JP6481703B2

JP6481703B2 - diesel engine

Info

Publication number: JP6481703B2
Application number: JP2017052232A
Authority: JP
Inventors: 淳神崎; 片岡　一司; 一司片岡; 尚奎金; 修治詫間
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP2018155159A

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに係わり、特に、シリンダの一端を覆うシリンダヘッドと、シリンダヘッドに対向する冠面を備えシリンダ内を往復動するピストンと、シリンダヘッドに取り付けられた燃料噴射弁とを有するディーゼルエンジンに関する。 The present invention relates to a diesel engine, and in particular, includes a cylinder head that covers one end of a cylinder, a piston that includes a crown surface facing the cylinder head and reciprocates in the cylinder, and a fuel injection valve attached to the cylinder head. Diesel engine related.

ディーゼルエンジン、特に、乗用車等に用いられる比較的小型のディーゼルエンジンにおいては、ピストンの冠面にリエントラント型のキャビティ、つまり、中央部が隆起するとともに開口部が上窄まり状に絞られたキャビティが形成することが知られている（例えば下記特許文献１参照）。 In a diesel engine, in particular, a relatively small diesel engine used for a passenger car or the like, a reentrant type cavity, that is, a cavity with a raised central portion and a narrowed opening is formed on the piston crown. It is known to form (see, for example, Patent Document 1 below).

リエントラント型のキャビティをピストンに形成し特許文献１のようなディーゼルエンジンでは、例えばエンジンの中負荷域または高負荷域において燃料噴射弁が比較的多量の燃料を噴射したときに、キャビティの周縁部に到達した燃料噴霧がキャビティの壁面に沿って反転する（即ちピストンの径方向中心側に向けて方向転換する）ような流れが起き、これによって燃料噴霧と空気との混合が促進される。これにより、燃料がリッチな領域において局所燃焼による高温と酸素不足に起因して発生するＮＯｘやスート（煤）の発生量を低減することができる。 In a diesel engine such as Patent Document 1 in which a reentrant type cavity is formed in a piston, for example, when a fuel injection valve injects a relatively large amount of fuel in a middle load region or a high load region of the engine, a peripheral portion of the cavity is formed. A flow occurs in which the fuel spray that has arrived is reversed along the wall surface of the cavity (that is, the direction is changed toward the radial center of the piston), thereby promoting mixing of the fuel spray and air. As a result, it is possible to reduce the amount of NOx and soot (soot) generated due to the high temperature and oxygen shortage due to local combustion in a fuel rich region.

特開２０１５−２３２２８８号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-232288

上記のような中・高負荷域での燃料噴霧と空気の混合の促進効果をより高めるには、燃料噴射弁から噴射される燃料のペネトレーション（貫徹力）を強めることが考えられる。噴霧のペネトレーションが強いと、燃料噴射弁から十分に離れた位置でも噴霧の速度が高速に保たれるので、燃焼室内でより広範囲に噴霧を行き渡らせることが可能だからである。 In order to further enhance the effect of mixing the fuel spray and air in the medium and high load regions as described above, it is conceivable to increase the penetration (penetration force) of the fuel injected from the fuel injection valve. This is because if the penetration of the spray is strong, the spray speed is kept high even at a position sufficiently away from the fuel injection valve, so that it is possible to spread the spray more widely in the combustion chamber.

しかしながら、低負荷域では燃料噴射量が少ないので、燃料噴霧がキャビティの壁面に沿って反転するような流れはほとんど起きない。この場合、燃焼ガスはキャビティの周縁部近傍からあまり移動せずにキャビティの壁面に接触する。したがって、中・高負荷域での燃料噴霧と空気の混合性向上のために噴霧のペネトレーションを強くし過ぎると、低負荷域において燃焼ガスがキャビティの壁面に接触する面積が大きくなり、冷却損失が増大するので、エンジンの燃費性能が低下する。 However, since the fuel injection amount is small in the low load region, there is almost no flow in which the fuel spray reverses along the wall surface of the cavity. In this case, the combustion gas does not move so much from the vicinity of the peripheral edge of the cavity and contacts the wall surface of the cavity. Therefore, if the penetration of the spray is increased too much in order to improve the mixing of fuel spray and air in the middle and high load areas, the area where the combustion gas contacts the cavity wall surface in the low load area increases and cooling loss is reduced. Since it increases, the fuel efficiency of the engine decreases.

したがって、冷却損失の低減と、燃料噴霧と空気の混合性向上とを両立するためには、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなくキャビティ内の空気の流動性を高めることが求められる。 Therefore, in order to achieve both a reduction in cooling loss and an improvement in the mixing characteristics of fuel spray and air, it is required to improve the fluidity of air in the cavity without increasing the penetration of fuel spray.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなくキャビティ内の空気の流動性を高めることにより、冷却損失の低減と、燃料噴霧と空気の混合性向上とを両立することが可能なディーゼルエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By increasing the fluidity of air in the cavity without increasing the fuel spray penetration, the cooling loss can be reduced, and the fuel spray and the air An object of the present invention is to provide a diesel engine capable of achieving both improved mixing.

上記の目的を達成するために、本発明によるディーゼルエンジンは、シリンダが形成されたシリンダブロックと、シリンダの一端を覆うようにシリンダブロック上に配設されるシリンダヘッドと、シリンダヘッドに対向する冠面を備えシリンダ内を往復動するピストンと、シリンダヘッドに取り付けられた燃料噴射弁とを有するディーゼルエンジンであって、このディーゼルエンジンは、その吸気行程および圧縮行程において、シリンダ内でその周方向に指向する吸気スワール流が生成されるよう構成され、ピストンの冠面には、シリンダヘッドとは反対側に凹んだ平面視円形のキャビティが形成され、このキャビティは、断面視でそのキャビティの中心側ほど燃料噴射弁に近づくように隆起した中央隆起部と、この中央隆起部と連続しており、断面視でピストンの径方向外側に凹となる円弧状に形成されると共に平面視で円形状に形成された周辺凹部と、この周辺凹部と連続しており、断面視でピストンの径方向内側に凸となる円弧状に形成されると共に平面視で円形状に形成され、ピストンの冠面と連続するリップ部と、を備えるリエントラント型のキャビティであり、ピストンの冠面には、さらに、ピストンの径方向外側を流れる吸気スワール流が流入してキャビティの径方向内側に進む空気流動が発生するように、キャビティのリップ部からピストンの径方向外側に凹んだ切欠き部が形成され、燃料噴射弁には、キャビティ内に燃料を噴射する噴孔が形成され、この噴孔は、噴射された燃料噴霧がキャビティのリップ部と周辺凹部との接続部付近に到達するよう指向され、ディーゼルエンジンは、その圧縮行程において、リップ部と周辺凹部との接続部付近に到達した燃料噴霧が、キャビティの周辺凹部の円弧状の形状、および、ピストンの冠面の切欠き部により発生したキャビティの径方向内側に進む空気流動との合流によって、キャビティの周辺凹部に沿って径方向内側に反転するよう構成され、切欠き部は、平面視において、キャビティの周辺凹部側に端縁部を有するようピストンの径方向に延びると共にピストンの周方向に延びる底面と、ピストンの周方向における底面の両端からそれぞれピストンの径方向内側に延びる２つの側面と、底面と側面とを接続する隅部とにより形成され、隅部の丸み径は５ｍｍ以下であり、ピストンの径方向に延びる切欠き部の底面が周辺凹部と連続するように、底面の周辺凹部側の端縁部が周辺凹部の周縁と連続するよう形成されていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ピストンの冠面には、ピストンの冠面と連続するキャビティのリップ部からピストンの径方向外側に凹んだ切欠き部が形成されているので、ピストン冠面の上方においてキャビティよりもピストンの径方向外側を流れるスワール流が切欠き部からキャビティ内へ流入し、キャビティの壁面に沿ってピストンの径方向内側へ進む空気流動が発生する。このように、スワール流によるシリンダの中心軸線まわりに流れる横渦に加えて、ピストンの径方向の速度成分を持つ空気流動を発生させることにより、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなくキャビティ内における空気の流動性を高めることができ、冷却損失の低減と、燃料噴霧と空気の混合性向上とを両立することができる。
また、ピストンの切欠き部の底面と側面とを接続する隅部の丸み径は５ｍｍ以下であるので、隅部の丸み径が５ｍｍより大きい場合と比較して、ピストン冠面の上方から切込み部に流入したスワール流をより確実にキャビティの中央方向へ方向付けることができ、これにより、ピストン冠面の上方から切欠き部を通ってキャビティの中央方向へ進む空気の流量を増大させ、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなくキャビティ内における空気の流動性を確実に高めることができる。 In order to achieve the above object, a diesel engine according to the present invention includes a cylinder block in which a cylinder is formed, a cylinder head disposed on the cylinder block so as to cover one end of the cylinder, and a crown facing the cylinder head. A diesel engine having a piston having a surface and reciprocating in a cylinder, and a fuel injection valve attached to the cylinder head, the diesel engine in the circumferential direction in the cylinder during the intake stroke and the compression stroke It is configured to generate a directional intake swirl flow , and a circular cavity in plan view is formed in the crown surface of the piston, which is recessed on the opposite side to the cylinder head. A central bulge that protrudes closer to the fuel injection valve and this central bulge A peripheral concave portion that is formed in a circular arc shape that is concave outward in the radial direction of the piston in a cross-sectional view and is formed in a circular shape in a plan view, and is continuous with the peripheral concave portion. A reentrant-type cavity that is formed in a circular arc shape that is convex in a plan view and is circular in plan view, and a lip portion that is continuous with the crown surface of the piston. A notch that is recessed from the lip portion of the cavity to the radially outer side of the piston is formed so that an air flow that flows inwardly of the cavity by the intake swirl flow that flows radially outside the the valve, the injection hole for injecting the fuel is formed in the cavity, the injection hole is injected fuel spray is oriented so as to reach the vicinity of the connection portion between the lip portion and the peripheral recess of the cavity, In the diesel engine, during the compression stroke, the fuel spray that has reached the vicinity of the connection between the lip and the peripheral recess is generated by the arc shape of the peripheral recess of the cavity and the cavity formed by the notch in the crown surface of the piston. The notch has an edge on the peripheral recess side of the cavity in plan view, by merging with the air flow proceeding radially inward of the cavity. A bottom surface extending in the radial direction of the piston and extending in the circumferential direction of the piston, two side surfaces extending radially inward from the both ends of the bottom surface in the circumferential direction of the piston, and a corner portion connecting the bottom surface and the side surface It is formed, rounding the diameter of the corners Ri der below 5 mm, as the bottom surface of the notch portion extending in a radial direction of the piston is contiguous with the peripheral recess, the periphery of the bottom surface The end edge on the concave side is formed to be continuous with the peripheral edge of the peripheral concave portion .
In the present invention configured as described above, the piston crown surface is formed with a notch that is recessed radially outward of the piston from the lip portion of the cavity continuous with the piston crown surface. A swirl flow that flows on the radially outer side of the piston above the cavity flows into the cavity from the notch, and an air flow is generated that proceeds radially inward of the piston along the wall surface of the cavity. In this way, in addition to the lateral vortex that flows around the center axis of the cylinder due to swirl flow, by generating an air flow with a velocity component in the radial direction of the piston, the air flow in the cavity is increased without increasing the fuel spray penetration. The fluidity can be increased, and both the reduction of cooling loss and the improvement of the mixing characteristics of fuel spray and air can be achieved.
Further, since the roundness diameter of the corner portion connecting the bottom surface and the side surface of the notch portion of the piston is 5 mm or less, the cut portion from above the piston crown surface is compared with the case where the roundness diameter of the corner portion is larger than 5 mm. The swirl flow that has flowed into the center of the cavity can be directed more reliably toward the center of the cavity, thereby increasing the flow rate of air that travels from the top of the piston crown through the notch toward the center of the cavity, and fuel spray The fluidity of air in the cavity can be reliably increased without increasing the penetration of the air.

また、本発明において、好ましくは、切欠き部は、ピストンの冠面に複数形成されている。
このように構成された本発明においては、キャビティ内のより広い範囲においてピストンの径方向の速度成分を持つ空気流動を発生させることができ、これにより、キャビティ内における空気の流動性を一層高めることができる。 In the present invention, preferably , a plurality of notches are formed on the crown surface of the piston .
In the present invention configured as described above, it is possible to generate an air flow having a velocity component in the radial direction of the piston in a wider range in the cavity, thereby further improving the air fluidity in the cavity. Can do.

また、本発明において、好ましくは、燃料噴射弁の噴孔は、キャビティ内に平面視で複数の指向方向に放射状に燃料を噴霧するよう複数形成されている。
このように構成された本発明においては、キャビティ内に平面視で放射状に噴霧された燃料の流動を、ピストンの径方向の速度成分を持つ空気流動により促進することができ、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなく燃料噴霧と空気の混合性を一層向上することができる。 In the present invention, preferably, the injection hole of the fuel injection valve is formed with a plurality so as to spray the fuel radially into a plurality of directional directions in a plan view in the cavity.
In the present invention configured as described above, the flow of the fuel sprayed radially in the cavity in the plan view can be promoted by the air flow having the velocity component in the radial direction of the piston. The mixing property of fuel spray and air can be further improved without strengthening.

また、本発明において、好ましくは、複数の切欠き部は、複数の噴孔の各指向方向の間に形成されている。
このように構成された本発明においては、キャビティ内に平面視で放射状に噴霧され、キャビティの壁面に沿ってピストンの径方向内側に反転する燃料の流れと、スワール流が切欠き部からキャビティ内に流入することにより発生したピストンの径方向の速度成分を持つ空気流動とを合流させ、キャビティ内における燃料と空気との混合を促進することができ、これにより、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなく燃料噴霧と空気の混合性を一層向上することができる。 In the present invention, preferably, the plurality of notches are formed between the directivity directions of the plurality of nozzle holes.
In the present invention configured as described above, the fuel flow sprayed radially into the cavity in a plan view and reverses radially inward of the piston along the cavity wall surface, and the swirl flow from the notch into the cavity The air flow having the velocity component in the radial direction of the piston generated by flowing into the gas can be merged, and the mixing of fuel and air in the cavity can be promoted, thereby increasing the penetration of the fuel spray. Mixability of fuel spray and air can be further improved.

本発明のディーゼルエンジンによれば、燃料噴霧のペネトレーションを強めることなくキャビティ内の空気の流動性を高めることにより、冷却損失の低減と、燃料噴霧と空気の混合性向上とを両立することができる。 According to the diesel engine of the present invention, it is possible to achieve both a reduction in cooling loss and an improvement in the mixability of fuel spray and air by increasing the fluidity of air in the cavity without increasing the penetration of fuel spray. .

本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the diesel engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるディーゼルエンジンにおける吸気ポート及び排気ポートの配置を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly arrangement | positioning of the intake port and exhaust port in the diesel engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による燃料噴射弁の先端部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the front-end | tip part of the fuel injection valve by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの運転状態に応じて異なるように設定された燃料の噴射形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the injection form of the fuel set up differently according to the driving | running state of the diesel engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるピストンの斜視図である。1 is a perspective view of a piston according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるピストンの平面図である。It is a top view of the piston by the embodiment of the present invention. 図５中のVII−VIIに沿って見た、本発明の実施形態によるピストン及びシリンダヘッドなどの部分断面図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a piston, a cylinder head, and the like according to an embodiment of the present invention, viewed along VII-VII in FIG. 5. 図6中のVIII−VIIIに沿って見た、本発明の実施形態によるピストン及びシリンダヘッドなどの部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a piston, a cylinder head, and the like according to an embodiment of the present invention, viewed along VIII-VIII in FIG. 本発明の実施形態による燃焼室内の空気流動を概念的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows notionally the air flow in the combustion chamber by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による燃焼室内の燃料噴霧と空気の流動を概念的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows notionally the fuel spray in the combustion chamber by the embodiment of this invention, and the flow of air. 本発明の実施形態によるピストンの切欠き部の隅部の丸み径Ｒとキャビティ内の空気流動のピストン径方向における最大速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the roundness diameter R of the corner part of the notch part of the piston by embodiment of this invention, and the maximum velocity in the piston radial direction of the air flow in a cavity. 本発明の実施形態によるピストンの切欠き部の角部の丸み径ｒとキャビティ内の空気流動のピストン径方向における最大速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the roundness diameter r of the corner | angular part of the notch part of piston by the embodiment of this invention, and the maximum velocity in the piston radial direction of the air flow in a cavity.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンを説明する。 Hereinafter, a diesel engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの構成を説明する。
図１は、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの構成を示す概略図であり、図２は、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンにおける吸気ポート及び排気ポートの配置を概略的に示す平面図であり、図３は、本発明の実施形態による燃料噴射弁の先端部の部分断面図であり、図４は、本発明の実施形態によるディーゼルエンジンの運転状態に応じて異なるように設定された燃料の噴射形態の一例を示す図である。 First, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 4, the structure of the diesel engine by embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a diesel engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view schematically showing an arrangement of intake ports and exhaust ports in the diesel engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the tip portion of the fuel injection valve according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the fuel set differently depending on the operating state of the diesel engine according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of the injection form.

図１において、符号１は本発明の実施形態によるディーゼルエンジンを示し、ディーゼルエンジン１は、気筒２（シリンダ）が設けられたシリンダブロック４と、このシリンダブロック４上に配設されたシリンダヘッド６と、シリンダブロック４の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン８とを有している。気筒２内には、ピストン１０が往復動可能に嵌挿されていて、シリンダヘッド６に対向するピストン１０の冠面１０ａには、シリンダヘッド６と反対側に凹んだキャビティ１２が形成されている。ピストン１０は、コンロッド１４を介してクランク軸１６と連結されている。 1, reference numeral 1 denotes a diesel engine according to an embodiment of the present invention. The diesel engine 1 includes a cylinder block 4 provided with a cylinder 2 (cylinder), and a cylinder head 6 disposed on the cylinder block 4. And an oil pan 8 disposed below the cylinder block 4 and storing lubricating oil. A piston 10 is fitted into the cylinder 2 so as to be able to reciprocate, and a cavity 12 is formed on the crown surface 10 a of the piston 10 facing the cylinder head 6 so as to be recessed on the opposite side of the cylinder head 6. . The piston 10 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 14.

シリンダヘッド６には、第１及び第２の吸気ポート１８、２０並びに第１及び第２の排気ポート２２、２４が形成されている。これら第１及び第２の吸気ポート１８、２０は、シリンダヘッド６のピストン１０側の面（下面）と、シリンダヘッド６の一方の側面（吸気側の側面）とに開口し、第１及び第２の排気ポート２２、２４は、シリンダヘッド６のピストン１０側の面と、シリンダヘッド６の他方の側面（排気側の側面）とに開口している。 The cylinder head 6 is formed with first and second intake ports 18 and 20 and first and second exhaust ports 22 and 24. These first and second intake ports 18 and 20 open to the surface (lower surface) of the cylinder head 6 on the piston 10 side and one side surface (side surface on the intake side) of the cylinder head 6. The two exhaust ports 22 and 24 are open to the piston 10 side surface of the cylinder head 6 and the other side surface (exhaust side surface) of the cylinder head 6.

また、シリンダヘッド６には、第１及び第２の吸気ポート１８、２０のピストン側開口１８ａ、２０ａをそれぞれ開閉する第１及び第２の吸気弁２６、２８と、第１及び第２の排気ポート２２、２４のピストン側開口２２ａ、２４ａをそれぞれ開閉する第１及び第２の排気弁３０、３２とが配設されている。 The cylinder head 6 includes first and second intake valves 26 and 28 for opening and closing piston-side openings 18a and 20a of the first and second intake ports 18 and 20, respectively, and first and second exhaust ports. First and second exhaust valves 30 and 32 for opening and closing the piston side openings 22a and 24a of the ports 22 and 24, respectively, are disposed.

さらに、シリンダヘッド６には、燃料を噴射する燃料噴射弁３４と、ディーゼルエンジン１の冷間時に吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ３６とが設けられている。燃料噴射弁３４は、ピストン１０側の端部がキャビティ１２の中心部を臨むような姿勢で取り付けられている。なお、燃料噴射弁３４は、燃料供給管３８を介して図外のコモンレールに連結されていて、燃料供給管３８及びコモンレールを介して図外の燃料タンクから燃料が供給される。余剰燃料は、リターン管４０を通じて燃料タンクへ戻される。 Further, the cylinder head 6 is provided with a fuel injection valve 34 for injecting fuel, and a glow plug 36 for warming intake air to improve the ignitability of the fuel when the diesel engine 1 is cold. The fuel injection valve 34 is attached in such a posture that the end on the piston 10 side faces the center of the cavity 12. The fuel injection valve 34 is connected to a common rail (not shown) via a fuel supply pipe 38, and fuel is supplied from a fuel tank (not shown) via the fuel supply pipe 38 and the common rail. Excess fuel is returned to the fuel tank through the return pipe 40.

シリンダヘッド６の吸気側の側面には、第１及び第２の吸気ポート１８、２０に連通するように吸気通路４２が接続されている。この吸気通路４２の上流端部には、吸入空気を濾過する図外のエアクリーナが配設されており、このエアクリーナで濾過した吸入空気が吸気通路４２及び吸気ポート１８、２０を介して気筒２内に供給される。吸気通路４２における下流端近傍には、サージタンク４４が配設されている。このサージタンク４４よりも下流側の吸気通路４２は、第１及び第２の吸気ポート１８、２０にそれぞれ対応して分岐する独立通路４２ａ、４２ｂとされ、これら各独立通路４２ａ、４２ｂの下流端が気筒２の吸気ポート１８、２０にそれぞれ接続されている。 An intake passage 42 is connected to the side surface on the intake side of the cylinder head 6 so as to communicate with the first and second intake ports 18 and 20. An air cleaner (not shown) for filtering the intake air is disposed at the upstream end of the intake passage 42, and the intake air filtered by the air cleaner passes through the intake passage 42 and the intake ports 18, 20 into the cylinder 2. To be supplied. A surge tank 44 is disposed near the downstream end of the intake passage 42. The intake passage 42 on the downstream side of the surge tank 44 is formed as independent passages 42a and 42b corresponding to the first and second intake ports 18 and 20, respectively, and the downstream ends of these independent passages 42a and 42b. Are connected to the intake ports 18 and 20 of the cylinder 2, respectively.

シリンダヘッド６の排気側の側面には、気筒２内から既燃ガス（排気ガス）を排出するための排気通路４６が接続されている。この排気通路４６の上流側の部分は、第１及び第２の排気ポート２２、２４にそれぞれ対応して分岐する独立通路４６ａ、４６ｂとされ、これら各独立通路４６ａ、４６ｂの上流端が排気ポート２２、２４にそれぞれ接続されている。 An exhaust passage 46 for discharging burned gas (exhaust gas) from the inside of the cylinder 2 is connected to the side surface on the exhaust side of the cylinder head 6. The upstream portion of the exhaust passage 46 is formed as independent passages 46a and 46b that branch corresponding to the first and second exhaust ports 22 and 24, respectively, and the upstream ends of these independent passages 46a and 46b are exhaust ports. 22 and 24, respectively.

図２に示すように、第１及び第２の吸気ポート１８、２０のピストン側開口１８ａ、２０ａ並びに第１及び第２の排気ポート２２、２４のピストン側開口２２ａ、２４ａは、気筒２の中心軸線方向のシリンダヘッド６側（上側）から見て、時計回りに、第２の吸気ポート２０のピストン側開口２０ａ、第１の吸気ポート１８のピストン側開口１８ａ、第２の排気ポート２４のピストン側開口２４ａ、第１の排気ポート２２のピストン側開口２２ａの順に配置されている。 As shown in FIG. 2, the piston side openings 18a, 20a of the first and second intake ports 18, 20 and the piston side openings 22a, 24a of the first and second exhaust ports 22, 24 are arranged at the center of the cylinder 2. When viewed from the cylinder head 6 side (upper side) in the axial direction, the piston side opening 20a of the second intake port 20, the piston side opening 18a of the first intake port 18 and the piston of the second exhaust port 24 are clockwise. The side opening 24 a and the piston side opening 22 a of the first exhaust port 22 are arranged in this order.

気筒２内には、吸気行程において上側から見て時計回りの吸気スワール流Ｓ（気筒２の中心軸線まわりに流れる横渦）が生成される。本実施形態において、第１の吸気ポート１８は、ピストン側開口１８ａから気筒２内に流入する吸気の流れを気筒２の周方向（第１の吸気ポート１８のピストン側開口１８ａの近傍を流れる吸気スワール流Ｓの進行方向）に指向させるいわゆるタンジェンシャルポートとして形成されている。また、第２の吸気ポート２０は、ピストン側開口２０ａから気筒２内に吸気を螺旋状に流入させるいわゆるヘリカルポートとして形成されている。これらの第１及び第２の吸気ポート１８、２０により、気筒２内の吸気スワール流Ｓが強化される。 In the cylinder 2, a clockwise intake swirl flow S (a lateral vortex flowing around the central axis of the cylinder 2) is generated in the intake stroke as viewed from above. In the present embodiment, the first intake port 18 causes the intake air flowing into the cylinder 2 from the piston side opening 18a to flow in the circumferential direction of the cylinder 2 (the intake air flowing in the vicinity of the piston side opening 18a of the first intake port 18). It is formed as a so-called tangential port directed in the direction of travel of the swirl flow S). Further, the second intake port 20 is formed as a so-called helical port for allowing intake air to flow into the cylinder 2 from the piston side opening 20a in a spiral shape. These first and second intake ports 18 and 20 reinforce the intake swirl flow S in the cylinder 2.

図３に示すように、燃料噴射弁３４は、コモンレールから燃料が導入される燃料流路４８が内部に形成された筒状のバルブボディ５０と、バルブボディ５０の燃料流路４８内に進退可能に配設されたニードル弁５２とを有している。バルブボディ５０は半球状の先端部５０ａを有しており、この先端部５０ａに対応する燃料流路４８の終端は半球状の副室４８ａとされている。さらに、副室４８ａの周囲のバルブボディ５０の内面には、ニードル弁５２の前進時にその先端部が着座されるシート部５４が形成されている。 As shown in FIG. 3, the fuel injection valve 34 can be advanced and retracted into a tubular valve body 50 in which a fuel flow path 48 into which fuel is introduced from a common rail is formed, and in the fuel flow path 48 of the valve body 50. And a needle valve 52 disposed on the surface. The valve body 50 has a hemispherical tip 50a, and the end of the fuel flow path 48 corresponding to the tip 50a is a hemispherical sub chamber 48a. Further, a seat portion 54 is formed on the inner surface of the valve body 50 around the sub chamber 48a. The seat portion 54 is seated when the needle valve 52 is advanced.

バルブボディ５０の先端部５０ａには複数の噴孔５６が設けられている。各噴孔５６は先端部５０ａを貫通するように設けられ、バルブボディ５０の先端部５０ａの表面と副室４８ａとを連通している。なお、本実施形態では、合計１０個の噴孔５６が先端部５０ａに設けられており、各噴孔５６は周方向にほぼ等間隔に並ぶように配設されている。このような噴孔５６を通過することにより、燃料は平面視で放射状に噴射される。 A plurality of injection holes 56 are provided at the distal end portion 50 a of the valve body 50. Each nozzle hole 56 is provided so as to penetrate the distal end portion 50a, and communicates the surface of the distal end portion 50a of the valve body 50 with the sub chamber 48a. In the present embodiment, a total of ten nozzle holes 56 are provided in the distal end portion 50a, and the nozzle holes 56 are arranged so as to be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. By passing through the nozzle holes 56, the fuel is injected radially in a plan view.

バルブボディ５０には、図外のソレノイドが設けられており、このソレノイドの吸引力によってニードル弁５２が進退駆動される。ニードル弁５２が前進駆動されてシート部５４に着座すると、副室４８ａへの燃料の導入が遮断され、各噴孔５６からの燃料の噴射が停止される。一方、その状態からニードル弁５２が後退駆動されると（図３はこの状態を図示）、副室４８ａに燃料が導入されて、各噴孔５６からの燃料の噴射が開始される。ニードル弁５２を後退駆動する時間を制御することにより、燃料の噴射量を調節することができる。 The valve body 50 is provided with a solenoid (not shown), and the needle valve 52 is driven back and forth by the suction force of the solenoid. When the needle valve 52 is driven forward and seated on the seat portion 54, the introduction of fuel into the sub chamber 48a is blocked, and the fuel injection from each nozzle hole 56 is stopped. On the other hand, when the needle valve 52 is driven backward from this state (FIG. 3 shows this state), fuel is introduced into the sub chamber 48a, and fuel injection from each injection hole 56 is started. By controlling the time during which the needle valve 52 is driven backward, the fuel injection amount can be adjusted.

燃料噴射弁３４は、気筒２と同軸に取り付けられている。即ち、バルブボディ５０の先端部５０ａの中心を通って上下方向に延びる直線を燃料噴射弁３４の中心軸線とすると、この中心軸線が気筒２の中心軸線と一致するような姿勢で燃料噴射弁３４が取り付けられている。 The fuel injection valve 34 is attached coaxially with the cylinder 2. That is, if a straight line extending in the vertical direction through the center of the tip 50a of the valve body 50 is defined as the central axis of the fuel injection valve 34, the fuel injection valve 34 is in such a posture that the central axis coincides with the central axis of the cylinder 2. Is attached.

図４に示すように、本実施形態のディーゼルエンジン１では、例えばエンジンの負荷が極めて低い運転領域Ａ１において、３回のプレ噴射Ｑｐ１と１回のメイン噴射Ｑｍ１とに分けて燃料噴射弁３４から燃料が噴射される。メイン噴射Ｑｍ１では、圧縮上死点（圧縮行程終了時の上死点）付近で燃料噴射が開始され、その噴射量は１〜５ｍｍ³程度に設定される。プレ噴射Ｑｐ１では、メイン噴射Ｑｍ１よりも少ない量の燃料が圧縮上死点よりも前に噴射される。 As shown in FIG. 4, in the diesel engine 1 of the present embodiment, for example, in the operation region A1 where the engine load is extremely low, the fuel injection valve 34 is divided into three pre-injections Qp1 and one main injection Qm1. Fuel is injected. In the main injection Qm1, fuel injection is started near the compression top dead center (top dead center at the end of the compression stroke), and the injection amount is set to about 1 to 5 mm ³ . In the pre-injection Qp1, a smaller amount of fuel than the main injection Qm1 is injected before the compression top dead center.

一方、運転領域Ａ１よりも負荷が高く加速時に多用される中負荷の運転領域Ａ２では、２回のプレ噴射Ｑｐ２と、１回のメイン噴射Ｑｍ２と、さらに１回のアフター噴射Ｑａ２とに分けて燃料噴射弁３４から燃料が噴射される。メイン噴射Ｑｍ２では、圧縮上死点付近で燃料噴射が開始され、その噴射量は１０〜３０ｍｍ³程度に設定される。プレ噴射Ｑｐ２では、メイン噴射Ｑｍ２よりも少ない量の燃料が圧縮上死点よりも前に噴射される。アフター噴射Ｑａ２では、メイン噴射Ｑｍ２よりも少ない量の燃料が、メイン噴射Ｑｍ２が終了した後（膨張行程の途中）で噴射される。 On the other hand, in the medium load operation region A2, which has a higher load than the operation region A1 and is frequently used during acceleration, the pre-injection Qp2, the main injection Qm2, and the after-injection Qa2 are divided into two. Fuel is injected from the fuel injection valve 34. In the main injection Qm2, fuel injection is started near the compression top dead center, and the injection amount is set to about 10 to ³⁰ mm ³ . In the pre-injection Qp2, a smaller amount of fuel than the main injection Qm2 is injected before the compression top dead center. In the after-injection Qa2, a smaller amount of fuel than the main injection Qm2 is injected after the main injection Qm2 ends (during the expansion stroke).

なお、図示されていないＡ１、Ａ２以外の運転領域での燃料噴射の形態（噴射回数、噴射タイミング、噴射量）としては種々のパターンが採用され得るが、総じていえば、メイン噴射（圧縮上死点付近で開始される燃料噴射）の噴射量は負荷が高くなるほど増大される傾向にある。このため、例えば運転領域Ａ２よりもさらに高負荷側では、メイン噴射の噴射量が運転領域Ａ２の場合（１０〜３０ｍｍ³）よりもさらに増やされることになる。 Various patterns can be adopted as fuel injection modes (number of injections, injection timing, injection amount) in the operation region other than A1 and A2, which are not shown, but generally speaking, the main injection (compression top dead) The fuel injection amount (fuel injection started near the point) tends to increase as the load increases. For this reason, for example, on the higher load side than the operation region A2, the injection amount of the main injection is further increased than in the operation region A2 (10 to ³⁰ mm ³ ).

以上のような各運転領域での燃料噴射の形態は、図外のＰＣＭ（Powertrain Control Module）の制御によって実現される。即ち、ＰＣＭは、エアフローセンサ、エンジン回転速度センサ、アクセル開度センサ等（何れも不図示）の各種センサから入力された信号によりエンジンの運転状態を逐次判断し、運転状態ごとに予め設定された目標の噴射形態に適合するように燃料噴射弁３４を制御する。 The form of fuel injection in each operation region as described above is realized by control of a PCM (Powertrain Control Module) (not shown). That is, the PCM sequentially determines the operating state of the engine based on signals input from various sensors such as an airflow sensor, an engine rotation speed sensor, an accelerator opening sensor (not shown), and is preset for each operating state. The fuel injection valve 34 is controlled so as to conform to the target injection form.

次に、図５乃至図８を参照して、本発明の実施形態によるピストン１０の形状を説明する。
図５は、本発明の実施形態によるピストン１０の斜視図であり、図６は、図５に示したピストン１０の平面図であり、図７は、図５中のVII−VIIに沿って見たピストン１０及びシリンダヘッド６などの部分断面図であり、図８は、図５中のVIII−VIIIに沿って見たピストン１０及びシリンダヘッド６などの部分断面図である。
なお、図７及び図８では、上死点まで上昇したときのピストン１０を示すとともに、図６及び図７では、燃料噴射弁３４の噴孔５６から噴射された燃料の噴霧を符号Ｆとして示している。これらの図から理解されるように、キャビティ１２は、少なくともピストン１０が上死点にあるときに燃料噴射弁３４から噴射された燃料（噴霧Ｆ）を受け入れ可能な形状および大きさに形成されている。 Next, the shape of the piston 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
5 is a perspective view of the piston 10 according to the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a plan view of the piston 10 shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a view taken along VII-VII in FIG. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the piston 10 and the cylinder head 6 as viewed along VIII-VIII in FIG. 5.
7 and 8 show the piston 10 ascended to the top dead center, and FIGS. 6 and 7 show the fuel spray injected from the injection hole 56 of the fuel injection valve 34 as a reference symbol F. ing. As can be understood from these drawings, the cavity 12 is formed in a shape and size capable of receiving the fuel (spray F) injected from the fuel injection valve 34 at least when the piston 10 is at the top dead center. Yes.

図５乃至図７に示すように、キャビティ１２は、いわゆるリエントラント型のキャビティとされている。即ち、キャビティ１２を形成する壁面は、ほぼ山型の中央隆起部５８と、中央隆起部５８よりもピストン１０の径方向外側に形成された平面視円形の周辺凹部６０と、周辺凹部６０とピストン１０の冠面１０ａとの間（即ちキャビティ１２の周縁）に形成された平面視円形のリップ部６２とを有している。 As shown in FIGS. 5 to 7, the cavity 12 is a so-called reentrant type cavity. That is, the wall surface forming the cavity 12 includes a substantially mountain-shaped central raised portion 58, a peripheral concave portion 60 formed in a radial direction outside the central raised portion 58 in the radial direction of the piston 10, a peripheral concave portion 60, and a piston. 10 lip portions 62 having a circular shape in plan view formed between the ten crown surfaces 10a (that is, the peripheral edge of the cavity 12).

中央隆起部５８は、キャビティ１２の中心側ほど燃料噴射弁３４に近づくように隆起しており、その隆起の頂部が燃料噴射弁３４の先端部５０ａの直下方に位置するように形成されている。周辺凹部６０は、中央隆起部５８と連続し、断面視でピストン１０の径方向外側に凹入する円弧状をなすように形成されている。リップ部６２は、周辺凹部６０と連続し、図７に示すように断面視でピストン１０の径方向内側に凸となる円弧状をなすように形成されている。燃料噴射弁３４の各噴孔５６は、リップ部６２と周辺凹部６０との接続部付近を指向している。 The central raised portion 58 is raised so as to be closer to the fuel injection valve 34 toward the center of the cavity 12, and is formed so that the top of the raised portion is located directly below the distal end portion 50 a of the fuel injection valve 34. . The peripheral recessed portion 60 is continuous with the central raised portion 58 and is formed to have an arc shape that is recessed radially outward of the piston 10 in a sectional view. The lip 62 is continuous with the peripheral recess 60 and is formed in an arc shape that protrudes radially inward of the piston 10 in a sectional view as shown in FIG. Each injection hole 56 of the fuel injection valve 34 is directed near the connection portion between the lip portion 62 and the peripheral recess 60.

図５、図６及び図８に示すように、リップ部６２には、キャビティ１２の周縁からピストン１０の径方向外側に凹んだ複数の切欠き部６４が形成されている。各切欠き部６４は、燃料噴射弁３４の噴孔５６の各指向方向の間に配置される。上述したように、本実施形態では、合計１０個の噴孔５６が周方向にほぼ等間隔に並ぶように配設されており、燃料は平面視で放射状に噴射される。したがって図６に示すように、本実施形態では、合計１０個の切欠き部６４が、燃料噴射弁３４の噴孔５６の各指向方向の間に周方向にほぼ等間隔に並ぶように配置されている。 As shown in FIGS. 5, 6, and 8, the lip portion 62 is formed with a plurality of notches 64 that are recessed from the peripheral edge of the cavity 12 to the outside in the radial direction of the piston 10. Each notch 64 is disposed between the directivity directions of the nozzle hole 56 of the fuel injection valve 34. As described above, in the present embodiment, a total of ten injection holes 56 are arranged so as to be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction, and fuel is injected radially in plan view. Therefore, as shown in FIG. 6, in this embodiment, a total of ten notches 64 are arranged so as to be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction between the directivity directions of the injection holes 56 of the fuel injection valve 34. ing.

図６に示すように、切欠き部６４は、平面視でピストン１０の径方向内側に突出するリップ部６２の先端からピストン１０の径方向外側に凹んだほぼＵ字形に形成されている。即ち、切欠き部６４を形成する壁面は、平面視でピストン１０の周方向に沿って延びる底面６４ａと、底面６４ａの両端からピストン１０の径方向内側に延びる２つの側面６４ｂと、底面６４ａと側面６４ｂとを接続する隅部６４ｃを有している。隅部６４ｃは、半径Ｒの丸みを持つように形成される。平面視においてピストン１０の中心と切欠き部６４の底面６４ａの両端とを結ぶ直線が成す中心角α（切欠き部６４の幅に相当する）は、本実施形態では例えば１４°である。
また、底面６４ａ及び側面６４ｂとピストン１０の冠面１０ａとを接続する角部６４ｄ、及び、側面６４ｂとキャビティ１２の壁面とを接続する角部６４ｄは、半径ｒの丸みを持つように形成される。
切欠き部６４の隅部６４ｃの丸み径Ｒ及び角部６４ｄの丸み径ｒの設定については後述する。
また、図８に示すように、切欠き部６４の底面６４ａは、断面視でキャビティ１２の底面６４ａからピストン１０の冠面１０ａに向かってピストン１０の径方向外側に傾斜している。切欠き部６４の底面６４ａとピストン１０の軸線方向とが成す角（すり鉢角）θは、本実施形態では例えば３０°である。切欠き部６４の底面６４ａの周辺凹部６０側の端部は、周辺凹部６０の周縁と連続している。 As shown in FIG. 6, the notch 64 is formed in a substantially U-shape that is recessed radially outward of the piston 10 from the tip of the lip 62 that protrudes radially inward of the piston 10 in plan view. That is, the wall surface forming the notch 64 has a bottom surface 64a extending in the circumferential direction of the piston 10 in plan view, two side surfaces 64b extending from both ends of the bottom surface 64a to the inside in the radial direction of the piston 10, and a bottom surface 64a. It has a corner 64c that connects the side surface 64b. The corner 64c is formed to have a radius R. A central angle α (corresponding to the width of the notch 64) formed by a straight line connecting the center of the piston 10 and both ends of the bottom surface 64a of the notch 64 in plan view is, for example, 14 ° in the present embodiment.
Further, the corner portion 64d that connects the bottom surface 64a and the side surface 64b and the crown surface 10a of the piston 10 and the corner portion 64d that connects the side surface 64b and the wall surface of the cavity 12 are formed to have a radius r. The
Setting of the rounded diameter R of the corner 64c and the rounded diameter r of the corner 64d of the notch 64 will be described later.
Further, as shown in FIG. 8, the bottom surface 64 a of the notch 64 is inclined outward in the radial direction of the piston 10 from the bottom surface 64 a of the cavity 12 toward the crown surface 10 a of the piston 10 in a cross-sectional view. The angle (mortar angle) θ formed by the bottom surface 64a of the notch 64 and the axial direction of the piston 10 is, for example, 30 ° in the present embodiment. The end of the bottom surface 64 a of the notch 64 on the peripheral recess 60 side is continuous with the periphery of the peripheral recess 60.

次に、図９及び図１０を参照して、本発明の実施形態によるディーゼルエンジン１の作用を説明する。図９は、本発明の実施形態による燃焼室内の空気流動を概念的に示す斜視図であり、図１０は、本発明の実施形態による燃焼室内の燃料噴霧と空気の流動を概念的に示す斜視図である。 Next, with reference to FIG.9 and FIG.10, the effect | action of the diesel engine 1 by embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 9 is a perspective view conceptually showing air flow in the combustion chamber according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a perspective view conceptually showing fuel spray and air flow in the combustion chamber according to the embodiment of the present invention. FIG.

上述したように、気筒２内には、吸気行程において上側から見て時計回りの吸気スワール流Ｓが生成され、第１及び第２の吸気ポート１８、２０により、気筒２内の吸気スワール流Ｓが強化される。 As described above, the intake swirl flow S that is clockwise when viewed from the upper side in the intake stroke is generated in the cylinder 2, and the intake swirl flow S in the cylinder 2 is generated by the first and second intake ports 18 and 20. Will be strengthened.

続く圧縮行程において、ピストン冠面１０ａの上方においてキャビティ１２よりもピストン１０の径方向外側を流れる吸気スワール流Ｓ（気筒２の中心軸線まわりに流れる横渦）は、図９に示すように、切欠き部６４からキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込み、中央隆起部５８に沿ってピストン１０の径方向内側へ進む。これにより、キャビティ１２内には、吸気スワール流Ｓによる気筒２の中心軸線まわりに流れる横渦に加えて、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動Ｖが発生する。本実施形態によれば、周辺凹部６０に沿って流れる空気流動Ｖのピストン１０の径方向の速度成分は、切欠き部６４を有しない場合の約３倍に達する。 In the subsequent compression stroke, an intake swirl flow S (a lateral vortex flowing around the central axis of the cylinder 2) that flows on the radially outer side of the piston 10 above the cavity 12 above the piston crown surface 10a is cut off as shown in FIG. It falls from the notch 64 to the peripheral recess 60 of the cavity 12 and advances inward in the radial direction of the piston 10 along the central raised portion 58. As a result, in the cavity 12, an air flow V having a velocity component in the radial direction of the piston 10 is generated in addition to the lateral vortex flowing around the central axis of the cylinder 2 due to the intake swirl flow S. According to the present embodiment, the velocity component in the radial direction of the piston 10 of the air flow V flowing along the peripheral recess 60 reaches about three times that when the notch 64 is not provided.

圧縮行程が進み圧縮上死点付近で燃料噴射弁３４により燃料噴射が行われると、噴孔５６から噴射された燃料はリップ部６２と周辺凹部６０との接続部付近に到達する。
図４における運転領域Ａ１のような低負荷域では、燃料噴射弁３４からの燃料の噴射量が少ないので、燃料の噴霧Ｆはリップ部６２と周辺凹部６０との接続部付近に到達した時点でかなり減速している。したがって、噴霧Ｆがキャビティ１２の壁面に沿って径方向内側に反転するような流れは、噴霧Ｆ自体の運動量によってはほとんど生じない。
しかしながら、吸気スワール流Ｓが切欠き部６４からキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込むことにより、キャビティ１２内には、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動Ｖが存在している。したがって、図１０に示すように、リップ部６２と周辺凹部６０との接続部付近に到達した噴霧Ｆは空気流動Ｖと合流し、キャビティ１２の壁面に沿って径方向内側に反転しながら空気と混合する。これにより、燃料の噴射量が少ない低負荷域においても燃料噴霧Ｆと空気との混合性を向上することができ、冷却損失を低減することができる。 When the compression stroke progresses and fuel injection is performed by the fuel injection valve 34 near the compression top dead center, the fuel injected from the injection hole 56 reaches the vicinity of the connection portion between the lip portion 62 and the peripheral recess 60.
In the low load region such as the operation region A1 in FIG. 4, the amount of fuel injected from the fuel injection valve 34 is small, so that the fuel spray F reaches the vicinity of the connection portion between the lip portion 62 and the peripheral recess 60. It is slowing down considerably. Therefore, the flow in which the spray F is reversed radially inward along the wall surface of the cavity 12 hardly occurs depending on the momentum of the spray F itself.
However, when the intake swirl flow S falls from the notch 64 to the peripheral recess 60 of the cavity 12, an air flow V having a velocity component in the radial direction of the piston 10 exists in the cavity 12. Therefore, as shown in FIG. 10, the spray F that has reached the vicinity of the connection portion between the lip portion 62 and the peripheral recess 60 merges with the air flow V, and the air F Mix. Thereby, even in the low load region where the fuel injection amount is small, the mixing property of the fuel spray F and air can be improved, and the cooling loss can be reduced.

また、図４における運転領域Ａ２のような中負荷域、あるいはさらに高負荷側の領域では、燃料噴射弁３４からの燃料の噴射量が多いので、噴霧Ｆは、キャビティ１２の壁面に沿って径方向内側に反転し、キャビティ１２の壁面に沿ってピストン１０の中心側に向けて流れるとともに、その過程で空気と反応し、燃焼する。このとき、低負荷域における冷却損失低減のために燃料噴霧Ｆのペネトレーションを弱めていると、キャビティ１２の中心側に向かう噴霧Ｆの流れが弱くなる。
しかしながら、吸気スワール流Ｓが切欠き部６４からキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込むことにより、キャビティ１２内には、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動Ｖが存在している。したがって、図１０に示すように、リップ部６２と周辺凹部６０との接続部付近に到達した噴霧Ｆは、キャビティ１２の壁面に沿って径方向内側に反転しながら空気流動Ｖと合流し、空気と混合する。これにより、中・高負荷域において燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなく燃料噴霧Ｆと空気との混合性を向上することができ、ＮＯｘやスート（煤）の発生量を低減することができる。 Further, in the middle load region such as the operation region A2 in FIG. 4 or the region on the higher load side, the amount of fuel injected from the fuel injection valve 34 is large, so that the spray F has a diameter along the wall surface of the cavity 12. Inverted in the direction, flows toward the center of the piston 10 along the wall surface of the cavity 12, and reacts with air and burns in the process. At this time, if the penetration of the fuel spray F is weakened to reduce the cooling loss in the low load region, the flow of the spray F toward the center side of the cavity 12 becomes weak.
However, when the intake swirl flow S falls from the notch 64 to the peripheral recess 60 of the cavity 12, an air flow V having a velocity component in the radial direction of the piston 10 exists in the cavity 12. Therefore, as shown in FIG. 10, the spray F that has reached the vicinity of the connection portion between the lip 62 and the peripheral recess 60 merges with the air flow V while reversing radially inward along the wall surface of the cavity 12. Mix with. Thereby, the mixing property of the fuel spray F and the air can be improved without increasing the penetration of the fuel spray F in the middle / high load region, and the amount of NOx and soot (soot) generated can be reduced.

次に、図１１及び図１２を参照して、切欠き部６４の隅部６４ｃの丸み径Ｒ及び角部６４ｄの丸み径ｒの設定について具体的に説明する。図１１は本発明の実施形態による切欠き部６４の隅部６４ｃのＲとキャビティ１２内の空気流動Ｖのピストン１０の径方向における最大速度との関係を示すグラフである。また、図１２は、切欠き部６４の隅部６４ｃのＲを５ｍｍとした場合における、本発明の実施形態による切欠き部６４の角部６４ｄのＲとキャビティ１２内の空気流動Ｖのピストン１０の径方向における最大速度との関係を示すグラフである。これらの図１１及び図１２に示したグラフは、圧縮行程上死点付近における気筒２内の空気流動を数値解析することにより得られたものである。 Next, referring to FIGS. 11 and 12, the setting of the rounded diameter R of the corner 64c and the rounded diameter r of the corner 64d of the notch 64 will be specifically described. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the radius R of the corner 64c of the notch 64 and the maximum velocity of the air flow V in the cavity 12 in the radial direction of the piston 10 according to the embodiment of the present invention. Further, FIG. 12 shows the piston 10 of the air flow V in the cavity 12 and the R of the corner 64d of the notch 64 according to the embodiment of the present invention when the R of the corner 64c of the notch 64 is 5 mm. It is a graph which shows the relationship with the maximum speed in the radial direction. These graphs shown in FIGS. 11 and 12 are obtained by numerical analysis of the air flow in the cylinder 2 near the top dead center of the compression stroke.

図１１に示すように、切欠き部６４の隅部６４ｃの丸み径Ｒが大きくなるほど、キャビティ１２内における空気流動Ｖのピストン１０の径方向の最大速度は低下する。これは、隅部６４ｃのＲが大きいほど、（１）側面６４ｂのうちピストン１０の径方向と平行な部分（即ち吸気スワール流Ｓの流れ方向に垂直な部分）の面積が小さくなるので、吸気スワール流Ｓがピストン冠面１０ａの上方から切欠き部６４を通ってキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込むときに、側面６４ｂに衝突してキャビティ１２の中央方向へ向きを変える吸気スワール流Ｓの流量が減少すること、（２）吸気スワール流Ｓがピストン冠面１０ａの上方からキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込むときに通過する切欠き部６４の流路断面積が小さくなるので、ピストン冠面１０ａの上方から切欠き部６４を通ってキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込む吸気スワール流Ｓの流量が減少すること、（３）底面６４ａのうち法線が気筒２の中心軸線を向く部分の面積が小さくなるので、ピストン１０の上昇に伴って底面６４ａによりキャビティ１２の中央方向へ押し出される空気の流量が減少すること、等に起因すると考えられる。
したがって、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動を発生させることにより、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなくキャビティ１２内における空気の流動性を高め、燃料噴霧Ｆと空気の混合性を向上させるという観点からは、隅部６４ｃのＲは可能な限り小さい方が好ましい。 As shown in FIG. 11, the maximum velocity in the radial direction of the piston 10 of the air flow V in the cavity 12 decreases as the rounding diameter R of the corner 64c of the notch 64 increases. This is because the area of the portion parallel to the radial direction of the piston 10 (ie, the portion perpendicular to the flow direction of the intake swirl flow S) of the side surface 64b becomes smaller as R at the corner 64c increases. When the swirl flow S falls from above the piston crown surface 10a through the notch 64 to the peripheral recess 60 of the cavity 12, the flow rate of the intake swirl flow S that collides with the side surface 64b and changes direction toward the center of the cavity 12 (2) Since the flow passage cross-sectional area of the notch 64 through which the intake swirl flow S falls from the upper portion of the piston crown surface 10a to the peripheral recess 60 of the cavity 12 is reduced, the piston crown surface 10a The flow rate of the intake swirl flow S that falls into the peripheral recess 60 of the cavity 12 through the notch 64 from above, and (3) the normal line of the bottom surface 64a is Since the area of the portion toward the center axis of the cylinder 2 decreases, the flow rate of the air pushed out toward the center of the cavity 12 by the bottom surface 64a with the increase of the piston 10 is reduced, believed to be due to equal.
Therefore, by generating an air flow having a velocity component in the radial direction of the piston 10, the fluidity of the air in the cavity 12 is enhanced without increasing the penetration of the fuel spray F, and the mixing property of the fuel spray F and air is improved. From the viewpoint of making it possible, it is preferable that the corner 64c has as small R as possible.

しかしながら、隅部６４ｃのＲを小さくすると、それよりもさらに小さい径の工具により隅部６４ｃの切削加工を行わなければならず、生産性が低下してしまう。また、隅部６４ｃのＲを小さくするほど、隅部６４ｃへの応力集中によりクラックが発生し易くなる。したがって、生産性の向上や信頼性の確保の観点からは、隅部６４ｃのＲは大きい方が好ましい。 However, if the R of the corner 64c is reduced, the corner 64c must be cut with a tool having a smaller diameter than that, and productivity is reduced. In addition, the smaller the R of the corner 64c, the easier it is for cracks to occur due to stress concentration on the corner 64c. Therefore, from the viewpoint of improving productivity and ensuring reliability, it is preferable that the corner portion 64c has a larger R.

ここで、燃料噴霧Ｆと空気の混合性を十分向上させるためには、キャビティ１２内における空気流動Ｖのピストン１０の径方向の最大速度が５ｍ／ｓ程度に達している必要がある。したがって、図１１に示した隅部６４ｃのＲとキャビティ１２内の空気流動Ｖのピストン１０の径方向における最大速度との関係によれば、隅部６４ｃのＲを、生産性及び信頼性の確保に必要な大きさとしつつ最大でも５ｍｍ以下とすることにより、要求される生産性及び信頼性を確保しつつ、燃料噴霧Ｆと空気の混合性を十分に向上させることができる。 Here, in order to sufficiently improve the mixing property of the fuel spray F and air, the maximum velocity in the radial direction of the piston 10 of the air flow V in the cavity 12 needs to reach about 5 m / s. Therefore, according to the relationship between the corner 64c R shown in FIG. 11 and the maximum velocity of the air flow V in the cavity 12 in the radial direction of the piston 10, the corner 64c is secured to the productivity and reliability. By setting the size to 5 mm or less at the maximum while maintaining the required size, it is possible to sufficiently improve the mixing ability of the fuel spray F and air while ensuring the required productivity and reliability.

また、切欠き部６４の隅部６４ｃの丸み径Ｒが切欠き部６４の幅（対向する側面６４ｂ間の距離）の１／２を超えると、切欠き部６４の底面６４ａ又は側面６４ｂと隅部６４ｃとの間に不連続な箇所が生じる。この不連続な箇所においては、隅部６４ｃのＲを小さくした場合と同様に、生産性の低下や応力集中による破損等の問題が起こり得る。したがって、隅部６４ｃのＲは、切欠き部６４の幅の１／２以下とすることが好ましい。 Further, when the rounded diameter R of the corner 64c of the notch 64 exceeds 1/2 of the width of the notch 64 (distance between the side surfaces 64b facing each other), the bottom 64a or the side 64b of the notch 64 and the corner A discontinuous part arises between the part 64c. In this discontinuous portion, problems such as a decrease in productivity and breakage due to stress concentration may occur, as in the case where R at the corner 64c is reduced. Therefore, it is preferable that the R of the corner portion 64 c is ½ or less of the width of the notch portion 64.

また、図１２に示すように、切欠き部６４の角部６４ｄの丸み径ｒが大きくなるほど、キャビティ１２内における空気流動Ｖのピストン１０の径方向の最大速度は低下する。これは、角部６４ｄのｒが大きいほど、（１）側面６４ｂのうちピストン１０の径方向と平行な部分（即ち吸気スワール流Ｓの流れ方向に垂直な部分）の面積が小さくなるので、吸気スワール流Ｓがピストン冠面１０ａの上方から切欠き部６４を通ってキャビティ１２の周辺凹部６０へ落ち込むときに、側面６４ｂに衝突してキャビティ１２の中央方向へ向きを変える吸気スワール流Ｓの流量が減少すること、（２）ピストン冠面１０ａの上方から切欠き部６４に流入した空気が、角部６４ｄの丸みに沿って切欠き部６４からピストン１０の周方向に流出し易くなるので、側面６４ｂに沿ってキャビティ１２の中央方向へ向かう空気の流量が減少すること、等に起因すると考えられる。
したがって、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動を発生させることにより、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなくキャビティ１２内における空気の流動性を高め、燃料噴霧Ｆと空気の混合性を向上させるという観点からは、角部６４ｄのｒは可能な限り小さい方が好ましい。 Also, as shown in FIG. 12, the maximum velocity in the radial direction of the piston 10 of the air flow V in the cavity 12 decreases as the rounding diameter r of the corner 64d of the notch 64 increases. This is because (1) the area of the side surface 64b parallel to the radial direction of the piston 10 (that is, the portion perpendicular to the flow direction of the intake swirl flow S) becomes smaller as r of the corner 64d increases. When the swirl flow S falls from above the piston crown surface 10a through the notch 64 to the peripheral recess 60 of the cavity 12, the flow rate of the intake swirl flow S that collides with the side surface 64b and changes direction toward the center of the cavity 12 (2) Since air that has flowed into the notch 64 from above the piston crown surface 10a easily flows out of the notch 64 in the circumferential direction of the piston 10 along the roundness of the corner 64d. This is considered to be due to a decrease in the flow rate of air toward the center of the cavity 12 along the side surface 64b.
Therefore, by generating an air flow having a velocity component in the radial direction of the piston 10, the fluidity of the air in the cavity 12 is enhanced without increasing the penetration of the fuel spray F, and the mixing property of the fuel spray F and air is improved. From the viewpoint of making it, it is preferable that r of the corner 64d is as small as possible.

しかしながら、角部６４ｄのｒが小さいほど、燃焼ガスに曝され且つ熱が周辺に伝達しにくい角部６４ｄの先端がヒートスポットとなり、この角部６４ｄの先端近傍において局所燃焼が発生してＮＯｘやスート（煤）の発生量が増加する可能性がある。また、角部６４ｄのｒを小さくするほど、角部６４ｄへの応力集中により破損が発生し易くなる。したがって、エミッション性能の向上や信頼性の確保の観点からは、角部６４ｄのｒは大きい方が好ましい。 However, as r at the corner 64d is smaller, the tip of the corner 64d that is exposed to the combustion gas and is difficult to transfer heat to the periphery becomes a heat spot, and local combustion occurs near the tip of the corner 64d, and NOx or The amount of soot may increase. Further, the smaller r of the corner 64d is, the more easily breakage occurs due to the stress concentration on the corner 64d. Therefore, from the viewpoint of improving emission performance and ensuring reliability, it is preferable that the corner portion 64d has a larger r.

ここで、上述したように、燃料噴霧Ｆと空気の混合性を十分向上させるためには、キャビティ１２内における空気流動Ｖのピストン１０の径方向の最大速度が５ｍ／ｓ程度に達している必要がある。したがって、図１２に示した角部６４ｄのＲとキャビティ１２内の空気流動Ｖのピストン１０の径方向における最大速度との関係によれば、角部６４ｄのｒを、エミッション性能の向上や信頼性の確保に必要な大きさとしつつ最大でも１ｍｍ以下とすることにより、要求されるエミッション性能及び信頼性を確保しつつ、燃料噴霧Ｆと空気の混合性を十分に向上させることができる。 Here, as described above, in order to sufficiently improve the mixability of the fuel spray F and the air, the maximum velocity in the radial direction of the piston 10 of the air flow V in the cavity 12 needs to reach about 5 m / s. There is. Therefore, according to the relationship between R of the corner 64d shown in FIG. 12 and the maximum velocity of the air flow V in the cavity 12 in the radial direction of the piston 10, r of the corner 64d is improved in emission performance and reliability. By setting the size to be 1 mm or less at the maximum while ensuring the required size, it is possible to sufficiently improve the mixing characteristics of the fuel spray F and air while ensuring the required emission performance and reliability.

次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
上記した実施形態では、平面視においてピストン１０の中心と切欠き部６４の底面６４ａの両端とを結ぶ直線が成す中心角αが例えば１４°であり、切欠き部６４の底面６４ａとピストン１０の軸線方向とが成す角（すり鉢角）θが例えば３０°であると説明したが、切欠き部６４をこれとは異なる寸法により形成してもよい。 Next, further modifications of the embodiment of the present invention will be described.
In the above-described embodiment, the central angle α formed by a straight line connecting the center of the piston 10 and both ends of the bottom surface 64a of the notch 64 in plan view is, for example, 14 °, and the bottom surface 64a of the notch 64 and the piston 10 Although it has been described that the angle (mortar angle) θ formed with the axial direction is 30 °, for example, the notch 64 may be formed with a dimension different from this.

また、上記した実施形態では、１０個の噴口２７を備えた燃料噴射弁３４を示したが、本発明は、これとは異なる複数の噴口２７を備えた燃料噴射弁３４を有するエンジンにも適用可能である。 In the above-described embodiment, the fuel injection valve 34 having ten injection holes 27 is shown. However, the present invention is also applicable to an engine having the fuel injection valves 34 having a plurality of different injection holes 27. Is possible.

次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例によるディーゼルエンジン１の作用効果を説明する。 Next, the effect of the diesel engine 1 by the embodiment of this invention mentioned above and the modification of embodiment of this invention is demonstrated.

まず、ピストン１０の冠面１０ａには、キャビティ１２の周縁からピストン１０の径方向外側に凹んだ切欠き部６４が形成されているので、ピストン冠面１０ａの上方においてキャビティ１２よりもピストン１０の径方向外側を流れるスワール流Ｓが切欠き部６４からキャビティ１２内へ流入し、キャビティ１２の壁面に沿ってピストン１０の径方向内側へ進む空気流動が発生する。このように、スワール流Ｓによる気筒２の中心軸線まわりに流れる横渦に加えて、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動を発生させることにより、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなくキャビティ１２内における空気の流動性を高めることができ、冷却損失の低減と、燃料噴霧Ｆと空気の混合性向上とを両立することができる。
また、切欠き部６４の底面６４ａと側面６４ｂとを接続する隅部６４ｃの丸み径Ｄは５ｍｍ以下であるので、隅部６４ｃの丸み径Ｄが５ｍｍより大きい場合と比較して、ピストン冠面の上方から切込み部に流入したスワール流をより確実にキャビティの中央方向へ方向付けることができ、これにより、ピストン冠面１０ａの上方から切欠き部６４を通ってキャビティ１２の中央方向へ進む空気の流量を増大させ、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなくキャビティ１２内における空気の流動性を確実に高めることができる。
また、切欠き部６４の隅部６４ｃの丸み径Ｄは切欠き部６４の幅の１／２以下であるので、切欠き部６４の底面６４ａ又は側面６４ｂと隅部６４ｃとの間に不連続な箇所が生じないようにすることができ、これにより、不連続な箇所の存在に起因する生産性の低下や応力集中による破損等を防止しつつ、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなくキャビティ１２内における空気の流動性を確実に高めることができる。
また、切欠き部６４の底面６４ａ及び側面６４ｂとピストン冠面１０ａとを接続する角部６４ｄ、及び、切欠き部６４の側面６４ｂとキャビティ１２の壁面とを接続する角部６４ｄのそれぞれの丸み径ｒは１ｍｍ以下であるので、角部６４ｄの丸み径ｒが１ｍｍより大きい場合と比較して、ピストン冠面１０ａの上方から切込み部６４に流入したスワール流をより確実にキャビティ１２の中央方向へ方向付けることができ、これにより、ピストン冠面１０ａの上方から切欠き部６４を通ってキャビティ１２の中央方向へ進む空気の流量を増大させ、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなくキャビティ１２内における空気の流動性を確実に高めることができる。 First, since a notch 64 is formed in the crown surface 10a of the piston 10 so as to be recessed from the peripheral edge of the cavity 12 to the radially outer side of the piston 10, the piston 10 is located above the piston crown surface 10a rather than the cavity 12. The swirl flow S that flows radially outward flows into the cavity 12 from the notch 64, and an air flow that travels radially inward of the piston 10 along the wall surface of the cavity 12 is generated. Thus, in addition to the transverse vortex flowing around the central axis of the cylinder 2 due to the swirl flow S, the air flow having the velocity component in the radial direction of the piston 10 is generated, so that the cavity of the fuel spray F is not strengthened. The fluidity of the air in the air can be increased, and both the reduction of the cooling loss and the improvement of the mixing ability of the fuel spray F and the air can be achieved.
Further, since the round diameter D of the corner 64c connecting the bottom surface 64a and the side surface 64b of the notch 64 is 5 mm or less, the piston crown surface is compared with the case where the round diameter D of the corner 64c is larger than 5 mm. The swirl flow that has flowed into the cut portion from above can be more reliably directed toward the center of the cavity, whereby air traveling from above the piston crown surface 10a through the notch portion 64 toward the center of the cavity 12 can be obtained. Therefore, the fluidity of air in the cavity 12 can be reliably increased without increasing the penetration of the fuel spray F.
Further, since the rounded diameter D of the corner portion 64c of the notch portion 64 is ½ or less of the width of the notch portion 64, discontinuity between the bottom surface 64a or the side surface 64b of the notch portion 64 and the corner portion 64c. In this way, the cavity 12 can be prevented without increasing the penetration of the fuel spray F while preventing a decrease in productivity or damage due to stress concentration due to the presence of discontinuous portions. The fluidity of the air inside can be reliably increased.
Further, each of the corners 64d connecting the bottom surface 64a and the side surface 64b of the notch 64 and the piston crown surface 10a, and the corner 64d connecting the side 64b of the notch 64 and the wall surface of the cavity 12 are rounded. Since the diameter r is 1 mm or less, the swirl flow that has flowed into the cut portion 64 from above the piston crown surface 10a can be more reliably performed in the center direction of the cavity 12 than when the rounded diameter r of the corner portion 64d is larger than 1 mm. This increases the flow rate of air traveling from the upper part of the piston crown surface 10a through the notch 64 toward the center of the cavity 12, thereby increasing the penetration of the fuel spray F without increasing the penetration of the fuel spray F. The air fluidity can be reliably increased.

特に、ピストン１０の冠面１０ａには、複数の切欠き部６４が形成されているので、キャビティ１２内のより広い範囲においてピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動を発生させることができ、これにより、キャビティ１２内における空気の流動性を一層高めることができる。 In particular, since a plurality of notches 64 are formed on the crown surface 10a of the piston 10, an air flow having a velocity component in the radial direction of the piston 10 can be generated in a wider range within the cavity 12. Thereby, the fluidity of air in the cavity 12 can be further enhanced.

また、燃料噴射弁３４には、キャビティ１２内に平面視で放射状に燃料を噴霧するようにキャビティ１２内を指向する複数の噴孔５６が形成されているので、キャビティ１２内に平面視で放射状に噴霧された燃料の流動を、ピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動により促進することができ、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなく燃料噴霧Ｆと空気の混合性を一層向上することができる。 The fuel injection valve 34 is formed with a plurality of injection holes 56 directed in the cavity 12 so as to spray fuel radially in the cavity 12 in a plan view. The flow of the fuel sprayed on the fuel can be accelerated by the air flow having the velocity component in the radial direction of the piston 10, and the mixing ability of the fuel spray F and air can be further improved without increasing the penetration of the fuel spray F. Can do.

特に、切欠き部６４は、複数の噴孔５６の各指向方向の間に配置されているので、キャビティ１２内に平面視で放射状に噴霧され、キャビティ１２の壁面に沿ってピストン１０の径方向内側に反転する燃料の流れと、スワール流Ｓが切欠き部６４からキャビティ１２内に流入することにより発生したピストン１０の径方向の速度成分を持つ空気流動とを合流させ、キャビティ１２内における燃料と空気との混合を促進することができ、これにより、燃料噴霧Ｆのペネトレーションを強めることなく燃料噴霧Ｆと空気の混合性を一層向上することができる。 In particular, since the notches 64 are disposed between the directivity directions of the plurality of nozzle holes 56, the notches 64 are sprayed radially into the cavity 12 in a plan view, and the radial direction of the piston 10 along the wall surface of the cavity 12. The fuel flow reversed inward and the air flow having the velocity component in the radial direction of the piston 10 generated by the swirl flow S flowing into the cavity 12 from the notch 64 are merged, and the fuel in the cavity 12 is merged. And the mixing of the fuel spray F and the air can be further improved without increasing the penetration of the fuel spray F.

１ディーゼルエンジン
２気筒
６シリンダヘッド
１０ピストン
１０ａ冠面
１２キャビティ
１８第１の吸気ポート
２０第２の吸気ポート
２２第１の排気ポート
２４第２の排気ポート
３４燃料噴射弁
５６噴孔
５８中央隆起部
６０周辺凹部
６２リップ部
６４切欠き部
６４ａ底面
６４ｂ側面
６４ｃ隅部
６４ｄ角部
Ｓスワール流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Cylinder 6 Cylinder head 10 Piston 10a Crown surface 12 Cavity 18 1st intake port 20 2nd intake port 22 1st exhaust port 24 2nd exhaust port 34 Fuel injection valve 56 Injection hole 58 Center elevation part 60 peripheral recess 62 lip 64 notch 64a bottom 64b side 64c corner 64d corner S swirl flow

Claims

A cylinder block in which a cylinder is formed, a cylinder head disposed on the cylinder block so as to cover one end of the cylinder, a piston having a crown surface facing the cylinder head and reciprocating in the cylinder; A diesel engine having a fuel injection valve attached to the cylinder head,
The diesel engine is configured to generate an intake swirl flow directed in the circumferential direction in the cylinder during the intake stroke and the compression stroke,
On the crown surface of the piston, a circular cavity is formed in a plan view that is recessed to the opposite side of the cylinder head, and this cavity is raised so as to approach the fuel injection valve toward the center side of the cavity in a sectional view. A central raised portion, a peripheral concave portion that is continuous with the central raised portion, is formed in an arc shape that is concave outward in the radial direction of the piston in cross-sectional view, and is formed in a circular shape in plan view, and the peripheral concave portion A reentrant comprising a lip portion that is formed in a circular arc shape that is convex inward in the radial direction of the piston in a cross-sectional view and formed in a circular shape in a plan view, and that is continuous with a crown surface of the piston. Mold cavity,
Further, an air swirl flow that flows radially outward of the piston flows into the crown surface of the piston, and an air flow that travels radially inward of the cavity is generated from the lip portion of the cavity. A notch that is recessed radially outward is formed,
The fuel injection valve is formed with an injection hole for injecting fuel into the cavity, and the injection hole is directed so that the injected fuel spray reaches the vicinity of the connection portion between the lip portion of the cavity and the peripheral recess. And
In the diesel engine, in the compression stroke, the fuel spray that has reached the vicinity of the connection portion between the lip portion and the peripheral recess portion has an arc shape in the peripheral recess portion of the cavity, and a notch in the crown surface of the piston. Configured to reverse radially inward along the peripheral concave portion of the cavity by merging with the air flow generated by the part and proceeding radially inward of the cavity,
The notch portion has a bottom surface extending in a radial direction of the piston and extending in a circumferential direction of the piston so as to have an edge portion on a peripheral concave portion side of the cavity in a plan view, and a bottom surface of the bottom surface in the circumferential direction of the piston. and two side surfaces respectively extending radially inwardly of the piston from both ends, is formed by a corner portion which connects the side surface and the bottom surface, roundness diameter of the corners Ri der below 5 mm,
The bottom edge of the notch extending in the radial direction of the piston is formed to be continuous with the peripheral recess, so that the edge of the bottom surface on the peripheral recess side is continuous with the peripheral edge of the peripheral recess. Diesel engine.

The notch portion is formed with a plurality crown surface of the piston, diesel engine according to claim 1.

The injection hole of the fuel injection valve, the formed with a plurality so as to spray the fuel radially into a plurality of directional directions in a plan view in the cavity, the diesel engine according to claim 2.

The diesel engine according to claim 3 , wherein the plurality of notches are formed between the directivity directions of the plurality of nozzle holes.