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公開番号2025151874
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053493
出願日2024-03-28
発明の名称エンジン
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人三協国際特許事務所
主分類F02B 23/10 20060101AFI20251002BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】良好なタンブル流を形成して熱効率を高めることのできるエンジンを提供する。
【解決手段】燃焼室6の天井面40に、当該天井面40の中央部から吸気側に離れるほど高さが低い吸気側傾斜面43と、当該天井面40の中央部から排気側に離れるほど高さが低い排気側傾斜面44とを設け、吸気側傾斜面43に、2つの吸気ポート10の開口部41が前後方向に並ぶように形成し、排気側傾斜面44に、排気ポート11の開口部42を形成するとともに、ピスト5ンの冠面50の中央部に、下方に凹むキャビティ60を形成する。キャビティ60は、2つの吸気ポート10の開口部41の中心X2,X2間にわたって前後方向に延びる形状にするとともに、キャビティ60の排気側の開口縁61Gを、前後方向に沿って直線状に延びるように構成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ピストンの冠面、前記ピストンが上下に摺動可能に収容される気筒の周面、およびシリンダヘッドに形成されたペントルーフ型の天井面によって区画される燃焼室と、前記燃焼室に形成された燃料と空気の混合気に点火を行う点火プラグと、前記燃焼室に空気を導入するための２つの吸気ポートと、前記燃焼室から排ガスを導出するための排気ポートとを備えたエンジンであって、
前記燃焼室の天井面は、当該天井面の中央部から吸気側に離れるほど高さが低い吸気側傾斜面と、当該天井面の中央部から排気側に離れるほど高さが低い排気側傾斜面とを有し、
前記吸気側傾斜面には、２つの前記吸気ポートの開口部が前後方向に並ぶように形成されており、
前記排気側傾斜面には、前記排気ポートの開口部が形成されており、
前記ピストンの冠面の中央部には、下方に凹むキャビティが形成されており、
前記キャビティは、２つの前記吸気ポートの開口部の中心間にわたって前後方向に延びる形状を呈し、
前記キャビティの排気側の開口縁は、前後方向に沿って直線状に延びている、ことを特徴とするエンジン。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
請求項１に記載のエンジンにおいて、
前記ピストンの冠面には、前記キャビティの排気側の開口縁から排気側に延びるスロープ部が形成されており、
前記スロープ部は、前記キャビティに近いほど高さが低くなるように傾斜している、ことを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンにおいて、
前記燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室から排出された排ガスを浄化する触媒装置をさらに備え、
前記燃料噴射弁は、前記触媒装置の温度が低いときは、圧縮行程中に前記燃焼室内に燃料を噴射する、ことを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジンにおいて、
前記キャビティの底面は、前後方向に沿って切断した断面において一定の高さを有するように形成されている、ことを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載のエンジンにおいて、
前記キャビティの前後方向の両端部には、当該キャビティの底面から上方に立ち上がる立壁部が設けられている、ことを特徴とするエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
車両等に設けられるエンジンでは、燃焼室の天井面をペントルーフ型にすること等によって燃焼室にタンブル流を形成することが行われている。燃焼室にタンブル流を形成し、且つ、これを混合気の燃焼が開始する圧縮上死点付近まで維持できれば、混合気の燃焼が促進されて熱効率が向上する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、圧縮上死点付近において燃焼室に良好なタンブル流を形成するべく、ピストンの冠面に形成されたキャビティの前後方向の両端部に上方に突出するリブを設けたエンジンが開示されている。特許文献１の構成では、圧縮上死点付近で燃焼室の外周部に生じるスキッシュ流を上記のリブによってキャビティから隔離させることで、スキッシュ流がキャビティ内のタンブル流に与える悪影響を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－６１９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮上死点付近における燃焼室内の吸気流動は、燃焼室に流入してからの吸気流動によって変化する。そのため、圧縮上死点付近において燃焼室に良好なタンブル流を形成するためには、その直前の吸気流動のみならず、吸気行程中や圧縮行程前半の吸気流動も良好にする必要がある。この点において、特許文献１の構成には改良の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、良好なタンブル流を形成して熱効率を高めることのできるエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためのものとして、本発明のエンジンは、ピストンの冠面、前記ピストンが上下に摺動可能に収容される気筒の周面、およびシリンダヘッドに形成されたペントルーフ型の天井面によって区画される燃焼室と、前記燃焼室に形成された燃料と空気の混合気に点火を行う点火プラグと、前記燃焼室に空気を導入するための２つの吸気ポートと、前記燃焼室から排ガスを導出するための排気ポートとを備えたエンジンであって、前記燃焼室の天井面は、当該天井面の中央部から吸気側に離れるほど高さが低い吸気側傾斜面と、当該天井面の中央部から排気側に離れるほど高さが低い排気側傾斜面とを有し、前記吸気側傾斜面には、２つの前記吸気ポートの開口部が前後方向に並ぶように形成されており、前記排気側傾斜面には、前記排気ポートの開口部が形成されており、前記ピストンの冠面の中央部には、下方に凹むキャビティが形成されており、前記キャビティは、２つの前記吸気ポートの開口部の中心間にわたって前後方向に延びる形状を呈し、前記キャビティの排気側の開口縁は、前後方向に沿って直線状に延びている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、ピストンの冠面の中央部に下方に凹むキャビティが形成されている。そのため、キャビティに沿って吸気を流動させることで燃焼室内にタンブル流を形成できる。
【０００９】
しかも、キャビティが、２つの吸気ポートの開口部の中心間にわたって前後方向に延びるように形成され、且つ、キャビティの排気側の開口縁が前後方向に直線状に延びている。そのため、圧縮上死点に至るまでの間、吸気を均等に縦旋回させることができ、圧縮上死点付近においてキャビティ内に良好なタンブル流を形成できる。
【００１０】
具体的に、２つの吸気ポートの開口部が前後方向に並設された燃焼室では、これら開口部の中間部分の吸気流速がその外側の流速よりも早くなりやすい。そのため、吸気ポート開口部の中間位置とこれよりも外側の位置とで吸気行程中の吸気の流れ方が不均等になり、外側位置においてタンブル流が傾くとともに中間位置と外側位置とでタンブル流の中心位置がずれやすい。吸気行程中の吸気の流れが不均等な状態では、圧縮上死点付近において燃焼室内に偏った吸気流動が形成されてしまう。つまり、燃焼室に良好なタンブル流が形成されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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