JPS5865931A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料消費率を著しく改善すべく燃焼室を改良
した火花点火式の内燃機関に関するものである。

内燃機関における熱効率の同上には、圧縮比を高くする
ことが有効的であるが、圧縮比を高くすると低速域にお
いてノ・ソ士ンクが発生するから、圧縮比の向上には一
定の限界があり、実用燃費の同上を図ることができなか
った。そして、ノツ＋−Ｊりの発生を燃焼室の改良によ
って抑制するには、（１）、燃焼室内にのぞむ点火栓か
ら燃焼室隅々までの距離、つまり火炎伝播距離を出来る
丈短かくして燃焼室を：］、？、Ｉパクト化すること。

（２）、燃焼室内の吸気混合気に出来る丈乱流を与えて
火炎伝播速度を回」ニジ、燃焼時間を短縮すること。

（３）、燃焼室内にのぞむ点火栓から遠い箇所における
温度を出来る丈低くすること。

などの手段があることは周知の通りであり、また、第２
の手段としては、燃焼室への混合気の吸気に際してスワ
ールを与えること、燃焼室の周辺にス十ツシュエリアを
設けること及びこれらを併用することが知られている。

しかし、従来のり０スフロー型の内燃機関（吸気混合気
が機関におけるクランク軸線と平行な一側面から入り、
排気）５スが反対側の側面から流出するように、クラン
ク軸線に対してこれをクロスして流れるようにしたもの
〕でに１：、機関の平面視においてシリ、７情の中心を
通ってクランク軸線と同方向の長手中心線Ｃ以下単に長
手中心線と称す）を挾んで、端カスを温度の低い吸気弁
側に士！１つていくため片側に点火栓及び排気ボー１−
？ｒ、（１１側に吸気ボートを各々配設するのか普」１
１ｊであった。ところか、このよう［１，＝手中心線よ
り片側に排気ポートと点火栓とを設けることＬ［、シリ
′Ｊタヘッド内における冷却水ジ１フケツＩ−を流れる
冷却水に対して、排気ホード管及び点火栓取付用ボスの
うちいずれか一方が他方の影になって、その影になった
８１５分の冷却性が著しく低下して、高温になるから、
前記第３の手段′を効果的に採ることができないのであ
り、しかも、点火栓とυ１気ボートとの間には、その一
方に対する冷却性の低下のため及び点火栓を高温の排気
ホーＩ〜からの熱的影衿を受けないようにするだめに町
成りの寸法の間隔を設けなければならず、換言すれば点
火栓は出来る丈排気ポートから離すようにしなければな
らないから、燃焼室はそれ丈広くなって１ｎ記第１の手
段を十分に充足できず、且つ燃焼室が広くなることは、
その周囲に形成されるス士ツシュエリアが小さくなるの
で、前記第２の手段に対しても不十分であった。

本発明は、この種のクロスフロー型の内燃機関において
、従来長手中心線に対して排気ポート側に設けられてい
た点火栓を、長手中心線に対して吸気ボート側に設ける
ことに」：す、点火栓を排気ポート側に設けた場合にお
ける排気ポートの冷却性の低下を防止し、燃焼室内にお
ける排気ボート箇断付近の温度を下げることができるよ
うにして前記第３の手段を具備させ、一方、点火栓を吸
気ボートと同じ側に設けることによって点火栓に対する
熱的影響を少なくできる分だけ点火栓を排気ポート及び
吸気ボートに近づけるようにして、燃焼室のコンパクト
化を図り、ｉｎ記第１の手段を具備させると共に、燃焼
室を］ンバク１−化できることでその分ス＋ツシュエリ
アの拡大を図るものであり、更にこれに加えて、大き々
ス士１υシュエリアからの強いス＋ツシュ流にて、吸気
ポーＩ・からの吸気混合気のスワール流を加速し、且つ
激しい乱流を生ずるようにして、１０記第２の手段をも
十分に具備できるようにしたものである。

以下本発明を実施例の図面について説明するに、図にお
いて（１）はシリンタブロック、（２）はシリンタヘッ
ド、（３）はシリンタづロック（１）のシリンタボア（
４）内を往復動するピストン、（５）け前記シリンづへ
・υド（２）の下面を四重せて形成した球形又は多球形
の燃焼室、（６）は該燃焼室（５）内にのぞむ点火栓、
（７）はｉｆＪ記シリンダヘッド（２）の平面視におい
て、シリンタポア（４）の中心（８）を通って機関のク
ランク軸（図示せず）と同方向の長手中心線（９）に対
して平行な一側面（１０と燃焼室（５）とを連通する吸
気ボート、（１１）は長手中心線（９）に対して平行な
（ｌｖ側面（１２）と燃焼室（５）とを連通ずる排気ポ
ートを各々示し、前記吸気ボート（７）の燃焼室（５）
への開口部（７）′及び排気ポー５− １−　（Ｉｌｌの燃焼室（５）への開口部（１１’は、
前記長手中心線（９）を挾む両側で且つシリ′Ｊタポア
（４）の中心（８）を通って長手中心線（９）と直角方
向の直交中心線（１３）を挾む両側の領域内に各々位置
しており、吸気ボート開口８１宣７）／にはシリンタボ
ア（４）の軸線（１４）に対して外向きに適宜角度（θ
１）たけ傾斜した吸気弁（１５）が、また、排気ボート
開口部（Ｉす′にはシリンタボア（４）の軸線（１４）
に対して前記吸気弁（１５）とは逆の外向きに適宜角度
（θ２）だけ傾斜した排気弁（１６）が各々設けられ、
前記点火栓（６）は、前記排気ボー１−　（Ｉｌｌの開
口部（Ｉ　ｌ）’に対して長手中心線（９）を挾んで対
向する部位、つまり長手中心線（９）に対して吸気ホー
ド（７）と同じ側で且つ直交中心線（１３）を挾んで吸
気ボート（７）とは反対側の部位において燃焼室（５）
内にのぞむように、シリンタヘッド（２〕に螺着されて
いる。更に前記吸気ボート（７）の中途部は、その開口
部（７）′より燃焼室（５）に入る混合気が、点火栓（
６）をかすめて排気弁ＱＧＩの真下部に向うようなスワ
ール流となるように平面視において湾曲されている１、 前記燃焼室（５）において吸気ボート開口部（７）’、
排６一 気ポート開口部（Ｉｌｌ’及び点火栓（（１）を囲む周
輪郭（１７）ｌｄ、点火栓（６）の付近及び吸気ボー）
・開口部（７）′と排気ポート開口部（１げとの間にお
いて、名々入り込み部（１η１１１η′を有すように、
シリンダボア（４）の内輪郭（１８）より内側に入り込
んで、点火栓（０）付近の外周部及び点火栓＋６１　Ｋ
対してシリンダボア中心（８）を挾んで対角をなす部位
に、ヒスＩ−ｙ　（３）の頂面（３）′に対するス＋゛
ソシュエリアｔｌ！＋＋　’２ｆｌ）が、点火栓（６）
、吸気ボート開口部（７）ｌ及び排気ボート開口ｔｉｆ
ｌ　（Ｉｌｌ’を囲むように形成されている。捷た、点
火栓（６）側におけるス＋ツシュエリア（１９）と対角
をなす位置のス＋ツシュエリアｊ２０）は、点火栓Ｌ６
）　１ｌＩｌｌのス＋ツシュエリア（１９）より大きく
、そして−大きいス＋ツシュエリア７２ｉ１＋が吸気ボ
ート開口部（７）′を囲う箇所における燃焼室（３）の
内面には、吸気弁（１５）の傾斜角（θ、）吉略同じ０
４′１斜角度（θ３〕のマスク面（２１）を形成する。

この構成において、ビス１〜ン（３）の丁降に伴う吸気
行程時に、吸気ホ−１−ｆ７）からの吸気混合気は、燃
焼室（５）内及びシリンダボア（４）内に、第３図に矢
印（５）で示すように点火栓（０〕をかすめたのちＪ９
１気弁る。

そして、吸気行程が終って吸気弁（１５）が閉じピスト
ン（３）の」−昇に伴う圧縮行程に入り、圧縮行程の終
期近くになると、ピストン（３）の頂面（３）′と両ス
＋ッシュエリア１１９１　ｊｚｏ）との間にス＋ツシュ
作用が起り、そのス＋ツシュ流が矢印（Ｉｌ（ｌ（Ｂｌ
にて示すように燃焼室（５）に向って噴出するから、燃
焼室（５）内のスワールは加速されると、共に激しく乱
流化されることになって、火炎伝播速度が同上されると
共に、混合気の燃焼時間が短縮されるのである。

この場合、吸気ボート（７）からの吸入混合気にスワー
ルを付与するに際し、吸気ボート（７）を湾曲させるこ
とのみては十分なスワールを付与することができないが
、大きなス士・ソシュエリア（２０）が吸気ホード開口
部（７）′を囲う箇所における燃焼室（５）の内面に設
けたマスク面ｔ２１）　Ｉ″ｉ、吸気弁（１５）が第１
図に二点鎖線で示すように開いたとき、当該吸気弁（１
５）のマスク面し１）側の箇所からの混合気の流出を少
なくするように規制できると共に、混合気を矢印（２）
の方向にカイトするので、矢印四方向のスワール流は、
マスク面（２１）の存在により吸気ホー１−　（７）の
湾曲のみによる場合とは比較にならない程強力化できる
のである。

一方、点火栓（６）を、排気ポー１−　ｔｌｌ）の開口
部（１げに対して長手中心線（９）を挾んで対向する部
位、つまり長手中心線（９）に対して吸気ボー１−　（
７）と同じ側で且つ直交中心線（１３）を挾んで吸気ボ
ー１−　（７）と１、反対側の部位に設けたことにより
、当ＩＴＡ点火栓（（１）取付は用のボスを長手中心線
（９）よりも４す１気ボー１〜（１１）側に設ける必要
はなく、長手中心線（９）より吸気ボート（７）側に設
けることができ、シリ−）クヘッド（２）における冷却
水ジＰケットは、長手中心線（９）より排気ポート（Ｉ
Ｉ）側では排気ポート（１りのみを冷却するたけで良い
から、排気ホード（１すに対する冷却が効果的に行なわ
れ、燃焼室（５）内において特に高温になる排気弁（１
６）付近の温度を下げることができるのである。

しかも、前記のようにυ１゛気弁（１０）付近の温度が
下がると吉、及び点火栓（６）に対する冷却がすｌ気ボ
ー９− ト（１りによって阻害されないことによって、点火栓（
６）の熱負荷が低減して、点火栓（６）を排気ポーＩ・
開口部（！１／及び吸気ボート開口部（７）’Ｋ　ｒｑ
成り近接することができるから、点火栓（６）から燃焼
室（５）の隅々寸での距離短かくできて、燃焼室を確実
にコンパクト化できるのであり、更にこのような燃・焼
室のコンパクト化は、同様にｎＮ記ス＋ツシュエリア（
１９）（２０）の増大をもたらすことかできるから、ス
＋ツシュ流による火炎伝播速度の同上及び燃焼時間の短
縮化に一層寄与できるのである。

以上の通り本発り］は、シリンタヘッドの下面を四重せ
て形成した燃焼室内に、シリーＪタヘッドの平面視にお
いてシリシダポア中心を通ってクランク軸と同方向の長
手中心線と平行な一側面に開口する吸気ボート長手中心
線と平行な他側面に開口する排気ポート、及び点火栓を
のそ捷せて１視る内燃機関において、前記吸気ホードの
燃焼室への開口部及び排気ポー１への燃焼室への開口部
を、前記長手中心線を挾む両側で且つシリシダボア中心
を通って長手中心線と直角の直交中心線を挾む両側１０
− の領域に、点火栓を＃ｌ：気ボートの開口部に対して長
手中心線を挾んで対向する部位に各々配設して成るもの
で、点火栓を長手中心線より吸気ボート側に設けたこと
で、燃焼室のコンパクト化を図ることができると共に局
部的な高温状態を解消することができ、且つこれに加え
て、スキッシュエリアを増大できると共にマスク面の存
在によって吸気のスワールを強力化できて、火炎伝播速
度の向上と燃焼時間の短縮化を促進できるから、これら
３つの相剰的作用によって、ノッキングを著しく抑制す
ることができ、従って、機関の圧縮比を高くできるから
、燃料消費率を著しく向上できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図及び第２図は機関
の要部の縦断正面図で、第１図は第３図の１−１視断面
図、第２図は第３図のＩ＋　−１１視断面図、第３図は
第１図及び第８図のｌ−１１１視底面図である。 （１）、、、シリンダブロック、（２１，、、シリンダ
ヘッド、ｆ３）　、　、　、ピストン、（４）、、、シ
リンダボア、（５）。 ５．燃焼室、（６）、、、点火栓、αＱ８０．−側面、
０２゜０．他側面、（７）、、、吸気ボート、（Ｉυ１
０．排気ボート、（９）、、、長手中心線、０３．。、
直交中心線、０７１゜６゜周輪郭、０１（イ）１１．ス
キッシュエリア、（２１）、、。 マスク面。 目　　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、シリ−）タヘッドの下面を凹ませて形成した燃
   焼室内に、シリシタヘッドの平面視においてシリ、−７
   タボア中心を通してクランク軸と同方向の長手中心線と
   平行な一側面に開口する吸気ボート、長手中心線と平行
   な油側面に開口する排気ポート、及び点火栓をのぞませ
   て収る内燃機関において、前記吸気ボートの燃焼室への
   開口部及び排気ポートの燃焼室への開口部を、前記長手
   中心線を挾む両側で且つシリンタボア中心を通って長手
   中心線と直角の直交中心線を挾む両側の領域に、点火栓
   を排気ポートの開口部に対して長手中心線を挾んで対向
   する部位に各々配設したことを特徴とする内燃機関。