JPH0133810Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直接噴射式デイーゼルエンジンの燃
焼室に関し、特に、該燃焼室を形成するピストン
頂面のキヤビテイ部分の熱負荷対策に関するもの
である。

一般に、直接噴射式デイーゼルエンジンにおい
ては、ピストン頂部に所定形状のキヤビテイを凹
設し、該キヤビテイとシリンダヘツド下面との間
に燃焼室を形成するようになされている。

そして、従来、上記キヤビテイの形状タイプと
しては種々のものが提案されているが、その中で
も燃焼室での燃焼性を高め得るようにしたものと
して例えば実開昭49−25908号公報等に開示され
ているようなスキツシユリツプタイプのものが知
られている。すなわち、このスキツシユリツプタ
イプのものは、ピストン頂部に凹設するキヤビテ
イの開口部の直径を底部の直径よりも小さくして
該開口部の周囲壁部分を開口部中心に向けてリツ
プ状に突出させることにより、ピストンの圧縮行
程で上記リツプ状の開口部周囲壁部分によりいわ
ゆる吸気のスキツシユ流を強力に発生させるよう
にして燃焼性の向上を図つたものである。

しかしながら、この従来のスキツシユリツプタ
イプのものでは、キヤビテイのスキツシユリツプ
部分（開口部の周囲壁部分）の厚みが小さく、そ
の放熱性が極めて悪い。特に、シリンダヘツドの
排気ポート近傍に対応する部分は排気で加熱され
続け、他の部分の如く、吸気により冷却されるこ
とがないので熱負荷が極めて大きく、その結果、
全体の熱負荷が不均衡となつてピストンに歪みや
クラツクが発生するという問題があつた。

また、燃料噴射ノズルからキヤビテイ内に噴射
される燃料噴射流を４つとし、そのうちの１つを
エンジンの始動性を向上するために使用される加
熱用のグロープラグに向けた場合には、吸排気バ
ルブとのレイアウトの関係からどうしても他の燃
料噴射流の１つを排気ポート近傍に向けざるを得
なくなる。その場合にも該排気ポート近傍の噴射
燃料衝突部分の周囲が燃料の燃焼によつて温度上
昇することになり、上記した熱負荷のアンバラン
スが助勢される。

そこで、本考案はかかる諸点に鑑み、上記した
スキツシユリツプタイプのキヤビテイの開口部周
囲壁のうち排気ポートに対応する部分の放熱性を
他の部分より高めるようにすることにより、スキ
ツシユリツプタイプの持つ燃焼性を損うことなく
熱負荷を全体的に均衡にして歪みやクラツクの発
生を防止することを目的とするものである。

この目的の達成のため、本考案の構成は、頂部
に燃焼室を形成するキヤビテイが凹設されたピス
トンを有する直接噴射式デイーゼルエンジンにお
いて、上記キヤビテイの内側壁は開口部がキヤビ
テイ軸心方向に向つて突出傾斜するように逆テー
パ状に形成されて所謂、スキツシユリツプ形状に
形成されており、かつ排気ポート近傍に対応する
上記キヤビテイ内側壁のピストン頂面に対する傾
斜角（リツプ角）は他の部分の同傾斜角（リツプ
角）よりも大きくなるように設定されているもの
であり、このことにより排気ポート近傍に対応す
るキヤビテイ周囲壁の厚みを他の部分より大にし
てその放熱性を高めるようにしたものである。

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図および第２図において、１は本考案に係
る直接噴射式デイーゼルエンジンにおけるシリン
ダブロツク、２はシリンダブロツク１内に形成さ
れたシリンダ、３は該シリンダ２内を往復動する
ピストン、４は上記シリンダブロツク１の上面に
ガスケツト５を介して接合されたシリンダヘツド
であつて、上記ピストン３の頂部にはその中心か
らオフセツトした位置に円形状のキヤビテイ６が
凹設され、該キヤビテイ６とシリンダヘツド４下
面との間に燃焼室７が形成される。

上記シリンダヘツド４には燃焼室７内へ吸気を
吸気バルブ８を介してかつスワールを与えながら
供給する吸気ポート９と、燃焼室７内の排気を排
気バルブ１０を介して外部に排出する排気ポート
１１とが形成され、該各ポート９，１１の燃焼室
７への開口端はそれぞれ燃焼室７（シリンダ２）
の直径方向に対向し、かつ各一部がそれぞれ上方
から見て上記ピストン３のキヤビテイ６と重なり
合うように配置されている。

また、上記シリンダヘツド４には上記吸排気ポ
ート９，１１間位置にグロープラグ１２が取り付
けられ、該グロープラグ１２の下端加熱部は上記
上死点位置にあるピストン３のキヤビテイ６内に
臨むようにシリンダヘツド４下面から燃焼室７内
に突出しており、該グロープラグ１２でエンジン
始動時の燃焼室７内を加熱するようにしている。

さらに、上記シリンダヘツド４には銅製スリー
ブ１３を介して燃料噴射ノズル１４が取り付けら
れ、該燃料噴射ノズル１４の下端部は上記キヤビ
テイ６の中心に対してシリンダ２（ピストン３）
の中心と反対側の位置でもつてシリンダヘツド４
下面から燃焼室７内へ突出し、該下端部には圧縮
行程の上死点近傍に位置するピストン３のキヤビ
テイ６の内側壁に向けて燃料を噴射する燃料噴射
孔（図示せず）が形成されており、該燃料噴射孔
から噴射された４つの燃料噴射流F₁〜F₄を水平
面内で略等間隔を保つてそれぞれシリンダヘツド
４におけるグロープラグ１２、吸排気ポート９，
１１、吸気ポート９対向部と各々対応するキヤビ
テイ６の内側壁へ衝突させるように構成されてい
る。

そして、上記キヤビテイ６の内側壁は開口部が
キヤビテイ６軸心方向に向つて突出傾斜するよう
に逆テーパ状に形成されており、該テーパ状内側
壁とピストン３頂面との間には、圧縮行程の終期
において燃焼室７内の外周部にある吸気をキヤビ
テイ６側に向けて押し出すスキツシユリツプ部６
ａ，６ｂが設けられている。さらに、第３図およ
び第４図に詳示するように、上記キヤビテイ６内
側壁のうち、上記シリンダヘツド４の排気ポート
１１近傍に対応する部分、すなわち、スキツシユ
リツプ部６ｂを形成する部分でかつ燃料噴射流
F₃が衝突する部分におけるピストン３頂面に対
する傾斜角（リツプ角）θ₁は他の部分の同傾斜角
θ₂よりも若干大きくなるように（例えばθ₁＝55゜、
θ₂＝50゜）設定されている。

したがつて、上記実施例においては、ピストン
３のキヤビテイ６内側壁がキヤビテイ６底部に向
つて拡開するように逆テーパ状に形成され、キヤ
ビテイ６の開口部周囲壁にスキツシユリツプ部６
ａ，６ｂが形成されているため、エンジン運転時
の圧縮行程において上死点近傍にあるピストン３
の頂面外周部とそれに対応するシリンダヘツド４
下面との間の吸気はキヤビテイ６側へ向けて強力
に押し出されてスキツシユ流が発生し、吸気ポー
ト９により生じている吸気スワールを加速する。
このことにより燃料噴射ノズル１４から噴射され
た燃料の霧化が促進されて燃焼性の向上が図られ
る。

また、上記キヤビテイ６内側壁のうちシリンダ
ヘツド４の排気ポート１１と対応する部分のピス
トン３頂面となす傾斜角θ₁が他の部分の同傾斜角
θ₂よりも大きいので、該排気ポート１１と対応す
るキヤビテイ６内側壁とピストン３頂面との間の
スキツシユリツプ部６ｂの厚みは当然に他のスキ
ツシユリツプ部６ａの厚みより大きく、その放熱
性（伝熱性）は増大している。そのため、エンジ
ンの運転に伴つて上記排気ポート１１に対応する
スキツシユリツプ部６ｂが吸気ポート９から供給
される吸気で冷却されずに、排気ポート１１を通
る高温の排気や、燃料噴射ノズル１４から燃料噴
射流F₃として噴射されてキヤビテイ６内壁面に
衝突する燃料の燃焼により加熱され続けても、該
スキツシユリツプ部６ｂは異常に温度上昇するこ
とはなく、他のスキツシユリツプ部６ａの熱負荷
とほぼ同等となり、その結果、全体の熱負荷が均
衡となつてピストン３の歪みやクラツクの発生を
防止することができる。

以上説明したように、本考案によれば、頂部に
スキツシユリツプタイプのキヤビテイが凹設され
た直接噴射式デイーゼルエンジンのピストンにお
いて、上記キヤビテイのスキツシユリツプ部のう
ちシリンダヘツドの排気ポートと対応する部分を
他の部分より厚くしたので、簡単な構造でもつて
キヤビテイのスキツシユリツプ部全体の熱負荷を
均衡にすることができ、よつて直接噴射式デイー
ゼルエンジンの耐久性向上に有効に寄与すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は全体縦
断面図、第２図はピストンの平面図、第３図は第
２図の−線断面図、第４図は第２図の−
線断面図である。 ３……ピストン、４……シリンダヘツド、６…
…キヤビテイ、６ａ，６ｂ……スキツシユリツプ
部、７……燃焼室、９……吸気ポート、１１……
排気ポート、１４……燃料噴射ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 頂部に燃焼室を形成するキヤビテイが凹設され
   たピストンを有する直接噴射式デイーゼルエンジ
   ンにおいて、上記キヤビテイは開口部が底部に対
   してキヤビテイ軸心方向に向つて突出傾斜するス
   キツシユリツプ形状に形成されており、かつ排気
   ポート近傍に対応する上記キヤビテイのリツプ角
   は他の部分のリツプ角よりも大きくなるように設
   定されていることを特徴とする直接噴射式デイー
   ゼルエンジンの燃焼室。