JPH0119047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直噴式デイーゼル機関等の内燃機関に
おけるピストンの上死点時におけるトツプクリア
ランスを大幅に低減して、燃焼不完全スペース、
即ちデツドボリユームを少なくすることのできる
内燃機関の燃焼室に関するものである。

従来の直噴式デイーゼル機関等においては、ピ
ストンの頂部とシリンダヘツドの下面との間に介
設されるヘツドガスケツトの締付時の厚さのバラ
ツキや、ピストン、ピストンピン、コンロツド、
クランクシヤフト等の寸法上のトレランス等の積
算誤差を考慮した場合、ピストンのトツプクリア
ランスは0.6〜1.0mm程度取ることが普通である。

従つて、ピストンの頂部にデツドボリームが必
然的に生じ、このデツドボリームがあるがために
燃焼効率の向上を妨げており、不完全燃焼を起す
ので、機関の燃焼効率を向上させるためには、こ
の部分をできるだけ減少させることが望ましいこ
とは明らかである。

特に、小排気量の直噴式デイーゼル機関におい
ては、前記の弊害が著しく、排気スモークの増加
及び機関出力の低下の原因となつている。

そこで、本発明は内燃機関のピストンの上死点
位置におけるピストンとシリンダヘツドとの間の
燃焼室のデツドボリユームを極力減少させてその
機関の排気スモークの減少及び機関出力の向上を
図ることのできる燃焼室を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明は、内燃機関
のシリンダヘツドとシリンダとの間に形成された
燃焼室において、前記シリンダに嵌合されたピス
トンの頂部に対向する前記シリンダヘツドの下面
に、ビード状の突起を設けたスペーサーを配設
し、このスペーサーを機関の作動時にピストンに
より押圧して燃焼室内のデツドボリユームを減少
するように構成したことを特徴とする内燃機関の
燃焼室である。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示
す燃焼室を形成するシリンダヘツドとエンジン本
体との間に設けられるヘツドガスケツトの断面図
で、ヘツドガスケツト１は、ガスケツト本体２と
これの一面に設けたスペーサー３とから構成され
ている。

ガスケツト本体２は通常エンジン本体とシリン
ダヘツドとの間に挿入されるガスケツトであり、
本発明はこのガスケツト本体２に更に平板状のス
ペーサー３を併用して構成したことを特徴とする
ものである。

スペーサー３は、平板３１に側面から見て波形
（ビード状）の凹凸３２を平坦部３３を挟んで円
弧状に形成したもので、この凹凸３２と平坦部３
３とは交互に燃焼室４に全面に亙つて形成されて
いる。

ガスケツト本体２の厚さＴは通常1.0〜1.6mm程
度であり、また平板状のスペーサー３の厚さｔは
0.2〜0.4mm程度であり、更に凹凸３２の厚さＨは
0.8〜2.0mm程度であることが好ましい。

スペーサー３のの機能としては、ピストンが作
動しない初期段階においてこのピストンの頂部と
シリンダヘツドの下面との間に形成される間隙よ
りも大きい間隙を有し、ピストンが作動した場合
にこのスペーサー３が押圧されて変形した燃焼室
を最小に保持するものであることが必要である。

更に前記スペーサー３の材料としては、ピスト
ンと頂部とシリンダヘツドとの間で押圧された場
合に、シリンダあるいはシリンダヘツドに損傷を
与えることなく変形が可能であり、またその変形
後その形状を保持する程度の強度を有すると共
に、燃焼室内の高温度に耐える耐熱性と強度とを
有するものであることが必要である。

具体的には0.2〜0.4mmの厚さを有するステンレ
ス鋼板、ニツケル鋼板を主体とした耐熱性鋼板、
軟鋼板等が適している。

スペーサー３を構成する平板３１に形成する突
起は、前記のように波形即ちビード状のものやエ
ンボス加工による不連続な突起を形成することが
できる。

またスペーサー３は燃焼室内に設けられてそこ
に生ずるデツドスペースを除去するものであるの
であるが、このスペーサー３自体でこのデツドス
ペースの殆どを除去することは困難である。従つ
てこの点を補うために内燃機関を作動した場合に
このデツドスペースが最小になるように構成する
ことが好ましい。

本発明に係るスペーサー３はこの要求を満足す
るために好ましくは第１図のように断面が波形
（ビード形）あるいはエンボス形に形成されてい
る。このようにスペーサー３の下面が凹凸に形成
されていことによつて、下記に詳述するようにこ
の凹凸面に内燃機関が作動した際に発生した炭素
の微粒子が充填されて、実質的に燃焼室のデツド
スペースを減少することが可能であるのである。

第３図は第２の実施例を示すもので第１図のス
ペーサー３の場合には凹凸３２の間に平坦部３３
があつたが、この実施例においては連続的に波形
の凹凸３２が形成されている（連続ビード形）。

なお、第１図の実施例とこの第２図の実施例と
は共にスペーサー３をガスケツト本体２の上面に
積層したものを示したが、この積層状態は特に限
定的ではない。

第４図は第３の実施例を示すもので、第１図に
示したスペーサー３をガスケツト本体２の下側に
積層したものを示す。

第５図は第４の実施例を示すもので、第１図及
び第４図に示した実施例においては、ピストンピ
ン側に凹凸３２を突出したものを示したがこの実
施例においては燃焼室の上方に向かつて凹部３２
ａが形成されている。

第６図は本発明に係る燃焼室の概略形状を示す
もので、シリンダ１０の上部にガスケツト１を介
してシリンダヘツド１１を積層してこれらをボル
トで締付ける。このガスケツト１は第１図に示し
たようにガスケツト本体２の上面に金属薄板から
なりシリンダボア内に露出した部分に突起を設け
たスペーサー３が積層されたものである。またシ
リンダ１０の内部にはピストン１２が往復自在に
収容されている。

本発明に係る燃焼室は前記第６図のように構成
され、燃焼室４の上部に突起あるいは凹凸を形成
したスペーサー３が設けられているので、このよ
うな燃焼室を有する内燃機関を作動させると、内
燃機関の作動の初期段階において前記スペーサー
が押圧され、更に燃焼ガス中に含まれている炭素
の微粒子１３がこのスペーサー３の凹凸３２の間
に充填され、固定される。

前記のように炭素の微粒子がスペーサー３の凹
凸３２の間に固定されると、このスペーサー３の
下面が平坦な状態となり、ピストン１２が上昇し
た際にこのピストン１２の上面と前記スペーサー
３の下面との間にデツドボリユームが生ずるのが
防止されることになる。前記炭素の微粒子は内燃
機関が作動すると強固に付着するので、実質的に
燃焼室のデツドスペースを除去することができ
る。

なお、実施例においては図示しなかつたが、ピ
ストンの上面の中央部には燃焼効率を向上するた
めに窪み等が形成されているものがあるがこのよ
うなピストンの場合には、当然その窪みを考慮し
た構造をスペーサーを設計する必要がある。

本発明は前記実施例のようにシリンダヘツドと
シリンダボデイとの間に介在するガスケツトを通
常のガスケツト本体と金属薄板からなり、この金
属薄板に突起を設けたスペーサーとの積層体で構
成し、しかもこの突起を容易に変形ができるよう
にし、ピストンを作動させた際に前記スペーサー
をピストンの上面とシリンダヘツドの下面との間
で押圧してこの突起を変形するように構成したこ
とに特徴がある。

前記のように構成したことによつて、ピストン
が上死点に上昇した際にピストンの上面とシリン
ダヘツドの下面との間に形成される間隙あるいは
デツドボリユームを極力減少することが可能とな
り、圧縮率が従来の内燃機関に比較して著しく向
上する。

従つて本発明に係る燃焼室を有する内燃機関
は、燃焼効率が向上し排気ガス中の有害成分を減
少することができる。

また本発明を実施する際にはガスケツトを前記
のように複合構造に形成すればよいので、従来の
内燃機関の構造を変更することなく実施すること
ができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の燃焼室を構成する
複合構造のガスケツトの一部を示す断面図、第２
図は同ガスケツトの斜視図である。第３図、第４
図、第５図は第２、第３、第４の実施例を示すガ
スケツトの一部を示す断面図であり、第６図は本
発明に係る燃焼室の要部の一例を示す断面図であ
る。 １……ヘツドガスケツト、２……ガスケツト本
体、３……スペーサー、１０……シリンダ、１１
……シリンダヘツド、３１……平板、３２……凹
凸、３３……平坦部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関のシリンダヘツドとシリンダとの間
   に形成された燃焼室において、前記シリンダに嵌
   合されたピストンの頂部に対向する前記シリンダ
   ヘツドの下面に、金属の薄板よりなり、この薄板
   に多数の突起が設けられているスペーサーを配設
   し、このスペーサーを機関の作動時にピストンに
   より押圧して燃焼室内の間隙を減少するように構
   成したことを特徴とする内燃機関の燃焼室。