JPH0236901Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ピストン頂面に対向するシリンダヘ
ツド内壁面にスキツシユ面を有するマスク部を形
成する一方、ピストンの頂面にリセス部を形成し
て構成されるエンジン燃焼室の構造に関するもの
である。

（従来技術） この種のエンジンの燃焼室構造の公知例として
は、例えば本出願人の先出願（実公昭55−48101
号公報）に係る燃焼室構造がある。この公知例の
燃焼室構造は、第１図ないし第３図に示す如くシ
リンダ１の上面１ａ上に取付けられたシリンダヘ
ツド２の合せ面２ａ側に、丸底凹状の内壁２ｂを
有する燃焼室８を形成するとともに、該燃焼室８
の側方部に、該燃焼室８内にその先端部を突出さ
せてスワール発生用のマスク部７を形成してい
る。このマスク部７の下端面は前記合せ面２ａと
同一平面を形成するスキツシユ面６とされ、また
マスク部７の湾曲した両側壁７ａ，７ｂは混合気
にスワールを起させるための第１、第２案内壁と
されている。（第２図参照）。又、シリンダヘツド
内壁２ｂ上には、吸気口１０と排気口１１とプラ
グホール１２がそれぞれ形成されており、該吸気
口１０には吸気弁１４が、また排気口１１には排
気弁１５がそれぞれ取付けられている。

一方、ピストン３の頂面３ａ上には圧縮比調整
用のリセス部が凹設されている。このリセス部４
は、周囲の環状の棚部９によつて囲まれた円形凹
陥状に形成されており、その径寸法は、前記シリ
ンダヘツド２側のマスク部７との相対関係におい
て第１図及び第２図に示す如く該マスク部７の一
部がリセス部４とピストン摺動方向において重合
するように適宜に設定されている。尚、第３図に
おいて符号５はピストン頂面の棚部９と吸気弁１
４との相互干渉を避けるための逃げ部である。
又、この従来例においてはプラグホール１２がマ
スク部７から最も遠い位置に設けられていて該マ
スク部７の周辺がいわゆるエンドガスゾーンとさ
れている。

上述の如き燃焼室構造を有するエンジンZ₁にお
いては、吸気口１０から燃焼室８内に吸入される
混合気Ｇは、マスク部７の第１、第２案内壁７
ａ，７ｂによるスワール効果とスキツシユ面６に
よるスキツシユ面との相乗効果によつて一定の方
向性をもつた強い旋回ガス流とされ、これによつ
て完全燃焼が促がされて燃焼特性が良好となるよ
うに配慮されている。

ところが、この公知例の燃焼室構造をもつエン
ジンを実際に運転してみたところ、ある運転条件
下ではノツキングが発生し易いことが判明した。

そこで本考案者らはその原因を種々探究した結
果、次のような推論に到達したのである。

即ち、エンジンはその圧縮行程の最終段階では
混合気がかなりの高温度（700℃程度）となり
（ターボ過給を行うものではさら高温度となる）、
自己着火をおこし易い状態となるが、この高温、
高圧縮の混合気に対してはそれと接触する燃焼室
壁やピストン頂壁（約300℃程度）が冷却要素と
して作用するため、この高温、高圧縮混合気と周
囲の壁面との接触面積が適切に設定されていれば
混合気の自己着火を招くことなく正常な運転を行
わせることができる。

ところが、この公知例の燃焼室構造において
は、エンドガスゾーンとなるマスク部７の一部と
ピストン３のリセス部４が重合しているため、ス
キツシユ面６とピストン頂面３ａ間の隙間が比較
的広く（換言すれば該エンドガスゾーンにあるエ
ンドガス量が多く）、このため、該エンドガスゾ
ーンに位置し該エンドガスに対して冷却要素とし
て作用するスキツシユ面６とピストン頂面３ａの
単位表面積当りの冷却負荷が比較的大きくなり、
該エンドガスの温度を十分に下げてその自己着火
を抑制するということがむずかしくなる。その結
果、この公知例の燃焼室構造では該エンドガスゾ
ーンにおいてエンドガスが自己着火してノツキン
グが発生し易くなるものと推論したのである。

以上のような考察から本考案者らは、エンドガ
スの自己着火を抑制すればそのような自己着火に
起因するノツキングの発生を可及的に抑制するこ
とができるものと考え、そのためには、シリンダ
ヘツド２のスキツシユ面６とピストン頂面３ａ間
の隙間を小さくしてエンドガス量を減少させてそ
の単位ガス量あたりの冷却効果を高めることが有
効であるという点に想到したのである。

尚、上述の如きエンドガスの自己着火によるノ
ツキングが頻繁に発生すると、第３図に示す如く
ピストン頂面棚部９のしかも前記逃げ部５に対応
する位置Ａの部分に溶損が発生する危具がある。
即ち、エンドガスは前述の如くエンドガスゾーン
において自己着火するものであるが、実際にはス
ワールによりエンドガスは該エンドガスゾーンよ
りガス流の下流側に移動せしめられた位置（第２
図、領域ａ）において自己着火する。従つて、こ
の領域ａに対応するピストン３の位置Ａ部分がエ
ンドガスの自己着火による燃焼熱によつて局部的
に過熱されしかも該位置Ａ部分が逃げ部５形成の
ためエツジ状とされているため熱負荷が集中して
比較的溶損され易くなるものである。

（考案の目的） 本考案は、上記の如き考察に立脚してエンドガ
スの自己着火に起因するノツキングの発生を可及
的に抑制し得るようにしたエンジンの燃焼室構造
を提案することを目的としてなされたものであ
る。

（考案の構成） 本考案のエンジンの燃焼室構造は、ピストンの
頂面と対向して燃焼室を形成するシリンダヘツド
の内壁に、その側方から前記燃焼室内にその先端
部を突出させた状態でマスク部を形成し、該マス
ク部の側壁を吸気弁座の外周の一部に沿つて吸気
をシリンダ周方向に案内して吸気スワールを発生
させ得る案内壁とし、また前記マスク部の底面は
これをシリンダヘツドのシリンダブロツクに対す
る合せ面とほぼ同一平面となるように形成してス
キツシユ面とする一方、前記ピストンの頂面に
は、前記シリンダヘツド側のスキツシユ面と対向
する範囲を避けた状態で該ピストン頂面上を周回
するとともに、上記マスク部に対応する位置にお
いては該マスク部の側壁形状と略同一形状をもつ
て該ピストン頂面の外周側から径方向内方に向つ
て凹入し且つその凹入端が上記マスク部の先端部
と略同一位置に位置するようにして凹陥状のリセ
ス部を形成し、もつてエンドガスの温度上昇を抑
えてエンドガスの自然着火に起因するノツキング
の発生を抑制し、併せてピストン頂面の熱負荷の
集中を防止するようにしたことを特徴とするもの
である。

（実施例） 第４図には本考案の実施例に係る燃焼室構造を
有するエンジンZ₂の要部が示されている。この実
施例のエンジンZ₂は、ピストン３の頂面３ａに凹
設されるリセス部４の構造が前記従来例のエンジ
ンZ₁の場合と異なるのみでその他の構造は全て前
述の従来例のエンジンZ₁とほぼ同一とされてお
り、このため第４図に示したエンジンZ₂の各部材
には第１図に示したエンジンZ₁の各部材に対応さ
せて符号を付してその詳細説明を省略し、以下に
おいてはこのリセス部４の構造とその作用を重点
的に詳述することとする。

本考案はピストン３の頂面３ａに凹設されるリ
セス部４を、シリンダヘツド２の内壁２ｂに形成
したマスク部７のスキツシユ面６に対向する範囲
をさけて形成することにより該スキツシユ面６と
ピストン頂面棚部９間の隙間を可及的に小ならし
め、もつてエンドガスの冷却効果を高めてエンド
ガスの自己着火によるノツキングの発生を抑制す
るとともに、熱負荷の集中によるピストンの溶損
を可及的に防止しようとするものであつて、その
ためこの実施例においては、第４図ないし第６図
に示すように、リセス部４を、シリンダヘツド２
のマスク部７に対向する部分を該マスク部７の側
壁７ａ，７ｂに沿つて内方に凹入変形（符号１
０）させるとともにその凹入端を上記マスク部７
の先端とほぼ同一位置に位置せしめた状態で形成
し、これにより該リセス部４とマスク部７の重合
を避けるとともに、熱負荷が集中する燃焼室８内
部側への突出部分を可及的に少ならしめている。

このように、マスク部７に対向する部分を凹入
変形させてリセス部４を形成するようにしたもの
は、比較的リセス部４の表面積を大きくとれるた
め、特にリセス部４の深さ寸法が規制されるよう
なピストンに適用する場合に好都合である。

（考案の効果） 本考案のエンジンの燃焼室構造は、ピストンの
頂面と対向して燃焼室を形成するシリンダヘツド
の内壁に、その側方から前記燃焼室内にその先端
部を突出させた状態でマスク部を形成し、該マス
ク部の側壁を吸気弁座の外周の一部に沿つて吸気
をシリンダ周方向に案内して吸気スワールを発生
させ得る案内壁とし、また前記マスク部の底面は
これをシリンダヘツドのシリンダブロツクに対す
る合せ面とほぼ同一平面となるように形成してス
キツシユ面とする一方、前記ピストンの頂面に
は、前記シリンダヘツド側のスキツシユ面と対向
する範囲を避けた状態で該ピストン頂面上を周回
するとともに、上記マスク部に対応する位置にお
いては該マスク部の側壁形状と略同一形状をもつ
て該ピストン頂面の外周側から径方向内方に向つ
て凹入し且つその凹入端が上記マスク部の先端部
と略同一位置に位置するようにして凹陥状のリセ
ス部を形成したことを特徴としている。

従つて、このような構成の本考案によれば、ス
キツシユ面とピストン頂面との間の隙間を可及的
に小ならしめて該隙間部分における冷却負荷を減
少させることによりエンドガスの温度上昇を抑え
ることができ、この結果、エンドガスの自己着火
に起因するノツキングの発生を可及的に抑制し得
るという効果が得られる。

また、シリンダヘツド側のマスク部先端部とピ
ストン頂面側のリセス部の凹入端とがほぼ同一位
置に設定されていることによつて、該凹入端部分
に熱負荷が集中するのが可及的に抑制され、ピス
トンの溶損発生が効果的に防止されるという実用
的な効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼室構造を有するエンジンの
要部縦断面図、第２図は第１図の−矢視図、
第３図は第１図の−矢視図、第４図は本考案
の実施例にかかる燃焼室構造を備えたエンジンの
要部縦断面図、第５図は第４図に示した燃焼室部
分の分解斜視図、第６図は第５図に示したピスト
ンの頂面形状図である。 １……シリンダ、２……シリンダヘツド、３…
…ピストン、４……リセス部、５……逃し部、６
……スキツシユ部、７……マスク部、８……燃焼
室、１０……吸気口、１１……排気口、１２……
プラグホール、１４……吸気弁、１５……排気
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストンの頂面と対向して燃焼室を形成するシ
   リンダヘツドの内壁に、その側方から前記燃焼室
   内にその先端部を突出させた状態でマスク部を形
   成し、該マスク部の側壁を吸気弁座の外周の一部
   に沿つて吸気をシリンダ周方向に案内して吸気ス
   ワールを発生させ得る案内壁とし、また前記マス
   ク部の底面はこれをシリンダヘツドのシリンダブ
   ロツクに対する合せ面とほぼ同一平面となるよう
   に形成してスキツシユ面とする一方、前記ピスト
   ンの頂面には、前記シリンダヘツド側のスキツシ
   ユ面と対向する範囲を避けた状態で該ピストン頂
   面上を周回するとともに、上記マスク部に対応す
   る位置においては該マスク部の側壁形状と略同一
   形状をもつて該ピストン頂面の外周側から径方向
   内方に向つて凹入し且つその凹入端が上記マスク
   部の先端部と略同一位置に位置するようにして凹
   陥状のリセス部を形成したことを特徴とするエン
   ジンの燃焼室構造。