JPH04365927A - 直接噴射式デイーゼルエンジンのピストン - Google Patents
直接噴射式デイーゼルエンジンのピストンInfo
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- JPH04365927A JPH04365927A JP3266765A JP26676591A JPH04365927A JP H04365927 A JPH04365927 A JP H04365927A JP 3266765 A JP3266765 A JP 3266765A JP 26676591 A JP26676591 A JP 26676591A JP H04365927 A JPH04365927 A JP H04365927A
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- combustion chamber
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- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トラツク等車両用に好
適な直接噴射式デイーゼルエンジンのピストンに関する
ものである。
適な直接噴射式デイーゼルエンジンのピストンに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の直接噴射式デイーゼルエンジンに
おけるリエントラント型燃焼室キヤビテイを有するピス
トンの構成を図２ないし図４、及び図５ないし図７の性
能線図を参照して説明する。先ず、図２において、符号
１０はアルミニウム合金鋳物で作られたトラツク用直接
噴射式デイーゼルエンジン用のピストンを示し、同ピス
トンはその頂部にリエントラント型の燃焼室キヤビテイ
１２を具えている。図示のピストン１０では、燃焼室キ
ヤビテイ１２内に円錐状の中央隆起１４を具えているが
、図中に一点鎖線で示されているように、上記燃焼室キ
ヤビテイ１２の底面が平らな平面に形成される場合もあ
る。上記燃焼室キヤビテイ１２のリエントラント角（凹
入角）αは５〜１５度の小さい角度に形成されている。 リエントラント角αを５〜１５度の範囲に設定すること
によつて、熱的に最も厳しいピストン頂面１０′におけ
る燃焼キヤビテイ１２の開口縁１６に熱応力による亀裂
等の損傷が発生せず、耐久性の点では問題がないピスト
ンが得られる。しかしながら、リエントラント角αが小
さい上記ピストン１０を使用したエンジンについて、燃
費及び排気ガス性能を調べたところ、燃費及びスモーク
の双方について、満足すべき結果が得られないことが確
認された。
おけるリエントラント型燃焼室キヤビテイを有するピス
トンの構成を図２ないし図４、及び図５ないし図７の性
能線図を参照して説明する。先ず、図２において、符号
１０はアルミニウム合金鋳物で作られたトラツク用直接
噴射式デイーゼルエンジン用のピストンを示し、同ピス
トンはその頂部にリエントラント型の燃焼室キヤビテイ
１２を具えている。図示のピストン１０では、燃焼室キ
ヤビテイ１２内に円錐状の中央隆起１４を具えているが
、図中に一点鎖線で示されているように、上記燃焼室キ
ヤビテイ１２の底面が平らな平面に形成される場合もあ
る。上記燃焼室キヤビテイ１２のリエントラント角（凹
入角）αは５〜１５度の小さい角度に形成されている。 リエントラント角αを５〜１５度の範囲に設定すること
によつて、熱的に最も厳しいピストン頂面１０′におけ
る燃焼キヤビテイ１２の開口縁１６に熱応力による亀裂
等の損傷が発生せず、耐久性の点では問題がないピスト
ンが得られる。しかしながら、リエントラント角αが小
さい上記ピストン１０を使用したエンジンについて、燃
費及び排気ガス性能を調べたところ、燃費及びスモーク
の双方について、満足すべき結果が得られないことが確
認された。
【０００３】即ち、一例として直列６気筒、排気量７０
００ｃｃ、４サイクル頭上弁式のトラツク用直接噴射式
デイーゼルエンジンにおいて、種々のリエントラント型
燃焼室キヤビテイ１２を具えたピストン１０を使用し、
燃費及びスモーク性能を、稼働頻度が高い部分負荷及び
全負荷運動領域について調べた結果が図５ないし図７に
示されている。図５ないし図７は、夫々横軸にエンジン
の回転数ｒｐｍをとり、縦軸の上段にスモーク濃度Ｒ（
ＪＩＳＤ１１０１に規定する濃度測定法による）をとる
と共に、縦軸の下段に馬力・時間当たりの燃料消費量ｇ
／Ｐｓｈをとつて示した線図であつて、図５は２／４部
分負荷、図６は３／４部分負荷、図７は４／４負荷を夫
々示すものである。これら各図中に一点鎖線Ｅ１で示さ
れているのが、上記リエントラント角α＝１０度とした
図２のピストンを使用したエンジンの性能であつて、各
負荷条件において、かつ殆どすべての回転数領域におい
て、スモーク性能及び燃費が最も劣ることが、明らかで
ある。次に、図３は、燃焼室キヤビテイ１２のリエント
ラント角βを図２のピストンより大きく設定しβ＝２〜
３αとしたものである。リエントラント角βを２０度と
したピストン１０を有する上記エンジンについて燃費及
びスモーク性能を調べたところ、図５ないし図７に夫々
点線Ｅ２で示されているように、各負荷条件及びすべて
の回転数領域において、燃費及びスモーク性能が優れて
いることが確認された。しかしながら、この大きいリエ
ントラント角βを有するピストンは、燃焼室キヤビテイ
１２の開口縁１６に亀裂が発生し易く、耐久性に欠ける
重大な欠陥があり、実用に適さないことが判明した。 そこで、図３に示されたピストン１０の利点を保持しな
がら、その欠点である開口縁１６の破損を回避する対策
として、図４に示されているように、図３のピストンの
開口部分に、高さｈの円筒面１８を形成する手法が試み
られた。上記円筒面１８を設けることによつて、開口縁
１６の亀裂発生が効果的に防止され、従つて耐久性の問
題は解決されたが、燃費及びスモーク性能が、図３のピ
ストンより大巾に低下し、寧ろ図２に示した小さいリエ
ントラント角αを有するピストンと大差ない程度に悪化
することが認められた。
００ｃｃ、４サイクル頭上弁式のトラツク用直接噴射式
デイーゼルエンジンにおいて、種々のリエントラント型
燃焼室キヤビテイ１２を具えたピストン１０を使用し、
燃費及びスモーク性能を、稼働頻度が高い部分負荷及び
全負荷運動領域について調べた結果が図５ないし図７に
示されている。図５ないし図７は、夫々横軸にエンジン
の回転数ｒｐｍをとり、縦軸の上段にスモーク濃度Ｒ（
ＪＩＳＤ１１０１に規定する濃度測定法による）をとる
と共に、縦軸の下段に馬力・時間当たりの燃料消費量ｇ
／Ｐｓｈをとつて示した線図であつて、図５は２／４部
分負荷、図６は３／４部分負荷、図７は４／４負荷を夫
々示すものである。これら各図中に一点鎖線Ｅ１で示さ
れているのが、上記リエントラント角α＝１０度とした
図２のピストンを使用したエンジンの性能であつて、各
負荷条件において、かつ殆どすべての回転数領域におい
て、スモーク性能及び燃費が最も劣ることが、明らかで
ある。次に、図３は、燃焼室キヤビテイ１２のリエント
ラント角βを図２のピストンより大きく設定しβ＝２〜
３αとしたものである。リエントラント角βを２０度と
したピストン１０を有する上記エンジンについて燃費及
びスモーク性能を調べたところ、図５ないし図７に夫々
点線Ｅ２で示されているように、各負荷条件及びすべて
の回転数領域において、燃費及びスモーク性能が優れて
いることが確認された。しかしながら、この大きいリエ
ントラント角βを有するピストンは、燃焼室キヤビテイ
１２の開口縁１６に亀裂が発生し易く、耐久性に欠ける
重大な欠陥があり、実用に適さないことが判明した。 そこで、図３に示されたピストン１０の利点を保持しな
がら、その欠点である開口縁１６の破損を回避する対策
として、図４に示されているように、図３のピストンの
開口部分に、高さｈの円筒面１８を形成する手法が試み
られた。上記円筒面１８を設けることによつて、開口縁
１６の亀裂発生が効果的に防止され、従つて耐久性の問
題は解決されたが、燃費及びスモーク性能が、図３のピ
ストンより大巾に低下し、寧ろ図２に示した小さいリエ
ントラント角αを有するピストンと大差ない程度に悪化
することが認められた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、燃費及び排気ガス性能が良く、
しかも耐久性が優れたリエントラント型燃焼室キヤビテ
イを具えた直接噴射式デイーゼルエンジンのピストンを
提供することを目的とするものである。
鑑み創案されたもので、燃費及び排気ガス性能が良く、
しかも耐久性が優れたリエントラント型燃焼室キヤビテ
イを具えた直接噴射式デイーゼルエンジンのピストンを
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、ピストンの頂部にリエントラント型の燃焼
室キヤビテイを凹設してなるものにおいて、同燃焼室キ
ヤビテイが、ピストン頂面に隣接する小さいリエントラ
ント角αの上方キヤビテイと、同上方キヤビテイの下側
に延在する大きいリエントラント角βの下方キヤビテイ
とから構成されていることを特徴とする直接噴射式デイ
ーゼルエンジンのピストンを提案するものである。
、本発明は、ピストンの頂部にリエントラント型の燃焼
室キヤビテイを凹設してなるものにおいて、同燃焼室キ
ヤビテイが、ピストン頂面に隣接する小さいリエントラ
ント角αの上方キヤビテイと、同上方キヤビテイの下側
に延在する大きいリエントラント角βの下方キヤビテイ
とから構成されていることを特徴とする直接噴射式デイ
ーゼルエンジンのピストンを提案するものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、ピストン頂面に隣接する上方
キヤビテイを小さいリエントラント角α（α＝５〜１５
度）のキヤビテイとし、それよリ下方のキヤビテイを大
きいリエントラント角β（β＝２〜３α）のキヤビテイ
とすることによつて、キヤビテイ開口縁の亀裂を防止し
耐久性を確保すると共に、従来のキヤビテイ全体が大き
いリエントラント角βを有するピストンに近い優れた燃
費及びスモーク性能を実現することができたものである
。
キヤビテイを小さいリエントラント角α（α＝５〜１５
度）のキヤビテイとし、それよリ下方のキヤビテイを大
きいリエントラント角β（β＝２〜３α）のキヤビテイ
とすることによつて、キヤビテイ開口縁の亀裂を防止し
耐久性を確保すると共に、従来のキヤビテイ全体が大き
いリエントラント角βを有するピストンに近い優れた燃
費及びスモーク性能を実現することができたものである
。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図１及び図５〜図７に
ついて具体的に説明する。本発明に係るピストン１０に
は、リエントラント角が小さい角度α（５〜１５度）の
上方キヤビテイ１２ｕと、同上方キヤビテイの下方に形
成され大きいリエントラント角β（β＝２〜３α）の下
方キヤビテイ１２ｌからなる燃焼室キヤビテイ１２が凹
設されている。上記上方キヤビテイ１２ｕの深さ即ちピ
ストン軸線方向の高さｈは、キヤビテイ１２の深さ即ち
ピストン軸線方向の全高Ｈの０．１から０．３倍の範囲
内に形成される。また、従来の同種リエントラント型キ
ヤビテイを具えたピストンと同様に、キヤビテイ底部中
央隆起１４は省かれることもある。リエントラント角α
＝１０度の上方キヤビテイ１２ｕ及びリエントラント角
β＝２０度の下方キヤビテイ１２ｌからなり、上記ｈ／
Ｈ＝０．２とした燃焼室キヤビテイ１２を具えたピスト
ン１０を、図２ないし図４に示したピストンと同様の条
件で前記試験エンジンに取付けて実験したところ、図５
ないし図７に夫々実線Ｅ３で示されているように、使用
頻度が高い２／４負荷、３／４負荷、４／４負荷のすべ
てにおいて、燃費及びスモーク性能が、図３に示したリ
エントラント角β＝２０度のピストンに極めて近く優れ
たものであることが確認された。また、上方キヤビテイ
１２ｕのリエントラント角αを５〜１５度の小さい角度
とすることによつて、図２に示した従来のピストンと同
様に、開口縁１６に亀裂等が発生せず十分な耐久性を有
することが確認された。なお、本発明において、上方キ
ヤビテイ１２ｕの高さｈを、キヤビテイ１２の全高Ｈに
対してｈ／Ｈ＝０．１〜０．３とした理由は、ｈ／Ｈ＜
０．１では、燃費及びスモーク性能は問題ないが、開口
縁１６に亀裂が発生し易く耐久性に不安が生じ、一方ｈ
／Ｈ＞０．３では燃費及びスモーク性能が著しく低下し
、寧ろ図２のピストンに近くなるためである。
ついて具体的に説明する。本発明に係るピストン１０に
は、リエントラント角が小さい角度α（５〜１５度）の
上方キヤビテイ１２ｕと、同上方キヤビテイの下方に形
成され大きいリエントラント角β（β＝２〜３α）の下
方キヤビテイ１２ｌからなる燃焼室キヤビテイ１２が凹
設されている。上記上方キヤビテイ１２ｕの深さ即ちピ
ストン軸線方向の高さｈは、キヤビテイ１２の深さ即ち
ピストン軸線方向の全高Ｈの０．１から０．３倍の範囲
内に形成される。また、従来の同種リエントラント型キ
ヤビテイを具えたピストンと同様に、キヤビテイ底部中
央隆起１４は省かれることもある。リエントラント角α
＝１０度の上方キヤビテイ１２ｕ及びリエントラント角
β＝２０度の下方キヤビテイ１２ｌからなり、上記ｈ／
Ｈ＝０．２とした燃焼室キヤビテイ１２を具えたピスト
ン１０を、図２ないし図４に示したピストンと同様の条
件で前記試験エンジンに取付けて実験したところ、図５
ないし図７に夫々実線Ｅ３で示されているように、使用
頻度が高い２／４負荷、３／４負荷、４／４負荷のすべ
てにおいて、燃費及びスモーク性能が、図３に示したリ
エントラント角β＝２０度のピストンに極めて近く優れ
たものであることが確認された。また、上方キヤビテイ
１２ｕのリエントラント角αを５〜１５度の小さい角度
とすることによつて、図２に示した従来のピストンと同
様に、開口縁１６に亀裂等が発生せず十分な耐久性を有
することが確認された。なお、本発明において、上方キ
ヤビテイ１２ｕの高さｈを、キヤビテイ１２の全高Ｈに
対してｈ／Ｈ＝０．１〜０．３とした理由は、ｈ／Ｈ＜
０．１では、燃費及びスモーク性能は問題ないが、開口
縁１６に亀裂が発生し易く耐久性に不安が生じ、一方ｈ
／Ｈ＞０．３では燃費及びスモーク性能が著しく低下し
、寧ろ図２のピストンに近くなるためである。
【０００８】
【発明の効果】叙上のように、本発明に係る直接噴射式
デイーゼルエンジンのピストンは、ピストンの頂部にリ
エントラント型の燃焼室キヤビテイを凹設してなるもの
において、同燃焼室キヤビテイが、ピストン頂面に隣接
する小さいリエントラント角αの上方キヤビテイと、同
上方キヤビテイの下側に延在する大きいリエントラント
角βの下方キヤビテイとから構成されていることを特徴
とし、燃費及びスモーク性能が良く、かつ耐久性が優れ
たリエントラント型燃焼室を具えたピストンを提供する
ことができるので、産業上有益である。
デイーゼルエンジンのピストンは、ピストンの頂部にリ
エントラント型の燃焼室キヤビテイを凹設してなるもの
において、同燃焼室キヤビテイが、ピストン頂面に隣接
する小さいリエントラント角αの上方キヤビテイと、同
上方キヤビテイの下側に延在する大きいリエントラント
角βの下方キヤビテイとから構成されていることを特徴
とし、燃費及びスモーク性能が良く、かつ耐久性が優れ
たリエントラント型燃焼室を具えたピストンを提供する
ことができるので、産業上有益である。
【図１】本発明に係るピストンの一実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】リエントラント角が小さい燃焼室キヤビテイを
有する従来のピストンの断面図である。
有する従来のピストンの断面図である。
【図３】リエントラント角が大きい燃焼室キヤビテイを
有する従来のピストンの断面図である。
有する従来のピストンの断面図である。
【図４】図３に示したピストンの欠点を改善するために
提案されたピストンの断面図である。
提案されたピストンの断面図である。
【図５】上記種々のリエントラント型燃焼室キヤビテイ
を有するピストンを具えたエンジンの２／４負荷におけ
る燃費及びスモーク性能を示した性能線図である。
を有するピストンを具えたエンジンの２／４負荷におけ
る燃費及びスモーク性能を示した性能線図である。
【図６】上記種々のリエントラント型燃焼室キヤビテイ
を有するピストンを具えたエンジンの３／４負荷におけ
る燃費及びスモーク性能を示した性能線図である。
を有するピストンを具えたエンジンの３／４負荷におけ
る燃費及びスモーク性能を示した性能線図である。
【図７】上記種々のリエントラント型燃焼室キヤビテイ
を具えたエンジンの４／４負荷における燃費及びスモー
ク性能を示した性能線図である。
を具えたエンジンの４／４負荷における燃費及びスモー
ク性能を示した性能線図である。
１０ ピストン
１２ 燃焼室キヤビテイ
１６ 開口縁
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンの頂部にリエントラント型の
燃焼室キヤビテイを凹設してなるものにおいて、同燃焼
室キヤビテイが、ピストン頂面に隣接する小さいリエン
トラント角αの上方キヤビテイと、同上方キヤビテイの
下側に延在する大きいリエントラント角βの下方キヤビ
テイとから構成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ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266765A JP2531048B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 直接噴射式デイ―ゼルエンジンのピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266765A JP2531048B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 直接噴射式デイ―ゼルエンジンのピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04365927A true JPH04365927A (ja) | 1992-12-17 |
| JP2531048B2 JP2531048B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=17435396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266765A Expired - Lifetime JP2531048B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 直接噴射式デイ―ゼルエンジンのピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2531048B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP3266765A patent/JP2531048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2531048B2 (ja) | 1996-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960423 |