JPH0122904Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、シリンダブロツクにガスケツトを介
在してシリンダヘツドを一体に結合してなる二サ
イクルエンジンの燃焼室に関するものである。

従来技術 燃焼室内で行なわれる混合気の燃焼は、点火と
それに続く火災伝播が短周期で反復する間欠燃焼
であり、燃焼の持つ化学エネルギはこの燃焼機関
中に熱エネルギに変換され、ピストン運動を介し
てクランクシヤフトに回転仕事として取り出され
る。

混合気の燃焼は間欠的で、しかも混合気状態は
アイドリングから全負荷まで大幅に変化するた
め、安定したエンジン性能を発揮するには着火の
安定性および正常な火炎伝播特性を確保すること
が必要となる。これらは燃焼室内での混合気の拡
散状況、燃焼室の形状および点火栓位置と密接に
かかわり合つている。

そして前記した燃焼に影響を与える因子の中で
も、燃焼室形状と点火栓位置はその燃焼に大きな
影響を与える。

シリンダブロツクにシリンダヘツドをガスケツ
トを介在して一体に結合した二サイクルエンジン
においては、従来第１図に示されるように、半球
形燃焼室等が広く用いられていた。第１図におい
て、０１はエンジン本体であつて、シリンダ０２
と、同シリンダ０２の上端に結合されるシリンダ
ヘツド０３、同シリンダヘツド０３に螺着される
点火栓０４およびピストン０５等からなつてい
る。

前記シリンダヘツド０３の底部には略半球形状
の凹部０６が形成され、同凹部０６と対向するピ
ストン０５の頂部は所定の曲率Ｒにて突部０７が
形成されており、凹部０６と突部０７にて画成さ
れる空間は所定の容積空間を有した燃焼室０８に
なつている。そして略半球形状の燃焼室０８の最
頂部に点火栓０４の着火点０９がある。

また、四サイクルエンジンではあるが、第２図
に示すように、シリンダブロツク０１１内を摺動
するピストン０１２の頂部に半球形凹部０１３を
形成するとともにシリンダヘツド０１４の底部に
上記凹部に対応する半球形凹部０１５を形成し、
上記凹部０１３，０１５によつて構成される球形
燃焼室０１６の中心に点火栓０１７の着火点０１
７ａを位置させるようにしたものがあつた。な
お、０１８，０１９はそれぞれ排気バルブ、吸入
バルブである。（特開昭51−89911号公報参照） 考案が解決しようとする問題点 第１図に示したものでは、燃焼室０８は所定の
容積を必要とするため、シリンダヘツド０３の凹
部０６の掘り込み深さが深くなり、その結果点火
栓０４の高さが高くなり、エンジン０１も高くな
るという欠点があつた。また、着火点から燃焼室
壁までの差が大で燃焼効率上好ましくなかつた。

また第２図に示したものは、燃焼圧力が全内壁
面に直角に作用し、ピストンではその圧力が頂部
を半径方向に拡大する力として作用するため、焼
付等が生じやすくなり、しかも全体としてピスト
ンの半径方向の分力が増加し、摺動方向への分力
は小となるので、出力上昇につながり難い欠点が
あり、さらにこの燃焼圧力のピストンの半径方向
への分力増大はシリンダブロツクとシリンダヘツ
ド間に介在するガスケツトへの圧力負荷が高くな
り、吹き抜け等が生じやすくなるという不具合も
生じる。さらにまた、ピストンの凹部周縁部は鋭
角に形成され、曲面でないので、ビストンが上死
点から下方へ移動するとき、シリンダヘツド平坦
下面及びピストンの平坦頂面に沿う燃焼室内の燃
焼ガスの流れに乱れが生じ、燃焼が円滑に行われ
ず、その結果、出力増大と燃費向上が困難であつ
た。

問題点を解決するための手段および作用 本考案は、上記のような難点を克服した二サイ
クルエンジンの燃焼室構造の改良に係り、シリン
ダブロツクにシリンダヘツドを一体に結合してな
る二サイクルエンジン燃焼室において、前記シリ
ンダヘツドとシリンダブロツクとがガスケツトを
介して一体に結合される合せ面を有し、シリンダ
孔頂部中央で最も深い凹部が前記シリンダヘツド
に形成されるとともに、ピストン頂部中央で最も
深い凹部がピストンに形成されて、燃焼室が構成
され、前記シリンダヘツド凹部の中心部分曲率半
径よりも前記ピストン凹部の中心部分曲率半径が
大径に設定され、点火栓の着火点がシリンダブロ
ツクとシリンダヘツドとの合せ面よりも、シリン
ダ軸方向でシリンダヘツド側に偏位し、また前記
両凹部の周辺部分は前記シリンダブロツクおよび
シリンダヘツドの合せ面に緩やかに且つ滑らかに
接続する曲面に形成されたことを特徴とする二サ
イクルエンジンの燃焼室構造としたものである。

本考案では、前記シリンダヘツド凹部の中心部
分曲率半径よりも前記ピストン凹部の中心部分曲
率半径を大径に設定し、点火栓の着火点を前記シ
リンダブロツクとシリンダヘツドの合せ面よりも
上方に位置させたため、点火栓で点火されて発生
した混合気の火炎面とこれに伴う衝撃波とが前記
シリンダブロツクとシリンダヘツドの合せ面に介
装されたガスケツトに直接到達することがなく、
また本考案においては、前記両凹部の周辺部分は
前記シリンダブロツクおよびシリンダヘツドの合
せ面に緩やかにかつ滑らかに接続する曲面に形成
されているため、点火栓で点火されて燃焼を起こ
している混合気の燃焼ガスは前記シリンダヘツド
側燃焼室壁面中心およびピストン側燃焼室壁面中
心からその各壁面に沿つて乱れを起こさず滑らか
に流れ、その結果燃焼が短時間に円滑に行なわれ
る。

実施例 以下第３図に図示された本考案の一実施例につ
いて説明する。

１はエンジン本体であつて同エンジン本体１は
シリンダブロツク２と、同シリンダブロツク２の
上端にガスケツト６を介して結合されるシリンダ
ヘツド３と、同シリンダヘツド３に螺着される点
火栓４と、シツリンダブロツク２に摺動自在に嵌
合されるピストン５等とからなつている。

前記シリンダヘツド３の底部には、略半球形に
近くシリンダブロツク２との合せ面に緩やかにか
つ滑らかに接続する形状の凹部７が形成され、同
凹部７と対向するピストン５の頂部にも前記シリ
ンダヘツド３の凹部７よりも大径の略半球形に近
くシリンダブロツク２およびシリンダヘツド３の
合せ面に向つて緩やかにかつ滑らかに接続する形
状の凹部８が形成されており、凹部７と凹部８に
て画成される空間は所定の容積空間を有した、扁
平球状の燃焼室９になつている。そしてシリンダ
ヘツド３の凹部７外周近傍とピストン５頂部の外
周近傍とにかこまれた間隙はスキツシユ部１０に
なつており、シリンダヘツド３とピストン５との
相対運動を利用し、スキツシユ部１０から燃焼室
９空間（特に着火点１１方向）へ混合気を押し出
す（正スキツシユ）あるいは、引き戻す（逆スキ
ツユ）、いわゆるスキツシユ流を作り出すように
なつている。

またシリンダヘツド３の凹部７の最頂部には点
火栓４が気密に螺着されており、同点火栓４の外
側電極４ａと中心電極４ｂとの対向した位置にあ
る着火点１１が略球形の燃焼室９のほぼ中心に位
置されるようになつている。なお、点火栓４は着
火性の良好な二極プラグが使用されている。

第３図に図示した実施例は前記したように構成
されているので、燃焼室９の形状は扁平球形で、
しかも着火点１１が同燃焼室９の略中心に位置し
ているため、着火点１１から燃焼室９壁までの距
離が略均一となり、点火された火炎はさえぎられ
ることなく略球状に伝播していき火炎面積も大き
くなり、火炎伝播距離も短くなるため、燃焼によ
る圧力上昇も速く、よりすみやかな燃焼が行なわ
れる。

また伝播の初期における燃焼室９の壁面からの
冷却作用が小さいので、熱損失が低下する。また
クエンチゾーンが少ない（Ｓ／Ｖ比が小さい）こ
とにより消炎作用による未燃焼容積が少ない。こ
の結果、熱効率が高くなる。さらにスキツシユ流
により燃焼室内のガス流動が強化されて、火炎速
度は著しく増加し、短時間で燃焼を完了させるこ
とができる。

このように本実施例においては、燃焼の改善を
図ることができ、燃焼効率が向上し出力向上、燃
費改善等の諸効果が得られるとともに、残留ガス
割合の多い、特にスロツトル開度時における燃焼
効率が向上する。

また本実施例においては、燃焼室９をシリンダ
ヘツド３の凹部７とピストン５の凹部８とで所定
の容積空間を形成したため、シリンダヘツド３の
凹部７の掘り込み深さをさほど深くする必要がな
い。したがつてシリンダヘツド３の高さが低くな
り、エンジン本体１のコンパクト化を図ることが
できる。

さらに本実施例においては、点火栓４の電極４
ａ，４ｂを燃焼室９の略中心にもつてきたので、
点火栓４の燃焼室９への挿入深さが深くなり点火
栓４のシリンダヘツド３に対する取付高さが低く
なり、この点からもエンジン本体１の全高を低く
おさえることができ、前記したシリンダヘツド３
の高さを低くすることによるエンジン本体１のコ
ンパクト化とともに、エンジン本体１に他物品を
近接配置することができ、配置計画の自由度が向
上する。

さらにまた本実施例においては、点火栓４に二
極プラグを使用したため、火花の強化および着火
チヤンスの倍加により着火性が良好となる。

考案の効果 本考案は、シリンダ孔頂部中央で最も深い凹部
がシリンダヘツドに形成されるとともに、ピスト
ン頂部中央で最も深い凹部がピストンに形成され
て、燃焼室が構成され、そして該シリンダヘツド
凹部中心部分曲率半径よりもピストン凹部中心部
分曲率半径が大径に設定されているので、ピスト
ンを半径方向に拡大する燃焼圧力の分力が生じに
くく、ピストンの摺動方向への分力を従来のピス
トン頂部が略平坦なものと比べ、そん色なく得る
ことができ、また、半径方向への分力が小さいの
でガスケツトに作用する力が小さくなり吹き抜け
が生じ難く、しかも第１図に記載した従来技術に
比べ燃焼室が球状体に構成され着火点から燃焼室
壁までの長さの差が小となつて燃焼が改善され、
燃焼圧力自身は高くなつているので、出力の上昇
が可能である。

また、点火栓の着火点が、シリンダブロツクと
シリンダヘツドの合せ面よりも、シリンダ軸方向
でシリンダヘツド側に偏位しているので、点火栓
で点火されて発生した混合気の火炎面とこれに伴
う衝撃波とが、シリンダブロツクとシリンダヘツ
ドとの合せ面に介装されたガスケツトに直接到達
するのを防止して、ガスケツトを衝撃波から保護
することができるとともに、前記両凹部の周辺部
分はシリンダブロツク及びシリンダヘツドの合せ
面に緩やかにかつ滑らかに接続する曲面に形成さ
れているため、点火栓で点火されて燃焼を起こし
ている混合気の燃焼ガスを前記シリンダヘツド側
燃焼室壁面中心およびピストン側燃焼室壁面中心
からその各壁面に沿つて乱れを起こさず滑らかに
流し、その結果、燃焼を短時間内に円滑に行なわ
せることができるため、エンジンの高圧縮比化を
推進してエンジン出力の増大と燃費の改善を図る
ことができる。

また、滑らかな曲線に形成されて、鋭角部がな
いため、鋭角部が加熱点となることによる後着火
の惧れもない。

さらに、本考案においては前述のようにシリン
ダヘツドの高さを低くすることができるため、エ
ンジン全高を低くしてエンジンのコンパクト化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二サイクルエンジンの燃焼室の
一例を図示した横断側面図、第２図は、同じく従
来のエンジン燃焼室の一例を示した横断側面図、
第３図は本考案に係る二サイクルエンジンの燃焼
室構造の一実施例を図示した横断側面図である。 １……エンジン本体、２……シリンダブロツ
ク、３……シリンダヘツド、４……点火栓、５…
…ピストン、６……ガスケツト、７，８……凹
部、９……燃焼室、１０……スキツシユ部、１１
……着火点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダブロツクにシリンダヘツドを一体に結
   合してなる二サイクルエンジンの燃焼室におい
   て、前記シリンダヘツドとシリンダブロツクとが
   ガスケツトを介して一体に結合される合せ面を有
   し、シリンダ孔頂部中央で最も深い凹部が前記シ
   リンダヘツドに形成されるとともに、ピストン頂
   部中央で最も深い凹部がピストンに形成されて、
   燃焼室が構成され、前記シリンダヘツド凹部の中
   心部分曲率半径よりも前記ピストン凹部の中心部
   分曲率半径が大径に設定され、点火栓の着火点が
   シリンダブロツクとシリンダヘツドとの合せ面よ
   りも、シリンダ軸方向でシリンダヘツド側に偏位
   し、また前記両凹部の周辺部分は前記シリンダブ
   ロツクおよびシリンダヘツドの合せ面に緩やかに
   且つ滑らかに接続する曲面に形成されたことを特
   徴とする二サイクルエンジンの燃焼室構造。