JPH01280627A - ２サイクル内燃機関の燃焼室構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は２サイクル内燃機関の燃焼室構造に関する。

〔従来の技術〕

２ザイクルデイ一ゼル機関において燃焼室内の良好なル
ープ掃気を確保するためにシリンダ軸線側に位置する給
気弁周縁部と弁座間の開口、およびシリンダ軸線側に位
置する排気弁周縁部と弁座間の開口を給気弁および排気
弁のリフ１−量が小さいときに閉鎖するマスク壁を設け
、更に給気ボートおよび排気ポートをシリンダ軸線と平
行に上方に向けて延設した２ザイクルデイ一ゼル機関か
公知である（特開昭５２−１０４６１３号公報）。この
２サイクルデイ一ゼル機関でば給気ボートから流入した
吸入空気がシリンダ内壁面に沿ってビス１−ン頂面に向
かい、次いでピストン頂面上において向きを変えてシリ
ンダ内壁面に沿い排気ポートに向けて流れるのでループ
掃気を行なうことができる。

しかしながらこの２サイクルテイ一ゼル機関では給気弁
および排気弁のリフト量が大きくなると、給気弁と弁座
間に形成される開口が給気弁の全周に亙って燃焼室内に
開口し、また排気弁と弁座間に形成される開口が排気弁
の全周に亙って燃焼室内に開口する。その結果、シリン
ダ軸線側に位置する給気弁の開口から流入した吸入空気
がシリンダヘッド内壁面に沿って進み、υ１気弁の開口
を通って排気ボート内に流出する。従ってこの２ザ・ｒ
クルデイ−セル機関では一部の吸入空気のみしかループ
掃気を行なうために使用されないので良好なループ掃気
を確保できないという問題がある。

そこで強力なループ掃気を得るためにシリンダヘッド内
壁面から燃焼室に向けて延びるマスク壁を給気弁と排気
弁との間に形成してこのマスク壁により排気弁側に位置
する給気弁周縁部と弁座間の開口を給気弁の全開弁期間
に亙って閉鎖するようにした２サイクル内燃機関が本出
願人により既に提案されている（特願昭６２−２８８３
９０号参照）。

この２サイクル内燃機関ではマスク壁に対して給気弁と
反対側のシリンダヘッド内壁面中央部に点火プラグが配
置され、燃料を含んだ新気がマスク壁および点火栓と反
対側の給気弁開口から燃焼室内に流入し、次いでこの新
気は給気弁下方のシリンダ内壁面に沿って下降した後ピ
ストン頂面で反転して排気弁方向に流れるために強力な
ループ掃気を得るごとができる。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしなからこの２サイクル内燃機関では上述したよう
に燃料を含んた新気か点火プラグから離れたシリンダ内
壁面に沿って降下せしめられるために特に低負荷運転時
には燃料か点火プラグの周りに導びかれす、斯くして失
火するという問題を生ずる。更に、この２サイクル内燃
機関では強力なループ掃気が得られるために高出力を得
ることができるが燃焼温度か高くなるために点火プラグ
が過熱されてプレイグニツシヨンを生ずるという問題が
ある。

本発明は、特に低負荷運転時点火プラグの周りに濃混合
気を形成して失火を防止し、かつ点火プラグ近傍の燃焼
ガスを効果的に掃気して点火プラグの過熱すなわちプレ
イグニツシヨンを防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る燃焼室構造は、シリンダヘッド内壁面の給
気弁と排気弁の間の部分を他の部分よりも凹陥させて電
極室を設けるとともにこの電極室内Ｑこ点火プラグの電
極を臨ませ、ソリツクヘソ１〜内壁面から燃焼室に向げ
て延びるマスク壁を上記電極室と給気弁の間に形成して
このマスク壁により電極室側に位置する給気弁開８．ｇ
部と弁座間の開口を給気弁の全開弁期間にわたって閉鎖
し、かつ上記マスク壁に、上記電極室に混合気または新
気を導く案内通路を形成したごとを特徴としている。

〔作　用〕

案内通路を通って電極室内に混合気か導かれ、点火プラ
グの電極近傍に濃混合気が形成される。

また案内通路から導入された混合気または新気により、
電極室内の掃気が行われる。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を適用した２
サイクルエンジンを示す。シリンダブロック１１に形成
されたシリンダボア１２には、ピストン１３か摺動自在
に設けられ、シリンダヘッド１４、シリンダボア１２お
よびピストン１３の頂面により燃焼室１５が形成される
。シリンダヘッドＩ４に形成された給気ボート１６およ
び排気ボート１９は、それぞれ給気弁１７および排気弁
１８により開閉される。

燃焼室１５に面するシリンダヘッド内壁面２１の中央部
、すなわち給気弁１７と排気弁１８の間の部分は、他の
部分よりも凹陥し電極室２４が形成され、この電極室２
４内には点火プラグ２２の電極２３が臨む。すなわち電
極２３は電極室２４内に位置し、燃焼室１５内に突出し
ない。電極室２４は略円柱状の空間であり、給気ボー１
−１６の出口部に近接して設けられる。電極室２４の内
壁面には、凹状球面の反射面２５が形成される。

シリンダヘッド１４てあって給気ボート１６の下側に形
成された水平孔３１内には、燃料噴射弁３２か収容され
る。燃料噴射弁３２は従来公知の構成を有し、本実施例
においてエンジン負荷が一定値より小さい時のめ作動す
るようになっており、水平方向ずなわち反射面２５に向
りて棒状燃料へを噴射する。一方、エンジン負荷が一定
値より大きい時、給気ボート１６の」二側に設りられた
別の燃料噴射弁（図示せず）か燃料噴射を行なう。

電極室２４と給気ボート１６の間にはマスク壁３３か設
けられる。マスク壁３３４：、１、第２図から理解され
るように、給気ボーＩ・１６と、電極室２４および排気
ポート１９との間において、他の部分に比較して燃焼室
１５　（第１図）側に向げて延びる。マスク壁３３の給
気ボー１へ１６側の壁面３４ば、開閉する給気弁１７の
弁傘１７ａの縁部に沿うように円筒面状に形成される。

しかしてマスク壁３３の壁面３４は、電極室２４側に位
置する給気弁の弁傘１７ａの周縁部と弁座］、７ｂとの
間の開口２６を給気弁１７の全開弁期間にわたって閉鎖
する。またマスク壁３３には、反則面２５と水平孔３１
を結ぶ直線」二に案内通路３５が穿設される。

したがって燃料噴射弁３２から噴射された棒状燃料Ａは
、案内通路３５を通過して反射面２５に衝突する。案内
通路３５は、給気弁１７の閉弁時燃焼室１５に臨み、給
気弁１７の閉弁時給気ボー１−１６に連通ずる。しかし
て電極室２４には、案内通路３５を介して混合気が導入
されることとなる。

反射面２５の曲率中心ば、第１図から理解されるように
、棒状燃料Ａか衝突する部分よりも燃焼室１５側に位置
する。したがって、反則面２５に衝突した燃料のほとん
どは燃焼室１５の方向に反射し、微粒化して霧化燃料Ｂ
となる。また反則面２５と連通路３５を結ぶ直線は、第
２図から理解されるように、電極室２４の中心から偏れ
ている。

したかって、給気弁１７が開弁する給気行程時、連通路
３５を通って電極室２４に流入する空気が、矢印Ｃのよ
うに旋回して流動し、電極室２４内の残留ガスを効果的
に掃気する。

本実施例の作用を説明する。

給排気弁１７　、１８は第３図に示すタイミングで開閉
する。アイドル運転のような極低負荷運転時について述
へると、まず排気弁１８が開弁すると、燃焼室１５の圧
力によって排気ポートにいわゆるブローダウンが起り、
残留カスはり１気ボートへ排出される。次いで給気弁１
７か開弁すると、矢印りて示ずように新気か給気ボート
１６から燃焼室１５内に流入する。この新気は、マスク
壁３３が設りられているために、給気弁１７のシリンダ
ボア１２側から燃焼室１５内に流入する。またこの新気
は、低負荷運転であるので給気ボート１６内の圧力が比
較的低いため、燃焼室１５の下部までは到達せす、」二
部を流動して電極室２４側へ流れる。すなわち、燃焼室
１５の上部には横断掃気流が生じ、これにより残留ガス
は排気ポートへ掃気される。またこの時、案内通路３５
が給気ボート１６に連通ずるので、新気の一部は案内通
路３５を通って電極室２４内に流入し、矢印Ｃ（第２図
）で示すように電極室２４内を旋回するとともに矢印Ｅ
（第１図）で示すように燃焼室１５側へ向って流れ、こ
れにより電極室２４内の残留ガスか掃気される。この結
果、点火プラグの電極２３か過熱されてプレイグニツシ
ヨンが生じることが防止される。

排気弁１８か閉弁した直後、燃料噴射弁３２は棒状燃料
Ａを噴射する。この燃料Ａは案内通路３５を通って電極
室２４内に入り、反射面２５に　゛衝突する。反射面２
５に衝突した燃料は反ＭＩｊ面２５により向きを変えら
れ、反射面２５から剥離して微粒化し、燃焼室１５内に
飛散する。この微粒化された燃料は、矢印りに沿って流
動する新気に衝突してこれと混合し、濃混合気Ｂとなる
。濃混合気Ｂはピストン１３の上昇により電極室２４内
に押込められる。しかして点火プラグの電極２３の近傍
に濃混合気が形成され、燃料の成層化が達成される。な
お、案内通路３５の断面積は棒状燃料か通過できる程度
の大きさであるため、霧化燃料Ｂは案内通路３５を通っ
て給気ボート１６へ押戻されるごとはほとんとない。

一方、高負荷運転時、給気ボート１６内の圧力が高くな
るため、給気弁１７が開弁すると新気は矢印Ｆで示すよ
うにシリンダポア１２に沿って流下し、燃焼室１５の下
部まで達するようになる。

したがって燃焼室１５内の残留ガスは、低負荷時に比べ
てより多く掃気される。また電極室２４内には案内通路
３５を介して新気あるいは混合気が導かれ、これにより
点火プラグの電極２３の過熱が防止されてプレイグニツ
シヨンが回避される。

このように本実施例において、反射面２５に衝突した燃
料は、点火プラグ２２側へは反射されず、はとんど燃焼
室１５側へ反射される。したがって点火プラグ２２の電
極２３にカーボンが堆積しにくくなり、点火プラグ２２
の寿命が延びる。また点火プラグ２２の近傍に形成され
た濃混合気は、マスク壁３３に遮られるので給気ポート
１６へ押戻されることがなく、給排気弁１７　、１８の
開弁時に排気ポートへ吹抜けることがない。この結果、
燃費が向上し、また排気ガスエミッションが改善される
ばかりでなく、特に高負荷運転時における出力低下を防
止することができる。さらに、低負荷運転時、濃混合気
が電極室２４内に形成され、点火プラグ２２の近傍に安
定的に保持されるので、燃焼状態が極めて安定したもの
となる。したかってアイドル運転のような極低負荷運転
をエンジンストールを生じることなく、安定した状態で
行なうことができる。

また、給気弁１７の弁傘１７ａの一部はマスク壁３３に
近接するため、新気は燃料噴射弁３２側を通って燃焼室
１５へ流入することとなり、したかって燃料噴射弁３２
の近傍における流速は大きく、燃料は弁傘１７ａに付着
することなく燃焼室１５へ導かれる。ずなわち燃料が給
気ボー１〜１６の壁面あるいは給気弁１７等に付着しな
いので、燃焼が安定したものとなり、燃焼変動を防止す
るとともに未燃ＩＣの発生を低減することができる。

第４図は反射面２５の他の例を示す。この反射面２５ば
第１図の例のように球面を有するのではなく、上部にお
いて湾曲し、下部において燃焼室の中心へ向って延びて
いる。この反則面２５によっても、燃料は点火プラグ２
２側へ反射することはな（、はとんど燃焼室側へ反射す
る。

第５図は反射面２５のさらに他の例を示す。この反射面
２５は、上部において略水平に延び、下部において垂直
下方に延びる。この反射面２５によっても上記実施例と
同様な効果が得られる。

第６〜８図は本発明の第２実施例を示す。この第２実施
例では、マスク壁３３に形成された案内通路３５が溝形
を呈し、すなわち燃焼室１５（第１図）側に開口してい
る。一方、第１実施例のように電極室２４の内壁面に反
射面２５は形成されていない。またエンジン負荷が小さ
い時のみ作動する燃料噴射弁（第１図において符号”　
３２　”により示される）は設けられていないが、第１
実施例と同様に設けられていてもよい。溝形を有する案
内通路３５は、第６図に示されるように、左側の給気ボ
ー１〜１６の右端部分と電極室２４の左端部分とを結ぶ
方向に沿って延ひる。

したがって案内通路３５を通って電極室２４内に流入す
る混合気は、電極室２４内においてスワール流を形成し
、電極室２４内の残留ガスを掃気し、これにより電極２
３の過熱が防止される。混合気は、点火プラグの電極２
３の近傍に滞留し、また電極室２４を囲続するマスク壁
３３は第８図に示されるように、給気ポート１６および
排気ポート１９の開口部１６ａ、１９ａよりも高く突出
しており、混合気を電極室２４内に保持しやすくなって
いる。したがって、電極２３の近傍には濃混合気か形成
され、特に低負荷運転時における燃焼状態が安定し、失
火が確実に防止される。また溝形の案内通路３５のため
、点火プラグ周りのマスク壁３３の熱歪が緩和され、こ
のマスク壁３３の亀裂発生が防止される。

第９図は第３実施例におけるシリンダヘッドの内壁面を
示す。この実施例は、燃料が直接燃焼室内に噴射される
、いわゆる直噴型のエンジンであり、シリンダヘッドに
は燃料噴射のための孔４１が穿設される。燃料噴射弁は
、第９図に想像線■で示すように広角の噴射を行うもの
であり、従来公知の構造を有する。溝形を有する案内通
路３５ば、電極室２４の端部から孔４１に向って延び、
電極室２４の円筒断面に対して接線方向に延びる。

この構成においても、燃料噴射弁から噴射され燃料の一
部は案内通路３５を通って電極室２４内に導入され、こ
れにより、電極室２４内に混合気スワール流か発生し、
電極室２４内にα残留ガスが掃気されるとともにここに
濃混合気か形成される。

第１０図は第４実施例におけるシリンダヘッドの内壁面
を示す。この実施例は、第２実施例と同様に給気ボート
１Ｇ内に燃料か噴射される構成を有し、溝形を有する案
内通路３５は、第１０図から理解されるように、左側の
給気ボート１６の排気ポート１９側端部と電極室２４の
下側端部とを結ぶ方向に沿って延びる。この構成は基本
的に第２実施例と同じであり、同様な作用を果たす。

第１１図および第１２図は第５実施例を示す。

この実施例において、シリンダヘッドの構造は第６図に
示される第２実施例と同じであるが、燃料噴射弁５１か
異なる。すなわち燃料噴射弁５１は、２つの噴孔５２　
、５３を有し、給気弁１７の弁傘１７ａの上面に対し、
シリンダボアの内壁面側の部分１７Ｃと案内通路３５例
の部分１７ｄとに燃料噴霧を衝突させる。給気弁１７ａ
のシリンダヘッ内壁面側を通過する新気の量の方が点火
プラグ側よりも多いため、内壁面側部分１７Ｃに衝突す
る燃料量は通路側部分１７ｄに衝突する燃料量よいも多
い。このため、一方の噴孔５２の方が他方の噴孔５３よ
りも大きい流路面積を有する。内壁面側部分１７ｃに衝
突した燃料は、衝突した部分から弁傘１７Ｈの円周方向
に広がり弁傘１７ａの反対側の部分に向って流動し、燃
焼室内に供給される。通路側部分１７ｄＧご衝突した燃
料は、溝形の案内通路３５を通って電極室２４内に供給
される。

この実施例は、燃料噴射弁５１が２つの噴孔５２゜５３
を有するものであるため、単一の噴孔を有する場合に比
べ、給気弁の弁傘１７ａに均一な温度分布を与えること
ができ、これにまり給気弁１７に生じる熱歪が小さくな
り、給気弁１７の耐久性および信頼性が向上する。また
本実施例によれば、単一の噴孔を有する燃料噴射弁を設
ｉＪだ場合に比べて弁傘１７Ｈに対する噴霧の衝突面積
が増えるので、燃料の微粒化が促進され、より安定した
燃料が可能となり、また給気弁１７へのカーボンデボシ
ントのイ」着量が減少する。さら乙こ本実施例によれば
、上記各実施例と同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上あように本発明によれば、特に低負荷運転時、点火
プラグの周りに濃混合気か形成されて安定した燃焼状態
か得られ、また点火プラグ周りの残留ガスが効果的に掃
気されて点火プラグの過熱すなわちブレイクニソション
が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は第
１実施例のシリンダヘッド内壁面を下から見た平面図、 第３図ば給排気弁の開閉タイミングを示す図、第４図は
反射面の他の例を示す断面図、第５図は反射面のさらに
他の例を示す断面図、第６図は第２実施例のシリンダヘ
ット内壁面を下から見た平面図、 第７図は第２実施例のマスク壁を示す斜視図、第８図は
第６図の■−■線に沿う断面図、第９図は第３実施例の
シリンダヘッド内壁面を下から見た平面図、 第１０図は第４実施例のシリンダヘッド内壁面を下から
見た平面図、 第１１図は第５実施例のシリンダヘッド内壁面を下から
見た平面図、 第１２図は第５実施例における燃料噴射弁の燃料噴射状
態を示す図である。 １７・・・給気弁、 ２１・・・シリンダヘット内壁面、 ２２・・・点火プラグ、　　２３・・・電極、２４・・
・電極室、　　　　　３３・・・マスク壁、３５・・・
案内通路。 （１日） 第３図 第６図 第４図 第５図 第７図 第８図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダヘッド内壁面の給気弁と排気弁の間の部分
   を他の部分よりも凹陥させて電極室を設けるとともにこ
   の電極室内に点火プラグの電極を臨ませ、シリンダヘッ
   ド内壁面から燃焼室に向けて延びるマスク壁を上記電極
   室と給気弁の間に形成して該マスク壁により電極室側に
   位置する給気弁周縁部と弁座間の開口を給気弁の全開弁
   期間にわたって閉鎖し、かつ上記マスク壁に、上記電極
   室に混合気または新気を導く案内通路を形成したことを
   特徴とする２サイクル内燃機関の燃焼室構造。