特開 2024-130555 内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130555

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02B 23/00 20060101AFI20240920BHJP

   F02F 11/00 20060101ALI20240920BHJP

   F02F 1/42 20060101ALI20240920BHJP

   F02B 31/04 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F02B23/00 N

F02B23/00 S

F02F11/00 B

F02F1/42 F

F02B31/04 540A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040359

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】口田 征人

(72)【発明者】

【氏名】信ヶ原 恵

【テーマコード（参考）】

3G023

3G024

【Ｆターム（参考）】

3G023AA07

3G023AB05

3G023AC04

3G023AD02

3G023AD05

3G023AD07

3G023AD12

3G023AD14

3G023AE01

3G023AE04

3G024AA09

3G024AA14

3G024DA02

3G024DA06

3G024FA14

3G024GA29

3G024HA05

3G024HA10

3G024HA13

(57)【要約】

【課題】形状に自由度があるシュラウド部を備える内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関は、吸気ポートを有するシリンダヘッドと、シリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に配置されるプレートと、を備え、前記プレートは、前記吸気ポートの開口の周囲に配置されるシュラウド部を有する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気ポートを有するシリンダヘッドと、
シリンダを有するシリンダブロックと、
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に配置されるプレートと、
を備え、
前記プレートは、前記吸気ポートの開口の周囲に配置されるシュラウド部を有する、
内燃機関。

【請求項2】

前記吸気ポートは、前記シリンダの内部にスワール流を発生させる第１ポートと、前記スワール流と異なる流れの渦流を発生させる第２ポートと、を有し、
前記シュラウド部は、前記第１ポートの開口と前記第２ポートの開口との間に配置され、
前記シュラウド部は、前記第１ポートの開口に沿って形成される第１壁面を含む、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記シュラウド部は、前記第２ポートの開口から離間した位置から延び、前記第１壁面と合流する第２壁面を含み、
前記第２壁面は、前記シリンダの延びる方向からみて、前記第１壁面よりも緩やかに傾斜している、
請求項２に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記第１ポートに配置される吸気バルブをさらに備え、
前記第２壁面は、前記シリンダの延びる方向からみて、前記吸気バルブの中心軸に向かって延びる、
請求項３に記載の内燃機関。

【請求項5】

前記第１ポートに配置される吸気バルブをさらに備え、
前記第１壁面は、前記吸気バルブのリフト位置まで延びる、
請求項２から４のいずれか１項に記載の内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関の燃焼室にシュラウド部を設けた内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２７４７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１は、ガソリンエンジンにシュラウドを設けた内燃機関を開示している。特許文献１のシュラウドは、ペントルーフ型の燃焼室のシリンダヘッドに設けられている。シリンダヘッドにシュラウドを設ける場合、型抜き等の影響を考慮して、シュラウドの形状が制限される。

【0005】

本開示は、形状に自由度があるシュラウド部を備える内燃機関を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る内燃機関は、吸気ポートを有するシリンダヘッドと、シリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に配置されるプレートと、を備え、前記プレートは、前記吸気ポートの開口の周囲に配置されるシュラウド部を有する。

【0007】

この内燃機関によれば、シュラウド部がシリンダヘッドと別部材のプレートに形成される。これによって、型抜きの影響などを考慮せず、シュラウド部が形成できる。これによって、シュラウド部の形状の自由度が高まる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、形状に自由度があるシュラウド部を備える内燃機関を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態による内燃機関の断面図。

【図2】本開示の実施形態によるチャンバプレートの上面図。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図。

【図4】図２のＢ－Ｂ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１および図２に示すように、内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド４と、ピストン６と、チャンバプレート（プレートの一例）８と、シリンダヘッドガスケット１０と、燃料噴射弁１２と、タンジェンシャルポート１４と、ヘリカルポート１６と、吸気バルブ１８と、排気バルブ２０と、を備える。

【0012】

シリンダブロック２は、シリンダ２１を有する。シリンダヘッド４は、シリンダヘッドガスケット１０と、チャンバプレート８と、を挟んでシリンダブロック２の上方に固定される。ピストン６は、シリンダ２１に収容され、シリンダ２１内を上下に摺動する。

【0013】

本実施形態の内燃機関１は、シリンダ２１内の空間に直接燃料を噴射するディーゼルエンジンである。また、本実施形態の内燃機関１は、シリンダ２１が上下方向に配置される例を用いて説明する。したがって、内燃機関１の上側を上、下側を下、前側を前、後側を後ろ、左側を左、右側を右と、図面に記す。

【0014】

シリンダヘッド４には、燃料噴射弁１２、吸気バルブ１８、および排気バルブ２０などが配置される。図２に示すように、本実施形態では、一つの気筒に第１吸気バルブ１８a、第２吸気バルブ１８ｂ、および２つの排気バルブ２０が配置される。

【0015】

タンジェンシャルポート（第１ポートの一例）１４は、シリンダ２１の内部に吸気を供給する。タンジェンシャルポート１４は、シリンダ２１の内部にスワール流を発生させる。図２に示すように、本実施形態のスワール流は、タンジェンシャルポート１４から排気バルブ２０に向かって流れる反時計回りの横渦である。図２に示すように、タンジェンシャルポート１４には、第１吸気バルブ１８ａが配置される。タンジェンシャルポート１４は、シリンダ２１の内部と開口１４ａを介して接続される。開口１４ａには、第１吸気バルブ１８ａの傘部が収容される。開口１４ａは、第１吸気バルブ１８ａによって開閉される。

【0016】

図１に示すように、ヘリカルポート（第２ポートの一例）１６は、タンジェンシャルポート１４と前後方向に並んで配置される吸気ポートである。ヘリカルポート１６は、タンジェンシャルポート１４が発生させるスワール流と異なる流れを、シリンダ２１内に発生させる。本実施形態ではヘリカルポート１６は、シリンダ２１の内部を下側に向かって螺旋状に流れるヘリカル流を発生させる。図２に示すように、ヘリカルポート１６には、第２吸気バルブ１８ｂが配置される。ヘリカルポート１６は、シリンダ２１の内部と開口１６ａを介して接続される。開口１６ａには、第２吸気バルブ１８ｂの傘部が収容される。開口１６ａは、第２吸気バルブ１８ｂによって開閉される。

【0017】

図１に示すように、チャンバプレート８は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド４との間に配置される。言い換えると、チャンバプレート８は、シリンダ２１の内部の上側に形成される。チャンバプレート８は、ステンレスなどの金属製の板状部材である。チャンバプレート８とシリンダブロック２との間には、断熱性の高いシリンダヘッドガスケット１０が配置される。チャンバプレート８と、シリンダヘッド４との間にも断熱性の高いシリンダヘッドガスケット１０が配置される。シリンダヘッドガスケット１０は、グラファイト、雲母、メタルガスケットに樹脂コートをしたもの、樹脂ガスケットなどの熱伝導率の低いガスケットである。これによって、チャンバプレート８を挟み込み、チャンバプレート８が温度の高い状態を保持する。この結果、内燃機関１の冷却損失が低減できる。

【0018】

図２に示すように、チャンバプレート８は、シュラウド部８ａを有する。シュラウド部８ａは、タンジェンシャルポート１４の開口１４ａの周囲に配置される。より具体的には、シュラウド部は、タンジェンシャルポート１４の開口１４ａとヘリカルポート１６の開口１６ａとの間に配置される。

【0019】

シュラウド部８ａは、第１壁面８ｂと、第２壁面８ｃと、を含む。第１壁面８ｂは、タンジェンシャルポート１４の開口１４ａの右側から後側に沿って形成される。具体的には、第１壁面８ｂは、タンジェンシャルポート１４の開口１４ａの右側の位置にある点Ｘ１から、開口１４ａに沿って左側に延び、開口１４ａの右後側において第２壁面８ｃと合流点Ｘで合流する。

【0020】

図３に示すように、第１壁面８ｂは、チャンバプレート８の上面８ｄから下面８ｅまで延びる。チャンバプレート８の下面は、上下方向において第１吸気バルブ１８ａの最大リフト位置における下面１８ｃと略同じ高さに位置する。このため、第１壁面８ｂは、第１吸気バルブ１８ａの最大リフト位置における第１吸気バルブ１８ａの下面１８ｃまで延びる。さらに、本実施形態では、第１壁面８ｂは、下面８ｅ側が上面８ｄ側よりも右側に空間を拡げるように膨らんでいる。図２に示すように、第１壁面８ｂは、タンジェンシャルポート１４から流れる吸気が第１吸気バルブ１８ａの右後側に流れることを抑制し、タンジェンシャルポート１４で形成されたスワール流が乱れることを抑制する。

【0021】

第２壁面８ｃは、上面視において（シリンダ２１の延びる方向からみて）ヘリカルポート１６の開口１６ａから右前側に離間した位置にある点Ｘ２から、第１吸気バルブ１８ａの中心軸Ｖｃに向かって延びる。第２壁面８ｃは、開口１４ａの右後側において第１壁面８ｂと合流点Ｘで合流する。第２壁面８ｃは、上面視において、第１壁面８ｂよりも緩やかに傾斜している。より具体的には、チャンバプレート８の点Ｘ２から第１壁面８ｂと第２壁面８ｃの合流点Ｘまでの第２壁面８ｃの傾きが、チャンバプレート８の点Ｘ１から第１壁面８ｂと第２壁面８ｃの合流点Ｘまでの第１壁面８ｂの傾きよりも緩やかである。

【0022】

図４に示すように、第２壁面８ｃは、チャンバプレート８の上面８ｄから下面８ｅまで延びる。第２壁面８ｃは、右側に凹んだ断面Ｕ字形状または断面半円形状の溝８ｆが形成されている。本実施形態では、溝８ｆは、第２壁面８ｃの全面に設けられる。

【0023】

図２に示すように、シリンダ２１の内部の上側に形成されたチャンバプレート８に設けられた第２壁面８ｃは、第２吸気バルブ１８ｂの付近まで旋回するスワール流を、第１吸気バルブ１８ａに向けて案内する。これによって、ヘリカルポート１６が形成するヘリカル流とスワール流とが干渉し乱れることを防止するとともに、スワール流が円滑に流れるようにしている。

【0024】

さらに、第２壁面８ｃは、断面Ｕ字形状または断面半円形状の溝がある。このため、スワール流は、溝に沿って、下側に逃げることなく第１吸気バルブ１８ａに向けて案内される。

【0025】

従来のシリンダヘッドにシュラウドを設ける内燃機関では、第２壁面８ｃのような断面Ｕ字形状または断面半円形状の溝８ｆを形成することが困難であった。具体的には、シリンダヘッドにシュラウドを製造するためには下側に向けて型抜きが可能な形状とする必要がある。しかし、本開示のシュラウド部８ａは、チャンバプレート８に設けられる。これによって、上記の型抜きを考慮する必要が無い。このため、シュラウド部８ａの形状に自由度がある。この結果、第２壁面８ｃの断面形状が実現可能である。

【0026】

以上説明した通り、本開示によれば、形状に自由度があるシュラウド部８ａを備える内燃機関１を提供できる。

【0027】

＜他の実施形態＞
以上、本実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は、必要に応じて任意に組み合わせ可能である。

【0028】

（ａ）上記実施形態では、内燃機関１は、シリンダ２１が上下方向に配置される例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。内燃機関１は、シリンダ２１が上下方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、内燃機関１は、シリンダ２１が水平に配置されてもよい。

【0029】

（ｂ）上記実施形態では、チャンバプレート８は、ステンレスなどの金属製の板状部材を例に用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。チャンバプレート８は、金属製以外に、セラミックスや樹脂などの板状部材であってもよい。

【符号の説明】

【0030】

１：内燃機関，２：シリンダブロック，４：シリンダヘッド
８：チャンバプレート
８ａ：シュラウド部，８ｂ：第１壁面，８ｃ：第２壁面
１４：タンジェンシャルポート，１４ａ：開口
１６：ヘリカルポート，１６ａ：開口
１８：吸気バルブ，１８ａ：第１吸気バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】