JP3170007B2 - 火花点火式エンジンのスキッシュ構造 - Google Patents
火花点火式エンジンのスキッシュ構造Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼室内に点火プラグ
を備えた火花点火式エンジンにおけるスキッシュを発生
させるための構造に関し、詳細にはスキッシュ領域内で
の燃焼開始時期を早めることにより全体としての燃焼時
間を短縮できるようにしたスキッシュ領域部分の構造の
改善に関する。
を備えた火花点火式エンジンにおけるスキッシュを発生
させるための構造に関し、詳細にはスキッシュ領域内で
の燃焼開始時期を早めることにより全体としての燃焼時
間を短縮できるようにしたスキッシュ領域部分の構造の
改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】火花点火式エンジンでは、シリンダヘッ
ドのシリンダブロックとの合面側に形成された燃焼凹部
の周縁に平坦面を形成し、該平坦面とピストンの上面の
周縁部とで混合気を挟み込むように圧縮することによ
り、圧縮上死点付近で燃焼室中心側に向かう混合気の流
れ、いわゆるスキッシュを発生させ、これにより混合気
に乱れを生じさせて燃焼性を向上させるスキッシュ構造
を採用する場合が多い。
ドのシリンダブロックとの合面側に形成された燃焼凹部
の周縁に平坦面を形成し、該平坦面とピストンの上面の
周縁部とで混合気を挟み込むように圧縮することによ
り、圧縮上死点付近で燃焼室中心側に向かう混合気の流
れ、いわゆるスキッシュを発生させ、これにより混合気
に乱れを生じさせて燃焼性を向上させるスキッシュ構造
を採用する場合が多い。
【０００３】しかし上記スキッシュ構造を採用した場
合、混合気に乱れを生じさせて燃焼性を改善する点では
効果があるものの、全体で見た場合の燃焼時間が長くな
り、耐ノック性が低下するという問題がある。即ち、上
記スキッシュ領域は圧縮上死点付近では極めて隙間が狭
いので、火炎が該領域に進入し難く、また該領域が冷却
されていわゆるクエンチゾーンとなることから、スキッ
シュ領域自体の燃焼はピストンがある程度下降して始め
て開始される。そのため全体としての燃焼時間が長くな
り、耐ノック性の点で不利となる。
合、混合気に乱れを生じさせて燃焼性を改善する点では
効果があるものの、全体で見た場合の燃焼時間が長くな
り、耐ノック性が低下するという問題がある。即ち、上
記スキッシュ領域は圧縮上死点付近では極めて隙間が狭
いので、火炎が該領域に進入し難く、また該領域が冷却
されていわゆるクエンチゾーンとなることから、スキッ
シュ領域自体の燃焼はピストンがある程度下降して始め
て開始される。そのため全体としての燃焼時間が長くな
り、耐ノック性の点で不利となる。
【０００４】そこで、上記問題の解決が期待できるスキ
ッシュ構造として、従来例えば特開昭50-60606号公報に
記載されているように、シリンダヘッド内に空洞（副
室）を設け、該副室をシリンダヘッドに形成された小孔
を介して燃焼室に連通させた構造がある。この従来構造
では、ピストンの圧縮行程において副室内に導入された
混合気の燃焼による火炎の噴流によりスキッシュ領域に
おける燃焼開始時期を早めることが期待される。
ッシュ構造として、従来例えば特開昭50-60606号公報に
記載されているように、シリンダヘッド内に空洞（副
室）を設け、該副室をシリンダヘッドに形成された小孔
を介して燃焼室に連通させた構造がある。この従来構造
では、ピストンの圧縮行程において副室内に導入された
混合気の燃焼による火炎の噴流によりスキッシュ領域に
おける燃焼開始時期を早めることが期待される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来構造
の場合、副室を小孔により燃焼室に連通させる構造であ
るからこの小孔は燃焼室を指向しており、そのため副室
内の混合気を燃焼させて生じた火炎は、スキッシュ領域
に向かうよりむしろ燃焼室内に向かうこととなり、その
結果スキッシュ領域の燃焼開始時期を早めるという効果
はそれほど得られない。またこの従来構造の場合、上記
噴流を強くするには上記小孔の断面積を絞る必要がある
が、このようにすると上記混合気を副室に導入する際の
抵抗損失が大きくなるとともに、絞りによる熱損失が大
きくなるという問題もある。
の場合、副室を小孔により燃焼室に連通させる構造であ
るからこの小孔は燃焼室を指向しており、そのため副室
内の混合気を燃焼させて生じた火炎は、スキッシュ領域
に向かうよりむしろ燃焼室内に向かうこととなり、その
結果スキッシュ領域の燃焼開始時期を早めるという効果
はそれほど得られない。またこの従来構造の場合、上記
噴流を強くするには上記小孔の断面積を絞る必要がある
が、このようにすると上記混合気を副室に導入する際の
抵抗損失が大きくなるとともに、絞りによる熱損失が大
きくなるという問題もある。
【０００６】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、スキッシュ領域内での燃焼開始時期を早める
ことができ、また上記抵抗損失，絞り損失についても改
善できる火花点火式エンジンのスキッシュ構造を提供す
ることを目的としている。
たもので、スキッシュ領域内での燃焼開始時期を早める
ことができ、また上記抵抗損失，絞り損失についても改
善できる火花点火式エンジンのスキッシュ構造を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、シリンダヘッドのシリンダブロックとの合面部分に
燃焼室を構成する燃焼凹部をピストンの上面との間隔が
該燃焼室６の略中央において最も広くなる横断面視で略
三角形状に形成し、該燃焼凹部の略中央に主点火プラグ
を配設するとともに、該点火プラグを境として一方側の
傾斜面に複数の吸気弁開口をカム軸方向に並べて形成
し、他方側の傾斜面に複数の排気弁開口をカム軸方向に
並べて形成した火花点火式エンジンにおいて、上記シリ
ンダヘッドの上記燃焼凹部周縁に平坦なスキッシュ面を
形成し、該スキッシュ面と上死点に向けて上昇するピス
トンの上面の周縁とで混合気を挟み込むことにより混合
気の燃焼室内方への流れを発生させるようにしたスキッ
シュ構造であって、上記スキッシュ面を、上記一方側の
傾斜面に続いて吸気弁開口の外側に形成された吸気側ス
キッシュ面と、上記他方側の傾斜面に続いて排気弁開口
の外側に配置された排気側スキッシュ面とで構成し、該
吸気側スキッシュ面と排気側スキッシュ面の何れか広い
側に副室を、その高さが上記燃焼凹部の高さより高く、
かつ上記ピストンの上面周縁部に向けて開口するよう凹
設するとともに、該副室内に副点火プラグを配設し、上
記シリンダヘッドの広い側のスキッシュ面，ピストンの
上面周縁部の少なくとも何れか一方に、かつ吸気弁開口
同士又は排気弁開口同士の間に位置するように混合気導
入部を凹設し、該混合気導入部と上死点付近に位置する
ピストンの上面とで上記副室を上記燃焼室に連通させて
混合気を該副室内に導入する混合気導入通路を形成した
ことを特徴としている。また請求項２の発明は、請求項
１において、ピストンが上死点に位置した時点で上記ス
キッシュ面と上記上面周縁部とで構成されるスキッシュ
領域に上記副室内の火炎を噴出させる火炎噴出通路を、
上記スキッシュ面，上記上面周縁部の少なくとも何れか
一方に形成された噴出逃げ部により形成したことを特徴
としている。
は、シリンダヘッドのシリンダブロックとの合面部分に
燃焼室を構成する燃焼凹部をピストンの上面との間隔が
該燃焼室６の略中央において最も広くなる横断面視で略
三角形状に形成し、該燃焼凹部の略中央に主点火プラグ
を配設するとともに、該点火プラグを境として一方側の
傾斜面に複数の吸気弁開口をカム軸方向に並べて形成
し、他方側の傾斜面に複数の排気弁開口をカム軸方向に
並べて形成した火花点火式エンジンにおいて、上記シリ
ンダヘッドの上記燃焼凹部周縁に平坦なスキッシュ面を
形成し、該スキッシュ面と上死点に向けて上昇するピス
トンの上面の周縁とで混合気を挟み込むことにより混合
気の燃焼室内方への流れを発生させるようにしたスキッ
シュ構造であって、上記スキッシュ面を、上記一方側の
傾斜面に続いて吸気弁開口の外側に形成された吸気側ス
キッシュ面と、上記他方側の傾斜面に続いて排気弁開口
の外側に配置された排気側スキッシュ面とで構成し、該
吸気側スキッシュ面と排気側スキッシュ面の何れか広い
側に副室を、その高さが上記燃焼凹部の高さより高く、
かつ上記ピストンの上面周縁部に向けて開口するよう凹
設するとともに、該副室内に副点火プラグを配設し、上
記シリンダヘッドの広い側のスキッシュ面，ピストンの
上面周縁部の少なくとも何れか一方に、かつ吸気弁開口
同士又は排気弁開口同士の間に位置するように混合気導
入部を凹設し、該混合気導入部と上死点付近に位置する
ピストンの上面とで上記副室を上記燃焼室に連通させて
混合気を該副室内に導入する混合気導入通路を形成した
ことを特徴としている。また請求項２の発明は、請求項
１において、ピストンが上死点に位置した時点で上記ス
キッシュ面と上記上面周縁部とで構成されるスキッシュ
領域に上記副室内の火炎を噴出させる火炎噴出通路を、
上記スキッシュ面，上記上面周縁部の少なくとも何れか
一方に形成された噴出逃げ部により形成したことを特徴
としている。
【０００８】
【作用】本発明に係るスキッシュ構造によれば、混合気
が副室内に混合気導入通路を通って導入され、またこの
導入された混合気が副点火プラグにより点火される。そ
して請求項１，２の発明では副室がスキッシュ領域に向
かって開口する形状に設定されており、また副室の高さ
が燃焼室より高く設定されているので、圧縮行程の終期
においても混合気が副室に導入される。そして上記副室
で発生した火炎は直ちにスキッシュ領域に進入し、その
結果スキッシュ領域においても上死点付近から燃焼が開
始され、全体としての燃焼時間が短縮される。また請求
項２の発明では上記副式の火炎をスキッシュ領域に積極
的に進入させる火炎噴出通路を設けたので、さらに燃焼
時間が短縮される。また上記副室に連通する混合気導入
通路は、ピストンの上昇行程ではピストンが圧縮上死点
近傍に位置した時点でのみ所定の絞り形状を有すること
となるので絞り損失を少なくでき、またピストンの下降
行程では、ピストンの下降に伴って直ちにその通路面積
が大きくなるので、上記熱損失を少なくできる。
が副室内に混合気導入通路を通って導入され、またこの
導入された混合気が副点火プラグにより点火される。そ
して請求項１，２の発明では副室がスキッシュ領域に向
かって開口する形状に設定されており、また副室の高さ
が燃焼室より高く設定されているので、圧縮行程の終期
においても混合気が副室に導入される。そして上記副室
で発生した火炎は直ちにスキッシュ領域に進入し、その
結果スキッシュ領域においても上死点付近から燃焼が開
始され、全体としての燃焼時間が短縮される。また請求
項２の発明では上記副式の火炎をスキッシュ領域に積極
的に進入させる火炎噴出通路を設けたので、さらに燃焼
時間が短縮される。また上記副室に連通する混合気導入
通路は、ピストンの上昇行程ではピストンが圧縮上死点
近傍に位置した時点でのみ所定の絞り形状を有すること
となるので絞り損失を少なくでき、またピストンの下降
行程では、ピストンの下降に伴って直ちにその通路面積
が大きくなるので、上記熱損失を少なくできる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１ないし図５は本発明の第１実施例による火花点
火式４サイクルエンジンのスキッシュ構造を説明するた
めの図であり、図１，図２は本実施例エンジンの断面正
面図、図３はシリンダヘッドの底面図、図４は混合気導
入通路，混合気噴出通路の時間的変化を示す図、図５は
本実施例エンジンの正面図である。
る。図１ないし図５は本発明の第１実施例による火花点
火式４サイクルエンジンのスキッシュ構造を説明するた
めの図であり、図１，図２は本実施例エンジンの断面正
面図、図３はシリンダヘッドの底面図、図４は混合気導
入通路，混合気噴出通路の時間的変化を示す図、図５は
本実施例エンジンの正面図である。
【００１０】図において、１は本実施例装置を備えた４
サイクル４バルブエンジンであり、これはクランクケー
ス一体型シリンダブロック２の下側合面にオイルパン２
１を取り付け、上側合面に２分割式シリンダヘッド３を
積層してヘッドボルトで締結し、さらにシリンダヘッド
３の上側合面にヘッドカバー２２を被せた構造となって
いる。上記シリンダブロック２のシリンダボア２ａ内に
摺動自在に挿入されたピストン４はコンロッド５でクラ
ンク軸に連結されている。ここで上記ピストン４の上面
は中央部が球状に凹んだ形状になっており、また該上面
の周縁部４ａは平坦面になっている。
サイクル４バルブエンジンであり、これはクランクケー
ス一体型シリンダブロック２の下側合面にオイルパン２
１を取り付け、上側合面に２分割式シリンダヘッド３を
積層してヘッドボルトで締結し、さらにシリンダヘッド
３の上側合面にヘッドカバー２２を被せた構造となって
いる。上記シリンダブロック２のシリンダボア２ａ内に
摺動自在に挿入されたピストン４はコンロッド５でクラ
ンク軸に連結されている。ここで上記ピストン４の上面
は中央部が球状に凹んだ形状になっており、また該上面
の周縁部４ａは平坦面になっている。
【００１１】上記シリンダヘッド３のシリンダブロック
２との合面には、燃焼室６を構成する燃焼凹部３ａが凹
設されている。この燃焼凹部３ａは図１，図２に示すよ
うに、横断面で見ると略三角形をなしており、該燃焼凹
部３ａの稜線部分の中央には主点火プラグ１６が螺挿さ
れている。また上記燃焼凹部３ａの上記主点火プラグ１
６の一側、つまり上記三角形の一方の斜面部には２つの
吸気弁開口３ｂが、また他方の斜面部には２つの排気弁
開口３ｃがそれぞれ形成されており、該各開口３ｂ，３
ｃはそれぞれ吸気，排気通路７，８でシリンダ外壁に導
出されている。
２との合面には、燃焼室６を構成する燃焼凹部３ａが凹
設されている。この燃焼凹部３ａは図１，図２に示すよ
うに、横断面で見ると略三角形をなしており、該燃焼凹
部３ａの稜線部分の中央には主点火プラグ１６が螺挿さ
れている。また上記燃焼凹部３ａの上記主点火プラグ１
６の一側、つまり上記三角形の一方の斜面部には２つの
吸気弁開口３ｂが、また他方の斜面部には２つの排気弁
開口３ｃがそれぞれ形成されており、該各開口３ｂ，３
ｃはそれぞれ吸気，排気通路７，８でシリンダ外壁に導
出されている。
【００１２】ここで本実施例では、排気抵抗を少なくす
るために排気通路８の曲率をできるだけ小さくしてお
り、それだけ排気通路８が後述する排気リフタ１３に近
接している。そのため該部分の潤滑油が過熱されて劣化
する問題が生じるので、これを回避するために、排気通
路８と排気リフタ１３部分との間に水冷ジャケット８ａ
を設けている。そして、該水冷ジャケット８ａと燃焼室
上側の水冷ジャケット８ｂとを別個の冷却水系統とし、
これにより燃焼室部分の冷却水温度の異常上昇を回避し
ている。
るために排気通路８の曲率をできるだけ小さくしてお
り、それだけ排気通路８が後述する排気リフタ１３に近
接している。そのため該部分の潤滑油が過熱されて劣化
する問題が生じるので、これを回避するために、排気通
路８と排気リフタ１３部分との間に水冷ジャケット８ａ
を設けている。そして、該水冷ジャケット８ａと燃焼室
上側の水冷ジャケット８ｂとを別個の冷却水系統とし、
これにより燃焼室部分の冷却水温度の異常上昇を回避し
ている。
【００１３】図５に示すように、上記排気通路８の接続
開口には排気マニホールド２０が、吸気通路７の接続開
口には吸気マニホールド２３がそれぞれ接続されてい
る。上記吸気マニホールド２３は軸線が領域Ｓ１の範囲
で直線をなす直管部２３ａを有しており、かつヘッドカ
バー２２を囲むように屈曲している。またこの吸気マニ
ホールド２３の上流端には吸気管２４を介してサージタ
ンク２５が接続されている。そして上記吸気マニホール
ド２３の上記直管部２３ａには取付座２３ｂが一体形成
されており、該取付座２３ｂには共鳴管２６が接続され
ている。そして上記取付座２３ｂは、これの軸線Ｓ２が
上記直管部２３ａの下流側付近に接線をなすように吸気
マニホールド２３に合流している。さらにまたこの取付
座２３ｂと上記吸気マニホールド２３との上流側合流点
の隔壁２３ｃは下流側に延長されており、このようにし
て共鳴管２６の吸気マニホールド２３への急拡大を抑制
し、整流効果を得ている。なお、上記隔壁２３ｃは、領
域Ｓ３部分を一体鋳造し、接続穴を機械加工することに
よって形成されたものである。
開口には排気マニホールド２０が、吸気通路７の接続開
口には吸気マニホールド２３がそれぞれ接続されてい
る。上記吸気マニホールド２３は軸線が領域Ｓ１の範囲
で直線をなす直管部２３ａを有しており、かつヘッドカ
バー２２を囲むように屈曲している。またこの吸気マニ
ホールド２３の上流端には吸気管２４を介してサージタ
ンク２５が接続されている。そして上記吸気マニホール
ド２３の上記直管部２３ａには取付座２３ｂが一体形成
されており、該取付座２３ｂには共鳴管２６が接続され
ている。そして上記取付座２３ｂは、これの軸線Ｓ２が
上記直管部２３ａの下流側付近に接線をなすように吸気
マニホールド２３に合流している。さらにまたこの取付
座２３ｂと上記吸気マニホールド２３との上流側合流点
の隔壁２３ｃは下流側に延長されており、このようにし
て共鳴管２６の吸気マニホールド２３への急拡大を抑制
し、整流効果を得ている。なお、上記隔壁２３ｃは、領
域Ｓ３部分を一体鋳造し、接続穴を機械加工することに
よって形成されたものである。
【００１４】また上記吸気弁開口３ｂ，排気弁開口３ｃ
にはそれぞれ吸気弁９，排気弁１０のバルブヘッド９
ａ，１０ａが配置されている。該各弁９，１０のバルブ
ステム９ｂ，１０ｂは所定の挟み角をなすように斜め上
方に延びており、また該各弁９，１０はバルブステム９
ｂ，１０ｂの上端部に装着されたリテーナ１１ａとばね
座との間に介設されたバルブスプリング１１ｂで閉方向
に付勢されている。また各バルブステム９ｂ，１０ｂの
上端に装着されたリフタ１２，１３には吸気カム軸１
４，排気カム軸１５のカムノーズが転接している。
にはそれぞれ吸気弁９，排気弁１０のバルブヘッド９
ａ，１０ａが配置されている。該各弁９，１０のバルブ
ステム９ｂ，１０ｂは所定の挟み角をなすように斜め上
方に延びており、また該各弁９，１０はバルブステム９
ｂ，１０ｂの上端部に装着されたリテーナ１１ａとばね
座との間に介設されたバルブスプリング１１ｂで閉方向
に付勢されている。また各バルブステム９ｂ，１０ｂの
上端に装着されたリフタ１２，１３には吸気カム軸１
４，排気カム軸１５のカムノーズが転接している。
【００１５】また、上記シリンダヘッド３の燃焼凹部３
ａの、上記三角形の斜面に続く部分（図３に斜線で示す
領域）は、上記合面に連続する平坦面となっており、吸
気弁９側に位置する部分が吸気側スキッシュ面１７，排
気弁１０側に位置する部分が排気側スキッシュ面１８と
なっている。この両スキッシュ面１７，１８は、ピスト
ン４が上死点に上昇するに伴って燃焼室周縁の混合気を
該ピストン４の周縁部４ａとで挟み込むように圧縮する
こととなり、このスキッシュ面１７，１８と上面周縁部
４ａとで、混合気の燃焼室内方への流れ、つまりスキッ
シュを発生させるスキッシュ領域ａを形成している。本
実施例では、吸気弁９，及び排気弁１０を吸気通路７側
に偏位させることによって、排気側スキッシュ面１８を
吸気側スキッシュ面１７より大きく設定している。
ａの、上記三角形の斜面に続く部分（図３に斜線で示す
領域）は、上記合面に連続する平坦面となっており、吸
気弁９側に位置する部分が吸気側スキッシュ面１７，排
気弁１０側に位置する部分が排気側スキッシュ面１８と
なっている。この両スキッシュ面１７，１８は、ピスト
ン４が上死点に上昇するに伴って燃焼室周縁の混合気を
該ピストン４の周縁部４ａとで挟み込むように圧縮する
こととなり、このスキッシュ面１７，１８と上面周縁部
４ａとで、混合気の燃焼室内方への流れ、つまりスキッ
シュを発生させるスキッシュ領域ａを形成している。本
実施例では、吸気弁９，及び排気弁１０を吸気通路７側
に偏位させることによって、排気側スキッシュ面１８を
吸気側スキッシュ面１７より大きく設定している。
【００１６】そして本実施例では、上記面積の大きい排
気側スキッシュ面１８に副室１９を凹設している。この
副室１９はピストン４の上面周縁部４ａ側に開口する窪
みであり、その高さＨ１は上記燃焼室６の高さＨ２より
大きく設定されている。また図３に示すように、この副
室１９はシリンダブロック２側から見ると略三角形をな
しており、この三角形の斜辺相当部分は全長に渡って略
円弧状に面取り加工されている。なお、この面取り加工
部が本発明の逃げ部となっている。
気側スキッシュ面１８に副室１９を凹設している。この
副室１９はピストン４の上面周縁部４ａ側に開口する窪
みであり、その高さＨ１は上記燃焼室６の高さＨ２より
大きく設定されている。また図３に示すように、この副
室１９はシリンダブロック２側から見ると略三角形をな
しており、この三角形の斜辺相当部分は全長に渡って略
円弧状に面取り加工されている。なお、この面取り加工
部が本発明の逃げ部となっている。
【００１７】上記面取り部のうち上記三角形の頂点に相
当する部分は導入逃げ部としての混合気導入部１９ａと
なっており、この混合気導入部１９ａは、上死点付近に
位置するピストン４の上面とで混合気導入通路Ａを構成
する。この混合気導入通路Ａは、上記副室１９を上記燃
焼室６に連通させ、これにより混合気を副室１９に導入
するための通路であり、上記主点火プラグ１６と副室１
９とを結ぶ線上に、かつ該主点火プラグ１６の直近に位
置している。
当する部分は導入逃げ部としての混合気導入部１９ａと
なっており、この混合気導入部１９ａは、上死点付近に
位置するピストン４の上面とで混合気導入通路Ａを構成
する。この混合気導入通路Ａは、上記副室１９を上記燃
焼室６に連通させ、これにより混合気を副室１９に導入
するための通路であり、上記主点火プラグ１６と副室１
９とを結ぶ線上に、かつ該主点火プラグ１６の直近に位
置している。
【００１８】また上記面取り部のうち三角形の斜辺に相
当する部分は噴出逃げ部としての火炎噴出部１９ｂとな
っており、この火炎噴出部１９ｂは、上死点付近に位置
するピストン４の上面周縁部４ａとで火炎噴出通路Ｂを
構成する。この火炎噴出通路Ｂは、上記副室１９内で生
じた火炎を上記排気側スキッシュ面１８と上記ピストン
４の上面周縁部４ａとで構成されるスキッシュ領域ａに
噴出させるための通路である。
当する部分は噴出逃げ部としての火炎噴出部１９ｂとな
っており、この火炎噴出部１９ｂは、上死点付近に位置
するピストン４の上面周縁部４ａとで火炎噴出通路Ｂを
構成する。この火炎噴出通路Ｂは、上記副室１９内で生
じた火炎を上記排気側スキッシュ面１８と上記ピストン
４の上面周縁部４ａとで構成されるスキッシュ領域ａに
噴出させるための通路である。
【００１９】ここで上記混合気導入通路Ａ，火炎噴出通
路Ｂは、ピストン４が上死点付近まで上昇した時点で始
めて所定の絞りを有することとなり、該ピストン４が下
降するにつれてその通路面積が大きくなり、通路抵抗は
ほとんど零となる。
路Ｂは、ピストン４が上死点付近まで上昇した時点で始
めて所定の絞りを有することとなり、該ピストン４が下
降するにつれてその通路面積が大きくなり、通路抵抗は
ほとんど零となる。
【００２０】また上記副室１９内には副点火プラグ２７
が配設されている。この副点火プラグ２７の電極２７ａ
は外側壁から該副室１９内に挿入され、上記混合気導入
通路Ａを通して上記主点火プラグ１６を指向している。
が配設されている。この副点火プラグ２７の電極２７ａ
は外側壁から該副室１９内に挿入され、上記混合気導入
通路Ａを通して上記主点火プラグ１６を指向している。
【００２１】次に本実施例の作用効果について説明す
る。圧縮行程において、ピストン４が上昇するに伴って
燃焼室６内及び副室１９内の混合気が圧縮されるが、こ
の場合、副室１９が燃焼室６より高く設定されているこ
とから、副室１９内の圧力は燃焼室６内より僅かに低く
なっている。この圧力関係からピストンの上死点におい
ても混合気が副室１９内に上記混合気導入通路Ａを通っ
て導入される。また上死点直前になると主点火プラグ１
６により燃焼室６内の混合気に点火され、燃焼が開始す
る。そしてこの点火に少し遅れて、副点火プラグ２７に
より副室１９内の混合気に点火される。そしてこの副室
１９内で生じた火炎の一部は火炎噴出通路Ｂを通って直
ちにスキッシュ領域ａに噴出し、これによりスキッシュ
領域ａにおいても、ピストン４が上死点付近に位置して
いる時点から燃焼が開始され、その結果全体の燃焼時間
が短縮される。ここで本実施例では、排気側スキッシュ
面１８を大きく設定している訳であるが、このスキッシ
ュ面１８は高温の排気ガスにさらされるため、エンドガ
スが高温となり、ノッキングが発生し易い。本実施例で
はこのスキッシュ面１８に副室１９を設けるとともに、
副点火プラグ２７を配設して上述ように、燃焼時間を短
縮したので、ノッキングが発生する前に燃焼を完了でき
るものである。また、上記火炎導入通路Ａはピストン４
が上死点近傍に位置する場合のみ形成され、ピストンの
下降に伴って直ちに解放されるので絞り損失を小さくで
き、熱損失を小さくできる。
る。圧縮行程において、ピストン４が上昇するに伴って
燃焼室６内及び副室１９内の混合気が圧縮されるが、こ
の場合、副室１９が燃焼室６より高く設定されているこ
とから、副室１９内の圧力は燃焼室６内より僅かに低く
なっている。この圧力関係からピストンの上死点におい
ても混合気が副室１９内に上記混合気導入通路Ａを通っ
て導入される。また上死点直前になると主点火プラグ１
６により燃焼室６内の混合気に点火され、燃焼が開始す
る。そしてこの点火に少し遅れて、副点火プラグ２７に
より副室１９内の混合気に点火される。そしてこの副室
１９内で生じた火炎の一部は火炎噴出通路Ｂを通って直
ちにスキッシュ領域ａに噴出し、これによりスキッシュ
領域ａにおいても、ピストン４が上死点付近に位置して
いる時点から燃焼が開始され、その結果全体の燃焼時間
が短縮される。ここで本実施例では、排気側スキッシュ
面１８を大きく設定している訳であるが、このスキッシ
ュ面１８は高温の排気ガスにさらされるため、エンドガ
スが高温となり、ノッキングが発生し易い。本実施例で
はこのスキッシュ面１８に副室１９を設けるとともに、
副点火プラグ２７を配設して上述ように、燃焼時間を短
縮したので、ノッキングが発生する前に燃焼を完了でき
るものである。また、上記火炎導入通路Ａはピストン４
が上死点近傍に位置する場合のみ形成され、ピストンの
下降に伴って直ちに解放されるので絞り損失を小さくで
き、熱損失を小さくできる。
【００２２】図６，図７は本発明の第２実施例を説明す
るための図であり、これは上記副室を吸気側に設けた例
である。図中、図１，図３と同一符号は同一又は相当部
分を示す。本実施例では、吸気弁開口３ｂ，排気弁開口
３ｃを排気側に偏位させ、吸気側スキッシュ面１７を大
きく設定し、この部分に副室１９を設けている。またこ
の副室１９内に上記第１実施例と同様に副点火プラグ２
７を配設している。本第２実施例においても上記第１実
施例と同様の効果が得られる。この場合、吸気側スキッ
シュ面１７は、伝熱により温度低下が大きく、火炎伝播
速度が遅くなり、結果的にエンドガスがノッキング発生
の条件を満たし易い。本第２実施例では、副点火プラグ
２７を備えた副室１９を設けることにより、燃焼時間を
短縮してノッキング発生以前に燃焼を完了するものであ
る。
るための図であり、これは上記副室を吸気側に設けた例
である。図中、図１，図３と同一符号は同一又は相当部
分を示す。本実施例では、吸気弁開口３ｂ，排気弁開口
３ｃを排気側に偏位させ、吸気側スキッシュ面１７を大
きく設定し、この部分に副室１９を設けている。またこ
の副室１９内に上記第１実施例と同様に副点火プラグ２
７を配設している。本第２実施例においても上記第１実
施例と同様の効果が得られる。この場合、吸気側スキッ
シュ面１７は、伝熱により温度低下が大きく、火炎伝播
速度が遅くなり、結果的にエンドガスがノッキング発生
の条件を満たし易い。本第２実施例では、副点火プラグ
２７を備えた副室１９を設けることにより、燃焼時間を
短縮してノッキング発生以前に燃焼を完了するものであ
る。
【００２３】なお、上記実施例では逃げ部としての混合
気導入部１９ａ，火炎噴出部１９ｂを、シリンダヘッド
側に形成したが、この逃げ部はピストン側に形成しても
良く、あるいはシリンダヘッド，ピストンの両方に形成
してもよい。
気導入部１９ａ，火炎噴出部１９ｂを、シリンダヘッド
側に形成したが、この逃げ部はピストン側に形成しても
良く、あるいはシリンダヘッド，ピストンの両方に形成
してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明に係る火花点火式エ
ンジンのスキッシュ構造によれば、シリンダヘッドのス
キッシュ領域を構成する平坦面に副室をピストン上面に
向けて開口するように形成し、該副室を燃焼室に連通さ
せて混合気を導入する混合気導入通路を形成するととも
に、該副室内に副点火プラグを配設したので、副室内で
生じた火炎によりスキッシュ領域における燃焼開始時期
を早めることができ、全体としての燃焼時間を短縮でき
る効果がある。また火炎導入通路をシリンダヘッドの平
坦面とピストンの上面とで構成したので、ピストンの上
昇行程では、上死点近傍でしか該通路が形成されないの
で、絞り損失を少なくでき、ピストンの下降行程では、
該通路の面積がピストンの下降により直ちに拡大され、
該部分による熱損失を少なくできる効果がある。
ンジンのスキッシュ構造によれば、シリンダヘッドのス
キッシュ領域を構成する平坦面に副室をピストン上面に
向けて開口するように形成し、該副室を燃焼室に連通さ
せて混合気を導入する混合気導入通路を形成するととも
に、該副室内に副点火プラグを配設したので、副室内で
生じた火炎によりスキッシュ領域における燃焼開始時期
を早めることができ、全体としての燃焼時間を短縮でき
る効果がある。また火炎導入通路をシリンダヘッドの平
坦面とピストンの上面とで構成したので、ピストンの上
昇行程では、上死点近傍でしか該通路が形成されないの
で、絞り損失を少なくでき、ピストンの下降行程では、
該通路の面積がピストンの下降により直ちに拡大され、
該部分による熱損失を少なくできる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例による火花点火式エンジン
の副室部分で断面した断面正面図である。
の副室部分で断面した断面正面図である。
【図２】上記第１実施例エンジンのバルブ部分で断面し
た断面正面図である。
た断面正面図である。
【図３】上記第１実施例エンジンのシリンダヘッドの底
面図である。
面図である。
【図４】図１のIV-IV 線断面図である。
【図５】上記第１実施例エンジンの正面図である。
【図６】本発明の第２実施例によるエンジンのシリンダ
ヘッドの底面図である。
ヘッドの底面図である。
【図７】上記第２実施例エンジンの副室部分で断面した
断面正面図である。
断面正面図である。
１ エンジン ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッド ３ａ 燃焼凹部 ４ ピストン ４ａ ピストンの上面周縁部 ６ 燃焼室 １６ 主点火プラグ １７，１８ 吸気側，排気側スキッシュ面（平坦面） １９ 副室 １９ａ 混合気導入部（逃げ部） １９ｂ 火炎噴射部（逃げ部） ２７ 副点火プラグ Ａ 混合気導入通路 Ｂ 火炎噴出通路 ａ スキッシュ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｐ 15/02 Ｆ０２Ｐ 15/02 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 19/00 - 23/10 F02P 13/00 - 15/08
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダヘッドのシリンダブロックとの
合面部分に燃焼室を構成する燃焼凹部をピストンの上面
との間隔が該燃焼室６の略中央において最も広くなる横
断面視で略三角形状に形成し、該燃焼凹部の略中央に主
点火プラグを配設するとともに、該点火プラグを境とし
て一方側の傾斜面に複数の吸気弁開口をカム軸方向に並
べて形成し、他方側の傾斜面に複数の排気弁開口をカム
軸方向に並べて形成した火花点火式エンジンにおいて、
上記シリンダヘッドの上記燃焼凹部周縁に平坦なスキッ
シュ面を形成し、該スキッシュ面と上死点に向けて上昇
するピストンの上面の周縁とで混合気を挟み込むことに
より混合気の燃焼室内方への流れを発生させるようにし
たスキッシュ構造であって、上記スキッシュ面を、上記
一方側の傾斜面に続いて吸気弁開口の外側に形成された
吸気側スキッシュ面と、上記他方側の傾斜面に続いて排
気弁開口の外側に形成された排気側スキッシュ面とで構
成し、該吸気側スキッシュ面と排気側スキッシュ面の何
れか広い側に副室を、その高さが上記燃焼凹部の高さよ
り高く、かつ上記ピストンの上面周縁部に向けて開口す
るよう凹設するとともに、該副室内に副点火プラグを配
設し、上記シリンダヘッドの広い側のスキッシュ面，ピ
ストンの上面周縁部の少なくとも何れか一方に、かつ吸
気弁開口同士又は排気弁開口同士の間に位置するように
混合気導入部を凹設し、該混合気導入部と上死点付近に
位置するピストンの上面とで上記副室を上記燃焼室に連
通させて混合気を該副室内に導入する混合気導入通路を
形成したことを特徴とする火花点火式エンジンのスキッ
シュ構造。 - 【請求項２】 請求項１において、ピストンが上死点に
位置した時点で上記スキッシュ面と上記上面周縁部とで
構成されるスキッシュ領域に上記副室内の火炎を噴出さ
せる火炎噴出通路を、上記スキッシュ面，上記上面周縁
部の少なくとも何れか一方に形成された噴出逃げ部によ
り形成したことを特徴とする火花点火式エンジンのスキ
ッシュ構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29209791A JP3170007B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 火花点火式エンジンのスキッシュ構造 |
| US07/959,160 US5307773A (en) | 1991-10-11 | 1992-10-09 | Squish structure for spark ignition engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29209791A JP3170007B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 火花点火式エンジンのスキッシュ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598966A JPH0598966A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3170007B2 true JP3170007B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=17777508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29209791A Expired - Fee Related JP3170007B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 火花点火式エンジンのスキッシュ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170007B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4552773B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2010-09-29 | 日産自動車株式会社 | エンジンの燃焼室構造 |
| AT13172U1 (de) * | 2011-12-28 | 2013-07-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Vorkammersystem für eine Brennkraftmaschine |
| JP5909307B1 (ja) * | 2015-12-26 | 2016-04-26 | 康仁 矢尾板 | 耐ノッキング性を向上させたエンジン |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP29209791A patent/JP3170007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0598966A (ja) | 1993-04-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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