JPH10131804A - 副室付きピストンの構造 - Google Patents

副室付きピストンの構造

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JPH10131804A
JPH10131804A JP30355696A JP30355696A JPH10131804A JP H10131804 A JPH10131804 A JP H10131804A JP 30355696 A JP30355696 A JP 30355696A JP 30355696 A JP30355696 A JP 30355696A JP H10131804 A JPH10131804 A JP H10131804A
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chamber
sub
piston
guide groove
communication hole
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JP30355696A
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Takatoshi Sugano
隆登志 菅野
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Isuzu Motors Ltd
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/16—Indirect injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、副室から連絡孔を通じて噴出する
噴流を弧状ガイド溝で偏らせて案内することにより、ガ
イド溝での応力集中を防ぐと共に噴流の溝の幅方向への
拡がりを防止する副室付きピストンの構造を提供する。 【解決手段】 副室本体16内の副室から連絡孔21を
通じて噴出する火炎を含む噴流Eは、弧状ガイド溝25
によって案内される。弧状ガイド溝25は、連絡孔21
よりもゆるやかな円筒面の一部によって形成されている
ので、ガイド溝25での応力集中が回避される。連絡孔
21の中心線A−Aは、弧状ガイド溝25の円筒面の中
心線B−Bに対して副室本体16の周方向にオフセット
しているので、噴流Eは、弧状ガイド溝25の一方の溝
斜面に偏って案内され、溝幅方向に広がらずにピストン
ヘッド部19の周辺部24まで伸びる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内部に副燃焼室(以
下、「副室」という)が構成された副室本体をピストン
本体のキャビティ内に設けた副室付きピストンの構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、燃焼室として、主燃焼室(以下、
「主室」という)及び該主室に連絡孔で連通する副室を
有する副室式エンジンが知られている。副室において
は、燃料噴射ノズルから燃料が噴射されると共に噴射さ
れた燃料への着火が行われる。副室式エンジンとして、
アルコール燃料、軽油等の液体燃料を燃料噴射ノズルか
ら副室内に噴射して燃焼させるディーゼルエンジンが挙
げられる。ディーゼルエンジンの場合、副室式エンジン
は、直噴式ディーゼルエンジンに比べて熱効率は劣る
が、NOX の生成量が少なくなるという長所を有してい
る。副室式エンジンの一形式として、例えば、特願平6
−257441号公報及び特願平7−4248号公報に
開示されているように副室をピストン側に設けるものが
ある。
【0003】副室を有するピストンは、燃焼促進の目的
で、ピストン中央のキャビティ内に設けられた副室とシ
リンダ側に形成される主室とを連通する複数の連絡孔を
備えている。連絡孔は、副室の中心に対して周方向に隔
置して放射状に副室本体に形成されている。ピストン
は、連絡孔に加えて、その延長となるように、連絡孔の
主室側の開口部に対応してピストン本体のピストンヘッ
ド部に放射状に形成された複数のガイド溝を備えてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような副室付きの
ピストンは、エンジン運転状態において主室に生じる高
い燃焼ガス圧力やピストン内に生じている残留応力に基
づいてピストンの頂面に引張応力を生じる。即ち、主室
内の燃焼ガス圧力に基づいてピストンに作用する力は最
終的には殆どピストンピンによって対抗支持されるので
あるが、このときのピストンの変形、特にピストンヘッ
ド部の変形は、ピストンピンの位置の真上に当たるピス
トンヘッド部の直径方向の領域では撓みは殆ど生じない
が、この直径方向の領域から離れる領域ほど撓みが大き
くなる曲げ変形となる。このようなピストンヘッド部の
曲げ変形に対応して、ピストンの頂面側に引張応力が、
そしてピストンの内部側に圧縮応力が生じる。引張応力
の値はピストン頂面において最も大きくなる。
【0005】一方、従来の副室付きピストンにおいて
は、ガイド溝の彎曲度は横断面で見て連絡孔と同じ彎曲
度であるので、ピストンの頂面の面内で作用する引張応
力は、湾曲度(即ち、曲率)が大きいガイド溝の部分に
作用した場合、ガイド溝を溝底に沿って裂くような応力
集中を生じることがある。連絡孔とガイド溝の彎曲の程
度を同じとし、且つ連絡孔からの噴流の噴出方向をガイ
ド溝のガイド中心線の方向と一致させている副室付きピ
ストンであると、ガイド溝の溝底部は、引張応力の応力
集中が最も生じやすい部分であるので応力的に最も厳し
い部分となる。ピストンの本体をアルミニウム合金製と
するのに対して副室本体をセラミックや耐熱合金製とす
ることで、副室本体には熱的な対策が施されているが、
ガイド溝の特にその溝底部は、連絡孔を通じて噴出され
る火炎が直接吹き付けられるために高温となり、熱的に
も最も厳しい部分となる。このように、ガイド溝の溝底
部は、高温の火炎に晒され且つ応力集中を受けやすいと
いう複合した状況にあり、その結果、亀裂が生じやす
い。ガイド溝の溝底部に生じやすい亀裂を如何に防止す
るかに関して、上記各公報に記載されている副室付きピ
ストンを含めて、従来のものは、前記連絡孔と前記ガイ
ド溝との相互関係までも考慮したものではない。
【0006】これに対して、ガイド溝を連絡孔の中心軸
線の左右に拡げてガイド溝の彎曲をなだらかにすること
により、ガイド溝の部分における引張応力の応力集中係
数を小さくし、副室から連絡孔を通じての噴流を幅広く
噴出させることで噴流温度を低下させてガイド溝に対す
る温度の影響を少なくする対策も考えられるが、このよ
うな対策では、噴流がガイド溝内で拡がり過ぎとなり、
却ってピストンヘッド部の周辺部にまで火炎が到達し難
くなり、燃焼効率が低下する可能性がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、ピス
トン中央にキャビティを備えているピストン本体、前記
キャビティ内に設けられ且つ内部に副室を構成する副室
本体、前記副室とシリンダ側に形成される主室とを連通
するため前記副室の中心に対して周方向に隔置して放射
状に前記副室本体に形成されている複数の連絡孔、及び
前記連絡孔の前記主室側の開口部に対応して前記ピスト
ン本体のピストンヘッド部に放射状に形成された複数の
弧状ガイド溝を具備する副室付きピストンの構造におい
て、連絡孔の孔の彎曲よりもガイド溝の溝面の彎曲を緩
くすることによりガイド溝での応力集中を回避すると共
に、副室から連絡孔を通じて噴出する噴流をガイド溝の
ガイド中心線に対して偏って噴出させることにより、前
記噴流がガイド溝において拡がり過ぎるのを防止してエ
ンジンの燃焼効率の低下を防止することができる副室付
きピストンの構造を提供することである。
【0008】この発明は、上記目的を達成するため、次
のように構成されている。即ち、この発明は、ピストン
中央にキャビティを備えているピストン本体、前記キャ
ビティ内に設けられ且つ内部に副室を構成する副室本
体、前記副室とシリンダ側に形成される主室とを連通す
るため前記副室の中心に対して周方向に隔置して放射状
に前記副室本体に形成されている複数の連絡孔、及び前
記連絡孔の前記主室側の開口部に対応して前記ピストン
本体のピストンヘッド部に放射状に形成された複数の弧
状ガイド溝を具備し、前記弧状ガイド溝の前記開口部側
の断面積は前記連絡孔の前記弧状ガイド溝に対応する部
分の断面積よりも大であり、且つ前記連絡孔の中心線は
前記ガイド溝のガイド中心線に対して前記副室本体の周
方向にオフセットしていること、から成る副室付きピス
トンの構造に関する。
【0009】この発明による副室付きピストンの構造
は、上記のように構成され、次のように作用する。即
ち、この副室付きピストンの構造によれば、弧状ガイド
溝の開口部側の断面積を連絡孔の弧状ガイド溝に対応す
る部分の断面積よりも大とし、且つ連絡孔の中心線を弧
状ガイド溝のガイド中心線に対して副室本体の周方向に
オフセットさせているので、かかる面積関係に基づい
て、弧状ガイド溝の溝壁面は連絡孔の孔壁面よりも緩や
かな曲面となり、引張応力が作用しても弧状ガイド溝に
は応力集中が生じ難くなる。しかも、連絡孔の中心線は
弧状ガイド溝のガイド中心線に対して副室本体の周方向
にオフセットしているため、噴流に含まれる火炎が弧状
ガイド溝を最も強く加熱する部分は、ガイド溝の溝中心
から外れることになる。また、噴流は弧状ガイド溝の一
方の斜面によって拘束された形で噴出して、弧状ガイド
溝の溝の幅方向に広がらない。したがって、この発明に
よる副室付きピストンの構造は、弧状ガイド溝における
応力的且つ熱的な負担を軽減させることが可能となる。
ここで、弧状ガイド溝のガイド中心線は、噴流が、その
中心を弧状ガイド溝に対して溝底の直上部に置いて噴出
された場合のように、弧面に対して最も安定して流れる
ときの流れの中心線とされる。例えば、弧状ガイド溝を
円弧状の溝とした場合には、ガイド中心線は、溝の曲率
中心線、面積中心又は溝底を辿る線が存在するような溝
の左右対称面内に存在する。
【0010】噴流がその中心を弧状ガイド溝の溝底に対
応させて噴出すると、弧状ガイド溝は溝底を中心に左右
に拡がることになる。しかし、この発明の副室付きのピ
ストン構造であると、副室から連絡孔を通じての噴流は
弧状ガイド溝のガイド中心線に対して偏って噴出してい
るので、噴流は弧状ガイド溝の斜面を越えて流れること
も少なく且つ噴流はその勢いによって斜面を直ぐに下降
することにもならない。噴流は、その幅が拡がらないう
ちに、空気に富んだピストンヘッド部の周辺部にまで速
やかに到達する。
【0011】副室から連絡孔を通じて噴出する噴流を弧
状ガイド溝のガイド中心線に対して偏らせるための構造
として、連絡孔の中心線を弧状ガイド溝のガイド中心線
の方向に対して副室本体の周方向に平行に又は角度をな
してオフセットさせる構造が採用される。このようなオ
フセット構造とすると、噴流は、弧状ガイド溝の斜面に
沿って噴出し、弧状ガイド溝の溝底を中心に噴出した場
合に見られるような、溝中心に対して左右に拡がること
がない。
【0012】副室から連絡孔を通じて噴出する噴流を弧
状ガイド溝のガイド中心線に対して偏らせるための別の
構造として、連絡孔の中心線を弧状ガイド溝のガイド中
心線に対して吸気スワール流の下流側に位置させる構造
が採用される。このような構造であると、副室本体の周
方向に流れている吸気スワール流は、噴流を弧状ガイド
溝の一方の斜面に吹き寄せる作用をするため、噴流は、
斜面に沿って流れる傾向が強まり、溝中心に対して左右
に拡がり過ぎることがない。
【0013】副室本体には、ピストン上死点近傍でシリ
ンダヘッドに設けられた燃料噴射ノズルが突入可能な中
央連絡孔が形成される。シリンダヘッドに設けられた燃
料噴射ノズルは、ピストンの上死点近傍で副室本体に形
成された中央連絡孔に突入可能であるので、燃料噴射ノ
ズルは中央連絡孔に完全に嵌入するか、或いは中央連絡
孔から噴流が流れ出さないように覆う状態で燃料を副室
内に噴射する。噴射した燃料は着火して副室から連絡孔
を通じて主室に噴出する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による副室付きピストンの構造の一実施例を説明する。
図1は副室付きピストンが適用されるエンジンの一例を
示す断面図、図2は図1に用いられるこの発明による副
室付きピストンの構造の一実施例の一部を示す平面図、
図3は図2に示した副室付きピストンの構造の線X−X
で垂直に切断したときのその一部を示す断面図、及び図
4は図2に示した副室付きピストンの構造を図3におけ
るY−Yの方向から見た部分図である。
【0015】副室付きピストンが適用されるエンジン
は、図1に示すように、アルミニウム、アルミニウム合
金、鋳鉄等の金属材料から成るシリンダブロック1、シ
リンダブロック1にガスケット3を介在して固定された
アルミニウム合金等の金属材料から成るシリンダヘッド
2を有している。シリンダブロック1にはエンジンの気
筒数に対応する孔部が形成され、孔部にはシリンダ4を
形成するシリンダライナが嵌合されている。シリンダ4
には、ピストン5がピストンリング6を介して往復運動
するように組み込まれている。また、シリンダヘッド2
には、各シリンダ4に対応して吸気ポート7と排気ポー
ト8が形成され、吸気ポート7のバルブシートには吸気
弁9が配置され、排気ポート8のバルブシートには排気
弁10が配置されている。
【0016】シリンダ4内において、シリンダヘッド2
の下面11とピストン5の頂面12との間には、主たる
燃焼室としての主室13が形成されている。シリンダヘ
ッド2に設けられた燃料噴射ノズル14は、先端に多噴
孔15を備えている。セラミックや耐熱合金製の副室本
体16が、ピストン5の中央のキャビティ18内に、例
えば鋳込みによって設けられている。副室本体16の上
部は主室13に臨む形でアルミニウム合金製のピストン
5のピストンヘッド部19の上に露出するように鋳込ま
れている。副室本体16の内部には副室17が形成され
ている。
【0017】副室本体16の上部中央には、主室13と
副室17とを連通し、且つピストン5の圧縮行程上死点
近傍にあるときに燃料噴射ノズル14が突入可能である
ように、燃料噴射ノズル14の外径より僅かに径の大き
い中央連絡孔20が形成されている。燃料噴射ノズル1
4は、中央連絡孔20に突入又は中央連絡孔20を十分
塞ぐ位置に到達したとき、燃料噴射ノズル14の先端に
設けられた多噴孔15から副室17内に燃料を噴射する
ことができる。また、副室17にて着火した火炎と未燃
混合気を、主室においてエアと混合して希薄燃焼をさせ
るために、主室13と副室17とを連通する複数の連絡
孔21が副室17の中心に対して周方向に隔置して放射
状に形成されている。連絡孔21は、副室17側の開口
部22から主室側の開口部23へ向かうにしたがってシ
リンダヘッド2側に傾斜して形成されている。
【0018】この副室付きピストンによれば、エンジン
の圧縮行程で主室13から連絡孔21を通って斜めに副
室17内へ流入する空気により、副室17内に空気流動
を形成し、その空気流動中に燃料噴射ノズル14の多噴
孔15から燃料が噴射される。そこで、空気と燃料噴霧
との混合が短期に行われ、着火燃焼する。この時、副室
17内に発生する空気流動は最適値になるように連絡孔
21の形成が設定されている。着火した燃料は、連絡孔
21を通じて主室13内に噴出される。
【0019】連絡孔21の延長となるようにピストン5
の頂面12には、連絡孔21の主室13側の開口部23
に対応して弧状ガイド溝25が形成されている。弧状ガ
イド溝25は、後述するように、円筒面の一部によって
形成されており、この例では、径方向外側に向かうほど
浅くなるように形成されている。連絡孔21から噴出し
た火炎は、弧状ガイド溝25に案内されて主室13に拡
がる。即ち、連絡孔21は、ピストン5が上死点に位置
する時、シリンダヘッド2の下面11とピストン5の頂
面12との間の小さいクリアランスにも関わらず、連絡
孔21から噴出する噴流のための有効面積を確保するこ
とができる。即ち、ピストン5の頂面12に形成した各
弧状ガイド溝25は、副室17から連絡孔21を通じて
主室13へ噴出する火炎、未燃混合気等の噴流ガスをシ
リンダ4の周辺部、即ちピストンヘッド部19の周辺部
24上の空間へ案内し、主室13での燃焼を空気量の多
いシリンダ4の周辺部から行わせることができ、主室1
3に残存する新気を有効に使用し、空気利用率を高める
ことができる。
【0020】図2に示すピストンの平面図は、簡単のた
めに、複数存在している連絡孔21のうち、一個のみを
示してある。この副室付きピストンの構造においては、
連絡孔21の中心線A−Aは、図2において線X−Xを
含む紙面に垂直な平面内、即ち、副室17の中心に対し
て、シリンダヘッド2側に向かって斜め上方に、放射方
向に延びている。これに対して、弧状ガイド溝25は、
中心線A−Aに対して平行であるが図2において線X−
Xを含む紙面に垂直な平面に対して図2において下方、
即ち副室17の中心に対して周方向にオフセットした平
面内にある線B−Bを中心とする円筒面の一部として形
成されている。弧状ガイド溝25は、図示の例のよう
に、円筒面の一部として形成するのが普通ではあるが、
断面形状は円弧に限らない。
【0021】連絡孔21と弧状ガイド溝25との配置関
係は、図4に示すように、開口部23側の弧状ガイド溝
25の断面積S、即ち、弧状ガイド溝25の溝の部分の
断面積Sは、連絡孔21の弧状ガイド溝25に対応する
部分、即ち弧状ガイド溝25に沈む部分の断面積Tより
も大であるように設定されている。弧状ガイド溝25の
溝を構成する円筒壁の半径は、連絡孔21の孔の半径よ
りも大きく設定されている。更に、連絡孔21の中心線
A−Aは、弧状ガイド溝25の円筒面の中心線B−Bに
対して、オフセットしている。また、図2の記載から理
解されるように、弧状ガイド溝25は、シリンダヘッド
2側に向かって上方に傾斜しているので、副室17の中
心からピストンヘッド部19の周辺部24に至るほど幅
が狭くなるように、舌状の溝として延びている。
【0022】したがって、弧状ガイド溝25の溝面は、
例えば、連絡孔21の孔の曲率と同じ曲率を有する弧状
ガイド溝として形成されているものと比較すると緩やか
な曲面となり、ピストン5の頂面12に生じる引張応力
を原因として弧状ガイド溝25に応力集中が生じる可能
性が小さくなる。更に、連絡孔21から噴出する火炎等
の噴流Eは、図2において想像線で境界を示し且つハッ
チッングを施した領域で示すように、弧状ガイド溝25
の一方側の斜面(図2では上側の斜面)に偏って流れ、
噴流の左右への拡がりが抑えられる。また、連絡孔21
からの噴流Eは、図4に示すように、連絡孔21に最も
近い部分26を強く加熱するが、応力的に最も厳しい状
況に置かれる弧状ガイド溝25の溝底27を最も高温に
加熱することがなく、弧状ガイド溝25に亀裂等の損傷
を生じさせる可能性を大幅に低下させている。
【0023】主室13内には、吸気弁9が開いたときに
吸気ポート7を通じて主室13内に吸い込まれた空気を
吸気スワールとして旋回させる場合がある。吸気スワー
ルが矢印Gで示す方向に旋回している流れであるときに
は、図2に示すように、噴流Eの噴出方向が弧状ガイド
溝25の円筒面の中心線B−B向に対してオフセットし
ている方向は、吸気スワールの旋回方向Gと合致する方
向に設定される。このように選択することにより、噴流
Eは、弧状ガイド溝25の一方の斜面に片寄る傾向が強
くなり、噴流Eの左右への拡がりが少なくなる。この結
果、噴流Eの中の火炎はシリンダ4の周辺部、即ち主室
13の周辺部へ到達し易くなり、燃焼効率が向上する。
【0024】次に、図5を参照してこの発明による副室
付きピストンの構造の別の実施例を説明する。図5は図
2と同様のピストンの平面図であり、簡略のため、複数
存在している連絡孔21のうち一個のみを示してある。
図2におけるピストンの構造と同一の構造については同
じ符号を付してあるので、再度の説明を省略する。
【0025】図5に示した副室付きピストンの構造にお
いては、連絡孔21の中心線A−Aは、先の実施例の場
合と同様、図2において線X−Xを含む紙面に垂直な平
面内、即ち、副室17の中心に対して放射状に延びてい
る。これに対して、弧状ガイド溝28は、先の実施例に
おける弧状ガイド溝25と同様、線C−Cを中心とする
円筒面の一部によって形成されており且つ連絡孔21と
同様、シリンダヘッド2側に向かって斜め上方に延びて
いる。弧状ガイド溝28に対して連絡孔21が開口する
開口部23の位置は、図2に示した弧状ガイド溝25の
場合と同じように、溝底の位置からは偏っているが、弧
状ガイド溝28の円筒面の中心線C−Cは、連絡孔21
の中心線A−Aと平行ではなく、図5の平面図で見て、
開口部23から離れるに従って中心線A−Aに接近する
方向に、角度θで振り向けてある。即ち、弧状ガイド溝
28は、連絡孔21の中心線A−Aに対して、相対的
に、平行なオフセットだけでなく角度的にも偏って配置
されている。連絡孔21と、開口部23側の弧状ガイド
溝28との面積関係は、図4に示す関係と同じであるの
で、説明を省略する。
【0026】弧状ガイド溝28の溝面は、弧状ガイド溝
25と同様に、ゆるやかな曲面で形成され、応力集中が
生じる可能性が小さくなる。更に、連絡孔21から噴出
する火炎等の噴流Fは、図5において想像線で境界を示
し且つハッチッングを施して示すように、噴出当初にお
いては、弧状ガイド溝28の片側斜面によって横切られ
ることはなく、むしろ片側斜面が噴流の延長となるよう
に沿って流れる。噴流Fが弧状ガイド溝28をピストン
ヘッド部19の周辺部24側に向かうにしたがって、噴
流Fは溝底部29をも流れることになる。したがって、
噴流は、その幅を余り変えることなく流れ、噴流の左右
への拡がりは抑えられている。
【0027】
【発明の効果】この発明による副室付きピストンの構造
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、この発明による副室付きピストンの構造に
よれば、弧状ガイド溝の開口部側の断面積を連絡孔の弧
状ガイド溝に対応する部分の断面積よりも大とし、且つ
連絡孔の中心線を弧状ガイド溝のガイド中心線に対して
副室本体の周方向にオフセットさせているので、引張応
力が作用しても弧状ガイド溝には応力集中が生じ難くな
る。しかも、連絡孔の中心線は弧状ガイド溝のガイド中
心線に対して副室本体の周方向にオフセットしているた
め、噴流に含まれる火炎が弧状ガイド溝ので最も強く加
熱することになる部分は、ガイド溝の溝中心から外れる
ことになる。したがって、この発明による副室付きピス
トンの構造は、弧状ガイド溝の溝底における応力的且つ
熱的な負担を軽減させることが可能となり、ガイド溝に
亀裂が生じるのを防止することができる。
【0028】更に、この発明による副室付きピストンの
構造であると、副室から連絡孔を通じての噴流は弧状ガ
イド溝のガイド中心線に対して偏って噴出しているの
で、噴流は、弧状ガイド溝に幅広く拡がることなく片方
の弧状斜面に案内されて、吸気エアを含む割合が大きな
シリンダの外周までペネトレーションを延ばして到達で
きる。したがって、前記主室での空気利用率を向上さ
せ、噴流と前記主室内の新気との混合が短期に促進して
燃焼スピードを速めて燃焼期間を短縮して熱効率を向上
させ、出力を向上させて燃費を低減し、NOX 及びH
C、カーボン、スモーク等のパティキュレートの発生を
抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による副室付きピストンが適用されて
いるエンジンを示す断面図である。
【図2】この発明による副室付きピストンの構造の一実
施例のピストン頂面の一部を拡大して示す図である。
【図3】図2の副室付きピストンの構造の線X−Xを通
る平面についての部分断面図である。
【図4】図3の線Y−Y方向から見た副室付きピストン
の構造の部分図である。
【図5】この発明による副室付きピストンの構造の別の
実施例のピストン頂面の一部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
2 シリンダヘッド 4 シリンダ 5 ピストン 13 主室 14 燃料噴射ノズル 16 副室本体 17 副室 18 キャビティ 19 ピストンヘッド部 20 中央連絡孔 21 連絡孔 22 開口部 23 開口部 25 弧状ガイド溝 28 弧状ガイド溝 A−A 連絡孔の中心線 B−B 円筒面の中心線 C−C 円筒面の中心線 E 噴流 F 噴流 G 吸気スワール S 断面積(弧状ガイド溝) T 断面積(連絡孔の弧状ガイド溝に対応する部分)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02B 23/06 F02B 23/06 L F02M 61/14 310 F02M 61/14 310P F16J 1/09 F16J 1/09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストン中央にキャビティを備えている
    ピストン本体、前記キャビティ内に設けられ且つ内部に
    副室を構成する副室本体、前記副室とシリンダ側に形成
    される主室とを連通するため前記副室の中心に対して周
    方向に隔置して放射状に前記副室本体に形成されている
    複数の連絡孔、及び前記連絡孔の前記主室側の開口部に
    対応して前記ピストン本体のピストンヘッド部に放射状
    に形成された複数の弧状ガイド溝を具備し、前記弧状ガ
    イド溝の前記開口部側の断面積は前記連絡孔の前記弧状
    ガイド溝に対応する部分の断面積よりも大であり、且つ
    前記連絡孔の中心線は前記ガイド溝のガイド中心線に対
    して前記副室本体の周方向にオフセットしていること、
    から成る副室付きピストンの構造。
  2. 【請求項2】 前記ガイド溝の前記ガイド中心線は、前
    記連絡孔の前記中心線に対して前記副室本体の周方向に
    平行に又は角度をなしてオフセットしていることを特徴
    とする請求項1に記載の副室付きピストンの構造。
  3. 【請求項3】 前記連絡孔の前記中心線は、前記ガイド
    溝の前記ガイド中心線に対して吸気スワール流の下流側
    に位置していることを特徴とする請求項1又は2に記載
    の副室付きピストンの構造。
  4. 【請求項4】 前記副室本体には、ピストン上死点近傍
    でシリンダヘッドに設けられた燃料噴射ノズルが突入可
    能な中央連絡孔が形成されていることを特徴とする請求
    項1〜3のいずれか1項に記載の副室付きピストンの構
    造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009507169A (ja) * 2005-09-01 2009-02-19 ハリー, ブイ. レーマン, 内燃エンジンにおける燃料燃焼効率を高める装置及び方法
JP2019138181A (ja) * 2018-02-07 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

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