JP2017125471A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関し、特に1気筒につき吸気弁と排気弁を2本ずつ備える4弁方式4ストロークの内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to a 4-valve 4-stroke internal combustion engine having two intake valves and two exhaust valves per cylinder.
4弁方式の4ストローク内燃機関におけるシリンダヘッドのピストン頂面が対向する燃焼室天井面には、吸気弁が開閉する吸気弁口と排気弁が開閉する排気弁口が2つずつ並んで開口している。
シリンダヘッドにおける燃焼室に臨む吸気弁口と排気弁口からはそれぞれ吸気ポートと排気ポートが、互いに離れる方向に湾曲して延びている。
In the four-valve type four-stroke internal combustion engine, two intake valve ports that open and close the intake valve and two exhaust valve ports that open and close the exhaust valve open side by side on the combustion chamber ceiling surface facing the piston top surface of the cylinder head. ing.
From the intake valve port and the exhaust valve port facing the combustion chamber in the cylinder head, the intake port and the exhaust port are curved and extended in directions away from each other.
この吸気ポートが案内して燃焼室に流入する吸気のうちで、吸気弁口の口縁を排気弁口側の内側口縁とその反対側の外側口縁とに分けると、吸気弁口の排気弁口側の内側口縁側から吸入される吸気が、排気側に向け流入しながらシリンダボアの排気側を下降した後にピストン頂面に沿って流れを曲げて吸気側を上昇することで縦渦いわゆるタンブルを形成する。 Of the intake air that is guided by the intake port and flows into the combustion chamber, if the intake valve port edge is divided into an exhaust valve port side inner port edge and an opposite outer port edge, the exhaust of the intake valve port The intake air drawn from the inner rim side on the valve port side flows into the exhaust side, descends the exhaust side of the cylinder bore, and then bends the flow along the piston top surface to raise the intake side, so-called tumble Form.
シリンダヘッドの燃焼室天井面における隣合う2つの吸気弁口の間の境界面は、その幅が最小となる幅狭部から燃焼室天井面の中央側と周縁側の両側に行くに従って幅広となって中央側幅広面と周縁側幅広面を形成している。
燃焼室天井面は、一般にドーム状やペントハウス状に凹んだ曲面または平面であり、凹凸のない平坦な面をなし、燃焼室天井面における隣合う2つの吸気弁口の間の境界面も通常凹凸のない平坦な面である(例えば、特許文献1参照)。
The boundary surface between the two adjacent intake valve ports on the combustion chamber ceiling surface of the cylinder head becomes wider as it goes from the narrowest portion where the width is minimized to both the center side and the peripheral side of the combustion chamber ceiling surface. Thus, a central wide surface and a peripheral wide surface are formed.
The combustion chamber ceiling surface is generally a curved surface or flat surface that is recessed in a dome shape or penthouse shape, has a flat surface with no irregularities, and the boundary surface between two adjacent intake valve ports on the combustion chamber ceiling surface is also generally irregular It is a flat surface without any gap (see, for example, Patent Document 1).
吸気弁口の内側口縁側から吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、2つの吸気弁口の間の境界面である中央側幅広部面寄りの吸気は、中央側幅広面が吸気ポートの吸気の流れに対して直角の幅広の平坦面をなしているので、この吸気ポートの開口の中央側幅広面で吸気の流れに剥離が生じて一部中央側幅広面側に巻き込むような逆流を起こし、効率良く吸入されず十分なタンブル流の形成が妨げられる。 Of the intake air that forms a tumble that is inhaled from the inner rim side of the intake valve port, the intake air near the central wide portion surface that is the interface between the two intake valve ports is the intake side of the intake port. Since the air flow has a wide flat surface that is perpendicular to the flow of the air flow, separation occurs in the flow of the intake air at the central wide surface of the opening of this intake port, causing a reverse flow that partially entrains the wide side of the central side. However, it is not efficiently inhaled and the formation of a sufficient tumble flow is prevented.
そこで、シリンダヘッドの燃焼室天井面の隣合う2つの吸気弁口の間および2つの排気弁口の間に一連の隆起部を形成して、シリンダヘッドの燃焼室を隆起部により完全に2分割した例(特許文献2参照)がある。
吸気弁口の内側口縁側から吸入される吸気のうち、2つの吸気弁口の間の境界に寄った吸気は、この隆起部に案内されて剥離することなく燃焼室に入ることができる。
また、隆起部は大きく、シリンダヘッドの燃焼室の容量が小さくなるので、圧縮比を高くできる。
Therefore, a series of raised portions are formed between two intake valve ports adjacent to the cylinder chamber combustion chamber ceiling and between the two exhaust valve ports, and the cylinder head combustion chamber is completely divided into two by the raised portions. There is an example (see Patent Document 2).
Of the intake air sucked from the inner edge side of the intake valve port, the intake air approaching the boundary between the two intake valve ports can enter the combustion chamber without being separated by being guided by the raised portion.
Moreover, since the raised portion is large and the capacity of the combustion chamber of the cylinder head is small, the compression ratio can be increased.
特許文献2に開示された内燃機関は、シリンダヘッドの燃焼室が隆起部により2分割されており、一方の燃焼室に吸入された吸気はタンブルを形成し、他方の燃焼室に吸気ポートから吸入された吸気はスワールを形成するようにしている。
したがって、他方の燃焼室に吸入される吸気はタンブル流を形成しないので、十分なタンブル流を形成することが難しい。
In the internal combustion engine disclosed in Patent Document 2, the combustion chamber of the cylinder head is divided into two by a raised portion, and the intake air sucked into one combustion chamber forms a tumble, and the other combustion chamber sucks from the intake port The inhaled air is designed to form a swirl.
Therefore, since the intake air sucked into the other combustion chamber does not form a tumble flow, it is difficult to form a sufficient tumble flow.
また、特許文献2のように、シリンダヘッドの燃焼室を2つに仕切るほどに隆起部が大きくなると、S/V比が大きくなり熱効率が低下するとともに、隆起部により燃焼室が仕切られることにより燃焼室内の中央の点火プラグ辺りの混合気の乱流の発生が阻害され、混合気の着火および燃焼の促進が妨げられる。 Further, as in Patent Document 2, when the raised portion becomes large enough to divide the combustion chamber of the cylinder head into two, the S / V ratio becomes large and the thermal efficiency is lowered, and the combustion chamber is partitioned by the raised portion. Generation of the turbulent flow of the air-fuel mixture around the center spark plug in the combustion chamber is inhibited, and ignition of the air-fuel mixture and promotion of combustion are hindered.
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、S/V比を低く抑えながら圧縮比を高めるとともに、吸入混合気が十分なタンブル流を形成して燃焼効率の向上を図ることができる内燃機関を供する点にある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to increase the compression ratio while keeping the S / V ratio low, and to improve the combustion efficiency by forming a sufficient tumble flow with the intake air-fuel mixture. It is in the point which provides the internal combustion engine which can aim at.
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、
シリンダヘッドのピストン頂面が対向する燃焼室天井面に、吸気弁が開閉する吸気弁口と排気弁が開閉する排気弁口がそれぞれ2つずつ並んで形成された4弁方式の内燃機関において、
前記燃焼室天井面における隣合う一対の前記吸気弁口の間の吸気境界面が、吸気幅狭境界面を挟んで両側に吸気幅広境界面をなして形成され、
前記吸気幅広境界面のうち前記燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面が滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側吸気境界隆起部が形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention comprises:
In a four-valve internal combustion engine in which two intake valve ports for opening and closing an intake valve and two exhaust valve ports for opening and closing an exhaust valve are formed side by side on the combustion chamber ceiling surface facing the piston top surface of the cylinder head,
An intake boundary surface between a pair of adjacent intake valve ports on the combustion chamber ceiling surface is formed with an intake wide boundary surface on both sides of the intake width narrow boundary surface,
Of the wide intake boundary surface, the central intake wide boundary surface on the center side of the combustion chamber ceiling surface is raised to form a smooth inclined surface to form a central intake boundary raised portion.
この構成によれば、燃焼室天井面における隣合う2つの吸気弁口の間の境界面が、吸気幅狭境界面を挟んで両側に吸気幅広境界面をなして形成され、両側の吸気幅広境界面のうち燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面が隆起して中央側吸気境界隆起部が形成されるので、吸気弁口の内側口縁(排気弁口側の口縁)側から燃焼室に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、2つの吸気弁口の間の境界面(中央側吸気幅広境界面)寄りの吸気は、隆起した中央側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室に流入し、十分なタンブル流を形成して燃焼効率を向上させることができる。 According to this configuration, the boundary surface between two adjacent intake valve ports on the ceiling surface of the combustion chamber is formed as a wide intake boundary surface on both sides of the narrow intake boundary surface, and the wide intake boundary on both sides is formed. Because the center side intake wide boundary surface of the center of the combustion chamber ceiling surface rises to form a center side intake boundary raised portion, the inner edge of the intake valve port (the edge on the exhaust valve port side) side Of the intake air that forms a tumble that is sucked into the combustion chamber from the intake air, the intake air near the boundary surface (central intake wide boundary surface) between the two intake valve ports is separated along the raised central intake boundary ridge It is possible to smoothly flow into the combustion chamber without generating a sufficient tumble flow and improve the combustion efficiency.
2つの吸気弁口の間の境界面のうち隣合う2つの吸気弁口が特に接近した吸気幅狭境界面は、隆起せず平坦な面をなすが、幅が狭いので、吸気弁口の吸気幅狭境界面寄りを燃焼室に吸入される吸気は、剥離を生じることなく、隣の吸気弁口から吸入される吸気と合流し混合して効率良く充填される。
また、吸気幅狭境界面は隆起させず中央側吸気幅広境界面を隆起して中央側吸気境界隆起部を形成するが、吸気幅狭境界面は隆起させないで、燃焼室内に大き過ぎない適度な大きさの吸気境界隆起部を設けることで、S/V比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
Of the boundary surface between the two intake valve ports, the narrow intake boundary surface where the two adjacent intake valve ports are particularly close to each other does not bulge and forms a flat surface, but since the width is narrow, the intake valve port intake air The intake air sucked into the combustion chamber near the narrow boundary surface joins and mixes with the intake air sucked from the adjacent intake valve port without causing separation and is efficiently filled.
In addition, the intake side narrow boundary surface is not raised, and the central side intake wide boundary surface is raised to form the central side intake boundary raised portion, but the intake width narrow boundary surface is not raised and is not too large in the combustion chamber. By providing a large intake boundary ridge, the compression ratio can be increased while keeping the S / V ratio low and improving the thermal efficiency.
前記構成において、
前記吸気幅広境界面(51a,51b)のうち前記燃焼室天井面の周縁側の周縁側吸気幅広境界面が滑らかな傾斜面をなして隆起して周縁側吸気境界隆起部が形成されるようにしてもよい。
In the above configuration,
Of the wide intake boundary surfaces (51a, 51b), the peripheral wide intake boundary surface on the peripheral side of the ceiling surface of the combustion chamber is raised to form a smooth inclined surface to form the peripheral intake boundary raised portion. May be.
この構成によれば、燃焼室天井面の周縁側の周縁側吸気幅広境界面が隆起して周縁側吸気境界隆起部が形成されるので、吸気弁口の内側口縁と反対側の外側口縁側から吸入される吸気のうち、2つの吸気弁口の間の境界面(周縁側吸気幅広境界面)寄りの吸気は、周縁側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室に流入し、効率良く充填される。 According to this configuration, the peripheral side intake wide boundary surface on the peripheral side of the combustion chamber ceiling surface is raised to form the peripheral side intake boundary raised portion, so that the outer peripheral side on the opposite side to the inner peripheral edge of the intake valve port Of the intake air taken from the intake air, the intake air near the boundary surface between the two intake valve ports (periphery side wide intake boundary surface) smoothly enters the combustion chamber without causing separation along the peripheral side intake boundary ridge. It flows in and is efficiently filled.
前記構成において、
前記中央側吸気境界隆起部の傾斜面より前記周縁側吸気境界隆起部の傾斜面の方が、傾斜角度が大きいようにしてもよい。
In the above configuration,
The inclined surface of the peripheral-side intake boundary ridge may have a larger inclination angle than the inclined surface of the central-side intake boundary ridge.
中央側吸気境界隆起部に沿って吸入された混合気は、中央側吸気境界隆起部の傾斜面の傾斜角度が小さいので、排気側に向けて流れ易く、よりタンブルを形成し易い。
周縁側吸気境界隆起部に沿って吸入された混合気は、周縁側吸気境界隆起部の傾斜面の傾斜角度が大きいので、燃焼室への充填がより促される。
The air-fuel mixture sucked along the center-side intake boundary ridge has a small inclination angle of the inclined surface of the center-side intake boundary ridge, so that it easily flows toward the exhaust side and more easily forms a tumble.
Since the air-fuel mixture sucked along the peripheral-side intake boundary ridge has a large inclination angle of the inclined surface of the peripheral-side intake boundary ridge, filling into the combustion chamber is further promoted.
前記構成において、
前記中央側吸気境界隆起部と前記周縁側吸気境界隆起部は、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起するようにしてもよい。
In the above configuration,
The center side intake boundary ridge and the peripheral side intake boundary ridge may be gradually raised higher from the side closer to each other.
この構成によれば、中央側吸気境界隆起部と周縁側吸気境界隆起部は、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起するので、中央側吸気境界隆起部と周縁側吸気境界隆起部の傾斜する裾部分で、吸気の流れに乱れを生じさせずに滑らかに吸気を燃焼室に効率良く充填させることができる。 According to this configuration, the central side intake boundary ridge and the peripheral side intake boundary ridge are gradually raised higher from the side closer to the far side, so the inclination of the central side intake boundary ridge and the peripheral side intake boundary ridge is inclined. Therefore, the intake air can be smoothly and efficiently filled into the combustion chamber without disturbing the intake air flow.
前記構成において、
前記中央側吸気境界隆起部は、最も高く隆起した部位から前記燃焼室天井面の中央のシリンダ軸線付近に形成された点火プラグ孔の隆起した環状開口縁部に連続するようにしてもよい。
In the above configuration,
The central intake boundary ridge may be continued from the highest bulged portion to a raised annular opening edge of a spark plug hole formed in the vicinity of the central cylinder axis of the combustion chamber ceiling surface.
この構成によれば、中央側吸気境界隆起部が最も高く隆起した部位から燃焼室天井面の中央の点火プラグ孔の隆起した環状開口縁部に連続するので、中央側吸気境界隆起部に沿って燃焼室に流入する吸気は、中央側吸気境界隆起部の頂点に位置する点火プラグの電極に殆ど影響を受けることなく、よって乱流を生じることなく円滑に燃焼室に流入する。 According to this configuration, since the center side intake boundary bulge portion continues from the highest bulge portion to the raised annular opening edge of the spark plug hole at the center of the combustion chamber ceiling surface, along the central side intake boundary ridge portion, The intake air that flows into the combustion chamber is almost unaffected by the electrode of the spark plug located at the apex of the central intake boundary ridge, and thus flows smoothly into the combustion chamber without causing turbulence.
前記構成において、
前記排気弁口の内径は、前記吸気弁口の内径より小さく形成され、
前記燃焼室天井面の中央の前記点火プラグ孔は、前記吸気弁口側に偏った位置に形成されるようにしてもよい。
In the above configuration,
An inner diameter of the exhaust valve port is formed smaller than an inner diameter of the intake valve port,
The spark plug hole at the center of the combustion chamber ceiling surface may be formed at a position biased toward the intake valve port side.
この構成によれば、点火プラグ孔を吸気弁口側に偏った位置に形成したので、吸気弁口より小さい内径の乱流が発生し易い排気弁口付近において、点火プラグが排気の流れの抵抗になって乱流を生じさせるようなことを避け、排気効率を良くすることができる。 According to this configuration, since the spark plug hole is formed at a position biased toward the intake valve port side, the spark plug has an exhaust flow resistance in the vicinity of the exhaust valve port where turbulent flow with an inner diameter smaller than that of the intake valve port is likely to occur. Thus, the generation of turbulent flow can be avoided and the exhaust efficiency can be improved.
前記構成において、
前記燃焼室天井面における隣合う一対の前記排気弁口の間の排気境界面が、排気幅狭境界面を挟んで両側に排気幅広境界面をなして形成され、
前記排気幅広境界面のうち前記燃焼室天井面の中央側の中央側排気幅広境界面と前記燃焼室天井面の周縁側の周縁側排気幅広境界面が、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部が形成されるようにしてもよい。
In the above configuration,
An exhaust boundary surface between a pair of adjacent exhaust valve ports on the ceiling surface of the combustion chamber is formed with a wide exhaust boundary surface on both sides across the exhaust narrow boundary surface,
Of the wide exhaust boundary surface, the central exhaust wide boundary surface on the center side of the combustion chamber ceiling surface and the peripheral exhaust wide boundary surface on the peripheral side of the combustion chamber ceiling surface each protrude with a smooth inclined surface. Thus, a central exhaust boundary raised portion and a peripheral exhaust boundary raised portion may be formed.
この構成によれば、排気境界面の幅広の中央側排気幅広境界面と周縁側排気幅広境界面が、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部が形成されるので、燃焼室から一対の排気弁口に排出される排気は、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部により両側の排気弁口に滑らかに分流してそれぞれの傾斜面に沿って整流されて抵抗なく排出され、また、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部との間の排気幅狭境界面は、隆起してなくとも幅が狭いので、排気抵抗が小さい。
したがって、排気抵抗の低減を図って排気効率の向上を図ることができるとともに、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部を、燃焼室内に大き過ぎない適度な大きさとして、S/V比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
According to this configuration, the wide center side exhaust wide boundary surface and the peripheral exhaust side wide boundary surface of the exhaust boundary surface are bulged with a smooth inclined surface, respectively, and the central side exhaust boundary ridge and the peripheral side exhaust boundary ridge The exhaust discharged from the combustion chamber to the pair of exhaust valve ports is smoothly divided into the exhaust valve ports on both sides by the central exhaust boundary raised portion and the peripheral exhaust boundary raised portion, and the respective inclinations are formed. Rectified along the surface and discharged without resistance, and the exhaust width narrow boundary surface between the central side exhaust boundary ridge and the peripheral side exhaust boundary ridge is narrow even if it is not raised. Is small.
Therefore, the exhaust resistance can be reduced and the exhaust efficiency can be improved, and the S / V is set to an appropriate size that is not too large in the combustion chamber with the central exhaust boundary ridge and the peripheral exhaust boundary ridge. The compression ratio can be increased while keeping the ratio low and improving the thermal efficiency.
前記構成において、
前記排気弁口の内径は、前記吸気弁口の内径より小さく形成され、
前記中央側吸気境界隆起部および前記周縁側吸気境界隆起部の傾斜面より前記中央側排気境界隆起部および前記周縁側排気境界隆起部の傾斜面の方が、傾斜角が大きいようにしてもよい。
In the above configuration,
An inner diameter of the exhaust valve port is formed smaller than an inner diameter of the intake valve port,
The inclined surface of the central exhaust boundary raised portion and the peripheral exhaust boundary raised portion may have a larger inclination angle than the inclined surfaces of the central intake boundary raised portion and the peripheral intake boundary raised portion. .
この構成によれば、吸気弁口より内径が小さい排気弁口の付近は、乱流が発生し易いので、中央側排気境界隆起部および周縁側排気境界隆起部の排気側の隆起部の傾斜面の傾斜角をより大きくすることで、より整流を促して排気効率を高めることができる。 According to this configuration, since the turbulent flow is likely to occur in the vicinity of the exhaust valve port whose inner diameter is smaller than that of the intake valve port, the inclined surface of the exhaust side raised portion of the center side exhaust boundary raised portion and the peripheral side exhaust boundary raised portion By increasing the inclination angle, the rectification can be promoted and the exhaust efficiency can be increased.
前記構成において、
前記中央側排気境界隆起部の傾斜面より前記周縁側排気境界隆起部の傾斜面の方が、傾斜角度が大きいようにしてもよい。
In the above configuration,
The inclined surface of the peripheral exhaust boundary raised portion may have a larger inclination angle than the inclined surface of the central exhaust boundary raised portion.
前記構成によれば、周縁側排気境界隆起部のより大きい傾斜角度の傾斜面により、燃焼室周縁辺りの滞留しやすい排気の排出を促して滞留を抑制して排気効率を高めることができる。 According to the above configuration, the inclined surface having a larger inclination angle of the peripheral exhaust boundary raised portion can promote exhaust of exhaust that tends to stay around the periphery of the combustion chamber, suppress the stay, and improve exhaust efficiency.
前記構成において、前記中央側吸気境界隆起部と前記周縁側吸気境界隆起部との間の吸気幅狭境界面の長さよりも前記中央側排気境界隆起部と前記周縁側排気境界隆起部の間の前記排気幅狭境界面の長さの方が、小さいようにしてもよい。 In the above-described configuration, the center side exhaust boundary ridge and the peripheral side exhaust boundary ridge are longer than the length of the narrow intake width boundary surface between the center side intake boundary ridge and the peripheral side intake boundary ridge. The length of the narrow exhaust boundary surface may be made smaller.
前記構成によれば、排気幅狭境界面の長さを比較的小さくすることで、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部による排気の整流をより促し、吸気幅狭境界面の長さを比較的大きくすることで、吸気弁口の吸気幅狭境界面寄りを燃焼室に吸入される吸気が隣の吸気弁口から吸入される吸気と合流して混合されることが一層促される。 According to the above-described configuration, by making the length of the narrow exhaust boundary boundary relatively small, the exhaust gas rectification by the central exhaust boundary raised portion and the peripheral exhaust boundary raised portion is further promoted, and the length of the narrow intake boundary surface is increased. By making the depth relatively large, it is further promoted that the intake air sucked into the combustion chamber near the boundary between the narrow intake air width of the intake valve port joins and is mixed with the intake air sucked from the adjacent intake valve port. .
前記構成において、
前記燃焼室天井面の周縁近傍にスキッシュ面が形成され、
前記周縁側吸気境界隆起部と前記周縁側排気境界隆起部は、前記スキッシュ面(50s)に連続するようにしてもよい。
In the above configuration,
A squish surface is formed near the periphery of the combustion chamber ceiling surface,
The peripheral side intake boundary ridge and the peripheral side exhaust boundary ridge may be continuous with the squish surface (50s).
前記構成によれば、周縁側吸気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部は、スキッシュ面に連続するので、圧縮行程の最後の段階でピストンが上死点に近づいたときにスキッシュエリアに挟まれた燃焼室の周縁部の混合気が燃焼室中央の点火プラグの電極に向けて吹き出すのを周縁側吸気境界隆起部および周縁側排気境界隆起部が妨げることはない。 According to the above configuration, since the peripheral intake boundary ridge and the peripheral exhaust boundary ridge are continuous with the squish surface, the piston is sandwiched between squish areas when the piston approaches top dead center in the final stage of the compression stroke. The peripheral air intake boundary ridge and the peripheral exhaust boundary ridge do not prevent the air-fuel mixture at the peripheral edge of the combustion chamber from blowing out toward the electrode of the ignition plug at the center of the combustion chamber.
本発明は、吸気幅狭境界面の両側の吸気幅広境界面のうち燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面が隆起して中央側吸気境界隆起部が形成されるので、吸気弁口の内側口縁側から燃焼室に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、2つの吸気弁口の間の境界面(中央側吸気幅広境界面)寄りの吸気は、隆起した中央側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室に流入し、十分なタンブル流を形成して燃焼効率を向上させることができる。 In the present invention, since the intake side wide boundary surface on the center side of the combustion chamber ceiling surface rises out of the intake wide boundary surfaces on both sides of the intake width narrow boundary surface, the central intake boundary raised portion is formed. Of the intake air that forms the tumble that is sucked into the combustion chamber from the inner edge side of the mouth, the intake air near the boundary surface (central intake wide boundary surface) between the two intake valve ports rises to the central intake boundary bulge It is possible to smoothly flow into the combustion chamber without causing separation along the portion, thereby forming a sufficient tumble flow and improving the combustion efficiency.
吸気幅狭境界面は、隆起せず平坦な面をなすが、幅が狭いので、吸気弁口の吸気幅狭境界面寄りを燃焼室に吸入される吸気は、剥離を生じることなく、隣の吸気弁口から吸入される吸気と合流して効率良く充填される。
吸気幅狭境界面は隆起させずに燃焼室に大き過ぎない中央側吸気境界隆起部を設けることで、S/V比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
The narrow intake interface has a flat surface that does not rise, but is narrow, so that the intake air that is sucked into the combustion chamber near the narrow intake interface of the intake valve port does not cause separation, It efficiently fills by merging with the intake air drawn from the intake valve port.
By providing a central intake boundary bulge portion that is not too large in the combustion chamber without causing the intake air narrow boundary surface to rise, the compression ratio can be increased while keeping the S / V ratio low and improving the thermal efficiency.
以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図10に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用した一実施の形態に係る自動二輪車等の小型車両に搭載される内燃機関の左側面断面図であり、車両に搭載された状態の姿勢で示されている。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る車両の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、FRは前方を示すものとする。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a left side sectional view of an internal combustion engine mounted on a small vehicle such as a motorcycle according to an embodiment to which the present invention is applied, and is shown in a posture in a state mounted on the vehicle.
In the description of the present specification, the directions of front, rear, left and right are based on a normal standard in which the straight traveling direction of the vehicle according to the present embodiment is the front, and in the drawings, FR indicates the front.
本実施形態に係る内燃機関1は、そのクランク軸2を、搭載される車両である図示しない自動二輪車の車幅方向、すなわち左右方向に指向させて自動二輪車に搭載された、水冷直列4気筒の4弁方式4ストローク内燃機関である。 The internal combustion engine 1 according to the present embodiment is a water-cooled in-line four-cylinder mounted on a motorcycle with its crankshaft 2 oriented in the vehicle width direction of a motorcycle (not shown) that is a vehicle to be mounted, that is, in the left-right direction. This is a 4-valve 4-stroke internal combustion engine.
図1に示されるように、クランク軸2を車幅方向に配置して軸支するクランクケース10は、クランク軸2を中心に分割面10aで上下に分割される上下割りに構成されている。
上側クランクケース10Aの前方上部には、シリンダブロック11が、4つのシリンダボア11a(図1には左側のシリンダボア11aのみ示される)のシリンダ軸線Lcを前傾させて一体に形成され、シリンダブロック11には、シリンダヘッド12が重ね合わされて締結され、シリンダヘッド12の上にはシリンダヘッドカバー13が被せられている。
一方、下側クランクケース10Bの下にはオイルパン14が取り付けられる。また、下側クランクケース10Bの前部にはオイルフィルタ15が設けてある。
As shown in FIG. 1, a
A
On the other hand, an
本実施形態の内燃機関1は、そのクランクケース10内に変速機3が組み込まれており、いわゆるパワーユニットを構成している。
クランクケース10は、クランク軸2より後方に延在して、クランク軸2のほか、クランク軸2より後方のクランクケース10内に配設される変速機3のメイン軸21、カウンタ軸22等を、クランク軸2と平行に車幅方向に配向して回転自在に軸支している。
カウンタ軸22はクランク軸2と同様に上側クランクケース10Aと下側クランクケース10Bとの分割面10aに保持され、メイン軸21は上側クランクケース10Aに保持されている。
The internal combustion engine 1 of the present embodiment has a transmission 3 incorporated in its
The
Similarly to the crankshaft 2, the countershaft 22 is held on the
変速機3は、常時噛合い式のギヤ変速機であり、メイン軸21とカウンタ軸22にそれぞれ装着される変速ギヤ群が、互いに対となるギヤ同士を噛合しており、変速操作機構によってギヤ切換えがなされて、変速が行われる。 The transmission 3 is a constantly meshing gear transmission, and a transmission gear group mounted on each of the main shaft 21 and the counter shaft 22 meshes with a pair of gears. Switching is performed and a shift is performed.
クランク軸2の回転は、図示しないクラッチを介して、メイン軸21に伝達され、変速機3の変速ギヤ群のギヤ切換えによってカウンタ軸22が変速されて回転駆動される。
カウンタ軸22は、クランクケース10の左方に貫通して外部に突出して、内燃機関1の最終の出力軸となっており、突出部位に図示しない出力スプロケットがスプライン嵌合されている。
以下、図示されないが、出力スプロケットに巻き掛けられる駆動チェーンが、後輪側の被動スプロケットに架渡されて後輪に回転動力が伝達される。
The rotation of the crankshaft 2 is transmitted to the main shaft 21 via a clutch (not shown), and the countershaft 22 is shifted and driven to rotate by the gear switching of the transmission gear group of the transmission 3.
The countershaft 22 penetrates to the left of the
Hereinafter, although not shown, a drive chain wound around the output sprocket is laid over a driven sprocket on the rear wheel side, and rotational power is transmitted to the rear wheel.
図1に示されるように、シリンダボア11aの中を摺動するピストン25は、クランク軸2のクランクピン2pとコンロッド26を介して連結されてクランク機構が構成されている。
シリンダヘッド12には、シリンダボア11aの中を摺動するピストン25の頂面が対向する面がドーム状に凹んで燃焼室天井面50を形成して、燃焼室天井面50の内側に燃焼室4が形成されている。
As shown in FIG. 1, a
In the
本内燃機関1は、1気筒につき吸気弁31と排気弁32を2本ずつ備える4弁方式の内燃機関であり、シリンダヘッド12をシリンダブロック11との合わせ面12a側から視た底面図である図2を参照して、シリンダヘッド12のピストン頂面が対向する燃焼室天井面50には、吸気弁31が開閉する吸気弁口61と排気弁32が開閉する排気弁口62が2つずつ並んで開口している(図2,図4,図5参照)。
The internal combustion engine 1 is a four-valve internal combustion engine having two
燃焼室天井面50はドーム状に凹んだ曲面をなし、その燃焼室天井面50のほぼ後半面に吸気弁口61が左右に並んで開口し、燃焼室天井面12bのほぼ前半面に排気弁口62が左右に並んで開口している。
排気弁口62の内径は、吸気弁口61の内径より小さい。
The combustion
The inner diameter of the
シリンダヘッド12には、吸気弁口61から後方に湾曲して吸気ポート33が延出し、排気弁口62から前方に湾曲して排気ポート34が延出している(図1参照)。
図2を参照して、左右に並んだ吸気弁口61,61からそれぞれ後方に延出した吸気ポート33,33は、上流側で集合吸気ポート33aに集合しており、集合吸気ポート33aには図示しないスロットルボディが接続される。
また、左右に並んだ排気弁口62,62からそれぞれ前方に延出した排気ポート34a,34aは、下流側で集合排気ポート34aに集合しており、集合排気ポート34aには排気管16が接続される。
The
Referring to FIG. 2, the
Further, the
シリンダヘッド12における各燃焼室4の燃焼室天井面50には、中央部のシリンダ軸線Lc付近に点火プラグ28が螺合される点火プラグ孔68が設けられており、点火プラグ孔68の周りに吸気弁口61,61と排気弁口62,62が大きく開口している(図2参照)。
点火プラグ孔68は、排気弁口62,62よりも吸気弁口61,61側に偏った位置に形成されている(図2,図4参照)。
燃焼室天井面50の中央部の点火プラグ孔68に螺合された点火プラグ28は、先端の電極部28aを燃焼室4に臨ませている(図3参照)。
In the combustion
The
The
吸気弁31は、弁軸部31sが吸気ポート33の上壁に嵌着されたバルブガイド35に摺動自在に支持され、弁軸部31sの先端の傘部31uが吸気弁口61を開閉する。
排気弁32も、同様で弁軸部32sが排気ポート34の上壁に嵌着されたバルブガイド35に摺動自在に支持され、弁軸部32sの先端の傘部32uが排気弁口62を開閉する。
The
Similarly, the
吸気弁口61の吸気口縁61Eが、吸気弁31の傘部31uのバルブフェイスが当接するバルブシートである。
同様に、排気弁口62の排気口縁62Eが、排気弁32の傘部32uのバルブフェイスが当接するバルブシートである。
The
Similarly, the
吸気弁31と排気弁32を駆動する動弁機構は、公知のDOHC型のものなので詳説しないが、互いに平行な吸気カム軸41と排気カム軸42が回転することにより、吸気カム軸41に設けられた吸気カム43と排気カム軸42に設けられた排気カム44が、吸気弁31と排気弁32のそれぞれ上端部に被せられたバルブリフタ45,45を押して、吸気弁31および排気弁32をクランク軸2の回転位置に応じて所定のタイミングで往復動して吸気弁口61と排気弁口62を開閉する。
The valve operating mechanism for driving the
シリンダヘッド12における各燃焼室4のドーム状に凹んだ燃焼室天井面50は、周縁部の前後左右に部分的に平面に近いテーパ面をなすスキッシュ面50s(図4,図5で薄い散点模様部分)が形成され、このスキッシュ面50sの内側の吸気弁口61,61および排気弁口62,62を除く燃焼室天井面50は、大体滑らかな凹曲面50d(図4,図5で中濃の散点模様部分)をなしている。
The dome-shaped combustion
図4および図5を参照して、燃焼室天井面50における隣合う2つの吸気弁口61,61の間の境界面51は、隣合う2つの吸気弁口61,61が特に接近した幅の狭い吸気幅狭境界面51cと、同吸気幅狭境界面51cを挟んで両側の幅の広がった吸気幅広境界面51a,51bとからなる。
吸気幅広境界面51a,51bのうち燃焼室天井面50の中央の点火プラグ孔68側が中央側吸気幅広境界面51a(図4,図5で濃い散点模様部分)であり、燃焼室天井面50の周縁側が周縁側吸気幅広境界面51b(図4,図5で濃い散点模様部分)である。
4 and 5, the
Of the wide
中央側吸気幅広境界面51aは、左右の吸気弁口61,61に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して中央側吸気境界隆起部52が形成されている。
周縁側吸気幅広境界面51bも、左右の吸気弁口61,61に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して周縁側吸気境界隆起部53が形成されている。
The center-side intake
The peripheral-side intake
また、図3に示されるように、中央側吸気境界隆起部52と周縁側吸気境界隆起部53は、互いに近い側から遠い側に徐々に高くなるように傾斜して隆起している。
中央側吸気境界隆起部52の傾斜面より周縁側吸気境界隆起部53の傾斜面の方が、傾斜角度が大きい。
Further, as shown in FIG. 3, the center side intake
The inclined surface of the peripheral-side intake boundary raised
中央側吸気境界隆起部52は、最も高く隆起した部位から燃焼室天井面50の中央付近の若干吸気弁口61,61寄りに偏った位置の点火プラグ孔68の隆起した環状開口縁部58に連続している。
周縁側吸気境界隆起部53は、燃焼室天井面50の周縁のスキッシュ面50sに連続している。
The center side
The peripheral-side
一方で、燃焼室天井面50における隣合う2つの排気弁口62,62の間の境界面55も、ほぼ同様で、図4および図5を参照して、隣合う2つの排気弁口62,62が特に接近した幅の狭い排気幅狭境界面55cと、同排気幅狭境界面55cを挟んで両側の幅の広がった排気幅広境界面55a,55bとからなる。
排気幅広境界面55a,55bのうち燃焼室天井面50の中央付近の点火プラグ孔68側が中央側排気幅広境界面55a(図4,図5で濃い散点模様部分)であり、燃焼室天井面50の周縁側が周縁側排気幅広境界面55b(図4,図5で濃い散点模様部分)である。
On the other hand, the
Of the wide exhaust boundary surfaces 55a and 55b, the
中央側排気幅広境界面55aは、左右の排気弁口62,62に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して中央側排気境界隆起部56が形成されている。
また、周縁側排気幅広境界面55bも、左右の吸気弁口61,61に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して周縁側排気境界隆起部57が形成されている。
The center-side exhaust
Further, the peripheral exhaust side
図3に示されるように、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57は、互いに近い側から遠い側に徐々に高くなるように傾斜して隆起している。
中央側排気境界隆起部56の傾斜面より周縁側排気境界隆起部57の傾斜面の方が、傾斜角度が大きい。
As shown in FIG. 3, the center side exhaust boundary raised
The inclined surface of the peripheral exhaust boundary raised
中央側排気境界隆起部56は、最も高く隆起した部位から燃焼室天井面50の略中央の点火プラグ孔68の隆起した環状開口縁部58に連続している。
周縁側排気境界隆起部57は、燃焼室天井面50の周縁のスキッシュ面50sに連続している。
The central exhaust boundary raised
The peripheral side exhaust boundary raised
中央側排気境界隆起部56および周縁側排気境界隆起部57の傾斜面は、前記した中央側吸気境界隆起部52および周縁側吸気境界隆起部53の傾斜面よりも傾斜角度が大きい。
また、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57の間の幅狭の排気幅狭境界面55cの長さは、中央側吸気境界隆起部52と周縁側吸気境界隆起部53の間の幅狭の吸気幅狭境界面51cの長さより小さい。
The inclined surfaces of the center-side exhaust boundary raised
Further, the length of the narrow exhaust width
以上のようなシリンダヘッド12を備えた内燃機関1における吸気の流れについて、図5ないし図10に基づいて考察してみる。
吸気ポート33の吸気弁口61から燃焼室4に吸入される吸気は、吸気弁口61の吸気口縁61Eから離れて移動した吸気弁31の傘部31uの上面に沿って放射方向に広がるように燃焼室4に流入する(図7参照)。
The intake air flow in the internal combustion engine 1 having the
The intake air sucked into the
図7では、吸気の流れ方向を太線矢印で示し、吸気速度の分布を散点模様の濃度で示している。
吸気速度の高速部位を濃い散点模様で示し、中速部位を中濃の散点模様で示し、低速部位を薄い散点模様で示し、超低速部位は白抜きとなっている。
In FIG. 7, the flow direction of the intake air is indicated by a thick arrow, and the distribution of the intake air velocity is indicated by a dotted pattern density.
A high-speed part of the intake speed is shown by a dark dotted pattern, a medium-speed part is shown by a medium-spotted dot pattern, a low-speed part is shown by a thin dotted pattern, and a very low-speed part is outlined.
吸気弁口61の吸気口縁61Eを、排気弁口62側の内側吸気口縁61Eiとその反対側の外側吸気口縁61Eoとに分けると(図4参照)、図7を参照して、吸気ポート33から吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から吸入される吸気は、内側吸気口縁61Eiと吸気弁31の傘部31uとの間を大きく向きを変えずに燃焼室4に流入するのに対して、吸気弁口61の外側吸気口縁61Eoから吸入される吸気は、外側吸気口縁61Eoと吸気弁31の傘部31uとの間を大きく向きを変えて燃焼室4に流入する。
したがって、内側吸気口縁61Ei側から吸入される吸気の方が、外側吸気口縁61Eoから吸入される吸気よりも抵抗が少なく大量に流入される。
When the
Therefore, the intake air sucked from the inner intake port edge 61Ei has less resistance than the intake air sucked from the outer intake port edge 61Eo, and flows in a large amount.
図7に示されるように、内側吸気口縁61Ei側から吸入される吸気は、内側吸気口縁61Eiに沿って燃焼室4に流入する場所が最も高速であり、この高速で燃焼室4に流入した吸気は排気弁32が閉じた排気弁口62側に向けて燃焼室4を流れ、燃焼室4の排気側周縁からシリンダボア11aの排気側を下降し、次いで、ピストン頂面に沿って流れを曲げて吸気側に向かい、吸気側を上昇することで縦渦いわゆるタンブルを形成する。
As shown in FIG. 7, the intake air sucked from the inner intake port edge 61Ei is the fastest at the place where it flows into the
この吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から燃焼室4に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、隣合う2つの吸気弁口61,61の間の境界面50Bである中央側幅広部面50Bp寄りの吸気は、図5に白抜き矢印で示すように、中央側幅広部面50Bpの隆起した中央側吸気境界隆起部50Pに沿って円滑に剥離を生じることなく燃焼室4に流入することができる。
Of the intake air that forms a tumble that is sucked into the
吸気ポート33と燃焼室4とシリンダボアの内部の様子を示す図9(図8のIX-IX線断面図)および燃焼室の内部の様子を示す図10(図8のX-X線断面図)は、図7と同様に、吸気速度の分布を散点模様の濃度で示している。
FIG. 9 (sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 8) showing the inside of the
図9および図10において、吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から燃焼室4に吸入される吸気のうちの中央側幅広部面50Bp寄りの吸気が中央側吸気境界隆起部50Pに沿って燃焼室4に流入したときの通る場所を、楕円状の黒枠Zで示している。
黒枠Zで示す場所は、濃い散点模様で示されて吸気速度が高速であり、中央側吸気境界隆起部50Pに沿って剥離を生じることなく吸気が円滑に燃焼室4に流入されていることを示している。
In FIG. 9 and FIG. 10, of the intake air that is sucked into the
The place indicated by the black frame Z is indicated by a dark dotted pattern, the intake speed is high, and the intake air smoothly flows into the
このように、吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から燃焼室4に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、中央側幅広部面50Bp寄りの吸気が隆起した中央側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室4に流入するので、十分なタンブル流を形成して燃焼効率を向上させることができる。
In this way, among the intake air that forms the tumble that is sucked into the
隣合う2つの吸気弁口61,61の間の境界面50Bのうち2つの吸気弁口61,61が特に接近した吸気幅狭境界面50Bqは、隆起せず平坦な面をなすが、幅が狭いので、吸気弁口61の吸気幅狭境界面50Bq寄りを燃焼室4に吸入される吸気は、剥離を生じる前に、隣の吸気弁口61から吸入される吸気と合流して効率良く充填される。
Of the boundary surface 50B between the two adjacent
また、吸気幅狭境界面50Bqは隆起させず中央側吸気幅広境界面50Bpを隆起して中央側吸気境界隆起部50Pを形成するが、吸気幅狭境界面50Bqは隆起させないで、燃焼室4内に大き過ぎない適度な大きさの隆起部を設けることで、S/V比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
Further, the narrow intake boundary 50Bq is not raised, but the central intake wide boundary 50Bp is raised to form the central intake boundary raised
本シリンダヘッド12は、燃焼室天井面50における隣合う2つの吸気弁口61,61の間の境界面50Bのうち周縁側の周縁側吸気幅広境界面50Brも隆起して周縁側吸気境界隆起部50Rが形成されている。
吸気弁口61の内側吸気口縁61Eiと反対側の外側口縁側50Eoから吸入される吸気のうち、2つの吸気弁口の間の周縁側吸気幅広境界面50Br寄りの吸気は、図5に白抜き矢印で示されるように、周縁側吸気境界隆起部50Rに沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室4に流入し、効率良く充填される。
In the
Of the intake air drawn from the outer edge side 50Eo opposite to the inner intake edge 61Ei of the
周縁側吸気境界隆起部53の傾斜面は、中央側吸気境界隆起部52の傾斜面より傾斜角度を大きくすることで、周縁側吸気幅広境界面50Br寄りの大きく向きを変えて燃焼室4に流入する吸気を比較的大きい傾斜角度の傾斜面に沿って燃焼室4に円滑に流入させることができ、燃焼室4への充填がより促される。
The inclined surface of the peripheral-side intake boundary raised
隣合う2つの吸気弁口61,61の間の境界面50Bに形成された中央側吸気境界隆起部50Pと周縁側吸気境界隆起部50Rとの間は、隆起しない平坦な吸気幅狭境界面50Bqとしているので、燃焼室4内に適度な大きさの隆起部を設けることができ、S/V比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
Between the central intake boundary raised
隣合う2つの吸気弁口61,61の間の境界面50Bに形成された中央側吸気境界隆起部50Pと周縁側吸気境界隆起部50Rは、図3に示されるように、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起するので、中央側吸気境界隆起部50Pと周縁側吸気境界隆起部の傾斜する裾部分で、吸気の流れに乱れを生じさせずに滑らかに吸気を燃焼室4に効率良く充填させることができる。
As shown in FIG. 3, the center side
図3に示されるように、中央側吸気境界隆起部50Pが最も高く隆起した部位から燃焼室天井面50の略中央の点火プラグ孔68に連続するので、中央側吸気境界隆起部50Pに沿って燃焼室4に流入する吸気は、中央側吸気境界隆起部50Pの頂点に位置する点火プラグ28の電極部28aに殆ど影響を受けることなく、円滑に燃焼室4に流入する。
As shown in FIG. 3, since the center side intake boundary raised
点火プラグ孔68を吸気弁口61,61側に偏った位置に形成したので、吸気弁口61より小さい内径の乱流が発生し易い排気弁口62付近において、点火プラグ28の電極部28aが排気の流れの抵抗になって乱流を生じさせるようなことを避け、排気効率を良くすることができる。
Since the
2つの排気弁口62,62の間の排気境界面55の幅広の中央側排気幅広境界面55aと周縁側排気幅広境界面55bが、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57が形成されるので、燃焼室4から一対の排気弁口62,62に排出される排気は、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57により両側の排気弁口に滑らかに分流してそれぞれの傾斜面に沿って整流されて抵抗なく排出され、また、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57との間の排気幅狭境界面55cは、隆起してなくとも幅が狭いので、排気抵抗が小さい。
したがって、排気抵抗の低減を図って排気効率の向上を図ることができるとともに、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57を、燃焼室4内に大き過ぎない適度な大きさとして、S/V比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
A wide central side exhaust
Therefore, the exhaust resistance can be reduced and the exhaust efficiency can be improved, and the center side exhaust boundary raised
吸気弁口61より内径が小さい排気弁口62の付近は、乱流が発生し易いので、中央側吸気境界隆起部52および周縁側吸気境界隆起部53の吸気側の隆起部の傾斜面より中央側排気境界隆起部56および周縁側排気境界隆起部57の排気側の隆起部の傾斜面の傾斜角をより大きくすることで、より一層整流を促して排気効率を高めることができる。
In the vicinity of the
中央側排気境界隆起部56の傾斜面より周縁側排気境界隆起部57の傾斜面の方が、傾斜角度が大きく、周縁側排気境界隆起部57のより大きい傾斜角度の傾斜面により、燃焼室4の周縁辺りの滞留しやすい排気の排出を促して滞留を抑制して排気効率を高めることができる。
The inclined surface of the peripheral exhaust boundary raised
中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57の間の幅狭の排気幅狭境界面55cの長さは、中央側吸気境界隆起部52と周縁側吸気境界隆起部53の間の幅狭の吸気幅狭境界面51cの長さより小さいので、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57による排気の整流をより促すようにするとともに、吸気幅狭境界面51cの長さを比較的大きくすることで、吸気弁口61の吸気幅狭境界面51c寄りを燃焼室4に吸入される吸気が隣の吸気弁口61から吸入される吸気と合流して混合されることが一層促される。
よって、排気効率と吸気効率をともに良好とすることができる。
The length of the narrow exhaust
Therefore, both exhaust efficiency and intake efficiency can be improved.
また、図3に示されるように、周縁側吸気境界隆起部53および周縁側排気境界隆起部57は、スキッシュ面50sに連続するので、圧縮行程の最後の段階でピストン25が上死点に近づいたときにスキッシュエリアに挟まれた燃焼室4の周縁部の混合気が燃焼室中央の点火プラグ28の電極部28aに向けて吹き出すのを周縁側吸気境界隆起部53および周縁側排気境界隆起部57が妨げることはなく、点火を的確に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 3, the peripheral side
以上、本発明に係る一実施の形態に係る内燃機関について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。 Although the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention has been described above, the aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is implemented in various aspects within the scope of the gist of the present invention. Is included.
1…内燃機関、2…クランク軸、3…変速機、4…燃焼室、10…クランクケース、11…シリンダブロック、11a…シリンダボア、12…シリンダヘッド、12a…結合面、13…シリンダヘッドカバー、14…オイルパン、15…オイルフィルタ、16…排気管、
20…、21…メイン軸、22…カウンタ軸、23…、24…コンロッド、25…ピストン、28…点火プラグ、
31…吸気弁、32…排気弁、33…吸気ポート、34…排気ポート、35…バルブガイド、
41…吸気カム軸、42…排気カム軸、43…吸気カム、44…排気カム、45…バルブリフタ、
50…燃焼室天井面、50d…凹曲面、50sスキッシュ面、
51…吸気側境界面、51a…中央側吸気幅広境界面、51b…周縁側吸気幅広境界面、51c…吸気幅狭境界面、52…中央側吸気境界隆起部、53…周縁側吸気境界隆起部、
55…排気側境界面、55a…中央側排気幅広境界面、55b…周縁側排気幅広境界面、55c…排気幅狭境界面、56…中央側排気境界隆起部、57…周縁側排気境界隆起部、
58…環状開口縁部、
61…吸気弁口、61E…吸気口縁、62…排気弁口、68…点火プラグ孔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Crankshaft, 3 ... Transmission, 4 ... Combustion chamber, 10 ... Crankcase, 11 ... Cylinder block, 11a ... Cylinder bore, 12 ... Cylinder head, 12a ... Connection surface, 13 ... Cylinder head cover, 14 ... oil pan, 15 ... oil filter, 16 ... exhaust pipe,
20 ..., 21 ... Main shaft, 22 ... Counter shaft, 23 ..., 24 ... Connecting rod, 25 ... Piston, 28 ... Spark plug,
31 ... Intake valve, 32 ... Exhaust valve, 33 ... Intake port, 34 ... Exhaust port, 35 ... Valve guide,
41 ... intake camshaft, 42 ... exhaust camshaft, 43 ... intake cam, 44 ... exhaust cam, 45 ... valve lifter,
50 ... combustion chamber ceiling surface, 50d ... concave curved surface, 50s squish surface,
51 ... Intake side boundary surface, 51a ... Center side wide intake boundary surface, 51b ... Large side intake wide boundary surface, 51c ... Narrow intake width boundary surface, 52 ... Center side intake boundary raised portion, 53 ... Marginal side intake boundary raised portion ,
55 ... exhaust side boundary surface, 55a ... center side wide exhaust boundary surface, 55b ... perimeter side wide exhaust boundary surface, 55c ... exhaust width narrow boundary surface, 56 ... center side exhaust boundary raised portion, 57 ... perimeter side exhaust boundary raised portion ,
58… Ring opening edge,
61 ... Inlet valve port, 61E ... Inlet port edge, 62 ... Exhaust valve port, 68 ... Spark plug hole.
Claims (11)
前記燃焼室天井面(50)における隣合う一対の前記吸気弁口(61,61)の間の吸気境界面(51)が、吸気幅狭境界面(51c)を挟んで両側に吸気幅広境界面(51a,51b)をなして形成され、
前記吸気幅広境界面(51a,51b)のうち前記燃焼室天井面(50)の中央側の中央側吸気幅広境界面(51a)が滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側吸気境界隆起部(52)が形成されることを特徴とする内燃機関。 An intake valve port (61) for opening and closing the intake valve (31) and an exhaust valve port (62) for opening and closing the exhaust valve (32) on the combustion chamber ceiling surface (50) facing the piston top surface of the cylinder head (12) In a four-valve internal combustion engine in which two are formed side by side,
An intake boundary surface (51) between a pair of adjacent intake valve ports (61, 61) on the combustion chamber ceiling surface (50) has an intake wide boundary surface on both sides of the narrow intake boundary surface (51c). (51a, 51b)
Of the wide intake boundary surfaces (51a, 51b), the central intake wide boundary surface (51a) on the center side of the combustion chamber ceiling surface (50) is raised to form a smooth inclined surface, and the central intake boundary raised portion An internal combustion engine characterized in that (52) is formed.
前記燃焼室天井面(50)の中央の前記点火プラグ孔(68)は、前記吸気弁口(61)側に偏った位置に形成されることを特徴とする請求項5記載の内燃機関。 The inner diameter of the exhaust valve port (62) is smaller than the inner diameter of the intake valve port (61),
The internal combustion engine according to claim 5, wherein the spark plug hole (68) in the center of the combustion chamber ceiling surface (50) is formed at a position biased toward the intake valve port (61).
前記排気幅広境界面(55a,55b)のうち前記燃焼室天井面(50)の中央側の中央側排気幅広境界面(55a)と前記燃焼室天井面(50)の周縁側の周縁側排気幅広境界面(55b)が、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部(56)と周縁側排気境界隆起部(57)が形成されることを特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれか1項記載の内燃機関。 The exhaust boundary surface (55) between the pair of adjacent exhaust valve ports (62, 62) on the combustion chamber ceiling surface (50) has a wide exhaust boundary surface on both sides of the narrow exhaust boundary surface (55c). (55a, 55b)
Of the wide exhaust boundary surfaces (55a, 55b), a central exhaust wide boundary surface (55a) on the center side of the combustion chamber ceiling surface (50) and a peripheral exhaust gas wide side on the peripheral side of the combustion chamber ceiling surface (50). The boundary surface (55b) is bulged with a smooth inclined surface to form a central side exhaust boundary bulge portion (56) and a peripheral side exhaust boundary bulge portion (57), respectively. The internal combustion engine according to claim 6.
前記中央側吸気境界隆起部(52)および前記周縁側吸気境界隆起部(53)の傾斜面より前記中央側排気境界隆起部(56)および前記周縁側排気境界隆起部(57)の傾斜面の方が、傾斜角が大きいことを特徴とする請求項7項記載の内燃機関。 An inner diameter of the exhaust valve port (52) is formed smaller than an inner diameter of the intake valve port (61),
From the inclined surfaces of the central intake boundary ridge (52) and the peripheral intake boundary ridge (53), the central exhaust boundary ridge (56) and the inclined surface of the peripheral exhaust boundary ridge (57) The internal combustion engine according to claim 7, wherein the angle of inclination is larger.
前記周縁側吸気境界隆起部(53)と前記周縁側排気境界隆起部(57)は、前記スキッシュ面(50s)に連続することを特徴とする請求項7ないし請求項10のいずれか1項記載の内燃機関。 A squish surface (50 s) is formed near the periphery of the combustion chamber ceiling surface (50),
11. The peripheral edge intake boundary ridge (53) and the peripheral edge exhaust boundary ridge (57) are continuous with the squish surface (50s). Internal combustion engine.
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---|---|---|---|---|
JP2019005375A (en) * | 2017-06-27 | 2019-01-17 | 株式会社大一商会 | Game machine |
CN113404606A (en) * | 2021-08-19 | 2021-09-17 | 潍柴动力股份有限公司 | Cylinder cover and gas engine |
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