JPH0521132U - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のペントルーフ型のシリンダヘッドをも
つエンジンにおいて、混合気の燃焼性及び燃焼ガスの排
出性を向上させる。 【構成】 吸気弁５と排気弁６をほぼ対称形に配置した
シリンダヘッド３を用い、ピストン８の頂面に、排気弁
６側に深部１０ａをもつ凹部１０を設ける。これにより
排気弁６の下で逆転流を行なう混合気の量を多くして燃
焼状態を良化する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、４弁式の４サイクル内燃機関の燃焼室に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の燃焼室は、図６に示すペントルーフ型のものが一般的である。 同図においてシリンダヘッドａは、内面が断面屋根型であり、これに吸気弁ｂと 排気弁ｃとがほぼ対称的に配置され、ピストンｄの上方にほぼ対称形の燃焼室ｅ が形成されている。

【０００３】 ところが、前記の構成では、燃焼室ｅの中心の容積の大きい部分が排気弁ｃか ら遠いため排気弁ｃが閉じたときの残留ガス量が多い上に、排気弁ｃ近くのガス 量が少ないため、高温の排気弁による混合気に対する加熱作用が低い不都合があ るとされている。そしてこの点を改善するものとして、例えば特開平２−３０１ ６２０号の発明が知られている。該発明は、図７に示すようにシリンダヘッドａ ′の内面を非対称とし、燃焼室ｅ′の排気弁ｃ′側の深さを吸気弁ｂ′側より大 にしたものである。

【０００４】 しかし、図７の構成によれば、排気弁ｃ′側のシリンダヘッドａ′の内面の面 積が小さいため、排気弁ｃ′の直径に制限が生じて大径の排気弁ｃ′が用いられ ず、敢えて大径にしようとすれば、排気弁ｃ′付近のシリンダヘッド内面に屈曲 面を形成しなければならず、これにより排気の流れが不円滑になる不都合がある 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、極めて簡単な手段により前記の各従来技術のもつ不都合を改善して 熱効率を向上させることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案における前記課題の解決手段は、２対の吸気弁と排気弁を備え、各吸気 弁と各排気弁とをピストンの上方に対称的に配置した４弁式の内燃機関の燃焼室 において、ピストンの頂面に、排気弁側が深くなる凹部を設けて、燃焼室の容積 を排気弁側で大きくしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

吸気時に、シリンダ２内では吸気流の影響でタンブラ主流が発生し、これに伴 って排気弁の近くで逆転流が発生する。該逆転流は、混合気の流れを乱して燃焼 を良化する作用を有し、ピストン頂面の凹部が排気弁側で深くなっているため、 逆転流で乱される混合気は多量であり、これに加えて高温の排気弁でこの多量の 混合気が加熱されるため吸熱量が大きく燃焼性が向上する。

【０００８】 また、排気弁の直下に容積の大きい部分があるため、排気時の排出性が良く、 更にシリンダヘッド内面がペントルーフ型で屈曲していないので排気が淀まず流 出し、残留量が少ない。

【０００９】

【実施例】

以下、図面と共に本考案の実施例を説明する。図１において１は４弁式の４サ イクル内燃機関、２はそのシリンダ、３はシリンダヘッド、４はその内面、５は 吸気弁、６は排気弁であり、弁５，６は図２に示すように２対が並設されていて 、内面４と共に略対称のペントルーフ型を形成し、弁５，６の中間に点火栓７を 備える。

【００１０】 ピストン８は、図３に明らかなように頂面９に表面が傾斜した凹部１０が形成 され、該凹部１０は、排気弁６側が最も深く、ここに深部１０ａが形成されてい る。図１の仮想線１１を図６のピストンｄの頂面の扁平な凹部を示す線とすると 、深部１０ａ側では仮想線１１から下の容積だけ燃焼室１２の容積が増加し、吸 気弁側においては仮想線１１から上の容積だけ燃焼室１２の容積が減少しており 、増加量と減少量はほぼ同一である。

【００１１】 この構成により、シリンダヘッド３がペントルーフ型であるのに、燃焼室１２ の容積の排気弁６側で占める割合が大きくなっている。なお図中８ａはピストン ピン穴１３，１４はバルブリセス、１５はスキッシュゾーンである。

【００１２】 この内燃機関１を作動すると、シリンダ内の混合気の流れは、吸気流の影響に より、クランク軸線と直交する平面に沿い、図４で反時計方向に旋回するタンブ ラ主流１６を生じさせ、同時に該タンブラ主流１６に伴って排気弁６側に逆転流 １７が発生する。そして、圧縮行程の後半になると、逆転流１７によって混合気 の流れが乱され、乱れ状態は、排気弁６側が吸気弁５側に比べて著しい。この現 象は、筒内ガス流動に対する可視化技術と数値解析の両面から確認されている。 また混合気の乱れが大きいと、燃焼速度が高く燃焼効率が増大することは従来知 られている。

【００１３】 本考案は、これらの点に着目すると共に、従来のペントルーフ型のシリンダヘ ッドを用い、かつ極めて簡単な手段で乱れた混合気を多量に発生させるようにし たものである。前記実施例においては、ピストン８の頂面９に、排気弁６寄りに 深部１０ａをもつ凹部１０を形成した手段により、逆転流１７で流れが乱される 容積を大にして多量の混合気を急速燃焼させ、熱効率を向上させている。その上 、この部分の混合気は層が厚いため高温の排気弁６の熱を充分に吸収することが でき、気化状態が向上し燃焼が良好になる。

【００１４】 前記実施例において、吸気弁５と排気弁６は、これを流れる気体の流速の相違 により排気弁６を小径としており、両弁５，６の中間位置にある点火栓７は、燃 焼室１２の中心から排気弁６寄りの所に設けられている。しかし、図５に示す実 施例においては、点火栓７を角度θだけ排気弁側に傾けることにより、点火栓７ の突出部及び点火栓を保持する壁部を吸気弁５側に寄せて排気弁６側の燃焼室容 積を増大させ、逆転流１７により乱される混合気の量を増大し、熱効率を一層向 上させている。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように本考案は、従来のベントルーフ型のシリンダヘッドを用いるにも かかわらず、ピストンの頂面に排気弁側が深くなる凹部を設けるという簡単な手 段を用いることにより、この部分の燃焼室容積の比率を増大させることができた 。そしてこれにより高温の排気弁により大量の混合気が加熱作用を受け、かつ逆 転流による乱流発生域を増大させて急速燃焼をさせることができ、出力を向上で きる利点がある。

【００１６】 また、燃焼室の容積比率の大きい部分が排気弁の直下であるため、この部分の ガス量は多量であるにかかわらず滞流することなく流出し、排気弁締切時に残留 するガス量が少なく、ペントルーフ型の滑らかな上部形状と相まって排気が良好 に行なわれる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の縦断面図

【図２】 シリンダヘッドの内面図

【図３】 ピストンの斜面図

【図４】 作用説明図

【図５】 他の実施例の縦断面図

【図６】 従来例の縦断面図

【図７】 他の従来例の縦断面図

【符号の説明】

５ 吸気弁 ６ 排気弁 ７ 点火栓 ８ ピストン １０ 凹部 １０ａ 深部 １６ タンブル主流 １７ 逆転流

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２対の吸気弁と排気弁を備え、各吸気弁
   と各排気弁とをピストンの上方に対称的に配置した４弁
   式の内燃機関の燃焼室において、ピストンの頂面に、排
   気弁側が深くなる凹部を設けて、燃焼室の容積を排気弁
   側で大きくしたことを特徴とする、内燃機関の燃焼室。