JPH0629556B2 - エンジンの燃焼室構造 - Google Patents

エンジンの燃焼室構造

Info

Publication number
JPH0629556B2
JPH0629556B2 JP61258128A JP25812886A JPH0629556B2 JP H0629556 B2 JPH0629556 B2 JP H0629556B2 JP 61258128 A JP61258128 A JP 61258128A JP 25812886 A JP25812886 A JP 25812886A JP H0629556 B2 JPH0629556 B2 JP H0629556B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
swirl
combustion chamber
intake valve
masked
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61258128A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63113117A (ja
Inventor
誠介 光永
晴彦 竹友
博 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP61258128A priority Critical patent/JPH0629556B2/ja
Publication of JPS63113117A publication Critical patent/JPS63113117A/ja
Publication of JPH0629556B2 publication Critical patent/JPH0629556B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は吸気ポート近傍にマスクド・シート・ヘッドを
設けて、スワール生成を助成するようにしたエンジンの
燃焼室構造に関する。
(従来技術およびその問題点) エンジンの燃焼室構造のなかには、低負荷運転領域にお
ける燃焼性改善の手法として、実開昭52−14781
1号公報に見られるように、燃焼室内にマスクド・シー
ト・ヘッドを設けて、スワールとスキッシュとを共に生
成するようにしたものがある。すなわち、マスクド・シ
ート・ヘッドは、スキッシュエリアと、吸気弁近傍に起
立し、吸気弁の一部を覆うマスク壁とを備え、このマス
ク壁で吸気弁部の一部を遮閉させて、吸気ポートから燃
焼室内に流入する新気の流れに方向性をもたせ、これに
より燃焼室内にスワールを生成する機能をもつものであ
る。
しかしながら、この種の燃焼室構造を、一次吸気通路
と、低負荷域では閉とされる二次吸気通路とを1つの吸
気ポートに合流するようにしたエンジンに適用する場合
には、大量に新気を導入しなければならない高負荷域に
おいて上記マスクド・シート・ヘッドの存在により充填
効率が低下することが問題となる。
そこで、本発明の目的は、低負荷域での十分なるスワー
ル生成と、高負荷域での充填効率低下の防止とを両立さ
せるようにしたエンジンの燃焼室構造を提供することに
ある。
(問題点を解決するための手段、作用) 本発明は、吸気ポートを開閉する吸気弁の直上流におい
て、一次吸気通路と、低負荷域では閉とされる二次吸気
通路とが合流され、 前記一次吸気通路が気筒のほぼ接線方向に指向されて、
燃焼室内にスワールを生成するスワール通路とされたエ
ンジンを前提として、 前記吸気ポートと排気ポートとで挟まれた領域のうち、
前記吸気ポートを挟んで、スワールの流れ方向上流側に
配設された点火プラグと、 前記吸気ポートと排気ポートとで挟まれた領域のうち、
前記吸気ポートを挟んで、スワールの流れ方向下流側に
設けられ、燃焼室内に突出して前記吸気弁の回りにマス
ク壁を形成するマスクド・シート・ヘッドと、を備え、 前記マスクド・シート・ヘッドは、排気ポートの近傍ま
で延設されて、燃焼室内にスキッシュエリアを形成する
と共に、その排気ポートに対向する面が、排気ポートに
近づくにつれて徐々に燃焼室内への突出量が小さくなる
傾斜面とされ、 前記マスクド・シート・ヘッドのマスク壁と前記吸気弁
との間の間隔(Z)が、下記の式: d:吸気弁の外径寸法 Avnmax:吸気弁が最大にバルブリフトしたときの
吸気弁部の幾何学的最小通路面積 π:円周率 に基づいて決定され、前記間隔(Z)が低負荷域でのス
ワール助勢作用を奏する一方高負荷域では前記マスク壁
が吸気抵抗とならない値とされている構成としてある。
すなわち、気筒のほぼ接線方向に指向された一次吸気通
路に対して、マスクド・シート・ヘッドをスワール助勢
手段として位置づける一方、マスクド・シート・ヘッド
の排気ポートに対向する面を傾斜面とさせて、スワール
減衰を防止するようにしてある。そして、このスワール
助勢手段としてのマスクド・シート・ヘッドと吸気弁と
の間隔、より詳細には、マスク壁と吸気弁との間隔は、
ある所定の間隔を越えたときには、高負荷域で吸気抵抗
にならないとの認識に基づいて、マスクド・シート・ヘ
ッドと吸気弁との間隔Zを、上記式に基づいて、高負荷
域での吸気抵抗にならない最小限の間隔に設定するよう
にしてある。これにより、マスクド・シート・ヘッドの
スワール助勢機能が確保され、一方、高負荷域での充填
効率低下が防止されることとなる。
(実施例) 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。
第1図乃至第4図において、1はエンジン本体であっ
て、シリンダブロック2、シリンダヘッド3等で構成さ
れており、このエンジン本体1の各気筒4内にはピスト
ン5が装備されて、ピストン5の上方には燃焼室6が形
成され、この燃焼室6には、シリンダヘッド3に設けら
れた吸気ポート7と排気ポート8とが開口している。上
記吸気ポート7には、吸気弁9が配設され、また排気ポ
ート8には排気弁10が配設されて、これらの弁9、1
0は図示を省略した動弁機構によって作動され、それぞ
れ所定のタイミングで両ポート7、8の開閉がなされる
ようになっている。また、第3図中12は吸気マニホル
ドで、吸気マニホルド12はシリンダヘッド3すなわち
吸気ポート7に接続され、この吸気マニホルド12によ
り吸気ポート7に至る吸気通路13が形成されている。
前記吸気ポート7内すなわち吸気弁9近傍部分には、隔
壁14が形成され、この隔壁14によって、吸気通路1
3の下流側端部付近が、互いに並列に1次吸気通路15
と2次吸気通路16とに画成されている。この1次吸気
通路15は低負荷用吸気通路となるものでその通路断面
積が小さくされ、また2次吸気通路16は高負荷用吸気
通路となるものでその通路断面積が大きくされている。
そして2次吸気通路16には、シャッタ弁17が配設さ
れており、シャッタ弁17は低負荷域では閉じられ、高
負荷域では開かれるようになっている。
前記1次吸気通路15は、その出口端15aが吸気弁9
の直上流において2次吸気通路16と合流され、出口端
15aの指向方向は、気筒4のほぼ接線方向とされたス
ワール生成通路とされ、これにより、第2図に示すよう
に燃焼室6にスワールSを発生させるようにされてい
る。一方2次吸気通路16の指向方向は、燃焼室6のほ
ぼ中心に向かうようにされている。
シリンダヘッド3には、吸気ポート7からスワールSの
流れ方向に、順次、点火プラグ11と、排気ポート8
と、燃焼室6に向けて突出するマスクド・シート・ヘッ
ド18とが設けられている。すなわち、吸気ポート7と
排気ポート8とで狭まれた領域のうち、スワールSの流
れ方向上流側に点火プラグ11が配設され、スワールS
の流れ方向下流側にマスクド・シート・ヘッド18が設
けられている。
マスクド・シート・ヘッド18は、吸気弁9の近傍に起
立するマスク壁19と、スキッシュエリア20とを備
え、このスキッシュエリア20は、第2図、第4図に示
すように、排気ポート8の近傍まで延設されている。そ
してマスクド・シート・ヘッド18の排気ポート8に対
向する面は、排気ポート8に近づくにつれて徐々に燃焼
室6内への突出量が小さくなる傾斜面21とされて、こ
の傾斜面21により、スワールSの流れ方向を下方に案
内するようにされている。なお、第4図中、符号22は
点火プラグ取付孔である。
マスクド・シート・ヘッド18は、そのマスク壁19と
吸気弁9との間隔Zが高負荷域での吸気抵抗とならない
値に設置され、具体的には、下記に理論値に基づいて実
験的にその最適値が設定されている。
以下に、上記理論値の算出方法について説明する。
先ず、吸気弁9と吸気ポート7からなる弁部の幾何学的
最小通路面積をAv(mm2)とする。
次にマスクド・シート・ヘッド18による抵抗面積Ac
(mm2)を求める。ここで、吸気弁9の一部がマスク壁
19で完全に遮閉されている、つまり吸気弁9とマスク
壁19との間隔が零であると仮定すると、抵抗面積Ac
は、 Ac=Av×マスク比・・・(1) ここにマスク比は、吸気弁9の全周に対するマスク壁1
9の割合である。いま、第5図に示すように、マスク壁
19のマスク平面において、マスク高さをh、バネブリ
フト量零のときのマスク長さをb、最大バルブリフト量
(nmax)のときのマスク長さをaとおくと、バルブリ
フト量n(mm)のときのマスク比Knは、以下の式で表
わされる。
ここに、d:吸気弁9の外径寸法 したがって、バルブリフト量n(mm)のときの抵抗面積
Acnは、この(2)式を、(1)式に代入することにより得
られることとなる。すなわち、 次に、吸気弁9とマスク壁19とのすき間による通路面
積Adを求める。すなわち、上記(3)式は、吸気弁9と
マスク壁19との間の間隔Zが零であるとの仮定に基づ
いて導出してある。これに対して吸気弁9とマスク壁1
9との間にはきすき間があ、したがって、(3)式で求め
たマスク比分はすき間Zから新気が流れる。
ここに、バルブリフト量n(mm)のときの吸気弁9とマ
スク壁19との間隔Zでの通路面積Adn(mm2)は、 となる。この(4)式に上記(3)式を代入すると、 したがって、マスク壁19による抵抗通路面積Ao(mm
2)は、バルブリフト量n(mm)のときには、以下の式
で表されることとなる。
Aon=Acn−Adn・・・(6) この(6)式に、(3)式、(5)式を代入すると、 となる。
この(7)式で表現される抵抗通路面積Aoが、高負荷域
での吸気抵抗となる。このことから、抵抗通路面積Ao
が零であれば、マスク壁19の存在に起因する吸気抵抗
は実質的に無視できることとなる。つまり、最大バルブ
リフト時に抵抗通路面積Aoが零となる間隔Zを求めれ
ばよい。上記(7)式においてn=nmax、Aon=0とお
くと、 となり、Avnmax−πz−πdz=0となる。
したがって、要求間隔Zは、 ここに、Z<0はあり得ないことから、 つまり、上記(8)式に藻度付いて間隔Zを求めれば、理
論的にマスク壁19の存在に基づく吸気抵抗は無視でき
ることとなる。
いま、吸気弁9の弁部における実寸法を第6図のように
し、ボア径71mm、最大バルブリフト量9.5mmとした
とき、吸気弁9とマスク壁19との間隔Zと抵抗通路面
積Avoとの関係は、第6図に示すようになる。すなわ
ち、間隔Z=5.5で抵抗通路面積Avoは理論的に零
となる。
実際に上記間隔Zと出力損出との関係を試験したところ
第7図、第8図に示すデータが得られた。すなわち、吸
気弁9とマスク壁19との間隔Zを4mmに設定すれば、
マスク壁19の存在による吸気抵抗が無視し得るとの結
論を得るに至った。
このことから、実施例では、上記第6図等で示す各部の
寸法の下で、吸気弁9とマスク壁19との間隔Zは4mm
に設定されている。また、併せて、スキッシュエリア面
積比と燃焼性との関係を求めたところ、第9図に示すデ
ータが得られ、この結果、ここではスキッシュエリア面
積比を約9%に設定してある。更に、マスクド・シート
・ヘッド18の傾斜面21の傾斜角は、スワール比との
関係で第10図に示すデータから、20〜30(de
g)に設定してある。一方、上死点にあるピストン5と
マスクド・シート・ヘッド18のスキッシュエリア20
との間隔、つまりスキッシュクリアランスは、第11図
に示す燃焼性との関係で、0.65mmに設定してある。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、二次吸気通路と低負荷
域でスワールを生成させる一次吸気通路とが1つの吸気
ポートに合流されたエンジンに対して、本発明によれ
ば、マスクド・シート・ヘッドによるスワール助勢機能
及びマスクド・シート・ヘッドの傾斜面によるスワール
減衰防止の下で低負荷域での燃焼性の改善を図ることが
できると共に、マスクド・シート・ヘッドの存在による
高負荷域での充填効率の低下を防止することができ、高
負荷領域での出力を低下させることなく低負荷域での出
力向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は吸気弁の弁部の断面図、 第2図はエンジン本体の正面図、 第3図はエンジン本体の断面図であって、第2図中III
−III断面図、 第4図はシリンダヘッドをシリンダブロック側からみた
正面図、 第5図はマスクド・シート・ヘッドのマスク平面図、 第6図は吸気弁の弁部の寸法を示す図、 第7図は吸気弁とマスクド・シート・ヘッドとの間隔と
マスクド・シート・ヘッドの存在により抵抗通路面積と
の関係を理論値に基づいて示すグラフ、 第8図乃至第12図は各試験データを示すグラフであ
る。 1:エンジン本体 7:吸気ポート 9:吸気弁 11:点火プラグ 15:一次吸気通路 15a:出口端 16:二次吸気通路 17:シャッタ弁 18:マスクド・シート・ヘッド 19:マスク壁 20:スキッシュエリア 21:傾斜面 22:点火プラグ取付穴 S:スワール Z:間隔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気ポートを開閉する吸気弁の直上流にお
    いて、一次吸気通路と、低負荷域では閉とされる二次吸
    気通路とが合流され、 前記一次吸気通路が気筒のほぼ接線方向に指向されて、
    燃焼室内にスワールを生成するスワール生成通路とされ
    たエンジンにおいて、 前記吸気ポートと排気ポートとで狭まれた領域のうち、
    前記吸気ポートを狭んで、スワールの流れ方向上流側に
    配設された点火プラグと、 前記吸気ポートと排気ポートとで狭まれた領域のうち、
    前記吸気ポートを狭んで、スワールの流れ方向下流側に
    設けられ、燃焼室内に突出して前記吸気弁の回りにマス
    ク壁を形成するマスクド・シート・ヘッドと、を備え、 前記マスクド・シート・ヘッドは、排気ポートの近傍ま
    で延設されて、燃焼室内にスキッシュエリアを形成する
    と共に、その排気ポートに対向する面が、排気ポートに
    近づくにつれて徐々に燃焼室内への突出量が小さくなる
    傾斜面とされ、 前記マスクド・シート・ヘッドのマスク壁と前記吸気弁
    との間の間隔(Z)が、下記の式: d:吸気弁の外径寸法 Avnmax:吸気弁が最大にバルブリフトしたときの
    吸気弁印の幾何学的最小通路面積 π:円周率 に基づいて決定され、前記間隔(Z)が低負荷域でのス
    ワール助勢作用を奏する一方高負荷域では前記マスク壁
    が吸気抵抗とならない値とされている、 ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。
JP61258128A 1986-10-31 1986-10-31 エンジンの燃焼室構造 Expired - Lifetime JPH0629556B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61258128A JPH0629556B2 (ja) 1986-10-31 1986-10-31 エンジンの燃焼室構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61258128A JPH0629556B2 (ja) 1986-10-31 1986-10-31 エンジンの燃焼室構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63113117A JPS63113117A (ja) 1988-05-18
JPH0629556B2 true JPH0629556B2 (ja) 1994-04-20

Family

ID=17315900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61258128A Expired - Lifetime JPH0629556B2 (ja) 1986-10-31 1986-10-31 エンジンの燃焼室構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0629556B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011154631A1 (fr) * 2010-06-09 2011-12-15 Renault S.A.S. Moteur a combustion interne a allumage commande

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6900932B2 (ja) 2018-04-18 2021-07-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘッド
JP2019190286A (ja) 2018-04-18 2019-10-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘッド

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5548104U (ja) * 1978-09-22 1980-03-29

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011154631A1 (fr) * 2010-06-09 2011-12-15 Renault S.A.S. Moteur a combustion interne a allumage commande
FR2961255A1 (fr) * 2010-06-09 2011-12-16 Renault Sa Moteur a combustion interne a allumage commande

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63113117A (ja) 1988-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930018138A (ko) 내연기관
JPS59122725A (ja) エンジンの吸気装置
JPH0629556B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
KR100200115B1 (ko) 실린더 헤드의 연소실 구조
JPS5838610B2 (ja) 内燃機関
JP3037515B2 (ja) 2点点火エンジン
JPH0348334B2 (ja)
JP3644323B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関
JPS6350426Y2 (ja)
JPS6314023Y2 (ja)
JP2524387B2 (ja) 内燃機関の燃焼室
JPS6218731B2 (ja)
JP2566257B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
JPH0447153A (ja) 内部排気還流式エンジン
JP2563943B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
JPS6017222A (ja) エンジンの燃焼室構造
JP3373927B2 (ja) 側弁型内燃機関
JPH0231546Y2 (ja)
JPH0236905Y2 (ja)
JPS6217091B2 (ja)
JPS61157712A (ja) エンジンの吸気装置
JP2971247B2 (ja) 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室
JPH0433382Y2 (ja)
JPH04362263A (ja) 内燃機関の排気ガス再循環装置
JPH0330695B2 (ja)