JPS60256514A - 内燃機関用シリンダーヘツド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は往復するピストンのついた少くとも一つのシリ
ンダーを有する内燃機関用のシリンダー・ヘッドに関す
るもので、該シリンダー・ヘッドはシリンダー用の燃焼
室を弁調節された入口に適応させ、その入口はシリンダ
ーに向けて面している底平面内の円形表面上に投影され
ると四つの象限の各々の中に入口が分布されているので
、象限を右廻りに番号付けして、第−及び第二の取入ダ
クトの入口は第−及び第二象限それぞれの中に置かれて
居るようになシ、第−及び第二の排出ダクトの入口は第
三及び第四の象限のそれぞれの中に置かれているように
なっている。

四つの弁がシリンダーごとについているオツトー・エン
ジンでは、誘導ストワクの間に流入する空燃混合物、今
後”ガス”と称するもの、のシリンダー軸周りの回転を
生ぜしめることは、米国特許第４２１１１’８９号から
公知である。

この回転は、今後、”渦巻″と称せられるもので、エン
ジン内での燃料の良く制御可能で経済的な燃焼を可能な
らしめる。公知の解決に於ては、一つの取入ダクトは他
の取入ダクトよりもほぼ小さい貫流面積を有し、その上
更に、ガスは狭い取入ダクトから比較的小さい角度で、
問題のシリンダー軸に垂直な平面−・指向される。

よシ大きい方のダクトはそれから燃焼室中に流入するガ
スに上述の平面に対しよシ大きい角度を与える。狭いダ
クトはかくして、燃焼室中へ流入するガスに渦巻を惹起
し、又、ガスが、狭いダクトを通してのみ低い負荷にて
流れることを許し、エンジン上に部分負荷することによ
って、これらの負荷条件では確実に渦巻くことにさせる
。他の取入弁はその席を離れる弁きのこにより実際に開
きはするけれども、よシ大きいダクトを通ってはガス流
は全く現れない。他の取入弁は窪みの中に沈められてい
るから、渦巻は弁の開くことによって影響されるべきで
ない。

ガス流入はまたよシ大きい負何付けで他のダクトを通っ
ても出来るようにされ、そして渦巻はかくして、このガ
ス流によって渦巻が消される程度に迄反対に作用される
。

しかしながら、公知の解決は或不利を有している。従っ
て、渦巻を呈するための異って大きい取入ダクトの利用
の結果、エンジンかう得うれ得る動力が、もしも双方の
取入ダクト入口が最大の形状を与えられ、かつ、同じ大
きさであるならばよシも、可成シに少くなるだろうこと
である。異った大きさの弁と燃焼室内に特殊窪みをつけ
ての道具立てはシリンダーヘッドの製造を複雑にし、そ
れを一層高価にする。また、燃焼室壁内に好ましからぬ
温度集中の危険もある。なお更に、毎シリンダーに４個
の弁をつけたオツトーエンジンの成る型では、上述の公
知のエンジンで努力して得られる高負荷での減少した渦
巻形成の結果は、高い燃焼騒音になシ、エンジンが乗用
車に使用される時は慰安の面で妨げになるものになシ得
る。

燃焼室内で渦流を与える他の公知の方法は、弁きのこ上
または弁座に近接してうねを含んでいる。後者は例えば
米国特許第４２２４９１８号での場合である。毎シリン
ダ一に２つの弁をつけたオツトーエンジンに適用される
これらの解決は笑に燃焼室中に流入するガスを渦巻かせ
るようにするが、しかし、エンジンに高負荷するのにひ
どくガス流をスロットルする不利を担わされている。そ
の上更に、解決による結果は、うねを与える為に比較的
高価で面倒臭い製造過程になる。弁きのこの好ましから
ぬ磨耗もまた、うねがそれの上に置かれる場合の結果と
して起る、何故なら、ここでは弁が回転出来ぬようにな
っているからである。

本発明は緒論に記したようなシリンダーヘッドで、単純
な具合に、燃焼室内に渦巻を生ぜしめる役目を持ってい
て、他方、エンジンから得られうる動力は出来るたけ影
響されずにとどまるようになっている。かくして肝要な
望みはもつと高い負荷範、囲でも渦巻化を与え、それ番
とよ　シこつした負荷条件下に起る燃焼騒音を減衰させ
ることである。上述の点で゛は、本発明は第二　・・（
取入ダクトの入口と第一排出ダクトの入口との間で、燃
焼室の内部表面かうねなどをつけて形成され、それが底
面との交差の所で、シリンダー軸に向けて半径方向に凸
の形を描いて伸びる突起を形成していることと、燃焼室
の残シの内部表面で、底面と交差する処は、そうした突
起、を欠いていることとで際立っている。

このうねの存在によって、燃焼室内の非対称が生ぜられ
、かくして第一取入ダクト入口からのガス流が、第二取
入ダクト入口からのガス流によシ消されない渦巻を与え
ることを可能ならしめている。渦巻発生用うねは燃焼室
の壁中にすぐに形成することが出来、それの渦巻発生効
果、は他の具合によるよシもむしろ、ガス流の増大で、
すなわち、エンジン負荷の増大で増加する。

本発明の有利な実施例は、双方の取入ダクトが、第一の
取入ダクトは、第二の取入ダクトからのガス方向の該当
する角度よシも底面に対し、てほぼより小さい角度のつ
いた方向をガスに与えるように肇成さむることを特徴と
している。

取入ダクトの非対称的な道具立てによって、更に別の渦
巻発生効果が得られ、この効果力（上述したうねによシ
得られるものに加えられうる。

ここで肝要なことは、かくてうねから最も遠くに置かれ
ているところの第一の取入ダクトが、ガスをシリンダー
ヘッドの底面に対し小さい角度で導くものになるという
ことである。うねに隣接して置かれている第二の取入ダ
クトは、従って底面に対してより犬なる入射角を有し、
なかんずくうねとの共同作用によって、第一取入ダクト
からのガス流によシ生ぜられる渦巻との直接対面を避け
るようにする。

本発明の残シの際立った特徴は、付属する特許請求の範
囲々本発明を実施例化する実施例の以下の記述から明か
である。記述は付図を参照して実施される。

図中に描かれた本発明のシリンダーヘッド１は乗用車内
で運転するオツトー型工／ジンに対して意図されている
ものである。シリンダーヘッド１の底面２の第１図の図
には、二つの取入　□ダクト入口４．５と、二つの排出
ダクト人口６゜７と、点火手段（図示せず）用の開孔８
とを含む燃焼室３を描いている。取入ダクト人口４゜５
は等しい大きさであシ、これ又同じく等しい大きさの排
出ダクト人口６，７よすも若干大きい。入口４〜７は、
問題のシリンダー１１の直径により規定される円１０の
四つの象限１４〜１７の各々の中に一つの入口が分布さ
れている。

ピストン１２が、シリンダー１１内で従来状に往復運動
を行うように仕組まれている。ピストンの運動は取入及
び排出入口４〜７を、オツトー原理にて稼動している内
燃機関に対し良く公知の具合にして調節する慣例の弁１
８．１９の運動と同期化されている。

象限１４〜１７は第１図では一点鎖線によシ示され、右
廻りに番号付けされ、取入口４は第一象限１４内に置か
れ、取入口５は第二象限１５、排出口６は第三象限、排
出ロアは第四象限に置かれている。円の中心はシリンダ
ーの中心軸２０及び点火手段開孔８の中心と合致する。

シリンターヘッドの底面２と交差するところでは、燃焼
室３の壁はほぼ真直な側部ヘリ２２〜２４を形成してい
゛る。取入象限１５と排出象限１６とは、しかしながら
、ダクト人口５，６の間に途中に置かれている突起２６
をつけて形成された側部ヘリ２５によって相互に連結さ
れている。突起２６は、側部へ９２４に対称的で、シリ
ンダー軸２０と直線側部ヘリ２４との間の距離の少くと
も５−に等しい距離、シリンダー２０に向って半径方向
内向きに置かれる想像の直線的側部ヘリから伸びている
。有利には、この距離は上述の距離の８チと１６チの間
である。

突起２６の内向きに指向した峰は取入口のものとほぼ等
しい半径を有する。

突起２６は燃焼室壁に溢って伸び、取入ダクト口５と排
出ダクト口６（第２及び３図を見よ）の間に内向きに伸
びているうね２８を形成している。渦巻発生の必要がよ
シ少い時には、うね　１゜２８（よおゎ、、）。□い、
お０．ヤ、え　Ｌ′び６の中心間の第１図でのダッシュ
付線２９の半径方向外側に存在する。しかしながら、増
大した渦巻発生に対しては、うね２８は線２９を過ぎて
点火手段開孔８に向って伸びるべきである。線２９を通
る断面２９では、弁４と７との間の該当する燃焼室部分
に対するうね２８の高さは取入ダクト口の貫流半径の約
３０％迄になってもよい。

図中に描かれた燃焼室３も亦、取入及び排出口４，５及
び６，７のそれぞれが、お互に交差して底面３に対して
等しい角度を形成する（第４図を見よ）平面内に置かれ
ている。取入及び排出弁１８及び１９の運動の方向もま
た底面に対して等しい角度を形成している。第１及び２
図から、側部ヘリ２２〜２５とシリンダー円１０との間
には、所謂スカッシュ（ｅｑｕｉｓｈ　）　表面が形成
され、それがピストン圧縮ストロークの終位相に、燃焼
室３内に燃焼に好ましい微小擾乱を従来状に発生させる
ことが見られよう。

工／ジン誘導ストロークの間に、それらのきのこ２１（
第４図を見よ）のついた取入弁１８は、入口４．５を開
くので、ガスは燃焼室中に流入出来る。きのこ２１はガ
スを燃焼室壁に沿って導き、そして約半回転後に入口４
から流入するガスはうね２０と突起２６に達し、それら
がそれからガスを半径方向に内向き下方に導き、それが
別の取入口５から流入するガスと直接衝突するのを避け
る。最後に述べたガス流は、きのこ２１がガスを燃焼室
の壁に沼って拡げたすぐ後にうね２８に突き当る。うね
２８はこのガス流が第一取入口４からガスへ向けられる
渦流反対を形成する傾向を阻止する。取入口５からのガ
ス流は、うね２８の案内効果によ）可成）の軸方向成分
を与えられ、そしてこれが第一取入ダクト口４からのガ
ス流のうね２８による案内と一諸になって、後者のガス
流によ多発生される渦巻がエンジン上のフルロードに対
してもまた維持されうるような結果になる。

上述の渦巻生成は、本発明に於ては、取入ダク）３４．
３５の異る形状にした道具室にょシ、燃焼室３内のりね
２８の場所にもまた考慮を払って、補強される。取入ダ
クト３４．３５は双方のダクトに共通で、シリンダーヘ
ッドの側壁３２内に置かれている開孔３１から出発し、
ダクトはその後、シリンダーヘッド１内に鋳造された中
間壁３３によ多分割されて、第１及び４図に見られるよ
うにそれぞれの入口４及び５へ導く二本の完全に平行な
ダク）３４．３５ｉζなる。ダクト３４は、ダクト３５
の該当する壁部分３７に対して押下げられた下部壁部分
３６を有する。壁部分３６へ向合ったダクト３４の上部
壁部分は斜道３８（第５図を見よ）として形成されてい
る。斜道３８は、向き合っている壁部分３６と共に、ガ
ス流をシリンダーヘッドの底面２に対して比較的不角度
で指向する。底面２に対する斜道３８の角度は有利には
１４°と２０’の間であシ、又、それの弁ふ動方向に対
する角度は４０°と６０°の間であるべきである。斜道
３８はダクト中に突出している弁ガイド４１の上流す　
に置かれている。取入ダクト３５内には斜道３８への対
抗部分は無く、このダクトの上部々分の道具型は、第４
及び５図でダッシュ付線から明かな全〈従来状のもので
ある。取入ダクト３４゜３５の異った道具型とダクト３
４内の斜道３８の存在もまた、ダクト３４中に突出して
いる弁ガイド４１が、ダクト３８内の弁ガイド４２とそ
れの入口５との間に渉る距離よシも可成シに短い距離を
入口４に対して持つという結果にもなる。エンジン冷却
装置内に含まれる冷却剤ダクト３９もまた第１及び４図
に描かれている。

銹導ストロークの間で、取入弁１８が開いて保たれ、排
出弁１９は閉じている間に、ガスはダクト３４．３５と
それらの入口４，５を通シ、弁きのこ２１を過ぎて燃焼
室３中へ入る。斜道３８とダクト３４内の押下げられた
壁部分３６とは、それから、ガス流に、ガス流の主要部
分が取入弁きのこ２１の上部々分を過ぎて駆シ立てられ
る結果になるような方向を与える。かく　１て、主ガス
流はシリンダーヘッドの底面２に対して比較的に小さい
角度を有する方向を得、ガ　１）驚寿 ス流はかくして燃焼室壁に沿って掃引し、うね２８によ
シ案内されるので、渦巻発生が補強される。他方、取入
ダクト３５を通シ流れるガスは入口５で底面２に対して
比較的大なる角度を持つ方向を与えられる。方向は取入
弁１８の運動の方向のものとほぼ見做され得る。かくて
ガ□　ス流はバルブきのこを過ぎてそれ自身を比較的均
一に分布させ、かくして、取入口４からのガス流によシ
達成される渦巻に対する反対方向にされた渦巻の発生が
避けられる。取入口５からのガス流もまた、うね２８に
よって案内されるので、反対方向になった渦巻の発生は
防がれ、エンジンの高負荷に対してもまた、望む渦巻発
生が確実化される。望まれる比較的静かな燃焼。

も、かくして本発明のエンジンで得られ、それは燃焼室
とそれに連結されている取入ダクト内に本発明による非
対称の導入によって達成されるものである。

上述した笑施態様例は本発明を制限すると考えられるも
のでなく、本発明は付属する請求の範囲内で、複数の実
施例に修正しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、シリンダーに向けて面しているシリンダーヘ
ッドの底面中に突出している燃焼室のついた本発明のシ
リンダーヘッドを描いている。 第２図はシリンダーブロック上に置かれたシリンダーヘ
ッドを通し、第１図で線ｈ＝ｈに沿っての断面である。 第３図は第２図の線Ｂ　−Ｂ　ｉｃ溢う断面である。 第４図は第１図の線０−０に沿う断面で、第１図で、シ
リンダーヘッドの左取入及び排出ダクトの中心面を通シ
、弁を取付けたものであシ、一点鎖線は第１図の右の取
入ダクトの該当する断面を示している。 第５図は第４図で線Ｄ−Ｄに沿う断面であシ、一点鎖線
の取入ダクトは実線によシ描かれたダクト内ｌこ置かれ
て示されている。 特許出願人　サーぺ・スカテア・アクチボラグ 手続補正書 昭和６０年２月２　日 特許庁渠官志賀学　殿　゛イ ３、補正をする者 、（ｑ２よ。よ　特譜肛煎辷 可勢埒件−陣→幹＝ ＝；名称サーベ゛・又すニア・Ｖ’７カーホ゛′ラフパ
４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、往復するピストン（１２）のついたシリンダー（１
   １）を少くとも一つ有する内燃機関用、のシリンダー・
   ヘッドで、販シリンダー・ヘッド（１）はシリンダー（
   １１）に対して燃焼室（３）を弁１調節８れる入口（４
   〜７）″′″適応さ５下居ル、その入口は、シリンダ一
   に向けて面し工いるシリンダーヘッドの底平面（２）内
   の円形表面上番ζ投影されると、四つの象限ン１４〜１
   ７）の各々の中に一つの入口（４〜°７）が分布されて
   居るので、象限が右廻シに番号付けされた時、第−及び
   第二取入ダク）（３４，３５）は第−及び第二象限（１
   ４及び１５）それぞれの串に□置かれて居るようになつ
   ｃ誉り、又、第−友び第二の排出ダクトの入口（’６．
   ７）は耐三及沙□第１象限（１６及び１７）内にそれぞ
   れ置かれ。 ているよう事どなっているものｌと於て、第二取入ダク
   トの入口（桐と第一排出ダクトの入口（６）の間で、燃
   焼室の内部表面はうねなど（２８）をつけて形成されて
   おシ、それが底平面（２）と交差する所で、シリンダー
   軸（２０）に向って半径方向に伸びている突起を形成し
   て居　□ることと、燃焼室（３）の残シの内部表面でそ
   とは底平面と交差してる所はそうした突起を欠いている
   こととを特徴とするところシリンダー・ヘッド。 ２、　双方の取入ダクト（３４，３５）が、第一の取入
   ダクト（３４）がガスに対して、第二取入ダクト（３５
   ）からのガス方向の該当ス、る角度よシも実質的に少い
   角度を底平面（２）に対して与えるように道具立されて
   いることを特徴とするところの特許請求の範囲第１：ｌ
   ！記載の７リンダーφヘツド。 ３、第一取入ダクト（３４）は斜道（３Ｂ）の如＜１成
   された内壁を備えていて、該斜道（３８）はダクト（３
   ４）、中に突出している弁ガイド（４１）の上流に配置
   されているので、斜道（，３ｉ）はガス流の方向を底平
   面（２）に対し与えられた角度で導くことを特徴とする
   ところの特許請求の範囲第２項記載のシリンダー・ヘッ
   ド。 ４、斜道（３８）の底面（３）に対する角度は１４゜と
   ２０°の間であることと、弁ガイドの縦方向に対する斜
   道の角度は４０°と６０°の間であることとを特徴とす
   るところの特許請求の範囲第３項記載のシリンダー・ヘ
   ッド。 ５、底面（２）に最も近い第一取入ダクト（３）の壁（
   ３６）は第二取入ダク）（３５）の該当する部分（３７
   ）よりも底面（２）にほぼより近く置かれていることを
   特徴とするところの特許請求の範囲第４項記載のシリン
   ダー・ヘッド。 ６、第二の取入ダクトの入口（５）と第一の排出ダクト
   の入口（６）との間の想像的直線側部ヘリからの突起（
   ２６）の半径方向の伸びがシリンダー軸（２０）と想像
   的側部ヘリとの間の距離の８チと１６％の間に達するこ
   とを特徴とするとこ１）　ろの特許請求の範囲第１，２
   または３項の何れかに記載のシリンダー・ヘッド。 ７、そこでは底面（２）と交差しているところの、燃焼
   室（３）の残りの内部表面はお互にほぼ直角になってい
   る真直な側部ヘリ（２２〜２４）を有し、側部ヘリ（２
   ２〜２４）間の隅は、それの各々が、それぞれの象限（
   １４，１７）内のダクト入口（４及び７）の半径にほぼ
   該当する半径をつけて形成されていることを特徴とする
   ところの特許請求の範囲第６項記載のシリンダー・ヘッ
   ド。 ８、第二の取入ダクトの入口（５）と第一の排出ダクト
   の入口（６）との間で、うね（２８）は燃焼室（３）の
   内部表面に沿い該入口（５，６）の中心間の線（２９）
   を過ぎて伸びていることを特徴とするところの特許請求
   の範囲第１．第２または第６項記載のシリンダー・ヘッ
   ド。 ９゜取入ダクトの入口（４，５）が等しい貫流面積を・
   有することを特徴とするところの特許請　請求の範囲先
   行側れかの項に記載のシリンダー・−２ド・　ト□