JPH02248617A

JPH02248617A - 内燃機関の燃焼室

Info

Publication number: JPH02248617A
Application number: JP6874689A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yokoyama; 淳一横山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH086595B2

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）本発明は燃機関の燃焼効率を改善するようにした燃焼室
構造の改良に関する。

（従来の技術）内燃機関の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
と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５１−２１２０３号公報）。

ところで、各燃焼室に２つの吸気弁をもつ機関では、主
として部分負荷域における燃焼改善をねむって、シリン
ダ内での吸気スワールを発生させる場合、通常シリンダ
中心に対して同一サイドに各吸気弁を配置するため、各
吸気弁から燃焼室に流入した吸気流はシリンダ内周に沿
って半周したところで互いに正面から衝突し、したがっ
てシリンダ内周に沿うスワール（横スワール）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、吸気ポート
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った後、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、吸気弁と吸気弁シートの隙間から流入し、燃
焼室壁面に沿って排気弁の下面を通り抜けるように流れ
る吸気の主流は、排気弁側の壁面の凹凸等により、流れ
が妨げられやすく、また、吸気ポートの軸線に沿って斜
めに流入した吸気は、排気弁の下面を通過した後、シリ
ンダ内壁面に衝突した際に、その流入角度が水平に近い
ほどエネルギを消失しやすく、このため縦方向のスワー
ルを吸入行程から圧縮行程にかけて十分に持続させるこ
とが難しかった。

本発明はこのような問題を解決するための新規でかつ有
用な燃焼室構造を提供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、燃焼室に吸気弁と排気弁を設け、吸気
弁の弁シートに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、吸気ポートの軸線を含む断面上におい
て、シリンダ軸線に対する吸気弁の弁軸中心線の傾きよ
りも前記円錐面の軸線の傾きが小さくなるように設定し
た。

（作用）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＜＜、機関高回転域
でも吸気の充填効率を高く維持する。

他方、吸気ポートから燃焼室に流入した吸気の主流は、
そのまま円錐面に沿って対向する排気弁の下面へと流れ
ていこうとするが、円錐面の頂点が弁軸中心線よりも燃
焼室内側にあって円錐面が傾いているため、吸気ポート
から流入した吸気は円錐面によってシリンダ軸線方向に
向けられる。

この結果、シリンダの反対側内壁に直角方向がら衝突す
る吸気成分が減り、縦スワールが強化される。

（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１８が画成される。

シリンダヘッド４には、燃焼室１８の天井壁面の中心部
に位置して点火栓１７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図の平面図に示すように、各吸気弁１３と排気弁１
４は、シリンダ列中心線を境にして互いに反対のサイド
に位置し、かつ各一対の吸気弁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を境にして、シリンダ
ヘッド４の同一サイドに並列的に形成した吸気ポート５
と連通し、同様にして排気弁１４も並列的な排気ポート
７と連通ずる。

そして、燃焼室１８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の着座面からほ
ぼ接線方向に延びる円錐面９及び１０の一部をもって形
成される。

そして吸気弁１３側の円錐面９は、吸気ポート５の軸線
を通る断面上、その頂点Ｐ、が弁軸の中心線■、よりも
燃焼室中心線（シリンダ軸線）Ｃに近い側に位置し、つ
まり円錐の頂点と底面中心とを結ぶ円錐軸線が中心線■
１よりも小さな傾きをもつように（シリンダ軸線Ｃに対
して）設定され、吸気ポート５からの吸気の主流をシリ
ンダ軸線方向に指向させるようになっている。

燃焼室１８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と１６とが形成される。

以上のように構成され、次に作用を説明する。

吸気ポート５からの吸入空気は、吸気弁１３が開くと吸
気弁シート６との環状隙間から燃焼室１８へ流れ込み、
その主流は吸気弁シート６に連なる円錐面９に沿って案
内される。ところで円錐面９に沿う吸気の流れは渦を発
生す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、吸気ポート５の傾斜角度に応じて、
円錐面９に案内されつつ各吸気弁１３からそれぞれ対向
する排気弁１４の下面に向けて流れ込む。

ところが円錐面９は弁軸中心線よりも円錐軸線が起き上
がるように円錐軸線の傾きが小さくなっているため、吸
気流れは真っ直ぐに対向する排気弁１４の下面に向かう
のではなく、ピストン１２の頂面に向かうように偏向さ
せられる。

このため、各吸気弁１３からの燃焼室に流入した吸気流
は、従来に比較して対向するシリンダ内壁面に直交方向
から直接的に衝突する成分が減り、そのため減衰のすく
ない強力な縦スワールを形成しやすくなる。

この結果、圧縮上死点付近で点火栓１７による点火が行
なわれると、着火直後の火炎は前記スワールによる強力
なガス流動に基づき、火炎伝播が速やかに行なわれ、こ
れにより効率的な燃焼が実現する。

次ぎに第３図の実施例を説明すると、これは吸気弁１３
の周囲の円錐面９の、排気弁１４の方向への延長線と、
排気弁１４の弁シート８の下面とが平行になるように、
排気弁１４の弁軸の中心線Ｃ２を傾けたもので、このよ
うにすることにより、下方へと向かう吸気成分を強め、
縦スワールをさらに強化している。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、吸気弁から燃焼室に流入
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する一
方、前記円錐面の軸線が弁軸中心線よりもシリンダ軸線
に近くなるように傾きを少なくしたため、吸気ポートか
ら流入した吸気は円錐面に案内されてシリンダ軸線方向
に向けられ、このため、吸入行程から圧縮行程にかけて
減衰の少ない強力な縦スワールを生起することができ、
したがってこの縦スワールにより燃焼を促進して、燃焼
効率の大幅な改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す縦断面図（第２図
のＡ−Ａ断面）、第２図は同じく平面図、第３図は第２
の実施例を示す縦断面図である。４・・・シリンダヘッド、５・・・吸気ポート、６・・
・吸気弁シート、７・・・排気ポート、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、１７・・・点火栓、１８・・・燃焼室。特許出願人　日産自動車株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】

　燃焼室に吸気弁と排気弁を設け、吸気弁の弁シートに
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
、吸気ポートの軸線を含む断面上において、シリンダ軸
線に対する吸気弁の弁軸中心線の傾きよりも前記円錐面
の軸線の傾きが小さくなるように設定したことを特徴と
する内燃機関の燃焼室。