JPH0116967B2 - - Google Patents

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JPH0116967B2
JPH0116967B2 JP58166923A JP16692383A JPH0116967B2 JP H0116967 B2 JPH0116967 B2 JP H0116967B2 JP 58166923 A JP58166923 A JP 58166923A JP 16692383 A JP16692383 A JP 16692383A JP H0116967 B2 JPH0116967 B2 JP H0116967B2
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JP
Japan
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combustion chamber
cylinder head
wall surface
engine
intake
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JP58166923A
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Mitsunobu Oohara
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/241Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機関における一つの気筒について、
二つの吸気弁と、二つの排気弁とを備えた多弁式
の内燃機関に関するものである。
〔従来の技術との問題点〕
機関の出力等を改善する目的で燃焼室への吸気
弁及び排気弁を、各々二つにすることは先行技術
としての特公昭49−23481号公報に記載されてい
る。
一方、内燃機関における熱効率の向上には、圧
縮比を高くすることが有効であるが、圧縮比を高
くすると低回転域等においてノツキングが発生す
るから、圧縮比を高くすることには一定の限界が
ある。そしてノツキングの発生を抑制するには、 (1) 燃焼室内に吸入した混合気を、燃焼室内にの
ぞむ点火栓に集中するように圧縮することによ
り、点火栓のまわりに出来るだけリツチな混合
気を形成して、着火性を良くすること(第1の
手段)。
(2) 燃焼室をコンパクトにして、点火栓から燃焼
室の隅々までの距離、つまり火炎伝播距離を出
来るだけ短くすること(第2の手段)。
(3) 燃焼室内の混合気に出来るだけ乱流を与えて
火炎伝播速度を向上し、燃焼時間を短縮するこ
と(第3の手段)。
等の手段があることは周知の通りである。
そして、前記第二の手段としては、燃焼室への
混合気の吸気に際してスワールを付与すること、
燃焼室の周辺にスキツシユエリアを形成するこ
と、及びこれらを併用することがあり、燃焼室の
周辺にスキツシユエリアを形成することは、燃焼
室がコンパクトになるから、前記第2の段にも有
効である。
しかるに、前記先行技術のものは、二つの吸気
ポートと二つの排気ポートとが開口する燃焼室の
内壁面を、一方の吸気ポート及び一方の排気ポー
トを含む第1球形面と、他方の吸気ポート及び他
方の排気ポートを含む第2球形面との二つの球形
面を横に連ねた形状にして、この両球形面の連接
部に点火栓を設ける構成にしているために、燃焼
室内が、一方の吸気ポートがのぞむ第1球形面の
部分と、他方の吸気ポートがのぞむ第2球形面の
部分とに分かれた形態になつていて、一方の吸気
ポートからの吸入混合気の主流は、当該一方の吸
気ポートがのぞむ第1球形面の部分に、また、他
方の吸気ポートからの吸入混合気の主流は、当該
他方の吸気ポートがのぞむ第2球形面の部分に
各々流入することになるから、両球形面の連接部
に設けられている点火栓に対して、吸入混合気の
主流を集めることができず、換言すると、点火栓
のまわりにリツチな混合気を集めることができな
いので、前記第1の手段を十分を達成することが
できないのである。
しかも、前記先行技術は、シリンダヘツドの下
面のうち燃焼室より外側の領域にピストンの頂面
に対するスキツシユエリアを形成しているもの
の、このスキツシユエリアからのスキツシユ流
を、点火栓の部分に対して指向するものではない
から、前記第3の手段に対しても不十分であつ
た。
本発明は、先行技術が有する前記の問題を解消
し、前記した三つの手段を充足することを目的と
するものである。
〔問題を解決するための手段〕
この目的を達成するため本発明は、機関におけ
るシリンダヘツドの下面に凹み形成した燃焼室
に、吸気弁を備えた二つの吸気ポートと吸気弁を
備えた二つの排気ポートとを連通し、前記シリン
ダヘツドに螺着した点火栓を、前記燃焼室内のう
ち平面視においてシリンダボアにおける略中心の
部位にのぞむように配設して成る内燃機関におい
て、前記燃焼室を、機関の平面視においてシリン
ダボアの中心点を通る長手中心線の左右両側に、
機関の側面視においてシリンダヘツドの下面から
シリンダボアの中心線に向つて斜め上向きに傾斜
して延びる平面状の内壁面を備え、且つ、該両傾
斜平面状の内壁面の上端が、前記シリンダボアの
略中心点を通つて前記長手中心線と略平行に延び
る稜線で交わるようにしたペントルーフ型に形成
し、この燃焼室の一方における傾斜平面状の内壁
面に、前記両吸気ポートの燃焼室への開口部を前
記長手中心線と平行な方向に並べて位置する一
方、前記シリンダヘツドの下部には、前記燃焼室
の一方における傾斜平面状の内壁面とシリンダヘ
ツドの下面との交線より外側の領域、及び他方に
おける傾斜平面状の内壁面とシリンダヘツドの下
面との交線より外側の領域に、ピストンの頂面に
対するスキツシユエリアを各々形成し、更に、ピ
ストンの頂面には、燃焼室に向つて突出する突出
部を設け、該突出部には、前記両傾斜平面状の内
壁面に対応する部分に当該両傾斜平面状の内壁面
と略平行な傾斜面を設ける構成にした。
〔発明の作用・効果〕 燃焼室を、機関の平面視においてシリンダボ
アの中心点を通る長手中心線の左右両側に、機
関の側面視においてシリンダヘツドの下面から
シリンダボアの中心線に向つて斜め上向きに傾
斜して延びる平面状の内壁面を備え、且つ、該
両傾斜平面状の内壁面の上端が、前記シリンダ
ボアの略中心点を通つて前記長手中心線と略平
行に延びる稜線で交わるようにしたペントルー
フ型に形成し、この燃焼室の一方における傾斜
平面状の内壁面に、前記両吸気ポートの燃焼室
への開口部を前記長手中心線と平行な方向に並
べて位置したことにより、燃焼室内が、前記先
行技術のように、一方の吸気ポートが望のぞむ
部分と他方の吸気ポートがのぞむ部分とに分か
れていないので、一方の吸気ポートから燃焼室
内に吸入した混合気の主流と、他方の吸気ポー
トから燃焼室内に吸入した混合気の主流との両
方を、シリンダボアの略中心に配設した点火栓
のまわりに集中するように圧縮することができ
るから、点火栓のまわりにリツチな混合気を形
成することができて、前記第1の手段を効果的
に達成できるのである。
しかも、前記のように、燃焼室をペントルー
フ型に形成したこと、及び燃焼室の一方におけ
る傾斜平面状の内壁面とシリンダヘツドの下面
との交線より外側の領域、及び他方における傾
斜平面状の内壁面とシリンダヘツドの下面との
交線より外側の領域に、ピストンの頂面に対す
るスキツシユエリアを各々形成したこと、並び
にピストンの頂面に燃焼室内に突出する突出部
を設けたことにより、二つの吸気ポートと二つ
の排気ポートとを含む燃焼室を、前記先行技術
の場合よりもコンパクト化することができるか
ら、前記第2の手段を効果的に達成できるので
ある。
その上、燃焼室の一方における傾斜平面状の
内壁面とシリンダヘツドの下面との交線より外
側の領域、及び他方における傾斜平面状の内壁
面とシリンダヘツドの下面との交線より外側の
領域に、ピストンの頂面に対するスキツシユエ
リアを各々形成したことに加えて、ピストンの
頂面における突出部のうち前記両傾斜平面状の
内壁面に対応する部分に、当該両傾斜平面状の
内壁面と略平行な傾斜面を設けたことにより、
両スキツシユエリアからのスキツシユ流を、前
記突出部の傾斜面により、ペントルーフ型の燃
焼室内において最も深い部分に設けられている
点火栓に向かうように指向することができるか
ら、燃焼室の全域にわたつて撹乱状態を付与で
きると共に、特に、点火栓の付近に激しい撹乱
状態を付与でき、前記第3の手段を効果的に達
成できるのである。
従つて本発明によると、一つの気筒に二つの吸
気弁と二つの排気弁とを備えた多弁式内燃機関に
おけるノツキングを、前記及び並びにの相
乗作用により、著しく抑制できて、その圧縮比を
高くすることかできるから、多弁式内燃機関にお
ける出力と、燃料消費率の低減とを、より改善で
きるのである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面について説明する
と、図において符号1は、三つの気筒を有する列
型の3気筒内燃機関を示し、各気筒の部分にピス
トン2内蔵のシリンダボア3を有するシリンダブ
ロツク4の上面には、シリンダヘツド5が締結さ
れ、該シリンダヘツド5の下面には、燃焼室6が
凹み形成されている。
この燃焼室6を、機関の平面視において、シリ
ンダボア3の中心点を通つてクランク軸線と同方
向に延びる長手中心線7の左右両端に、機関の側
面視においてシリンダヘツド5の下面からシリン
ダボア3の中心線8に向つて斜め上向きに傾斜し
て延びる平面状の内壁面9,10を備え、且つ、
該両傾斜平面状の内壁面9,10の上端が、前記
シリンダボア3の略中心点を通つて前記長手中心
線7と略平行に延びる稜線11で交わるようにし
たペントルーフ型に形成し、該燃焼室6内には、
平面視においてシリンダボア3における略中心の
部位においてシリンダヘツド5に螺着した点火栓
12がのぞんでいる。
符号13及び14は、一つの燃焼室6に対する
二つの吸気ポートを、符号15及び16は、同じ
く一つの燃焼室6に対する二つの排気ポートを
各々を示し、両吸気ポート13,14と両排気ポ
ート15,16とは、平面視において、前記長手
中心線7を挟む左右両端に分けて設けられ、両吸
気ポート13,14は、シリンダヘツド5の一側
面17と燃焼室6の一方における傾斜平面状の内
壁面9とに、各々別々に独立して開口している
が、両排気ポート15,16は、燃焼室6の他方
における傾斜平面状の内壁面10には別々に、シ
リンダヘツド5の他側面18には一つに合流して
各々開口している。
また、この両吸気ポート13,14及び両排気
ポート15,16の燃焼室6への開口部は、機関
の平面視においてシリンダボア3の中心点を通つ
て前記長手中心線7と直角方向の直交中心線19
を挟む両側の領域に各々位置し、且つ、これら燃
焼室6への開口部には、ポペツト型の吸気弁2
0,21と排気弁22,23が各々設けられてい
る。
そして、前記シリンダヘツド5の下面には、燃
焼室6の一方における傾斜平面状の内壁面9とシ
リンダヘツド5の下面との交線より外側の領域、
及び他方における傾斜平面状の内壁面10とシリ
ンダヘツド5の下面との交線より外側の領域に、
ピストン2の頂面24に対するスキツシユエリア
25,26を各々形成する。
一方、前記ピストン2の頂面24には、燃焼室
6に向つて突出する適宜高さの突出部27を一体
的に形成し、該突出部27の周輪郭のうち、前記
燃焼室6における両傾斜平面状の内壁面9及び1
0に対応する部分には、その各々に対応する傾斜
平面状の内壁面9,10と略平行に形成した傾斜
面28,29を設けて成るものである。
なお、前記両吸気ポート13,14は、その
各々の軸線30,31が機関の平面視において、
前記直交中心線19を挟んで互いに逆向きに傾斜
し、且つ、燃焼室6に向つて末広りのハ字状とな
るように配設されている。また、符号32は、エ
アクリーナ(図示せず)からの大気吸入通路33
を接続したサージタンクを示し、該サージタンク
32からの空気を、各気筒における吸気ポート1
3,14に、互いに独立した吸気管34,35を
介して慣性吸気するものであり、この場合、サー
ジタンク32から燃焼室6への開口部までの吸気
通路の長さは、機関の特定の回転数において吸入
空気量が最大となるように設定されている。更に
また、符号36は、前記両吸気ポート13,14
に対して同時に燃料を供給するための燃料噴射ノ
ズルである。
この構成において、ピストン2の下降に伴う吸
気工程時に、燃焼室6及びシリンダボア3内に
は、両吸気ポート13,14から混合気が吸入さ
れる。両吸気ポート13,14からの流入混合気
は、第4図に矢印39,40で示す方向にシリン
ダボア3内に流入し、次いでシリンダボア3の円
周内壁面に沿つて内向きにガイドされることによ
り、同図に矢印41,42で示すような互いに逆
方向に旋回することになるから、両吸気ポート1
3,14からの吸入混合気の主流を、点火栓12
のまわりに指向できる。
この場合、両吸気ポート13,14の燃焼室6
への開口部を、ペントルーフ型燃焼室6の一方に
おける傾斜平面状の内壁面9に、長手中心線7の
方向に並べて位置したことにより、両吸気ポート
13,14の内径つまり断面積を、燃焼室を球形
に構成した場合よりも大きくすることができるの
である。
そして、吸気行程が終つて吸気弁20,21が
閉じ、ピストン2の上昇に伴う圧縮行程に入り、
圧縮行程の終期においてピストン2の頂面24に
おける突出部27が図に二点鎖線で示すように燃
焼室6に突入して、燃焼室の内容積を縮小するの
で、燃焼室6がコンパクトになり、点火栓12か
ら燃焼室の隅々までの距離が短くなるのである。
一方、圧縮行程の終わりの時期において、ピス
トン2の頂面24がシリンダヘツド5の下面に接
近すると、シリンダヘツド5の下面のうち、当該
シリンダヘツド5の下面と燃焼室6の一方におけ
る傾斜平面状の内壁面9との交線より外側の領
域、及びシリンダヘツド5の下面と他方における
傾斜平面状の内壁面10との交線より外側の領域
におけるスキツシユエリア25,26と、ピスト
ン2の頂面24との二個所でスキツシユ作用が起
り、両スキツシユエリア25,26の個所から内
側方向にスキツシユ流が噴出する。
この場合、ピストン2の頂面24における前記
突出部27には、燃焼室6における両傾斜平面状
の内壁面9,10に対応する部分に、これら両傾
斜平面状の内壁面9,10と略平行の傾斜面2
8,29を形成したことにより、前記両スキツシ
ユエリア25,26の個所から内側方向に噴出す
る二つのスキツシユ流は、この両傾斜面28,2
9のガイド作用にて、第3図及び第5図に矢印3
7,38で示すように斜め上向きのスキツシユ流
になつて、点火栓12に向かつたのち、二つのス
キツシユ流が互いに衝突するから、点火栓12の
付近に、特に激しい撹乱状態を得ることができる
のである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は機関の
平面図、第2図は第1図の−視断面図、第3
図は第1図の−視拡大断面図、第4図は第3
図の−視底面図、第5図は第1図の−視
拡大断面図、第6図は第3図の−視断面図で
ある。 1……機関、2……ピストン、3……シリンダ
ボア、4……シリンダブロツク、5……シリンダ
ヘツド、6……燃焼室、7……長手中心線、8…
…シリンダボア中心線、9,10……傾斜平面状
の内壁面、11……稜線、12……点火栓、1
3,14……吸気ポート、15,16……排気ポ
ート、24……ピストン頂面、25,26……ス
キツシユエリア、27……突出部、28,29…
…傾斜面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関におけるシリンダヘツドの下面に凹み形
    成した燃焼室に、吸気弁を備えた二つの吸気ポー
    トと排気弁を備えた二つの排気ポートとを連通
    し、前記シリンダヘツドに螺着した点火栓を、前
    記燃焼室内のうち平面視においてシリンダボアに
    おける略中心の部位にのぞむように配設して成る
    内燃機関において、前記燃焼室を、機関の平面視
    においてシリンダボアの中心点を通る長手中心線
    の左右両側に、機関の側面視においてシリンダヘ
    ツドの下面からシリンダボアの中心線に向つて斜
    め上向きに傾斜して延びる平面状の内壁面を備
    え、且つ、該両傾斜平面状の内壁面の上端が、前
    記シリンダボアの略中心点を通つて前記長手中心
    線と略平行に延びる稜線で交わるようにしたペン
    トルーフ型に形成し、この燃焼室の一方における
    傾斜平面状の内壁面に、前記両吸気ポートの燃焼
    室への開口部を前記長手中心線と平行な方向に並
    べて位置する一方、前記シリンダヘツドの下面に
    は、前記燃焼室の一方における傾斜平面状の内壁
    面とシリンダヘツドの下面との交線より外側の領
    域、及び他方における傾斜平面状の内壁面とシリ
    ンダヘツドの下面との交線より外側の領域、にピ
    ストンの頂面に対するスキツシユエリアを各々形
    成し、更に、ピストンの頂面には、燃焼室に向つ
    て突出する突出部を設け、該突出部には、前記両
    傾斜平面状の内壁面に対応する部分に当該両傾斜
    平面状の内壁面と略平行な傾斜面を設けたことを
    特徴とする内燃機関。
JP58166923A 1983-09-09 1983-09-09 内燃機関 Granted JPS6060215A (ja)

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JPS6060215A JPS6060215A (ja) 1985-04-06
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