JPS61261619A - 2サイクルエンジンの燃焼室 - Google Patents

2サイクルエンジンの燃焼室

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JPS61261619A
JPS61261619A JP10341885A JP10341885A JPS61261619A JP S61261619 A JPS61261619 A JP S61261619A JP 10341885 A JP10341885 A JP 10341885A JP 10341885 A JP10341885 A JP 10341885A JP S61261619 A JPS61261619 A JP S61261619A
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dome
area
zone
cylinder
combustion chamber
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JP10341885A
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Toshinori Takeyama
竹山 敏範
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Yamaha Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2サイクルエンジンに係り、特にその燃焼室の
構造に関する。
〔従来技術〕
2サイクルエンジンの燃焼室においては、従来、例えば
特開昭51−29622号公報に見られるように、シリ
ンダ中心線上に位置するドームに、ピストン頂面の外周
側に向って広がるリング状のスキッシュゾーンを連続し
て設け、ピストンが上死点付近に達した際に、混合気を
スキッシュゾーンで圧縮してドーム内に噴出させ、混合
気をドーム内に集中させることで着火率と火炎伝播速度
を早め、高出力化を押し進めることが行なわれている。
ところが、このように火炎伝播速度を早めると、シリン
ダ内の圧力が急激に上昇するため、特にピストン頂面に
加わる衝撃が大きくなる。したがって、ピストン頂面が
叩かれるばかりでなく、このピストンの振動がシリンダ
やクランクケースに伝1    わり・これらが共振し
て不快な共鳴音が発生する)“    等、エンジン回
りからの騒音が大きくなる不具合があった。
この対策として、従来、点火プラグ側に進むに従って内
向きに傾斜されたドームの傾斜面を長く形成し、着火点
からスキッシュゾーンまでの距離を稼いで燃焼室内での
火炎の伝播速度を遅クシ、シリンダ内の圧力上昇を緩や
かにした例がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この先行技術の構成によると、ドームが
深くなることから、ピストンが上死点に達した際に、ス
キッシュゾーンで圧縮された混合気が点火プラグの近傍
にまで充分に行き亙らなくなる。
したがって、騒音は少なくなるものの、本来のスキッシ
ュ効果が損われてしまい、高回転域での出力が低下する
等の不都合が生じる。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明においては、ドームの傾斜面に沿う延長
線とスキッシュゾーンの最大径部分を通る平面との交線
によって囲まれる上記ドームと同心円状をなす面の面積
を$1、および上記スキッシュゾーンの最大径部分を通
る面の面積から上記面積S1を差し引いたリング状の面
の面積を82とした時、 81 <82 の関係に規定したことを特徴とする。
〔作用〕
この構成によれば、着火点に近いドームに対しスキッシ
ュゾーンが広くなり、スキッシュ効果に基づいて急激に
燃焼する混合気の量が実質的に少なくなるので、燃焼室
内での火炎伝播速度が遅くなる。この結果、クランク角
に対するシリンダ内の圧力上昇が緩やかとなり、その分
、ピストン頂面に加わる衝撃も少なくなる。したがって
、ピストンの振動が少なくなるから、シリンダブロック
やクランクケースの共振を防止することができ・エンジ
ン回りからの騒音を低く抑えることができる。
しかも、スキッシュゾーンが広くなった分、ドームが狭
くなるから、ピストンが上死点に達した際には、スキッ
シュゾーンで圧縮された混合気がドームの隅々にまで行
き亙る。このため、着火率が高く、火炎伝播が末端の混
合気にまで円滑になされるので、火炎伝播速度は遅くて
も、シリンダ内の圧力はこれまでと同等の値にまで上昇
し、高回転域での出力も同時に確保することが可能とな
る。
〔発明の実施例〕
以下本発明の第1実施例を、自動二輪車用の2サイクル
エンジンに適用した図面にもとづいて説明する。
第5図および第6図中符号1はシリンダブロック、2は
シリンダヘッドを示し、シリンダブロック1内にはシリ
ンダ1aが形成されている。シリンダ1aの内周面には
、ピストン3によって開閉される吸気口4、排気口5お
よび掃気口6が開設されており、この掃気口6は掃気通
路1を通じてクランクケース8内のクランク室8aに連
通されている。
上記シリンダ1aの頂部には、ピストン3が上死点付近
に達した際に、このピストン3の頂面3aとシリンダヘ
ッド2の対向面2aとの間で燃焼室9が形成される。こ
の燃焼室9はシリンダ1aの中心線01−01上に位置
するとともに、シリンダ1aの径方向に沿う断面形状が
円形のドーム10と、このドーム10の開口部に連続し
てピストン30頂面3aの外周側に向って広がるリング
状のスキッシュゾーン11とを備え、このスキッシュゾ
ーン11におけるピストン3の頂面3aと対面するスキ
ッシュ面11aは、径方向内側に進むに従って頂面3a
から離間する方向に傾斜されている。したがって、圧縮
行程において、ピストン3が上死点付近にまで上昇する
と、スキッシュゾーン11で圧縮された混合気がドーム
10内に噴出し、ドーム10内での混合気の流動が促進
される。
なお、ドーム10とスキッシュゾーン11との境界部分
には、周方向に連続して段部14が形成されている。
上記ドーム10の先端面10aには点火プラグ12が同
軸的にねじ込まれており、この先端面10aの径L1は
点火フラグ12のねじ部13の径と略同等に形成されて
いる。また、ドーム10の内周面は点火プラグ12側に
進むに従って径方向内側に向って傾斜された傾斜面10
bをなし、この傾斜面10bと先端面10aおよびスキ
ッシュゾーン11との境界部分は滑らかな曲面10c 
、 10cで結ばれているとともに、傾斜面10bにお
ける曲面10c 、 10c間には、一定の長さhに亙
ってドーム10の軸方向に沿う直線部10dが形成され
ている。
このような構成の燃焼室9においては、第1図に示すよ
うに、ドーム10の傾斜面10bに沿う延長線とスキッ
シュゾーン11の最大径部分を通る平面との交線によっ
て囲まれる上記ドーム10と同心円状をなす面の面積を
81、およびスキッシュゾーン11の最大径(ボア径)
部分の面積から上記面積S1を差し引いたリング状の面
の面積を82とした時、 81 <82 の関係に規定されている。
ところで、本発明者は内径×行程が56X50履の2サ
イクル単気筒水冷エンジンにおいて、上記面積81と8
2との面積比32/81を変化せしめて、夫々の場合の
エンジン騒音を測定する実験を行なった。なお、この実
験では騒音の測定位置をシリンダの側方50.−とした
第3図はその測定結果を示しており、上記S1<82の
関係が成立つ、つまり面積比が1.4を越えた時点から
エンジン騒音が従来レベルから急激に低下する事実が認
められた。
すなわち、この理由は、面積SLと82との関係を上述
の如く規定すると、ドーム10に比べてスキッシュゾー
ン11が広くなり、スキッシュ効果に基づいてドーム1
0内で急激に燃焼する混合気の農が実質的に少なくなる
ので、段部14の存在と相まってドーム10内で成長し
た火炎が、このドーム10内に比べて燃え難いスキッシ
ュゾーン11内にまで伝わるのに時間を要し、燃焼v9
内での火炎伝播速度が遅くなるためと考えられる。
このように、火炎伝播速度が遅くなると、クランク角に
対するシリンダ1a内の圧力上昇が緩やかとなり、ピス
トン3の頂面3aに加わる衝撃も少なくて済む。しかも
、上記面積S1が小さければ、ピストン3に加わる圧力
の大きい部分が、その頂面3aの中央部分の狭い範囲と
なるから、上記衝撃の減少と相まってピストン3の撮動
が抑えられる。
よって、シリンダブロック1やクランクケース8の共振
を防止することができ、エンジン回りからの騒音を低く
抑えることができる。
なお、本発明者はエンジン騒音の急激な低下が認められ
た燃焼室9において、上記傾斜面10bの延長線とスキ
ッシュゾーン11の最大径部分の平面とのなす角度θに
ついて調べたところ、上記S1<82の関係が成立する
場合には、θが61°以上となることが明らかとなった
。したがって、エンジン騒音を効率良く低下させるため
には、面積比82/81を2以上とし、かつ傾斜面10
bの傾斜角θを70’以上とすることが望ましい。
一方、本発明者は燃焼室9を上述の如き形状とした場合
において、クランク角に対するシリンダ内圧の変化を調
べたところ、第4図に示した如き結果が得られた。この
第4図からも明らかなように、内圧が最大となる時点が
、破線で示す従来に比べて僅かに下死点側にずれるもの
の、シリンダ内圧の変化についてはほとんど差異が認め
られない。
すなわち、この理由は、ドーム10内が狭くなることに
伴って、ピストン3が上死点に達した際には、スキッシ
ュゾーン11内で圧縮された混合気がドーム10内の隅
々にまで行き亙り、スキッシュ効果が充分に発揮される
ためと考えられる。したがって、火炎の伝播速度は遅く
とも、着火率が高く、火炎の伝播がスキッシュゾーン1
1内の末端の混合気にまで円滑に行なわれるので、シリ
ンダ内圧は従来と同等の値にまで上昇し、高回転域での
出力も同時に確保することが可能となる。
なお、燃焼室の寸法や各部の形状は上記実施例に特定さ
れるものではなく、例えば第8図に示した本発明の第2
実施例のように、傾斜面10bと先1110aとを結ぶ
曲面10cの半径Rをより大きく形成し、先端面10a
の径L1を点火プラグ12のねじ部13の径よりも大き
く形成するとともに、スキッシュ面11aの傾斜を逆に
小さくし、直線部10dの長さhを長くすると同時に、
角度θをより太きくしでも良い。
また、第9図に示す本発明の第3実施例のように、上記
先端面10a側の曲面10Cの半径Rを小ざくして、直
線部10dの長さhを長くしても良く、燃焼室の深さを
一定とした状態で、上記81 <82の関係を満足すれ
ば、傾斜面の長さや曲面の曲率および角度θ等は適宜変
化させることが可能である。
さらに、本発明に係る2サイクルエンジンは、、・1 
   自動二輪車用に制約されず、その他の車両や車両
以外の種々の分野にも適用可能である。
〔発明の効果) 以上詳述した本発明によれば、燃焼室内での火炎伝播速
度が遅くなり、シリンダ内の圧力上昇が緩やかとなるの
で、ピストン頂面に加わる衝撃が少なくなり、エンジン
回りからの騒音を低く抑えることができる。しかも、ピ
ストンが上死点に達した際には、スキッシュゾーンで圧
縮された混合気がドームの隅々にまで行き亙るので、本
来のスキッシュ効果が充分に発揮され、高回転域での出
力も同時に確保できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明の第1実施例を示し、第1
図は燃焼室の断面形状を示す構成図、第2図は第1図中
π線方向から見た矢視図、第3図および第4図は夫々特
性図、第5因は2サイクルエンジンの断面図、第6図は
第5図中Vl−VI線に沿う断面図、第7図はシリンダ
ヘッドの平面図、第8図は本発明の第2実施例の燃焼室
形状を示す構成図、第9図は本発明の第3実施例の燃焼
室形状を示す構成図である。 1a・・・シリンダ、2・・・シリンダヘッド、3・・
・ピストン、3a・・・頂面、9・・・燃焼室、10・
・・ドーム、10b・・・傾斜面、11・・・スキッシ
ュゾーン、12・・・点火プラグ。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第2図 dli7端は(52/S+) 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 シリンダの中心線上に同軸的に位置するとともに、この
    シリンダの径方向に沿う断面形状が円形のドームと、こ
    のドームの開口部に連続してピストン頂面の外周側に向
    って広がり、ピストンが上死点付近に達した際に、混合
    気を圧縮して上記ドーム内に噴出させるリング状のスキ
    ッシュゾーンとを備え、上記ドームの頂点中心部に点火
    プラグを同軸的に設けるとともに、このドームの内周壁
    を点火プラグ側に進むに従つて径方向内側に傾斜させ、
    かつ、この傾斜面をドームの軸方向に沿って直線状に形
    成した2サイクルエンジンの燃焼室において、 上記ドームの傾斜面に沿う延長線とスキッシュゾーンの
    最大径部分を通る平面との交線によつて囲まれる上記ド
    ームと同心円状をなす面の面積をS_1、および上記ス
    キッシュゾーンの最大径部分を通る平面の面積から上記
    面積S_1を差し引いたリング状の面の面積をS_2と
    した時、 S_1<S_2 の関係に規定したことを特徴とする2サイクルエンジン
    の燃焼室。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08277715A (ja) * 1996-05-13 1996-10-22 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車用2サイクル水冷エンジンの燃焼室

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