JPH07103818B2 - 4サイクルエンジンのピストン - Google Patents

4サイクルエンジンのピストン

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JPH07103818B2
JPH07103818B2 JP58224874A JP22487483A JPH07103818B2 JP H07103818 B2 JPH07103818 B2 JP H07103818B2 JP 58224874 A JP58224874 A JP 58224874A JP 22487483 A JP22487483 A JP 22487483A JP H07103818 B2 JPH07103818 B2 JP H07103818B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複数の排気弁を有する4サイクルエンジンのピ
ストンに関する。
(従来技術) 従来のこの種4サイクルエンジンのピストンには、シリ
ンダヘッドにより摺動可能に支持されこれより内方向に
ストロークする吸気弁及び排気弁との干渉を避けるため
の複数の凹部を頂部に設けたものがある。第4図および
第5図に示す従来例においては、ピストン1の頂部1aに
3個の吸気弁との干渉を避けるための3個の吸気弁凹部
2a、2bと、2個の排気弁との干渉を避けるための2個の
排気弁凹部3を設け、頂部1aの他の部分は平坦とし、そ
の結果として中央の吸気弁凹部2aと両側の吸気弁凹部2b
との間には2個の第1壁部4が形成され、2個の排気弁
凹部3の間には第2壁部5が形成される。吸気行程にお
いてシリンダ内に発生する混合気の渦流がその後の混合
気の点火・燃焼状態に大きな影響を与えることはよく知
られているが、本発明者は上述の壁部4が混合気の流入
を妨害し、また混合気の圧縮行程においてシリンダ内の
空間の高さが減少するにつれて一旦生じた混合気の渦流
を妨害して減衰させ、急速で良好な燃焼状態の達成をは
ゞんでいることに気付いた。
(発明の目的) 本発明は上述の問題を解決して燃焼室内の燃焼状態を改
善し、4サイクルエンジンの出力の向上をはかるもので
ある。
(発明の構成) 上記目的の達成のため、本発明は複数の傾斜した吸気弁
との干渉を避けるための底面を傾斜させた複数の吸気弁
凹部を頂部に設けた4サイクルエンジンのピストンにお
いて、互に隣接する前記凹部の間に形成される壁部を除
去して各凹部の底面を滑らかな接続面により接続したこ
とを特徴とするものである。
(発明の効果) 上記構成の本発明は、吸気弁との干渉を避けるための複
数の吸気弁凹部の間の壁部を除去し、またこの吸気弁凹
部の底面を傾斜させたので、吸気行程で混合気の吸入量
が増大すると共に強い流れが生じ、これにより発生した
混合気の渦流が圧縮行程において減衰することが少な
く、また圧縮行程の末期に吸気弁凹部の傾斜した底面に
より生じた強い渦流がこの減衰されずに残った初期渦流
と一緒になって燃焼室内に強いスワールを生じるので、
急速で良好な燃焼状態が得られ、4サイクルエンジンの
出力の向上を達成することができる。
(実施例) 第1図〜第3図に示す実施例において、本発明のピスト
ン11は4サイクルエンジンのシリンダ21内を往復運動
し、同シリンダ21の頂部にはガスケット28を介してシリ
ンダヘッド22を固定する(第2図参照)。シリンダヘッ
ド22はピストン11との間に燃焼室23を形成し、夫々吸気
口24aと排気口25aを介して燃焼室23に連通する3個の吸
気通路24と2個の排気通路25を有している(第2図では
吸気通路24および吸気口24aは中央のもののみを示
す)。中央の吸気口24aは第1吸気弁26aにより、両側の
吸気口は第2吸気弁26bにより、排気口25aは排気弁27に
より夫々開閉される。各吸排気弁26a、26b、27は何れも
シリンダヘッド22により摺動可能に支持され、シリンダ
ヘッド22より内方向にストロークする。第2図において
は各弁を最大ストローク位置にて図示し、ピストン11は
上死点位置で図示してある。シリンダヘッド22の中央に
は点火栓28を設ける。第2図に示すように、各吸排気弁
26a,26b,27は、シリンダ21の中心軸線に対し傾斜してい
る。
本発明の対象であるピストン11は、上死点位置にて各吸
排気弁26a、26b、27との干渉を避けるため、その頂部11
aに3個の吸気弁凹部12a、12bおよび2個の排気弁凹部1
3を設けると共に、そのままでは中央の吸気弁凹部12aと
その両側の2個の吸気弁凹部12bとの間に残る壁部(第
4図の従来技術の壁部4に相当するもの)を除去して各
吸気弁凹部12a、12bの底面を滑らかな第1接続面14によ
り接続させ、また2個の排気弁凹部13の間の壁部(従来
技術の壁部5に相当するもの)を除去して両排気弁凹部
13の底面を滑らかな第2接続面15により接続させる。両
排気弁13の軸線X1は互に平行なので両排気弁凹部13の底
面は同一平面上にあり、従って第2接続面15も此等と同
一平面となる。しかし、中央の吸気弁12aの軸線X2と両
側の吸気弁12bの軸線X3とは平行でなく交差もしないの
で吸気弁凹部12a、12bの底面は傾斜も高さも異なり、従
って第1接続面14は複雑な曲面となる。第2図及び第3
図に示すように、吸気弁凹部12a,12bの底面及び第1接
続面14は、吸気弁26a,26bの傾斜に対応して傾斜してい
る。
次に作用について説明する。エンジンの吸気行程におい
てはピストン11が下降し、3個の吸気口24aより混合気
がシリンダ21内に流入する。各吸気弁凹部12a,12bの間
には壁部がないので、ピストン11が下降を開始する吸気
行程の初期に流入する混合気は邪魔されることなく各吸
気口24aの間方向にも流れ、合流して燃焼室の反吸気口
側に流れる。各吸気弁凹部12aの間は壁部が除去されて
この流れに対する充分な流路断面積が確保されているの
で、吸気口側から反吸気口側に充分強い流れが発生す
る。これにより充分強い初期渦流が生じる。各吸気弁凹
部12a,12bの間には壁部がないので、この初期渦流が減
衰されることは少ない。
吸気弁凹部12a,12bの底面及びその間の壁部の除去によ
り形成された接続面14は傾斜しているので、圧縮行程の
末期には吸気弁凹部12a,12bの浅い側から傾斜した底面
に沿って燃焼室内に混合気が吹き出して強い渦流を生
じ、減衰されずに残った初期渦流と一緒になって燃焼室
内に強いスワールを生じる。これにより速やかで良好な
燃焼が行われ、4サイクルエンジンの出力が向上する。
エンジンの点火時期は、普通は上死点後約10度附近にお
いて最高圧力が得られるように定めるが、本発明の実施
例では点火時期を従来例(上死点前40度)よりおくらせ
ても(上死点前35度)最高圧力の位置は変らず、燃焼速
度が向上することは確認され、また出力トルクもほぼ全
域にわたり3〜4%上昇することが確認された。また、
本実施例では壁部4、5の除去により燃焼室容積に対す
る燃焼室全表面積が小となるので熱損失が少くなり、熱
効率が向上することも上記出力トルクの向上に寄与して
いるものと思われる。
なお、壁部4、5を除去した分だけ燃焼室容積が増加す
るので圧縮比が減少し、これによる出力トルクの減少が
懸念される。しかし、圧縮比増加による出力トルクの増
加は圧縮比が12〜14程度で飽和するので、この程度の圧
縮比を有するエンジンならば壁部4、5の除去による圧
縮比減少の影響はなく、渦流減衰の防止に伴う燃焼速度
の増加による出力トルクの向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示し、第1図は平
面図、第2図は第1図のII−II断面図、第3図は斜視
図、第4図および第5図は夫々従来例の第1図、第2図
相当図である。 符号の説明 11……ピストン、11a……頂部、12a,12b……吸気弁凹
部、14……接続面、22……シリンダヘッド、26a,26b…
…吸気弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】4サイクルエンジンのシリンダヘッドによ
    り摺動可能に支持されこれより内方向にストロークする
    複数の傾斜した吸気弁との干渉を避けるための底面を傾
    斜させた複数の吸気弁凹部を頂部に設けた4サイクルエ
    ンジンのピストンにおいて、互いに隣接する前記吸気弁
    凹部の間に形成される壁部を除去して各吸気弁凹部の底
    面を滑らかな接続面により接続したことを特徴とする4
    サイクルエンジンのピストン。
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