JPH04134126A - エンジンの燃焼室構造 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの燃焼室構造に関し、とりわけ、混
合気を専用に供給するポートをシリンダヘッドのボア中
央部に形成するエンジンの燃焼室構造に関する。

（従来の技術） 一般に、レシプロエンジンでは吸気ポートと排気ポート
とを備え、吸気ポートの開弁に伴って燃焼室に供給され
ようとする空気に燃料噴射し、これか混合気として吸気
ポートの開口部から燃焼室内に導入される。

また、前記吸気ポートおよび排気ポートに２弁づつ設け
て、バルブ慣性力を小さくするようにしたものかあるか
、いずれの場合にあっても供給ポートから混合気を導入
する場合は、燃料が燃焼室のライナー壁面に付着され易
く、この壁面に付着した燃料は未燃焼状態で排出されて
しまう。

このように、未燃焼で排出される燃料の量が増大スると
、リーンバーンするにも空燃比限界がいまひとつ伸びず
、エミッションも改善代が少なくなってしまう。

そこで、特開昭６１−２１５４２２号公報に示すように
混合気を専用に供給するための混合気専用供給ポートを
１つ設け、空気供給ポートから空気か導入される途中に
おいて、この混合気専用供給ポートを開弁して混合気を
導入し、空気供給ポートから導入された空気のスワール
に乗じて燃料の攪拌を行うようにしたものかある。

（発明が角了決しようとする課題） しかしながら、このように混合気専用供給ポートを設け
た場合にあっても、燃焼室に導入された混合気は、排気
バルブ部分の温度が最も高くなっているため、この排気
バルブ部分で霧化が最も促進されて燃焼され易くなると
いう現象が起こる。

このため、点火したときには排気バルブ側から徐々に燃
焼が始まり、温度の低い吸気バルブ側への火炎伝播に時
間が長くかかってしまう。

従って、最初の燃焼部分て多くの空気を使用してしまう
ため、最後の方で空気か不足して燃料の燃え残りか出て
しまい、依然として燃焼効率およびエミッションの向上
が充分に図れないという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、吸気側で
吸気流を促進させることにより吸気側の燃焼を強化し、
もって、全体的に急速燃焼を行わせることができるエン
ジンの燃焼室構造を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために本発明は、シリンダヘット
のボア中央部に混合気を導入するための中央吸気ポート
を開口すると共に、ボア周縁部に空気を導入するための
吸気ポートおよび燃焼ガスを排出するための排気ポート
を開口し、かつ、前記シリンダヘッドに、前記吸気ポー
トから燃焼室内に供給された吸気流を吸気ポート側に偏
向させるための偏向部を設けることにより構成する。

前記偏向部は、排気ポートの開口部周縁を吸気ポートの
開口部側でピストンヘッド側に突出させることにより設
けられる段部として構成することができる。

また、前記偏向部は、吸気ポートの開口部と排気ポート
の開口部との間において、シリンダヘッドから吸気ポー
ト側に向かってピストンヘッド側に突設して形成される
膨出部によっても構成することができる。

（作用） 以上の構成により本発明のエンジンの燃焼室構造にあっ
ては、ボア中央部に開口された中央吸気ポートから燃焼
室内に導入された混合気は、吸気ポートから導入される
空気により撹拌されるか、このときの吸気流は偏向部を
介して吸気ポート側に偏向させられるため、この吸気ポ
ート側に強いタンブル流を発生させることができ、比較
的温度が低くなる吸気ポート側での燃焼を強化すること
ができる。

従って、点火時には比較的温度が高い排気ポート側に限
らず、吸気ポート側にあってもその燃焼速度を大きくす
ることができ、全体の急速燃焼が達成される。

ところで、前記偏向部が、排気ポートの開口部周縁を吸
気ポートの開口部側でピストンヘッド側に突出させるこ
とにより設けられる段部として構成された場合には、吸
気流かこの段部に突き当たって下方に案内されることに
より、この吸気流が排気ポートの開口部側に行くのを阻
止して、吸気ポート側で強いタンブル流を発生させるこ
とができる。

また、前記偏向部か、吸気ポートの開口部と排気ポート
の開口部との間において、シリンダへ・ンドから吸気ポ
ート側に向かってピストンヘッド側に突設して形成され
る膨出部によって構成された場合には、吸気流がこの膨
出部に当たって、排気ポートの開口部側に行くのを阻止
できるため、同様に吸気ポート側に強いタンブル流を発
生させることかできる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

即ち、第１図から第３図は本発明の一実施例を示すエン
ジンの燃焼室構造を示し、第１図は要部断面正面図、第
２図はシリンダヘッドの要部底面図、第３図はバルブタ
イミングの説明図である。

本実施例のエンジンの燃焼室構造は第１図に示すように
、空気のみを燃焼室１０に供給する吸気ポート１２と、
燃焼室１０内の燃焼ガスを排出する排気ポート１４と、
燃焼室１０に混合気を供給する中央吸気ポート１６とが
設けられる。

前記中央吸気ポート１６の途中には図外の燃料噴射弁が
設けられ、この燃料噴射弁から中央吸気ポート１６内を
通過する空気に所定のタイミングをもって燃料が噴射さ
れ、この燃料と空気とが混合されることにより、これが
混合気として燃焼室１０内に供給されるようになってい
る。

前記吸気ポート１２および排気ポート１４は、第２図に
示したようにシリンダヘッド１８のボア周縁部にそれぞ
れ２つづつ形成される開口部２０ａ、２０ｂおよび２２
ａ、２２ｂに連通され、かつ、前記中央吸気ポート１６
はボア中央部に形成された開口部２４に連通される。

このとき、前記吸気ポート１２の開口部２０ａ。

２０ｂと、前記排気ポート１４ａ、１４ｂの開口部２２
ａ、５）２ｂとは、前記中央吸気ポート１６の開口部２
４を挾んで配置されている。

前記吸気ポート１２の開口部２０ａ、２０ｂ１．：は、
第１図に示したようにそれぞれ吸気バルブ２６が設けら
れると共に、前記排気ポート１４の開口部２２ａ、２２
ｂにはそれぞれ排気バルブ２８が設けられ、更に、前記
中央吸気ポート１６の開口部２４には中央吸気バルブ３
０が設けられ、これら各バルブ２６，２８．３０は図外
の動弁機構を介して所定のタイミングをもって開閉され
る。

第３図は前記各バルブ２６，２８．３０の開弁時期を示
すバルブタイミング特性で、開弁領域Ｅｘとなる排気バ
ルブ２８ａ、２８ｂが閉弁された後に、開弁領域Ｉｎと
なる吸気バルブ２６ａ。

２６ｂが開弁されるのは勿論のこと、中央吸気バルブ３
０は斜線部分に示すようにピストン３２の上死点（ＴＤ
Ｃ）近傍で、前記吸気バルブ２６ａ。

２６ｂに先んじて開弁されるようになっている。

ここで、本実施例にあっては第２図中斜線部分に示すよ
うに、排気ポート１４のそれぞれの開口部２２ａ、２２
ｂの周縁を燃焼室１０内に突設し、この突設部分３４の
給気ポート１２側に形成される段部３４ａを偏向部とし
て用いるようになっている。

即ち、前記偏向部とは、吸気ポート１２から燃焼室１０
内に供給された吸気流を吸気ポート１２側に偏向させる
ための手段を意味するものとする。

以上の構成により本実施例のエンジンの燃焼室構造にあ
っては、第３図のバルブタイミングに示したように、排
気行程の終了部分のピストン３２上死点（ＴＤＣ）部分
で中央吸気バルブ３０が開弁され、第１図に示したよう
に中央吸気ポート１６から燃焼室１０内に混合気（図中
、梨地状部分で示す。）か導入される。

次に１．ピストン３２が上死点を通過して下降が開始さ
れると、中央吸気バルブ３０が閉弁されると共に、吸気
バルブ２６ａ、２６ｂが開弁され、給気ポート１２ａ、
１２ｂの開口部２０ａ、２０ｂがら空気のみが燃焼室１
０内に供給される。

このとき、本実施例では前記排気ポート１４の開口部２
２ａ、２２ｂ周縁に突設部分３４が形成されているため
、前記吸気ポート１２の開口部１２ａ、１２ｂから燃焼
室１０内に導入された吸気流は、この突設部分３４の偏
向部としての段部３４ａに衝突して下方に折り返され、
かつ第１図中白抜き矢印で示すように吸気ポート１２側
に偏向されて、ここで強いタンブル流を発生させる。

従って、前記タンブル流により比較的温度が低い状態と
なる前記吸気ポート１２側で燃焼を強化することができ
、点火時には比較的温度が高い状態に保たれる排気ポー
ト１４側に限らず、吸気ポート１２側にあってもその火
炎伝播速度を速くすることができるため、燃焼室１０全
体において急速燃焼を達成することができる。

また、前記排気ポート１４の開口部２２ａ、２２ｂ周縁
に段部３４ａを形成したことにより、中央吸気ポート１
６の開口部２４から供給される混合気をこの段部３４ａ
に衝突させて、排気ポート１４側のライナー壁面１０ａ
方向に燃料が飛散されるのを防止することができるため
、ライナー壁面１０ａへの燃料付着を防止でき、更に、
前記タンブル流を強化できることと相俟って可及的に完
全燃焼を達成できる。

従って、本実施例では大幅に燃焼改善を行うことができ
、リーン限界の著しい向上を図ることができる。

第４図、第５図は他の実施例を示し、第４図は第２図に
対応したシリンダヘッドの要部底面図、第５図は第４図
中の■−ｖ線からの拡大断面図であり、この実施例を述
べるにあたって前記実施例と同一構成部分には同一符号
を付して重複する説明を省略して述べる。

即ち、この実施例ではシリンダヘッド１８の燃焼室１０
側を第４図中斜線で示す部分で突出させ、吸気ポート１
２の開口部２０ａ、２０ｂと排気ポート１４の開口部２
２　ａ、　　２２　ｂとの間に、偏向部としての膨出部
３６を形成する。

前記膨出部３６は、第５図に示したように吸気ポート１
２の開口部２０ａ、２Ｏｂ側を覆うように突設され、吸
気ポート１２から燃焼室１０内に導入されて排気ポート
１４の開口部２２ａ、２２ｂ方向に向かう吸気流を、図
中白抜き矢印で示すように下方に案内して、吸気ポート
１２の開口部２０ａ、２Ｏｂ側に強いタンブル流を発生
させる。

従って、この実施例にあっても前記実施例と同様に、吸
気ポート１２側の燃焼を強化することができ、未燃燃料
の発生を可及的に抑えて急速燃焼を可能とし、燃焼効率
の大幅な向上を達成することができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の請求項１に示すエンジンの
燃焼室構造にあっては、シリンダヘッドに、吸気ポート
から燃焼室内に供給され′た吸気流の偏向部を設けて、
吸気流を吸気ポート側に偏向させて強いタンブル流を発
生させるようにしたので、比較的温度が低くなる吸気ポ
ート側で燃焼を強化させて、燃焼室内の急速燃焼を可能
とすることができると共に、吸気流を吸気ポート側に偏
向させて吸気させることにより、ライナー壁面への燃料
付着を低減して完全燃焼を可及的に達成することができ
、特に、リーン限界の向上を図ることができる。

また、本発明の請求項２にあっては、前記偏向部が、排
気ポートの開口部周縁を吸気ポートの開口部側でピスト
ンヘッド側に突出させることにより設けられる段部とし
て構成されたので、単に排気ポートの開口部を突設させ
るという簡単な構成をもって偏向部としての機能を発揮
することができる。

更に、本発明の請求項３にあっては、前記偏向部が、吸
気ポートの開口部と排気ポートの開口部との間において
、シリンダヘッドから吸気ポート側に向かってピストン
ヘッド側に突設される膨出部によって構成されたので、
この膨出部の形状を任意として最適状態に設定し易いた
め、吸気ポート側に理想とするタンブル流を発生させ易
くなるという各種優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるエンジンの燃焼室構造の一実施
例を示す要部断面側面図、第２図は本発明の一実施例に
用いられるシリンダヘッドの要部底面図、第３図は本発
明に適用されるバルブタイミングを示す説明図、第４図
は本発明の他の実施例を示すシリンダヘッドの要部底面
図、第５図は第４図中のｖ−■線の断面図である。 １０・・・燃焼室 １２・・・吸気ポート １４・・・排気ポート １６・・・中央吸気ポート １８・・・シリンダヘッド ２Ｑａ、２０ｂ・・・吸気ポートの開口部２２ａ、２２
ｂ・・・排気ポートの開口部２４・・中央吸気ポートの
開口部 ２６・・・吸気バルブ ２８・・・排気バルブ ３０・・・中央吸気バルブ ３２・・ピストン ３４・・・突設部分 ３４ａ・・・段部（偏向部） ３６・・・膨出部（偏向部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダヘッドのボア中央部に混合気を導入する
   ための中央吸気ポートを開口すると共に、ボア周縁部に
   空気を導入するための吸気ポートおよび燃焼ガスを排出
   するための排気ポートを開口し、かつ、前記シリンダヘ
   ッドに、前記吸気ポートから燃焼室内に供給された吸気
   流を吸気ポート側に偏向させるための偏向部を設けたこ
   とを特徴とするエンジンの燃焼室構造。
2. （２）前記偏向部は、排気ポートの開口部周縁を吸気ポ
   ートの開口部側でピストンヘッド側に突出させることに
   より設けられる段部で構成したことを特徴とする請求項
   １に記載のエンジンの燃焼室構造。
3. （３）前記偏向部は、吸気ポートの開口部と排気ポート
   の開口部との間において、シリンダヘッドから吸気ポー
   ト側に向かってピストンヘッド側に突設して形成される
   膨出部部によって構成したことを特徴とする請求項１に
   記載のエンジンの燃焼室構造。