JPS62255521A - ペントル−フ形ピストン - Google Patents

ペントル−フ形ピストン

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JPS62255521A
JPS62255521A JP61098107A JP9810786A JPS62255521A JP S62255521 A JPS62255521 A JP S62255521A JP 61098107 A JP61098107 A JP 61098107A JP 9810786 A JP9810786 A JP 9810786A JP S62255521 A JPS62255521 A JP S62255521A
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JP
Japan
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cavity
piston
pin hole
pent roof
axial direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP61098107A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Makimoto
槙本 隆
Shoichiro Miyashita
宮下 彰一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62255521A publication Critical patent/JPS62255521A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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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    • 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
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/241—Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は燃料を直接燃焼室内に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ペント
ルーフ形ピストンに関する。
[従来の技術1 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・排気ボ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・排気ボートの流路断
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、18〜2
0という高圧縮比を確保するためには、実願昭60−1
43456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がら噴射された燃料
噴霧「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
Qがらキャごディ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02不足を生じて多量のIIc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、キャビテイ外ピ bの開口側の内周壁Cを径方向の内方に突出させた棚部
jを設けていたが、未だ改善の余地を残していた。
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ざの低い部分からキャビ
テイ外に吹きこぼれる燃料噴霧の聞を可及的に抑えてH
Cとスモークとの発生量を低減し得る直噴式内燃機関用
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] 本発明は上記の目的を達成するために、ピストン冠面の
ピストンピン孔直上部をその軸方向に沿わせて突出させ
ると共にその両側部を傾斜させてペントルーフ状に形成
し、該ピストン冠面の゛中央部にピストンピン孔の軸方
向と直交する開口部下の内周壁を窪ませて径方向外方に
拡大したキャビティを形成してペントルーフ形ピストン
を構成する。
[作 用] ピストン冠面の中央部に凹設するキャビティの開口部下
の内周壁をピストンピン孔の軸方向と直交する方向に更
に窪ませて径方向外方に拡大形成することで、キャビテ
ィの内周壁高さの低い部分にその上方を覆う棚部を形成
し、かつその最も低い部分での棚部の張出しを大きくす
る。これにより内周壁高さの低い部分からキャビテイ外
に吹きこぼれる燃料噴霧のGを可及的に抑えて110.
スモーりの発生量を低減させる。
[実施例] 以下に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等の直噴式内燃機関に用
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。
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。
ところで、ピストン冠面3のほぼ中央部には圧縮行程の
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、本発明のペ
ントルーフ形ピストン1ではそのキャビティ4はその開
口部5下の内周壁6がピストンピン孔2の軸方向と直交
する方向に更に窪ませられて径方向外方に拡大形成され
ており、これによりそのキャビティ4の内周壁6の高さ
が低くなる部分に、その上方を覆う11部7を形成して
いる。
即ち、本実施例ではその開口部5下のキャビティ4はそ
の横断面が楕円形状になっており、ピストンピン孔2の
軸方向と直交する方向に長袖を有している。従ってキャ
ビティ4の内周壁6の高さが最も低くなる部分での棚部
7の張出しt2が最大になっている。また図示例では、
キ17ビテイ4の開口部5はそのキャビティ上縁部の周
縁が更に径方向内方に延出されて真円状に絞られて開口
され、これにより周縁部にはこれに沿って一様にキャビ
ティ4の底部からの高さが等しい棚部7が形成されて、
キャビティ内周壁6の高さが最も高い部分での棚部7の
張出しtlが最小となっている。
尚、この棚部7の張出し長さはそのキャビティ4の開口
径dに対して最小値t 1= d150〜d/15.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図に示ずようにキャビティ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の軸心に対して45°の角度で燃料を噴射す
る4つの噴口9を右しており、かつその各噴口9はそれ
らから噴射される燃料Il#霧Fが内周壁6の棚部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iF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0点とに
向けて噴射された燃料噴nF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が低くなるに従い棚部7の張出しは大
きくなり、その最低部において棚部7の張出しt2が最
大になってキャビティ4の棚下部は奥深くなっている。
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の上側への吹きこぼれ鎖
は可及的に抑えられ、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、吸気ボートからの
吸気により生成され、そのスワールSはキャビティ開口
部5が円形となっているのでキャビティ4内に流入し易
く、その減衰は可及的に抑えられている。また、キャビ
ティ4の棚下部形状は第4図に示すような長円形状とし
ても良く、このように長円形状(または楕円形状)に形
成すると、キャビティ4内に生成されたスワールSは円
形状に旋回しようとするのに対して長軸側の内周壁6は
徐々に離間・近接して変化するのでその長軸部付近でタ
ービュランスが惹起され、ここにマイクロスワール3m
を生じさせて燃料と空気との混合を更に計れるようにな
る。
[発明の効果] 以上型するに本発明によれば、ペントルーフ形ピストン
の冠面に凹設したキャビティの開口部下の内周壁をピス
トンピン孔の軸方向と直交する方向に窪まぜて拡大形成
したので、キャビティ内周壁高さの低い部分の棚部の張
出しを大きくすることができ、これによりピストン冠面
の上側へと吹きこぼれるキャビティ内の燃料噴霧及び混
合気・火炎の分を可及的に抑えてスモーク・IIC等の
排出量の低減及び出力の向上とを計ることができる。
【図面の簡単な説明】
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図はキャビティの開口部下(棚下)形状の
変形例を示す断面図、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はビス!・ンビン孔、3はピス
トン冠面、4はキャビティ、5は間口部、6は内周壁、
7は棚部である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピストン冠面のピストンピン孔直上部をその軸方
    向に沿わせて突出させると共にその両側部を傾斜させて
    ペントルーフ状に形成し、該ピストン冠面の中央部にピ
    ストンピン孔の軸方向と直交する開口部下の内周壁を窪
    ませて径方向外方に拡大したキャビティを形成したこと
    を特徴とするペントルーフ形ピストン。
  2. (2)上記キャビティが上記ピストンピン孔の軸方向と
    直交する方向に長軸を有する長円形状あるいは楕円形状
    に形成された上記特許請求の範囲第1項に記載のペント
    ルーフ形ピストン。
  3. (3)上記キャビティ開口部がその周縁部に径方向内方
    に延出されて真円状に絞られた棚部を有する上記特許請
    求の範囲第1項または第2項に記載のペントルーフ形ピ
    ストン。
JP61098107A 1986-04-30 1986-04-30 ペントル−フ形ピストン Pending JPS62255521A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS567494A (en) * 1979-07-02 1981-01-26 Hitachi Ltd Printed circuit board
JPS58185925A (ja) * 1982-04-23 1983-10-29 Hino Motors Ltd デイ−ゼル機関の燃焼室
JPS6198104A (ja) * 1984-10-19 1986-05-16 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉装置

Patent Citations (3)

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