JP2001140695A - Piston structure - Google Patents
Piston structureInfo
- Publication number
- JP2001140695A JP2001140695A JP32243299A JP32243299A JP2001140695A JP 2001140695 A JP2001140695 A JP 2001140695A JP 32243299 A JP32243299 A JP 32243299A JP 32243299 A JP32243299 A JP 32243299A JP 2001140695 A JP2001140695 A JP 2001140695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- engine
- cylinder
- cylinder liner
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
-
- 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
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ン構造、特に、ピストン頂部に燃焼室となる凹部を設け
たピストン構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston structure of an internal combustion engine, and more particularly, to a piston structure having a concave portion serving as a combustion chamber at the top of the piston.
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関はその燃焼室に供給した燃料を
燃焼して高温高圧の燃焼ガスを発生させ、その際、ピス
トンが燃焼ガスより受けたガス圧力をコンロッドを介し
てクランクシャフトに回転力として伝える。このような
エンジン駆動時に、ピストンはコンロッドに対してピス
トンピン回りに首振り作動し、その際、ピストン頂部や
スカート部を介してシリンダライナーの内壁に側圧を伝
えつつ往復摺動する。このため、ピストンは全体として
十分な機械的強度を要求され、その上面は高温高圧にさ
らされることより十分な耐熱性が要求され、特に、ピス
トン外周壁はシリンダ内壁と摺接することより十分な耐
摩耗性を要求され、しかも、高速化に伴い軽量化を図り
易く、しかも、熱伝導性がよいことも必要とされ、アル
ミニウム合金で製造されることが多い。2. Description of the Related Art An internal combustion engine burns fuel supplied to its combustion chamber to generate high-temperature, high-pressure combustion gas. At this time, a piston receives a gas pressure received from the combustion gas through a connecting rod and applies a torque to a crankshaft. Tell as. When such an engine is driven, the piston swings around the piston pin with respect to the connecting rod, and at this time, the piston reciprocates while transmitting lateral pressure to the inner wall of the cylinder liner via the piston top and the skirt. For this reason, the piston is required to have sufficient mechanical strength as a whole, and the upper surface is required to have sufficient heat resistance to be exposed to high temperature and high pressure. In particular, the outer peripheral wall of the piston is more resistant to sliding contact with the inner wall of the cylinder. Wear resistance is required, and it is also necessary to easily achieve weight reduction with high speed and good thermal conductivity, and it is often manufactured from an aluminum alloy.
【0003】ところで、要求出力に応じてリーン運転と
リーン以外の運転を可能とすべく、燃焼室への直接燃料
噴射のタイミングを吸気行程あるいは圧縮行程で行うこ
とが出来る筒内噴射型の内燃機関が知られている。この
筒内噴射型の内燃機関で用いるピストンは、そのピスト
ン頂部の上面に凹部を形成し、同凹部とシリンダヘッド
側の内壁とで比較的小容量の燃焼室を形成でき、同凹部
にリーン運転時には燃料噴射を行い、点火プラグで着火
し、希薄燃焼を可能としている。[0003] In order to enable lean operation and non-lean operation according to the required output, a direct injection type internal combustion engine capable of performing direct fuel injection timing to a combustion chamber in an intake stroke or a compression stroke. It has been known. The piston used in this in-cylinder injection type internal combustion engine has a recess formed in the upper surface of the top of the piston, and a relatively small capacity combustion chamber can be formed by the recess and the inner wall on the cylinder head side. Sometimes, fuel injection is performed, ignition is performed by a spark plug, and lean combustion is enabled.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような筒内噴射型
の内燃機関の場合、凹部はピストン中心から偏位して形
成され、凹部周縁の一部がピストン頂部の外周縁を成す
ランド部に接近配備される。このように、凹部即ち、燃
焼室がランド部に接近しているため、経時的に凹部側の
ランド部上に固くて厚いカーボンが粘着あるいは固着し
易くなり、この滞積カーボンはピストンの首振りにより
押し固められ、硬い滞積物となり、これがシリンダライ
ナーを擦り、早期に過大摩耗を生じさせることがある。
本発明は、上述の課題に基づき、シリンダライナーの早
期摩耗を防止でき、耐久性を向上できるピストン構造を
提供することを目的とする。In the case of such an in-cylinder injection type internal combustion engine, the recess is formed so as to be deviated from the center of the piston, and a part of the periphery of the recess is formed on a land which forms the outer periphery of the top of the piston. Closely deployed. As described above, since the concave portion, that is, the combustion chamber is close to the land portion, hard and thick carbon easily adheres or adheres to the land portion on the concave side with time, and the accumulated carbon is swung by the piston. , Causing hard deposits, which rub against the cylinder liner and can cause excessive wear at an early stage.
An object of the present invention is to provide a piston structure that can prevent early wear of a cylinder liner and improve durability based on the above-mentioned problems.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、ピストン頂部に燃焼室とな
る凹部を設けたピストン構造において、上記凹部はピス
トン中心から偏位して形成され、同偏位方向に位置し上
記ピストン頂部の外周縁を成すランド部にカットバック
部を形成している。このように、偏位方向に位置する部
分にカットバック部を形成し、そこに比較的大きな隙間
を形成し、この隙間への火炎の侵入を容易化した。この
ため、カットバック部に生成されるカーボンを火炎によ
って容易に燃焼でき、ランド部に滞積カーボンが付着し
硬い滞積物が生成されることを防止でき、シリンダライ
ナーの早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐久性
を向上させることができ、ブローバイガス量の低減を図
れる。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a piston structure having a concave portion serving as a combustion chamber at the top of the piston, the concave portion is deviated from the center of the piston. A cutback portion is formed on a land portion that is formed and is located in the same deflection direction and forms an outer peripheral edge of the piston top. As described above, the cutback portion is formed in the portion located in the deviation direction, and a relatively large gap is formed therein, thereby facilitating the invasion of the flame into the gap. For this reason, the carbon generated in the cutback portion can be easily burned by the flame, and it is possible to prevent the accumulation of carbon on the land portion and the formation of hard accumulation, thereby suppressing early wear of the cylinder liner, The durability of the cylinder liner can be improved, and the amount of blow-by gas can be reduced.
【0006】好ましくは、上記ピストン構造は筒内噴射
型の内燃機関に設けられることが良い。この筒内噴射型
の内燃機関の場合、リーン運転域以外の運転域で、吸気
行程での燃料噴霧がなされ、噴霧燃料がランド部とシリ
ンダライナーとの隙間側に侵入する比率が高いが、偏位
方向に位置する部分にカットバック部を形成し、そこに
比較的大きな隙間を形成し、この隙間への火炎の侵入を
容易化した。このため、カットバックに生成されるカー
ボンを火炎によって容易に燃焼でき、シリンダライナー
の早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐久性を向
上させることができ、ブローバイガス量の低減をも図れ
る。Preferably, the piston structure is provided in a direct injection type internal combustion engine. In the case of this in-cylinder injection type internal combustion engine, fuel is sprayed in the intake stroke in an operation range other than the lean operation range, and the ratio of the sprayed fuel entering the gap between the land and the cylinder liner is high. A cutback portion was formed in the portion located in the position direction, a relatively large gap was formed therein, and the penetration of the flame into this gap was facilitated. Therefore, the carbon generated in the cutback can be easily burned by the flame, the early wear of the cylinder liner can be suppressed, the durability of the cylinder liner can be improved, and the amount of blow-by gas can be reduced.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】図1には本発明の一実施形態とし
てのピストン構造を採用したピストン1を示した。この
ピストン1は筒内噴射型内燃機関(以下単にエンジン2
と記す)に装着される。なお、エンジン2は4サイクル
4弁式で直列4気筒であるが、各気筒の構成が同一であ
り、ここでは1の気筒のピストン1に関して主に説明す
る。FIG. 1 shows a piston 1 employing a piston structure according to one embodiment of the present invention. This piston 1 is a cylinder injection type internal combustion engine (hereinafter simply referred to as engine 2).
Attached). Although the engine 2 is a four-cycle, four-valve type in-line four-cylinder engine, the configuration of each cylinder is the same. Here, the piston 1 of one cylinder will be mainly described.
【0008】エンジン2はヘッドカバー3付きのシリン
ダヘッド4と、その下側のシリンダブロック5と、図示
しないクランクケース及びクランクカバーをこの順に重
ねて一体化して本体外郭部を形成している。エンジン2
の本体内部には、シリンダブロック5の一部を成しピス
トン1を嵌挿したシリンダライナー6と、ピストン1と
シリンダヘッド4の内壁401とに挟まれた燃焼室7
と、燃焼室7に連通可能な各一対の吸排気ポート8、9
(一方側のみ図示した)と、これら吸排気ポートを開閉
する各一対の吸排気弁11、12(一方側のみ図示し
た)と、これらを駆動する図示しない動弁系と、ピスト
ン1の往復動を回転運動に変換する図示しないクランク
シャフト及びコンロッド13等が配備される。The engine 2 includes a cylinder head 4 with a head cover 3, a lower cylinder block 5, a crankcase (not shown) and a crank cover (not shown) which are stacked in this order and integrated to form a body outer portion. Engine 2
Of the cylinder block 5 and a cylinder liner 6 in which the piston 1 is inserted, and a combustion chamber 7 sandwiched between the piston 1 and the inner wall 401 of the cylinder head 4.
And a pair of intake / exhaust ports 8, 9 communicable with the combustion chamber 7.
(Only one side is shown), a pair of intake and exhaust valves 11 and 12 (only one side is shown) for opening and closing these intake and exhaust ports, a valve train (not shown) for driving these, and a reciprocating motion of the piston 1. A crankshaft (not shown) and a connecting rod 13 for converting the rotational motion into a rotational motion are provided.
【0009】シリンダヘッド4はシリンダライナー6の
中心に沿ったシリンダ軸線Lを含む図示しない縦向き平
面を配備したと仮定し、その縦向き平面を挾んで一方側
に一対の吸気ポート(手前側のみ図示した)8を他方側
に一対の排気ポート9(手前側のみ図示した)をそれぞ
れ備える。なお、シリンダヘッド4に形成され燃焼室7
と対向する内壁401は紙面垂直方向に長い楔状凹部と
して形成され、その楔状凹部を成す内壁401の左側部
位に吸気弁11で開閉される吸気ポート8が、右側部位
に排気弁12で開閉される排気ポート9がそれぞれ形成
される。更に、楔状凹部を成す内壁401のほぼ中央位
置には点火プラグ14が装着され,吸気ポート8のシリ
ンダ外周側部位にはインジェクタ15が装着される。シ
リンダライナー6は、図3に示すように、内壁面601
がほぼ真円状に形成され、これに嵌着されるピストン1
の外周部に設けられたピストンリングr1,r2および
オイルリングr0(図4参照)が摺接する。It is assumed that the cylinder head 4 has a vertical plane (not shown) including the cylinder axis L extending along the center of the cylinder liner 6, and a pair of intake ports (only the front side) is provided on one side of the vertical plane. 8) is provided on the other side with a pair of exhaust ports 9 (only the near side is shown). The combustion chamber 7 formed in the cylinder head 4
Is formed as a wedge-shaped recess long in the direction perpendicular to the paper surface, and an intake port 8 opened and closed by an intake valve 11 on a left portion of the inner wall 401 forming the wedge-shaped recess, and is opened and closed by an exhaust valve 12 on a right portion. Exhaust ports 9 are respectively formed. Further, a spark plug 14 is mounted at a substantially central position of the inner wall 401 forming a wedge-shaped concave portion, and an injector 15 is mounted at a portion of the intake port 8 on the outer peripheral side of the cylinder. The cylinder liner 6 is, as shown in FIG.
Is formed in a substantially perfect circular shape, and the piston 1 fitted to the
The piston rings r1 and r2 and the oil ring r0 (see FIG. 4) provided on the outer peripheral portion are in sliding contact with each other.
【0010】図1〜図4に示すようにピストン1は燃焼
室7と対向するピストン頂部16と、シリンダライナー
6に対向するスカート部17と、ピストン頂部16の内
側壁である下壁より下方に突設された一対のピンボス部
19とを備える。図2に示すように、ピストン頂部16
の外周壁には複数のピストンリングr1,r2用のリン
グ溝22、23およびオイルリングr0用のリング溝3
0がこの順で上下方向に互いに所定間隔を隔てて形成さ
れる。なお、符号gはオイル抜き穴を示す。As shown in FIGS. 1 to 4, the piston 1 has a piston top 16 facing the combustion chamber 7, a skirt 17 facing the cylinder liner 6, and a lower portion which is an inner side wall of the piston top 16. And a pair of pin boss portions 19 protruding. As shown in FIG.
Ring grooves 22 and 23 for a plurality of piston rings r1 and r2 and ring grooves 3 for an oil ring r0
0s are formed in this order at predetermined intervals in the vertical direction. The symbol g indicates an oil drain hole.
【0011】ピストン頂部16はその上面に凹部20及
び隆起部21が形成される。凹部20及び隆起部21は
ほぼシリンダ軸線Lに沿った吸気ポート8を経て降下流
動してきた吸気をスムーズに反転し、逆タンブル流TF
として流動させるべく形成される。隆起部21はその上
面が楔状凹部を成す内壁401に一様に対向するような
楔状突部を成し、吸気ポート12との対向面側に凹部2
0を偏らせて形成し、排気ポート13との対向面側に傾
斜壁面fを形成し、中央にエンジン本体の長手方向A
(図3参照)に連続する屈曲峰部eを形成する。なお、
屈曲峰部eはその両端部が直状を成し、中間部が凹部2
0と傾斜壁面fとが交わる湾曲峰部として形成される。
このような形状を採ることで、ピストン2が圧縮上死点
TDC(図1の実線で示す位置)に移動した際に、傾斜
壁面fと楔状凹部を成す内壁401により挟まれたすき
間からのエアが峰部eを越えて、凹部20側にスキッシ
ュ流SFとして押し出され、逆タンブル流TFの反転流
動を助長できる。The piston top 16 has a concave portion 20 and a raised portion 21 formed on the upper surface thereof. The concave portion 20 and the raised portion 21 smoothly reverse the intake air descending and flowing through the intake port 8 substantially along the cylinder axis L, and the reverse tumble flow TF
It is formed to flow as. The raised portion 21 forms a wedge-shaped protrusion such that the upper surface thereof uniformly faces the inner wall 401 forming the wedge-shaped recess, and the recess 2 is formed on the surface facing the intake port 12.
0, the inclined wall f is formed on the side facing the exhaust port 13, and the longitudinal direction A of the engine main body is formed at the center.
(See FIG. 3). In addition,
The bent ridge e has a straight shape at both ends and a concave portion 2 at the middle.
It is formed as a curved peak portion where 0 and the inclined wall surface f intersect.
By adopting such a shape, when the piston 2 moves to the compression top dead center TDC (the position shown by the solid line in FIG. 1), air from the gap sandwiched between the inclined wall surface f and the inner wall 401 forming the wedge-shaped concave portion. Is pushed out as a squish flow SF to the concave portion 20 side beyond the peak portion e, and the reverse flow of the reverse tumble flow TF can be promoted.
【0012】図3に示すように、ピストン頂部16はそ
の平面視において、凹部20をシリンダ軸線と一致する
ピストン中心線L側よりシリンダブロック5の一側壁側
である偏位方向Bに偏らせて形成し、しかも、凹部20
のピストン中心側周縁を点火プラグ14と対向させる。
これにより、凹部20内で逆タンブル流TFと共に流動
する燃料を比較的容易に点火プラグ14に導くことがで
き、着火を容易化できる。As shown in FIG. 3, the piston top 16 has its concave portion 20 deviated from the piston center line L, which coincides with the cylinder axis, in the deflection direction B, which is one side wall of the cylinder block 5, in plan view. Formed and the recess 20
Is made to face the spark plug 14 at the center of the piston.
Thereby, the fuel flowing together with the reverse tumble flow TF in the concave portion 20 can be relatively easily guided to the ignition plug 14, and the ignition can be facilitated.
【0013】図2、図3に示すように、ピストン1のト
ップランド部d上であって、凹部20の偏位方向Bであ
るシリンダブロック5の一側面側部位には、それ以外の
領域より間隔αだけトップランド部dを切欠したカット
バック部Eを形成した。ここでのカットバック部Eはピ
ストン1のトップランド部d上であってその略1/3の
領域に形成され、凹部20との相対間隔が比較的狭い領
域を全て覆うように構成される。このようなピストン1
をシリンダライナー6に嵌挿したことにより、ピストン
1のトップランド部dとシリンダライナー6の内壁面6
01との隙間はカットバック部Eで比較的大きなt2と
成り、カットバック部E以外の部位で比較的小さなt1
(<t2)となる。As shown in FIGS. 2 and 3, one side of the cylinder block 5 on the top land portion d of the piston 1 in the direction B of deviation of the recess 20 has a smaller area than the other areas. A cutback portion E in which the top land portion d was cut off by the interval α was formed. Here, the cutback portion E is formed on the top land portion d of the piston 1 and in a region approximately one third of the top land portion d, and is configured to cover all regions where the relative distance from the recess 20 is relatively small. Such a piston 1
Of the piston 1 and the inner wall surface 6 of the cylinder liner 6
01 has a relatively large t2 at the cutback portion E, and a relatively small t1 at a portion other than the cutback portion E.
(<T2).
【0014】このようなエンジン2は吸入行程で吸気ポ
ートより吸気を受け、圧縮行程で吸気を逆タンブル流T
Fとして旋回させつつ圧縮し、運転域に応じて圧縮行程
あるいは吸気行程で筒内に燃料噴霧を行い、ピストン1
が圧縮上死点TDC直前で燃焼室7の混合気に点火プラ
グ14により着火処理がなされ、燃焼行程へと進む。そ
の燃焼行程でピストン頂部16が受けた燃焼ガス圧の合
力は各ピンボス部19よりピストンピン24、コンロッ
ド13を介し図示しないクランクシャフト側に回転力と
して出力される。The engine 2 receives the intake air from the intake port during the intake stroke, and supplies the intake air to the reverse tumble flow T during the compression stroke.
The fuel is sprayed into the cylinder during the compression stroke or the intake stroke according to the operating range, and the piston 1
Immediately before the compression top dead center TDC, the mixture in the combustion chamber 7 is ignited by the ignition plug 14 and proceeds to the combustion stroke. The resultant force of the combustion gas pressure received by the piston top 16 in the combustion stroke is output from each pin boss 19 as a rotational force to the crankshaft (not shown) via the piston pin 24 and the connecting rod 13.
【0015】このようなエンジン2が吸気行程噴射運転
域にあると、吸気行程で、即ち、ピストン1が下死点B
DC位置側にあって、燃料噴射弁15が凹部20と対向
しない運転域にある時、燃料噴霧が成され、この場合、
燃料噴霧は燃焼室7のほぼ全域に拡散し、これが逆タン
ブル流TFにより撹拌され、圧縮行程で圧縮の後、着火
処理がなされ、燃焼行程へと進む。この吸気行程噴射運
転域では、逆タンブル流TFにより燃料噴霧の一部がト
ップランド部dとシリンダライナーの内壁面601との
隙間に侵入し易く、この場合、トップランド部dに経時
的に燃料やカーボンが粘着する傾向にある。When the engine 2 is in the intake stroke injection operation range, the piston 1 is moved to the bottom dead center B during the intake stroke.
When the fuel injection valve 15 is in the operating range where the fuel injection valve 15 is not opposed to the concave portion 20 on the DC position side, fuel spray is performed.
The fuel spray is diffused to almost the entire area of the combustion chamber 7, and this is stirred by the reverse tumble flow TF. After compression in the compression stroke, an ignition process is performed, and the process proceeds to the combustion stroke. In this intake stroke injection operation region, a part of the fuel spray tends to enter the gap between the top land portion d and the inner wall surface 601 of the cylinder liner due to the reverse tumble flow TF. And carbon tend to stick.
【0016】更に、エンジン2が圧縮行程噴射運転域に
あると、圧縮行程で、即ち、ピストン1が上昇時にあっ
て、燃料噴射弁15が凹部20と対向する運転域にある
と、燃料噴霧が成された場合、燃料噴霧の大部分が凹部
20と楔状凹部を成す内壁401とで覆われる燃焼室7
内で旋回して撹拌され、圧縮行程の後に着火処理がなさ
れ、燃焼行程へと進む。この圧縮行程噴射運転域では、
燃料噴射弁15からの燃料噴霧が凹部20内に比較的効
率良く噴霧されるが、その一部は、やはり、トップラン
ド部dとシリンダライナーの内壁面601との隙間に侵
入し、特に、噴射初期には凹部20の外側に噴霧が飛散
しやすく、この場合も経時的にトップランド部dに燃料
やカーボンが粘着する傾向にある。Further, when the engine 2 is in the compression stroke injection operation range, in the compression stroke, that is, when the piston 1 is in the up position, and when the fuel injection valve 15 is in the operation range opposed to the recess 20, the fuel spray is generated. When formed, the combustion chamber 7 in which most of the fuel spray is covered by the recess 20 and the inner wall 401 forming a wedge-shaped recess
The gas is swirled and stirred, and the ignition process is performed after the compression stroke, and the process proceeds to the combustion stroke. In this compression stroke injection operation range,
Although the fuel spray from the fuel injection valve 15 is sprayed relatively efficiently into the concave portion 20, a part of the fuel spray also enters the gap between the top land portion d and the inner wall surface 601 of the cylinder liner. At the beginning, the spray is easily scattered outside the concave portion 20, and also in this case, the fuel or carbon tends to stick to the top land portion d with time.
【0017】しかし、このエンジン2で用いたピストン
1では、比較的カーボンが生成され易い位置である、凹
部20の偏位方向Bに位置する部分にカットバック部E
を設け、ここに比較的大きな隙間t2を形成した。この
ため、エンジンの全運転域において、この隙間t2に侵
入してきた火炎によって容易にトップランド部dに付着
する燃料やカーボンを燃焼でき,トップランド部dに滞
積カーボンが付着し硬い滞積物が生成されることを防止
できる。このため、このピストン1を装備するエンジン
2は、従来のエンジンのように、稼働時間の経過に比例
してシリンダライナーの摩耗が進むことがなく、カット
バック部Eを設け硬い滞積物の生成を排除したので、稼
働時間の経過によってもシリンダライナーの摩耗が進む
ことはほとんどない。このため、ピストン1を装備する
エンジン2はそのシリンダライナー6の耐久性を向上さ
せることができ、ブローバイガス量の低減を図ることも
できる。However, in the piston 1 used in the engine 2, a cutback portion E is provided at a portion of the concave portion 20 which is located in the deflection direction B, where carbon is relatively easily generated.
And a relatively large gap t2 is formed here. For this reason, in the entire operation range of the engine, the fuel and carbon adhering to the top land portion d can be easily burned by the flame that has entered the gap t2, and the accumulated carbon adheres to the top land portion d and the hard accumulated material Is prevented from being generated. Therefore, unlike the conventional engine, the engine 2 equipped with the piston 1 does not wear the cylinder liner in proportion to the elapse of the operation time, and the cut-back portion E is provided to generate hard deposits. Is eliminated, so that the wear of the cylinder liner hardly progresses even after the operation time elapses. Therefore, the engine 2 equipped with the piston 1 can improve the durability of the cylinder liner 6 and can reduce the blow-by gas amount.
【0018】図1のエンジン2で用いたピストン1は、
凹部20の偏位方向B側のトップランド部d上にシリン
ダ軸線と同一のピストン中心線Lに沿ったカットバック
部Eを形成したが、これに代えて、図5(a),(b)
に示すように構成しても良い。ここでのピストン1a、
1bは図1のピストン1に代えてエンジン2に装着で
き、重複部分の説明を略す。The piston 1 used in the engine 2 shown in FIG.
A cutback portion E is formed on the top land portion d on the side of the deflection direction B of the concave portion 20 along the same piston center line L as the cylinder axis, but instead of this, FIGS. 5A and 5B
May be configured as shown in FIG. The piston 1a here,
1b can be mounted on the engine 2 instead of the piston 1 in FIG. 1, and the description of the overlapping portion is omitted.
【0019】図5(a)に示すピストン1aは凹部20
(図4参照)の偏位方向B側のトップランド部d上にカ
ットバック部Eを形成するにあたり、それ以外の領域よ
り間隔α1だけ切欠され、円錐面fc状を成すトップラ
ンド部dを形成した。この場合、円錐面fc状を成すト
ップランド部dが火炎の侵入を容易化でき、そこに付着
する燃料やカーボンを容易に燃焼でき、しかもピストン
リングr1の穴深さの低下を比較的抑えることができ
る。図5(b)に示すピストン1bはトップランド部d
に間隔α2だけ切欠されたカットバック部Eを形成する
のに加え、セカンドランド部d2にもカットバック部E
と同じ領域にカットバック部E2を形成した。この場
合、セカンドランド部d2側に達した燃料やカーボンを
燃焼でき,トップランド部dおよびセカンドランド部d
2に滞積カーボンが付着し硬い滞積物が生成されること
を防止でき、シリンダライナー6の内壁面601の早期
摩耗がより確実に抑えられ、シリンダライナー6の耐久
性をより向上させることができ、ブローバイガス量の低
減をより確実に図ることができる。The piston 1a shown in FIG.
In forming the cutback portion E on the top land portion d on the side of the deflection direction B in FIG. 4 (see FIG. 4), the top land portion d having a conical surface fc shape is formed by cutting out the other region by an interval α1. did. In this case, the top land portion d having a conical surface fc shape facilitates the invasion of the flame, easily combusts the fuel and carbon adhering thereto, and relatively suppresses the decrease in the hole depth of the piston ring r1. Can be. The piston 1b shown in FIG.
In addition to forming the cutback portion E which is cut out by the interval α2, the cutback portion E is also formed in the second land portion d2.
A cutback portion E2 was formed in the same region as that of FIG. In this case, the fuel and carbon reaching the second land portion d2 can be burned, and the top land portion d and the second land portion d can be burned.
2 can be prevented from being deposited on the inner surface of the cylinder liner 6 and hard deposits can be generated, early wear of the inner wall surface 601 of the cylinder liner 6 can be more reliably suppressed, and the durability of the cylinder liner 6 can be further improved. As a result, the amount of blow-by gas can be reduced more reliably.
【0020】図1のピストン1は筒内噴射型内燃機関で
あるエンジン2に装着されていたが、これに限定される
ものではなく、ピストン頂部に外周側に偏位した凹部を
設けたその他の各種エンジンにも適用でき、これらの場
合も、図1のピストン1と同様の作用効果を得られる。The piston 1 shown in FIG. 1 is mounted on the engine 2 which is a direct injection type internal combustion engine, but is not limited to this. The piston 1 is provided with a concave portion deviated to the outer peripheral side at the top of the piston. The present invention can be applied to various engines, and in these cases, the same operation and effect as the piston 1 of FIG. 1 can be obtained.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明は、ピス
トンのランド部上で、凹部がピストン中心より偏位した
偏位方向に位置する部分にカットバック部を形成し、そ
こに比較的大きな隙間を形成し、この隙間への火炎の侵
入を容易化した。このため、カットバック部に生成され
るカーボン等を燃焼でき、ランド部に滞積カーボンが付
着し硬い滞積物が生成されることが防止され、シリンダ
ライナーの早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐
久性を向上させることができ、ブローバイガス量の低減
を図れる。As described above, according to the first aspect of the present invention, a cutback portion is formed in a portion of the land of the piston where the concave portion is located in the direction of deviation from the center of the piston. A large gap was formed to facilitate the penetration of the flame into this gap. For this reason, the carbon and the like generated in the cutback portion can be burned, and the accumulation of carbon on the land portion is prevented from forming a hard accumulation, the premature wear of the cylinder liner is suppressed, and the cylinder liner is prevented from being worn. Durability can be improved, and the amount of blow-by gas can be reduced.
【図1】本発明の一実施形態としてのピストン構造を適
用したエンジンの要部概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an essential part of an engine to which a piston structure according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】図1中のピストンの拡大側面図である。FIG. 2 is an enlarged side view of a piston in FIG.
【図3】図1中のピストンの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a piston in FIG. 1;
【図4】図1中のピストンの拡大側断面図である。FIG. 4 is an enlarged side sectional view of a piston in FIG. 1;
【図5】図1のピストンに代えて使用可能なピストンの
要部断面図であり、(a)は第1変形例,(b)は第2
変形例を示す。5A and 5B are cross-sectional views of main parts of a piston that can be used in place of the piston of FIG. 1, wherein FIG. 5A is a first modified example, and FIG.
A modified example will be described.
1 ピストン 2 エンジン 16 ピストン頂部 7 燃焼室 20 凹部 d トップランド部 B 偏位方向 E カットバック部 L ピストン中心線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston 2 Engine 16 Piston top part 7 Combustion chamber 20 Depression d Top land part B Deflection direction E Cutback part L Piston center line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 秀樹 東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 波多野 清 東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 中井 英雄 東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 前田 卓雄 東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 今井 智之 東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車 工業株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA11 AA15 AB03 AC05 AD02 AD06 AE02 AF01 AG02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideki Miyamoto 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo / Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Kiyoshi Hatano 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo・ Mitsubishi Motor Industry Co., Ltd. (72) Hideo Nakai, Inventor 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo ・ Mitsubishi Motor Industry Co., Ltd. -Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Tomoyuki Imai 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo-Mitsubishi Motors Corporation F-term (reference) 3G023 AA11 AA15 AB03 AC05 AD02 AD06 AE02 AF01 AG02
Claims (1)
ピストン構造において、 上記凹部はピストン中心から偏位して形成され、同偏位
方向であって上記ピストン頂部の外周縁を成すランド部
にカットバック部を形成したことを特徴とするピストン
構造。1. A piston structure in which a recess serving as a combustion chamber is provided at the top of a piston, wherein the recess is formed so as to be deviated from the center of the piston, and has a direction of the same deviation and forms an outer peripheral edge of the top of the piston. A piston structure characterized by forming a cut-back portion on the piston.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32243299A JP3921317B2 (en) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | Piston structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32243299A JP3921317B2 (en) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | Piston structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001140695A true JP2001140695A (en) | 2001-05-22 |
JP3921317B2 JP3921317B2 (en) | 2007-05-30 |
Family
ID=18143616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32243299A Expired - Fee Related JP3921317B2 (en) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | Piston structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3921317B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105736123A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-06 | 三菱自动车工业株式会社 | Piston for inner-cylinder injection engine |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32243299A patent/JP3921317B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105736123A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-06 | 三菱自动车工业株式会社 | Piston for inner-cylinder injection engine |
JP2016121563A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 三菱自動車工業株式会社 | Piston for cylinder injection type engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3921317B2 (en) | 2007-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6116211A (en) | Injection control for direct injected engine | |
US5735240A (en) | Direct injected engine | |
JPH0264220A (en) | Combustion chamber of internal combustion engine | |
US20020046728A1 (en) | Combustion chamber for direct injection engine | |
US6095114A (en) | Gasoline direct-injection engine | |
US6910455B2 (en) | Spark ignition engine with shallow bowl-in-piston geometry | |
US6129065A (en) | Piston for a cylinder injection engine | |
US6223705B1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
US5105795A (en) | Fuel injection system for engine | |
JPH07119592A (en) | Engine with twin valve of fuel injection type | |
US5970945A (en) | Barrier divided combustion chamber for fuel injection two-stroke engine | |
US5086734A (en) | Cylinder sleeve for two-cycle engine | |
US4041923A (en) | Internal combustion engine of lean air-fuel mixture combustion type | |
US4883029A (en) | Piston and piston ring construction | |
US5881687A (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
US6318311B1 (en) | Cylinder-injection type two cycle combustion engine | |
JPS5838610B2 (en) | internal combustion engine | |
JP2001140695A (en) | Piston structure | |
US7121247B2 (en) | Spherical rotary engine valve assembly | |
JPH0494413A (en) | Two-stroke diesel engine | |
JP2829728B2 (en) | Engine combustion chamber structure | |
JP2001059422A (en) | Structure of spark ignition type four-valve type internal combustion engine | |
JP3573036B2 (en) | Piston structure | |
JP4133200B2 (en) | Reciprocating engine | |
JP2017066904A (en) | Structure of combustion chamber of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040217 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040419 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040422 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070219 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110223 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110223 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120223 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120223 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130223 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140223 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |