JPH0719046A

JPH0719046A - 層状燃焼内燃機関

Info

Publication number: JPH0719046A
Application number: JP5279014A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Ando; 弘光安東; Tadashi Hirako; 廉平子; Shogo Omori; 祥吾大森; Jun Takemura; 純竹村; Taizo Kitada; 泰造北田; Katsuo Akishino; 捷雄秋篠; Yasuki Tamura; 保樹田村; Michihiro Hatake; 道博畠; Kinichi Iwachidou; 均一岩知道; Masayuki Motomochi; 政行元持
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-01-20
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP3104499B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃焼室の層状化をより完全に行うために燃焼室
内に、より強いタンブル流を生成させ、これによって空
燃比の大きい希薄燃焼を可能にすることを目的とする。【構成】本層状燃焼内燃機関は、燃焼室内に燃料濃度が
互いに異なる層状のタンブル流を生成する吸気ポート及
び燃料供給手段を備えている。着火手段は、燃料の濃い
タンブル流に着火するように燃焼室内に設けられてい
る。層状のタンブル流を助長すべくピストンの頂面は斜
面を備えており、これにより、タンブル流を強化し、燃
焼室の層状化をより完全に行い、より空燃比の大きい希
薄燃焼を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に層状燃焼に適した
燃焼室および吸気ポート構造を備えた層状燃焼内燃機関
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より低燃費運転を目的として、燃焼
室内に混合気の濃い層を生成し、この濃い層に点火する
ことより、全体として空燃比の薄い混合気を着火可能に
した層状燃焼内燃機関が知られている。

【０００３】層状燃焼内燃機関の１つとして、例えば図
２９、図３０に示すような縦向きの層状の縦渦（Vertic
al-Vortex ）、すなわちタンブル流を発生さる層状燃焼
内燃機関が、すでに実用化されている。図２９、図３０
は、２吸気ポート式内燃機関の１つの気筒構造を示す。
同図において、符号３２２はシリンダブロック、３２４
はシリンダボア、３２６はピストン、３２８はシリンダ
ヘッド、３３０は燃焼室である。そして、３３４は燃焼
室３３０の上壁部であり、２つの斜面３３４ａ，３３４
ｂを有するペントルーフ型に形成されている。吸気ポー
ト３４０，３４２が燃焼室３３０の上壁部３３４の斜面
３３４ａにそれぞれ開口され、両開口にはそれぞれ吸気
弁３５８が設置されている。なお図中の符号３４７は排
気通路３６０に連通する排気ポート、３５９は排気弁で
ある。そして各吸気ポート３４０，３４２からの燃焼室
３３０内に流入した吸気は、斜面３０ｂに沿って各吸気
ポート３４０，３４２の延長軸線上のシリンダボア３２
４の内壁面に向かって流れ、これにより、燃焼室３３０
内にそれぞれ矢印Ｆａ，Ｆｍで示すようなタンブルを生
成する。

【０００４】また図２９に示すように、一方の吸気ポー
ト３４２のみにインジェクタ３１２が設けられ、点火プ
ラグ３１０は、このイジェクタ３１２を装備した吸気ポ
ート部分３４２の吸気弁３５８の近傍に配設されてい
る。このため、この点火プラグ３１０の近傍には、イン
ジェクタ３１２から噴射された燃料と吸入空気とによる
混合気のタンブル流Ｆｍが形成され、これにより燃焼室
３３０内に、混合気のタンブル流Ｆｍと空気のタンブル
流Ｆａとの層状化したタンブル流が形成される。

【０００５】したがって、燃焼室３３０内の空気と燃料
との空燃比が大きい状態、つまり燃焼室３３０全体とし
ては燃料濃度が薄い希薄燃焼時であっても、点火プラグ
３１０の周りには他の部分よりも濃い混合気が存在して
いるため、安定した燃焼状態を得るとができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼室内の
タンブル流が弱い場合は、空気と混合気との層状化が弱
くなり、点火プラグ近傍に集中するはずの濃い混合気
が、点火プラグから遠い空気と混ざり合い、点火プラグ
近傍の混合気は薄くなる。このため失火などをおこし、
希薄燃焼が成立しない恐れがある。そこで層状化をより
完全に行うことによって、より空燃比の大きい希薄燃焼
が可能となり、またタンブル流をより強くすることによ
って、層状化をより完全に行うことが可能となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼室の層状
化をより完全に行うために同燃焼室内に、より強いタン
ブル流を生成させ、これによってより空燃比の大きい希
薄燃焼を可能にする層状燃焼内燃機関を提供することを
目的とするものであり、シリンダ内面と同シリンダ内に
嵌挿されるピストンの上面とシリンダヘッド下面とで定
められた燃焼室と、上記燃焼室の内面に設けられた点火
プラグと、上記シリンダヘッド下面におけるシリンダ軸
線を含む仮想平面の一側に２つの吸気弁によって開閉さ
れる２つ吸気流開口と、吸入空気により上記燃焼室内の
ほぼ全体において互いに平行でかつ同じ向きのタンブル
流を生成するように上記吸気開口から上記シリンダヘッ
ド下面に沿って上記仮想平面の上記一側から他側に吸気
を流入する吸気ポートと、同吸気ポートの上側内面から
下側内面に向かって延設され上記吸気ポートを複数に区
画し同タンブル流を互いに平行な複数の流れに区画する
少なくとも１つの隔壁と、上記燃焼室の天井中心に配設
された点火プラグに対応する位置のタンブル流を生成す
る吸気のみに燃料を供給することによって吸気行程で上
記燃焼室内に層状のタンブル流を存在せしめる燃焼供給
手段と、上記ピストンの頂面に上記タンブル流の流れ方
向に沿った上記仮想平面の少なくとも一側にその頂上を
有し上記仮想平面側の斜面によって上記層状のタンブル
流を助長する隆起部とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】シリンダ軸線を含む一側から２つの吸気弁に
よって開閉される２つの吸気流開口を有した吸気ポート
によって燃焼室内のほぼ全体で互いに平行でかつ同じ向
きのタンブル流が生成され、上記吸気ポートの上側内面
から下側内面に向かって２つの隔壁を延設して吸気ポー
トを３つの通路に区画することで、吸気ポート内の吸気
流が整流され、バルブステム近傍の吸気流の乱れを防止
し、燃焼室内のタンブル流が助長される。さらに上記２
つの隔壁によってタンブル流を互いに平行で複数の流れ
に区画するとともに、その複数に区画されたタンブル流
のうち燃焼室の天井中心に配設された点火プラグに対応
する位置のタンブル流のみに燃料を供給することで、燃
焼室内に層状のタンブル流を形成でき、ピストン頂面の
うち仮想平面の少なくとも一側にその頂上を有した隆起
部の上記仮想平面側斜面によって、この層状のタンブル
流を助長できるものである。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例について図１〜図１３を用い
て説明する。まず図１および図３を用いて第１実施例の
層状燃焼内燃機関の概略構成を説明する。内燃機関の各
気筒には、シリンダブロック２２に形成されたシリンダ
ボア２４とピストン２６とシリンダヘッド２８とで囲撓
されて、燃焼室３０が形成されている。この燃焼室３０
には吸気ポート４６が連通されている。この吸気ポート
４６は、詳細には、分岐部４６Ｃによって二分され、そ
れぞれ燃焼室３０に開口する２つの吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂを有するサイアミーズポートとなっている。
各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの燃焼室３０への吸気
開口には、それぞれ吸気開口を開閉する吸気弁５８が配
設されている。また、燃焼室３０への排気ポート４７が
接続されている。排気ポート４７は、詳細には、途中で
二分され、それぞれ燃焼室３０内に開口する２つの排気
ポート部分４７Ａ，４７Ｂを有するサイアミーズポート
となっている。各排気ポートの燃焼室３０への開口に
は、排気弁６１が配置されている。なお、各吸気ポート
部分４６Ａ，４６Ｂは、シリンダ軸線Ｌを含む仮想平面
ＦＣの一側で燃焼室３０に開口し、各排気ポート部分４
７Ａ，４７Ｂは仮想平面ＦＣの他側で燃焼室３０に開口
している。また、シリンダヘッド２８の下面６０により
定められる燃焼室３０の天井は、ほぼ仮想平面ＦＣ上に
頂上を有するように２つの斜面６０ａ，６０ｂを備えた
ペントルーフ型に形成されている。また、燃焼室３０の
天井のほぼ中心には着火手段としての点火プラグ１１が
設けられている。

【００１０】吸気ポート４６における分岐部４６Ｃの上
流側部分には、後で詳述する燃料供給手段としてのイン
ジェクタ１２が取り付けられている。このインジェクタ
１２により、燃料が吸気ポート４６の分岐部４６Ｃ付近
より下流側に向けて噴射される。

【００１１】各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの軸心線
１Ａ，１Ｂは、図１及び図２に示すように、互いに平行
な直線になっている。つまり、各吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂは互いに平行な直線状の吸気流を生み出す方
向付け部を有している。また、各吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂには、その軸心線１Ａ，１Ｂにほぼ沿って、
縦方向に延びた隔壁２１がそれぞれ形成されている。そ
して、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂからの吸気は、
隔壁２１によって巳画され互いに平行な状態で燃焼室３
０に流入するようになっている。吸気行程においてこの
各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂから燃焼室内に流入し
た吸気は、燃焼室天井を形成するシリンダヘッド２８の
下面６０の斜面６０ｂに沿って、仮想平面ＦＣの上記他
側へ流れ、さらに該吸気はシリンダボア２４の内面に沿
って下降してピストン上面３５へ流れ、そしてさらに該
吸気はシリンダボア２４の内面に沿って上昇して、シリ
ンダヘッド２８の下面６０の斜面６０ａへ流れ、これに
より燃焼室３０のほぼ全体に吸気縦渦流（吸気タンブル
流）を生成する

【００１２】各隔壁２１は各吸気ポート部分４６Ａ，４
６Ｂを中央通路４とその外側の側方通路５とに区画して
いる。そして、インジェクタ１２は点火プラグ１１に相
当する位置のタンブル流を生成する中央通路４に向けて
燃料を噴射するように構成される。

【００１３】以上の構成により、燃焼室３０内には吸入
行程において、燃料を含んだタンブル流Ｆｍと、燃料を
含まないタンブル流Ｆａとが層状に生成される。なお、
このタンブル流Ｆｍ，及びＦａは互いにほぼ平行でかつ
同じ向きであることが重要であり、これにより圧縮行程
においても、燃焼室３０内に層状のタンブル流Ｆｍ，Ｆ
ａが存在し得る。

【００１４】なお、本実施例において各構成はそれぞれ
特徴を有しており、以下、順に説明する。先ず、ピスト
ン２６の頂面形状について説明する。ピストン２６は、
図１、図３および図４に示されるように、その頂面３４
に隆起部３７とを備えている。隆起部３７の頂上は、頂
面３４における仮想平面ＦＣの吸気ポート４６の吸気開
口側に位置している。隆起部３７の仮想平面ＦＣ側の斜
面ｖｆ１が、ピストン２６の頂面３４に滑らかに連続す
るように構成されている。また、隆起部３７の斜面ｖｆ
１は、仮想平面ＦＣと平行な断面がピストン２６の頂面
３４の基準面と平行な直線となるように構成されてい
る。つまり、この隆起部３７の斜面ｖｆ１は吸気行程に
おいて、タンブル流Ｆｍ，Ｆａがピストン２６の頂面３
４からシリンダボア２４の内面に向けて方向を変えると
きに、互いに混ざり合うことなく、きれいな層状化を保
つように構成されている。

【００１５】次に上述した吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂ内に設けられた隔壁２１について説明する。各隔壁２
１は図２、図５に示すように、その吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂの下流側端２１Ｂが、吸気弁５８近傍まで延
設されている。詳細には、各隔壁２１の下流側端部２１
Ｂは吸気弁５８の傘部５６や、吸気ポート部分４６Ａ，
４６Ｂを横切るステム部５７に接触しないように、これ
らと適当なクリアランスを確保して形成されている。こ
のため、吸気弁５８の作動には何ら影響が及ぼさないよ
うになっている。また、各隔壁２１は各吸気ポート部分
４６Ａ，４６Ｂの各流線４５の中心線４５Ａおよび吸気
ポート部分４６Ａ，４６Ｂの軸心線１Ａ，１Ｂに沿って
形成されている。これによっって、吸気ポート４６を流
入する吸気流が、より整流されるため、バルブステム５
７の近傍、吸気ポート分岐部４６Ｃおよび吸気ポート周
辺部側において、吸気流の剥離を防止し、吸気流の乱れ
を抑制して燃焼室３０内のタンブル流が助長される。こ
こでは吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂが互いに略平行で
あるため、これら隔壁２１，２１も互いに略平行に配設
されている。すなわち、直線的な形状の吸気ポート部分
４６Ａ，４６Ｂに直線的形状の隔壁２１，２１を設け、
吸気流がより直接的に燃焼室３０内に流入するように、
隔壁２１，２１が方向付け部（シュラウド）として作用
している。

【００１６】また図２、図６に示すように、隔壁２１の
上流端部２１Ａおよび下流端部２１Ｂは、いずれも吸気
流の整流効果が向上するように凸状曲面に形成されてい
る。このように上流側２１Ａ，および下流端２１Ｂを形
成するのは、吸気流を整流することで流体抵抗軽減効果
をねらうとともに、隔壁２１の製造上の効果を考慮して
いるためである。つまり、各隔壁端部２１Ａ，２１Ｂを
凸状曲面に形成すると、例えば吸気ポート４６を鋳造す
る場合などには、各隔壁端部２１Ａ，２１Ｂに対応する
鋳型（中子）の抜けが良好になり、鋳造を確実で容易に
行えるのである。

【００１７】さらに、隆起部３７の内側斜面ｖｆ１は、
ピストン２６が圧縮行程の上死点近傍にあるときに、ペ
ントルーフ６０ａとほぼ９０度をなして近接するため、
タンブル流がＦｍ，Ｆａがペントルーフ６０ａに衝突し
て、タンブル流Ｆｍ，Ｆａが細かい乱れ流になり、点火
時期直前のタンブル流を減少させ、タンブル流による失
火を防止している。

【００１８】さらに、図１，図３，図４に示すように隆
起部３７の外側斜面ｖｆ２には、吸気弁５８との干渉を
防止するバルブリセス３９が設けられている。これによ
り、上死点で吸気弁５８が排気弁６１の開弁時にオーバ
ーラップして開弁していても、ピストン２６が吸気弁５
８と干渉せずに圧縮比の高い上死点位置を保つことがで
きる。なお、図３においては、説明の便宜上、隔壁２１
の図示を省略している。

【００１９】次にインジェクタ１２の配置と、インジェ
クタ１２と隔壁２１との関係について図１，図３，図
５，図６を用いて説明する。図６に示すように隔壁２１
によって、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ内は中央通
路４と側方通路５とに分離されている。燃料噴射手段と
してのインジェクタ１２は図１，図３，図６に示すよう
に、２つの吸気ポート４６内の分岐部４６Ｃ上流側に配
設されている。また、このインジェクタ１２は吸気行程
に合わせて２つの吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの下流
に向けて燃料を噴射するようになっている。なお、図
５、図６の符号６はインジェクタの軸線であり、かつ、
噴射範囲の中心線を示すものである。

【００２０】つまり、図５，図６の噴射軸線６に示され
るように、吸気ポート上面部側から噴射された燃料は中
央通路４を通じて燃焼室３０内に吸入されるようになっ
ており、側方通路５から空気のみが燃焼室３０内に吸入
される。

【００２１】これによって吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂ内において中央通路４と側方通路５とに分岐した流れ
は、隔壁２１で整流されながら互いに分離した状態を保
ちつつ燃焼室３０内に層状に流入するようになってい
る。したがって、このような隔壁２１により、この吸気
の流れは、図６に示すように、燃焼室３０に流入する
と、空気に燃料が混合された混合気の沿うＦｍと空気の
みのＦａ，Ｆａとの３つの層（中央通路４とその両側の
側方通路５との計３つの流れ）に分離した状態、つま
り、層状化した状態のタンブル流が形成されるようにな
っている。

【００２２】次にバルブステム５７の太さと、隔壁２１
との厚さについて、図２および図６を用いて説明する。
図２および図６に示すように、隔壁２１の中心線とバル
ブステム５７の中心線とが同一平面上に位置し、隔壁２
１の厚さはバルブステム５７の径より薄く形成されてい
る。つまり、隔壁２１の中央通路４側の表面１２１Ａ
は、バルブステム５７の中央通路４側の表面より側方通
路５側に偏倚された形となっている。

【００２３】これにより、図６のように隔壁２１の内側
面１２１Ａに沿った混合気流内の燃料噴霧は、バルブス
テム５７の内側表面に案内されながら、図６中に示す矢
印Ｐに沿って燃焼室中心の点火プラグ１１に向けられ、
該燃料噴霧が点火プラグ１１に集中するようになってい
る。

【００２４】次に吸気ポート４６の吸気流方向の断面形
状について、図７および図８を用いて説明する。図７は
吸気ポート４６の吸気流方向に沿う断面図であり、これ
と直行する端面Ｈ−Ｈ及び断面それぞれＳ１−Ｓ１から
Ｓ６−Ｓ６の断面形状を示した図が図８である。吸気ポ
ート４６は図８（ａ）〜（ｇ）に示すように、下流側に
向かうにしたがって上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１が
下側半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２よりも徐々に相対的に
拡幅されて形成されている。これにより、吸気ポート４
６Ａ，４６Ｂからの吸気流が燃焼室３０内でタンブル流
を形成し易いようになっている。そして、吸気ポート４
６は図８（ｆ）のＳ３−Ｓ３断面でサイアミーズポート
に分岐し、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂを形成してい
る。さらにポート形状も逆三角形の形状を呈している。
また、この吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂは下流側へ向
かう程、略逆三角形の断面形状を呈して、タンブル流の
強化を図っている。

【００２５】つまり、吸気ポート４６の各断面における
上側半部４６−１を下側半部４６−２よりも拡幅するこ
とにより、吸気ポート４６に上側半部４６−１の流速お
よび流量が下側半部よりも大きなものとなっている。他
方、吸気弁５８が開いたときには、図７に示すように、
タンブル流Ｆａ，Ｆｍを増長する流れの成分ａと、タン
ブル流Ｆａ，Ｆｍを抑制する流れの成分ｂとが存在す
る。したがって吸気ポート４６の上側半部の流速および
流量が下側半部よりも大きくなることにより、タンブル
流Ｆａ，Ｆｍをより強いものとすることができる。しか
も、流れの成分ａに関しては、タンブル流Ｆａ，Ｆｍの
向きと同じであるため、流れの成分ａに対する流通抵抗
が極めて小さく、このため全体としての流量も大幅に増
大できる。

【００２６】また、図８（ａ）〜（ｇ）に示すように、
この吸気ポート４６内には、隔壁２１がほぼ全長にわた
って設けられている。この隔壁２１が吸気ポート４６
Ａ，４６Ｂ内を左右方向に２分するように吸気ポート下
側壁面７から吸気ポート上側壁面８までにわたって設け
られており、これより吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内に流
入した吸気流は、中央通路４と側方通路５とに吸気の流
れが分岐することがわかる。

【００２７】つまり、図８（ａ）に示すように、２つの
吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂは、最上流側であるシリ
ンダヘッド側面２８Ａ（図７）近傍では１つの吸気通路
として形成され、この直後に隔壁２１により、中央通路
４と側方通路５とに吸気の流れが分岐する。そして、図
８（ｂ）〜（ｄ）が示すように、徐々に中央側通路４が
２分され、図８（ｅ）に示す、断面Ｓ４−Ｓ４より下流
では、吸気流が完全に２分される。そして、このように
して２分された吸気流はそれぞれ吸気弁５８により燃焼
室３０に流入する。

【００２８】吸気ポート４６について、図７，図８およ
び図９を用いてさらに詳細に説明する。図７に示すよう
に吸気ポート４６は吸気流に方向付けをして、燃焼室３
０内でタンブル流を生成するため、略ストレートな形状
を成している。他方、シリンダヘッドの構造上、吸気弁
５８により開閉される吸気開口の軸線と吸気流の方向と
を同じものとすることができない。このため吸気ポート
部分４６Ａ，４６Ｂの下流側端部が大きな曲率を持った
湾曲部を介して吸気開口に連続されている。この湾曲部
における実質流通断面積は、図８（ｆ），（ｇ）に明ら
かなように最も小さくなり、特にバルブステム５７、図
示しないステムガイドおよび隔壁２１の存在もあいまっ
て、実質流通断面積の低下が甚だしい。

【００２９】このため、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ
は、同吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂにおけるこの湾曲
部の内径の幅を最も大きく、かつ各吸気弁５８により開
閉される吸気開口よりも大きく設定された膨らみ１３が
設けられている。これによって湾曲部での実質流通断面
積の低下を防止し、十分な流速および流量を確保するこ
とが可能となっている。

【００３０】しかも膨らみ１３は、図９に明らかなよう
に、各吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの主に上側半部４
６Ａ−１，４６Ｂ−１に設けられたので、それぞれも上
側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１の流速および流量が下側
半部４６Ａ−２，４６Ｂ−２よりも、さらに大きくする
ことができ、タンブル流Ｆａ，Ｆｍの生成がより効果的
に行われる。

【００３１】本発明の実施例としての層状燃焼内燃機関
は、上述のように構成されているので、吸入行程におい
て、各吸気ポート４６Ａ，４６Ｂから燃焼室３０内へ流
入した吸気は、燃焼室３０内において、混合気のタンブ
ル流Ｆｍと空気のタンブル流Ｆａとを層状に生成する。
次いで圧縮行程に入っても該層状のタンブル流Ｆｍ，Ｆ
ａは存在するが、圧縮行程上死点近傍に近づくと、各タ
ンブル流Ｆｍ，Ｆａは崩され始める。しかしながら燃焼
室３０内の点火プラグ１１の近傍には依然として、濃い
混合気が存在した状態であり、この状態で点火プラグ１
１により点火が行われる。以後の爆発行程および排気行
程は従来の層状燃焼内燃機関の内燃機関と全く同じであ
る。

【００３２】これにより、燃焼室３０全体としては、理
論空燃比よりも燃料の少ない混合気であっても、点火プ
ラグ１１近傍には着火に十分な濃度の混合気が存在する
ので、着火性を悪化させることとなくエンジンを運転す
ることができるのである。

【００３３】特に本実施例においては、ピストン２６の
頂面３４に隆起部３７の斜面ｖｆ１および吸気ポート４
６に設けられた隔壁２１，２１の整流作用により、より
強いタンブル流Ｆｍ，Ｆａを助長して、より完全な層状
のタンブル流Ｆｍ，Ｆａを得ることができる。これによ
り、燃焼室３０内全体の混合気の空燃比をより薄くして
も十分に安定した点火及び燃焼を得ることができる。

【００３４】また、隆起部３７の外側斜面ｖｆ２にはバ
ルブリセス３９が設けられ、ピストン２６が上死点に達
した時に、吸気弁５７がバルブオーバーラップにより開
いていても、外側斜面ｖｆ２と吸気弁５７との干渉を避
けるように構成されている。このためピストン２６の上
死点をより上げて、圧縮比を上げ、燃焼効率を向上させ
ることができる。

【００３５】つまり図１０のグラフに示すように、吸気
ポート４６Ａ，４６Ｂに隔壁２１を設けて混合気の層状
化を促進することにより、より希薄な混合気で機関を運
転することができる。ここで図の横軸は空燃比（Ａ／
Ｆ）であり、縦軸はＮＯ_X排出量およびＰｉ（図示平均
有効圧）変動率である。また、線ａ及び線ｃは、吸気ポ
ートに隔壁２１を設けた機関の特性を示し、線ｂ及び線
ｄは、隔壁２１を有さない通常のタンブル流の吸気ポー
トを備えた機関の特性を示している。また、線ａ，線ｂ
はＮＯ_X排出に関し、線ｃ，線ｄはＰｉ変動率に関して
いる。

【００３６】この図１０に示すように、隔壁２１を設け
た機関（線ａ参照）では、通常のタンブル流を用いた機
関（線ｂ参照）よりもＡ／Ｆの値がリーン（薄い）側で
ＮＯ_Xの排出量がピークとなる。またこのＮＯ_Xの排出
量のピーク値自体も低減することが可能である。つま
り、燃焼室３０内のタンブル流の層状化が促進されたこ
とにより、従来の機関よりもＮＯ_Xの排出量がピーク値
となるＡ／Ｆがリーン側に移動するためである。

【００３７】また、線ｃと線ｄとは、Ａ／ＦとＰｉ変動
率との関係を示したものである。ここで、Ｐｉ変動率と
は機関の燃焼安定性を判断する目安となるもので、この
Ｐｉ変動率が高過ぎると、機関の燃焼が安定せず、トル
ク変動を伴った不快な運転状態となる。なお図中の基準
線ｅは一般的に不快感のない状態で運転できる燃焼安定
限界のＰｉ変動率である。

【００３８】この図に示すように、気筒内での安定した
燃焼状態が得られるＰｉ変動率の限界値に対して、隔壁
２１を設けた機関（線ｃ参照）では、通常のタンブル流
を用いた機関（線ｄ参照）よりもさらにリーン側のＡ／
Ｆで機関を運転することが可能であり、また、この時の
ＮＯ_Xの排出量も大幅に低減することができる。つま
り、よりリーンなＡ／Ｆでも安定した燃焼状態を得るこ
とができ、燃焼安定限界のＡ／Ｆを向上させることを示
している。したがって、本構造により極めて低燃費であ
って、かつＮＯ_Xをほとんど排出しない機関を実現する
ことができる。

【００３９】さらに、隔壁２１の厚さがバルブステム５
７の径より小さく、隔壁２１の中心線とバルブステム５
７の中心線とが同一平面上に位置しているため、隔壁２
１の中央通路側壁面は、バルブステム５７の中央通路側
壁面より側方通路５側に偏倚され、中央通路４内の隔壁
２１に沿う混合気流内の燃料噴霧は、バルブステム５７
の内側表面に案内されながら、点火プラグ１１の方向に
向けられて、混合気内の燃料噴霧が点火プラグ１１近傍
に集中し、着火が良好に行われ、リーン限界をさらに伸
ばすことができる。

【００４０】特に本実施例においては、図７，図９に示
すように、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの略逆三角形
の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１が十分に大き
く形成されているので、燃焼室３０内の強いタンブル流
及びエンジン全開時の流量係数を確保することができ
る。

【００４１】更に本実施例においては、吸気ポート部分
４６Ａ，４６Ｂにおける最も実質流通断面積が小さくな
る各湾曲部に膨らみ１３を設けるとともに、バルブステ
ム５７の下流側には、流通抵抗となる隔壁２１を設けな
いように構成されているので、上述の燃焼室３０内の強
いタンブル流およびエンジン全回時の流量計数をより効
果的に確保することができる。

【００４２】また、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂにお
けるバルブステム５７の下流側に隔壁２１を設けない構
成には、以下述べる通り製法上大きな利点がある。すな
わち、もしバルブステム５７の下流側にも隔壁２１を設
けた場合、その隔壁におけるバルブステム５７に対応す
る部分を隔壁の鋳造後にドリリングする必要が生じる
が、隔壁が薄いために上記ドリリング時に割れが生じる
恐れがあり、また吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ内のバルブ
ステム５７の下流側に、片持ちの隔壁が存在することに
なるため、強度上も好ましくないという不具合も生じ
る。しかし本実施例では上述のとおりバルブステム５７
の下流側に隔壁２１が存在しないので、このような不具
合を一切避けることができる。しかも、バルブステム５
７の下流側隔壁２１を存在させなくても、層状化にはほ
とんど影響がないことも確認されており、製造上大きな
利点を提供することができる。

【００４３】ここで、図１１はポート断面積と平均タン
ブル係数（タンブル流の回転速度／エンジン回転速度）
及び平均流量係数（全体としての流量）との関係を示す
ものである。ここで線ａはポート断面積と平均タンブル
比との関係を示し、線ｂはポート断面積と平均流量係数
との関係を示すものであり、■印は、吸気ポート部分４
６Ａ，４６Ｂの断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１
を十分に大きくした吸気ポートを備えた機関の平均流量
係数を示すものである。

【００４４】また、○は、通常のタンブル流の吸気ポー
トを備えた機関の平均タンブル比を示すものであり、●
は、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂでは、上側半部４６
Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大きくして、ポート断面積
を確保しているので、図に示すように、平均タンブル
比、平均流量係数ともに向上させることができる。

【００４５】これにより、タンブル比と流量係数との関
係は図１２に示すようなものとなる。この図１２におい
て△印は従来のタンブル流を用いた機関、☆印は隔壁２
１を設けてはいるものの、この隔壁２１により吸気ポー
ト部分４６Ａ，４６Ｂ内の断面積が低下している機関、
★印は本構造をそなえた機関であって吸気ポート部分４
６Ａ，４６Ｂの断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１
を十分に大きくしたものである。つまり、この図１２が
示すように、吸気ポート４６Ａ，４６Ｂに隔壁２１を設
けるだけでは、吸気流の層状化を促進しても流量係数が
低下してしまい、全開性能の低下してしまう不具合があ
る。ここで、★印が示すように、吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂの断面積の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１
を十分に大きくすることにより、タンブル比及び流量係
数を向上させることができる。このようにして、隔壁２
１を設けることによる吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの
断面積の減少を補うことができ、燃焼室３０内の強いタ
ンブル流及び機関の全開性能を確保することができるの
である。

【００４６】また、図１３は機関の回転トルク及び出力
とを示すものであって、図中、線ａおよび線ｃは本構造
をそなえた機関の特性を示すグラフ、線ｂ及び線ｄは従
来の吸気ポート構造をそなえた機関の特性を示すグラフ
である。まず線ａ及び線ｂは機関の回転速度とトルクと
の関係を示しているが、この２つの曲線にほとんど差は
なく、本構造をそなえた機関が従来よりも希薄な混合気
で運転しても従来の機関と同等のトルクを実現している
ことを示している。

【００４７】そして、線ｃ及び線ｄは機関の回転速度と
出力との関係を示すものであるが、これらの線ｃと線ｄ
とについても上述のトルク特性と同様に、ほとんど差は
なく、従来よりも希薄な混合気で運転しても従来の機関
と出力を得ることができることを示している。

【００４８】したがって、図１３に示すように、本構造
を備えた機関は吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂのタンブ
ル比及び流量係数が大きくなる結果、従来の機関と同等
のトルク、出力特性の内燃機関を実現することができ
る。

【００４９】このように、吸気ポート４６に隔壁２１を
設けて、かつ、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの略三角
形の断面の上側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１を十分に大
きくすることにより、トルク，出力とも従来の内燃機関
よりも低下させることなく、従来の内燃機関よりも希薄
な混合気で安定した燃焼状態を保ことができるととも
に、ＮＯ_Xをも低下することができる。また、同時に燃
費も向上させることができる。

【００５０】次にピストン上面の形状に関する変形例に
ついて図１４および図１５を用いて説明する。第１実施
例の図１，図３のエンジンは図４（ａ），（ｂ）のよう
な隆起部３７を有したピストン２６を備えていたが、こ
のピストンに代えて、図１４（ａ），（ｂ）に示すよう
なピストン２６ａを採用する。

【００５１】図１４（ａ），（ｂ）のピストン２６ａは
その上面に隆起部３７ａを有する。隆起部３７ａの頂上
２３２は、頂面３４における仮想平面ＦＣの吸気ポート
４６の吸気開口側に位置している。隆起部３７ａの仮想
平面ＦＣ側の斜面ｖｆ３はピストン２６ａの上面に滑ら
かに連続するように構成されている。斜面ｖｆ３は、凹
状に形成され、かつ仮想平面ＦＣと直角でかつシリンダ
軸線Ｌを含む平面（タンブル流Ｆの幅方向中心）に関し
て対称な形状である。

【００５２】この図１４（ａ），（ｂ）の変形例におい
ては、斜面ｖｆ３が上述のとおり凹状であるので、タン
ブル流Ｆａ，Ｆｍは、ピストン２６ａの上面からシリン
ダボア内壁面に沿うように方向を変える際に、全てタン
ブル流Ｆｍの中心に寄ろうとする。しかし斜面ｖｆ３が
タンブル流Ｆａの幅方向の中心面に関して対称であるの
で、タンブル流Ｆａ，Ｆｍの層状状態は崩れることがな
い。

【００５３】次の変形例は、図１５（ａ），（ｂ）に示
すようなピストン２６ｂを採用している。図１５
（ａ），（ｂ）のピストン２６ｂはその上面に凹部３５
及び隆起部３７ｂを有する。このうち隆起部３７ｂの頂
上２３２は、頂面３４における仮想平面ＦＣの吸気ポー
ト４６の吸気開口側に位置している。他方、凹部３５は
頂面３４における仮想平面ＦＣ側に隣接して位置してい
る。隆起部３７ｂの仮想平面ＦＣ側の斜面ｖｆ４は、仮
想平面ＦＣ上でシリンダ軸戦Ｌと直交する仮想線Ｌ１に
対して、これと平行な直線の集合により形成されてい
る。

【００５４】この図１５（ａ），（ｂ）の変形例におい
ては、隆起部３７ｂと共に凹部３５が設けられているの
で、タンブル流Ｆａ，Ｆｍがシリンダボア内壁面からピ
ストン２６ｂの頂面に沿うように方向を変える際に、タ
ンブル流Ｆａ，Ｆｍの層状状態がより綺麗に保たれる。

【００５５】ここで、図１６には、従来のピストン上面
がフラットのエンジンの特性をＮ線で、図１の内側壁ｖ
ｆ１を有するピストン上面のエンジンＥの特性をＡ線
で，図１５（ａ），（ｂ）の凹部３５及び内側壁ｖｆ４
を有するピストン上面のエンジンの特性をＣ線で示し
た。ここでは燃焼安定性と、図示出力と、ＮＯ_X低減率
を順次示した。この試験は一定燃料量で空気量を変化さ
せることで空燃比を変更しており、この場合の図示出力
の差は、燃費の差を示すこととなる。

【００５６】ここでリーン限界空燃比は標準タイプと比
べ、タイプＡで１、タイプＣで２改善された。その結
果、リーン限界時のＮＯ_XはタイプＡで５０％、タイプ
Ｃで１６％まで低減される。

【００５７】次に吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ内にお
ける隔壁２１の変形例を図１７を用いて説明する。この
変形例は、隔壁２１に代えて、吸気ポート部分４６Ａ，
４６Ｂ内のほぼ下側半部にのみに隔壁２１Ｑを設けたも
のである。しかし、上述したようにインジェクタ１２が
吸気ポート４６の分岐部４６Ｃより上流側で、吸気ポー
ト上面側から下方に向けて配設されている。燃料が吸気
ポート下面側に集まりやすいため、隔壁２１Ｑのように
吸気ポートの比較的下面側にのみ設置した場合にも、中
央通路４と側方通路５によるタンブル流Ｆａ，Ｆｍの層
状化が十分可能である。

【００５８】次にインジェクタ１２の配置および方向と
隔壁２１との関係の変形例について、図１８〜図２５を
用いて説明する。図１８，図１９のインジェクタ１２軸
線方向６に示すように、インジェクタ１２は吸気ポート
４６の下部側からこれら吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂ
の下流側の斜め上方に向けて燃料を噴射する。そして、
斜め上方に噴射された燃料は、吸気ポート４６、吸気ポ
ート部分４６Ａ，４６Ｂ内の中央通路４を通じて燃焼室
３０内に吸気される。

【００５９】図２０は図１９の隔壁２１に代えて、吸気
ポート上面側から垂下し、上半部のみに隔壁２１Ｃを設
けたものである。これら図１９および図２０に示す変形
例によれば、燃料がインジェクタ噴射軸線６に沿って、
上面側内壁８に向けて噴射され、点火プラグ１１近傍に
形成された混合気のタンブル流Ｆｍでは、このタンブル
流Ｆｍのタンブル流心内側の流れよりも点火プラグ１１
近傍のタンブル流心外側の流れの方が濃い混合気とな
る。したがって、より希薄燃焼を安定して成立させるこ
とができる。

【００６０】次に、インジェクタ１２の噴射に関する変
形例を、図２１の（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
（ａ）はサイアミーズ型吸気ポート４６の分岐部４６Ｃ
に向けて燃料を噴射するもので、分岐部４６Ｃに燃料を
積極的に衝突させた後、拡散した燃料を吸気ポート部分
４６Ａ，４６Ｂ内の中央通路４に流入するようにしたも
のである。この吸気ポート４６の分岐部４６Ｃは、イン
ジェクタ１２の噴射方向に対して、ほぼ直交するような
積極的な衝突面を有しており、この衝突面に衝突した燃
料を拡散させるようになっている。

【００６１】（ｂ）は燃料噴射孔を２つ備えたインジェ
クタ１２を用いるタイプのもので、各燃料噴射孔から噴
射された２つの燃料の流れは、それぞれ各吸気ポート部
分４６Ａ，４６Ｂの中央側通路に直接流入していく。こ
の場合は吸気ポート４６の分岐部４６Ｃは曲面状に形成
されて、吸気流の吸気抵抗を低減している。

【００６２】（ｃ）は、燃料噴射孔が１つのインジェク
タ１２を用いて、各隔壁２１、２１には燃料が付着しな
いように、中央通路４内に向けて直接燃料を噴射するタ
イプのものである。この場合、燃料が吸気とともに滑ら
かに吸入されるように、吸気ポート４６の分岐部４６Ｃ
を鋭角的に形成している。

【００６３】（ｄ）は上述の（ｃ）とは逆に、燃料を積
極的に各隔壁２１、２１までにわたって広角に向けて噴
射するインジェクタを用いるタイプのものである。この
場合は吸気ポート４６の分岐４６Ｃは、抵抗を減らすべ
く上記（ｂ）と同様に曲面状に丸められている。なお、
上述の（ａ）〜（ｄ）はインジェクタ１２に関する噴射
の変形例であって、インジェクタ１２の配設位置や噴射
軸線６はいずれも第１実施例と同一である。

【００６４】次にバルブステム５７と隔壁２１の配置と
のバリエーションについての変形例を図２２〜図２４を
用いて説明する。上述したとおり、本願発明の第１実施
例では、図６に示すように隔壁２１を幅狭に形成してい
る。これは隔壁２１の内側の面１２１Ａを、バルブステ
ム５７の内側表面より、側方側通路５に偏倚させている
のである。これによって、隔壁２１の面１２１Ａに沿っ
て流れる混合気中の燃料噴霧が図６中Ｐで示すような方
向で、点火プラグ１１の近傍への集中させる効果を得る
ことができる。

【００６５】図２２に示すバリエーションは、第１実施
例と同様な効果を得る目的で、バルブステム５７の内側
表面よりも、隔壁１２１Ａの内面が側方通路５に偏倚さ
せると共に、隔壁２１の中心線自体もバルブステム５７
の軸線より側方通路５側に偏倚させたものである。

【００６６】図２３，図２４に示すようなバリエーショ
ンのものも考えられる。隔壁１２１Ｂ，１２１Ｃの上流
側及び中間部をバルブステム５７の軸心よりも外側に偏
倚する。そして、隔壁１２１Ｂ，１２１Ｃの下流部１２
２，１２３における着火手段側隔壁（内壁面）１２２
ａ，１２３ａが、中央通路側４の吸気流を点火プラグ１
１側に向けるように中央寄りに向けて傾斜されている。
この場合には、吸気流がより滑らかに点火プラグ１１側
に向けられ、エンジンの希薄燃焼化をより促進でき、層
状燃焼エンジンに極めて有効である。なお、図２３に示
す例では、隔壁１２１Ｂの内壁面１２２ａのみが屈曲し
ていて、隔壁１２１Ｂの外壁面は平面状になっている。
また、図２４に示す例では、隔壁１２１Ｃの厚みがその
全長にわたってほぼ一定に設定されて、隔壁１２１Ｂの
内壁面１２２ａとともに外壁面も屈曲形成されている。

【００６７】このように隔壁の少なくとも内側面をバル
ブステム５７の内側面よりもやや側方通路側に偏倚させ
るか、あるいは隔壁の下流側端の内壁面自体を中央通路
側に傾斜させることで、隔壁の内壁面に沿って流れる混
合気中の燃料噴霧を点火プラグ側へ集中化させることを
を実現できるのである。そして、この混合気の点火プラ
グ側への集中具合は、例えば、内壁面１２１Ａの偏倚状
態や内壁面１２２Ａ，１２３Ａ自体の傾斜状態の設定に
応じて、層状度合を調整することができる。

【００６８】次に吸気ポート４６内に流入する吸気流の
方向に関した隔壁の構造のバリエーションとして、図２
５を用いて説明する。本実施例では隔壁２１の内壁と外
壁とがほぼ平行に設定されている。これは、製造上のこ
とから考えて形状を単純化したものである。吸気ポート
部分４６Ａ，４６Ｂ内を流入する吸気流を整流し、バル
ブステム５７の部分での吸気流の乱れを防止することを
考慮すると、図２５に示すように、隔壁２１の厚みをバ
ルブステム５７の上流側に行く程薄く形成し、さらに上
流側端部２１Ａでは極力薄く形成することが好ましい。
更に下流側のバルブステム５７に近付くにしたがって、
徐々にバルブステム５７の外径と略同等の厚さになるよ
うに形成することが好ましい。このようにすることで、
吸気流の流れは、隔壁２１及びバルブステム５７によっ
て乱れることなく、円滑に燃焼室３０に流入することが
できる。

【００６９】次に吸気ポート４６および同吸気ポート４
６の上流側に接続される吸気マニホールド１４の変形例
について図２６〜図２８を用いて説明する。上述のとお
り、本実施例では、吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂの上
側半部４６Ａ−１，４６Ｂ−１が下半部４６Ａ−２，４
６Ｂ−２より拡幅されている。しかし、さらに吸気ポー
ト４６の上流側に接続される吸気マニホールドの形状を
も改良することにより、燃焼室３０内でより強いタンブ
ル流Ｆａ，Ｆｍを得ることができる。

【００７０】図２６において、符号１４はシリンダヘッ
ド２８の側面２８Ａに固定され吸気ポート４６の上流側
端に接続される吸気マニホールドである。そして吸気ポ
ート４６および吸気マニホールド１４の各部の断面形状
は、図２７に示されるように構成されている。つまり、
この吸気マニホールド１４では、各吸気ポート部分４６
Ａ，４６Ｂ内に滑らかに吸気が流れ込むように（即ち、
吸気の流速を低下させないように）、図２７（ａ）〜
（ｃ）に示すように、上流から下流に行くにしたがっ
て、断面形状を徐々に変化させ、吸気通路部分１４Ａ，
１４Ｂと接続している最下流側（図２７（ｃ））では、
吸気ポート部分４６Ａ，４６Ｂと吸気マニホールド１４
との各断面形状がほぼ一致するように形成されている。

【００７１】つまり、この吸気マニホールド１４内は、
２つの吸気通路部分１４Ａ，１４Ｂにより、各吸気ポー
ト部分４６Ａ，４６Ｂの断面形状と同様に、下流に行く
にしたがって、上側半部１４Ａ−１，１４Ｂ−１を下側
半部１４Ａ−２，１４Ｂ−２よりも相対的に拡幅された
偏心形状になるように形成されいる。

【００７２】これによって、吸気は吸気マニホールド１
４内の２つの吸気通路１４Ａ，１４Ｂで吸気流心４５が
上側半部１４Ａ−１，１４Ｂ−１へ偏心されて吸気ポー
ト部分４６Ａ，４６Ｂに流入するので、各吸気ポート部
分４６Ａ，４６Ｂでのタンブル流の形成をさらに促進す
るようになっている。

【００７３】さらに、本実施例では吸気ポート内だけに
隔壁を設けたが、図２８に示すように、吸気マニホール
ド１４に各吸気通路部分１４Ａ，１４Ｂを左右方向に二
分するような隔壁１５、１５を設けることも可能であ
る。この隔壁１５は、各吸気通路部分１４Ａ，１４Ｂの
上端から下端にわたって設けられており、これにより各
吸気通路部分１４Ａ，１４Ｂ内では、それぞれ、吸気流
の中央側通路４’とのこの側方通路５’とに二分される
ようになっている。この隔壁１５は、吸気マニホールド
１４の下流側端、つまり、吸気ポート部分４６Ａ，４６
Ｂとの接合面近傍まで設けられおり、隔壁１５により吸
気マニホールド１４および吸気ポート部分４６Ａは、吸
気流は中央通路４，４’と側方通路５，５’とに分離す
るようになっている。これにより中央通路４，４’と側
方通路５，５’とに分岐した吸気流が混合気と空気とに
完全に分離され、燃焼室３０内のタンブル流Ｆａ，Ｆｍ
の層状化をより強化することができる。また、本実施例
の吸気ポートおよび吸気マニホールドの断面形状は、上
側半部が拡幅された形状となっているが、本発明の吸気
ポートおよび吸気マニホールドの断面形状はこれにこだ
わることなく何れの形状でもよい。すなわち、本発明は
直線的な吸気ポートと、吸気を整流する隔壁と、斜面を
有した隆起部を持つピストン２６によってタンブル流Ｆ
ａ，Ｆｍが生成されるものである。

【００７４】

【効果】本発明は、燃焼室の層状化をより完全に行う
ために燃焼室内により吸気ポート内に設けられた隔壁で
吸気流を整流することと、ピストン頂点のうち仮想平面
の少なくとも一側にその頂上を有した隆起部の仮想平面
側斜面によってタンブル流を助長し、さらに隔壁によっ
て仕切られた吸気ポートの点火プラグに対応した吸気流
に燃料を噴射するので、空燃比の大きい希薄燃焼を可能
にする層状燃焼内燃機関を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての層状燃焼内燃機関を
示した模式的斜視図である。

【図２】吸気ポートの要部構成を示す模式的上面図で、
図１におけるＡ矢視図である。

【図３】燃焼室の要部構成を示す模式的側面図で図１に
おけるるＡ’矢視図である。

【図４】ピストン上面形状を詳細に示す模式的斜視図で
ある。

【図５】吸気ポート構造の構成を示す模式的な部分断面
図であり、図２におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図６】燃焼室内での構成を示す模式的上面図で図１に
おけるＡ矢視図である。

【図７】吸気ポート構造の構成を示す模式図であって図
１におけるＡ’矢視図である。

【図８】吸気ポート構造の構成を示す模式図であって図
１におけるＨ矢視図（ｂ）〜（ｇ）はそれぞれ図７にお
けるＳ１−Ｓ１断面からＳ６−Ｓ６断面までの断面図で
ある。

【図９】吸気ポート構造を示す模式図であり図５におけ
るＢ−Ｂ断面図である。

【図１０】本発明の吸気ポート構造の効果を示すグラフ
である。

【図１１】本発明の吸気ポート構造の効果を示すグラフ
である。

【図１２】本発明の吸気ポート構造の効果を示すグラフ
である。

【図１３】本発明の吸気ポート構造の効果を示すグラフ
である。

【図１４】ピストン上面形状を詳細に示す模式的斜視図
であり、図４の変形例である。

【図１５】ピストン上面形状を詳細に示す模式的斜視図
であり、図４の変形例である。

【図１６】本発明のピストン上面形状の効果を示すグラ
フである。

【図１７】本発明の吸気ポート構造の構成を示す模式図
であり、図５の変形例である。

【図１８】層状燃焼内燃機関の構成を示した模式的斜視
図であり、図１の変形例である。

【図１９】図１８に示す実施例の吸気ポート構造を示す
模式的な部分断面図であり、図５に対応する図である。

【図２０】図１９に示す吸気ポート構造の変形例を示す
模式的な部分断面図である。

【図２１】吸気ポート内における燃料噴射の種類を示す
模式図である。

【図２２】本発明の吸気ポート構造の隔壁構造の変形例
を示す模式図である。

【図２３】本発明の吸気ポート構造の隔壁構造の変形例
を示す模式図である。

【図２４】本発明の吸気ポート構造の隔壁構造の変形例
を示す模式図である。

【図２５】本発明の吸気ポート構造の隔壁構造の変形例
を示す模式図である。

【図２６】本発明の吸気通路構造を示す模式図であり、
図７の変形例である。

【図２７】本発明の吸気通路構造を示す模式図であり、
図２６のＲ１−Ｒ１〜Ｒ６−Ｒ６断面およびＧ−Ｇ断面
図である。

【図２８】本発明の吸気通路構造の変形例を示す模式図
でさり、図２７（ｃ）に対応する図である。

【図２９】従来の層状燃焼内燃機関を示す模式的斜視図
である。

【図３０】従来の層状燃焼内燃機関を示す模式的断面図
である。

【符号の説明】

１Ａ吸気ポート４６Ａの軸心線１Ｂ吸気ポート４６Ｂの軸心線４中央通路５側方通路６噴射軸線１１点火プラグ１２インジェクタ１３膨らみ２１隔壁２１Ａ隔壁２１の上流端部２１Ｂ隔壁２１の下流端部２２シリンダブロック２４シリンダ２６ピストン２８シリンダヘッド３０燃焼室３４ピストン頂面３７隆起部３９バルブリセス４６吸気ポート４６Ａ，４６Ｂ吸気ポート部分４６−１吸気ポート上部４６Ａ−１，４６Ｂ−１吸気ポート部分上部４６−２吸気ポート上部４６Ａ−２，４６Ｂ−２吸気ポート部分下部４６Ｃ吸気ポート分岐部４７排気ポート５７バルブステム５８吸気弁６０シリンダヘッド下面６０ａ，６０ｂシリンダヘッド下面の斜面６１排気弁１２１Ａ隔壁２１の中央通路側表面２３２隆起部頂上ｖｆ１斜面ｖｆ２外側斜面ＦＣ仮想平面ＳＦスキッシュＬ１仮想線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｂ 9429−3ＧＰ 9429−3Ｇ (72)発明者竹村純東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者北田泰造東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者秋篠捷雄東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者田村保樹東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者畠道博東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者岩知道均一東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者元持政行東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者松尾俊介東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者村上信明東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者古川恵三東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ内面と同シリンダ内に嵌挿される
ピストンの上面とシリンダヘッド下面とで定められた燃
焼室と、上記燃焼室天井中心近傍に設けられた点火プラ
グと、上記シリンダヘッド下面におけるシリンダ軸線を
含む仮想平面の一側に２つの吸気弁によって開閉される
２つ吸気流開口と、吸入空気により上記燃焼室内のほぼ
全体において互いに平行でかつ同じ向きのタンブル流を
生成するように上記吸気開口から上記シリンダヘッド下
面に沿って上記仮想平面の上記一側から他側に吸気を流
入する吸気ポートと、同吸気ポートの上側内面から下側
内面に向かって延設され上記吸気ポートを複数に区画し
同タンブル流を互いに平行な複数の流れに区画する２つ
の隔壁と、上記点火プラグに対応する位置のタンブル流
を生成する吸気のみに燃料を供給することによって吸気
行程で上記燃焼室内に層状のタンブル流を存在せしめる
燃焼供給手段と、上記ピストンの頂面に上記タンブル流
の流れ方向に沿った上記仮想平面の少なくとも一側にそ
の頂上を有し上記仮想平面側の斜面によって上記層状の
タンブル流を助長する隆起部とを備えたことを特徴とす
る層状燃焼内燃機関。
【請求項２】上記ピストン頂面が上記隆起部の上記仮想
平面側に隣接する凹部を備え、上記凹部が上記隆起部の
上記斜面と滑らかに連続する表面を有したことを特徴と
する請求項１記載の層状燃焼内燃機関。