JP2010144601A - Combustion chamber structure of engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion chamber structure of an engine capable of providing high heat efficiency. <P>SOLUTION: This combustion chamber structure of an engine includes a plurality of ignition parts 25 provided on the same diameter as a combustion chamber in a combustion chamber and tubular hole parts 11 which are provided near the ignition parts 25, respectively, and respectively have openings 11a formed at the positions to which the flame of the ignited air-fuel mixture propagates and bottoms 11c for closing the opposite ends of the openings 11a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、エンジンの燃焼室構造に関する。   The present invention relates to a combustion chamber structure of an engine.

エンジンの燃焼室に関して従来から種々の構造が提案されている。たとえば特許文献1には副燃焼室を有する燃焼室構造が開示されている。
特開平6−42411号公報
Various structures have been proposed for engine combustion chambers. For example, Patent Document 1 discloses a combustion chamber structure having a sub-combustion chamber.
JP-A-6-42411

しかし、前述した従来構造では、副燃焼室での燃焼が主燃焼室の外部で燃焼する外燃機関となってしまう。そのため冷却による損失エネルギーが大きく、熱効率が低いという問題があった。   However, in the above-described conventional structure, the combustion in the auxiliary combustion chamber becomes an external combustion engine that burns outside the main combustion chamber. For this reason, there is a problem that energy loss due to cooling is large and thermal efficiency is low.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、高い熱効率を得ることができるエンジンの燃焼室構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an engine combustion chamber structure capable of obtaining high thermal efficiency.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、燃焼室内に燃焼室と同径上に設けられる複数の点火部(25)と、その点火部に近傍する位置に設けられ、着火された混合気の火炎が伝播してくる位置に形成された開口(11a)と、その開口の反対端を閉塞する底(11c)と、を含む筒穴部(11)を備えることを特徴とする。   The present invention provides a plurality of ignition parts (25) provided in the combustion chamber on the same diameter as the combustion chamber, and a position near the ignition part, where the flame of the ignited mixture propagates. A cylindrical hole portion (11) including the formed opening (11a) and a bottom (11c) closing the opposite end of the opening is provided.

本発明によれば、着火された混合気の火炎が筒内部の開口に伝播し通り過ぎると、開口から高速ガスが噴出し燃焼室内の未燃ガスの拡散を促進する。さらに燃焼室内に燃焼室と同径上に複数の点火部を設けるので、燃焼室内において未燃ガスが溜まりやすい外周領域の燃焼が促進される。また複数の点火部から火炎が伝播されるので筒内部からの噴出ガスが発生しやすくなり、燃焼促進と未燃ガスの拡散との相乗効果が得られる。これらによって筒内での燃焼速度が速くなり燃焼期間が短縮され、熱効率が高くなる。   According to the present invention, when the flame of the ignited air-fuel mixture passes through the opening inside the cylinder, high-speed gas is ejected from the opening to promote diffusion of unburned gas in the combustion chamber. Furthermore, since a plurality of ignition parts are provided in the combustion chamber on the same diameter as the combustion chamber, combustion in the outer peripheral region where unburned gas tends to accumulate in the combustion chamber is promoted. In addition, since the flame is propagated from the plurality of ignition parts, it is easy to generate a gas ejected from the inside of the cylinder, and a synergistic effect of combustion promotion and diffusion of unburned gas is obtained. These increase the combustion speed in the cylinder, shorten the combustion period, and increase the thermal efficiency.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明によるエンジンの燃焼室構造の第1実施形態を示す図であり、図1(A)は上方から燃焼室を透視した図、図1(B)は側方から燃焼室を透視した図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a combustion chamber structure of an engine according to the present invention. FIG. 1 (A) is a perspective view of the combustion chamber from above, and FIG. 1 (B) is a side view of the combustion chamber. FIG.

エンジンの燃焼室10は、本実施形態ではいわゆるペントルーフタイプが例示されている。ペントルーフ稜線には天井点火プラグ30が設けられる。ペントルーフ稜線を挟んで一方のルーフ(図1では右側のルーフ)には吸気バルブ31が設けられる。ペントルーフ稜線を挟んで他方のルーフ(図1では左側のルーフ)には排気バルブ32が設けられる。なおエンジンの当業者においては重力方向とは別に上死点/下死点という表現が使用される。水平対向エンジン等においては、必ずしも上死点が重力方向の上、下死点が重力方向の下になるとは限らないし、また仮にエンジンを倒立した場合には、上死点が重力方向の下、下死点が重力方向の上になる。本明細書においては、慣習にしたがい、上死点側を上、下死点側を下、とし、燃焼室の上方をルーフと表現する。   The engine combustion chamber 10 is exemplified by a so-called pent roof type in the present embodiment. A ceiling spark plug 30 is provided on the pent roof ridgeline. An intake valve 31 is provided on one roof (the right roof in FIG. 1) across the pent roof ridgeline. An exhaust valve 32 is provided on the other roof (the left roof in FIG. 1) across the pent roof ridge line. Those skilled in the art of engine use the expression top dead center / bottom dead center separately from the direction of gravity. In a horizontally opposed engine, etc., the top dead center is not necessarily above the gravity direction and the bottom dead center is not below the gravity direction. If the engine is inverted, the top dead center is below the gravity direction. The bottom dead center is above the gravity direction. In the present specification, according to the custom, the top dead center side is up, the bottom dead center side is down, and the upper part of the combustion chamber is expressed as a roof.

エンジンの燃焼室10の外周には点火部25が設けられる。この外周点火部25は、本実施形態では、図2に示す環状点火プラグ20に形成された放電ギャップである。なお図1では、点火部分のイメージにしたがって通常の点火プラグに模して点火部を図示するが、詳細は図2を参照して後述する。   An ignition unit 25 is provided on the outer periphery of the combustion chamber 10 of the engine. In this embodiment, the outer periphery ignition part 25 is a discharge gap formed in the annular ignition plug 20 shown in FIG. In FIG. 1, the ignition part is illustrated in the form of a normal ignition plug according to the image of the ignition part, but details will be described later with reference to FIG. 2.

点火部25は、本実施形態では4つ設けられる。そしてひとつの点火部25と、もうひとつの点火部25と、の間に筒穴部11が形成される。   In the present embodiment, four ignition parts 25 are provided. A cylindrical hole portion 11 is formed between one ignition portion 25 and another ignition portion 25.

筒穴部11は、ひとつの点火部25と、もうひとつの点火部25と、の真ん中ではなく、一方の点火部25に偏倚して形成される。筒穴部11は、着火された混合気の火炎が伝播してくる位置に形成された開口11aと、その開口11aの反対端を閉塞する底11cと、を含む。筒穴部11の軸線Aの方向は、燃焼室10の半径方向である。このような配置になっているので、筒穴部11の軸線Aは、開口11aの中心11bと点火部25とを結んだ直線Bと交叉し、直線Bに一致しない。また筒穴部11の直径dに対する深さLの比L/dが6よりも大きくなるように、筒内部11の開口11aの穴径(直径)d及び筒穴部11の深さLが設定される。たとえば筒内部11の開口11aの穴径(直径)dが1mmであり、深さLが10mmである。   The cylindrical hole portion 11 is formed in a biased manner in one ignition portion 25, not in the middle of one ignition portion 25 and another ignition portion 25. The cylindrical hole portion 11 includes an opening 11a formed at a position where the flame of the ignited air-fuel mixture propagates, and a bottom 11c that closes the opposite end of the opening 11a. The direction of the axis A of the cylindrical hole portion 11 is the radial direction of the combustion chamber 10. With this arrangement, the axis A of the cylindrical hole portion 11 intersects with the straight line B connecting the center 11b of the opening 11a and the ignition portion 25 and does not coincide with the straight line B. Further, the hole diameter (diameter) d of the opening 11a in the cylinder interior 11 and the depth L of the cylinder hole 11 are set so that the ratio L / d of the depth L to the diameter d of the cylinder hole 11 is larger than 6. Is done. For example, the hole diameter (diameter) d of the opening 11a in the cylinder interior 11 is 1 mm, and the depth L is 10 mm.

図2は、環状点火プラグを示す斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view showing an annular spark plug.

環状点火プラグ20は、環状ボディ21と、中心電極22と、導電部23と、アース24と、を含む。   The annular spark plug 20 includes an annular body 21, a center electrode 22, a conductive portion 23, and a ground 24.

環状ボディ21は、セラミックなどの絶縁性の材料で構成される。   The annular body 21 is made of an insulating material such as ceramic.

中心電極22は、たとえば白金(Pt)、イリジウム(Ir)などのように耐熱性及び導電性のある材料で構成された細長い棒状電極である。中心電極22の先端は、環状ボディ21の内周面21aに位置する。図示を省略するが中心電極22は、点火コイルに接続される。   The center electrode 22 is an elongated rod-like electrode made of a heat-resistant and conductive material such as platinum (Pt) or iridium (Ir). The tip of the center electrode 22 is located on the inner peripheral surface 21 a of the annular body 21. Although not shown, the center electrode 22 is connected to the ignition coil.

導電部23は、たとえば白金(Pt)、イリジウム(Ir)などのように耐熱性及び導電性のある材料が環状ボディ21の内周面21aに蒸着処理されて長方形に形成される。本実施形態では4つの導電部23a〜23dが設けられる。この4つの導電部23a〜23dが中心電極22の先端を先頭として、環状ボディ21の内周面21aに所定間隔を開けて一列に設けられる。中心電極22の両側に位置する導電部23a,23dのうち一方の導電部23aは中心電極22に近接して放電ギャップ25aを構成する。他方の導電部23dは、一方の導電部23aよりも中心電極22から十分に離間している。このため中心電極22に電圧が印加されても、中心電極22と導電部23dとの間では放電しない。中心電極22の先端22aと環状ボディ21の上面21b及び下面21cとの距離は、中心電極22の先端22aと導電部23aとの距離に比べて十分大きい。互いに隣接する導電部23の間には、3つの放電ギャップ25b〜25dが形成される。3つの放電ギャップ25b〜25dのギャップ量は全て等しい。またそのギャップ量と略等しくなるように放電ギャップ25aが形成される。   The conductive portion 23 is formed in a rectangular shape by depositing a heat-resistant and conductive material such as platinum (Pt) or iridium (Ir) on the inner peripheral surface 21 a of the annular body 21. In the present embodiment, four conductive portions 23a to 23d are provided. The four conductive portions 23 a to 23 d are provided in a row at a predetermined interval on the inner peripheral surface 21 a of the annular body 21 with the tip of the center electrode 22 as the head. Of the conductive portions 23 a and 23 d located on both sides of the center electrode 22, one conductive portion 23 a is adjacent to the center electrode 22 to form a discharge gap 25 a. The other conductive portion 23d is sufficiently separated from the center electrode 22 than the one conductive portion 23a. For this reason, even if a voltage is applied to the center electrode 22, no discharge occurs between the center electrode 22 and the conductive portion 23d. The distance between the tip 22a of the center electrode 22 and the upper surface 21b and the lower surface 21c of the annular body 21 is sufficiently larger than the distance between the tip 22a of the center electrode 22 and the conductive portion 23a. Three discharge gaps 25b to 25d are formed between the conductive portions 23 adjacent to each other. The gap amounts of the three discharge gaps 25b to 25d are all equal. Further, the discharge gap 25a is formed so as to be substantially equal to the gap amount.

環状点火プラグ20においては、放電ギャップ25a〜25dのギャップ量の和、すなわちギャップ量の総和によってエネルギー量が決定される。そして導電部23の所定位置に筒穴部11が形成される。   In the annular spark plug 20, the energy amount is determined by the sum of the gap amounts of the discharge gaps 25a to 25d, that is, the sum of the gap amounts. Then, the cylindrical hole portion 11 is formed at a predetermined position of the conductive portion 23.

アース24は、中心電極22に印加された電圧をシリンダヘッドに逃がす。アース24は、中心電極22の両側に位置する導電部23a,23dのうち中心電極22から離間した導電部23dに連続するように形成される。アース24は、導電部23と同様にたとえば白金(Pt)、イリジウム(Ir)などのように耐熱性及び導電性のある材料を蒸着処理することによって環状ボディ21の内周面21aから上面21bにかけて形成される。環状ボディ21の上面21bに貼り付けられた部分がシリンダヘッドに接触することで、中心電極22に印加された電圧をシリンダヘッドに逃がす。   The ground 24 allows the voltage applied to the center electrode 22 to escape to the cylinder head. The ground 24 is formed so as to be continuous with the conductive portion 23 d spaced from the center electrode 22 among the conductive portions 23 a and 23 d located on both sides of the center electrode 22. Similarly to the conductive portion 23, the ground 24 is formed from the inner peripheral surface 21a to the upper surface 21b of the annular body 21 by vapor-depositing a heat-resistant and conductive material such as platinum (Pt) or iridium (Ir). It is formed. When the portion attached to the upper surface 21b of the annular body 21 contacts the cylinder head, the voltage applied to the center electrode 22 is released to the cylinder head.

このような構造の環状点火プラグ20を使用すれば、点火コイルのエネルギーを受けて各放電ギャップ25a〜25dで飛火し、多点点火することができる。   When the annular spark plug 20 having such a structure is used, the ignition coil energy is received and the sparks are ignited in the respective discharge gaps 25a to 25d, so that multipoint ignition can be performed.

次に本実施形態の作用効果を図3〜図5を参照して説明する。なお図3は本実施形態の作用効果を理解しやすくするための基礎的な燃焼室構造を示す図である。   Next, the effect of this embodiment is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 3 is a view showing a basic combustion chamber structure for facilitating understanding of the operational effects of the present embodiment.

図3に示した燃焼室10では、外周にひとつの点火部25を設けた。図3では、ボア径80mmの燃焼室10の左端に、点火部25を設けた。また燃焼室10には、着火された混合気の火炎が伝播してくる位置の燃焼室内に開口し、反対端は閉塞する筒穴部11を形成した。筒穴部11の大きさは、穴径(直径)dが1mm、深さLが10mmである。筒穴部11の軸線Aの方向は、燃焼室10の半径方向である。このような配置になっているので、筒穴部11の軸線Aは、開口11aの中心11bと点火部25とを結んだ直線Bと交叉し、直線Bに一致しない。   In the combustion chamber 10 shown in FIG. 3, one ignition part 25 is provided on the outer periphery. In FIG. 3, the ignition unit 25 is provided at the left end of the combustion chamber 10 having a bore diameter of 80 mm. Further, the combustion chamber 10 is formed with a cylindrical hole portion 11 that opens into the combustion chamber at a position where the flame of the ignited air-fuel mixture propagates and closes at the opposite end. The cylinder hole 11 has a hole diameter (diameter) d of 1 mm and a depth L of 10 mm. The direction of the axis A of the cylindrical hole portion 11 is the radial direction of the combustion chamber 10. With this arrangement, the axis A of the cylindrical hole portion 11 intersects with the straight line B connecting the center 11b of the opening 11a and the ignition portion 25 and does not coincide with the straight line B.

図4は、図3に示した燃焼室構造による実験結果を示す図であり、火炎の伝播状態を時間ごとに示してある。なお時間の経過につれて図4(A)→図4(L)と進む。   FIG. 4 is a diagram showing an experimental result by the combustion chamber structure shown in FIG. 3, and shows a flame propagation state for each time. As time passes, the process proceeds from FIG. 4 (A) to FIG. 4 (L).

図4(A)で燃焼室内の混合気が点火部25によって着火されると、着火点から火炎が急激に進行する。そして図4(F)で火炎の進行波が筒穴部11の開口11aに到達し、筒穴部11の開口11aを過ぎると、図4(G)から分かるように筒穴部11の開口11aからガスが噴出する。次の瞬間である図4(H)を見ると、点火部25から始まる火炎の進行に比べて、筒穴部11からのガスの噴出が非常に速いことが分かる。このガスによって燃焼室内の未燃ガスの拡散が促進され未燃ガスの火炎に対する接触面積が拡大する。そのため筒内での燃焼速度が速くなり熱効率を高くする作用効果が得られたのである。   In FIG. 4A, when the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited by the ignition unit 25, the flame rapidly advances from the ignition point. Then, in FIG. 4 (F), when the traveling wave of the flame reaches the opening 11a of the cylindrical hole portion 11 and passes through the opening 11a of the cylindrical hole portion 11, the opening 11a of the cylindrical hole portion 11 is understood from FIG. 4 (G). Gas spouts out of. 4H, which is the next moment, it can be seen that the ejection of gas from the cylindrical hole portion 11 is much faster than the progression of the flame starting from the ignition portion 25. This gas promotes the diffusion of the unburned gas in the combustion chamber and increases the contact area of the unburned gas with the flame. Therefore, the combustion speed in the cylinder is increased, and the effect of increasing the thermal efficiency is obtained.

図5は、筒穴部11から非常に高速のガスが噴出する現象について説明する図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a phenomenon in which a very high-speed gas is ejected from the cylindrical hole portion 11.

ガスの噴出現象の生じる理由について本件発明者らは以下のように考察した。混合気が燃焼室内に存在する状態で点火部25が点火すると、図5(A)に示すように火炎が進行する。なお火炎の進行波をW1〜W6で示す。そして火炎が筒穴部11の開口11aに到達すると、開口近傍の混合気が燃焼する。混合気は燃焼すると熱膨張する。そして図5(B)に示すように熱膨張による圧力波が、筒穴部11に存在する混合気(未燃ガス)を筒穴部11の底11cのほうへ押し込めるように作用する。すると筒穴部11の底11cにおいてガス圧力が非常に高圧になる。するとその圧力波の跳ね返りによって、筒穴部11から非常に高速のガスが噴出することで、ガスの噴出現象が生じると考えられる。   The present inventors considered the reason why the gas ejection phenomenon occurs as follows. When the ignition unit 25 ignites in a state in which the air-fuel mixture exists in the combustion chamber, the flame proceeds as shown in FIG. The traveling wave of the flame is indicated by W1 to W6. When the flame reaches the opening 11a of the tube hole 11, the air-fuel mixture near the opening burns. The air-fuel mixture expands thermally when burned. Then, as shown in FIG. 5B, the pressure wave due to thermal expansion acts to push the air-fuel mixture (unburned gas) present in the tube hole portion 11 toward the bottom 11 c of the tube hole portion 11. Then, the gas pressure becomes very high at the bottom 11c of the cylindrical hole portion 11. Then, it is considered that a gas ejection phenomenon occurs when a very high-speed gas is ejected from the cylindrical hole portion 11 due to the rebound of the pressure wave.

なお詳細は省略するが、本件発明者らは、筒穴部11の穴径dを変えても実験した。すると穴径dが1〜3mmのときは高速ガスの噴出現象を確認できたが、穴径dが5mmのときはガスの噴出現象が弱かった。これは穴径dが大きすぎたために、開口近傍で燃焼した混合気による圧力閉じ込め現象が生じにくかったためと考えられる。また穴径dが1mmよりも小径であると火炎が筒穴部11の内部に進行しにくく、この場合もガスの噴出現象が弱かった。したがってガスの噴出現象を得るには、適度な穴径にする必要があるということが本件発明者らによって知見された。   Although details are omitted, the present inventors also experimented even when the hole diameter d of the cylindrical hole portion 11 was changed. When the hole diameter d was 1 to 3 mm, the high-speed gas ejection phenomenon could be confirmed, but when the hole diameter d was 5 mm, the gas ejection phenomenon was weak. This is presumably because the pressure confinement phenomenon due to the air-fuel mixture burned in the vicinity of the opening was difficult to occur because the hole diameter d was too large. Further, when the hole diameter d is smaller than 1 mm, the flame hardly progresses into the cylindrical hole portion 11, and in this case, the gas ejection phenomenon is weak. Accordingly, the present inventors have found that it is necessary to set an appropriate hole diameter in order to obtain the gas ejection phenomenon.

また本件発明者らは、筒穴部11の深さLを変えても実験した。すると筒穴部11の直径dに対する深さLの比L/dが6よりも大であるときは高速ガスの噴出現象を確認できた。これに対して比L/dが6よりも小さいとガスの噴出現象が弱かった。これは深さLが小さいと筒穴部11に閉じ込められる圧力が小さいためであると考えられる。したがってガスの噴出現象を得るには、適度な深さLにする必要があるということが本件発明者らによって知見された。   The inventors also experimented by changing the depth L of the tube hole 11. Then, when the ratio L / d of the depth L to the diameter d of the cylindrical hole portion 11 was larger than 6, the high-speed gas ejection phenomenon could be confirmed. On the other hand, when the ratio L / d was smaller than 6, the gas ejection phenomenon was weak. This is considered to be because when the depth L is small, the pressure confined in the cylindrical hole portion 11 is small. Therefore, the present inventors have found that an appropriate depth L is necessary to obtain the gas ejection phenomenon.

さらに本件発明者らは、筒穴部11の位置を変えても実験した。すると筒穴部11の軸線Aが、開口11aの中心11bと点火部25の着火部分21とを結んだ直線Bに一致する位置、たとえば筒穴部11が点火部25に対向する位置では、ガスの噴出現象が弱まった。軸線Aが直線Bに一致しては、点火部25からの進行波と、筒穴部11からの噴出ガスと、がエネルギーをお互いに相殺するためであると考えられる。したがって高速ガスの噴出現象を得るには、筒穴部11を適切な位置にする必要があるということが本件発明者らによって知見された。   Further, the inventors also experimented even when the position of the cylindrical hole portion 11 was changed. Then, at a position where the axis A of the cylinder hole 11 coincides with a straight line B connecting the center 11b of the opening 11a and the ignition part 21 of the ignition part 25, for example, at a position where the cylinder hole 11 faces the ignition part 25, the gas The eruption phenomenon was weakened. It is considered that the axial line A coincides with the straight line B because the traveling wave from the ignition part 25 and the jet gas from the cylindrical hole part 11 cancel each other out of energy. Therefore, the present inventors have found that it is necessary to place the cylindrical hole portion 11 in an appropriate position in order to obtain the high-speed gas ejection phenomenon.

上記において燃焼室10にひとつの外周点火部25とひとつの筒穴部11を設けた場合を例示して説明したが、複数設けても同様の現象が生じる。そこで本実施形態では図1に示したように、燃焼室10の外周に4つの外周点火部25を設けるとともに、4つの筒穴部11を設けたのである。このようにすることで4つの筒穴部11から高速ガスが噴出する。このガスによって燃焼室内の未燃ガスの拡散作用が促進され未燃ガスの火炎に対する接触面積が拡大する。そのため筒内での燃焼速度が速くなり熱効率を高くできたのである。   In the above description, the case where one outer periphery ignition part 25 and one cylinder hole part 11 are provided in the combustion chamber 10 has been described as an example. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the four outer peripheral ignition portions 25 are provided on the outer periphery of the combustion chamber 10 and the four cylindrical hole portions 11 are provided. By doing so, high-speed gas is ejected from the four cylindrical hole portions 11. This gas promotes the diffusion action of the unburned gas in the combustion chamber and expands the contact area of the unburned gas with the flame. As a result, the combustion speed in the cylinder was increased and the thermal efficiency was increased.

図6は、本実施形態における点火部25と筒穴部11との配置による作用効果を説明する図である。上述したように、点火部25が点火すると火炎が進行する。なお火炎の進行波をW1〜W3で示す。そして火炎が筒穴部11の開口11aに到達すると図5で説明した理由によって筒穴部11から高速のガスが噴出する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operational effect of the arrangement of the ignition part 25 and the cylinder hole part 11 in the present embodiment. As described above, when the ignition unit 25 ignites, the flame proceeds. The traveling wave of the flame is indicated by W1 to W3. When the flame reaches the opening 11a of the tube hole 11, high-speed gas is ejected from the tube hole 11 for the reason described in FIG.

このとき筒穴部11が、ひとつの点火部25と別のもうひとつの点火部25との真ん中に形成されるとすると、各点火部25からの火炎の進行波W1は同時に筒穴部11の開口11aに到達する。双方の火炎の進行波W1が同時に到達しては、筒穴部11の開口11aにおける各火炎の熱膨張をお互いに相殺してしまい圧力波が弱まってしまうと考えられる。   At this time, if the tube hole portion 11 is formed in the middle of one ignition portion 25 and another ignition portion 25, the traveling wave W1 of the flame from each ignition portion 25 is simultaneously transmitted to the tube hole portion 11. It reaches the opening 11a. If the traveling waves W1 of both flames reach at the same time, it is considered that the thermal expansion of each flame in the opening 11a of the cylindrical hole portion 11 cancels each other and the pressure wave is weakened.

本実施形態では図1にも示したように、筒内部11は、ひとつの点火部25と、もうひとつの点火部25と、の真ん中ではなく、一方の点火部25に偏倚して形成される。これにより偏倚する側の点火部25からの火炎伝播によって筒内部11から高速のガスが噴出する。さらに筒内部11の軸線Aの方向は、燃焼室10の半径方向であるので、筒内部11から噴出するガスは燃焼室10の中心に向かって噴出する。また燃焼室10においてピストン冠面の中心領域は、火炎伝播が遅く、未燃混合気が多く溜まる。筒内部11から噴出する高速のガスは、この未燃領域に向かって噴出することとなる。そのため筒内での燃焼期間を短縮でき熱効率を高くできたのである。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the cylinder interior 11 is not formed in the middle of one igniter 25 and the other igniter 25 but is biased to one igniter 25. . As a result, high-speed gas is ejected from the cylinder interior 11 by the flame propagation from the igniting portion 25 on the biasing side. Furthermore, since the direction of the axis A of the cylinder interior 11 is the radial direction of the combustion chamber 10, the gas ejected from the cylinder interior 11 is ejected toward the center of the combustion chamber 10. Further, in the combustion chamber 10, the center region of the piston crown surface has a slow flame propagation, and a large amount of unburned air-fuel mixture accumulates. High-speed gas ejected from the cylinder interior 11 is ejected toward the unburned region. Therefore, the combustion period in the cylinder can be shortened and the thermal efficiency can be increased.

(第2実施形態)
図7は、本発明によるエンジンの燃焼室構造の第2実施形態を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a view showing a second embodiment of the combustion chamber structure of the engine according to the present invention.

第1実施形態においては、筒穴部11を燃焼室10の側壁面に形成したが、他の場所に形成してもよい。たとえば、シリンダヘッドの天井点火プラグ30の近傍、すなわち天井点火プラグ30と、吸気バルブ31や排気バルブ32と、の間に形成してもよい。点火プラグ30の近傍であれば火炎進行波が早めに筒穴部11を通過するので早期に高速ガスが噴出する。これによって燃焼室内の拡散が早期に生じ燃焼が促進されて熱効率が高くなる。また吸気バルブ31や排気バルブ32の傘表面に形成してもよい。さらにピストン冠面に形成してもよい。いずれにせよ燃焼室の火炎が伝播してくる位置に形成すればよい。そして筒穴部11の軸方向が火炎の伝播方向に一致しない向きに形成すればよい。このように構成することで、筒穴部11から高速ガスが噴出することとなり、筒内での燃焼を促進することができ熱効率を高くできる。   In 1st Embodiment, although the cylinder hole part 11 was formed in the side wall surface of the combustion chamber 10, you may form in another place. For example, it may be formed near the ceiling spark plug 30 of the cylinder head, that is, between the ceiling spark plug 30 and the intake valve 31 or the exhaust valve 32. If it is in the vicinity of the spark plug 30, the flame traveling wave passes through the cylindrical hole portion 11 early, so that high-speed gas is ejected early. As a result, diffusion in the combustion chamber occurs early, combustion is promoted, and thermal efficiency is increased. Further, it may be formed on the umbrella surface of the intake valve 31 or the exhaust valve 32. Furthermore, you may form in a piston crown surface. In any case, it may be formed at a position where the flame of the combustion chamber propagates. And the axial direction of the cylinder hole part 11 should just be formed in the direction which does not correspond with the propagation direction of a flame. By comprising in this way, high-speed gas will eject from the cylinder hole part 11, combustion in a cylinder can be accelerated | stimulated and thermal efficiency can be made high.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。たとえば、筒穴部は上記例示した個数に限らず適宜設定すればよい。図3〜図5を参照して説明したように、ひとつであっても効果を十分得ることができる。また上記では環状点火プラグとして4つの点火部を持つタイプを例示したが、点火部点数は適宜変更すればよい。さらに上記では点火プラグとしてひとつの環状ボディに複数の点火部を有する環状点火プラグを例示したが、天井点火プラグのような通常の点火プラグを複数使用してもよい。点火機能を有するものであれば、いずれでもよい。さらにまた上記説明においては天井点火プラグを有するエンジンを例示して説明したが、ディーゼルエンジンであってもよい。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention. For example, the number of the cylindrical hole portions is not limited to the number exemplified above, and may be set as appropriate. As described with reference to FIGS. 3 to 5, even a single effect can be obtained sufficiently. Moreover, although the type which has four ignition parts as an annular spark plug was illustrated above, what is necessary is just to change the number of ignition parts suitably. Furthermore, in the above description, an annular spark plug having a plurality of ignition parts in one annular body is exemplified as the spark plug, but a plurality of ordinary spark plugs such as a ceiling spark plug may be used. Any one having an ignition function may be used. Furthermore, in the above description, an engine having a ceiling spark plug has been described as an example, but a diesel engine may be used.

本発明によるエンジンの燃焼室構造の第1実施形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the combustion chamber structure of the engine by this invention. 環状点火プラグを示す斜視図である。It is a perspective view which shows an annular spark plug. 基礎的な燃焼室構造を示す図である。It is a figure which shows a basic combustion chamber structure. 図3に示した燃焼室構造による実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result by the combustion chamber structure shown in FIG. 筒穴部から非常に高速のガスが噴出する現象について説明する図である。It is a figure explaining the phenomenon in which a very high-speed gas ejects from a cylinder hole part. 本発明によるエンジンの燃焼室構造の第1実施形態の作用効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of 1st Embodiment of the combustion chamber structure of the engine by this invention. 本発明によるエンジンの燃焼室構造の第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the combustion chamber structure of the engine by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 燃焼室
11 筒穴部
11a 開口
11b 中心
11c 底
20 環状点火プラグ
25 点火部
25a〜25d 放電ギャップ(点火部)
30 天井点火プラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Combustion chamber 11 Cylinder hole part 11a Opening 11b Center 11c Bottom 20 Annular spark plug 25 Ignition part 25a-25d Discharge gap (ignition part)
30 Ceiling spark plug

Claims (8)

燃焼室内に燃焼室と同径上に設けられる複数の点火部と、
前記点火部の近傍に設けられ、
着火された混合気の火炎が伝播してくる位置に形成された開口と、
前記開口の反対端を閉塞する底と、
を含む筒穴部と、
を備えるエンジンの燃焼室構造。
A plurality of ignition parts provided on the same diameter as the combustion chamber in the combustion chamber;
Provided in the vicinity of the ignition unit,
An opening formed at the position where the flame of the ignited mixture propagates,
A bottom closing the opposite end of the opening;
A cylindrical hole including
An engine combustion chamber structure comprising:
前記点火部は、内径が前記燃焼室と同径であって燃焼室壁面に沿って環状に形成される絶縁性の環状ボディを含む環状点火プラグの点火部分であって、その環状ボディの内周面に臨んで設けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃焼室構造。
The ignition part is an ignition part of an annular spark plug including an insulating annular body having an inner diameter that is the same as that of the combustion chamber and is annularly formed along the combustion chamber wall surface. Provided on the face,
The combustion chamber structure for an engine according to claim 1.
前記筒穴部の軸線は、前記点火部から伝播する火炎の進行方向と交叉する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエンジンの燃焼室構造。
The axis of the cylindrical hole part intersects the traveling direction of the flame propagating from the ignition part.
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1 or 2, wherein
前記筒穴部の軸線は、開口中心と前記点火部の点火部とを結んだ直線と交叉する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエンジンの燃焼室構造。
The axis of the cylindrical hole intersects with a straight line connecting the opening center and the ignition part of the ignition part.
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1 or 2, wherein
前記筒穴部の開口径は、1mm以上3mm以下である、
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のエンジンの燃焼室構造。
The opening diameter of the cylindrical hole is 1 mm or more and 3 mm or less.
The engine combustion chamber structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the engine combustion chamber structure is provided.
前記筒穴部は、その直径に対する深さの比が6よりも大である。
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のエンジンの燃焼室構造。
The cylindrical hole portion has a depth ratio to a diameter larger than 6.
The engine combustion chamber structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the engine combustion chamber structure is provided.
前記筒穴部は、両側に隣り合う点火部のどちらかひとつに偏倚して配置される、
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のエンジンの燃焼室構造。
The tube hole is biased and arranged in any one of the ignition parts adjacent to both sides.
The engine combustion chamber structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the engine combustion chamber structure is provided.
前記筒穴部は、前記開口から噴出するガスが前記点火部から伝播する火炎面の進行方向手前の未燃領域に届くように配置される、
ことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のエンジンの燃焼室構造。
The cylindrical hole portion is arranged so that the gas ejected from the opening reaches the unburned region before the traveling direction of the flame surface propagating from the ignition portion.
The engine combustion chamber structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the structure is a combustion chamber structure of the engine.
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