JPH0621563B2 - 直噴式ディーゼル機関のペントルーフ型ピストン - Google Patents
直噴式ディーゼル機関のペントルーフ型ピストンInfo
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- JPH0621563B2 JPH0621563B2 JP61098104A JP9810486A JPH0621563B2 JP H0621563 B2 JPH0621563 B2 JP H0621563B2 JP 61098104 A JP61098104 A JP 61098104A JP 9810486 A JP9810486 A JP 9810486A JP H0621563 B2 JPH0621563 B2 JP H0621563B2
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- pent roof
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- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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- F02B23/0678—Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets
- F02B23/0693—Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets the combustion space consisting of step-wise widened multiple zones of different depth
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- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料を燃焼室内に直接噴射供給する直噴式内燃
機関に採用するペントルーフ形ピストンに係り、特にピ
ストン冠面に凹設するキャビティ形状を改良した直噴式
ディーゼル機関のペントルーフ形ピストンに関する。
機関に採用するペントルーフ形ピストンに係り、特にピ
ストン冠面に凹設するキャビティ形状を改良した直噴式
ディーゼル機関のペントルーフ形ピストンに関する。
［従来の技術］ 一般に内燃機関にあっては、吸・排気弁の径を大径化し
たりあるいは各気筒当りの吸・排気弁の数を増加したり
して吸・排気ポートの流路断面積を増大させることによ
り、その吸・排気効率を改善することができる。
たりあるいは各気筒当りの吸・排気弁の数を増加したり
して吸・排気ポートの流路断面積を増大させることによ
り、その吸・排気効率を改善することができる。
しかしながら、このようにして吸・排気ポートの流路断
面積の増大化を計ると、吸・排気弁はそれらの干渉を避
けるために互いにその弁軸をＶ型に傾斜せざるを得なく
なる。すると動弁機構の配置上の関係からシリンダヘッ
ド下面に形成する燃焼室は、クランク軸の軸線に沿って
中央部分を最も上方に窪ませると共にその両側を次第に
傾斜させてバルブ軸に対して略垂直となるように形成し
たペントルーフ形状（屋根形状）にする必要が生じ、か
つ直接噴射式ディーゼル機関等の直噴式内燃機関にこの
ペントルーフ形燃焼室を採用しようとすると、18〜20と
いう高圧縮比を確保するためには、実願昭60−143456号
に提案した「ディーゼル機関の燃焼室構造」等に示した
ように、必然的にピストン冠面もシリンダヘッドの下面
形状に相応させて逆に上方に突出させたペントルーフ形
状にしなければならなくなる。
面積の増大化を計ると、吸・排気弁はそれらの干渉を避
けるために互いにその弁軸をＶ型に傾斜せざるを得なく
なる。すると動弁機構の配置上の関係からシリンダヘッ
ド下面に形成する燃焼室は、クランク軸の軸線に沿って
中央部分を最も上方に窪ませると共にその両側を次第に
傾斜させてバルブ軸に対して略垂直となるように形成し
たペントルーフ形状（屋根形状）にする必要が生じ、か
つ直接噴射式ディーゼル機関等の直噴式内燃機関にこの
ペントルーフ形燃焼室を採用しようとすると、18〜20と
いう高圧縮比を確保するためには、実願昭60−143456号
に提案した「ディーゼル機関の燃焼室構造」等に示した
ように、必然的にピストン冠面もシリンダヘッドの下面
形状に相応させて逆に上方に突出させたペントルーフ形
状にしなければならなくなる。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、直噴式内燃機関の場合、ピストン冠面の略中
央部には実質的な燃焼室を形成するためのキャビティが
凹設されるが、第５図及び第６図とに示すように、従来
のペントルーフ形ピストンａではそのキャビティｂは横
断面が円形に形成されていた。従って、そのキャビティ
ｂの内周壁面ｃを展開すると第７図に示すようになって
おり、キャビティｂの開口の上端縁ｄは平坦な底部レベ
ルに対して周方向に沿って連続的にその高さｈｂが変化
していた。このため、噴射ノズルｅから噴射された燃料
噴霧ＦはスワールＳに流されてキャビティｂ内を旋回す
ると、遠心力の影響でキャビティ内周壁面ｃの低い部分
ｇからキャビティｂ外のピストン冠面ｉの上側へと飛び
出そうとし、更にこの部分は他の部分よりも逆スキッシ
ュが強くなるので噴霧の一部及び火炎が酸素量の少ない
ピストン冠面とシリンダヘッド間の隙間に吹きこぼれや
すくなっていた。その結果吹きこぼれた噴霧の一部及び
火炎はO2不足を生じて多量のHCやスモークを発生させて
しまうという問題を招いていた。
央部には実質的な燃焼室を形成するためのキャビティが
凹設されるが、第５図及び第６図とに示すように、従来
のペントルーフ形ピストンａではそのキャビティｂは横
断面が円形に形成されていた。従って、そのキャビティ
ｂの内周壁面ｃを展開すると第７図に示すようになって
おり、キャビティｂの開口の上端縁ｄは平坦な底部レベ
ルに対して周方向に沿って連続的にその高さｈｂが変化
していた。このため、噴射ノズルｅから噴射された燃料
噴霧ＦはスワールＳに流されてキャビティｂ内を旋回す
ると、遠心力の影響でキャビティ内周壁面ｃの低い部分
ｇからキャビティｂ外のピストン冠面ｉの上側へと飛び
出そうとし、更にこの部分は他の部分よりも逆スキッシ
ュが強くなるので噴霧の一部及び火炎が酸素量の少ない
ピストン冠面とシリンダヘッド間の隙間に吹きこぼれや
すくなっていた。その結果吹きこぼれた噴霧の一部及び
火炎はO2不足を生じて多量のHCやスモークを発生させて
しまうという問題を招いていた。
また、これを改善するために従来では、キャビティｂの
底部からの高さを等しくしてキャビティｂの開口側の内
周壁ｃをその周側に沿って径方向の内方に均一の長さで
突出させた棚部ｊを設けていたが、未だ改善を余地を残
していた。
底部からの高さを等しくしてキャビティｂの開口側の内
周壁ｃをその周側に沿って径方向の内方に均一の長さで
突出させた棚部ｊを設けていたが、未だ改善を余地を残
していた。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、キャビティ内周壁高さの低い部分からキャビ
ティ外に吹きこぼれる燃料噴霧の量を可及的に抑えてHC
とスモークとの発生量を低減し得る直噴式ディーゼル機
関のペントルーフ形ピストンを提供することにある。
の目的は、キャビティ内周壁高さの低い部分からキャビ
ティ外に吹きこぼれる燃料噴霧の量を可及的に抑えてHC
とスモークとの発生量を低減し得る直噴式ディーゼル機
関のペントルーフ形ピストンを提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成すべく本発明は、ペントルーフ状に形成
したピストン冠面の中央部に、噴射燃料および周方向の
スワール流が導入されるキャビティを凹設し、該キャビ
ティの深さが浅くなるキャビティ開口部のペントルーフ
尾根を挟んだ左右両側部に、キャビティ内を周回する噴
射燃料およびスワール流がキャビティ外に吹きこぼれる
のを防止すべく、キャビティ内方に向けて庇部材を延出
させて構成されている。
したピストン冠面の中央部に、噴射燃料および周方向の
スワール流が導入されるキャビティを凹設し、該キャビ
ティの深さが浅くなるキャビティ開口部のペントルーフ
尾根を挟んだ左右両側部に、キャビティ内を周回する噴
射燃料およびスワール流がキャビティ外に吹きこぼれる
のを防止すべく、キャビティ内方に向けて庇部材を延出
させて構成されている。
［作 用］ ペントルーフ形ピストンにキャビティを凹設すると、そ
のキャビティ開口部はペントルーフの尾根の部分が高く
それに直交するペントルーフの二面の部分が低い馬鞍状
になり、その低い部分からキャビティ内を周回する噴射
燃料およびスワール流が吹きこぼれ易くなるが、そのキ
ャビティの深さが浅くなる部分にキャビティ内方に向け
て庇部材を延出させたので、キャビティ内の噴射燃料お
よびスワール流がキャビティ外に吹きこぼれるのが防止
される。よって、ＨＣ，スモークの発生量が低減する。
のキャビティ開口部はペントルーフの尾根の部分が高く
それに直交するペントルーフの二面の部分が低い馬鞍状
になり、その低い部分からキャビティ内を周回する噴射
燃料およびスワール流が吹きこぼれ易くなるが、そのキ
ャビティの深さが浅くなる部分にキャビティ内方に向け
て庇部材を延出させたので、キャビティ内の噴射燃料お
よびスワール流がキャビティ外に吹きこぼれるのが防止
される。よって、ＨＣ，スモークの発生量が低減する。
［実施例］ 以下に本発明に係る直噴式ディーゼル機関のペントルー
フ形ピストンの好適一実施例を添付図面に基づき詳述す
る。
フ形ピストンの好適一実施例を添付図面に基づき詳述す
る。
第１図は直噴式ディーゼル機関に用いるペントルーフ形
ピストンの平面図であり、第２図はそのII−II線矢視断
面図である。
ピストンの平面図であり、第２図はそのII−II線矢視断
面図である。
図示するように、ピストン１はそのピストンピン孔２の
直上部のピストン冠面３がピストンピン孔２の軸方向
（即ち、クランク軸方向）に沿って上方に突出され、か
つその両側部は傾斜されてペントルーフ形状（屋根形
状）に形成されており、このペントルーフ形状は図示し
ていないが、シリンダヘッドの下面に形成されるシリン
ダヘッド側の燃焼室形状に相応されている。
直上部のピストン冠面３がピストンピン孔２の軸方向
（即ち、クランク軸方向）に沿って上方に突出され、か
つその両側部は傾斜されてペントルーフ形状（屋根形
状）に形成されており、このペントルーフ形状は図示し
ていないが、シリンダヘッドの下面に形成されるシリン
ダヘッド側の燃焼室形状に相応されている。
ところで、ピストン冠面３のほぼ中央部には圧縮工程の
終了時にシリンダヘッドとによって実質的な燃焼室を形
成するためのキャビティ４が凹設されるが、このキャビ
ティ４の開口部５には、そのキャビティ４の内周壁６の
上側部つまり開口側内周壁部６ａを、キャビティ４の内
方に向けてピストンピン孔２の軸方向と直交する方向に
延出させることによって開口を絞るように形成した庇部
材７が設けられ、かつこの庇部材７はキャビティ４の内
周壁６の高さが最も低くなる部分での張出し長さ（延出
長さ）ｔ２が最大となるように形成される。つまり、庇
部材７は、キャビティ４の深さが浅くなるキャビティ開
口部５のペントルーフ尾根を挟んだ左右両側部に、キャ
ビティ４内方に向けて延出されている。
終了時にシリンダヘッドとによって実質的な燃焼室を形
成するためのキャビティ４が凹設されるが、このキャビ
ティ４の開口部５には、そのキャビティ４の内周壁６の
上側部つまり開口側内周壁部６ａを、キャビティ４の内
方に向けてピストンピン孔２の軸方向と直交する方向に
延出させることによって開口を絞るように形成した庇部
材７が設けられ、かつこの庇部材７はキャビティ４の内
周壁６の高さが最も低くなる部分での張出し長さ（延出
長さ）ｔ２が最大となるように形成される。つまり、庇
部材７は、キャビティ４の深さが浅くなるキャビティ開
口部５のペントルーフ尾根を挟んだ左右両側部に、キャ
ビティ４内方に向けて延出されている。
即ち、本実施例ではキャビティ４はその庇部材７下の横
断面が円形状に形成されると共に、庇部材７によって形
成される開口部５の形状はピストンピン孔２の軸方向に
長軸を有する楕円形状に形成され、かつその庇部材７は
キャビティ４の周側に沿って更に径方向内方に一様に張
出されて形成されている。従って、キャビティ４の内周
壁６の高さの最も高い部分における庇部材７の張出し長
さｔ１が最小となり、内周壁６の高さが低くなるに従い
その庇部材７の張出し長さｔは大きくなって、内周壁６
の高さの最も低くなる部分における庇部材７の張出し長
さｔ２が最大となっている。尚この庇部材７の張出し長
さｔは、そのキャビティ４の庇下部の内径ｄに対して最
小値ｔ１＝d/50〜d/51，最大値ｔ２＝d/10〜d/3程度に
形成することが望ましい。
断面が円形状に形成されると共に、庇部材７によって形
成される開口部５の形状はピストンピン孔２の軸方向に
長軸を有する楕円形状に形成され、かつその庇部材７は
キャビティ４の周側に沿って更に径方向内方に一様に張
出されて形成されている。従って、キャビティ４の内周
壁６の高さの最も高い部分における庇部材７の張出し長
さｔ１が最小となり、内周壁６の高さが低くなるに従い
その庇部材７の張出し長さｔは大きくなって、内周壁６
の高さの最も低くなる部分における庇部材７の張出し長
さｔ２が最大となっている。尚この庇部材７の張出し長
さｔは、そのキャビティ４の庇下部の内径ｄに対して最
小値ｔ１＝d/50〜d/51，最大値ｔ２＝d/10〜d/3程度に
形成することが望ましい。
一方、第１図に示すようにキャビティ４の略中心部の上
方には、シリンダヘッドに取付けられてキャビティ４内
に燃料を噴射供給する噴射ノズル８が配設される。この
噴射ノズル８はキャビティ４の内周壁６に臨んでピスト
ンピン孔２の軸心を基準にして水平方向に同角度θで燃
料を噴射する４つの噴口９を有しており、かつその各噴
口９はそれらから噴射される燃料噴霧Ｆが内周壁６の庇
部材７の下側に衝突するように斜め下方に方向づけら
れ、衝突した燃料噴霧Ｆ及びこれにより生成される混合
気ＧはスワールＳの下流方向に流下するようになってい
る。
方には、シリンダヘッドに取付けられてキャビティ４内
に燃料を噴射供給する噴射ノズル８が配設される。この
噴射ノズル８はキャビティ４の内周壁６に臨んでピスト
ンピン孔２の軸心を基準にして水平方向に同角度θで燃
料を噴射する４つの噴口９を有しており、かつその各噴
口９はそれらから噴射される燃料噴霧Ｆが内周壁６の庇
部材７の下側に衝突するように斜め下方に方向づけら
れ、衝突した燃料噴霧Ｆ及びこれにより生成される混合
気ＧはスワールＳの下流方向に流下するようになってい
る。
従って、第１図及び第３図に示すようにＡ点とＣ点とに
向けて噴射された燃料噴霧Ｆ乃至その混合気Ｇは、スワ
ールＳに流されてキャビティ４の内周壁６に沿ってその
高さｈ６が最も低い部分へと流れていく。しかしなが
ら、このとき本案のキャビティ４では、上述したように
内周壁６の高さｈ６が低くなるに従い庇部材７の張出し
長さは大きくなり、その最低部において庇部材７の張出
し長さｔ２が最大になっている。このため、そのキャビ
ティ４の内周壁高さｈ６の低い部分の両側のピストン冠
面３上側に強い逆スキッシュが生じてもキャビティ４内
の噴霧・混合気及び火炎等はその上側を庇部材７に覆わ
れて流出しにくい状態にあり、その最低部近傍の内周壁
高さｈ６の低い部分からピストン冠面３の上側へと吹き
こぼれる噴霧・混合気及び火炎が可及的に抑えられ、そ
の結果スモーク及びHCの排出量を低減させて出力を増加
できるようになる。
向けて噴射された燃料噴霧Ｆ乃至その混合気Ｇは、スワ
ールＳに流されてキャビティ４の内周壁６に沿ってその
高さｈ６が最も低い部分へと流れていく。しかしなが
ら、このとき本案のキャビティ４では、上述したように
内周壁６の高さｈ６が低くなるに従い庇部材７の張出し
長さは大きくなり、その最低部において庇部材７の張出
し長さｔ２が最大になっている。このため、そのキャビ
ティ４の内周壁高さｈ６の低い部分の両側のピストン冠
面３上側に強い逆スキッシュが生じてもキャビティ４内
の噴霧・混合気及び火炎等はその上側を庇部材７に覆わ
れて流出しにくい状態にあり、その最低部近傍の内周壁
高さｈ６の低い部分からピストン冠面３の上側へと吹き
こぼれる噴霧・混合気及び火炎が可及的に抑えられ、そ
の結果スモーク及びHCの排出量を低減させて出力を増加
できるようになる。
尚、キャビティ４内のスワールＳは、吸気ポートからの
吸気により生成される。また、キャビティ４の庇部材７
は第４図に示すように、内周壁６の低い部分の両側から
ピストンピン孔２の軸方向と直交する方向に延出した延
出端７ａをピストンピン孔２に対して平行となるように
形成してその開口部５の形状を略長円形状となしても良
い。
吸気により生成される。また、キャビティ４の庇部材７
は第４図に示すように、内周壁６の低い部分の両側から
ピストンピン孔２の軸方向と直交する方向に延出した延
出端７ａをピストンピン孔２に対して平行となるように
形成してその開口部５の形状を略長円形状となしても良
い。
さらに、第１図の実施例では断面円形の燃焼室（キャビ
ティ４）に対して燃焼室開口部５を楕円形とし、その径
の相違によって庇部材７を形成しているが、逆に燃焼室
（キャビティ４）を楕円形とし燃焼室開口部５を円形と
することにより庇部材７を形成してもよい。
ティ４）に対して燃焼室開口部５を楕円形とし、その径
の相違によって庇部材７を形成しているが、逆に燃焼室
（キャビティ４）を楕円形とし燃焼室開口部５を円形と
することにより庇部材７を形成してもよい。
［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次の如き優れた効果を発揮
できる。
できる。
．ペントルーフ形ピストンにキャビティを凹設し、そ
のキャビティの深さが浅くなる部分にキャビティ内方に
向けて庇部材を延出させたので、キャビティ内を周回す
る噴射燃料およびスワール流がキャビティ外に吹きこぼ
れることを防止できる。
のキャビティの深さが浅くなる部分にキャビティ内方に
向けて庇部材を延出させたので、キャビティ内を周回す
る噴射燃料およびスワール流がキャビティ外に吹きこぼ
れることを防止できる。
．よってキャビティを内周壁高さの低い部分からピス
トン冠面の上側へと吹きこぼれるキャビティ内の燃料噴
霧および混合気・火炎の量が可及的に抑えられ、スモー
ク・ＨＣの排出量の低減および出力の向上を図ることが
できる。
トン冠面の上側へと吹きこぼれるキャビティ内の燃料噴
霧および混合気・火炎の量が可及的に抑えられ、スモー
ク・ＨＣの排出量の低減および出力の向上を図ることが
できる。
第１図は本発明に係るペントルーフ形ピストンの好適一
実施例を示す平面図、第２図は第１図のII−II線矢視断
面図、第３図は第１図に示すキャビティの内周壁の展開
図、第４図はキャビティの庇部材の開口形状の変形例を
示す平面図、第５図は従来のペントルーフ形ピストンの
平面図、第６図は第５図の側断面図、第７図は従来のキ
ャビティの展開図である。 図中、１はピストン、２はピストンピン孔、３はピスト
ン冠面、４はキャビティ、５は開口部、６は内周壁、６
ａは開口側内周壁部、７は庇部材である。
実施例を示す平面図、第２図は第１図のII−II線矢視断
面図、第３図は第１図に示すキャビティの内周壁の展開
図、第４図はキャビティの庇部材の開口形状の変形例を
示す平面図、第５図は従来のペントルーフ形ピストンの
平面図、第６図は第５図の側断面図、第７図は従来のキ
ャビティの展開図である。 図中、１はピストン、２はピストンピン孔、３はピスト
ン冠面、４はキャビティ、５は開口部、６は内周壁、６
ａは開口側内周壁部、７は庇部材である。
Claims (1)
- 【請求項１】ペントルーフ状に形成したピストン冠面の
中央部に、噴射燃料および周方向のスワール流が導入さ
れるキャビティを凹設し、該キャビティの深さが浅くな
るキャビティ開口部のペントルーフ尾根を挟んだ左右両
側部に、キャビティ内を周回する噴射燃料およびスワー
ル流がキャビティ外に吹きこぼれるのを防止すべく、キ
ャビティ内方に向けて庇部材を延出させたことを特徴と
する直噴式ディーゼル機関のペントルーフ形ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098104A JPH0621563B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 直噴式ディーゼル機関のペントルーフ型ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098104A JPH0621563B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 直噴式ディーゼル機関のペントルーフ型ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62255522A JPS62255522A (ja) | 1987-11-07 |
| JPH0621563B2 true JPH0621563B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=14211019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098104A Expired - Lifetime JPH0621563B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 直噴式ディーゼル機関のペントルーフ型ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621563B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4801826B2 (ja) * | 2008-12-16 | 2011-10-26 | 本田技研工業株式会社 | 燃料直噴エンジン |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS524919A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-14 | Kubota Ltd | Non-pollution and fuel injection type engine |
| JPS567494A (en) * | 1979-07-02 | 1981-01-26 | Hitachi Ltd | Printed circuit board |
| JPS58139523U (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-20 | 日産自動車株式会社 | 直接噴射式内燃機関の燃焼室 |
| JPS5996323U (ja) * | 1982-12-18 | 1984-06-29 | マツダ株式会社 | エンジンの燃焼室 |
| JPS6198107A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | 三菱電機株式会社 | ガス絶縁開閉装置 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61098104A patent/JPH0621563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62255522A (ja) | 1987-11-07 |
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