JP2011026965A

JP2011026965A - Internal combustion engine

Info

Publication number: JP2011026965A
Application number: JP2009170333A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ishii; 義範石井
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2011-02-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of reducing a discharged amount of hydrocarbon (HC). <P>SOLUTION: A groove 15 is provided at the top surface of a piston 3 stored in the cylinder 2 of a diesel engine 1 at the outer periphery of a cavity 8 so as to suppress the flow of a fuel gas F from the cavity 8 toward the liner 2a of the cylinder 2. The groove 15 extends continuously along the outer periphery of the top surface of the piston 3. Since the flow of the fuel gas F diffusing from the cavity 8 toward the liner 2a can be suppressed by the groove 15, an amount of the fuel gas flowing to the liner 2a and adhering thereto can be reduced. Consequently, a discharged amount of HC can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に関し、更に詳しくは、炭化水素（ＨＣ）の排出量を低減することができる内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine that can reduce hydrocarbon (HC) emissions.

ディーゼル機関のピストンの頂面には、燃焼室と呼ばれる窪みが設けられている。この燃焼室は、シリンダライナへの燃料の付着の防止および旋回流の強化による燃料と空気との混合促進を目的としている。図１３に示すように、燃料噴射ノズルから噴射された燃料は、ピストン５０の燃焼室５１の壁面に衝突し、その大部分が燃焼室５１内に留まったまま蒸発し燃焼する（図１３の符号Ｆは燃料ガスを示している）。 A depression called a combustion chamber is provided on the top surface of the piston of the diesel engine. The purpose of this combustion chamber is to prevent the fuel from adhering to the cylinder liner and to promote the mixing of fuel and air by strengthening the swirling flow. As shown in FIG. 13, the fuel injected from the fuel injection nozzle collides with the wall surface of the combustion chamber 51 of the piston 50, and most of the fuel stays in the combustion chamber 51 to evaporate and burn (reference numeral in FIG. 13). F indicates fuel gas).

このようにピストン頂面に燃焼室５１を設ける構造においては、燃料噴霧を燃焼室の壁面に衝突させ、燃料ガスＦを燃焼室５１内に分布させることにより、燃料がライナ５２に付着するのを防ぐようにしている。しかし、その反面、燃料噴霧の飛距離（拡散）が抑制される結果、燃焼室５１の外側のシリンダヘッド５３の下面と、ピストン５０の頂面との隙間のスキャッシュエリア５４に残る空気を十分に利用できない。 In the structure in which the combustion chamber 51 is provided on the top surface of the piston in this way, the fuel spray collides with the wall surface of the combustion chamber and the fuel gas F is distributed in the combustion chamber 51 so that the fuel adheres to the liner 52. I try to prevent it. On the other hand, however, the flight distance (diffusion) of the fuel spray is suppressed, and as a result, sufficient air remains in the scuff area 54 in the gap between the lower surface of the cylinder head 53 outside the combustion chamber 51 and the top surface of the piston 50. Not available for

このため、燃焼室の形状を工夫して、燃料の一部をスキャッシュエリア５４に積極的に分布させるような試みもなされているが（例えば特許文献１参照）、図１４の破線Ｒに示すように、ライナ５２への燃料ガスＦの到達は避けられず、ＨＣの排出量の増大を招いてしまう、という問題がある。すなわち、スキャッシュエリアへの積極的な燃料の拡散と、シリンダライナへの燃料付着量とはトレードオフの関係にあり、このことが燃焼室形状の選定を困難にしている。 For this reason, attempts have been made to devise the shape of the combustion chamber so as to positively distribute a part of the fuel in the scaque area 54 (see, for example, Patent Document 1), which is indicated by a broken line R in FIG. As described above, the arrival of the fuel gas F to the liner 52 is unavoidable, and there is a problem that the amount of HC emission increases. That is, there is a trade-off relationship between the aggressive fuel diffusion to the scuff area and the amount of fuel adhering to the cylinder liner, which makes it difficult to select the combustion chamber shape.

なお、例えば特許文献２には、渦流室式ディーゼルエンジンにおいて、渦流室に噴口を介して連通する主燃焼室のピストン頂面に双葉状ガス案内キャビティを備え、そのキャビティから離間した位置であって上記噴口に対向する位置のピストンの頂面またはシリンダヘッドの下面に、渦流室から噴口を通じて主燃焼室に流入した燃焼ガスの直進を止めるガス流転溝を設ける技術が開示されている。 For example, in Patent Document 2, in a vortex chamber type diesel engine, a twin leaf gas guide cavity is provided on the piston top surface of a main combustion chamber communicating with the vortex chamber via an injection hole, and the position is separated from the cavity. A technique is disclosed in which a gas flow groove is provided on the top surface of a piston or the lower surface of a cylinder head at a position facing the nozzle hole to stop the straight movement of combustion gas flowing into the main combustion chamber from the vortex chamber through the nozzle hole.

特開平８−２９６４４２号公報JP-A-8-296442 特開平７−１６６８６８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-166868

本発明の目的は、ＨＣの排出量を低減することができる内燃機関を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of reducing HC emissions.

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、ピストンの頂面において燃焼室よりも外周に、前記燃焼室からシリンダのライナに向かって燃料ガスが流れるのを抑制する溝を設けたものである。これにより、燃焼室からシリンダのライナに向かって拡散する燃料ガスの流れを溝により抑制することができるので、シリンダのライナまで到達して付着する燃料ガスの量を低減することができる。その結果、ＨＣの排出量を低減することができる。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention is provided with a groove on the top surface of a piston, on the outer periphery of the combustion chamber, for suppressing the flow of fuel gas from the combustion chamber toward the liner of the cylinder. It is. As a result, the flow of the fuel gas diffusing from the combustion chamber toward the liner of the cylinder can be suppressed by the groove, so that the amount of the fuel gas that reaches and adheres to the liner of the cylinder can be reduced. As a result, the amount of HC emission can be reduced.

また、上記した内燃機関において、前記溝を、前記ピストンの頂面の外周に沿って連続的に延在形成したものである。これにより、ピストンの頂面の全周にわたって、燃焼室からシリンダのライナに向かって拡散する燃料ガスの流れを抑制することができるので、シリンダのライナに付着する燃料ガスの量をさらに低減することができる。その結果、ＨＣの排出量をさらに低減することができる。 In the internal combustion engine described above, the groove is formed so as to continuously extend along the outer periphery of the top surface of the piston. As a result, the flow of fuel gas diffusing from the combustion chamber toward the cylinder liner can be suppressed over the entire circumference of the top surface of the piston, thereby further reducing the amount of fuel gas adhering to the cylinder liner. Can do. As a result, the amount of HC emission can be further reduced.

また、上記した内燃機関において、前記溝を、前記燃焼室よりも外周側で、前記ピストンの外周に近い側に形成したものである。これにより、シリンダのライナに到達する燃料ガスの量を減らしつつ、燃料ガスを可能な限りスキャッシュエリアに拡散させることができるので、スキャッシュエリアの空気の利用率を向上させることができる。その結果、燃焼効率を向上させることができるので、スモークの発生を抑制することができる。また、スキャッシュエリアへの燃料の拡散とライナへの燃料付着低減とを両立することができるので、燃焼室の形状の選定を容易にすることができる。 In the internal combustion engine described above, the groove is formed on the outer peripheral side of the combustion chamber and closer to the outer periphery of the piston. As a result, the fuel gas can be diffused as much as possible into the scuff area while reducing the amount of fuel gas that reaches the liner of the cylinder, so that the air utilization rate of the scuff area can be improved. As a result, the combustion efficiency can be improved, and the generation of smoke can be suppressed. In addition, since it is possible to achieve both the diffusion of fuel to the squash area and the reduction of fuel adhesion to the liner, the shape of the combustion chamber can be easily selected.

本発明の内燃機関によれば、ピストンの頂面において燃焼室よりも外周に、燃焼室からシリンダのライナに向かって燃料ガスが流れるのを抑制するように溝を設けたことにより、燃焼室からシリンダのライナに向かって拡散する燃料ガスの流れを溝により抑制することができるので、シリンダのライナまで到達して付着する燃料ガスの量を低減することができる。その結果、ＨＣの排出量を低減することができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, the groove is provided at the outer periphery of the top surface of the piston from the combustion chamber so as to suppress the flow of fuel gas from the combustion chamber toward the liner of the cylinder. Since the flow of the fuel gas that diffuses toward the liner of the cylinder can be suppressed by the groove, the amount of the fuel gas that reaches and adheres to the liner of the cylinder can be reduced. As a result, the amount of HC emission can be reduced.

本発明の実施の形態の内燃機関本体の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the internal combustion engine main body of embodiment of this invention. 図１の内燃機関のピストンの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the piston of the internal combustion engine of FIG. 図１の内燃機関においてライナ方向への燃料ガスの拡散が溝により弱まる様子をシミュレーションにより確認した図である。It is the figure which confirmed how a fuel gas diffusion to the liner direction weakened by a slot in the internal-combustion engine of Drawing 1 by simulation. 炭化水素の排出量を従来の内燃機関と図１の内燃機関とで比較して示したグラフ図である。FIG. 2 is a graph showing a comparison of hydrocarbon emissions between a conventional internal combustion engine and the internal combustion engine of FIG. 1. 図１の内燃機関のピストン頂面の平面図である。It is a top view of the piston top surface of the internal combustion engine of FIG. 図１の内燃機関のピストン頂面の他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the piston top surface of the internal combustion engine of FIG. 図１の内燃機関のピストン頂面の他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the piston top surface of the internal combustion engine of FIG. 図１の内燃機関のピストン頂面の他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the piston top surface of the internal combustion engine of FIG. 図１の内燃機関のピストン頂面の他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the piston top surface of the internal combustion engine of FIG. 図９のピストン頂面の要部拡大平面図である。FIG. 10 is an enlarged plan view of a main part of the piston top surface in FIG. 9. 図１の内燃機関のピストン頂面の他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the piston top surface of the internal combustion engine of FIG. 図１１のピストン頂面の要部拡大平面図である。It is a principal part enlarged plan view of the piston top surface of FIG. 従来の内燃機関の燃焼室での燃料噴霧の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the fuel spray in the combustion chamber of the conventional internal combustion engine. 従来の内燃機関においてライナ方向への燃料ガスの拡散の様子をシミュレーションにより確認した図である。It is the figure which confirmed the mode of diffusion of fuel gas to a liner direction in the conventional internal-combustion engine by simulation.

以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１に示す本実施の形態の内燃機関は、例えばトラックのような自動車両に搭載されるディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１である。このエンジン１は、シリンダ２と、ピストン３と、シリンダヘッド４とを有しており、このシリンダ２の内壁面と、ピストン３の頂面と、シリンダヘッド４の下面とで囲まれた部分にシリンダ室が形成されている。 The internal combustion engine of the present embodiment shown in FIG. 1 is a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1 mounted on a motor vehicle such as a truck. The engine 1 includes a cylinder 2, a piston 3, and a cylinder head 4. A portion surrounded by an inner wall surface of the cylinder 2, a top surface of the piston 3, and a lower surface of the cylinder head 4. A cylinder chamber is formed.

シリンダ２は、燃料ガスをシリンダ室内に収める円筒状の部品である。このシリンダ２の内壁にはライナ２ａが設けられている。このライナ２ａは、ピストン３の往復運動を滑らかに行わせるための円筒状の部品である。シリンダ２においてライナ２ａの外側の肉厚部分には冷却通路２ｂが設けられている。この冷却通路２ｂは、シリンダ冷却用の冷却媒体が流れる通路である。 The cylinder 2 is a cylindrical part that stores fuel gas in the cylinder chamber. A liner 2 a is provided on the inner wall of the cylinder 2. The liner 2a is a cylindrical part that allows the piston 3 to reciprocate smoothly. In the cylinder 2, a cooling passage 2b is provided in a thick portion outside the liner 2a. The cooling passage 2b is a passage through which a cooling medium for cooling the cylinder flows.

このシリンダ２の上部には、シリンダヘッド４が設置されている。このシリンダヘッド４には、インジェクタ（燃料噴射部）７が設置されている。このインジェクタ７は、燃料をシリンダ室内に直接噴射する装置であり、ピストン３の頂面中央に対向する位置にシリンダ２およびピストン３の軸心Ａに一致するように設置されている。インジェクタ７はコモンレール（図示せず）に接続され、そのコモンレールに貯留された高圧燃料がインジェクタ７に常時供給される。コモンレールへの燃料圧送は高圧サプライポンプ（図示せず）により行われる。 A cylinder head 4 is installed on the top of the cylinder 2. The cylinder head 4 is provided with an injector (fuel injection unit) 7. The injector 7 is a device that directly injects fuel into the cylinder chamber, and is installed at a position facing the center of the top surface of the piston 3 so as to coincide with the axial center A of the cylinder 2 and the piston 3. The injector 7 is connected to a common rail (not shown), and high-pressure fuel stored in the common rail is constantly supplied to the injector 7. Fuel pumping to the common rail is performed by a high-pressure supply pump (not shown).

インジェクタ７のノズル７ａの先端は、シリンダ室内に突出されている。このノズル７ａの突出先端部には、複数の微細な噴孔が形成されており、その複数の微細な噴孔から燃料が放射状に同時に噴射されるようになっている。 The tip of the nozzle 7a of the injector 7 protrudes into the cylinder chamber. A plurality of fine nozzle holes are formed at the projecting tip of the nozzle 7a, and fuel is simultaneously injected radially from the plurality of fine nozzle holes.

ノズル７ａの先端の各噴孔から噴射される燃料の噴射軸Ｂは、上記した軸心Ａに対してそれぞれ所定の噴射角度θだけ傾けられている。この噴射角度θは、燃料が燃料噴射期間の全期間に亘ってシリンダ室内の後述のキャビティ（燃焼室）８内に収まるような角度に設定されている。噴射角度θの決定にあたっては、燃料の噴射開始時期や燃料の噴射開始時のピストン３の頂面位置等に基づいて決定されている。 The injection axis B of the fuel injected from each nozzle hole at the tip of the nozzle 7a is inclined with respect to the above-described axis A by a predetermined injection angle θ. This injection angle θ is set to an angle that allows the fuel to be contained in a cavity (combustion chamber) 8 to be described later in the cylinder chamber over the entire fuel injection period. The injection angle θ is determined based on the fuel injection start timing, the top surface position of the piston 3 at the start of fuel injection, and the like.

また、上記のシリンダヘッド４には、吸気ポート９ａおよび吸気弁１０ａと、排気ポート９ｂおよび排気弁１０ｂとが、インジェクタ７を挟むように、インジェクタ７の左右に設置されている。吸気ポート９ａは吸気管１２ａに接続され、排気ポート９ｂは排気管１２ｂに接続されている。吸気弁１０ａはシリンダ室内と吸気管１２ａとの間の開閉を行い、排気弁１０ｂはシリンダ室内と排気管１２ｂとの間の開閉を行う。 In the cylinder head 4, an intake port 9 a and an intake valve 10 a, and an exhaust port 9 b and an exhaust valve 10 b are installed on the left and right sides of the injector 7 so as to sandwich the injector 7. The intake port 9a is connected to the intake pipe 12a, and the exhaust port 9b is connected to the exhaust pipe 12b. The intake valve 10a opens and closes between the cylinder chamber and the intake pipe 12a, and the exhaust valve 10b opens and closes between the cylinder chamber and the exhaust pipe 12b.

また、シリンダ２の内部には、ピストン３がシリンダ２の内壁のライナ２ａに沿って往復運動可能な状態で設置されている。このピストン３の頂面中央には、燃焼室を形成するキャビティ８が凹設されている。このキャビティ８は、底面（壁面）８ａと、キャビティ８の最外周で底面８ａに交差する側面（壁面）８ｂとにより区画されている。 A piston 3 is installed inside the cylinder 2 so as to be capable of reciprocating along a liner 2 a on the inner wall of the cylinder 2. A cavity 8 forming a combustion chamber is recessed in the center of the top surface of the piston 3. The cavity 8 is partitioned by a bottom surface (wall surface) 8 a and a side surface (wall surface) 8 b that intersects the bottom surface 8 a at the outermost periphery of the cavity 8.

キャビティ８の底面８ａの中央には、上方に隆起する凸部が形成されており、キャビティ８の深さが中央に向かって次第に浅くなるように形成されている。また、キャビティ８の側面８ｂの上部（開口部）には、側面８ｂがキャビティ８の外側に向かって傾斜するようなテーパが形成されている。これにより、ノズル７ａからキャビティ８内に噴射された燃料ガスがスキャッシュエリア１６（ピストン３が上死点付近に位置する状態において、キャビティ８の外側のシリンダヘッド４の下面とピストン３の頂面との隙間）に拡散され易い構成になっている。 A convex portion that protrudes upward is formed at the center of the bottom surface 8a of the cavity 8, and the cavity 8 is formed so that the depth thereof gradually decreases toward the center. Further, a taper is formed on the upper side (opening) of the side surface 8 b of the cavity 8 such that the side surface 8 b is inclined toward the outside of the cavity 8. As a result, the fuel gas injected from the nozzle 7a into the cavity 8 becomes the scuff area 16 (in the state where the piston 3 is located near the top dead center, the bottom surface of the cylinder head 4 outside the cavity 8 and the top surface of the piston 3). It is easy to diffuse in the gap.

本実施の形態のエンジン１においては、図１および図２に示すように、ピストン３の頂面においてキャビティ８よりも外周に溝１５が形成されている。溝１５は、燃料ガスがキャビティ８からシリンダ２のライナ２ａに向かって流れるのを抑制する機能を有している。溝１５の断面形状は凹状とされているが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばＵ字状、Ｖ字状、楔形状またはピストン３の外周に向かって次第に深くなる三角形状に形成しても良い。溝１５は、キャビティ８の容積を確保する観点から可能な限り小さくなるように形成されている。 In the engine 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a groove 15 is formed on the outer surface of the top surface of the piston 3 rather than the cavity 8. The groove 15 has a function of suppressing fuel gas from flowing from the cavity 8 toward the liner 2 a of the cylinder 2. The cross-sectional shape of the groove 15 is concave, but is not limited to this, and can be variously changed. For example, a U-shape, a V-shape, a wedge shape, or a triangle that gradually becomes deeper toward the outer periphery of the piston 3. You may form in a shape. The groove 15 is formed to be as small as possible from the viewpoint of securing the volume of the cavity 8.

従来技術（溝１５の無い構造）において、燃料の一部をスキャッシュエリア１６に分布させるようにすると、図６に示したように、燃焼室５１から拡散した燃料ガスＦがライナ５２に達するが、ライナ５２はシリンダ内の冷却通路に流れる冷却媒体により冷やされ温度が低いので、ライナ５２に達した燃料ガスＦは未燃焼のまま残されライナ５２の表面に付着してしまう。そのため、炭化水素（ＨＣ）の排出量が増大してしまう、という問題がある。 In the prior art (structure without the groove 15), if a part of the fuel is distributed in the scaching area 16, the fuel gas F diffused from the combustion chamber 51 reaches the liner 52 as shown in FIG. Since the liner 52 is cooled by the cooling medium flowing in the cooling passage in the cylinder and the temperature is low, the fuel gas F reaching the liner 52 remains unburned and adheres to the surface of the liner 52. Therefore, there exists a problem that the discharge | emission amount of hydrocarbon (HC) will increase.

これに対して、本実施の形態のエンジン１においては、キャビティ８からスキャッシュエリア１６に拡散した燃料ガスがピストン３の頂面に沿ってライナ２ａに向かうが、燃料ガスの進行途中に設けられた溝１５により燃料ガスの拡散を抑制することができ、燃料ガスの拡散速度を落とすことができる。このため、燃料ガスがライナ２ａに到達する量を低減することができる。その結果、ＨＣの排出量を低減することができる。 On the other hand, in the engine 1 of the present embodiment, the fuel gas diffused from the cavity 8 to the scuff area 16 travels along the top surface of the piston 3 toward the liner 2a, but is provided in the course of the fuel gas. The diffusion of the fuel gas can be suppressed by the groove 15 and the diffusion speed of the fuel gas can be reduced. For this reason, the amount of fuel gas reaching the liner 2a can be reduced. As a result, the amount of HC emission can be reduced.

図３は、ライナ２ａ方向への燃料ガスＦの拡散が溝１５により弱まっている様子をシミュレーションにより確認したものである。図３の破線Ｒで示す領域と、図６の破線Ｒで示す領域とを比べてみると、図３の方が、ライナ２ａへの燃料ガスＦの到達量が抑制されていることが分かる。また、図４は、ＨＣの排出量を本実施の形態と従来技術とで比較して示したグラフ図であり、本実施の形態のエンジン１の方が、ＨＣ排出量が減っていることが分かる。 FIG. 3 shows a simulation confirming that the diffusion of the fuel gas F in the direction of the liner 2a is weakened by the grooves 15. Comparing the region indicated by the broken line R in FIG. 3 with the region indicated by the broken line R in FIG. 6, it can be seen that the amount of fuel gas F reaching the liner 2a is suppressed in FIG. FIG. 4 is a graph showing the HC emission amount in comparison between the present embodiment and the prior art. The engine 1 of the present embodiment shows that the HC emission amount is reduced. I understand.

また、図１および図２に示した溝１５は、キャビティ８よりも外周側で、ピストン３の頂面外周に近い側に形成されている。このようにキャビティ８の外周位置よりもピストン３の頂面外周位置に近い位置に溝１５を形成したことにより、ライナ２ａに到達する燃料ガスの量を減らしつつ、燃料ガスを可能な限りスキャッシュエリア１６に拡散させることができるので、スキャッシュエリア１６の空気の利用率を向上させることができる。その結果、燃焼効率を向上させることができるので、スモークの発生を抑制することができる。また、スキャッシュエリア１６への燃料の拡散と、ライナ２ａへの燃料付着低減とを両立することができるので、キャビティ８の形状の選定を容易にすることができる。 Further, the groove 15 shown in FIGS. 1 and 2 is formed on the outer peripheral side of the cavity 8 and on the side closer to the outer periphery of the top surface of the piston 3. Thus, by forming the groove 15 at a position closer to the outer peripheral position of the top surface of the piston 3 than to the outer peripheral position of the cavity 8, the amount of fuel gas reaching the liner 2a is reduced and the fuel gas is scavenged as much as possible. Since it can be diffused in the area 16, the utilization rate of air in the squash area 16 can be improved. As a result, the combustion efficiency can be improved, and the generation of smoke can be suppressed. In addition, since it is possible to achieve both the diffusion of fuel to the squash area 16 and the reduction of fuel adhesion to the liner 2a, the shape of the cavity 8 can be easily selected.

また、溝１５は、図５に示すように、ピストン３の頂面外周に沿って連続的に延在形成されている。この場合の溝１５の寸法（幅および深さ）は全周にわたって同じである。このように溝１５をピストン３の頂面全周に沿って連続的に形成したことにより、ピストン３の頂面の全周にわたって、キャビティ８からライナ２ａに向かって拡散する燃料ガスの流れを抑制することができるので、ライナ２ａに付着する燃料ガスの量をさらに低減することができる。その結果、ＨＣの排出量をさらに低減することができる。 Moreover, the groove | channel 15 is continuously extended and formed along the outer periphery of the top surface of the piston 3, as shown in FIG. In this case, the dimensions (width and depth) of the groove 15 are the same over the entire circumference. By thus forming the groove 15 continuously along the entire top surface of the piston 3, the flow of fuel gas diffusing from the cavity 8 toward the liner 2a is suppressed over the entire periphery of the top surface of the piston 3. Therefore, the amount of fuel gas adhering to the liner 2a can be further reduced. As a result, the amount of HC emission can be further reduced.

また、この場合、溝１５が、ピストン３の頂面内において対称性を確保した状態で規則的に配置されているとともに、ピストン３の頂面内において偏りなく均一に配置される。このため、溝１５を形成したことに起因してシリンダ室内に意に反するような気流の乱れが生じないようにすることができるので、キャビティ８内の燃料分布の均一性を確保することができる。 Further, in this case, the grooves 15 are regularly arranged in a state in which symmetry is ensured in the top surface of the piston 3 and are uniformly arranged in the top surface of the piston 3 without deviation. For this reason, it is possible to prevent the air flow from being disturbed unexpectedly in the cylinder chamber due to the formation of the groove 15, so that the uniformity of the fuel distribution in the cavity 8 can be ensured. .

ただし、図６に示すように、溝１５をピストン３の頂面外周に沿って断続的に形成しても良い。この場合、ピストン３の頂面外周に沿って断続的に配置される複数の溝１５の寸法および形状を同一とし、各溝１５を互いに対称になるように規則的に配置し、さらに、溝１５がピストン３の頂面内の一部に偏って配置されることのないように溝１５をピストン３の頂面内に均一に配置する。 However, as shown in FIG. 6, the groove 15 may be formed intermittently along the outer periphery of the top surface of the piston 3. In this case, the dimensions and shapes of the plurality of grooves 15 that are intermittently arranged along the outer periphery of the top surface of the piston 3 are the same, and the grooves 15 are regularly arranged so as to be symmetrical with each other. The grooves 15 are uniformly arranged in the top surface of the piston 3 so as not to be biased to a part of the top surface of the piston 3.

また、図７は、キャビティ８の形状を変えることで、燃料ガスＦがスキャッシュエリア１６に流れ易い部分Ｃと、流れ難い部分Ｄとを形成した場合の一例を示している。この場合、ピストン３の頂面において、上記した燃料ガスＦがライナ２ａに達するのを抑制する観点からすると溝１５を設けなくても良い場所（燃料ガスＦが流れ難い部分Ｄの先）であっても、シリンダ室内の気流の乱れを抑制する観点からダミーの溝１５Ｄを設ける場合もある。これにより、溝１５，１５Ｄに起因してシリンダ室内に意に反するような気流の乱れが生じるのを抑制または防止することができるので、キャビティ８内の燃料分布の均一性を確保することができる。 FIG. 7 shows an example in which the shape of the cavity 8 is changed to form a portion C in which the fuel gas F easily flows into the squash area 16 and a portion D in which it is difficult to flow. In this case, from the viewpoint of suppressing the above-described fuel gas F from reaching the liner 2a on the top surface of the piston 3, it is a place where the groove 15 does not have to be provided (the tip of the portion D where the fuel gas F hardly flows). However, the dummy groove 15D may be provided from the viewpoint of suppressing the turbulence of the airflow in the cylinder chamber. As a result, it is possible to suppress or prevent the turbulence of the air flow that would otherwise occur in the cylinder chamber due to the grooves 15 and 15D, so that the uniformity of the fuel distribution in the cavity 8 can be ensured. .

また、図８に示すように、溝１５を多重にしても良い。すなわち、キャビティ８からライナ２ａに向かう方向に交差する複数のラインに沿って溝１５を形成する。これにより、燃料ガスの流れを抑制するための抵抗を増やすことができるので、ライナ２ａに付着する燃料ガスの量をさらに低減することができ、ＨＣの排出量をさらに低減することができる。この場合、多重の溝１５の全てをピストン３の頂面外周に沿って連続的に延在形成しても良いし、全てを断続的にしても良いし、一または複数のラインを連続的にし、かつ、それ以外の一または複数のラインを断続的にしても良い。また、ライン毎に溝１５の寸法（深さおよび幅）や断面形状を変えても良い。 Further, as shown in FIG. 8, the grooves 15 may be multiplexed. That is, the grooves 15 are formed along a plurality of lines intersecting in the direction from the cavity 8 toward the liner 2a. Thereby, since the resistance for suppressing the flow of the fuel gas can be increased, the amount of the fuel gas adhering to the liner 2a can be further reduced, and the HC emission amount can be further reduced. In this case, all of the multiple grooves 15 may be continuously extended along the outer periphery of the top surface of the piston 3, all of them may be intermittent, or one or more lines may be continuous. In addition, one or a plurality of other lines may be intermittent. Moreover, you may change the dimension (depth and width) and cross-sectional shape of the groove | channel 15 for every line.

また、図９〜図１２に示すように、ピストン３の頂面に平面ドット状（三角形、正方形、長方形、円形あるいは楕円形）の複数の微細な溝１５を配置しても良い。この場合も溝１５は、キャビティ８からライナ２ａに向かって拡散する燃料ガスの流れを抑制する条件と、シリンダ室内の気流の乱れが生じないようにする条件等を考慮して配置されている。 Further, as shown in FIGS. 9 to 12, a plurality of fine grooves 15 in the form of plane dots (triangle, square, rectangle, circle, or ellipse) may be arranged on the top surface of the piston 3. Also in this case, the groove 15 is arranged in consideration of conditions for suppressing the flow of the fuel gas diffusing from the cavity 8 toward the liner 2a, conditions for preventing the turbulence of the air flow in the cylinder chamber, and the like.

図９では、ドット状の溝１５がピストン３の頂面の外周に沿って２重に配置されている。ドット状の溝１５は、図１０に示すように、各ラインにおいて所定の間隔毎に配置されている。一方のライン上のドット状の溝１５は、他方のラインのドット状の溝１５の隣接間に対応する位置に配置されている。 In FIG. 9, the dot-like grooves 15 are doubled along the outer periphery of the top surface of the piston 3. As shown in FIG. 10, the dot-like grooves 15 are arranged at predetermined intervals in each line. The dot-like groove 15 on one line is arranged at a position corresponding to the interval between the adjacent dot-like grooves 15 on the other line.

また、図１１では、燃料ガスＦが流れる経路上にドット状の溝１５の一群が配置されている。各ドット状の溝１５の一群においては、図１２に示すように、内側のドット状の溝１５の一群の隣接間隔と平面積が、外側のドット状の溝１５の一群の隣接間隔と平面積よりも小さくなっている。この他、溝１５の配置位置毎に、溝１５の平面形状や深さを変えても良い。 In FIG. 11, a group of dot-like grooves 15 are arranged on the path through which the fuel gas F flows. In each group of dot-shaped grooves 15, as shown in FIG. 12, the adjacent interval and flat area of the group of inner dot-shaped grooves 15 are equal to the adjacent distance and flat area of the group of outer dot-shaped grooves 15. Is smaller than In addition, the planar shape and depth of the groove 15 may be changed for each arrangement position of the groove 15.

本発明の内燃機関は、ピストンの頂面において燃焼室よりも外周に、燃焼室からシリンダのライナに向かって燃料ガスが流れるのを抑制するように溝を設けたことにより、燃焼室からシリンダのライナに向かって拡散する燃料ガスの流れを溝により抑制することができ、ＨＣの排出量を低減することができるので、自動車等の内燃機関に利用できる。 In the internal combustion engine of the present invention, a groove is formed on the top surface of the piston on the outer periphery of the combustion chamber so as to suppress the flow of fuel gas from the combustion chamber toward the liner of the cylinder. Since the flow of the fuel gas diffusing toward the liner can be suppressed by the groove and the amount of HC emission can be reduced, it can be used for an internal combustion engine such as an automobile.

１ディーゼルエンジン（内燃機関）
２シリンダ
３ピストン
４シリンダヘッド
８キャビティ（燃焼室）
１５溝
１６スキャッシュエリア 1 Diesel engine (internal combustion engine)
2 Cylinder 3 Piston 4 Cylinder head 8 Cavity (combustion chamber)
15 Groove 16 Squash area

Claims

An internal combustion engine in which a groove for suppressing fuel gas from flowing from the combustion chamber toward a liner of a cylinder is provided on the outer periphery of the combustion chamber on the top surface of a piston of the internal combustion engine.

The internal combustion engine according to claim 1, wherein the groove is formed continuously extending along the outer periphery of the top surface of the piston.

The internal combustion engine according to claim 1, wherein the groove is formed on an outer peripheral side of the combustion chamber and on a side close to the outer periphery of the piston.