JPH04125628U - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼室にいわゆるタンブル流を生じさせるよ
うにした内燃機関の燃焼の改善を図る。 【構成】 燃焼室の頂面における吸気弁１２，１３間に
ピストン側に隆起するスキッシュエリア２１を設け、ピ
ストンの上昇時ピストンとスキッシュエリア２１との間
で圧縮されて側方に押し出されたスキッシュ流がタンブ
ル流を積極的に攪拌して、乱れのスケールを小さくする
ようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、タンブル流（縦スワール）を形成させる吸気２弁エンジンの燃焼室 の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関においては、燃焼室内にリッチな混合気と空気とを層状に供給して燃 焼の改良を図ることがなされている。即ち、リッチな混合気に点火することによ り、全体としての混合気がリーンであっても燃焼を可能とするものであり、これ により、エンジンの燃費を向上できるばかりでなく、エンジンの有害排出物を低 減でき、さらにはエンジンのノックをも効果的に防止することができるのである 。

【０００３】 上記燃焼を達成するため、燃焼室内にリッチな混合気の層と空気又はリーンな 混合気の層とを明確に形成する燃焼室として図４に示すようなものが考えられて いる。

【０００４】 図４において、１はシリンダボア、２はその中のピストン、３はシリンダヘッ ドで、これらにより燃焼室４が区画構成されている。シリンダヘッド３の燃焼室 ４の頂面を形成するペントルーフ５の一方側の斜面には二個の吸気ポート６，７ がそれぞれ開口されている。吸気ポート６，７には互いに並行な導入通路８，９ がそれぞれ接続されている。導入通路８，９図示されていない吸気マニホールド に接続されている。吸気ポート６，７には図示されていないが吸気弁がそれぞれ 設けられており、また、一方の導入通路９内には燃料噴射弁１０が設けられてい る。

【０００５】 ペントルーフ５のもう一方の斜面には図示省略してあるが排気ポート、排気弁 が設けられている。なお、図中１１は点火プラグである。

【０００６】 上記燃焼室において、導入通路８，９、吸気ポート６，７よりそれぞれ導入さ れる空気及び混合気は、シリンダボア１の内壁に案内されて縦スワールすなわち タンブル流（パレルスワール流）となる。よって、まずリッチな混合気のタンブ ル流に点火することにより、リーンな混合気のタンブル流も良好に燃焼されるこ とができ、成層燃焼が可能となる。また、強力なタンブル流の流速の増大は、混 合気の燃焼を促進することにもなる。この結果、リッチな混合気とリーンな混合 気の全体の空燃比が理論空燃比よりも大きくても安定した燃焼が可能となるので ある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記構造においても、極めてリーンな運転条件またはリーン状 態で大量に排出ガス再循環（ＥＧＲ）を行った運転条件では、層流燃焼速度の低 下により、燃焼の安定性が損われることが確認されている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案では、上記課題を解決するため、まず、燃焼室での燃焼を解析した。ピ ストンが上昇して点火時期付近になると、タンブル流は押しつぶされ乱れといわ れる状態となるが、この乱れの特質は、強いが大きなスケール（乱れを形成する 渦の直径）をもつものである。

【０００９】 層流燃焼速度がさほど低くない場合には、スケールが大きいことによる弊害は 現われないが、層流燃焼速度の低下が大きいときはこの弊害が顕著になる。

【００１０】 そこで、本考案では、内燃機関の燃焼室の頂面にピストン側に隆起するスキッ シュエリアを形成したのである。

【００１１】

【作用】

上記燃焼室においては、ピストンの上昇によりタンブル流が押しつぶされて乱 れとなるとき、ピストンとスキッシュエリアとの間で圧縮されて側方、つまり燃 焼室中央に向けて突出したスキッシュ流が乱れを積極的にかき混ぜスケールを小 さくする。

【００１２】

【実施例】

図１には本考案の一実施例に係る燃焼室を斜め下方から見た様子を示し、図２ には燃焼室の概略断面を示す。シリンダヘッド３の燃焼室４の頂面を形成するペ ントルーフ５の一方の斜面には吸気ポート６，７が形成され、そこに吸気弁１２ ，１３がそれぞれ設けられている。吸気ポート６，７には導入通路８，９が接続 されている。ペントルーフ５のもう一方の斜面には排気ポート１４，１５が形成 され、そこに排気弁１６，１７がそれぞれ設けられ、排気ポート１４，１５には 排気通路１８，１９が接続されている。図中、２０は点火プラグの装着穴である 。

【００１３】 上記二つの吸気ポート６，７の間においてペントルーフ５には、下方（ピスト ン側）に隆起させてスキッシュエリア２１が設けられる。スキッシュエリア２１ は排気ポート１４，１５間にも設けてもよい。スキッシュエリア２１はシリンダ ヘッド３と一体成形される。

【００１４】 この燃焼空構造においては、図３に示すようにピストン２が上昇したときには 、ピストン２とスキッシュエリア２１との間で圧縮された混合気がスキッシュ流 となって燃焼室中央側に飛び出し、このスキッシュ流ＦＳによってタンブル流Ｆ は積極的にかきまぜられ、乱れのスケールも小さくなる。よって、層流燃焼速度 の低下をおぎない、極めてリーンな条件やリーンな条件下での高ＥＧＲの状態で の燃焼が安定する。

【００１５】 燃焼の改善は、乱れのスケール、つまり混合気渦流が小さくなることにより、 混合気渦流の火炎の伝播の表面積が大きくなり、しかも混合気渦流の内方への火 炎の伝播も促進されることになる。

【００１６】

【考案の効果】

本考案に係る燃焼室によれば、タンブル流の乱れのスケールをスキッシュ流で 積極的に攪拌して小さくするようにしたことにより、燃焼が改善され、リーンな 状態での燃焼を安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る燃焼室を斜め下方から見た斜視
図である。

【図２】一実施例に係る燃焼室の概略断面図である。

【図３】実施例における作用を説明する概略断面図であ
る。

【図４】タンブル流を発生させる燃焼室の一例の概略斜
視図である。

【符号の説明】

１ シリンダボア ２ ピストン ３ シリンダヘッド ４ 燃焼室 ５ ペントルーフ ６，７ 吸気ポート １０ 燃焼噴射弁 １１ 点火プラグ １２，１３ 吸気弁 ２１ スキャッシュエリア

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内にシリンダボアの軸線方向に沿
   って流れる旋回流を生じさせるようにした内燃機関の燃
   焼室において、燃焼室頂面にピストン側に隆起してなる
   スキッシュエリアを設けたことを特徴とする燃焼室。