JPH0729220Y2

JPH0729220Y2 - 多弁式内燃機関

Info

Publication number: JPH0729220Y2
Application number: JP1988134248U
Authority: JP
Inventors: 淳一横山; 友則漆原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2003-10-14
Also published as: JPH0254326U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、２個以上の吸気弁を備える多弁式内燃機関の
燃焼室形状および燃料供給系に関する。

（従来の技術）吸排気弁を備える燃焼室に対して、吸気の流入および燃
焼ガスの排出をスムーズにするためには、燃焼室に接続
するポートと吸排気弁を着座させるバルブシートおよび
燃焼室壁の形状がそれぞれ重要である。

そこで例えば本出願人により実公昭51-21203号公報とし
て提案されたものは、第３図に示すように、シリンダヘ
ッド側燃焼室壁41が吸気弁42を着座させるバルブシート
端面43から連続した球面状に湾曲して形成され、吸気弁
42のリフトに伴って燃焼室に流入する吸気はバルブシー
ト端面43から球形燃焼室壁41に沿って流れることにより
抵抗を減らすようになっている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、このように燃焼室壁41がバルブシート端
面43に接する球の半径Ｒ₁で湾曲する場合、燃焼室壁41
の傾斜角度は例えばθ₅からθ₇へと徐々に小さくなるた
めに、吸気弁42のリフトに伴って燃焼室44に流入した吸
気は燃焼室壁41に沿って流れる過程で、第４図に矢印で
示すように、燃焼室44側に巻込まれる渦流が大きくな
り、充填効率を悪化させる要因になった。

また、第５図に示すように、燃焼室壁41がバルブシート
端面43に接する球よりも大きな半径Ｒ₂で形成された場
合、燃焼室壁41の傾斜角度はバルブシート端面43のθ₅
から例えばθ₈へと徐々に大きくなるために、吸気弁42
のリフトに伴って燃焼室44に流入した吸気は燃焼室壁41
に沿って流れる過程で、図中矢印で示すように、燃焼室
壁41から剥離する渦流が大きくなり、充填効率を悪化さ
せる要因になった。

また、複数の吸気弁を備える多弁式内燃機関では、一般
に燃焼効率を重視して燃焼室の中央部に点火栓を配置す
るが、前記球面状の燃焼室壁41を備える機関の場合、図
示しない吸気ポートから流入した燃料が燃焼室壁41に沿
って燃焼室中央の点火栓に導かれ、上記渦流の発生によ
り点火栓の電極が燃料にさらされてくすぶりを起こすと
いう不具合が生じた。特に低温始動時や暖機時には燃料
が増量されるにもかかわらず気化率が低いために液状の
まま燃焼室に流入した燃料が点火栓に付着して着火不良
を起こしやすく、これにより始動性や運転安定性が悪化
するとともに、未燃ガス量が増加するという問題があっ
た。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本考案では、シリンダヘッド
に複数の吸気弁を備えると共に燃焼室の略中央部に点火
栓を設けた多弁式内燃機関において、シリンダヘッドの
燃焼室壁に各吸気弁を着座させる各バルブシート端面か
ら円錐状に拡がる円錐面を、この円錐面の頂点の平面上
の位置が前記バルブシートの各開口中心点よりも内側に
位置するように、かつ側面から見てこの円錐面が相対す
る排気弁のバルブシートと略平行となるように形成し、
前記複数の吸気弁に共通する吸気ポートに各吸気弁に対
応して分岐ポート部を形成し、この分岐ポート部の分岐
点より上流側に燃焼噴射弁を設け、この燃料噴射弁は燃
料を各分岐ポート部に対応して少なくとも二方向に分岐
噴射するノズルを備えた。

（作用）上記構成に基づき、円錐面はその一部がバルブシートの
端面から相対する排気弁バルブシートと略平行となるよ
うに直線状に拡がっているため、吸気弁がリフトするの
に伴って燃焼室に吸引される吸気は、バルブシート端面
から円錐面に沿って直線的に流入することにより、燃焼
室壁により巻き込まれたり、燃焼室壁から剥離して渦流
が発生するようなことが抑制されて、燃焼室へとスムー
ズに流入し、これにより充填効率が向上する。

また、燃料噴射弁からの燃料噴霧は各分岐ポート部へと
分岐噴射されるが、各分岐ポート部に分岐する燃料噴霧
は互いに所定の角度で拡がるとともに、サイアミーズ形
の吸気ポートは各分岐ポート部が燃焼室に対してシリン
ダ外側方向（反シリンダ中心方向）に向いて接続されて
いるために、吸気弁とバルブシートとの間から燃焼室に
流入する燃料の分布は点火栓から離れたシリンダ外側の
方向に偏る。さらに、上記各円錐面の頂点が各吸気弁の
バルブシートの開口中心点よりも平面上内側に位置して
いるので、各円錐面はシリンダ外側方向に向けて傾斜し
ており、これにより円錐面に沿って流れる燃料が燃焼室
中央に集まるのが防止される。これらの結果、燃焼室の
中央に設けられた点火栓の電極に燃料が付着することを
防止して良好な着火性が保たれる。

（実施例）以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図または第２図に示すように、ペントルーフ型に傾
斜するシリンダヘッド１の燃焼室壁13には吸気ポート５
と、排気ポート６とがそれぞれ互いに対向して設けら
れ、各バルブシート7,8間の燃焼室中央部には１個の点
火栓４が設けられている。なお、図中２はピストン、９
は吸気弁、10は排気弁である。

吸気側バルブシート７には吸気弁９を着座させるバルブ
シート端面11が吸気弁中心線Ｏ₉に対して所定角度θで
拡がる円錐状に形成され、燃焼室壁13には吸気側バルブ
シート７の周囲にそのバルブシート端面11からほぼ同一
角度で円錐状に拡がる円錐面14がそれぞれ形成される。
この場合、第１図に示したように、前記円錐面14の頂点
Ｐ₂の平面上の位置が、バルブシート７の開口中心点を
通る２個の吸気弁中心線Ｏ₉,O₉よりも内側に位置するよ
うに、かつ第２図に示したように、側面から見たときに
円錐面14の一部が相対する排気弁バルブシート８と略平
行となるように設定されている。」排気側バルブシート８には排気弁10を着座させるバルブ
シート端面12が排気弁中心線Ｏ₁₀に対して所定角度で拡
がる円錐状に形成されるとともに、燃焼室壁13には排気
側バルブシート８の周囲にそのバルブシート端面12から
ほぼ同一角度で円錐状に拡がる円錐面15がそれぞれ形成
される。

燃焼室壁13には吸気側各円錐面14の外側（図中右側）に
はスキッシュエリア17が、排気側各円錐面15の外側（図
中左側）にはスキッシュエリア18がピストン頂面20と平
行に平面状にそれぞれ形成される。

吸気ポート５は、２つの吸気弁９に共通するサイアミー
ズ形とし、その途中から２つの分岐ポート部5a,5bに分
岐する。各分岐ポート部5a,5bは、燃焼室３の外側方向
に向いて接続し、平面図上燃焼室３を横切る中心線に対
して対称的に形成する。

分岐ポート部5a,5bの分岐点5cより上流側には、二方向
ノズル22を有する燃料噴射弁21を設ける。

燃料噴射弁21の二方向ノズル22は２つの噴口22a,22bを
備え、各噴口22a,22bからの燃料噴霧は図中a,bでそれぞ
れ示すように所定の角度で拡がり、各分岐ポート部5a,5
b内にそれぞれ分岐噴射される。この場合各噴口22a,22b
から噴射される燃料噴霧a,bは各円錐面14の頂点Ｐ₁の方
向に向けられている。

このように構成してあり、次に作用について説明する。

機関の吸気行程では吸気弁９がリフトするのに伴って、
吸気ポート５を通って燃焼室３に吸引される吸気は、バ
ルブシート端面11から円錐面14に沿って流入するが、円
錐面14の断面はバルブシート端面11から連続した直線状
に形成されているため、この吸気の流れが円錐面14によ
り巻き込まれたり、円錐面14から剥離して渦流が発生す
ることを抑制して燃焼室３への吸気の流入をスムーズに
し、充填効率を高められる。

機関の排気行程では排気弁10がリフトするのに伴って、
燃焼室３で排気ポート６に向かう排気ガスは、円錐面15
からバルブシート端面12に沿って流出するが、円錐面15
の断面はバルブシート端面12から連続した直線状に形成
されているため、円錐面15から排気ポート６に流出する
排気ガスの流れをスムーズにし、残留ガスを減少する。
これにより、部分負荷およびアイドル運転時に燃焼性を
改善するとともに、シリンダ19の温度を低下させて充填
効率の向上が図れる。

また、燃料は各噴口22a,22bから噴射される二方向の噴
霧a,bにより各分岐ポート部5a,5bへと供給されるが、各
噴口22a,22bからの燃料噴霧a,bは互いに所定角度で拡が
るとともに、サイアミーズ形の吸気ポート５は各分岐ポ
ート部5a,5bが燃焼室３に対してシリンダ外側方向（反
シリンダ中心方向）に向いて接続されているために、吸
気弁９とバルブシート11の間から燃料室３に流入する燃
料の分布は点火栓４から離れたシリンダ外側方向で大き
くなる。さらに、この燃料分布が大きくなるシリンダ外
側方向で、燃焼室壁13の各円錐面14はシリンダ外側方向
に向けて傾斜しているため、円錐面14に沿って流れる燃
料が燃焼室３の中央に集まることがなく、燃焼室３の中
央に配置された点火栓４の電極に燃料が付着することを
防止し、良好な着火性が保たれる。また、燃料は各分岐
ポート部5a,5bに分配されるので、燃焼室３の燃料分布
が偏ることも抑制できる。

（考案の効果）サイアミーズ形の吸気ポートを備える多弁式内燃機関に
おいて、燃焼室壁に各吸気弁のバルブシートからシリン
ダ外側方向に向けて円錐状に拡がる円錐面を形成すると
ともに、燃料噴射弁に吸気ポートの各分岐ポート部に燃
料を分岐噴射するノズルを設けたため、燃焼室で発生す
る渦流を抑えて機関の出力および燃費を改善するととも
に、燃焼室中央の点火栓電極に燃料が付着することを抑
制して、良好な着火性が保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すシリンダヘッドの底面
図、第２図はそのＡ−Ａ線に沿う断面図である。第３図
は従来例を示す断面図、第４図，第５図はそれぞれ作用
を示す断面図である。１……シリンダヘッド、２……ピストン、３……燃焼
室、４……点火栓、５……吸気ポート、5a,5b……分岐
ポート部、７……バルブシート、９……吸気弁、11……
バルブシート端面、13……燃焼室壁、14……円錐面、21
……燃料噴射弁、22……ノズル、22a,22b……噴口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダヘッドに複数の吸気弁を備えると
共に燃焼室の略中央部に点火栓を設けた多弁式内燃機関
において、シリンダヘッドの燃焼室壁に各吸気弁を着座
させる各バルブシート端面から円錐状に拡がる円錐面
を、この円錐面の頂点の平面上の位置が前記バルブシー
トの各開口中心点よりも内側に位置するように、かつ側
面から見てこの円錐面が相対する排気弁のバルブシート
と略平行となるように形成し、前記複数の吸気弁に共通
する吸気ポートに各吸気弁に対応して分岐ポート部を形
成し、この分岐ポート部の分岐点より上流側に燃料噴射
弁を設け、この燃料噴射弁は燃料を各分岐ポート部に対
応して少なくとも二方向に分岐噴射するノズルを備えた
ことを特徴とする多弁式内燃機関。