JPS5851133B2 - Combustion chamber of internal combustion engine - Google Patents
Combustion chamber of internal combustion engineInfo
- Publication number
- JPS5851133B2 JPS5851133B2 JP53087670A JP8767078A JPS5851133B2 JP S5851133 B2 JPS5851133 B2 JP S5851133B2 JP 53087670 A JP53087670 A JP 53087670A JP 8767078 A JP8767078 A JP 8767078A JP S5851133 B2 JPS5851133 B2 JP S5851133B2
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- Japan
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- combustion chamber
- piston
- squish
- cylinder head
- valve
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃焼室に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a combustion chamber of an internal combustion engine.
排気ガス中の有害成分ＨＣ，ＣＯ並びにＮＯｘを同時に
低減するための方法として稀薄混合気を用いる方法が知
られており、また排気ガス中の有害成分ＮＯｘを低減す
るための方法として再循環排気ガスを含んだ混合気を使
用する方法が知られている。A method using a lean mixture is known as a method for simultaneously reducing harmful components HC, CO, and NOx in exhaust gas, and recirculation exhaust gas is also a method for reducing harmful components NOx in exhaust gas. A method using a mixture containing .
しかしながらこれらの稀薄混合気或いは再循環排気ガス
を含んだ混合気は本来火炎の伝播速度が遅いために燃焼
速度が遅く、その結果安定した燃焼が得られないという
問題がある。However, these lean mixtures or mixtures containing recirculated exhaust gas inherently have slow flame propagation speeds, resulting in slow combustion speeds, and as a result, there is a problem in that stable combustion cannot be obtained.
これらの可燃混合気を用いて安定した燃焼を得るために
は燃焼速度を速める必要があり、また燃焼速度を速める
方法の一つとして燃焼室内に強力な乱れを発生させる方
法がある。In order to obtain stable combustion using these combustible mixtures, it is necessary to increase the combustion rate, and one method for increasing the combustion rate is to generate strong turbulence within the combustion chamber.
このように燃焼室内に乱れを発生させて燃焼速度を速め
ることのできる内燃機関として、シリンダヘッド内壁の
一側部に下方突出の***部を形成し、該***部の下端面
を平坦に形成して該平坦下端面とピストンの一側平坦頂
面部間に平面状の第１スキツシユエリアを形成すると共
に該平坦頂面部と反対側のピストン頂面上に***部を形
成してシリンダヘッドの内壁面と上記***部背面間に第
２スキツシユエリアを形成し、更に燃焼室に露呈する隆
起部正面を上記−側平坦頂面部から***部稜線に向けて
滑らかに接続する傾斜曲面に形成し、圧縮行程末期に上
記第１および第２のスキンシュエリアから噴出するスキ
ッシュ流により燃焼室内に水平軸線回りの旋回流を発生
させるようにした内燃機関が既に本出願人により出願さ
れている。In order to create an internal combustion engine that can increase the combustion speed by generating turbulence within the combustion chamber, a downwardly protruding ridge is formed on one side of the inner wall of the cylinder head, and the lower end surface of the ridge is formed flat. A planar first squishing area is formed between the flat lower end surface and the flat top surface on one side of the piston, and a raised portion is formed on the top surface of the piston on the opposite side to the flat top surface, thereby forming an inner surface of the cylinder head. forming a second squish area between the wall surface and the rear surface of the raised portion, further forming the front surface of the raised portion exposed to the combustion chamber into an inclined curved surface that smoothly connects from the flat top surface portion on the − side toward the ridgeline of the raised portion; The present applicant has already filed an application for an internal combustion engine in which a squish flow ejected from the first and second skin areas at the end of the compression stroke generates a swirling flow around a horizontal axis within a combustion chamber.
この内燃機関では燃焼室内に旋回流が発生せしめられる
ので確かに燃焼速度を速めることができる。In this internal combustion engine, since a swirling flow is generated within the combustion chamber, the combustion speed can certainly be increased.
しかしながらこの内燃機関では上述のようにスキッシュ
流により旋回流を発生させるために圧縮行程末期になら
ないと旋回流は発生せず、従がってこの旋回流によって
燃焼が開始されるまでに燃焼室内に吸入された燃料と空
気との混合作用を十分に促進することは困難である。However, in this internal combustion engine, as described above, the swirl flow is generated by the squish flow, so the swirl flow does not occur until the end of the compression stroke. It is difficult to sufficiently promote the mixing action of the inhaled fuel and air.
即ち、燃焼室内に吸入された燃料と空気或いは再循環排
気ガスと空気とを十分に混合せしめるにはもつと早い時
期から長時間に亘って燃焼室内に乱れを発生させること
が必要となる。That is, in order to sufficiently mix the fuel and air taken into the combustion chamber or the recirculated exhaust gas and air, it is necessary to generate turbulence in the combustion chamber from an early stage over a long period of time.
本発明は圧縮行程前半に強力な乱れを燃焼室内に発生せ
しめて空気と燃料の混合作用或いは再循環排気ガスと空
気との混合作用を促進し、次いで圧縮行程末期にスキッ
シュ流による更に強力な旋回流を発生せしめて燃焼速度
を大巾に速めると共に安定した燃焼を得ることができる
ようにした内燃機関を提供することにある。The present invention generates strong turbulence in the combustion chamber in the first half of the compression stroke to promote the mixing action of air and fuel or the mixing action of recirculated exhaust gas and air, and then generates an even stronger swirl due to squish flow at the end of the compression stroke. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine which can greatly increase the combustion speed by generating a flow and obtain stable combustion.
以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図から第５図を参照すると、１はシリンダブロック
、２はシリンダブロック１内で往復動スるピストン、３
はガスケット４を介してシリンダブロック１上に固締さ
れたシリンダヘッド、５はピストン頂面とシリンダヘッ
ド内壁面間に形成された燃焼室、６は吸気弁、７は吸気
通路、８は排気弁、９は排気通路、１０は点火栓、１１
は点火栓電極を夫々示す。1 to 5, 1 is a cylinder block, 2 is a piston that reciprocates within the cylinder block 1, and 3 is a cylinder block.
is a cylinder head fixed onto the cylinder block 1 via a gasket 4, 5 is a combustion chamber formed between the top surface of the piston and the inner wall surface of the cylinder head, 6 is an intake valve, 7 is an intake passage, and 8 is an exhaust valve. , 9 is an exhaust passage, 10 is a spark plug, 11
indicate the ignition plug electrodes, respectively.
第１図から第３図に示すようにシリンダヘッド内壁周縁
部は環状平坦面１２に形成される。As shown in FIGS. 1 to 3, the peripheral edge of the inner wall of the cylinder head is formed into an annular flat surface 12. As shown in FIGS.
第２図において左側半分の環状平坦面部分１２ａは矢印
Ａで示されるように一様な巾を有するが第２図の右側半
分の環状平坦面部分１２ｂｊ １２ｃは矢印Ｂ、Ｃで示
されるように左側半分よりも広く形成されている。In FIG. 2, the annular flat surface portion 12a on the left half has a uniform width as shown by arrow A, while the annular flat surface portion 12bj 12c on the right half in FIG. 2 has a uniform width as shown by arrows B and C. It is wider than the left half.
なお排気弁８近傍に位置する環状平坦面部分１２ｂの巾
Ｂは排気弁６近傍に位置する環状平坦面部分１２ｃの巾
Ｃよりも若干広い。Note that the width B of the annular flat surface portion 12b located near the exhaust valve 8 is slightly wider than the width C of the annular flat surface portion 12c located near the exhaust valve 6.
一方、ピストン頂面上には第１図、第３図並びに第４図
に示すように環状平坦面１２に対向して環状平坦面１２
とほぼ同様の形状を有する環状平坦面１３が形成される
。On the other hand, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, on the top surface of the piston, there is an annular flat surface 12 opposite to the annular flat surface 12.
An annular flat surface 13 having a substantially similar shape is formed.
即ち、シリンダヘッド内壁環状平坦面部分１２ａに対向
するピストン頂面環状平坦面部分１３ａは第２図に示さ
れる巾Ａにほぼ等しい一様中を有し、方シリンダヘッド
内壁環状平坦面部分１２ｂ。That is, the piston top surface annular flat surface portion 13a facing the cylinder head inner wall annular flat surface portion 12a has a uniform width approximately equal to the width A shown in FIG. 2, and the cylinder head inner wall annular flat surface portion 12b.
１２ｃ夫々に対向するピストン頂面環状平坦面部分１３
ｂｔ１３ｃはピストン頂面環状平坦面部分１２ａよりも
巾広に形成される。Piston top annular flat surface portion 13 facing each of 12c
bt13c is formed wider than the piston top annular flat surface portion 12a.
従がって第１図に示すようにピストン２が上死点に達し
たときシリンダヘッド内壁環状平坦面１２とピストン頂
面環状平坦面１３間に平面状の環状スキッシュエリアＳ
が形成されることになる。Therefore, as shown in FIG. 1, when the piston 2 reaches the top dead center, a planar annular squish area S is created between the cylinder head inner wall annular flat surface 12 and the piston top annular flat surface 13.
will be formed.
第１図並びに第３図に示されるように燃焼室頂面１４は
ほぼ部分球面状をなし、第１図並びに第３図に示される
ようにシリンダヘッド内壁環状平坦面部分１２ｂ。As shown in FIGS. 1 and 3, the combustion chamber top surface 14 is approximately partially spherical, and as shown in FIGS. 1 and 3, the cylinder head inner wall has an annular flat surface portion 12b.
１２ｃから燃焼室頂面１４に至る燃焼室側壁面部分１５
はほぼ垂直壁から形成される。Combustion chamber side wall surface portion 15 from 12c to combustion chamber top surface 14
is formed from approximately vertical walls.
一方、点火栓１００反対側の燃焼室頂面１４上には下方
に向けて突出する***部１６が形成され、この***部１
６の下側壁面１６ａは部分球面状に形成される。On the other hand, on the top surface 14 of the combustion chamber on the opposite side of the ignition plug 100, a raised portion 16 that projects downward is formed.
The lower wall surface 16a of No. 6 is formed into a partially spherical shape.
この***部下側壁面１６ａはその下端縁部においてピス
トン頂面環状平坦部分１２ａに連結され、一方その上端
縁部は燃焼室５内に露呈する急傾斜壁１６ｂを介して部
分球面状燃焼室頂面１４に連結される。This raised lower wall surface 16a is connected at its lower edge to the annular flat portion 12a of the piston top surface, while its upper edge is connected to the partially spherical combustion chamber top surface via a steeply inclined wall 16b exposed in the combustion chamber 5. 14.
ピストン頂面環状平坦面部分１３ｂ。１３ｃと反対側の
ピストン頂面上には***部１７が一体形成され、このピ
ストン***部１７の背面１８はシリンダヘッド***部１
６の下側壁面１６ａと相補的形状をなす部分球面状に形
成される。Piston top annular flat surface portion 13b. A raised part 17 is integrally formed on the top surface of the piston opposite to 13c, and a back surface 18 of this piston raised part 17 is connected to the cylinder head raised part 1.
It is formed into a partially spherical shape that is complementary to the lower wall surface 16a of No. 6.
なお、この部分球面状背面１８はその下端縁部において
ピストン頂面環状平坦面部分１３ａに連結される。Note that this partially spherical back surface 18 is connected to the piston top annular flat surface portion 13a at its lower end edge.
従がって第１図に示されるようにピストン２が上死点に
達したときにシリンダヘッド***部下側壁面１６ａと背
面１８間には球殻状のスキッシュエリアＴが形成される
。Therefore, as shown in FIG. 1, when the piston 2 reaches the top dead center, a spherical squish area T is formed between the raised lower wall surface 16a of the cylinder head and the back surface 18.
またピストン頂面環状平坦面部分１３ｂ、１３ｃの内側
に位置するピストン頂面中央部には平坦状凹溝１９が形
成され、燃焼室５内に露呈するピストン***部正面２０
はこの平坦状凹溝１９からピストン***部稜線２１に向
けて滑らかに接続する傾斜曲面に形成される。Further, a flat groove 19 is formed in the center of the piston top surface located inside the annular flat surface portions 13b and 13c of the piston top surface, and a front surface 20 of the piston protrusion exposed in the combustion chamber 5 is formed.
is formed into an inclined curved surface that smoothly connects from the flat groove 19 to the piston protrusion ridge line 21.
このピストン***部稜線２１は第１図に示されるように
丸みを帯びた曲面をなす。This piston protrusion ridge line 21 forms a rounded curved surface as shown in FIG.
第１図から第３図に示すようにスキッシュエリアＴと反
対側の燃焼室頂面１４上には凹所２２が形成され、この
凹所２２はその頭部が斜めに切断された半円筒形状をな
す。As shown in FIGS. 1 to 3, a recess 22 is formed on the top surface 14 of the combustion chamber on the side opposite to the squish area T, and this recess 22 has a semi-cylindrical shape with a diagonally cut head. to do.
この凹所２２内には点火栓電極１１が配置され、従がっ
てこの点火栓電極１１は垂直半円筒壁２３により部分的
に包囲されるよぅな形となる。A spark plug electrode 11 is arranged in this recess 22, so that it is partially surrounded by a vertical semi-cylindrical wall 23.
後述するようにピストン２が上死点近傍に達したときに
各スキッシュエリアＳ、Ｔから夫夫矢印Ｆ、Ｇ（第１図
）で示されるスキッシュ流が噴出するが点火栓電極１１
はこのスキッシュ流Ｇが直接衝突する位置に配置される
。As will be described later, when the piston 2 reaches near the top dead center, squish flows shown by arrows F and G (FIG. 1) are ejected from the squish areas S and T, but the spark plug electrode 11
is placed at a position where this squish flow G directly collides with the squish flow G.
なお、ここで注意すべきことはピストン２が上死点から
下降する際に矢印Ｇ、Ｆで示されるスキッシュ流と逆向
きに燃焼室５内から各スキッシュエリアＳ。What should be noted here is that when the piston 2 descends from top dead center, each squish area S flows from inside the combustion chamber 5 in the opposite direction to the squish flow shown by arrows G and F.
Ｔに向かうガス流が発生することである。A gas flow toward T is generated.
一方、第５図に示されるようにシリンダヘッド３内には
連通路２５を介して燃焼室５内に連結された円孔２６が
形成され、この円孔２６内にスリーブ２７が嵌着される
。On the other hand, as shown in FIG. 5, a circular hole 26 is formed in the cylinder head 3 and is connected to the combustion chamber 5 through a communication passage 25, and a sleeve 27 is fitted into the circular hole 26. .
このスリーブ２７内には図示しない動弁機構を介して機
関により駆動される開閉弁２８が摺動可能に取付けられ
る。An on-off valve 28 driven by an engine is slidably mounted within this sleeve 27 via a valve mechanism (not shown).
スリーブ２７内には貯留室２９が形成され、この貯留室
２９は開閉弁２８が開弁した際に連通路２５を介して燃
焼室５内と連通ずる。A storage chamber 29 is formed within the sleeve 27, and this storage chamber 29 communicates with the inside of the combustion chamber 5 via the communication passage 25 when the on-off valve 28 is opened.
第１図、第２図、並びに第５図に示されるように連通路
２５は３０においてスキッシュエリアＴ内のシリンダヘ
ッド***部下側壁面１６ａ上に開口し、更にこの開口３
０は排気弁８に指向される。As shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
0 is directed to the exhaust valve 8.
第６図は吸気弁６、排気弁８並びに開閉弁２８の開弁期
間を示す。FIG. 6 shows the opening periods of the intake valve 6, exhaust valve 8, and on-off valve 28.
第６図において縦軸りは弁揚程を示し、横軸θはクラン
ク角度を示す。In FIG. 6, the vertical axis indicates the valve lift, and the horizontal axis θ indicates the crank angle.
なお、第６図において曲線りは排気弁８の弁揚程を、曲
線Ｍは吸気弁６の弁揚程を、曲線Ｎは開閉弁２８の弁揚
程を夫々示す。In FIG. 6, the curved line represents the valve lift of the exhaust valve 8, the curve M represents the valve lift of the intake valve 6, and the curve N represents the valve lift of the on-off valve 28.
第６図から開閉弁２８は吸気弁６が閉弁する吸気行程末
期付近において開弁じ、点火が行なわれる上死前２０度
付近で閉弁することがわかる。It can be seen from FIG. 6 that the on-off valve 28 opens near the end of the intake stroke when the intake valve 6 closes, and closes at about 20 degrees before top dead when ignition occurs.
このような開閉弁２８の開弁動作によって後述するよう
に燃焼室５内の高圧の混合気が貯留室２９内に貯留され
、この貯留混合気は開閉弁２８が開弁じた際に貯留室２
９から連通路２５を介して燃焼室５内に噴出する。As described later, the high-pressure air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is stored in the storage chamber 29 by the opening operation of the on-off valve 28, and this stored air-fuel mixture is transferred to the storage chamber 2 when the on-off valve 28 is opened.
9 into the combustion chamber 5 via the communication passage 25.
吸気弁６が閉弁した直後の燃焼室５内の圧力はたかだか
大気圧であり、一方貯留室２９内の圧力は高圧であるた
めに圧縮行程前半に亘って連通路２５から貯留混合気が
噴出する。Immediately after the intake valve 6 closes, the pressure in the combustion chamber 5 is at most atmospheric pressure, while the pressure in the storage chamber 29 is high pressure, so the stored air-fuel mixture is ejected from the communication passage 25 during the first half of the compression stroke. do.
ピストン２が上昇して燃焼室５内の圧力と貯留室２９内
の圧力がほぼ等しくなると貯留ガスの噴出は停止し、ピ
ストン２が更に上昇して燃焼室５内の圧力が貯留室２９
内の圧力よりも高くなると燃焼室５内の混合気が貯留室
２９内に送り込まれることになる。When the piston 2 rises and the pressure in the combustion chamber 5 becomes almost equal to the pressure in the storage chamber 29, the ejection of the stored gas stops, and the piston 2 rises further and the pressure in the combustion chamber 5 becomes equal to the pressure in the storage chamber 29.
When the pressure in the combustion chamber 5 becomes higher than that in the combustion chamber 5, the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is sent into the storage chamber 29.
前述したように開閉弁２８は点火時期付近において閉弁
するがこのとき燃焼室５内の圧力はかなり高圧となって
いる。As mentioned above, the on-off valve 28 closes near the ignition timing, but at this time the pressure inside the combustion chamber 5 is quite high.
従がって開閉弁２８が開弁じて燃焼室５内の混合気が貯
留室２９内に流入している間燃焼室５内の圧力と貯留室
２９内の圧力にはさほど差がないことを考えれば開閉弁
２８が閉弁した際に貯留室２９にかなり高圧の混合気が
貯留されることがわかる。Therefore, when the on-off valve 28 is opened and the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 flows into the storage chamber 29, there is not much difference between the pressure in the combustion chamber 5 and the pressure in the storage chamber 29. If you think about it, you will see that when the on-off valve 28 closes, a considerably high-pressure air-fuel mixture is stored in the storage chamber 29.
次いでこの貯留混合気は次のサイクルの圧縮行程前半に
燃焼室５内に噴出することになる。This stored air-fuel mixture is then injected into the combustion chamber 5 during the first half of the compression stroke of the next cycle.
吸気行程時、ピストン２が下降する際には第１図に示さ
れるような矢印Ｆ、Ｇとは反対向きにスキッシュエリア
Ｓ、Ｔに向かう高速のガス流が発生し、それによって燃
焼室５内に導入された稀薄混合気或いは再循環排気ガス
を含んだ混合気に乱れが与えられる。During the intake stroke, when the piston 2 descends, a high-speed gas flow is generated toward the squish areas S and T in the opposite direction to the arrows F and G as shown in FIG. A turbulence is imparted to the lean mixture introduced into the engine or to the mixture containing recirculated exhaust gas.
その結果、燃料と空気の混合作用或いは再循環排気ガス
と空気の混合作用が行なわれる。As a result, a mixing action of fuel and air or a mixing action of recirculated exhaust gas and air takes place.
次いで吸気弁６が閉弁すると上述したように貯留室２９
から高圧の貯留混合気が噴出し、第２図において矢印Ｙ
で示す強力な旋回流が燃焼室５内に発生せしめられる。Next, when the intake valve 6 closes, the storage chamber 29 opens as described above.
The high-pressure stored air-fuel mixture blows out from the arrow Y in Figure 2.
A strong swirling flow shown by is generated in the combustion chamber 5.
斯くして燃焼室５内の燃料と空気の混合作用或いは再循
環排気ガスと空気の混合作用が強力に押し進められ、そ
れによって燃焼室５内の可燃混合気の空燃比が一様化さ
れることになる。In this way, the mixing action of fuel and air in the combustion chamber 5 or the mixing action of recirculated exhaust gas and air is strongly pushed forward, thereby making the air-fuel ratio of the combustible mixture in the combustion chamber 5 uniform. become.
一方、連通路２５から噴出する貯留混合気は排気弁８に
達し、その結果排気弁８が噴出貯留混合気により冷却さ
れるためにノッキングの発生を防止することができる。On the other hand, the stored air-fuel mixture ejected from the communication passage 25 reaches the exhaust valve 8, and as a result, the exhaust valve 8 is cooled by the ejected and stored air-fuel mixture, so that knocking can be prevented from occurring.
次いで、ピストン２が更に上昇して上死点近傍に達する
とスキッシュエリアＡ、Ｂからスキッシュ流Ｆ、Ｇが噴
出する。Next, when the piston 2 further rises and reaches near the top dead center, squish flows F and G are ejected from the squish areas A and B.
スキッシュエリアＳから噴出したスキッシュ流Ｆはピス
トン***部正面２０に向けて進行し、一方スキッシュエ
リアＴから噴出したスキッシュ流Ｇは凹部２２に向げて
進行する。The squish flow F ejected from the squish area S advances toward the front surface 20 of the piston protrusion, while the squish flow G ejected from the squish area T advances toward the recess 22.
次いでスキッシュ流Ｇは垂直半円筒壁２３に衝突して凹
所２２内にマイクロタービュレンスを発生する。The squish flow G then impinges on the vertical semi-cylindrical wall 23 and generates microturbulence within the recess 22.
次いでスキッシュ流Ｆはピストン***部正面２０に沿っ
て進行し、スキッシュ流Ｇと衝突してスキッシュ流Ｇを
矢印Ｈに示されるように燃焼室頂面１４に沿うように流
路を偏向する。The squish flow F then advances along the piston protuberance front surface 20, collides with the squish flow G, and deflects the squish flow G along the combustion chamber top surface 14 as shown by arrow H.
このとき同時にスキッシュ流Ｆも流れ方向を変えて矢印
Ｈに示すように燃焼室頂面１４に沿って進行する。At the same time, the squish flow F also changes its flow direction and advances along the top surface 14 of the combustion chamber as shown by arrow H.
このようにピストン***部稜線２１から上方に延びる急
傾斜壁１６ｂを形成することによってスキッシュ流Ｇは
スキッシュ流Ｆによってさほど減速されずしかもスキッ
シュ流Ｆもさほど減速されることはない。By forming the steeply inclined wall 16b extending upward from the piston protrusion ridge line 21 in this way, the squish flow G is not decelerated by the squish flow F so much, and the squish flow F is not decelerated so much either.
次いで燃焼室頂面１４に沿うスキッシュ流Ｈは凹所２２
を通り過ぎて垂直壁１５に沿って下降する。Next, the squish flow H along the top surface 14 of the combustion chamber flows into the recess 22.
It passes by and descends along the vertical wall 15.
このとき点火栓電極１１は凹所２２内に位置しているの
でスキッシュ流Ｈに直接接触しない。At this time, the ignition plug electrode 11 is located within the recess 22 and therefore does not come into direct contact with the squish flow H.
次いで垂直壁１５に沿って下降するスキッシュ流Ｈはス
キッシュエリアＳから噴出するスキッシュ流Ｆと衝突し
、それによってスキッシュ流Ｆは矢印■で示すように流
路を偏向せしめられる。Next, the squish flow H descending along the vertical wall 15 collides with the squish flow F jetting out from the squish area S, thereby deflecting the flow path of the squish flow F as shown by the arrow ■.
同時にスキッシュＨも矢印■に示すように凹溝１９の底
面に沿って進行することになる。At the same time, the squish H also advances along the bottom surface of the groove 19 as shown by the arrow ■.
このように凹溝１９を設げることによってスキッシュ流
Ｆはスキッシュ流Ｈによってさほど減速されずしかもス
キッシュ流Ｆもさほど減速されることはない。By providing the grooves 19 in this manner, the squish flow F is not decelerated by the squish flow H so much, and the squish flow F is also not decelerated so much.
斯くして燃焼室５内には矢印にで示すような水平軸線回
りの強力な旋回流が発生することになる。In this way, a strong swirling flow around the horizontal axis is generated in the combustion chamber 5 as shown by the arrow.
次いで点火栓１０によって点火が行なわれると前述した
ように凹所２２内にはマイクロタービュレンスが発生し
ゼいるので混合気が容易に着火されかつ火炎が凹所２２
内に急速に広がる。Next, when ignition is performed by the spark plug 10, microturbulence is generated in the recess 22 as described above, so that the air-fuel mixture is easily ignited and the flame flows into the recess 22.
spread rapidly within.
次いで火炎は燃焼室５内に発生している強力な旋回流と
共に燃焼室５内を旋回し、それによって燃焼速度が大巾
に速められることになる。The flame then swirls within the combustion chamber 5 together with the strong swirling flow generated within the combustion chamber 5, thereby greatly increasing the combustion speed.
またこのように火炎が燃焼室５内を旋回することによっ
てシリンダヘッド内壁並びにピストン頂面上に形成され
るクエンチ層内の未燃成分ＨＣｌＣ０が燃焼せしめられ
る。Further, as the flame swirls in the combustion chamber 5 in this manner, the unburned component HClC0 in the quench layer formed on the inner wall of the cylinder head and the top surface of the piston is combusted.
次いでピストンが下降を開始すると燃焼室５内の未燃ガ
スが火炎と共にスキッシュエリアＳ、層内に引き込まれ
、それによって各スキッシュエリアＳ、層内のシリンダ
ヘッド内壁面とピストン頂面上に形成されたクエンチ層
内の未燃ＨＣｌＣ０が燃焼せしめられることになる。Next, when the piston starts to descend, the unburned gas in the combustion chamber 5 is drawn into the squish areas S and layers together with the flame, thereby forming squish areas S on the inner wall surface of the cylinder head and the top surface of the piston in each layer. The unburned HClC0 in the quench layer will be burned.
開閉弁２８の閉弁時期を遅くすればするほど貯留室２９
内に貯留される混合気の圧力は高くなるが開閉弁２８の
閉弁時期を点火後に設定した場合には着火火炎が連通路
２５を介して貯留室２９内に侵して貯留室２９内の混合
気を燃焼せしめる危険性がある。The later the closing timing of the on-off valve 28 is, the more the storage chamber 29
Although the pressure of the mixture stored in the storage chamber 29 increases, if the closing timing of the on-off valve 28 is set after ignition, the ignition flame invades the storage chamber 29 through the communication passage 25 and the mixture in the storage chamber 29 is increased. There is a risk of burning energy.
これを避けるために貯留室２９と燃焼室５を連通ずる連
通路２５が***部１６の下側壁面１６ａ上、即ちスキッ
シュエリア層内に開口する。In order to avoid this, a communication passage 25 that communicates the storage chamber 29 and the combustion chamber 5 is opened on the lower wall surface 16a of the raised portion 16, that is, in the squish area layer.
点火が行なわれる圧縮行程末期にはスキッシュエリアＴ
からスキッシュ流が噴出しているので火炎がスキッシュ
エリア層内に伝播する危険性はなく、従って開閉弁２８
の閉弁時期を点火後に設定しても貯留室２９内に火炎が
侵入するのを完全に阻止することができる。At the end of the compression stroke when ignition occurs, the squish area T
Since the squish flow is ejected from the squish area layer, there is no danger of the flame propagating into the squish area layer, and therefore the on-off valve 28
Even if the valve closing timing is set after ignition, it is possible to completely prevent flame from entering the storage chamber 29.
本発明のようにスキッシュ流により燃焼室５内に旋回流
を発生せしめる型式の内燃機関では旋回流の強さがスキ
ッシュ流の強さに依存している。In an internal combustion engine of the type in which a swirling flow is generated in the combustion chamber 5 by squish flow as in the present invention, the strength of the swirling flow depends on the strength of the squish flow.
一方、スキッシュ流の強さはスキッシュエリアＳ。On the other hand, the strength of the squish style is Squish Area S.
Ｔの大きさに依存しているがこれらスキッシュエリアＳ
、Ｔの大きさには限度があり、しかも過度に強力な旋回
流を発生させると失火するという危険性がある。Although it depends on the size of T, these squish areas S
, T has a limit, and if an excessively strong swirling flow is generated, there is a risk of misfire.
このような事から本発明者はスキッシュエリアＳ、Ｔの
面積を種々に変えた実験を行なった結果、垂直壁１５を
除くシリンダヘッド内壁面面積とシリンダボア面積との
和に対してスキッシュエリアＳ、Ｔを形成するシリンダ
ヘッド内壁面面積とピストン頂面面積との和の面積比が
３０パーセントから５０パーセントの範囲にあるときに
良好な着火性並びに燃焼を得ることができ、上記面積比
が３５パーセントから４０パーセントの範囲にあるのが
最も好ましいことが判明したのである。For this reason, the present inventor conducted experiments in which the areas of the squish areas S and T were varied, and as a result, the squish area S, Good ignitability and combustion can be obtained when the area ratio of the sum of the cylinder head inner wall surface area forming T and the piston top surface area is in the range of 30% to 50%, and the above area ratio is 35%. It has been found that a range of 40% is most preferable.
燃焼室５をコンパクトに維持しつ工このように大きな面
積のスキッシュエリアＳ、Ｔを形成するために本発明で
はスキッシュエリアＳが環状に形成されている。In order to maintain the combustion chamber 5 compactly and form the squish areas S and T with such large areas, the squish area S is formed in an annular shape in the present invention.
また、前述したようにシリンダヘッド内壁環状平坦面部
分１２ｂの巾Ｂはシリンダヘッド内壁環状平坦面部分１
２ｃの巾Ｃよりも若干広く形成されているので第２図に
おいて矢印Ｆｂで示される環状平坦面部分１２ｂからの
スキッシュ流は矢印Ｆｃで示される環状平坦面部分１２
ｃからのスキッシュ流に比べて強力である。Further, as described above, the width B of the cylinder head inner wall annular flat surface portion 12b is equal to the width B of the cylinder head inner wall annular flat surface portion 12b.
2c, the squish flow from the annular flat surface portion 12b indicated by the arrow Fb in FIG.
It is stronger than the squish flow from c.
一方、第２図において破線で示されるように排気弁８に
近い側に位置するスキッシュエリア部分子すは吸気弁６
に近い側に位置するスキッシュエリア部分子ｃに比べて
かなり太きく形成され、従がってスキッシュエリア部分
子すからのスキッシュ流Ｇｂはスキッシュエリア部分子
ｃからのスキッシュ流Ｇｃに比べて強力となる。On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 2, the squish area molecules located near the exhaust valve 8 are the intake valve 6.
The squish area molecule c is formed much thicker than the squish area molecule c located closer to the squish area molecule c, and therefore the squish flow Gb from the squish area molecule is stronger than the squish flow Gc from the squish area molecule c. Become.
斯くして一対のスキッシュ流Ｆｂ 、 Ｇｂ により
排気弁８の下方に発生する水平軸線回りの旋回流は一対
のスキッシュ流Ｆｃ 、Ｇｃ により吸気弁６の下方に
発生する水平軸線回りの旋回流に比べて強力となる。Thus, the swirling flow around the horizontal axis generated below the exhaust valve 8 by the pair of squish flows Fb and Gb is smaller than the swirling flow about the horizontal axis generated below the intake valve 6 by the pair of squish flows Fc and Gc. It becomes powerful.
よく知られているようにノッキングは排気弁８の近傍に
位置する混合気が自己着火することにより生することが
多いがこのように排気弁８の下方に強力な旋回流を発生
させて点火栓１０により着火された混合気の火炎を即座
に排気弁８の周りに伝播させることによりノッキングの
発生を更に防止することができる。As is well known, knocking is often caused by self-ignition of the air-fuel mixture located near the exhaust valve 8. By immediately propagating the flame of the air-fuel mixture ignited by 10 around the exhaust valve 8, the occurrence of knocking can be further prevented.
本発明によれば圧縮行程時に貯留混合気により燃焼室内
に強力な旋回流が発生せしめられるので燃料と空気或い
は再循環排気ガスと空気との混合作用が促進され、更に
圧縮行程末期にはスキッシュ流により最適かつ強力な旋
回流を燃焼室内に発生させることができるので燃焼速度
を大巾に速めることができ、安定した燃焼が得られると
共に燃料消費率を向上させることができる。According to the present invention, a strong swirling flow is generated in the combustion chamber by the stored air-fuel mixture during the compression stroke, so the mixing action of fuel and air or recirculated exhaust gas and air is promoted, and furthermore, at the end of the compression stroke, a squish flow is generated. As a result, an optimal and strong swirling flow can be generated in the combustion chamber, so the combustion speed can be greatly increased, stable combustion can be obtained, and the fuel consumption rate can be improved.
また、貯留室の連通路の開口がシリンダヘッド***部下
側壁上に形成されているので開閉弁の閉弁時期を遅くし
ても火炎が貯留室内に侵入することがなく、従って開閉
弁の閉弁時期を遅（してより一層高圧の混合気を貯留室
内に貯留することができるので、圧縮行程前半に強力な
旋回流を燃焼室内に発生せしめることができる。In addition, since the opening of the communication passage of the storage chamber is formed on the lower side wall of the cylinder head ridge, flame will not enter the storage chamber even if the closing timing of the on-off valve is delayed. Since the timing can be delayed and a higher pressure air-fuel mixture can be stored in the storage chamber, a strong swirling flow can be generated in the combustion chamber in the first half of the compression stroke.
第１図は本発明に係る内燃機関の側面断面図、第２図は
第１図の［−ＩＩ線に沿ってみた底面図、第３図は第１
図の■−■線に沿ってみた側面断面図、第４図はピスト
ンの斜視図、第５図は第２図の■−Ｖ線に沿ってみた断
面図、第６図は吸気弁、排気弁並びに開閉弁の開弁期間
を示すグラフである。
５・・・・・・燃焼室、６・・・・・・吸気弁、８・・
・・・・排気弁、１２．１３・・・・・・環状平坦面、
１４・・−・・−燃焼室頂面、１６．１７・・・・・・
***部、１８・・・・・・背面、１９・・・・・−凹溝
、２２・・・・・・凹所、２３・・・・・・垂直円筒壁
、２５・・−・・・連通路、２８・・・・・・開閉弁、
２９・・・・・−貯留室。FIG. 1 is a side sectional view of an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a bottom view taken along the line [-II of FIG. 1, and FIG.
Figure 4 is a perspective view of the piston, Figure 5 is a cross-sectional view taken along line ■-V in Figure 2, Figure 6 is the intake valve, exhaust It is a graph which shows the valve opening period of a valve and an on-off valve. 5... Combustion chamber, 6... Intake valve, 8...
... Exhaust valve, 12.13 ... Annular flat surface,
14...-Top surface of combustion chamber, 16.17...
Raised portion, 18...Back surface, 19...-Concave groove, 22...Recess, 23...Vertical cylindrical wall, 25...-... Communication path, 28...Opening/closing valve,
29...-Storage chamber.
Claims (1)
坦内壁面とピストンの一側平坦頂面部間に平面状の第１
のスキッシュエリアを形成すると共に該第１スキツシユ
エリアと反対側のシリンダヘッド内壁上およびピストン
頂面上に夫々***部を形成して該シリンダヘッド***部
の下端面と該ピストン***部の背面との間に第２のスキ
ンシュエリアを形成し、更に燃焼室に露呈するピストン
***部正面をピストン頂面中央部からピストン***部稜
線に向けて滑らかに接続し、上記第１および第２スキン
シユエリアからの一対のスキッシュ流により燃焼室内に
水平軸線回りの旋回流を発生させるようにした火花点火
式内燃機関において、燃焼室内の混合気を１時的に貯留
するための貯留室をシリンダヘッド内に形成し、該貯留
室と燃焼室とを連結する連通路を上記第２スキツシユエ
リア内のシリンダヘッド***部下壁面上において燃焼室
内に開口せしめると共に該連通路内に開閉弁を設け、該
開閉弁を吸気行程末期付近から点火時期付近まで開弁せ
しめて該貯留室内に貯留された混合気を吸気行程末期付
近から圧縮行程前半に燃焼室内に噴出するようにした内
燃機関の燃焼室。1 One side of the inner wall of the cylinder head is formed flat, and a first flat surface is formed between the flat inner wall surface and the flat top surface of one side of the piston.
A squish area is formed, and a raised part is formed on the inner wall of the cylinder head opposite to the first squish area and on the top surface of the piston, respectively, so that the lower end surface of the raised part of the cylinder head and the back surface of the raised part of the piston are formed. A second skin area is formed between the first and second skin areas, and the front surface of the piston bulge exposed to the combustion chamber is smoothly connected from the center of the top surface of the piston to the ridgeline of the piston bulge. In a spark-ignition internal combustion engine that uses a pair of squish flows from a combustion chamber to generate a swirling flow around a horizontal axis within a combustion chamber, a storage chamber is installed in the cylinder head to temporarily store the air-fuel mixture in the combustion chamber. A communication passage connecting the storage chamber and the combustion chamber is opened into the combustion chamber on the raised lower wall surface of the cylinder head in the second compression area, and an on-off valve is provided in the communication passage, and the communication passage connects the storage chamber and the combustion chamber. A combustion chamber for an internal combustion engine in which a valve is opened from near the end of the intake stroke to near the ignition timing so that the air-fuel mixture stored in the storage chamber is injected into the combustion chamber from near the end of the intake stroke to the first half of the compression stroke.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53087670A JPS5851133B2 (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Combustion chamber of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53087670A JPS5851133B2 (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Combustion chamber of internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5514954A JPS5514954A (en) | 1980-02-01 |
| JPS5851133B2 true JPS5851133B2 (en) | 1983-11-15 |
Family
ID=13921371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53087670A Expired JPS5851133B2 (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Combustion chamber of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851133B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5274709A (en) * | 1975-10-17 | 1977-06-23 | Moteur Moderne Le | Internal combustion engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5385404U (en) * | 1976-12-16 | 1978-07-14 |
-
1978
- 1978-07-20 JP JP53087670A patent/JPS5851133B2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5274709A (en) * | 1975-10-17 | 1977-06-23 | Moteur Moderne Le | Internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5514954A (en) | 1980-02-01 |
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