JPH082428Y2 - Combustion chamber of internal combustion engine - Google Patents
Combustion chamber of internal combustion engineInfo
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- JPH082428Y2 JPH082428Y2 JP1988141216U JP14121688U JPH082428Y2 JP H082428 Y2 JPH082428 Y2 JP H082428Y2 JP 1988141216 U JP1988141216 U JP 1988141216U JP 14121688 U JP14121688 U JP 14121688U JP H082428 Y2 JPH082428 Y2 JP H082428Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、内燃機関の燃焼室に係わり、特にピストン
の頂部を適宜窪ませて形成された燃焼室に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a combustion chamber of an internal combustion engine, and more particularly to a combustion chamber formed by appropriately recessing the top of a piston.
[従来の技術] 一般に、直噴式ディーゼルエンジン等の燃焼室は、高
出力および排気エミッションの浄化が達成できるよう
に、適宜な形状に成されている。特に近来にあっては、
空気流の改善、燃料とのミキシングの向上等を図るた
め、リップ(棚)付きの燃焼室が提案されている。[Prior Art] Generally, a combustion chamber of a direct injection diesel engine or the like is formed in an appropriate shape so that high output and purification of exhaust emission can be achieved. Especially in the near future,
A combustion chamber with a lip (shelf) has been proposed in order to improve air flow, improve mixing with fuel, and the like.
第3図及び第4図に示すように、従来この種の燃焼室
は、ピストン1の頂部が所定の形状に窪まされて区画形
成されていると共に、その開口縁2に沿って、径方向内
方に突出するリップ3が形成されている。また、燃焼室
の水平方向の位置は、ピストンと偏心されるようになっ
ており、その中心Oは、ピストン1の軸心Pから所定の
距離Sだけ隔てられている。As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the conventional combustion chamber of this type, the top portion of the piston 1 is recessed into a predetermined shape so as to be partitioned and formed, and along the opening edge 2 of the combustion chamber A lip 3 is formed so as to project inward. Further, the horizontal position of the combustion chamber is eccentric to the piston, and its center O is separated from the axial center P of the piston 1 by a predetermined distance S.
このように形成することで、空気流として、平面方向
で旋回するスワールと、鉛直方向で旋回するスキッシュ
とが適宜形成され、着火される燃料と燃焼室内の空気と
の混合が促進されることになる。By forming in this way, a swirl swirling in the plane direction and a squish swirling in the vertical direction are appropriately formed as the air flow, and the mixture of the fuel to be ignited and the air in the combustion chamber is promoted. Become.
[考案が解決しようとする課題] ところで、燃焼室の開口縁2には、燃焼ガスの圧力
と、燃焼熱による膨脹力とが掛かる。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the pressure of the combustion gas and the expansion force due to the combustion heat are applied to the opening edge 2 of the combustion chamber.
本考案者らが行ったシュミレーションによると、開口
縁2において発生する応力の分布は、第5図に示すよう
になっていることが判った。すなわち、ピストン1のピ
ストンピン(図示せず)の位置を基準にすると、そのピ
ンと同一の方向Aに引張り応力F1が、またこれと直交す
る方向Bに圧縮応力F2が生じている。According to the simulation conducted by the present inventors, it was found that the distribution of the stress generated at the opening edge 2 is as shown in FIG. That is, based on the position of the piston pin (not shown) of the piston 1, a tensile stress F 1 is generated in the same direction A as the pin, and a compressive stress F 2 is generated in the direction B orthogonal thereto.
これは、シリンダー内で燃焼することにて、ピストン
1が高温により、頂面に形成された燃焼室開口部には、
圧縮応力が生じる。更にこのピストン1が、ピストンピ
ンをかいして保持されるため、ピストンピンのピン方
向、ピストンピンの長手中心線を中心に左右各半円の部
分がガス圧にてコンロッド方向に押し下げられ、燃焼室
開口部ピン方向には引張応力F1が圧縮応力をうち消す方
向に生じる。開口部ピン方向と直角方向には、熱による
圧縮応力に加えて、ガス圧による圧縮応力が重ね合い、
大きな圧縮応力F2を受ける。エンジン運転にて前述の応
力が繰り返し燃焼室開口部に加わる為、ピンと直角方向
の開口部に亀裂を生じた。This is because the combustion in the cylinder causes the high temperature of the piston 1 to cause the combustion chamber opening formed on the top surface to
Compressive stress occurs. Further, since the piston 1 is held by way of the piston pin, the left and right semicircular portions centering on the piston pin pin direction and the longitudinal center line of the piston pin are pushed down by the gas pressure in the connecting rod direction, and the combustion occurs. Tensile stress F 1 is generated in the direction of the pin of the chamber opening in the direction of eliminating the compressive stress. In addition to compressive stress due to heat, compressive stress due to gas pressure is superposed in the direction perpendicular to the opening pin direction,
Subject to large compressive stress F 2 . Since the above-mentioned stress was repeatedly applied to the opening of the combustion chamber during engine operation, a crack was generated in the opening perpendicular to the pin.
更に、近来における燃焼室技術の背景として、排気対
策や高出力化、ターボ化に伴うガス圧の上昇、熱負荷の
増加があり、亀裂発生の防止は、この種の燃焼室の課題
となっていた。Furthermore, as the background of recent combustion chamber technology, there are exhaust measures, high power output, rise in gas pressure due to turbocharging, and increase in heat load.Prevention of cracks has become an issue for this type of combustion chamber. It was
そこで本考案は、上記事情に鑑み、リップに亀裂が生
じることのない燃焼室を提供すべく創案されたものであ
る。Therefore, in view of the above circumstances, the present invention was devised to provide a combustion chamber in which a lip does not crack.
[課題を解決するための手段] 本考案は、ピストンピンにより保持されるピストンの
上面に形成されピストン軸心から偏心された燃焼室にお
いて、燃焼室の開口縁に、径方向内方に突出するリップ
を形成すると共に、ピストンピンの方向のリップより
も、ピストン軸心を通りピストンピンに直交する方向の
リップの強度を増加させるべく、そのリップ形状のピス
トン軸方向の厚さを増やした突出制限区間を設けたもの
である。突出制限区間は、偏心と反対側のみに設けられ
たものであることが好ましい。[Means for Solving the Problems] The present invention, in a combustion chamber formed on the upper surface of a piston held by a piston pin and eccentric from the piston axis, projects radially inward at the opening edge of the combustion chamber. A protrusion restriction that forms a lip and increases the thickness of the lip shape in the piston axial direction in order to increase the strength of the lip in the direction passing through the piston axis and orthogonal to the piston pin, rather than the lip in the direction of the piston pin. It has a section. The protrusion limiting section is preferably provided only on the side opposite to the eccentricity.
[作用] 上記構成によって、燃焼室の開口縁に生じる圧縮応力
に対する強度が高められる。[Operation] With the above configuration, the strength against the compressive stress generated at the opening edge of the combustion chamber is increased.
[実施例] 以下、本考案の実施例を、添付図面に従って説明す
る。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1図は、本考案に係わる内燃機関の燃焼室の一実施
例を示したものであり、平面視上、略方形を呈して成る
燃焼室に適用した場合を示している。FIG. 1 shows an embodiment of a combustion chamber of an internal combustion engine according to the present invention, which is applied to a combustion chamber having a substantially rectangular shape in plan view.
この燃焼室は、その中心O1が、ピストン1の軸心P1か
ら所定の距離S1だけ隔てられていると共に、その開口縁
11には、径方向内方に突出するリップ12が設けられてい
る。そして、このリップ12には、本考案の特長となる突
出制限区間13が設けられている。The center O 1 of this combustion chamber is separated from the axial center P 1 of the piston 1 by a predetermined distance S 1 and its opening edge is
A lip 12 is provided on the protrusion 11 so as to project inward in the radial direction. The lip 12 is provided with a protrusion limiting section 13 which is a feature of the present invention.
突出制限区間13は、軸心P1から見て偏心した方向と反
対側の部分、言い換えると、軸心P1と中心O1とを結んで
延長した直線Lと、開口縁11との一方の交点X1を中心に
した部分に相当する。この直線Lは、軸心P1を通りピス
トンピンと直交する方向Bのものである。すなわちピス
トンピンの方向Aのリップ12よりも強度を増加させるべ
く、突出制限区間13が設けられている。本実施例にあっ
ては、中心Oから見た扇形の中心角でいえば、約90度の
範囲内となっている。The protrusion limiting section 13 is a portion on the side opposite to the eccentric direction when viewed from the axis P 1 , in other words, a straight line L connecting the axis P 1 and the center O 1 and extended, and one of the opening edge 11. It corresponds to the part centered on the intersection point X 1 . This straight line L is in the direction B passing through the axis P 1 and orthogonal to the piston pin. That is, the protrusion limiting section 13 is provided to increase the strength of the piston pin relative to the lip 12 in the direction A. In the present embodiment, the central angle of the fan shape seen from the center O is within the range of about 90 degrees.
第2図に示すように、この突出制限区間13において
は、図中二点鎖線で示したリップ12のものよりもピスト
ン軸方向の厚さdを増やした幅広リップ19が設けられて
おり、強度が上がったリップ形状となっている。また突
出制限区間13とその他の区間のリップ12とは、順次その
厚さdが変化して滑らかに接続するようになっている。As shown in FIG. 2, the protrusion limiting section 13 is provided with a wide lip 19 in which the thickness d in the piston axial direction is increased more than that of the lip 12 shown by the chain double-dashed line in the figure, Has a raised lip shape. Further, the projection limiting section 13 and the lip 12 in the other sections are configured so that their thickness d changes sequentially and are smoothly connected.
このほか、本実施例の燃焼室には、ピストン1と吸排
気弁(図示せず)との干渉を避けるためのバルブリセス
17が備えられており、突出制限区間13は、これらバルブ
リセス17の角部18の補強をも兼ねるようになっている。In addition, the combustion chamber of the present embodiment has a valve recess for avoiding interference between the piston 1 and the intake / exhaust valve (not shown).
17 are provided, and the protrusion limiting section 13 also serves as reinforcement of the corners 18 of these valve recesses 17.
次に本実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
内燃機関の運転中にあって、燃焼室内で燃料が着火さ
れて燃焼されると、その燃焼ガスによる圧力及び熱膨張
によって、開口縁11には、ピン方向Aに引張り応力F
1が、またその直角方向Bに圧縮応力F2が発生する。し
かし最も大きな応力が発生する部分には、突出制限区間
13が設けられ、実質的にその強度が増加されているの
で、開口縁11に対する有害な応力とはならない。When the fuel is ignited and burned in the combustion chamber while the internal combustion engine is operating, the tensile stress F in the pin direction A is applied to the opening edge 11 by the pressure and thermal expansion of the combustion gas.
1 and a compressive stress F 2 is generated in the direction B at right angles. However, in the part where the largest stress occurs, the protrusion limiting section
Since 13 is provided and its strength is substantially increased, it is not a detrimental stress on the opening edge 11.
このように、有害な圧縮応力F2の発生する部分にはリ
ップ3を形成しないようにしたので、燃焼室及びピスト
ンの破損が防止され、耐久性の向上が達成される。As described above, since the lip 3 is not formed at the portion where the harmful compressive stress F 2 is generated, the combustion chamber and the piston are prevented from being damaged, and the durability is improved.
[考案の効果] 以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果
を発揮する。[Effects of the Invention] In short, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
ピストンピンの方向のリップよりもピストン軸心を通
りピストンピンに直交する方向のリップの強度を増加さ
せる突出制限区間を設けたので、ピストンの耐久性を確
保すると共に、リップによる良好な燃焼を維持できる。A protrusion limit section is provided to increase the strength of the lip in the direction orthogonal to the piston pin, passing through the piston axis rather than the lip in the direction of the piston pin, so that the durability of the piston is secured and good combustion is maintained by the lip. it can.
第1図は本考案に係わる内燃機関の燃焼室の一実施例を
示した平面図、第2図は第1図中のII−II線矢視断面
図、第3図は従来の内燃機関の燃焼室を示した平面図、
第4図はその部分破断側面図、第5図は従来の内燃機関
の燃焼室の課題を説明するための応力分布図である。 図中、12はリップ、13は突出制限区間である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a combustion chamber of an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II--II in FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional internal combustion engine. A plan view showing the combustion chamber,
FIG. 4 is a partially broken side view thereof, and FIG. 5 is a stress distribution diagram for explaining the problems of the conventional combustion chamber of an internal combustion engine. In the figure, 12 is a lip and 13 is a protrusion limiting section.
Claims (2)
上面に形成されピストン軸心から偏心された燃焼室にお
いて、該燃焼室の開口縁に、径方向内方に突出するリッ
プを形成すると共に、上記ピストンピンの方向のリップ
よりも、ピストン軸心を通りピストンピンに直交する方
向のリップの強度を増加させるべく、そのリップ形状の
ピストン軸方向の厚さを増やした突出制限区間を設けた
ことを特徴とする内燃機関の燃焼室。1. A combustion chamber formed on an upper surface of a piston held by a piston pin and eccentric from a piston axial center, wherein a lip projecting radially inward is formed at an opening edge of the combustion chamber, and In order to increase the strength of the lip in the direction orthogonal to the piston pin that passes through the piston axis rather than the lip in the direction of the piston pin, a protrusion limiting section with an increased thickness in the piston axial direction of the lip shape is provided. The combustion chamber of the internal combustion engine.
みに設けられたものである請求項1記載の内燃機関の燃
焼室。2. The combustion chamber of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the protrusion limiting section is provided only on the side opposite to the eccentricity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988141216U JPH082428Y2 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Combustion chamber of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988141216U JPH082428Y2 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Combustion chamber of internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0263031U JPH0263031U (en) | 1990-05-11 |
JPH082428Y2 true JPH082428Y2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=31406093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1988141216U Expired - Lifetime JPH082428Y2 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Combustion chamber of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH082428Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5795426U (en) * | 1980-11-30 | 1982-06-11 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP1988141216U patent/JPH082428Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0263031U (en) | 1990-05-11 |
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