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JP7575666B2 - Engine combustion chamber structure - Google Patents
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Description

本発明は、ペントルーフ型の天井面を有する燃焼室を備えたエンジンの燃焼室構造に関する。 The present invention relates to a combustion chamber structure for an engine equipped with a combustion chamber having a pent roof type ceiling surface.

熱効率の改善、燃費性能の向上等の目的で、エンジンの燃焼室の構造、とりわけピストンの構造について日々研究がなされている。例えば特許文献1には、ペントルーフ型の天井面を備えた燃焼室において、ピストン冠面にキャビティと、前記天井面の形状に沿った傾斜面とを具備させる構造が開示されている。この燃焼室構造によれば、タンブル流の減速を抑制して燃焼を促進し、燃費性能が向上する。 In order to improve thermal efficiency and fuel economy, research is being conducted daily on the structure of engine combustion chambers, and in particular the structure of pistons. For example, Patent Document 1 discloses a structure in which a piston crown surface has a cavity and an inclined surface that follows the shape of a pent roof-shaped ceiling surface in a combustion chamber. This combustion chamber structure suppresses the deceleration of the tumble flow, promotes combustion, and improves fuel economy.

燃費性能の向上に端的に有効な手段は、圧縮比を高く設定することである。しかし、高圧縮比とすると、例えば低回転高負荷の運転領域で圧縮端の燃焼室内圧力及び温度が過度に上昇し、異常燃焼を誘発する。この異常燃焼は、火炎伝播燃焼の完了前における未燃の燃料ガスの急峻な自己着火に基づくものであり、これによりノッキングが発生する。 A straightforward and effective way to improve fuel economy is to set a high compression ratio. However, a high compression ratio can cause the pressure and temperature in the combustion chamber at the end of compression to rise excessively, for example in the low-speed, high-load operating range, inducing abnormal combustion. This abnormal combustion is due to the sudden self-ignition of unburned fuel gas before the flame propagation combustion is completed, which causes knocking.

特開2018-162733号公報JP 2018-162733 A

従来、上述したノッキングの発生の防止のため、エンジン出力をあえて抑制する手段が取られている。具体的には、燃焼室への燃料噴射時期や混合気への点火タイミングを工夫して燃焼重心を遅角させ、エンジン出力を抑制している。このような手段はエンジンの高出力化を阻むため、なるべく回避したいところである。特許文献1に開示された燃焼室の構造的工夫も燃費性能の向上に寄与し得るが、本発明者らのさらなる研究によれば、タンブル流を圧縮行程後半まで維持させるという観点では十分ではないことが判明した。 Conventionally, measures have been taken to suppress engine output in order to prevent the occurrence of the above-mentioned knocking. Specifically, the timing of fuel injection into the combustion chamber and the ignition timing of the air-fuel mixture are devised to retard the center of gravity of combustion and suppress engine output. Such measures are preferably avoided as much as possible because they hinder the increase in engine output. The structural innovation of the combustion chamber disclosed in Patent Document 1 can also contribute to improving fuel efficiency, but further research by the inventors has revealed that it is not sufficient in terms of maintaining the tumble flow until the latter half of the compression stroke.

本発明の目的は、ノッキングを抑制しつつエンジン出力を向上させることができ、しかも、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができるエンジンの燃焼室構造を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an engine combustion chamber structure that can improve engine output while suppressing knocking, and can achieve both improved fuel economy and improved engine output.

本発明の一局面に係るエンジンの燃焼室構造は、ピストンの冠面と、前記ピストンが摺動可能に収容されるシリンダの内壁面と、シリンダヘッドに形成されたペントルーフ型の天井面とによって区画される燃焼室を備えたエンジンの燃焼室構造であって、前記天井面には、前記燃焼室に吸気を供給する吸気ポートの開口と、前記燃焼室から排気を排出する排気ポートの開口とが形成され、前記吸気ポートが配設される側を吸気側、前記排気ポートが配設される側を排気側とするとき、前記冠面は、当該冠面の前記排気側の端縁付近に配置された排気側底部、及び前記吸気側の端縁付近に配置された吸気側底部と、前記排気側底部から前記冠面の中央部に向けて上昇する排気側傾斜面と、前記吸気側底部から前記冠面の中央部に向けて上昇する吸気側傾斜面と、前記排気側傾斜面の上端と前記吸気側傾斜面の上端との間に窪みが存在しないように連続的に設けられ、前記冠面の中央部において前記シリンダの軸方向と直交する方向に延びて当該直交する方向に長い矩形状の平面と、を含み、前記吸気側と前記排気側とが向かい合う方向における前記平面の幅である横幅Lieと、前記排気側傾斜面、前記吸気側傾斜面、及び前記平面によって形成された隆起部の高さである山高さhとの比であるLie/hは、前記燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15.5以下の範囲において、2.5<Lie/h<9.0の関係を満たし、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射部が、前記燃焼室の前記吸気側に配設されており、前記排気側底部および前記吸気側底部は、前記シリンダの軸方向と直交する方向に延びることを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, there is provided a combustion chamber structure for an engine, the combustion chamber being defined by a crown surface of a piston, an inner wall surface of a cylinder in which the piston is slidably accommodated, and a pent roof-shaped ceiling surface formed in a cylinder head, the ceiling surface being provided with an opening of an intake port for supplying intake air to the combustion chamber, and an opening of an exhaust port for discharging exhaust gas from the combustion chamber, the side on which the intake port is provided being defined as the intake side, and the side on which the exhaust port is provided being defined as the exhaust side, the crown surface being defined as an exhaust side bottom portion disposed near an edge of the crown surface on the exhaust side, an intake side bottom portion disposed near an edge of the intake side, an exhaust side inclined surface rising from the exhaust side bottom portion toward a center of the crown surface, an intake side inclined surface rising from the intake side bottom portion toward the center of the crown surface, and the the upper end of the exhaust-side inclined surface and the upper end of the intake-side inclined surface are provided continuously so that no depression is present between them, and the crown surface includes a rectangular plane extending in a direction perpendicular to the axial direction of the cylinder at the center of the crown surface and being long in the perpendicular direction , and the ratio Lie/h of a width Lie of the plane in a direction in which the intake side and the exhaust side face each other, to a mountain height h of a protrusion formed by the exhaust-side inclined surface, the intake-side inclined surface, and the plane satisfies the relationship of 2.5<Lie/h<9.0 when the geometric compression ratio of the combustion chamber is in the range of 13.5 to 15.5, a fuel injection unit that injects fuel into the combustion chamber is disposed on the intake side of the combustion chamber, and the exhaust-side bottom and the intake-side bottom extend in a direction perpendicular to the axial direction of the cylinder .

この燃焼室構造によれば、ペントルーフ型の天井面に吸気ポートが形成されるので、タンブル流が形成される燃焼室となる。ピストン冠面は、排気側傾斜面及び吸気側傾斜面によって凸状に隆起し、その中央部には連続的な平面が形成される。なお、「連続的な平面」とは、キャビティ等の窪みが存在しない平面の意である。 With this combustion chamber structure, an intake port is formed in the pent roof-shaped ceiling surface, resulting in a combustion chamber in which tumble flow is formed. The piston crown surface is raised in a convex shape by the exhaust side inclined surface and the intake side inclined surface, and a continuous flat surface is formed in the center. Note that "continuous flat surface" means a flat surface that does not have any recesses such as cavities.

前記連続的な平面を形成することで、タンブル流をキャビティ等の窪みで阻害することなく、当該平面に沿って流すことができる。さらに、吸気側と排気側とが向かい合う方向における平面の幅である横幅Lieを後述の冠面の山高さhとの兼ね合いを考慮しながら大きく設定することにより、タンブル流を少ない抵抗で流動させることができる。これらの構造的工夫により、タンブル流に対するピストン冠面の抵抗を小さくし、タンブル流を圧縮行程後半まで維持させることができる。タンブル流が崩壊する際には、乱流エネルギーを生成する。タンブル流を維持することは、タンブル流が保有する前記乱流エネルギーを高い状態で維持することに繋がる。従って、タンブル流を圧縮行程後半で崩壊させ、高い乱流エネルギーを生成させることで、燃焼速度を速めることが可能となる。これにより、ノッキングの要因となる自己着火の発生前に燃焼を完了させることができる。そして、ノッキングを抑制できることから、燃焼重心を遅角する等のエンジン出力をあえて抑制する制御を回避できる。また、その結果として高圧縮比が達成可能となる。 By forming the continuous plane, the tumble flow can flow along the plane without being hindered by a cavity or other depression. Furthermore, by setting the width Lie, which is the width of the plane in the direction in which the intake side and the exhaust side face each other, large while taking into consideration the height h of the crown surface described below, the tumble flow can flow with little resistance. These structural improvements reduce the resistance of the piston crown surface to the tumble flow, and the tumble flow can be maintained until the latter half of the compression stroke. When the tumble flow collapses, turbulent energy is generated. Maintaining the tumble flow leads to maintaining the turbulent energy held by the tumble flow in a high state. Therefore, by collapsing the tumble flow in the latter half of the compression stroke and generating high turbulent energy, it is possible to increase the combustion speed. This allows the combustion to be completed before the occurrence of self-ignition, which is a cause of knocking. And since knocking can be suppressed, it is possible to avoid control that deliberately suppresses engine output, such as retarding the combustion center of gravity. As a result, a high compression ratio can be achieved.

上記のようなペントルーフ型の燃焼室天井面を備える燃焼室では、冠面の排気側傾斜面及び吸気側傾斜面の傾き角は、概ね燃焼室天井面の傾き角に沿ったものとなる。このため、排気側傾斜面、吸気側傾斜面、及び平面によって形成された隆起部の高さである山高さhが平面の横幅Lieに大きく影響する。山高さhを高くすることは、圧縮比を高くすることに繋がる。例えば燃費性能の向上を企図して山高さhを高く設定すると、横幅Lieは幅狭となる。つまり、平面の表面積は小さくなる。この場合、たとえ燃費性能は向上しても、タンブル流を圧縮行程後半まで維持し難くなる。結局、ノッキングの防止のため、エンジン出力の抑制制御を求められることになる。そこで、上記の平面の横幅Lieと山高さhとの比であるLie/hを、燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15.5以下の範囲という高圧縮比の範囲において、2.5<Lie/h<9.0の関係を満たすように設定することで、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。
また、上記の燃焼室構造では、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射部が、前記燃焼室の前記吸気側に配設されている。この燃焼室構造によれば、燃料噴射部から噴霧された燃料をタンブル流に乗せ易くなり、均質な混合気を燃焼室内に形成させることができる。
In a combustion chamber having a pent roof type combustion chamber ceiling surface as described above, the inclination angle of the exhaust side inclined surface and the intake side inclined surface of the crown surface is generally in line with the inclination angle of the combustion chamber ceiling surface. Therefore, the crest height h, which is the height of the protuberance formed by the exhaust side inclined surface, the intake side inclined surface, and the plane, greatly affects the width Lie of the plane. Increasing the crest height h leads to increasing the compression ratio. For example, if the crest height h is set high in order to improve fuel efficiency, the width Lie becomes narrow. In other words, the surface area of the plane becomes smaller. In this case, even if the fuel efficiency is improved, it becomes difficult to maintain the tumble flow until the latter half of the compression stroke. Ultimately, in order to prevent knocking, suppression control of the engine output is required. Therefore, by setting Lie/h, which is the ratio of the width Lie of the above plane to the peak height h, to satisfy the relationship 2.5 < Lie/h < 9.0 in the high compression ratio range in which the geometric compression ratio of the combustion chamber is 13.5 or more and 15.5 or less, it is possible to achieve both improved fuel efficiency and improved engine output.
In addition, in the above combustion chamber structure, a fuel injection unit that injects fuel into the combustion chamber is disposed on the intake side of the combustion chamber. With this combustion chamber structure, the fuel sprayed from the fuel injection unit can be easily entrained in the tumble flow, and a homogeneous mixture can be formed in the combustion chamber.

上記の燃焼室構造において、前記横幅Lieと前記山高さhとの比Lie/hは、前記燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15以下の範囲において、5.0<Lie/h<9.0の関係を満たすことが望ましい。 In the above combustion chamber structure, it is desirable that the ratio Lie/h of the width Lie to the peak height h satisfies the relationship 5.0<Lie/h<9.0 when the geometric compression ratio of the combustion chamber is in the range of 13.5 to 15.

上記の燃焼室構造によれば、前記横幅Lieと前記山高さhとの比Lie/hを、前記燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15以下の範囲において、5.0<Lie/h<9.0の関係を満たすように設定することで、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とをより良好に両立させることができる。 According to the above combustion chamber structure, the ratio Lie/h of the width Lie to the peak height h is set to satisfy the relationship 5.0 < Lie/h < 9.0 when the geometric compression ratio of the combustion chamber is in the range of 13.5 to 15, thereby making it possible to better achieve both improved fuel economy and improved engine output.

上記の燃焼室構造において、前記吸気側と前記排気側とが向かい合う方向と直交する方向における前記平面の幅である前後幅Lfrは、前記横幅Lieよりも大きいことが望ましい。 In the above combustion chamber structure, it is desirable that the front-to-rear width Lfr, which is the width of the plane in a direction perpendicular to the direction in which the intake side and the exhaust side face each other, is greater than the lateral width Lie.

この燃焼室構造によれば、タンブル流をより少ない抵抗で流動させることができるため、タンブル流を圧縮行程後半まで確実に維持することができる。 This combustion chamber structure allows the tumble flow to flow with less resistance, ensuring that the tumble flow can be maintained until the latter half of the compression stroke.

上記の燃焼室構造において、前記天井面には、前記燃焼室内において火炎伝播燃焼を実現させる点火部が配置されていることが望ましい。 In the above combustion chamber structure, it is desirable that an ignition unit that realizes flame propagation combustion within the combustion chamber is disposed on the ceiling surface.

この燃焼室構造によれば、燃焼室内で火炎伝播燃焼を発生させることによって燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。 This combustion chamber structure allows for both improved fuel economy and improved engine output by generating flame propagation combustion within the combustion chamber.

本発明によれば、ノッキングを抑制しつつエンジン出力を向上させることができ、しかも、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができるエンジンの燃焼室構造を提供することができる。 The present invention provides an engine combustion chamber structure that can improve engine output while suppressing knocking, and can achieve both improved fuel economy and improved engine output.

図1は、本発明に係るエンジンの燃焼室構造が適用されたエンジンの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an engine to which a combustion chamber structure according to the present invention is applied. 図2は、前記エンジン本体が備える1つのシリンダの構造を示す模式的な斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of one cylinder provided in the engine body. 図3は、シリンダ及びその近傍の吸排気系の構造を示す概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing the structure of the cylinder and the intake and exhaust system in its vicinity. 図4は、ピストンの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the piston. 図5は、ピストンの冠面の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the piston crown. 図6は、ピストンの冠面の側面図である。FIG. 6 is a side view of the piston crown. 図7は、図5のVII-VII線断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 図8は、ピストン冠面に関連する各種パラメータを付記した、ピストンの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a piston, with various parameters related to the piston crown surface noted. 図9(A)は、本発明の実施例に係る燃焼室におけるタンブル流の流動を模式的に示す図、図9(B)は比較例に係る燃焼室におけるタンブル流の流動を模式的に示す図である。FIG. 9(A) is a schematic diagram showing the flow of the tumble flow in a combustion chamber according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9(B) is a schematic diagram showing the flow of the tumble flow in a combustion chamber according to a comparative example. 図10(A)、(B)は、比較例に係る燃焼室におけるタンブル流の流動を模式的に示す図である。10A and 10B are diagrams illustrating the flow of the tumble flow in a combustion chamber according to a comparative example. 図11は、本発明の実施例1、2に係るピストン冠面の構造及びパラメータを示す表形式の図である。FIG. 11 is a table showing the structure and parameters of the piston crown surface according to the first and second embodiments of the present invention. 図12は、本発明の実施例3、4に係るピストン冠面の構造及びパラメータを示す表形式の図である。FIG. 12 is a table showing the structure and parameters of the piston crown surface according to the third and fourth embodiments of the present invention. 図13は、本発明の実施例5、6に係るピストン冠面の構造及びパラメータを示す表形式の図である。FIG. 13 is a table showing the structure and parameters of the piston crown surface according to the fifth and sixth embodiments of the present invention. 図14は、本発明の実施例7、比較例に係るピストン冠面の構造及びパラメータを示す表形式の図である。FIG. 14 is a table showing the structures and parameters of the piston crown surfaces according to the seventh embodiment of the present invention and the comparative example. 図15は、本発明の実施例1~7および比較例に係る平面の横幅と冠面の山高さの比を横軸とし、比較例の乱流エネルギーと比較した相対的な乱流エネルギー比を縦軸として表したグラフである。FIG. 15 is a graph showing the ratio of the width of the flat surface to the peak height of the crown surface for Examples 1 to 7 of the present invention and the comparative example on the horizontal axis, and the relative turbulence energy ratio compared to the turbulence energy of the comparative example on the vertical axis.

[エンジンの全体構成]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るエンジンの燃焼室構造を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る燃焼室構造が適用されたエンジンの概略断面図である。ここに示されるエンジンは、自動車等の車両の走行駆動用の動力源として前記車両に搭載される多気筒のガソリンエンジンである。エンジンは、エンジン本体1と、これに組付けられた図外の吸排気マニホールド及び各種ポンプ等の補機とを含む。
[Overall engine configuration]
Hereinafter, a combustion chamber structure of an engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an engine to which a combustion chamber structure according to an embodiment of the present invention is applied. The engine shown here is a multi-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle such as an automobile as a power source for driving the vehicle. The engine includes an engine body 1 and auxiliary devices such as intake and exhaust manifolds and various pumps, not shown, attached thereto.

エンジン本体1は、シリンダ2が内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダ2を上から閉塞するようにシリンダブロック3の上面に取り付けられたシリンダヘッド4と、シリンダ2内に収容されたピストン5とを有している。エンジン本体1は、典型的には複数の(例えば4つの)シリンダを有する多気筒型のものであるが、図1では簡略化のため、1つのシリンダ2のみを図示している。 The engine body 1 has a cylinder block 3 in which a cylinder 2 is formed, a cylinder head 4 attached to the upper surface of the cylinder block 3 so as to close the cylinder 2 from above, and a piston 5 housed in the cylinder 2. The engine body 1 is typically a multi-cylinder type having multiple cylinders (e.g., four), but for simplicity, only one cylinder 2 is shown in FIG. 1.

図2は、1つのシリンダ2の模式的な斜視図を示している。ピストン5は、シリンダ2のボア径Lbに応じた外径を有する略円筒体であり、所定のストロークLsで往復摺動可能にシリンダ2内に収容されている。後記で詳述するが、ピストン5の上面である冠面50は凸状に隆起しており、山高さhの平面55が備えられている。ピストン5の下方には、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸7が設けられている。クランク軸7は、ピストン5とコネクティングロッド8を介して連結され、ピストン5の往復運動に応じて中心軸回りに回転駆動される。 Figure 2 shows a schematic perspective view of one cylinder 2. The piston 5 is a generally cylindrical body having an outer diameter corresponding to the bore diameter Lb of the cylinder 2, and is housed in the cylinder 2 so as to be able to slide back and forth at a predetermined stroke Ls. As will be described in detail later, the top surface of the piston 5, which is the crown surface 50, is raised in a convex shape and is provided with a flat surface 55 with a crest height h. Below the piston 5, the crankshaft 7, which is the output shaft of the engine body 1, is provided. The crankshaft 7 is connected to the piston 5 via a connecting rod 8, and is driven to rotate around a central axis in response to the reciprocating motion of the piston 5.

ピストン5の上方には燃焼室6が区画されている。燃焼室6には、後述するインジェクタ15からの噴射によって前記燃料が供給される。供給された燃料が燃焼室6で空気と混合されつつ燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン5が上下方向に往復運動する。燃焼室6は、シリンダ2の内壁面と、ピストン5の冠面50と、シリンダヘッド4の底面に形成された燃焼室天井面6U(吸気弁11及び排気弁12の各バルブ面を含む)とによって区画されている。燃焼室天井面6Uは、上向きに凸のペントルーフ型の形状を有する天井面である。 A combustion chamber 6 is defined above the piston 5. The fuel is supplied to the combustion chamber 6 by injection from the injector 15, which will be described later. The supplied fuel is mixed with air in the combustion chamber 6 and combusted, and the piston 5 is pushed down by the expansion force caused by the combustion, causing it to reciprocate in the vertical direction. The combustion chamber 6 is defined by the inner wall surface of the cylinder 2, the crown surface 50 of the piston 5, and the combustion chamber ceiling surface 6U (including the valve surfaces of the intake valve 11 and exhaust valve 12) formed on the bottom surface of the cylinder head 4. The combustion chamber ceiling surface 6U is a ceiling surface that has an upwardly convex pent roof shape.

燃焼室6の幾何学的圧縮比、つまりピストン5が上死点にあるときの燃焼室6の容積とピストン5が下死点にあるときの燃焼室6の容積との比は、13.5以上の高圧縮比に設定することが望ましい。好ましい圧縮比の範囲は、13.5以上15.5以下の範囲である。このような高圧縮比に設定することで、燃費性能を向上させることができる。 The geometric compression ratio of the combustion chamber 6, that is, the ratio between the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at top dead center and the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at bottom dead center, is desirably set to a high compression ratio of 13.5 or more. The preferred compression ratio range is 13.5 to 15.5. Setting such a high compression ratio can improve fuel efficiency.

ペントルーフ型の燃焼室天井面6Uには、燃焼室6に向けて開口する吸気ポート9及び排気ポート10が形成されている。吸気ポート9は、燃焼室6に吸気を供給するポートである。本実施形態の吸気ポート9は、タンブル流(縦渦)を形成可能なタンブルポートである。図2には、タンブル流Ftの流動方向が付記されている。排気ポート10は、燃焼室6から燃焼後の排気を排出するポートである。燃焼室天井面6Uには、吸気ポート9を開閉する吸気弁11と、排気ポート10を開閉する排気弁12とが設けられている。 The pent roof type combustion chamber ceiling surface 6U is provided with an intake port 9 and an exhaust port 10 that open toward the combustion chamber 6. The intake port 9 is a port that supplies intake air to the combustion chamber 6. In this embodiment, the intake port 9 is a tumble port that can form a tumble flow (vertical vortex). The flow direction of the tumble flow Ft is indicated in FIG. 2. The exhaust port 10 is a port that discharges exhaust gas after combustion from the combustion chamber 6. The combustion chamber ceiling surface 6U is provided with an intake valve 11 that opens and closes the intake port 9, and an exhaust valve 12 that opens and closes the exhaust port 10.

本実施形態のエンジンのバルブ形式は、図2及び図3に示すように、吸気2バルブ×排気2バルブの4バルブ形式である。図3は、シリンダ2及びその近傍の吸排気系の構造を示す概略平面図である。吸気ポート9は、第1吸気ポート9A及び第2吸気ポート9Bを有する。排気ポート10は、第1排気ポート10A及び第2排気ポート10Bを有する。吸気弁11は、第1吸気ポート9A及び第2吸気ポート9Bに対しそれぞれ1つずつ設けられ、排気弁12は、第1排気ポート10A及び第2排気ポート10Bに対しそれぞれ1つずつ設けられている。 The valve type of the engine of this embodiment is a four-valve type with two intake valves and two exhaust valves, as shown in Figures 2 and 3. Figure 3 is a schematic plan view showing the structure of the cylinder 2 and the intake and exhaust system in its vicinity. The intake port 9 has a first intake port 9A and a second intake port 9B. The exhaust port 10 has a first exhaust port 10A and a second exhaust port 10B. One intake valve 11 is provided for each of the first intake port 9A and the second intake port 9B, and one exhaust valve 12 is provided for each of the first exhaust port 10A and the second exhaust port 10B.

図3に示すように、第1、第2吸気ポート9A、9Bのうち、第2吸気ポート9Bには、当該第2吸気ポート9Bを開閉可能なスワール弁17が設けられている。スワール弁17が閉方向に駆動されると、スワール弁17が設けられていない第1吸気ポート9Aから燃焼室6に流入する吸気の割合が増大する。このため、シリンダ軸AX(燃焼室6の中心軸)の回りを旋回する旋回流、つまりスワール流を強化することができる。図3には、スワール流Fsの流動方向が付記されている。逆に、スワール弁17を開方向に駆動すればスワール流Fsを弱めることができる。上述の通り、吸気ポート9はタンブルポートであため、スワール弁17の閉時に形成されるスワール流Fsは、タンブル流Ftとミックスされた斜めスワール流となる。 As shown in FIG. 3, the second intake port 9B of the first and second intake ports 9A and 9B is provided with a swirl valve 17 that can open and close the second intake port 9B. When the swirl valve 17 is driven in the closing direction, the proportion of intake air flowing into the combustion chamber 6 from the first intake port 9A, which is not provided with the swirl valve 17, increases. This makes it possible to strengthen the swirling flow that rotates around the cylinder axis AX (the central axis of the combustion chamber 6), that is, the swirl flow. The flow direction of the swirl flow Fs is also indicated in FIG. 3. Conversely, if the swirl valve 17 is driven in the opening direction, the swirl flow Fs can be weakened. As described above, since the intake port 9 is a tumble port, the swirl flow Fs formed when the swirl valve 17 is closed becomes an oblique swirl flow mixed with the tumble flow Ft.

シリンダヘッド4には、吸気弁11を駆動する吸気側動弁機構13と、排気弁12を駆動する排気側動弁機構14とが配設されている。これら動弁機構13、14により、吸気弁11及び排気弁12がクランク軸7の回転に連動するように駆動される。この駆動により、吸気弁11のバルブヘッドが吸気ポート9の開口部を開閉し、排気弁12のバルブヘッドが排気ポート10の開口部を開閉する。動弁機構13、14には、開閉タイミングを変更する図略の可変バルブタイミング機構が組み込まれている。 The cylinder head 4 is provided with an intake-side valve mechanism 13 that drives the intake valve 11, and an exhaust-side valve mechanism 14 that drives the exhaust valve 12. These valve mechanisms 13, 14 drive the intake valve 11 and exhaust valve 12 in conjunction with the rotation of the crankshaft 7. This drive causes the valve head of the intake valve 11 to open and close the opening of the intake port 9, and the valve head of the exhaust valve 12 to open and close the opening of the exhaust port 10. The valve mechanisms 13, 14 incorporate a variable valve timing mechanism (not shown) that changes the opening and closing timing.

シリンダヘッド4には、インジェクタ15(燃料噴射部)及び点火プラグ16(点火部)が組み付けられている。インジェクタ15は、図略のフューエルシステムから供給される燃料を燃焼室6に噴射する。インジェクタ15は、燃焼室天井面6Uの周縁であって、吸気ポート9が配設される吸気側に配置されている。このような配置とすれば、インジェクタ15から噴霧された燃料がタンブル流Ftに合流し、当該タンブル流Ftに乗って燃焼室6内全体に燃料が行き渡り易くなる。つまり、均質な混合気を燃焼室6内に形成させることができる。 An injector 15 (fuel injection unit) and a spark plug 16 (ignition unit) are attached to the cylinder head 4. The injector 15 injects fuel supplied from a fuel system (not shown) into the combustion chamber 6. The injector 15 is disposed on the periphery of the combustion chamber ceiling surface 6U, on the intake side where the intake port 9 is disposed. With this arrangement, the fuel sprayed from the injector 15 merges with the tumble flow Ft, and is easily distributed throughout the combustion chamber 6 by riding on the tumble flow Ft. In other words, a homogeneous mixture can be formed in the combustion chamber 6.

点火プラグ16は、インジェクタ15から燃焼室6に噴射された燃料と、吸気ポート9(9A、9B)を通して燃焼室6に導入された空気とが混合された混合気に点火する。点火プラグ16は、シリンダ軸AXに沿うように、シリンダヘッド4に取り付けられている。点火プラグ16の点火電極部は、燃焼室天井面6Uの径方向中央において燃焼室6内に露出し、ピストン5の冠面50の平面55に対向している。燃焼室6の混合気に点火プラグ16から点火エネルギーが供給されると、燃焼室6では着火点を起点として火炎伝播燃焼が発生する。 The spark plug 16 ignites the mixture of fuel injected from the injector 15 into the combustion chamber 6 and air introduced into the combustion chamber 6 through the intake ports 9 (9A, 9B). The spark plug 16 is attached to the cylinder head 4 along the cylinder axis AX. The ignition electrode portion of the spark plug 16 is exposed inside the combustion chamber 6 at the radial center of the combustion chamber ceiling surface 6U and faces the flat surface 55 of the crown surface 50 of the piston 5. When ignition energy is supplied from the spark plug 16 to the mixture in the combustion chamber 6, flame propagation combustion occurs in the combustion chamber 6 starting from the ignition point.

[ピストンの詳細構造]
続いて、図4~図7を参照して、ピストン5の構造、とりわけ冠面50の構造について詳細に説明する。本実施形態では、冠面50に、上述したタンブル流Ftを圧縮上死点付近まで維持させることを可能とする形状的工夫が施されている。図4は、図1及び図2に示されたピストン5の斜視図、図5は、ピストン5の冠面50の平面図、図6は、冠面50の側面図、図7は、図5のVII-VII線断面図である。
[Detailed structure of piston]
Next, the structure of the piston 5, particularly the structure of the crown surface 50, will be described in detail with reference to Figures 4 to 7. In this embodiment, the crown surface 50 is shaped in such a way that the above-mentioned tumble flow Ft can be maintained until the compression top dead center. Figure 4 is a perspective view of the piston 5 shown in Figures 1 and 2, Figure 5 is a plan view of the crown surface 50 of the piston 5, Figure 6 is a side view of the crown surface 50, and Figure 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in Figure 5.

図4~図7では、説明の明確性を担保するため、XYZの方向表示を付している。Z方向はシリンダ軸AX方向、X方向はクランク軸7の延伸方向であるエンジン本体1の前後方向、Y方向はZ方向及びX方向の双方と直交する方向に各々相当する。各図には、エンジン本体1の設置方向におけるフロント側、リア側という意味においてF側(+X)、R側(-X)、吸気ポート9が配設される側という意味において吸気側(IN側;+Y)、排気ポート10が配設される側という意味において排気側(EX側;-Y)、シリンダ軸AX上の上側、下側との意味において上(+Z)、下(-Z)との表記が付されている。 In Fig. 4 to Fig. 7, to ensure clarity of explanation, XYZ direction indications are used. The Z direction corresponds to the cylinder axis AX direction, the X direction corresponds to the front-rear direction of the engine body 1, which is the extension direction of the crankshaft 7, and the Y direction corresponds to the direction perpendicular to both the Z direction and the X direction. In each figure, the F side (+X) and R side (-X) are indicated as the front and rear sides in the installation direction of the engine body 1, the intake side (IN side; +Y) as the side where the intake port 9 is arranged, the exhaust side (EX side; -Y) as the side where the exhaust port 10 is arranged, and the top (+Z) and bottom (-Z) as the top and bottom sides on the cylinder axis AX are indicated.

ピストン5は、ピストンヘッド5Aと、ピストンヘッド5Aの下側(-Z側)に連設されたスカート部5Bとを含む。ピストンヘッド5Aは円柱体からなり、燃焼室6の壁面の一部(底面)を構成する冠面50を上面に備えると共に、シリンダ2の内壁面と摺接する側周面5Cとを備える。側周面5Cには、ピストンリングが嵌め込まれるリング溝が複数備えられている。スカート部5Bは、ピストンヘッド5Aの+Y側及び-Y側に配置され、ピストン5の往復運動の際の首振り揺動を抑制する。スカート部5BのY方向の中央には、X方向に延びるピン孔を区画するピストンボス5Dが設けられている。ピストンボス5Dには、コネクティングロッド8との連結のためのピストンピンが挿通される。 The piston 5 includes a piston head 5A and a skirt portion 5B connected to the lower side (-Z side) of the piston head 5A. The piston head 5A is a cylinder with a crown surface 50 on the upper surface that constitutes a part (bottom surface) of the wall surface of the combustion chamber 6, and a side peripheral surface 5C that slides against the inner wall surface of the cylinder 2. The side peripheral surface 5C is provided with a plurality of ring grooves into which piston rings are fitted. The skirt portion 5B is disposed on the +Y side and -Y side of the piston head 5A, and suppresses the oscillation of the piston 5 during reciprocating motion. A piston boss 5D that defines a pin hole extending in the X direction is provided at the center of the skirt portion 5B in the Y direction. A piston pin is inserted into the piston boss 5D for connection to the connecting rod 8.

冠面50は、燃焼室天井面6UとZ方向に対向する略円形の面である。冠面50は、排気側底部51、吸気側底部52、排気側傾斜面53、吸気側傾斜面54、平面55、リセス間平面56、F側側壁57及びR側側壁58を含む。これらの各部のうち、排気側底部51及び吸気側底部52は、冠面50において+Z方向の高さが最も低いベース面であり、その他の各部は前記ベース面から+Z方向に山高さhだけ隆起した隆起部を構成している。 The crown surface 50 is a substantially circular surface facing the combustion chamber ceiling surface 6U in the Z direction. The crown surface 50 includes an exhaust side bottom 51, an intake side bottom 52, an exhaust side inclined surface 53, an intake side inclined surface 54, a flat surface 55, an inter-recess flat surface 56, an F side side wall 57, and an R side side wall 58. Of these parts, the exhaust side bottom 51 and the intake side bottom 52 are base surfaces that are the lowest in height in the +Z direction on the crown surface 50, and the other parts form raised parts that are raised from the base surface in the +Z direction by a mountain height h.

排気側底部51及び吸気側底部52は、シリンダ軸AXと直交するXY方向に延びる平面であり、Z方向に同じ高さ位置にある。なお、排気側底部51及び吸気側底部52は、前記XY方向に対して若干の傾きを持つ面、若しくは、僅かな凸又は凹曲面を持つ面であっても良い。排気側底部51は、冠面50のEX側(-Y)の端縁付近に配置されている。吸気側底部52は、冠面50のIN側(+Y)の端縁付近に配置されている。 The exhaust side bottom 51 and the intake side bottom 52 are planes extending in the XY directions perpendicular to the cylinder axis AX, and are at the same height in the Z direction. The exhaust side bottom 51 and the intake side bottom 52 may be surfaces that are slightly inclined with respect to the XY directions, or surfaces that have a slight convex or concave curve. The exhaust side bottom 51 is located near the edge of the EX side (-Y) of the crown surface 50. The intake side bottom 52 is located near the edge of the IN side (+Y) of the crown surface 50.

排気側底部51は、冠面50の-Y側外周縁(側周面5C)を弧とし、X方向に延びる直線を弦とする弓形の平面である。吸気側底部52は、冠面50の+Y側外周縁を弧とし、X方向に延びる直線を弦とする弓形の平面である。排気側底部51及び吸気側底部52は、ピストン5が圧縮上死点に向かう際、スキッシュ流が形成されるスキッシュエリアである。本実施形態では、排気側底部51の表面積よりも吸気側底部52の表面積の方が広面積に設定されている。 The exhaust side bottom 51 is a bow-shaped plane whose arc is the -Y side outer periphery (side periphery 5C) of the crown surface 50 and whose chord is a straight line extending in the X direction. The intake side bottom 52 is a bow-shaped plane whose arc is the +Y side outer periphery of the crown surface 50 and whose chord is a straight line extending in the X direction. The exhaust side bottom 51 and the intake side bottom 52 are squish areas where a squish flow is formed when the piston 5 moves toward the top dead center of compression. In this embodiment, the surface area of the intake side bottom 52 is set to be larger than the surface area of the exhaust side bottom 51.

排気側傾斜面53は、排気側底部51から冠面50のY方向中央部(冠面50の径方向中央部)に向けて徐々に上昇する傾斜面である。排気側傾斜面53の下端は排気側底部51の+Y端縁に連なり、上端は平面55及びリセス間平面56の-Y端縁に連なっている。排気側傾斜面53は、+X側と-X側とで一対のリセス部531と、これらリセス部531に位置するリセス間部532とを含む。リセス部531は、第1、第2排気ポート10A、10Bに配置される排気弁12との干渉を避けるための略半円型の窪みである。リセス間部532は、+Z方向の平面視(図5)で、排気側底部51へ連なる下端縁を下底、一対のリセス部531に位置するリセス間平面56へ連なる上端縁を上底とする略台形の形状を有している。リセス部531及びリセス間部532の、Y方向に対する傾斜角は同一に設定されている。なお、前記傾斜角は、若干相違していても良い。 The exhaust side inclined surface 53 is an inclined surface that gradually rises from the exhaust side bottom 51 toward the Y-direction center of the crown surface 50 (the radial center of the crown surface 50). The lower end of the exhaust side inclined surface 53 is connected to the +Y edge of the exhaust side bottom 51, and the upper end is connected to the -Y edge of the plane 55 and the inter-recess plane 56. The exhaust side inclined surface 53 includes a pair of recesses 531 on the +X side and the -X side, and an inter-recess portion 532 located in these recesses 531. The recesses 531 are approximately semicircular depressions to avoid interference with the exhaust valves 12 arranged in the first and second exhaust ports 10A and 10B. The inter-recess portion 532 has an approximately trapezoidal shape in a plan view in the +Z direction (FIG. 5), with the lower edge connected to the exhaust side bottom 51 as the lower base and the upper edge connected to the inter-recess plane 56 located in the pair of recesses 531 as the upper base. The inclination angles of the recessed portion 531 and the inter-recess portion 532 with respect to the Y direction are set to be the same. However, the inclination angles may be slightly different.

吸気側傾斜面54は、吸気側底部52から冠面50のY方向中央部に向けて徐々に上昇する傾斜面である。吸気側傾斜面54の下端は吸気側底部52の-Y端縁に連なり、上端は平面55の+Y端縁に連なっている。本実施形態では、+Z方向の平面視で、吸気側傾斜面54の下端及び上端は共にX方向に直線状に延びる端縁である。吸気側傾斜面54は単純な傾斜平面が例示されているが、吸気弁11との干渉が生じる場合には、排気側のリセス部531と同様なリセス部が設けられる。 The intake side inclined surface 54 is an inclined surface that gradually rises from the intake side bottom 52 toward the center of the crown surface 50 in the Y direction. The lower end of the intake side inclined surface 54 is connected to the -Y edge of the intake side bottom 52, and the upper end is connected to the +Y edge of the plane 55. In this embodiment, in a plan view in the +Z direction, the lower and upper ends of the intake side inclined surface 54 are both edges that extend linearly in the X direction. A simple inclined plane is exemplified as the intake side inclined surface 54, but if interference with the intake valve 11 occurs, a recess similar to the exhaust side recess 531 is provided.

平面55は、冠面50のY方向中央部においてシリンダ軸AXと直交するXY方向に延びる平面である。平面55は、排気側傾斜面53の上端と吸気側傾斜面54の上端との間に連続的に設けられた平面である。なお、「連続的な平面」とは、キャビティ等の窪みが存在しない平面の意である。また、平面55は、タンブル流Ftの流動を実質的に阻害しない範囲において、XY方向に対して僅かな傾きを持つ面、若しくは、僅かな凸又は凹曲面を持つ面であっても良い。 Plane 55 is a plane that extends in the XY direction perpendicular to cylinder axis AX at the center of crown surface 50 in the Y direction. Plane 55 is a plane that is continuously provided between the upper end of exhaust side inclined surface 53 and the upper end of intake side inclined surface 54. Note that "continuous plane" means a plane that does not have a cavity or other depression. Furthermore, plane 55 may be a surface that has a slight inclination with respect to the XY direction, or a surface that has a slight convex or concave curve, within a range that does not substantially impede the flow of tumble flow Ft.

より詳しくは、平面55は、+Z方向の平面視でX方向に長い略矩形の形状を有している。平面55は、-Y側の側辺として第1EX端縁551及び第2EX端縁552を、+Y側の側辺としてIN端縁553を有している。第1EX端縁551は、+X側のリセス部531の上端に繋がっている。第2EX端縁552は、-X側のリセス部531の上端に繋がっている。IN端縁553は、吸気側傾斜面54の上端に繋がっている。平面55の+X側及び-X側の側辺は、側周面5Cの円周に沿った円弧状の形状を有している。 More specifically, the plane 55 has a generally rectangular shape that is long in the X direction when viewed in a plan view in the +Z direction. The plane 55 has a first EX edge 551 and a second EX edge 552 as its -Y side edges, and an IN edge 553 as its +Y side edge. The first EX edge 551 is connected to the upper end of the recessed portion 531 on the +X side. The second EX edge 552 is connected to the upper end of the recessed portion 531 on the -X side. The IN edge 553 is connected to the upper end of the intake side inclined surface 54. The +X side and -X side edges of the plane 55 have an arc shape that follows the circumference of the side peripheral surface 5C.

リセス間平面56は、排気側傾斜面53の一対のリセス部531間に配置された平面である。リセス間平面56も、XY方向に延びる平面であり、平面55と同一平面内に存在する平面、つまり平面55と同じZ方向高さに位置する平面である。リセス間平面56は、平面55に連続した平面である。なお、平面55及びリセス間平面56は、冠面50における前記隆起部の頂面を形成しており、+Z方向の高さが最も高い面である。 The inter-recess plane 56 is a plane disposed between a pair of recessed portions 531 of the exhaust-side inclined surface 53. The inter-recess plane 56 is also a plane extending in the XY direction and is a plane that exists in the same plane as the plane 55, that is, a plane that is located at the same height in the Z direction as the plane 55. The inter-recess plane 56 is a plane that is continuous with the plane 55. The plane 55 and the inter-recess plane 56 form the top surface of the raised portion on the crown surface 50, and are the surfaces that are highest in the +Z direction.

リセス間平面56は、平面55の-Y側の側辺のX方向中央部から-Y側に延び出すように、換言すると、第1EX端縁551と第2EX端縁552との間から-Y側に延び出すように形成されている。リセス間平面56のEX端縁561は、吸気側傾斜面54のリセス間部532の上端に繋がっている。リセス間平面56は、一対のリセス部531間の上端付近に挟まれるように位置しており、+Z方向の平面視で概ね正方形の形状を有している。なお、リセス間平面56を省き、平面55だけを冠面50に配置する態様としても良い。 The inter-recess plane 56 is formed so as to extend to the -Y side from the center in the X direction of the -Y side edge of the plane 55, in other words, so as to extend to the -Y side from between the first EX edge 551 and the second EX edge 552. The EX edge 561 of the inter-recess plane 56 is connected to the upper end of the inter-recess portion 532 of the intake side inclined surface 54. The inter-recess plane 56 is located so as to be sandwiched between the upper ends of the pair of recess portions 531, and has a roughly square shape when viewed from above in the +Z direction. Note that the inter-recess plane 56 may be omitted, and only the plane 55 may be disposed on the crown surface 50.

[ピストン冠面の特徴]
図8は、ピストン5の冠面50に関連する各種パラメータを示す図である。図中には、山高さh、平面55の横幅Lie及び前後幅Lfr、排気側傾斜面角度Exd、平面55の表面積S1、排気側傾斜面53の表面積S2及び吸気側傾斜面54の表面積S3が示されている。
[Features of the piston crown surface]
8 is a diagram showing various parameters related to the crown surface 50 of the piston 5. In the diagram, the crown height h, the lateral width Lie and the front-rear width Lfr of the plane 55, the exhaust-side inclined surface angle Exd, the surface area S1 of the plane 55, the surface area S2 of the exhaust-side inclined surface 53, and the surface area S3 of the intake-side inclined surface 54 are shown.

山高さhは、排気側傾斜面53、吸気側傾斜面54、及び平面55によって形成された隆起部の高さであり、具体的には、冠面50における前記ベース面である排気側底部51又は吸気側底部52から、前記頂面である平面55及びリセス間平面56までのZ方向高さである。横幅Lieは、平面55のY方向幅(吸気側と排気側とが向かい合う方向における平面55の幅)である。前後幅Lfrは、平面55のX方向幅(吸気側と排気側とが向かい合う方向と直交する方向における平面55の幅)である。なお、平面55の+X側及び-X側の側辺は円弧辺である。前後幅Lfrは、これら円弧辺が最も+X側又は-X側に延び出している部分間のX方向幅である。排気側傾斜面角度Exdは、Y方向に対する排気側傾斜面53の傾斜角である。本実施形態では、平面55はY方向に沿う水平面であるので、傾斜面角度Exdは平面55と排気側傾斜面53とがなす角である。 The mountain height h is the height of the raised portion formed by the exhaust side inclined surface 53, the intake side inclined surface 54, and the plane 55, and specifically, the Z-direction height from the exhaust side bottom 51 or intake side bottom 52, which is the base surface of the crown surface 50, to the plane 55 and the inter-recess plane 56, which is the top surface. The horizontal width Lie is the Y-direction width of the plane 55 (the width of the plane 55 in the direction in which the intake side and the exhaust side face each other). The front-rear width Lfr is the X-direction width of the plane 55 (the width of the plane 55 in the direction perpendicular to the direction in which the intake side and the exhaust side face each other). The +X side and -X side sides of the plane 55 are arc sides. The front-rear width Lfr is the X-direction width between the parts where these arc sides extend most to the +X side or -X side. The exhaust side inclined surface angle Exd is the inclination angle of the exhaust side inclined surface 53 with respect to the Y direction. In this embodiment, the plane 55 is a horizontal plane along the Y direction, so the inclined surface angle Exd is the angle between the plane 55 and the exhaust side inclined surface 53.

平面55の表面積S1は、平面55を区画する+X側及び-X側の側辺と、+Y側及び-Y側の側辺とで囲まれる部分の面積であり、概ね横幅Lieと前後幅Lfrとの乗算で算出される面積である。本実施形態のように、平面55にリセス間平面56が連設されている場合は、表面積S1は平面55とリセス間平面56とを合算した表面積と扱う。 The surface area S1 of the plane 55 is the area of the portion enclosed by the +X and -X side edges and the +Y and -Y side edges that define the plane 55, and is roughly the area calculated by multiplying the horizontal width Lie by the front-to-rear width Lfr. In the present embodiment, when the inter-recess plane 56 is connected to the plane 55, the surface area S1 is treated as the combined surface area of the plane 55 and the inter-recess plane 56.

排気側傾斜面53の表面積S2は、一対のリセス部531の表面積と、リセス間部532の表面積とを合算した面積である。なお、リセス部531とリセス間部532との間に存在する段差部53Aは、表面積S2に含まれない。段差部53Aはタンブル流Ftの流動に実質的に影響を与えないからである。また、リセス間部532は、リセス部531間だけでなく、リセス部531の下方にまで延在するリセス下部533(後出の実施例3他で明示している)を備える場合があるが、この場合の表面積S2はリセス下部533の表面積も含む。 The surface area S2 of the exhaust side inclined surface 53 is the sum of the surface area of the pair of recessed portions 531 and the surface area of the inter-recess portion 532. The step portion 53A between the recessed portion 531 and the inter-recess portion 532 is not included in the surface area S2. This is because the step portion 53A does not substantially affect the flow of the tumble flow Ft. In addition, the inter-recess portion 532 may include not only between the recessed portions 531 but also a lower recess portion 533 (explained in Example 3 and other examples described below) that extends below the recessed portion 531. In this case, the surface area S2 also includes the surface area of the lower recess portion 533.

吸気側傾斜面54の表面積S3は、図8の例では、単純に吸気側傾斜面54を構成する傾斜平面の面積である。吸気弁11との干渉を回避するリセス部が吸気側傾斜面54にも形成されている場合は、そのリセス部の表面積と、そのリセス間部の表面積とを合算した面積となる。 In the example of FIG. 8, the surface area S3 of the intake side inclined surface 54 is simply the area of the inclined plane that constitutes the intake side inclined surface 54. If a recess that avoids interference with the intake valve 11 is also formed in the intake side inclined surface 54, the surface area S3 is the sum of the surface area of the recess and the surface area of the portion between the recesses.

本実施形態では、タンブル流Ftに対するピストン5の冠面50の抵抗を小さくし、タンブル流Ftを圧縮行程後半まで維持させるために、上記の表面積S1、S2、S3が次の特徴(1)~(3)を具備するように設定される。
(1)平面55の表面積S1は、排気側傾斜面53の表面積S2よりも大きい。
(2)好ましくは、平面55の表面積S1は、吸気側傾斜面54の表面積S3よりも大きい。
(3)より好ましくは、平面55の表面積S1は、排気側傾斜面53の表面積S2と吸気側傾斜面54の表面積S3との総和よりも大きい。
In this embodiment, in order to reduce the resistance of the piston crown surface 50 to the tumble flow Ft and maintain the tumble flow Ft until the latter half of the compression stroke, the above surface areas S1, S2, and S3 are set to have the following characteristics (1) to (3).
(1) The surface area S1 of the flat surface 55 is larger than the surface area S2 of the exhaust side inclined surface 53.
(2) Preferably, the surface area S1 of the flat surface 55 is greater than the surface area S3 of the intake side inclined surface 54.
(3) More preferably, the surface area S1 of the flat surface 55 is greater than the sum of the surface area S2 of the exhaust-side inclined surface 53 and the surface area S3 of the intake-side inclined surface 54.

[冠面の特徴部の意義]
図9及び図10を参照して、上記特徴(1)~(3)の意義を説明する。図9(A)は、特徴(1)~(3)を満たすピストン5の冠面50で、燃焼室6の底面が形成されている場合のタンブル流Ftの流動を示す模式図である。ペントルーフ型の燃焼室天井面6Uに配置された吸気ポート9(タンブルポート)から燃焼室6に導入される吸気は、タンブル流Ftを形成する。冠面50には、「連続的な平面」である平面55が形成されているので、タンブル流Ftをキャビティ等の窪みで阻害することなく、当該平面55に沿って流すことができる。また、表面積S1~S3相互の関係が、上記特徴(1)~(3)の通りに設定されているので、タンブル流Ftの流動は排気側傾斜面53及び吸気側傾斜面54の存在によって弱体化することはない。
[Significance of crown features]
The significance of the above features (1) to (3) will be explained with reference to Figures 9 and 10. Figure 9 (A) is a schematic diagram showing the flow of the tumble flow Ft when the bottom surface of the combustion chamber 6 is formed by the crown surface 50 of the piston 5 that satisfies the features (1) to (3). The intake air introduced into the combustion chamber 6 from the intake port 9 (tumble port) arranged on the pent roof type combustion chamber ceiling surface 6U forms the tumble flow Ft. Since the crown surface 50 has a plane 55 that is a "continuous plane", the tumble flow Ft can flow along the plane 55 without being hindered by a cavity or other depression. In addition, since the relationship between the surface areas S1 to S3 is set according to the above features (1) to (3), the flow of the tumble flow Ft is not weakened by the presence of the exhaust side inclined surface 53 and the intake side inclined surface 54.

上記の冠面50の構造的工夫により、タンブル流Ftに対する冠面50の抵抗が小さくなり、タンブル流Ftは燃焼室6内でその流動を継続し易くなる。つまり、タンブル流Ftが排気側傾斜面53やシリンダ2の内壁などに衝突して消失する割合を減らして、当該タンブル流Ftを圧縮行程後半まで維持させ易くすることができる。タンブル流Ftが崩壊する際には、乱流エネルギーが生成される。タンブル流Ftを維持することは、タンブル流Ftが本来的に保有する前記乱流エネルギーを、前記衝突によるロスなく高い状態で維持することに繋がる。従って、タンブル流Ftを圧縮行程後半で崩壊させ、高い乱流エネルギーを生成させることで、燃焼室6の混合気の燃焼速度を速めることが可能となる。 The above-mentioned structural design of the crown surface 50 reduces the resistance of the crown surface 50 to the tumble flow Ft, making it easier for the tumble flow Ft to continue its flow within the combustion chamber 6. In other words, the proportion of the tumble flow Ft that collides with the exhaust side inclined surface 53 or the inner wall of the cylinder 2 and is lost is reduced, making it easier to maintain the tumble flow Ft until the latter half of the compression stroke. When the tumble flow Ft collapses, turbulent energy is generated. Maintaining the tumble flow Ft leads to maintaining the turbulent energy that the tumble flow Ft inherently possesses at a high level without loss due to the collision. Therefore, by collapsing the tumble flow Ft in the latter half of the compression stroke and generating high turbulent energy, it is possible to increase the combustion speed of the mixture in the combustion chamber 6.

燃焼室6では、点火プラグ16の点火動作を起点として、混合気の火炎伝播燃焼が生じる。ここで、シリンダ2を高圧縮比に設定したような場合、ピストン5の圧縮端において燃焼室6内の圧力及び温度が過度に上昇し、異常燃焼を誘発する。前記異常燃焼は、火炎伝播燃焼の完了前における未燃の燃料ガスの急峻な自己着火であり、ノッキングを発生させる。しかし、タンブル流Ftを圧縮行程後半まで維持させ、燃焼速度を速めることで、ノッキングの要因となる自己着火の発生前に燃焼を完了させることができる。そして、ノッキングを抑制できることから、エンジン出力をあえて抑制するような制御、例えばインジェクタ15の燃料噴射タイミングを制御して燃焼重心を遅角する等の制御を回避することができる。また、その結果としてシリンダ2の高圧縮比化が達成でき、燃費性能を向上させることが可能となる。 In the combustion chamber 6, the ignition operation of the spark plug 16 is the starting point, and flame propagation combustion of the mixture occurs. Here, if the cylinder 2 is set to a high compression ratio, the pressure and temperature in the combustion chamber 6 rise excessively at the compression end of the piston 5, inducing abnormal combustion. The abnormal combustion is abrupt self-ignition of unburned fuel gas before the completion of flame propagation combustion, which causes knocking. However, by maintaining the tumble flow Ft until the latter half of the compression stroke and accelerating the combustion speed, it is possible to complete the combustion before the occurrence of self-ignition, which is a cause of knocking. And since knocking can be suppressed, it is possible to avoid control that deliberately suppresses engine output, such as control of the fuel injection timing of the injector 15 to retard the center of gravity of the combustion. As a result, a high compression ratio can be achieved in the cylinder 2, which makes it possible to improve fuel efficiency.

続いて、上記特徴(1)~(3)を満たさない比較例について説明する。図9(B)は、上記特徴(1)を満たさない冠面50が採用された場合の、燃焼室6におけるタンブル流Ftの流動を模式的に示す図である。タンブル流Ftは、IN側から燃焼室6内に入り、EX側のシリンダ2の内壁でターンし、冠面50に沿ってIN側に向かう流動である。上記特徴(1)を満たさない場合、つまり、平面55の表面積S1よりも排気側傾斜面53の表面積S2が大きい場合、排気側傾斜面53にタンブル流Ftが衝突し易くなり、圧縮行程後半まで維持されるタンブル流Ftの割合が低下する。すなわち、図9(B)に示すように、一部のタンブル流Ft1は、平面55にガイドされるようにEX側からIN側に向かうが、他の一部のタンブル流Ft2は、前記ターンの後に排気側傾斜面53に衝突して崩壊するからである。特徴(1)の通り、平面55の表面積S1を排気側傾斜面53の表面積S2よりも大きく設定することで、排気側傾斜面53に衝突して消失するタンブル流Ftを減少させることができる。 Next, a comparative example that does not satisfy the above characteristics (1) to (3) will be described. FIG. 9(B) is a diagram that shows the flow of the tumble flow Ft in the combustion chamber 6 when a crown surface 50 that does not satisfy the above characteristic (1) is adopted. The tumble flow Ft enters the combustion chamber 6 from the IN side, turns at the inner wall of the cylinder 2 on the EX side, and flows toward the IN side along the crown surface 50. When the above characteristic (1) is not satisfied, that is, when the surface area S2 of the exhaust side inclined surface 53 is larger than the surface area S1 of the plane 55, the tumble flow Ft is more likely to collide with the exhaust side inclined surface 53, and the proportion of the tumble flow Ft that is maintained until the latter half of the compression stroke decreases. That is, as shown in FIG. 9(B), a part of the tumble flow Ft1 flows from the EX side to the IN side as guided by the plane 55, but the other part of the tumble flow Ft2 collides with the exhaust side inclined surface 53 after the turn and collapses. As per feature (1), by setting the surface area S1 of the flat surface 55 to be larger than the surface area S2 of the exhaust side inclined surface 53, the tumble flow Ft that collides with the exhaust side inclined surface 53 and disappears can be reduced.

図10(A)は、上記特徴(2)を満たさない場合の、燃焼室6におけるタンブル流Ftの流動を模式的に示す図である。上記特徴(2)を満たさない場合、つまり、平面55の表面積S1よりも吸気側傾斜面54の表面積S3が大きい場合、当該吸気側傾斜面54に沿った派生流動Ft3の流れが形成され易くなる。派生流動Ft3は、本流動であるタンブル流Ftの経路から外れる流動であり、吸気側傾斜面54にガイドされてシリンダ2のIN側内壁面に向かう流動となる。やがて派生流動Ft3は、シリンダ2の内壁面に衝突し、消失する。従って、派生流動Ft3はタンブル流Ftのロスとなり、圧縮行程後半まで維持されるタンブル流Ftを減少させてしまう。特徴(2)の通り、平面55の表面積S1を吸気側傾斜面54の表面積S3よりも大きく設定することで、吸気側傾斜面54に沿ってシリンダ2の内壁に向かう派生流動Ft3を抑制することができる。 10(A) is a diagram showing the flow of the tumble flow Ft in the combustion chamber 6 when the above characteristic (2) is not satisfied. When the above characteristic (2) is not satisfied, that is, when the surface area S3 of the intake side inclined surface 54 is larger than the surface area S1 of the plane 55, the flow of the derived flow Ft3 along the intake side inclined surface 54 is easily formed. The derived flow Ft3 is a flow that deviates from the path of the main flow, the tumble flow Ft, and is guided by the intake side inclined surface 54 toward the IN side inner wall surface of the cylinder 2. Eventually, the derived flow Ft3 collides with the inner wall surface of the cylinder 2 and disappears. Therefore, the derived flow Ft3 becomes a loss of the tumble flow Ft, and reduces the tumble flow Ft maintained until the latter half of the compression stroke. As per feature (2), by setting the surface area S1 of the flat surface 55 to be larger than the surface area S3 of the intake side inclined surface 54, the derived flow Ft3 toward the inner wall of the cylinder 2 along the intake side inclined surface 54 can be suppressed.

少なくとも上記特徴(1)を満たすことで、タンブル流Ftの維持性を高めることができる。これに加え、特徴(2)を満たすことで、よりタンブル流Ftの維持性を向上し得る。さらに、特徴(1)及び(2)を満たした上で、特徴(3)の通り、平面55の表面積S1を、排気側傾斜面53の表面積S2と吸気側傾斜面54の表面積S3との総和よりも大きく設定することが望ましい。これにより、図9(B)に示した、タンブル流Ftの排気側傾斜面53への衝突、図10(A)示した、タンブル流Ftが吸気側傾斜面54にガイドされることによるシリンダ2のIN側内壁への衝突を一層抑制でき、タンブル流Ftの維持性を一層向上させることができる。 By satisfying at least the above characteristic (1), the maintainability of the tumble flow Ft can be improved. In addition, by satisfying characteristic (2), the maintainability of the tumble flow Ft can be further improved. Furthermore, after satisfying characteristics (1) and (2), it is desirable to set the surface area S1 of the flat surface 55 to be larger than the sum of the surface area S2 of the exhaust side inclined surface 53 and the surface area S3 of the intake side inclined surface 54, as in characteristic (3). This can further suppress the collision of the tumble flow Ft with the exhaust side inclined surface 53 shown in FIG. 9(B) and the collision of the tumble flow Ft with the IN side inner wall of the cylinder 2 due to the guide of the tumble flow Ft by the intake side inclined surface 54 shown in FIG. 10(A), and further improve the maintainability of the tumble flow Ft.

図10(B)は、平面55が「連続的な平面」ではない場合の、燃焼室6におけるタンブル流Ftの流動を模式的に示す図である。平面55が「連続的な平面」ではない典型例は、平面55にキャビティ59が形成されているケースであり、図10(B)はその態様を示している。キャビティ59は、平面55のセンター領域を椀状に凹没させた部分である。この場合、平面55の表面積S1は小さくなり、上記特徴(1)~(3)を満たすことが難しくなる。また、タンブル流Ftの流動がキャビティ59に阻害される。すなわち、タンブル流Ftの一部が、キャビティ59の窪みに入り込む派生流動Ft4となる。派生流動Ft4はキャビティ59の壁面に衝突し、消失する。従って、派生流動Ft4はロスとなり、圧縮行程後半まで維持されるタンブル流Ftを減少させてしまう。それゆえ、平面55が「連続的な平面」であることに意義がある。 Figure 10(B) is a diagram showing the flow of the tumble flow Ft in the combustion chamber 6 when the plane 55 is not a "continuous plane". A typical example of the plane 55 not being a "continuous plane" is when a cavity 59 is formed in the plane 55, and Figure 10(B) shows this state. The cavity 59 is a portion in which the center region of the plane 55 is recessed into a bowl shape. In this case, the surface area S1 of the plane 55 becomes small, making it difficult to satisfy the above characteristics (1) to (3). In addition, the flow of the tumble flow Ft is obstructed by the cavity 59. That is, a part of the tumble flow Ft becomes a derived flow Ft4 that enters the depression of the cavity 59. The derived flow Ft4 collides with the wall surface of the cavity 59 and disappears. Therefore, the derived flow Ft4 becomes a loss, which reduces the tumble flow Ft that is maintained until the latter half of the compression stroke. Therefore, it is significant that the plane 55 is a "continuous plane".

[燃焼室構造の他の特徴について]
続いて、上記の表面積S1~S3以外の、燃焼室構造の特徴について説明する。本実施形態では、燃費性能の向上とエンジン出力の向上のために、平面55のY方向幅である横幅Lieと、冠面50の山高さhとの比であるLie/hについては、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
2.5<Lie/h<9.0・・・(A)
の関係を満たしている。
[Other features of the combustion chamber structure]
Next, features of the combustion chamber structure other than the surface areas S1 to S3 will be described. In this embodiment, in order to improve fuel efficiency and engine output, the ratio Lie/h of the width Lie, which is the width of the plane 55 in the Y direction, to the height h of the crown surface 50 is set to the following value within the range of the compression ratio = 13.5 to 15.5:
2.5<Lie/h<9.0...(A)
It fulfills the relationship.

ペントルーフ型の燃焼室天井面6Uを備える燃焼室6では、冠面50の排気側傾斜面53及び吸気側傾斜面54の傾き角は、概ね燃焼室天井面6Uの傾き角に沿ったものとなる。このため、山高さhが平面55の横幅Lieに大きく影響する。山高さhを高くすることは、圧縮比を高くすることに繋がる。例えば燃費性能の向上を企図して山高さhを高く設定すると、横幅Lieは幅狭となる。つまり、平面55の表面積S1は小さくなる。この場合、たとえ燃費性能は向上しても、タンブル流Ftを圧縮行程後半まで維持し難くなる。結局、ノッキングの防止のため、エンジン出力の抑制制御を求められることになる。しかし、Lie/hを上記(A)式の範囲に設定することで、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。この両立をより望ましくする観点から、Lie/hは、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
5.0<Lie/h<9.0・・・(A1)
の関係を満たすように設定することで、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。
In the combustion chamber 6 having a pent roof type combustion chamber ceiling surface 6U, the inclination angle of the exhaust side inclined surface 53 and the intake side inclined surface 54 of the crown surface 50 is generally in line with the inclination angle of the combustion chamber ceiling surface 6U. For this reason, the crest height h has a large effect on the width Lie of the plane 55. Increasing the crest height h leads to increasing the compression ratio. For example, if the crest height h is set high in order to improve fuel efficiency, the width Lie becomes narrow. In other words, the surface area S1 of the plane 55 becomes small. In this case, even if the fuel efficiency is improved, it becomes difficult to maintain the tumble flow Ft until the latter half of the compression stroke. In the end, in order to prevent knocking, suppression control of the engine output is required. However, by setting Lie/h within the range of the above formula (A), it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency and improvement in engine output. From the viewpoint of making this balance more desirable, Lie/h is set to be in the range of compression ratio = 13.5 to 15.5,
5.0<Lie/h<9.0...(A1)
By setting the above relationship to be satisfied, it is possible to achieve both improved fuel economy and improved engine output.

上記の横幅Lieと山高さhとの比Lie/hは、燃焼室6の幾何学的圧縮比が13.5以上15以下の範囲において、5.0<Lie/h<9.0の関係を満たすように設定することが望ましい。これにより、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とをより良好に両立させることができる。 The ratio Lie/h of the width Lie to the crest height h is preferably set to satisfy the relationship 5.0 < Lie/h < 9.0 when the geometric compression ratio of the combustion chamber 6 is in the range of 13.5 to 15. This makes it possible to better balance improved fuel economy and improved engine output.

また、吸気側と排気側とが向かい合う方向と直交する方向における平面55の幅である前後幅Lfrは、横幅Lieよりも大きいことが望ましい。これにより、タンブル流をより少ない抵抗で流動させることができるため、タンブル流を圧縮行程後半まで確実に維持することができる。 Furthermore, it is desirable that the front-to-rear width Lfr, which is the width of the plane 55 in the direction perpendicular to the direction in which the intake side and the exhaust side face each other, is larger than the lateral width Lie. This allows the tumble flow to flow with less resistance, so that the tumble flow can be reliably maintained until the latter half of the compression stroke.

図2に模式的に示したように、タンブル流Ftは、吸気ポート9から燃焼室6に導入され、シリンダ2のEX側内壁面で折り返し、平面55上を通ってIN側へ向かう。仮に、前後幅Lfrが横幅Lieよりも小さい平面55であると、冠面50の+X側及び-X側の端部には平面が存在しないことになる。この場合、+X側及び-X側の端部においてタンブル流Ftがガイドされ難くなり、流動ロスが生じてしまう。一方、前後幅Lfrが横幅Lieよりも大きい平面55とすることで、+X側及び-X側の端部においてもタンブル流Ftをガイドできるようになり、タンブル流Ftの維持性を高めることができる。 As shown in FIG. 2, the tumble flow Ft is introduced into the combustion chamber 6 from the intake port 9, turns around at the inner wall surface on the EX side of the cylinder 2, and passes over the plane 55 toward the IN side. If the plane 55 has a front-to-rear width Lfr smaller than the lateral width Lie, no plane exists at the +X and -X ends of the crown surface 50. In this case, the tumble flow Ft is difficult to guide at the +X and -X ends, resulting in flow loss. On the other hand, by making the plane 55 have a front-to-rear width Lfr larger than the lateral width Lie, the tumble flow Ft can be guided even at the +X and -X ends, improving the maintainability of the tumble flow Ft.

本実施形態では、燃焼室6内において火炎伝播燃焼を実現させる点火プラグ16(点火部)が配置されている。これにより、燃焼室6内で火炎伝播燃焼を発生させることによって燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。 In this embodiment, an ignition plug 16 (ignition unit) that realizes flame propagation combustion is arranged in the combustion chamber 6. This makes it possible to achieve both improved fuel economy and improved engine output by generating flame propagation combustion in the combustion chamber 6.

次に、平面55のX方向幅である前後幅Lfrと、山高さhとの比であるLfr/hについては、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
12.0<Lfr/h<16.0・・・(B)
の関係を満たすことが望ましい。
Next, regarding the ratio Lfr/h of the front-rear width Lfr, which is the width in the X direction of the plane 55, to the mountain height h, in the range of the compression ratio = 13.5 or more and 15.5 or less,
12.0<Lfr/h<16.0...(B)
It is desirable to satisfy the following relationship.

横幅Lieと同様に、山高さhを高く設定する程、前後幅Lfrは幅狭となり、平面55の表面積S1も小さくなる。従って、タンブル流Ftを圧縮行程後半まで維持し難くなり、エンジン出力の抑制が必要となる。しかし、Lfr/hを上記(B)式の範囲に設定することで、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。この両立をより望ましくする観点から、Lfr/hは、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
13.5<Lfr/h<14.5・・・(B1)
の関係を満たすことが望ましい。
As with the lateral width Lie, the higher the crest height h is set, the narrower the front-rear width Lfr becomes, and the smaller the surface area S1 of the flat surface 55 becomes. Therefore, it becomes difficult to maintain the tumble flow Ft until the latter half of the compression stroke, and it becomes necessary to suppress the engine output. However, by setting Lfr/h within the range of the above formula (B), it is possible to achieve both improved fuel economy and improved engine output. From the viewpoint of making it more desirable to achieve both, Lfr/h is set to:
13.5<Lfr/h<14.5...(B1)
It is desirable to satisfy the following relationship.

平面55と排気側傾斜面53とがなす角である排気側傾斜面角度Exd、平面55の表面積S1、及び山高さhの関係を示す(Exd×S1)/hについては、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
5000<(Exd×S1)/h<18000・・・(C)
の関係を満たすことが望ましい。
Regarding (Exd×S1)/h, which shows the relationship between the exhaust-side inclined surface angle Exd, which is the angle between the plane 55 and the exhaust-side inclined surface 53, the surface area S1 of the plane 55, and the crest height h, in the range of the compression ratio = 13.5 or more and 15.5 or less,
5000<(Exd×S1)/h<18000...(C)
It is desirable to satisfy the following relationship.

タンブル流Ftは、上述のような流動を行うことから、排気側傾斜面角度Exdが小さい程、排気側傾斜面53と平面55との境界部分でタンブル流Ftの流動が変更されたり、排気側傾斜面53に衝突したりする程度を抑制することができる。しかし、山高さhをある程度の高さに設定しないと、圧縮比を高くすることができない。山高さhを高くし、且つ、平面55の表面積S1を稼ぐには、排気側傾斜面角度Exdを大きくする必要がある。これらの相反する要請を考慮し、高圧縮比化とタンブル流Ftの維持とを両立させるには、(Exd×S1)/hを上記(C)式の範囲に設定すれば良い。この両立をより望ましくする観点から、(Exd×S1)/hは、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
7000<(Exd×S1)/h<12000・・・(C1)
の関係を満たすことが望ましい。
Since the tumble flow Ft flows as described above, the smaller the exhaust side inclined surface angle Exd, the more the degree to which the flow of the tumble flow Ft is changed at the boundary between the exhaust side inclined surface 53 and the flat surface 55, or the degree to which the tumble flow Ft collides with the exhaust side inclined surface 53 can be suppressed. However, unless the crest height h is set to a certain height, the compression ratio cannot be increased. In order to increase the crest height h and to increase the surface area S1 of the flat surface 55, it is necessary to increase the exhaust side inclined surface angle Exd. In consideration of these conflicting demands, in order to achieve both a high compression ratio and the maintenance of the tumble flow Ft, it is sufficient to set (Exd x S1)/h in the range of the above formula (C). From the viewpoint of making it more desirable to achieve both, (Exd x S1)/h is set to the range of the above formula (C) in which the compression ratio is in the range of 13.5 to 15.5,
7000<(Exd×S1)/h<12000...(C1)
It is desirable to satisfy the following relationship.

次に、平面55を有する冠面50で区画される燃焼室6において、エンジン本体1の排気量が異なっていても、燃焼室6内に同等の筒内流動を形成できる形状的工夫を示す。図3に示すように、スワール弁17で第2吸気ポート9Bにおける吸気の流動を規制することで、燃焼室6内の筒内流動として横渦であるスワール流Fsが形成される。本実施形態ではスワール流Fsは、タンブル流Ftとミックスされた斜めスワール流となる。 Next, we will show a geometrical design that allows the same in-cylinder flow to be formed in the combustion chamber 6, which is defined by the crown surface 50 having a flat surface 55, even if the displacement of the engine body 1 is different. As shown in Figure 3, a swirl flow Fs, which is a transverse vortex, is formed as the in-cylinder flow in the combustion chamber 6 by restricting the flow of intake air in the second intake port 9B with the swirl valve 17. In this embodiment, the swirl flow Fs is an oblique swirl flow mixed with the tumble flow Ft.

エンジン本体1の排気量が異なると、ボア径Lb及びストロークLs(図2)も異なるようになる。なお、ボア径Bは、シリンダ2の内径であって、ピストン5の直径に略相当する長さである。ストロークLsは、TDC(上死点)~BDC(下死点)間にピストン5がZ方向に移動する長さである。スワール流Fsは、エンジン排気量が異なると、エンジン回転数や負荷が同じでも、その流動が変化する。このため、例えば燃焼シミュレーション等において、スワール流Fsの流動に応じたキャリブレーションが排気量毎に必要となり、これがエンジン開発のネックになっている。 When the displacement of the engine body 1 differs, the bore diameter Lb and stroke Ls (Figure 2) also differ. The bore diameter B is the inner diameter of the cylinder 2, and is a length that is approximately equivalent to the diameter of the piston 5. The stroke Ls is the length that the piston 5 moves in the Z direction between TDC (top dead center) and BDC (bottom dead center). When the engine displacement differs, the flow of the swirl flow Fs changes even if the engine speed and load are the same. For this reason, for example, in combustion simulations, calibration according to the flow of the swirl flow Fs is required for each displacement, which is a bottleneck in engine development.

スワール流Fsの流動は、山高さhとピストン5のストロークLsとの関係に大きく影響を受ける。エンジン排気量が異なっていても、スワール流Fsの流動を同等とし、同一エンジン回転数及び同一負荷で同等の燃焼を燃焼室6で実現させる観点から、山高さhとストロークLsとの比であるh/Lsについては、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
0.045<h/Ls<0.065・・・(D)
の関係を満たすことが望ましい。
The flow of the swirl flow Fs is greatly affected by the relationship between the peak height h and the stroke Ls of the piston 5. Even if the engine displacement is different, in order to make the flow of the swirl flow Fs the same and to realize the same combustion in the combustion chamber 6 at the same engine speed and load, the ratio of the peak height h to the stroke Ls, that is, h/Ls, is set as follows within the range of the compression ratio = 13.5 to 15.5:
0.045<h/Ls<0.065...(D)
It is desirable to satisfy the following relationship.

山高さhが高くストロークLsが小さい場合、ピストン5の冠面50の隆起部(排気側傾斜面53、吸気側傾斜面54及び平面55)にスワール流Fsが衝突し易くなり、スワール流Fsが減衰する。一方、山高さhが低くストロークLsが大きい場合、シリンダ2の内壁面にスワール流Fsが接触する距離が長くなり、やはりスワール流Fsが減衰する要因となる。しかし、h/Lsを上記(D)式の範囲に設定することで、山高さhが高いことに起因するスワール流Fsの減衰と、ストロークLsが大きいことに起因するスワール流Fsの減衰とを同等にすることができる。従って、エンジン排気量が異なる場合でも、燃焼室6内に同等のスワール流Fsを形成させ、同等の燃焼を燃焼室6で実現させることができる。 When the peak height h is high and the stroke Ls is small, the swirl flow Fs is more likely to collide with the raised portion (exhaust side inclined surface 53, intake side inclined surface 54, and flat surface 55) of the crown surface 50 of the piston 5, and the swirl flow Fs is attenuated. On the other hand, when the peak height h is low and the stroke Ls is large, the distance over which the swirl flow Fs contacts the inner wall surface of the cylinder 2 becomes long, which also causes the swirl flow Fs to attenuate. However, by setting h/Ls within the range of the above formula (D), the attenuation of the swirl flow Fs caused by the high peak height h and the attenuation of the swirl flow Fs caused by the large stroke Ls can be made equal. Therefore, even if the engine displacement is different, an equivalent swirl flow Fs can be formed in the combustion chamber 6, and equivalent combustion can be achieved in the combustion chamber 6.

また、スワール流Fsの流動は、山高さhとボア径Lbとの関係にも大きく影響を受ける。エンジン排気量が異なっていても、スワール流Fsの流動を同等とし、同一エンジン回転数及び同一負荷で同等の燃焼を燃焼室6で実現させる観点から、山高さhとボア径Lbとの比であるh/Lbについては、圧縮比=13.5以上15.5以下の範囲において、
0.055<h/Lb<0.075・・・(E)
の関係を満たすことが望ましい。
In addition, the flow of the swirl flow Fs is also greatly affected by the relationship between the crest height h and the bore diameter Lb. Even if the engine displacement is different, in order to make the flow of the swirl flow Fs the same and to realize the same combustion in the combustion chamber 6 at the same engine speed and load, the ratio of the crest height h to the bore diameter Lb, that is, h/Lb, is set as follows within the range of the compression ratio = 13.5 to 15.5:
0.055<h/Lb<0.075...(E)
It is desirable to satisfy the following relationship.

山高さhが高くボア径Lbが小さい場合、ピストン5の冠面50の隆起部にスワール流Fsが衝突し易くなり、スワール流Fsが減衰する。一方、山高さhが低くボア径Lbが大きい場合、シリンダ2の内壁面にスワール流Fsが接触する距離が長くなり、やはりスワール流Fsが減衰する要因となる。しかし、h/Lbを上記(E)式の範囲に設定することで、山高さhが高いことに起因するスワール流Fsの減衰と、ボア径Lbが大きいことに起因するスワール流Fsの減衰とを同等にすることができる。従って、エンジン排気量が異なる場合でも、燃焼室6内に同等のスワール流Fsを形成させ、同等の燃焼を燃焼室6で実現させることができる。 When the crest height h is high and the bore diameter Lb is small, the swirl flow Fs is more likely to collide with the raised portion of the crown surface 50 of the piston 5, and the swirl flow Fs is attenuated. On the other hand, when the crest height h is low and the bore diameter Lb is large, the distance over which the swirl flow Fs contacts the inner wall surface of the cylinder 2 becomes longer, which also causes the swirl flow Fs to attenuate. However, by setting h/Lb within the range of the above formula (E), the attenuation of the swirl flow Fs caused by the high crest height h and the attenuation of the swirl flow Fs caused by the large bore diameter Lb can be made equal. Therefore, even if the engine displacement is different, it is possible to form an equivalent swirl flow Fs in the combustion chamber 6 and achieve equivalent combustion in the combustion chamber 6.

[冠面設計の実施例及び比較例]
図11~図14は、本発明の実施例1~7及び比較例に係るピストン5の冠面50の構造及びパラメータを示す表形式の図である。ここでは、排気量の異なるエンジンに適用されるピストン5を例示している。実施例1~5及び比較例のピストン5は排気量=1.5リットル、実施例6は排気量=2.0リットル、実施例7は排気量=2.5リットルである。
[Examples and Comparative Examples of Crown Design]
11 to 14 are diagrams in the form of a table showing the structure and parameters of the crown surface 50 of the piston 5 according to Examples 1 to 7 of the present invention and a comparative example. Here, pistons 5 applied to engines with different displacements are illustrated. The pistons 5 of Examples 1 to 5 and the comparative example have a displacement of 1.5 liters, the piston 5 of Example 6 has a displacement of 2.0 liters, and the piston 5 of Example 7 has a displacement of 2.5 liters.

図11~図14の各例について、冠面50の外観斜視図が示されている。また、平面55の横幅Lie、冠面50の山高さh、横幅Lieと山高さhの比Lie/h、及び平面55の前後幅Lfrの値がそれぞれ示されている。 For each example in Figures 11 to 14, an external perspective view of the crown surface 50 is shown. Also shown are the width Lie of the plane 55, the peak height h of the crown surface 50, the ratio Lie/h of the width Lie to the peak height h, and the front-to-rear width Lfr of the plane 55.

各例について、乱流エネルギーの解析値に基づく乱流エネルギー比(乱流E比)が示されている。前記乱流エネルギーの解析値は、ピストン5が圧縮上死点にあるときの筒内流動(タンブル流Ft)が保有する乱流エネルギーを、専用のソフトウェア(株式会社IDAJ、ソフト名:CONVERGE)を用いた解析演算にて導出したものである。乱流E比は、図14の「比較例」について得られた乱流エネルギーの解析値を「1」としたときの、実施例1~7の乱流エネルギーの解析値の比である。また、各例についての圧縮比も示している。 For each example, a turbulent energy ratio (turbulent E ratio) based on the analytical value of the turbulent energy is shown. The analytical value of the turbulent energy is derived by analytical calculation using dedicated software (IDAJ Corporation, software name: CONVERGE) to calculate the turbulent energy possessed by the in-cylinder flow (tumble flow Ft) when the piston 5 is at the compression top dead center. The turbulent E ratio is the ratio of the analytical value of the turbulent energy of Examples 1 to 7 when the analytical value of the turbulent energy obtained for the "Comparative Example" in Figure 14 is set to "1". The compression ratio for each example is also shown.

実施例1及び実施例2には、リセス間平面56が付随していない態様の平面55が、実施例3~実施例7には、リセス間平面56が付随する平面55が各々例示されている。実施例1~7のいずれの平面55も「連続的な平面」であって、キャビティは形成されていない。一方、比較例は、冠面50の径方向中心領域にキャビティ59を有している。 Examples 1 and 2 illustrate planes 55 that are not accompanied by inter-recess planes 56, while examples 3 to 7 illustrate planes 55 that are accompanied by inter-recess planes 56. All planes 55 in examples 1 to 7 are "continuous planes" and do not form cavities. On the other hand, the comparative example has a cavity 59 in the radial center region of the crown surface 50.

実施例1~7には、それぞれ、平面55の横幅Lie、冠面50の山高さh、及び平面55の前後幅Lfrを変えた異なる形状の冠面50が示されている。 In Examples 1 to 7, different shapes of the crown surface 50 are shown, in which the lateral width Lie of the plane 55, the peak height h of the crown surface 50, and the front-to-rear width Lfr of the plane 55 are changed.

実施例1~7は、横幅Lieと山高さhの比Lie/hが2.5<Lie/h<9.0の範囲内にあり、いずれの乱流E比も、比較例(Lie/h=1.95)の乱流E比よりも大きいことが判る。とりわけ、実施例3~7(5.0<Lie/h<9.0)の乱流E比は、比較例の乱流E比よりも50%以上も大きな値が得られている。これらの結果から、実施例1~7においては、タンブル流Ftの維持性が高められ、タンブル流Ftの多くを圧縮行程後半で崩壊させることに成功したと言える。従って、実施例1~7によれば、圧縮行程後半で高い乱流エネルギーを生成させ、燃焼速度を速めることができる。 In Examples 1 to 7, the ratio Lie/h of the width Lie to the peak height h is in the range of 2.5<Lie/h<9.0, and it can be seen that all turbulent E ratios are greater than the turbulent E ratio of the comparative example (Lie/h=1.95). In particular, the turbulent E ratios of Examples 3 to 7 (5.0<Lie/h<9.0) are more than 50% greater than the turbulent E ratio of the comparative example. From these results, it can be said that in Examples 1 to 7, the maintenance of the tumble flow Ft is improved, and most of the tumble flow Ft is successfully collapsed in the latter half of the compression stroke. Therefore, according to Examples 1 to 7, high turbulent energy can be generated in the latter half of the compression stroke, and the combustion speed can be increased.

ここで、図15のグラフを参照しながら、実施例1~7(図15における「実1」~「実7」)および比較例(図15における「比較」)について、平面55の横幅Lieと冠面50の山高さhの比Lie/hを変えた場合の、比較例の乱流エネルギーと比較した相対的な乱流エネルギー比(乱流E比)を比較する。図15のグラフ(図11~14の表)に示されるように、比較例(比較)(Lie/h=1.95、乱流E比=1)に対して、実施例1~7(実1~実7)では、いずれも、圧縮比が13.5以上15.5(好ましくは15)以下の範囲において、2.5<Lie/h<9.0の関係を満たす範囲で、乱流E比が1を上回っている。したがって、実施例1~7(実1~実7)では、比較例(比較)よりも乱流エネルギーが向上しているので、ノッキングを抑制しつつエンジン出力を向上させることができることは明らかである。しかも、乱流エネルギーを向上させながら、圧縮比が13.5以上15.5以下の高圧縮比の範囲にあるので燃費性能の向上も可能となり、その結果燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることも達成できることが明らかである。 Now, referring to the graph of FIG. 15, the relative turbulence energy ratio (turbulence E ratio) compared to the turbulence energy of the comparative example when the ratio Lie/h of the width Lie of the flat surface 55 to the height h of the crown surface 50 is changed will be compared for Examples 1 to 7 ("Ex. 1" to "Ex. 7" in FIG. 15) and the comparative example ("Comparative" in FIG. 15). As shown in the graph of FIG. 15 (tables of FIGS. 11 to 14), in the comparative example (Comparative) (Lie/h = 1.95, turbulence E ratio = 1), in all of Examples 1 to 7 (Ex. 1 to Ex. 7), the turbulence E ratio exceeds 1 in the range where the compression ratio is 13.5 to 15.5 (preferably 15) and the relationship of 2.5 < Lie/h < 9.0 is satisfied. Therefore, in Examples 1 to 7 (Ex. 1 to Ex. 7), the turbulence energy is improved compared to the comparative example (Comparative), so it is clear that the engine output can be improved while suppressing knocking. Moreover, while improving turbulent energy, the compression ratio is in the high compression ratio range of 13.5 to 15.5, which also improves fuel efficiency, making it clear that it is possible to achieve both improved fuel efficiency and improved engine output.

また、図15のグラフ(図12~14の表)を見れば、実施例3~7(実3~実7)では、圧縮比が13.5以上15以下の範囲において、5.0<Lie/h<9.0の関係を満たす範囲で、乱流エネルギー比が1.5以上の高い比率になっている。したがって、実施例3~7(実3~実7)では、エンジン出力をより向上させることができ、しかも、13.5以上15以下の高圧縮比を維持できるので、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とをより良好に両立させることができることが明らかである。 Furthermore, looking at the graph in Figure 15 (tables in Figures 12 to 14), in Examples 3 to 7 (Experiment 3 to Experiment 7), when the compression ratio is in the range of 13.5 to 15 and inclusive, the turbulent energy ratio is a high ratio of 1.5 or more, within the range that satisfies the relationship 5.0 < Lie/h < 9.0. Therefore, in Examples 3 to 7 (Experiment 3 to Experiment 7), it is possible to further improve engine output, and at the same time, it is possible to maintain a high compression ratio of 13.5 to 15 and inclusive, and it is clear that it is possible to better achieve both improved fuel economy and improved engine output.

[作用効果]
以上説明した本実施形態に係るエンジンの燃焼室構造によれば、次のような作用効果を奏する。先ず、冠面50には連続的な平面55が形成されているので、タンブル流Ftをキャビティ等の窪みで阻害することなく、平面55に沿って流すことができる。また、吸気側と排気側とが向かい合う方向における平面55の幅である横幅Lieを冠面50の山高さhとの兼ね合いを考慮しながら大きく設定することにより、タンブル流を少ない抵抗で流動させることができる。従って、タンブル流Ftを圧縮行程後半まで維持させた上で崩壊させ、高い乱流エネルギーを発生させることで、燃焼速度を速めることが可能となる。これにより、ノッキングの要因となる自己着火の発生前に、燃焼室6での混合気の燃焼を完了させることができる。そして、ノッキングを抑制できることから、燃焼重心を遅角する等のエンジン出力を抑制するような制御を回避できる。また、その結果として高圧縮比が達成可能となる。
[Action and Effect]
The combustion chamber structure of the engine according to the present embodiment described above provides the following advantageous effects. First, the crown surface 50 has a continuous plane 55, so that the tumble flow Ft can flow along the plane 55 without being hindered by a cavity or other recess. In addition, the width Lie of the plane 55 in the direction in which the intake side and the exhaust side face each other is set large while taking into consideration the crest height h of the crown surface 50, so that the tumble flow can flow with little resistance. Therefore, the tumble flow Ft is maintained until the latter half of the compression stroke and then collapsed to generate high turbulent energy, thereby making it possible to increase the combustion speed. This allows the combustion of the mixture in the combustion chamber 6 to be completed before the occurrence of self-ignition, which is a cause of knocking. Since knocking can be suppressed, it is possible to avoid control that suppresses engine output, such as retarding the combustion center of gravity. As a result, a high compression ratio can be achieved.

また、平面の横幅Lieと山高さhとの比であるLie/hを、燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15.5以下の範囲という高圧縮比の範囲において、2.5<Lie/h<9.0の関係を満たすように設定することで、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。 In addition, by setting Lie/h, which is the ratio of the horizontal width Lie of the plane to the height h of the peak, to satisfy the relationship 2.5<Lie/h<9.0 in the high compression ratio range where the geometric compression ratio of the combustion chamber is 13.5 or more and 15.5 or less, it is possible to achieve both improved fuel economy and improved engine output.

上記の横幅Lieと山高さhとの比Lie/hは、燃焼室6の幾何学的圧縮比が13.5以上15以下の範囲において、5.0<Lie/h<9.0の関係を満たすように設定すれば、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とをより良好に両立させることができる。 The ratio Lie/h of the width Lie to the peak height h can be set to satisfy the relationship 5.0 < Lie/h < 9.0 when the geometric compression ratio of the combustion chamber 6 is in the range of 13.5 to 15, thereby making it possible to better achieve both improved fuel economy and improved engine output.

また、平面55の吸気側と排気側とが向かい合う方向と直交する方向の前後幅Lfrは、横幅Lieよりも大きくすれば、タンブル流をより少ない抵抗で流動させることができるため、タンブル流を圧縮行程後半まで確実に維持することができる。 In addition, if the front-to-rear width Lfr in the direction perpendicular to the direction in which the intake side and exhaust side of the plane 55 face each other is made larger than the lateral width Lie, the tumble flow can flow with less resistance, so that the tumble flow can be reliably maintained until the latter half of the compression stroke.

また、火炎伝播燃焼を実現させる点火プラグ16が、冠面50の平面55に対向する燃焼室天井面6Uに配置されている。本実施形態では、燃焼室6の中心(シリンダ軸AX上)に配置されている。タンブル流Ftが弱体化されることなく圧縮された吸気は、平面55に対向する位置において乱流エネルギーが高い状態となる。このような位置に点火プラグ16が配置されることで、火炎伝播燃焼の燃焼速度を速めることができる。これにより、このように、燃焼室6内で火炎伝播燃焼を発生させることによって、燃費性能の向上とエンジン出力の向上とを両立させることができる。 In addition, the spark plug 16 that realizes flame propagation combustion is disposed on the combustion chamber ceiling surface 6U facing the plane 55 of the crown surface 50. In this embodiment, it is disposed at the center of the combustion chamber 6 (on the cylinder axis AX). The intake air that is compressed without weakening the tumble flow Ft is in a state of high turbulence energy at the position facing the plane 55. By disposing the spark plug 16 in such a position, the combustion speed of the flame propagation combustion can be increased. As a result, by generating flame propagation combustion in this way in the combustion chamber 6, it is possible to achieve both improved fuel efficiency and improved engine output.

さらに、インジェクタ15は、燃焼室6の吸気側に配設されている。これにより、インジェクタ15から噴霧された燃料をタンブル流Ftに乗せ易くなり、均質な混合気を燃焼室6内に形成させることができる。 Furthermore, the injector 15 is disposed on the intake side of the combustion chamber 6. This makes it easier for the fuel sprayed from the injector 15 to be carried by the tumble flow Ft, allowing a homogeneous mixture to be formed in the combustion chamber 6.

1 エンジン本体
15 インジェクタ(燃料噴射部)
16 点火プラグ(点火部)
2 シリンダ
5 ピストン
50 冠面
51 排気側底部
52 吸気側底部
53 排気側傾斜面
54 吸気側傾斜面
55 平面
56 リセス間平面
6 燃焼室
6U 燃焼室天井面(ペントルーフ型の天井面)
AX シリンダ軸
Fs スワール流
Ft タンブル流
S1 平面の表面積
S2 排気側傾斜面の表面積
S3 吸気側傾斜面の表面積
1 Engine body 15 Injector (fuel injection part)
16 Spark plug (ignition part)
2 Cylinder 5 Piston 50 Crown surface 51 Exhaust side bottom 52 Intake side bottom 53 Exhaust side inclined surface 54 Intake side inclined surface 55 Flat surface 56 Inter-recess flat surface 6 Combustion chamber 6U Combustion chamber ceiling surface (pent roof type ceiling surface)
AX Cylinder axis Fs Swirl flow Ft Tumble flow S1 Flat surface area S2 Exhaust side inclined surface area S3 Intake side inclined surface area

Claims (4)

ピストンの冠面と、前記ピストンが摺動可能に収容されるシリンダの内壁面と、シリンダヘッドに形成されたペントルーフ型の天井面とによって区画される燃焼室を備えたエンジンの燃焼室構造であって、
前記天井面には、前記燃焼室に吸気を供給する吸気ポートの開口と、前記燃焼室から排気を排出する排気ポートの開口とが形成され、前記吸気ポートが配設される側を吸気側、前記排気ポートが配設される側を排気側とするとき、
前記冠面は、
当該冠面の前記排気側の端縁付近に配置された排気側底部、及び前記吸気側の端縁付近に配置された吸気側底部と、
前記排気側底部から前記冠面の中央部に向けて上昇する排気側傾斜面と、
前記吸気側底部から前記冠面の中央部に向けて上昇する吸気側傾斜面と、
前記排気側傾斜面の上端と前記吸気側傾斜面の上端との間に窪みが存在しないように連続的に設けられ、前記冠面の中央部において前記シリンダの軸方向と直交する方向に延びて当該直交する方向に長い矩形状の平面と、を含み、
前記吸気側と前記排気側とが向かい合う方向における前記平面の幅である横幅Lieと、前記排気側傾斜面、前記吸気側傾斜面、及び前記平面によって形成された隆起部の高さである山高さhとの比であるLie/hは、前記燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15.5以下の範囲において、
2.5<Lie/h<9.0
の関係を満たし、
前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射部が、前記燃焼室の前記吸気側に配設されており、
前記排気側底部および前記吸気側底部は、前記シリンダの軸方向と直交する方向に延びる
ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。
A combustion chamber structure for an engine having a combustion chamber defined by a crown surface of a piston, an inner wall surface of a cylinder in which the piston is slidably accommodated, and a pent roof-shaped ceiling surface formed in a cylinder head,
An opening of an intake port for supplying intake air to the combustion chamber and an opening of an exhaust port for discharging exhaust gas from the combustion chamber are formed on the ceiling surface. When the side on which the intake port is disposed is defined as the intake side and the side on which the exhaust port is disposed is defined as the exhaust side,
The crown surface is
an exhaust side bottom portion disposed near an end edge of the crown surface on the exhaust side, and an intake side bottom portion disposed near an end edge of the crown surface on the intake side;
an exhaust side inclined surface that rises from the exhaust side bottom toward a center portion of the crown surface;
an intake side inclined surface that rises from the intake side bottom toward a center portion of the crown surface;
a rectangular flat surface that is continuously provided so that there is no recess between an upper end of the exhaust side inclined surface and an upper end of the intake side inclined surface, and that extends in a direction perpendicular to an axial direction of the cylinder at a central portion of the crown surface and is long in the perpendicular direction ;
The ratio Lie/h of a width Lie, which is the width of the plane in the direction in which the intake side and the exhaust side face each other, to a mountain height h, which is the height of a protrusion formed by the exhaust-side inclined surface, the intake-side inclined surface, and the plane, is, when the geometric compression ratio of the combustion chamber is in the range of 13.5 to 15.5,
2.5<Lie/h<9.0
Fulfilling the relationship,
a fuel injection unit that injects fuel into the combustion chamber is disposed on the intake side of the combustion chamber,
The exhaust side bottom portion and the intake side bottom portion extend in a direction perpendicular to an axial direction of the cylinder.
A combustion chamber structure of an engine.
請求項1に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記横幅Lieと前記山高さhとの比Lie/hは、前記燃焼室の幾何学的圧縮比が13.5以上15以下の範囲において、
5.0<Lie/h<9.0
の関係を満たすエンジンの燃焼室構造。
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1,
The ratio Lie/h of the width Lie to the peak height h is, when the geometric compression ratio of the combustion chamber is in the range of 13.5 or more and 15 or less,
5.0<Lie/h<9.0
The combustion chamber structure of the engine satisfies the above relationship.
請求項1又は2に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記吸気側と前記排気側とが向かい合う方向と直交する方向における前記平面の幅である前後幅Lfrは、前記横幅よりも大きい、エンジンの燃焼室構造。
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1 or 2,
A combustion chamber structure for an engine, wherein a front-to-rear width Lfr, which is a width of the plane in a direction perpendicular to a direction in which the intake side and the exhaust side face each other, is greater than the lateral width.
請求項1~3のいずれか1項に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記天井面には、前記燃焼室内において火炎伝播燃焼を実現させる点火部が配置されている、エンジンの燃焼室構造
The combustion chamber structure of the engine according to any one of claims 1 to 3,
An engine combustion chamber structure, wherein an ignition unit that realizes flame propagation combustion within the combustion chamber is disposed on the ceiling surface .
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