JPH0517370B2 - - Google Patents

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JPH0517370B2
JPH0517370B2 JP61098110A JP9811086A JPH0517370B2 JP H0517370 B2 JPH0517370 B2 JP H0517370B2 JP 61098110 A JP61098110 A JP 61098110A JP 9811086 A JP9811086 A JP 9811086A JP H0517370 B2 JPH0517370 B2 JP H0517370B2
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JP
Japan
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cavity
piston
pent roof
crown surface
fuel
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JP61098110A
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JPS62255523A (ja
Inventor
Toshio Ichimasa
Shoichiro Myashita
Takashi Makimoto
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0517370B2 publication Critical patent/JPH0517370B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0678Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets
    • F02B23/0693Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets the combustion space consisting of step-wise widened multiple zones of different depth
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は燃料を燃焼室内に直接噴射供給する直
噴式内燃機関に採用するためのペントルーフ形ピ
ストンに係り、特にピストン冠面に凹設するキヤ
ビテイ形状を改良した直噴式デイーゼル機関のペ
ントルーフ形ピストンに関する。
[従来の技術] 一般に内燃機関にあつては、吸・排気弁の径を
大径化したりあるいは各気筒当りの吸・排気弁の
数を増加したりして吸・排気ポートの流路断面積
を増大させることにより、その吸・排気効率を改
善することができる。
しかしながら、このようにして吸・排気ポート
の流路断面積の増大化を計ると、吸・排気弁はそ
れらの干渉を避けるために互いにその弁軸をV型
に傾斜せざるを得なくなる。すると動弁機構の配
置上の関係からシリンダヘツド下面に形成する燃
焼室は、クランク軸の軸線に沿つて中央部分を最
も上方に窪ませると共にその両側を次第に傾斜さ
せてバルブ軸に対して略垂直となるように形成し
たペントルーフ形状(屋根形状)にする必要が生
じ、かつ直接噴射式デイーゼル機関等の直噴式内
燃機関にこのペントルーフ形燃焼室を採用しよう
とすると、18〜20という高圧縮比を確保するため
には、実願昭60−143456号に提案した「デイーゼ
ル機関の燃焼室構造」等に示したように、必然的
にピストン冠面もシリンダヘツドの下面形状に相
応させて逆に上方に突出させたペントルーフ形状
にしなければならなくなる。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、直噴式内燃機関の場合、ピストン冠
面の略中央部には実質的な燃焼室を形成するため
のキヤビテイが凹設されるが、第5図及び第6図
とに示すように、従来のペントルーフ形ピストン
aではそのキヤビテイbはその内周壁面cの下端
の底部dがピストンリング溝eに対して平行とな
るように形成されていた。従つて、そのキヤビテ
イbの内周壁面cを展開すると第7図に示すよう
になつており、キヤビテイbの開口の上端縁fは
平坦な底部レベルに対して周方向に沿つて連続的
にその高さhbが変化していた。このため、噴射
ノズルgから噴射された燃料噴霧FはスワールS
に流されてキヤビテイb内を旋回すると、遠心力
の影響でキヤビテイ内周壁面cの低い部分iから
キヤビテイb外のピストン冠面jの上側へと飛び
出そうとし、更にこの部分は他の部分よりも逆ス
キツシユが強くなるので噴霧の一部及び火炎が酸
素量の少ないピストン冠面とシリンダヘツド間の
隙間に吹きこぼれやすくなつていた。その結果吹
きこぼれた噴霧の一部及び火炎は酸素不足を生じ
て多量のHCやスモークを発生させてしまうとい
う問題を招いていた。
また、これを改善するために従来では、キヤビ
テイbの底部dからの高さを等しくしてキヤビテ
イbの開口側の内周壁cをその周側に沿つて径方
向の内方に均一に縮径して突出させた棚部Kを設
け、その棚部Kの下側に向けて燃料を噴射するよ
うにして上記問題点の解決を計つたが、その棚部
Kの厚みtkが周側に沿つて変化してしまうため未
だ改善の余地を残していた。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、キヤビテイ内周壁高さの低い
部分からキヤビテイ外に吹きこぼれる燃料噴霧の
量を可及的に抑えて、HCとスモークとの発生量
を低減しかつ出力を増大し得る直噴式デイーゼル
機関のペントルーフ形ピストンを提供することに
ある。
[問題点を解決するための手段] ペントルーフ状に形成したピストン冠面の中央
部に周方向のスワール流が導入されるキヤビテイ
を凹設し、該キヤビテイの開口部にキヤビテイ内
方に向けて縮径された棚部を設け、かつ該棚部を
そのピストン冠面からの厚みが周方向に沿つて均
一になるようにペントルーフ状ピストン冠面に符
号させて波打たせて形成し、併せて上記キヤビテ
イ底面をキヤビテイ深さが一定になるようにペン
トルーフ状ピストン冠面に符号させて波打たせて
形成して構成されている。
[作用] 上記構成によれば、キヤビテイ内からキヤビテ
イ外へ流れ出る噴霧燃料および混合気の堰として
機能する棚部の幅が周方向に沿つて均一となるの
で、キヤビテイ開口縁の高さの低い部分からキヤ
ビテイ外に吹きこぼれる噴霧燃料および混合気の
量が可及的に抑えられ、HC、スモークの発生量
が低減する。
また、キヤビテイ底面もペントルーフ状ピスト
ン冠面に符合して波打たせて形成されているの
で、キヤビテイ縦方向にマイクロスワールが生
じ、空気と燃料との混合を更に良好にすることが
できる。また、キヤビテイ深さが一定となつてい
るので、キヤビテイ内を周回するスワールの流路
断面積が全周に亘つて均一になり、キヤビテイ内
に均一な混合気が生成されることになる。
[実施例] 以下に本発明に係る直噴式デイーゼル機関のペ
ントルーフ形ピストンの好適一実施例を添付図面
に基づき詳述する。
第1図は直噴式内燃機関に用いるペントルーフ
形ピストンの側断面図であり、第2図はその−
線矢視断面図である。
図示するように、ピストン1はそのピストン孔
2の直上部のピストン冠面3がピストンピン孔2
の軸方向(即ち、クランク軸方向)に沿つて上方
に突出され、かつその両側部は傾斜されてペント
ルーフ形状(屋根形状)に形成されており、この
ペントルーフ形状は図示していないが、シリンダ
ヘツドの下面に形成されるシリンダヘツド側の燃
焼室形状に相応されている。
ところで、ピストン冠面3のほぼ中央部には圧
縮行程の終了時にシリンダヘツドとによつて実質
的な燃焼室を形成するためのキヤビテイ4が凹設
されるが、本発明のペントルーフ形ピストン1で
はそのキヤビテイ4の開口部には、そのキヤビテ
イ4の内周壁6の上側部つまり開口側内周壁部6
aを、キヤビテイ4の内方に向けて縮径し、かつ
そのキヤビテイ4の開口周縁部5からの厚みをそ
の周側に亙つて均一に形成した棚部7が設けられ
る。
即ち、本実施例ではキヤビテイ4はその横断面
が円形状に形成されているが、そのキヤビテイ4
の開口周縁部5の高さはピストンリング溝8を基
準にしてそのレベルが周側に沿つて波打つように
連続的に変化しており、ピストンピン孔2直上部
位置でのレベルが最高になり、その両側90°位置
でのレベルが最低になつている。そしてキヤビテ
イ4の上側の開口側内周壁部6aを縮径して形成
した棚部7は第4図の展開図にも示すようにその
厚みt7がその周側に沿つて均一に形成され、これ
により棚部7の下端は開口周縁部5の高さのレベ
ル変動に合わせて平行とされ波打形状になつてい
る。
一方、第3図に示すように、キヤビテイ4の略
中心部の上方には、シリンダヘツドに取付けられ
てキヤビテイ4内に燃料を噴射する噴射ノズル9
が配設される。この噴射ノズル9は、キヤビテイ
4の内周壁6に臨んで棚部7の下側に燃料を噴霧
するために斜め下方に方向づけられて開口された
4つの噴口(図示せず)を有しており、かつその
各噴口は、ピストンピン孔2の軸心に対して水平
方向に45°の位相をもたされて相互に90°の角度を
なしてそれぞれA点,B点,C点,D点に向けて
燃料を噴射供給するようになつている。
従つて、第3図及び第4図に示すように、キヤ
ビテイ4内にそれぞれ噴射された燃料噴霧F及び
その混合気Gは、スワールSに流されてキヤビテ
イ4の内周壁6に沿つて旋回し、A点とC点とに
向けて噴射された燃料噴霧F及び混合気Gは棚部
7の下端面7aの低い部分へと流れていく。とこ
ろが、本案のキヤビテイ4では前述したように、
開口側内周壁面6aに、開口周縁部5からの厚み
t7をその全周に亙つて均一にしてその開口側内周
壁部6aをキヤビテイ4の径方向の内方に縮径し
て形成した棚部7が設けられており、その棚部7
の下端面7aは開口周縁部5のレベル変動に符合
して波状に形成され平行になつている。このた
め、A点とC点とに向けて噴射された燃料噴霧F
及び混合気G乃至火炎はその棚部7の下端面7a
に案内されて下方へと流れていく。また、更にそ
の棚部7の下端面7aより上方に飛散した燃料噴
霧F及び混合気G乃至火炎に対しても、その棚部
7の厚みt7が全周に亘つて均一に波状に形成さ
れ、その窪んだ部分の棚部7の厚さが従来に比べ
て厚くなつているので、ピストン冠面3の上側に
吹きこぼれて流出する量(図示する斜線の部分
Z)は可及的に低減される。その結果、空気利用
率が向上されてスモーク及びHCの排出量が低減
されるようになり、同時に出力も増大されること
になる。
また、棚部7の厚みt7と共にキヤビテイ4の内
周壁6の高さh6もその全周に亙つて開口周縁部5
から均一の高さに形成されているので、キヤビテ
イ4の底部10も波打たされた形状となり、その
キヤビテイ4内を流れるスワールSによつて、そ
の流れ方向に対して下降する部分10aに縦方向
のマイクロスワールSを発生させることができ、
空気と燃料との混合を更に良好にすることができ
る。そして更に、スワールSの流れに対してはそ
の流路断面積が全周に亙つて均一になり、かつ噴
射ノズル9の複数の噴口から相互に同角度でキヤ
ビテイ4の内周壁6に同量の燃料を噴射衝突させ
ても、その各噴口が受けもつことになるエリアの
容積は等しくなり、ネキヤビテイ4内に均一な混
合気Gを生成できるようになる。
尚、キヤビテイ4内のスワールSは、吸気ポー
トからの吸気により生成される。また、本実施例
ではキヤビテイ4の横断面を円形状としたが、そ
の断面形状は四角形等の多角形状となしても良
い。
[発明の効果] 以上要するに本発明によれば次の如き優れた効
果を発揮できる。
キヤビテイ開口縁の高さの低い部分からピス
トン冠面の上側へ吹きこぼれる噴霧燃料、混合
気、および火炎の量を可及的に低減させること
ができる。
キヤビテイ縦方向にマイクロスワールが生じ
るので、空気と燃料との混合を更に良好にする
ことができる。
キヤビテイ内を周回するスワールの流路断面
積が全周に亘つて均一になるので、キヤビテイ
内に生成される混合気が周方向に均一となる。
上記、、により、空気利用率が向上
し、スモーク・HC等の排出量を低減させると
共に、出力の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るペントルーフ形ピストン
の側断面図、第2図は第1図の−線矢視断面
図、第3図はピストン冠面の平面図、第4図はキ
ヤビテイ内周壁の展開図、第5図は従来のペント
ルーフ形ピストンの平面図、第6図はその部分側
断面図、第7図はそのキヤビテイ内周壁の展開図
である。 図中、1はピストン、3はピストン冠面、4は
キヤビテイ、5は開口周縁部、6は内周壁、6a
は開口側内周壁部、7は棚部、t7は棚部の厚みで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ペントルーフ状に形成したピストン冠面の中
    央部に周方向のスワール流が導入されるキヤビテ
    イを凹設し、該キヤビテイの開口部にキヤビテイ
    内方に向けて縮径された棚部を設け、かつ該棚部
    をそのピストン冠面からの厚みが周方向に沿つて
    均一になるようにペントルーフ状ピストン冠面に
    符号させて波打たせて形成し、併せて上記キヤビ
    テイ底面をキヤビテイ深さが一定になるようにペ
    ントルーフ状ピストン冠面に符号させて波打たせ
    て形成したことを特徴とする直噴式デイーゼル機
    関のペントルーフ形ピストン。
JP61098110A 1986-04-30 1986-04-30 直噴式ディーゼル機関のペントルーフ形ピストン Granted JPS62255523A (ja)

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JPS62255523A JPS62255523A (ja) 1987-11-07
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KR20160001374U (ko) * 2014-10-17 2016-04-29 씨제이제일제당 (주) 발효식품용 누름 캡

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