JPH0362886B2 - - Google Patents

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JPH0362886B2
JPH0362886B2 JP56118817A JP11881781A JPH0362886B2 JP H0362886 B2 JPH0362886 B2 JP H0362886B2 JP 56118817 A JP56118817 A JP 56118817A JP 11881781 A JP11881781 A JP 11881781A JP H0362886 B2 JPH0362886 B2 JP H0362886B2
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JP
Japan
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concave spherical
wall
plug
intake
piston
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56118817A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58117315A (ja
Inventor
Takamitsu Okamoto
Takanori Kawazu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP56118817A priority Critical patent/JPS58117315A/ja
Publication of JPS58117315A publication Critical patent/JPS58117315A/ja
Publication of JPH0362886B2 publication Critical patent/JPH0362886B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明はピストンの上端面と、シリンダライ
ナと、シリンダヘツドと、このシリンダヘツドに
形成された凹球面とによつて囲まれた内燃機関の
燃焼室に関する。 〔従来の技術〕 ヘリカルエタイプスワールポートなどによつて
吸気流れにスワールを与えるクエンチ作用抑止
法、および、スキツシユエリアに起因するスキユ
ツシユ流によりクエンチ作用抑止法は公知の技術
である。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが従来は、ヘリカルタイプワールポート
とスキツシユエリアとを併用したときには、スキ
ツシユエリアにおいてスワールが減衰し、充分な
燃焼改善効果が得られないという問題があつた。 例えば、特開昭52−134906号公報に記載された
構造の燃焼室では、シリンダヘツドに形成した垂
直な案内壁(マスク壁)によつて吸気の主流を燃
焼室周方向に旋回させている。しかし、燃焼室周
囲にスキツシユエリアを設けた場合、燃焼室周囲
に沿つて旋回させて形成したスワールが圧縮行程
後半において燃焼室周囲に設けられたスキツシユ
エリアで減衰されてしまい、充分な燃焼改善効果
が得られないという問題があつた。このため、大
きなスキツシユエリアを設けることができない。 この発明は、このような従来の課題を解決すべ
く創案されたもので、スワールの作用とスキツシ
ユ流の作用とを相乗的に作用させ燃費率を向上さ
せ得る燃焼室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〕 この発明においては、ピストンと、該ピストン
が嵌装されてなるシリンダライナと、該シリンダ
ライナの頂部に接合されたシリンダヘツドとによ
り画成されてなり、前記シリンダヘツドの前記ピ
ストンの上端面に対向する面に、該ピストンの径
よりも小径の縁を有するインテーク側凹球面とエ
キゾースト側凹球面を前記シリンダライナの径方
向に一部重ならせて連設し、該2つの凹球面を除
く面をスキツシユ面とし、該スキツシユ面に隣接
する位置の前記インテーク側凹球面を凹ませて点
火プラグ取付用のプラグ部壁を形成するととも
に、該プラグ部壁の位置と前記インテーク側凹球
面の頂部に設けられた吸気口に連通されたヘリカ
ルタイプスワールポートとを、該吸気口を通つて
前記シリンダライナ内に導入される吸気流の主流
が、当該プラグ部壁に導びかれ、かつ、このプラ
グ部壁から前記エキゾースト側凹球面の方向に導
びかれるように形成し、前記プラグ部壁の前記ス
キツシユ面側の壁面を、当該スキツシユ面の縁か
ら前記ピストンの摺動方向を含む面に対して燃焼
室の内側に0゜〜30゜傾斜させて延在させ、かつ該
スキツシユ面の縁に沿つて大きな曲率の曲面に形
成してなる内燃機関の燃焼室。 〔作用〕 この発明においては、吸入行程において、シリ
ンダヘツドに外装されたヘリカルタイプスワール
ポートから吸気口を経由して吸入された吸気流の
主流が点火プラグの周辺に設けられた曲率の大き
いプラグ部壁と、壁面に当つて急激に旋回し、逆
スキツシユ流から影響を受けること少なくシリン
ダライナへ侵入する。 〔実施例〕 次にこの発明に係る内燃機関の燃料室の一実施
例を図面に基づいて説明する。 第1図〜第3図において、燃焼室1にはヘリカ
ルタイプスワールポート2が接続され、吸気流れ
の主流Fにはスワールが与えられている。 燃焼室1は、概略シリンダヘツド壁面に形成さ
れた大径のインテーク側凹球面3とそれよりも小
径のエキゾースト側凹球面4の2つの凹球面によ
つて構成される。そして、第1図の−矢視線
に沿う断面(吸気弁12と点火プラグ7に沿つた
断面)は、インテーク側凹球面3と吸気弁12と
によつて第2図に示すようにほぼくさび状をなし
ており、さらにこれらの凹球面3,4の連結部に
おける一側部には、点火プラグ(図示省略)用取
付座を形成するためのプラグ部壁5が設けられて
いる。 また、ヘリカルタイプスワールポート2によつ
てスワールが与えられた吸気の主流Fは開いた吸
気弁12に対向して設けた吸気口11を経由して
プラグ部壁5に衝突するように燃焼室1内に流入
し、従つて燃焼室1内では、プラグ部壁5がもつ
ぱら主流Fを案内する作用を為す。 プラグ部壁5は、充分大きな曲率の凹球面とさ
れ、主流Fを大きな曲率で旋回させる。前記凹球
面3,4の周囲には、図中にハツチングを付して
示すスキツシユエリア6が設けられているが、プ
ラグ部壁5で案内された主流Fは、その曲率が大
でかつ比較的深い凹曲面であるため、スキツシユ
エリア6の一端面を構成するスキツシユ面から充
分離間した位置(第2図のFの位置参照)を通過
し得る。これによつて主流Fのスワールのスキツ
シユ流による減衰が防止され、スワールおよびス
キツシユ流の両者による燃焼改善が実現される。 また、2つの凹球面3,4で燃焼室1を構成し
た場合、点火プラグ7は必然的に燃焼室1の中心
から偏つた所に位置することになる。この結果、
燃焼火炎は点火プラグ7から同心円状に拡がるた
め、点火プラグ7から離れた位置では燃え残りが
発生し易い。しかしながら、本実施例では主流F
がプラグ部壁5によつて燃焼室1の中心側に大き
く曲げられるため、燃焼火炎が点火プラグ7から
離れ、燃焼が悪い部位に向かつて伝播するため、
燃焼そのものも改善される。 ここに主流Fは点火プラグ7の中心Oの近傍に
おいて、第1図に示すようにシリンダヘツド端面
Eに対して角度αの小さな傾きを持つように旋回
される。つまり、ヘリカルタイプスワールポート
2によつてスワールが与えられた主流Fは、燃焼
室1内でプラグ部壁5によつて燃焼室1の中心側
に大きく曲げられる。この角度α〔deg〕は、0
≦α≦30の範囲に設定すべきことが実験によつて
判明している。 また、このような条件においては、充分大きな
スキツシユエリア6を形成することができ、シリ
ンダライナ22の横断面積をA、スキツシユエリ
ア6の面積をaとするとき、a≧0.2とし得るこ
とが分つている。 さらに主流Fをプラグ部壁5で案内するために
は、主流Fがプラグ部壁5の凹球空間に円滑に流
入し、かつこの凹球空間から円滑に流出する必要
があるが、この条件を満足するためには、プラグ
部壁5に隣接するスキツシユエリア6側の壁面8
に、外方に向つて角度θの傾きを与え(第2図参
照)、この角度θ〔deg〕を0≦θ≦30の範囲に設
定すべきである。 換言すればスキツシユエリア6の端面を構成す
るスキツシユ面から上記角度θを選び壁面8を形
成すべきである。 第4図は燃費率〔g/psh〕とNOx排気量
〔g/psh〕との関係を示す線図、ここではエン
ジン回転数1800〔rpm〕、エンジン出力トルク4
〔Kg・m〕の条件において求めたものであり、曲
線はこの実施例の実験データ、曲線はスキツ
シユレスチヤンバとスワールポートとの組合せに
おける実験データ、曲線はスキツシユレスチヤ
ンバとストレートポートとの組合せにおける実験
データを示す。また各曲線,,の各点にお
けるEGR率(排気再循環率%)は次表のとおり
である。
〔発明の効果〕
前述のとおり、この発明に係る燃焼室は、スキ
ツシユ面と壁面のなす角θを0〜30゜になし、か
つ吸気流の主流を案内する燃焼室の壁面の曲率を
充分大にして、吸気の主流に大きな曲率を与え、
吸気流れの主流がスキツシユエリアから充分離間
した位置を通過するようにして、スワールへのス
キツシユ流の影響を除去したので、スワールの効
果とスキツシユ流との効果を相乗的に作用させ燃
費率を向上させ得るという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る内燃機関の燃焼室の一
実施例を示す平面図、第2図は第1図の−線
に沿う断面図、第3図は第1図の−線に沿う
断面図、第4図は燃費率とNOx、排気量との関
係を示す線図、第5図は他の実施例の変形例を示
す第3図と同様の断面図、第6図はさらに他の変
形例を示す第3図と同様の断面図である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号
を付して示してある。1……燃焼室、2……ヘリ
カルタイプスワールポート、3……インテーク側
凹球面、4……エキゾースト側凹球面、5……プ
ラグ部壁、6……スキツシユエリア、7……点火
プラグ、8……壁面、10……凹所、11……吸
気口、12……吸気弁、F……主流、O……中
心。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ピストンと、該ピストンが嵌装されてなるシ
    リンダライナと、該シリンダライナの頂部に接合
    されたシリンダヘツドとにより画成されてなり、 前記シリンダヘツドの前記ピストンの上端面に
    対向する面に、該ピストンの径よりも小径の縁を
    有するインテーク側凹球面とエキゾースト側凹球
    面を前記シリンダライナの径方向に一部重ならせ
    て連設し、該2つの凹球面を除く面をスキツシユ
    面とし、 該スキツシユ面に隣接する位置の前記インテー
    ク側凹球面を凹ませて点火プラグ取付用のプラグ
    部壁を形成するとともに、 該プラグ部壁の位置と前記インテーク側凹球面
    の頂部に設けられた吸気口に連通されたヘリカル
    タイプスワールポートとを、該吸気口を通つて前
    記シリンダライナ内に導入される吸気流の主流
    が、当該プラグ部壁に導びかれ、かつ、このプラ
    グ部壁から前記エキゾースト側凹球面の方向に導
    びかれるように形成し、前記プラグ部壁の前記ス
    キツシユ面側の壁面を、当該スキツシユ面の縁か
    ら前記ピストンの摺動方向を含む面に対して燃焼
    室の内側に0゜〜30゜傾斜させて延在させ、かつ該
    スキツシユ面の縁に沿つて大きな曲率の曲面に形
    成してなる内燃機関の燃焼室。
JP56118817A 1981-07-29 1981-07-29 内燃機関の燃焼室 Granted JPS58117315A (ja)

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US5598820A (en) * 1995-05-09 1997-02-04 Edelbrock Corporation Cylinder head for four stroke internal combustion engine
FR2961255B1 (fr) 2010-06-09 2012-07-13 Renault Sa Moteur a combustion interne a allumage commande
JP6115197B2 (ja) * 2013-03-08 2017-04-19 スズキ株式会社 内燃機関の燃焼室構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52134906A (en) * 1976-05-04 1977-11-11 Mazda Motor Corp Engine cylinder head construction

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