JP4113101B2 - 内燃機関の吸排気バルブシール構造及び同吸排気バルブ用シール面形成方法 - Google Patents
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Description
図8は従来の内燃機関の吸排気バルブシール構造を示す横断面図であり、シリンダヘッド本体101に、長円形状又は楕円形状の吸気用弁座102及び円形状の排気用弁座103を設けたことを示す。
スキッシュ面によって、内燃機関の圧縮行程の終わりで狭い隙間のスキッシュ部を形成し、このスキッシュ部内の混合気を押し出すことで燃焼室内の混合気を流動させて燃焼速度を増大させる。
また更に、バルブフェイス面を円錐面とほぼ合致する素材円錐面を備える円錐状素材から形成することで、バルブフェイス面の形成が精度良く且つ容易に行える。
図1は本発明に係る吸排気バルブシール構造を採用した内燃機関の断面図であり、内燃機関10は、シリンダブロック11と、このシリンダブロック11に設けたシリンダボア12に移動自在に挿入したピストン13と、このピストン13にピストンピン14を介して連結したコンロッド16と、シリンダブロック11の下部に回転自在に取付けるとともにクランクピン17でコンロッド16をスイング自在に支持するクランクシャフト18とを備える。
軸部44は、端部44aの近傍に図示せぬ突部を備え、この突部をシリンダヘッド24(図1参照)側に設けた溝で軸方向に案内することで、吸気バルブ28の軸回りの回転を防ぐ。
傘部51は、シール面を形成するために一側面51a(軸部44が延びる側の面である。)に環状のバルブフェイス面52を形成した部分である。
傘部54は、シール面を形成するために一側面54a(軸部47が延びる側の面である。)に環状のバルブフェイス面55を形成した部分である。
スキッシュ面67は、ピストン13(図1参照)の冠部とでスキッシュ(squish:押しつぶす)部を形成する部分であり、ピストン13の圧縮行程の終わりで狭い隙間のスキッシュ部を形成し、このスキッシュ部内の混合気を押し出すことで燃焼室内の混合気を流動させて燃焼速度を増大させる。
吸排気バルブ28,29の軸部44,47の軸線44b,47bを回転軸とする円錐面71,72(軸線44b、47bを通る断面の頂角をθ(例えば、θ=90°))を形成したときに、この円錐面71,72と、燃焼室25の所定形状に形成した内壁面65(ここでは、内壁面65の一断面を太い二点鎖線で表した。)との交線は、前述のバルブシート面62,63の輪郭62a,63a(62aは図4参照)となり、バルブシート面62,63は、円錐面71,72上に存在する。内壁面65、詳しくは凹状面66は、複雑形状としたものであるから、輪郭62a,63aは三次元的な形状であり、それぞれ一つの平面上に存在しない。
また、吸排気バルブ28,29のバルブフェイス面52,55は、バルブシート面62,63と同様に円錐面71,72上に存在する。
バルブシート面62,63とバルブフェイス面52,55とは、これらの一方が他方を含んで重なり、好ましくは、一致するようにシール面73,74を形成する。
(a)は吸排気バルブ28,29(図5参照)を製造するための円錐状素材としての素材75を示す断面図である。
素材75は、軸部76と、この軸部76の端部に一体成形した傘部77とからなり、傘部77の一側面77aに、軸部76の軸線76aを回転軸とする頂角θとした素材円錐面78を備える。
(a)において、燃焼室25の内壁面65に予め形成しておいたバルブシート取付用段部91,92に環状のバルブシート素材93,94を矢印で示すように圧入する。
(c)は、バルブシート面62を形成した吸気側バルブシート41及びバルブシート面63を形成した排気側バルブシート42を示す。
シール面73,74の輪郭62a,63aが、一つの平面上に存在しないので、シール面73,74の形状を円形や長円形、楕円形以外の複雑形状とすることができ、燃焼室25の内壁面65のより大きな面積を吸排気通路の開口で占めることが可能になる。
また、円錐面と天井の内壁面とが交差して出来る交線は、バルブシート面の輪郭に限らず、内側の輪郭又はバルブシート面上の任意の線でもよい。
Claims (4)
- 内燃機関の燃焼室の天井に設けた環状のバルブシート面と、ほぼ傘形状に形成するとともに前記バルブシート面に密着させるために吸排気バルブに設けたバルブフェイス面とでシール面を形成する内燃機関の吸排気バルブシール構造において、
前記シール面は、前記吸排気バルブの軸部の軸線を回転軸とする円錐面上に存在し、且つ前記バルブシート面の輪郭は三次元的な形状であることを特徴とする内燃機関の吸排気バルブシール構造。 - 前記燃焼室の天井の内壁面は、前記バルブシート面の輪郭を含む凹状面と、この凹状面の全周に設けられたスキッシュ面とからなることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の吸排気バルブシール構造。
- 内燃機関の燃焼室の天井に設けた環状のバルブシート面と、ほぼ傘形状に形成するとともに前記バルブシート面に密着させるために吸排気バルブに設けたバルブフェイス面とでシール面を形成し、このシール面を、前記吸排気バルブの軸部の軸線を回転軸とする円錐面上に存在させ、且つ前記バルブシート面の輪郭を三次元的な形状とした内燃機関の吸排気バルブ用シール面形成方法であって、
前記バルブシート面は、前記円錐面と合致する円錐切削面を備える切削工具で形成し、 前記バルブフェイス面は、前記吸排気バルブの素材となる円錐状素材の傘部の一側面に備えるとともに前記円錐面とほぼ合致する素材円錐面の一部に形成され、
更に、前記バルブフェイス面を除く前記傘部の前記一側面と、前記傘部の前記一側面に対して裏面である他側面とに所定形状の切削加工が施されることを特徴とする内燃機関の吸排気バルブ用シール面形成方法。 - 軸部と、この軸部の端部に設けた傘部とからなり、内燃機関の燃焼室の天井に設けたバルブシート面に、前記傘部に形成したバルブフェイス面を合わせることで非円形状としたシール面を形成する吸排気バルブであって、
前記バルブフェイス面は、前記軸部の軸線を回転軸とする円錐面上に存在し、
このバルブフェイス面と、輪郭が三次元的な形状であるバルブシート面とは、これらの一方が他方を含んで重なり、又は、一致するように前記シール面を形成し、
前記バルブフェイス面を、前記円錐面とほぼ合致する素材円錐面を備える円錐状素材から切削加工により浮き彫りにしたことを特徴とする内燃機関用吸排気バルブ。
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