專利名稱：內(nèi)燃機的燃燒室構造的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的燃燒室構造，在該內(nèi)燃機中，由氣缸蓋的內(nèi)面與活塞頂面圍成燃燒室，在燃燒室設置安裝于氣缸蓋的火花塞的電極，并靠近地使電極對著其周緣部該內(nèi)燃機的燃燒室構造，如日本專利公報特公昭58-43565號所示那樣，已經(jīng)為大眾所知。
在內(nèi)燃機中，為了防止爆震的發(fā)生，在燃燒室的中心部配置火花塞的電極、極力縮短火焰的傳播距離，一般是有效的。然而，根據(jù)內(nèi)燃機的構造和形式的不同，由于進、排氣閥的配置等的關系的原因，有時采用那樣的火花塞配置較困難，即不得不靠近燃燒室的周緣部配置火花塞。在這樣的場合，由于火焰的傳播距離必然變長，所以易于發(fā)生尾氣的自然著火引起的爆震。
本發(fā)明就是鑒于這一情況而作出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機的燃燒室構造，即使靠近燃燒室的周緣部配置火花塞的電極，也可以使得正常的火焰?zhèn)鞑ピ谖矚庾匀恢鹬敖Y束，從而提高防爆性。
為了達到上述目的，本發(fā)明的的第1方案在于，在內(nèi)燃機中，由氣缸蓋的內(nèi)面與活塞頂面圍成燃燒室，在燃燒室設置安裝于氣缸蓋的火花塞的電極，并使電極靠近地對著其周緣部，其中，在燃燒室的頂面周緣部與活塞的頂面周緣部之間設有擠氣區(qū)，從該擠氣區(qū)的離火花塞的電極最遠的區(qū)域噴射出的混合氣的擠氣流指向該電極，從離該電極最近的區(qū)域噴射的混合氣的擠氣流指向該電極的下方。
按照第1方案，在進行壓縮行程時，如活塞接近上死點，則從燃燒室周緣部的離電極遠的區(qū)域噴射出指向電極的擠氣流，所以，它垂直沖擊由火花塞點火產(chǎn)生的火焰的外面，從而使火焰形成的對尾氣的加壓推遲。這樣，在尾氣自然著火之前，火焰正常地傳播到燃燒室的最遠的周緣，進行無爆震的正常的燃燒。
另外，由于從燃燒室的離電極近的部分噴射出的擠氣流不指向電極，而是逃逸到其下方，為此，可以在避免吹熄電極剛點火后產(chǎn)生的火種的同時，在混合氣中形成紊流，加快火焰的傳播，從而可以進一步防止爆震。
另外，由于火花塞的電極靠近燃燒室周緣部進行配置，所以占據(jù)了燃燒室的較低的位置，如在燃燒室的頂面周緣部與活塞頂面周緣部之間設有擠氣區(qū)，并使得從離電極最遠的區(qū)域噴射出的混合氣的擠氣流指向該電極，使從離該電極最近的區(qū)域噴射出的混合氣的擠氣流指向該電極的下方，則形成于活塞頂面周緣部的斜面必然為小坡度，所以，該斜面的形成導致的活塞頂面受熱面積的增加極小，全部的擠氣流靠近活塞頂面流動，有效地冷卻活塞，從而可有利于確保活塞的壽命和提高防爆性。
本發(fā)明在上述方案的基礎上，還具有第2方案，即，在燃燒室的頂面相互靠近地配置各1個的進氣閥及排氣閥的傘部，在包含這些進氣閥及排氣閥的兩軸線的平面的一側方靠近燃燒室周緣部地配置火花塞的電極。
按照該第2方案，可以不對火花塞產(chǎn)生任何干涉地增大進氣孔及排氣孔的直徑，提高充填效率，同時，可降低排氣阻力，提高防爆性，并提高內(nèi)燃機的功率。
對附圖簡單說明如下

圖1為具有本發(fā)明的燃燒室構造的內(nèi)燃機的縱剖視圖。
圖2為圖1的2-2線剖視圖。
圖3為圖1的3-3線剖視圖。
圖4為圖1的4-4線剖視圖。
圖5為示出燃燒室中混合氣燃燒狀態(tài)的作用說明圖。
圖6為示出比較例的燃燒室構造的與圖5對應的剖視圖。
圖7為本發(fā)明與比較例的防爆性能比較試驗線圖。
下面，根據(jù)附圖所示本發(fā)明的實施例說明本發(fā)明的實施形式。
圖1為具有本發(fā)明的燃燒室構造的內(nèi)燃機的縱剖視圖，圖2為圖1的2-2線剖視圖，圖3為圖1的3-3線剖視圖，圖4為圖1的4-4線剖視圖，圖5為示出燃燒室中混合氣燃燒狀態(tài)的作用說明圖，圖6為示出比較例的燃燒室構造的與圖1對應的剖視圖，圖7為本發(fā)明與比較例的防爆性能比較試驗線圖。
首先，在圖1和圖2中，內(nèi)燃機1具有氣缸體2、夾著密封墊片3接合于該氣缸體2上端面的氣缸蓋4、及可自由升降地嵌裝在形成于氣缸體2中心部的氣缸孔2a的活塞5，在氣缸蓋4內(nèi)面與活塞5頂面之間圍成燃燒室6。
在該燃燒室6的形成為半球狀的頂面，開有形成于氣缸蓋4的進氣孔7和排氣孔8，在氣缸蓋4安裝有對其進行開閉的提動式的進氣閥10和排氣閥11。此時，為了使孔7、8的直徑盡可能大，將各閥10、11的傘部10a、11a相互靠近地加以配置。
螺旋接合于氣缸蓋的火花塞12的電極12a靠近燃燒室6周緣部地進行配置，并避開進氣及排氣閥10、11的兩傘部10a、11a地對著燃燒室6。即，電極12a在包含進氣及排氣閥10、11的軸線O1、O2的平面A的一側方靠近燃燒室6周緣部地進行配置。
進氣及排氣閥10、11由公知的氣門傳動裝置13開閉，該氣門傳動裝置13由圖中未示出的曲柄軸驅動。
如圖1～圖4所示，在燃燒室6的頂面周緣部，形成朝燃燒室6的中心具有向上坡度的截頭圓錐狀的上部斜面15；在活塞5的頂面周緣部，形成以與上述上部斜面15相同的角度傾斜的截頭圓錐狀的下部斜面16。當活塞5到達上死點時，這些上部及下部斜面15、16形成從兩斜面15、16噴射混合氣的擠氣流的環(huán)狀擠氣區(qū)17，兩斜面15、16的坡度的設定使得，從擠氣區(qū)17的離電極12a最遠的區(qū)域17f噴射的擠氣流F指向電極12a的方向，從離電極12a最近的區(qū)域17n噴射的擠氣流N指向朝下方遠離電極12a的方向。
下面說明該實施例的作用。
在活塞5的進氣行程中，由進氣閥10的開閥從進氣孔7將混合氣吸入到燃燒室6，該混合氣在活塞5的下一個壓縮行程受到壓縮，當活塞5接近上死點時，燃燒室6的頂面周緣部的截頭圓錐狀的上部斜面15與活塞5的頂面周緣部的截頭圓錐狀的下部斜面16接近，形成環(huán)狀的擠氣區(qū)17，所以開始從該擠氣區(qū)17噴射混合氣，該噴射繼續(xù)到活塞5稍超過上死點時。
此時，從擠氣領域17的離火花塞12電極12a最遠的區(qū)域17f噴射的擠氣流F直接流向電極12a方向，從離電極12a最近的區(qū)域17n噴射的擠氣流N遠離電極12a地朝向下方。
另一方面，當活塞5到達上死點靠前的規(guī)定位置時，火花塞12由電極點火，如圖5所示，由混合氣的著火產(chǎn)生的火焰18以電極12a為中心擴展成球狀向前行進。
在該場合，一般情況下，上述火焰18在短時間到達燃燒室6周緣的靠近電極12a的區(qū)域，所以在該區(qū)域雖然尾氣不易自然著火，但由于火焰18到達遠離電極12a的區(qū)域需要相應的時間，所以在此期間尾氣由火焰面加壓，進行前炎反應，達到自然著火狀態(tài)，由此產(chǎn)生的異常燃燒成為爆震的原因。
然而，在本發(fā)明的場合，在形成于燃燒室6周緣部的環(huán)狀擠氣區(qū)17，從遠離電極12a的區(qū)域17f如上述那樣噴射出直接流向電極12a的混合氣的擠氣流F，所以，它垂直地沖擊在火焰18的外面，從而推遲火焰18形成的尾氣加壓。在尾氣自然著火之前，火焰18正常傳播到燃燒室6最遠的周緣，形成無爆震的正常的燃燒。
在擠氣區(qū)17，從離電極12a最近的區(qū)域17n噴射的擠氣流N不流向電極12a，而是逃逸到下方，所以，可以在避免吹熄電極12a剛點火后產(chǎn)生的火種的同時，在混合氣中形成紊流，加快火焰18的傳播，這也有利于防止爆震的發(fā)生。
火花塞12的電極12a靠近燃燒室6的周緣部配置，所以占據(jù)燃燒室6的比較低的位置，如在燃燒室6的頂面周緣部與活塞5頂面周緣部之間設置擠氣區(qū)17，使得從離該電極12a最遠的區(qū)域17f噴射出的混合氣的擠氣流F指向電極12a，從離該電極12a最近的區(qū)域17n噴射的混合氣的擠氣流N指向電極12a的下方，則形成于活塞5頂面周緣部的斜面的傾斜角度θ(參照圖5)必然小，所以該斜面的形成導致的活塞5頂面的受熱面積的增加極小，全部的擠氣流F、N靠近活塞5的頂面流動，有效地冷卻活塞5的頂面，從而可有利于確?；钊?的壽命和提高防爆性。
在圖6所示的比較例的燃燒室構造中，擠氣區(qū)17＇形成在燃燒室6的頂面周緣部的環(huán)狀水平面15＇與活塞5的頂面周緣部的環(huán)狀水平面16＇之間。其它的構成與上述本發(fā)明的實施例相同，圖中與本發(fā)明實施例對應的的部分采用與其相同的的符號。
在該比較例中，從擠氣區(qū)17＇噴出的混合氣的擠氣流在燃燒室6的位于電極12a下方的部分對混合氣進行攪拌。
對本發(fā)明的燃燒室裝置與上述比較例的燃燒室裝置的爆震狀況分別進行試驗并進行比較后得到圖7的結果。
作為試驗的條件，設兩燃燒室構造的擠氣間隙g為0.8mm，壓縮比為9.2，潤滑油溫度為125～145℃，火花塞溫度為204～282℃，將氣門開度全打開。
作為試驗的方法，用柯斯拉(キスラ－)的指壓傳感器檢測出氣缸孔2a的內(nèi)壓，一邊用示波器進行監(jiān)測一邊向點火時期推進，將導致爆震的高頻率開始出現(xiàn)的點作為爆震開始點火時期。
由圖7可知，本發(fā)明的場合的爆震開始點火時期與比較例的場合的爆震開始點火時期相比，曲柄轉角滯后5～10°，可以確認本發(fā)明燃燒室裝置的防爆性得以提高。
在本發(fā)明的燃燒裝置中，在燃燒室6的頂面相互靠近地配置各1個的進氣閥10及排氣閥11的傘部10a、11a，在包含這些進氣閥10及排氣閥11的兩軸線的平面A的一側方配置火花塞12的電極12a，所以，可以不對火花塞12產(chǎn)生任何干涉地增大進氣孔7及排氣孔8的直徑，提高充填效率，同時，可降低排氣阻力，提高防爆性，并提高內(nèi)燃機的功率。
本發(fā)明不限于上述實施例，可以在不脫離其要旨的范圍的條件下作種種設計變更。例如，對于擠氣區(qū)17，為了進一步使進氣閥及排氣閥10、11的傘部10a、11a的直徑更大并避免與傘部10a、11a的干涉，也可以去掉擠氣區(qū)17的一部分。另外，活塞5頂面的由擠氣區(qū)17圍繞的部分，也可以不用圖示例那樣的下凹的形狀，而用相反地緩緩凸起的形狀來代替。
如上述那樣按照本發(fā)明的第1方案，在內(nèi)燃機中，由氣缸蓋的內(nèi)面與活塞頂面圍成燃燒室，在燃燒室設置安裝于氣缸蓋的火花塞的電極，并使電極靠近地對著其周緣部，其中，在燃燒室的頂面周緣部與活塞頂面周緣部之間設有擠氣區(qū)，從該擠氣區(qū)的離電極最遠的區(qū)域噴射出的混合氣的擠氣流指向該電極，從離該電極最近的區(qū)域噴射的混合氣的擠氣流指向該電極的下方，所以，從燃燒室周緣的離電極遠的區(qū)域噴射出的擠氣流壓迫從電極發(fā)生的火焰的外面，使火焰形成的對尾氣的加壓產(chǎn)生推遲，另外，從燃燒室周緣的離電極近的區(qū)域噴射出的擠氣流避開電極，為此，可以在避免吹熄電極剛點火后產(chǎn)生的火種的同時，在混合氣中形成紊流，加快火焰的傳播，從而可以大幅度提高防爆性。另外，由于火花塞的電極靠近燃燒室的周緣部地進行配置，所以占據(jù)了燃燒室較低的位置，如在燃燒室的頂面周緣部與活塞頂面周緣部之間設有擠氣區(qū)，并使得從離電極最遠的區(qū)域噴射出的混合氣的擠氣流指向該電極，使從離該電極最近的區(qū)域噴射出的混合氣的擠氣流指向該電極的下方，則形成于活塞頂面周緣部的斜面必然為小坡度，所以，該斜面的形成導致的活塞頂面受熱面積的增加極小，全部的擠氣流靠近活塞頂面流動，有效地冷卻活塞，從而可有利于確?；钊膲勖吞岣叻辣浴?br> 按照本發(fā)明的第2方案，在燃燒室的頂面相互靠近地配置各1個的進氣閥及排氣閥的傘部，在包含這些進氣閥及排氣閥的兩軸線的平面的一側方靠近燃燒室周緣部地配置火花塞的電極，所以，可以不對火花塞產(chǎn)生任何干涉地增大進氣孔及排氣孔的直徑，提高充填效率，同時，可降低排氣阻力，提高防爆性，并提高內(nèi)燃機的功率。
權利要求
1.一種內(nèi)燃機的燃燒室構造，在該內(nèi)燃機中，由氣缸蓋(4)的內(nèi)面與活塞(5)頂面圍成燃燒室(6)，在燃燒室(6)設置安裝于氣缸蓋(4)的火花塞(12)的電極(12a)，并靠近地使電極(12a)對著其周緣部；其特征在于在燃燒室(6)的頂面周緣部與活塞(5)頂面周緣部之間設置擠氣區(qū)(17)，從擠氣區(qū)(17)的離火花塞(12)的電極(12a)最遠的區(qū)域(17f)噴射的混合氣的擠氣流(F)指向該電極(12a)，從離該電極(12a)最近的區(qū)域(17n)噴射的混合氣的擠氣流(N)指向電極(12a)的下方。
2.如權利要求1所述的內(nèi)燃機的燃燒室構造，其特征在于在燃燒室(6)的頂面相互靠近地配置各1個的進氣閥(10)及排氣閥(11)的傘部(10a、11a)，在包含這些進氣閥(10)及排氣閥(11)的兩軸線(O1、O2)的平面(A)的一側方將火花塞(12)的電極(12a)配置于燃燒室(6)的周緣部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機的燃燒室構造，在燃燒室6的頂面周緣部與活塞5頂面周緣部之間設置擠氣區(qū)17，從該擠氣區(qū)17的離火花塞12的電極12a最遠的區(qū)域17f噴射的混合氣的擠氣流F指向該電極12a，使該擠氣流F沖擊由該電極12a產(chǎn)生并傳播開去的火焰18的外面，從而使火焰18對尾氣加壓推遲。這樣，即使靠近燃燒室的周緣部配置火花塞的電極，也可以提高防爆性。
文檔編號F02D45/00GK1239754SQ99107050
公開日1999年12月29日 申請日期1999年5月26日 優(yōu)先權日1998年6月18日
發(fā)明者菊池一紀 申請人:本田技研工業(yè)株式會社