and the inclination angle θ 2 of the spiral portion 24 of the second helical intake port 22 are different particularly from the port introduction portion 12. This is because the inflow direction and the inflow position of the intake gas to the spiral portions 23 and 24 are different. That is, in the first helical intake port 21, the intake gas flows from the port introduction part 12 in the vicinity of the outer inner wall surface 26 of the spiral part 23 in the same direction as the tangential direction of the cylinder bore 4, whereas the second helical intake port 21 23, the intake gas flows from the port introduction portion 12 in the same direction as the radial direction of the cylinder bore 4 on the inner wall surface located between the outer inner wall surface 26 and the inner inner wall surface 25 of the spiral portion 23. For this reason, when the inclination angle θ 2 of the spiral portion 24 of the second helical intake port 22 is set to the same angle as the inclination angle θ 1 of the spiral portion 23 of the first helical intake port 21, the outer outflow region 30 of the spiral portion 24 The outflowing intake gas will not flow parallel to the valve face 28 of the intake valve 7. Therefore, the inclination angle theta 1 of the inclination angle theta 2 and the spiral portion 22 of the spiral portion 24 is set to different angles.

また、上記実施形態では第二ヘリカル吸気ポート２２の渦巻部２４の軸線Ｂを吸気弁７のステム９の軸線に対してシリンダボア４の径方向内側に所定の傾斜角度θ2で傾斜させることとしているが、第一ヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３と同様に渦巻部２４の軸線Ｂの傾斜方向はシリンダボア４の径方向内側に限らず他の方向であってもよい。さらに、第一ヘリカル吸気ポート２１の渦巻部２３と同様に、渦巻部２４全体を傾斜させなくてもよく、渦巻部２４の外側流出領域３０から吸気弁７のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように渦巻部２４によって吸気ガスを案内することができれば中心側内壁面２５、外側内壁面２６、天井内壁面２７のうち少なくともいずれか一つの壁面のみを傾斜させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the axis B of the spiral portion 24 of the second helical intake port 22 is inclined at a predetermined inclination angle θ 2 radially inward of the cylinder bore 4 with respect to the axis of the stem 9 of the intake valve 7. However, like the spiral portion 23 of the first helical intake port 21, the inclination direction of the axis B of the spiral portion 24 is not limited to the radially inner side of the cylinder bore 4, and may be other directions. Further, like the spiral portion 23 of the first helical intake port 21, the entire spiral portion 24 may not be inclined, and the cylinder bore is substantially parallel to the valve face 28 of the intake valve 7 from the outer outflow region 30 of the spiral portion 24. 4, if the intake gas can be guided by the spiral portion 24 so that the intake gas flows out in the tangential direction, at least one of the inner wall surface 25, the outer inner wall surface 26, and the ceiling inner wall surface 27 is inclined. You may make it make it.

次に、図６〜図８を参照して本発明の第二実施形態について説明する。図６は第二実施形態のヘリカル吸気ポート４０を模式的に示す平面図、図７は図６のVII−VII線に沿ったヘリカル吸気ポート４０の渦巻部４１の拡大断面図、図８は図６のVIII−VIII線に沿ったヘリカル吸気ポート４０の渦巻部４１の拡大断面図をそれぞれ示す。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a plan view schematically showing the helical intake port 40 of the second embodiment, FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the spiral portion 41 of the helical intake port 40 along the line VII-VII in FIG. 6, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the spiral portion 41 of the helical intake port 40 along line VIII-VIII.

図６〜図８から分かるように、第二実施形態のヘリカル吸気ポート４０の形状は基本的に図１および図２に示したヘリカル吸気ポート５と同様な形状である。しかしながら、図７および図８に示したように、渦巻部４１の中心側内壁面２５にはこの内壁面から突出するフラップ（突出部）４２が設けられる。フラップ４２は、図７に示したように、渦巻部４１の内壁面から吸気弁７のステム９の軸線Ａに向かってこの軸線Ａに垂直な平面に対して所定の角度（以下、「中心向き角度」と称す）θ3で傾いた状態で配置される。さらに、フラップ４２は、図８に示したように、渦巻部４１内での吸気ガスの旋回方向においてステム９の軸線Ａに垂直な平面に対して所定の角度（以下、「旋回方向角度」と称す）θ4で傾いた状態で配置される。 As can be seen from FIGS. 6 to 8, the shape of the helical intake port 40 of the second embodiment is basically the same shape as the helical intake port 5 shown in FIGS. 1 and 2. However, as shown in FIGS. 7 and 8, the center side inner wall surface 25 of the spiral portion 41 is provided with a flap (protruding portion) 42 protruding from the inner wall surface. As shown in FIG. 7, the flap 42 is directed from the inner wall surface of the spiral portion 41 toward the axis A of the stem 9 of the intake valve 7 with respect to a plane perpendicular to the axis A (hereinafter referred to as “center direction”). It is arranged in an inclined state at θ 3 . Further, as shown in FIG. 8, the flap 42 has a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the axis A of the stem 9 in the swirl direction of the intake gas in the spiral portion 41 (hereinafter referred to as “swirl direction angle”). referred) are arranged in an inclined state in theta 4.

フラップ４２は、図７に矢印で示したように、その上面で、渦巻部４１内で旋回する吸気ガスが渦巻部４１の外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８にほぼ平行に流出するように吸気ガスを案内する。したがって、フラップ４２の中心向き角度θ3および旋回方向角度θ4は、吸気ガスがこのように案内されるような角度とされる。これにより、渦巻部４１内で旋回する吸気ガスは外側流出領域３０から流出し易くなる。 As indicated by arrows in FIG. 7, the flap 42 has an upper surface on which the intake gas swirling in the spiral portion 41 is substantially transferred from the outer outflow region 30 of the spiral portion 41 to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7. The intake gas is guided so as to flow out in parallel. Therefore, the center direction angle θ 3 and the turning direction angle θ 4 of the flap 42 are set to angles at which the intake gas is guided in this way. Thereby, the intake gas swirling in the spiral portion 41 is likely to flow out from the outer outflow region 30.

さらに、フラップ４２は渦巻部４１の中心側内壁面２５に設けられる。したがって、渦巻部４１の中心側内壁面２５近傍の吸気ガスの軸線Ａ方向下向きの速度成分は小さくなり、よって中心側流出領域２９からは吸気ガスがシリンダボア４内に流出しにくい。このことによっても、渦巻部４１内で旋回する吸気ガスは外側流出領域３０から流出し易い。   Further, the flap 42 is provided on the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 41. Therefore, the downward velocity component of the intake gas in the direction of the axis A in the vicinity of the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 41 becomes small, so that the intake gas hardly flows out from the center-side outflow region 29 into the cylinder bore 4. Also by this, the intake gas swirling in the spiral portion 41 is likely to flow out from the outer outflow region 30.

また、渦巻部４１内で旋回流を形成した吸気ガスは渦巻部４１の接線方向にシリンダボア４内に流出する。よって、本実施形態においても、渦巻部４１の外側流出領域３０から流出する吸気ガスはシリンダボア４の接線方向へ向かう。   The intake gas that forms a swirling flow in the spiral portion 41 flows out into the cylinder bore 4 in the tangential direction of the spiral portion 41. Therefore, also in this embodiment, the intake gas flowing out from the outer outflow region 30 of the spiral portion 41 is directed in the tangential direction of the cylinder bore 4.

さらに、図８に示したように、渦巻部４１の中心側内壁面２５と外側内壁面２６との間に位置する内壁面であって渦巻部４１内の旋回流の流れ方向においてフラップ４２の下流に位置する内壁面（以下、「側方内壁面」と称す）４３には溝４４が設けられる。溝４４は側方内壁面４３の表面から凹むように、且つステム９の軸線Ａに垂直な平面に対して僅かな角度をもって傾斜して渦巻部４１の周方向に延びる。溝４４は、フラップ４２の下面に沿って流れる吸気ガスの旋回流を、渦巻部４１の外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８にほぼ平行に流出するように案内する。溝４４がない場合には、フラップ４２の下面に沿って流れる吸気ガスの多くはフラップ４２によって側方内壁面４３近傍からシリンダボア４内に流出してしまうが、溝４４が存在することにより、フラップ４２の下面に沿って流れる吸気ガスも外側流出領域３０からバルブフェイス２８にほぼ平行に流出せしめられる。   Furthermore, as shown in FIG. 8, the inner wall surface is located between the center inner wall surface 25 and the outer inner wall surface 26 of the spiral portion 41, and is downstream of the flap 42 in the flow direction of the swirl flow in the spiral portion 41. The inner wall surface 43 (hereinafter referred to as “side inner wall surface”) 43 is provided with a groove 44. The groove 44 extends in the circumferential direction of the spiral portion 41 so as to be recessed from the surface of the side inner wall surface 43 and inclined at a slight angle with respect to a plane perpendicular to the axis A of the stem 9. The groove 44 guides the swirling flow of the intake gas flowing along the lower surface of the flap 42 so as to flow out from the outer outflow region 30 of the spiral portion 41 to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7 substantially in parallel. When there is no groove 44, most of the intake gas flowing along the lower surface of the flap 42 flows out into the cylinder bore 4 from the vicinity of the side inner wall surface 43 by the flap 42. The intake gas flowing along the lower surface of 42 is also discharged from the outer outflow region 30 to the valve face 28 substantially in parallel.

したがって、第二実施形態のヘリカル吸気ポート４０の渦巻部４１によれば、フラップ４２および溝４４の存在により、第一実施形態の渦巻部２３、２４と同様に、渦巻部４１の外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスが案内され、よってシリンダボア４内に流出する吸気ガスの流量を多くすることとスワール比を大きいものにすることとが両立せしめられる。   Therefore, according to the spiral portion 41 of the helical intake port 40 of the second embodiment, due to the presence of the flap 42 and the groove 44, the outer outflow region 30 of the spiral portion 41 is similar to the spiral portions 23 and 24 of the first embodiment. The intake gas is guided so that the intake gas flows out substantially in parallel to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7 and in the tangential direction of the cylinder bore 4, thereby increasing the flow rate of the intake gas flowing out into the cylinder bore 4. And making the swirl ratio large.

なお、上述したように、フラップ４２の存在により中心側流出領域２９からは吸気ガスがシリンダボア４内に流出しにくい。すなわち、二つのヘリカル吸気ポート４０の渦巻部の流出領域１３のうち互いに近接した領域から流出する吸気ガスの量は少ないものとなる。これにより、本実施形態では上記互いに近接した領域から流出する吸気ガス同士の干渉が低減せしめられ、結果として各ヘリカル吸気ポートの渦巻部内に発生した旋回流から有効にシリンダボア内の吸気ガスにスワールを発生させることができるようになる。   As described above, the intake gas is unlikely to flow out into the cylinder bore 4 from the center side outflow region 29 due to the presence of the flap 42. That is, the amount of the intake gas flowing out from the adjacent regions of the outflow regions 13 of the spiral portions of the two helical intake ports 40 is small. As a result, in this embodiment, interference between the intake gases flowing out from the regions close to each other is reduced, and as a result, the swirl flow generated in the spiral portion of each helical intake port effectively swirls the intake gas in the cylinder bore. Can be generated.

また、図８においてフラップ４２は渦巻部４１の内壁面に沿う方向において直線的な形状となるように示されているが、フラップ４２は上記方向において直線的でなく湾曲していてもよく、特に、渦巻部４１の外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内することができればフラップ４２は如何なる形状であってもよい。   Further, in FIG. 8, the flap 42 is shown to have a linear shape in the direction along the inner wall surface of the spiral portion 41, but the flap 42 may be curved instead of linear in the above direction, If the intake gas can be guided from the outside outflow region 30 of the spiral portion 41 so that the intake gas flows out substantially parallel to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7 and in the tangential direction of the cylinder bore 4, the flap 42 is Any shape is possible.

さらに、第一実施形態と第二実施形態とを組み合わせて、渦巻部の軸線をステムの軸線に対して傾斜させると共に渦巻部の内壁面にフラップおよび溝を設け、結果として渦巻部４１の外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内するようにしてもよい。   Further, the first embodiment and the second embodiment are combined to incline the axis of the spiral portion with respect to the axis of the stem and provide a flap and a groove on the inner wall surface of the spiral portion. The intake gas may be guided from the region 30 so that the intake gas flows out substantially parallel to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7 and in the tangential direction of the cylinder bore 4.

次に、図９を参照して本発明の第二実施形態の変更例について説明する。図９は第二実施形態の変更例におけるヘリカル吸気ポートの渦巻部の図７と同様な拡大断面図である。本変更例では、渦巻部４５の中心側内壁面２５にフラップ４２の代わりに内壁面が渦巻部４５の軸線に向かって突出している突出部４６が設けられる。突出部４６は、フラップ４２と同様に、所定の中心向き角度および旋回方向角度をもって配置され、渦巻部４１の外側流出領域３０から吸気弁７の弁体８のバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内する。また、突出部４６を設けると共に、突出部４６の上方および下方に位置する渦巻部４５の内壁面を凹ませて溝を設け、この溝によってより正確に吸気ガスを案内するようにしてもよい。   Next, a modified example of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 7 of the spiral portion of the helical intake port in a modification of the second embodiment. In the present modified example, a projecting portion 46 whose inner wall surface projects toward the axis of the spiral portion 45 is provided on the inner side inner wall surface 25 of the spiral portion 45 instead of the flap 42. Similar to the flap 42, the projecting portion 46 is arranged with a predetermined center angle and a turning direction angle, is substantially parallel to the valve face 28 of the valve body 8 of the intake valve 7 from the outer outflow region 30 of the spiral portion 41, and the cylinder bore. The intake gas is guided so that the intake gas flows out in the tangential direction of 4. Further, the projecting portion 46 may be provided, and a groove may be provided by denting the inner wall surface of the spiral portion 45 located above and below the projecting portion 46, and the intake gas may be guided more accurately by this groove.

次に、図１０を参照して本発明の第三実施形態について説明する。図１０は第三実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部５０の図７と同様な拡大断面図である。第三実施形態では、渦巻部５０の中心側内壁面２５に回動機構５１が設けられる。回動機構５１は、吸気弁９の軸線Ａまたは渦巻部５０の軸線に対してほぼ垂直に延びる軸線Ｃを中心に回動するほぼ半円柱状の回動部材５２と、該回動部材５２を回動させる駆動機構（図示せず）とを有する。回動部材５２は、渦巻部６０の中心側内壁面２５に設けられた半円柱状凹部５３内に配置される。回動部材５２は、その案内表面（半円の断面のうち直線部に対応する表面）５４が渦巻部５０の中心側内壁面２５とほぼ面一となり、中心側内壁面２５からほとんど突出していない状態にある非突出状態と、この非突出状態から案内表面５４が上方を向くように所定角度θ5だけ回動した完全突出状態との間で回動可能である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an enlarged sectional view similar to FIG. 7 of the spiral portion 50 of the helical intake port of the third embodiment. In the third embodiment, the rotation mechanism 51 is provided on the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 50. The rotation mechanism 51 includes a substantially semi-cylindrical rotation member 52 that rotates about an axis C that extends substantially perpendicular to the axis A of the intake valve 9 or the axis of the spiral portion 50, and the rotation member 52. A drive mechanism (not shown) for rotation. The rotating member 52 is disposed in a semi-cylindrical concave portion 53 provided on the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 60. The rotation member 52 has a guide surface 54 (a surface corresponding to a straight line portion in a semicircular cross section) 54 that is substantially flush with the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 50 and hardly protrudes from the center-side inner wall surface 25. It can be rotated between a non-projecting state in a state and a fully projecting state rotated by a predetermined angle θ 5 so that the guide surface 54 faces upward from the non-projecting state.

回動部材５２は、完全突出状態にあるとき、第二実施形態のフラップ４２またはその変更例の突出部４６と同様に、渦巻部５０の外側流出領域３０からバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内する。したがって、完全突出状態にあるときには、シリンダボア４内に流出した吸気ガスには強いスワールが形成される。一方、回動部材５２が、非突出状態にあるときには、渦巻部６０内の吸気ガスは上述したようには案内されず、よってシリンダボア４内に流出した吸気ガスに発生するスワールは、回動部材５２が完全突出状態にあるときに比べて弱い。   When the rotating member 52 is in the fully protruding state, the rotating member 52 is substantially parallel to the valve face 28 from the outer outflow region 30 of the spiral portion 50 and the cylinder bore, like the flap 42 of the second embodiment or the protruding portion 46 of the modification. The intake gas is guided so that the intake gas flows out in the tangential direction of 4. Therefore, a strong swirl is formed in the intake gas that has flowed into the cylinder bore 4 when in the fully protruding state. On the other hand, when the rotating member 52 is in the non-projecting state, the intake gas in the spiral portion 60 is not guided as described above, and thus the swirl generated in the intake gas flowing into the cylinder bore 4 is It is weaker than when 52 is in a fully protruding state.

したがって、本実施形態によれば、回動部材５２を完全突出状態と非突出状態との間で回動させることにより、シリンダボア４内の吸気ガスに発生するスワールの強さを調整することができる。   Therefore, according to this embodiment, the strength of the swirl generated in the intake gas in the cylinder bore 4 can be adjusted by rotating the rotating member 52 between the fully protruding state and the non-projecting state. .

なお、回動部材５２の回動中心となる軸線Ｃは吸気弁９の軸線Ａに対して垂直でなくてもよい。例えば、回動部材５２の軸線Ｃは、軸線Ａに対して垂直な平面から僅かに傾斜していてもよい。結果的に、回動部材５２を上記完全突出状態と上記非突出状態との間で回動させることができれば、回動部材５２は如何なる軸線Ｃを中心に回動してもよい。   Note that the axis C serving as the rotation center of the rotation member 52 may not be perpendicular to the axis A of the intake valve 9. For example, the axis C of the rotating member 52 may be slightly inclined from a plane perpendicular to the axis A. As a result, the rotation member 52 may rotate about any axis C as long as the rotation member 52 can be rotated between the fully projecting state and the non-projecting state.

また、回動部材５２は半円柱状でなくてもよく、例えばフラップ状であってもよい。回動部材５２がフラップ状である場合、完全突出状態にあるときには第二実施形態のフラップ４２と同様に突出し、フラップの上面および下面で吸気ガスの旋回流を案内することができる。回動部材５２をフラップ状にした場合、回動部材を半円柱状にした場合に比べて完全突出状態にあるときの吸気ガスへの抵抗を小さくすることができ、シリンダボア４内に流出する吸気ガスの流量を低減することができる。   Further, the rotating member 52 may not be a semi-cylindrical shape, and may be, for example, a flap shape. When the rotating member 52 is in a flap shape, when it is in the fully protruding state, it protrudes in the same manner as the flap 42 of the second embodiment, and the swirling flow of the intake gas can be guided by the upper and lower surfaces of the flap. When the rotation member 52 is formed in a flap shape, the resistance to the intake gas when the rotation member is in a fully projecting state can be reduced as compared with the case where the rotation member is formed in a semi-cylindrical shape, and the intake air flowing into the cylinder bore 4 is reduced. The gas flow rate can be reduced.

次に、図１１を参照して本発明の第四実施形態について説明する。図１１は第四実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部６０の図７と同様な拡大断面図である。第四実施形態では、渦巻部６０の中心側内壁面２５にカム機構６１が設けられる。カム機構６１は、吸気弁９の軸線Ａまたは渦巻部６０の軸線に対してほぼ平行に延びる軸線Ｄを中心に回動するカム状部材６２と、カム状部材６２を回動駆動する駆動機構（図示せず）と、カム状部材６２および駆動機構に連結されて駆動機構による駆動力をカム状部材に伝達する駆動軸６３とを有する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 7 of the spiral portion 60 of the helical intake port of the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the cam mechanism 61 is provided on the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 60. The cam mechanism 61 includes a cam-like member 62 that rotates about an axis D that extends substantially parallel to the axis A of the intake valve 9 or the axis of the spiral portion 60, and a drive mechanism that rotates the cam-like member 62 ( (Not shown), and a drive shaft 63 that is connected to the cam-like member 62 and the drive mechanism and transmits the driving force of the drive mechanism to the cam-like member.

図１２にカム状部材６２を示す。図１２（ａ）はカム状部材６２の拡大平面図であり、図１２（ｂ）はカム状部材６２の拡大断面側面図である。カム状部材６２は、図１２（ａ）および（ｂ）に示したように、一方の側に湾曲平面６２ａを有し、この一方の側と反対側に突出部６２ｂを有する。カム状部材６２は、湾曲平面６２ａが渦巻部６０の内側を向いている非突出状態と、突出部６２ｂが渦巻部６０の内側を向いている突出状態との間で回動する。カム状部材６２が非突出状態にあるときには、カム状部材６２の湾曲平面６２ａは渦巻部６０の中心側内壁面２５と面一となっており、中心側内壁面２５からほとんど突出していない。一方、カム状部材６２が突出状態にあるときには、カム状部材６２の突出部６２ｂが中心側内壁面２５から突出している。突出部６２ｂは、中心側内壁面２５から突出しているときに、第二実施形態のフラップ４２またはその変更例の突出部４６と同様に、渦巻部６０の外側流出領域３０からバルブフェイス２８にほぼ平行に且つシリンダボア４の接線方向に吸気ガスが流出するように渦巻部６０内の吸気ガスの旋回流を案内するような形状となっている。   FIG. 12 shows the cam-like member 62. FIG. 12A is an enlarged plan view of the cam-like member 62, and FIG. 12B is an enlarged sectional side view of the cam-like member 62. As shown in FIGS. 12A and 12B, the cam-like member 62 has a curved flat surface 62a on one side, and a protrusion 62b on the opposite side to the one side. The cam-like member 62 rotates between a non-projecting state in which the curved plane 62 a faces the inside of the spiral part 60 and a projecting state in which the projection part 62 b faces the inside of the spiral part 60. When the cam-like member 62 is in a non-projecting state, the curved flat surface 62 a of the cam-like member 62 is flush with the center-side inner wall surface 25 of the spiral portion 60 and hardly protrudes from the center-side inner wall surface 25. On the other hand, when the cam-like member 62 is in the projecting state, the projecting portion 62 b of the cam-like member 62 projects from the center-side inner wall surface 25. When the protruding portion 62b protrudes from the center-side inner wall surface 25, the protruding portion 62b substantially extends from the outer outflow region 30 of the spiral portion 60 to the valve face 28 in the same manner as the flap 42 of the second embodiment or the protruding portion 46 of the modified example. The swirl flow of the intake gas in the spiral portion 60 is guided so that the intake gas flows out in parallel and in the tangential direction of the cylinder bore 4.

したがって、本実施形態によれば、第三実施形態と同様に、カム状部材６２が突出状態にあるときには、シリンダボア４内に流出した吸気ガスには強いスワールが形成され、カム状部材６２が非突出状態にあるときにはシリンダボア４内に流出した吸気ガスに発生するスワールはカム状部材６２が突出状態にあるときに比べて弱い。このため、本実施形態によれば、カム状部材６２を突出状態と非突出状態との間で回動させることにより、シリンダボア４内の吸気ガスに発生するスワールの強さを調整することができる。   Therefore, according to the present embodiment, as in the third embodiment, when the cam-like member 62 is in the protruding state, a strong swirl is formed in the intake gas that has flowed into the cylinder bore 4, and the cam-like member 62 is non- The swirl generated in the intake gas flowing into the cylinder bore 4 when in the protruding state is weaker than when the cam-like member 62 is in the protruding state. For this reason, according to this embodiment, the strength of the swirl generated in the intake gas in the cylinder bore 4 can be adjusted by rotating the cam-like member 62 between the protruding state and the non-projecting state. .

なお、カム状部材６２および駆動軸６３の軸線Ｄは吸気弁９の軸線Ａに対して平行でなくてもよく、カム状部材６２を上記突出状態と上記非突出状態との間で回動させることができれば軸線Ａに対して傾斜していてもよい。   Note that the axis D of the cam-like member 62 and the drive shaft 63 may not be parallel to the axis A of the intake valve 9, and the cam-like member 62 is rotated between the protruding state and the non-projecting state. If possible, it may be inclined with respect to the axis A.

従来のヘリカル吸気ポートを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows the conventional helical intake port typically. 図１のII−II線に沿った従来のヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the spiral part of the conventional helical intake port along the II-II line of FIG. 本発明の第一実施形態のヘリカル吸気ポートを模試的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the helical intake port of 1st embodiment of this invention. 図３のIV−IV線に沿った第一実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the spiral part of the helical intake port of 1st embodiment along the IV-IV line of FIG. 従来のヘリカル吸気ポートと本発明のヘリカル吸気ポートとにおける流量とスワール比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the flow volume and swirl ratio in the conventional helical intake port and the helical intake port of this invention. 本発明の第二実施形態のヘリカル吸気ポートを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the helical intake port of 2nd embodiment of this invention. 図６のVII−VII線に沿った本発明の第二実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the spiral part of the helical intake port of 2nd embodiment of this invention along the VII-VII line of FIG. 図６のVIII−VIII線に沿った本発明の第二実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the spiral part of the helical intake port of 2nd embodiment of this invention along the VIII-VIII line of FIG. 第二実施形態の変更例のヘリカル吸気ポートの渦巻部の図７と同様な拡大断面図である。It is an expanded sectional view similar to FIG. 7 of the spiral part of the helical intake port of the modification of 2nd embodiment. 本発明の第三実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the spiral part of the helical intake port of 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態のヘリカル吸気ポートの渦巻部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the spiral part of the helical intake port of 4th embodiment of this invention. カム状部材を拡大して示す平面図および断面側面図である。It is the top view and sectional side view which expand and show a cam-shaped member.

符号の説明Explanation of symbols

１…内燃機関
２…シリンダブロック
３…シリンダヘッド
４…シリンダボア
７…吸気弁
８…弁体
９…ステム
２１、２２…ヘリカル吸気ポート
２３、２４…渦巻部
２５…中心側内壁面
２６…外側内壁面
２７…天井内壁面
２８…バルブフェイス
２９…中心側流出領域
３０…外側流出領域
Ａ…ステムの軸線
Ｂ…渦巻部の軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder block 3 ... Cylinder head 4 ... Cylinder bore 7 ... Intake valve 8 ... Valve body 9 ... Stem 21, 22 ... Helical intake port 23, 24 ... Spiral part 25 ... Center side inner wall surface 26 ... Outer inner wall surface 27 ... Ceiling inner wall surface 28 ... Valve face 29 ... Center-side outflow region 30 ... Outer outflow region A ... Stem axis B ... Spiral axis

Claims (8)

シリンダボアと連通すると共に吸気ガスを旋回させる渦巻部を有する少なくとも一つのヘリカル吸気ポートを具備し、吸気弁の開閉によって該渦巻部からシリンダボアへの吸気ガスの流通が制御される内燃機関の吸気装置において、
上記吸気弁が開いたときに、上記渦巻部の流出領域のうち上記シリンダボアの壁面に近い特定の領域から、上記吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つ上記シリンダボアの接線方向に吸気ガスが流出するように吸気ガスを案内する案内手段を備えた内燃機関の吸気装置。 In an intake system for an internal combustion engine having at least one helical intake port that communicates with a cylinder bore and has a spiral portion that swirls intake gas, and that controls the flow of intake gas from the spiral portion to the cylinder bore by opening and closing the intake valve ,
When the intake valve is opened, the intake gas flows out from a specific area near the wall surface of the cylinder bore in the outflow area of the spiral portion, substantially parallel to the valve face of the intake valve and in the tangential direction of the cylinder bore. An intake device for an internal combustion engine, which includes guide means for guiding intake gas as described above. 各気筒に対して複数のヘリカル吸気ポートが設けられ、各ヘリカル吸気ポート毎に案内手段が設けられる請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a plurality of helical intake ports are provided for each cylinder, and a guide means is provided for each helical intake port. 上記案内手段として、上記渦巻部の軸線を上記吸気弁のステム軸線に対して傾斜させ、上記渦巻部の軸線の傾斜角度を、上記特定の領域から上記吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つ上記シリンダボアの接線方向に上記吸気ガスが流出するような角度にした請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。   As the guide means, the axis of the spiral part is inclined with respect to the stem axis of the intake valve, and the inclination angle of the axis of the spiral part is substantially parallel to the valve face of the intake valve from the specific region and The intake device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the intake gas flows at an angle so that the intake gas flows out in a tangential direction of the cylinder bore. 上記案内手段として、少なくとも上記シリンダボアの中心に近い側の上記渦巻部の内壁面を上記吸気弁のステム軸線に対して傾斜させた請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein as the guide means, at least an inner wall surface of the spiral portion on a side close to the center of the cylinder bore is inclined with respect to a stem axis of the intake valve. 上記案内手段として、少なくとも上記シリンダボア中心に近い側の上記渦巻部の内壁面に、該内壁面から突出する突出部を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein, as the guide means, a projecting portion projecting from the inner wall surface is provided on at least the inner wall surface of the spiral portion on the side close to the center of the cylinder bore. . 上記突出部は、その突出度合を突出状態と非突出状態との少なくとも二段階に調整可能な可変突出部であり、該可変突出部は、突出状態にあるときには上記外側領域において上記吸気ガスが上記吸気弁のバルブフェイスにほぼ平行に且つ該シリンダボアの接線方向に渦巻部から流出するように吸気ガスを案内し、非突出状態にあるときには上記突出状態にあるときと比べて上記渦巻部の内壁面からの突出度合が小さい請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。   The projecting portion is a variable projecting portion whose degree of projecting can be adjusted in at least two stages of a projecting state and a non-projecting state, and when the projecting state is the projecting portion, The intake gas is guided so as to flow out of the spiral portion in a direction substantially parallel to the valve face of the intake valve and in the tangential direction of the cylinder bore, and the inner wall surface of the spiral portion is more in the non-projecting state than in the projecting state. The intake device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the degree of protrusion from the engine is small. 上記可変突出部は上記吸気弁のステム軸線とほぼ垂直な軸線を中心に回転可能な可変フラップである請求項６に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the variable protrusion is a variable flap that is rotatable about an axis substantially perpendicular to a stem axis of the intake valve. 上記可変突出部は上記吸気弁のステム軸線とほぼ平行な軸線を中心に回転可能なカム状部材である請求項６に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the variable protrusion is a cam-like member that is rotatable about an axis substantially parallel to a stem axis of the intake valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008190327A (en) * 2007-01-31 2008-08-21 Fuji Heavy Ind Ltd Engine intake port structure
JP2016079832A (en) * 2014-10-14 2016-05-16 日野自動車株式会社 Intake valve supporting structure

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