JP3164022B2 - 内燃機関のピストン構造 - Google Patents
内燃機関のピストン構造Info
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- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関のピスト
ン構造に係り、特にサイド噴射方式のインジェクタから
ピストンボールに直接燃料を噴射した際に、ピストンボ
ール内に設けた凸部によってインジェクタから噴射され
る燃料を拡散させることができ、燃料と空気との混合が
円滑に行われて霧化が促進され、局所的に濃い混合気が
形成される惧れがなくなり、すす等の発生する原因を解
消し得て、有害なＴＨＣが排出されないととともに、燃
費を改善し得る内燃機関のピストン構造に関する。
ン構造に係り、特にサイド噴射方式のインジェクタから
ピストンボールに直接燃料を噴射した際に、ピストンボ
ール内に設けた凸部によってインジェクタから噴射され
る燃料を拡散させることができ、燃料と空気との混合が
円滑に行われて霧化が促進され、局所的に濃い混合気が
形成される惧れがなくなり、すす等の発生する原因を解
消し得て、有害なＴＨＣが排出されないととともに、燃
費を改善し得る内燃機関のピストン構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関には、シリンダブロックとシリ
ンダヘッドとピストンとにより燃焼室を形成し、この燃
焼室内のピストンの上面部位に凹形状のピストンボール
を形成し、ピストンボールに直接燃料を噴射するサイド
噴射方式のインジェクタを設けるとともに、前記燃焼室
の頂部中央部位に点火プラグを配設した火花点火式・筒
内噴射式のものがある。
ンダヘッドとピストンとにより燃焼室を形成し、この燃
焼室内のピストンの上面部位に凹形状のピストンボール
を形成し、ピストンボールに直接燃料を噴射するサイド
噴射方式のインジェクタを設けるとともに、前記燃焼室
の頂部中央部位に点火プラグを配設した火花点火式・筒
内噴射式のものがある。
【０００３】そして、ピストンの上面部位に形成される
凹形状のピストンボールにインジェクタから直接燃料を
噴射させ、混合気の層状化を可能とし、希薄燃焼域での
燃費を低減させている。
凹形状のピストンボールにインジェクタから直接燃料を
噴射させ、混合気の層状化を可能とし、希薄燃焼域での
燃費を低減させている。
【０００４】前記内燃機関のピストン構造としては、特
開平６−８１６５１号公報に開示されるものがある。こ
の公報に開示される筒内噴射型内燃機関は、シリンダ内
に嵌挿されるピストンの上面とシリンダヘッドの下面と
の間に形成された燃焼室と、シリンダの中心に沿ったシ
リンダ軸線を含む平面を挟んだシリンダヘッドの一側に
配備されるとともに吸気弁を介して燃焼室に連通される
吸気ポートと、燃焼室内での平面内シリンダ軸線直行線
の平行線まわりの吸気の渦流を助長すべくピストン上面
に形成されるとともに少なくとも直行線との直行面視に
おいて下に凸の曲面を呈する凹所と、ピストン上面にお
いて凹所の側端に連設されて凹所からなだらかに隆起す
るとともにピストン上死点においてシリンダヘッド下面
に近接する隆起部と、ピストンが上死点近傍に位置した
際に凹所に向けて燃料噴射する噴口を有したインジェク
タと、インジェクタの噴射燃料が凹所の流動規制を受け
て達する隆起部との対向位置に配設される点火プラグと
を備え、点火プラグに対する筒内噴射用のインジェクタ
の取付スペースの確保を容易に行うとともに、燃焼安定
性を向上させている。
開平６−８１６５１号公報に開示されるものがある。こ
の公報に開示される筒内噴射型内燃機関は、シリンダ内
に嵌挿されるピストンの上面とシリンダヘッドの下面と
の間に形成された燃焼室と、シリンダの中心に沿ったシ
リンダ軸線を含む平面を挟んだシリンダヘッドの一側に
配備されるとともに吸気弁を介して燃焼室に連通される
吸気ポートと、燃焼室内での平面内シリンダ軸線直行線
の平行線まわりの吸気の渦流を助長すべくピストン上面
に形成されるとともに少なくとも直行線との直行面視に
おいて下に凸の曲面を呈する凹所と、ピストン上面にお
いて凹所の側端に連設されて凹所からなだらかに隆起す
るとともにピストン上死点においてシリンダヘッド下面
に近接する隆起部と、ピストンが上死点近傍に位置した
際に凹所に向けて燃料噴射する噴口を有したインジェク
タと、インジェクタの噴射燃料が凹所の流動規制を受け
て達する隆起部との対向位置に配設される点火プラグと
を備え、点火プラグに対する筒内噴射用のインジェクタ
の取付スペースの確保を容易に行うとともに、燃焼安定
性を向上させている。
【０００５】また、特開平６−１４６８８６号公報に開
示されるものがある。この公報に開示される筒内噴射型
内燃機関は、シリンダに嵌挿されるピストンの上面とシ
リンダヘッドの下面との間に形成された燃焼室と、シリ
ンダの中心軸線を含む基準面の一側で燃焼室に開口する
吸気開口端と、吸気開口端から上方へ延びる吸気ポート
と、基準面の他側に位置するようにシリンダヘッドに形
成され、開閉弁を介して燃焼室と連通する排気ポート
と、燃焼室の吸気ポート側の側部に、噴射口を燃焼室に
臨ませるように配設されたインジェクタとを備え、吸気
ポートによって燃焼室内に導入される吸気流が、中心軸
線方向に沿って基準面の一側でシリンダヘッドの下面か
らピストンの上面方向へ向かい基準面の他側でピストン
の上面からシリンダヘッドの下面方向へ向かう流線を有
する縦渦流を形成するように構成され、縦渦流の形成を
促進すべく、吸気ポートの軸線方向一側半部が他半部よ
りも拡幅され吸気ポートの吸気流心が軸線方向一側半部
へ偏心され、インジェクタの取付スペースの確保を容易
に行うとともに、希薄燃焼における機関の運転を安定さ
せている。
示されるものがある。この公報に開示される筒内噴射型
内燃機関は、シリンダに嵌挿されるピストンの上面とシ
リンダヘッドの下面との間に形成された燃焼室と、シリ
ンダの中心軸線を含む基準面の一側で燃焼室に開口する
吸気開口端と、吸気開口端から上方へ延びる吸気ポート
と、基準面の他側に位置するようにシリンダヘッドに形
成され、開閉弁を介して燃焼室と連通する排気ポート
と、燃焼室の吸気ポート側の側部に、噴射口を燃焼室に
臨ませるように配設されたインジェクタとを備え、吸気
ポートによって燃焼室内に導入される吸気流が、中心軸
線方向に沿って基準面の一側でシリンダヘッドの下面か
らピストンの上面方向へ向かい基準面の他側でピストン
の上面からシリンダヘッドの下面方向へ向かう流線を有
する縦渦流を形成するように構成され、縦渦流の形成を
促進すべく、吸気ポートの軸線方向一側半部が他半部よ
りも拡幅され吸気ポートの吸気流心が軸線方向一側半部
へ偏心され、インジェクタの取付スペースの確保を容易
に行うとともに、希薄燃焼における機関の運転を安定さ
せている。
【０００６】更に、特開平７−１４５７３０号公報に開
示されるものがある。この公報に開示される過給機付火
花点火機関のピストンは、過給機付火花点火機関のピス
トンの吸気弁側頂面に、上死点近くにおいて吸気弁の傘
部との間に大きなスキッシュエリアを形成する凸部を形
成し、ピストンの排気弁側頂面に、凸部に連続する凹部
を形成し、燃焼室内での十分な強度の混合気流動を確保
し、燃焼速度の低下を防止して希薄燃焼や排気還流の適
用を容易としている。
示されるものがある。この公報に開示される過給機付火
花点火機関のピストンは、過給機付火花点火機関のピス
トンの吸気弁側頂面に、上死点近くにおいて吸気弁の傘
部との間に大きなスキッシュエリアを形成する凸部を形
成し、ピストンの排気弁側頂面に、凸部に連続する凹部
を形成し、燃焼室内での十分な強度の混合気流動を確保
し、燃焼速度の低下を防止して希薄燃焼や排気還流の適
用を容易としている。
【０００７】更にまた、特開平８−４９５４６号公報に
開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関
の燃焼室は、ピストンの頂面の中央部に中央隆起部を形
成し、中央隆起部の周りにドーナツ状の環状溝を形成
し、成層式内燃機関において希薄混合気の燃焼速度を速
めている。
開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関
の燃焼室は、ピストンの頂面の中央部に中央隆起部を形
成し、中央隆起部の周りにドーナツ状の環状溝を形成
し、成層式内燃機関において希薄混合気の燃焼速度を速
めている。
【０００８】また、特開平９−７９０３８号公報に開示
されるものがある。この公報に開示される筒内噴射型内
燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストンは、燃焼室
と、燃焼室に配設された吸気弁及び排気弁と、燃焼室に
直接燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射型内
燃機関において、シリンダヘッド下面を吸気弁側傾斜下
面と排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形
成し、点火プラグを燃焼室上面の頂部近傍に配設すると
ともに、ピストンの頂面を吸気弁側傾斜上面及び排気弁
側傾斜上面を有するペントルーフ形状に形成して、吸気
弁側傾斜上面に凹部を形成して、燃料噴射弁が、凹部に
噴射燃料を供給するように構成し、燃費の向上と出力の
向上とを両立させている。
されるものがある。この公報に開示される筒内噴射型内
燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストンは、燃焼室
と、燃焼室に配設された吸気弁及び排気弁と、燃焼室に
直接燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射型内
燃機関において、シリンダヘッド下面を吸気弁側傾斜下
面と排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形
成し、点火プラグを燃焼室上面の頂部近傍に配設すると
ともに、ピストンの頂面を吸気弁側傾斜上面及び排気弁
側傾斜上面を有するペントルーフ形状に形成して、吸気
弁側傾斜上面に凹部を形成して、燃料噴射弁が、凹部に
噴射燃料を供給するように構成し、燃費の向上と出力の
向上とを両立させている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関のピストン構造においては、図５及び図６に示す如
く、火花点火式・筒内噴射式の内燃機関１０２は、シリ
ンダブロック１０４とシリンダヘッド１０６とピストン
１０８とによって燃焼室１１０を形成し、燃焼室１１０
の頂部中央部位に点火プラグ１１２を配設している。
機関のピストン構造においては、図５及び図６に示す如
く、火花点火式・筒内噴射式の内燃機関１０２は、シリ
ンダブロック１０４とシリンダヘッド１０６とピストン
１０８とによって燃焼室１１０を形成し、燃焼室１１０
の頂部中央部位に点火プラグ１１２を配設している。
【００１０】また、前記シリンダブロック１０４には、
図示しない吸気ポートを形成し、この吸気ポートの下流
側端部に図示しない吸気バルブを設けるとともに、前記
燃焼室１１０に連絡する図示しない排気ポートを形成
し、この排気ポートには図示しない排気バルブを設けて
いる。
図示しない吸気ポートを形成し、この吸気ポートの下流
側端部に図示しない吸気バルブを設けるとともに、前記
燃焼室１１０に連絡する図示しない排気ポートを形成
し、この排気ポートには図示しない排気バルブを設けて
いる。
【００１１】更に、前記燃焼室１１０内のピストン１０
８の上面部位に凹形状のピストンボール１１８を形成す
る。このピストンボール１１８は、図５及び図６に示す
如く、ピストンボール１１８の略中心部位が後述するイ
ンジェクタ１２０側に指向すべく形成されている。
８の上面部位に凹形状のピストンボール１１８を形成す
る。このピストンボール１１８は、図５及び図６に示す
如く、ピストンボール１１８の略中心部位が後述するイ
ンジェクタ１２０側に指向すべく形成されている。
【００１２】そして、ピストンボール１１８に直接燃料
を噴射するサイド噴射方式のインジェクタ１２０を設け
る。このとき、インジェクタ１２０は、前記ピストンボ
ール１１８の略中心部位に直接燃料を噴射すべく、図５
において左側部位に配設されている。
を噴射するサイド噴射方式のインジェクタ１２０を設け
る。このとき、インジェクタ１２０は、前記ピストンボ
ール１１８の略中心部位に直接燃料を噴射すべく、図５
において左側部位に配設されている。
【００１３】なお符号Ｎ１は、前記インジェクタ１２０
からの燃料の噴射上限、Ｎ２は前記インジェクタ１２０
からの燃料の噴射下限、ｎ１はインジェクタ１２０から
の燃料の噴射上限Ｎ１の反射方向、ｎ２はインジェクタ
１２０からの燃料の噴射下限Ｎ２の反射方向である。
からの燃料の噴射上限、Ｎ２は前記インジェクタ１２０
からの燃料の噴射下限、ｎ１はインジェクタ１２０から
の燃料の噴射上限Ｎ１の反射方向、ｎ２はインジェクタ
１２０からの燃料の噴射下限Ｎ２の反射方向である。
【００１４】前記内燃機関１０２においては、点火プラ
グ１１２の近傍に良好な混合気を形成させる必要がある
が、インジェクタ１２０からピストンボール１１８に燃
料を噴射させた際に、図５に示す如く、ピストンボール
１１８の壁面に沿って噴射された燃料が滞留することと
なる。
グ１１２の近傍に良好な混合気を形成させる必要がある
が、インジェクタ１２０からピストンボール１１８に燃
料を噴射させた際に、図５に示す如く、ピストンボール
１１８の壁面に沿って噴射された燃料が滞留することと
なる。
【００１５】この結果、滞留する燃料によって局所的に
濃い混合気が形成されることとなり、すす等が発生する
原因となり、有害なＴＨＣが排出され、実用上不利であ
るとともに、燃費が悪化し、経済的にも不利であるとい
う不都合がある。
濃い混合気が形成されることとなり、すす等が発生する
原因となり、有害なＴＨＣが排出され、実用上不利であ
るとともに、燃費が悪化し、経済的にも不利であるとい
う不都合がある。
【００１６】ここで、前記インジェクタ１２０からの燃
料の流れについて詳述すると、インジェクタ１２０から
噴射された燃料は、図５及び図７に示す如く、噴射上限
Ｎ１と噴射下限Ｎ２とを有する。
料の流れについて詳述すると、インジェクタ１２０から
噴射された燃料は、図５及び図７に示す如く、噴射上限
Ｎ１と噴射下限Ｎ２とを有する。
【００１７】そして、ピストンボール１１８の壁面に、
噴射上限Ｎ１と噴射下限Ｎ２とを有する燃料が噴射され
ると、噴射角（入射角）と同等の反射角を有すべく燃料
が反射する（燃料が弾性衝突すると仮定している）。
噴射上限Ｎ１と噴射下限Ｎ２とを有する燃料が噴射され
ると、噴射角（入射角）と同等の反射角を有すべく燃料
が反射する（燃料が弾性衝突すると仮定している）。
【００１８】このとき、図７に示す如く、噴射上限Ｎ１
に沿った燃料は、ｎ１方向、つまり燃焼室１１０の頂部
中央部位に位置する点火プラグ１１２方向に反射し、噴
射下限Ｎ２に沿った燃料も、ｎ２方向、つまり燃焼室１
１０の頂部中央部位に位置する点火プラグ１１２方向に
反射する。しかし、ｎ２方向に反射する燃料は、インジ
ェクタ１２０から連続して噴射される燃料により、ピス
トンボール１１８の壁面に押圧されることとなり、この
壁面に反射する燃料が滞留するものである。
に沿った燃料は、ｎ１方向、つまり燃焼室１１０の頂部
中央部位に位置する点火プラグ１１２方向に反射し、噴
射下限Ｎ２に沿った燃料も、ｎ２方向、つまり燃焼室１
１０の頂部中央部位に位置する点火プラグ１１２方向に
反射する。しかし、ｎ２方向に反射する燃料は、インジ
ェクタ１２０から連続して噴射される燃料により、ピス
トンボール１１８の壁面に押圧されることとなり、この
壁面に反射する燃料が滞留するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、内燃機関のシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室と、この燃焼室内のピストンの上面部位に形成した凹
形状のピストンボールと、ピストンボールに直接燃料を
噴射するサイド噴射方式のインジェクタと、前記燃焼室
の頂部中央部位に配設した点火プラグとを有する内燃機
関のピストン構造において、前記ピストンボールは前記
燃焼室の中心軸と前記インジェクタの中心軸とを含む平
面上に曲率中心がくるように形成され、前記インジェク
タは前記ピストンボールの中心部位に指向させるべく形
成され、該ピストンボール内には該ピストンボールと同
等の曲率を有しかつ前記燃焼室の中心軸と前記インジェ
クタの中心軸とを含む平面上に曲率中心を有すべく凸部
を前記燃焼室側に突出するように設けるとともに該凸部
は前記ピストンボール外周を連絡する外周平面から突出
しないよう形成したことを特徴とする。
述不都合を除去するために、内燃機関のシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室と、この燃焼室内のピストンの上面部位に形成した凹
形状のピストンボールと、ピストンボールに直接燃料を
噴射するサイド噴射方式のインジェクタと、前記燃焼室
の頂部中央部位に配設した点火プラグとを有する内燃機
関のピストン構造において、前記ピストンボールは前記
燃焼室の中心軸と前記インジェクタの中心軸とを含む平
面上に曲率中心がくるように形成され、前記インジェク
タは前記ピストンボールの中心部位に指向させるべく形
成され、該ピストンボール内には該ピストンボールと同
等の曲率を有しかつ前記燃焼室の中心軸と前記インジェ
クタの中心軸とを含む平面上に曲率中心を有すべく凸部
を前記燃焼室側に突出するように設けるとともに該凸部
は前記ピストンボール外周を連絡する外周平面から突出
しないよう形成したことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】上述の如く発明したことにより、
ピストンボールにサイド噴射方式のインジェクタから直
接燃料を噴射した際には、ピストンのピストンボール内
に設けた凸部によってインジェクタから噴射される燃料
を拡散させ、燃料と空気との混合が円滑に行われて霧化
が促進され、局所的に濃い混合気が形成される惧れがな
くなり、すす等の発生する原因を解消して有害なＴＨＣ
が排出されないととともに、燃費を改善している。
ピストンボールにサイド噴射方式のインジェクタから直
接燃料を噴射した際には、ピストンのピストンボール内
に設けた凸部によってインジェクタから噴射される燃料
を拡散させ、燃料と空気との混合が円滑に行われて霧化
が促進され、局所的に濃い混合気が形成される惧れがな
くなり、すす等の発生する原因を解消して有害なＴＨＣ
が排出されないととともに、燃費を改善している。
【００２１】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２２】図１〜図４はこの発明の実施例を示すもの
である。図４において、２は火花点火式・筒内噴射式の
内燃機関である。
である。図４において、２は火花点火式・筒内噴射式の
内燃機関である。
【００２３】この内燃機関２は、シリンダブロック４と
シリンダヘッド６とピストン８とによって燃焼室１０を
形成し、燃焼室１０の頂部中央部位に点火プラグ１２を
配設している。
シリンダヘッド６とピストン８とによって燃焼室１０を
形成し、燃焼室１０の頂部中央部位に点火プラグ１２を
配設している。
【００２４】また、前記シリンダブロック４には、図４
に示す如く、吸気ポート１４を形成し、この吸気ポート
１４の下流側端部に図示しない吸気バルブを設けるとと
もに、前記燃焼室１０に連絡する排気ポート１６を形成
し、この排気ポート１６には図示しない排気バルブを設
ける。
に示す如く、吸気ポート１４を形成し、この吸気ポート
１４の下流側端部に図示しない吸気バルブを設けるとと
もに、前記燃焼室１０に連絡する排気ポート１６を形成
し、この排気ポート１６には図示しない排気バルブを設
ける。
【００２５】更に、前記燃焼室１０内のピストン８の上
面部位に、燃焼室１０の中心軸１０Ｃとインジェクタ２
０の中心軸２０Ｃとを含む平面（図示せず）上に曲率中
心がくるように、凹形状のピストンボール１８を形成す
る。
面部位に、燃焼室１０の中心軸１０Ｃとインジェクタ２
０の中心軸２０Ｃとを含む平面（図示せず）上に曲率中
心がくるように、凹形状のピストンボール１８を形成す
る。
【００２６】そして、ピストンボール１８に直接燃料を
噴射するサイド噴射方式のインジェクタ２０を設ける。
このとき、インジェクタ２０は、前記ピストンボール１
８の略中心部位に直接燃料を噴射すべく、図１及び図４
において左側部位に配設されているとともに、図１、図
２及び図４に示す如く、ピストンボール１８の略中心部
位に指向させるべく形成されている。
噴射するサイド噴射方式のインジェクタ２０を設ける。
このとき、インジェクタ２０は、前記ピストンボール１
８の略中心部位に直接燃料を噴射すべく、図１及び図４
において左側部位に配設されているとともに、図１、図
２及び図４に示す如く、ピストンボール１８の略中心部
位に指向させるべく形成されている。
【００２７】また、前記ピストン８のピストンボール１
８内には該ピストンボール１８と同等の曲率を有しかつ
前記燃焼室１０の中心軸１０Ｃと前記インジェクタ２０
の中心軸２０Ｃとを含む平面上に曲率中心を有すべく凸
部２２を前記燃焼室１０側に突出するように設けるとと
もに、該凸部２２は前記ピストンボール１８外周を連絡
する外周平面１８Ｆから突出しないよう形成する。
８内には該ピストンボール１８と同等の曲率を有しかつ
前記燃焼室１０の中心軸１０Ｃと前記インジェクタ２０
の中心軸２０Ｃとを含む平面上に曲率中心を有すべく凸
部２２を前記燃焼室１０側に突出するように設けるとと
もに、該凸部２２は前記ピストンボール１８外周を連絡
する外周平面１８Ｆから突出しないよう形成する。
【００２８】詳述すれば、前記凸部２２は、図１及び図
２に示す如く、前記ピストンボール１８と同等の曲率を
有するとともに、前記燃焼室１０の中心軸１０Ｃとイン
ジェクタ２０の中心軸２０Ｃとを含む平面（図示せず）
上に曲率中心を有すべく形成される。
２に示す如く、前記ピストンボール１８と同等の曲率を
有するとともに、前記燃焼室１０の中心軸１０Ｃとイン
ジェクタ２０の中心軸２０Ｃとを含む平面（図示せず）
上に曲率中心を有すべく形成される。
【００２９】そして、前記ピストンボール１８と凸部２
２とは同等の曲率を有しているが、ピストンボール１８
は、図１に示す如く、インジェクタ２０から離間する方
向に凹状に形成され、凸部２２は、前記燃焼室１０側に
突出するように、つまりピストンボール１８内からイン
ジェクタ２０に接近する方向に突出すべく形成されるも
のである。
２とは同等の曲率を有しているが、ピストンボール１８
は、図１に示す如く、インジェクタ２０から離間する方
向に凹状に形成され、凸部２２は、前記燃焼室１０側に
突出するように、つまりピストンボール１８内からイン
ジェクタ２０に接近する方向に突出すべく形成されるも
のである。
【００３０】また、前記凸部２２は、ピストンボール１
８外周を連絡する外周平面１８Ｆから突出しない程度の
突出量に設定されている。追記すると、前記凸部２２の
突出量を大とすれば、燃料の拡散効果を大とし得るもの
である。
８外周を連絡する外周平面１８Ｆから突出しない程度の
突出量に設定されている。追記すると、前記凸部２２の
突出量を大とすれば、燃料の拡散効果を大とし得るもの
である。
【００３１】なお符号２４は、前記ピストン８に連絡す
るコンロッド、２６はクランクシャフト、Ｍ１は前記イ
ンジェクタ２０からの燃料の噴射上限、Ｍ２は前記イン
ジェクタ２０からの燃料の噴射下限、ｍ１はインジェク
タ２０からの燃料の噴射上限Ｍ１の反射方向、ｍ２はイ
ンジェクタ２０からの燃料の噴射下限Ｍ２の反射方向で
ある。
るコンロッド、２６はクランクシャフト、Ｍ１は前記イ
ンジェクタ２０からの燃料の噴射上限、Ｍ２は前記イン
ジェクタ２０からの燃料の噴射下限、ｍ１はインジェク
タ２０からの燃料の噴射上限Ｍ１の反射方向、ｍ２はイ
ンジェクタ２０からの燃料の噴射下限Ｍ２の反射方向で
ある。
【００３２】次に作用について説明する。
【００３３】前記インジェクタ２０から噴射された燃料
は、図１及び図３に示す如く、噴射上限Ｍ１と噴射下限
Ｍ２とを有する。
は、図１及び図３に示す如く、噴射上限Ｍ１と噴射下限
Ｍ２とを有する。
【００３４】そして、ピストンボール１８の壁面に、噴
射上限Ｍ１と噴射下限Ｍ２とを有する燃料が噴射される
と、噴射角（入射角）と同等の反射角を有すべく燃料が
反射する。
射上限Ｍ１と噴射下限Ｍ２とを有する燃料が噴射される
と、噴射角（入射角）と同等の反射角を有すべく燃料が
反射する。
【００３５】このとき、図３に示す如く、噴射上限Ｍ１
に沿った燃料は、ｍ１方向、つまり燃焼室１０の頂部中
央部位から右側に位置する部位に反射し、噴射下限Ｍ２
に沿った燃料は、ｍ２方向、つまり燃焼室１０の前記イ
ンジェクタ２０の取付部位下方に反射する。
に沿った燃料は、ｍ１方向、つまり燃焼室１０の頂部中
央部位から右側に位置する部位に反射し、噴射下限Ｍ２
に沿った燃料は、ｍ２方向、つまり燃焼室１０の前記イ
ンジェクタ２０の取付部位下方に反射する。
【００３６】このため、ｍ２方向に反射する燃料は、イ
ンジェクタ２０から連続して噴射される燃料によって、
ピストンボール１８の壁面に押圧されることはなく、壁
面に反射する燃料が滞留することもない。
ンジェクタ２０から連続して噴射される燃料によって、
ピストンボール１８の壁面に押圧されることはなく、壁
面に反射する燃料が滞留することもない。
【００３７】これにより、前記ピストン８のピストンボ
ール１８内に設けた凸部２２によってインジェクタ２０
から噴射される燃料を拡散させることができ、燃料と空
気との混合が円滑に行われて霧化が促進され、局所的に
濃い混合気が形成される惧れがなく、すす等の発生する
原因を解消でき、有害なＴＨＣが排出されず、実用上有
利であるとともに、燃費を改善し得て、経済的にも有利
である。
ール１８内に設けた凸部２２によってインジェクタ２０
から噴射される燃料を拡散させることができ、燃料と空
気との混合が円滑に行われて霧化が促進され、局所的に
濃い混合気が形成される惧れがなく、すす等の発生する
原因を解消でき、有害なＴＨＣが排出されず、実用上有
利であるとともに、燃費を改善し得て、経済的にも有利
である。
【００３８】また、前記凸部２２を、前記ピストンボー
ル１８と同等の曲率を有しかつ前記燃焼室１０の中心軸
１０Ｃと前記インジェクタ２０の中心軸２０Ｃとを含む
平面上に曲率中心を有すべく前記燃焼室１０側に突出す
るように設けたことにより、燃焼室１０の表面積を変化
させずに、燃焼室１０の容積を変化させることができ
る。
ル１８と同等の曲率を有しかつ前記燃焼室１０の中心軸
１０Ｃと前記インジェクタ２０の中心軸２０Ｃとを含む
平面上に曲率中心を有すべく前記燃焼室１０側に突出す
るように設けたことにより、燃焼室１０の表面積を変化
させずに、燃焼室１０の容積を変化させることができ
る。
【００３９】更に、前記凸部２２を、前記ピストンボー
ル１８外周を連絡する外周平面１８Ｆから突出しないよ
う形成したことにより、燃料の拡散効果を大とし得て、
実用上有利である。
ル１８外周を連絡する外周平面１８Ｆから突出しないよ
う形成したことにより、燃料の拡散効果を大とし得て、
実用上有利である。
【００４０】更にまた、前記凸部２２を形成する際に、
曲率や突出量を内燃機関とマッチングするように設計す
れば、特性を向上させることができる。
曲率や突出量を内燃機関とマッチングするように設計す
れば、特性を向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室と、この燃焼室内のピ
ストンの上面部位に形成した凹形状のピストンボール
と、ピストンボールに直接燃料を噴射するサイド噴射方
式のインジェクタと、燃焼室の頂部中央部位に配設した
点火プラグとを有する内燃機関のピストン構造におい
て、ピストンボールは前記燃焼室の中心軸と前記インジ
ェクタの中心軸とを含む平面上に曲率中心がくるように
形成され、インジェクタはピストンボールの中心部位に
指向させるべく形成され、ピストンボール内にはピスト
ンボールと同等の曲率を有しかつ燃焼室の中心軸とイン
ジェクタの中心軸とを含む平面上に曲率中心を有すべく
凸部を燃焼室側に突出するように設けるとともに凸部は
ピストンボール外周を連絡する外周平面から突出しない
よう形成したので、ピストンのピストンボール内に設け
た凸部によってインジェクタから噴射される燃料を拡散
させることができ、燃料と空気との混合が円滑に行われ
て霧化が促進され、局所的に濃い混合気が形成される惧
れがなく、すす等の発生する原因を解消でき、有害なＴ
ＨＣが排出されず、実用上有利であるとともに、燃費を
改善し得て、経済的にも有利である。また、前記凸部
を、前記ピストンボールと同等の曲率を有しかつ前記燃
焼室の中心軸と前記インジェクタの中心軸とを含む平面
上に曲率中心を有すべく前記燃焼室側に突出するように
設けたことにより、燃焼室の表面積を変化させずに、燃
焼室の容積を変化させることができる。更に、前記凸部
を、前記ピストンボール外周を連絡する外周平面から突
出しないよう形成したことにより、燃料の拡散効果を大
とし得て、実用上有利である。
ば、内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室と、この燃焼室内のピ
ストンの上面部位に形成した凹形状のピストンボール
と、ピストンボールに直接燃料を噴射するサイド噴射方
式のインジェクタと、燃焼室の頂部中央部位に配設した
点火プラグとを有する内燃機関のピストン構造におい
て、ピストンボールは前記燃焼室の中心軸と前記インジ
ェクタの中心軸とを含む平面上に曲率中心がくるように
形成され、インジェクタはピストンボールの中心部位に
指向させるべく形成され、ピストンボール内にはピスト
ンボールと同等の曲率を有しかつ燃焼室の中心軸とイン
ジェクタの中心軸とを含む平面上に曲率中心を有すべく
凸部を燃焼室側に突出するように設けるとともに凸部は
ピストンボール外周を連絡する外周平面から突出しない
よう形成したので、ピストンのピストンボール内に設け
た凸部によってインジェクタから噴射される燃料を拡散
させることができ、燃料と空気との混合が円滑に行われ
て霧化が促進され、局所的に濃い混合気が形成される惧
れがなく、すす等の発生する原因を解消でき、有害なＴ
ＨＣが排出されず、実用上有利であるとともに、燃費を
改善し得て、経済的にも有利である。また、前記凸部
を、前記ピストンボールと同等の曲率を有しかつ前記燃
焼室の中心軸と前記インジェクタの中心軸とを含む平面
上に曲率中心を有すべく前記燃焼室側に突出するように
設けたことにより、燃焼室の表面積を変化させずに、燃
焼室の容積を変化させることができる。更に、前記凸部
を、前記ピストンボール外周を連絡する外周平面から突
出しないよう形成したことにより、燃料の拡散効果を大
とし得て、実用上有利である。
【図１】この発明の実施例を示す図２のＩ−Ｉ線による
ピストンの概略拡大断面図である。
ピストンの概略拡大断面図である。
【図２】ピストンの概略拡大平面図である。
【図３】ピストンのピストンボールに形成した凸部の概
略拡大図である。
略拡大図である。
【図４】内燃機関の概略断面図である。
【図５】この発明の従来の技術を示す図６のＶ−Ｖ線に
よるピストンの概略拡大断面図である。
よるピストンの概略拡大断面図である。
【図６】ピストンの概略拡大平面図である。
【図７】ピストンのピストンボールの概略拡大図であ
る。
る。
２ 内燃機関 ４ シリンダブロック ６ シリンダヘッド ８ ピストン １０ 燃焼室 １２ 点火プラグ １８ ピストンボール ２０ インジェクタ ２２ 凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 23/10 F02B 17/00
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関のシリンダブロックとシリンダ
ヘッドとピストンとにより形成される燃焼室と、この燃
焼室内のピストンの上面部位に形成した凹形状のピスト
ンボールと、ピストンボールに直接燃料を噴射するサイ
ド噴射方式のインジェクタと、前記燃焼室の頂部中央部
位に配設した点火プラグとを有する内燃機関のピストン
構造において、前記ピストンボールは前記燃焼室の中心
軸と前記インジェクタの中心軸とを含む平面上に曲率中
心がくるように形成され、前記インジェクタは前記ピス
トンボールの中心部位に指向させるべく形成され、該ピ
ストンボール内には該ピストンボールと同等の曲率を有
しかつ前記燃焼室の中心軸と前記インジェクタの中心軸
とを含む平面上に曲率中心を有すべく凸部を前記燃焼室
側に突出するように設けるとともに該凸部は前記ピスト
ンボール外周を連絡する外周平面から突出しないよう形
成したことを特徴とする内燃機関のピストン構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15592197A JP3164022B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 内燃機関のピストン構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15592197A JP3164022B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 内燃機関のピストン構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331711A JPH10331711A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3164022B2 true JP3164022B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=15616429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15592197A Expired - Fee Related JP3164022B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 内燃機関のピストン構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164022B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10013592B4 (de) * | 2000-03-18 | 2010-04-22 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine der Ottobauart mit Direkteinspritzung |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP15592197A patent/JP3164022B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10331711A (ja) | 1998-12-15 |
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