JP2005325736A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料を直接燃焼室に噴射して成層燃焼を可能とする内燃機関に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine that enables stratified combustion by directly injecting fuel into a combustion chamber.
燃料を吸気ポートではなく、燃焼室に直接噴射する筒内噴射式の火花点火内燃機関が従来から知られている。この筒内噴射式の火花点火内燃機関では、吸気弁の開閉時に、空気が吸気ポートから燃焼室に吸入されてタンブル流を生成すると共に、このタンブル流に対向して燃料噴射弁から燃料が直接噴射する。すると、燃焼室にて、タンブル流と燃料噴霧とが混合し、この混合気がピストンのキャビティによって点火プラグに導かれ、着火して爆発してエンジントルクを得た後、排気弁の開閉時に、燃焼ガスが排気ポートから排気系排出されて処理される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an in-cylinder spark ignition internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber instead of an intake port is known. In this in-cylinder spark-ignition internal combustion engine, when the intake valve is opened and closed, air is drawn into the combustion chamber from the intake port to generate a tumble flow, and fuel directly from the fuel injection valve faces the tumble flow. Spray. Then, the tumble flow and fuel spray are mixed in the combustion chamber, and this mixture is led to the ignition plug by the piston cavity, ignites and explodes to obtain engine torque, and when the exhaust valve is opened and closed, The combustion gas is discharged from the exhaust port and processed.
また、この筒内噴射式の火花点火内燃機関にて、タンブル流に対して噴射された燃料噴霧が早期に微粒化及び気化し、混合気が効率良く点火プラグに導かれるように、燃焼式の天井面にピストンの帳面に対するスキッシュエリアを設けている。そのため、このスキッシュエリアから燃焼室の中心に向かうスキッシュ流により、良質な混合気をタンブル流として確実に点火プラグに導くことができる。 In addition, in this in-cylinder spark ignition internal combustion engine, the fuel spray injected into the tumble flow is atomized and vaporized early, so that the air-fuel mixture is efficiently guided to the spark plug. A squish area for the piston surface is provided on the ceiling. For this reason, the squish flow from the squish area toward the center of the combustion chamber can reliably lead the air-fuel mixture to the spark plug as a tumble flow.
図8は、従来の内燃機関における燃焼室の水平断面図である。従来の内燃機関において、図8に示すように、燃焼室001は、図示しないシリンダブロック(シリンダボア)とシリンダヘッドの下面とピストンの頂面により構成され、上部にそれぞれ2つの吸気ポート002及び排気ポート003が連通し、吸気バルブ及び排気バルブによりそれぞれ開閉可能となっている。また、シリンダヘッドには、燃焼室001における吸気ポート002側に位置して、この燃焼室001内に直接ガソリン燃料を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室001の天井部に点火プラグが装着されている。そして、燃焼室001の天井部を構成するシリンダヘッドには、吸気側スキッシュエリア004及び排気側スキッシュエリア005が形成されると共に、その間に中間スキッシュエリア006が形成されている。
FIG. 8 is a horizontal sectional view of a combustion chamber in a conventional internal combustion engine. In the conventional internal combustion engine, as shown in FIG. 8, the
従って、空気が吸気ポート002から燃焼室001に吸入されてタンブル流が生成され、このタンブル流に対して燃料が噴射されて混合気が生成されると、混合気のタンブル流に対して中間スキッシュエリア006からのスキッシュ流により拡散が抑制され、良質な混合気がタンブル流として点火プラグに導かれることとなる。
Therefore, when air is drawn into the
なお、タンブル流とスキッシュ流を用いて燃焼改善を図るものとして、下記特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された「火花点火式直噴エンジンの燃焼室構造」は、吸気側スキッシュエリアと排気側スキッシュエリアの中間に中間スキッシュエリアを設け、この中間スキッシュエリアの幅を気筒の直径や燃料噴霧幅などから規定することで、ピストン頂面の凹部の側壁面への燃料付着を抑制する一方、混合気の側方への拡散を抑制するスキッシュ流に生成可能とするものである。 In addition, there exists what was described in the following patent document 1 as what aims at combustion improvement using a tumble flow and a squish flow. In the “combustion chamber structure of a spark ignition direct injection engine” described in Patent Document 1, an intermediate squish area is provided between the intake squish area and the exhaust squish area, and the width of the intermediate squish area is set to the diameter of the cylinder. By defining from the fuel spray width and the like, it is possible to generate a squish flow that suppresses fuel adhesion to the side wall surface of the concave portion of the piston top surface and suppresses the diffusion of the air-fuel mixture to the side.
ところが、上述した従来の内燃機関にて、中間スキッシュエリアによりタンブル流の拡散を抑制して燃焼を改善することができるものの、吸気ポート002から燃焼室001内へ流れ込む空気流の流れを阻害してしまい、タンブル流の強さや流量を低下させる原因となっている。図9は、吸気バルブのリフト量に対するタンブル流(タンブル比)を表すグラフである。この図9のグラフに示すように、スキッシュエリアを設けない場合、バルブリフト量の増加に伴ってタンブル流がほぼ比例して増加している。一方、スキッシュエリアを設けた場合、バルブリフト量の増加に伴ってタンブル流が所定位置まではほぼ比例して増加するものの、途中でその増加度合が低下してしまっている。
However, in the above-described conventional internal combustion engine, although it is possible to improve the combustion by suppressing the diffusion of the tumble flow by the intermediate squish area, the flow of the air flowing from the
なお、特許文献1に記載された「火花点火式直噴エンジンの燃焼室構造」では、中間スキッシュエリアの大きさを最適化することで、ピストン頂面の凹部への燃料付着を抑制しているものの、タンブル流やその流量を安定化させる点については特に記載されていない。 In addition, in the “combustion chamber structure of a spark ignition direct injection engine” described in Patent Document 1, the size of the intermediate squish area is optimized to suppress fuel adhesion to the concave portion of the piston top surface. However, the tumble flow and the point of stabilizing the flow rate are not particularly described.
本発明は、このような問題を解決するものであって、タンブル流を安定化させることで燃焼効率の向上を図った内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that improves the combustion efficiency by stabilizing the tumble flow.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関は、燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートをそれぞれ開閉可能な吸気弁及び排気弁と、前記燃焼室にタンブル流を生成するタンブル流生成手段と、前記燃焼室の中心に向かうスキッシュ流を生成するスキッシュ流生成手段と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室の天井部に設けられた点火プラグとを具えた内燃機関において、前記燃焼室における前記吸気ポートと前記排気ポートとが隣接する側壁面に、少なくとも前記吸気弁の軸心を中心としてその弁部半径の1.2から1.7倍の半径の内側領域が取り除かれてガイド部が形成されたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an internal combustion engine of the present invention can open and close a combustion chamber, an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber, and the intake port and the exhaust port, respectively. Intake valve and exhaust valve, tumble flow generating means for generating a tumble flow in the combustion chamber, squish flow generating means for generating a squish flow toward the center of the combustion chamber, and fuel injection for injecting fuel into the combustion chamber In an internal combustion engine comprising a valve and a spark plug provided on a ceiling portion of the combustion chamber, at least an axial center of the intake valve is provided on a side wall surface adjacent to the intake port and the exhaust port in the combustion chamber. A guide portion is formed by removing an inner region having a radius 1.2 to 1.7 times the valve portion radius as a center.
また、本発明の内燃機関では、前記スキッシュ流生成手段は、ピストン頂面と前記燃焼室に露出するシリンダヘッドの下面により構成され、前記ガイド部は該シリンダヘッドの下面に形成されたことを特徴としている。 In the internal combustion engine of the present invention, the squish flow generating means is constituted by a piston top surface and a lower surface of the cylinder head exposed to the combustion chamber, and the guide portion is formed on the lower surface of the cylinder head. It is said.
本発明の内燃機関では、前記スキッシュ流生成手段は前記燃焼室の外周部に対応して形成された排気側スキッシュエリアと、吸気側スキッシュエリアと、排気側と吸気側の中間の中間スキッシュエリアとを有し、該中間スキッシュエリアに、前記吸気弁の軸心を中心として前記弁部半径の略1.5倍の半径の内側領域が取り除かれた前記ガイド部が形成されたことを特徴としている。 In the internal combustion engine of the present invention, the squish flow generating means includes an exhaust squish area formed corresponding to the outer periphery of the combustion chamber, an intake squish area, and an intermediate squish area between the exhaust and intake sides. The intermediate squish area is characterized in that the guide portion is formed by removing an inner region having a radius approximately 1.5 times the radius of the valve portion with the axial center of the intake valve as a center. .
本発明の内燃機関では、前記ガイド部は、少なくとも並設された2つの前記吸気弁の軸心を結ぶ直線の角度から前記排気弁側へ略45度進行した角度まで領域が取り除かれて形成されたことを特徴としている。 In the internal combustion engine of the present invention, the guide portion is formed by removing a region from an angle of a straight line connecting at least the shaft centers of the two intake valves arranged side by side to an angle advanced approximately 45 degrees toward the exhaust valve. It is characterized by that.
本発明の内燃機関では、前記ガイド部は、前記燃焼室の天井面とシリンダヘッド下面とを滑らかに連続させる傾斜面を有することを特徴としている。 In the internal combustion engine of the present invention, the guide portion has an inclined surface that smoothly connects the ceiling surface of the combustion chamber and the lower surface of the cylinder head.
本発明の内燃機関によれば、燃焼室にタンブル流を生成するタンブル流生成手段とこの燃焼室の中心に向かうスキッシュ流を生成するスキッシュ流生成手段とを設けて構成し、燃焼室における吸気ポートと排気ポートとが隣接する側壁面に、吸気弁の軸心を中心としてその弁体半径の1.2から1.7倍の半径の内側領域を取り除いてガイド部を形成したので、吸気ポートから燃焼室に吸入される空気流は、タンブル流生成手段によりタンブル流となると共に、スキッシュ流生成手段によりその拡散が抑制され、また、ガイド部によりタンブル流が低下することなく所定の空気流量を燃焼室に導入することができ、タンブル流を安定化させることで燃焼効率の向上を図ることができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, the tumble flow generating means for generating the tumble flow in the combustion chamber and the squish flow generating means for generating the squish flow toward the center of the combustion chamber are provided, and the intake port in the combustion chamber is provided. The guide portion is formed on the side wall surface adjacent to the exhaust port by removing the inner region having a radius 1.2 to 1.7 times the radius of the valve body around the axial center of the intake valve. The air flow sucked into the combustion chamber is converted into a tumble flow by the tumble flow generation means, the diffusion is suppressed by the squish flow generation means, and a predetermined air flow rate is burned by the guide portion without lowering the tumble flow. Combustion efficiency can be improved by stabilizing the tumble flow.
以下に、本発明にかかる内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の一実施例に係る内燃機関における燃焼室の水平断面図(図4のI−I断面)、図2−1は、図1の2A−2A断面図、図2−2は、図1の2B−2B断面図、図2−3は、図1の2C−2C断面図、図3は、本実施例の内燃機関における燃焼室の天井部を表す概略図、図4は、本実施例の内燃機関における燃焼室の縦断面図、図5−1乃至図5−4は、吸気弁の開放時における燃焼室への空気流動を表す概略図、図6は、本実施例の内燃機関におけるタンブル流の強さを表すグラフ、図7は、本実施例の内燃機関におけるタンブル流に対する流量を表すグラフである。 FIG. 1 is a horizontal sectional view (II cross section of FIG. 4) of a combustion chamber in an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention, FIG. 2-1 is a cross sectional view of 2A-2A in FIG. 1 is a cross-sectional view taken along 2B-2B in FIG. 1, FIG. 2C is a cross-sectional view taken along 2C-2C in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic view showing a ceiling portion of a combustion chamber in the internal combustion engine of the present embodiment, and FIG. FIG. 5A to FIG. 5D are schematic views showing the air flow into the combustion chamber when the intake valve is opened, and FIG. 6 is the embodiment. FIG. 7 is a graph showing the flow rate with respect to the tumble flow in the internal combustion engine of the present embodiment.
本実施例の内燃機関は、筒内噴射式の火花点火エンジンであって、図1乃至図4に示すように、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結され、このシリンダブロック12に複数のシリンダボア13が直列に形成され、各シリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド15を介してこのクランクシャフトに連結されている。
The internal combustion engine of the present embodiment is a cylinder injection type spark ignition engine, and as shown in FIGS. 1 to 4, a
各燃焼室16は、シリンダブロック11に形成されたシリンダボア13と、シリンダヘッド12の下面と、ピストン14の頂面により構成されており、天井部(シリンダヘッド12の下面)の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室16の上部、つまり、シリンダヘッド12の下面にそれぞれ2つの吸気ポート17及び排気ポート18が対向して形成されており、この吸気ポート17及び排気ポート18に対して吸気弁19及び排気弁20の弁体19a,20aがそれぞれ位置している。従って、この吸気弁19及び排気弁20が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート17及び排気ポート18を開閉し、吸気ポート17と燃焼室16、燃焼室16と排気ポート18とをそれぞれ連通することができる。なお、図示しないが、吸気ポート17にはインテークマニホールドを介して吸気管が連結される一方、排気ポート18にはエギゾーストマニホールドを介して排気管が連結されている。
Each
燃焼室16の側部、つまり、吸気ポート17側のシリンダヘッド12の下面には、この燃焼室16に直接燃料を噴射する燃料噴射弁21が装着されている。この燃料噴射弁21は、2つの吸気ポート17の間で、上下方向に対して所定角度傾斜した状態で設けられており、燃焼室16におけるほぼ中央部に向けて燃料を噴射することができる。また、燃焼室16の天井部中央、つまり、各吸気ポート17及び各排気ポート18の間のシリンダヘッド12の下面には、点火プラグ22が装着されている。この点火プラグ22は、所定時期に火花を発生させることで、燃焼室16に吸入された空気と燃焼室16に噴射された燃料噴霧との混合気に着火することができる。
A
また、燃焼室16にタンブル流を生成するタンブル流生成手段と、燃焼室16の中心に向かうスキッシュ流を生成するスキッシュ流生成手段とが設けられている。本実施例の場合、タンブル流生成手段は、吸気ポート17の形状により構成され、図4に詳細に示すように、吸気ポート17から燃焼室16内に導入された空気流に、図4にて反時計回り方向の縦旋回力を与えることで、タンブル流Tを生成することができ、この空気のタンブル流Tに向けて燃料噴射弁21から燃料が噴射される。また、スキッシュ流生成手段は、ピストン14の頂面及びキャビティ14aとシリンダヘッド12の下面に形成された後述するスキッシュエリア31,32,33により構成されている。そして、図4に詳細に示すように、ピストン14が上昇する圧縮行程時に、ピストン14の頂面とスキッシュエリア31,32,33との間に、燃焼室16の中心に向かうスキッシュ流Sが発生し、空気と燃料との混合気を点火プラグ22の近傍に導くことができる。
Further, tumble flow generating means for generating a tumble flow in the
本実施例では、このタンブル流Tとスキッシュ流Sの作用効果が効果的に発揮されるように、燃焼室16におけるシリンダヘッド12側の下面にピストン14の頂面に対向してスキッシュエリア31,32,33が形成されている。即ち、燃焼室16に露出するシリンダヘッドの下面は、前述したように、中央部が高くなるような傾斜面34となっており、2つの吸気ポート17及び2つの排気ポート18が並列状態で形成されている。そして、この吸気ポート17及び2つの排気ポート18の外側で各ポート17,18を避けるように、2つの吸気ポート17の間に吸気側スキッシュエリア31が形成される一方、2つの排気ポート18の間に排気側スキッシュエリア32が形成されている。また、吸気ポート17と排気ポート18との間にそれぞれ中間スキッシュエリア33が形成されている。
In the present embodiment, the
そして、この各中間スキッシュエリア33は、線対称をなす形状であって、それぞれガイド部35を介して傾斜面34と滑らかに連続している。そして、この各ガイド部35は、少なくとも各吸気弁19の軸心Oを中心としてその弁部19aの半径rの1.2から1.7倍の半径Rの内側領域が取り除かれた形状となっている。また、ガイド部35は、2つの吸気弁19の軸心Oを結ぶ直線Lの角度から排気弁20側へ所定角度θ=30度進行した角度までの領域に設けられている。なお、このガイド部35は、最適には、吸気弁19の軸心Oを中心として弁体19aの半径の略1.5倍の半径R(=1.5r)の領域が、直線Lの角度から排気弁20側へ角度θ=45度進行した角度までの領域で取り除かれて形成されることが望ましい。
Each
ここで、中間スキッシュエリア33が吸気ポート17から燃焼室16内に導入される空気流(タンブル流)に与える影響について説明する。図5−1から図5−4に示す矢印は、吸気弁の開放時に吸気ポートから燃焼室16内に流れ込む空気の流れであり、図5−1及び図5−2は中間スキッシュエリアが無いもの、図5−3及び図5−4は従来の中間スキッシュエリアが有るものである。また、また、図5−1及び図5−3は吸気弁19の軸心Oを結ぶ直線Lの角度から排気弁20側へθ=45度進行した角度位置での空気の流れを示し、図5−2及び図5−4はこの直線Lの角度から排気弁20側へθ=60度進行した角度位置での空気の流れを示している。
Here, the influence of the
図5−1及び図5−2に示すように、シリンダヘッドに中間スキッシュエリアが無いと、いずれの角度であっても、吸気ポート19から燃焼室16の排気弁20側(図にて左側)にスムースに空気が流入している。一方、図5−3及び図5−4に示すように、シリンダヘッドに従来の中間スキッシュエリア010が有ると、θ=60度(図5−4)の位置では、吸気ポート19から燃焼室16の排気弁20側にスムースに空気が流入しているものの、θ=45度(図5−3)の位置では、吸気ポート19から燃焼室16の排気弁20側にスムースに空気が流入せず、ここで乱流が発生している。
As shown in FIGS. 5A and 5B, if there is no intermediate squish area in the cylinder head, the
このようにシリンダヘッドに中間スキッシュエリア33が無いと、吸気ポート19から燃焼室16にスムースに空気が流入するものの、中間スキッシュエリア010が有ると、θ=45度の位置で、吸気ポート19から燃焼室16にスムースに空気が流入していないことがわかる。従って、本実施例では、タンブル流の拡散を抑制して良質な混合気を点火プラグに導くスキッシュ流を生成するために中間スキッシュエリア33を設けるものの、上述したθ=0〜45度の位置を取り除いてガイド35を形成している。この場合、図5−1に示すように、吸気ポート17から燃焼室16に流れ込む空気流は、吸気弁19の軸心Oを中心としてその弁部19aの半径rの略1.5倍の半径R(=1.5r)の内側領域に集中していることから、この領域を取り除いてガイド部35を形成している。
Thus, if the cylinder head does not have the
中間スキッシュエリア33に上記領域を取り除いてガイド部35を形成する場合、吸気弁19の軸心Oが所定角度傾斜して設定されており、シリンダヘッド12の下面をこの傾斜した軸心Oから半径Rで円柱状に削り取ることとなる。そして、このガイド部35は、図1に示すように、燃焼室16の周方向に沿って滑らかに連続するように周囲の壁面に合致させる。なお、この図1はシリンダヘッドの下端部での断面視であり、ガイド部35を実線で表しているが、二点差線で示したガイド部35は燃焼室16の最上部での形状を表している。また、ガイド部35は、図2−1で示す吸気ポート17の近傍ではほぼ鉛直面をなし、図2−2及び図2−3に示すように、排気ポート18側に行くに伴って傾斜するように設定されている。
When the
なお、車両にはエンジンなどを制御する電子制御ユニット(ECU)が設けられ、このECUはこのエンジンの総合的な制御を行う。即ち、ECUは、検出したエンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定し、燃料噴射弁21及び点火プラグ22などを制御可能となっている。具体的には、エンジン回転数と吸入空気量に基づいて燃料噴射量が設定され、スロットル開度、アクセル開度、エンジン冷却水温などの運転状態変化に基づいて補正される。
The vehicle is provided with an electronic control unit (ECU) for controlling the engine and the like, and the ECU performs overall control of the engine. That is, the ECU determines the fuel injection amount, injection timing, ignition timing, etc. based on the detected engine speed, intake air amount, throttle opening, accelerator opening, engine cooling water temperature, and other engine operating conditions. The
このように構成された本実施例の内燃機関において、吸気弁19の開放時に所定量の空気が吸気ポート17を通って燃焼室16に導入されると、この空気流は燃焼室16内でタンブル流となり、この空気量に見合った燃料量がこのタンブル流Tに向けて燃料噴射弁21から噴射される。すると、この空気と燃料との混合気はピストン14の上昇により圧縮され、このピストン14の頂面とスキッシュエリア31,32,33からのスキッシュ流Sにより点火プラグ22の近傍に導かれる。そして、点火プラグ22により混合気に着火されて燃焼し、燃焼ガスは排気バルブ20の開放時に排気ガスとして排気ポート18から外部に排出される。
In the internal combustion engine of this embodiment configured as described above, when a predetermined amount of air is introduced into the
この場合、本実施例では、2つの中間スキッシュエリア33は、各吸気ポート17に近接する側壁が削り取られてガイド部35が形成されており、この中間スキッシュエリア33が吸気ポート17から燃焼室16に流入する空気流に悪影響を与えることなく、スムースな流れを確保することができる。そのため、各吸気ポート17から燃焼室16に流れ込む空気流は、燃焼室16の最適位置で合流して強いタンブル流Tが生成され、ここに燃料が噴射されることとなる。また、各スキッシュエリア31,32,33は、このタンブル流Tの拡散を抑制することができ、良質な混合気が点火プラグ22に導かれる。
In this case, in the present embodiment, in the two
図6は、燃焼室におけるタンブル流の強さを表すグラフであり、領域1はθ=45〜90度の領域、領域2はθ=0〜45度の領域である。この図6のグラフからわかるように、スキッシュエリアが無い燃焼室では、領域1,2とも強いタンブル流を生成することができるが、従来のスキッシュエリアが有る燃焼室では、領域2でタンブル流の強さが低下している。一方、本実施例のスキッシュエリアが有る燃焼室では、スキッシュエリアが無い燃焼室とほぼ同様に、領域1,2とも強いタンブル流を生成することができる。 FIG. 6 is a graph showing the strength of the tumble flow in the combustion chamber. Region 1 is a region of θ = 45 to 90 degrees, and region 2 is a region of θ = 0 to 45 degrees. As can be seen from the graph of FIG. 6, in the combustion chamber having no squish area, a strong tumble flow can be generated in both regions 1 and 2, but in the combustion chamber having a conventional squish area, the tumble flow is generated in region 2. The strength is decreasing. On the other hand, in the combustion chamber having the squish area of this embodiment, a strong tumble flow can be generated in both regions 1 and 2 in substantially the same manner as the combustion chamber having no squish area.
また、図7は、タンブル流に対する流量を表すグラフであり、白丸は、従来の燃焼室を表し、斜線丸は本実施例の燃焼室を表している。この図7のグラフからわかるように、一般に、タンブル流が強くなるほどその流量が低下する傾向にあり、従来の燃焼室では、その中間部領域を適用している。本実施例では、中間スキッシュエリア33を最適形状とすることで、流量を低下させることなくタンブル流Tを強くすることができる。
FIG. 7 is a graph showing the flow rate with respect to the tumble flow. White circles represent conventional combustion chambers, and hatched circles represent combustion chambers of the present embodiment. As can be seen from the graph of FIG. 7, generally, the flow rate tends to decrease as the tumble flow becomes stronger. In the conventional combustion chamber, the intermediate region is applied. In the present embodiment, the tumble flow T can be strengthened without reducing the flow rate by setting the
このように本実施例の内燃機関にあっては、燃焼室16にタンブル流Tとスキッシュ流Sを生成可能とし、シリンダヘッド12の下面における吸気ポート17と排気ポート18とが隣接する燃焼室16の外周壁面に、中間スキッシュエリア33を設けると共に、中間スキッシュエリア33にて、吸気弁19の軸心Oを中心としてその弁体19aの半径rの略1.5倍の半径R(=1.5r)の内側領域を取り除いてガイド部35を形成している。
As described above, in the internal combustion engine of the present embodiment, the
従って、吸気ポート17から燃焼室16に流入する空気流はこのポート形状によりタンブル流Tとなると共に、このタンブル流Tは、中間スキッシュエリア33のガイド部34により低下することなく所定の空気流量を燃焼室16に導入することができ、また、各スキッシュエリア31,32,33によりタンブル流Tの拡散が抑制されて混合気が適正に点火プラグ22の近傍に導かれることとなる。その結果、タンブル流Tを安定化させることで空気と燃料のミキシングが良好となり、燃焼効率を向上させることができ、また、燃費を向上することができると共に、エンジン性能を向上することができる。
Therefore, the air flow flowing into the
以上のように、本発明にかかる内燃機関は、スキッシュエリアの形状を最適化することで燃焼改善を図るものであり、タンブル流とスキッシュ流を適用したいずれの内燃機関にも適用して有用である。 As described above, the internal combustion engine according to the present invention is intended to improve combustion by optimizing the shape of the squish area, and is useful when applied to any internal combustion engine to which tumble flow or squish flow is applied. is there.
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
14 ピストン
16 燃焼室
17 吸気ポート
18 排気ポート
19 吸気弁
20 排気弁
21 燃料噴射弁
22 点火プラグ
31 吸気側スキッシュエリア
32 排気側スキッシュエリア
33 中間スキッシュエリア
34 傾斜面
35 ガイド部
DESCRIPTION OF
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JP2015194082A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | ダイハツ工業株式会社 | internal combustion engine |
JP2020165336A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | ダイハツ工業株式会社 | Internal combustion engine |
CN114076051A (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-22 | 深圳臻宇新能源动力科技有限公司 | Cylinder head combustion chamber and vehicle |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015124659A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | Combustion chamber structure of spark ignition type internal combustion engine |
CN105849381A (en) * | 2013-12-26 | 2016-08-10 | 丰田自动车株式会社 | Combustion chamber structure of spark-ignition internal combustion engine |
JP2015194082A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | ダイハツ工業株式会社 | internal combustion engine |
JP2020165336A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | ダイハツ工業株式会社 | Internal combustion engine |
CN114076051A (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-22 | 深圳臻宇新能源动力科技有限公司 | Cylinder head combustion chamber and vehicle |
CN115217668A (en) * | 2022-07-29 | 2022-10-21 | 长城汽车股份有限公司 | Combustion system and vehicle |
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