【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の燃焼室構造に係り、特に、排気を排出する際にスキッシュエリアが密閉状態の場合に発生するエネルギーロスを軽減でき、スキッシュエリアからの排気を促進させることができる内燃機関の燃焼室構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の内燃機関においては、燃費の向上、出力の向上が常に求められている。内燃機関の出力や燃費と燃焼過程は密接な関係があり、燃焼速度を速め、且つ完全燃焼させることが重要であり、これらを、特に中低速域で可能にするのが気筒内流の乱れである。これまでは、吸気ポートの形状やピストンの形状の工夫により、気筒内流の乱れであるタンブル流（縦渦流）やスワール流（旋回流）を強化して燃焼を促進させていた。
【０００３】
しかし、圧縮行程の最終段階（点火の寸前）では、燃焼室の縮小により乱れが減衰してしまい、着火後に火炎が伝播する時期には燃焼を促進する乱れが少ない環境になるため、理想的な燃焼ができない問題があった。
【０００４】
このような問題を改善した従来の内燃機関の燃焼室構造の代表例としては、ピストンの頂部外周とシリンダヘッドの燃焼室を形成するヘッド側窪部外周との間にスキッシュエリアを形成し、このスキッシュエリアからの噴流が点火プラグの位置に向かって乱れを発生させ、点火プラグ付近の乱れを強化したものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
また、従来の内燃機関の燃焼室構造には、燃焼室に連通する吸気ポートからの吸気にタンブル流を助長させる溝部をピストンの頂部に設けたものがある（例えば、特許文献３参照。）。
さらに、従来の内燃機関の燃焼室構造には、ピストンの頂部の外周とシリンダのシリンダヘッド側の外周またはシリンダヘッドの燃焼室を形成するヘッド側窪部の外周との間に密閉されたスキッシュエリアを形成し、このスキッシュエリアから燃焼室に圧縮流を噴出させるものがある（例えば、特許文献４〜特許文献６参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６０−１０２４２８号公報（実用新案登録請求の範囲、第１図）
【特許文献２】
特開平９−２８００５２号公報（第２、３頁、図１）
【特許文献３】
特開２０００−３４５８４７号公報（第３頁、図１）
【特許文献４】
特開昭５７−５５３４号公報（第２頁、第１図）
【特許文献５】
特開２０００−２８２８６５号公報（第２頁、図１）
【特許文献６】
特開平６−１８５３６５号公報（第２、３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１及び特許文献２のスキッシュエリアを形成した燃焼室構造は、ピストンの頂部の最外周付近で乱れを発生させているだけなので、ノッキングの抑制効果は望めるが、燃焼促進への貢献が小さい問題がある。
【０００７】
また、特許文献３のピストンの頂部に溝部を設けた燃焼室構造は、燃焼室に流入する吸気の流速を利用してタンブル流を助長しているため、積極的な乱れを生じさせるには不十分な問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献４〜特許文献６の密閉されたスキッシュエリアから燃焼室に圧縮流を噴出させる燃焼室構造は、圧縮流によって積極的な乱れを生じさせることができる一方で、適した燃焼場を形成しているとは言い難い問題があり、また、排気を排出する際に、密閉されたスキッシュエリアが負荷となり、エネルギーロスを発生する問題があるとともに、密閉されたスキッシュエリア内に排気が残ってしまい、充分な排気が行われない問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、内燃機関のシリンダブロックのシリンダとこのシリンダに摺動可能に保持されるピストンの頂部と前記シリンダヘッドに載置されるシリンダヘッドのヘッド側窪部との間に燃焼室を設け、この燃焼室に連通する吸気ポートと排気ポートとを前記シリンダヘッドに設け、前記吸気ポートからの吸気にタンブル流を助長させる溝部を前記ピストンの頂部に設けた内燃機関の燃焼室構造において、前記ピストンの頂部側の外周面を窪ませてリング状の切欠部を設け、前記シリンダのシリンダヘッド側の内周面をリング状に膨出させて前記切欠部と対応する形状の突出部を設け、前記ピストンの圧縮行程後半に点火プラグ近傍へ向かうスキッシュ流を発生させるスキッシュエリアを前記切欠部と突出部との間に設け、このスキッシュエリア内の排気を前記排気ポートに還流させる排気還流通路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の内燃機関の燃焼室構造は、ピストンの切欠部とシリンダの突出部との間にピストンの圧縮行程後半に点火プラグ近傍へ向かうスキッシュ流を発生させるスキッシュエリアを設け、このスキッシュエリア内の排気を排気ポートに還流させる排気還流通路を設けたことにより、排気を排出する際に、密閉されたスキッシュエリア内の排気を排気還流通路を介して排気ポートに環流させることができる。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図７は、この発明の第１実施例を示すものである。図１において、２は内燃機関、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はピストンである。内燃機関２は、シリンダブロック４のシリンダ１０にピストン８を摺動可能に保持し、ピストン８をコンロッド１２によりシリンダブロック４に軸支したクランク軸１４に連絡している。ピストン８の外周面８Ａには、シリンダ１０の内周面１０Ａとの間をシールするピストンリング１６を設けている。
【００１２】
内燃機関２は、シリンダブロック４のシリンダ１０とこのシリンダ１０に摺動可能に保持されるピストン８の頂部１８とシリンダブロック４に載置されるシリンダヘッド６のヘッド側窪部２０との間に燃焼室２２を形成している。シリンダヘッド６には、ヘッド側窪部２０の略中央部に燃焼室２２に臨ませて点火プラグ２４を設け、クランク軸線Ｃ方向視において点火プラグ２４を挟む各側に燃焼室２２に連通する吸気ポート２６と排気ポート２８とを設け、吸気ポート２６と排気ポート２８とを開閉する吸気バルブ３０と排気バルブ３２とを設けている。
【００１３】
吸気バルブ３０と排気バルブ３２とは、吸気バルブ傘部３４と排気バルブ傘部３６とを設けている。吸気バルブ３０と排気バルブ３２とは、図示しない動弁機構により駆動され、吸気バルブ傘部３４と排気バルブ傘部３６とを吸気ポート２６の燃焼室側出口に設けた吸気バルブ座面３８と排気ポート２８の燃焼室側入口に設けた排気バルブ座面４０とに接離され、吸気ポート２６と排気ポート２８とを開閉する。
【００１４】
この内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の頂部１８に吸気ポート２６からの吸気にタンブル流を助長させる溝部４２を設けている。溝部４２は、吸気ポート２６と対峙する吸気側２６Ａを深くして排気ポート２８と対峙する排気側２８Ａに近づくに従い浅くなり、また、図２に示す如く、吸気ポート２６と対峙する吸気側２６Ａを広幅にして排気ポート２８と対峙する排気側２８Ａに近づくに従い狭幅になるように、略涙滴形状に形成している。
【００１５】
内燃機関２は、ピストン８の頂部１８側の外周面８Ａを窪ませてリング状の切欠部４４を形成して設け、シリンダ１０のシリンダヘッド６側の内周面１０Ａをリング状に膨出させて前記切欠部４４と対応する形状の突出部４６を形成して設けている。切欠部４４は、窪面部４４Ａとこの窪面部４４Ａから外周面８Ａに連続する上面部４４Ｂとからリング状に形成して設けている。突出部４６は、突面部４６Ａとこの突面部４６Ａから内周面１０Ａに連続する下面部４６Ｂとからリング状に形成して設けている。切欠部４４の窪面部４４Ａ及び上面部４４Ｂと突出部４６の突面部４６Ａ及び下面部４６Ｂとの間には、ピストン８の圧縮行程後半に点火プラグ２４近傍へ向かうスキッシュ流を発生させるスキッシュエリア４８を形成して設けている。
【００１６】
シリンダブロック４及びシリンダヘッド６には、スキッシュエリア４８内の排気を排気ポート２８に還流させる排気還流通路５０を設けている。排気還流通路５０は、図３・図４に示す如く、一端側の環流入口５２をシリンダブロック４の排気ポート２８側のスキッシュエリア４８に臨む突出部４６の下面部４６Ｂに開口させるとともに、他端側の環流出口５４をシリンダヘッド６の排気バルブ３２が接離される排気ポート２８の燃焼室側入口の排気バルブ座面４０に開口させて設けている。排気管流通路５０は、排気バルブ座面４０への排気バルブ３２の排気バルブ傘部３６の着座時に閉鎖される。
【００１７】
前記ピストン８には、スキッシュエリア４８と燃焼室２２とを連通させる複数の噴流孔５６を設けている。この噴流孔５６は、一端側の噴流入口５８をピストン８の切欠部４４に開口させるとともに、他端側の噴流出口６０をピストン８の頂部１８の溝部４２内に開口させて設けている。
【００１８】
ピストン８には、図１に示す如く、複数の噴流孔５６の切欠部４４側の噴流入口５８を、クランク軸線Ｃ方向視において吸気ポート２６と対峙する吸気側２６Ａから排気ポート２８と対峙する排気側２８Ａに移るに従い頂部１８に近づいて開口するように配設している。また、ピストン８には、図２に示す如く、複数の噴流孔５６の溝部４２側の噴流出口６０を、平面視において吸気ポート２６と対峙する吸気側２６Ａに指向して開口するように配設している。
【００１９】
これにより、この内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の上昇に伴って複数の噴流孔５６の切欠部４４側の噴流入口５８が、クランク軸線Ｃ方向で排気ポート２８と対峙する排気側２８Ａに最も近接する噴流入口５８Ｅから、クランク軸線Ｃ方向で吸気ポート２６と対峙する吸気側２６Ａに最も近接する噴流入口５８Ｉに向かい、突出部４６により排気側２８Ａから除々に閉鎖される。
【００２０】
なお、最も排気側２８Ａに近接する噴流入口５８Ｅは、燃焼圧を低下させないように、図７に示す如く、ピストン８の頂部１８から設定距離Ｌ（例えば、５〜１０ｍｍ）だけ離間する位置に開口して設ける。したがって、複数の噴流孔５６の噴流入口５８は、ピストン８の頂部１８から設定距離Ｌに位置される最も排気側２８Ａに近接する噴流入口５８Ｅから最も吸気側２６Ａに近接する噴流入口５８Ｉに向かって、開口する位置が次第にピストン８の頂部１８から離間するように配設している。
【００２１】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２２】
内燃機関２の燃焼室構造は、圧縮行程において、吸気バルブ３０と排気バルブ３２とが閉鎖されており、排気バルブ座面４０への排気バルブ３２の排気バルブ傘部３６の着座により排気管流通路５０が閉鎖されている。
【００２３】
この内燃機関２の燃焼室構造は、圧縮行程前半に、ピストン８の頂部１８に形成した排気側２８Ａが浅く吸気側が深い溝部４２によって、燃焼室２２内に点火プラグ２４に向かうタンブル流（図５の実線矢印参照）を発生する。
【００２４】
圧縮行程後半の初期には、図５に示す如く、上昇するピストン８の切欠部４４の窪面部４４Ａとシリンダ１０の突出部４６の突面部４６Ａとが一部重なって密閉されたスキッシュエリア４８が形成され、複数の噴流孔５６の噴流入口５８が全て開放されていることから、複数の噴流孔５６の噴流出口６０から吸気ポート２６と対峙する吸気側に指向して燃焼室２２内に圧縮流が噴出され、実線矢印に示すタンブル流を加速（波線矢印参照）する。
【００２５】
圧縮行程後半の中期には、図６に示す如く、ピストン８の上昇に伴って複数の噴流孔５６の噴流入口５８が、最も排気側２８Ａに近接する噴流入口５８Ｅから吸気側２６Ａに向かい、排気側２８Ａから除々に閉鎖されることから、他の閉鎖されていない噴流入口５８に連通する噴射孔５６の噴流出口６０から燃焼室２２内に増量された圧縮流が噴出され、実線矢印に示すタンブル流を加速（波線矢印参照）する。
【００２６】
複数の噴流孔５６の噴流入口５８の排気側２８Ａからの閉鎖と、他の閉鎖されていない噴流入口５８による噴射孔５６から燃焼室２２内への増量された圧縮流の噴出とは、複数の噴流孔５６の排気側２８Ａから吸気側２６Ａに向かって連続して行われる。
【００２７】
圧縮行程後半の終期には、図７に示す如く、ピストン８の上死点直前において複数の噴流孔５６の噴流入口５８のうちの最も吸気側２６Ａに近接する噴流入口５８Ｉ以外の全てが閉鎖されることから、密閉されたスキッシュエリア４８から最も吸気側２６Ａに近接する噴射孔５６の噴射出口６０Ｉによって燃焼室２２内に圧縮流が噴出され、実線矢印に示すタンブル流を加速（波線矢印参照）する。
【００２８】
この内燃機関２の燃焼室構造は、排気行程において、図３・図４に示す如く、排気バルブ３２が開放されると、排気バルブ座面４０から排気バルブ傘部３６が離間され、排気管流通路５０の環流出口５４が開放される。
【００２９】
これにより、スキッシュエリア４８内の排気は、排気還流通路５０により排気ポート２８に還流される。
【００３０】
このように、この内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の切欠部４４とシリンダ１０の突出部４６との間にピストン８の圧縮行程後半に点火プラグ２４近傍へ向かうスキッシュ流を発生させるスキッシュエリア４８を設け、このスキッシュエリア４８内の排気を排気ポート２８に還流させる排気還流通路５０を設けている。
【００３１】
これにより、この内燃機関２の燃焼室構造は、排気を排出する際に、密閉されたスキッシュエリア４８内の排気を排気還流通路５０を介して排気ポート２８に環流させることができる。
【００３２】
このため、この内燃機関２の燃焼室構造は、排気を排出する際にスキッシュエリア４８が密閉状態の場合に発生するエネルギーロスを軽減でき、スキッシュエリア４８からの排気を促進させることができる。
【００３３】
また、この内燃機関２の燃焼室構造は、一端側の噴流入口５８をピストン８の切欠部４４に開口させるとともに、他端側の噴流出口６０をピストン８の頂部１８の溝部４２内に開口させる複数の噴流孔５６を設けている。
【００３４】
これにより、この内燃機関２の燃焼室構造は、スキッシュ流の流速を大きくすることができ、燃焼速度を早めることができる。
【００３５】
さらに、この内燃機関２の燃焼室構造は、複数の噴流孔５６の切欠部４４側の噴流入口５８を、クランク軸線Ｃ方向視において吸気ポート２６と対峙する吸気側２６Ａから排気ポート２８と対峙する排気側２８Ａに移るに従い頂部１８に近づいて開口するように配設していることにより、噴流入口５８の位置によって燃焼室２２内の流れを制御することができる。
【００３６】
このため、この内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の上昇に伴って複数の噴流孔５６の噴流入口５８が突出部４６により排気側２８Ａから除々に閉鎖されることから、閉鎖されていない残った噴流孔５６の圧縮流の流速を除々に大きくすることができ、燃焼速度を早めることができる。
【００３７】
図８・図９は、第２実施例を示すものである。第２実施例において、上述第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。第２実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の頂部１８に複数の段差部６２を設け、下方の段差部６２の平面６４に噴流孔５６の噴流出口６０を開口させて圧縮流を上方の段差部６２の側面６６に当てるものである。
【００３８】
第２実施例においては、ピストン８の頂部１８を１つの段差部６２−１とし、この頂部１８に径の異なる円板形状からなる複数の段差部６２−２〜６２−４を設け、下方に位置される第１〜第３の段差部６２−１〜６２−３の各平面６４−１〜６４−３に噴流孔５６−１〜５６−３の各噴流出口６０−１〜６０−３を開口させ、前記第１〜第３の段差部６２−１〜６２−３に対して上方に位置される第２〜第４の段差部６２−２〜６２−４の各側面６６−２〜６６−４に圧縮流を当てるものである。
【００３９】
前記第２の段差部６２−２の側面６６−２に圧縮流を当てる噴流孔５６−１は、噴流入口５８−１を頂部１８に近接する窪面部４４Ａに開口させ、噴流出口６０−１を側面６６−２の接線方向に指向させて平面６４−１に開口させる。第３の段差部６２−３の側面６６−３に圧縮流を当てる噴流孔５６−２は、噴流入口５８−２を前記噴流入口５８−１よりも頂部１８から離間する窪面部４４Ａに開口させ、噴流出口６０−２を側面６６−３の接線と傾斜して交差する方向に指向させて平面６４−２に開口させる。第４の段差部６２−４の側面６６−４に圧縮流を当てる噴流孔５６−３は、噴流入口５８−３を前記噴流入口５８−２よりも頂部１８からさらに離間する窪面部４４Ａに開口させ、噴流出口６０−３を側面６６−４の径方向に指向させて平面６４−３に開口させる。
【００４０】
これにより、噴流孔５６−１〜５６−３は、ピストン８の上昇時に噴流出口６０−１〜６０−３から第２〜第３の段差部６２−２〜６２−４の各側面６６−２〜６６−４に圧縮流を当て、ピストン８の上昇に伴い噴流入口５８−１〜５８−３が頂部１８に近接する側から順次に突出部４６により閉じられ、圧縮行程の終期に噴流出口６０−３からのみ圧縮流を噴射させ、燃焼室２２内にリング状の乱れを生じさせる。
【００４１】
このように、第２実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン最外周部位が圧縮により乱れが減衰され易いため、ピストン最外周部位に点火直前まで乱れを発生させるように、ピストン８の頂部１８に設けた複数の段差部６２−２〜６２−４の各側面６６−２〜６６−４に圧縮流を当てることにより、燃焼室２２内に点火直前までリング状の乱れを生じさせて、燃焼速度を速めることができる。
【００４２】
図１０・図１１は、第３実施例を示すものである。第３実施例において、上述第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。第３実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の頂部１８に隆起部６８を設け、この隆起部６８に中心から外周に延びる複数の放射状段部７０を設け、この放射上段部７０の側面７２に近接する位置の隆起部６８に噴流孔５６の噴流出口６０を開口させて圧縮流を放射状段部７０の側面７２に当てるものである。
【００４３】
第３実施例においては、ピストン８の頂部１８の溝部４２内に緩やかな逆円錐形状の隆起部６８を膨出させて設け、この隆起部６８に中心から外周に向かい溝部４２の接線方向に指向するように同方向に緩やかに湾曲して延びる断面略逆Ｖ字形状の複数の放射状段部７０を設け、この湾曲する放射状段部７０の湾曲内側の側面７２の長手方向に沿い且つ側面７２に近接する位置の隆起部６８に複数の噴流孔５６−１〜５６−３の噴流出口６０−１〜６０−３を開口させて圧縮流を放射状段部７０の側面７２に当てるものである。
【００４４】
前記隆起部６８の径方向中心側に噴流出口６０−１を開口する噴流孔５６−１は、噴流入口５８−１を頂部１８に近接する窪面部４４Ａに開口させる。前記隆起部６８の径方向中間に噴流出口６０−２を開口する噴流孔５６−２は、噴流入口５８−２を前記噴流入口５８−１よりも頂部１８から離間する窪面部４４Ａに開口させる。前記隆起部６８の径方向外側に噴流出口６０−３を開口する噴流孔５６−３は、噴流入口５８−３３を前記噴流入口５８−２よりも頂部１８からさらに離間する窪面部４４Ａに開口させる。
【００４５】
これにより、噴流孔５６−１〜５６−３は、ピストン８の上昇時に噴流出口６０−１〜６０−３から放射状段部７０の側面７２に圧縮流を当て、ピストン８の上昇に伴い噴流入口５８−１〜５８−３が頂部１８に近接する側から順次に突出部４６により閉じられ、圧縮行程の終期に噴流出口６０−３からのみ圧縮流を噴射させ、燃焼室２２内にスワール流を生じさせる。
【００４６】
このように、第３実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、ピストン８の頂部１８の隆起部６８に設けた湾曲して延びる複数の放射状段部７０の湾曲内側の側面７２に圧縮流を当てることにより、燃焼室２２内に点火直前までスワール流（旋回流）を生じさせ、燃焼速度を速めることができる。
【００４７】
図１２・図１３は、第４実施例を示すものである。第４実施例において、上述第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。第４実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、シリンダブロック４及びシリンダヘッド６に、吸気ポート２６からスキッシュエリア４８内に吸気を導入させる吸気導入通路７４を設けている。
【００４８】
吸気導入通路７４は、一端側の導入入口７６をシリンダブロック４のスキッシュエリア４８に臨む突出部４６の下面部４６Ｂに開口させるとともに、他端側の導入出口７８をシリンダヘッド６の吸気バルブ３０が接離される吸気ポート２６の燃焼室側出口の吸気バルブ座面３８に開口させて設けている。吸気導入通路７４は、吸気バルブ座面３８への吸気バルブ３０の吸気バルブ傘部３４の着座時に閉鎖される。
【００４９】
第４実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、吸気行程初期において、吸気バルブ３０が開放されると、吸気バルブ座面３８から吸気バルブ傘部３４が離間され、吸気導入通路７４の導入入口７６が開放されることにより、吸気ポート２６からスキッシュエリア４８内に吸気導入通路７４により吸気が導入される。
【００５０】
これにより、第４実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、吸気を燃焼室２２に吸入する際に、密閉されたスキッシュエリア４８内に吸気ポート２６の吸気を吸気導入通路７４を介して導入させることができるため、吸気を吸入する際にスキッシュエリア４８が密閉状態の場合に発生するエネルギーロスを軽減できる。
【００５１】
図１４は、第５実施例を示すものである。第５実施例において、上述第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。第５実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、シリンダブロック４及びシリンダヘッド６にスキッシュエリア４８内の排気を排気ポート２８に還流させる排気還流通路５０を設けている。排気還流通路５０は、一端側の環流入口５２をシリンダブロック４の突出部４６の下面部４６Ｂに開口させるとともに他端側の環流出口５４をシリンダヘッド６の排気ポート２８の排気バルブ座面４０に開口させて設け、排気バルブ座面４０への排気バルブ３２の着座時に閉鎖される。
【００５２】
この排気還流通路５０には、シリンダブロック４の燃焼室２２に臨む突出部４６の突面部４６Ａに開口する分岐通路８０を連絡して設けている。分岐通路８０は、一端側を排気還流通路５０の途中に連通し、他端側の分岐出口８２を、シリンダブロック４の燃焼室２２に臨む突出部４６の突面部４６Ａであって、上死点近傍にあるピストン８の切欠部４４の窪面部４４Ａにより閉鎖される位置に、ピストン８の溝部４２に指向させて開口して設けている。
【００５３】
第５実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、圧縮行程後半の終期に、ピストン８の上死点直前において排気還流通路５０から分岐された分岐通路８０の分岐出口８４が開口されていることから、密閉されたスキッシュエリア４８から分岐出口８４によって燃焼室２２内に圧縮流が噴出され、実線矢印に示すタンブル流を加速（波線矢印参照）することができる。
【００５４】
これにより、第５実施例の内燃機関２の燃焼室構造は、圧縮行程後半の終期にスキッシュ流の流速を大きくすることができ、燃焼速度を早めることができる。
【００５５】
【発明の効果】
このように、この発明の内燃機関の燃焼室構造は、排気を排出する際に、密閉されたスキッシュエリアの排気を排気還流通路を介して排気ポートに環流させることができる。
このため、この内燃機関の燃焼室構造は、排気を排出する際にスキッシュエリアが密閉状態の場合に発生するエネルギーロスを軽減でき、スキッシュエリアからの排気を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す内燃機関の断面図である。
【図２】ピストンの平面図である。
【図３】排気行程時の内燃機関の断面図である。
【図４】排気ポートの要部拡大断面図である。
【図５】圧縮行程後半の初期の内燃機関の断面図である。
【図６】圧縮行程後半の中期の内燃機関の断面図である。
【図７】圧縮行程後半の終期の内燃機関の断面図である。
【図８】第２実施例を示す内燃機関の断面図である。
【図９】ピストンの平面図である。
【図１０】第３実施例を示す内燃機関の断面図である。
【図１１】ピストンの平面図である。
【図１２】第４実施例を示す吸気行程時の内燃機関の断面図である。
【図１３】吸気ポートの要部拡大断面図である。
【図１４】第５実施例を示す圧縮行程後半の終期の内燃機関の断面図である。
【符号の説明】
２ 内燃機関
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
８ ピストン
１８ 頂部
２０ ヘッド側窪部
２２ 燃焼室
２４ 点火プラグ
２６ 吸気ポート
２８ 排気ポート
３０ 吸気バルブ
３２ 排気バルブ
３４ 吸気バルブ傘部
３６ 排気バルブ傘部
３８ 吸気バルブ座面
４０ 排気バルブ座面
４２ 溝部
４４ 切欠部
４６ 突出部
４８ スキッシュエリア
５０ 排気還流通路
５２ 環流入口
５４ 環流出口
５６ 噴流孔
５８ 噴流入口
６０ 噴流出口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion chamber structure of an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine capable of reducing energy loss generated when a squish area is closed when discharging exhaust gas and promoting exhaust from the squish area. It relates to a combustion chamber structure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an internal combustion engine of a vehicle, it is always required to improve fuel efficiency and output. The output and fuel consumption of the internal combustion engine and the combustion process are closely related, and it is important to increase the combustion speed and complete combustion. is there. Heretofore, by devising the shape of the intake port and the shape of the piston, tumble flow (vertical vortex flow) and swirl flow (swirl flow), which are turbulences in the cylinder, have been enhanced to promote combustion.
[0003]
However, in the final stage of the compression stroke (immediately before ignition), the turbulence is attenuated due to the shrinkage of the combustion chamber, and when the flame propagates after ignition, the turbulence that promotes combustion becomes less turbulent. There was a problem that combustion was not possible.
[0004]
As a typical example of a conventional combustion chamber structure of an internal combustion engine in which such a problem has been improved, a squish area is formed between the outer periphery of the top of the piston and the outer periphery of the head-side recess forming the combustion chamber of the cylinder head. There is one in which a jet from a squish area generates turbulence toward the position of the spark plug, and the turbulence near the spark plug is strengthened (for example, see Patent Documents 1 and 2).
Further, in a conventional combustion chamber structure of an internal combustion engine, there is a structure in which a groove for promoting a tumble flow in intake air from an intake port communicating with the combustion chamber is provided at the top of the piston (for example, see Patent Document 3).
Further, in a conventional combustion chamber structure of an internal combustion engine, a squish area sealed between the outer periphery of the top of the piston and the outer periphery of the cylinder head side of the cylinder or the outer periphery of the head side recess forming the combustion chamber of the cylinder head. Are formed, and a compressed flow is ejected from the squish area into the combustion chamber (for example, see Patent Documents 4 to 6).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 60-102428 (Claims for registering utility models, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-9-280052 (pages 2, 3; FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-2000-345847 (page 3, FIG. 1)
[Patent Document 4]
JP-A-57-5534 (page 2, FIG. 1)
[Patent Document 5]
JP-A-2000-282865 (page 2, FIG. 1)
[Patent Document 6]
JP-A-6-185365 (pages 2, 3; FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the combustion chamber structures in which the squish areas are formed in Patent Documents 1 and 2 only generate turbulence in the vicinity of the outermost periphery of the top of the piston, so that the effect of suppressing knocking can be expected, but it contributes to the promotion of combustion. There is a small problem.
[0007]
Further, the combustion chamber structure in which a groove is provided at the top of the piston disclosed in Patent Document 3 promotes the tumble flow by utilizing the flow velocity of the intake air flowing into the combustion chamber. There are enough problems.
[0008]
Further, the combustion chamber structure of Patent Documents 4 to 6 in which a compressed flow is ejected from the closed squish area to the combustion chamber can generate a positive turbulence by the compressed flow, while providing a suitable combustion field. There is a problem that it is hard to say that it is formed.In addition, when discharging exhaust, the sealed squish area becomes a load and there is a problem that energy loss occurs, and exhaust remains in the sealed squish area. There is a problem that sufficient exhaust is not performed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to eliminate the above-mentioned disadvantages, the present invention provides a cylinder of a cylinder block of an internal combustion engine, a top of a piston slidably held by the cylinder, and a head side of a cylinder head mounted on the cylinder head. A combustion chamber is provided between the concave portion, an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber are provided in the cylinder head, and a groove is provided at the top of the piston for promoting a tumble flow for intake from the intake port. In the combustion chamber structure of the internal combustion engine, a ring-shaped notch is provided by depressing the outer peripheral surface on the top side of the piston, and the notch is formed by expanding the inner peripheral surface of the cylinder on the cylinder head side in a ring shape. A squish area for generating a squish flow toward the vicinity of the ignition plug in the latter half of the compression stroke of the piston is defined as the notch. Provided between the output portion, characterized by providing an exhaust gas recirculation passage for recirculating the exhaust gas of the squish area on the exhaust port.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The combustion chamber structure of the internal combustion engine of the present invention is provided with a squish area for generating a squish flow toward the vicinity of the ignition plug in the latter half of the compression stroke of the piston between the notch of the piston and the protrusion of the cylinder. By providing the exhaust gas recirculation passage for recirculating the exhaust gas to the exhaust port, it is possible to recirculate the exhaust gas in the sealed squish area to the exhaust port via the exhaust gas recirculation passage when exhausting the exhaust gas.
[0011]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2 is an internal combustion engine, 4 is a cylinder block, 6 is a cylinder head, and 8 is a piston. In the internal combustion engine 2, a piston 8 is slidably held by a cylinder 10 of a cylinder block 4, and the piston 8 is connected to a crankshaft 14 that is supported by the cylinder block 4 by a connecting rod 12. A piston ring 16 is provided on the outer peripheral surface 8A of the piston 8 to seal between the piston 8 and the inner peripheral surface 10A of the cylinder 10.
[0012]
The internal combustion engine 2 is provided between a cylinder 10 of a cylinder block 4, a top 18 of a piston 8 slidably held by the cylinder 10, and a head side recess 20 of a cylinder head 6 mounted on the cylinder block 4. A combustion chamber 22 is formed. An ignition plug 24 is provided in the cylinder head 6 at a substantially central portion of the head side recess 20 so as to face the combustion chamber 22, and intake air communicating with the combustion chamber 22 on each side sandwiching the ignition plug 24 when viewed in the direction of the crank axis C. A port 26 and an exhaust port 28 are provided, and an intake valve 30 and an exhaust valve 32 for opening and closing the intake port 26 and the exhaust port 28 are provided.
[0013]
The intake valve 30 and the exhaust valve 32 have an intake valve head 34 and an exhaust valve head 36. The intake valve 30 and the exhaust valve 32 are driven by a valve operating mechanism (not shown), and an intake valve seat surface 38 provided with an intake valve head 34 and an exhaust valve head 36 at a combustion chamber side outlet of the intake port 26 and an exhaust valve. It is brought into contact with and separated from an exhaust valve seat surface 40 provided at the inlet of the port 28 on the combustion chamber side, and opens and closes the intake port 26 and the exhaust port 28.
[0014]
The combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 is provided with a groove 42 at the top 18 of the piston 8 for promoting a tumble flow in the intake air from the intake port 26. The groove portion 42 has a deeper intake side 26A facing the intake port 26 and becomes shallower as it approaches the exhaust side 28A facing the exhaust port 28. As shown in FIG. 2, the groove side 42 has a lower intake side 26A facing the intake port 26. It is formed in a substantially teardrop shape so that the width becomes wider and becomes narrower as it approaches the exhaust side 28A facing the exhaust port 28.
[0015]
The internal combustion engine 2 is provided by forming a ring-shaped notch 44 by recessing the outer peripheral surface 8A on the top 18 side of the piston 8 and expanding the inner peripheral surface 10A of the cylinder 10 on the cylinder head 6 side in a ring shape. Thus, a projection 46 having a shape corresponding to the notch 44 is formed and provided. The notch portion 44 is formed in a ring shape from a concave surface portion 44A and an upper surface portion 44B continuous from the concave surface portion 44A to the outer peripheral surface 8A. The protruding portion 46 is formed in a ring shape from a protruding surface portion 46A and a lower surface portion 46B continuous from the protruding surface portion 46A to the inner peripheral surface 10A. A squish area 48 for generating a squish flow toward the vicinity of the ignition plug 24 in the latter half of the compression stroke of the piston 8 is provided between the concave surface portion 44A and the upper surface portion 44B of the notch portion 44 and the protruding surface portion 46A and the lower surface portion 46B of the protruding portion 46. Is formed and provided.
[0016]
The cylinder block 4 and the cylinder head 6 are provided with an exhaust gas recirculation passage 50 for recirculating exhaust gas in the squish area 48 to the exhaust port 28. As shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust gas recirculation passage 50 has a recirculation inlet 52 on one end side opened to a lower surface portion 46 </ b> B of the protrusion 46 facing the squish area 48 on the exhaust port 28 side of the cylinder block 4. A recirculation outlet 54 is provided in the exhaust port seating surface 40 of the exhaust port 28 of the cylinder head 6 where the exhaust valve 32 is brought into contact with and separated from the exhaust valve seat surface 40. The exhaust pipe flow passage 50 is closed when the exhaust valve head 36 of the exhaust valve 32 is seated on the exhaust valve seat surface 40.
[0017]
The piston 8 is provided with a plurality of jet holes 56 for communicating the squish area 48 and the combustion chamber 22. The jet hole 56 has a jet inlet 58 on one end side opened in the cutout portion 44 of the piston 8 and a jet outlet 60 on the other end side opened in the groove 42 of the top 18 of the piston 8.
[0018]
As shown in FIG. 1, the piston 8 is provided with a jet inlet 58 on the cutout 44 side of the plurality of jet holes 56 from an intake side 26A opposed to the intake port 26 when viewed in the direction of the crank axis C from an exhaust port facing the exhaust port 28. It is arranged to open toward the top 18 as it moves to the side 28A. Further, as shown in FIG. 2, the piston 8 is provided with jet outlets 60 on the groove 42 side of the plurality of jet holes 56 so as to open toward the intake side 26A facing the intake port 26 in plan view. are doing.
[0019]
Accordingly, in the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2, as the piston 8 rises, the jet inlet 58 on the cutout 44 side of the plurality of jet holes 56 faces the exhaust port 28 A facing the exhaust port 28 in the direction of the crank axis C. From the jet inlet 58E closest to the intake port 26I closest to the intake side 26A facing the intake port 26 in the direction of the crank axis C, and is gradually closed from the exhaust side 28A by the projection 46.
[0020]
The jet inlet 58E, which is closest to the exhaust side 28A, is opened at a position separated from the top 18 of the piston 8 by a set distance L (for example, 5 to 10 mm) so as not to lower the combustion pressure, as shown in FIG. Provided. Therefore, the jet inlets 58 of the plurality of jet holes 56 move from the jet inlet 58E closest to the exhaust side 28A located at the set distance L from the top 18 of the piston 8 to the jet inlet 58I closest to the inlet side 26A. The opening position is gradually spaced away from the top 18 of the piston 8.
[0021]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0022]
In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2, the intake valve 30 and the exhaust valve 32 are closed during the compression stroke, and the exhaust valve passage 36 is seated on the exhaust valve seat surface 40 by the exhaust valve head 36 of the exhaust valve 32. 50 is closed.
[0023]
In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2, a tumble flow toward the spark plug 24 in the combustion chamber 22 (FIG. 5) is formed in the combustion chamber 22 by a groove 42 having a shallow exhaust side 28A and a deep intake side formed in the top 18 of the piston 8 in the first half of the compression stroke. (See the solid line arrow).
[0024]
In the early stage of the latter half of the compression stroke, as shown in FIG. 5, a squish area 48 in which the concave surface portion 44A of the notch portion 44 of the ascending piston 8 and the protruding surface portion 46A of the protruding portion 46 of the cylinder 10 partially overlap with each other is formed. Since the plurality of jet holes 56 are formed and all the jet inlets 58 are open, the compressed air flows into the combustion chamber 22 from the jet outlets 60 of the plural jet holes 56 toward the intake side facing the intake port 26. Is spouted to accelerate the tumble flow indicated by the solid arrow (see the wavy arrow).
[0025]
In the middle stage of the latter half of the compression stroke, as shown in FIG. 6, as the piston 8 rises, the jet inlets 58 of the plural jet holes 56 move from the jet inlet 58E closest to the exhaust side 28A toward the intake side 26A, and the exhaust Because of the gradual closure from the side 28A, an increased amount of compressed flow is ejected into the combustion chamber 22 from the jet outlet 60 of the injection hole 56 communicating with the other unclosed jet inlet 58, and the tumble indicated by the solid arrow Accelerate the flow (see dashed arrows).
[0026]
The closing of the plurality of jet holes 56 from the exhaust side 28A of the jet inlet 58 and the ejection of the increased amount of the compressed flow from the jet holes 56 into the combustion chamber 22 by the other unclosed jet inlets 58 are a plurality of times. It is performed continuously from the exhaust side 28A of the jet hole 56 toward the intake side 26A.
[0027]
At the end of the latter half of the compression stroke, as shown in FIG. 7, immediately before the top dead center of the piston 8, all of the plurality of jet ports 58 except the jet port 58I closest to the intake side 26A are closed. Therefore, the compressed flow is injected into the combustion chamber 22 from the closed squish area 48 by the injection outlet 60I of the injection hole 56 closest to the intake side 26A, and the tumble flow indicated by the solid arrow is accelerated (see the wavy arrow). I do.
[0028]
As shown in FIGS. 3 and 4, in the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2, when the exhaust valve 32 is opened, the exhaust valve head 36 is separated from the exhaust valve seat surface 40 as shown in FIGS. The reflux outlet 54 of the passage 50 is opened.
[0029]
Thus, the exhaust gas in the squish area 48 is recirculated to the exhaust port 28 by the exhaust recirculation passage 50.
[0030]
Thus, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 generates a squish flow between the notch 44 of the piston 8 and the protrusion 46 of the cylinder 10 in the latter half of the compression stroke of the piston 8 toward the vicinity of the spark plug 24. An area 48 is provided, and an exhaust gas recirculation passage 50 for recirculating exhaust gas in the squish area 48 to the exhaust port 28 is provided.
[0031]
Accordingly, when exhaust gas is exhausted, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 can recirculate exhaust gas in the sealed squish area 48 to the exhaust port 28 via the exhaust gas recirculation passage 50.
[0032]
For this reason, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 can reduce the energy loss generated when the squish area 48 is closed when exhausting the exhaust gas, and can promote the exhaust from the squish area 48.
[0033]
In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2, the jet inlet 58 on one end side is opened in the cutout portion 44 of the piston 8, and the jet outlet 60 on the other end side is opened in the groove 42 of the top 18 of the piston 8. A plurality of jet holes 56 are provided.
[0034]
Accordingly, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 can increase the flow rate of the squish flow, and can increase the combustion speed.
[0035]
Further, in the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2, the jet inlet 58 on the cutout 44 side of the plurality of jet holes 56 faces the exhaust port 28 from the intake side 26 </ b> A facing the intake port 26 in the direction of the crank axis C. By arranging it so as to approach the top portion 18 and open as it moves to the exhaust side 28 </ b> A, the flow in the combustion chamber 22 can be controlled by the position of the jet inlet 58.
[0036]
For this reason, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 is not closed because the injection ports 58 of the plurality of injection holes 56 are gradually closed from the exhaust side 28A by the protrusions 46 with the rise of the piston 8. The flow velocity of the remaining compressed flow in the jet hole 56 can be gradually increased, and the combustion speed can be increased.
[0037]
8 and 9 show a second embodiment. In the second embodiment, the parts having the same functions as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 according to the second embodiment, a plurality of steps 62 are provided on the top 18 of the piston 8, and the jet outlet 60 of the jet hole 56 is opened on the plane 64 of the step 62 below. Is applied to the side surface 66 of the upper step portion 62.
[0038]
In the second embodiment, the top 18 of the piston 8 is a single step 62-1. The top 18 is provided with a plurality of steps 62-2 to 62-4 each having a disc shape having a different diameter. The jet outlets 60-1 to 60-3 of the jet holes 56-1 to 56-3 are provided on the respective planes 64-1 to 64-3 of the first to third step portions 62-1 to 62-3 to be located. Each of the side surfaces 66-2 to 66 of the second to fourth step portions 62-2 to 62-4 which are opened and located above the first to third step portions 62-1 to 62-3. -4.
[0039]
The jet hole 56-1 for applying a compressed flow to the side surface 66-2 of the second step portion 62-2 opens the jet inlet 58-1 in the concave surface portion 44A close to the top 18 and the jet outlet 60-1. An opening is made in the plane 64-1 so as to be directed in the tangential direction of the side surface 66-2. The jet hole 56-2 for applying the compressed flow to the side surface 66-3 of the third step portion 62-3 causes the jet inlet 58-2 to open to the concave surface portion 44A which is further away from the top 18 than the jet inlet 58-1. The jet outlet 60-2 is directed to a direction that intersects the tangent of the side surface 66-3 at an angle to the tangent of the side surface 66-3 to be opened in the plane 64-2. The jet hole 56-3 for applying the compressed flow to the side surface 66-4 of the fourth step portion 62-4 opens the jet inlet 58-3 in the concave surface portion 44A further away from the top 18 than the jet inlet 58-2. Then, the jet outlet 60-3 is directed in the radial direction of the side surface 66-4 to open the flat surface 64-3.
[0040]
Accordingly, the jet holes 56-1 to 56-3 are moved from the jet outlets 60-1 to 60-3 to the respective side surfaces 66-2 of the second to third step portions 62-2 to 62-4 when the piston 8 is raised. Compressed flow is applied to ６６66-4, and as the piston 8 rises, the jet inlets 58-1 to 58-3 are sequentially closed by the protruding portions 46 from the side close to the top 18, and at the end of the compression stroke, the jet outlet 60 The compressed flow is injected only from −3 to generate ring-shaped turbulence in the combustion chamber 22.
[0041]
As described above, in the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 of the second embodiment, since the turbulence is easily attenuated by the compression at the outermost peripheral portion of the piston, the turbulence is generated at the outermost peripheral portion of the piston until immediately before ignition. By applying a compressed flow to the side surfaces 66-2 to 66-4 of the plurality of steps 62-2 to 62-4 provided on the top portion 18, ring-shaped turbulence is generated in the combustion chamber 22 until immediately before ignition. , The burning speed can be increased.
[0042]
10 and 11 show a third embodiment. In the third embodiment, the portions having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and described. In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 according to the third embodiment, a protruding portion 68 is provided on the top portion 18 of the piston 8, and a plurality of radial steps 70 extending from the center to the outer periphery are provided on the protruding portion 68. The compressed flow is applied to the side surface 72 of the radial step portion 70 by opening the jet outlet 60 of the jet hole 56 at the ridge 68 located at a position close to the side surface 72.
[0043]
In the third embodiment, a gently inverted conical raised portion 68 is provided in the groove portion 42 of the top portion 18 of the piston 8 in a bulging manner, and the raised portion 68 is directed in the tangential direction of the groove portion 42 from the center toward the outer periphery. A plurality of radial step portions 70 having a substantially inverted V-shaped cross section extending gently curved in the same direction are provided so as to extend along the longitudinal direction of the inner side surface 72 of the curved radial step portion 70 and to the side surface 72. The jet outlets 60-1 to 60-3 of the plurality of jet holes 56-1 to 56-3 are opened in the protruding portion 68 in the vicinity, and the compressed flow is directed to the side surface 72 of the radial step portion 70.
[0044]
A jet hole 56-1 that opens a jet outlet 60-1 on the radial center side of the protruding portion 68 opens the jet inlet 58-1 in the concave surface portion 44A close to the top 18. A jet hole 56-2 that opens a jet outlet 60-2 at a radially intermediate portion of the protruding portion 68 causes the jet inlet 58-2 to open to a concave surface portion 44A that is further away from the top 18 than the jet inlet 58-1. A jet hole 56-3 that opens a jet outlet 60-3 radially outside the raised portion 68 opens a jet inlet 58-33 into a concave surface portion 44A that is further away from the top 18 than the jet inlet 58-2. .
[0045]
As a result, the jet holes 56-1 to 56-3 apply a compressed flow from the jet outlets 60-1 to 60-3 to the side surface 72 of the radial step portion 70 when the piston 8 rises. 58-1 to 58-3 are sequentially closed by the protruding portion 46 from the side close to the top portion 18, and at the end of the compression stroke, the compressed flow is injected only from the jet outlet 60-3, and the swirl flow is injected into the combustion chamber 22. Cause.
[0046]
As described above, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 according to the third embodiment applies the compressed flow to the curved inner side surfaces 72 of the plurality of curved radially extending step portions 70 provided on the raised portions 68 of the tops 18 of the pistons 8. By applying this, a swirl flow (swirl flow) is generated in the combustion chamber 22 until immediately before ignition, and the combustion speed can be increased.
[0047]
12 and 13 show a fourth embodiment. In the fourth embodiment, portions that perform the same functions as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 of the fourth embodiment, the cylinder block 4 and the cylinder head 6 are provided with an intake introduction passage 74 for introducing intake air from the intake port 26 into the squish area 48.
[0048]
The intake introduction passage 74 has an introduction inlet 76 on one end side opened at the lower surface portion 46B of the protruding portion 46 facing the squish area 48 of the cylinder block 4, and an introduction outlet 78 on the other end side is opened by the intake valve 30 of the cylinder head 6. An opening is provided in an intake valve seating surface 38 at the outlet of the combustion chamber side of the intake port 26 that is brought into contact with or separated from the intake port 26. The intake passage 74 is closed when the intake valve head 34 of the intake valve 30 is seated on the intake valve seat 38.
[0049]
In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 according to the fourth embodiment, when the intake valve 30 is opened in the early stage of the intake stroke, the intake valve head 34 is separated from the intake valve seat 38 and the inlet of the intake passage 74 is formed. With the opening 76, the intake air is introduced from the intake port 26 into the squish area 48 through the intake introduction passage 74.
[0050]
Thereby, the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 of the fourth embodiment introduces the intake air of the intake port 26 into the closed squish area 48 through the intake introduction passage 74 when the intake air is sucked into the combustion chamber 22. Therefore, the energy loss that occurs when the squish area 48 is in a closed state when inhaling the intake air can be reduced.
[0051]
FIG. 14 shows a fifth embodiment. In the fifth embodiment, the portions having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and described. In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 according to the fifth embodiment, an exhaust gas recirculation passage 50 for recirculating exhaust gas in the squish area 48 to the exhaust port 28 is provided in the cylinder block 4 and the cylinder head 6. The exhaust gas recirculation passage 50 has one end of the recirculation inlet 52 opened at the lower surface 46B of the protrusion 46 of the cylinder block 4 and the other end of the recirculation outlet 54 formed on the exhaust valve seat surface 40 of the exhaust port 28 of the cylinder head 6. It is provided to be open and is closed when the exhaust valve 32 is seated on the exhaust valve seat surface 40.
[0052]
The exhaust gas recirculation passage 50 is provided in communication with a branch passage 80 that opens to a projection 46A of the projection 46 facing the combustion chamber 22 of the cylinder block 4. The branch passage 80 has one end communicating with the exhaust gas recirculation passage 50 in the middle, and the other branch outlet 82 having a protrusion 46A of the protrusion 46 facing the combustion chamber 22 of the cylinder block 4 and having a top dead center. At the position closed by the concave surface portion 44A of the notch portion 44 of the piston 8 in the vicinity, an opening is provided so as to be directed toward the groove portion 42 of the piston 8.
[0053]
In the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 of the fifth embodiment, the branch outlet 84 of the branch passage 80 branched from the exhaust gas recirculation passage 50 immediately before the top dead center of the piston 8 is opened at the end of the latter half of the compression stroke. Thus, the compressed flow is ejected from the closed squish area 48 into the combustion chamber 22 by the branch outlet 84, and the tumble flow indicated by the solid arrow can be accelerated (see the wavy arrow).
[0054]
Thus, in the combustion chamber structure of the internal combustion engine 2 of the fifth embodiment, the flow velocity of the squish flow can be increased at the end of the latter half of the compression stroke, and the combustion speed can be increased.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, the combustion chamber structure of the internal combustion engine according to the present invention can recirculate the exhaust gas from the sealed squish area to the exhaust port via the exhaust gas recirculation passage when exhausting the exhaust gas.
Therefore, the combustion chamber structure of the internal combustion engine can reduce the energy loss that occurs when the squish area is closed when exhausting the exhaust gas, and can promote the exhaust from the squish area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine showing a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of a piston.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the internal combustion engine during an exhaust stroke.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of an exhaust port.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the internal combustion engine in an early stage of the latter half of a compression stroke.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a middle-stage internal combustion engine in the latter half of the compression stroke.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the internal combustion engine at the end of the latter half of the compression stroke.
FIG. 8 is a sectional view of an internal combustion engine showing a second embodiment.
FIG. 9 is a plan view of a piston.
FIG. 10 is a sectional view of an internal combustion engine showing a third embodiment.
FIG. 11 is a plan view of a piston.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an internal combustion engine during an intake stroke showing a fourth embodiment.
FIG. 13 is an enlarged sectional view of a main part of an intake port.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the internal combustion engine at the end of the latter half of the compression stroke showing the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Internal combustion engine 4 Cylinder block 6 Cylinder head 8 Piston 18 Top 20 Head side recess 22 Combustion chamber 24 Spark plug 26 Intake port 28 Exhaust port 30 Intake valve 32 Exhaust valve 34 Intake valve umbrella 36 Exhaust valve umbrella 38 Intake valve seat Surface 40 Exhaust valve seat surface 42 Groove 44 Notch 46 Projection 48 Squish area 50 Exhaust recirculation passage 52 Recirculation inlet 54 Recirculation outlet 56 Jet hole 58 Jet inlet 60 Jet outlet
