JP2002522686A - 直接噴射を備える四サイクル内燃機関 - Google Patents

直接噴射を備える四サイクル内燃機関

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Abstract

(57)【要約】 この発明は、燃焼室（２８）内の噴射ノズル（２２）と、吸気弁（１５）を備える少なくとも一個の吸気路（１４）と、排気弁（１７）を備える少なくとも一個の排気路（１６）とを備えて、吸気弁（１５）と排気弁（１７）が燃焼室（２８）の向かい合っている側面に配置されていて、噴射ノズル（２２）が吸気弁側に配置されており、ピストン面（１２）に形成された少なくとも一個の空所（３２、３６、３８）を備えて、ピストン（１０）がその運動方向に延びている中心長手軸線（３０）を有しており、燃料を直接噴射する外部点火手段を備える四サイクル内燃機関に関する。この際に、空所（３２、３６、３８）は吸気弁側に配置されていて、空所（３２、３６、３８）は吸気弁（１５）と噴射ノズル（２２）に関して、適当な方法で形成された吸気路（１４）が吸気弁（１５）を介して燃焼室（２８）に入る空気流（２６）に到り、噴射ノズル（２２）から燃焼室（２８）に入る噴射流（２４）が空所（３２、３６、３８）の向かい合っている側面に到るように、ピストン面（１２）の最高点を形成する少なくとも一個の縁部分により形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、請求項１の上位概念に基づいて、燃焼室内の噴射ノズルと、吸気
弁を備える少なくとも一個の吸気路と、排気弁を備える少なくとも一個の排気路
とを備えて、吸気弁と排気弁が燃焼室の向かい合っている側面に配置されていて
、噴射ノズルが吸気弁側に配置されており、ピストン面に形成された少なくとも
一個の空所を備えて、ピストンがその運動方向に延びている中心長手軸線を有し
ており、燃料を直接噴射する外部点火を備える四サイクル内燃機関に関する。
【０００２】 直接噴射を備える四サイクル内燃機関の燃焼室内の空気と燃料とから成る適し
た混合気を作るために、特殊な転倒或いはねじれ流れを生じる吸気路を用意して
適切な空所や案内リブを備えるピストン面を形成することは知られている。ねじ
れ流れの場合には、シリンダ給気は例えばシリンダ軸線を中心として吸気路周辺
に基づいて回転し、一方、転倒流れの場合には、回転はクランク軸のひとつに平
行な軸線を中心に観察すべきである。
【０００３】 ドイツ特許出願公開第１９７１３０３０号明細書、ドイツ特許出願公開第１９
７１３０２９号明細書とドイツ特許出願公開第１９７１３０２８号明細書はそれ
ぞれに外部点火と直接噴射を備える四サイクル内燃機関を記載し、一個のシリン
ダのそれぞれのピストンのピストン表面がそれぞれに一個のＨ字状、Ｔ字状或い
はＵ字状案内リブ装備を有する。
【０００４】 欧州特許出願公開第０６３９７０３号明細書と欧州特許出願公開第０６９４６
８２号明細書から、直接噴射を備える内燃機関のそれぞれ一個の他の実施態様が
知られており、吸気路の形成によってねじれ流れがシリンダ室において発生され
る。ピストン表面は取り囲む粉砕面を備える鍛造された空所を有し、この空所は
燃焼室にある中央点火プラグと半径方向に配置された噴射弁がそれぞれに空所縁
にあるように、偏心的に配置されている。燃料は目的に合ってこの目的に形成さ
れた空所縁に対して噴射される。ここで、ピストン表面は、燃料噴射をまず第一
に飛散させる役目を有する。ねじれ流れは飛散されて空所から跳ね返る燃料を点
火プラグへ搬送する役目を得る。
【０００５】 欧州特許出願公開第０５５８０７２号明細書から、吸気路の形状と配置によっ
て燃焼室流れの逆転倒運動が発生されて、その運動はピストン表面のジャンプ台
状構成によって強化されるエンジンの他の実施態様が知られている。このピスト
ン表面は同時にシリンダ中心に配置されている点火プラグに対して噴射流の転向
に役立つ。噴射流と燃焼室流れは同じ方向でピストン表面に軽く触れる。けれど
も、噴射流或いは噴射流からピストンでの転向後に生じる混合気雲は、点火プラ
グの近くのシリンダヘッド壁へ突き当たった後にあらゆる方向にほとんど妨げら
れることなく広がり得る。それ故に、ピストンでの転向後の混合気雲の最も濃い
濃度に関する努力が認識できない。更に、ピストン表面に形成されたジャンプ台
は排気弁の下に粉砕面を造る。このジャンプ台は確かにエンジンの圧縮中に上死
点前に短く所望追加流れ運動を発生させる。けれども、これは死点の継続後に逆
になり、それは圧縮中に形成された混合気濃度を離散させる。
【０００６】 総てのこれらの配置は、四サイクル内燃機関の全特性領域にわたり、最適な混
合気発生が生じないと言う欠点を有する。
【０００７】 この発明の課題は、前記欠点が克服される前記種類の改良されたピストンを使
用させることである。
【０００８】 この課題は、この発明によると、請求項１にて特徴づけられた特徴事項を備え
る前記種類の四サイクル内燃機関によって解決される。この発明の好ましい構成
は従属請求項に挙げられている。
【０００９】 その上、この発明によると、空所が吸気弁側に配置され、吸気弁と噴射ノズル
に関する空所は、適切な方法で形成された吸気路から吸気弁を介して燃焼室に入
る空気流れと噴射ノズルから燃焼室に入る噴射流とが空所内の向かい合っている
側面に到るように、ピストン面の最高点を形成する少なくとも一個の縁部分によ
って形成されることが設けられている。
【００１０】 これは、混合気発生過程が結合された空気ガイドを備える部分的壁装備によっ
て行われると言う利点を有する。これは、広い特性領域におけるインゼクタ或い
は噴射ノズルと点火箇所或いは点火プラグの立体的配置の正確な調整によって層
形状の最適な抑制を生じる。インゼクタの連続飛散や使用条件付け変更に関する
混合気発生の感度は減少される。燃焼経過は卓越した全負荷ポテンシャルのあら
ゆる条件の同時的考慮の際に連続的エネルギ−代謝を示す。更に、この発明は簡
単に既に存在する多弁シリンダヘッド構想に一体化できる。
【００１１】 好ましい実施態様では、ピストン面上で空所を噴射方向を横切って燃料空所と
空気空所に分割する隆起部は、燃料空所の噴射流が隆起部に向かい合っている側
面に到り、そして空気空所の噴射流に関する反対方向における空気流が隆起部に
向かい合っている側面に到るように、形成されている。
【００１２】 この発明の他の特徴、利点と好ましい構成は、従属請求項並びに添付図面に基
づくこの発明の次の説明から明らかに成る。これらは、図１にこの発明による四
サイクル内燃機関の好ましい実施態様を示し、図２には原理的表現でピストン幾
何学用の好ましい第一実施態様を示し、図３には原理的表現でピストン幾何学用
の好ましい第二実施態様を示し、図４から図９までには、それぞれに上面図の斜
視図とそれぞれの上面図における線による適切な切断図とにおける図２によるピ
ストン幾何学の特殊実施例を示し、そして図１０から図１３までには、それぞれ
に上面図の斜視図とそれぞれの上面図における線による適切な切断図とにおける
図３によるピストン幾何学の特殊実施例を示す。
【００１３】 図１に図示されたこの発明による四サイクル内燃機関の好ましい実施態様は、
シリンダ１３内で上下移動できるピストン面１２を備えるピストン１０と、吸気
弁軸線１５を備える吸気路１４と、排気弁軸線１７を備える排気路１６並びに点
火箇所２０を備える点火プラグ１８を有する。噴射ノズル２２によって噴射流２
４内の燃料が噴射軸線２５の方向に噴射できる。吸気路１４を通って新鮮空気が
燃焼室２８内の転倒流２６に流入される。
【００１４】 ピストンは点火プラグ１８の縦軸線と一直線に並べる或いはほぼ点火プラグ１
８に位置する中心長手軸線３０を形成し、点火箇所２０は中心長手軸線３０に或
いは中心長手軸線３０の直線付近に位置する。ピストン面１２は噴射流２４が向
けられている空所３２を有する。図１から直接に明らかであるように、噴射ノズ
ル２２は吸気路側に且つ吸気路１４の下方に配置されている。その際に二つ或い
は複数の吸気或いは排気路１４、１６が設けられ得る。その時にこれらは例えば
分離された吸気路遮断部を形成している。その際に空所３２並びに吸気路１４と
排気路１６及び噴射ノズル２２の配置は、この発明によると、転倒流のみ或いは
ねじれ流と結合された転倒流が生じるように、選択されている。複数の排気路１
６における配列は、特に二股である。
【００１５】 図２は唯一個の空所３２を備えるこの発明によるピストン１０における所定流
れ関係を具体的に説明する。噴射流２４は吸気路側に空所３２に入り、一方、吸
気路１４を通して流れる空気が転倒流及び／又はねじれ流で向かい合っている側
面に、即ち例えば排気路側で空所に入り、反対方向に又は噴射流２４で空所３２
に入る。空気流２６は噴射流の下に作用し、この噴射流を停止し、燃焼室２８の
点線で示された負荷を生じ、燃焼室２８には点火箇所２０がある。
【００１６】 図３は、隆起部３４により燃料空所３６と空気空所３８に分割されている空所
３２を備えるこの発明によるピストン１０における所定流れ関係を具体的に説明
する。噴射流２４と空気流２６は前もって説明の様に対抗方向から二重空所３６
、３８に流入され、隆起部３４から下降され、この隆起部の上部で混合し、適切
な方法で点火箇所２０にて点火可能な混合気を造る。この際に空所３６、３８並
びに隆起部３４は全く十分な混合気発生並びに隆起部側面角αとβの正確な調整
と燃料の噴射角の位置に影響を与える。
【００１７】 図４から図１３までは、この発明による四サイクル内燃機関用のピストン幾何
学の種々の実施例を示し、特にそれぞれ断面Ａ−Ａにおける若干の測定値がピス
トン幾何学を特徴付ける本質的寸法を特徴とする。さらに、くぼみ４０が認めら
れ、そのくぼみには排気路或いは吸気路１４、１６の図示しない弁皿がピストン
の上死点で中に突き出す。
【００１８】 図４から図９までによる実施態様は、それぞれに一個のみの空所３２を有する
。図１或いは図４Ｃから図９Ｃまでによる切断面において、その切断面は噴射ノ
ズル２２、吸気路１４、排気路１６と中心長手軸線３０を切断し（図１）、空所
３２は７ｍｍから１８ｍｍまで、特に８ｍｍ，１６．５６ｍｍ，１１．８２ｍｍ
，１１．７７ｍｍ或いは９．６５ｍｍの空所縁の最高位置に関する深さｔ（図４
）を有する。さらに、空所３２のピストン面の最高点を形成する縁部分は６ｍｍ
から３０ｍｍまで、特に９．２７ｍｍ，９．３３ｍｍ，８．９７ｍｍ，１０．２
５ｍｍ，２５．５９ｍｍ，或いは６．１７ｍｍの中心長手軸線に対する垂直な距
離ｘ（図４Ｃ）を有する。この切断平面において空所壁の接線がピストン面の最
高点を形成する縁部分にて中心長手軸線３０とにより３度から３３度まで、特に
３．３度，７．４度，８．９度，１９．７度，３０．９度或いは３１．１度の角
度γ（図４Ｃ）を形成し、そして空所壁の接線が角度γに向かい合っている縁部
分には中心長手軸線３０により２０度から５１度まで、特に２３．６度、２６．
５度、２８．８度、３２度、４７．６度或いは５０．２度の角度γ’（図４Ｃ）
を形成し、そしてピストン面１２の最高点に隣接するピストン面部分の接線が中
心長手軸線３０に垂直な平面により１０度から２５度まで、特に１２度或いは２
１度の角度γ”（図４Ｃ）を形成する。
【００１９】 図１０から図１３までによる実施態様の場合には、ピストン面１２には噴射方
向を横切る空所３２を燃料空所３６と空気空所３８に分割する隆起部（３４）を
設けており、隆起部３４は好ましい実施態様のピストン面１２より突き出ている
。図１或いはそれぞれに図１０Ｃから図１３Ｃまでによる切断平面において燃料
空所３６は隆起部３４と下燃料空所縁との間の最大深さｔka（図１０Ｃ）をおよ
そ４ｍｍから１３ｍｍまで、特に１１．１ｍｍ（図１０Ｃ），１１．４１ｍｍ（
図１１Ｃ），１１．４７ｍｍ（図１２Ｃ）或いは４．６ｍｍ（図１３Ｃ）とする
。最高位置と下空所縁との間に寸法ｔkbは４と８ｍｍの間の値、特に６ｍｍ，７
．６１ｍｍ，と４．６ｍｍを有する。更に、空気空所３８は隆起部３４に向かい
合っている空気空所縁に関する深さｔL （図１０Ｃ）を２ｍｍから１０ｍｍまで
、特に８ｍｍ，３．０７ｍｍ，２．５ｍｍ或いは８．５ｍｍを有する。隆起部３
４に向かい合っている空気空所縁は３３ｍｍから３６ｍｍまで、特に３５．７６
ｍｍ，３４．６ｍｍ，３５．７５ｍｍ或いは３３．２７ｍｍの中心長手軸線３０
に対する垂直距離ｘL （図１０Ｃ）を有する。隆起部３４は０ｍｍから７ｍｍま
で、特に０．５ｍｍ，６．８５ｍｍ，４．１４ｍｍ或いは２ｍｍの中心長手軸線
３０に対する垂直距離ｘE （図１０Ｃ）を有する。燃料空所壁の接線が隆起部３
４に向かい合っている燃料空所縁にて中心長手軸線３０により４０度から６２度
まで、特に５６．４度、４８．９度、４９．８度或いは６０．４度の角度γK1（
図１０Ｃ）を形成する。燃料空所壁の接線が隆起部３４にて中心長手軸線３０に
より８度から５０度まで、特に２０．９度、１２．５度、１８．７度或いは４５
．５度の角度γK2（図１０Ｃ）を形成する。隆起部３４における空気空所壁の接
線が中心長手軸線３０により０度から８０度まで、特に２３．２度、６４．６度
、７７．３度或いは４７．７度の角度γL2（図１０Ｃ）を形成する。空気空所壁
の接線が隆起部３４に向かい合っている燃料空所縁にて中心長手軸線３０により
３０度から６２度まで、特に５０．６度、５４．２度、６０．４度或いは３４．
８度の角度γL1（図１０Ｃ）を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による四サイクル内燃機関の好ましい実施態様を示す。
【図２】 原理的表現でピストン幾何学用の好ましい第一実施態様を示す。
【図３】 原理的表現でピストン幾何学用の好ましい第二実施態様を示す。
【図４から図９まで】 それぞれに上面図の斜視図とそれぞれの上面図における線による適切な切断図
とにおける図２によるピストン幾何学の特殊実施例を示す。
【図１０から図１３】 それぞれに上面図の斜視図とそれぞれの上面図における線による適切な切断図
とにおける図３によるピストン幾何学の特殊実施例を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月２日（２０００．１０．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 直接噴射を備える四サイクル内燃機関
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、請求項１の上位概念に基づいて、燃焼室内の噴射ノズルと、吸気
弁を備える少なくとも一個の吸気路と、排気弁を備える少なくとも一個の排気路
とを備えて、吸気弁と排気弁が燃焼室の向かい合っている側面に配置されていて
、噴射ノズルが吸気弁側に配置されており、ピストン面に形成された少なくとも
一個の空所を備えて、ピストンがその運動方向に延びている中心長手軸線を有し
ており、空所が吸気弁側に配置されていて、その空所は吸気弁と噴射ノズルに関
して、適当な方法で形成された吸気路が吸気弁を介して燃焼室に入る空気流に到
り、噴射ノズルから燃焼室に入る噴射流が空所の向かい合っている側面に到るよ
うに、ピストン面の最高点を形成する周辺輪郭の少なくとも一個の縁部分により
形成されており、さらにピストン面には噴射方向を横切る空所を燃料空所と空気
空所に分割する隆起部は、燃料空所への噴射流が隆起部に向かい合っている側面
に到り、空気流が空気空所への噴射流に関して反対方向に隆起部に向かい合って
いる側面に到るように形成されており、燃料を直接噴射する外部点火を備える四
サイクル内燃機関に関する。
【０００２】 直接噴射を備える四サイクル内燃機関の燃焼室内の空気と燃料とから成る適し
た混合気を作るために、特殊な転倒或いはねじれ流れを生じる吸気路を用意して
適切な空所や案内リブを備えるピストン面を形成することは知られている。ねじ
れ流れの場合には、シリンダ給気は例えばシリンダ軸線を中心として吸気路周辺
に基づいて回転し、一方、転倒流れの場合には、回転はクランク軸のひとつに平
行な軸線を中心に観察すべきである。
【０００３】 ドイツ特許出願公開第１９７１３０３０号明細書、ドイツ特許出願公開第１９
７１３０２９号明細書とドイツ特許出願公開第１９７１３０２８号明細書はそれ
ぞれに外部点火と直接噴射を備える四サイクル内燃機関を記載し、一個のシリン
ダのそれぞれのピストンのピストン表面がそれぞれに一個のＨ字状、Ｔ字状或い
はＵ字状案内リブ装備を有する。
【０００４】 欧州特許出願公開第０６３９７０３号明細書と欧州特許出願公開第０６９４６
８２号明細書から、直接噴射を備える内燃機関のそれぞれ一個の他の実施態様が
知られており、吸気路の形成によってねじれ流れがシリンダ室において発生され
る。ピストン表面は取り囲む粉砕面を備える鍛造された空所を有し、この空所は
燃焼室にある中央点火プラグと半径方向に配置された噴射弁がそれぞれに空所縁
にあるように、偏心的に配置されている。燃料は目的に合ってこの目的に形成さ
れた空所縁に対して噴射される。ここで、ピストン表面は、燃料噴射をまず第一
に飛散させる役目を有する。ねじれ流れは飛散されて空所から跳ね返る燃料を点
火プラグへ搬送する役目を得る。
【０００５】 欧州特許出願公開第０５５８０７２号明細書から、吸気路の形状と配置によっ
て燃焼室流れの逆転倒運動が発生されて、その運動はピストン表面のジャンプ台
状構成によって強化されるエンジンの他の実施態様が知られている。このピスト
ン表面は同時にシリンダ中心に配置されている点火プラグに対して噴射流の転向
に役立つ。噴射流と燃焼室流れは同じ方向でピストン表面に軽く触れる。けれど
も、噴射流或いは噴射流からピストンでの転向後に生じる混合気雲は、点火プラ
グの近くのシリンダヘッド壁へ突き当たった後にあらゆる方向にほとんど妨げら
れることなく広がり得る。それ故に、ピストンでの転向後の混合気雲の最も濃い
濃度に関する努力が認識できない。更に、ピストン表面に形成されたジャンプ台
は排気弁の下に粉砕面を造る。このジャンプ台は確かにエンジンの圧縮中に上死
点前に短く所望追加流れ運動を発生させる。けれども、これは死点通過後に逆に
なり、それは圧縮中に形成された混合気濃度を離散させる。
【０００６】 総てのこれらの配置は、四サイクル内燃機関の全特性領域にわたり、最適な混
合気発生が生じないと言う欠点を有する。
【０００７】 この発明の課題は、前記欠点が克服される前記種類の改良されたピストンを使
用させることである。
【０００８】 この課題は、この発明によると、請求項１にて特徴づけられた特徴事項を備え
る前記種類の四サイクル内燃機関によって解決される。この発明の好ましい構成
は従属請求項に挙げられている。
【０００９】 その上、この発明によると、切断平面において燃料空所が隆起部と下燃料空所
縁との間の４ｍｍから１２ｍｍまでの深さｔKaを有し、切断平面において空気空
所が隆起部に向かい合っている空気空所縁に関して２ｍｍから１０ｍｍまでの深
さｔL を有し、切断平面において燃料空所壁の接線が隆起部に向かい合っている
燃料空所縁にて中心長手軸線により４０度から６２度までの角度γK1を形成し、
そして切断平面において空気空所壁の接線が隆起部に向かい合っている燃料空所
縁にて中心長手軸線により３０度から６２度までの角度γL1を形成する。
【００１０】 この特別な幾何学的特徴事項の結合によって意外な方法で層形状の最適な抑制
が広い特性領域におけるインゼクタ或いは噴射ノズルと点火箇所或いは点火プラ
グの立体的配置の正確な調整によって生じる。インゼクタの連続飛散や使用条件
付け変更に関する混合気発生の感度は減少される。燃焼経過は卓越した全負荷ポ
テンシャルのあらゆる条件の同時考慮の際に連続的エネルギ−代謝を示す。更に
、この発明は簡単に既に存在する多弁シリンダヘッド構想に一体化できる。
【００１１】 それぞれの好ましい実施態様では、隆起部がピストン面から突き出し、その深
さｔKaは１１．１ｍｍ，１１．４１ｍｍ，１１．４７ｍｍ或いは４．６ｍｍであ
り、深さｔL は８ｍｍ，３．０７ｍｍ，２．５ｍｍ或いは８．５ｍｍであり、角
度γL1は５０．６度、５４．２度、６０．４度或いは３４．８度であり、角度γ
K1は５６．４度、４８．９度、４９．８度或いは６０．４度であり、切断面にお
いて隆起部に向かい合っている空気空所縁は３３ｍｍから３６ｍｍまで、特に３
５．７６ｍｍ，３４．６ｍｍ，３５．７５ｍｍ或いは３３．２７ｍｍの中心長手
軸線に対する垂直距離ｘL を有し、切断面において隆起部は０ｍｍから７ｍｍま
で、特に０．５ｍｍ，６．８５ｍｍ，２ｍｍ，４．１４ｍｍ或いは２ｍｍの中心
長手軸線に対する垂直距離ｘE を有し、切断面において燃料空所壁の接線が隆起
部にて中心長手軸線により１０度から５０度まで、特に２０．９度、１２．５度
、１８．７度或いは４５．５度の角度γK2を形成し、及び／又は切断面において
空気空所壁の接線が隆起部にて中心長手軸線により０度から８０度まで、特に２
３．２度、６４．６度、７７．３度或いは４７．７度の角度γL2を形成する。
【００１２】 この発明の他の特徴、利点と好ましい構成は、従属請求項並びに添付図面に基
づくこの発明の次の説明から明らかに成る。これらは、図１にこの発明による四
サイクル内燃機関の好ましい実施態様を示し、図２には原理的表現でピストン幾
何学用の好ましい第二実施態様を示し、図３から図６までには、それぞれに上面
図の斜視図とそれぞれの上面図における線による適切な切断図とにおける図２に
よるピストン幾何学の特殊実施例を示す。
【００１３】 図１に図示されたこの発明による四サイクル内燃機関の好ましい実施態様は、
シリンダ１３内で上下移動できるピストン面１２を備えるピストン１０と、吸気
弁軸線１５を備える吸気路１４と、排気弁軸線１７を備える排気路１６並びに点
火箇所２０を備える点火プラグ１８を有する。噴射ノズル２２によって噴射流２
４内の燃料が噴射軸線２５の方向に噴射できる。吸気路１４を通って新鮮空気が
燃焼室２８内の転倒流２６に流入される。
【００１４】 ピストンは点火プラグ１８の縦軸線と一直線に並べる或いはほぼ点火プラグ１
８の近くに位置する中心長手軸線３０を形成し、点火箇所２０は中心長手軸線３
０に或いは中心長手軸線３０の直線付近に位置する。ピストン面１２は噴射流２
４が向けられている空所３２を有する。図１から直接に明らかであるように、噴
射ノズル２２は吸気路側に且つ吸気路１４の下方に配置されている。その際に二
つ或いは複数の吸気或いは排気路１４、１６が設けられ得る。その時にこれらは
例えば分離された吸気路遮断部を形成している。その際に空所３２並びに吸気路
１４と排気路１６及び噴射ノズル２２の配置は、この発明によると、転倒流のみ
或いはねじれ流と結合された転倒流が生じるように、選択されている。複数の排
気路１６における配列は、特に二股である。
【００１５】 図２は隆起部３４により燃料空所３６と空気空所３８に分割されている空所３
２を備えるこの発明によるピストン１０における所定流れ関係を具体的に説明す
る。噴射流２４と空気流２６は反対方向から二重空所３６，３８に入り、隆起部
３４から下降され、この隆起部の上部で混合し、適切な方法で点火箇所２０にて
点火可能な混合気を形成する。この際に空所３６，３８並びに隆起部３４は、全
く十分に混合気形成並びに隆起側面角αとβの正確な調整と燃料の噴射角の位置
に影響を与える。
【００１６】 図３から図６までによる実施態様の場合には、ピストン面１２には噴射方向を
横切る空所３２を燃料空所３６と空気空所３８に分割する隆起部（３４）を設け
ており、隆起部３４は好ましい実施態様のピストン面１２から突き出ている。図
１或いはそれぞれに図３Ｃから図６Ｃまでによる切断平面において燃料空所３６
は隆起部３４と下燃料空所縁との間の最大深さｔka（図３Ｃ）をおよそ４ｍｍか
ら１３ｍｍまで、特に１１．１ｍｍ（図３Ｃ），１１．４１ｍｍ（図４Ｃ），１
１．４７ｍｍ（図５Ｃ）或いは４．６ｍｍ（図６Ｃ）の値にする。最高位置と下
空所縁との間に寸法ｔkbは４と８ｍｍの間の値、特に６ｍｍ，７．６１ｍｍ，と
４．６ｍｍを有する。更に、空気空所３８は隆起部３４に向かい合っている空気
空所縁に関する深さｔL （図３Ｃ）を２ｍｍから１０ｍｍまで、特に８ｍｍ，３
．０７ｍｍ，２．５ｍｍ或いは８．５ｍｍの値を有する。隆起部３４に向かい合
っている空気空所縁は３３ｍｍから３６ｍｍまで、特に３５．７６ｍｍ，３４．
６ｍｍ，３５．７５ｍｍ或いは３３．２７ｍｍの中心長手軸線３０に対する垂直
距離ｘL （図３Ｃ）を有する。隆起部３４は０ｍｍから７ｍｍまで、特に０．５
ｍｍ，６．８５ｍｍ，４．１４ｍｍ或いは２ｍｍの中心長手軸線３０に対する垂
直距離ｘE （図３Ｃ）を有する。燃料空所壁の接線が隆起部３４に向かい合って
いる燃料空所縁にて中心長手軸線３０により４０度から６２度まで、特に５６．
４度、４８．９度、４９．８度或いは６０．４度の角度γK1（図３Ｃ）を形成す
る。燃料空所壁の接線が隆起部３４にて中心長手軸線３０により８度から５０度
まで、特に２０．９度、１２．５度、１８．７度或いは４５．５度の角度γK2（
図３Ｃ）を形成する。隆起部３４における空気空所壁の接線が中心長手軸線３０
により０度から８０度まで、特に２３．２度、６４．６度、７７．３度或いは４
７．７度の角度γL2（図３Ｃ）を形成する。空気空所壁の接線が隆起部３４に向
かい合っている燃料空所縁にて中心長手軸線３０により３０度から６２度まで、
特に５０．６度、５４．２度、６０．４度或いは３４．８度の角度γL1（図３Ｃ
）を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による四サイクル内燃機関の好ましい実施態様を示す。
【図２】 原理的表現でピストン幾何学用の好ましい第二実施態様を示す。
【図３から図６まで】 それぞれに上面図の斜視図とそれぞれの上面図における線による適切な切断図
とにおける図２によるピストン幾何学の特殊実施例を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リントラウ・ミヒャエル ドイツ連邦共和国、38104 ブラウンシュ ヴァイク、グレンツヴェーク、１ (72)発明者 リッパート・エードゥアルト ドイツ連邦共和国、38547 カルバラー、 アム・シュタインカンプ、３ (72)発明者 シュティーベルス・ベルント ドイツ連邦共和国、38550 イーゼンビュ ッテル、オスターカンプ、23 (72)発明者 テーオバルト・イェルク ドイツ連邦共和国、38165 レーレ、ドル ンヴェーク、17 Ｆターム(参考） 3G023 AA07 AB03 AC05 AD01 AD06 AD09 AD14 AD29 AG01 【要約の続き】 より形成されている。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室（２８）内の噴射ノズル（２２）と、吸気弁（１５）を備
    える少なくとも一個の吸気路（１４）と、排気弁（１７）を備える少なくとも一
    個の排気路（１６）とを備えて、吸気弁（１５）と排気弁（１７）が燃焼室（２
    ８）の向かい合っている側面に配置されていて、噴射ノズル（２２）が吸気弁側
    に配置されており、ピストン面（１２）に形成された少なくとも一個の空所（３
    ２、３６、３８）を備えて、ピストン（１０）がその運動方向に延びている中心
    長手軸線（３０）を有しており、燃料を直接噴射する外部点火手段を備える四サ
    イクル内燃機関において、空所（３２、３６、３８）は吸気弁側に配置されてい
    て、空所（３２、３６、３８）は吸気弁（１５）と噴射ノズル（２２）に関して
    、適当な方法で形成された吸気路（１４）が吸気弁（１５）を介して燃焼室（２
    ８）に入る空気流（２６）に到り、噴射ノズル（２２）から燃焼室（２８）に入
    る噴射流（２４）が空所（３２、３６、３８）の向かい合っている側面に到るよ
    うに、ピストン面（１２）の最高点を形成する少なくとも一個の縁部分により形
    成されていることを特徴とする四サイクル内燃機関。
  2. 【請求項２】 噴射ノズル（２２）、吸気路（１４）、排気路（１６）と中心長
    手軸線（３０）を切断する切断面において空所（３２）は７ｍｍから１８ｍｍま
    で特に８ｍｍ，１６．５６ｍｍ，１１．８２ｍｍ，１１．７７ｍｍ或いは９．６
    ５ｍｍの空所縁の最高位置に関する深さｔを有することを特徴とする請求項１に
    記載の四サイクル内燃機関。
  3. 【請求項３】 ピストン面の最高点を形成する縁部分の切断面において空所（３
    ２）は６ｍｍから３０ｍｍまで、特に９．２７ｍｍ，９．３３ｍｍ，８．９７ｍ
    ｍ，１０．２５ｍｍ，２５．５９ｍｍ，或いは６．１７ｍｍの中心長手軸線に対
    する垂直な距離ｘを有することを特徴とする請求項２に記載の四サイクル内燃機
    関。
  4. 【請求項４】 切断面において空所壁の接線がピストン面（１２）の最高点を形
    成する縁部分にて中心長手軸線（３０）により３度から３３度まで、特に３．３
    度，７．４度，８．９度，１９．７度，３０．９度或いは３１．１度の角度γを
    形成することを特徴とする請求項２或いは請求項３に記載の四サイクル内燃機関
    。
  5. 【請求項５】 切断面において空所壁の接線が角度γに向かい合っている縁部分
    には中心長手軸線（３０）により２０度から５１度まで、特に２３．６度、２６
    ．５度、２８．８度、３２度、４７．６度或いは５０．２度の角度γ’を形成す
    ることを特徴とする請求項４に記載の四サイクル内燃機関。
  6. 【請求項６】 切断面においてピストン面部分の接線がピストン面（１２）の最
    高点に隣接して中心長手軸線（３０）に対して垂直な平面により１０度から２５
    度まで、特に１２度或いは２１度の角度γ”を形成することを特徴とする請求項
    ２から請求項５までのいずれか一項に記載の四サイクル内燃機関。
  7. 【請求項７】 ピストン面（１２）には噴射方向を横切る空所（３２）を燃料空
    所（３６）と空気空所（３８）に分割する隆起部（３４）は、燃料空所（３６）
    への噴射流（２４）が隆起部（３４）に向かい合っている側面に到り、空気流（
    ２６）が空気空所（３８）への噴射流（２４）に関して反対方向に隆起部（３４
    ）に向かい合っている側面に到るように、形成されていることを特徴とする請求
    項１に記載の四サイクル内燃機関。
  8. 【請求項８】 隆起部（３４）はピストン面（１２）から突き出すことを特徴と
    する請求項７に記載の四サイクル内燃機関。
  9. 【請求項９】 切断面において燃料空所（３６）は隆起部（３４）と下燃料空所
    縁との間の深さｔkaを４ｍｍから１２ｍｍまで、特に１１．１ｍｍ，１１．４１
    ｍｍ，１１．４７ｍｍ或いは４．６ｍｍとすることを特徴とする請求項７或いは
    請求項８に記載の四サイクル内燃機関。
  10. 【請求項１０】 切断面において空気空所（３８）は隆起部（３４）に向かい合
    っている空気空所縁に関して２ｍｍから１０ｍｍまで、特に８ｍｍ，３．０７ｍ
    ｍ，２．５ｍｍ或いは８．５ｍｍの深さｔL を有することを特徴とする請求項７
    乃至請求項９のいずれか一項に記載の四サイクル内燃機関。
  11. 【請求項１１】 切断面において隆起部（３４）に向かい合っている空気空所縁
    は３３ｍｍから３６ｍｍまで、特に３５．７６ｍｍ，３４．６ｍｍ，３５．７５
    ｍｍ或いは３３．２７ｍｍの中心長手軸線（３０）に対する垂直距離ｘL を有す
    ることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の四サイクル
    内燃機関。
  12. 【請求項１２】 切断面において隆起部（３４）は０ｍｍから７ｍｍまで、特に
    ０．５ｍｍ，６．８５ｍｍ，２ｍｍ，４．１４ｍｍ或いは２ｍｍの中心長手軸線
    （３０）に対する垂直距離ｘE を有することを特徴とする請求項７乃至請求項１
    １のいずれか一項に記載の四サイクル内燃機関。
  13. 【請求項１３】 切断面において燃料空所壁の接線が隆起部（３４）に向かい合
    っている燃料空所縁にて中心長手軸線（３０）により４０度から６２度まで、特
    に５６．４度、４８．９度、４９．８度或いは６０．４度の角度γK1を形成する
    ことを特徴とする請求項７乃至請求項１２のいずれか一項に記載の四サイクル内
    燃機関。
  14. 【請求項１４】 切断面において燃料空所壁の接線が隆起部（３４）にて中心長
    手軸線（３０）により１０度から５０度まで、特に２０．９度、１２．５度、１
    ８．７度或いは４５．５度の角度γK2を形成することを特徴とする請求項７乃至
    請求項１３のいずれか一項に記載の四サイクル内燃機関。
  15. 【請求項１５】 切断面において空気空所壁の接線が隆起部（３４）にて中心長
    手軸線（３０）とにより０度から８０度まで、特に２３．２度、６４．６度、７
    ７．３度或いは４７．７度の角度γL2を形成することを特徴とする請求項７乃至
    請求項１４のいずれか一項に記載の四サイクル内燃機関。
  16. 【請求項１６】 切断面において空気空所壁の接線が隆起部（３４）に向かい合
    っている燃料空所縁にて中心長手軸線（３０）とにより３０度から６２度まで、
    特に５０．６度、５４．２度、６０．４度或いは３４．８度の角度γL1を形成す
    ることを特徴とする請求項７乃至請求項１５のいずれか一項に記載の四サイクル
    内燃機関。
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