(57)【要約】【課題】強いタンブル流を発生させることが可能なシリンダヘッドを提供することを課題とする。【解決手段】表面が内燃機関の燃焼室の内面を形成し、吸気バルブにより開閉される吸気ポート、および排気バルブにより開閉される排気ポートが設けられ、前記吸気ポートと前記排気ポートとが並ぶ方向と交差する方向において、前記表面のうち前記吸気ポートと前記排気ポートとの間の部分の一部は、前記一部以外に比べ、前記燃焼室とは反対側に窪んでいるシリンダヘッド。【選択図】図１
2019124197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が内燃機関の燃焼室の内面を形成し、
吸気バルブにより開閉される吸気ポート、および排気バルブにより開閉される排気ポートが設けられ、
前記吸気ポートと前記排気ポートとが並ぶ方向と交差する方向において、前記表面のうち前記吸気ポートと前記排気ポートとの間の部分の一部は、前記一部以外に比べ、前記燃焼室とは反対側に窪んでいるシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノッキングの抑制および燃費改善などのため、燃焼室内にタンブル流を発生させる。タンブル流発生のため、吸気ポートに凸部を設けたシリンダヘッドが開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼室内における吸気の回転半径を大きくし、強いタンブル流を発生させることが好ましい。そこで、強いタンブル流を発生させることが可能なシリンダヘッド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】
【０００５】
上記目的は、表面が内燃機関の燃焼室の内面を形成し、吸気バルブにより開閉される吸気ポート、および排気バルブにより開閉される排気ポートが設けられ、前記吸気ポートと前記排気ポートとが並ぶ方向と交差する方向において、前記表面のうち前記吸気ポートと前記排気ポートとの間の部分の一部は、前記一部以外に比べ、前記燃焼室とは反対側に窪んでいるシリンダヘッドによって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
強いタンブル流を発生させることが可能なシリンダヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）は内燃機関を例示する模式図である。図１（ｂ）はシリンダヘッドを例示する平面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図２（ｂ）は図１（ｂ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図２（ｃ）は図１（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。図２（ｄ）はシリンダヘッドを例示する平面図である。
【図３】図３は変形例に係るシリンダヘッドを例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態のシリンダヘッド１０について説明する。図１（ａ）は内燃機関１００を例示する模式図である。Ｚ軸方向は上下方向であり、シリンダボアの延伸方向である。Ｙ軸方向は吸気ポート１２と排気ポート１４とが並ぶ方向であり、＋Ｙ側がＥｘ側である。Ｘ軸方向はＹ軸方向およびＺ軸方向に直交する。
【０００９】
図１（ａ）に示す内燃機関１００は、例えば自動車などに搭載されるガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンなどであり、４バルブエンジンである。内燃機関１００は、シリンダヘッド１０およびシリンダブロック１１を備える。シリンダヘッド１０はシリンダブロック１１の上側に取り付けられ、シリンダヘッド１０、シリンダブロック１１およびピストン１５により燃焼室２０が形成される。燃焼室２０内においてピストン１５が上下に往復運動する。吸気ポート１２は吸気バルブ１６の移動により開閉する。排気ポート１４は排気バルブ１８の移動により開閉する。
【００１０】
図１（ｂ）はシリンダヘッド１０を例示する平面図であり、１つのシリンダボアに対応する部分を拡大している。図１（ｂ）に示すように、シリンダヘッド１０は、１つのシリンダボアに対して２つの吸気ポート１２と２つの排気ポート１４とを有する。吸気ポート１２は吸気通路１３に接続され、排気ポート１４は不図示の排気通路に接続される。
【００１１】
吸気バルブ１６が開くと、吸気が吸気ポート１２から燃焼室２０内に流入する。吸気が燃焼室２０内において図１（ａ）の矢印で示す縦方向の渦流、いわゆるタンブル流を形成することで、ノッキングが抑制され、燃費が改善する。特に回転半径およびモーメントが大きい、強いタンブル流が有効である。強いタンブル流を形成するには、吸気の複数の流れが、図１（ｂ）に示す位置１７（シリンダボアのＥｘ側端部）において合流することが好ましい。
【００１２】
図２（ａ）は図１（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図２（ｂ）は図１（ｂ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図２（ｃ）は図１（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。図２（ｄ）はシリンダヘッド１０を例示する平面図である。図２（ａ）から図２（ｃ）に示すように、シリンダヘッド１０の下側の面２２は燃焼室２０の上側の内面を形成する。
【００１３】
面２２には凸部２４および２８、窪み２６が設けられている。図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、凸部２４および２８は、面２２のうち下側（−Ｚ側、燃焼室２０側）に突出する部分である。図２（ｂ）に示すように、窪み２６は、面２２のうち上側（＋Ｚ側、燃焼室２０とは反対側）に窪んだ部分である。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向とは交差する方向において凸部２４および２８、窪み２６は並ぶ。凸部２４は面２２のうち＋Ｘ側および−Ｘ側の領域に形成されている。凸部２８は面２２のうちＸＹ平面内での中央付近に形成され、２つの吸気ポート１２と２つの排気ポート１４とに囲まれる部分に位置する。窪み２６は、面２２のうち、Ｙ軸方向において吸気ポート１２と排気ポート１４とに挟まれる部分に位置する。
【００１５】
図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）ではそれぞれ矢印で吸気Ａ１〜Ａ３の流れを表す。図２（ａ）に示すように、凸部２４が設けられているため、吸気Ａ１は凸部２４に衝突し、面２２に沿って流れる。図２（ｃ）に示すように、凸部２８が設けられているため、吸気Ａ３は凸部２８に衝突し、面２２に沿って流れる。一方、図２（ｂ）に示すように、吸気Ａ２は窪み２６で剥離し、面２２に沿う流れが生じにくい。これにより吸気Ａ２は下方向に流れる。
【００１６】
吸気Ａ２は面２２から離れて下方向に流れるため、面２２に沿う吸気Ａ１およびＡ３の流れを阻害しにくい。したがって図２（ｄ）に示すように、吸気Ａ２は、シリンダボアの端部を回り込み、位置１７に流れる。吸気Ａ３は、シリンダボアの中央付近を通り、位置１７に流れる。吸気Ａ１およびＡ３が位置１７で合流することで、燃焼室２０内で図１（ａ）に示すような強いタンブル流Ｔが形成される。
【００１７】
以上、本実施形態によれば、シリンダヘッド１０の面２２が燃焼室２０の内面を形成し、面２２は凸部２４および２８、窪み２６を有する。これにより、面２２に沿って流れる吸気Ａ１およびＡ３が位置１７で合流し、強いタンブル流が形成される。燃焼室２０内での燃焼速度が速くなり、燃焼効率が向上する。この結果、内燃機関１００の出力の向上、ノッキングの抑制および燃費の改善などが可能である。
【００１８】
吸気の流れが干渉し合うと、タンブル流以外に渦が発生することで、タンブル流の形成が阻害される。本実施形態によれば、吸気Ａ２が下方向成分の流れを有するため、吸気Ａ１およびＡ３と干渉しにくい。渦の発生が抑制されるため、強いタンブル流が形成される。タンブル流を強めるために吸気ポート１２の径を縮小しなくてよいため、内燃機関１００の出力が向上する。
【００１９】
面２２のうち吸気ポート１２と排気ポート１４との間の部分の一部が、当該部分以外に比べ＋Ｚ側に突出する窪み２６であればよい。吸気Ａ２が下側に流れる、他の吸気の流れを阻害しにくいため、強いタンブル流が発生する。面２２に沿う吸気の流れを形成するため、凸部２４および２８も設けることが好ましい。
【００２０】
タンブル流を形成するため、吸気バルブ１６の曲線に沿って窪み２６、凸部２４および２８を配置することが好ましい。凸部２４および２８の−Ｚ側への突出量、ならびに窪み２６の＋Ｚ側への突出量は、内燃機関１００の寸法などに応じて変更可能である。図１から図２の例では、窪み２６は、面２２のうち吸気バルブ１６のＸ軸方向に沿った中央に近い部分に位置し、凸部２４および２８は窪み２６を挟む。窪み２６、凸部２４および２８の位置および数などは変更してもよい。
【００２１】
図３は変形例に係るシリンダヘッド１０ａを例示する平面図である。変形例では凸部２８および窪み２６の位置を図１（ｂ）の例から変化させている。面２２のうち吸気ポート１２と排気ポート１４との間であって、シリンダボアの中央付近に凸部２８を設ける。面２２のうちシリンダボアの端部側に窪み２６を設ける。窪み２６で剥離される吸気は下方向に流れる。凸部２８に衝突する吸気は面２２に沿って流れる。これにより強いタンブル流が形成される。
【００２２】
吸気ポート１２の数は１つでもよいし、３つ以上でもよい。吸気ポート１２の数および位置などに応じて、窪み２６、凸部２４および２８の数および位置を変更してもよい。
【００２３】
吸気ポート１２は直線に近い形状であることが好ましい。吸気の流れが直線に近くなり、燃焼室２０内において面２２に沿った流れが形成されやすくなる。このため、吸気バルブ１６が着座する部分であるバルブシートがレーザクラッドバルブシートであるか、シリンダヘッドがシートレスであることが好ましい。
【００２４】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態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】
【００２５】
１０、１０ａ                    シリンダヘッド
１１                            シリンダブロック
１２                            吸気ポート
１３                            吸気通路
１４                            排気ポート
１５                            ピストン
１６                            吸気バルブ
１７                            位置
１８                            排気バルブ
２０                            燃焼室
２２                            面
２４、２８                      凸部
２６                            窪み
１００                          内燃機関
【図１】
2019124197.tif 000003
【図２】
2019124197.tif 000004
【図３】
2019124197.tif 000005