(57)【要約】【課題】プラグポケットに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制可能な内燃機関の燃焼室構造を提供する。【解決手段】内燃機関の燃焼室構造５０は点火プラグ１と二つの吸気弁１０とが燃焼室Ｃに設けられた構成となっている。また、接地電極５の固定端部Ｅが燃焼室Ｃにおいて吸気側および排気側のうち排気側で二つの吸気弁１０に対して均等に配置された場合に、燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見て二つの吸気弁１０のうちいずれかの吸気弁の中心点である中心点Ｏ１と固定端部Ｅとの間に位置するように設けられ、燃焼室Ｃの壁面から突出する突出部４０が燃焼室Ｃにさらに設けられた構成となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング部と、前記ハウジング部に保持される碍子と、前記碍子から露出した中心電極と、前記中心電極との間で放電が行われる接地電極とを備えるとともに、前記ハウジング部と前記碍子との間にプラグポケットを有する点火プラグと、二つの吸気弁とが同一の燃焼室に設けられており、
前記接地電極の固定端部が前記燃焼室において吸気側および排気側のうち排気側で前記二つの吸気弁に対して均等に配置された場合に、前記燃焼室の延伸方向に沿って見て前記二つの吸気弁のうちいずれかの吸気弁の中心点と前記固定端部との間に位置するように設けられ、前記燃焼室の壁面から突出する突出部が前記燃焼室にさらに設けられている内燃機関の燃焼室構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃焼室構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグを備える内燃機関ではプレイグニッションが発生することがある。点火プラグを備える内燃機関としては一般に点火プラグとともに二つの吸気弁を同一の燃焼室に備える内燃機関が知られている。（例えば特許文献１参照）。このほか本発明と関連性があると考えられる技術として、特許文献２では点火プラグに向かう空気の流れに対する対向面を有する案内壁を備える直噴火花点火機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８７１６６号公報
【特許文献２】特開２００４−４４４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレイグニッションにはハウジング部と碍子との間に形成されるプラグポケットに滞留する混合気が受熱し、高温になることで発生する態様があることがわかってきた。一方、かかる態様で発生するプレイグニッションに対する耐プレイグニッション性はプラグポケット内に滞留する混合気を吸気が掃気することで得られる。ところが、点火プラグと二つの吸気弁とが同一の燃焼室に設けられている内燃機関では次に示すように吸気が流通する結果、このようにして得られる耐プレイグニッション性が低下する虞がある。
【０００５】
図４は一般的な吸気の流れの説明図である。図４（ａ）は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って一般的な内燃機関の燃焼室構造を見た図である。図４（ｂ）は図４（ａ）に示す内燃機関の燃焼室構造の要部拡大図である。図４（ｃ）は燃焼室Ｃの延伸方向に直交する方向に沿って一般的な内燃機関の燃焼室構造の要部を見た図である。
【０００６】
点火プラグ１と二つの吸気弁１０と二つの排気弁２０とはシリンダヘッド３０に設けられることで、燃焼室Ｃに設けられている。点火プラグ１は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に燃焼室Ｃの中央に配置されている。二つの吸気弁１０は二つの排気弁２０とともに点火プラグ１の周囲に配置されている。点火プラグ１はハウジング部２と碍子３と中心電極４と接地電極５とを備えている。ハウジング部２と碍子３との間にはプラグポケットＰが形成されている。
【０００７】
二つの吸気弁１０が低リフト時に燃焼室Ｃに導入する吸気は燃焼室Ｃに放射状に噴出される。そして、燃焼室Ｃに導入された吸気の一部は吸排気方向Ｄにおいて碍子３のうち燃焼室Ｃに突出している部分よりも吸気側の部分からプラグポケットＰに流入しようとする。一方、接地電極５の固定端部Ｅの周方向に沿った位置は一般には一定の位置に定まらない。このため、接地電極５はその固定端部Ｅが吸排気方向Ｄにおいて碍子３のうち燃焼室Ｃに突出している部分よりも排気側に位置するように設けられることがある。
【０００８】
ところがこの場合には、燃焼室Ｃに導入された吸気の他の一部が互いに合流することで、接地電極５を伝ってプラグポケットＰに流入しようとする指向性を有することになる。結果、碍子３のうち燃焼室Ｃに突出している部分よりも排気側の部分からもプラグポケットＰに吸気が流入することになる。このためこの場合には、プラグポケットＰからの混合気の流出が行われ難くなることで、混合気の掃気が十分に行われなくなる虞がある。結果、上述した態様で発生するプレイグニッションに対する耐プレイグニッションが低下する虞がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み、プラグポケットに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制可能な内燃機関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】
【００１０】
本発明はハウジング部と、前記ハウジング部に保持される碍子と、前記碍子から露出した中心電極と、前記中心電極との間で放電が行われる接地電極とを備えるとともに、前記ハウジング部と前記碍子との間にプラグポケットを有する点火プラグと、二つの吸気弁とが同一の燃焼室に設けられており、前記接地電極の固定端部が前記燃焼室において吸気側および排気側のうち排気側で前記二つの吸気弁に対して均等に配置された場合に、前記燃焼室の延伸方向に沿って見て前記二つの吸気弁のうちいずれかの吸気弁の中心点と前記固定端部との間に位置するように設けられ、前記燃焼室の壁面から突出する突出部が前記燃焼室にさらに設けられている内燃機関の燃焼室構造である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プラグポケットに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】内燃機関の燃焼室構造を示す図である。
【図２】突出部の設置態様の説明図である。
【図３】実施例における吸気の流れの説明図である。
【図４】一般的な吸気の流れの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【００１４】
図１は内燃機関の燃焼室構造（以下、燃焼室構造と称す）５０を示す図である。図１は燃焼室構造５０を燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た図となっている。燃焼室構造５０は点火プラグ１と吸気弁１０と排気弁２０とシリンダヘッド３０とを備えている。点火プラグ１と吸気弁１０と排気弁２０とはシリンダヘッド３０に設けられることで、燃焼室Ｃに設けられている。
【００１５】
点火プラグ１は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に燃焼室Ｃの中央に配置されている。吸気弁１０と排気弁２０とはそれぞれ二つずつ設けられている。二つの吸気弁１０（具体的には吸気弁１０ａ、１０ｂ）同士は互いに隣接して配置されている。二つの排気弁２０同士も同様である。シリンダヘッド３０は図示しないピストンやシリンダブロックとともに燃焼室Ｃを形成している。二つの吸気弁１０は二つの排気弁２０とともに点火プラグ１の周囲に配置されている。燃焼室構造５０はカムの駆動方式をＤＯＨＣ（ダブルオーバヘッドカム）とする火花点火式のガソリンエンジンに適用できる。
【００１６】
点火プラグ１はハウジング部２と碍子３と中心電極４と接地電極５とを備えている。ハウジング部２は筒状の形状を有しており、碍子３を保持している。ハウジング部２と碍子３との間にはプラグポケットＰが形成されている。プラグポケットＰは碍子３の周囲に形成されるとともに、燃焼室Ｃに開口している。碍子３は中心電極４の周囲に設けられている。中心電極４は点火プラグ１の軸線方向において接地電極５が設けられている側の端部で碍子３から露出している。接地電極５はハウジング部２に設けられている。接地電極５は中心電極４との間で放電が行われるようになっている。
【００１７】
燃焼室構造５０はさらに突出部４０を備えている。突出部４０はシリンダヘッド３０に設けられることで、燃焼室Ｃに設けられている。突出部４０は燃焼室Ｃの壁面（具体的には燃焼室Ｃを形成するシリンダヘッド３０の壁面）から突出している。突出部４０はシリンダヘッド３０の一部で構成することができる。突出部４０はシリンダヘッド３０とは異なる部材で構成されてもよい。突出部４０は接地電極５の固定端部Ｅが燃焼室Ｃにおいて吸気側および排気側のうち排気側で二つの吸気弁１０に対して均等に配置された場合（以下、所定配置の場合と称す）に、次のように位置するよう設けられている。
【００１８】
図２は突出部４０の設置態様の説明図である。図２は燃焼室構造５０を燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た図となっている。突出部４０は所定配置の場合に、燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見て二つの吸気弁１０のうちいずれかの吸気弁の中心点である中心点Ｏ１またはＯ２（ここでは中心点Ｏ１）と固定端部Ｅとの間に位置するように設けられている。中心点Ｏ１は吸気弁１０ａの中心点であり、中心点Ｏ２は吸気弁１０ｂの中心点である。
【００１９】
中心点Ｏ１は吸気弁１０ａの傘部のうちリング状の端部を含む面と吸気弁１０ａの中心軸線とが交わる点とすることができる。中心点Ｏ１は吸気弁１０ａ閉弁時の中心点とすることができる。中心点Ｏ１は吸気弁１０ａ閉弁時から低リフト時（例えば３ｍｍ以下のリフト時）の中心点のうち少なくともいずれかであってもよい。これらのことは中心点Ｏ２についても同様である。
【００２０】
突出部４０は具体的には次のようにして中心点Ｏ１と固定端部Ｅとの間に位置するように設けられている。ここで、中心点Ｏ１と固定端部Ｅとは所定配置の場合に所定の領域である領域Ｒを形成する。領域Ｒは燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に中心点Ｏ１と固定端部Ｅとを結ぶ領域となっている。そして、中心点Ｏ１を有する吸気弁１０ａが燃焼室Ｃに導入する吸気であって、所定配置の場合に接地電極５に向かって流通することになる吸気の流れは燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に領域Ｒを流通することになる。
【００２１】
これに対し、突出部４０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に領域Ｒの一方の境界Ｂ１から他方の境界Ｂ２にかけて設けられることで、中心点Ｏ１と固定端部Ｅとの間に位置するように設けられている。境界Ｂ１は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に吸気側および排気側のうち吸気側（吸気弁１０ａが設けられている側）に位置する境界であり、境界Ｂ２は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に吸気側および排気側のうち排気側（吸気弁１０ａが設けられている側とは反対側）に位置する境界である。
【００２２】
突出部４０はさらに具体的には燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に境界Ｂ１を越えないように設けられている。突出部４０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に境界Ｂ２、さらには境界Ｂ１を越えて設けられてもよい。突出部４０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に領域Ｒの境界Ｂ１から境界Ｂ２にかけた範囲内において、少なくとも一部に設けることができる。突出部４０の高さ（シリンダヘッド３０からの突出長さ）は３ｍｍ以下とすることができる。
【００２３】
突出部４０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に境界Ｂ１の代わりに境界Ｂ３を越えないように設けることもできる。境界Ｂ３は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に中心点Ｏ１を通過するとともに、碍子３のうち燃焼室Ｃに突出している部分であって、最も径が大きい部分に吸気側および排気側のうち排気側で接する接線となっている。この場合、突出部４０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に領域Ｒのうち、境界Ｂ３から境界Ｂ２にかけた範囲内において、少なくとも一部に設置されるように設けることができる。
【００２４】
突出部４０は二つの吸気弁１０のうち一方の吸気弁（ここでは吸気弁１０ａ）が燃焼室Ｃに導入する吸気であって、所定配置の場合に接地電極５に向かって流通することになる吸気の流れの障害となる障害部に相当すると言うこともできる。突出部４０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に境界Ｂ３を越えないように設けられることで、所定配置の場合に上述の一方の吸気弁である吸気弁１０ａの中心点Ｏ１から見て碍子３のうち燃焼室Ｃに突出している部分よりも排気側の部分から接地電極５に向かう吸気の流れの障害となることができる。
【００２５】
次に燃焼室構造５０の主な作用効果について説明する。図３は燃焼室構造５０における吸気の流れの説明図である。燃焼室構造５０は突出部４０を備えている。このため、燃焼室構造５０では所定配置の場合でも吸気弁１０ａが導入した吸気が接地電極５に到達することを突出部４０で防止或いは抑制できる。結果、吸気弁１０ｂが導入した吸気が接地電極５に到達しても接地電極５を伝ってプラグポケットＰに流入しようとすることを抑制できる。
【００２６】
同時に突出部４０は吸気弁１０ａが燃焼室Ｃに導入する吸気の一部を吸排気方向Ｄにおいて碍子３のうち燃焼室Ｃに突出している部分よりも吸気側の部分からプラグポケットＰに流入させることもできる。このため、燃焼室構造５０はプラグポケットＰに滞留する混合気に起因して発生するプレイグニッションに対し、吸気が掃気を行うことで得られる耐プレイグニッション性の低下を好適に抑制できる。
【００２７】
燃焼室構造５０は吸気弁１０ａが燃焼室Ｃに導入する吸気の一部を上述のように流入させるにあたって、具体的には突出部４０が燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に境界Ｂ１を越えないように設けられている構成であることが好ましい。
【００２８】
燃焼室構造５０は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合であって、領域Ｒに境界Ｂ３が含まれるときに突出部４０が境界Ｂ３を越えないように設けられている構成とすることもできる。この場合には所定配置の場合において吸気弁１０ａが導入する吸気であって、吸気弁１０ｂが導入した吸気と合流することで、特に耐プレイグニッション性の低下を招く虞がある吸気の接地電極５への到達をよりコンパクトな突出部４０で防止或いは抑制できる。
【００２９】
点火プラグ１は燃焼室Ｃの延伸方向に沿って見た場合に突出部４０が境界Ｂ２を越えないように設けられている構成とすることで、耐プレイグニッション性の低下を招く虞がある吸気の接地電極５への到達をよりコンパクトな突出部４０で防止或いは抑制することもできる。
【００３０】
燃焼室構造５０は突出部４０の高さを３ｍｍ以下とすることで、点火プラグ１に向かう吸気の流れが特に強まる１ｍｍから３ｍｍ程度のバルブリフト時に吸気弁１０ａが導入した吸気が所定配置の場合において接地電極５に到達することを好適に防止或いは抑制できる。燃焼室構造５０は突出部４０の高さを３ｍｍ以下とすることで、同時に吸気弁１０ａが導入する吸気の流量係数が低下することも抑制できる。また、突出部４０が気流剥離のポイントとなる結果、燃焼室Ｃを流通する気流の状態が不安定になることも抑制できる。
【００３１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
点火プラグ            １
ハウジング部          ２
碍子                  ３
中心電極              ４
接地電極              ５
吸気弁                １０、１０ａ、１０ｂ
排気弁                ２０
シリンダヘッド        ３０
突出部                ４０
燃焼室構造            ５０
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014034938.tif 000006