JPS6218662Y2 - - 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ピストンに関し、特に吸気
効率、既燃ガスの排出効率及びシリンダ内の混合
気の乱れによる燃焼効率を向上するものに関す
る。

【従来の技術と問題点】

内燃機関において燃焼効率を向上するには、シ
リンダ内に吸入された混合気にガス流動を生成し
て点火プラグによる着火の際の火炎伝播を迅速化
すれば良く、かかるガス流動の生成法として従来
ハイスワールポート、マスクドシート等により吸
入時にスワールを起すものがある。しかし、混合
気の流動が要求されるのは特に圧縮行程終了頃の
着火時及び着火直後であるが、上記の方法ではこ
の時期までにガス流動が残ることが少なくて効果
が小さい。また、燃焼室の内壁とピストンとの間
のスキツシユにより圧縮行程末期に乱れを生じさ
せる方法もあるが、これは機関回転数の低い場合
は効かず、また燃焼室中央部まで乱れの作用を持
続させる効果は期待できず、且つプラグ周辺への
乱れ効果は余りない。 次いで、吸気効率の向上については例えばター
ボチヤージヤ等による過給があるが、構造的に非
常に複雑化することは言う迄もない。既燃ガスの
排出効率の向上に関しては、例えば特開昭49−
63815号公報の先行技術があるが、これはピスト
ンの頂部を本体から分離してスプリングにより伸
縮可能にしたもので、吸入行程でもピストン頂部
が伸びるため吸入混合気の充填効率が悪化する不
具合がある。 なお、本考案に類似するものとして、例えば実
公昭47−20567号公報の先行技術があるが、これ
はピストン頂部に耐熱板を埋設して燃焼時の熱か
らピストンを保護するもので、本考案の目的、構
成、効果とは全く異る。

【問題点を解決するための手段】

本考案はこのような事情に鑑み、ピストン頂部
に排気弁先側端部を固定した揺動板を取付け、ピ
ストン往復運動時の慣性力及び爆発行程での燃焼
ガス圧により揺動板を団扇のように揺動させて、
吸入行程での吸入効率、排気行程でのガスの排出
効率、更には燃焼時の乱れ生成による燃焼効率を
向上するようにしたピストンを提供することを目
的とする。

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例を具体
的に説明すると、第１図と第２図において、符号
１はシリンダ、２はシリンダ１内に挿入されて上
下に往復運動するピストン、３は燃焼室であり、
この燃焼室３と連通する吸、排気ポート４，５に
それぞれ吸、排気弁６，７が設けてある。 かかる構成において、ピストン２の頂部２′に
その径より小さい揺動板８が、排気弁７側の端部
をビス９で固定する等して取付けられている。揺
動板８はSUH３，SUH４等の耐熱材で且つ弾性
に富む材料で作られ、ピストン２が上死点と下死
点の間を往復運動する際の加速度が、それらの上
死点及び下死点では大きく、途中において小さく
なるように変化し、更にその加速度の方向が往路
と復路で逆になるので、この慣性力を利用して弾
性的に団扇のように揺動するようになつている。
そして、この場合の揺動板８の撓みはそのばね定
数を適宜設定することにより、吸、排気弁６，７
が開いた際にそれと干渉しないようにされる。 次いでこのように構成された本考案の作用を第
３図を用いて説明すると、先ず排気行程では排気
弁７が開いて燃焼室３及びシリンダ１の内部を大
気に開口するため、揺動板８は残留ガス圧を受け
ることなくフリーである。そこで、ピストン２が
下死点から高速で上昇し、上死点の手前で速度が
急に低下するとき、揺動板８はビス９による固定
側を支点として慣性力により急激に上方に撓み、
このときのあおり作用で燃焼室３に残つている既
燃ガスが押出される。ビス９は排気弁側に設置し
てあるので、第１図のように揺動板８が上方に撓
むときに、既燃ガスの押出がより良好になる。次
いで、吸気行程ではピストン２の下降が最初高速
で、下死点に近づく程その速度が低下し、且つ揺
動板８はピストン２に対し遅れを生じることで、
その行程の前半において揺動板８が上方に撓んで
おり、半ば過ぎにピストン頂部２′に接するよう
に戻る。一方、このときシリンダ１内部の負圧は
大きく、且つ吸気弁６の開度も大きい状態にあ
り、これに加えて揺動板８の戻りによるあおりで
負圧が増して吸気が促進される。 圧縮行程においてはピストン２の上昇によりシ
リンダ１内の混合気が圧縮されて揺動板８の上部
に作用するが、その圧縮混合気は揺動板８の下部
のピストン頂部２′との間隙にも入り込むこと
で、揺動板８の両面の圧力差は相殺される。その
ため、排気行程の場合と同様に上死点の手前で慣
性力により揺動板８が上方に撓むが、その後直ち
に揺動板８の弾性復元力で戻され、このとき揺動
板８とピストン頂部２′との間の混合気が噴出し
て乱流が生成される。その過程で点火プラグによ
り着火されて爆発するが、このときの多大な燃焼
ガス圧で揺動板８を更にピストン頂部２′に押付
けるようになり、このため揺動板８とピストン頂
部２′との間の未然ガスが火炎部に向つて噴出
し、火炎伝播中の混合気に乱れを生じて、燃焼速
度が上るのである。 なお、揺動板８の形状は円形のみならず、吸、
排気ポート４，５より幅の広い細長いものでも良
く、バスタブ型燃焼室ではスキツシユ部を除く燃
焼室内で作用するようにしても良い。

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように本考案による
と、ピストン頂部２′に取付けられた揺動板８が
慣性力及び爆発時の燃焼ガス圧により団扇のよう
に上下に撓んで、吸気行程では負圧を増し、排気
行程では排気を押出すことになつて、吸気効率、
ガスの排出効率が向上する。また更に、圧縮行程
及びその後の爆発においては、混合気の乱れを生
成することになつて燃焼速度が増し、燃焼効率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるピストンの側面図、第２
図は同平面図、第３図は動作状態を示す図であ
る。 ２……ピストン、２′……ピストン頂部、８…
…揺動板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストン頂部に排気弁側端部を固定した揺動板
   を取付け、ピストン往復運動の時の慣性力及び爆
   発行程での燃焼ガス圧により上記揺動板を揺動さ
   せるように構成したことを特徴とするピストン。