JPH0612197Y2 - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は内燃機関の燃焼室の改良に関する。

［従来技術］ 内燃機関、特に燃料を燃焼室内に直接噴射する型式のデ
ィーゼルエンジンにおいては、燃焼室内で空気と燃料と
を均一に混合することが重要である。ディーゼルエンジ
ンにおいては、ピストンが圧縮行程で空気を圧縮してい
き、上死点付近で燃料を噴射して着火するために、上死
点付近で燃焼室内の空気にスワールやスキッシュ等の渦
流を与えて燃料との混合を促進するようにしている。こ
の目的で第４図に示すザラー型ピストン１においては、
ピストンヘッドにキャビティ２を設けて、スワールやス
キッシュを発生させているが、強力なスキッシュを得る
には、キャビティ２のスキッシュエッジ３を鋭角に形成
するのが望ましい。しかし、このようにスキッシュリッ
プ３を鋭角に形成すると、スキッシュリップ３の肉厚が
不足し、強度や耐熱性を低下させる不具合が生ずる。

この不具合を解消するため、本出願人は実願昭６０−１
２８８６７号において、ピストンヘッドの上面に設けた
キャビティの周縁部に吸排気バルブに対応して設けたく
ぼみの部分を除いて突起を形成するとともに、シリンダ
ヘッド側に該突起に対応する溝を形成して成る内燃機関
の燃焼室を提案している。

この考案自体は有効なものであるが、しかし、構造が複
雑で、かつピストンの運動部分の重量が増加するという
問題がある。

その他の従来技術としては、例えば実願昭５２−０５８
２０６号（実開昭５３−１５３１０２号公報）のマイク
ロフィルムには、燃焼室の側壁が若干外拡がりに構成さ
れており、且つシリンダヘッドに突出部を設けた技術が
示されている。しかし、突出部の形状が円筒状或いはリ
ング状であるため平坦部の面積が狭く、ポート面積を確
保する事が困難であるため、出力が低下する恐れがあ
る。また、バルブの配置が制約を受け、且つ、バルブの
オーバーランを惹起してしまうという問題点がある。

［考案の目的］ 本考案は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案された
もので、燃焼効率や、ピストンの強度及び耐熱性を向上
し、構造が簡単で、且つバルブ及びポートの配置に問題
が無い様な内燃機関の燃焼室を提供する事を目的として
いる。

［考案の構成］ 本考案によれば、ヘッドにピストンの上死点においてそ
の燃焼室内に位置する突出部を設けた内燃機関の燃焼室
において、その突出部（１５ａ、１５ｂ）はシリンダヘ
ッド（１４）の吸気バルブ孔（１７）と排気バルブ孔
（１８）との間に扇形に２箇所に形成され、その第１の
突出部（１５ａ）の長い円弧部（ａ１）にはシリンダヘ
ッド（１４）に設けたノズル孔（１９）が位置してお
り、その両側の円弧部（ａ３、ａ４）は前記吸気バルブ
孔（１７）および排気バルブ孔（１８）に沿って位置
し、その短い円弧部（ａ２）は凹部（１６）に接続し、
第２の突出部（１５ｂ）の短い円弧部（ｂ２）は前記凹
部（１６）と接続し、その両側の円弧部（ｂ３、ｂ４）
は吸気バルブ孔（１７）および排気バルブ孔（１８）に
沿って位置し、長い円弧部（ｂ１）に接続されている。

［考案の作用効果の説明］ 上記した様な構成を具備する本考案の内燃機関の燃焼室
によれば、ピストンが圧縮行程で上昇するに応じて、そ
の上死点付近では、ピストン上面の空気がキャビティ内
に流入してスワールやスキッシュを形成する。ここで、
空気が突出部とキャビティ側壁とで形成する通路を通過
する際に、下向きのモーメントを与えられてキャビティ
ーに流入するので、キャビティ内に強力なスキッシュが
発生し、燃料との混合をより促進し燃焼効率を向上する
ことができる。

また本考案では、突出部はシリンダヘッドの吸気バルブ
孔と排気バルブ孔との間に扇形に２箇所形成され、シリ
ンダヘッドに設けたノズル孔の一部が中心に近い側の突
出部の一部にかかっており、吸気バルブ及び排気バルブ
の外周部に沿って扇状に配置されているため、吸気バル
ブ孔、排気バルブ孔、ノズル孔の形成に必要な面積が確
保され、また、バルブの配置に必要な平坦部面積も確保
される。その結果、バルブ孔（バルブポート）面積の不
足により出力が低下したり、バルブが不安定でオーバー
ランを起こすという様な不都合が完全に防止される。こ
れにより、バルブの追従性を向上させることも出来る。

さらに、本考案によれば、キャビティの側壁を若干外拡
がりに形成しているので、キャビティリップを鈍角にし
て強度、熱負荷を向上させることができる。

これに加えて、本考案はキャビティ側壁を外拡がりに形
成するとともに、シリンダヘッドに突出部を形成するだ
けなので、構造が簡単であり、かつピストンの運動部分
の重量を軽減することができる。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図において、ピストン１０の上面中央部には、キャ
ビティ１１が形成されている。

このキャビティ１１の中心部には、空気流を改善するた
めに山型の突起部１２が形成されており、また側壁１３
は若干外拡がり、すなわち倒立した円錐面の一部をなす
ように形成されている。

他方、キャビティ１１に対応するシリンダヘッド１４の
下面には、ピストン１０が上死点にあるとき、キャビテ
ィ１１内に突出するようにキャビティ側壁１３との間に
通路Ａを形成して第１および第２の突出部１５ａおよび
１５ｂが突設されている。そして、これらの突出部１５
ａ、１５ｂの中心部には、適宜に圧縮比を定め、かつ、
スキッシュＢの生成を助長するように、円錐形の一部を
なす凹部１６が形成されている。

第２図において、シリンダヘッド１４の下面には、吸気
バルブ孔１７、排気バルブ孔１８、ノズル孔１９が設け
られており、従って突起部１５はこれらバルブ孔１７、
１８、ノズル孔１９の一部にかかるように形成されてい
る。

すなわち第１の突出部１５ａの長い円弧部ａ１にはシリ
ンダヘッド１４に設けたノズル孔１９が位置しており、
その長い円弧部ａ１の両側の円弧部ａ３、ａ４は前記吸
気バルブ孔１７および排気バルブ孔１８に沿って位置し
ており第１の突出部１５ａの短い円弧部ａ２は凹部１６
に接続している。第２の突出部１５ｂの短い円弧部ｂ２
は前記凹部１６と接続しており、その両側の円弧部ｂ
３、ｂ４は吸気バルブ孔１７と排気バルブ孔１８に沿っ
て位置し、そして長い円弧部ｂ１に接続されている。

本考案はこのように構成されており、空気が通路Ａを通
過する際に、下向きのモーメントを与えられてキャビテ
ィ１１に流入するので、キャビティ１１内に強力なスキ
ッシュＢが発生し、燃料との混合をより促進して燃焼効
率を向上することができる。また、キャビティ１１の側
壁１３を若干外拡がりに形成しているので、スキッシュ
リップＣを鈍角にして強度、熱負荷を向上することがで
きる。また、キャビティ側壁１３を若干外拡がりに形成
するとともに、シリンダヘッド１４に第１および第２の
突出部１５ａ、１５ｂを形成するだけなので、構造が簡
単であり、かつピストン１０の運動部分の重量を軽減す
ることができる。

第３図は本考案の別の実施例を示し、突出部１５ｃの中
心部の凹部１６ａを球面の一部をなすように形成し、他
を第１図と同様に構成した例である。この実施例でも第
１図と同様の作用効果がある。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、強力なスキッシュ
を発生させて燃焼効率を向上することができるととも
に、必要なバルブ孔面積を確保して出力低下を防止し、
バルブ安定に配置される事を保証してオーバーランを防
止することが出来る。

そして、ピストンの強度、耐久性を向上することがで
き、また構造を簡単化し、かつピストンの運動部分の重
量を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す断面図、第２図は第
１図のシリンダヘッドの下面図、第３図は本考案の第２
実施例を示す断面図、第４図は従来のザウラ型ピストン
を示す断面図である。 １０…ピストン、１１…キャビティ、１３…キャビティ
の側壁、１４…シリンダヘッド、１５、１５ａ…突出部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドにピストンの上死点においてその燃
   焼室内に位置する突出部を設けた内燃機関の燃焼室にお
   いて、その突出部（１５ａ、１５ｂ）はシリンダヘッド
   （１４）の吸気バルブ孔（１７）と排気バルブ孔（１
   ８）との間に扇形に２箇所に形成され、その第１の突出
   部（１５ａ）の長い円弧部（ａ１）にはシリンダヘッド
   （１４）に設けたノズル孔（１９）が位置しており、そ
   の両側の円弧部（ａ３、ａ４）は前記吸気バルブ孔（１
   ７）および排気バルブ孔（１８）に沿って位置し、その
   短い円弧部（ａ２）は凹部（１６）に接続し、第２の突
   出部（１５ｂ）の短い円弧部（ｂ２）は前記凹部（１
   ６）と接続し、その両側の円弧部（ｂ３、ｂ４）は吸気
   バルブ孔（１７）および排気バルブ孔（１８）に沿って
   位置し、長い円弧部（ｂ１）に接続されていることを特
   徴とする内燃機関の燃焼室。