JPH02196122A

JPH02196122A - 内燃機関の燃焼室

Info

Publication number: JPH02196122A
Application number: JP1427289A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yokoyama; 淳一横山; Tomonori Urushibara; 友則漆原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1990-08-02
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH086594B2

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）本発明は燃焼特性の安定化を図った内燃機関の燃焼室に
関する。

（従来の技術）内燃機関の吸排気効率を高めて機関出力を向上させるた
めに、各燃焼室に討１．てそれぞれ一対づつの吸気弁と
ｌ、Ｉｔ気弁とを備えた多ブｒ式の内燃機関が実用化さ
れ、広く普及している。

また、燃焼室への吸気の流入効率を高めるために、吸気
弁シートのシート面（当たり面）に接する球面の一部に
より、燃焼室壁面を形成し、吸気弁と吸気弁シートどの
隙間から燃焼室に流入する吸気の流れを円滑化する提案
がある（実公昭５１２１２０３号公報）。

ところで、２つの吸気弁をもつものては、主どして部分
負荷域における燃焼改善をねらって、シリンダ内での吸
気スワールを発生させる場な、通常シリンダ中心に対し
て反対サイドに各吸気弁が位置するため、各吸気弁から
の吸気流が正面から衝突し、シリンダ内周に沿うスワー
ル（Ｈ！！スワール）を維持することが難しく、このた
めスワールはピストンの運動方向への、いわゆる縦スワ
ールが主流となる。

この縦スワールは、ピストンの下降に伴い、吸気ボート
から燃焼室の斜め下方に向けて流入した吸気が、対向す
る排気弁の下面を通り、シリンダ内壁面、ピストン頂面
に当たり、縦渦を描くように上昇していく流れである。

（発明が解決しようとする課題）ところが、吸気弁と対向する排気弁との間の燃焼室壁面
には、通常、垂直方向に突出する鋭い稜線が存在するた
め、吸気弁と吸気弁シートの隙間から流入し、その壁面
に沿う主流は、稜線により下方に向けられ、ピストン頂
面に激しく正面衝突する。このため、吸入行程から圧縮
行程にかけて十分に縦スワールを持続させることが難し
く、燃料と空気の混合が促進されず、部分負荷域での燃
焼改善が不十分となることがあった。

また、燃焼室内における吸気の流れが稜線によって阻害
されることから、高回転域において吸入効率が沖びす、
高出力化にとってのＩＩａ？ｆにもなっている。

本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そこで本発明は、燃焼室のほぼ中央に点火栓を配置する
と共に、その同一サイドに一対の吸気弁を、反対サイド
に一対の排気弁をそれぞれ対向的に配設した内燃機関に
おいて、前記各吸気弁の吸気弁シー１〜のシート面にそ
れぞれ連なる円錐面により燃焼室壁面の一部を形成する
と共に、吸気弁と排気弁との対向部間にて、排気弁シー
トの下面を吸気弁シートに連なる前記円錐面の略延長に
位置させるようにした。

（作用）各吸気弁から燃焼室に流入する吸気は、吸気弁シートと
の環状隙間から、これに連なる燃焼室壁の円錐面に沿っ
て多くの流れが案内される０円錐面に沿う流れは、流入
角度が不変のために渦などが発生しに＜＜、吸気の充填
効率が高められる。

また吸気ボートから斜めに燃焼室に流入した吸気の主流
は、対向する排気弁の下面へと流れていくが、吸気弁と
排気弁との間には突出する稜線がなく、しかも円錐面の
延長上に排気弁シートの下面があるため、吸気の主流は
渦などを発生せずに円滑に流れつつ、シリンダ内壁面か
らピストン頂面にかけて回り込み、十分に強い縦スワー
ルを生起する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図に示す第１の実施例において、４はシリ
ンダヘッド、１１はシリンダブロック、１２はピストン
で、シリンダヘッド４の下面とピストン１２の上面との
間に燃焼室１９が画成される。

シリンダヘッド４には、燃焼室１９の天井壁面の中心部
に位置して点火栓１８が取付けられ、この周囲に位置し
て２つの吸気弁１３、並びに２つの排気弁１４が配設さ
れる。

第２図はシリンダ列方向に直角な切断面を示すが、各吸
気弁１３と排気弁１４は、シリンダ列中心線Ｍを境にし
て互いに反対のサイドに位置し、かつ中心線Ｍと直交す
る線Ｎによって区切られた領域の各中心にほぼ弁軸心が
位置、各一対の吸気弁１３と排気弁１４が互いに対向す
るように配置される。

各吸気弁１３はシリンダ列中心線Ｍを境にして、シリン
ダヘッド４の同一サイドに形成した並列的な吸気ボート
５と連通し、同様にして排気弁１５も排気ボート７と連
通ずる。

そして、燃焼室１９のシリンダヘッド側の天井壁面は、
各吸気弁シート６及び各排気弁シート８を中心にして、
答弁の着座面からほぼ接線方向に延びる円錐面９及び１
０の一部をもって形成される。このとき、吸気弁１３と
排気弁１４が対向する部分において、第２図にも示すよ
うに、吸気弁１３側の円錐面９の略延長に排気弁シート
８の下面が位置するように設置され、がっ、吸気弁シー
ト６と排気弁シート８との間にはさまれた壁面は、滑ら
かに連なる平滑面２２に形成される。

また、この平滑面２２の両側に位置して、前記円錐面９
と１０を接続する斜面２０と２１が形成される。

したがって、各一対の吸気弁１３と排気弁１４を取り囲
むようにして、２つの並列な楕円形のド−ナラ状斜面が
、円錐面９．１０と斜面２０．２１によって形成される
。

そして、これらドーナツ状斜１ｍの間に点火栓１８が配
設されるのである。

燃焼室１９の四方の周辺部には、シリンダヘッド４の下
面と同一面の、スキッシュエリヤ１５．１６と１７が形
成される。スキッシュエリヤ１５と１６は円錐面つとシ
リンダ内面との間に、また一対のスキッシュエリヤ１７
は斜面２０とシリンダ内面との間に形成される。

以上のように構成され、次に作用を説明する。

吸気ボート５からの吸入空気は、吸気弁１３が１剤くと
吸気弁シート・６との環状隙間から燃焼室】９へ流れ込
み、その主流は吸気弁シー１−６に連なる円錐面９に沿
って案内される０円錐面９に沿う吸気の流Ｊしは渦を発
生ずることなく滑らかに流入し、高速回転域においても
吸気充填効率を高める働きをする。

吸入空気の主流は、吸気ボート５の傾斜角度に応じて、
吸気弁１３から対向する排気弁１４の下面に向１−１て
流れ込む。

この吸気弁１３と排気弁１４とにはさまれた部分には平
滑面２２が形成され、しかも円錐面９のほぼ延長−Ｆに
排気弁ジー１へ８の下面があって、下方に突出するもの
がなく、さらに平滑面２２の両側は斜面２０と２１によ
り収り囲まれているため、吸入空気の主流はその進行を
妨げられことがなく、排気弁１４の下面を通過して円錐
面１０からシリンダ内壁面へと速や力弓こ進み、さら番
、：ピストン１２の頂面に当たって上方へと回り込んで
いく、。

このようにし、て、並列した各吸気弁１３から燃焼室１
９にそれぞれ流入した吸気は、互いに衝突することなく
、強力な縦スワールを生成する。このため、部分負荷域
での混合気性状と火炎伝播が改行され、燃焼特性の安定
化が踵１れる。

他方、燃焼室１９の周辺部の四方には、スキッシュエリ
ヤ１．５．１６と１７があり、ビスＩ・ン圧縮上死点付
近で周辺部の混合気を中央に向けて押し出すスキッシュ
作用を生じるため、燃力゛Ｌの促進が図れる。

同時に点火栓１８から最も遠く、エンドガスゾーンとな
りやすい部分には、これらスキッシュエリヤ１５、】−
６，１７が構成され、これによってエンドガスを冷却す
るので、低速高負荷域等におけるノッキングの抑制機能
が高まる。

第３図−・−第５図の実施例は、吸気弁１３とＵ［気弁
１４の弁径を笠しくし、また、ピストン１２の頂面３０
に一対の浅い四部３１を並設したものである。

吸気弁］３と排気弁１４の弁径を等しくすることにより
、各一対の吸気弁１３と排気弁１４を取り囲む楕円形の
ドーナツ状斜面が、互いに平行に延び、かつ同一幅とな
るので、空間的に均一な縦スワールが形成される。さら
にこの楕円形に対応して、ピストン１２の頂面３０に形
成した四部３１は縦スワールの減衰を防いで、圧縮行程
にかけてもスワールを持続させる効果を生じる。

なお、このピストン１２の凹部３１は、もちろん第１の
実施例と組み合わせてもよい。

第６図、第７図に示す実施例は、吸気弁１３と排気弁１
４との間の燃焼２８ｉ！面を、円錐面つと１０とで形成
し、円錐面９の延１４−ｈに排気弁シート８の下面が位
置するようにして、この間にとくに平滑面２２は設４Ｊ
Ｊていない。

ただし、各一対の吸気弁１３と排気弁１４との間の、燃
焼室１つの周辺側には、円錐面９．１０とは頂角の異な
る円錐面または曲面で形成した斜面２０ｍを設け、シリ
ンダ周辺部へと向かう流れの一部を、この斜面２０ｍに
より案内して排気弁１４の下面へと向かわせる９この実施例においても、吸気弁１３と排気弁１４との間
の燃焼室壁面は滑らかに連なり、したがって吸入空気の
主流の流入を妨げることなく、強力な縦スワールを生起
させることができる。

第８図の実施例は、吸気弁１３と排気弁】４の各円錐面
つと１０との間を滑らかにつなぐ斜面２０ｂを形成した
もので、第６図と同様な効果を発揮する。

第９図、第１０図の実施例は、円錐面９と排気弁シーｔ
−Ｓとの関係は前記各実施例と同様に設定した上で、燃
焼室１つの天井壁面の中央部に凹部２５を形成し、ここ
に点火栓１８を取付けるようにしたもので、この凹部２
５は各一対の吸気弁１３と排気弁１４で取り囲まれた浅
い偏平な方形四部で構成される。なお、２６は円錐面間
の稜線を示す。

吸気弁１３から流入した吸気は、吸気弁シート６との間
隙が環状に形成されるので、一部が中央の点火栓１８の
方にも向かう、しかし、点火栓１８は煽動を室壁面より
もくぼんだ偏平な四部２５に形成されるので、燃料が直
接的に点火栓１８に衝突するのが回避され、とくに暖機
運転時など点火栓１８のくすぶり（不整着火）を防いで
、安定性を高めることができる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、各吸気弁がら燃焼室に流
入する吸入空気は、吸気弁シートに連なる燃焼室壁の円
錐面に沿って渦などを生じることなく滑らかに案内され
、高速回転域でも十分に高い吸気の充填効率を維持し、
また吸気ボートがら斜めに燃焼室に流入した吸気の主流
は、吸気弁と対向する排気弁の下面へ向けて途中に流れ
を阻害するものがないため、渦などを発生せずに、排気
弁の下面を通ってシリンダ内壁面からピストン頂面にか
けて速やかに回り込み、十分に強い縦スワールを生起し
、部分負荷域での燃焼改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の第１の実施例を示す平面図、第２図は
同じくそのＡ−Ａ線断面図、第３図は第２の実施例を示
す平面図、第４図は同じくピストン頂面の平面図、第５
図はそのｌ３−Ｂ線断面図、第６図はＭ３の実施例の平
面図、第７図はそのＣ−Ｃａ断面図、第８国は第４の実
施例の平面図、第９図は第５の実施例の平面図、第１０
し１はそのＤ−Ｄａ断面図である。４・・・シリンダヘッド、５・・・吸気ボート、６・・
・吸気弁シート、８・・・排気弁シート、９，１０・・
・円錐面、１１・・・シリンダブロック、１２・・・ピ
ストン、１３・・・吸気弁、１４・・・排気弁、１５，
１６．１７・・・スキッシュエリヤ、１８・・点火栓、
１つ・・・燃焼室、２０．２１・・斜面、２２・・・平
滑面。第１　図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

燃焼室のほぼ中央に点火栓を配置すると共に、その同一
サイドに一対の吸気弁を、反対サイドに一対の排気弁を
それぞれ対向的に配設した内燃機関において、前記各吸
気弁の吸気弁シートのシート面にそれぞれ連なる円錐面
により燃焼室壁面の一部を形成すると共に、吸気弁と排
気弁との対向部間にて、排気弁シートの下面を吸気弁シ
ートに連なる前記円錐面の略延長に位置させたことを特
徴とする内燃機関の燃焼室。