(57)【要約】【課題】  火花点火式４サイクルエンジンの耐ノッキング性の向上です。【解決手段】  シリンダーの内周１に沿って、第１吸気弁の第４底面１２と第１排気弁の第１底面９と第１点火プラグ４と第２排気弁の第２底面１０と第３排気弁の第３底面１１と第２点火プラグ５と第４底面１２が、設置される。第２底面１０の中心と第３底面１１の中心を結ぶ直線から第２底面の半径と第３底面の半径を除外した第２３直線２１の長さが、シリンダー直径の値の１８％を超える値に設定される。第１点火プラグ４と第２３直線２１の間に、第２底面１０が位置する。第２点火プラグ５と第２３直線２１の間に、第３底面１１が位置する。すると、第２３直線２１付近の未燃焼の混合気の温度の上昇が緩和され、耐ノッキング性が向上する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４サイクル火花点火式エンジンの一つの燃焼室において、
第１から第４までの点はシリンダーの上端の内周に位置し、前記内周は仮想水平面に位置し、
前記第１点と前記第２点によって前記内周は第１円弧と第２円弧に区分され、
前記第３点は前記第１円弧の中点であり、前記第４点は前記第２円弧の中点であり、
第１直線は前記第１点から第１点火プラグの中心電極を経由してシリンダー中心軸に達し、
第２直線は前記第２点から第２点火プラグの中心電極を経由して前記シリンダー中心軸に達し、
前記第１円弧に沿って第１吸気弁の底面である第４底面と第１排気弁の底面である第１底面が設置され、
前記第２円弧に沿って第２排気弁の底面である第２底面と第３排気弁の底面である第３底面が設置され、
前記第１底面と前記第２底面の両方に隣接して前記第１点火プラグが位置し、
前記第３底面と前記第４底面の両方に隣接して前記第２点火プラグが位置し、
第１直径は前記シリンダーの直径であり、
前記第１底面の直径の値と前記第２底面の直径の値と前記第３底面の直径の値の和が前記第１直径の値の８３％未満に設定され、
第３仮想垂直面に前記シリンダー中心軸と前記第３点が位置し、第４仮想垂直面に前記シリンダー中心軸と前記第４点が位置し、前記第３仮想垂直面と前記第４仮想垂直面は前記仮想水平面に対して垂直な仮想面であり、
第１３直線は前記第３仮想垂直面と直交し、前記第１３直線は前記第１底面の中心から前記第３仮想垂直面に至る直線であり、
前記第１３直線の長さは前記第１底面の半径よりも長い値に設定され、
第２３直線は前記第２底面の中心と前記第３底面の中心を結ぶ直線から前記第２底面の半径と前記第３底面の半径を除外した直線であり、
前記第２３直線の長さが前記第１直径の値の１８％を超える値に設定される事を特徴とする１つの燃焼室に３個の排気弁が設置されるエンジン。
【請求項２】
４サイクル火花点火式エンジンの一つの燃焼室において、
第１から第４までの点はシリンダーの上端の内周に位置し、前記内周は仮想水平面に位置し、
前記第１点と前記第２点によって前記内周は第１円弧と第２円弧に区分され、
前記第３点は前記第１円弧の中点であり、前記第４点は前記第２円弧の中点であり、
第１直線は前記第１点から第１点火プラグの中心電極を経由してシリンダー中心軸に達し、
第２直線は前記第２点から第２点火プラグの中心電極を経由して前記シリンダー中心軸に達し、
前記第１円弧に沿って第１吸気弁の底面である第４底面と第１排気弁の底面である第１底面が設置され、
前記第２円弧に沿って第２排気弁の底面である第２底面と第３排気弁の底面である第３底面が設置され、
前記第１底面と前記第２底面の両方に隣接して前記第１点火プラグが位置し、
前記第３底面と前記第４底面の両方に隣接して前記第２点火プラグが位置し、
第１直径は前記シリンダーの直径であり、
前記第１底面の直径の値と前記第２底面の直径の値と前記第３底面の直径の値の和が前記第１直径の値の８３％未満に設定され、
第３仮想垂直面に前記シリンダー中心軸と前記第３点が位置し、第４仮想垂直面に前記シリンダー中心軸と前記第４点が位置し、前記第３仮想垂直面と前記第４仮想垂直面は前記仮想水平面に対して垂直な仮想面であり、
第１３直線は前記第３仮想垂直面と直交し、前記第１３直線は前記第１底面の中心から前記第３仮想垂直面に至る直線であり、
前記第１３直線の長さは前記第１底面の半径よりも長い値に設定され、
第２３直線は前記第２底面の中心と前記第３底面の中心を結ぶ直線から前記第２底面の半径と前記第３底面の半径を除外した直線であり、
前記第２３直線の長さが前記第１直径の値の１８％を超える値に設定され、
第６壁面領域は前記第３点と前記第１底面の中心と前記第２底面の中心と前記第４点と前記第３底面の中心と前記第４底面の中心と前記第３点を結ぶ６本の直線によって囲まれる六角形の壁面領域であり、
第７壁面領域は前記第６壁面領域から前記第１底面と前記第２底面と前記第３底面と前記第４底面を除外した壁面領域であり、
前記第１吸気弁以外の吸気弁が少なくとも１個増設され、
前記第１吸気弁以外の前記吸気弁の底面の中心が前記第７壁面領域に位置する事を特徴とする一つの燃焼室に３個の排気弁が設置されるエンジン。
【請求項３】
前記第１底面の直径の値と前記第２底面の直径の値と前記第３底面の直径の値の和が前記第１直径の値の７３％未満に設定され、
第１角度は前記第２直線が前記シリンダー中心軸を中心にして前記第４底面を経由して前記第１直線の位置まで回転した角度であり、
前記第１角度が１２０度から２３０度までの範囲内に設定され、
前記第２３直線の長さが前記第１直径の値の２４％を超える値に設定される事を特徴とする前記請求項１と前記請求項２のいずれか一つの前記請求項に記載された１つの燃焼室に３個の排気弁が設置されるエンジン。
【請求項４】
第１２直線は前記第１底面の中心と前記第２底面の中心を結ぶ直線から前記第１底面の半径と前記第２底面の半径を削除した直線であり、
第３４直線は前記第３底面の中心と前記第４底面の中心を結ぶ直線から前記第３底面の半径と前記第４底面の半径を削除した直線であり、
前記第１２直線は前記第１点火プラグの前記中心電極と前記シリンダー中心軸の間に位置し、
前記第３４直線は前記第２点火プラグの前記中心電極と前記シリンダー中心軸の間に位置する事を特徴とする前記請求項１から前記請求項３までのいずれか一つの前記請求項に記載された１つの燃焼室に３個の排気弁が設置されるエンジン。
【請求項５】
第４円弧は前記内周の一部分であり、前記第４円弧は前記第４点を中点とする円弧であり、前記第４弧の長さは前記第２３直線の長さの１５０％であり、
第４４壁面領域はシリンダーヘッドの壁面の一部であり、第４４壁面領域は前記第２３直線と前記第４円弧の間に位置し、
ピストンの上面の一部である第４０壁面領域は上死点時に前記第４４壁面領域に対面し、
前記第４４壁面領域の垂直断面の形と上死点時の前記第４０壁面領域の垂直断面の形はおおよそ平行であり、
第２スキッシュエリア空間は前記第４４壁面領域と上死点時の前記第４０壁面領域の間に形成され、
前記第２スキッシュエリア空間の上死点時のシリンダー中心軸と平行な方向の長さが前記ピストンのストローク量の４％未満に設定される事を特徴とする前記請求項１から前記請求項４までのいずれか一つの前記請求項に記載された１つの燃焼室に３個の排気弁が設置されるエンジン。
【請求項６】
第１４直線は前記第１底面の中心と前記第４底面の中心を結ぶ直線から前記第１底面の半径と前記第４底面の半径を削除した直線であり、
第３円弧は前記内周の一部分であり、前記第３円弧は前記第３点を中点とする円弧であり、前記第３弧の長さは前記第１４直線の長さの１５０％であり、
第３３壁面領域はシリンダーヘッドの壁面の一部であり、前記第３３壁面領域は前記第１４直線と前記第３円弧の間に位置し、
ピストンの上面の一部である第３０壁面領域は上死点時に前記第３３壁面領域に対面し、
前記第３３壁面領域の垂直断面の形と上死点時の前記第３０壁面領域の垂直断面の形はおおよそ平行であり、
第１スキッシュエリア空間は前記第３３壁面領域と上死点時の前記第３０壁面領域の間に形成され、
前記第１スキッシュエリア空間の上死点時のシリンダー中心軸と平行な方向の長さが前記ピストンのストローク量の４％未満に設定される事を特徴とする前記請求項１から前記請求項４までのいずれか一つの前記請求項に記載された１つの燃焼室に３個の排気弁が設置されるエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式４サイクルエンジンの耐ノッキング性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式４サイクルエンジンの燃焼室の多くは、二つの排気弁と二つの吸気弁を持ち、燃焼室の中心に点火プラグを持つ。上記の二つの排気弁を持つ４弁式燃焼室は、シリンダーの内周に隣接して排気弁が２個設置される。
排気弁は、負荷の増加に応じて高熱化する。排気弁に接して高熱化した混合気は、燃焼速度が増加する。
この為、二つの排気弁を持つ４弁式燃焼室は、過負荷時に、高熱化した排気弁に接した多量の混合気部分が急速に燃焼する事により、ノッキングを誘発させる危険性を持っていた。この為、上記の燃焼室の圧縮比と耐ノッキング性は、制限されていた。
【０００３】
図１５に示す特許文献１の５弁式燃焼室は、３個の吸気弁と２個の排気弁を持つ。図１５では、吸気弁は符号２３と符号２４と符号２５で示され、排気弁は符号２８で示される。そして、２個の排気弁の底面の直径の大きさは、前記の４弁式燃焼室の排気弁の底面の直径と同じです。従って、上記の構成を持つ５弁式燃焼室の耐ノッキング性は、前記の４弁式燃焼室と同じです。
特許文献２と特許文献３と特許文献４は、３個の排気弁を持つ。
図１６に示す特許文献２の６弁式燃焼室では、１個の点火プラグが燃焼室の中心付近に設置され、３個の排気弁がシリンダーの内周から離れて設置される。
図１７に示すＭａｓｅｒａｔｉの６バルブエンジンと特許文献３のＦＥＲＲＡＲＩのエンジンの６弁式燃焼室は、３個の排気弁がシリンダーの内周に隣接して設置され、燃焼室の中心に１個の点火プラグが設置される。符号１２で示す第１吸気弁の隣の２個の茸弁も吸気弁です。
図１８に示す特許文献４の６弁式燃焼室は、３個の排気弁が一列に連なって設置され、３個の吸気弁が一列に連なって設置され、燃焼室の中心付近に２個の点火プラグが設置される。
【０００４】
以下の長文の資料であるTales of Cams, Vales, & Combustion chambers  http://www.italian.sakura.ne.jp/bad_toys/engine/engine01.htmlの終わりの部分に、ヤマハの７バルブエンジンが紹介されている。この非特許文献の６弁式燃焼室では、４個の小さな吸気弁と３個の排気弁と２個の点火プラグが設置される。３個の排気弁は、一列に連なって設置される。
【特許文献１】特願２００６−３２６０３３  （Ｐ２００６−３２６０３３）                  ４サイクルエンジン    ヤマハモ−タ−エンジニアリング株式会社
【特許文献２】特願２０１５−２５５５０９                  特許第５９０９３０７号耐ノッキング性を向上させたエンジン
【特許文献３】特開平６−０５０１１１  ＪＰＡ−１９９４０５０１１１                  シリンダに多数のバルブを具備した特に内燃機関用タイミング機構    ＦＥＲＲＡＲＩ  ＳＯＣＩＥＴＡ  ＰＥＲ  ＡＺＩＯＮＩ
【特許文献４】特開平７−１２７４５８      ４サイクルエンジン  川崎重工株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、火花点火式４サイクルエンジンの耐ノッキング性の向上です。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願のエンジンは、一つの燃焼室に３個の排気弁が設置される火花点火ピストン式４サイクルエンジンであり、以下の特徴を持つ。
第１から第４までの点は、シリンダーの上端の内周に位置する。前記内周は、仮想水平面に位置する。
前記第１点と前記第２点によって、前記内周は第１円弧と第２円弧に区分される。
前記第３点は、前記第１円弧の中点です。前記第４点は、前記第２円弧の中点です。
第１直線は、前記第１点から第１点火プラグの中心電極を経由してシリンダー中心軸に達する。
第２直線は、前記第２点から第２点火プラグの中心電極を経由して前記シリンダー中心軸に達する。
前記第１円弧に沿って、第１吸気弁の底面である第４底面と第１排気弁の底面である第１底面が設置される。
前記第２円弧に沿って、第２排気弁の底面である第２底面と第３排気弁の底面である第３底面が設置される。
前記第１底面と前記第２底面の両方に隣接して、前記第１点火プラグが位置する。
前記第３底面と前記第４底面の両方に隣接して、前記第２点火プラグが位置する。
以上に、構成要素１が説明された。
【０００７】
以下に、構成要素２が説明される。
第１直径は、前記シリンダーの直径です。
前記第１底面の直径の値と前記第２底面の直径の値と前記第３底面の直径の値の和が、前記第１直径の値の８３％未満に設定される。
【０００８】
以下に、構成要素３が説明される。
第３仮想垂直面に、前記シリンダー中心軸と前記第３点が位置する。第４仮想垂直面に、前記シリンダー中心軸と前記第４点が位置する。前記第３仮想垂直面と前記第４仮想垂直面は、前記仮想水平面に対して垂直な仮想面です。
第１３直線は、前記第３仮想垂直面と直交する。前記第１３直線は、前記第１底面の中心から前記第３仮想垂直面に至る直線です。
前記第１３直線の長さは、前記第１底面の半径よりも長い値に設定される。
第２３直線は、前記第２底面の中心と前記第３底面の中心を結ぶ直線から前記第２底面の半径と前記第３底面の半径を除外した直線です。
前記第２３直線の長さが、前記第１直径の値の１８％を超える値に設定される。
【０００９】
以下に、作用が説明される。
３個の排気弁の３個の底面に接した混合気部分に火炎が達する前に、２個の点火プラグ付近の既燃焼ガスの膨張によって、３個の底面に接した未燃焼の混合気部分の一部が３個の排気弁の３個の底面から押し出される。すると、押し出された一部の混合気部分が持つ熱量は、３個の排気弁よりも下流側の二つの空間に拡散する。この二つの空間では、未燃焼の混合気部分は、排気弁の底面によって加熱されない。
この二つの空間は、２個の点火プラグから３個の排気弁の３個の底面を経て伝播する火炎の終端部です。そして、一つ目の空間は、第３点付近の上死点時の空間です。二つ目の空間は、第４点付近の上死点時の空間です。
二つの排気弁を持つ従来例の４弁式燃焼室では、排気弁の底面の外周とシリンダー内周との間隔は、排気ガスが通過できる最小限の間隔に設定されている。その為、排気弁よりも下流の火炎伝播経路の長さは、シリンダーの直径である第１直径の値の約４％未満の値に設定されている。排気弁よりも下流の火炎伝播経路は、排気弁の底面の外周からシリンダー内周までの経路です。
これに対して、本願では、第２３直線の長さが、第１直径の値の１８％を超える値に設定されている。そして、第１３直線の長さは、第１底面の半径よりも長い値に設定される。その結果、３個の排気弁よりも下流の火炎伝播経路の長さが、４弁式燃焼室の二つの排気弁の底面より下流の火炎伝播経路の長さよりも、大きく設定される。
すると、燃焼行程の中期までに、３個の排気弁の３個の底面に接した混合気部分の燃焼の大部分が終了する。
すると、二つの排気弁を持つ従来例の燃焼室よりも、燃焼行程の後半の燃焼圧力値の上昇が緩やかになり、ノッキングが発生し難くなる。
その結果、本願発明では、耐ノッキング性が向上する。
【００１０】
そして、以下の作用が加わる。
第１点火プラグ付近の既燃焼ガスの膨張が、未燃焼の混合気を第１底面から第１円弧の方向に押す。すると、未燃焼の混合気は、第１円弧に斜めに衝突し、第１円弧に沿って第３点の方向に移動する。第２底面から第２円弧の方向に押された未燃焼の混合気は、第２円弧に斜めに衝突し、第２円弧に沿って第４点の方向に移動する。
また、第２点火プラグ付近の既燃焼ガスの膨張によって、第３底面から第２円弧の方向に押された未燃焼の混合気は、第２円弧に斜めに衝突し、第２円弧に沿って第４点の方向に移動する。
この結果、第１円弧または第２円弧に沿って未燃焼の混合気が移動する事によって、直線的に移動する場合よりも、３個の排気弁から火炎伝播経路の終端部までの長さが増加する。
【００１１】
特許文献１から特許文献４までの文献と本願を比較する。
特許文献１から特許文献４までの特許文献は、本願の構成要素３を持たない。
特許文献１と特許文献３と特許文献４の特許文献では、二つの排気弁を持つ４弁式燃焼室と同様に、排気弁の底面がシリンダーの内周に隣接して位置する。この為、排気弁の底面よりも下流の火炎伝播経路の長さが、シリンダーの直径の値の約４％未満に設定される。この為、これらの特許文献のエンジンでは、点火プラグから排気弁の底面を火炎が通過し終わる時期が燃焼行程の終期になり、燃焼行程後期に排気弁に面した混合気部分が急激に燃焼し、燃焼圧力値が急激に上昇する。
これに対して、本願では、構成要素３によって、排気弁に面した混合気部分の燃焼が終わる時期が、特許文献１と特許文献３と特許文献４よりも早くなる。すると、燃焼圧力値の上昇が制限される。
また、本願では、排気弁の底面から押し出された未燃焼の混合気が、シリンダーの内周に沿って移動する。
これに対して、特許文献１から特許文献４までの特許文献では、排気弁の底面に接した未燃焼の混合気の一部分が、点火プラグ付近の燃焼ガスの膨張によって、排気弁の底面から押し出され、シリンダーの内周に直角に近い角度で衝突し、シリンダーの内周に沿って容易に移動できない。
【００１２】
本発明による効果が説明される。
耐ノッキング性が向上する事によって、本発明は、二つの排気弁を持つ４弁式燃焼室と二つの排気弁を持つ５弁式燃焼室よりも、高圧縮比化が可能になる。高圧縮比化によって、熱効率が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
全ての実施例のエンジンは、火花点火式４サイクルエンジンであり、３個の排気弁と少なくとも１個の吸気弁を持ち、２個の排気弁を持つ４弁式エンジンではない。
全ての実施例で、全ての吸気弁と全ての排気弁は、燃焼室のシリンダーヘッド側の壁面に設置される。
全ての平面図は、吸気弁と排気弁と点火プラグの位置関係を示す概念図です。吸気弁の円形の底面と排気弁の円形の底面は、吸気弁の軸部と排気弁の軸部が直立する事を示さない。
図１と図２と図３を使って、第１実施例を説明する。
第１実施例のエンジンの一つの燃焼室は、以下の特徴を持つ。
シリンダーヘッドの下面とピストンとの間に、燃焼室の内部空間が位置する。
図１は、カム軸の方向からピストンの方向を透視した時の燃焼室の平面図です。
シリンダーの上端の内周１は、上死点時の燃焼室の内部空間の周辺部に接する。
第１点６と第２点７と第３点１４と第４点１５は、黒く小さな丸で表示され、シリンダーの上端の内周１に位置する。シリンダーの上端の内周１は、仮想水平面に位置する。
第１点６と第２点７によって、シリンダーの上端の内周１は第１円弧と第２円弧に区分される。
第３点１４は、第１円弧の中点です。
第４点１５は、第２円弧の中点です。
第１直線８は、第１点６から第１点火プラグ４の中心電極を経由してシリンダー中心軸に達する。シリンダー中心軸は、中央に位置する黒く小さな丸で示す。
第２直線１６は、第２点７から第２点火プラグ５の中心電極を経由してシリンダー中心軸に達する。第１直線８と第２直線１６は、仮想線です。
第３仮想垂直面１７に、シリンダー中心軸と第３点１４が位置する。
第４仮想垂直面１８に、シリンダー中心軸と第４点１５が位置する。
第３仮想垂直面１７と第４仮想垂直面１８は、シリンダーの上端の内周１が位置する仮想水平面に対して、垂直であり、シリンダー中心軸と平行であり、仮想面です。そして、第３仮想垂直面１７と第４仮想垂直面１８は、図１と図２では直線で示される。
【００１４】
第１円弧に沿って、第１排気弁の底面である第１底面９と第１吸気弁の底面である第４底面１２が、燃焼室のシリンダーヘッド側の壁面に設置される。
第２円弧に沿って、第２排気弁の底面である第２底面１０と第３排気弁の底面である第３底面１１が、燃焼室のシリンダーヘッド側の壁面に設置される。
第１排気弁の第１底面９に隣接して、第１点火プラグ４が位置する。第２排気弁の第２底面１０に隣接して、第１点火プラグ４が位置する。
第３排気弁の第３底面１１に隣接して、第２点火プラグ５が位置する。第１吸気弁の第４底面１２に隣接して、第２点火プラグ５が位置する。
第１点火プラグ４と第２点火プラグ５は、燃焼室のシリンダーヘッド側の壁面の周辺部に位置する。
第１直径は、シリンダーの直径です。
図３に示す様に、第１実施例では、第１底面９の直径の大きさと第２底面１０の直径の大きさと第３底面１１の直径の大きさは、異なった大きさに設定可能です。
しかし、第１実施例では、第１底面９の直径の値と第２底面１０の直径の値と第３底面１１の直径の値の和が、第１直径の値の８３％未満に設定される。
【００１５】
直列式の多気筒エンジンの場合は、第３点１４と第４点１５を結ぶ直線とカム軸との角度に関する構成は、以下の２個の構成のいずれか一つの構成が選択できる。
第１の構成では、第１排気弁と第１吸気弁を駆動する第１カム軸の中心軸と第２排気弁と第３排気弁を駆動する第２カム軸の中心軸が、第３点１４と第４点１５を結ぶ直線に仮想的に投影される。その時、２本のカム軸の２本の中心軸の仮想的な投影線が、第３点１４と第４点１５を結ぶ直線に交差する。
第２の構成では、２本のカム軸の２本の中心軸が、第３点１４と第４点１５を結ぶ直線に、仮想的に投影されない。そして、２本の仮想的な投影線が、第３点１４と第４点１５を結ぶ直線に対して、おおよそ平行に設定される。
【００１６】
構成要素３が説明される。
第１直径は、シリンダーの直径です。
第２３直線２１は、第４仮想垂直面１８と直交する。
第２３直線２１は、第２底面１０の中心と第３底面１１の中心を結ぶ直線から第２底面１０の半径と第３底面１１の半径を除外した直線です。第４仮想垂直面１８は、第２３直線２１を分断する。
第２３直線２１の長さが第１直径の値の１８％を超える値に設定される。この設定は、耐ノッキング性の大きさを決める。第２３直線の長さを大きく設定する程、耐ノッキング性が更に向上する。
点線で示す第１３直線２２は、第３仮想垂直面１７と直交する。第３直線２２は、第１底面９の中心から第３仮想垂直面１７に至る直線です。
そして、第１３直線２２の長さは、第１底面９の半径よりも長い値に設定される。
第３仮想垂直面１７と第１底面９の間には、第１３直線２２の一部である第１部分が存在する。第１３直線２２の第１部分は、耐ノッキング性の大きさを決める。
第４点１５付近の領域には、第２底面１０によって加熱された混合気と第３底面１１によって加熱された混合気が流入する。これに対して、第３点１４付近の領域に流入する混合気であるだけでなく排気弁によって加熱された混合気は、第１底面９によって加熱された混合気だけです。この為、第３点１４付近の領域では、第４点１５付近の領域よりも急激な燃焼が発生し難い。
【００１７】
第４底面１２と第１点火プラグ４の間に、第１排気弁の第１底面９が位置する。
第２３直線付近の壁面領域と第１点火プラグ４の間に、第２排気弁の第２底面１０が位置する。
第２３直線付近の壁面領域と第２点火プラグ５の間に、第３排気弁の第３底面１１が位置する。
第１３直線２３の付近の壁面領域と第２３直線付近の壁面領域には、排気弁が設置されない。
【００１８】
図４と図５と図６と図７使って、第２実施例を説明する。
本出願の一つの燃焼室に設置される吸気弁の数は、１個に限定されない。
第２実施例は、第１実施例に以下の構成を加える。
第２吸気弁が、一つの燃焼室に増設される。また、第３吸気弁も増設可能であり、第４吸気弁も増設可能です。すなわち、一つの燃焼室に、第１吸気弁以外の吸気弁が、少なくとも１個設置される。一つの燃焼室に、第１吸気弁以外の吸気弁が、１個以上の任意の数だけ設置される。
そして、第１吸気弁以外の吸気弁の底面の中心が、少なくとも１個、第７壁面領域に位置する。
第２吸気弁の底面１３が１個設置された場合のエンジンは、５弁式エンジンです。
第７壁面領域は、第６壁面領域から第１底面９と第２底面１０と第３底面１１と第４底面１２を除外した壁面領域です。
第６壁面領域は、シリンダーヘッドの壁面の一部であり、第３点１４と第１底面９の中心と第２底面１０の中心と第４点１５と第３底面１１の中心と第４底面１２の中心と第３点１４を結ぶ６本の点線によって囲まれる六角形の壁面領域です。
図４は、第３点１４の近くに第２吸気弁の底面１３が設置される場合を示す。
図５は、燃焼室の中央部付近に第２吸気弁の底面１３が設置される場合を示す。
図６は、第４点１５の近くに第２吸気弁の底面１３が設置される場合を示す。
第２吸気弁の底面１３と第３吸気弁の底面２３が設置された場合のエンジンは、６弁式エンジンです。６弁式エンジンの一例を図７に示す。図７では、第４点１５に隣接した位置に第２吸気弁の底面１３が設置され、燃焼室の中央部付近の位置に第３吸気弁の底面２３が設置される。
第２吸気弁の底面１３と第３吸気弁の底面２３と第４吸気弁の底面が設置された場合のエンジンは、７弁式エンジンです。
第２実施例は、請求項２に対応する。
【００１９】
第３実施例を説明する。
第３実施例は、第１実施例と第２実施例に以下の構成を加える。
第１排気弁９と第２排気弁１０と第３排気弁１１の３個の底面の直径の値の和が第１直径の値の７３．５％に設定される場合は、第１から第３までの排気弁の底面の面積の和は、前記の４弁式燃焼室の２個の排気弁の底面の面積の和と等しくなる。
これに対して、第３実施例では、第１底面９と第２底面１０と第３底面１１の３個の底面の直径の値の和が、前記第１直径の値の７３％未満の値に設定される。
すると、３個の排気弁の３個の底面の面積の和が、前記の４弁式燃焼室の２個の排気弁の底面の面積の和よりも、小さくなる。すると、３個の排気弁の底面に接して加熱される混合気部分の面積と排気弁の底面に接する混合気の量が減少し、耐ノッキング性が増加する。
第１角度は、水平方向の角度であり、第２直線１６がシリンダー中心軸を中心にして第４底面１２を経由して第１直線８の位置まで回転した角度です。
第１角度が１２０度未満の値に設定される時に、第１底面９の直径を小さく設定する必要がある。すると、第２底面１０の直径の値と第３底面１１の直径の値が、大きくなる。すると、第４点１５付近の空間で急激な燃焼の発生の危険が高まる。
また、第１角度が２３０度を超える値に設定される時に、第２底面１０と第３底面１１の２つの直径の値は、非常に小さく設定する必要がある。すると、第１底面９の直径の値を大きく設定する必要が生まれる。すると、第１底面９の直径の値が、大きくなる。すると、第３点１４付近の空間で急激な燃焼の発生の危険が高まる。
これに対して、第３実施例では、第１角度が１２０度から２３０度までの範囲内に設定される。
そして、第２３直線の長さを第１直径の値の２４％を超える値に設定する事によって、第１と第２の実施例よりも、第３実施例の耐ノッキング性が増加する。
【００２０】
図８を使って、第４実施例を説明する。
第１点火プラグ４の中心電極が第１２直線２０よりもシリンダー中心軸側に位置する場合は、第１底面９と第２底面１０よりも下流の混合気の内のシリンダー内周に近い部分の混合気が、第２円弧または第１円弧に沿って移動し難くなり、シリンダー内周１に沿って混合気が流れる作用が制限される。
第４実施例は、上記の問題を解決する。
第４実施例は、第１から第３までの実施例に以下の構成を加える。
第１２直線２０は、第１点火プラグ４の中心電極と十字線で示すシリンダー中心軸の間に位置する。
そして、第３４直線１９は、第２点火プラグ５の中心電極とシリンダー中心軸の間に位置する。
点線で示す第１２直線２０は、第１底面９の中心と第２底面１０の中心を結ぶ直線から第１底面９の半径と第２底面１０の半径を削除した直線です。
また、点線で示す３４直線１９は、第３底面１１の中心と第４底面１２の中心を結ぶ直線から第３底面１１の半径と第４底面１２の半径を削除した直線です。
これによって、３個の排気弁よりも下流の混合気のほとんど全部が、第２円弧に沿って第４点１５の付近の燃焼室空間に移動し、第１円弧に沿って第３点１４の付近の燃焼室空間に移動する。従って、前記の作用の制限が解消する。
【００２１】
図９と図１０と図１１を使って、第５実施例を説明する。
図９は、第１実施例に第５実施例の構成を加えた平面図です。図１０は、第２実施例に第５実施例の構成を加えた平面図です。図１１は、第１実施例に第５実施例の構成を加えた断面図であり、上死点時前５０度の図です。
第５実施例は、第１から第４までの実施例に以下の構成を加える。
第４円弧は、シリンダーの上端の内周１の一部分です。第４円弧は、第２円弧の一部です。第４円弧は、第４点１５を中点とする円弧です。
第４弧の長さは、点線で示す第２３直線２１の長さの１５０％です。
第４４壁面領域２４は、シリンダーヘッドの壁面部分です。第４４壁面領域２４は、第２３直線２１と第４円弧の間に位置する。
ピストン２の上面の一部である第４０壁面領域２５は、上死点時に、第４４壁面領域２４に対面する。第４０壁面領域２５は、ピストン２の上面の凸部です。
上死点時の第２スキッシュエリア空間は、第４４壁面領域２４と上死点時の第４０壁面領域２５の間に形成される。
図１１に示す様に、第４４壁面領域２４の垂直断面の形と上死点時の第４０壁面領域２５の垂直断面の形は、おおよそ平行です。
なお、第４４壁面領域２４と第４０壁面領域２５は、平面に限定されない。第４４壁面領域２４の面が突出した形に形成される時は、第４０壁面領域２５の面は凹んだ形に形成される。第４４壁面領域２４が凹んだ形に形成される時は、第４０壁面領域２５は突出した形に形成される。
第２スキッシュエリア空間の上死点時のシリンダー中心軸と平行な方向の長さが、ピストン２のストローク量の４％未満に設定される。
【００２２】
図１２と図１３と図１４を使って、第６実施例を説明する。
図１２は、第１実施例に第６実施例の構成を加えた平面図です。図１３は、第２実施例に第６実施例の構成を加えた平面図です。図１４は、第１実施例に第６実施例の構成を加えた断面図です。
第６実施例は、第１から第４までの実施例に以下の構成を加える。
第１４直線２８は、第１底面９の中心と第４底面１２の中心を結ぶ直線から第１底面９の半径と第４底面１２の半径を削除した直線です。
第３円弧は、第１円弧の一部です。第３円弧は、第３点１４を中点とする円弧です。第３弧の長さは、第１４直線２８の長さの１５０％です。
第３３壁面領域２６は、シリンダーヘッドの壁面部分です。第３３壁面領域２６は、第１４直線２８と第３円弧の間に位置する。
ピストン２の上面の一部である第３０壁面領域２７は、上死点時に、第３３壁面領域２６に対面する。
上死点時の第１スキッシュエリア空間は、第３３壁面領域２６と上死点時の第３０壁面領域２７の間に形成される。
図１４に示す様に、第３３壁面領域２６の垂直断面の形と上死点時の第３０壁面領域２７の垂直断面の形は、おおよそ平行です。
なお、第３３壁面領域２６と第３０壁面領域２７は、平面に限定されない。この事は、第５実施例と同様です。
第１スキッシュエリア空間の上死点時のシリンダー中心軸と平行な方向の長さが、ピストン２のストローク量の４％未満に設定される。
【００２３】
第５実施例と第６実施例の作用を説明する。
第１点火プラグ付近の既燃焼ガスの膨張によって、第１底面９から第３点付近の空間に未燃焼の混合気が押され、第２底面１０から第４点付近の空間に未燃焼の混合気が押される。そして、第２点火プラグ付近の既燃焼ガスの膨張によって、第３底面１１から第４点付近の空間に未燃焼の混合気が押される。
高負荷時の燃焼行程期間に、ピストン２は全ストローク量の約０．６％下降する。
圧縮上死点時の第３点付近の空間と第４点付近の空間の２つの空間のシリンダー中心軸と平行な方向の長さがピストンのストロークの４％の時、圧縮比１３の燃焼室の前記の２つの空間は、燃焼行程中に、容積が約１６％増加する。前記の２つの空間のシリンダー中心軸と平行な方向の長さが２．５％に設定される時は、容積が約２８％増加する。
すると、３個の排気弁の底面から押された未燃焼の混合気が、圧縮上死点時の前記の２つの空間に侵入する。前記の２つの空間の容積の増加に対して、燃焼室の平均的な高さの空間部分の燃焼行程中の容積の増加は、約８％です。
すると、第３点付近の空間と第４点付近の空間の混合気部分の膨張によって、温度の低下要因が増し、排気弁から２つの空間に流れ込んだ混合気部分の燃焼速度も制限され、燃焼行程の後半の燃焼圧力値の上昇が制限される。
従って、耐ノッキング性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施例の平面図。
【図２】第１実施例の平面図。
【図３】第１実施例の平面図。
【図４】第２吸気弁を増設する第２実施例の平面図。
【図５】第２吸気弁を増設する第２実施例の平面図。
【図６】第２吸気弁を増設する第２実施例の平面図。
【図７】第２吸気弁と第３吸気弁を増設する第２実施例の平面図。
【図８】第４実施例の平面図。
【図９】第５実施例の平面図。
【図１０】第５実施例の平面図
【図１１】第５実施例の断面図。
【図１２】第６実施例の平面図。
【図１３】第６実施例の平面図。
【図１４】第６実施例の断面図。
【図１５】従来の技術である特許文献１の５弁式燃焼室の平面図。
【図１６】特許文献２の図１に相当する従来の技術の図。
【図１７】従来の技術であるＭａｓｅｒａｔｉの６バルブエンジンの燃焼室の平面図。
【図１８】従来の技術である特許文献４の燃焼室の平面図。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・シリンダーの上端の内周
２・・・ピストン  
３・・・燃焼室  
４・・・第１点火プラグ
５・・・第２点火プラグ
６・・・第１点
７・・・第２点
８・・・第１直線  
９・・・第１排気弁の底面である第１底面
１０・・・第２排気弁の底面である第２底面
１１・・・第３排気弁の底面である第３底面
１２・・・第１吸気弁の底面である第４底面
１３・・・第２吸気弁の底面  
１４・・・第３点  
１５・・・第４点
１６・・・第２直線
１７・・・第３仮想垂直面
１８・・・第４仮想垂直面
１９・・・第３４直線
２０・・・第１２直線  
２１・・・第２３直線
２２・・・第１３直線  
２３・・・第３吸気弁の底面
２４・・・第４４壁面領域  
２５・・・ピストン上面の一部である第４０壁面領域
２６・・・第３３壁面領域
２７・・・ピストン上面の一部である第３０壁面領域
２８・・・第１４直線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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