JP2015218621A - 内燃機関の燃焼室構造 - Google Patents

Abstract

【課題】失火を抑制することができる内燃機関の燃焼室構造を提供する。
【解決手段】燃焼室天井部の吸気ポート１間または燃焼室天井部の排気ポート間の少なくとも一方に、点火プラグ近傍における気流の方向が前記燃焼室天井部から離れる方向になるように燃焼室内のタンブル流を整流する溝１０を設けることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、内燃機関の燃焼室構造に関する。

従来、例えば特許文献１には、着火ミスが生じたと判定された場合に点火プラグの点火エネルギーを増大させる制御手法が開示されている。この制御手法を採用することで、着火安定性が向上する。

特開昭６２−１８９３５０号公報 特開２０１２−１２７２１８号公報

しかしながら、上記制御手法によって点火エネルギーを増大させると、スパークの経路が延長し、スパークがペントルーフに接触しやすくなる。この結果、失火が起こる可能性がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、失火を抑制することができる内燃機関の燃焼室構造を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃焼室構造であって、燃焼室天井部の吸気ポート間または燃焼室天井部の排気ポート間の少なくとも一方に、点火プラグ近傍における気流の方向が前記燃焼室天井部から離れる方向になるように燃焼室内のタンブル流を整流する溝を設けることを特徴とする。

第１の発明によれば、溝を設けることによって、点火プラグ近傍のタンブル流の向きを変化させ、スパークが燃焼室天井部に接触することを防止することができる。この結果、失火を抑制することができる。

燃焼室の構造を表した図である。 燃焼室において生じる課題について説明するための図である。 実施の形態１において溝が設けられた燃焼室を表した図である。 燃焼室におけるタンブル流の向きをシミレーションした結果を表した図である。 実施の形態２の燃焼室の構造を表した図である。 実施の形態３の燃焼室の構造を表した図である。

実施の形態１．
図１は、燃焼室の構造を表した図である。燃焼室１１は、シリンダブロック８、ピストン７、そしてペントルーフ５によって構成されている。燃焼室１１には、吸気ポート１及び排気ポート２が接続されている。吸気ポート１と燃焼室１１との接続部には、吸気バルブ３が設けられている。排気ポート２と燃焼室１１との接続部には、排気バルブ４が設けられている。

燃焼室１１には、直噴インジェクタ９が設けられている。また、燃焼室１１には、点火プラグ６が取り付けられている。点火プラグ６は、燃焼室天井部であるペントルーフ５の最上部に取り付けられている。

図２は、燃焼室１１において生じる課題について説明するための図である。図２の破線の矢印は、燃焼室内で発生する気流の向きを示している。この気流は、燃焼室内を縦巻きに流れるタンブル流である。また、図２には、タンブル流の影響で点火プラグ６のスパークがペントルーフ５に接触している様子が示されている。このように、スパークがペントルーフ５に接触すると、混合気への着火が正常に行われずに失火が発生する。

そこで、着火確率を向上させ失火を抑制するために、実施の形態１では、点火プラグ６近傍のタンブル流の向きを変える溝をペントルーフ５に設けることとした。以下、図３及び図４を参照して上記溝について説明する。

図３は、実施の形態１において溝が設けられた燃焼室１１を表した図である。図３上図に示すように、２つの吸気ポート１の間のペントルーフ５には、溝１０が設けられている。溝１０を設けることによって、図３下図の破線の矢印が示すように、点火プラグ６近傍におけるタンブル流の向きをペントルーフ５から離れる方向に変化させることができる。

図４は、燃焼室１１におけるタンブル流の向きを計測した実験結果を表した図である。図４のＡは、溝１０が設けられていない燃焼室１１におけるタンブル流の向きについて表した図である。図４のＡには、点火プラグ６の近傍において、タンブル流がペントルーフ５側に流れる様子が示されている。対して図４のＢは、溝１０が設けられている燃焼室１１における気流の向きについて表した図である。図４のＢには、点火プラグ６の近傍において、気流がペントルーフ５から離れる方向に向けて流れている様子が示されている。

上記説明したように、溝１０を設けることによって、点火プラグ６近傍のタンブル流の向きを変化させ、スパークがペントルーフ５に接触することを防止することができる。この結果、失火を抑制することができる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２の燃焼室１１の構造を表した図である。図５上図に示すように、２つの吸気ポート１の間のペントルーフ５には溝１０−１が、２つの排気ポート２の間のペントルーフ５には溝１０−２がそれぞれ設けられている。このように、吸気ポート１間及び排気ポート２間の両方に溝が設けられていてもよい。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３の燃焼室１１の構造を表した図である。図６に示すように、実施の形態３における点火プラグ６のネジ部には、スリット１２が設けられている。このスリット１２は、溝１０と同じ幅を有している。スリット１２を設けることで、ペントルーフ５から離れる方向のタンブル流を点火プラグ６の中心電極とネジ部の絶縁空間に導入することができる。この結果、整流効果を増加させることができる。

１ 吸気ポート
２ 排気ポート
５ ペントルーフ
６ 点火プラグ
１０ 溝
１１ 燃焼室

Claims (1)

1. 燃焼室天井部の吸気ポート間または燃焼室天井部の排気ポート間の少なくとも一方に、点火プラグ近傍における気流の方向が前記燃焼室天井部から離れる方向になるように燃焼室内のタンブル流を整流する溝を設けることを特徴とする内燃機関の燃焼室構造。

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