JPH02130219A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
- Publication number
- JPH02130219A JPH02130219A JP28256388A JP28256388A JPH02130219A JP H02130219 A JPH02130219 A JP H02130219A JP 28256388 A JP28256388 A JP 28256388A JP 28256388 A JP28256388 A JP 28256388A JP H02130219 A JPH02130219 A JP H02130219A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- curvature
- radius
- semispherically
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、内燃機関用ピストンに関する。
（従来の技術）
内燃機関において、シリンダに摺動自在に嵌装されたピ
ストンは吸気行程においてシリンダ内に吸入された混合
気を圧縮行程において圧縮し、この圧縮された混合気は
該ピストンの頭部とシリンダヘットとの間に形成される
燃焼室に閉じ込められてここで着火燃焼せしめられる。
ストンは吸気行程においてシリンダ内に吸入された混合
気を圧縮行程において圧縮し、この圧縮された混合気は
該ピストンの頭部とシリンダヘットとの間に形成される
燃焼室に閉じ込められてここで着火燃焼せしめられる。
ところで、ピストンの頭部形状としては偏平なフラット
形や凹形、凸形等種々あるが、第５図に示すピストン１
０１はその頭部形状を凸の半球形状としたものであつて
１頭部には曲率半径Ｒの半球形凸部１０１ａが形成され
ている。
形や凹形、凸形等種々あるが、第５図に示すピストン１
０１はその頭部形状を凸の半球形状としたものであつて
１頭部には曲率半径Ｒの半球形凸部１０１ａが形成され
ている。
而して、斯かるピストン１０１を用いれば、第５図に示
すように該ピストンｌｏｔとシリンダヘット１１３との
間にスキッシュゾーンＺを有する半球彫型の燃焼室Ｓを
形成することができ、図示のように燃焼室Ｓの頂部に点
火プラグ１１４を取り付ければ、ピストン１０１の上昇
によってスキッシュゾーンＺから押された混合気を図示
矢印のように点火プラグ１１４に向かって集中せしめる
ことができ、これによりて着火率と火炎伝播速度を高め
ることができる。
すように該ピストンｌｏｔとシリンダヘット１１３との
間にスキッシュゾーンＺを有する半球彫型の燃焼室Ｓを
形成することができ、図示のように燃焼室Ｓの頂部に点
火プラグ１１４を取り付ければ、ピストン１０１の上昇
によってスキッシュゾーンＺから押された混合気を図示
矢印のように点火プラグ１１４に向かって集中せしめる
ことができ、これによりて着火率と火炎伝播速度を高め
ることができる。
尚、第４図にピストン１０１の頭部に形成される半球形
凸部Ｉｏｔａの曲率半径ＲをＲ＝１２０ｍｍ、２００ｍ
ｍ、３００ｍｍとした場合に得られるエンジンの性能特
性をそれぞれ曲線Ａ、Ｂ、Ｃにて示すが、同図から明ら
かなように曲率半径Ｒが大きくなる程、エンジン出力の
ビーりは高回転側へ移行する。
凸部Ｉｏｔａの曲率半径ＲをＲ＝１２０ｍｍ、２００ｍ
ｍ、３００ｍｍとした場合に得られるエンジンの性能特
性をそれぞれ曲線Ａ、Ｂ、Ｃにて示すが、同図から明ら
かなように曲率半径Ｒが大きくなる程、エンジン出力の
ビーりは高回転側へ移行する。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来のピストン１０１にあっては、
単一の半球形凸部１０１ａを有するのみであるため、必
要なスキッシュゾーンを確保しつつ高い圧縮比を得るこ
とができず、広い回転域において高いエンジン出力を得
ることができなかった。
単一の半球形凸部１０１ａを有するのみであるため、必
要なスキッシュゾーンを確保しつつ高い圧縮比を得るこ
とができず、広い回転域において高いエンジン出力を得
ることができなかった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、必要なスキッシュゾーンを確保した上で高い
圧縮比を得ることができ、広い回転域において高いエン
ジン出力を得ることを可能とする内燃機関用ピストンを
提供するにある。
する処は、必要なスキッシュゾーンを確保した上で高い
圧縮比を得ることができ、広い回転域において高いエン
ジン出力を得ることを可能とする内燃機関用ピストンを
提供するにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成すべく本発明は、内燃機関用ピストンの
頭部に形成された半球形凸部上に、該凸部の曲率半径よ
り小さい曲率半径を有する別の半球形凸部を一体に重ね
たことを特徴とする。
頭部に形成された半球形凸部上に、該凸部の曲率半径よ
り小さい曲率半径を有する別の半球形凸部を一体に重ね
たことを特徴とする。
（作用）
本発明によれば、ピストン頭部に形成される曲率半径の
大きい半球形凸部とシリンダヘッドとの間で必要なスキ
ッシュゾーンを確保することができ、該凸部上に一体に
重ねられる曲率半径の小さい半球形凸部の存在か当該ピ
ストンとシリンダヘット間に形成される燃焼室の容積を
小さくするため、混合気の圧縮比か高められてエンジン
出力の向上か図られる。又、本発明に係るピストンを有
するエンジンの出力特性曲線は、曲、率半径の異なる各
々の凸部を単独に形成して成るピストンを有する各エン
ジンの性能特性曲線を包絡したものとなるため、広い回
転域において高いエンジン出力を得ることかできる。
大きい半球形凸部とシリンダヘッドとの間で必要なスキ
ッシュゾーンを確保することができ、該凸部上に一体に
重ねられる曲率半径の小さい半球形凸部の存在か当該ピ
ストンとシリンダヘット間に形成される燃焼室の容積を
小さくするため、混合気の圧縮比か高められてエンジン
出力の向上か図られる。又、本発明に係るピストンを有
するエンジンの出力特性曲線は、曲、率半径の異なる各
々の凸部を単独に形成して成るピストンを有する各エン
ジンの性能特性曲線を包絡したものとなるため、広い回
転域において高いエンジン出力を得ることかできる。
又、特に２サイクルエンジンにおいては、該ピストンの
小さい曲率を有する半球形凸部か掃気行程における新気
の排気側への吹き抜けの障害となるため、新気の吹き抜
は量が低く抑えられ、シリンダにおける混合気の充填効
率か高められてエンジン出力の向上が図られる。
小さい曲率を有する半球形凸部か掃気行程における新気
の排気側への吹き抜けの障害となるため、新気の吹き抜
は量が低く抑えられ、シリンダにおける混合気の充填効
率か高められてエンジン出力の向上が図られる。
（実施例）
以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図は２サイクルエンジンの破断側面図、第２図、第
３図はそれぞれ同エンジンの吸入・圧縮行程時、爆発・
掃気行程時の状態を示す拡大部分断面図である。
３図はそれぞれ同エンジンの吸入・圧縮行程時、爆発・
掃気行程時の状態を示す拡大部分断面図である。
先ず、第１図に基づいて２サイクルエンジンｌＯの概略
機構を説明するに、同図中、１１は前傾のシリンダであ
り、該シリンダ１１のシリンダボディ１２に形成される
シリンダボア１２ａ内には本発明に係るピストンｌが摺
動自在に嵌装されており、シリンダボディ１２の上面は
シリンダヘット１３にて被われている。そして、シリン
ダヘット１３の中央部には点火プラグ１４が螺着されて
いる。
機構を説明するに、同図中、１１は前傾のシリンダであ
り、該シリンダ１１のシリンダボディ１２に形成される
シリンダボア１２ａ内には本発明に係るピストンｌが摺
動自在に嵌装されており、シリンダボディ１２の上面は
シリンダヘット１３にて被われている。そして、シリン
ダヘット１３の中央部には点火プラグ１４が螺着されて
いる。
一方、Ｊ：記シリンダ１１の下部に位置するクランクケ
ース１５に形成されるクランク室１６内には、第１図の
紙面垂直方向に長いクランク軸１７が回転自在に支承さ
れて収納されており、該クランク軸１７と前記ピストン
ｌとはコンロッド１８を介して互いに連結されている。
ース１５に形成されるクランク室１６内には、第１図の
紙面垂直方向に長いクランク軸１７が回転自在に支承さ
れて収納されており、該クランク軸１７と前記ピストン
ｌとはコンロッド１８を介して互いに連結されている。
又、クランクケース１５にはクランク室１６に開口する
吸気通路１９が形成されており、該吸気通路１９には不
図示の吸気管か接続されており、吸気管内にはり−ド弁
式の逆止弁か設けられている。
吸気通路１９が形成されており、該吸気通路１９には不
図示の吸気管か接続されており、吸気管内にはり−ド弁
式の逆止弁か設けられている。
他方、前記シリンダ１１のシリンダボディ１２とクラン
クケース１５には掃気通路２０か形成されており、該掃
気通路２０の一端は前記吸気通路１９に開口し、他端は
前記シリンダボア１２ａに開口している。又、シリンダ
ボディ１２には排気通路２１が形成されており、該排気
通路２１の一端はシリンダボア１２ａに開口し、他端に
は不図示の排気管が接続されている。
クケース１５には掃気通路２０か形成されており、該掃
気通路２０の一端は前記吸気通路１９に開口し、他端は
前記シリンダボア１２ａに開口している。又、シリンダ
ボディ１２には排気通路２１が形成されており、該排気
通路２１の一端はシリンダボア１２ａに開口し、他端に
は不図示の排気管が接続されている。
ところで、第２図に詳細に示すように、前記ピストンｌ
の頭部には、曲率半径Ｒ１の半球形凸部Ｉａの丑に、該
凸部１ａの曲率半径Ｒ，より小さい曲率半径Ｒ２（＜Ｒ
１）を有する半球状凸部ｌｂか一体に重ねられており、
従つて、該ピストンｌの頭部には２つの半球形凸部１ａ
、ｌｂが２段状に形成されることとなる。尚、本実施例
においては、曲率半径Ｒｌ、 Ｒ２はそれぞれＲ，＝３
００ｍｍ、ＦＬｚ ＝１２０ｍｍに設定されている。
の頭部には、曲率半径Ｒ１の半球形凸部Ｉａの丑に、該
凸部１ａの曲率半径Ｒ，より小さい曲率半径Ｒ２（＜Ｒ
１）を有する半球状凸部ｌｂか一体に重ねられており、
従つて、該ピストンｌの頭部には２つの半球形凸部１ａ
、ｌｂが２段状に形成されることとなる。尚、本実施例
においては、曲率半径Ｒｌ、 Ｒ２はそれぞれＲ，＝３
００ｍｍ、ＦＬｚ ＝１２０ｍｍに設定されている。
次に、当該２サイクルエンジン１０の作用を説明する。
第２図に示す吸入・圧縮行程においてピストンｌかシリ
ンダボア１２ａ内を上昇すると、クランク室１６に負圧
か生じ、この負圧に引かれて不図示のキャブレタにて形
成された混合気か逆止弁を通って吸気通路１９からクラ
ンク室１６内に流入する。
ンダボア１２ａ内を上昇すると、クランク室１６に負圧
か生じ、この負圧に引かれて不図示のキャブレタにて形
成された混合気か逆止弁を通って吸気通路１９からクラ
ンク室１６内に流入する。
一方、前のサイクルでシリンダボア１２ａ内に充填され
た混合気は上昇するピストンｌによって圧縮される。第
２図は吸入・圧縮行程の終期を示すか、この状態では、
ピストンｌの頭部に形成された一方の半球形凸部１ａと
シリンダヘッド１３との間にスキッシュゾーンＺが形成
され、該ピストン１とシリンダへラド１３との間にはス
キッシュゾーンＺを有する半球彫型の燃焼室Ｓか形成さ
れる。
た混合気は上昇するピストンｌによって圧縮される。第
２図は吸入・圧縮行程の終期を示すか、この状態では、
ピストンｌの頭部に形成された一方の半球形凸部１ａと
シリンダヘッド１３との間にスキッシュゾーンＺが形成
され、該ピストン１とシリンダへラド１３との間にはス
キッシュゾーンＺを有する半球彫型の燃焼室Ｓか形成さ
れる。
従って、吸入・圧縮行程終期にはピストンｌによってス
キツユゾーンＺから押された混合気は図示矢印のように
点火プラグ１４に向かって集中せしめられ、点火プラグ
１４による混合気への着火に際して着火率か高められる
とともに、火災伝播速度が高められる。又、ピストン１
における他方の半球形凸部１ｂの存在が燃焼室Ｓの容積
の減少に寄与するため、混合気の圧縮比か高められ、そ
れたけエンジンｌの出力が高められる。
キツユゾーンＺから押された混合気は図示矢印のように
点火プラグ１４に向かって集中せしめられ、点火プラグ
１４による混合気への着火に際して着火率か高められる
とともに、火災伝播速度が高められる。又、ピストン１
における他方の半球形凸部１ｂの存在が燃焼室Ｓの容積
の減少に寄与するため、混合気の圧縮比か高められ、そ
れたけエンジンｌの出力が高められる。
上記のように燃焼室Ｓ中の混合気か点火プラグ１４によ
って着火燃焼せしめられると、ピストンｌはその頭部に
高圧を受けて下降を開始し、このピストンｌの下降によ
りてクランク室１６内に流入した前記混合気は一次圧縮
される。そして、ピストンｌか更に下降すると、第３図
に示すように排気通路２１．掃気通路２０が順次開口し
、排気ガスが排気通路２１へ排出されるとともに、クラ
ンク室１６内で一次圧縮された混合気が掃気通路２０を
通ってシリンダボア１２ａ内に流入し、シリンダボア１
２ａ内に残留する排気ガスを排気通路２１へ押し出す、
この掃気に際して、ピストン１の頭部に形成された半球
形凸部１ｂが混合気（新気）の排気通路２１への吹き抜
けの障害となるため、混合気の吹き抜は量が低く抑えら
れ、この結果、混合気の充填効果か高められてエンジン
ｌＯの出力向上が図られる。
って着火燃焼せしめられると、ピストンｌはその頭部に
高圧を受けて下降を開始し、このピストンｌの下降によ
りてクランク室１６内に流入した前記混合気は一次圧縮
される。そして、ピストンｌか更に下降すると、第３図
に示すように排気通路２１．掃気通路２０が順次開口し
、排気ガスが排気通路２１へ排出されるとともに、クラ
ンク室１６内で一次圧縮された混合気が掃気通路２０を
通ってシリンダボア１２ａ内に流入し、シリンダボア１
２ａ内に残留する排気ガスを排気通路２１へ押し出す、
この掃気に際して、ピストン１の頭部に形成された半球
形凸部１ｂが混合気（新気）の排気通路２１への吹き抜
けの障害となるため、混合気の吹き抜は量が低く抑えら
れ、この結果、混合気の充填効果か高められてエンジン
ｌＯの出力向上が図られる。
而して１本実施例に係るエンジン１０について得られる
出力特性は第４図の曲線りにて示されるか、該エンジン
ｌＯに使用されたピストンｌの頭部には曲率半径Ｒ，＝
３００ｍｍの半球形凸部１ａと曲率半径Ｒ２＝１２０ｍ
ｍの半球形凸部ｌｂが形成されることから、特性曲線り
は曲線Ａ（曲率半径Ｒ＝１２０ｍｍの半球形凸部を有す
るピストンを使用するエンジンの特性曲線）と曲線Ｃ（
曲率半径Ｒ＝３００ｍｍの半球形凸部を有するピストン
を使用するエンジンの特性曲線）を包絡したものとなり
、当該エンジン１０の出力を広い回転域に亘って高く保
つことかできる。
出力特性は第４図の曲線りにて示されるか、該エンジン
ｌＯに使用されたピストンｌの頭部には曲率半径Ｒ，＝
３００ｍｍの半球形凸部１ａと曲率半径Ｒ２＝１２０ｍ
ｍの半球形凸部ｌｂが形成されることから、特性曲線り
は曲線Ａ（曲率半径Ｒ＝１２０ｍｍの半球形凸部を有す
るピストンを使用するエンジンの特性曲線）と曲線Ｃ（
曲率半径Ｒ＝３００ｍｍの半球形凸部を有するピストン
を使用するエンジンの特性曲線）を包絡したものとなり
、当該エンジン１０の出力を広い回転域に亘って高く保
つことかできる。
尚、以上は本発明に係るピストンを特に２サイクルエン
ジンに適用した例について述べたが、本発明に係るピス
トンは４サイクルエンジンに対しても適用可能であるこ
とは勿論である。
ジンに適用した例について述べたが、本発明に係るピス
トンは４サイクルエンジンに対しても適用可能であるこ
とは勿論である。
（発明の効果）
以上の説明で明らかな如く本発明によれば、内燃機関用
ピストンの頭部に形成された半球形凸部上に、該凸部の
曲率半径より小さい曲率半径を有する別の半球形凸部を
一体に重ねたため、必要なスキッシュゾーンを確保した
上で高い圧縮比を得ることがてき、広い回転域において
高いエンジン出力を得ることができるという効果が得ら
れる。
ピストンの頭部に形成された半球形凸部上に、該凸部の
曲率半径より小さい曲率半径を有する別の半球形凸部を
一体に重ねたため、必要なスキッシュゾーンを確保した
上で高い圧縮比を得ることがてき、広い回転域において
高いエンジン出力を得ることができるという効果が得ら
れる。
第１図は２サイクルエンジンの破断側面図、第２図、第
３図はそれぞれ同エンジンの吸入・圧縮行程時、爆発・
掃気行程時の状態を示す拡大部分断面図である。第４図
はエンジンの性能特性図、第５図は従来のピストンを有
するエンジンの部分断面図である。 １・・・ピストン、ｌａ、ｌｂ・・・半球形凸部、Ｒｔ
、Ｒｔ・・・曲率半径。 特許出願人 ヤマ八発動機株式会社 代理人 弁理士 山 下 亮第２図 第３図
３図はそれぞれ同エンジンの吸入・圧縮行程時、爆発・
掃気行程時の状態を示す拡大部分断面図である。第４図
はエンジンの性能特性図、第５図は従来のピストンを有
するエンジンの部分断面図である。 １・・・ピストン、ｌａ、ｌｂ・・・半球形凸部、Ｒｔ
、Ｒｔ・・・曲率半径。 特許出願人 ヤマ八発動機株式会社 代理人 弁理士 山 下 亮第２図 第３図
Claims (1)
- 頭部に形成された半球形凸部上に、該凸部の曲率半径
より小さい曲率半径を有する別の半球形凸部を一体に重
ねて構成されることを特徴とする内燃機関用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28256388A JPH02130219A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 内燃機関用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28256388A JPH02130219A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 内燃機関用ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130219A true JPH02130219A (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=17654109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28256388A Pending JPH02130219A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02130219A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110657042A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-07 | 东华大学 | 一种发动机节能减重结构及其制造方法 |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP28256388A patent/JPH02130219A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110657042A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-07 | 东华大学 | 一种发动机节能减重结构及其制造方法 |
| CN110657042B (zh) * | 2019-09-23 | 2022-03-22 | 东华大学 | 一种发动机节能减重结构及其制造方法 |
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