JP2763556B2

JP2763556B2 - エンジンの燃焼室

Info

Publication number: JP2763556B2
Application number: JP63273746A
Authority: JP
Inventors: 昇橋本
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH02119617A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの燃焼室内での未燃焼成分の発生
を減少させるために、燃焼室を形成するピストンの頂面
形状を改良したものに関する。

（従来の技術）近年、エンジンの高出力化の要求に鑑み、圧縮行程に
おける混合気の圧縮比の向上、および膨張行程における
燃料室内での燃焼効率の向上、即ち、未燃焼成分（特に
HC成分）の低減に関する開発が進んでいる。そして、こ
の点に鑑みられた従来の技術としては、第４図および第
５図に示すように、燃焼室を形成するシリンダヘッドａ
の下面およびピストンｂの頂面ｃのうち、ピストン頂面
ｃの周縁部分に形成される平面部ｄをできるだけピスト
ン中央部まで広げ、ピストン上死点（第４図に示す位
置）での燃焼室をシリンダの中央部に形成するようにし
ている。即ち、上記平面部ｄを、斜めに配設された吸排
気弁ｅの下端近傍まで延長させ、シリンダヘッドａのポ
ート開口部の周縁角部ｆとピストンｂの平面部内周縁部
ｇとの位置を上下方向で一致させている。また、このよ
うに平面部ｄを大きく形成すると、圧縮行程において該
平面部ｄ付近に存在していた混合気は、ピストンｂが上
死点に達する時に、該平面部ｄとシリンダヘッドａとの
間の空間ｓ（スキッシュエリアと呼ばれる）のガスが圧
縮されて、燃焼室中央側へスキッシュ流として噴出さ
れ、燃焼室内に乱流を生じさせて、燃焼効率の向上に寄
与することができる。また、この様なスキッシュ流の作
用による未燃焼成分の低減に関する従来技術として特開
昭62−284919号公報に示されるような燃焼室構造もあ
る。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上述したような従来の構造においては、実際
の膨張行程において、吸排気弁下端付近部（第４図Ａ
部）での燃焼性が劣っている。つまり、吸排気弁下端付
近部において燃焼室中央側から拡がる火炎はピストンお
よび吸排気弁によりその熱量が奪われることによって該
部付近で失火していしまい、その周辺に未燃焼成分が残
留することになり、排ガス中のHC成分が増加するという
課題を有しており、この未燃焼成分の除去に関しては未
だ解決の余地を残している。

そこで、本発明は燃焼室の上記吸排気弁下端付近に残
留し易い未燃焼成分を低減することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段）上記の目的を解決するために、請求項１の発明が講じ
た解決手段は、吸気弁が臨み且つ燃焼室を形成するため
の凹部と該凹部の外周側に形成された平面部とを備える
シリンダヘッド下面における上記平面部と、ピストン頂
面の周縁に形成された平面部との間にスキッシュエリア
が形成されるエンジンの燃焼室を前提とし、少なくとも
吸気弁の下端近傍におけるピストン頂面側平面部の内側
縁がシリンダヘッド下面側平面部の内側縁よりもピスト
ンの外周方向へ後退していることを特徴としている。こ
こで、請求項２の発明では、吸気弁側のみに採用するも
のとする。

（作用）上記構成により、請求項１及び２の発明では、吸気弁
の下端近傍におけるピストン頂面側平面部の内側縁をシ
リンダヘッド下面側平面部の内側縁よりもピストン外周
方向へ後退させたことにより、吸気弁の下端近傍におけ
るピストン頂面との間隔が広がることになり、エンジン
の膨張行程において、燃焼室内を拡がる火炎はピストン
の冷却作用を受けることが少なくなり吸気弁下端付近へ
の火炎の侵入が円滑となるので、失火することがなく、
吸気弁下端部周辺の混合気が燃焼して、未燃焼成分の残
留が低減する。

（実施例）次に、本発明の一実施例について図面に沿って説明す
る。

第１図において、１はエンジン本体で、シリンダブロ
ック２とシリンダヘッド３とで構成されており、このエ
ンジン本体１の各気筒内にはピストン４が嵌挿され、こ
のピストン４上方に燃焼室５が形成されている。この燃
焼室５には吸気ポート６及び排気ポート（図示省略）が
開口されており、該吸気ポート６および排気ポートには
夫々吸気弁７および排気弁（図示省略）が具備されてい
る。また、これら弁７は動弁機構（図示省略）によって
駆動され、夫々所定のタイミングで各ポートを開閉する
ようになっている。また、前記吸気ポート６に繁る吸気
通路８には燃焼噴射ノズル９が設けられている。

燃焼室５は、第１図に示すピストン４の上死点姿勢に
おいてシリンダヘッド３の凹状に形成された下面3aとピ
ストン４の頂面4aの中央部に刳設された凹部4bとで構成
される。また、両者の周縁部には平面部3b,4cが形成さ
れて、両平面部間の小間隙によってスキッシュエリアＳ
が形成される。尚、上記燃焼室５は膨張行程での燃焼効
率を向上させる目的でピストン４の中央部に設けられて
いる。即ち、スキッシュエリアＳを形成する各平面部3
b,4cの内側縁3c,4dはシリンダの中央まで延設されてい
る。そして、本発明の特徴として、上記ピストン４の頂
面4aにおいて、吸気弁７の下端7aに近接した平面部4cの
内側縁4dがシリンダヘッド３の下面3aにおける平面部3b
の内側縁3cよりもピストン４の外周方向に位置してい
て、従来のもの（第１図の仮想線に示す）より後退した
後退部10に形成されている。即ち、吸気弁７の下端付近
（第１図Ａ部）の下方のみにおいて燃焼室５が広く形成
されている。更には、この後退部10は、吸気弁７がピス
トン４に最も近接している部分を大きくするために、そ
の中央部分の後退量を大きくしている。即ち、第２図に
おいて寸法Ｂが寸法Ｃより大きくなっている。尚、第２
図のＤは吸気弁位置、Ｅは排気弁位置、Ｆは点火プラグ
位置を示す。

次に、上記構成による作用について説明する。

先ず、吸気行程において吸気弁７が開弁されて、混合
気がシリンダ内へ供給される。そして、ピストン４が下
死点を経た後、圧縮行程に移り、この圧縮行程におい
て、上記ピストン４の平面部4c付近に存在していた混合
気はピストン４が上死点に達する時にシリンダヘッド３
の平面部3bとの間で形成されるスキッシュエリアＳで圧
縮された後、燃焼室５の中央部へ噴出されて、乱流（ス
キッシュ流矢印Ｇ）が発生し、燃焼室５内を攪拌する。
そして、該圧縮行程の終了と同時に点火プラグが点火さ
れて、燃焼室５内の混合気が火炎となって該燃焼室５内
に拡がると共に、ピストン４を下方へ押下がる。この
時、燃焼室５内を拡がる火炎はピストン４の冷却作用を
受けることが少なく、吸気弁７の下端付近Ａへ侵入する
ことになる。即ち、上述したように吸気弁７下端部周辺
はピストン頂面4aの平面部4cの内側縁4dがピストン外周
方向へ後退して、後退部10が形成されているために、吸
気弁７の下端近傍へ侵入する火炎はピストンと接触せず
に該部分へ侵入する量が増し、失火することなしに該部
分周辺の混合気は火炎と化し、燃焼性に優れたものとな
る。このように未燃焼ガスの残留が低減され、排ガス中
に含まれるHC成分の低減が可能となる。また、ピストン
側平面部の後退部は吸気弁に対応した位置のみに設けら
れた小空間であるために、スキュシュ流の発生に大きく
影響を与えることはない。

上述したものは、４バルブのエンジンに関して示した
が、２バルブエンジンにおいても適用が可能であって、
その場合には、第３図に示すような位置にピストン頂面
4aの平面部4c内側縁4dが後退形成されることになる。

尚、上述したものは何れも吸気弁側の平面部内側縁の
みを後退させたが、本発明はこれに限らず、排気弁側へ
の適用も可能である。

（発明の効果）上述したように、請求項１及び２の発明によれば、吸
気弁の下端近傍におけるピストン頂面側平面部の内側縁
をシリンダヘッド下面側平面部の内側縁よりもピストン
外周方向へ後退させたことにより、エンジンの膨張行程
において、燃焼室内を拡がる火炎はピストンの冷却作用
を受けることなく吸気弁下端付近へ侵入する量が増し、
失火することなく、吸気弁下端部周辺の混合気を燃焼さ
せて、未燃焼成分の残留を低減させることで、排ガス中
のHC成分を低減させるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は燃焼
室周辺の縦断面図、第２図はピストンの頂部を示す平面
図、第３図は本発明を２バルブエンジンに適用した場合
の第２図相当図である。第４図および第５図は従来例を
示し、第４図は第１図相当図、第５図は第２図相当図で
ある。３……シリンダヘッド、3a……下面、3b,4c……平面
部、3c,4d……内側縁、４……ピストン、4a……頂面、
５……燃焼室、７……吸気弁、7a……下端、10……後退
部、Ｓ……スキッシュエリア。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気弁が臨み且つ燃焼室を形成するための
凹部と該凹部の外周側に形成された平面部とを備えるシ
リンダヘッド下面における上記平面部と、ピストン頂面
の周縁に形成された平面部との間にスキッシュエリアが
形成されるエンジンの燃焼室であって、少なくとも吸気弁の下端近傍におけるピストン頂面側平
面部の内側縁がシリンダヘッド下面側平面部の内側縁よ
りもピストンの外周方向へ後退していることを特徴とす
るエンジンの燃焼室。
【請求項２】吸気弁の下端近傍のみにおけるピストン頂
面側平面部の内側縁をシリンダヘッド下面側平面部の内
側縁よりもピストン外周方向へ後退させた請求項１のエ
ンジンの燃焼室。