(57)【要約】【課題】燃焼室で発生するタンブル流を強化し、燃焼速度の改善を図る。【解決手段】  内燃機関の排気弁６側において下降し吸気弁５側において上昇するタンブル流Ｔ１が発生する内燃機関１の燃焼室９において、燃焼室９内にスキッシュを発生させるスキッシュ部２０、２１が吸気弁側と排気弁側のそれぞれに設けられ、且つ、該吸気弁側スキッシュ部２０の全部又は一部がタンブル流Ｔ１の上昇方向側に傾斜するとともに、該排気弁側スキッシュ部２１は水平とする。【選択図】  図２
2006152825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気弁側において下降し吸気弁側において上昇するタンブル流が発生する内燃機関の燃焼室において、
燃焼室内にスキッシュを発生させるスキッシュ部が吸気弁側と排気弁側のそれぞれに設けられ、且つ、該吸気弁側スキッシュ部の全部又は一部が前記タンブル流の上昇方向側に傾斜するとともに、該排気弁側スキッシュ部は水平であることを特徴とする内燃機関の燃焼室。
【請求項２】
前記内燃機関の吸気弁の弁体の径は、排気弁の弁体の径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室。
【請求項３】
前記排気弁側のスキッシュ部領域は、前記吸気弁側のスキッシュ部領域より狭いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃焼室。
【請求項４】
内燃機関の燃焼室において、該燃焼室内にスキッシュを発生させるスキッシュ部が吸気弁側と排気弁側のそれぞれに設けられ、且つ、該吸気弁側スキッシュ部の全部又は一部が上方向側に傾斜するとともに、該排気弁側スキッシュ部は水平であることを特徴とする内燃機関の燃焼室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室頂部の中央部に点火栓を配置し、燃焼室内に燃料を噴射するようにした内燃機関においては、燃料噴射量が少ない低負荷時に噴射燃料を良好に着火、燃焼させるために、点火栓の周囲に噴射燃料を集める必要がある。
【０００３】
そこで、燃料噴射弁の下方から点火栓の下方まで続く凹溝をピストン頂面上に形成し、吸気弁下方のシリンダー内壁面に沿って下降した後、ピストン頂面上で向きを変えて排気弁下方において上昇するタンブル流を燃焼室内に形成させる。これにより、噴射燃料を点火栓周りに向かわせる技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平１０−５４２４７号公報
【特許文献２】特開平１１−８１９３０号公報
【特許文献３】特開平１１−３３６５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の燃焼室における燃焼速度の改善を図るためには、燃焼室内に発生させる旋回流（タンブル流）を強化するのが好ましい。また、ピストンの往復運動によって、燃焼室内にスキッシュも発生する。しかし、このスキッシュの向きによっては、燃焼室内に発生したタンブル流が打ち消される虞がある。
【０００５】
本発明では、上記した問題に鑑み、燃焼室で発生するタンブル流を強化し、燃焼速度の改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の排気弁側において下降し吸気弁側において上昇するタンブル流が発生する内燃機関の燃焼室において、燃焼室内にスキッシュを発生させるスキッシュ部が吸気弁側と排気弁側のそれぞれに設けられ、且つ、該吸気弁側スキッシュ部の全部又は一部が前記タンブル流の上昇方向側に傾斜するとともに、該排気弁側スキッシュ部は水平とする。
【０００７】
上記の内燃機関の燃焼室においては、吸気弁の開閉等によってタンブル流（旋回流）が発生し、その流れの向きは、排気弁側において下降し吸気弁側において上昇する向きである。ここでいう上昇方向とは、内燃機関での圧縮時にピストンが動く方向であり、下降方向とは、その逆方向である。
【０００８】
また、内燃機関のピストンの圧縮動作によって、スキッシュ部で押し出された混合気（空気）でスキッシュが発生する。このとき、上記の内燃機関においては、吸気弁側のスキッシュ部の傾斜している箇所で、タンブル流の上昇方向と同じ方向成分を有するスキッシュが形成される。これにより、タンブル流の強さを更に強めることが可能となる。一方で、排気弁側のスキッシュ部では水平方向にスキッシュが形成される。尚、ここでいう水平方向とは、ピストンの往復動作に対して垂直の方向である。排気弁側ではタンブル流は下降方向に流れているため、水平方向のスキッシュを発生させることで、タンブル流の流れを阻害する可能性が低くなる。
【０００９】
従って、上記の内燃機関の燃焼室においては、燃焼室で発生するタンブル流を強化し、燃焼速度の改善を図ることが可能となる。
【００１０】
また、上記の内燃機関の燃焼室において、前記内燃機関の吸気弁の弁体の径は、排気弁の弁体の径より小さくしてもよい。このようにすることで、吸気側のスキッシュ部を形成する領域をより広く確保することが可能となり、以てタンブル流の強化に寄与する。
【００１１】
また、上述までの内燃機関の燃焼室において、前記排気弁側のスキッシュ部領域は、前記吸気弁側のスキッシュ部領域より狭くてもよい。排気弁側のスキッシュ部領域をより狭くすることで該スキッシュ部によって形成されるスキッシュが弱くなるため、燃焼室内で生じた燃焼ガスをより円滑に排出することが可能となる。
【００１２】
ここで、上記した課題を解決するために、本発明は、内燃機関の燃焼室において、該燃焼室内にスキッシュを発生させるスキッシュ部が吸気弁側と排気弁側のそれぞれに設けられ、且つ、該吸気弁側スキッシュ部の全部又は一部が上方向側に傾斜するとともに、該排気弁側スキッシュ部は水平であることを特徴とする内燃機関の燃焼室でもある。即ち、吸気弁側と排気弁側とで、スキッシュ部によって発生するスキッシュの向きを違えることで、燃焼室内で発生するタンブル流の強化に寄与し、燃焼速度の改善を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
燃焼室で発生するタンブル流を強化し、燃焼速度の改善を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ここで、本発明に係る内燃機関の燃焼室の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明が適用される内燃機関１の概略構成を表すブロック図である。内燃機関１は、燃焼室９内に直接燃料を噴射することが可能な燃料噴射弁１０を備え、燃焼室９頂部の概ね中央部に点火栓３を備えている。尚、燃料噴射弁１０は、吸気弁５側のシリンダヘッド１１に設けられている。
【００１６】
燃焼室９内において、ピストン４が往復運動を行う。従って、内燃機関１においては、ピストン４、気筒２およびシリンダヘッド１１の内壁面によって、燃焼室９が画定される。また、内燃機関１では吸気通路が吸気ポート７を介して燃焼室９に接続される。同様に、内燃機関１では排気通路が排気ポート８を介して、燃焼室９に接続される。ここで、吸気ポート７と燃焼室９との間には吸気弁５が、排気ポート８と燃焼室９との間には排気弁６が設けられている。また、図示されてはいないが、内燃機関１には過給機が備えられている。
【００１７】
ここで、図２および図３に基づいて燃焼室９の詳細を説明する。図２は、図３におけるＡＡ線を含む燃焼室９のピストン４中心軸方向の断面図である。ここで、ピストン４とシリンダヘッド９との間に、燃焼室９内にスキッシュを発生させるスキッシュ部が設けられている。具体的には、吸気弁５側にはスキッシュ部２０が設けられ、排気弁６側にはスキッシュ部２１が設けられている。そして、スキッシュ部２０においては、その一部が突起状になって突起部２２を形成している。この突起部２２は、シリンダヘッド１１側の内壁面に沿って傾斜した形状となっている。一方でスキッシュ部２１においては、傾斜した箇所は設けられず、水平な状態である。
【００１８】
このように構成される燃焼室９においては、排気弁６側において下降し吸気弁５側において上昇する旋回流であるタンブル流Ｔ１が、主に吸気弁５の開閉によって形成される。このタンブル流Ｔ１の強さが強くなるほど燃焼室９内での燃焼速度が改善され、またノッキングの抑制を図ることが可能となる。
【００１９】
ここで、スキッシュ部２０で発生するスキッシュＳ１は、突起部２２の形状によって、シリンダヘッド１１の内壁面に沿った方向に形成される。即ち、スキッシュＳ１の流れる方向は、タンブル流Ｔ１の上昇方向により近づいた方向となる。また、スキッシュ部２１で発生するスキッシュＳ２は、水平方向に形成され、その方向はタンブル流Ｔ１の下降方向に逆らわない方向である。従って、スキッシュＳ１およびスキッシュＳ２によって、タンブル流Ｔ１の強さを更に強めることが可能となる。
【００２０】
また、図３はピストン４の頂面の概略を示す図である。尚、図中点線で表される５ａおよび５ｂは、それぞれ吸気弁５、排気弁６の弁体である。ここで、吸気弁５の弁体５ａの径は、排気弁６の弁体６ａの径より小さく設定されている。このようにすることで、吸気弁５のバルブリセス用に確保するピストン頂面の領域を小さくすることが可能となり、その結果、スキッシュ部２０の領域を広くするとともに、突起部２２を設ける領域の確保が容易となる。即ち、吸気弁５の弁体５ａをより小さくすることで、スキッシュＳ１の強さをより大きくし、以てタンブル流Ｔ１の強化にも寄与することが可能となる。
【００２１】
また、吸気弁５の弁体５ａがより小さくなることで燃料噴射弁１０と弁体５ａとの干渉が少なくなるため、燃料噴射弁１０の設置位置を気筒２のより中央側とすることが可能となる。その結果、スキッシュ部２０の上方に燃料噴射弁１０が設置されることが回避され、スキッシュ部２０の領域を可及的に広く確保することが可能となり、以てスキッシュＳ１の発生をより強く行うことが可能となる。
【００２２】
尚、吸気弁５の弁体５ａの径を小さくすることで、燃焼室９内に導入される吸気量は低下するが、内燃機関１に設けられた過給機によって過給圧を上げることで、吸気量の低下を補償することが可能である。
【００２３】
また、吸気弁５の弁体５ａの径を排気弁６の弁体６ａの径より小さく設定することで、図３に示すように、排気弁６側のスキッシュ部２１の領域は、吸気弁５側のスキッシュ部２０の領域より狭くなる。これにより、排気弁６側のスキッシュＳ２が吸気弁５側のスキッシュＳ１より弱まり、燃焼室９内で生じた燃焼ガスの排出がより円滑に行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施例に係る内燃機関の燃焼室の概略構成、および燃焼室における気流を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る内燃機関におけるピストン頂面の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・・内燃機関
２・・・・気筒
３・・・・点火栓
４・・・・ピストン
５・・・・吸気弁
５ａ・・・・弁体
６・・・・排気弁
６ａ・・・・弁体
９・・・・燃焼室
１０・・・・燃料噴射弁
１１・・・・シリンダヘッド
２０・・・・スキッシュ部（吸気弁側）
２１・・・・スキッシュ部（排気弁側）
２２・・・・突起部
Ｓ１・・・・スキッシュ（吸気弁側）
Ｓ２・・・・スキッシュ（排気弁側）
Ｔ１・・・・タンブル流
【図１】
2006152825.tif 000003
【図２】
2006152825.tif 000004
【図３】
2006152825.tif 000005