JP2008051047A - 往復動エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼室における燃焼伝播速度を向上させることができる往復動エンジンを提供すること。
【解決手段】往復動エンジン１は、シリンダ２と、シリンダ２のシリンダボア３にＡ及びＢ方向に往復動自在に配されるピストン４と、ピストン４のトップ面５に隣接して配されているトップリング６と、トップ面５に対してトップリング６を間にして配されているセカンドリング７と、トップ面５に対してトップリング６及びセカンドリング７を間にして配されているオイルリング８と、燃焼行程において燃焼室９に乱流を生じさせるようにシリンダ２の内周面１０に円周方向Ｃに沿って形成されている複数の乱流生起凹部１１とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、船舶、産業用動力機械等に用いる往復動エンジンに関する。

特開２００４−１３２３２２号公報

例えば特許文献１においては、燃焼室における燃焼によりピストンが往復動される往復動エンジンが提案されている。

ところで、斯かる往復動エンジンでは、燃焼室において燃焼が伝播するが当該燃焼室における燃焼伝播速度は向上されるのが望ましい。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃焼室における燃焼伝播速度を向上させることができる往復動エンジンを提供することにある。

本発明の往復動エンジンは、シリンダと、このシリンダのシリンダボアに往復動自在に配されているピストンと、燃焼行程において燃焼室に乱流を生じさせるようにシリンダの内周面に円周方向に沿って形成されている複数の乱流生起凹部とを具備している。

本発明の往復動エンジンによれば、特に、燃焼行程において燃焼室に乱流を生じさせるようにシリンダの内周面に円周方向に沿って形成されている複数の乱流生起凹部を具備しているために、燃焼行程における燃焼伝播速度を向上させ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、ピストンのトップ面に隣接して配されているトップリングと、ピストンのトップ面に対してトップリングを間にして配されているセカンドリングと、ピストンのトップ面に対してトップリング及びセカンドリングを間にして配されているオイルリングとを具備しており、複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてオイルリングに対してシリンダのシリンダヘッド側に位置するように夫々配されている。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてセカンドリングに対してシリンダヘッド側に位置するように夫々配されている。このような好ましい例によれば、上述のように燃焼伝播速度を向上させ得るのに加えて、トップリングとセカンドリングとの間の環状空間に燃焼ガスを導入させることができて、ピストンをガスフロートさせ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてトップリングに対してシリンダヘッド側に位置するように夫々配されている。このような好ましい例によれば、燃焼行程における燃焼伝播速度をより向上させ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、トップリングは、ピストンのトップ面と平行である。このような好ましい例では、トップリング及びトップ面間のピストンの円周面と当該円周面に隙間をもって対面するシリンダの円周面との間の環状空間における燃焼を円周方向においてより均等に伝播させ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてトップリング及びピストンのトップ面間に位置するピストンの円周面の部位に対面するように夫々配されている。このような好ましい例によれば、トップリング及びトップ面間のピストンの円周面の部位と当該部位に隙間をもって対面するシリンダの円周面との間の環状空間における燃焼伝播速度をより向上させ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、シリンダのシリンダヘッド側に位置する複数の乱流生起凹部の夫々の部位は、ピストンの上死点到達時において当該ピストンのトップ面に対してシリンダヘッド側に位置するように配されている。このような好ましい例によれば、シリンダの内周面とピストンの円周面との間の環状空間における燃焼伝播速度を向上させ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、複数の乱流生起凹部は、円周方向において夫々互いに等間隔をもって夫々配されている。このような好ましい例によれば、燃焼行程における燃焼を円周方向において均等に伝播させ得る。

本発明によれば、燃焼室における燃焼伝播速度を向上させることができる往復動エンジンを提供し得る。

次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明は、これら例に何等限定されないのである。

図１から図３において、本例の往復動エンジン１は、シリンダ２と、シリンダ２のシリンダボア３にＡ及びＢ方向に往復動自在に配されるピストン４と、ピストン４のトップ面５に隣接して配されているトップリング６と、トップ面５に対してトップリング６を間にして配されているセカンドリング７と、トップ面５に対してトップリング６及びセカンドリング７を間にして配されているオイルリング８と、燃焼行程において燃焼室９に乱流を生じさせるようにシリンダ２の内周面１０に当該内周面１０の円周方向Ｃに沿って形成されている複数の乱流生起凹部１１とを具備している。

往復動エンジン１は、２サイクル若しくは４サイクルのガソリンエンジン若しくはディーゼルエンジンであってもよいが、本例では４サイクルガソリンエンジンとする。

シリンダ２は、上記内周面１０を有したシリンダ本体２１と、シリンダ本体２１の頂部に装着されたシリンダヘッド２２とを具備している。内周面１０は、シリンダボア３を画成している。シリンダヘッド２２には、本例では、点火プラグ２３、吸気口２４、排気口２５、吸気口２４に配設されたバルブ２６及び排気口２５に配設されたバルブ２７とが設けられている。

ピストン４の円周面３１には、トップリング６及びセカンドリング７が夫々嵌着されたピストンリング溝と、オイルリング８が嵌着されたオイルリング溝とが形成されている。ピストンリング溝及びオイルリング溝の夫々は、トップ面５と平行である。円形のトップ面５はＡ及びＢ方向に直交する面に対して平行である。ピストン４は、ピストンピン３２を介してコンロッド（コネクティングロッド）３３の一端に連結されている。コンロッド３３の他端には、Ｄ方向に回転するクランクシャフト３４が連結されている。

トップリング６、セカンドリング７及びオイルリング８の夫々は、トップ面５と平行である。トップリング６とセカンドリング７との間には環状空間４１が画成されている。例えば、ピストン４が上死点又は上死点近傍に位置する際に、ピストン４の往復動方向（Ａ及びＢ方向）に関して、乱流生起凹部１１の部位５２がトップリング６に対してシリンダヘッド２２側に位置すると共に乱流生起凹部１１のオイルリング８側に位置する部位５３がトップリング６に対してセカンドリング７側であって当該セカンドリング７に対してシリンダヘッド２２側に位置するように配されている場合には、斯かる乱流生起凹部１１は環状空間４１と燃焼室９とを連通させる連通路としての機能をも有することになる。

特に図２及び図３に示す複数の乱流生起凹部１１は、図１に示すピストン４の上死点到達時においてオイルリング８、セカンドリング７及びトップリング６のうちのいずれかに対してシリンダヘッド２２側に位置するように夫々配されており、本例では、複数の乱流生起凹部１１のすべてがピストン４の上死点到達時においてトップリング６に対してシリンダヘッド２２側に位置するように配されている。複数の乱流生起凹部１１は、ピストン４の上死点到達時においてトップリング６及びトップ面５間に位置するピストン４の円周面３１の部位５１に対面するように夫々配されている。シリンダ２のシリンダヘッド２２側に位置する複数の乱流生起凹部１１の夫々の部位５２は、ピストン４の上死点到達時においてトップ面５に対してシリンダヘッド２２側に位置するように配されている。複数の乱流生起凹部１１は、円周方向Ｃにおいて夫々互いに等間隔をもって十二個配されている。本例の乱流生起凹部１１の夫々は、例えば図３に示すように半球状凹面からなる。

以下、本例の往復動エンジン１の動作について詳細に説明する。ピストン４が図１に示すように上死点に位置し又はピストン４が上死点近傍に位置した際に点火プラグ２３により燃焼室９の混合気を燃焼させ、この燃焼は燃焼室９における乱流との関係において伝播する。ここで、シリンダ２の内周面１０に乱流生起凹部１１が形成されているために燃焼室９において乱流が積極的に生じることから、燃焼室９における燃焼の伝播は促進される。斯かる燃焼行程においてピストン４は図２に示すようにＡ方向に往動される。

本例の往復動エンジン１によれば、シリンダ２と、シリンダ２のシリンダボア３にＡ及びＢ方向に往復動自在に配されるピストン４と、燃焼行程において燃焼室９に乱流を生じさせるようにシリンダ２の内周面１０に円周方向Ｃに沿って形成されている複数の乱流生起凹部１１とを具備しているために、燃焼行程における燃焼伝播速度を向上させ得る。

往復動エンジン１によれば、複数の乱流生起凹部１１は、ピストン４の上死点到達時においてトップリング６に対してシリンダヘッド２２側に位置するように夫々配されているために、燃焼行程における燃焼伝播速度をより向上させ得る。また、複数の乱流生起凹部１１は、ピストン４の上死点到達時においてセカンドリング７に対してシリンダヘッド２２側に位置するように夫々配されている場合には、燃焼伝播速度を向上させ得るのに加えて、トップリング６とセカンドリング７との間の環状空間４１に燃焼ガスを導入させてピストン４をガスフロートさせ得る。

往復動エンジン１によれば、トップリング６は、ピストン４のトップ面５と平行であるために、トップリング６及びトップ面５間のピストン４の円周面３１と当該円周面３１に隙間をもって対面するシリンダ２の内周面１０との間の環状空間６１における燃焼を円周方向Ｃにおいてより均等に伝播させ得る。

往復動エンジン１によれば、複数の乱流生起凹部１１は、ピストン４の上死点到達時においてトップリング６及びピストン４のトップ面５間に位置するピストン４の円周面３１の部位５１に対面するように夫々配されているために、トップリング６及びトップ面５間のピストン４の円周面３１の部位５１と当該部位５１に隙間をもって対面するシリンダ２の内周面１０との間の環状空間６１における燃焼伝播速度をより向上させ得る。

往復動エンジン１によれば、シリンダ２のシリンダヘッド２２側に位置する複数の乱流生起凹部１１の夫々の部位５２は、ピストン４の上死点到達時において当該ピストン４のトップ面５に対してシリンダヘッド２２側に位置するように配されているために、シリンダ２の内周面１０とピストン４の円周面３１との間の環状空間４１及び／又は６１における燃焼伝播速度を向上させ得る。

本発明の往復動エンジンの好ましい例では、複数の乱流生起凹部１１は、円周方向Ｃにおいて夫々互いに等間隔をもって夫々配されているために、燃焼行程における燃焼を円周方向Ｃにおいて均等に伝播させ得る。

本発明の実施の形態の例の断面説明図である。 図１に示す例の動作説明図である。 図２に示す例のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面矢視説明図である。

符号の説明

１ 往復動エンジン
２ シリンダ
４ ピストン
５ トップ面
６ トップリング
７ セカンドリング
８ オイルリング
９ 燃焼室
１０ 内周面
１１ 乱流生起凹部

Claims (8)

1. シリンダと、このシリンダのシリンダボアに往復動自在に配されているピストンと、燃焼行程において燃焼室に乱流を生じさせるようにシリンダの内周面に円周方向に沿って形成されている複数の乱流生起凹部とを具備している往復動エンジン。
2. ピストンのトップ面に隣接して配されているトップリングと、ピストンのトップ面に対してトップリングを間にして配されているセカンドリングと、ピストンのトップ面に対してトップリング及びセカンドリングを間にして配されているオイルリングとを具備しており、複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてオイルリングに対してシリンダのシリンダヘッド側に位置するように夫々配されている請求項１に記載の往復動エンジン。
3. 複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてセカンドリングに対してシリンダヘッド側に位置するように夫々配されている請求項２に記載の往復動エンジン。
4. 複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてトップリングに対してシリンダヘッド側に位置するように夫々配されている請求項２又は３に記載の往復動エンジン。
5. トップリングは、ピストンのトップ面と平行である請求項４に記載の往復動エンジン。
6. 複数の乱流生起凹部は、ピストンの上死点到達時においてトップリング及びピストンのトップ面間に位置するピストンの円周面の部位に対面するように夫々配されている請求項２から５のいずれか一項に記載の往復動エンジン。
7. シリンダのシリンダヘッド側に位置する複数の乱流生起凹部の夫々の部位は、ピストンの上死点到達時において当該ピストンのトップ面に対してシリンダヘッド側に位置するように配されている請求項１から６のいずれか一項に記載の往復動エンジン。
8. 複数の乱流生起凹部は、円周方向において夫々互いに等間隔をもって夫々配されている請求項１から７のいずれか一項に記載の往復動エンジン。

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