JPS6231616Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はエンジンの燃焼室構造に関するもの
である。

燃料の気化・霧化および燃焼速度を促進して燃
焼効率を向上させるためには、吸入混合気を渦状
に旋回させてスワールを形成することが有効であ
るとされている。そのために、吸入混合気を燃焼
室の周方向に案内して旋回させることで、燃焼室
に供給される混合気の渦流状態を強化して燃料の
気化・霧化および燃焼速度を促進させ、理論空燃
比よりリーンな燃料（希薄混合気）の燃焼能力が
向上されて燃費の改善を図り得るようにしたエン
ジンが実公昭55−48101号によつて提案されてい
る。

この種エンジンは、シリンダヘツドにシリンダ
ブロツクとの合せ面に対して傾斜した中心軸を有
する吸・排気弁と、球形の内壁面とを備えた半球
状の燃焼室を形成し、上記内壁面に開口された吸
気ポートと排気ポートの間に、吸気弁座の外周の
一部に沿つて燃焼室内に突出した案内壁を形成
し、この案内壁によつて吸入混合気を燃焼室の周
方向に旋回させるように構成されている。

一方、エンジンのシリンダヘツド内壁面に開口
している吸気ポートもしくは排気ポートのいずれ
か一方と、点火プラグを囲む領域に相当する部分
に凹部を設け、ピストンが上死点にあるときのシ
リンダヘツド内壁面とピストン上面との間に、上
記凹部により成るコンパクトな燃焼室を形成する
ようにしたエンジンが特開昭50−107309号および
特開昭54−65207号によつて提案されている。

この種エンジンのように、コンバクトな燃焼室
を形成することで、火焔の伝播距離が短かくなる
から、圧縮比を大きくしてもノツキングが起ら
ず、燃焼効率を高めることができる上、圧縮比を
大きくし得ることで、リーンな混合気の有効燃焼
が期待できるから燃費の改善を図り得る。また、
コンパクトな燃焼室を吸気ポート側に形成するこ
とで、燃焼室の壁面を活用して吸入混合気にスワ
ールが形成できるので、燃料の気化・霧化および
燃焼速度を促進して燃焼効率が高められる。

さらに、上記凹部に隣接して、圧縮工程の終期
にシリンダヘツド内壁面とピストン上面との間に
微少間隙のスキツシユゾーンを形成するように構
成したエンジンは周知である。このようなエンジ
ンは、スキツシユゾーンで生成されたスキツシユ
流を燃焼室内に押し出して、燃焼室内にある混合
気に対して吹き付け、混合気を積極的に流動させ
ることで燃料の気化・霧化および燃焼速度が促進
され燃焼効率が高められる。

すなわち、燃料の気化・霧化および燃焼速度を
促進して燃焼効率を高めるとともに燃費の改善を
図るための最も有効な手段は、吸入混合気を旋回
させながらシリンダ内に導き、この旋回流をコン
パクトな燃焼室内に導入し、かつ燃焼室内で積極
的に渦状に流動させることである。

しかしながら、上記コンパクトな燃焼室を形成
するように構成したエンジンでは、コンパクトな
燃焼室を形成するために設けられる小さな凹部に
吸気ポートもしくは排気ポートが開口されるた
め、各ポートの周りに凹部の内面が近接した状態
になり、凹部の内面に吸・排気が衝突するため
吸・排気抵抗が増大して吸・排気効率を低下させ
る問題がある。

この考案は上記従来の問題に鑑みなされたもの
で、吸入混合気をシリンダ内に旋回させるように
導くとともに、旋回させて導いた混合気をコンパ
クトな燃焼室内で積極的に渦状に流動させ、燃料
の気化・霧化および燃焼速度を促進して燃焼効率
を高め、燃費の改善を図り、かつ、吸・排気抵抗
を低減させて吸・排気効率を向上させ得るエンジ
ンの燃焼室構造を提供することを目的とする。

以下、この考案の実施例を図面にしたがつて説
明する。

第１図はこの考案に係る燃焼室構造を適用した
エンジンの斜視図を示し、第２図は同シリンダヘ
ツドの底面図を示す。これらの図において、１は
シリンダブロツク、２はシリンダヘツド、３はピ
ストンで、シリンダヘツド２には第３図で明らか
なように半球状の凹部４が形成され、この凹部４
の内面、つまりシリンダヘツド２の内壁面５に吸
気ポート６と排気ポート７が開口され、吸気ポー
ト６は吸気通路８と、排気ポート７は排気通路９
にそれぞれ連通している。上記吸気ポート６には
吸気弁座１０が装着され、シリンダブロツク１と
の合せ面１１に対して傾斜した中心軸C₁を有す
る吸気弁１２（第１図参照）が開閉可能に設けら
れるとともに、排気ポート７には排気弁座１３が
装着され合せ面１１に対して傾斜した中心軸C₂
を有す排気弁１４（第１図参照）が開閉可能に設
けられている。

１５は点火プラグ用の凹部で、この凹部１５は
吸気ポート６と排気ポート７の間の凹部４周辺に
設けられ、該凹部１５に点火プラグ１６の電極部
が臨んでいる。そして、吸気通路８は、吸気が点
火プラグ用の凹部に向けて流入するように湾曲し
て吸気ポート６に連通している。

１７は突設部を示す。この突設部１７は吸気を
シリンダ内に旋回させて導くためのものであつ
て、シリンダヘツド２の半球状の凹部４の吸気ポ
ート６と排気ポート７の中間部で、しかも点火プ
ラグ用の凹部１５が設けられている位置の反対側
に形成されている。そして、吸気ポート６の外周
に沿つて吸気をシリンダ内に旋回させるように導
く案内壁１８が形成され、該案内壁１８は第４図
で明らかなように、合せ面１１に対して垂直に形
成されている。また、突設部１７の排気ポート７
側の側壁、つまり突設部側面１９は、半球状の凹
部４の内壁面５と滑らかに連続するように、内壁
面５の曲率とほぼ同じ曲率を有する曲面に形成さ
れ、かつ突設部１７の下面２０は合せ面１１とほ
ぼ面一になる高さに形成されるとともに、上記案
内壁１８と突設部側面１９とが交差する稜線２１
は内壁面５に対して滑らかに連続する曲線に形成
されている。

ピストン３の吸気ポート６に対向する上面部分
には、シリンダヘツド２側に隆起させた隆起部２
２が形成されている。この隆起部２２は、第１図
および第５図で明らかなように、上記突設部１７
の案内壁１８に沿つて対向する曲率で形成された
円弧壁２３と、この円弧壁２３の一端２３ａから
ピストン３の外周曲率に並行して上記点火プラグ
用の凹部１５の近傍まで連らなる曲率壁２４と、
円弧壁２３の他端２３ｂから上記曲率壁２４の先
端２４ａに連らなる曲線によつて成る側面２５と
で形成され、第６図のようにピストン３が上死点
にあるとき、隆起部２２の上面２２ａとシリンダ
ヘツド２の内壁面５とに微少間隙２６が形成され
る高さに設定されている。

上記構成において、吸気通路８を経て吸気ポー
ト６からシリンダ内に流入する吸気は、突設部１
７の案内壁１８に案内された方向性をもち、第１
図および第２図において矢印Ａで示されているよ
うに、周方向に旋回する旋回流となる。この場
合、吸気ポート６の周囲には突設部１７の案内壁
１８が存在するだけであるから（なぜなら吸気行
程中はピストン３は下方に下がるから）、吸気抵
抗が小さく、吸気効率が向上する。

上記の旋回流（スワール）はシリンダ内の全周
にわたつて形成され、圧縮行程に入つても減衰す
ることなく維持される。ピストン３が圧縮上死点
に近づくにつれて、吸気ポート６側のシリンダヘ
ツド２の内壁面５とピストン３の隆起部２２の上
面２２ａとの対向間隙および、ピストン３の平坦
面３ａと突設部１７の下面２０との対向間隙が漸
次小さくなるから、上記シリンダの全周にわたつ
て形成されていたスワールは、排気ポート７側に
片寄る。この場合、突設部１８の側面１９が内壁
面５と滑らかに連続する曲面に形成されているか
ら、スワールを減衰させることなく排気ポート７
側にスムーズに片寄らせることができる。

圧縮行程の終期に突設部１７の側面１９と、隆
起部２２の側面２５と、排気ポート７が開口する
シリンダヘツド２の内壁面５およびピストン３の
平坦面３ａとで画成されるコンパクトな燃焼室２
７（第７図参照）が形成され、この燃焼室２７内
で混合気が渦状に流動する。

一方、圧縮工程の終期に、シリンダヘツド２の
内壁面５とピストン３の上面との間に、突設部１
７の下面２０とピストン平坦面３ａおよび吸気ポ
ート６が開口する部分のシリンダヘツド２の内壁
面５と隆起部２２とで微少間隙２６のスキツシユ
ゾーン２６ａが形成され、このスキツシユゾーン
２６ａで生成されたスキツシユ流が燃焼室２７内
の混合気に吹き付けられ、混合気を積極的に流動
させる。したがつて燃料の気化・霧化および燃焼
速度が促進されて燃焼効率が向上する。

なお、上記実施例においては、コンパクトな燃
焼室２７を排気ポート７側に形成している例につ
いて説明しているけれども、この考案は上記実施
例にのみ限定されるものではなく、燃焼室２７を
吸気ポート６側に形成しても上記実施例と同様の
効果を奏する。ただし、上記実施例のように燃焼
室２７を排気ポート７側に形成することで、燃焼
室２７内の混合気が高温の排気弁１４によつて高
温化されるから、燃焼性が向上して燃焼効率を高
めることができる。

以上説明したように、この考案によれば吸入混
合気を旋回させながらシリンダ内に導き、この旋
回流をコンパクトな燃焼室内に導入し、かつスキ
ツシユ流によつて燃焼室内の混合気を積極的に渦
状に流動させることができるから、燃料の気化・
霧化および燃焼速度が促進され、燃焼効率が向上
する。しかも燃焼室は、シリンダヘツドの突設部
側面と、ピストンの隆起部側面と、吸・排気ポー
トのいづれか一方が開口する部分のシリンダヘツ
ド内壁面およびピストン平坦面とで形成されるか
ら、ピストンが上死点および上死点近傍にある場
合を除いて、吸・排気ポートの周りが大きく開放
されるので吸・排気抵抗が小さく、吸・排気効率
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る燃焼室構造を適用した
エンジンの概略斜視図、第２図は同シリンダヘツ
ドの底面図、第３図は第２図における−線に
沿つた断面図、第４図は第３図における−線
に沿つた断面図、第５図はシリンダヘツドの突設
部とピストンの隆起部との関係を示す底面図、第
６図は第５図における−線に沿つた断面図、
第７図は同−線に沿つた断面図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダヘツ
ド、３……ピストン、３ａ……平坦面、５……内
壁面、６……吸気ポート、７……排気ポート、１
７……突設部、１８……案内壁、１９……突設部
側面、２０……突設部下面、２２……隆起部、２
５……隆起部側面、２６……微少間隙、２６ａ…
…スキツシユゾーン、２７……燃焼室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストンを摺動自在に嵌合したシリンダの上部
   に配設されるシリンダヘツド内壁の吸気ポートに
   近接した位置に、該吸気ポートから流入する吸気
   をシリンダ内に旋回させるように導く案内壁を有
   する突設部を形成する一方、吸排気ポートのいず
   れか一方のポートに対向するピストン上面部分を
   シリンダヘツド側に隆起させた隆起部を形成し、
   ピストンが上死点にあるときのシリンダヘツド内
   壁とピストン上面との間に、上記突設部下面とピ
   ストン平坦面および上記一方のポートが開口する
   部分のシリンダヘツド内壁面と上記隆起部とで構
   成される微少間隙のスキツシユゾーンと、上記突
   設部側面、隆起部側面、上記吸・排気ポートのう
   ちの残りのポートが開口する部分のシリンダヘツ
   ド内壁面およびピストン平坦面とで画成される燃
   焼室を形成するようにしたことを特徴とするエン
   ジンの燃焼室構造。