JP5667478B2

JP5667478B2 - diesel engine

Info

Publication number: JP5667478B2
Application number: JP2011055191A
Authority: JP
Inventors: 冬頭　孝之; 孝之冬頭; 孝文松本; 青木　秀樹; 秀樹青木; 梅原　努; 努梅原
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2031-03-14
Also published as: JP2012189041A

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関し、特に、シリンダ内に面するピストン頂面の中央部に燃料の噴射されるキャビティが形成されたディーゼルエンジンに関する。 The present invention relates to a diesel engine, and more particularly to a diesel engine in which a cavity into which fuel is injected is formed at the center of a piston top surface facing in a cylinder.

この種のディーゼルエンジンの関連技術が下記特許文献１，２に開示されている。特許文献１のディーゼルエンジンにおいては、ピストン頂面の中央部に凹設したキャビティのリップ部の上面に、段差を有した凹部であり、底面及び段差面を有する空気溜り部を凹設している。逆スキッシュ流により吹き上がった火炎は空気溜り部にある空気によって燃焼を完結することで、スモークの発生を防いでいる。 The related art of this type of diesel engine is disclosed in Patent Documents 1 and 2 below. In the diesel engine of Patent Document 1, a concave portion having a step is formed on the upper surface of the lip portion of the cavity provided in the central portion of the piston top surface, and an air reservoir having a bottom surface and a step surface is recessed. . The flame blown up by the reverse squish flow completes combustion with the air in the air reservoir, thereby preventing the occurrence of smoke.

特許文献２のディーゼルエンジンにおいては、ピストン頂面に燃焼室の大半を成すように窪むキャビティを備え、キャビティの開口の外周部にピストン頂面に対し所要深さだけ窪んで段差を成す抉り部を設けることで、ピストン頂面から一段下がった位置に入口リップ部が形成されるように構成している。ピストン頂面から一段下がった位置にあるリップ先端により噴霧が上下に分割され、低速時には、スキッシュエリアへの燃料分配量を増やし、キャビティ内に燃料が多量に留まることを防いで黒煙を低減している。抉り部をシリンダ外側に向かう燃料はシリンダ上向きの流れを形成し、ピストン下降動作と相まって縦向きの旋回渦をスキッシュエリア内で形成し、スキッシュエリア内での拡散を促進している。 In the diesel engine disclosed in Patent Document 2, a cavity that is recessed so as to form most of the combustion chamber is provided on the piston top surface, and a hollow portion that forms a step in the outer periphery of the cavity opening by a required depth with respect to the piston top surface. By providing this, the inlet lip portion is formed at a position one step below the top surface of the piston. The spray is divided up and down by the lip tip that is one step down from the top surface of the piston, and at low speeds, the amount of fuel distributed to the squish area is increased, preventing a large amount of fuel from remaining in the cavity and reducing black smoke. ing. The fuel that travels toward the outside of the cylinder forms a flow upward in the cylinder, and in combination with the piston lowering operation, a vertical swirl is formed in the squish area to promote diffusion in the squish area.

特開２００１−２０７８５３号公報JP 2001-207853 A 特開２００７−２１１６４４号公報JP 2007-21644 A

Philipp Adomeit他,"Potential Soot and CO Reduction for HSDI Diesel Combustion Systems",SAE Paper 2006-01-1417,Society of Automotive Engineers,2006Philipp Adomeit et al., “Potential Soot and CO Reduction for HSDI Diesel Combustion Systems”, SAE Paper 2006-01-1417, Society of Automotive Engineers, 2006

ディーゼルエンジンにおいては、燃料の着火遅れを減らして燃焼騒音を低減するために、燃料の主噴射（メイン噴射）に先行してパイロット噴射が行われる。圧縮行程時（特に圧縮行程後期）には、スキッシュエリアのガスがピストンの上死点側への移動により押し出されてキャビティに流入することでスキッシュ流が発生するため、パイロット噴霧がこのスキッシュ流に煽られて拡散する。そして、膨張行程時（特に膨張行程前期）には、ピストンの下死点側への移動により、キャビティからスキッシュエリアにガスが流出する逆スキッシュ流が発生するため、パイロット噴霧の着火による火炎がこの逆スキッシュ流に煽られて拡散する。そのため、低負荷運転時にパイロット噴射を行う場合に、スキッシュ流速や逆スキッシュ流速が高くなり過ぎることで、パイロット噴霧・火炎が過拡散すると、ＣＯ（一酸化炭素）が瞬時に酸化されるのに必要な温度まで燃焼温度が達しないことで、燃料中の炭素原子の酸化過程がＣＯで止まり、ＣＯ₂（二酸化炭素）まで酸化されずに排出されることになる。同様に、未燃ＨＣ（炭化水素）についても、酸化に必要な温度まで達せず排出されることになる。また、高負荷運転時に、逆スキッシュ流速が高くなり過ぎると、圧縮上死点後に燃料噴霧が逆スキッシュ流に煽られることで、キャビティからスキッシュエリアへ拡散する燃料噴霧が増加し、スキッシュエリアに燃料噴霧の濃い領域が局所的に形成されて黒煙の増加を招きやすくなる。 In a diesel engine, pilot injection is performed prior to main injection (main injection) of fuel in order to reduce the ignition delay of fuel and reduce combustion noise. During the compression stroke (especially in the latter half of the compression stroke), the gas in the squish area is pushed out by the movement toward the top dead center side of the piston and flows into the cavity to generate a squish flow. It is beaten and spreads. During the expansion stroke (especially in the first half of the expansion stroke), the movement toward the bottom dead center of the piston generates a reverse squish flow in which gas flows out from the cavity to the squish area. It spreads in the reverse squish flow. Therefore, when pilot injection is performed during low-load operation, the squish flow rate and reverse squish flow rate become too high, and if pilot spray / flame is over-diffused, CO (carbon monoxide) is required to be instantly oxidized. If the combustion temperature does not reach a certain temperature, the oxidation process of carbon atoms in the fuel stops at CO, and CO ₂ (carbon dioxide) is discharged without being oxidized. Similarly, unburned HC (hydrocarbon) is discharged without reaching the temperature required for oxidation. In addition, if the reverse squish flow velocity becomes too high during high-load operation, the fuel spray is swept into the reverse squish flow after compression top dead center, increasing the amount of fuel spray that diffuses from the cavity to the squish area and fuel in the squish area. A region where the spray is dense is formed locally, and the increase in black smoke is likely to occur.

特許文献１，２においては、キャビティのリップ部に段付部（特許文献１では空気溜り部、特許文献２では抉り部）を設け、燃料噴霧の燃焼を段付部で促進させることで、黒煙の低減を図っている。ただし、吸気弁や排気弁とピストンとの干渉を防ぐために、ピストン頂面におけるキャビティより外周部にバルブリセス（窪み）を部分的に形成した場合は、段付部とバルブリセスが互いに干渉することになり、段付部の段差は、バルブリセスの形成された位置での段差がバルブリセスの形成されていない位置での段差より小さくなることで、シリンダ周方向に関して変動する。その結果、シリンダ周方向に関してバルブリセスの形成された位置とバルブリセスの形成されていない位置とで、段付部での流れが大きく変動することで、燃料噴霧の燃焼を段付部で促進させる効果も大きく変動する。 In Patent Documents 1 and 2, a stepped portion (an air reservoir portion in Patent Document 1 and a swirl portion in Patent Document 2) is provided in the lip portion of the cavity, and the combustion of fuel spray is promoted by the stepped portion. We try to reduce smoke. However, in order to prevent interference between the intake and exhaust valves and the piston, if the valve recess (dent) is partially formed in the outer periphery of the cavity on the piston top surface, the stepped portion and the valve recess will interfere with each other. The step of the stepped portion varies with respect to the cylinder circumferential direction because the step at the position where the valve recess is formed becomes smaller than the step at the position where the valve recess is not formed. As a result, the flow at the stepped portion largely fluctuates between the position where the valve recess is formed and the position where the valve recess is not formed in the circumferential direction of the cylinder. It fluctuates greatly.

本発明に係るディーゼルエンジンは、ピストン頂面におけるキャビティより外周部にバルブリセスが部分的に形成される場合に、低負荷運転時におけるＣＯ及び未燃ＨＣの低減効果と、高負荷運転時における黒煙の低減効果とを向上させることを目的とする。 The diesel engine according to the present invention has the effect of reducing CO and unburned HC during low-load operation and black smoke during high-load operation when a valve recess is partially formed at the outer periphery of the cavity on the piston top surface. It aims at improving the reduction effect.

本発明に係るディーゼルエンジンは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The diesel engine according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係るディーゼルエンジンは、シリンダ内に面するピストン頂面の中央部に燃料の噴射されるキャビティが形成され、ピストン頂面におけるキャビティより外周部にバルブリセスが部分的に形成され、燃料の主噴射に先行してパイロット噴射を行うディーゼルエンジンであって、キャビティのリップ部には、ピストン頂面の外周部に対して窪んで段差を成す段付部であって、バルブリセスの形成された位置での段差がバルブリセスの形成されていない位置での段差より小さい段付部がシリンダ周方向の全周に渡って形成されており、段付部の内側面は、シリンダ下側端部にて段付部の底面とシリンダ周方向の全周に渡って繋がれ、シリンダ上側端部にてピストン頂面の外周部におけるバルブリセスの形成されていない部分及びバルブリセスの底面とシリンダ周方向の全周に渡って繋がれ、段付部の内側面は、シリンダ軸線方向に沿った円筒面である場合と比較して段付部の内側面とバルブリセスの底面とを結ぶ位置がシリンダ外周側に位置するように、シリンダ軸線方向に対してその下側から上側にかけてシリンダ外周側へ傾斜して形成されていることで、その内径が段付部の底面側からピストン頂面の外周部側へ向かうにつれて徐々に増加することを要旨とする。
In the diesel engine according to the present invention, a cavity for injecting fuel is formed at the center of the piston top surface facing the cylinder, and a valve recess is partially formed at the outer periphery of the cavity on the piston top surface. A diesel engine that performs pilot injection prior to injection, wherein a lip portion of the cavity is a stepped portion that is recessed with respect to the outer peripheral portion of the piston top surface to form a step, at a position where a valve recess is formed. A stepped portion smaller than the step at the position where the valve recess is not formed is formed over the entire circumference in the cylinder circumferential direction, and the inner surface of the stepped portion is stepped at the lower end of the cylinder. The bottom surface of the cylinder is connected to the entire circumference in the cylinder circumferential direction. The inner surface of the stepped portion is connected to the inner surface of the stepped portion and the bottom surface of the valve recess compared to the case where the inner surface of the stepped portion is a cylindrical surface along the cylinder axial direction. The cylinder is inclined from the lower side to the upper side with respect to the cylinder axis direction so that the position connecting the cylinders is located on the cylinder outer circumferential side. The gist is that it gradually increases toward the outer peripheral side of the top surface.

本発明の一態様では、段付部における内側面のシリンダ径方向幅と底面のシリンダ径方向幅との比が２以上であることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the ratio between the cylinder radial direction width of the inner surface and the cylinder radial direction width of the bottom surface of the stepped portion is 2 or more.

本発明によれば、ピストン頂面におけるキャビティより外周部にバルブリセスが部分的に形成される場合に、シリンダ周方向に関してバルブリセスの形成された位置とバルブリセスの形成されていない位置とで、スキッシュ流及び逆スキッシュ流が変動するのを抑えることで、低負荷運転時にパイロット噴霧・火炎の過拡散を段付部で抑える効果が変動するのを抑えることができるとともに、高負荷運転時に燃料噴霧の燃焼を段付部で促進させる効果が変動するのを抑えることができる。その結果、低負荷運転時におけるＣＯ及び未燃ＨＣの低減効果と、高負荷運転時における黒煙の低減効果とを向上させることができる。 According to the present invention, when the valve recess is partially formed in the outer peripheral portion from the cavity on the piston top surface, the squish flow and the position where the valve recess is formed and the position where the valve recess is not formed in the circumferential direction of the cylinder. By suppressing the fluctuation of the reverse squish flow, the effect of suppressing the pilot spray / flame overdiffusion at the low load operation can be suppressed, and the combustion of the fuel spray can be suppressed during the high load operation. It can suppress that the effect promoted by a stepped part changes. As a result, the effect of reducing CO and unburned HC during low load operation and the effect of reducing black smoke during high load operation can be improved.

本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the diesel engine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the diesel engine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the diesel engine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the diesel engine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the diesel engine concerning the embodiment of the present invention. キャビティ部のリップ部に形成された段付部の内側面がシリンダ軸線方向に沿った円筒面であるディーゼルエンジンの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the diesel engine whose inner surface of the step part formed in the lip | rip part of the cavity part is a cylindrical surface along a cylinder axial direction. キャビティ部のリップ部に形成された段付部の内側面がシリンダ軸線方向に沿った円筒面であるディーゼルエンジンの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the diesel engine whose inner surface of the step part formed in the lip | rip part of the cavity part is a cylindrical surface along a cylinder axial direction. キャビティ部のリップ部に形成された段付部の内側面がシリンダ軸線方向に沿った円筒面であるディーゼルエンジンの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the diesel engine whose inner surface of the step part formed in the lip | rip part of the cavity part is a cylindrical surface along a cylinder axial direction. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンのＣＯ低減効果を確認した実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which confirmed the CO reduction effect of the diesel engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの未燃ＨＣ低減効果を確認した実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which confirmed the unburned HC reduction effect of the diesel engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンのＮＯｘ低減効果を確認した実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which confirmed the NOx reduction effect of the diesel engine which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図１〜４は、本発明の実施形態に係るディーゼルエンジン（圧縮着火式内燃機関）１０の概略構成を示す図である。図１は全体構成の概略を示し、図２はシリンダ上側から見たピストン１２の頂面の概略構成を示し、図３は図２のＡ−Ａ断面図を示し、図４は図２のＢ−Ｂ断面図を示す。図１では、１気筒分の構成を示しているが、多気筒の場合も同様の構成である。ディーゼルエンジン１０は、例えばピストン−クランク機構を用いて構成可能である。ディーゼルエンジン１０では、吸気行程にて吸気ポート１４からシリンダ１１内に吸気（空気）が吸入され、圧縮行程にてシリンダ１１内に吸入された吸気がピストン１２により圧縮される。ここでは、シリンダ１１内への吸気を図示しないターボチャージャー等の過給器で加圧することもできる。そして、例えばピストン１２が圧縮上死点付近に位置するときに燃料（例えば軽油等の液体燃料）をインジェクタ１３からシリンダ１１内に直接噴射することで、シリンダ１１内の燃料が自着火して燃焼（ディーゼル燃焼）する。燃焼後の排出ガスは、排気行程にて排気ポート１５へ排出される。ディーゼルエンジン１０においては、排気ポート１５と吸気ポート１４とを繋ぐ還流通路１６が設けられており、燃焼後の排出ガスの一部が還流通路１６を通って吸気ポート１４（吸気側）へＥＧＲガスとして供給される排気再循環（ＥＧＲ）が行われる。還流通路１６にはＥＧＲ制御弁１７が設けられており、ＥＧＲ制御弁１７の開度を制御することで、排気ポート１５から吸気ポート１４への排出ガス（ＥＧＲガス）の還流量が制御され、吸気側へ供給され筒内に吸入されるＥＧＲガス量（ＥＧＲ率）が制御される。 1 to 4 are diagrams showing a schematic configuration of a diesel engine (compression ignition type internal combustion engine) 10 according to an embodiment of the present invention. 1 shows the outline of the overall configuration, FIG. 2 shows the schematic configuration of the top surface of the piston 12 as viewed from the upper side of the cylinder, FIG. 3 shows the AA cross-sectional view of FIG. 2, and FIG. -B shows a cross-sectional view. Although FIG. 1 shows a configuration for one cylinder, the configuration is the same in the case of multiple cylinders. The diesel engine 10 can be configured using, for example, a piston-crank mechanism. In the diesel engine 10, intake air (air) is sucked into the cylinder 11 from the intake port 14 in the intake stroke, and the intake air sucked into the cylinder 11 in the compression stroke is compressed by the piston 12. Here, the intake air into the cylinder 11 can be pressurized by a supercharger such as a turbocharger (not shown). For example, when the piston 12 is located near the compression top dead center, fuel (for example, liquid fuel such as light oil) is directly injected into the cylinder 11 from the injector 13, so that the fuel in the cylinder 11 is self-ignited and burned. (Diesel combustion). The exhaust gas after combustion is exhausted to the exhaust port 15 in the exhaust stroke. In the diesel engine 10, a recirculation passage 16 that connects the exhaust port 15 and the intake port 14 is provided, and a part of the exhaust gas after combustion passes through the recirculation passage 16 to the intake port 14 (intake side). Exhaust gas recirculation (EGR) supplied as is performed. The recirculation passage 16 is provided with an EGR control valve 17. By controlling the opening degree of the EGR control valve 17, the recirculation amount of the exhaust gas (EGR gas) from the exhaust port 15 to the intake port 14 is controlled. The amount of EGR gas (EGR rate) supplied to the intake side and sucked into the cylinder is controlled.

図２〜４に示すように、シリンダ１１内に面するピストン１２の頂面の中央部には、キャビティ部２２が形成されている。図２〜４に示す例では、キャビティ部２２の形状がリエントラント型であり、キャビティ部２２の外周部の深さがキャビティ部２２の中央部の深さよりも大きい。インジェクタ１３は、その先端部がキャビティ部２２の中央部に臨む状態でシリンダヘッド９に配置されている。圧縮上死点付近にてインジェクタ１３の先端部に形成された噴孔１３ａからキャビティ部２２の外周部へ向けて燃料が放射状に噴射され、キャビティ部２２が燃焼室として機能する。 As shown in FIGS. 2 to 4, a cavity portion 22 is formed at the central portion of the top surface of the piston 12 facing the cylinder 11. In the example illustrated in FIGS. 2 to 4, the shape of the cavity portion 22 is a reentrant type, and the depth of the outer peripheral portion of the cavity portion 22 is greater than the depth of the central portion of the cavity portion 22. The injector 13 is disposed on the cylinder head 9 with its tip end facing the center of the cavity portion 22. Near the compression top dead center, fuel is injected radially from the injection hole 13a formed at the tip of the injector 13 toward the outer periphery of the cavity portion 22, and the cavity portion 22 functions as a combustion chamber.

ピストン１２の頂面におけるキャビティ部２２より外周部２４には、複数のバルブリセス（窪み）２６が部分的に形成されている。バルブリセス２６の深さは、キャビティ部２２の深さよりも小さい。図２〜４に示す例では、２つの吸気弁及び２つの排気弁に対応して４つのバルブリセス２６がピストン頂面の外周部２４に形成され、シリンダ周方向に関して４つのバルブリセス２６が互いに間隔をおいて配置されている。吸気弁及び排気弁に挟み角がある場合は、各バルブリセス２６の深さは、シリンダ軸線方向及びクランクシャフト軸線方向と直交する方向（図２の左右方向）に関して、内側から外側へ向かうにつれて徐々に大きくなり、各バルブリセス２６の底面２６ａは、ピストン頂面の外周部２４（バルブリセス２６が形成されていない部分２８）に対して、図２の左右方向の内側から外側にかけてシリンダ下側へ傾斜して形成される。 A plurality of valve recesses (recesses) 26 are partially formed in the outer peripheral portion 24 from the cavity portion 22 on the top surface of the piston 12. The depth of the valve recess 26 is smaller than the depth of the cavity portion 22. In the example shown in FIGS. 2 to 4, four valve recesses 26 are formed in the outer peripheral portion 24 of the piston top surface corresponding to two intake valves and two exhaust valves, and the four valve recesses 26 are spaced from each other in the cylinder circumferential direction. Arranged. When the intake valve and the exhaust valve have a sandwiching angle, the depth of each valve recess 26 gradually increases from the inside toward the outside in the cylinder axis direction and the direction orthogonal to the crankshaft axis direction (left-right direction in FIG. 2). The bottom surface 26a of each valve recess 26 is inclined downward to the cylinder from the inner side to the outer side in FIG. 2 with respect to the outer peripheral portion 24 of the piston top surface (the portion 28 where the valve recess 26 is not formed). It is formed.

本実施形態では、キャビティ部２２のリップ部には、ピストン頂面の外周部２４（バルブリセス２６が形成されていない部分２８）に対してシリンダ下側へ窪んで段差を成す段付部３０がシリンダ周方向の全周に渡って形成されている。段付部３０の底面３０ａは、シリンダ軸線方向にほぼ垂直な面であり、その内周端部にてキャビティ部２２の内側面２２ａのシリンダ上側端部とシリンダ周方向の全周に渡って繋がれている。段付部３０の内側面（段差面）３０ｂは、シリンダ下側端部にて段付部３０の底面３０ａの外周端部とシリンダ周方向の全周に渡って繋がれ、シリンダ上側端部にてピストン頂面の外周部２４（バルブリセス２６が形成されていない部分２８及び各バルブリセス２６の底面２６ａ）の内周端部とシリンダ周方向の全周に渡って繋がれている。段付部３０の段差は、内側面３０ｂのシリンダ上側端部とシリンダ下側端部との高さ差で表され（図５のＨ参照）、バルブリセス２６の形成された位置での段差（バルブリセス２６の底面２６ａの内周端部と段付部３０の底面３０ａとの高さ差）が、バルブリセス２６の形成されていない位置での段差（バルブリセス２６が形成されていない部分２８と段付部３０の底面３０ａとの高さ差）より小さくなる。 In the present embodiment, the lip portion of the cavity portion 22 has a stepped portion 30 that is recessed toward the cylinder lower side with respect to the outer peripheral portion 24 (the portion 28 where the valve recess 26 is not formed) of the piston top surface and forms a step. It is formed over the entire circumference. The bottom surface 30a of the stepped portion 30 is a surface substantially perpendicular to the cylinder axial direction, and is connected to the cylinder upper end portion of the inner side surface 22a of the cavity portion 22 over the entire circumference in the cylinder circumferential direction. It is. The inner side surface (step surface) 30b of the stepped portion 30 is connected to the outer peripheral end portion of the bottom surface 30a of the stepped portion 30 over the entire circumference in the cylinder circumferential direction at the cylinder lower end portion, and is connected to the cylinder upper end portion. Thus, the outer peripheral portion 24 (the portion 28 where the valve recess 26 is not formed and the bottom surface 26a of each valve recess 26) of the piston top surface is connected to the inner peripheral end portion over the entire circumference in the cylinder circumferential direction. The step of the stepped portion 30 is represented by the height difference between the cylinder upper end and the cylinder lower end of the inner surface 30b (see H in FIG. 5), and the step (valve recess) at the position where the valve recess 26 is formed. The height difference between the inner peripheral end portion of the bottom surface 26a of the 26 and the bottom surface 30a of the stepped portion 30 is a step at a position where the valve recess 26 is not formed (the portion 28 where the valve recess 26 is not formed and the stepped portion). 30 and the bottom surface 30a).

さらに、本実施形態では、ピストン頂面の外周部２４（バルブリセス２６が形成されていない部分２８及び各バルブリセス２６の底面２６ａ）と段付部３０の底面３０ａとをシリンダ周方向の全周に渡って繋ぐ段付部３０の内側面３０ｂは、その内径が段付部３０の底面３０ａ側（シリンダ下側）からピストン頂面の外周部２４側（シリンダ上側）へ向かうにつれて徐々に増加するように、シリンダ軸線方向に対してその下側から上側にかけてシリンダ外周側へ傾斜して形成されたテーパ面である。さらに、段付部３０における内側面３０ｂのシリンダ径方向幅と底面３０ａのシリンダ径方向幅との比が２以上に設定されている。段付部３０の内側面３０ｂのシリンダ径方向幅は、内側面３０ｂのシリンダ上側端部の直径（外周部２４の内周端部の直径、図５のＤ₃参照）と内側面３０ｂのシリンダ下側端部の直径（底面３０ａの外周端部の直径、図５のＤ₂参照）との差を２で割った値(Ｄ₃−Ｄ₂)／２で表される。段付部３０の底面３０ａのシリンダ径方向幅は、底面３０ａの外周端部の直径（内側面３０ｂのシリンダ下側端部の直径）Ｄ₂と底面３０ａの内周端部の直径（キャビティ部２２の直径、図５のＤ₁参照）との差を２で割った値(Ｄ₂−Ｄ₁)／２で表される。つまり、(Ｄ₃−Ｄ₂)／(Ｄ₂−Ｄ₁)が２以上に設定されている。図２〜４は、その一例として、段付部３０における内側面３０ｂのシリンダ径方向幅(Ｄ₃−Ｄ₂)／２と底面３０ａのシリンダ径方向幅(Ｄ₂−Ｄ₁)／２との比(Ｄ₃−Ｄ₂)／(Ｄ₂−Ｄ₁)が２．０である場合を示している。 Furthermore, in this embodiment, the outer peripheral portion 24 (the portion 28 where the valve recess 26 is not formed and the bottom surface 26a of each valve recess 26) of the piston top surface and the bottom surface 30a of the stepped portion 30 are extended over the entire circumference in the cylinder circumferential direction. The inner side surface 30b of the stepped portion 30 to be connected is gradually increased from the bottom surface 30a side (cylinder lower side) of the stepped portion 30 toward the outer peripheral portion 24 side (cylinder upper side) of the piston top surface. The taper surface is formed so as to be inclined from the lower side to the upper side with respect to the cylinder axial direction toward the cylinder outer peripheral side. Furthermore, the ratio of the cylinder radial direction width of the inner side surface 30b and the cylinder radial direction width of the bottom surface 30a in the stepped portion 30 is set to 2 or more. Cylinder radial width of the inner side surface 30b of the stepped portion 30, (the diameter of the inner peripheral edge portion of the outer peripheral portion 24, reference D ₃ in FIG. 5) the diameter of the cylinder upper end of the inner surface 30b and the inner surface 30b cylinder It is represented by a value (D ₃ −D ₂ ) / 2 obtained by dividing the difference from the diameter of the lower end (the diameter of the outer peripheral end of the bottom surface 30a, see D ₂ in FIG. 5) by 2. Cylinder radial width of the bottom surface 30a of the stepped portion 30, the diameter of the inner peripheral end portion of the outer peripheral end portion of the diameter (diameter of the cylinder lower end of the inner surface 30b) D ₂ and the bottom surface 30a of the bottom surface 30a (the cavity portion 22 in diameter, represented by FIG differential value obtained by dividing by 2 the D reference ₁₎ 5 (D ₂ -D ₁₎ / 2. That is, (D ₃ −D ₂ ) / (D ₂ −D ₁ ) is set to 2 or more. 2 to 4 show, as an example, the cylinder radial direction width (D ₃ -D ₂ ) / 2 of the inner side surface 30b and the cylinder radial direction width (D ₂ -D ₁ ) / 2 of the bottom surface 30a. The ratio (D ₃ -D ₂ ) / (D ₂ -D ₁ ) is 2.0.

ディーゼルエンジン１０において、拡散燃焼（ディーゼル燃料）を行う場合には、燃料の着火遅れを減らして燃焼騒音を低減するために、燃料の主噴射（メイン噴射）に先行してパイロット噴射が行われる。ここでのパイロット噴射は、圧縮上死点前（例えば圧縮上死点前３０°以降）に単発もしくは複数回に分けて行われる。圧縮行程時（特に圧縮行程後期）には、ピストン頂面の外周部２４とシリンダヘッド９の下面との間に形成されるスキッシュエリア３２のガスがピストン１２の上死点側への移動により押し出されてキャビティ部２２に流入することでスキッシュ流が発生するため、パイロット噴霧がこのスキッシュ流に煽られて拡散する。そして、膨張行程時（特に膨張行程前期）には、ピストン１２の下死点側への移動により、キャビティ部２２からスキッシュエリア３２にガスが流出する逆スキッシュ流が発生するため、パイロット噴霧の着火による火炎がこの逆スキッシュ流に煽られて拡散する。そのため、低負荷運転時（例えば図示平均有効圧力１００ｋＰａ未満）にパイロット噴射を行う場合に、スキッシュ流速や逆スキッシュ流速が高くなり過ぎることで、パイロット噴霧・火炎が過拡散すると、ＣＯ（一酸化炭素）が瞬時に酸化されるのに必要な温度（１５００Ｋ程度）まで燃焼温度が達しないことで、燃料中の炭素原子の酸化過程がＣＯで止まり、ＣＯ₂（二酸化炭素）まで酸化されずに排出されることになる。同様に、未燃ＨＣ（炭化水素）についても、酸化に必要な温度まで達せず排出されることになる。また、高負荷運転時に、逆スキッシュ流速が高くなり過ぎると、圧縮上死点後に燃料噴霧が逆スキッシュ流に煽られることで、キャビティ部２２からスキッシュエリア３２へ拡散する燃料噴霧が増加し、スキッシュエリア３２に燃料噴霧の濃い領域が局所的に形成されて黒煙の増加を招きやすくなる。 When performing diffusion combustion (diesel fuel) in the diesel engine 10, pilot injection is performed prior to main fuel injection (main injection) in order to reduce fuel ignition delay and combustion noise. The pilot injection here is performed once or divided into a plurality of times before the compression top dead center (for example, after 30 ° before compression top dead center). During the compression stroke (especially in the latter half of the compression stroke), the gas in the squish area 32 formed between the outer peripheral portion 24 of the piston top surface and the lower surface of the cylinder head 9 is pushed out by the movement toward the top dead center side of the piston 12. Since the squish flow is generated by flowing into the cavity portion 22, the pilot spray is swept by the squish flow and diffused. At the time of the expansion stroke (particularly in the first half of the expansion stroke), a reverse squish flow in which gas flows out from the cavity portion 22 to the squish area 32 is generated due to the movement of the piston 12 toward the bottom dead center. The flame caused by is swept by this reverse squish flow and diffused. Therefore, when pilot injection is performed during low-load operation (for example, less than the average effective pressure of 100 kPa shown in the figure), if the squish flow rate or reverse squish flow rate becomes excessively high and the pilot spray / flame becomes excessively diffused, CO (carbon monoxide) ) Does not reach the temperature required for instant oxidation (about 1500K), the oxidation process of carbon atoms in the fuel stops at CO, and is not oxidized to CO ₂ (carbon dioxide). Will be. Similarly, unburned HC (hydrocarbon) is discharged without reaching the temperature required for oxidation. In addition, if the reverse squish flow velocity becomes too high during high load operation, the fuel spray is swept into the reverse squish flow after compression top dead center, so that the fuel spray diffusing from the cavity portion 22 to the squish area 32 increases, and the squish is increased. A region where the fuel spray is deep is locally formed in the area 32, and the black smoke is likely to increase.

これに対して本実施形態では、キャビティ部２２のリップ部に段付部３０を設けることで、圧縮上死点前ではスキッシュ流速を段付部３０で低減してパイロット噴霧の過拡散を抑えることができ、圧縮上死点後では逆スキッシュ流速を段付部３０で低減してパイロット噴霧の着火による火炎の過拡散を抑えることができる。したがって、低負荷運転時に、燃焼温度をＣＯ及び未燃ＨＣの酸化に必要な温度以上に上昇させることができ、ＣＯ及び未燃ＨＣを低減することができる。その結果、ＣＯ排出量を増やすことなくＥＧＲ量を増やすことで、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減することができる。また、高負荷運転時には、圧縮上死点後では逆スキッシュ流速を段付部３０で低減してキャビティ部２２からスキッシュエリア３２への燃料噴霧の拡散を段付部３０で抑えることができ、スキッシュエリア３２に燃料噴霧の濃い領域が局所的に形成されるのを抑えることができる。したがって、高負荷運転時に、燃料噴霧の燃焼を段付部３０で促進させることができ、黒煙を低減することができる。 On the other hand, in this embodiment, by providing the stepped portion 30 at the lip portion of the cavity portion 22, the squish flow velocity is reduced by the stepped portion 30 before the compression top dead center to suppress overspreading of the pilot spray. After the compression top dead center, the reverse squish flow velocity can be reduced by the stepped portion 30 to suppress the flame overdiffusion due to the ignition of the pilot spray. Therefore, at the time of low load operation, the combustion temperature can be raised to a temperature higher than that required for oxidation of CO and unburned HC, and CO and unburned HC can be reduced. As a result, nitrogen oxides (NOx) can be reduced by increasing the EGR amount without increasing the CO emission amount. Further, at the time of high load operation, after the compression top dead center, the reverse squish flow velocity can be reduced by the stepped portion 30, and the diffusion of fuel spray from the cavity portion 22 to the squish area 32 can be suppressed by the stepped portion 30. It can suppress that the area | region where a fuel spray is deeply formed in the area 32 locally. Therefore, during high-load operation, combustion of fuel spray can be promoted by the stepped portion 30, and black smoke can be reduced.

ただし、ピストン頂面の外周部２４にバルブリセス２６が部分的に形成されている場合は、段付部３０とバルブリセス２６が互いに干渉することになり、段付部３０の段差Ｈは、バルブリセス２６の形成された位置での段差がバルブリセス２６の形成されていない位置での段差より小さくなることで、シリンダ周方向に関して変動する。図６〜８に示すように、段付部３０の内側面３０ｂがシリンダ軸線方向に沿った円筒面である場合には、バルブリセス２６の形成されていない位置での逆スキッシュ流は、図７の矢印Ａに示すように、段付部３０の内側面３０ｂでシリンダ上向きに曲げられるのに対して、バルブリセス２６の形成された位置での逆スキッシュ流は、図８の矢印Ｂに示すように、内側面３０ｂの高さが不足するために、シリンダ上向きへあまり曲げられずにシリンダ外向きへ流れる。したがって、図６〜８に示す場合は、シリンダ周方向に関してバルブリセス２６の形成された位置とバルブリセス２６の形成されていない位置とで、逆スキッシュ流の方向及び速度が大きく変動することで、高負荷運転時に燃料噴霧の燃焼を段付部３０で促進させる効果も大きく変動する。その結果、高負荷運転時に黒煙を低減する効果が低下する。同様に、スキッシュ流についても、シリンダ周方向に関してバルブリセス２６の形成された位置とバルブリセス２６の形成されていない位置とで、気流方向及び速度が大きく変動することで、低負荷運転時にパイロット噴霧の過拡散を段付部３０で抑える効果も大きく変動する。その結果、低負荷運転時にＣＯ及び未燃ＨＣを低減する効果も低下する。 However, when the valve recess 26 is partially formed on the outer peripheral portion 24 of the piston top surface, the stepped portion 30 and the valve recess 26 interfere with each other, and the step H of the stepped portion 30 is different from that of the valve recess 26. Since the step at the formed position is smaller than the step at the position where the valve recess 26 is not formed, the step changes in the cylinder circumferential direction. As shown in FIGS. 6 to 8, when the inner side surface 30b of the stepped portion 30 is a cylindrical surface along the cylinder axial direction, the reverse squish flow at the position where the valve recess 26 is not formed is shown in FIG. As shown by the arrow A, the cylinder is bent upward at the inner surface 30b of the stepped portion 30, whereas the reverse squish flow at the position where the valve recess 26 is formed is shown by the arrow B in FIG. Since the height of the inner side surface 30b is insufficient, the inner surface 30b flows outwardly without being bent much upward. Therefore, in the case shown in FIGS. 6 to 8, the direction and speed of the reverse squish flow greatly vary between the position where the valve recess 26 is formed and the position where the valve recess 26 is not formed in the cylinder circumferential direction. The effect of promoting combustion of fuel spray by the stepped portion 30 during operation also varies greatly. As a result, the effect of reducing black smoke during high load operation is reduced. Similarly, with regard to the squish flow, the air flow direction and the speed greatly vary between the position where the valve recess 26 is formed and the position where the valve recess 26 is not formed in the circumferential direction of the cylinder. The effect of suppressing diffusion at the stepped portion 30 also varies greatly. As a result, the effect of reducing CO and unburned HC during low-load operation is also reduced.

これに対して本実施形態では、段付部３０の内側面３０ｂを、段付部３０の底面３０ａ側からピストン頂面の外周部２４側にかけてシリンダ外周側へ傾斜させたスロープ形状にすることで、バルブリセス２６の底面２６ａのシリンダ内周よりの部分を削り取った形状としている。これによって、バルブリセス２６の形成されていない位置での逆スキッシュ流は、図３の矢印Ａに示すように、段付部３０の内側面３０ｂに沿って僅かにシリンダ上向きに傾いたほぼシリンダ外向きへの流れとなる。そして、バルブリセス２６の形成された位置での逆スキッシュ流も、図４の矢印Ｂに示すように、段付部３０の内側面３０ｂに沿って僅かにシリンダ上向きに傾いたほぼシリンダ外向きへの流れとなり、段付部３０の内側面３０ｂとバルブリセス２６の底面２６ａとを結ぶ位置が図６〜８に示す場合と比較してシリンダ外周側に位置するため、バルブリセス２６による気流方向の変化は小さくなる。したがって、シリンダ周方向に関してバルブリセス２６の形成された位置とバルブリセス２６の形成されていない位置とで、逆スキッシュ流の方向及び速度が変動するのを抑えることができ、高負荷運転時に燃料噴霧の燃焼を段付部３０で促進させる効果が変動するのも抑えることができる。その結果、高負荷運転時に黒煙を低減する効果を向上させることができる。同様に、スキッシュ流についても、シリンダ周方向に関してバルブリセス２６の形成された位置とバルブリセス２６の形成されていない位置とで、気流方向及び速度が変動するのを抑えることができ、低負荷運転時にパイロット噴霧の過拡散を段付部３０で抑える効果が変動するのも抑えることができる。その結果、低負荷運転時にＣＯ及び未燃ＨＣを低減する効果を向上させることができる。 On the other hand, in this embodiment, the inner side surface 30b of the stepped portion 30 is formed into a slope shape that is inclined toward the cylinder outer peripheral side from the bottom surface 30a side of the stepped portion 30 to the outer peripheral portion 24 side of the piston top surface. The part of the bottom surface 26a of the valve recess 26 from the inner periphery of the cylinder is cut off. As a result, the reverse squish flow at the position where the valve recess 26 is not formed is substantially directed outwardly from the cylinder and slightly inclined upward along the inner side surface 30b of the stepped portion 30 as shown by an arrow A in FIG. It becomes the flow to. Then, the reverse squish flow at the position where the valve recess 26 is formed is also directed to the cylinder outward direction slightly inclined upward along the inner side surface 30b of the stepped portion 30 as shown by an arrow B in FIG. Since the position connecting the inner side surface 30b of the stepped portion 30 and the bottom surface 26a of the valve recess 26 is located on the cylinder outer peripheral side as compared with the case shown in FIGS. 6 to 8, the change in the air flow direction by the valve recess 26 is small. Become. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the direction and speed of the reverse squish flow between the position where the valve recess 26 is formed and the position where the valve recess 26 is not formed with respect to the cylinder circumferential direction. It is also possible to suppress the fluctuation of the effect of promoting the stepped portion 30. As a result, the effect of reducing black smoke during high load operation can be improved. Similarly, with respect to the squish flow, it is possible to suppress fluctuations in the air flow direction and speed between the position where the valve recess 26 is formed and the position where the valve recess 26 is not formed in the circumferential direction of the cylinder. It can also be suppressed that the effect of suppressing spray overdiffusion by the stepped portion 30 varies. As a result, the effect of reducing CO and unburned HC during low load operation can be improved.

なお、シリンダ周方向に関してバルブリセス２６の形成された位置とバルブリセス２６の形成されていない位置とで、逆スキッシュ流とスキッシュ流の方向及び速度が変動するのを抑える効果をより向上させるためには、段付部３０における内側面３０ｂのシリンダ径方向幅(Ｄ₃−Ｄ₂)／２を底面３０ａのシリンダ径方向幅(Ｄ₂−Ｄ₁)／２に比べて広くしてスロープの傾斜を緩やかにすることが好ましく、より具体的には、段付部３０における内側面３０ｂのシリンダ径方向幅(Ｄ₃−Ｄ₂)／２と底面３０ａのシリンダ径方向幅(Ｄ₂−Ｄ₁)／２との比(Ｄ₃−Ｄ₂)／(Ｄ₂−Ｄ₁)を２．０以上にすることが好ましい。これによって、低負荷運転時に、パイロット噴霧の過拡散を段付部３０で抑える効果がシリンダ周方向に関して変動するのをさらに抑えることで、ＣＯ及び未燃ＨＣを低減する効果をさらに向上させることができ、高負荷運転時に、燃料噴霧の燃焼を段付部３０で促進させる効果が変動するのをさらに抑えることで、黒煙を低減する効果をさらに向上させることができる。また、高負荷運転時に、燃料噴霧の燃焼を段付部３０で促進させるためには、シリンダ上下方向にまとまった空間が必要であり、段付部３０の高さＨが低すぎると、上下の壁への熱伝達の影響により温度が下がり燃焼が緩慢になりやすい。より具体的には、バルブリセス２６の形成されていない位置での段付部３０の高さＨが２ｍｍ以上であることが好ましい。 In order to further improve the effect of suppressing fluctuations in the direction and speed of the reverse squish flow and the squish flow between the position where the valve recess 26 is formed and the position where the valve recess 26 is not formed in the cylinder circumferential direction, The width (D ₃ -D ₂ ) / 2 of the inner side surface 30b of the stepped portion 30 is made wider than the width (D ₂ -D ₁ ) / 2 of the bottom surface 30a in the cylinder radial direction so that the slope slope is gentle. More specifically, the cylinder radial direction width (D ₃ -D ₂ ) / 2 of the inner side surface 30b of the stepped portion 30 and the cylinder radial direction width (D ₂ -D ₁ ) / of the bottom surface 30a are preferable. The ratio (D ₃ -D ₂ ) / (D ₂ -D ₁ ) to ₂ is preferably 2.0 or more. This further improves the effect of reducing CO and unburned HC by further suppressing the effect of suppressing overspreading of the pilot spray by the stepped portion 30 in the low-speed operation from fluctuating in the circumferential direction of the cylinder. It is possible to further improve the effect of reducing black smoke by further suppressing the fluctuation of the effect of promoting the combustion of the fuel spray by the stepped portion 30 during high load operation. Further, in order to promote combustion of fuel spray at the stepped portion 30 during high load operation, a space is required in the vertical direction of the cylinder, and if the height H of the stepped portion 30 is too low, Temperature tends to decrease due to the effect of heat transfer to the wall, and combustion tends to be slow. More specifically, the height H of the stepped portion 30 at a position where the valve recess 26 is not formed is preferably 2 mm or more.

本実施形態に係るディーゼルエンジン１０において、ＣＯ低減効果を確認した実験結果を図９に示し、未燃ＨＣ低減効果を確認した実験結果を図１０に示し、ＮＯｘ低減効果を確認した実験結果を図１１に示す。実験の際には、シリンダボア径を８６ｍｍ、ストロークを８６ｍｍ、圧縮比を１５．８、機関回転数を１６６０ｒｐｍ、図示平均有効圧力を６５ｋＰａ、燃料噴射量を７ｍｍ³／ｓｔとしている。図９〜１１において、「従来型燃焼室」は、キャビティ部２２のリップ部に段付部３０が形成されていない仕様を表し、「段付リップ」は、キャビティ部２２のリップ部に段付部３０が形成されており、燃料噴射圧力が４８ＭＰａである仕様を表し、「段付＋低噴射圧」は、キャビティ部２２のリップ部に段付部３０が形成されており、燃料噴射圧力が３５ＭＰａである仕様を表す。「段付リップ」及び「段付＋低噴射圧」の仕様では、バルブリセス２６の形成されていない位置での段付部３０の高さＨを２．５ｍｍ、段付部３０における内側面３０ｂのシリンダ径方向幅(Ｄ₃−Ｄ₂)／２と底面３０ａのシリンダ径方向幅(Ｄ₂−Ｄ₁)／２との比(Ｄ₃−Ｄ₂)／(Ｄ₂−Ｄ₁)を２．０としている。図９，１０に示すＣＯ低減効果の確認実験及び未燃ＨＣ低減効果の確認実験の際には、各仕様でＮＯｘ排出量が等しくなるようにＥＧＲ率を設定し、図１１に示すＮＯｘ低減効果の確認実験の際には、各仕様でＣＯ排出量が等しくなるようにＥＧＲ率を設定している。キャビティ部２２のリップ部に段付部３０を設けることで、図９，１０に示すように等ＮＯｘ条件でＣＯ及び未燃ＨＣを低減でき、図１１に示すように等ＣＯ条件でＮＯｘを低減できていることがわかる。さらに、燃料噴射圧力を下げることで、図９，１０に示すように等ＮＯｘ条件でＣＯ及び未燃ＨＣをさらに低減でき、図１１に示すように等ＣＯ条件でＮＯｘをさらに低減できていることがわかる。なお、パイロット噴霧の貫徹力を弱めることでパイロット噴霧の過拡散をさらに抑えるためには、燃料噴射圧力を４０ＭＰａ未満まで下げることが好ましい。その際には、噴孔１３ａの直径を０．１１ｍｍ未満とすることが好ましい。 In the diesel engine 10 according to the present embodiment, the experimental results confirming the CO reduction effect are shown in FIG. 9, the experimental results confirming the unburned HC reduction effect are shown in FIG. 10, and the experimental results confirming the NOx reduction effect are shown in FIG. 11 shows. In the experiment, the cylinder bore diameter is 86 mm, the stroke is 86 mm, the compression ratio is 15.8, the engine speed is 1660 rpm, the indicated mean effective pressure is 65 kPa, and the fuel injection amount is 7 mm ³ / st. 9 to 11, “conventional combustion chamber” indicates a specification in which the stepped portion 30 is not formed on the lip portion of the cavity portion 22, and the “stepped lip” is stepped on the lip portion of the cavity portion 22. The step 30 represents a specification in which the fuel injection pressure is 48 MPa, and “step + low injection pressure” indicates that the step 30 is formed in the lip portion of the cavity portion 22 and the fuel injection pressure is The specification is 35 MPa. In the specifications of “stepped lip” and “stepped + low injection pressure”, the height H of the stepped portion 30 at a position where the valve recess 26 is not formed is 2.5 mm, and the inner surface 30b of the stepped portion 30 is The ratio (D ₃ -D ₂ ) / (D ₂ -D ₁ ) of the cylinder radial width (D ₃ -D ₂ ) / 2 and the cylinder radial width (D ₂ -D ₁ ) / 2 of the bottom surface 30a is 2 .0. In the confirmation experiment of the CO reduction effect and the confirmation experiment of the unburned HC reduction effect shown in FIGS. 9 and 10, the EGR rate is set so that the NOx emission amount becomes equal in each specification, and the NOx reduction effect shown in FIG. In the confirmation experiment, the EGR rate is set so that the CO emissions are equal for each specification. By providing the stepped portion 30 at the lip portion of the cavity portion 22, CO and unburned HC can be reduced under equal NOx conditions as shown in FIGS. 9 and 10, and NOx is reduced under equal CO conditions as shown in FIG. 11. You can see that it is made. Furthermore, by lowering the fuel injection pressure, CO and unburned HC can be further reduced under equal NOx conditions as shown in FIGS. 9 and 10, and NOx can be further reduced under equal CO conditions as shown in FIG. I understand. In order to further suppress overspreading of the pilot spray by weakening the penetration force of the pilot spray, it is preferable to lower the fuel injection pressure to less than 40 MPa. In that case, it is preferable that the diameter of the nozzle hole 13a be less than 0.11 mm.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

１０ディーゼルエンジン、１１シリンダ、１２ピストン、１３インジェクタ、１３ａ噴孔、１４吸気ポート、１５排気ポート、１６還流通路、１７ＥＧＲ制御弁、２２キャビティ部、２２ａ，３０ｂ内側面、２６バルブリセス、２６ａ，３０ａ底面、３０段付部、３２スキッシュエリア。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diesel engine, 11 Cylinder, 12 Piston, 13 Injector, 13a Injection hole, 14 Intake port, 15 Exhaust port, 16 Recirculation passage, 17 EGR control valve, 22 Cavity part, 22a, 30b Inner side surface, 26 Valve recess, 26a, 30a Bottom, 30 steps, 32 squish areas.

Claims

A cavity in which fuel is injected is formed in the center of the piston top surface facing the cylinder, and a valve recess is partially formed in the outer periphery of the piston top surface from the cavity, and pilot injection is performed prior to the main fuel injection. A diesel engine to perform,
The cavity lip portion is a stepped portion that is recessed with respect to the outer peripheral portion of the piston top surface to form a step, and the step at the position where the valve recess is formed is smaller than the step at the position where the valve recess is not formed. The stepped part is formed over the entire circumference in the cylinder circumferential direction.
The inner surface of the stepped portion is connected to the bottom surface of the stepped portion at the lower end of the cylinder over the entire circumference of the cylinder, and a valve recess is formed at the outer peripheral portion of the piston top surface at the upper end of the cylinder. It is connected to the bottom of the valve recess and the bottom of the valve recess over the entire circumference of the cylinder,
Compared to the case where the inner surface of the stepped portion is a cylindrical surface along the cylinder axial direction, the position connecting the inner surface of the stepped portion and the bottom surface of the valve recess is positioned on the cylinder outer peripheral side. The diesel engine gradually increases from the bottom surface side of the stepped portion toward the outer peripheral portion side of the piston top surface by being inclined toward the cylinder outer peripheral side from the lower side to the upper side. .

The diesel engine according to claim 1,
The diesel engine whose ratio of the cylinder radial direction width | variety of the inner surface in a stepped part and the cylinder radial direction width | variety of a bottom face is 2 or more.