JPH0249958A - 直噴式ディーゼルエンジンのピストン - Google Patents

直噴式ディーゼルエンジンのピストン

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JPH0249958A
JPH0249958A JP63201553A JP20155388A JPH0249958A JP H0249958 A JPH0249958 A JP H0249958A JP 63201553 A JP63201553 A JP 63201553A JP 20155388 A JP20155388 A JP 20155388A JP H0249958 A JPH0249958 A JP H0249958A
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JP
Japan
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combustion chamber
chamber member
heat
piston
recess
Prior art date
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Pending
Application number
JP63201553A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Akeda
正寛 明田
Tetsuo Ikejima
池島 哲郎
Kenji Matsumoto
健次 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP63201553A priority Critical patent/JPH0249958A/ja
Publication of JPH0249958A publication Critical patent/JPH0249958A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/28Other pistons with specially-shaped head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ピストン上部に凹部を設け、この凹部に燃焼
室部材を断熱空気室を介して嵌入したタイプの直噴式デ
ィーゼルエンジンのピストンに関し、燃焼室部材がかな
りの高温に加熱されても熱破損を防止できるものを提供
する。
〈発明の背景〉 直噴式ディーゼルエンジンにおいては、ピストンヘッド
に凹部を穿設して燃焼室を形成し、燃料噴射ノズルから
凹部燃焼室に燃料を噴射する一般的なものがある。
しかしながら、上記一般例では、ピストンは、軽量化の
目的でアルミ合金などの材質を用いるために、燃焼室が
高温になると材質の耐圧及び耐熱限界を越えて、凹部燃
焼室が割れたりする場合が少な(なかった。
しかも、アルミ合金はステンレス鋼などに比べると熱伝
導率がかなり大きく、燃焼室で発生した高熱がピストン
本体に逃げ易く、凹部の燃焼室壁を高温に保持できない
虞れが大きい。
この結果、燃焼室壁に付着した燃料が充分に気化せず、
青白煙、刺激臭の発生の原因になり、また、騒音が大き
くなる。
〈従来技術〉 本発明の対象とする直噴式ディーゼルエンジンのピスト
ンの基本構造は、第1図又は第7図に示すように、直噴
式ディーゼルエンジンのピストン本体1の上部肉壁2に
凹部3を設け、凹部3に耐圧・耐熱性の燃焼室部材4を
嵌入し、燃焼室部材4と凹部3との間に断熱空気室6を
形成した形式%式% この形式の従来技術としては、実開昭57−10793
7号公報(第7図参照)に記載のように、耐熱金属製の
燃焼室部材4を凹部3の底壁50に断熱材シート51を
介してボルト52で螺着したものがある。
」二記従来技術では、ピストン本体1に形成した凹部3
に耐圧・耐熱性の燃焼室部材4を嵌入するので、上記一
般例のように燃焼室の高温・高圧の燃焼ガスで燃焼室部
材4が割れる虞れはない。
また、燃焼室部材4と凹部3との間に断熱空気室6が介
装されるので、燃焼室部材4からピストン本体1への熱
の逃げ道をカットして、前記一般例における青白煙、刺
激臭の発生を抑え、騒音を低減することができる。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来技術では、燃焼室部材4の温度
かピストン本体1側に逃げにくいことから、当該燃焼室
部材4が過熱されて耐熱限界以上になり易く、変形、亀
裂或いは割れなどの熱破損を受ける虞れがある。
一方、実開昭57−36339号公報(第6図参照)に
は、ピストン本体1の上部肉壁2内に冷却油導入穴60
を空け、導入穴60の入口61をピストン冷却ノズル6
2に臨ませ、導入穴60の出口63を断熱空気室6に開
口し、冷却ノズル62から冷却油を噴出可能に構成する
とともに、エンジンの低速成いは低負荷時には冷却ノズ
ル62からの冷却油噴出量をカットするように構成した
ものが開示されている。
しかしながら、上記公知例では、冷却ノズル62と冷却
油導入穴60と冷却/ズル62への油供給路とが必要な
ために、構造が複雑になる。
本発明は、簡略な構成で燃焼室部材の熱破損を防止する
ことを技術的課題とする。
く課題を解決するための手段〉 上記課題を解消するための手段を、実施例に対応する図
面を用いて以下に説明する。
即ち、本発明は、前記基本構造の直噴式ディーゼルエン
ジンのピストンにおいて、 燃焼室部材4の断熱空気室6に臨む部位に放熱部7を形
成し、凹部3に受け止め部8を放熱部8に対面させて形
成し、燃焼室部材4が所定温度以上に加熱される高温状
態でのみ、燃焼室部材4の熱膨張により放熱部7が凹部
3の受け止め部8に接触して、燃焼室部材4からピスト
ン本体1の上部肉壁2に放熱するように構成したことを
特徴とするものである。
く作用〉 燃焼室部材4が所定温度より低いと、燃焼室部材4の放
熱部7は凹部3の受け止め部8に接触することはなく、
燃焼室を高温に保持して燃焼性能を高め、青白煙、刺激
臭の発生を防止し、騒音を低く抑えられる。
また、エンジンEが高負荷運転して燃焼室がきわめて高
温になると、燃焼室部材4は所定温度以上に加熱されて
、膨張した燃焼室部材4の放熱部7が凹部3の受け止め
部8に接触して、燃焼室部材4からピストン本体1の上
部肉壁2に速やかに放熱が起こるので、燃焼室部材4は
過熱を防止され、亀裂や割れなどを起こすことはなくな
る。
〈発明の効果〉 燃焼室部材が所定温度以上になると、燃焼室部材からピ
ストンの肉壁に速やかに放熱されて亀裂や割れなどの熱
破損を起こすことはなくなる。
しかも、上記放熱構造は、燃焼室部材と凹部との組み合
わせだけにより、前記公知例のように、冷却ノズル、冷
却油導入穴或いは冷却ノズルへの油供給路などを必要と
しないので、全体の構造を簡略にできる。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基ついて述べる。
第1図は直噴式デイ−セルエンジン用のピストンの縦断
側面図、第2図は第1図のA部拡大図、第3図はピスト
ンの平面図、第4図はピストンの要部拡大縦断正面図で
あって、アルミ合金製のピストン本体lのピストヘッド
10の外周面にピストンリング溝11を形成し、ピスト
ン本体1の前後方間にピストンピン穴12を貫設する。
上記ピストン本体1の上部肉壁2に上面から見て略6角
形の凹部3を形成して下部のビンボス13まで開口する
とともに、当該凹部3に耐圧・耐熱性でアルミ合金より
熱伝導率の小さいSUS製の燃焼室部材4を嵌入して、
燃焼室部材4で囲繞される内部空間を燃焼室17とする
即ち、上記燃焼室部材4の外周部14をU字状に屈曲し
てヒートダム作用をさせると同時に、当該屈曲部16を
凹部3の内周壁15に冷やし嵌めにより嵌入固定し、燃
焼室部材4の底部21の中央を山形状に突出させる。
上記凹部3の内周壁15の下部15aの周壁に台形状に
突出した受け止め部8を形成し、燃焼室部材4の底部2
1の裏面外周部を下方に延出して放熱部7を設け、当該
放熱部7を受け止め部8に近接状に臨ませる。
また、燃焼室部材4の前記U字状の屈曲部16から放熱
部7にかけての裏面5と凹部3との間に断熱空気室6を
形成して、燃焼室17の熱がピストン本体1に逃げるの
を抑制する。
そこで、上記ピストンの機能を説明すると、エンジンの
運転中は熱伝導率が小さい燃焼室部材4とその下方に形
成される断熱空気室6との作用で、燃焼室17の熱がピ
ストン本体1に放熱されるのをカントして、燃焼室17
を高熱に維持し、青白煙の発生を防ぎ、騒音を低減する
また、エンジンが高負荷運転して燃焼室部材4が所定温
度T。以上に加熱されると、第2図の仮想線で示すよう
に、熱膨張した燃焼室部材4の放熱部7が矢印Bの方向
に熱膨張して凹部3の受け止め部8に接触して、燃焼室
部材8の有する熱は速やか放熱部7→受け止め部8→ピ
ストン本体1に放熱されるので、燃焼室部材4の熱破損
は円滑に防止される。
第3図は、凹部3の受け止め部8の内径と燃焼室部材4
の放熱部7の外径との温度変化に対する膨張度合いを示
し、所定〆温度T。以上になれば、放熱部7の外径の方
か受け止め部8より膨張していわば締まり嵌め状になる
ことか判る。
また、この場合、第4図及び第5図に示すように、凹部
の内周壁15の6角形の頂点部分18を外径方向に突出
状に穿って呼吸口20を構成すると、第5図に示すよう
に、凹部3に嵌入した燃焼室部材4の熱膨張が大きいと
きでも、放熱部7の相当部位19は凹部3の呼吸口20
に接触せず、膨張した空気が断熱空気室6から呼吸口2
0を経てピストン外部に容易に抜けるようになり、燃焼
室部材4に下から働く凹部3からの抜は荷重を低減でき
る。
但し、本発明では、燃焼室部材4は耐圧・耐熱性があれ
ば充分であるか、熱伝導率の小さい材質の方が好ましく
、従って、ステンレス鋼を問わず、例えば、セラミック
スでも良い。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の実施例を示し、第1図はピス
トンの縦断側面図、第2図は第1図のA部拡大図、第3
図は凹部の受け止め部の内径と燃焼室部材の放熱部の外
径との温度変化に対する膨張度合いを示すグラフ、第4
図はピストンの平面図、第5図は第4図のB部を中心と
したピストンの要部拡大縦断正面図、第6図は公知例を
示すピストンの要部縦断面図、第7図は従来技術を示す
第1図相当図である。 1 ・ピストン本体、2・・・1の上部肉壁、3・・・
凹部、4・・燃焼室部材、5・・・4の内面、6・・断
熱空気室、7・・4の放熱部、8・・・3の受け止め部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、直噴式ディーゼルエンジンのピストン本体1の上部
    肉壁2に凹部3を設け、凹部3に耐圧・耐熱性の燃焼室
    部材4を嵌入し、燃焼室部材4と凹部3との間に断熱空
    気室6を形成した直噴式ディーゼルエンジンのピストン
    において、燃焼室部材4の断熱空気室6に臨む部位に放
    熱部7を形成し、凹部3に受け止め部8を放熱部8に対
    面させて形成し、燃焼室部材4が所定温度以上に加熱さ
    れる高温状態でのみ、燃焼室部材4の熱膨張により放熱
    部7が凹部3の受け止め部8に接触して、燃焼室部材4
    からピストン本体1の上部肉壁2に放熱するように構成
    したことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジンのピス
    トン
JP63201553A 1988-08-11 1988-08-11 直噴式ディーゼルエンジンのピストン Pending JPH0249958A (ja)

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