JPS633130B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS633130B2
JPS633130B2 JP54156590A JP15659079A JPS633130B2 JP S633130 B2 JPS633130 B2 JP S633130B2 JP 54156590 A JP54156590 A JP 54156590A JP 15659079 A JP15659079 A JP 15659079A JP S633130 B2 JPS633130 B2 JP S633130B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recess
internal combustion
piston
combustion engine
combustion chamber
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
Application number
JP54156590A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5681219A (en
Inventor
Toshio Yamada
Kyoshi Nakanishi
Tokuta Inoe
Toshio Tanahashi
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP15659079A priority Critical patent/JPS5681219A/ja
Priority to DE3045592A priority patent/DE3045592C2/de
Publication of JPS5681219A publication Critical patent/JPS5681219A/ja
Publication of JPS633130B2 publication Critical patent/JPS633130B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/26Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関に係り、特にオーバヘツド
バルブ型の火花点火式内燃機関の燃焼室構造に係
る。
火花点火式内燃機関に於て、燃焼室の構造が混
合気の燃焼に及ぼす効果は大きく、燃焼室の構造
が修正されることによつて混合気の良好な燃焼が
行われ、出力、燃費、運転の静粛性等の機関性能
を向上できることは従来からよく知られている。
燃焼室形状の修正を行う上で重要なことは、火炎
伝播距離を短くし、また圧縮行程の後半に燃焼室
内に強度の強さの混合気の乱れを発生させて火炎
伝播速度を高くすることなどである。
従来から一般に、燃焼室内に於ける火炎伝播速
度を高めるために、多くの内燃機関に於ては、圧
縮渦流、即ちスキツシユを利用している。スキツ
シユとはピストン頂部とシリンダヘツド下面との
間の比較的狭い間隙、即ちスキツシユエリアに存
在する混合気が圧縮行程の終わり近くで燃焼室の
主要な空間部へ押出されることにより生じる主に
シリンダボアの径方向のガスの渦動であり、それ
は燃焼室構造によつてその大きさや発生の位置を
決定される。
オーバヘツドバルブ型の火花点火式内燃機関に
於て、適度の強さのスキツシユを発生する燃焼室
の一つとして、シリンダヘツドの下面に、即ちシ
リンダブロツクに対する取付面部に楔形の燃焼室
窪みを有している、所謂ウエツジ型燃焼室がよく
知られている。ウエツジ型燃焼室を有する内燃機
関に於ては、ピストン上死点時に於て必要な大き
さの燃焼室の主要空間を確保し、また所要の圧縮
比を得るためにシリンダヘツドの燃焼室窪みは比
較的深く形成されなければならない。しかし、深
く形成された燃焼室窪みに於ては、その燃焼室窪
みの急斜面が燃焼室窪みの緩斜面に開口している
吸気ポートを囲むシユラウド壁になり、マスキン
グ効果により吸入効率を悪くするという不具合が
生じる。
またスキツシユの効果を十分に得るためには、
スキツシユ流の主要な流れが直接、点火プラグに
到達することが必要であり、またサイクル毎の燃
焼の変動を減じ、安定したエンジンの運転を行う
ためには、このスキツシユ流の方向及び大きさを
安定化することが必要である。
しかし、上述の如きウエツジ型燃焼室を有する
内燃機関に於て、一般に、ピストンの頂面が偏平
で、そのスキツシユ発生面と他の部分とが同一平
面状にあるため、スキツシユ流はそのピストン頂
面に沿つて流れるようになり、このた一般にシリ
ンダヘツドの燃焼室窪み内に設けられている点火
プラグにはスキツシユ流の主要な流れが直接到達
せず、スキツシユの効果を十分に得られていない
ことが多い。
またウエツジ型燃焼室を有する内燃機関に於
て、ピストンの頂面部にピストン窪みを有するも
のが知られており、これは例えば実開昭52−
141504号公報に示されている。この種の内燃機関
はピストン窪みが設けられた分だけシリンダヘツ
ドの燃焼室窪みを浅くすることが可能になるが、
しかしスキツシユ流がピストン窪みへ向けて拡散
し、より一層スキツシユ流が点火プラグに到達し
にくくなり、不安定要素が増大する。
本発明は、スキツシユ流の効果を十分に得るこ
とができ、火炎伝播速度の増大、サイクル間の火
炎伝播変動の低減、排気バルブ付近の高温壁に接
する混合気の燃焼時期の早期化等を行い、トルク
変動の低減、混合気の希薄化、燃料消費率の低
減、ノツク余裕度の改善、圧縮比の増大を図つ
た、改良された内燃機関を提供することを目的と
している。
かかる目的は、本発明によれば、シリンダボア
を有するシリンダブロツクと、前記シリンダブロ
ツクの一端に取付けられて前記シリンダボアの一
端を閉じるシリンダヘツドと、前記シリンダボア
内に配置されたピストンとを含み、前記シリンダ
ヘツドの前記シリンダブロツクに対する取付面部
には前記シリンダボアに対応する位置に比較的緩
かな緩斜面と比較的切立つた急斜面とを含むウエ
ツジ型燃焼室窪みが形成され、前記ピストンの頂
面部にはピストン窪みが形成され、前記シリンダ
ヘツドと前記ピストンとは各々前記燃焼室窪みの
前記緩斜面の側にスキツシユエリヤを構成するシ
リンダボアの中心線に対し直交する方向に延在し
且互いに平行なスキツシユ発生面を有しており、
前記燃焼室窪みの急斜面には点火プラグホールが
開口している内燃機関に於て、前記緩斜面はその
全体を無段状の連続した面として構成されて前記
スキツシユ発生面に鈍角縁をもつて接続し、前記
ピストン窪みの側周壁は前記スキツシユ発生面に
対して実質的に垂直な方向に延在する壁面として
構成されて前記鈍角縁に沿つて延在していること
を特徴とする内燃機関によつて達成される。
かかる構成によれば、ピストンにピストン窪み
が形成されていることにより、そのピストン窪み
の空間容積に相当する量だけシリンダヘツドのウ
エツジ型燃焼室窪みを浅くすることができた上
で、シリンダヘツドとピストンとのスキツシユ発
生面より燃焼室の主要な部分へ押出される混合気
の流れ、即ちスキツシユ流はコアンダ効果により
ウエツジ型燃焼室窪みの緩斜面に沿つて流れるよ
うになり、この結果、スキツシユ流の主要な流れ
は前記燃焼室窪みの急斜面に開口したプラグホー
ルに取付けられている点火プラグに直接に、また
確実に到達する。このため、スキツシユの効果が
十分に得られ、火炎伝播速度の増大、サイクル間
の火炎伝播変動の低減が効果的に行われる。
また、排気バルブは前記燃焼室窪みの緩斜面部
に設けられており、スキツシユ流はその排気バル
ブの下面に沿つて流れるから、排気バルブの下方
に存在する混合気の温度上昇が抑制され、またこ
の付近に存在する混合気の燃焼時期が早められ、
これらのことによりノツキングの発生が防止され
るようになる。
燃焼室窪みの緩斜面とシリンダヘツドのスキツ
シユ発生面とがなす鈍角縁の角度はコアンダ効果
を得る上で160〜165度程度であるのが好ましい。
スキツシユ発生面は点火プラグが配置されてい
る側には実質的に設けられていないことが好まし
い。これは、点火プラグが配置されている側にも
比較的大きいスキツシユ発生面が形成されている
と、点火プラグが設けられていない側に形成され
ているスキツシユ発生面からのスキツシユ流と点
火プラグが設けられている側のスキツシユ発生面
からのスキツシユ流とが衝突し、この結果、流れ
が不安定となつてサイクル間の変動が大きくなる
からであり、また逆スキツシユ発生時に火炎がそ
の進行方向と逆方向にも膨張することにより火炎
伝播が抑制されるからである。
以下に添付の図を用いて本発明を実施例につい
て詳細に説明する。
第1図は本発明による内燃機関の一つの実施例
をその要部について示す断面図であり、特に第2
図の線―に沿う断面図であり、第2図は第1
図に示された内燃機関のシリンダヘツドの底面図
である。図に於て、1はシリンダブロツクを示し
おり、このシリンダブロツク1はシリンダボア2
を有している。シリンダブロツク1の上面にはガ
スケツト3が配設されており、その上にシリンダ
ボア2の上端を閉じるべくシリンダヘツド4が取
付けられている。
シリンダヘツド4はシリンダブロツク1に対す
る取付面部に且シリンダボア2に対応する位置内
にてシリンダボア2の中心軸線を含む仮想平面よ
り一方の側、即ち図にて右側へ偏つた位置にウエ
ツジ型の燃焼室窪み5を有している。燃焼室窪み
5は、図にて左側に比較的緩やかな緩斜面5a
を、また図にて右側に比較的切立つた急斜面5b
を有している。緩斜面5aには吸気ポート6と排
気ポート7とが各々開口しており、これらのポー
トは吸気弁8及び排気弁9によつて各々開閉され
るようになつている。
シリンダヘツド4は燃焼室窪み5の緩斜面5a
の側にシリンダボア2の中心線に対し直交する方
向に延在する平面状のスキツシユ発生面10を有
している。尚、スキツシユ発生面10の面積はシ
リンダボア2のその中心軸線に対し直交する断面
の面積であつてよい。スキツシユ発生面10は燃
焼室窪み5の緩斜面5a側にのみ設けられていれ
ばよい。
緩斜面5aは、その全体を無段状の連続した一
つの面として構成され、スキツシユ発生面10に
鈍角縁をもつて滑らかに接続している。この鈍角
縁の角度は良好なコアンダ効果を得るために可及
的に180度に近い角度であることが好ましく、こ
れは160〜165度程度であつてもよい。
またシリンダヘツド4は前記燃焼室窪み5の急
斜面部5bに開いたプラグホール11を有してお
り、このプラグホール11には点火プラグ12が
ねじ込まれ、その発火部12′は燃焼室窪み5内
に位置している。
シリンダボア2内にはピストン13が設けられ
ており、このピストン13の外周部には二つのコ
ンプレツシヨンリング14,15と一つのオイル
リング16とが取付けられている。ピストン13
の頂面部には一部の頂面を残した形態にてバスタ
ブ状のピストン窪み17が形成されている。ピス
トン窪み17は燃焼室燃焼室窪み5と同様に前記
シリンダボア2の中心軸線を含む仮想平面より図
にて右側へ偏つた位置に設けられ、比較的切立つ
た側周壁17aとピストン頂面に対し平行な平ら
な底面17bとを有するバスタブ形をなし、その
周縁は全てに於て燃焼室窪み5の周縁に実質的に
整合するようになつている。即ち、燃焼室窪み5
とピストン窪み17とは、実質的に同一平面形状
を有しており、且つ互に向かい合つている。尚、
ピストン窪み17の空間容積は燃焼室窪み5の空
間容積とピストン窪み17の空間容積との合計の
空間容積の1/5程度であつてよい。
ピストン窪み17より前記緩斜面5aの側に残
されたピストン13の頂面はシリンダヘツド4の
スキツシユ発生面10と対向してスキツシユ発生
面18として作用するようになつており、スキツ
シユ発生面10と18は点火プラグ12が設けら
れている側とは反対の側にてスキツシユエリア1
9を郭定している。ピストン窪み17の側周壁1
7aは、スキツシユ発生面18に対して実質的に
垂直な方向に延在してスキツシユ発生面18に対
して断縁しており、そして前記鈍角縁に整合して
延在している。
次に上述の如き燃焼室構造を有する内燃機関の
作用について説明する。
内燃機関の圧縮行程に於て、ピストン13が下
死点位置より上死点位置へ向けて上昇すると、そ
れに伴い燃焼室内の混合気は圧縮される。ピスト
ン13が上死点位置近くまで上昇すると、ピスト
ン13のスキツシユ発生面18とシリンダヘツド
4のスキツシユ発生面10と間のスキツシユエリ
ア19の間隙が狭まり、この部分に存在する混合
気が他の部分に存在するものよりも強く圧縮され
るようになる。これによりスキツシユエリア19
内の混合気は燃焼室窪み5とピストン窪み17と
による主要な燃焼室空間へ向け押し出される。こ
の混合気の動きにより前記主要な燃焼室空間内に
混合気の流れ、即ちスキツシユ流が発生する。こ
のスキツシユ流はスキツシユエリア19より噴出
する際にコアンダ効果により緩斜面5aに沿つて
流れるべく緩斜面5の側に偏向され、これにより
その多くは緩斜面5aに沿つて流れて直接点火プ
ラグ12の発火部12′に到達するようになる。
これにより混合気の着火及び燃焼が促進される。
またスキツシユ流は、上述の如く、燃焼室窪み
5の緩斜面5aに沿つて流れる際に排気弁9の下
面に沿つて流れるので、排気弁9の下方に存在す
る混合気が充分に攪拌され、またこの混合気の温
度上昇が抑制され、しかも混合気が点火プラグ1
2からの火炎が伝わり易くなり、ノツキングの発
生が抑制される。
スキツシユエリア19は燃焼室窪み5の緩斜面
5aの側にのみ設けられているから、燃焼室内に
てスキツシユ流は一方向にしか生じず、これによ
り燃焼室内にてスキツシユ流同志が衝突するよう
なことがなく、その流れ挙動が安定し、これに伴
いサイクル間の火炎伝播変動が少なくなる。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが、本発明は、これに限られるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が
可能であることは当業者にとつて明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による内燃機関の一つの実施例
をその要部について示す断面図であり、特に第2
図の線―に沿う断面図であり、第2図は第1
図に示された内燃機関のシリンダヘツドの底面図
である。 1…シリンダブロツク、2…シリンダボア、3
…ガスケツト、4…シリンダヘツド、5…燃焼室
窪み、5a…緩斜面、5b…急斜面、6…吸気ポ
ート、7…排気ポート、8…吸気弁、9…排気
弁、10…スキツシユ発生面、11…プラグホー
ル、12…点火プラグ、12′…発火部、13…
ピストン、14,15…コンプレツシヨンリン
グ、16…オイルリング、17…ピストン窪み、
18…スキツシユ発生面、19…スキツシユエリ
ア。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリンダボアを有するシリンダブロツクと、
    前記シリンダブロツクの一端に取付けられて前記
    シリンダボアの一端を閉じるシリンダヘツドと、
    前記シリンダボア内に配置されたピストンとを含
    み、前記シリンダヘツドの前記シリンダブロツク
    に対する取付面部には前記シリンダボアに対応す
    る位置に比較的緩かな緩斜面と比較的切立つた急
    斜面とを含むウエツジ型燃焼室窪みが形成され、
    前記ピストンの頂面部にはピストン窪みが形成さ
    れ、前記シリンダヘツドと前記ピストンとは各々
    前記燃焼室窪みの前記緩斜面の側にスキツシユエ
    リヤを構成するシリンダボアの中心線に対し直交
    する方向に延在し且互いに平行なスキツシユ発生
    面を有しており、前記燃焼室窪みの急斜面には点
    火プラグホールが開口している内燃機関に於て、
    前記緩斜面はその全体を無段状の連続した面とし
    て構成されて前記スキツシユ発生面に鈍角縁をも
    つて接続し、前記ピストン窪みの側周壁は前記ス
    キツシユ発生面に対して実質的に垂直な方向に延
    在する壁面として構成されて前記鈍角縁に沿つて
    延在していることを特徴とする内燃機関。 2 特許請求の範囲第1項に記載された内燃機関
    に於て、前記燃焼室窪みの緩斜面と前記シリンダ
    ヘツドのスキツシユ発生面とが成す前記鈍角縁の
    角度は160〜165度であることを特徴とする内燃機
    関。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項に記載され
    た内燃機関に於て、前記スキツシユ発生面の面積
    は前記シリンダボアのその中心線に対し直交する
    断面の面積の1/5〜1/3であることを特徴とする内
    燃機関。 4 特許請求の範囲第1項乃至第3項に記載され
    たいずれかの内燃機関に於て、前記ピストン窪み
    の空間容積は実質的に前記燃焼室窪みの空間容積
    と前記ピストン窪みの空間容積との合計の空間容
    積の1/5以上であることを特徴とする内燃機関。
JP15659079A 1979-12-03 1979-12-03 Internal combustion engine Granted JPS5681219A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15659079A JPS5681219A (en) 1979-12-03 1979-12-03 Internal combustion engine
DE3045592A DE3045592C2 (de) 1979-12-03 1980-12-03 Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15659079A JPS5681219A (en) 1979-12-03 1979-12-03 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5681219A JPS5681219A (en) 1981-07-03
JPS633130B2 true JPS633130B2 (ja) 1988-01-22

Family

ID=15631080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15659079A Granted JPS5681219A (en) 1979-12-03 1979-12-03 Internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS5681219A (ja)
DE (1) DE3045592C2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6028220U (ja) * 1983-08-01 1985-02-26 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造
CN108798872A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 江苏大学 燃烧室、气缸盖及小型汽油机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2770227A (en) * 1952-11-28 1956-11-13 Gen Motors Corp Combustion chamber
US2791996A (en) * 1953-01-16 1957-05-14 Gen Motors Corp Combustion chamber
US2718221A (en) * 1954-07-06 1955-09-20 Gen Motors Corp Combustion chamber
US2865360A (en) * 1956-07-23 1958-12-23 Gen Motors Corp Combustion chamber and method of forming combustion chamber cavities
DE1576008B2 (de) * 1967-10-05 1976-07-01 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Luftverdichtende einspritzbrennkraftmaschine mit fremdzuendung und gueteregelung
JPS5036807A (ja) * 1973-08-06 1975-04-07
JPS52141504U (ja) * 1976-04-21 1977-10-26
JPS5373302U (ja) * 1976-11-22 1978-06-19
JPS54139106U (ja) * 1978-03-20 1979-09-27

Also Published As

Publication number Publication date
DE3045592A1 (de) 1981-06-25
JPS5681219A (en) 1981-07-03
DE3045592C2 (de) 1989-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4291655A (en) Combustion chamber of an internal combustion engine
JPH0238768B2 (ja)
US4344408A (en) Cylinder head, spark plug, and piston configuration
US4995359A (en) Combustion chamber for internal combustion engine
US5351665A (en) Internal combustion engine
US3923015A (en) Combustion chamber of spark ignition internal combustion engine
US8353262B2 (en) Two-stroke internal combustion engine
US4545344A (en) Diesel engine having turbulent combustion chamber
JPS62135612A (ja) 内燃エンジン
US4367707A (en) Combustion chamber of an internal combustion engine
US4344407A (en) Cylinder head, ports, and piston configuration
JPS5857613B2 (ja) 内燃機関
US6701883B2 (en) Cylinder head for use on a spark-ignition internal combustion engine and such spark-ignition internal combustion engine
JPS633130B2 (ja)
JPS648170B2 (ja)
JPH0830414B2 (ja) 内燃機関の燃焼室構造
JPH07116945B2 (ja) 火花点火式エンジンの燃焼室
US4329955A (en) Combustion chamber of an internal combustion engine
JPH04287826A (ja) 副室式火花点火内燃機関
JP3389263B2 (ja) 火花点火式内燃機関
JPS603313Y2 (ja) 内燃機関
EP0150989B1 (en) Spark ignited internal combustion engines
JPS6029633Y2 (ja) 内燃機関の燃焼室
JPS6350425Y2 (ja)
JPS632577Y2 (ja)