专利名称：内燃机的燃烧室构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的燃烧室构造，在该内燃机中，由气缸盖的内面与活塞顶面围成燃烧室，在燃烧室设置安装于气缸盖的火花塞的电极，并靠近地使电极对着其周缘部该内燃机的燃烧室构造，如日本专利公报特公昭58-43565号所示那样，已经为大众所知。
在内燃机中，为了防止爆震的发生，在燃烧室的中心部配置火花塞的电极、极力缩短火焰的传播距离，一般是有效的。然而，根据内燃机的构造和形式的不同，由于进、排气阀的配置等的关系的原因，有时采用那样的火花塞配置较困难，即不得不靠近燃烧室的周缘部配置火花塞。在这样的场合，由于火焰的传播距离必然变长，所以易于发生尾气的自然着火引起的爆震。
本发明就是鉴于这一情况而作出的，其目的在于提供一种内燃机的燃烧室构造，即使靠近燃烧室的周缘部配置火花塞的电极，也可以使得正常的火焰传播在尾气自然着火之前结束，从而提高防爆性。
为了达到上述目的，本发明的的第1方案在于，在内燃机中，由气缸盖的内面与活塞顶面围成燃烧室，在燃烧室设置安装于气缸盖的火花塞的电极，并使电极靠近地对着其周缘部，其中，在燃烧室的顶面周缘部与活塞的顶面周缘部之间设有挤气区，从该挤气区的离火花塞的电极最远的区域喷射出的混合气的挤气流指向该电极，从离该电极最近的区域喷射的混合气的挤气流指向该电极的下方。
按照第1方案，在进行压缩行程时，如活塞接近上死点，则从燃烧室周缘部的离电极远的区域喷射出指向电极的挤气流，所以，它垂直冲击由火花塞点火产生的火焰的外面，从而使火焰形成的对尾气的加压推迟。这样，在尾气自然着火之前，火焰正常地传播到燃烧室的最远的周缘，进行无爆震的正常的燃烧。
另外，由于从燃烧室的离电极近的部分喷射出的挤气流不指向电极，而是逃逸到其下方，为此，可以在避免吹熄电极刚点火后产生的火种的同时，在混合气中形成紊流，加快火焰的传播，从而可以进一步防止爆震。
另外，由于火花塞的电极靠近燃烧室周缘部进行配置，所以占据了燃烧室的较低的位置，如在燃烧室的顶面周缘部与活塞顶面周缘部之间设有挤气区，并使得从离电极最远的区域喷射出的混合气的挤气流指向该电极，使从离该电极最近的区域喷射出的混合气的挤气流指向该电极的下方，则形成于活塞顶面周缘部的斜面必然为小坡度，所以，该斜面的形成导致的活塞顶面受热面积的增加极小，全部的挤气流靠近活塞顶面流动，有效地冷却活塞，从而可有利于确保活塞的寿命和提高防爆性。
本发明在上述方案的基础上，还具有第2方案，即，在燃烧室的顶面相互靠近地配置各1个的进气阀及排气阀的伞部，在包含这些进气阀及排气阀的两轴线的平面的一侧方靠近燃烧室周缘部地配置火花塞的电极。
按照该第2方案，可以不对火花塞产生任何干涉地增大进气孔及排气孔的直径，提高充填效率，同时，可降低排气阻力，提高防爆性，并提高内燃机的功率。
对附图简单说明如下
图1为具有本发明的燃烧室构造的内燃机的纵剖视图。
图2为图1的2-2线剖视图。
图3为图1的3-3线剖视图。
图4为图1的4-4线剖视图。
图5为示出燃烧室中混合气燃烧状态的作用说明图。
图6为示出比较例的燃烧室构造的与图5对应的剖视图。
图7为本发明与比较例的防爆性能比较试验线图。
下面，根据附图所示本发明的实施例说明本发明的实施形式。
图1为具有本发明的燃烧室构造的内燃机的纵剖视图，图2为图1的2-2线剖视图，图3为图1的3-3线剖视图，图4为图1的4-4线剖视图，图5为示出燃烧室中混合气燃烧状态的作用说明图，图6为示出比较例的燃烧室构造的与图1对应的剖视图，图7为本发明与比较例的防爆性能比较试验线图。
首先，在图1和图2中，内燃机1具有气缸体2、夹着密封垫片3接合于该气缸体2上端面的气缸盖4、及可自由升降地嵌装在形成于气缸体2中心部的气缸孔2a的活塞5，在气缸盖4内面与活塞5顶面之间围成燃烧室6。
在该燃烧室6的形成为半球状的顶面，开有形成于气缸盖4的进气孔7和排气孔8，在气缸盖4安装有对其进行开闭的提动式的进气阀10和排气阀11。此时，为了使孔7、8的直径尽可能大，将各阀10、11的伞部10a、11a相互靠近地加以配置。
螺旋接合于气缸盖的火花塞12的电极12a靠近燃烧室6周缘部地进行配置，并避开进气及排气阀10、11的两伞部10a、11a地对着燃烧室6。即，电极12a在包含进气及排气阀10、11的轴线O1、O2的平面A的一侧方靠近燃烧室6周缘部地进行配置。
进气及排气阀10、11由公知的气门传动装置13开闭，该气门传动装置13由图中未示出的曲柄轴驱动。
如图1～图4所示，在燃烧室6的顶面周缘部，形成朝燃烧室6的中心具有向上坡度的截头圆锥状的上部斜面15；在活塞5的顶面周缘部，形成以与上述上部斜面15相同的角度倾斜的截头圆锥状的下部斜面16。当活塞5到达上死点时，这些上部及下部斜面15、16形成从两斜面15、16喷射混合气的挤气流的环状挤气区17，两斜面15、16的坡度的设定使得，从挤气区17的离电极12a最远的区域17f喷射的挤气流F指向电极12a的方向，从离电极12a最近的区域17n喷射的挤气流N指向朝下方远离电极12a的方向。
下面说明该实施例的作用。
在活塞5的进气行程中，由进气阀10的开阀从进气孔7将混合气吸入到燃烧室6，该混合气在活塞5的下一个压缩行程受到压缩，当活塞5接近上死点时，燃烧室6的顶面周缘部的截头圆锥状的上部斜面15与活塞5的顶面周缘部的截头圆锥状的下部斜面16接近，形成环状的挤气区17，所以开始从该挤气区17喷射混合气，该喷射继续到活塞5稍超过上死点时。
此时，从挤气领域17的离火花塞12电极12a最远的区域17f喷射的挤气流F直接流向电极12a方向，从离电极12a最近的区域17n喷射的挤气流N远离电极12a地朝向下方。
另一方面，当活塞5到达上死点靠前的规定位置时，火花塞12由电极点火，如图5所示，由混合气的着火产生的火焰18以电极12a为中心扩展成球状向前行进。
在该场合，一般情况下，上述火焰18在短时间到达燃烧室6周缘的靠近电极12a的区域，所以在该区域虽然尾气不易自然着火，但由于火焰18到达远离电极12a的区域需要相应的时间，所以在此期间尾气由火焰面加压，进行前炎反应，达到自然着火状态，由此产生的异常燃烧成为爆震的原因。
然而，在本发明的场合，在形成于燃烧室6周缘部的环状挤气区17，从远离电极12a的区域17f如上述那样喷射出直接流向电极12a的混合气的挤气流F，所以，它垂直地冲击在火焰18的外面，从而推迟火焰18形成的尾气加压。在尾气自然着火之前，火焰18正常传播到燃烧室6最远的周缘，形成无爆震的正常的燃烧。
在挤气区17，从离电极12a最近的区域17n喷射的挤气流N不流向电极12a，而是逃逸到下方，所以，可以在避免吹熄电极12a刚点火后产生的火种的同时，在混合气中形成紊流，加快火焰18的传播，这也有利于防止爆震的发生。
火花塞12的电极12a靠近燃烧室6的周缘部配置，所以占据燃烧室6的比较低的位置，如在燃烧室6的顶面周缘部与活塞5顶面周缘部之间设置挤气区17，使得从离该电极12a最远的区域17f喷射出的混合气的挤气流F指向电极12a，从离该电极12a最近的区域17n喷射的混合气的挤气流N指向电极12a的下方，则形成于活塞5顶面周缘部的斜面的倾斜角度θ(参照图5)必然小，所以该斜面的形成导致的活塞5顶面的受热面积的增加极小，全部的挤气流F、N靠近活塞5的顶面流动，有效地冷却活塞5的顶面，从而可有利于确保活塞5的寿命和提高防爆性。
在图6所示的比较例的燃烧室构造中，挤气区17＇形成在燃烧室6的顶面周缘部的环状水平面15＇与活塞5的顶面周缘部的环状水平面16＇之间。其它的构成与上述本发明的实施例相同，图中与本发明实施例对应的的部分采用与其相同的的符号。
在该比较例中，从挤气区17＇喷出的混合气的挤气流在燃烧室6的位于电极12a下方的部分对混合气进行搅拌。
对本发明的燃烧室装置与上述比较例的燃烧室装置的爆震状况分别进行试验并进行比较后得到图7的结果。
作为试验的条件，设两燃烧室构造的挤气间隙g为0.8mm，压缩比为9.2，润滑油温度为125～145℃，火花塞温度为204～282℃，将气门开度全打开。
作为试验的方法，用柯斯拉(キスラ－)的指压传感器检测出气缸孔2a的内压，一边用示波器进行监测一边向点火时期推进，将导致爆震的高频率开始出现的点作为爆震开始点火时期。
由图7可知，本发明的场合的爆震开始点火时期与比较例的场合的爆震开始点火时期相比，曲柄转角滞后5～10°，可以确认本发明燃烧室装置的防爆性得以提高。
在本发明的燃烧装置中，在燃烧室6的顶面相互靠近地配置各1个的进气阀10及排气阀11的伞部10a、11a，在包含这些进气阀10及排气阀11的两轴线的平面A的一侧方配置火花塞12的电极12a，所以，可以不对火花塞12产生任何干涉地增大进气孔7及排气孔8的直径，提高充填效率，同时，可降低排气阻力，提高防爆性，并提高内燃机的功率。
本发明不限于上述实施例，可以在不脱离其要旨的范围的条件下作种种设计变更。例如，对于挤气区17，为了进一步使进气阀及排气阀10、11的伞部10a、11a的直径更大并避免与伞部10a、11a的干涉，也可以去掉挤气区17的一部分。另外，活塞5顶面的由挤气区17围绕的部分，也可以不用图示例那样的下凹的形状，而用相反地缓缓凸起的形状来代替。
如上述那样按照本发明的第1方案，在内燃机中，由气缸盖的内面与活塞顶面围成燃烧室，在燃烧室设置安装于气缸盖的火花塞的电极，并使电极靠近地对着其周缘部，其中，在燃烧室的顶面周缘部与活塞顶面周缘部之间设有挤气区，从该挤气区的离电极最远的区域喷射出的混合气的挤气流指向该电极，从离该电极最近的区域喷射的混合气的挤气流指向该电极的下方，所以，从燃烧室周缘的离电极远的区域喷射出的挤气流压迫从电极发生的火焰的外面，使火焰形成的对尾气的加压产生推迟，另外，从燃烧室周缘的离电极近的区域喷射出的挤气流避开电极，为此，可以在避免吹熄电极刚点火后产生的火种的同时，在混合气中形成紊流，加快火焰的传播，从而可以大幅度提高防爆性。另外，由于火花塞的电极靠近燃烧室的周缘部地进行配置，所以占据了燃烧室较低的位置，如在燃烧室的顶面周缘部与活塞顶面周缘部之间设有挤气区，并使得从离电极最远的区域喷射出的混合气的挤气流指向该电极，使从离该电极最近的区域喷射出的混合气的挤气流指向该电极的下方，则形成于活塞顶面周缘部的斜面必然为小坡度，所以，该斜面的形成导致的活塞顶面受热面积的增加极小，全部的挤气流靠近活塞顶面流动，有效地冷却活塞，从而可有利于确保活塞的寿命和提高防爆性。
按照本发明的第2方案，在燃烧室的顶面相互靠近地配置各1个的进气阀及排气阀的伞部，在包含这些进气阀及排气阀的两轴线的平面的一侧方靠近燃烧室周缘部地配置火花塞的电极，所以，可以不对火花塞产生任何干涉地增大进气孔及排气孔的直径，提高充填效率，同时，可降低排气阻力，提高防爆性，并提高内燃机的功率。
权利要求
1.一种内燃机的燃烧室构造，在该内燃机中，由气缸盖(4)的内面与活塞(5)顶面围成燃烧室(6)，在燃烧室(6)设置安装于气缸盖(4)的火花塞(12)的电极(12a)，并靠近地使电极(12a)对着其周缘部；其特征在于在燃烧室(6)的顶面周缘部与活塞(5)顶面周缘部之间设置挤气区(17)，从挤气区(17)的离火花塞(12)的电极(12a)最远的区域(17f)喷射的混合气的挤气流(F)指向该电极(12a)，从离该电极(12a)最近的区域(17n)喷射的混合气的挤气流(N)指向电极(12a)的下方。
2.如权利要求1所述的内燃机的燃烧室构造，其特征在于在燃烧室(6)的顶面相互靠近地配置各1个的进气阀(10)及排气阀(11)的伞部(10a、11a)，在包含这些进气阀(10)及排气阀(11)的两轴线(O1、O2)的平面(A)的一侧方将火花塞(12)的电极(12a)配置于燃烧室(6)的周缘部。
全文摘要
本发明提供一种内燃机的燃烧室构造，在燃烧室6的顶面周缘部与活塞5顶面周缘部之间设置挤气区17，从该挤气区17的离火花塞12的电极12a最远的区域17f喷射的混合气的挤气流F指向该电极12a，使该挤气流F冲击由该电极12a产生并传播开去的火焰18的外面，从而使火焰18对尾气加压推迟。这样，即使靠近燃烧室的周缘部配置火花塞的电极，也可以提高防爆性。
文档编号F02D45/00GK1239754SQ99107050
公开日1999年12月29日 申请日期1999年5月26日 优先权日1998年6月18日
发明者菊池一纪 申请人:本田技研工业株式会社