(57)【要約】【課題】  内燃機関において、耐ノッキング性を向上させる。【解決手段】  シリンダ１２を画定するシリンダ内周面１１、前記シリンダの端部を閉じるシリンダヘッド燃焼室面３０、前記シリンダヘッド燃焼室面に開口した吸気ポート３５及び排気ポート３６を閉じるバルブ４０、４１の表面、前記シリンダに受容されたピストン２０の冠面２４によって画定される燃焼室４４を備えた内燃機関１であって、前記シリンダ内周面、前記シリンダヘッド燃焼室面、前記バルブの表面、及び前記ピストンの冠面の少なくとも１つは、算術平均粗さが０．３μｍ未満の鏡面に形成された部分Ｍと、算術平均粗さが０．３μｍ以上の粗面に形成された部分Ｒとを有することを特徴とする。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダを画定するシリンダ内周面、前記シリンダの端部を閉じるシリンダヘッド燃焼室面、前記シリンダヘッド燃焼室面に開口した吸気ポート及び排気ポートを閉じるバルブの表面、前記シリンダに受容されたピストンの冠面によって画定される燃焼室を備えた内燃機関であって、
前記シリンダ内周面、前記シリンダヘッド燃焼室面、前記バルブの表面、及び前記ピストンの冠面の少なくとも１つは、算術平均粗さが０．３μｍ未満の鏡面に形成された部分と、算術平均粗さが０．３μｍ以上の粗面に形成された部分とを有することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記バルブは、軸部と、前記軸部の一端に設けられた傘部とを有し、
前記傘部は、燃焼室側を向く傘表面と、バルブシートに接触する環状のフェース面と、前記傘表面の外周縁と前記フェース面の外周縁との間の表面をなす傘周縁面とを有し、
前記傘表面は前記鏡面に形成され、前記傘周縁面は前記粗面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記ピストンの冠面は、前記鏡面に形成された冠面中央部と、前記冠面中央部の外周に配置され、前記粗面に形成された冠面外周部とを有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記冠面外周部は、前記燃焼室のスキッシュに対応する部分を含むことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記ピストンの裏面の前記冠面外周部に対応した部分にオイルを噴射するオイルジェットを更に有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記シリンダヘッド燃焼室面は、前記鏡面に形成された燃焼室面中央部と、前記燃焼室面中央部の外周に配置され、前記粗面に形成された燃焼室面外周部とを有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記燃焼室面外周部は、スキッシュ面を含むことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記燃焼室面外周部の周囲に設けられたウォータジャケットを更に有することを特徴とする請求項７に記載された内燃機関。
【請求項９】
前記燃焼室面外周部は、バルブシートにおける前記シリンダヘッド燃焼室面の中心を基準とした径方向部分に接する部分を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載された内燃機関。
【請求項１０】
前記シリンダ内周面は、周方向において前記排気ポートが位置する排気側に配置され、前記鏡面に形成された排気側部分と、周方向において前記吸気ポートが位置する吸気側に配置され、前記粗面に形成された吸気側部分と有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記吸気ポートは、クランク軸線方向に並んで２つ設けられ、
前記排気側部分は、クランク軸線方向において２つの前記吸気ポートの外端間の距離以上かつ前記シリンダの内径以下の幅を有することを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、詳細には燃焼室の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、燃焼時における吸気（混合気）の高温化がノッキングの要因の一つとして知られている。吸気は、燃焼熱によって加熱された燃焼室壁面との対流熱伝達により加熱されるため、タンブル流の強化等によって吸気の流速が増加すると対流熱伝達が促進され、耐ノッキング性が低下することになる。
【０００３】
吸気と燃焼室壁面との対流熱伝達を抑制するために、燃焼室壁面を鏡面にすることが考えられる。目的は異なるが、燃焼室壁面を鏡面化して、燃焼ガスから燃焼室壁面への輻射熱伝達を抑制し、冷却損失を低減した燃焼室構造が公知となっている（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−１７３４１７号公報
【特許文献２】特開平２−１２３２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸気は圧縮行程において圧縮されることによって燃焼室壁面よりも高温になる。そのため、燃焼室壁面を鏡面化して燃焼室内のガスと燃焼室壁面との熱伝達を抑制すると、吸気から燃焼室壁面への対流熱伝達が抑制され、吸気の温度が高くなり、耐ノッキング性が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の背景を鑑み、内燃機関において、耐ノッキング性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、シリンダを画定するシリンダ内周面、前記シリンダの端部を閉じるシリンダヘッド燃焼室面、前記シリンダヘッド燃焼室面に開口した吸気ポート及び排気ポートを閉じるバルブの表面、前記シリンダに受容されたピストンの冠面によって画定される燃焼室を備えた内燃機関であって、前記シリンダ内周面、前記シリンダヘッド燃焼室面、前記バルブの表面、及び前記ピストンの冠面の少なくとも１つは、算術平均粗さが０．３μｍ未満の鏡面に形成された部分と、算術平均粗さが０．３μｍ以上の粗面に形成された部分とを有することを特徴とする。
【０００８】
この態様によれば、吸気行程においては、鏡面に形成された部分において吸気と、シリンダ内周面、シリンダヘッド燃焼室面、バルブの表面、及びピストン冠面を含むシリンダ壁面部材との対流熱伝達が抑制されて吸気の温度上昇が抑制される。一方、圧縮行程においては、粗面に形成された部分において吸気とシリンダ壁面部材との対流熱伝達が促進され、吸気が冷却される。これらの作用によって、吸気の温度上昇が抑制され、耐ノッキング性が向上する。
【０００９】
また、上記の態様において、前記バルブは、軸部と、前記軸部の一端に設けられた傘部とを有し、前記傘部は、燃焼室側を向く傘表面と、バルブシートに接触する環状のフェース面と、前記傘表面の外周縁と前記フェース面の外周縁との間の表面をなす傘周縁面とを有し、前記傘表面は前記鏡面に形成され、前記傘周縁面は前記粗面に形成されているとよい。
【００１０】
この態様によれば、吸気行程において吸気と傘表面との対流熱伝達が抑制されて吸気の温度上昇が抑制され、圧縮行程において吸気と傘周縁面と対流熱伝達が促進されて吸気の冷却が行われる。
【００１１】
また、上記の態様において、前記ピストンの冠面は、前記鏡面に形成された冠面中央部と、前記冠面中央部の外周に配置され、前記粗面に形成された冠面外周部とを有するとよい。
【００１２】
この態様によれば、吸気行程において吸気と冠面中央部との対流熱伝達が抑制されて吸気の温度上昇が抑制され、圧縮行程において吸気と冠面外周部と対流熱伝達が促進されて吸気の放熱が促進される。吸気は、吸気行程において冠面中央部の方が冠面外周部よりも流速が速いため、冠面中央部を鏡面にすることで冠面と吸気との対流熱伝達が効率良く抑制される。一方、吸気は、圧縮行程において冠面外周部の方が冠面中央部よりも流速が速いため、冠面外周部を粗面にすることで冠面と吸気との対流熱伝達が促進され、吸気が効率良く冷却される。
【００１３】
また、上記の態様において、前記冠面外周部は、前記燃焼室のスキッシュに対応する部分を含むとよい。
【００１４】
この態様によれば、圧縮行程において、スキッシュによって冠面外周部における吸気の流速が一層速くなるため、粗面に形成された冠面外周部と吸気との対流熱伝達が促進され、吸気が一層冷却される。
【００１５】
また、上記の態様において、前記ピストンの裏面の前記冠面外周部に対応した部分にオイルを噴射するオイルジェットを更に有するとよい。
【００１６】
この態様によれば、オイルジェットによって冠面外周部が冷却されることによって、冠面外周部と対流熱伝達する吸気が一層冷却される。
【００１７】
また、上記の態様において、前記シリンダヘッド燃焼室面は、前記鏡面に形成された燃焼室面中央部と、前記燃焼室面中央部の外周に配置され、前記粗面に形成された燃焼室面外周部とを有するとよい。
【００１８】
この態様によれば、吸気行程において吸気と燃焼室面中央部との対流熱伝達が抑制されて吸気の温度上昇が抑制され、圧縮行程において吸気と燃焼室面外周部と対流熱伝達が促進されて吸気の放熱が促進される。吸気は、吸気行程において燃焼室面中央部の方が冠面外周部よりも流速が速いため、冠面中央部を鏡面にすることでシリンダヘッド燃焼室面と吸気との対流熱伝達が効率良く抑制される。一方、吸気は、圧縮行程において燃焼室面外周部の方が燃焼室面中央部よりも流速が速いため、燃焼室面外周部を粗面にすることでシリンダヘッド燃焼室面と吸気との対流熱伝達が促進され、吸気が効率良く冷却される。
【００１９】
また、上記の態様において、前記燃焼室面外周部は、スキッシュ面を含むとよい。
【００２０】
この態様によれば、圧縮行程において、スキッシュによって燃焼室面外周部における吸気の流速が一層速くなるため、粗面に形成された冠面外周部と吸気との対流熱伝達が促進され、吸気が一層冷却される。
【００２１】
この態様によれば、前記燃焼室面外周部の周囲に設けられたウォータジャケットを更に有するとよい。
【００２２】
また、上記の態様において、ウォータジャケットによって燃焼室面外周部が冷却されることによって、燃焼室面外周部と対流熱伝達する吸気が一層冷却される。
【００２３】
この態様によれば、ウォータジャケットによって燃焼室面外周部が冷却されることによって、燃焼室面外周部と対流熱伝達する吸気が一層冷却される。
【００２４】
また、上記の態様において、前記燃焼室面外周部は、バルブシートにおける前記シリンダヘッド燃焼室面の中心を基準とした径方向部分に接する部分を含むとよい。
【００２５】
この態様によれば、圧縮行程において吸気の流速が速くなる部分が燃焼室面外周部に含まれ、粗面に形成されるため、吸気と燃焼室面外周部との対流熱伝達が促進される。
【００２６】
また、上記の態様において、前記シリンダ内周面は、周方向において前記排気ポートが位置する排気側に配置され、前記鏡面に形成された排気側部分と、周方向において前記吸気ポートが位置する吸気側に配置され、前記粗面に形成された吸気側部分と有するとよい。
【００２７】
この態様によれば、吸気行程において吸気とシリンダの排気側部分との対流熱伝達が抑制されて吸気の温度上昇が抑制され、圧縮行程において吸気とシリンダの吸気側部分と対流熱伝達が促進されて吸気の放熱が促進される。吸気は、吸気行程においてシリンダの排気側部分の方が吸気側部分よりも流速が速くなるため、排気側部分を鏡面にすることでシリンダと吸気との対流熱伝達が効率良く抑制される。一方、吸気は、圧縮行程においてシリンダの吸気側部分の方が排気側部分よりも流速が速くなるため、吸気側部分を粗面にすることで吸気側部分との対流熱伝達が促進され、吸気が効率良く冷却される。
【００２８】
また、上記の態様において、前記吸気ポートは、クランク軸線方向に並んで２つ設けられ、前記排気側部分は、クランク軸線方向において２つの前記吸気ポートの外端間の距離以上かつ前記シリンダの内径以下の幅を有するとよい。
【００２９】
この態様によれば、吸気行程において２つの吸気ポートからシリンダに流入する吸気とシリンダの排気側部分との対流熱伝達が抑制され、吸気の温度上昇が抑制される。
【発明の効果】
【００３０】
以上の構成によれば、内燃機関において、耐ノッキング性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態に係る内燃機関の吸気行程における断面図
【図２】実施形態に係る内燃機関の圧縮行程における断面図
【図３】（Ａ）バルブの側面図、（Ｂ）バルブの底面図
【図４】シリンダヘッド燃焼室面を示す底面図
【図５】（Ａ）ピストンの側面図、（Ｂ）ピストンの平面図
【図６】図１のVI−VI断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明を自動車の内燃機関に適用した実施形態について説明する。
【００３３】
（全体構成）
図１及び図２に示すように、自動車の内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に結合されたシリンダヘッド３とを有する。シリンダブロック２の上部にはシリンダボア８が形成されている。シリンダボア８は、その上端がシリンダブロック２の上端面２Ａに開口し、その下端がシリンダブロック２の下部に形成されたクランク室９に連通している。シリンダボア８の内側には、両端が開口した円筒形のシリンダスリーブ１０が圧入され、結合されている。シリンダスリーブ１０の内周面１１（シリンダ内周面）は、円筒形のシリンダ１２（気筒）を画定する。シリンダ１２の軸線をシリンダ軸線Ａとする。シリンダブロック２におけるシリンダボア８の周囲には、ブロック側ウォータジャケット７が形成されている。ブロック側ウォータジャケット７の上端は、シリンダブロック２の上端面２Ａに開口している。
【００３４】
クランク室９には、クランクシャフト（不図示）が配置されている。クランクシャフトは、シリンダブロック２の下部に結合されるベアリングキャップによって形成される軸受に回転可能に支持されている。クランクシャフトは、コンロッド１８を介して、シリンダ１２に往復動可能に受容されたピストン２０に結合されている。シリンダブロック２の下部は、オイルパン（不図示）によって閉じられている。
【００３５】
ピストン２０は、上方（シリンダヘッド３側）に設けられた円板状のクラウン部２１と、クラウン部２１から下方（クランクシャフト側）に延びた一対のスカート部２２及び一対の軸受壁部２３とを有する。一対のスカート部２２及び一対の軸受壁部２３は、周方向において交互に配置され、互いに接続している。クラウン部２１の上面をピストン冠面２４という。
【００３６】
シリンダブロック２のクランク室９を画定する壁部には、クラウン部２１の裏面に向けてオイルを噴射するオイルジェット２８が設けられている。オイルジェット２８には、オイルパンに貯留されたオイルが図示しないオイルポンプを介して供給される。
【００３７】
シリンダヘッド３の下端面３Ａは、シリンダブロック２の上端面２Ａに結合され、シリンダ１２に対応する位置にシリンダ１２の上端部を閉じるシリンダヘッド燃焼室面３０を有する。シリンダヘッド燃焼室面３０は、シリンダ１２の外周部に対応した部分にスキッシュ面３１と、シリンダ１２の中央部に対応し、上方に向けて凹んだ燃焼室凹面３２とを有する。スキッシュ面３１は、シリンダヘッド３の下端面３Ａと同一平面に形成され、シリンダ１２と対向する位置に配置されている。燃焼室凹面３２には、２つの吸気ポート３５の端部と、２つの排気ポート３６の端部とが開口している。２つの吸気ポート３５は燃焼室凹面３２からシリンダヘッド３の一側の側面に延び、２つの排気ポート３６は燃焼室凹面３２からシリンダヘッド３の他側の側面に延びている。シリンダヘッド３の吸気ポート３５が配置された側を吸気側、排気ポート３６が配置された側を排気側とする。
【００３８】
シリンダヘッド３には、シリンダヘッド燃焼室面３０の周囲にヘッド側ウォータジャケット３７が形成されている。ヘッド側ウォータジャケット３７の一部はシリンダヘッド３の下端面３Ａに開口し、ブロック側ウォータジャケット７と接続している。ヘッド側ウォータジャケット３７の一部は、燃焼室面外周部５２の周囲に配置されている。
【００３９】
各吸気ポート３５及び各排気ポート３６の燃焼室凹面３２との境界部には、環状のバルブシート３８が設けられている。各吸気ポート３５には、バルブシート３８に対して着座、離座することによって吸気ポート３５を開閉する吸気バルブ４０が設けられている。各排気ポート３６には、バルブシート３８に対して着座、離座することによって排気ポート３６を開閉する排気バルブ４１が設けられている。吸気バルブ４０及び排気バルブ４１は、図示しない動弁機構によって駆動され、クランクシャフトの回転位置に応じて所定のタイミングで開閉する。
【００４０】
シリンダスリーブ１０の内周面１１、シリンダヘッド燃焼室面３０、ピストン２０の冠面、及び各バルブ４０、４１の表面によって燃焼室４４が画定される。吸気ポート３５は、吸気ポート３５を通過して燃焼室４４に流入する吸気が燃焼室４４においてタンブル流を形成するように、向き及び形状が設定されている。
【００４１】
燃料を噴射するインジェクタ（不図示）は、吸気ポート３５又は燃焼室凹面３２のいずれかに設けられるとよい。
【００４２】
（吸気バルブ及び排気バルブ）
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、吸気バルブ４０及び排気バルブ４１（以下、単にバルブ４０、４１という）は、軸部４６と、軸部４６の一端に略同軸に設けられた傘部４７とを有するポペットバルブである。バルブ４０、４１は、軸部４６においてシリンダヘッド３に設けられた円筒状のバルブガイド４８に軸方向に摺動可能に支持されている。傘部４７は、所定の厚みを有する円板状に形成され、その外径が軸部４６の外径よりも大きく形成されている。傘部４７の燃焼室４４側を向く面を傘表面４７Ａ、吸気ポート３５又は排気ポート３６側を向く面を傘裏面４７Ｂとする。傘裏面４７Ｂは、略円錐面に形成され、その外周部にバルブシート３８に接触可能なフェース面４７Ｃを有する。フェース面４７Ｃは、軸部４６を中心として環状に形成されている。傘部４７の外周縁の表面は、傘表面４７Ａと傘裏面４７Ｂとを曲面で滑らかに繋ぐ傘周縁面４７Ｄとなっている。傘周縁面４７Ｄは、傘表面４７Ａの外周縁とフェース面４７Ｃの外周縁との間の表面をなす。傘周縁面４７Ｄは、バルブシート３８及び燃焼室凹面３２と隙間を介して配置される。
【００４３】
傘表面４７Ａは、鏡面に形成された鏡面部Ｍとなっている。ここで、鏡面とは、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ未満の表面と定義する。なお、鏡面は、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ未満の表面であってもよい。一方、傘周縁面４７Ｄは、粗面に形成された粗面部Ｒとなっている。ここで、粗面とは、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以上である表面と定義する。すなわち、粗面は、鏡面よりも表面粗さ（算術平均粗さ）が大きい面である。表面の鏡面化及び粗面化は、公知の加工技術によって行うことができ、例えばショットブラストによって行うとよい。
【００４４】
（シリンダヘッド燃焼室面）
図４に示すように、シリンダヘッド燃焼室面３０は、燃焼室凹面３２の中央部を含む燃焼室面中央部５１と、燃焼室面中央部５１の外周側に配置された燃焼室凹面３２の周縁部とスキッシュ面３１とを含む燃焼室面外周部５２とを有する。スキッシュ面３１は、平面視において円形をなすシリンダヘッド燃焼室面３０の吸気側部分及び排気側部分において他の部分よりも径方向内方に張り出している。本実施形態では、吸気側のスキッシュ面３１は排気側のスキッシュ面３１よりも径方向内方への張り出し量が大きく設定されている。燃焼室面外周部５２に含まれる燃焼室凹面３２は、バルブシート３８におけるシリンダヘッド燃焼室面３０の中心を基準とした径方向部分に接する部分を含む。燃焼室面中央部５１は鏡面に形成された鏡面部Ｍをなし、燃焼室面外周部５２は粗面に形成された粗面部Ｒをなす。
【００４５】
（ピストン）
図５（Ｂ）に示すように、ピストン冠面２４は、中央に位置する冠面中央部５５と、冠面中央部５５の外周に配置された環状の冠面外周部５６とを有する。冠面外周部５６は、スキッシュ面３１と対向する部分を含む。冠面外周部５６は、吸気側のスキッシュ面３１に対向した部分及び排気側のスキッシュ面３１に対向した部分を有する。冠面中央部５５は鏡面に形成された鏡面部Ｍをなし、冠面外周部５６は粗面に形成された粗面部Ｒをなす。
【００４６】
（シリンダスリーブ）
図６に示すように、シリンダスリーブ１０の内周面１１は、排気側部分が鏡面に形成された鏡面部Ｍをなし、吸気側部分が粗面に形成された粗面部Ｒをなす。シリンダスリーブ１０の鏡面部Ｍは、クランク軸線方向において２つの吸気ポート３５の外端間の距離以上かつシリンダ１２の内径以下の幅を有する。本実施形態では、シリンダスリーブ１０の鏡面部Ｍのクランク軸線方向における幅は、２つの吸気ポート３５の外端間の距離と等しく設定されている。シリンダスリーブ１０の粗面部Ｒは、シリンダスリーブ１０の鏡面部Ｍを除く全ての部分を含むとよい。粗面部Ｒは、シリンダスリーブ１０の内周面１１を吸気側と排気側に二等分したときに、排気側に延出してもよい。
【００４７】
以上のように構成した内燃機関１の作用及び効果について説明する。内燃機関１では、吸気行程において吸気バルブ４０が開くと共にピストン２０が下降し、吸気が吸気ポート３５から燃焼室４４に流入する。ここでの吸気は、空気のみであってもよく、燃料を含む混合気であってもよい。吸気は、吸気ポート３５のバルブシート３８と吸気バルブ４０との隙間から吸気バルブ４０を中心とした径方向に流れて、燃焼室４４内に流入する。このとき、吸気の主な流れは、吸気バルブ４０の傘部４７の排気側から燃焼室４４に流入し、燃焼室凹面３２、排気バルブ４１の傘表面４７Ａ、シリンダスリーブ１０の内周面１１の排気側部分を順に通過するように排気側かつ下方に流れ、その後、ピストン２０の冠面中央部５５、シリンダスリーブ１０の内周面１１の吸気側部分、燃焼室凹面３２、吸気バルブ４０の傘表面４７Ａを順に通過するように吸気側かつ上方に流れてタンブル流を形成する。このとき、吸気は、吸気ポート３５から燃焼室４４に流入したときが最も流速が速いため、燃焼室凹面３２、排気バルブ４１の傘表面４７Ａ、シリンダスリーブ１０の内周面１１の排気側部分、ピストン２０の冠面中央部５５における流速が他の部分における流速よりも速くなる。
【００４８】
圧縮行程においては、ピストン２０の上昇に伴ってピストン２０の冠面外周部５６とスキッシュ面３１を含む燃焼室面外周部５２との間で圧縮された吸気が燃焼室４４の中央に流れる。そのため、圧縮行程では、吸気はピストン２０の冠面外周部５６、スキッシュ面３１を含む燃焼室面外周部５２において他の部分よりも流速が速くなる。また、圧縮行程では、圧縮された吸気がバルブ４０、４１の傘周縁面４７Ｄとバルブシート３８及び燃焼室凹面３２との間に形成される隙間に流入するため、傘周縁面４７Ｄにおいて吸気の流速が他の部分よりも速くなる。
【００４９】
内燃機関１では、吸気行程において他の部分よりも吸気の流速が速くなる燃焼室凹面３２、バルブ４０、４１の傘表面４７Ａ、シリンダスリーブ１０の排気側部分、及びピストン２０の冠面中央部５５が鏡面部Ｍとなっているため、吸気と燃焼室凹面３２、バルブ４０、４１の傘表面４７Ａ、シリンダスリーブ１０の排気側部分、及びピストン２０の冠面中央部５５との対流熱伝達が抑制され、吸気の温度上昇が抑制される。吸気行程においては、吸気よりも燃焼室４４を画定する構造体の温度が高いため、吸気の温度上昇を抑制するためには、対流熱伝達が抑制されることが好ましい。対流熱伝達は、流速が速いほど温度境界層が乱れて薄くなるため、熱伝達率が増加する。そのため、吸気の流速が速い部分において、吸気は燃焼室４４を画定する構造体からの受熱量が多くなる。本実施形態では、吸気行程において他の部分よりも吸気の流速が速くなる燃焼室凹面３２、バルブ４０、４１の傘表面４７Ａ、シリンダスリーブ１０の排気側部分、及びピストン２０の冠面中央部５５が鏡面部Ｍをなすため、温度境界層の乱れが抑制され、この部分での熱伝達率が低下する。これにより、吸気は、燃焼室４４を画定する構造体からの受熱量が低下し、温度上昇が抑制される。
【００５０】
一方、圧縮行程においては、圧縮された吸気は燃焼室４４を画定する構造体よりも温度が高くなるため、吸気と燃焼室４４を画定する構造体との間での熱交換を促進することが吸気の冷却のために好ましい。本実施形態では、圧縮行程において他の部分よりも吸気の流速が速くなる、ピストン２０の冠面外周部５６、スキッシュ面３１を含む燃焼室面外周部５２、及びバルブ４０、４１の傘周縁面４７Ｄが粗面部Ｒをなすため、温度境界層の乱れが促進され、これらの部分での熱伝達率が増加する。また、ピストン２０の冠面外周部５６、スキッシュ面３１を含む燃焼室面外周部５２、及びバルブ４０、４１の傘周縁面４７Ｄは、粗面部Ｒをなすため、表面積が大きくなり、これらの部分での熱伝達量が増加する。これにより、吸気は、燃焼室４４を画定する構造体への放熱量が増加し、温度上昇が抑制される。また、シリンダスリーブ１０の内周面１１は吸気側部分を含む排気側部分以外の領域が粗面部Ｒをなすため、吸気からシリンダスリーブ１０へ放熱が促進される。
【００５１】
シリンダヘッド燃焼室面３０において、スキッシュ面３１を含む燃焼室面外周部５２を鏡面に形成し、燃焼室面中央部５１を粗面に形成した場合、燃焼室面外周部５２及び燃焼室面中央部５１を全て粗面に形成した場合に比べて、ノッキングが生じない範囲において点火時期をＭＢＴ側に進角可能であることが確認された。シリンダスリーブ１０の内周面１１において、排気側部分を鏡面に形成し、吸気側部分を含む他の部分を粗面に形成した場合、吸気側部分及び排気側部分を含む全ての領域を粗面に形成した場合に比べて、ノッキングが生じない範囲において点火時期をＭＢＴ側に進角可能であることが確認された。ピストン２０の冠面において、冠面中央部５５を鏡面に形成し、冠面外周部５６を粗面に形成した場合、冠面中央部５５及び冠面外周部５６を粗面に形成した場合に比べて、ノッキングが生じない範囲において点火時期をＭＢＴ側に進角可能であることが確認された。バルブ４０、４１において、傘表面４７Ａを鏡面に形成し、傘周縁面４７Ｄを粗面に形成した場合、傘表面４７Ａ及び傘周縁面４７Ｄを粗面に形成した場合に比べて、ノッキングが生じない範囲において点火時期をＭＢＴ側に１．０ｄｅｇに進角可能であることが確認された。上記の実験結果は、いずれもエンジン回転数が２５００ｒｐｍ、全負荷の条件で得られた。
【００５２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記の実施形態では、シリンダスリーブ１０の内周面１１がシリンダ１２の内周面を画定する構成としたが、シリンダスリーブ１０を省略して、シリンダボア８の内周面がシリンダ１２の内周面を画定する構成としてもよい。
【００５３】
シリンダスリーブ１０の内周面１１の粗面部Ｒは、シリンダ軸線Ａに沿った方向において内周面１１の全領域に設ける必要はなく、シリンダヘッド３側だけに設けてもよい。例えば、粗面部Ｒは、内周面１１のシリンダヘッド３側からピストン２０のストロークにおける１／２以下の範囲、或いは１／４以下の範囲のみに設け、他の部分を全て鏡面部Ｍにしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１      ：内燃機関
２      ：シリンダブロック
３      ：シリンダヘッド
１０    ：シリンダスリーブ
１１    ：内周面
１２    ：シリンダ
２０    ：ピストン
２４    ：ピストン冠面
３０    ：シリンダヘッド燃焼室面
３１    ：スキッシュ面
３２    ：燃焼室凹面
３５    ：吸気ポート
３６    ：排気ポート
３７    ：ヘッド側ウォータジャケット
３８    ：バルブシート
４０    ：吸気バルブ
４１    ：排気バルブ
４４    ：燃焼室
４７Ａ  ：傘表面
４７Ｂ  ：傘裏面
４７Ｃ  ：フェース面
４７Ｄ  ：傘周縁面
５１    ：燃焼室面中央部
５２    ：燃焼室面外周部
５５    ：冠面中央部
５６    ：冠面外周部
Ｍ      ：鏡面部
Ｒ      ：粗面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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