JPH07111133B2 - 内燃機関の燃焼室構造 - Google Patents
内燃機関の燃焼室構造Info
- Publication number
- JPH07111133B2 JPH07111133B2 JP1123359A JP12335989A JPH07111133B2 JP H07111133 B2 JPH07111133 B2 JP H07111133B2 JP 1123359 A JP1123359 A JP 1123359A JP 12335989 A JP12335989 A JP 12335989A JP H07111133 B2 JPH07111133 B2 JP H07111133B2
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- JP
- Japan
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- combustion chamber
- intake
- exhaust valve
- exhaust
- valve side
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の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）。
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）。
（発明が解決しようとする課題） ところが、このように燃焼室壁面を球面の一部でもって
形成すると、吸気弁の開き始めには、シート面の円錐面
に沿う流入角をもつ吸気の流れも、進行するのに従い球
面により流入角が狭められて渦を発生したり、あるいは
球面の曲率をシート面よりも大きくしたときには、流入
角との間の差がでて、やはり渦を生じるため、吸入効率
が低下するという問題があった。
形成すると、吸気弁の開き始めには、シート面の円錐面
に沿う流入角をもつ吸気の流れも、進行するのに従い球
面により流入角が狭められて渦を発生したり、あるいは
球面の曲率をシート面よりも大きくしたときには、流入
角との間の差がでて、やはり渦を生じるため、吸入効率
が低下するという問題があった。
また、燃焼室の形状が点火栓を中央にして対称的で、そ
の容積は吸気弁側と排気弁側とでほぼ半々であり、この
ため、温度が高く熱容量の大きい排気弁側の熱を、燃焼
室内の混合気中の燃料の霧化促進に十分に活用できなか
った。
の容積は吸気弁側と排気弁側とでほぼ半々であり、この
ため、温度が高く熱容量の大きい排気弁側の熱を、燃焼
室内の混合気中の燃料の霧化促進に十分に活用できなか
った。
本発明はこのような問題に着目し、吸排気効率を高める
と共に燃焼特性の改善を図った、新規な燃焼室構造を提
供することを目的とする。
と共に燃焼特性の改善を図った、新規な燃焼室構造を提
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、燃焼
室壁面を吸気弁と排気弁の各弁シートの円錐状シート面
に連なる円錐面により形成すると共に、これら円錐面が
交差する燃焼室壁面の稜線の位置が排気弁よりも吸気弁
側に近付くように設定した。
室壁面を吸気弁と排気弁の各弁シートの円錐状シート面
に連なる円錐面により形成すると共に、これら円錐面が
交差する燃焼室壁面の稜線の位置が排気弁よりも吸気弁
側に近付くように設定した。
（作用） 吸入行程で各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。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くく、
機関高回転域でも高い吸気充填効率を維持する。
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。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くく、
機関高回転域でも高い吸気充填効率を維持する。
また排気行程で排気弁が開くと、燃焼室から高圧の燃焼
ガスが低圧の排気ポートに向かって勢いよく流出する
が、燃焼室壁面が排気弁シート面に連なる円錐面で形成
されているため、排気ポートに向かう燃焼ガスは、多く
が円錐面に沿って排気弁シートの方向に乱れることなく
直線的に流れる。
ガスが低圧の排気ポートに向かって勢いよく流出する
が、燃焼室壁面が排気弁シート面に連なる円錐面で形成
されているため、排気ポートに向かう燃焼ガスは、多く
が円錐面に沿って排気弁シートの方向に乱れることなく
直線的に流れる。
このため、燃焼ガスの掃気効率が高まり、シリンダ内残
留ガス割合が大幅に低減する。
留ガス割合が大幅に低減する。
また、吸気弁側と排気弁側との円錐面で形成される燃焼
室壁面の稜線が、吸気弁側に近くなるように設定されて
いるため、燃焼室容積割合は排気弁側で大きく、したが
って燃焼室内において混合気が受ける高温の排気弁周辺
からの受熱量が多くなり、燃料の霧化が促進されるな
ど、混合気の性状が改善され、燃焼性能の向上につなが
る。
室壁面の稜線が、吸気弁側に近くなるように設定されて
いるため、燃焼室容積割合は排気弁側で大きく、したが
って燃焼室内において混合気が受ける高温の排気弁周辺
からの受熱量が多くなり、燃料の霧化が促進されるな
ど、混合気の性状が改善され、燃焼性能の向上につなが
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。
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13a、13b並びに２つの排気弁14a、14bが
配設される。
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13a、13b並びに２つの排気弁14a、14bが
配設される。
第２図の平面図に示すように、各吸気弁13a、13bと排気
弁14a、14b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13a、13bと排気
弁14a、14bが互いに対向するように配置される。
弁14a、14b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13a、13bと排気
弁14a、14bが互いに対向するように配置される。
各吸気弁13aと13b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各吸気ポ
ート５と連通し、同様にして排気弁14aと14bも並列的な
各排気ポート７と連通する。
ンダヘッド４の同一サイドに並列的に形成した各吸気ポ
ート５と連通し、同様にして排気弁14aと14bも並列的な
各排気ポート７と連通する。
そして、燃焼室18の壁面は、各吸気弁シート６と、排気
弁シート８の円錐状のシート面に対して、その接線方向
に連なる円錐面9a、9bと、10a、10bによって形成され
る。
弁シート８の円錐状のシート面に対して、その接線方向
に連なる円錐面9a、9bと、10a、10bによって形成され
る。
このうち排気弁側の円錐面10aと10bは、その円錐の頂点
が、排気弁軸心を通らず、弁軸の傾斜線よりもさらに燃
焼室外側に位置するように設定され、つまり円錐面10a
と10bは、他方の円錐面9aと9bよりも傾けられており、
これにより、各一対の円錐面9a、9bと10a、10bとが交差
する稜線19が、排気弁側よりも吸気弁側に近付くように
なっている。
が、排気弁軸心を通らず、弁軸の傾斜線よりもさらに燃
焼室外側に位置するように設定され、つまり円錐面10a
と10bは、他方の円錐面9aと9bよりも傾けられており、
これにより、各一対の円錐面9a、9bと10a、10bとが交差
する稜線19が、排気弁側よりも吸気弁側に近付くように
なっている。
このようにして各円錐面がなす稜線19を吸気弁側に近付
けることにより、燃焼室18の排気弁側の容積割合を吸気
弁側よりも大きくなるように形成する。
けることにより、燃焼室18の排気弁側の容積割合を吸気
弁側よりも大きくなるように形成する。
燃焼室18の周辺部には、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。
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13a、13b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9a、9bに
沿って案内される。
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9a、9bに
沿って案内される。
これら円錐面9a、9bに沿う吸気の流れは流入角が不変
で、渦等を発生することなく滑らかに流入し、高速回転
域においても高い吸気充填効率を維持する働きをする。
で、渦等を発生することなく滑らかに流入し、高速回転
域においても高い吸気充填効率を維持する働きをする。
吸気ポート５からの吸入空気は、吸気ポート５の傾斜角
度に応じて燃焼室18に流入し、各吸気弁13a、13bにそれ
ぞれ対向する排気弁14a、14bの下面を通過してから、圧
縮行程で上昇するピストン12に押し上げられて縦スワー
ルを形成する。
度に応じて燃焼室18に流入し、各吸気弁13a、13bにそれ
ぞれ対向する排気弁14a、14bの下面を通過してから、圧
縮行程で上昇するピストン12に押し上げられて縦スワー
ルを形成する。
ところで、燃焼室18は吸気弁側の円錐面9a、9bと、排気
弁側の円錐面10a、10bとの交差する稜線19が吸気弁側に
あり、排気弁側の燃焼室容積割合が大きくなっているた
め、高温の排気弁側の混合気量が多くなる。この結果、
混合気は排気弁周辺から多くの熱を受け、燃料の霧化、
気化が大幅に促進され、混合気性状が改善される。
弁側の円錐面10a、10bとの交差する稜線19が吸気弁側に
あり、排気弁側の燃焼室容積割合が大きくなっているた
め、高温の排気弁側の混合気量が多くなる。この結果、
混合気は排気弁周辺から多くの熱を受け、燃料の霧化、
気化が大幅に促進され、混合気性状が改善される。
したがって圧縮上死点付近で点火栓17による点火が行な
われると、性状が改善された混合気は前記スワールによ
るガス流動と相まって、短時間のうちに安定して燃焼す
る。
われると、性状が改善された混合気は前記スワールによ
るガス流動と相まって、短時間のうちに安定して燃焼す
る。
次いで排気行程で排気弁14a、14bが開くと、高圧の燃焼
ガスは低圧の排気ポート７に向けて勢いよく流出する
が、このとき燃焼ガスの流れは、円錐面10a、10bに沿っ
て渦などを起こすことなく円滑に排気弁シート８に向け
て案内され、これにより掃気効率が高められ、シリンダ
内残留ガス割合も減り、次回の燃焼条件を向上させるの
である。
ガスは低圧の排気ポート７に向けて勢いよく流出する
が、このとき燃焼ガスの流れは、円錐面10a、10bに沿っ
て渦などを起こすことなく円滑に排気弁シート８に向け
て案内され、これにより掃気効率が高められ、シリンダ
内残留ガス割合も減り、次回の燃焼条件を向上させるの
である。
次ぎに第３図の実施例を説明すると、これは排気弁側の
円錐面10a、10bの頂角θ２を、吸気弁側の円錐面9a、9b
の頂角θ１よりも大きく設定することにより、円錐面が
交わる稜線19の位置を吸気弁側にずらし、吸気弁側の燃
焼室容積を拡大するようにしたものである。
円錐面10a、10bの頂角θ２を、吸気弁側の円錐面9a、9b
の頂角θ１よりも大きく設定することにより、円錐面が
交わる稜線19の位置を吸気弁側にずらし、吸気弁側の燃
焼室容積を拡大するようにしたものである。
したがってこの実施例においても、第１の実施例と同様
にして燃焼の改善が図れる。
にして燃焼の改善が図れる。
第４図の実施例は、第３図と異なり、円錐面9a、9bと10
a、10bの基本的な頂角については等しく設定するが、排
気弁側の円錐面10a、10bのうち、燃焼室内側に位置する
半分の円錐面と、同じく外側に位置する半分の円錐面と
で、頂角の大きさを変え、内側の円錐面の半頂角θ
３を、外側の半頂角θ４よりも大きくすることにより、
他方の円錐面9a、9bとの稜線19の位置を吸気弁側に移
し、排気弁側の燃焼室容積割合を拡大したものである。
a、10bの基本的な頂角については等しく設定するが、排
気弁側の円錐面10a、10bのうち、燃焼室内側に位置する
半分の円錐面と、同じく外側に位置する半分の円錐面と
で、頂角の大きさを変え、内側の円錐面の半頂角θ
３を、外側の半頂角θ４よりも大きくすることにより、
他方の円錐面9a、9bとの稜線19の位置を吸気弁側に移
し、排気弁側の燃焼室容積割合を拡大したものである。
また、第５図の実施例のように、円錐面10a、10bに設け
られる点火栓17の位置を、排気弁側により一層近付ける
ことにより、点火栓17の付近の掃気効率を一層高め、さ
らに燃焼の改善を図ることができる。
られる点火栓17の位置を、排気弁側により一層近付ける
ことにより、点火栓17の付近の掃気効率を一層高め、さ
らに燃焼の改善を図ることができる。
第６図の実施例は、燃焼室18の周辺部に、スキッシユエ
リア15と16に加えて、さらにスキッシユエリア20と21を
設けたもので、燃焼室周辺の燃焼ガスを排気上死点付近
でのスキッシュ作用によって燃焼室中央に押し出し、燃
焼室の残留ガス割合をさらに減少させることができる。
リア15と16に加えて、さらにスキッシユエリア20と21を
設けたもので、燃焼室周辺の燃焼ガスを排気上死点付近
でのスキッシュ作用によって燃焼室中央に押し出し、燃
焼室の残留ガス割合をさらに減少させることができる。
第７図、第８図の実施例は、吸気弁13a、13bの直径より
も排気弁14a、14bの直径を大きく設定し、燃焼室壁面を
前記と同様にこれら吸排気弁シート６、８に連なる円錐
面9a、9bと10a、10bにより形成することで、これらの交
差する稜線19を吸気弁側に位置させ、排気弁側の燃焼室
容積割合を拡大したものである。
も排気弁14a、14bの直径を大きく設定し、燃焼室壁面を
前記と同様にこれら吸排気弁シート６、８に連なる円錐
面9a、9bと10a、10bにより形成することで、これらの交
差する稜線19を吸気弁側に位置させ、排気弁側の燃焼室
容積割合を拡大したものである。
この場合は、高温の排気弁14a、14bの表面積がさらに大
きくなるため、混合気の性状改善になお一層の効果があ
る。
きくなるため、混合気の性状改善になお一層の効果があ
る。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、吸気弁側の燃焼室壁面を
吸気弁シートに連なる円錐面により形成したので、円錐
面に沿って案内される吸気流れは流入角度が不変のため
に渦などが発生しにくく、機関高回転域でも高い吸気充
填効率を維持する一方、排気弁側の燃焼室壁面を排気弁
シート面に連なる円錐面で形成したため、排気行程で排
気ポートに向かう燃焼ガスは、多くが円錐面に沿って乱
れることなく直線的に流れ、燃焼ガスの掃気効率が高ま
り、シリンダ内残留ガス割合が大幅に低減して、燃費や
排気組成の改善が図れ、また、これら吸気弁側と排気弁
側との円錐面の交差部分に形成される燃焼室壁面の稜線
が吸気弁側に近くなるように設定したため、燃焼室容積
割合は排気弁側で大きくなり、燃焼室内において混合気
が受ける高温の排気弁周辺からの受熱量が多くなり、燃
料の霧化、気化が促進されるなど、混合気の性状が改善
され、燃焼性能の向上が図れる。
吸気弁シートに連なる円錐面により形成したので、円錐
面に沿って案内される吸気流れは流入角度が不変のため
に渦などが発生しにくく、機関高回転域でも高い吸気充
填効率を維持する一方、排気弁側の燃焼室壁面を排気弁
シート面に連なる円錐面で形成したため、排気行程で排
気ポートに向かう燃焼ガスは、多くが円錐面に沿って乱
れることなく直線的に流れ、燃焼ガスの掃気効率が高ま
り、シリンダ内残留ガス割合が大幅に低減して、燃費や
排気組成の改善が図れ、また、これら吸気弁側と排気弁
側との円錐面の交差部分に形成される燃焼室壁面の稜線
が吸気弁側に近くなるように設定したため、燃焼室容積
割合は排気弁側で大きくなり、燃焼室内において混合気
が受ける高温の排気弁周辺からの受熱量が多くなり、燃
料の霧化、気化が促進されるなど、混合気の性状が改善
され、燃焼性能の向上が図れる。
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１図（Ａ）はその一部拡大図、第２
図は平面図、第３図は第２の実施例を示す縦断面図、第
４図は第３の実施例を示す縦断面図、第５図、第６図は
第４、第５の実施例をそれぞれ示す平面図、第７図は第
６の実施例を示す縦断面図、第８図は同じく平面図であ
る。 ４……シリンダヘッド、６……吸気弁シート、８……排
気弁シート、9a,9b……円錐面、10a,10b……円錐面、11
……シリンダブロック、12……ピストン、13a,13b……
吸気弁、14a,14b……排気弁、17……点火栓、18……燃
焼室、19……稜線。
のＡ−Ａ断面）、第１図（Ａ）はその一部拡大図、第２
図は平面図、第３図は第２の実施例を示す縦断面図、第
４図は第３の実施例を示す縦断面図、第５図、第６図は
第４、第５の実施例をそれぞれ示す平面図、第７図は第
６の実施例を示す縦断面図、第８図は同じく平面図であ
る。 ４……シリンダヘッド、６……吸気弁シート、８……排
気弁シート、9a,9b……円錐面、10a,10b……円錐面、11
……シリンダブロック、12……ピストン、13a,13b……
吸気弁、14a,14b……排気弁、17……点火栓、18……燃
焼室、19……稜線。
Claims (1)
- 【請求項１】燃焼室に吸気弁と排気弁を設け、燃焼室壁
面を吸気弁と排気弁の各弁シートの円錐状シート面に連
なる円錐面により形成すると共に、これら円錐面が交差
する燃焼室壁面の稜線の位置が排気弁よりも吸気弁側に
近付くように設定したことを特徴とする内燃機関の燃焼
室構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123359A JPH07111133B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 内燃機関の燃焼室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123359A JPH07111133B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 内燃機関の燃焼室構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301619A JPH02301619A (ja) | 1990-12-13 |
| JPH07111133B2 true JPH07111133B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=14858631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1123359A Expired - Lifetime JPH07111133B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 内燃機関の燃焼室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111133B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183527A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-11 | Yamaha Motor Co Ltd | Four-cycle engine |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1123359A patent/JPH07111133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02301619A (ja) | 1990-12-13 |
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