JP6830057B2 - Sub-chamber diesel engine - Google Patents

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Description

本発明は、シリンダヘッドに設けられた副燃焼室内に燃料の噴射を行う形式のエンジン、即ち、副室式ディーゼルエンジンに関するものである。 The present invention relates to an engine of a type that injects fuel into a sub-combustion chamber provided in a cylinder head, that is, a sub-chamber diesel engine.

副室式のディーゼルエンジンでは、エンジンの主燃焼室と主燃焼室から偏心した箇所に設けられている副室とが噴孔を介して連通され、副室から噴孔を通して主燃焼室内へ燃焼気流が噴出するように構成されている。一般的には、噴孔から出た燃焼気流が、上死点付近に至っているピストンの頂面に対して斜めに吹き付けられるように、噴孔は主燃焼室の中央側へ向けて傾けて形成されている。例えば、特許文献1において開示されたものが知られている。 In a sub-chamber type diesel engine, the main combustion chamber of the engine and the sub-chamber provided at a location eccentric from the main combustion chamber are communicated through the injection hole, and the combustion airflow from the sub-chamber to the main combustion chamber through the injection hole. Is configured to spout. Generally, the combustion chamber is formed so as to be inclined toward the center side of the main combustion chamber so that the combustion airflow emitted from the injection hole is blown diagonally to the top surface of the piston reaching near top dead center. Has been done. For example, those disclosed in Patent Document 1 are known.

副室式は直噴式(直接噴射式)に比べた場合、全ての回転域で容易に安定した燃焼状態が得られ、燃焼時間が長いため燃焼時の圧力と温度変化が穏やかで窒素酸化物と炭化水素の発生が少なく、騒音(ディーゼルノック)が低く高回転化にも好適となる長所を有している。そのため、産業用ディーゼルエンジンなどにおいては多数の採用例がある。 Compared to the direct injection type (direct injection type), the sub-chamber type can easily obtain a stable combustion state in all rotation ranges, and since the combustion time is long, the pressure and temperature changes during combustion are gentle and nitrogen oxides are used. It has the advantages of low generation of hydrocarbons, low noise (diesel knock), and suitable for high rotation speed. Therefore, there are many examples of adoption in industrial diesel engines and the like.

その反面、燃料が燃焼爆発した熱エネルギーが、シリンダヘッドやシリンダブロック内の冷却水へ熱として伝導するので、直噴式に比べて熱損失は大きい。そのため、熱効率の点では直噴式に劣っており、パワーや燃費の点では不利である。 On the other hand, the heat energy from the combustion explosion of the fuel is conducted as heat to the cooling water in the cylinder head and the cylinder block, so that the heat loss is larger than that of the direct injection type. Therefore, it is inferior to the direct injection type in terms of thermal efficiency, and is disadvantageous in terms of power and fuel efficiency.

特開2002−61514号公報JP-A-2002-61514

そこで従来では、特許文献1(図1,3など参照)において開示されるように、ピストンの天井壁の頂面側における噴孔に対応した位置に凹み、即ちリセス(6,7,7:特許文献1)が形成されていることが多い。即ち、ピストン上死点時における燃焼室を、ピストン頂部にリセスを設けることで燃料と空気の混合が促進され易い形状とし、熱効率の改善が可能となるようにされていた。 Therefore, conventionally, as disclosed in Patent Document 1 (see FIGS. 1, 3 and the like), a recess is provided at a position corresponding to a jet hole on the top surface side of the ceiling wall of the piston, that is, a recess (6, 7, 7: patent). Document 1) is often formed. That is, the combustion chamber at the top dead center of the piston has a shape that facilitates the mixing of fuel and air by providing a recess at the top of the piston, so that the thermal efficiency can be improved.

しかしながら、従来構造の燃焼室においては、ピストン頂面と噴孔(口金)との距離が小さく、燃焼途中の噴霧がピストン頂面に衝突した際に急冷され易い傾向があり、その結果、PM(Particulate Matter:粒子状物質)が発生し易いという問題があった。 However, in a combustion chamber having a conventional structure, the distance between the top surface of the piston and the injection hole (mouthpiece) is small, and when the spray during combustion collides with the top surface of the piston, it tends to be rapidly cooled. As a result, PM ( There is a problem that a particulate matter (particulate matter) is likely to be generated.

本発明の目的は、ピストン天井壁に形成されリセスの形状などを見直して工夫することにより、PMの発生が抑制されるように改善された副室式ディーゼルエンジンを提供する点にある。 An object of the present invention is to provide a sub-chamber diesel engine which is formed on a piston ceiling wall and is improved so as to suppress the generation of PM by reviewing and devising the shape of the recess.

本発明は、副室式ディーゼルエンジンにおいて、
主燃焼室9と前記主燃焼室9から偏心した箇所に設けられている副室6とが噴孔8を介して連通され、ピストン1の天井壁1Aに、1つの吸気弁リセス18と1つの排気弁リセス19とが形成され、
前記天井壁1Aにおける前記噴孔8から前記主燃焼室9内へ噴出される燃焼気流10が吹き付けられる箇所fに、平面視で円形をなし、かつ、平面視で前記吸排気弁リセス18,19それぞれに重なる状態の直下リセス21が形成され
前記噴孔8は、前記燃焼気流10の噴出経路wが平面視において前記吸気弁リセス18と排気弁リセス19との間を通る向きに設定されていることを特徴とする。
The present invention relates to a sub-chamber diesel engine.
The main combustion chamber 9 and the sub chamber 6 provided at a position eccentric from the main combustion chamber 9 are communicated with each other through the injection hole 8, and one intake valve recess 18 and one intake valve recess 18 are connected to the ceiling wall 1A of the piston 1 . Exhaust valve recess 19 is formed,
The intake / exhaust valve recesses 18 and 19 are circular in a plan view and are circular in a plan view at a portion f of the ceiling wall 1A where the combustion airflow 10 ejected from the injection hole 8 into the main combustion chamber 9 is blown. A recess 21 directly underneath is formed so as to overlap each other .
The injection hole 8 is characterized in that the ejection path w of the combustion airflow 10 is set so as to pass between the intake valve recess 18 and the exhaust valve recess 19 in a plan view .

第2の本発明は、本発明の副室式ディーゼルエンジンにおいて、
前記天井壁1Aに、平面視において前記噴孔8に対応する箇所fを基準として噴出方向下流側に広がる扇形の受止めリセス22が形成されていることを特徴とする。
The second invention relates to the sub-chamber diesel engine of the present invention.
The ceiling wall 1A is characterized in that a fan-shaped receiving recess 22 extending downstream in the ejection direction is formed on the ceiling wall 1A with reference to a portion f corresponding to the injection hole 8 in a plan view .

第3の本発明は、本発明による副室式ディーゼルエンジンにおいて、
前記吸気弁リセス18及び前記排気弁リセス19と前記直下リセス21との互いの深さが異なる設定とされていることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the sub-chamber diesel engine according to the present invention .
The intake valve recess 18 and the exhaust valve recess 19 and the recess 21 directly underneath are set to have different depths .

第4の本発明は、第2の本発明の副室式ディーゼルエンジンにおいて、
前記直下リセス21と前記受止めリセス22との互いの深さが異なる設定とされていることを特徴とする。
The fourth invention is the sub-chamber diesel engine of the second invention .
The direct recess 21 and the receiving recess 22 are set to have different depths from each other .

第5の本発明は、第4の本発明の副室式ディーゼルエンジンにおいて、
前記吸気弁リセス18及び前記排気弁リセス19と前記直下リセス21との互いの深さが異なる設定とされていることを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is the subchamber type diesel engine of the fourth aspect of the present invention .
The intake valve recess 18 and the exhaust valve recess 19 and the recess 21 directly underneath are set to have different depths .

第6の本発明は、第5の本発明の副室式ディーゼルエンジンにおいて、
前記吸気弁リセス18及び前記排気弁リセス19と前記受止めリセス22との互いの深さが異なる設定とされていることを特徴とする。
The sixth invention is the sub-chamber diesel engine of the fifth invention.
The intake valve recess 18 and the exhaust valve recess 19 and the receiving recess 22 are set to have different depths from each other .

本発明によれば、ピストンの天井壁における噴孔直下に、即ち、噴孔から主燃焼室内へ噴出される燃焼気流が吹き付けられる箇所に、凹みである直下リセスが形成されているので、噴孔とピストン頂面との距離を従来より広めて、噴孔直下における主燃焼室容積を局所的に増大させることが可能になる。
従って、その噴孔直下の容積増大により、噴孔から噴出された混合気と主燃焼室の空気との混合が促進され、燃焼途中の噴霧が急冷されることが抑制されるようになる。
According to the present invention, a recess directly below the injection hole is formed on the ceiling wall of the piston, that is, at a position where the combustion airflow ejected from the injection hole into the main combustion chamber is blown. By increasing the distance between the piston and the top surface of the piston, the volume of the main combustion chamber directly under the injection hole can be locally increased.
Therefore, the increase in the volume immediately below the injection hole promotes the mixing of the air-fuel mixture ejected from the injection hole with the air in the main combustion chamber, and suppresses the rapid cooling of the spray during combustion.

そして、直下リセスでの温度低下の少ない燃焼気流が、主燃焼室の吸排気弁リセスに円滑に流れて火炎伝播するので、これら3つのリセスを有する相乗作用によって主燃焼室における燃焼がより促進されるようになる。
その結果、ピストン天井壁に形成されリセスの形状などを見直して工夫することにより、PMの発生が抑制されるように改善された副室式ディーゼルエンジンを提供することができる。
Then, the combustion airflow with a small temperature drop in the direct recess flows smoothly to the intake / exhaust valve recesses in the main combustion chamber and propagates the flame, so that the combustion in the main combustion chamber is further promoted by the synergistic action having these three recesses. Become so.
As a result, it is possible to provide an improved sub-chamber diesel engine in which the generation of PM is suppressed by reviewing and devising the shape of the recess formed on the ceiling wall of the piston.

副室式ディーゼルエンジンの燃焼室部位を示す要部の縦断面図Vertical cross-sectional view of the main part showing the combustion chamber part of the sub-chamber diesel engine 図1のディーゼルエンジンにおける副室を示す要部の拡大断面図Enlarged sectional view of a main part showing an auxiliary chamber in the diesel engine of FIG. (a)ピストンを示す平面図、(b)副室形成用口金の平面図(A) Plan view showing the piston, (b) Plan view of the base for forming the auxiliary chamber (a)第1別構造のピストン平面図、(b)第2別構造のピストン平面図(A) Piston plan view of the first separate structure, (b) Piston plan view of the second separate structure (a)第3別構造のピストン平面図、(b)第4別構造のピストン平面図(A) Piston plan view of the third separate structure, (b) Piston plan view of the fourth separate structure (a)第5別構造のピストン平面図、(b)第6別構造のピストン平面図(A) Piston plan view of the fifth separate structure, (b) Piston plan view of the sixth separate structure

以下に、本発明による副室式ディーゼルエンジンの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図3(a)に描かれている噴孔8、補助噴孔20、及び噴出経路w(燃焼気流10)は、図4,5,6においては図示を省略してある。 Hereinafter, embodiments of the sub-chamber diesel engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. The injection hole 8, the auxiliary injection hole 20, and the ejection path w (combustion airflow 10) depicted in FIG. 3A are not shown in FIGS. 4, 5 and 6.

図1に示されるように、副室式ディーゼルエンジンEは、シリンダブロック2及びシリンダヘッド5有しており、シリンダブロック2にはシリンダ3が設けられて、シリンダ3内にはピストン1が往復上下移動可能に内嵌されている。シリンダブロック2の上側にはシリンダヘッド5が組み付けられており、シリンダヘッド5には、副燃焼室として機能する副室(渦流室、うず室とも呼ばれる)6が設けられている。 As shown in FIG. 1, the sub-chamber type diesel engine E has a cylinder block 2 and a cylinder head 5, a cylinder 3 is provided in the cylinder block 2, and a piston 1 reciprocates up and down in the cylinder 3. It is fitted so that it can be moved. A cylinder head 5 is assembled on the upper side of the cylinder block 2, and the cylinder head 5 is provided with a sub chamber (also referred to as a vortex chamber or a vortex chamber) 6 that functions as a sub combustion chamber.

シリンダヘッド5には燃料噴射ノズル7が貫通装備され、燃料噴射ノズル7の先端噴射部7aが副室6内に臨むように配置されている。副室6は、シリンダ3内に形成される主燃焼室9に、その主燃焼室9の偏心箇所に設けられる噴孔8を介して連通されている。
噴孔8は、副室6の内周面の略接線方向で、かつ、ピストン軸心(=シリンダ軸心)Pに向かって噴口8aを有する傾斜孔に形成されている。
A fuel injection nozzle 7 is penetrating the cylinder head 5, and the tip injection portion 7a of the fuel injection nozzle 7 is arranged so as to face the inside of the sub chamber 6. The sub-chamber 6 communicates with the main combustion chamber 9 formed in the cylinder 3 via an injection hole 8 provided at an eccentric portion of the main combustion chamber 9.
The injection hole 8 is formed in an inclined hole having a injection port 8a in a substantially tangential direction of the inner peripheral surface of the sub chamber 6 and toward the piston axis (= cylinder axis) P.

副室6の構成について説明する。図1、図2に示されるように、シリンダヘッド5におけるピストン軸心Pからシリンダ周壁側に偏芯した位置に、シリンダ3に開口する状態の副室形成穴5Aが形成され、副室形成穴5Aには副室形成用口金(チャンバー)4が収容されている。副室形成穴5Aは、シリンダヘッド5の主燃焼室9に臨むヘッド底面5aから順に、大径の開口部12と、小径の胴部収容部13と、胴部収容部13よりも奥に位置する空洞部14とを有して構成されている。 The configuration of the sub-chamber 6 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, a subchamber forming hole 5A opened in the cylinder 3 is formed at a position eccentric from the piston axis P in the cylinder head 5 toward the cylinder peripheral wall side, and the subchamber forming hole 5A is formed. A cap (chamber) 4 for forming an auxiliary chamber is housed in 5A. The sub-chamber forming hole 5A is located behind the large-diameter opening 12, the small-diameter body housing portion 13, and the body housing portion 13 in order from the head bottom surface 5a facing the main combustion chamber 9 of the cylinder head 5. It is configured to have a hollow portion 14 to be formed.

開口部12には、カップ状に形成された副室形成用口金4の底部4Aが収容されている。胴部収容部13は、副室形成用口金4の胴部4Bが収容される箇所であって開口部12よりも小径である。空洞部14は半球よりも少し大きい略半球形に凹んだ箇所に形成され、胴部収容部13とは段付き面(符記省略)で繋がる構成とされている。なお、開口部12と胴部収容部13とが互いに同径或いはほぼ同径とされた副室形成用口金4でもよい。なお、図2における23はグロープラグである。 The opening 12 accommodates the bottom 4A of the cup-shaped auxiliary chamber forming mouthpiece 4. The body portion accommodating portion 13 is a portion where the body portion 4B of the auxiliary chamber forming mouthpiece 4 is accommodated and has a smaller diameter than the opening portion 12. The hollow portion 14 is formed in a substantially hemispherical recessed portion slightly larger than the hemisphere, and is connected to the body portion accommodating portion 13 by a stepped surface (notation omitted). It should be noted that the sub-chamber forming base 4 in which the opening 12 and the body accommodating portion 13 have the same diameter or substantially the same diameter may be used. Note that 23 in FIG. 2 is a glow plug.

図1、図2、図3(b)に示されるように、副室形成用口金4は、円柱状の胴部4Bと底部4Aとを含んだ段付円柱状の金具で形成されている。底部4Aは胴部4Bの一端側を胴部4Bの外径よりも大径で周方向に張り出たフランジ状の部位として形成されている。胴部4Bの他端側には、胴部4Bの上端面から半球よりも少し小さい略半球形の副室形成用凹部15が形成されている。つまり、副室6は空洞部14と副室形成用凹部15とで構成されている。そして、副室形成用口金4の底部4Aには、副室形成用凹部15と主燃焼室9とを連通させる噴孔8が形成されている。 As shown in FIGS. 1, 2 and 3 (b), the auxiliary chamber forming mouthpiece 4 is formed of a stepped columnar metal fitting including a columnar body portion 4B and a bottom portion 4A. The bottom portion 4A is formed as a flange-shaped portion having one end side of the body portion 4B having a diameter larger than the outer diameter of the body portion 4B and protruding in the circumferential direction. On the other end side of the body portion 4B, a substantially hemispherical sub-chamber forming recess 15 slightly smaller than the hemisphere is formed from the upper end surface of the body portion 4B. That is, the sub chamber 6 is composed of a cavity 14 and a recess 15 for forming the sub chamber. A jet hole 8 for communicating the sub-chamber forming recess 15 and the main combustion chamber 9 is formed in the bottom 4A of the sub-chamber forming base 4.

図2、図3(b)に示されるように、噴孔8は、中央の主噴孔16と、その両脇に張り出すように一体的に形成された一対の副噴孔17,17とを備えてピストン軸心Pの方向視で略三つ葉形状の連通孔に形成されている。副室6と主燃焼室9とを連通する噴孔8は、副室6から主燃焼室9の中央部へ向かうように傾斜状に設けられている。副室6から噴孔8を通って主燃焼室9内へ燃焼気流10が噴出すると、燃焼気流10が、上死点付近に至っているピストン1の天井壁であるピストンヘッド1Aの頂面11に対して斜めに吹き付けられる構成とされている。 As shown in FIGS. 2 and 3B, the injection hole 8 includes a main injection hole 16 in the center and a pair of auxiliary injection holes 17 and 17 integrally formed so as to project on both sides thereof. It is formed in a communication hole having a substantially trefoil shape in the direction of the piston axis P. The injection hole 8 that communicates the sub-chamber 6 and the main combustion chamber 9 is provided so as to be inclined from the sub-chamber 6 toward the central portion of the main combustion chamber 9. When the combustion airflow 10 is ejected from the sub chamber 6 through the injection hole 8 into the main combustion chamber 9, the combustion airflow 10 reaches the top surface 11 of the piston head 1A, which is the ceiling wall of the piston 1 reaching near the top dead center. On the other hand, it is configured to be sprayed diagonally.

また、図2、図3に示されるように、副室形成用口金4の底部4Aにおける噴孔8の両脇近傍のそれぞれに補助噴孔20,20が形成されている。一対の補助噴孔20,20は、噴孔8に対してピストン軸心Pから遠い側に寄った位置、即ち、副室6のピストン軸心Pの方向視で略中央位置において底部4Aをピストン軸心Pに沿って貫かれて主燃焼室9に開口する小径の縦孔に形成されている。従って、副室6から補助噴孔20,20を通っても、ピストンヘッド1Aに対面して向かう状態で主燃焼室9内へ燃焼気流10が噴出する構成とされている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, auxiliary injection holes 20 and 20 are formed in the vicinity of both sides of the injection hole 8 in the bottom 4A of the auxiliary chamber forming mouthpiece 4. The pair of auxiliary injection holes 20 and 20 piston the bottom 4A at a position closer to the side of the injection hole 8 from the piston axis P, that is, at a substantially central position in the direction of the piston axis P of the sub chamber 6. It is formed in a small-diameter vertical hole that is penetrated along the axis P and opens to the main combustion chamber 9. Therefore, even if the auxiliary chambers 6 pass through the auxiliary injection holes 20 and 20, the combustion airflow 10 is ejected into the main combustion chamber 9 in a state of facing the piston head 1A.

次に、ピストン1について説明する。図1、図2、図3(a)に示されるように、ピストン1のピストンヘッド1Aに、吸気バルブ(図示省略)に対応した吸気弁リセス18と排気バルブ(図示省略)に対応した排気弁リセス19とが形成され、ピストンヘッド1Aにおける噴孔8から主燃焼室9内へ噴出される燃焼気流10が吹き付けられる箇所fに、平面視で円形をなす直下リセス21が形成されている。 Next, the piston 1 will be described. As shown in FIGS. 1, 2, and 3 (a), the piston head 1A of the piston 1 has an intake valve recess 18 corresponding to an intake valve (not shown) and an exhaust valve corresponding to an exhaust valve (not shown). A recess 19 is formed, and a directly downward recess 21 forming a circular shape in a plan view is formed at a portion f in the piston head 1A where the combustion airflow 10 ejected from the injection hole 8 into the main combustion chamber 9 is blown.

直下リセス21は、吸気弁リセス18及び排気弁リセス19のいずれにも平面視で重なっており、従って、直下リセス21と吸気弁リセス18及び直下リセス21と排気弁リセス19は直接に連通する構成とされている。図3(a)においては、吸気弁リセス18より面積が若干小さい排気弁リセス19と直下リセス21との重なり長さが、吸気弁リセス18と直下リセス21との重なり長さよりも長い状態に描かれているが、この限りではない。 The direct recess 21 overlaps both the intake valve recess 18 and the exhaust valve recess 19 in a plan view. Therefore, the direct recess 21 and the intake valve recess 18 and the direct recess 21 and the exhaust valve recess 19 are directly connected to each other. It is said that. In FIG. 3A, the overlapping length of the exhaust valve recess 19 and the recess 21 directly below, which is slightly smaller than the recess 18 of the intake valve, is longer than the overlapping length of the recess 18 directly below the intake valve recess 18. However, this is not the case.

加えて、図3(a)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、平面視において噴孔8に対応する箇所fを基準として噴出方向下流側に広がる扇形の受止めリセス22も形成されている。受止めリセス22は、頂面11における噴孔8から主燃焼室9内へ噴出される燃焼気流10の噴出経路wに対応する箇所である。噴出経路wは、主噴孔16から噴出される燃焼気流10の経路であり、実際には、図3(a)に仮想線の矢印で示されるように、一対の副噴孔17,17から噴出される燃焼気流10による左右の副噴出経路(符記省略)も生じている。 In addition, as shown in FIG. 3A, a fan-shaped receiving recess 22 extending downstream in the ejection direction is also formed on the piston head 1A with reference to a portion f corresponding to the injection hole 8 in a plan view. .. The receiving recess 22 is a portion corresponding to the ejection path w of the combustion airflow 10 ejected from the injection hole 8 on the top surface 11 into the main combustion chamber 9. The ejection path w is the path of the combustion airflow 10 ejected from the main injection hole 16, and is actually from the pair of auxiliary injection holes 17 and 17 as shown by the arrow of the virtual line in FIG. 3A. Left and right sub-ejection paths (notation omitted) due to the ejected combustion airflow 10 are also generated.

また、円形をなす直下リセス21の内部では、図3(a)に示されるように、その形状に沿って外周側を進む旋回流h、hが生じるようになる。それら旋回流h,hの存在により、及び噴出経路wの左右の旋回流h、hどうしが流れの下流側にて互いに衝突することにより混合気と空気との混合が促進される効果が得られる。 Further, inside the circular recess 21 directly underneath, as shown in FIG. 3A, swirling flows h and h traveling on the outer peripheral side along the shape are generated. Due to the presence of the swirling flows h and h, and when the swirling flows h and h on the left and right of the ejection path w collide with each other on the downstream side of the flow, the effect of promoting the mixing of the air-fuel mixture and the air can be obtained. ..

これら4箇所のリセスの凹み深さは深い方からの順で、直下リセス21>吸気弁リセス18=排気弁リセス19>受止めリセス22となっている。図3(a)に示されるように、受止めリセス22は、直下リセス21及び吸排気弁リセス18,19との重なり部分が多いため、前述の深さ関係と相まって、直下リセス21の径外側部位の2箇所に分かれて存在する面積の少ないものとなっている。 The recess depths of these four recesses are in order from the deepest one, in the order of direct recess 21> intake valve recess 18 = exhaust valve recess 19> receiving recess 22. As shown in FIG. 3A, the receiving recess 22 has many overlapping portions with the direct recesses 21 and the intake / exhaust valve recesses 18 and 19, so that the depth relationship described above is combined with the outer diameter of the direct recess 21. It is divided into two parts and has a small area.

実施形態1による副室式ディーゼルエンジンでは次の(1)〜(4)のとおりの作用効果を奏することができる。
(1)ピストンヘッド1Aに直下リセス21を設けたことにより、噴孔8、詳しくは噴口8aと頂面11とのピストン軸心P方向での間隔が従来に比べて大きくなり、主燃焼室9における噴孔8の直下(又は直後)の容積を局所的に増大させることができる。
The sub-chamber diesel engine according to the first embodiment can exhibit the following effects (1) to (4).
(1) By providing the recess 21 directly below the piston head 1A, the distance between the injection hole 8, specifically the injection port 8a and the top surface 11 in the piston axis P direction becomes larger than before, and the main combustion chamber 9 The volume directly below (or immediately after) the injection hole 8 in the above can be locally increased.

(2)直下リセス21は平面視(ピストン移動方向視)で円形をなしているので、直下リセス21内で旋回流が生じ、噴孔8から噴出された混合気と主燃焼室の空気との混合がその旋回流によって促進され、「燃焼途中の噴霧が急冷される」という従来の問題がより抑制又は解消されるようになる。 (2) Since the recess 21 directly below has a circular shape in a plan view (view in the direction of piston movement), a swirling flow is generated in the recess 21 directly below, and the air-fuel mixture ejected from the injection hole 8 and the air in the main combustion chamber Mixing is promoted by the swirling flow, and the conventional problem of "the spray in the middle of combustion is rapidly cooled" becomes more suppressed or eliminated.

(3)直下リセス21の深さを、他のリセス(吸排気弁リセス18,19及び受止めリセス22)の深さよりも深く設定してあるので、吸排気弁リセス18,19の機能を最低限とし、リセス上部で直下リセス21からの流れを発生する渦を利用して燃焼を促進させることが可能になる。 (3) Since the depth of the direct recess recess 21 is set deeper than the depth of the other recesses (intake / exhaust valve recesses 18 and 19 and the receiving recess 22), the functions of the intake / exhaust valve recesses 18 and 19 are minimized. As a limit, it is possible to promote combustion by utilizing a vortex that generates a flow from the recess 21 directly below the recess.

(4)上記(1)〜(3)の結果、直下リセス21を設けたので、従来に比べて、噴孔8から主燃焼室9への噴流がピストン1の頂面11に衝突し難くなり、主燃焼室9における噴流と接触する空気量を増加させることができ、主燃焼室9における燃焼気流10の冷却が穏やかになり、PMの発生が抑制されるようになる。 (4) As a result of the above (1) to (3), since the recess 21 directly underneath is provided, the jet flow from the injection hole 8 to the main combustion chamber 9 is less likely to collide with the top surface 11 of the piston 1. The amount of air in contact with the jet in the main combustion chamber 9 can be increased, the cooling of the combustion airflow 10 in the main combustion chamber 9 becomes gentle, and the generation of PM is suppressed.

〔実施形態2〕
図4(a)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、吸排気弁リセス18,19、直下リセス21、受止めリセス22が形成されるとともに、直下リセス21>受止めリセス22>吸気弁リセス18及び排気弁リセス19、というリセス深さに順番が付けられている構成。この場合、吸気弁リセス18の深さ≠排気弁リセス19の深さ、でも、吸気弁リセス18の深さ=排気弁リセス19の深さ、でもよい。
[Embodiment 2]
As shown in FIG. 4A, intake / exhaust valve recesses 18, 19, direct recesses 21, and receiving recesses 22 are formed on the piston head 1A, and direct recesses 21> receiving recesses 22> intake valve recesses. A configuration in which the recess depths of 18 and the exhaust valve recess 19 are ordered. In this case, the depth of the intake valve recess 18 ≠ the depth of the exhaust valve recess 19, or the depth of the intake valve recess 18 = the depth of the exhaust valve recess 19 may be satisfied.

〔実施形態3〕
図4(b)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、吸排気弁リセス18,19、直下リセス21、受止めリセス22が形成されるとともに、直下リセス21<受止めリセス22<吸気弁リセス18及び排気弁リセス19というリセス深さに順番が付けられている構成。この場合、吸気弁リセス18=排気弁リセス19、でも、吸気弁リセス18の深さ≠排気弁リセス19の深さ、でもよい。
[Embodiment 3]
As shown in FIG. 4B, intake / exhaust valve recesses 18, 19, direct recesses 21, and receiving recesses 22 are formed on the piston head 1A, and the direct recesses 21 <receiving recess 22 <intake valve recesses. A configuration in which the recess depths of 18 and the exhaust valve recess 19 are ordered. In this case, the intake valve recess 18 = the exhaust valve recess 19, or the depth of the intake valve recess 18 ≠ the depth of the exhaust valve recess 19 may be satisfied.

〔実施形態4〕
図5(a)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、吸排気弁リセス18,19、直下リセス21、受止めリセス22が形成されるとともに、受止めリセス22<吸気弁リセス18及び排気弁リセス19<直下リセス21というリセス深さに順番が付けられている構成。この場合、吸気弁リセス18=排気弁リセス19、でも、吸気弁リセス18の深さ≠排気弁リセス19の深さ、でもよい。
[Embodiment 4]
As shown in FIG. 5A, intake / exhaust valve recesses 18 and 19, direct recesses 21, and receiving recess 22 are formed on the piston head 1A, and receiving recess 22 <intake valve recess 18 and exhaust valve. Recess 19 <Recess 21 directly below, which is a configuration in which the recess depths are ordered. In this case, the intake valve recess 18 = the exhaust valve recess 19, or the depth of the intake valve recess 18 ≠ the depth of the exhaust valve recess 19 may be satisfied.

〔実施形態5〕
図5(b)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、吸排気弁リセス18,19、直下リセス21、受止めリセス22が形成されるとともに、直下リセス21=受止めリセス22=吸気弁リセス18及び排気弁リセス19というリセス深さに順番が無く、すべて同じ深さに設定されている構成。
[Embodiment 5]
As shown in FIG. 5B, intake / exhaust valve recesses 18, 19, direct recesses 21, and receiving recesses 22 are formed on the piston head 1A, and direct recesses 21 = receiving recesses 22 = intake valve recesses. There is no order in the recess depths of 18 and the exhaust valve recess 19, and they are all set to the same depth.

〔実施形態6〕
図6(a)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、吸排気弁リセス18,19、直下リセス21が形成されるとともに、直下リセス21>吸気弁リセス18及び排気弁リセス19、というリセス深さに順番が付けられている構成。この場合、吸気弁リセス18の深さ≠排気弁リセス19の深さ、でも、吸気弁リセス18の深さ=排気弁リセス19の深さ、でもよい。
[Embodiment 6]
As shown in FIG. 6A, intake / exhaust valve recesses 18 and 19 and direct recesses 21 are formed on the piston head 1A, and the recess depth is such that direct recesses 21> intake valve recess 18 and exhaust valve recess 19. The configuration is ordered. In this case, the depth of the intake valve recess 18 ≠ the depth of the exhaust valve recess 19, or the depth of the intake valve recess 18 = the depth of the exhaust valve recess 19 may be satisfied.

〔実施形態7〕
図6(b)に示されるように、ピストンヘッド1Aに、吸排気弁リセス18,19、直下リセス21が形成されるとともに、直下リセス21<吸気弁リセス18及び排気弁リセス19、というリセス深さに順番が付けられている構成。この場合、吸気弁リセス18の深さ≠排気弁リセス19の深さ、でも、吸気弁リセス18の深さ=排気弁リセス19の深さ、でもよい。
[Embodiment 7]
As shown in FIG. 6B, the intake / exhaust valve recesses 18 and 19 and the direct recesses 21 are formed on the piston head 1A, and the recess depths such that the direct recesses 21 <intake valve recess 18 and exhaust valve recess 19 are formed. The configuration is ordered. In this case, the depth of the intake valve recess 18 ≠ the depth of the exhaust valve recess 19, or the depth of the intake valve recess 18 = the depth of the exhaust valve recess 19 may be satisfied.

1 ピストン
1A 天井壁
6 副室
8 噴孔
9 主燃焼室
10 燃焼気流
18 吸気弁リセス
19 排気弁リセス
21 直下リセス
22 受止めリセス
f 吹き付けられる箇所
w 噴出経路
1 Piston 1A Ceiling wall 6 Sub chamber 8 Injection hole 9 Main combustion chamber 10 Combustion airflow 18 Intake valve recess 19 Exhaust valve recess 21 Direct recess recess 22 Receiving recess f
w Eruption route

Claims (6)

主燃焼室と主燃焼室から偏心した箇所に設けられている副室とが噴孔を介して連通され、ピストンの天井壁に、1つの吸気弁リセスと1つの排気弁リセスとが形成され、前記天井壁における前記噴孔から前記主燃焼室内へ噴出される燃焼気流が吹き付けられる箇所に、平面視で円形をなし、かつ、平面視で前記吸排気弁リセスそれぞれに重なる状態の直下リセスが形成され、
前記噴孔は、前記燃焼気流の噴出経路が平面視において前記吸気弁リセスと排気弁リセスとの間を通る向きに設定されている副室式ディーゼルエンジン。
A sub-chamber provided at a position eccentric from the main combustion chamber and the main combustion chamber are communicated with each other through the injection holes, the ceiling wall of the piston, one intake valve recess and one exhaust valve recess is formed, At the location on the ceiling wall where the combustion airflow ejected from the injection hole to the main combustion chamber is blown, a recess directly underneath is formed in a circular shape in a plan view and overlapping each of the intake / exhaust valve recesses in a plan view. Being done
The injection hole is a sub-chamber diesel engine in which the ejection path of the combustion airflow is set to pass between the intake valve recess and the exhaust valve recess in a plan view .
前記天井壁に、平面視において前記噴孔に対応する箇所を中心として噴出方向下流側に広がる扇形の受止めリセスが形成されている請求項1に記載の副室式ディーゼルエンジン。 The sub-chamber diesel engine according to claim 1, wherein a fan-shaped receiving recess extending downstream in the ejection direction is formed on the ceiling wall centering on a portion corresponding to the injection hole in a plan view . 前記吸気弁リセス及び前記排気弁リセスと前記直下リセスとの互いの深さが異なる設定とされている請求項1又は2に記載の副室式ディーゼルエンジン。 The sub-chamber diesel engine according to claim 1 or 2, wherein the intake valve recess and the exhaust valve recess and the recess directly under the exhaust valve are set to have different depths from each other . 前記直下リセスと前記受止めリセスとの互いの深さが異なる設定とされている請求項2に記載の副室式ディーゼルエンジン。 The sub-chamber diesel engine according to claim 2 , wherein the depths of the recess directly underneath and the recesses receiving the receiving recess are set to be different from each other . 前記吸気弁リセス及び前記排気弁リセスと前記直下リセスとの互いの深さが異なる設定とされている請求項4に記載の副室式ディーゼルエンジン。 The sub-chamber diesel engine according to claim 4 , wherein the intake valve recess, the exhaust valve recess, and the recess directly below the intake valve recess are set to have different depths from each other . 前記吸気弁リセス及び前記排気弁リセスと前記受止めリセスとの互いの深さが異なる設定とされている請求項5に記載の副室式ディーゼルエンジン。 The sub-chamber diesel engine according to claim 5, wherein the intake valve recess, the exhaust valve recess, and the receiving recess are set to have different depths from each other .
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