CN114127401B - 内燃机的活塞以及内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明提供内燃机的活塞以及内燃机，内燃机活塞构成为能够沿着轴向在气缸的内部往复运动，该内燃机的活塞具备：凹腔，其在活塞顶面的中央部凹陷而形成；外周缘部，其位于活塞顶面中的凹腔的径向外侧；凹腔包括：唇部，其具有从外周缘部朝向径向内侧向斜下方延伸的倾斜面；隆起部，其从凹腔的底部向上方突出；弯曲部，其连接隆起部和唇部；弯曲部包括：外周侧弯曲面，其具有与唇部相连的弯曲面；内周侧凹面，其位于比外周侧弯曲面更靠径向内侧，并且具有与隆起部相连的面，该内周侧凹面包括凹腔的最深部；凸面，其形成在外周侧弯曲面与内周侧凹面之间，并且向上方突出。

Description

内燃机的活塞以及内燃机

技术领域

本公开涉及可往复运动地收容在气缸的内部的活塞、以及具备上述活塞的内燃机。

背景技术

以往，作为内燃机，已知有往复式发动机，该往复式发动机具备：气缸，其具有圆筒状的孔部；活塞，其可往复滑动地收容在气缸的上述孔部中；喷射喷嘴，其构成为将燃料喷射到由气缸和活塞划成的燃烧室。

作为往复式发动机的燃烧室，已知有所谓的复进型燃烧室，该复进型燃烧室具有在活塞顶面的中央部凹陷而形成的凹腔，该凹腔包括缩小凹腔的开口部的节流部和设置在凹腔的中央部的突起部(例如参照专利文献1)。

专利文献1所记载的凹腔包括：突起部，其设置在凹腔的中央部；弯曲部，其以包围上述突起部的周围的方式设置；剥离用台阶部，其设置在上述突起部。上述弯曲部将从配置在燃烧室的中央的喷射喷嘴朝向弯曲部的壁面喷射的未燃燃料(燃料喷雾)朝向突起部引导。从喷射喷嘴喷射的未燃燃料在到达弯曲部的壁面之后，沿着弯曲部的壁面朝向突起部流动。从喷射喷嘴喷射的未燃燃料随着沿着弯曲部的壁面流动而失去喷射带来的动能，流动性降低，因此难以取入周围的氧。如果在未燃燃料中未取入充分的氧的状态下使其燃烧，则有可能产生烟灰。

专利文献1所记载的凹腔使沿着弯曲部的壁面流动而到达突起部的未燃燃料通过上述剥离用台阶部从突起部的壁面剥离，从而促进流动性降低的未燃燃料与该未燃燃料的周围的氧的混合。这样的腔室能够在使氧充分地取入到到达突起部的未燃燃料中的状态下燃烧,因此能够减少突起部的周围的燃料浓度高的区域，能够抑制突起部的周围的烟灰的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-131942号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中的剥离用台阶部在包括活塞的轴线的截面中，设置在比凹腔的最深部更靠径向内侧且比上述最深部更靠上方的位置。因此，弯曲部的壁面在凹腔的最深部与剥离用台阶部之间包括倾斜面，该倾斜面以随着从凹腔的最深部朝向径向内侧而逐渐隆起的方式倾斜。在专利文献1所记载的凹腔中，从喷射喷嘴喷射并沿着弯曲部的壁面流动的未燃燃料无法越过上述倾斜面而滞留在凹腔的最深部与剥离用台阶部之间，有可能在凹腔的最深部与剥离用台阶部之间产生燃料浓度高的区域。如果大范围地产生上述燃料浓度高的区域，则有可能促进烟灰的产生、或导致燃烧效率的降低。

鉴于上述的情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于提供一种能够抑制烟灰的产生，且能够提高燃烧效率的内燃机的活塞。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一个实施方式的内燃机的活塞构成为能够沿着轴向在气缸的内部往复运动，具备：

凹腔，其在活塞顶面的中央部凹陷而形成；

外周缘部，其位于所述活塞顶面中的所述凹腔的径向外侧；

所述凹腔包括：

唇部，其具有从所述外周缘部朝向径向内侧向斜下方延伸的倾斜面；

隆起部，其从所述凹腔的底部向上方突出；

弯曲部，其连接所述隆起部和所述唇部；

所述弯曲部包括：

外周侧弯曲面，其具有与所述唇部相连的弯曲面；

内周侧凹面，其位于比所述外周侧弯曲面更靠径向内侧，并且具有与所述隆起部相连的面，该内周侧凹面包括所述凹腔的最深部；

凸面，其形成在所述外周侧弯曲面与所述内周侧凹面之间，并且向上方突出。

根据上述(1)的结构，活塞的弯曲部包括：外周侧弯曲面，其具有与唇部相连的弯曲面；内周侧凹面，其位于比外周侧弯曲面更靠径向内侧，并且具有与隆起部相连的面，该内周侧凹面包括凹腔的最深部；凸面，其形成在外周侧弯曲面和内周侧凹面之间，并且向上方突出。即，凸面在包含活塞的轴线的截面中，设置在比凹腔的最深部或隆起部更靠径向外侧。因此，具备包括上述弯曲部的凹腔的活塞能够使从喷射喷嘴喷射并沿着外周侧弯曲面朝向隆起部流动的未燃燃料在失去喷射带来的动能之前到达凸面，因此能够防止未燃燃料滞留在面向位于比凸面更靠径向外侧的内周侧凹面的空间。通过防止未燃燃料滞留在面向内周侧凹面的空间，能够抑制燃料浓度高的区域的产生，因此能够抑制烟灰的产生，能够提高燃烧室中的燃烧效率。

另外，根据上述(1)的结构，内周侧凹面具有与隆起部相连的面，因此能够促进燃烧用气体从燃烧室的中央沿着隆起部导入到面向内周侧凹面的空间。包括这样的内周侧凹面的弯曲部能够使面向上述内周侧凹面的空间中的燃烧用气体充分地取入到因凸面而从弯曲部剥离的未燃燃料中，因此能够有效地抑制烟灰的产生。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)所述的内燃机的活塞中，所述内周侧凹面包括朝向下方弯曲成凹状的内周侧弯曲面。

根据上述(2)的结构，内周侧凹面包括朝向下方弯曲成凹状的内周侧弯曲面，因此能够促进从燃烧室的中央沿着隆起部流动的燃烧用气体沿着内周侧弯曲面顺畅地流动。包括这样的内周侧弯曲面的弯曲部能够沿着与上述剥离的未燃燃料的流动方向交叉的方向将燃烧用气体导入到因凸面而从弯曲部剥离的未燃燃料，因此能够使燃烧用气体高效地取入到上述剥离的未燃燃料中，进而能够有效地抑制烟灰的产生。

(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所述的内燃机的活塞中，所述唇部具有唇部侧凸弯曲面，所述唇部侧凸弯曲面具有与所述倾斜面相连的面，并比所述倾斜面更朝向径向内侧伸出。

根据上述(3)的结构，唇侧凸弯曲面具有与倾斜面相连的面，并且比倾斜面更朝向径向内侧伸出。具有上述唇侧凸弯曲面的唇部能够不太降低未燃燃料的流速地分割从喷射喷嘴喷射的未燃燃料的流动，因此能够使未燃燃料有效地传播到燃烧室内。另外，具有上述唇部侧凸弯曲面的唇部能够使包括上述唇部侧凸弯曲面的部分成为厚壁形状，能够确保承受通过从喷射喷嘴喷射的未燃燃料施加的热负荷的强度。

(4)在几个实施方式中，在上述(1)～(3)中任一个所述的内燃机的活塞中，所述凸面构成为位于比所述唇部的内周端更靠径向内侧的位置。

根据上述(4)的结构，凸面构成为位于比唇部的内周端更靠径向内侧，因此与位于比唇部的内周端更靠径向外侧的情况相比，能够使从喷射喷嘴喷射的未燃燃料遍及长距离地沿着外周侧弯曲面流动，因此能够将燃烧室中的面向外周侧弯曲面的空间的燃烧用气体有效活用于燃烧。

(5)在几个实施方式中，在上述(1)～(4)中任一个所述的内燃机的活塞中，在将所述活塞的外径设为D1时，所述外周侧弯曲面的最大内径D2为0.7D1以下。

根据上述(5)的结构，在将活塞的外径设为D1时，外周侧弯曲面的最大内径D2为0.7D1以下，因此能够在比活塞中的外周侧弯曲面更靠径向外侧设置供冷却用的液体流动的冷却通路。通过在活塞中设置上述冷却通路，能够利用冷却通路内的液体对活塞、特别是与气缸的滑动部进行冷却，因此能够实现内燃机的高输出化。

(6)在几个实施方式中，在上述(1)～(5)中任一个所述的内燃机的活塞中，所述活塞的外径D1为160mm以上且190mm以下。

根据上述(6)的结构，活塞的外径D1为160mm以上且190mm以下。具有满足上述条件的外径D1的活塞一般搭载在比自行车用的内燃机更大型的内燃机上。在此，内燃机的燃烧室越大，从燃烧喷嘴喷射并沿着弯曲部流动的未燃燃料到达隆起部的可能性越低，在面向弯曲部的空间中产生燃料浓度高的区域的可能性越高。即使是满足上述条件的外径D1的活塞，只要是具备上述(1)所述的结构的活塞，就能够抑制在面向弯曲部的空间中燃料浓度高的区域的产生，因此能够抑制烟灰的产生，能够提高燃烧室中的燃烧效率。

(7)在几个实施方式中，在上述(1)～(6)中任一个所述的内燃机的活塞中，所述内周侧凹面包括朝向下方弯曲成凹状的内周侧弯曲面，所述内周侧弯曲面构成为曲率比所述外周侧弯曲面大。

根据上述(7)的结构，内周侧弯曲面构成为，曲率比外周侧弯曲面大，因此与假设构成为曲率比外周侧弯曲面小的情况相比，能够增大面向内周侧弯曲面的空间的容积，能够将大量的燃烧用气体填充到上述空间中。通过将大量的燃烧用气体填充到上述空间中，能够促进填充到上述空间中的燃烧用气体向因凸面而从弯曲部剥离的未燃燃料的混合。因此，曲率比外周侧弯曲面大的内周侧弯曲面能够使燃烧用气体高效地取入到上述剥离的未燃燃料中，因此能够有效地抑制烟灰的产生。

(8)本发明的至少一个实施方式的内燃机具备：

气缸；

如上述(1)～(7)中任一个所述的活塞；

喷射喷嘴，其构成为将燃料喷射到由所述气缸和所述活塞划成的燃烧室。

根据上述(8)的结构，内燃机具备具备上述(1)的结构的活塞，因此能够抑制在面向弯曲部的空间中燃料浓度高的区域的产生，因此能够抑制烟灰的产生，且能够提高燃烧效率。

发明效果

根据本发明的至少一个实施方式，提供一种能够抑制烟灰的产生，且能够提高燃烧效率的内燃机的活塞。

附图说明

图1是具备本发明的一个实施方式的活塞的内燃机的概略剖视图。

图2是图1所示的内燃机的部分放大图。

图3是本发明的一个实施方式的活塞的概略立体图。

图4是具备本发明的另一个实施方式的活塞的内燃机的相当于图2的部分放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例。

例如，表示在“某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对的配置的表达不仅严密地表示这样的配置，还表示带有公差、或者能够获得相同功能的程度的角度或距离而相对地位移的状态。

例如，表示“相同”、“相等”以及“均质”等事物为相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够获得相同功能的程度的差的状态。

例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学上严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，在能够获得相同效果的范围内，还表示包含凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“具备”、“包括”或“具有”一个构成要素这样的表达并不是排除其他构成要素的存在的排他性的表达。

需要说明的是，对于相同的结构，有时标注相同的附图标记并省略说明。

图1是具备本发明的一个实施方式的活塞的内燃机的概略剖视图。在图1中，示出活塞位于压缩上止点的附近的状态。

如图1所示，几个实施方式的内燃机1具备：气缸2，其具有沿着轴向(活塞3的轴线LA延伸的方向，图1中上下方向)延伸的圆筒状的孔部21；活塞3，其配置在气缸2的孔部21的内部，并且构成为能够沿着上述轴向往复运动；喷射喷嘴4，其构成为将燃料喷射到由气缸2和活塞3划成的燃烧室10中。即，内燃机1包括往复式发动机。

在图示的实施方式中，如图1所示，气缸2包括：气缸体22，其具有至少一个上述的圆筒状的孔部21；气缸盖23，其以堵塞圆筒状的孔部21的上部的方式配设在气缸体22上。

上述的燃烧室10由活塞3的顶面31(活塞顶面)、与上述顶面31对置而配置的气缸盖23的底面231、气缸体22的孔部21的内壁面211划成。

以下，在轴向上，将气缸盖23的底面231相对于活塞3的顶面31所处的一侧(图中上侧)设为上方，将活塞3的顶面31相对于气缸盖23的底面231所处的一侧(图中下侧)设为下方。

活塞3与一般的内燃机的活塞同样，经由连杆而与位于活塞3的下方的曲轴连结。如图1所示，活塞3包括在外周面32上沿着围绕轴线LA的周向形成为环状的至少一个(图中为三个)环槽33。在环槽33中，安装有活塞环34。

在图示的实施方式中，喷射喷嘴4包括构成为以雾状喷射液体燃料的喷射器。内燃机1构成为，通过从喷射喷嘴4的喷孔41将液体燃料(未燃燃料)喷射到在燃烧室10中充满的燃烧用气体，而在燃烧室10中液体燃料与燃烧用气体混合并自燃。即，图示的实施方式中的内燃机1包括柴油发动机。

需要说明的是，在几个实施方式中，内燃机1可以构成为从喷射喷嘴4的喷孔41喷射燃料气体(气体燃料)，也可以构成为通过火花塞等点火装置点燃(点火)未燃燃料。

在图示的实施方式中，喷射喷嘴4安装在气缸体22上。喷射喷嘴4插入到形成于气缸体22的喷嘴插入贯通孔24中，具有至少一个喷孔41的一端部42比气缸盖23的底面231更向下方突出。喷射喷嘴4配置在燃烧室10的径向的中央。在图1所示的实施方式中，喷射喷嘴4配置在将活塞3的轴线LA延长的直线上。

在图示的实施方式中，如图1所示，内燃机1还具备：进气口11(进气流路)，其用于从燃烧室10的外部将燃烧用气体输送到燃烧室10；排气口12(排气流路)，其用于将废气从燃烧室10排出到燃烧室10的外部；进气阀13，其开闭进气口11；排气阀14，其开闭排气口12。作为燃烧用气体，可以举出包含氧的空气等。

需要说明的是，内燃机1可以构成为将由压缩机压缩为比大气压低压的压缩空气作为上述空气(燃烧用气体)导入到燃烧室10中，也可以构成为将大气压的空气作为上述空气(燃烧用气体)导入到燃烧室10中。

在图1所示的实施方式中，进气口11以及排气口12分别设置在气缸盖23上。进气口11经由在气缸盖23的底面231开口的进气孔111与燃烧室10连通。排气口12经由在气缸盖23的底面231开口的排气孔121与燃烧室10连通。

在从喷射喷嘴4喷射未燃燃料之前，通过进行进气阀13以及排气阀14的开闭，使通过进气口11输送到燃烧室10的燃烧用气体充满燃烧室10。从喷射喷嘴4喷射的未燃烧燃料与在燃烧室10内充满的燃烧用气体混合之后，在燃烧室10内燃烧。在燃烧室10内燃烧后的废气通过排气口12排出到内燃机1的外部。

图2是图1所示的内燃机的部分放大图。图3是本发明的一个实施方式的活塞的概略立体图。图4是具备本发明的另一个实施方式的活塞的内燃机的相当于图2的部分放大图。如图1～图4所示，活塞3具备：凹腔5，其在活塞3的顶面31的中央部凹陷而形成；外周缘部6，其位于活塞3的顶面31的凹腔5的径向外侧。

在图示的实施方式中，如图2、图4所示，外周缘部6沿着与轴线LA交叉(正交)的方向延伸，并且具有沿着周向延伸的平面61。在图3所示的实施方式中，平面61(外周缘部6)形成为环状。

如图1～图4所示，凹腔5包括：唇部7，其具有从外周缘部6朝向径向内侧向斜下方延伸的倾斜面71；隆起部8，其从凹腔5的底部51向上方突出；弯曲部9，其连接隆起部8和唇部7。倾斜面71(唇部7)沿着周向延伸。在图3所示的实施方式中，倾斜面71(唇部7)形成为环状。

在图示的实施方式中，如图2、图4所示，隆起部8形成为圆锥台形状。隆起部8在包含轴线LA的截面中，具有从弯曲部9朝向径向内侧沿着与轴线LA交叉的方向以直线状延伸的倾斜面81和在倾斜面81的上端沿着与轴线LA交叉(正交)的方向延伸的顶面82。顶面82设置在轴线LA的轴线上，并且与喷射喷嘴4的一端部42对置。

如图2、图4所示，上述的喷射喷嘴4构成为从喷孔41朝向活塞3的唇部7喷射未燃燃料。在图示的实施方式中，喷射喷嘴4的喷孔41的轴线LB朝向唇部7延伸。喷孔41沿着周向配设有多个。

从喷射喷嘴4的喷孔41喷射的未燃燃料的流动被唇部7沿上下两个方向分断。未燃燃料的一部分沿着唇部7的倾斜面71朝向面向外周缘部6的平面61的空间流动。未燃烧燃料的剩余部分沿着弯曲部9朝向隆起部8流动。

如图1～图4所示，几个实施方式的活塞3具备上述的凹腔5和上述的外周缘6，上述的凹腔5包括唇部7、隆起部8以及弯曲部9。如图2、图4所示，上述的弯曲部9包括：外周侧弯曲面91；内周侧凹面92，其位于比外周侧弯曲面91更靠径向内侧；凸面93，其形成在外周侧弯曲面91与内周侧凹面92之间，并且向上方突出。

在图示的实施方式中，如图3所示，外周侧弯曲面91、内周侧凹面92以及凸面93分别沿着周向延伸。在图3所示的实施方式中，外周侧弯曲面91、内周侧凹面92以及凸面93分别形成为环状。需要说明的是，在其他几个实施方式中，外周侧弯曲面91、内周侧凹面92以及凸面93也可以分别形成为圆弧状。

在图2所示的实施方式中，外周侧弯曲面91具有与唇部7相连的弯曲面911。弯曲面911(唇部侧弯曲面)从唇部7朝向径向外侧向斜下方弯曲成凹状。外周侧弯曲面91还具有与凸面93相连的弯曲面912。弯曲面912(凸面侧弯曲面)从凸面93朝向径向外侧向斜上方弯曲成凹状。

在图4所示的实施方式中，外周侧弯曲面91具有与唇部7以及凸面93相连的弯曲面914。弯曲面914从唇部7朝向径向内侧向斜下方弯曲成凹状。换而言之，弯曲面914从凸面93朝向径向外侧向斜上方弯曲成凹状。

在图2、图4所示的实施方式中，内周侧凹面92包括凹腔5的最深部52，并且具有与隆起部8相连的面921。面921(隆起部侧面)从隆起部8朝向径向外侧弯曲成凹状。内周侧凹面92还具有与凸面93相连的面922。面922(凸面侧面)从面921的最深部52朝向径向外侧向斜上方弯曲成凹状。凹腔5的最深部52设置在面921和面922的交界。

需要说明的是，在其他几个实施方式中，面921以及面922的至少一方可以是在包含轴线LA的截面中以直线状延伸的平坦面，也可以弯曲成凸状。

作为弯曲部9的比较例，在图2、图4中用虚线表示不包含上述的凸面93的弯曲部9A。假设活塞的凹腔5包括不包含上述的凸面93的弯曲部9A的情况下，沿着弯曲部9A朝向径向内侧流动的未燃燃料无法越过隆起部8，滞留在与面向内周侧凹面92的空间10A相当的空间，有可能产生燃料浓度高的区域。在燃料浓度高的区域中，由于未燃燃料与燃烧用气体的混合在不充分的状态下燃烧，因此有可能生成烟灰、或导致燃烧效率的降低。

根据上述的结构，如图2、图4所示，活塞3的弯曲部9包括：上述的外周侧弯曲面91，其具有与唇部7相连的弯曲面911或弯曲面914；上述的内周侧凹面92，其位于比外周侧弯曲面91更靠径向内侧，并且具有与隆起部8相连的面921，该内周侧凹面92包括凹腔5的最深部52；上述的凸面93，其形成在外周侧弯曲面91和内周侧凹面92之间，并且向上方突出。即，如图2、图4所示，凸面93在包含活塞3的轴线LA的截面中，设置在比凹腔5的最深部52或隆起部8更靠径向外侧。因此，具备包括弯曲部9的凹腔5的活塞3能够使从喷射喷嘴4喷射并沿着外周侧弯曲面91朝向隆起部8流动的未燃燃料在失去喷射带来的动能之前到达凸面93，因此能够防止未燃燃料滞留在面向位于比凸面93更靠径向外侧的内周侧凹面92的空间10A。通过防止未燃燃料滞留在面向内周侧凹面92的空间10A，能够抑制燃料浓度高的区域的产生，因此能够抑制烟灰的产生，能够提高燃烧室10中的燃烧效率。

另外，根据上述的结构，内周侧凹面92具有与隆起部8相连的面921，因此能够促进燃烧用气体从燃烧室10的中央沿着隆起部8导入到面向内周侧凹面92的空间10A。包括这样的内周侧凹面92的弯曲部9能够使面向内周侧凹面92的空间10A中的燃烧用气体充分地取入到因凸面93而从弯曲部9剥离的未燃燃料中，因此能够有效地抑制烟灰的产生。

在几个实施方式中，如图2、图4所示，上述的内周侧凹面92包括朝向下方弯曲成凹状的内周侧弯曲面920。即，内周侧弯曲面920具有：上述的面921(隆起部侧面)，其从上述的隆起部8朝向径向外侧弯曲成凹状；上述的面922(凸面侧面)，其与凸面93相连，从面921的最深部52朝向径向外侧向斜上方弯曲成凹状。内周侧弯曲面920中的面922与面921相连，并且具有与面921相同的曲率。

根据上述的结构，内周侧凹面92包括朝向下方弯曲成凹状的内周侧弯曲面920，因此能够促进从燃烧室10的中央沿着隆起部8流动的燃烧用气体沿着内周侧弯曲面920顺畅地流动。包括这样的内周侧弯曲面920的弯曲部9能够沿着与上述剥离的未燃燃料的流动方向交叉的方向将燃烧用气体导入到因凸面93而从弯曲部9剥离的未燃燃料，因此能够使燃烧用气体高效地取入到上述剥离的未燃燃料中，进而能够有效地抑制烟灰的产生。

在几个实施方式中，如图2所示，上述的内周侧弯曲面920构成为，曲率比上述的外周侧弯曲面91大。即，内周侧弯曲面920的曲率R1比外周侧弯曲面91的曲率R2大。在此，外周侧弯曲面91具有：上述的弯曲面911；上述的弯曲面912，其与弯曲面911相连，并且具有与弯曲面911相同的曲率。

根据上述的结构，内周侧弯曲面920构成为，曲率比外周侧弯曲面91大，因此与假设构成为曲率比外周侧弯曲面91小的情况相比，能够增大面向内周侧弯曲面920的空间10A的容积，能够将大量的燃烧用气体填充到上述空间10A中。通过将大量的燃烧用气体填充到上述空间10A中，能够促进填充到空间10A中的燃烧用气体向因凸面93而从弯曲部9剥离的未燃燃料的混合。因此，曲率比外周侧弯曲面91大的内周侧弯曲面920能够使燃烧用气体高效地取入到上述剥离的未燃燃料中，因此能够有效地抑制烟灰的产生。

在几个实施方式中，如图2所示，上述的内周侧弯曲面920构成为，包含轴线LA的截面中的圆弧长度比上述的外周侧弯曲面91短。在这种情况下，能够使从燃烧室10的中央沿着隆起部8流动来的燃烧用气体与因凸面93而从弯曲部9剥离的未燃燃料立即混合，因此能够促进填充到空间10A中的燃烧用气体与因凸面93而从弯曲部9剥离的未燃燃料的混合。

在几个实施方式中，如图2所示，上述的唇部7具有唇部侧凸弯曲面72，该唇部侧凸弯曲面72具有与上述的倾斜面71相连的面，并比倾斜面71更朝向径向内侧伸出。

根据上述的结构，唇侧凸弯曲面72具有与倾斜面71相连的面，并且比倾斜面71更朝向径向内侧伸出。具有唇侧凸弯曲面72的唇部7能够不太降低未燃燃料的流速地分割从喷射喷嘴4喷射的未燃燃料的流动，因此能够使未燃燃料有效地传播到燃烧室10内。另外，具有唇部侧凸弯曲面72的唇部7能够使包括唇部侧凸弯曲面72的部分721成为厚壁形状，能够确保承受通过从喷射喷嘴4喷射的未燃燃料施加的热负荷的强度。

在几个实施方式中，如图2所示，上述的凸面93构成为，位于比上述的唇部7的内周端722更靠径向内侧。内周端722是唇部7中的内径为最小的部分。在这种情况下，凸面93构成为位于比唇部7的内周端722更靠径向内侧，因此与位于比唇部7的内周端722更靠径向外侧的情况相比，能够使从喷射喷嘴4喷射的未燃燃料遍及长距离地沿着外周侧弯曲面91流动，因此能够将燃烧室10中的面向外周侧弯曲面91的空间10B的燃烧用气体有效用于燃烧。

在几个实施方式中，如图4所示，上述的唇部7具有内表面73，该内表面73具有与上述的倾斜面71相连的面，并沿着与倾斜面71交叉的方向延伸。在图示的实施方式中，如图4所示，上述的内表面73从倾斜面71的内周端711沿着轴向朝向下方延伸，下端与弯曲面914的上端平缓地相连。需要说明的是，在其他几个实施方式中，上述的倾斜面71的内周端711也可以与弯曲面914的上端相连。

在几个实施方式中，如图1所示，在将上述的活塞3的外径(外周面32的外径)设为D1时，上述的外周侧弯曲面91的最大内径D2为0.7D1以下。

在图1、图2所示的实施方式中，外周侧弯曲面91的弯曲面911与弯曲面912的交界为最大内径部913。在图4所示的实施方式中，外周侧弯曲面91与弯曲面914的上端、即与内表面73的交界为最大内径部913。外周侧弯曲面91的最大内径D2是最大内径部913的内径。

另外，在图示的实施方式中，活塞3在外周面32和外周侧弯曲面91之间设置有供冷却用的液体流动的冷却通路35。

根据上述的结构，在将活塞3的外径设为D1时，外周侧弯曲面91的最大内径D2为0.7D1以下，因此能够在比活塞3中的外周侧弯曲面91更靠径向外侧设置供冷却用的液体流动的冷却通路35。通过在活塞3中设置冷却通路35，能够利用冷却通路35内的液体对活塞3、特别是与气缸2的滑动部(图1所示的环槽33附近的部分)进行冷却，因此能够实现内燃机1的高输出化。

在几个实施方式中，上述的活塞3的外径D1为160mm以上且190mm以下。具有满足上述条件的外径D1的活塞3一般搭载在比自行车用的内燃机更大型的内燃机上。在此，内燃机1的燃烧室10越大，从燃烧喷嘴4喷射并沿着弯曲部9流动的未燃燃料到达隆起部8的可能性越低，在面向弯曲部9的空间(面向内周侧凹面92的空间10A)中产生燃料浓度高的区域的可能性越高。即使是满足上述条件的外径D1的活塞3，只要弯曲部9包括上述的凸面93，就能够抑制在面向弯曲部9的空间中燃料浓度高的区域的产生，因此能够抑制烟灰的产生，能够提高燃烧室10中的燃烧效率。

如上所述，几个实施方式的内燃机1具备：上述的气缸2；上述的活塞3；上述的喷嘴4，其构成为将燃料喷射到由气缸2和活塞3划成的燃烧室10。在这种情况下，内燃机1的上述的活塞3的弯曲部9包括上述的凸面93，因此能够抑制在面向弯曲部9的空间(面向内周侧凹面92的空间10A)中燃料浓度高的区域的产生，因此能够抑制烟灰的产生，且能够提高燃烧效率。

本发明不限定于上述的实施方式，还包括对上述实施方式施加了变形的方式、和将这些方式适当组合的方式。

附图标记说明

1 内燃机

2 气缸

21 孔部

211 内壁面

22 气缸体

23 气缸盖

231 底面

24 喷嘴插入贯通孔

3 活塞

31 顶面

32 外周面

33 环槽

34 活塞环

35 冷却通路

4 喷射喷嘴

41 喷孔

42 一端部

5 凹腔

51 底部

52 最深部

6 外周缘部

61 平面

7 唇部

71 倾斜面

711 内周端

72 唇侧凸弯曲面

722 内周端

73 内表面

8 隆起部

81 倾斜面

82 顶面

9 弯曲部

91 外周侧弯曲面

913 最大内径部

92 内周侧凹面

920 内周侧弯曲面

93 凸面

10 燃烧室

10A面向内周侧弯曲面的空间

10B面向外周侧弯曲面的空间

11 进气口

111 进气孔

12 排气口

121 排气孔

13 进气阀

14 排气阀

D1 外径

D2 最大内径

LA、LB轴线

R1、R2曲率

Claims (6)

1.一种内燃机的活塞，其构成为能够沿着轴向在气缸的内部往复运动，具备：

凹腔，其在活塞顶面的中央部凹陷而形成；

外周缘部，其位于所述活塞顶面中的所述凹腔的径向外侧；

所述凹腔包括：

唇部，其具有从所述外周缘部朝向径向内侧向斜下方延伸的倾斜面；

隆起部，其从所述凹腔的底部向上方突出；

弯曲部，其连接所述隆起部和所述唇部；

所述弯曲部包括：

外周侧弯曲面，其具有与所述唇部相连的弯曲面；

内周侧凹面，其位于比所述外周侧弯曲面更靠径向内侧，并且具有与所述隆起部相连的面，该内周侧凹面包括所述凹腔的最深部；

凸面，其形成在所述外周侧弯曲面与所述内周侧凹面之间，并且向上方突出；

所述唇部的内周端位于比所述外周侧弯曲面的最大内径部靠径向内侧的位置；

所述内周侧凹面包括朝向下方弯曲成凹状的内周侧弯曲面，

所述内周侧弯曲面构成为曲率比所述外周侧弯曲面大，

所述内周侧弯曲面在包含所述活塞的轴线的截面中的圆弧长比所述外周侧弯曲面短。

2.如权利要求1所述的内燃机的活塞，其中，

所述唇部具有唇部侧凸弯曲面，所述唇部侧凸弯曲面具有与所述倾斜面相连的面，并比所述倾斜面更朝向径向内侧伸出。

3.如权利要求1或2所述的内燃机的活塞，其中，

所述凸面构成为位于比所述唇部的内周端更靠径向内侧的位置。

4.如权利要求1或2所述的内燃机的活塞，其中，

在将所述活塞的外径设为D1时，所述外周侧弯曲面的最大内径D2为0.7D1以下。

5.如权利要求4所述的内燃机的活塞，其中，

所述活塞的外径D1为160mm以上且190mm以下。

6.一种内燃机，具备：

气缸；

如权利要求1至5中任一项所述的活塞；

喷射喷嘴，其构成为将燃料喷射到由所述气缸和所述活塞划成的燃烧室。