JP2014034938A - Combustion chamber structure of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の燃焼室構造に関する。 The present invention relates to a combustion chamber structure of an internal combustion engine.
点火プラグを備える内燃機関ではプレイグニッションが発生することがある。点火プラグを備える内燃機関としては一般に点火プラグとともに二つの吸気弁を同一の燃焼室に備える内燃機関が知られている。(例えば特許文献1参照)。このほか本発明と関連性があると考えられる技術として、特許文献2では点火プラグに向かう空気の流れに対する対向面を有する案内壁を備える直噴火花点火機関が開示されている。
An internal combustion engine having a spark plug may cause preignition. As an internal combustion engine provided with an ignition plug, there is generally known an internal combustion engine provided with two intake valves in the same combustion chamber together with an ignition plug. (For example, refer to Patent Document 1). In addition, as a technique considered to be related to the present invention,
プレイグニッションにはハウジング部と碍子との間に形成されるプラグポケットに滞留する混合気が受熱し、高温になることで発生する態様があることがわかってきた。一方、かかる態様で発生するプレイグニッションに対する耐プレイグニッション性はプラグポケット内に滞留する混合気を吸気が掃気することで得られる。ところが、点火プラグと二つの吸気弁とが同一の燃焼室に設けられている内燃機関では次に示すように吸気が流通する結果、このようにして得られる耐プレイグニッション性が低下する虞がある。 It has been found that pre-ignition has a mode in which an air-fuel mixture staying in a plug pocket formed between a housing portion and an insulator receives heat and becomes high temperature. On the other hand, the pre-ignition resistance against the pre-ignition generated in such a manner is obtained by scavenging the air-fuel mixture staying in the plug pocket. However, in an internal combustion engine in which an ignition plug and two intake valves are provided in the same combustion chamber, intake air flows as shown below, and as a result, the pre-ignition resistance obtained in this way may be reduced. .
図4は一般的な吸気の流れの説明図である。図4(a)は燃焼室Cの延伸方向に沿って一般的な内燃機関の燃焼室構造を見た図である。図4(b)は図4(a)に示す内燃機関の燃焼室構造の要部拡大図である。図4(c)は燃焼室Cの延伸方向に直交する方向に沿って一般的な内燃機関の燃焼室構造の要部を見た図である。 FIG. 4 is an explanatory view of a general intake air flow. 4A is a view of a combustion chamber structure of a general internal combustion engine along the extending direction of the combustion chamber C. FIG. FIG. 4B is an enlarged view of a main part of the combustion chamber structure of the internal combustion engine shown in FIG. FIG. 4C is a view of a main part of a combustion chamber structure of a general internal combustion engine along a direction orthogonal to the extending direction of the combustion chamber C.
点火プラグ1と二つの吸気弁10と二つの排気弁20とはシリンダヘッド30に設けられることで、燃焼室Cに設けられている。点火プラグ1は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に燃焼室Cの中央に配置されている。二つの吸気弁10は二つの排気弁20とともに点火プラグ1の周囲に配置されている。点火プラグ1はハウジング部2と碍子3と中心電極4と接地電極5とを備えている。ハウジング部2と碍子3との間にはプラグポケットPが形成されている。
The
二つの吸気弁10が低リフト時に燃焼室Cに導入する吸気は燃焼室Cに放射状に噴出される。そして、燃焼室Cに導入された吸気の一部は吸排気方向Dにおいて碍子3のうち燃焼室Cに突出している部分よりも吸気側の部分からプラグポケットPに流入しようとする。一方、接地電極5の固定端部Eの周方向に沿った位置は一般には一定の位置に定まらない。このため、接地電極5はその固定端部Eが吸排気方向Dにおいて碍子3のうち燃焼室Cに突出している部分よりも排気側に位置するように設けられることがある。
The intake air introduced into the combustion chamber C when the two
ところがこの場合には、燃焼室Cに導入された吸気の他の一部が互いに合流することで、接地電極5を伝ってプラグポケットPに流入しようとする指向性を有することになる。結果、碍子3のうち燃焼室Cに突出している部分よりも排気側の部分からもプラグポケットPに吸気が流入することになる。このためこの場合には、プラグポケットPからの混合気の流出が行われ難くなることで、混合気の掃気が十分に行われなくなる虞がある。結果、上述した態様で発生するプレイグニッションに対する耐プレイグニッションが低下する虞がある。
However, in this case, the other part of the intake air introduced into the combustion chamber C merges with each other, so that it has directivity to flow into the plug pocket P through the
本発明は上記課題に鑑み、プラグポケットに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制可能な内燃機関の燃焼室構造を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides an internal combustion engine capable of suitably suppressing a decrease in pre-ignition resistance obtained by scavenging intake air against pre-ignition generated due to an air-fuel mixture remaining in a plug pocket. An object is to provide a combustion chamber structure.
本発明はハウジング部と、前記ハウジング部に保持される碍子と、前記碍子から露出した中心電極と、前記中心電極との間で放電が行われる接地電極とを備えるとともに、前記ハウジング部と前記碍子との間にプラグポケットを有する点火プラグと、二つの吸気弁とが同一の燃焼室に設けられており、前記接地電極の固定端部が前記燃焼室において吸気側および排気側のうち排気側で前記二つの吸気弁に対して均等に配置された場合に、前記燃焼室の延伸方向に沿って見て前記二つの吸気弁のうちいずれかの吸気弁の中心点と前記固定端部との間に位置するように設けられ、前記燃焼室の壁面から突出する突出部が前記燃焼室にさらに設けられている内燃機関の燃焼室構造である。 The present invention includes a housing part, an insulator held in the housing part, a center electrode exposed from the insulator, and a ground electrode that discharges between the center electrode, and the housing part and the insulator A spark plug having a plug pocket and two intake valves are provided in the same combustion chamber, and the fixed end of the ground electrode is located on the exhaust side of the intake side and the exhaust side in the combustion chamber. When arranged evenly with respect to the two intake valves, between the center point of one of the two intake valves and the fixed end when viewed along the extending direction of the combustion chamber The combustion chamber structure of the internal combustion engine is further provided in the combustion chamber.
本発明によれば、プラグポケットに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, with respect to the pre-ignition which originates in the air-fuel | gas mixture which retains in a plug pocket, the fall of the anti-pre-ignition property obtained when an intake air scavenges can be suppressed suitably.
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は内燃機関の燃焼室構造(以下、燃焼室構造と称す)50を示す図である。図1は燃焼室構造50を燃焼室Cの延伸方向に沿って見た図となっている。燃焼室構造50は点火プラグ1と吸気弁10と排気弁20とシリンダヘッド30とを備えている。点火プラグ1と吸気弁10と排気弁20とはシリンダヘッド30に設けられることで、燃焼室Cに設けられている。
FIG. 1 is a view showing a combustion chamber structure (hereinafter referred to as a combustion chamber structure) 50 of an internal combustion engine. FIG. 1 shows the
点火プラグ1は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に燃焼室Cの中央に配置されている。吸気弁10と排気弁20とはそれぞれ二つずつ設けられている。二つの吸気弁10(具体的には吸気弁10a、10b)同士は互いに隣接して配置されている。二つの排気弁20同士も同様である。シリンダヘッド30は図示しないピストンやシリンダブロックとともに燃焼室Cを形成している。二つの吸気弁10は二つの排気弁20とともに点火プラグ1の周囲に配置されている。燃焼室構造50はカムの駆動方式をDOHC(ダブルオーバヘッドカム)とする火花点火式のガソリンエンジンに適用できる。
The
点火プラグ1はハウジング部2と碍子3と中心電極4と接地電極5とを備えている。ハウジング部2は筒状の形状を有しており、碍子3を保持している。ハウジング部2と碍子3との間にはプラグポケットPが形成されている。プラグポケットPは碍子3の周囲に形成されるとともに、燃焼室Cに開口している。碍子3は中心電極4の周囲に設けられている。中心電極4は点火プラグ1の軸線方向において接地電極5が設けられている側の端部で碍子3から露出している。接地電極5はハウジング部2に設けられている。接地電極5は中心電極4との間で放電が行われるようになっている。
The
燃焼室構造50はさらに突出部40を備えている。突出部40はシリンダヘッド30に設けられることで、燃焼室Cに設けられている。突出部40は燃焼室Cの壁面(具体的には燃焼室Cを形成するシリンダヘッド30の壁面)から突出している。突出部40はシリンダヘッド30の一部で構成することができる。突出部40はシリンダヘッド30とは異なる部材で構成されてもよい。突出部40は接地電極5の固定端部Eが燃焼室Cにおいて吸気側および排気側のうち排気側で二つの吸気弁10に対して均等に配置された場合(以下、所定配置の場合と称す)に、次のように位置するよう設けられている。
The
図2は突出部40の設置態様の説明図である。図2は燃焼室構造50を燃焼室Cの延伸方向に沿って見た図となっている。突出部40は所定配置の場合に、燃焼室Cの延伸方向に沿って見て二つの吸気弁10のうちいずれかの吸気弁の中心点である中心点O1またはO2(ここでは中心点O1)と固定端部Eとの間に位置するように設けられている。中心点O1は吸気弁10aの中心点であり、中心点O2は吸気弁10bの中心点である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an installation mode of the
中心点O1は吸気弁10aの傘部のうちリング状の端部を含む面と吸気弁10aの中心軸線とが交わる点とすることができる。中心点O1は吸気弁10a閉弁時の中心点とすることができる。中心点O1は吸気弁10a閉弁時から低リフト時(例えば3mm以下のリフト時)の中心点のうち少なくともいずれかであってもよい。これらのことは中心点O2についても同様である。
The center point O1 can be a point where the surface including the ring-shaped end portion of the umbrella portion of the
突出部40は具体的には次のようにして中心点O1と固定端部Eとの間に位置するように設けられている。ここで、中心点O1と固定端部Eとは所定配置の場合に所定の領域である領域Rを形成する。領域Rは燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に中心点O1と固定端部Eとを結ぶ領域となっている。そして、中心点O1を有する吸気弁10aが燃焼室Cに導入する吸気であって、所定配置の場合に接地電極5に向かって流通することになる吸気の流れは燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に領域Rを流通することになる。
Specifically, the
これに対し、突出部40は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に領域Rの一方の境界B1から他方の境界B2にかけて設けられることで、中心点O1と固定端部Eとの間に位置するように設けられている。境界B1は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に吸気側および排気側のうち吸気側(吸気弁10aが設けられている側)に位置する境界であり、境界B2は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に吸気側および排気側のうち排気側(吸気弁10aが設けられている側とは反対側)に位置する境界である。
On the other hand, the
突出部40はさらに具体的には燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に境界B1を越えないように設けられている。突出部40は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に境界B2、さらには境界B1を越えて設けられてもよい。突出部40は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に領域Rの境界B1から境界B2にかけた範囲内において、少なくとも一部に設けることができる。突出部40の高さ(シリンダヘッド30からの突出長さ)は3mm以下とすることができる。
More specifically, the
突出部40は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に境界B1の代わりに境界B3を越えないように設けることもできる。境界B3は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に中心点O1を通過するとともに、碍子3のうち燃焼室Cに突出している部分であって、最も径が大きい部分に吸気側および排気側のうち排気側で接する接線となっている。この場合、突出部40は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に領域Rのうち、境界B3から境界B2にかけた範囲内において、少なくとも一部に設置されるように設けることができる。
The
突出部40は二つの吸気弁10のうち一方の吸気弁(ここでは吸気弁10a)が燃焼室Cに導入する吸気であって、所定配置の場合に接地電極5に向かって流通することになる吸気の流れの障害となる障害部に相当すると言うこともできる。突出部40は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に境界B3を越えないように設けられることで、所定配置の場合に上述の一方の吸気弁である吸気弁10aの中心点O1から見て碍子3のうち燃焼室Cに突出している部分よりも排気側の部分から接地電極5に向かう吸気の流れの障害となることができる。
The
次に燃焼室構造50の主な作用効果について説明する。図3は燃焼室構造50における吸気の流れの説明図である。燃焼室構造50は突出部40を備えている。このため、燃焼室構造50では所定配置の場合でも吸気弁10aが導入した吸気が接地電極5に到達することを突出部40で防止或いは抑制できる。結果、吸気弁10bが導入した吸気が接地電極5に到達しても接地電極5を伝ってプラグポケットPに流入しようとすることを抑制できる。
Next, main effects of the
同時に突出部40は吸気弁10aが燃焼室Cに導入する吸気の一部を吸排気方向Dにおいて碍子3のうち燃焼室Cに突出している部分よりも吸気側の部分からプラグポケットPに流入させることもできる。このため、燃焼室構造50はプラグポケットPに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制できる。
At the same time, the protruding
燃焼室構造50は吸気弁10aが燃焼室Cに導入する吸気の一部を上述のように流入させるにあたって、具体的には突出部40が燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に境界B1を越えないように設けられている構成であることが好ましい。
When the
燃焼室構造50は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合であって、領域Rに境界B3が含まれるときに突出部40が境界B3を越えないように設けられている構成とすることもできる。この場合には所定配置の場合において吸気弁10aが導入する吸気であって、吸気弁10bが導入した吸気と合流することで、特に耐プレイグニッション性の低下を招く虞がある吸気の接地電極5への到達をよりコンパクトな突出部40で防止或いは抑制できる。
点火プラグ1は燃焼室Cの延伸方向に沿って見た場合に突出部40が境界B2を越えないように設けられている構成とすることで、耐プレイグニッション性の低下を招く虞がある吸気の接地電極5への到達をよりコンパクトな突出部40で防止或いは抑制することもできる。
When the
燃焼室構造50は突出部40の高さを3mm以下とすることで、点火プラグ1に向かう吸気の流れが特に強まる1mmから3mm程度のバルブリフト時に吸気弁10aが導入した吸気が所定配置の場合において接地電極5に到達することを好適に防止或いは抑制できる。燃焼室構造50は突出部40の高さを3mm以下とすることで、同時に吸気弁10aが導入する吸気の流量係数が低下することも抑制できる。また、突出部40が気流剥離のポイントとなる結果、燃焼室Cを流通する気流の状態が不安定になることも抑制できる。
In the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
点火プラグ 1
ハウジング部 2
碍子 3
中心電極 4
接地電極 5
吸気弁 10、10a、10b
排気弁 20
シリンダヘッド 30
突出部 40
燃焼室構造 50
Claims (1)
前記接地電極の固定端部が前記燃焼室において吸気側および排気側のうち排気側で前記二つの吸気弁に対して均等に配置された場合に、前記燃焼室の延伸方向に沿って見て前記二つの吸気弁のうちいずれかの吸気弁の中心点と前記固定端部との間に位置するように設けられ、前記燃焼室の壁面から突出する突出部が前記燃焼室にさらに設けられている内燃機関の燃焼室構造。
A housing part; an insulator held by the housing part; a center electrode exposed from the insulator; and a ground electrode that discharges between the center electrode; and between the housing part and the insulator A spark plug having a plug pocket and two intake valves are provided in the same combustion chamber,
When the fixed end portion of the ground electrode is evenly arranged with respect to the two intake valves on the exhaust side of the intake side and the exhaust side in the combustion chamber, the fixed end portion of the ground electrode is viewed along the extending direction of the combustion chamber. A protrusion that protrudes from the wall surface of the combustion chamber is further provided in the combustion chamber, and is provided between the center point of one of the two intake valves and the fixed end portion. Combustion chamber structure of an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
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