JPH0979038A - Cylinder injection type internal combustion engine and piston for cylinder injection type internal combustion engine - Google Patents

Cylinder injection type internal combustion engine and piston for cylinder injection type internal combustion engine

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JPH0979038A
JPH0979038A JP7233129A JP23312995A JPH0979038A JP H0979038 A JPH0979038 A JP H0979038A JP 7233129 A JP7233129 A JP 7233129A JP 23312995 A JP23312995 A JP 23312995A JP H0979038 A JPH0979038 A JP H0979038A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the improvement of fuel consumption and of output compatible by setting the shape of a combustion chamber and the relative position relation of components of the combustion chamber in a cylinder injection type internal combustion engine in such a way as to optimize combustion efficiency. SOLUTION: A cylinder injection type internal combustion engine is provided with a combustion chamber 3, an intake valve 4 and an exhaust valve 5 disposed at the combustion chamber 3, and a fuel injection valve 1 for injecting fuel directly into the combustion chamber 3. The lower face of a cylinder head 8 is formed into pent-roof shape having an intake valve side inclined lower face 8a and an exhaust valve side inclined lower face 8b. A spark plug 6 is disposed near the top part of the upper face of the combustion chamber 3. The top face of a piston 2 is formed into pent-roof shape having an intake valve side inclined upper face 2a and an exhaust valve side inclined upper face 2b, and a recessed part 25 is formed at the intake valve side inclined upper face 2a so that the fuel injection valve 1 supplies injected fuel into the recessed part 25.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火式であ
り、且つ燃焼室内に直接燃料噴射を行なう、筒内噴射型
内燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder injection type internal combustion engine and a piston for a cylinder injection type internal combustion engine which are of a spark ignition type and which directly inject fuel into a combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、内燃機関のうち、主にガソリ
ンを燃料とするようなガソリンエンジンの燃料供給系で
は、燃料噴射装置(インジェクタ)が広く用いられてい
る。このようなガソリンエンジンでは、コントローラ等
の制御ユニットによりインジェクタの作動が制御され、
所定のタイミングに所定量だけ燃料が吸気ポート内に噴
射される。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, a fuel injection system (injector) has been widely used in a fuel supply system of a gasoline engine which mainly uses gasoline as a fuel. In such a gasoline engine, the operation of the injector is controlled by a control unit such as a controller,
A predetermined amount of fuel is injected into the intake port at a predetermined timing.

【0003】そして、吸気ポート内に噴射された燃料
は、吸気行程で吸入された空気とともに燃焼室内に供給
されて空気と混合し、点火プラグにより点火されて燃焼
するのである。一方、主に軽油等を燃料とするディーゼ
ルエンジンでは、燃焼室内に直接燃料を噴射して、この
燃料を燃焼室内の圧縮空気によって自然発火させてい
る。
The fuel injected into the intake port is supplied to the combustion chamber together with the air sucked in the intake stroke, mixed with the air, and ignited by the ignition plug to burn. On the other hand, in a diesel engine that mainly uses light oil or the like as fuel, fuel is directly injected into the combustion chamber, and this fuel is spontaneously ignited by compressed air in the combustion chamber.

【0004】ところで、上述のようなガソリンエンジン
においても燃焼室内に直接燃料噴射を行なって、機関の
応答性を改善するような筒内噴射型の内燃機関が提案さ
れている。このような筒内噴射型内燃機関では、シリン
ダ内に渦流を形成してこの渦流中に燃料噴射を行い、点
火プラグの位置に合わせて所要濃度(理論空燃比近傍の
燃料濃度)の混合気層を形成し、この混合気層の燃料を
点火プラグに供給することで、全体として極めて燃料濃
度の低い(空燃比の高い)状態での燃焼、いわゆる層状
リーン燃焼運転を行なうことができる。
In the gasoline engine as described above, a cylinder injection type internal combustion engine has been proposed which directly injects fuel into the combustion chamber to improve the responsiveness of the engine. In such an in-cylinder injection internal combustion engine, a vortex flow is formed in the cylinder, fuel is injected into the vortex flow, and a mixture layer of a required concentration (fuel concentration near the theoretical air-fuel ratio) is adjusted according to the position of the spark plug. Is formed and the fuel in the air-fuel mixture layer is supplied to the spark plug, combustion in a state where the fuel concentration is extremely low (high air-fuel ratio), that is, so-called layered lean combustion operation can be performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
筒内噴射型内燃機関では、筒内に噴射された燃料によっ
て燃焼室内の吸気が冷却されるため、ノッキングを抑制
することができ、この結果、圧縮比を高めやすいという
利点がある。したがって、筒内噴射型内燃機関では、こ
の利点を生かすように、ピストンやシリンダヘッドの下
面等により形成される燃焼室の形状を設計することが重
要となっくる。
By the way, in such an in-cylinder injection type internal combustion engine, since the intake air in the combustion chamber is cooled by the fuel injected into the cylinder, knocking can be suppressed, and as a result, The advantage is that it is easy to increase the compression ratio. Therefore, in the in-cylinder injection internal combustion engine, it is important to design the shape of the combustion chamber formed by the piston, the lower surface of the cylinder head, and the like so as to take advantage of this advantage.

【0006】しかしながら、この燃焼室の形状が複雑に
なると、ピストン及び燃焼室の形状や容積や点火プラグ
の配設位置等を僅かに設計変更しただけで、機関の出力
特性や燃費性能が大きく変化してしまうという課題があ
る。そこで、筒内噴射型内燃機関の燃焼室の形状や燃焼
室の構成部品の相対位置関係を燃焼効率が最適となるよ
うな状態に設定したいという要望がある。
However, if the shape of the combustion chamber becomes complicated, the output characteristics and the fuel consumption performance of the engine will change greatly even if the shapes and volumes of the piston and the combustion chamber and the positions where the spark plugs are arranged are slightly changed. There is a problem of doing. Therefore, there is a demand to set the shape of the combustion chamber of the direct injection internal combustion engine and the relative positional relationship of the components of the combustion chamber to a state that optimizes the combustion efficiency.

【0007】なお、特開平4−228850号公報に
は、燃料噴射弁からの噴射燃料がシリンダ内壁に当たら
ないようにした技術が開示されている。しかしながら、
このような技術では、燃料噴射弁からの燃料噴射方向に
ついてのみ着目したもので、上述の課題を解決するよう
なものではない。
Japanese Patent Laid-Open No. 4-228850 discloses a technique in which the fuel injected from the fuel injection valve does not hit the inner wall of the cylinder. However,
Such a technique focuses only on the direction of fuel injection from the fuel injection valve, and does not solve the above-mentioned problems.

【0008】また、特開平4−58030号公報には、
筒内噴射型の内燃機関において、自己着火やノッキング
やスモークの発生を抑制するための技術が開示されてい
る。しかしながら、このような技術は、単に機関を滑ら
かに作動させるためのものであり、やはり、上述の課題
を解決するようなものではなかった。また、特開平4−
166612号公報には、筒内噴射式内燃機関の低負荷
運転時における着火性を改善するための技術が開示され
ているが、このような技術は、燃焼効率が最適となるよ
うに燃焼室やピストンを形成したり、点火プラグの配設
位置を規制するものではない。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-58030,
A technique for suppressing the occurrence of self-ignition, knocking, and smoke in a cylinder injection internal combustion engine is disclosed. However, such a technique is merely for smoothly operating the engine, and again does not solve the above-mentioned problems. In addition, JP-A-4-
Japanese Patent No. 166612 discloses a technique for improving the ignitability of a cylinder injection type internal combustion engine during low load operation. However, such a technique requires that the combustion chamber and the combustion chamber be optimized so that the combustion efficiency is optimized. It does not form a piston or regulate the position of the ignition plug.

【0009】また、上述したような技術では、ピストン
に上部に凹部を形成して燃焼室を形成するようになって
いるが、ピストンの頂面とシリンダヘッド下面との間に
も大きな空間が形成されており、このような燃焼室形状
では十分な圧縮比が得られず、高出力化が困難であると
いう課題がある。
Further, in the above-mentioned technique, the piston is provided with the recessed portion in the upper portion to form the combustion chamber, but a large space is also formed between the top surface of the piston and the lower surface of the cylinder head. However, in such a combustion chamber shape, a sufficient compression ratio cannot be obtained, and there is a problem that it is difficult to achieve high output.

【0010】本発明は、このような要望や課題に応える
べく創案されたもので、筒内噴射型内燃機関の燃焼室の
形状や燃焼室の構成部品の相対位置関係を燃焼効率が最
適となるような状態に設定して、燃費の向上と出力の向
上とを両立できるようにした、筒内噴射型内燃機関及び
筒内噴射型内燃機関用ピストンを提供することを目的と
する。
The present invention was devised to meet such demands and problems, and the combustion efficiency is optimized by the shape of the combustion chamber of the cylinder injection type internal combustion engine and the relative positional relationship of the components of the combustion chamber. An object of the present invention is to provide an in-cylinder injection internal combustion engine and a piston for an in-cylinder injection internal combustion engine, which are set in such a state and are capable of both improving fuel efficiency and improving output.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の筒内噴射型内燃機関は、シリンダヘッドの下
面とピストンの頂面とで上下を区画される燃焼室と、該
燃焼室の上面の一側に配設された吸気弁と、該燃焼室の
上面の他側に配設された排気弁と、該燃焼室内に直接燃
料を噴射するように配設された燃料噴射弁とをそなえ
た、筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室の上面を形
成する該シリンダヘッド下面が、該一側に形成された吸
気弁側傾斜下面と該他側に形成された排気弁側傾斜下面
とからなるペントルーフ形状に形成され、点火プラグが
該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部近傍に配設さ
れるとともに、該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂
面が、該吸気弁側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそ
れぞれ対応するように形成された吸気弁側傾斜上面及び
排気弁側傾斜上面を有する該ペントルーフ形状に形成さ
れ、少なくとも、該ピストン頂面の吸気弁側傾斜上面
に、凹部が設けられ、該燃料噴射弁が、該凹部に噴射燃
料を供給するように設けられていることを特徴としてい
る。
Therefore, an in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention according to claim 1 has a combustion chamber which is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of a piston, and the combustion chamber. An intake valve arranged on one side of the upper surface of the chamber, an exhaust valve arranged on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve arranged to inject fuel directly into the combustion chamber. In the in-cylinder injection type internal combustion engine, the lower surface of the cylinder head forming the upper surface of the combustion chamber has an inclined lower surface on the intake valve side formed on the one side and the exhaust valve side formed on the other side. An ignition plug is formed in a pent roof shape including an inclined lower surface, a spark plug is disposed near the top of the upper surface of the combustion chamber of the pent roof shape, and the top surface of the piston forming the lower surface of the combustion chamber is located on the intake valve side. To correspond to the inclined lower surface and the exhaust valve side inclined lower surface, respectively It is formed in the pent roof shape having the formed intake valve side inclined upper surface and exhaust valve side inclined upper surface, and at least a concave portion is provided on the intake valve side inclined upper surface of the piston top surface, and the fuel injection valve is provided with the concave portion. It is characterized in that it is provided so as to supply the injected fuel to.

【0012】また、請求項2記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関は、上記請求項1記載の構成に加えて、該ピス
トン頂面に、該吸気弁側傾斜上面及び該排気弁側傾斜上
面を区画する稜線が形成されていることを特徴としてい
る。また、請求項3記載の本発明の筒内噴射型内燃機関
は、上記請求項2記載の構成に加えて、該凹部が、該稜
線を分断するよう該排気弁側傾斜上面まで延びて形成さ
れていることを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention has the intake valve side inclined upper surface and the exhaust valve side inclined upper surface on the piston top surface. It is characterized in that a ridgeline that divides the upper surface is formed. Further, in the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 3, in addition to the configuration described in claim 2, the recess is formed so as to extend to the exhaust valve side inclined upper surface so as to divide the ridge line. It is characterized by

【0013】また、請求項4記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関は、上記請求項1〜3のいずれかに記載の構成
に加えて、該凹部が、球面により形成されていることを
特徴としている。また、請求項5記載の本発明の筒内噴
射型内燃機関は、上記請求項1〜3のいずれかに記載の
構成に加えて、少なくとも該ピストン頂面の上記一側の
外周端部には平坦部が形成され、該凹部は、該平坦部よ
りなだらかに形成され燃焼室内に導入された吸気流が該
凹部に流入する際の流入部と、該凹部内に流入した吸気
流を上記点火プラグ近傍に向かうよう案内するなだらか
に隆起した隆起部と、該流入部と該隆起部とを接続する
略平坦面に形成された接続部とから構成されていること
を特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure according to any one of the first to third aspects, the recess is formed by a spherical surface. It has a feature. Further, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 3, the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention according to claim 5 has at least an outer peripheral end portion on one side of the piston top surface. A flat portion is formed, the concave portion is formed more gently than the flat portion, and an inflow portion when an intake air flow introduced into the combustion chamber flows into the concave portion and an intake air flow that has flowed into the concave portion are connected to the ignition plug. It is characterized in that it is composed of a gently swelled ridge that guides it toward the vicinity, and a connection part formed on a substantially flat surface that connects the inflow part and the swell.

【0014】また、請求項6記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関は、シリンダヘッドの下面とピストンの頂面と
で上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の上面の一側に
配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他側に配設され
た排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射するように配
設された燃料噴射弁とをそなえた、筒内噴射型内燃機関
において、該燃焼室の上面を形成する該シリンダヘッド
下面が、該一側に形成された吸気弁側傾斜下面と該他側
に形成された排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ
形状に形成され、点火プラグが該ペントルーフ形状の該
燃焼室上面の頂部近傍に配設されるとともに、該燃焼室
の下面を形成する該ピストン頂面が、該吸気弁側傾斜下
面及び該排気弁側傾斜下面にそれぞれ対応するように形
成された吸気弁側傾斜上面及び排気弁側傾斜上面により
該ペントルーフ形状にほぼ沿うような山型に形成され、
該ピストン頂面の該吸気弁側傾斜上面に、互いに中心を
隣接された2つの球面とこれらの2つの球面間を滑らか
に接続する接続面とから形成された凹部が設けられてい
ることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a cylinder injection type internal combustion engine in which a combustion chamber which is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of a piston, and one side of an upper surface of the combustion chamber. In-cylinder having an intake valve provided, an exhaust valve provided on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve arranged to inject fuel directly into the combustion chamber In an injection type internal combustion engine, a lower surface of the cylinder head that forms an upper surface of the combustion chamber includes an intake valve-side inclined lower surface formed on the one side and an exhaust valve-side inclined lower surface formed on the other side. And a spark plug is formed in the vicinity of the top of the combustion chamber upper surface of the pentroof, and the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber is formed on the intake valve side inclined lower surface and the exhaust valve side. Intake valve side formed to correspond to the inclined lower surface The oblique top and exhaust valve-side inclined upper surface is formed in a mountain shape as substantially along the pentroof shape,
A recess formed by two spherical surfaces whose centers are adjacent to each other and a connecting surface that smoothly connects the two spherical surfaces is provided on the intake valve-side inclined upper surface of the piston top surface. I am trying.

【0015】また、請求項7記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関は、上記請求項6記載の構成に加えて、該2つ
の球面の中心が、該ピストンの上面視において、ピスト
ンピンの配設方向に直交し、且つピストンの中心を通る
軸線に対して、それぞれ同じ距離だけ互いに逆方向にオ
フセットされた位置に設定されていることを特徴として
いる。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the structure of the sixth aspect, in the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention, the centers of the two spherical surfaces are the piston pin's It is characterized in that they are set at positions that are offset in the opposite directions by the same distance with respect to an axis line that is orthogonal to the arrangement direction and that passes through the center of the piston.

【0016】また、請求項8記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関は、上記請求項4,6,7のいずれかに記載の
構成に加えて、該凹部が、該ピストンの吸気弁側上部に
中心を有する仮想球面の一部として形成され、該ピスト
ンの頂点及び該ピストンの吸気弁側傾斜上面の下端が、
該仮想球面内に包含されるように構成されていることを
特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a cylinder injection internal combustion engine according to the eighth aspect, in addition to the structure according to any of the fourth, sixth and seventh aspects, wherein the recess is on the intake valve side of the piston. It is formed as a part of a virtual spherical surface having a center in the upper part, and the apex of the piston and the lower end of the intake valve side inclined upper surface of the piston are
It is characterized in that it is configured to be included in the virtual spherical surface.

【0017】また、請求項9記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関は、上記請求項4,6〜8のいずれかに記載の
構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあるとき、該
燃料噴射弁の噴射口と該吸気弁の弁体とがそれぞれ該仮
想球面内に包含され、且つ点火プラグの放電電極の発火
点が該凹部内に包含されるように構成されていることを
特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a cylinder injection internal combustion engine according to the present invention, in addition to the configuration according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the piston is at a top dead center position. An injection port of the fuel injection valve and a valve element of the intake valve are included in the virtual spherical surface, and an ignition point of a discharge electrode of an ignition plug is included in the recess. Is characterized by.

【0018】また、請求項10記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関は、上記請求項1〜9のいずれかに記載の構
成に加えて、該ピストンの該排気弁側傾斜上面が、該シ
リンダヘッドの該排気弁側下面よりも小さな傾斜角に設
定され、該シリンダヘッドの該排気弁側傾斜下面と該ピ
ストンの該排気弁側傾斜上面とにより該燃焼室の中心側
に向けて相互間距離が広がるように形成され、該ピスト
ンの上死点位置において断面が略楔状となる火炎浸入空
間が形成されていることを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the structure according to any of the first to ninth aspects, the cylinder injection type internal combustion engine according to the present invention further comprises: The inclination angle of the cylinder head is set to be smaller than that of the exhaust valve side lower surface, and the exhaust valve side inclined lower surface of the cylinder head and the exhaust valve side inclined upper surface of the piston are disposed toward each other toward the center of the combustion chamber. It is characterized in that a flame penetration space is formed so as to widen the distance and has a substantially wedge-shaped cross section at the top dead center position of the piston.

【0019】また、請求項11記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関は、上記請求項1〜10のいずれかに記載の
構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあるときの燃
焼室容積のうち、該凹部内の容積及び該凹部の上方の該
ピストン上面と該シリンダヘッド下面との間の容積と、
該ピストンが上死点位置にあるときの該燃焼室の全容積
との比が0.4〜0.6の間に設定されていることを特
徴としている。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 11, in addition to the structure as set forth in any one of claims 1 to 10, combustion is performed when the piston is at the top dead center position. Of the chamber volume, the volume inside the recess and the volume between the piston upper surface and the cylinder head lower surface above the recess,
The ratio to the total volume of the combustion chamber when the piston is at the top dead center position is set to 0.4 to 0.6.

【0020】また、請求項12記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関は、上記請求項1〜11のいずれかに記載の
構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあるとき、該
点火プラグの該放電電極と該凹部の表面とが近接するよ
うに配設されていることを特徴としている。また、請求
項13記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、上記請求
項1〜12のいずれかに記載の構成に加えて、該ピスト
ンが上死点位置にあるとき、該ピストンと該排気弁との
近接部分の間隔が5mmから8mmの間に設定されてい
ることを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in addition to the structure according to any one of the first to eleventh aspects, the cylinder injection type internal combustion engine according to the present invention, when the piston is at the top dead center position, It is characterized in that the discharge electrode of the spark plug and the surface of the recess are arranged so as to be close to each other. A cylinder injection internal combustion engine according to a thirteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to twelfth aspects, has the piston and the piston when the piston is at a top dead center position. It is characterized in that the interval between the portion close to the exhaust valve is set to 5 mm to 8 mm.

【0021】また、請求項14記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関は、上記請求項1〜6のいずれかに記載の構
成に加えて、該ピストンが上死点にあるとき、該ピスト
ンと該排気弁との近接部分の間隔が、該ピストンと該吸
気弁との近接部分の間隔よりも小さくなるように配設さ
れていることを特徴としている。また、請求項15記載
の本発明の筒内噴射型内燃機関は、上記請求項1〜6の
いずれかに記載の構成に加えて、該燃焼室の上面を形成
する該吸気弁側傾斜下面と該排気弁側傾斜下面とが、そ
れぞれ略平坦に形成されていることを特徴としている。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to the structure according to any one of the first to sixth aspects, the cylinder injection type internal combustion engine according to the present invention, when the piston is at the top dead center, It is characterized in that it is arranged such that a distance between a portion close to the exhaust valve and the exhaust valve is smaller than a distance between a portion closer to the piston and the intake valve. A cylinder injection type internal combustion engine according to a fifteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to sixth aspects, further includes: an intake valve side inclined lower surface that forms an upper surface of the combustion chamber; The inclined lower surface on the exhaust valve side is formed substantially flat, respectively.

【0022】また、請求項16記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンは、シリンダヘッドの下面とピス
トンの頂面とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の
上面の一側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他
側に配設された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射
するように配設された燃料噴射弁とをそなえ、該燃焼室
の上面を形成する該シリンダヘッド下面が、該一側に形
成された吸気弁側傾斜下面と該他側に形成された排気弁
側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形成され、点
火プラグが該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部近
傍に配設された筒内噴射型内燃機関に用いられるピスト
ンにおいて、該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面
が、該吸気弁側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれ
ぞれ対応するように形成された吸気弁側傾斜上面及び排
気弁側傾斜上面を有する該ペントルーフ形状に形成され
るとともに、少なくとも、該ピストン頂面の吸気弁側傾
斜上面に、凹部が設けられていることを特徴としてい
る。
A piston for an in-cylinder injection type internal combustion engine according to a sixteenth aspect of the present invention is a combustion chamber which is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of the piston, and an upper surface of the combustion chamber. An intake valve disposed on a side of the combustion chamber, an exhaust valve disposed on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve disposed so as to directly inject fuel into the combustion chamber. The cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber is formed in a pent roof shape including an intake valve side inclined lower surface formed on the one side and an exhaust valve side inclined lower surface formed on the other side. In a piston used in a cylinder injection type internal combustion engine arranged near the top of the upper surface of the combustion chamber having the pent roof shape, the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber has To correspond to the inclined lower surface of the exhaust valve side It is formed in the pent roof shape having the formed intake valve side inclined upper surface and exhaust valve side inclined upper surface, and at least a concave portion is provided on the intake valve side inclined upper surface of the piston top surface. .

【0023】また、請求項17記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンは、上記請求項16記載の構成に
加えて、該凹部が、球面状に形成されていることを特徴
としている。また、請求項18記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンは、上記請求項16記載の構成に
加えて、該凹部の底面が、略平坦に形成されていること
を特徴としている。
Further, the piston for an in-cylinder injection type internal combustion engine according to a seventeenth aspect of the present invention is characterized in that, in addition to the structure according to the sixteenth aspect, the recess is formed in a spherical shape. . The piston for a cylinder injection type internal combustion engine according to the present invention of claim 18 is characterized in that, in addition to the configuration of claim 16, the bottom surface of the recess is formed to be substantially flat.

【0024】また、請求項19記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンは、上記請求項16記載の構成に
加えて、該凹部に隣接して、該点火プラグ近傍の空間を
確保するための凹所が形成されていることを特徴として
いる。また、請求項20記載の本発明の筒内噴射型内燃
機関用ピストンは、上記請求項16記載の構成に加え
て、該凹部に隣接して、該ピストンの該排気弁側傾斜下
面に排気弁近傍の空間を確保するための凹所が形成され
ていることを特徴としている。
In addition to the structure according to claim 16, the piston for an in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention according to claim 19 secures a space in the vicinity of the spark plug adjacent to the recess. It is characterized in that a recess for forming is formed. A piston for a direct injection internal combustion engine according to a twentieth aspect of the present invention is, in addition to the structure according to the sixteenth aspect, an exhaust valve that is adjacent to the recess and is disposed on the exhaust valve side inclined lower surface of the piston. It is characterized in that a recess is formed to secure a nearby space.

【0025】また、請求項21記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンは、シリンダヘッドの下面とピス
トンの頂面とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の
上面の一側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他
側に配設された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射
するように配設された燃料噴射弁とをそなえ、該燃焼室
の上面を形成する該シリンダヘッド下面が、該一側に形
成された吸気弁側傾斜下面と該他側に形成された排気弁
側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形成され、点
火プラグが該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部近
傍に配設された筒内噴射型内燃機関に用いられるピスト
ンにおいて、該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面
が、該吸気弁側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれ
ぞれ対応するように形成された吸気弁側傾斜上面及び排
気弁側傾斜上面により該ペントルーフ形状にほぼ沿うよ
うな山型に形成されるとともに、該ピストン頂面の該吸
気弁側傾斜上面に、互いに中心を隣接された2つの球面
とこれらの2つの球面間を滑らかに接続する接続面とか
ら形成された凹部が設けられていることを特徴としてい
る。
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a piston for an in-cylinder injection type internal combustion engine, which comprises a combustion chamber defined by a lower surface of a cylinder head and a top surface of the piston, and an upper surface of the combustion chamber. An intake valve disposed on a side of the combustion chamber, an exhaust valve disposed on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve disposed so as to directly inject fuel into the combustion chamber. The cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber is formed in a pent roof shape including an intake valve side inclined lower surface formed on the one side and an exhaust valve side inclined lower surface formed on the other side. In a piston used in a cylinder injection type internal combustion engine arranged near the top of the upper surface of the combustion chamber having the pent roof shape, the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber has To correspond to the inclined lower surface of the exhaust valve side The intake valve-side inclined upper surface and the exhaust valve-side inclined upper surface are formed into a mountain shape that substantially follows the pent roof shape, and the centers are adjacent to each other on the intake valve-side inclined upper surface of the piston top surface. It is characterized in that a concave portion formed by two spherical surfaces and a connecting surface for smoothly connecting the two spherical surfaces is provided.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
形態について説明する。まず、本発明の第1実施形態と
しての筒内噴射型内燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピ
ストンについて説明すると、図1はその燃焼室の構成を
示す模式的な断面図、図2(a)〜(c),図15〜図
22はいずれもその要部としてのピストンの形状を示す
模式図、図3はそのピストンの頂面とシリンダヘッドの
下面との相対的な位置関係を示す図、図4はその燃焼室
の全容積とピストンの凹部の容積との比を説明するため
の模式図、図5(a),(b)はいずれもそのピストン
の凹部形状の容積比の変化に伴う機関の特性の変化を説
明するためのグラフ、図6,図7,図23〜図46はい
ずれもその変形例を示す模式図、図8,図9はいずれも
その作用を説明するためのグラフ、図10はその燃焼室
の形状の差による燃費及びHC排出量の変化特性を示す
グラフである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a cylinder injection type internal combustion engine and a piston for a cylinder injection type internal combustion engine as a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a combustion chamber thereof, and FIG. ) To (c) and FIGS. 15 to 22 are schematic views showing the shape of the piston as the main part thereof, and FIG. 3 is a view showing the relative positional relationship between the top surface of the piston and the lower surface of the cylinder head. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the ratio of the total volume of the combustion chamber to the volume of the recessed portion of the piston, and FIGS. 5A and 5B show changes in the volume ratio of the recessed portion of the piston. Graphs for explaining changes in the characteristics of the accompanying engine, FIGS. 6, 7, and 23 to 46 are schematic diagrams showing modified examples thereof, and FIGS. 8 and 9 are for explaining the operation thereof. The graph and Fig. 10 show changes in fuel consumption and HC emissions due to differences in the shape of the combustion chamber. Is a graph showing characteristics.

【0027】図1に示すように、このエンジンの燃焼室
3は、シリンダヘッド8の下面とピストン2の頂面とに
より形成されており、燃焼室3の上面の一方の側には吸
気弁4が、又他方の側には排気弁5が配設されている。
また、シリンダヘッド8の下面、即ち燃焼室3の上面の
うち、吸気弁4の配設された側には、燃焼室3の頂部か
ら端部に向かって傾斜するような吸気弁側傾斜下面8a
が形成されており、排気弁5の配設された側には排気弁
側傾斜下面8bが形成されている。
As shown in FIG. 1, the combustion chamber 3 of this engine is formed by the lower surface of the cylinder head 8 and the top surface of the piston 2, and the intake valve 4 is provided on one side of the upper surface of the combustion chamber 3. However, an exhaust valve 5 is arranged on the other side.
Further, on the lower surface of the cylinder head 8, that is, on the side where the intake valve 4 is arranged on the upper surface of the combustion chamber 3, an intake valve side inclined lower surface 8a that inclines from the top to the end of the combustion chamber 3.
Is formed, and an exhaust valve side inclined lower surface 8b is formed on the side where the exhaust valve 5 is arranged.

【0028】そして、これらの傾斜下面8a,8bによ
り燃焼室3の上面側は、図1に示すようなペントルーフ
形状に形成されている。また、シリンダヘッド8には燃
料噴射弁(以下、単にインジェクタという)1が取り付
けられている。このインジェクタ1は、その先端側が燃
焼室3に臨むように配設されており、このインジェクタ
1により燃焼室3内に直接燃料が噴射されるようになっ
ている。
The upper surface side of the combustion chamber 3 is formed in a pent roof shape as shown in FIG. 1 by these inclined lower surfaces 8a and 8b. A fuel injection valve (hereinafter, simply referred to as an injector) 1 is attached to the cylinder head 8. The injector 1 is arranged such that its tip end side faces the combustion chamber 3, and the injector 1 injects fuel directly into the combustion chamber 3.

【0029】次に、ピストン2の形状について説明する
と、図1,図2(a)〜(c),図15〜図22に示す
ように、燃焼室3の下面を形成するピストン2の頂面に
は、吸気弁側傾斜下面8a及び排気弁側傾斜下面8bに
それぞれ対応して、ピストン2の中心側に向かって傾斜
した吸気弁側傾斜上面2a及び排気弁側傾斜上面2bが
形成されており、これらの傾斜上面2a,2bにより、
ピストン2の頂面がペントルーフ形状にほぼ沿うような
山型に形成されている。なお、これらの傾斜上面2a,
2bは、ピストン頂面に形成された稜線により区画され
ている。
Next, the shape of the piston 2 will be described. As shown in FIGS. 1, 2A to 2C and 15 to 22, the top surface of the piston 2 forming the lower surface of the combustion chamber 3 is described. An intake valve-side inclined upper surface 2a and an exhaust valve-side inclined upper surface 2b that are inclined toward the center of the piston 2 are formed at the intake valve-side inclined lower surface 8a and the exhaust valve-side inclined lower surface 8b, respectively. , These inclined upper surfaces 2a, 2b
The top surface of the piston 2 is formed in a mountain shape that substantially conforms to the pent roof shape. In addition, these inclined upper surfaces 2a,
2b is defined by a ridgeline formed on the top surface of the piston.

【0030】また、このピストン2の吸気弁側傾斜上面
2aには、図1,図2(a)〜(c)に示すような凹部
(以下、単にキャビティという)25が形成されてい
る。このキャビティ25は、稜線を分断するように排気
弁側傾斜上面2bまで延びて形成されるとともに、下に
凸状に彎曲した球面状に形成されたものであり、ピスト
ン2の吸気弁4側の上部に中心を有する仮想球面25a
の一部として形成されている。
A concave portion (hereinafter, simply referred to as a cavity) 25 as shown in FIGS. 1 and 2A to 2C is formed on the intake valve side inclined upper surface 2a of the piston 2. The cavity 25 is formed so as to extend to the exhaust valve side inclined upper surface 2b so as to divide the ridge line, and is also formed in a spherical shape that is curved downward in a convex shape, and is formed on the intake valve 4 side of the piston 2. Virtual spherical surface 25a having a center at the top
It is formed as a part of.

【0031】また、燃焼室3に開口する吸気ポート(図
12参照)9は、吸気弁4の上方に略直立するように延
設されており、この吸気ポートを介して吸気流が燃焼室
3に取り入れられると、吸気流は下方のピストン2に向
かって流れた後、ピストン2のキャビティ25に沿って
案内されて上向きに流れてタンブル流(縦渦流)を形成
するようになっている。
Further, an intake port (see FIG. 12) opening to the combustion chamber 3 is extended above the intake valve 4 so as to be substantially upright, and an intake flow is made through the intake port. The intake air flows toward the piston 2 below and is guided along the cavity 25 of the piston 2 to flow upward to form a tumble flow (longitudinal vortex flow).

【0032】なお、特に燃焼室3の傾斜下面8a,8b
を略平坦に形成することで、すなわち、シリンダヘッド
8の下面8a,8bと、吸気弁4,排気弁5との下面と
を連続的につなげることで、タンブル流の流れがスムー
スになり、タンブル流が強化されるようになる。また、
シリンダヘッド8の下面を上述のようにペントルーフ形
状としているのは、主に以下の理由によものである。
In particular, the inclined lower surfaces 8a, 8b of the combustion chamber 3
Is formed substantially flat, that is, by continuously connecting the lower surfaces 8a and 8b of the cylinder head 8 to the lower surfaces of the intake valve 4 and the exhaust valve 5, the flow of the tumble flow becomes smooth and the tumble flow becomes smooth. The flow will be strengthened. Also,
The reason why the lower surface of the cylinder head 8 has the pent roof shape as described above is mainly because of the following reasons.

【0033】すなわち、このような筒内噴射型のエンジ
ンでは、エンジン回転数やエンジン負荷により燃料噴射
タイミングが大きく変更されるようになっており、圧縮
行程時にも燃料噴射を成立させる必要がある。このため
には、燃焼室3内で吸気流が乱れることなく連続的に強
い流れを生じさせるのが好ましい。そこで、本実施形態
では、燃焼室3内で生じたタンブル流を特に圧縮行程後
半まで維持させるべく、シリンダヘッド8の吸気弁側下
面8a及び排気弁側傾斜下面8bをペントルーフ形状と
することで、ピストン2から排気弁側下面8bに向かう
タンブル流の流れを、また吸気弁側斜面8aからピスト
ン2への流れをスムースにし、タンブル流を圧縮行程後
半まで維持させているのである。
That is, in such an in-cylinder injection type engine, the fuel injection timing is largely changed depending on the engine speed and the engine load, and it is necessary to establish the fuel injection even during the compression stroke. For this purpose, it is preferable to continuously generate a strong flow in the combustion chamber 3 without disturbing the intake flow. Therefore, in the present embodiment, in order to maintain the tumble flow generated in the combustion chamber 3 especially in the latter half of the compression stroke, the intake valve side lower surface 8a and the exhaust valve side inclined lower surface 8b of the cylinder head 8 have a pent roof shape. The flow of the tumble flow from the piston 2 toward the exhaust valve side lower surface 8b and the flow from the intake valve side slope 8a to the piston 2 are made smooth, and the tumble flow is maintained until the latter half of the compression stroke.

【0034】また、吸気ポート9を略直立に形成するこ
とで、吸気時の抵抗を低減して燃焼室3内に強い吸気流
を導入することで、燃焼室3内で強い縦渦流(タンブル
流)を形成させている。さらに、シリンダヘッド8の吸
気弁側傾斜下面8aは、吸気弁4を傾斜配置可能なペン
トルーフ形状とすることで、吸気ポート9のレイアウト
の自由度を増大させている。
Further, by forming the intake port 9 substantially upright, the resistance at the time of intake is reduced and a strong intake flow is introduced into the combustion chamber 3, whereby a strong vertical vortex flow (tumble flow) is generated in the combustion chamber 3. ) Is formed. Further, the intake valve-side inclined lower surface 8a of the cylinder head 8 has a pent roof shape in which the intake valve 4 can be arranged in an inclined manner, thereby increasing the degree of freedom in layout of the intake port 9.

【0035】ところで、このキャビティ25の容積の設
定は、エンジン性能に与える影響が大きく、例えばキャ
ビティ25の容積が燃焼室3の全容積に対して大きすぎ
ると、図5(a)のグラフに示すように、層状燃焼を行
なうには有利であるが、燃焼室3の表面積が大きくなり
熱損失が大きくなってしまう。そして、これにより燃費
が向上するものの、図5(b)のグラフに示すように、
最高出力や最大トルクが低下してしまうことが考えられ
る。
The setting of the volume of the cavity 25 has a great influence on the engine performance. For example, if the volume of the cavity 25 is too large with respect to the total volume of the combustion chamber 3, the graph of FIG. As described above, it is advantageous to perform the stratified combustion, but the surface area of the combustion chamber 3 becomes large and the heat loss becomes large. Then, although the fuel economy is improved by this, as shown in the graph of FIG.
It is possible that the maximum output and maximum torque will decrease.

【0036】また、キャビティ25の容積が燃焼室3の
全容積に対して小さすぎると、図5(b)のグラフに示
すように、最高出力や最大トルクは向上するが、キャビ
ティ25内で十分なタンブル流を形成することができ
ず、図5(a)のグラフに示すように、燃費の低下を招
いてしまう。そこで、本発明の筒内噴射型内燃機関で
は、機関の出力性能と燃費性能とを両立させるべく、燃
焼室3全体の容積に対してキャビティ25の容積が所定
の割合の比となるように設定されている。
If the volume of the cavity 25 is too small with respect to the total volume of the combustion chamber 3, the maximum output and the maximum torque are improved as shown in the graph of FIG. However, a tumble flow cannot be formed, and as shown in the graph of FIG. 5A, fuel consumption is reduced. Therefore, in the direct injection internal combustion engine of the present invention, the volume of the cavity 25 is set to a predetermined ratio with respect to the volume of the entire combustion chamber 3 in order to achieve both output performance and fuel efficiency of the engine. Has been done.

【0037】ここで、この容積比の設定について図4を
用いて説明すると、キャビティ25の容積をVa、ピス
トン2が上死点位置にあるときの吸気弁側傾斜下面8a
と吸気弁側傾斜上面2aとの間の容積をVb、又ピスト
ン2が上死点位置にあるときの排気弁側傾斜下面8bと
排気弁側傾斜上面2bとの間の容積をVcとすると、
(Va+Vb)/(Va+Vb+Vc)の値が、0.4
〜0.6の間になるように設定されている。
The setting of this volume ratio will now be described with reference to FIG. 4. The volume of the cavity 25 is Va and the intake valve side inclined lower surface 8a when the piston 2 is at the top dead center position.
Let Vb be the volume between the intake valve side inclined upper surface 2a and Vc be the volume between the exhaust valve side inclined lower surface 8b and the exhaust valve side inclined upper surface 2b when the piston 2 is at the top dead center position.
The value of (Va + Vb) / (Va + Vb + Vc) is 0.4
It is set to be between ~ 0.6.

【0038】そして、本実施形態では、このような燃焼
室3を形成するために、ピストン2の頂面をシリンダヘ
ッド8のペントルーフ形状にほぼ沿うような山型に形成
しているのである。すなわち、このようにピストン2の
頂面を、ペントルーフ形状に形成すると、ピストン2の
上昇時に、ピストン2とシリンダヘッド8とで囲撓され
る空間を減少させることができ、燃焼室3の全容積に対
するキャビティ25の容積比を大きくすることができる
のである。
In the present embodiment, in order to form such a combustion chamber 3, the top surface of the piston 2 is formed in a mountain shape so as to substantially follow the pent roof shape of the cylinder head 8. That is, when the top surface of the piston 2 is formed in the pent roof shape as described above, the space surrounded by the piston 2 and the cylinder head 8 can be reduced when the piston 2 is raised, and the total volume of the combustion chamber 3 can be reduced. The volume ratio of the cavity 25 to the cavity can be increased.

【0039】これにより、このエンジンの圧縮比を大き
くすることができ、出力を大きく向上させることができ
るのである。
As a result, the compression ratio of this engine can be increased and the output can be greatly improved.

【0040】そして、キャビティ25の容積比を上述し
たような所定値に設定することにより、燃費の向上と高
出力化とをバランス良く達成することができるのであ
る。また、これに加えて、キャビティ25の形状を図2
(a)〜(c)に示すような球面状に形成することで、
ピストン2のキャビティ容積Vaに対するキャビティ表
面積を最小にすることができる利点がある。そして、こ
のようにキャビティ表面積を最小にすることで、熱損失
を小さくすることができ、燃焼効率を向上させることが
できるのである。
By setting the volume ratio of the cavity 25 to the above-mentioned predetermined value, it is possible to achieve a good balance between improvement of fuel consumption and high output. In addition to this, the shape of the cavity 25 is shown in FIG.
By forming the spherical shape as shown in (a) to (c),
There is an advantage that the cavity surface area with respect to the cavity volume Va of the piston 2 can be minimized. Then, by minimizing the cavity surface area in this way, heat loss can be reduced and combustion efficiency can be improved.

【0041】さらには、キャビティ25を球面状に形成
することで、燃焼室3内に吸気流による渦状の流れ、即
ちタンブル流を形成し易いという利点もある。また、上
述の仮想球面25aは、図1に示すように、ピストン2
の中心軸における断面において、ピストン2の頂点及び
ピストン2の吸気弁側傾斜上面2aの下端がキャビティ
25内に包含されるように設定されている。
Further, by forming the cavity 25 in a spherical shape, there is an advantage that a swirl flow due to the intake air flow, that is, a tumble flow can be easily formed in the combustion chamber 3. In addition, the above-mentioned virtual spherical surface 25a, as shown in FIG.
In the cross section of the central axis of the above, the apex of the piston 2 and the lower end of the intake valve side inclined upper surface 2 a of the piston 2 are set to be included in the cavity 25.

【0042】また、ピストン2が上死点位置に達した時
に、インジェクタ1の噴射口と吸気弁4の弁体とがそれ
ぞれ仮想球面25a内に位置するように、インジェクタ
1,吸気弁4及び仮想球面25aの位置関係が設定され
ている。そして、このようにインジェクタ1や吸気弁4
を配設することで、着火時には、確実にキャビティ25
内の燃料濃度が濃い状態となるようになっている。
Further, when the piston 2 reaches the top dead center position, the injector 1, the intake valve 4 and the virtual valve are arranged so that the injection port of the injector 1 and the valve element of the intake valve 4 are located inside the virtual spherical surface 25a. The positional relationship of the spherical surface 25a is set. Then, in this way, the injector 1 and the intake valve 4 are
By arranging, the cavity 25 can be reliably
The fuel concentration inside is high.

【0043】さて、このような筒内噴射型内燃機関で
は、エンジンの運転状況に応じて図示しないコントロー
ラによりインジェクタ1の燃料噴射時期や燃料噴射量が
制御されるようになっており、エンジンの運転状況によ
っては、圧縮行程で燃料噴射が行なわれる。この場合、
燃焼室3内では混合気が空気と燃料との層状に形成さ
れ、燃料(図1中、網かけ部分)は、キャビティ25内
に比較的多く存在する。したがって、燃焼室内に略均一
の混合気が存在するような通常の内燃機関と異なり、通
常の内燃機関用の点火プラグでは、十分な濃度の可燃混
合気が存在する位置まで電極が届かず、燃焼効率を低下
させてしまうことが考えられる。
In such an in-cylinder injection type internal combustion engine, the fuel injection timing and the fuel injection amount of the injector 1 are controlled by a controller (not shown) according to the operating condition of the engine. Depending on the situation, fuel injection is performed in the compression stroke. in this case,
In the combustion chamber 3, the air-fuel mixture is formed as a layer of air and fuel, and the fuel (hatched portion in FIG. 1) is present in the cavity 25 in a relatively large amount. Therefore, unlike a normal internal combustion engine in which a substantially uniform air-fuel mixture exists in the combustion chamber, in an ordinary internal combustion engine spark plug, the electrode does not reach the position where a combustible air-fuel mixture of sufficient concentration exists, and It is possible that the efficiency will be reduced.

【0044】そこで、本発明の筒内噴射型内燃機関で
は、燃料を確実に燃焼させるために点火プラグ6の配設
位置や電極6aの長さが燃料の燃焼に最適となるように
設定されている。すなわち、ピストン2の上死点位置へ
の上昇時には、ピストン2と点火プラグ6との干渉を避
けながらも点火プラグ6の電極6aが確実にキャビティ
25側に位置するように、点火プラグ6の中心軸をシリ
ンダ中心軸CLに対して排気弁5側に所定角度θだけ傾
けて点火プラグ6を配設しているのである。
Therefore, in the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention, the position where the spark plug 6 is disposed and the length of the electrode 6a are set to be optimal for the combustion of fuel in order to reliably burn the fuel. There is. That is, when the piston 2 rises to the top dead center position, the center of the spark plug 6 is adjusted so that the electrode 6a of the spark plug 6 is surely positioned on the cavity 25 side while avoiding the interference between the piston 2 and the spark plug 6. The spark plug 6 is disposed with the shaft inclined to the exhaust valve 5 side with respect to the cylinder center axis CL by a predetermined angle θ.

【0045】また、シリンダヘッド8には、点火プラグ
6取り付けるための点火プラグ取付部28が形成され、
点火プラグ取付部28には点火プラグ6の取付位置を規
制するための点火プラグ取付面27が形成されている
が、この取付面27も従来の内燃機関に対して所定量D
1(例えばD1=2mm)だけ燃焼室3側に近づけて設
けられている。
A spark plug mounting portion 28 for mounting the spark plug 6 is formed on the cylinder head 8.
The spark plug mounting portion 28 is formed with a spark plug mounting surface 27 for restricting the mounting position of the spark plug 6, and this mounting surface 27 is also a predetermined amount D with respect to the conventional internal combustion engine.
One (for example, D1 = 2 mm) is provided close to the combustion chamber 3 side.

【0046】そして、これにより点火プラグ6をキャビ
ティ25側に近づけるようにしてシリンダヘッド8に取
り付けるようにしているのである。なお、この場合、所
定量D1だけ点火プラグ6の下部のネジ部が燃焼室3内
に晒されてしまい、このような状態でエンジンを運転さ
せると、この点火プラグ6の下部にカーボン等が付着し
てしまう。そして、点火プラグ6の下部のネジ部にカー
ボン等が付着すると、点火プラグ6がシリンダヘッド8
から取り外すのが困難となり、作業性が低下してしまう
ことが考えられる。
Thus, the spark plug 6 is attached to the cylinder head 8 so as to approach the cavity 25 side. In this case, the screw portion at the bottom of the spark plug 6 is exposed to the inside of the combustion chamber 3 by a predetermined amount D1, and when the engine is operated in such a state, carbon and the like adhere to the bottom of the spark plug 6. Resulting in. When carbon or the like adheres to the threaded portion at the bottom of the spark plug 6, the spark plug 6 causes the cylinder head 8 to move.
It may be difficult to remove it from the machine and workability may decrease.

【0047】そこで、この筒内噴射型内燃機関では、図
1に示すように、点火プラグ6の下部を保護すべく、点
火プラグ取付部28の下部の周囲に肉盛り部29が形成
されている。これにより、点火プラグ6の下部へのカー
ボン等の付着を防止して、点火プラグ6の交換時の作業
性や点火プラグ6の耐久性を向上させているのである。
また、このような肉盛り部29を設けることにより、点
火プラグ6に加わった熱を肉盛り部29を介してシリン
ダヘッド8に逃がすことができ、点火プラグ6の熱に対
する耐久性が向上するようになっているのである。
Therefore, in this cylinder injection type internal combustion engine, as shown in FIG. 1, a built-up portion 29 is formed around the lower portion of the ignition plug mounting portion 28 in order to protect the lower portion of the ignition plug 6. . This prevents carbon or the like from adhering to the lower portion of the spark plug 6, and improves workability when replacing the spark plug 6 and durability of the spark plug 6.
Further, by providing such a built-up portion 29, the heat applied to the ignition plug 6 can be released to the cylinder head 8 via the built-up portion 29, so that the durability of the ignition plug 6 against heat is improved. It has become.

【0048】また、点火プラグ6の電極6aの長さも通
常の点火プラグに対して所定量だけ長く形成されてお
り、これにより、燃料の着火時に燃料濃度の濃い部分に
電極6aが位置するようになるのである。なお、点火プ
ラグ6の取付面27を従来の内燃機関と同様の位置に形
成し、その分点火プラグ6の電極6aのみをさらに所定
量D1だけ長く形成して、電極6aをキャビティ25内
の燃料濃度の濃い部分へ配設するような構成も考えられ
る。すなわち、電極6aのみを極端に長くするという構
成のみで、燃料を確実に着火させるのである。この場
合、上述の肉盛り部29は不要になるが、このように電
極6aの長さだけを極端に長く形成すると、電極6aの
耐久性が低下してしまうことが考えられる。
Also, the length of the electrode 6a of the spark plug 6 is formed to be a predetermined amount longer than that of the normal spark plug, so that the electrode 6a is positioned at the portion where the fuel concentration is high at the time of ignition of the fuel. It will be. The mounting surface 27 of the spark plug 6 is formed at a position similar to that of a conventional internal combustion engine, and only the electrode 6a of the spark plug 6 is formed longer by a predetermined amount D1 so that the electrode 6a is kept in the fuel inside the cavity 25. A configuration in which it is arranged in a high density portion is also conceivable. That is, the fuel is reliably ignited only by the configuration in which only the electrode 6a is extremely long. In this case, the above-mentioned built-up portion 29 becomes unnecessary, but if the length of the electrode 6a alone is made extremely long in this way, the durability of the electrode 6a may be reduced.

【0049】これに対して、本発明では、点火プラグ6
の取付面27を燃焼室3側に近づけるとともに、電極6
aの長さを長く形成するという2段階の構成で着火部分
をキャビティ25内に近づけるようにしているので、電
極6aが確実にキャビティ25内の燃料濃度の濃い部分
に位置するようにしながらも、点火プラグ6の耐久性を
損なうことがないという利点がある。そして、これによ
り、燃料を確実に着火させることができ、燃焼効率を向
上させることができるのである。
On the other hand, in the present invention, the spark plug 6
The mounting surface 27 of the electrode is brought closer to the combustion chamber 3 side, and the electrode 6
Since the ignition portion is brought closer to the inside of the cavity 25 in a two-stage configuration in which the length of a is formed to be long, while ensuring that the electrode 6a is located in the portion of the cavity 25 where the fuel concentration is high, There is an advantage that the durability of the spark plug 6 is not impaired. Then, by this, the fuel can be reliably ignited and the combustion efficiency can be improved.

【0050】また、点火プラグ6の放電電極6aとキャ
ビティ25の表面との隙間(図1中D2で示す)の値に
ついても、エンジンの出力と燃費に影響するため、この
隙間D2を最適値に設定する必要がある。すなわち、こ
の隙間D2が大きすぎると、燃焼室3内で形成された吸
気タンブル流に乗った燃料に点火プラグ6の電極6aが
十分に届かずに、燃焼効率が悪化してしまう。また、放
電電極6aとキャビティ25の表面とが近すぎると、電
極6aとピストン2とが干渉してしまうことが考えられ
る。
Further, the value of the clearance (indicated by D2 in FIG. 1) between the discharge electrode 6a of the spark plug 6 and the surface of the cavity 25 also affects the output of the engine and the fuel consumption. Must be set. That is, if the gap D2 is too large, the fuel carried on the intake tumble flow formed in the combustion chamber 3 does not reach the electrode 6a of the spark plug 6 sufficiently, and the combustion efficiency deteriorates. If the discharge electrode 6a and the surface of the cavity 25 are too close to each other, the electrode 6a and the piston 2 may interfere with each other.

【0051】このため、本筒内噴射型内燃機関では、ピ
ストン2の上死点位置における放電電極6aとキャビテ
ィ25の表面との距離D2を最適値(例えばD2=1〜
2mm程度)に設定し、ピストン2との干渉を十分に避
けながら高い燃焼効率が得られるようにしている。ま
た、このような筒内噴射型内燃機関では、ピストン2と
排気弁4との近接部分の間隔(これを排気側隙間とい
い、図1中D3で示す)も機関の性能に大きく影響す
る。例えば、図8のグラフの点C,点Dに示すように、
排気側隙間D3が大きすぎると、インジェクタ1から圧
縮行程時に噴霧された燃料がキャビティ25の外側に拡
散してしまい、燃費が悪化してしまう。
Therefore, in the in-cylinder injection internal combustion engine, the distance D2 between the discharge electrode 6a and the surface of the cavity 25 at the top dead center position of the piston 2 is set to an optimum value (for example, D2 = 1 to 1).
2 mm) so that high combustion efficiency can be obtained while sufficiently avoiding interference with the piston 2. Further, in such an in-cylinder injection internal combustion engine, the distance between the piston 2 and the exhaust valve 4 in the vicinity thereof (this is called the exhaust side clearance, indicated by D3 in FIG. 1) also greatly affects the performance of the engine. For example, as shown by points C and D in the graph of FIG.
If the exhaust-side gap D3 is too large, the fuel sprayed from the injector 1 during the compression stroke diffuses to the outside of the cavity 25, which deteriorates fuel efficiency.

【0052】一方、点A,点Bに示すように、排気側隙
間D3が小さすぎると、全開運転時(即ち、吸気行程の
燃料噴射時)に、排気弁5側の空間に火炎が十分に伝播
されず、出力が低下してしまう。そこで、本発明の筒内
噴射型内燃機関では、この排気側隙間D3を燃費と出力
との均衡が図れ、効率的な燃焼を実現できるような最適
な値(図8に示す☆印近傍、D3=5〜8mm)に設定
されている。
On the other hand, as shown at points A and B, if the exhaust side gap D3 is too small, flames are sufficiently generated in the space on the exhaust valve 5 side during full open operation (that is, during fuel injection in the intake stroke). It is not propagated and the output drops. Therefore, in the in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention, an optimum value (in the vicinity of the star mark, D3 shown in FIG. 8; = 5 to 8 mm).

【0053】このように、キャビティ25を球状に形成
するとともに、キャビティ25と点火プラグ6との位置
関係が最適となるように配設することにより、キャビテ
ィ25に向けて噴射された燃料を着火時にキャビティ2
5内に滞留させ、吸気と燃料との層状化を促進すること
ができ、さらに、確実な着火,燃焼が行なわれるように
なっているのである。
By forming the cavity 25 in a spherical shape and arranging it so that the positional relationship between the cavity 25 and the spark plug 6 is optimized, the fuel injected toward the cavity 25 is ignited at the time of ignition. Cavity 2
It is possible to promote the stratification of the intake air and the fuel by allowing the fuel to stay in the inside of the fuel cell 5 and to perform reliable ignition and combustion.

【0054】また、図1,図3に示すように、ピストン
2の排気弁側傾斜上面2bとシリンダヘッド8の排気弁
側下面8bとの間には、着火された火炎が燃焼室3内に
均一に広がるように火炎浸入空間26が形成されてい
る。ここで、排気弁側傾斜上面2bは、排気弁側下面8
bよりも小さな傾斜角に設定されており、これにより、
上述の火炎浸入空間26は、図3に示すように、燃焼室
3の中心側に向けて、互いの面2b,8bの距離が広が
るような形状、即ち、断面が略楔状の空間に形成されて
いる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, between the exhaust valve side inclined upper surface 2b of the piston 2 and the exhaust valve side lower surface 8b of the cylinder head 8, an ignited flame is introduced into the combustion chamber 3. The flame penetration space 26 is formed so as to spread uniformly. Here, the inclined upper surface 2b on the exhaust valve side is the lower surface 8 on the exhaust valve side.
It is set to a smaller inclination angle than b.
As shown in FIG. 3, the flame infiltration space 26 described above is formed in such a shape that the distance between the surfaces 2b and 8b of the combustion chamber 3 increases toward the center side thereof, that is, in a space having a substantially wedge-shaped cross section. ing.

【0055】このように、燃焼室3の排気弁4側に略楔
状の火炎浸入空間26を形成するのは、以下の理由によ
る。即ち、上述したようなキャビティ25が形成された
筒内噴射型内燃機関の燃焼室3では、通常は排気弁側傾
斜上面2bと排気弁側下面8bとが略平行になるように
形成されるとともに、これらの面2b,8bで形成され
た空間は狭く形成されるため、燃料着火後のこの空間へ
の火炎の伝播は遅れがちになる。そこで、燃焼室3内の
火炎伝播を均一にするには、排気弁側傾斜上面2bと排
気弁側下面8bとの間の空間を単に広げることが考えら
れるが、上述したように、燃焼室3の全容積(図4のV
a+Vb+Vc部分)とキャビティ25及びその上部空
間の容積(Va+Vb)との間には最適な容積比が存在
している。
The reason why the substantially wedge-shaped flame entry space 26 is formed on the exhaust valve 4 side of the combustion chamber 3 is as follows. That is, in the combustion chamber 3 of the in-cylinder injection internal combustion engine in which the cavity 25 is formed as described above, the exhaust valve side inclined upper surface 2b and the exhaust valve side lower surface 8b are usually formed to be substantially parallel to each other. Since the space formed by these surfaces 2b and 8b is formed narrow, the flame propagation to this space after fuel ignition tends to be delayed. Therefore, in order to make the flame propagation in the combustion chamber 3 uniform, it is conceivable to simply widen the space between the exhaust valve side inclined upper surface 2b and the exhaust valve side lower surface 8b. Total volume (V in Figure 4
An optimum volume ratio exists between the (a + Vb + Vc portion) and the volume (Va + Vb) of the cavity 25 and its upper space.

【0056】したがって、燃焼室3の排気弁5側空間を
単純に広げてしまうと、今度はキャビティ25の容積比
を最適値にするのが困難になってしまい、かえって、機
関の性能低下を招くことも考えられる。そこで、上述し
たように、燃焼室3の排気弁5側の空間に、中心側の隙
間を大きめにしその分だけ排気弁5側端部の隙間を小さ
くした略楔状の火炎浸入空間26を形成しているのであ
る。
Therefore, if the space of the combustion chamber 3 on the side of the exhaust valve 5 is simply widened, it becomes difficult to make the volume ratio of the cavity 25 the optimum value, and the performance of the engine is deteriorated. It is also possible. Therefore, as described above, in the space of the combustion chamber 3 on the exhaust valve 5 side, a substantially wedge-shaped flame entry space 26 is formed in which the clearance on the center side is made larger and the clearance at the end portion on the exhaust valve 5 side is correspondingly reduced. -ing

【0057】このような火炎浸入空間26によれば、ま
ず、点火プラグ6の電極6a近傍を中心に燃焼を開始し
た火炎が、燃焼室3の排気弁5側の空間のうち比較的隙
間の広い燃焼室3の中心側へ確実に燃え広がり、比較的
隙間の狭い燃焼室3の端部側にも、燃焼室3の他の部分
に対して遅れることなく火炎が伝播し、ムラのない均一
な燃焼を実現することができるのである。
According to such a flame infiltration space 26, first, the flame that has started combustion around the electrode 6a of the ignition plug 6 has a relatively wide gap in the space on the exhaust valve 5 side of the combustion chamber 3. The flame surely spreads toward the center of the combustion chamber 3, and even on the end side of the combustion chamber 3 with a relatively narrow gap, the flame propagates without delay with respect to the other parts of the combustion chamber 3, and uniform combustion without unevenness. Can be realized.

【0058】また、このように燃焼室3の排気弁5側の
空間断面を略楔状に形成することで、燃焼室3の排気弁
5側の空間の容積を変更することもなく、キャビティ比
の設定に何ら影響を与えないという利点も有している。
本発明の第1実施形態として筒内噴射型内燃機関及び筒
内噴射型内燃機関用ピストンは、上述のように構成され
ているので以下の効果を得ることができる。
Further, by forming the cross section of the space of the combustion chamber 3 on the side of the exhaust valve 5 into a substantially wedge shape, the volume of the space of the combustion chamber 3 on the side of the exhaust valve 5 is not changed, and the cavity ratio It also has the advantage of not affecting the settings.
Since the cylinder injection type internal combustion engine and the piston for the cylinder injection type internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention are configured as described above, the following effects can be obtained.

【0059】まず、このピストン2の吸気弁側傾斜上面
2aに、図2(a)〜(c)に示すような下に凸状に灣
曲した球面状のキャビティ25を形成することで、出力
や燃費を向上させることができるという利点がある。
First, on the intake valve side inclined upper surface 2a of the piston 2, a spherical cavity 25 which is curved downward in a convex shape as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c) is formed. There is an advantage that the fuel efficiency can be improved.

【0060】すなわち、キャビティ25の形状を球面状
に形成することで、ピストン2のキャビティ容積Vaに
対するキャビティ表面積を最小にすることができる。こ
れにより、熱損失を減少させることができができ、燃焼
効率を向上させることができるのである。また、キャビ
ティ25を球面状に形成することで、燃焼室3内に吸気
流による渦状の流れ、即ちタンブル流の形成が促進さ
れ、層状燃焼を行ない易いという利点もある。さらに、
燃焼室3の傾斜下面8a,8bを略平坦に形成すること
で、タンブル流が形成が強化されるのである。
That is, by forming the shape of the cavity 25 to be spherical, the surface area of the cavity for the cavity volume Va of the piston 2 can be minimized. As a result, heat loss can be reduced and combustion efficiency can be improved. Further, by forming the cavity 25 in a spherical shape, the formation of a vortex flow due to the intake flow, that is, a tumble flow, is promoted in the combustion chamber 3, and there is an advantage that stratified combustion is easily performed. further,
By forming the inclined lower surfaces 8a and 8b of the combustion chamber 3 to be substantially flat, the formation of the tumble flow is strengthened.

【0061】図9はこのような球面状のキャビティ25
を有するピストン2と他の形状のキャビティを有するピ
ストン2とを比較して示すグラフであるが、断面が他の
形状のキャビティの燃費及び最大トルク(図中点A,点
Bに示す)に対して、球面状のキャビティ25を有する
ピストン2では、点Cに示すように、燃費及び最大トル
クの両方を向上させることができるのである。
FIG. 9 shows such a spherical cavity 25.
5 is a graph showing a comparison between a piston 2 having a cavity having a different shape and a piston 2 having a cavity having another shape, with respect to fuel consumption and maximum torque (indicated by points A and B in the figure) of a cavity having another shape in cross section. Thus, in the piston 2 having the spherical cavity 25, both the fuel consumption and the maximum torque can be improved as shown at the point C.

【0062】また、このような球面状のキャビティ25
を有するピストン2対に加えて、さらに燃焼室3の排気
弁5側の断面形状を略楔状に形成した火炎浸入空間26
を設けたものでは、点Dに示すように、さらに最大トル
クが向上するという利点がある。さらに、図10に示す
ように、このような略楔状の火炎浸入空間26を設ける
ことにより、燃料消費率もほぼ全域で低下させることが
できるとともに、THC(トータルでの炭化水素量)の
排出量も低下させることができるという利点も有してい
る。
Further, such a spherical cavity 25
In addition to two pairs of pistons each having a flame, a flame penetration space 26 in which the cross-sectional shape of the combustion chamber 3 on the exhaust valve 5 side is formed into a substantially wedge shape
As shown by point D, the provision of is advantageous in that the maximum torque is further improved. Further, as shown in FIG. 10, by providing such a substantially wedge-shaped flame penetration space 26, the fuel consumption rate can be reduced in almost the entire region, and the amount of THC (total amount of hydrocarbons) emitted can be reduced. It also has the advantage that it can be reduced.

【0063】また、本筒内噴射型内燃機関では、点火プ
ラグ6の取付面27を所定量D1(例えばD1=2m
m)だけ燃焼室3側に近づけるとともに、点火プラグ6
の放電電極6aを従来のものよりも所定量長く形成する
という2段階の構成で、電極6aの着火部分をキャビテ
ィ25内の燃料濃度の濃い部分に位置するようにしてい
るので、燃料を確実に着火させることができるようしな
がらも、点火プラグ6の電極6aの耐久性を損なうこと
がないという利点がある。
In the in-cylinder injection internal combustion engine, the mounting surface 27 of the spark plug 6 is moved by a predetermined amount D1 (for example, D1 = 2 m).
m) only near the combustion chamber 3 side, and the spark plug 6
The two-stage structure in which the discharge electrode 6a is formed by a predetermined amount longer than that of the conventional one, and the ignition portion of the electrode 6a is located in the portion of the cavity 25 where the fuel concentration is high, so that the fuel can be reliably discharged. There is an advantage that the durability of the electrode 6a of the spark plug 6 is not impaired while enabling ignition.

【0064】さらに、このような点火プラグ6では、従
来の点火プラグに対して電極6a部を所定量長めに形成
するだけでよいので、低コストで実現できるという利点
もある。また、シリンダヘッド8の燃焼室3の形成面に
おいて、点火プラグ6の取付部28の周囲に肉盛り部2
9が設けられているので、点火プラグ6の下端が所定量
D1だけ燃焼室3側に移動しても、この点火プラグ6の
下端部が直接燃焼室3に晒されることがない。
Further, in such a spark plug 6, since it is only necessary to form the electrode 6a part by a predetermined length as compared with the conventional spark plug, there is an advantage that it can be realized at a low cost. Further, on the surface where the combustion chamber 3 of the cylinder head 8 is formed, the built-up portion 2 is provided around the attachment portion 28 of the spark plug 6.
9 is provided, even if the lower end of the spark plug 6 moves to the combustion chamber 3 side by the predetermined amount D1, the lower end of the spark plug 6 is not directly exposed to the combustion chamber 3.

【0065】したがって、点火プラグ6の下部のネジ部
へのカーボン等の付着が防止され、点火プラグ6の交換
等の作業性も向上する。また、点火プラグ6の下部が、
肉盛り部29により保護されるので、点火プラグ6自体
の耐久性も向上するという利点がある。さらには、点火
プラグ6に加わる熱を肉盛り部29を介してシリンダヘ
ッド8に逃がすことができるので、熱に対する耐久性も
向上するという利点を有している。
Therefore, carbon or the like is prevented from adhering to the threaded portion of the lower portion of the spark plug 6, and the workability of replacing the spark plug 6 is improved. Also, the lower part of the spark plug 6
Since it is protected by the built-up portion 29, there is an advantage that the durability of the spark plug 6 itself is improved. Furthermore, since the heat applied to the spark plug 6 can be released to the cylinder head 8 via the built-up portion 29, there is an advantage that durability against heat is also improved.

【0066】一方、ピストン2のキャビティ25を、ピ
ストン2の頂点及びピストン2の吸気弁側傾斜上面2a
の下端を仮想球面内25aに包含するように形成するこ
とで、点火プラグ6をキャビティ25内に配設しやすく
なる。また、タンブル流の生成も促進することができる
という利点もある。また、ピストン2が上死点位置に達
した時に、インジェクタ1の噴射口と吸気弁4の弁体と
がそれぞれ仮想球面25a内に位置するようにインジェ
クタ1,吸気弁4及び仮想球面25aの位置関係が設定
されているので、キャビティ25内に燃料濃度の濃い混
合気を生成することができるのである。
On the other hand, the cavity 25 of the piston 2 is provided with the apex of the piston 2 and the intake valve side inclined upper surface 2a of the piston 2.
By forming the lower end of the spark plug so as to be included in the virtual spherical surface 25a, the spark plug 6 can be easily arranged in the cavity 25. There is also an advantage that the generation of the tumble flow can be promoted. Further, when the piston 2 reaches the top dead center position, the injector 1, the intake valve 4 and the virtual spherical surface 25a are positioned so that the injection port of the injector 1 and the valve body of the intake valve 4 are positioned inside the virtual spherical surface 25a. Since the relationship is set, it is possible to generate the air-fuel mixture having a high fuel concentration in the cavity 25.

【0067】また、キャビティ25の容積Va及びピス
トン2が上死点位置にあるときの吸気弁側傾斜下面8a
と吸気弁側傾斜上面2aとの間の容積Vbと、燃焼室3
全体の容積Va+Vb+Vcとの容積比が、最適な値、
例えば、(Va+Vb)/(Va+Vb+Vc)=0.
4〜0.6の間の値となるように設定されているので、
燃費の向上と出力の向上とをバランス良く達成すること
ができるという利点がある。
The intake valve side inclined lower surface 8a when the volume Va of the cavity 25 and the piston 2 are at the top dead center position
Vb between the intake valve side inclined upper surface 2a and the combustion chamber 3
The optimum volume ratio of the total volume Va + Vb + Vc is
For example, (Va + Vb) / (Va + Vb + Vc) = 0.
Since it is set to a value between 4 and 0.6,
There is an advantage that it is possible to achieve a good balance between improvement of fuel consumption and improvement of output.

【0068】すなわち、図5(a),(b)に示すよう
に、このキャビティ容積比が大きすぎると最大トルクや
最高出力が低下してしまい、また、キャビティ容積比が
小さすぎると燃費が低下してしまうが、上述したよう
に、キャビティ容積比を最適な値に設定することによ
り、燃費向上と出力向上とを両立することができるので
ある。
That is, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), if the cavity volume ratio is too large, the maximum torque and the maximum output decrease, and if the cavity volume ratio is too small, the fuel consumption decreases. However, as described above, by setting the cavity volume ratio to an optimum value, it is possible to achieve both improved fuel consumption and improved output.

【0069】さらに、図8のグラフに☆印で示すよう
に、排気側隙間D3が最適値(D3=5〜8mm)に設
定されることにより、熱効率の高い燃焼状態を実現する
ことができ、やはり、最高出力を向上させることができ
るという利点がある。また、点火プラグ6の放電電極6
aとキャビティ25の表面との隙間D2を最適値(例え
ばD2=1〜2mm程度)に設定することにより、点火
プラグ6のピストン2との干渉を十分に避けながら高い
燃焼効率が得られるという利点を有している。
Further, as shown by a star in the graph of FIG. 8, the exhaust side clearance D3 is set to an optimum value (D3 = 5 to 8 mm), so that a combustion state with high thermal efficiency can be realized. After all, there is an advantage that the maximum output can be improved. In addition, the discharge electrode 6 of the spark plug 6
By setting the gap D2 between a and the surface of the cavity 25 to an optimum value (for example, D2 = 1 to 2 mm), it is possible to obtain high combustion efficiency while sufficiently avoiding interference with the piston 2 of the spark plug 6. have.

【0070】また、シリンダヘッド8の下面をペントル
ーフ形状に形成することで、圧縮行程時にも強い縦渦流
を維持することができ、圧縮行程時の燃料噴射を安定し
て行なうことができるという利点がある。さらに、吸気
弁側傾斜上面2a及び排気弁側傾斜上面2bがピストン
頂面の稜線により区画されて形成されているので、燃焼
室3の形状が、吸気弁側傾斜下面8aと排気弁側傾斜下
面8bとでそれぞれ異なる形状とすることができ、吸気
弁4側と排気弁5側とで燃焼室3の役割を分担させるこ
とができる。
Further, by forming the lower surface of the cylinder head 8 in a pent roof shape, it is possible to maintain a strong vertical vortex flow even during the compression stroke, and it is possible to perform stable fuel injection during the compression stroke. is there. Further, since the intake valve-side inclined upper surface 2a and the exhaust valve-side inclined upper surface 2b are formed by being divided by the ridge line of the piston top surface, the combustion chamber 3 has a shape such that the intake valve-side inclined lower surface 8a and the exhaust valve-side inclined lower surface. 8b can have different shapes, and the role of the combustion chamber 3 can be shared between the intake valve 4 side and the exhaust valve 5 side.

【0071】次に、本第1実施形態としての筒内噴射型
内燃機関の第1〜第3の各変形例について説明すると、
図6,図7,図23〜図30は、その第1の変形例を示
す図であり、上述の第1実施形態に対して、凹部25の
形状のみが異なっている。すなわち、この第1の変形例
では、凹部25の形状が、図6(a)〜(c)や図7
(a)〜(c)に示すような、断面が略長方形のキャビ
ティ25A,25Bとして形成されている。
Next, the first to third modified examples of the direct injection internal combustion engine according to the first embodiment will be described.
6, FIG. 7, and FIG. 23 to FIG. 30 are diagrams showing a first modification example thereof, which is different from the above-described first embodiment only in the shape of the recess 25. That is, in this first modified example, the shape of the recess 25 is different from that shown in FIGS.
As shown in (a) to (c), the cavities 25A and 25B having a substantially rectangular cross section are formed.

【0072】これらのキャビティ25A,25Bを有す
るピストン2について簡単に説明すると、ピストン頂面
の吸気弁4側の外周端部40には、ピストン2の運動方
向に対して垂直な平坦部41が形成されている。また、
キャビティ25A,25Bには、吸気流をキャビティ2
5A,25B内に案内する流入部42と、キャビティ2
5A,25B内に流入した吸気流を点火プラグ6近傍に
向かうように案内する隆起部43と、流入部42と隆起
部43とを接続し、略平坦面に形成された接続部44と
から構成されている。
The piston 2 having these cavities 25A and 25B will be briefly described. A flat portion 41 perpendicular to the moving direction of the piston 2 is formed on the outer peripheral end portion 40 of the piston top surface on the intake valve 4 side. Has been done. Also,
The intake flow is supplied to the cavities 25A and 25B.
5A, the inflow part 42 which guides in 25B, and the cavity 2
5A, 25B, a raised portion 43 that guides the intake air flow toward the vicinity of the ignition plug 6, and a connecting portion 44 that connects the inflow portion 42 and the raised portion 43 and is formed on a substantially flat surface. Has been done.

【0073】これにより、吸気流は、平坦部41からキ
ャビティ25A,25Bの底面(接続部)44までの間
になだらかに形成された流入部42を介して流入し、そ
の後、隆起部43で向きを上方に変えて点火プラグ6近
傍に向かっていき、これによりタンブル流が形成される
のである。したがって、このようなキャビティ25A,
25Bを有する筒内噴射型内燃機関であっても、従来の
筒内噴射型内燃機関に対して、燃費や出力の面で優れる
という利点を有しているのである。
As a result, the intake air flows in through the inflow portion 42 formed gently between the flat portion 41 and the bottom surface (connecting portion) 44 of the cavities 25A and 25B, and then is directed at the raised portion 43. Is changed to an upward direction toward the vicinity of the spark plug 6, whereby a tumble flow is formed. Therefore, such a cavity 25A,
Even a cylinder injection internal combustion engine having 25B has an advantage of being excellent in fuel consumption and output as compared with the conventional cylinder injection internal combustion engine.

【0074】また、図31〜図38は、本第1実施形態
としての筒内噴射型内燃機関における第2の変形例を示
す図であり、上述の第1実施形態の構成に対して、点火
プラグ近傍の空間を確保するための凹所がピストンのキ
ャビティ25に隣接して形成されているという点のみが
異なって構成されたものである。また、図39〜図46
は、本第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関におけ
る第3の変形例を示す図であり、ピストン2の排気弁側
傾斜上面2bに、ピストンと排気弁とのクリアランスを
確保するための凹所がキャビティ25とは別に形成され
たものである。
Further, FIGS. 31 to 38 are views showing a second modified example of the direct injection internal combustion engine as the first embodiment, in which ignition is performed with respect to the configuration of the first embodiment described above. The only difference is that a recess for ensuring a space near the plug is formed adjacent to the cavity 25 of the piston. In addition, FIGS.
FIG. 8 is a diagram showing a third modified example of the direct injection internal combustion engine as the first embodiment, for ensuring a clearance between the piston and the exhaust valve on the exhaust valve side inclined upper surface 2b of the piston 2. The recess is formed separately from the cavity 25.

【0075】このような、第2,第3の変形例のように
構成されたピストンを有する筒内噴射型内燃機関であっ
ても、上述した第1の変形例と同様に、従来の筒内噴射
型内燃機関に対して、燃費や出力の面で優れるという利
点を有している。次に、本発明の第2実施形態としての
筒内噴射型内燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストン
について説明すると、図11,図47〜54はその要部
としてのピストンを示す模式図である。なお、この第2
実施形態では、第1実施形態に対して、ピストン2の凹
部の形状のみが異なって形成されたものであり、これ以
外の構成は上述した第1実施形態と共通である。
Even in the in-cylinder injection type internal combustion engine having the pistons configured as in the second and third modified examples as described above, the conventional in-cylinder in-cylinder can be used as in the first modified example. It has an advantage over the injection type internal combustion engine in terms of fuel efficiency and output. Next, the cylinder injection type internal combustion engine and the piston for the cylinder injection type internal combustion engine as the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 and FIGS. 47 to 54 are schematic views showing the piston as a main part thereof. is there. In addition, this second
In the embodiment, only the shape of the recess of the piston 2 is formed differently from the first embodiment, and the other configurations are common to the above-described first embodiment.

【0076】図11(a)〜(c)に示すように、ピス
トン2の吸気弁4側頂面には、下に凸状に灣曲したキャ
ビティ25Cが形成されている。
As shown in FIGS. 11 (a) to 11 (c), the top surface of the piston 2 on the intake valve 4 side is formed with a cavity 25C which is curved downward in a convex shape.

【0077】このキャビティ25Cは、図11(c)に
示すように、吸気弁4側の上部に互いに中心が隣接した
2つの仮想球面25b,25cと、これらの2つの球面
25b,25c間を滑らかに接続する接続面25dとか
ら形成されている。これらの仮想球面25b,25cの
中心は、図11(a)に示すように、ピストンピン30
の配設方向に直交する軸線に対して、それぞれ同じ距離
だけ互いに逆方向にオフセットされた位置に設定されて
いる。
As shown in FIG. 11C, the cavity 25C has two phantom spherical surfaces 25b and 25c whose centers are adjacent to each other at the upper portion on the intake valve 4 side and a smooth space between these two spherical surfaces 25b and 25c. And a connection surface 25d that is connected to. As shown in FIG. 11A, the centers of these phantom spherical surfaces 25b, 25c are
Are set at positions offset by the same distance in opposite directions with respect to the axis line orthogonal to the arrangement direction.

【0078】また、この接続面25dは、2つの球面2
5b,25cの低部を接続する円筒面として形成されて
いる。したがって、燃焼室3の断面形状としては、上記
第1実施形態と略同様のものとなる。そして、このよう
なキャビティ25Cによれば、ピストン2のキャビティ
容積を大きくすることができるとともにキャビティ容積
に対するキャビティ表面積を比較的小さく形成すること
ができる。
The connecting surface 25d is composed of two spherical surfaces 2
It is formed as a cylindrical surface connecting the lower portions of 5b and 25c. Therefore, the sectional shape of the combustion chamber 3 is substantially the same as that of the first embodiment. According to such a cavity 25C, the cavity volume of the piston 2 can be increased and the cavity surface area with respect to the cavity volume can be formed to be relatively small.

【0079】したがって、燃損失の低下をほとんど招く
ことがなく、即ち出力特性をほとんど低下させることな
く、燃費を向上させることができるようになるのであ
る。また、キャビティ25Cの形状が略球面状に形成さ
れることにより、燃焼室3内に吸気流による渦状の流
れ、即ちタンブル流の形成が促進されるという利点もあ
る。
Therefore, the fuel consumption can be improved with almost no reduction in fuel loss, that is, with almost no reduction in output characteristics. Further, by forming the cavity 25C in a substantially spherical shape, there is also an advantage that the formation of a vortex flow due to the intake flow, that is, a tumble flow, is promoted in the combustion chamber 3.

【0080】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型
内燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストンは、上述の
ように構成されているので、吸気弁4を介して燃焼室3
内に流入した吸気流は、ピストン2に形成されたキャビ
ティ25Cに案内されて、タンブル流を形成するととも
に、このタンブル流に燃料を噴射することで層状の混合
気が形成される。
The in-cylinder injection type internal combustion engine and the piston for the in-cylinder injection type internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention are configured as described above, and therefore, the combustion chamber 3 is connected via the intake valve 4.
The intake flow that has flowed in is guided to the cavity 25C formed in the piston 2 to form a tumble flow, and fuel is injected into this tumble flow to form a stratified mixture.

【0081】ここで、キャビティ25Cを形成する2つ
の2つの仮想球面25b,25cは、ピストンピン30
の配設方向に沿って隣接しているので、吸気流の流入す
る方向、即ちタンブル流を形成する方向には、球面状の
キャビティとして形成されることになる〔図11(b)
参照〕。したがって、第1実施形態と同様に層状燃焼を
行なうことができる。
Here, the two two phantom spherical surfaces 25b and 25c forming the cavity 25C are the piston pin 30
Since they are adjacent to each other in the arrangement direction, they are formed as spherical cavities in the inflow direction of the intake air flow, that is, the direction in which the tumble flow is formed [FIG. 11 (b)].
reference〕. Therefore, the stratified combustion can be performed as in the first embodiment.

【0082】また、上述したキャビティ25Cでは、ピ
ストン2のキャビティ容積を大きくしながらもキャビテ
ィ表面積を比較的小さく形成することができるので、出
力特性をほとんど低下させることなく、燃費を向上させ
ることができるという利点がある。なお、上述の接続面
25dとしては、円筒面に限定されるものではなく、2
つの球面25b,25c間を滑らかに接続することがで
きれば、他の形状の面であってもよい。
Further, in the above-mentioned cavity 25C, the cavity surface area of the piston 2 can be made relatively small while the cavity volume of the piston 2 is made relatively large, so that the fuel efficiency can be improved with almost no deterioration in the output characteristics. There is an advantage. The connecting surface 25d is not limited to the cylindrical surface, and is not limited to the cylindrical surface.
If the two spherical surfaces 25b and 25c can be smoothly connected to each other, the surfaces may have other shapes.

【0083】次に、本発明の第3実施形態としての筒内
噴射型内燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストンにつ
いて説明すると、図12はその燃焼室の構成を示す模式
的な断面図である。本実施形態では、図12に示すよう
に、基本的には、第1実施形態と同様に構成されてい
る。すなわち、燃焼室3の上面はシリンダヘッド8の下
面によりペントルーフ形状に形成され、ピストン2の頂
面もシリンダヘッド8のペントルーフ形状に対応した山
型に形成されている。また、ピストン2には球面形状に
形成されたキャビティ25が設けられている。
Next, a cylinder injection type internal combustion engine and a piston for a cylinder injection type internal combustion engine as a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic sectional view showing the structure of the combustion chamber. is there. In this embodiment, as shown in FIG. 12, the configuration is basically the same as that of the first embodiment. That is, the upper surface of the combustion chamber 3 is formed in a pent roof shape by the lower surface of the cylinder head 8, and the top surface of the piston 2 is also formed in a mountain shape corresponding to the pent roof shape of the cylinder head 8. The piston 2 is provided with a cavity 25 formed in a spherical shape.

【0084】インジェクタ1の噴射孔は、直接燃焼室3
内に臨んで設けられており、燃料は燃焼室3内に直接噴
射されるようになっている。また、インジェクタ1は、
例えば図示しないコントローラにより制御され、インジ
ェクタ1から適切なタイミングで燃料が適量噴射される
ようになっている。そして、この燃料は、ピストン2の
キャビティ25に向けて噴射され、吸気弁4の上方に略
直立して設けられた吸気ポート9から吸気された空気と
上記燃料とが燃焼室3内で混合して混合気が生成され
る。その後、混合気は、燃焼室3内で点火プラグ6によ
り着火され、膨張(爆発)した後、排気ポート10から
排出される。なお、図中に示す符号のうち7はシリンダ
ブロック、8はシリンダヘッドである。
The injection hole of the injector 1 is directly connected to the combustion chamber 3
The fuel is directly injected into the combustion chamber 3. In addition, the injector 1
For example, controlled by a controller (not shown), the injector 1 injects an appropriate amount of fuel at an appropriate timing. Then, this fuel is injected toward the cavity 25 of the piston 2, and the air sucked from the intake port 9 provided substantially upright above the intake valve 4 and the fuel are mixed in the combustion chamber 3. A mixture is generated. Then, the air-fuel mixture is ignited by the ignition plug 6 in the combustion chamber 3, expanded (exploded), and then discharged from the exhaust port 10. In the figure, 7 is a cylinder block, and 8 is a cylinder head.

【0085】一方、この第3実施形態では、点火プラグ
6の取り付け位置や突出量の設定及びキャビティ容積比
の設定等の数値は厳密には規定されておらず、この点が
第1実施形態と異なっている。したがって、エンジンの
組み立て時や部品製造時の寸法管理を、第1実施形態や
第2実施形態に対して容易なものとすることができると
いう利点がある。すなわち、燃焼室3の形状を厳密に規
定しないため、エンジンを構成する部品、特に燃焼室形
状に関わる部品の寸法管理が容易になるとともに、エン
ジン組み立て時の組み立て精度の管理も容易となるので
ある。
On the other hand, in the third embodiment, numerical values such as the mounting position of the spark plug 6, the setting of the protruding amount, and the setting of the cavity volume ratio are not strictly defined, and this point is different from the first embodiment. Is different. Therefore, there is an advantage that the dimensional control at the time of assembling the engine or manufacturing the parts can be made easier than that of the first and second embodiments. That is, since the shape of the combustion chamber 3 is not strictly regulated, it is easy to manage the dimensions of the components that make up the engine, particularly the components that are related to the shape of the combustion chamber, and also to control the assembly accuracy during engine assembly. .

【0086】ところで、このように厳密に燃焼室3の形
状を規定しなかった場合であっても、ピストン2の凹部
25を球面状とし、ピストン2の頂面をペントルーフ型
とすることで以下のような作用,効果がある。すなわ
ち、吸気弁4の上方に略直立して延設された吸気ポート
9を介して吸気流が燃焼室3に取り入れられると、吸気
流は下方のピストン2に向かって流れた後、球面状のキ
ャビティ25に沿って上向きに案内されてタンブル流
(縦渦流)が形成される。そして、このタンブル流に燃
料を噴射することで層状の混合気が形成されるのであ
る。
By the way, even when the shape of the combustion chamber 3 is not strictly defined in this way, the recess 25 of the piston 2 is made spherical and the top surface of the piston 2 is made into a pent roof type as follows. There is such an action and effect. That is, when the intake flow is taken into the combustion chamber 3 through the intake port 9 that extends substantially upright above the intake valve 4, the intake flow flows toward the piston 2 below and then becomes spherical. A tumble flow (longitudinal vortex flow) is formed by being guided upward along the cavity 25. By injecting fuel into this tumble flow, a stratified mixture is formed.

【0087】また、ピストン2の頂面をシリンダヘッド
8のペントルーフ形状にほぼ沿うような山型に形成形成
することで、ピストン2の上昇時に、ピストン2とシリ
ンダヘッド8とで囲撓される空間を減少させることがで
きる。これにより、エンジンの圧縮比を大きくすること
ができ、エンジン出力を大きく向上させることができる
のである。
Further, by forming the top surface of the piston 2 into a mountain shape that substantially conforms to the pent roof shape of the cylinder head 8, a space surrounded by the piston 2 and the cylinder head 8 when the piston 2 rises. Can be reduced. As a result, the compression ratio of the engine can be increased and the engine output can be greatly improved.

【0088】したがって、低燃費と高出力との相反する
要素を高いレベルで成立させながらも、製造コストを低
減することができるのである。次に、本発明の第4実施
形態としての筒内噴射型内燃機関及び筒内噴射型内燃機
関用ピストンについて説明すると、図13はその要部と
しての燃焼室形状を示す模式的な断面図、図14はその
要部としてのピストンを示す模式的な平面図である。
Therefore, the manufacturing cost can be reduced while satisfying the contradictory factors of low fuel consumption and high output at a high level. Next, a cylinder injection internal combustion engine and a piston for a cylinder injection internal combustion engine as a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a combustion chamber shape as a main part thereof, FIG. 14 is a schematic plan view showing a piston as a main part thereof.

【0089】この第4実施形態では、上述した第1実施
形態と略同様に燃焼室3が構成されており、以下の構成
のみが異なっている。すなわち、この第4実施形態で
は、図13に示すように、吸気弁4側と排気弁5側とで
は、ピストン2の頂面からシリンダヘッド8の下面まで
の隙間の間隔が異なっており、吸気弁4側の隙間aの方
が排気弁5側の隙間bよりも大きくなるように設定され
ているのである。
In the fourth embodiment, the combustion chamber 3 is constructed in substantially the same manner as in the first embodiment described above, except for the following construction. That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the intake valve 4 side and the exhaust valve 5 side have different gap distances from the top surface of the piston 2 to the lower surface of the cylinder head 8, and The clearance a on the valve 4 side is set to be larger than the clearance b on the exhaust valve 5 side.

【0090】これらの隙間aと隙間bとの差はあまり大
きなものではなく、第1実施形態で説明した容積比に対
して大きな影響を与えるものではない。つまり、キャビ
ティ25の容積をVa、ピストン2が上死点位置にある
ときの吸気弁側傾斜下面8aと吸気弁側傾斜上面2aと
の間の容積をVb、又ピストン2が上死点位置にあると
きの排気弁側傾斜下面2bと排気弁側傾斜上面2bとの
間の容積をVcとすると、(Va+Vb)/(Va+V
b+Vc)の値は、第1実施形態と同様に、0.4〜
0.6の間になるように設定されている。
The difference between the gap a and the gap b is not so large and does not exert a great influence on the volume ratio described in the first embodiment. That is, the volume of the cavity 25 is Va, the volume between the intake valve-side inclined lower surface 8a and the intake valve-side inclined upper surface 2a when the piston 2 is at the top dead center position is Vb, and the piston 2 is at the top dead center position. Assuming that the volume between the exhaust valve side inclined lower surface 2b and the exhaust valve side inclined upper surface 2b at a given time is Vc, (Va + Vb) / (Va + V
The value of (b + Vc) is 0.4 to 0.4, as in the first embodiment.
It is set to be between 0.6.

【0091】また、キャビティ25の形状はやはり球面
状に形成されている。これは、第1実施形態でも説明し
たように、キャビティ25を球面形状に形成すること
で、ピストン2のキャビティ容積Vaに対するキャビテ
ィ表面積を最小にすることができるからである。そし
て、キャビティ表面積を最小にすることで、熱損失を小
さくすることができ、燃焼効率を向上させることができ
るのである。
The cavity 25 is also formed into a spherical shape. This is because, as described in the first embodiment, by forming the cavity 25 in the spherical shape, the cavity surface area with respect to the cavity volume Va of the piston 2 can be minimized. Then, by minimizing the surface area of the cavity, heat loss can be reduced and combustion efficiency can be improved.

【0092】さて、ここで、吸気弁4側の隙間aが排気
弁5側の隙間bよりも大きく設定されている理由につい
て説明する。すなわち、上記第1実施形態でも詳述した
ように、燃焼室3の表面積が小さくなる程熱損失が小さ
くなり、燃焼効率を向上させることができるので、燃焼
室3の容積や圧縮比を変更することなく、燃焼室3の表
面積を小さくしたい。
Now, the reason why the gap a on the intake valve 4 side is set larger than the gap b on the exhaust valve 5 side will be described. That is, as described in detail in the first embodiment, as the surface area of the combustion chamber 3 becomes smaller, the heat loss becomes smaller and the combustion efficiency can be improved. Therefore, the volume and the compression ratio of the combustion chamber 3 are changed. Without reducing the surface area of the combustion chamber 3.

【0093】しかしながら、すでに説明したように、筒
内噴射型内燃機関では、ピストン2及び燃焼室3の形状
や容積、また、点火プラグ6の配設位置により、機関の
出力特性や燃費性能が大きく変化してしまい、第1実施
形態の燃焼室形状を大きく変更すると出力特性と燃費性
能とのバランスを損なってしまうおそれがある。そこ
で、上記第1実施形態で説明したような燃焼室3の形状
をほとんど変更せずに表面積を減少させるべく、ピスト
ン2の吸気弁側上面2aを、上記第1実施形態で説明し
たものに比べて吸気弁4から遠ざけ、排気弁側傾斜上面
2bを上記第1実施形態で説明したものに比べて僅かに
排気弁5に近づけるように構成されている。つまり、燃
焼室3内において、吸気弁隙間aと排気弁側隙間bとの
間でa>bの関係が成立するように設定されているので
ある。
However, as described above, in the in-cylinder injection type internal combustion engine, the output characteristics and the fuel consumption performance of the engine are large depending on the shapes and volumes of the piston 2 and the combustion chamber 3 and the positions where the spark plugs 6 are arranged. If the shape of the combustion chamber in the first embodiment is significantly changed, the balance between the output characteristics and the fuel efficiency may be impaired. Therefore, in order to reduce the surface area without changing the shape of the combustion chamber 3 as described in the first embodiment, the intake valve side upper surface 2a of the piston 2 is compared with that described in the first embodiment. And the exhaust valve side inclined upper surface 2b is slightly closer to the exhaust valve 5 as compared with the one described in the first embodiment. That is, in the combustion chamber 3, the relation of a> b is established between the intake valve gap a and the exhaust valve side gap b.

【0094】このような構成によれば、ピストン2にお
ける排気弁側上面2bの表面積はほとんど変化しない
が、吸気弁側上面2aでは、排気弁側上面2bの表面積
の変化よりも大きな割合で表面積が減少することにな
る。これは、図14に示すように、キャビティ25の大
部分がピストン2の吸気弁側に設けられているからであ
り、このため、ピストン2の吸気弁側上面2aを下方に
移動すると、この分だけキャビティ25の表面積(特に
吸気弁側上面2aに対して縦方向の表面積)も減少する
ことになるからである。つまり、吸気弁側上面2aと排
気弁側上面2bとでは、上下方向に面を移動したときに
変化する表面積が、吸気弁側上面2aの方が多いのであ
る。
According to this structure, the surface area of the exhaust valve side upper surface 2b of the piston 2 hardly changes, but the surface area of the intake valve side upper surface 2a is larger than that of the exhaust valve side upper surface 2b. Will decrease. This is because most of the cavity 25 is provided on the intake valve side of the piston 2 as shown in FIG. 14. Therefore, when the upper surface 2a of the piston 2 on the intake valve side is moved downward, this amount is reduced by this amount. This is because the surface area of the cavity 25 (particularly the surface area in the vertical direction with respect to the intake valve side upper surface 2a) is also reduced. That is, the intake valve-side upper surface 2a and the exhaust valve-side upper surface 2b have a larger surface area that changes when the surfaces are moved in the vertical direction on the intake valve-side upper surface 2a.

【0095】また、ピストン2の吸気弁側上面2aの表
面積のうちのシリンダヘッド下面に対向する面積(図1
4の面積S1 参照)と、排気弁側上面2bの表面積のう
ちのシリンダヘッド下面に対向する面積(図14の面積
2 参照)とでは、キャビティ25の存在する分だけ吸
気弁側上面2aの方が小さいので、第1実施形態のもの
と同等の圧縮比を確保しながら、吸気弁隙間aと排気弁
側隙間bとを変更するためには、吸気弁側上面2aの吸
気弁4から遠ざける量を、排気弁側傾斜上面2bを排気
弁5に近づける量よりも大きくする必要がある。したが
って、このような構成からも、吸気弁側上面2aの全体
の表面積の減少する量が、排気弁側上面2bの表面積増
加量よりもさらに大きくなるのである。なお、このよう
な構成で第1実施形態のものと同等の圧縮比を確保しよ
うとすると、吸気弁側上面2aを吸気弁4から遠ざける
量は、排気弁側上面2bを排気弁5に近づける量の約2
倍程度となる。
Further, of the surface area of the intake valve side upper surface 2a of the piston 2, the area facing the cylinder head lower surface (see FIG. 1).
4 reference area S 1) of the cylinder in the area opposed to (see the area S 2 of FIG. 14) in the head lower surface, an amount corresponding intake valve side upper surface 2a in the presence of the cavity 25 of the surface area of the exhaust valve-side top surface 2b Therefore, in order to change the intake valve gap a and the exhaust valve side gap b while ensuring the same compression ratio as in the first embodiment, the intake valve 4 on the intake valve side upper surface 2a is It is necessary to make the distance away from the exhaust valve-side inclined upper surface 2b closer to the exhaust valve 5. Therefore, also from such a configuration, the amount of decrease in the total surface area of the intake valve side upper surface 2a becomes larger than the amount of increase in the surface area of the exhaust valve side upper surface 2b. In order to secure the same compression ratio as that of the first embodiment with such a configuration, the amount by which the intake valve side upper surface 2a is moved away from the intake valve 4 is the amount by which the exhaust valve side upper surface 2b is brought closer to the exhaust valve 5. About 2
It will be about double.

【0096】このようにして、吸気弁隙間aを排気弁側
隙間bよりも大きくなるように設定することで、燃焼室
3の表面積をさらに減少させることができ、熱損失を小
さくすることができ、燃焼効率を向上させることができ
るのである。なお、図13及び図14における2点鎖線
は、第1実施形態に相当するピストン2の頂面形状であ
る。
In this way, by setting the intake valve gap a to be larger than the exhaust valve side gap b, the surface area of the combustion chamber 3 can be further reduced and the heat loss can be reduced. The combustion efficiency can be improved. The two-dot chain line in FIGS. 13 and 14 is the top surface shape of the piston 2 corresponding to the first embodiment.

【0097】本発明の第4実施形態としての筒内噴射型
内燃機関及び筒内噴射型内燃機関用ピストンは、上述の
ように構成されているので、上記第1実施例と同様な作
用及び効果があるほか、以下のような作用,効果を有す
る。すなわち、吸気弁隙間aが排気弁側隙間bよりも大
きくなるように設定することで、燃焼室3の表面積をさ
らに減少させることができ、熱損失を小さくすることが
でき、燃焼効率を向上させることができるのである。な
お、このような構成により、第1実施形態の燃効率に対
して、本第4実施形態では、例えば約2%程度上昇す
る。
Since the cylinder injection type internal combustion engine and the piston for the cylinder injection type internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention are configured as described above, the same operation and effect as those of the first embodiment described above. In addition, it has the following actions and effects. That is, by setting the intake valve gap a to be larger than the exhaust valve side gap b, the surface area of the combustion chamber 3 can be further reduced, heat loss can be reduced, and combustion efficiency can be improved. It is possible. With such a configuration, the fuel efficiency of the fourth embodiment is increased by, for example, about 2% with respect to the fuel efficiency of the first embodiment.

【0098】また、このようなピストン2の形状、すな
わち、吸気弁隙間aと排気弁側隙間bとの間でa>bと
なるような燃焼室3形状を、上記第2実施形態に適用し
てもよい。そして、このように第2実施形態を構成した
場合も、やはり上述のように燃焼室3の表面積を減少さ
せることができ、熱損失を小さくすることができる。そ
して、これにより燃焼効率を向上させることができると
いう利点がある。
Further, such a shape of the piston 2, that is, the shape of the combustion chamber 3 in which a> b between the intake valve clearance a and the exhaust valve side clearance b is applied to the second embodiment. May be. Even when the second embodiment is configured in this way, the surface area of the combustion chamber 3 can be reduced and the heat loss can be reduced, as described above. Then, there is an advantage that the combustion efficiency can be improved.

【0099】そして、この場合は、吸気弁側上面2aの
シリンダヘッド下面に対向する面積が、第1実施形態の
ものに比べてさらに小さいので、吸気弁側上面2aを吸
気弁4から遠ざける量を、第1実施形態のピストン2よ
りも大きくすることができ、熱損失を小さくする効果が
さらに顕著なものとなる。
In this case, the area of the intake valve side upper surface 2a facing the lower surface of the cylinder head is smaller than that of the first embodiment. Therefore, the amount by which the intake valve side upper surface 2a is separated from the intake valve 4 is set. The piston 2 can be made larger than the piston 2 of the first embodiment, and the effect of reducing heat loss becomes more remarkable.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の筒内噴射型内燃機関によれば、シリンダヘッドの
下面とピストンの頂面とで上下を区画される燃焼室と、
該燃焼室の上面の一側に配設された吸気弁と、該燃焼室
の上面の他側に配設された排気弁と、該燃焼室内に直接
燃料を噴射するように配設された燃料噴射弁とをそなえ
た、筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室の上面を形
成する該シリンダヘッド下面が、該一側に形成された吸
気弁側傾斜下面と該他側に形成された排気弁側傾斜下面
とからなるペントルーフ形状に形成され、点火プラグが
該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部近傍に配設さ
れるとともに、該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂
面が、該吸気弁側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそ
れぞれ対応するように形成された吸気弁側傾斜上面及び
排気弁側傾斜上面を有する該ペントルーフ形状に形成さ
れ、少なくとも、該ピストン頂面の吸気弁側傾斜上面
に、凹部が設けられ、該燃料噴射弁が、該凹部に噴射燃
料を供給するように設けられるという構成により、圧縮
比の高い筒内噴射型内燃機関を実現することができ、出
力を大きく向上させることができる。すなわち、燃焼室
全体の容積に対するピストンの凹部の容積の割合を大き
くすることができるので、圧縮比を高く設定することが
でき、高出力化することができるのである。
As described in detail above, according to the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 1, a combustion chamber which is vertically divided by the lower surface of the cylinder head and the top surface of the piston,
An intake valve arranged on one side of the upper surface of the combustion chamber, an exhaust valve arranged on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel arranged to inject fuel directly into the combustion chamber. In a cylinder injection type internal combustion engine having an injection valve, the cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber has an intake valve side inclined lower surface formed on the one side and an exhaust gas formed on the other side. The ignition plug is disposed in the vicinity of the top of the upper surface of the combustion chamber having the pent roof shape, and the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber has The pentroof shape having an intake valve side inclined upper surface and an exhaust valve side inclined upper surface formed corresponding to the valve side inclined lower surface and the exhaust valve side inclined lower surface, respectively, at least the intake valve side of the piston top surface The sloped upper surface is provided with a recess Fuel injection valve, the configuration that is provided to supply the injected fuel recess, high-cylinder injection type internal combustion engine compression ratio can be realized, it is possible to greatly improve the output. That is, since the ratio of the volume of the recess of the piston to the volume of the entire combustion chamber can be increased, the compression ratio can be set high and the output can be increased.

【0101】また、請求項2記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項1記載の構成に加えて、
該ピストン頂面に、該吸気弁側傾斜上面及び該排気弁側
傾斜上面を区画する稜線が形成されるという構成によ
り、燃焼室が吸気弁側と排気弁側とでそれぞれに対応す
る形状となり、吸気弁側と排気弁側とで燃焼室の役割を
分担させることができるという利点がある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 2, in addition to the configuration of claim 1,
With the configuration in which a ridge line that partitions the intake valve-side inclined upper surface and the exhaust valve-side inclined upper surface is formed on the piston top surface, the combustion chamber has a shape corresponding to each of the intake valve side and the exhaust valve side, There is an advantage that the role of the combustion chamber can be shared between the intake valve side and the exhaust valve side.

【0102】また、請求項3記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項2記載の構成に加えて、
該凹部が、該稜線を分断するよう該排気弁側傾斜上面ま
で延びて形成されるという構成により、燃焼室内の凹部
の容積と燃焼室全体の容積との比を最適に設定するのが
容易となり、高燃費と高出力とを両立することができる
という利点がある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 3, in addition to the structure of claim 2,
Since the recess is formed so as to extend to the exhaust valve side inclined upper surface so as to divide the ridge line, it becomes easy to optimally set the ratio of the volume of the recess in the combustion chamber to the volume of the entire combustion chamber. The advantage is that both high fuel efficiency and high output can be achieved at the same time.

【0103】また、請求項4記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項1〜3のいずれかに記載
の構成に加えて、該凹部が、球面により形成されるとい
う構成により、ピストンの凹部の容積に対する凹部の表
面積を最小にすることができる。また、これにより、熱
損失を減少させることができ、燃焼効率を向上させるこ
とができるという利点がある。さらに、凹部を球面状に
形成することで、燃焼室内において吸気流による渦状の
流れ、即ちタンブル流の形成が促進され、層状燃焼を行
ないやすくなるという利点もある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 4, in addition to the structure described in any one of claims 1 to 3, the recess is formed by a spherical surface. The configuration can minimize the surface area of the recess relative to the volume of the recess of the piston. Also, this has the advantage that heat loss can be reduced and combustion efficiency can be improved. Further, by forming the concave portion in a spherical shape, there is an advantage that the formation of a vortex flow due to the intake air flow, that is, a tumble flow is promoted in the combustion chamber, and the stratified combustion is facilitated.

【0104】また、請求項5記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項1〜3のいずれかに記載
の構成に加えて、少なくとも該ピストン頂面の上記一側
の外周端部には平坦部が形成され、該凹部は、該平坦部
よりなだらかに形成され燃焼室内に導入された吸気流が
該凹部に流入する際の流入部と、該凹部内に流入した吸
気流を上記点火プラグ近傍に向かうよう案内するなだら
かに隆起した隆起部と、該流入部と該隆起部とを接続す
る略平坦面に形成された接続部とから構成されるという
構成により、燃焼室内で確実にタンブル流を形成するこ
とができるという利点がある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 5, in addition to the structure described in any one of claims 1 to 3, at least the one side of the top surface of the piston is provided. A flat portion is formed at the outer peripheral end, the concave portion is formed more gently than the flat portion, and the intake flow introduced into the combustion chamber flows into the concave portion and the intake air flowing into the concave portion. The combustion chamber has a configuration in which it is composed of a gently raised ridge that guides the flow toward the vicinity of the spark plug, and a connection portion formed on a substantially flat surface that connects the inflow portion and the ridge. There is an advantage that a tumble flow can be reliably formed with.

【0105】また、請求項6記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、シリンダヘッドの下面とピストンの
頂面とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の上面の
一側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他側に配
設された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射するよ
うに配設された燃料噴射弁とをそなえた、筒内噴射型内
燃機関において、該燃焼室の上面を形成する該シリンダ
ヘッド下面が、該一側に形成された吸気弁側傾斜下面と
該他側に形成された排気弁側傾斜下面とからなるペント
ルーフ形状に形成され、点火プラグが該ペントルーフ形
状の該燃焼室上面の頂部近傍に配設されるとともに、該
燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面が、該吸気弁側
傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれぞれ対応するよ
うに形成された吸気弁側傾斜上面及び排気弁側傾斜上面
により該ペントルーフ形状にほぼ沿うような山型に形成
され、該ピストン頂面の該吸気弁側傾斜上面に、互いに
中心を隣接された2つの球面とこれらの2つの球面間を
滑らかに接続する接続面とから形成された凹部が設けら
れるという構成により、ピストンの凹部の容積を大きく
しながらも凹部の表面積を比較的小さく形成することが
でき、出力特性をほとんど低下させることなく燃費を向
上させることができるという利点がある。
According to the sixth aspect of the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention, one of the combustion chamber defined by the lower surface of the cylinder head and the top surface of the piston and the upper surface of the combustion chamber is defined. An intake valve disposed on the side, an exhaust valve disposed on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve disposed so as to directly inject fuel into the combustion chamber. In a cylinder injection internal combustion engine, the lower surface of the cylinder head forming the upper surface of the combustion chamber is composed of an inclined lower surface on the intake valve side formed on the one side and an inclined lower surface on the exhaust valve side formed on the other side. The ignition plug is formed in a pent roof shape, the ignition plug is disposed near the top of the upper surface of the combustion chamber in the pent roof shape, and the top surface of the piston forming the lower surface of the combustion chamber has a lower inclined surface on the intake valve side and the exhaust gas. Suctions formed to correspond to the valve-side inclined lower surface The sloping upper surface on the valve side and the sloping upper surface on the exhaust valve side are formed in a mountain shape that substantially conforms to the pent roof shape. With the configuration in which the concave portion formed by the connecting surface that smoothly connects the two spherical surfaces is provided, the surface area of the concave portion can be formed to be relatively small while the volume of the concave portion of the piston is increased, and the output characteristics can be improved. There is an advantage that the fuel efficiency can be improved with almost no decrease.

【0106】また、請求項7記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項6記載の構成に加えて、
該2つの球面の中心が、該ピストンの上面視において、
ピストンピンの配設方向に直交し、且つピストンの中心
を通る軸線に対して、それぞれ同じ距離だけ互いに逆方
向にオフセットされた位置に設定されるという構成によ
り、ピストンの形状を左右対象に形成することができ
る。これにより燃焼室内で、燃焼のバラツキがなくな
り、燃料の燃焼状態が安定したものとなるという利点が
ある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 7, in addition to the structure of claim 6,
The centers of the two spherical surfaces are, in a top view of the piston,
The pistons are formed symmetrically with respect to each other by the positions that are orthogonal to the arrangement direction of the piston pins and are offset by the same distance in opposite directions with respect to the axis passing through the center of the pistons. be able to. This has the advantage that there is no variation in combustion within the combustion chamber and the combustion state of the fuel is stable.

【0107】また、請求項8記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項4,6,7のいずれかに
記載の構成に加えて、該凹部が、該ピストンの吸気弁側
上部に中心を有する仮想球面の一部として形成され、該
ピストンの頂点及び該ピストンの吸気弁側傾斜上面の下
端が、該仮想球面内に包含されるように構成されること
により、点火プラグを凹部内に配設しやすくなるという
利点がある。また、タンブル流の生成も促進することが
できるという利点もある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 8, in addition to the structure as set forth in any one of claims 4, 6, and 7, the concave portion is the intake air of the piston. Ignition is formed as a part of a virtual spherical surface centered on the valve side upper part, and the apex of the piston and the lower end of the intake valve side inclined upper surface of the piston are configured to be included in the virtual spherical surface. There is an advantage that the plug can be easily arranged in the recess. There is also an advantage that the generation of the tumble flow can be promoted.

【0108】また、請求項9記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関によれば、上記請求項4,6〜8のいずれかに
記載の構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあると
き、該燃料噴射弁の噴射口と該吸気弁の弁体とがそれぞ
れ該仮想球面内に包含され、且つ点火プラグの放電電極
の発火点が該凹部内に包含されるように構成されること
により、凹部に燃料濃度の濃い混合気を生成することが
できるという利点がある。そして、これにより燃焼効率
を高めることができるという利点がある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 9, in addition to the structure as set forth in any one of claims 4, 6 to 8, the piston is located at the top dead center position. In some cases, the injection port of the fuel injection valve and the valve element of the intake valve are included in the virtual spherical surface, and the ignition point of the discharge electrode of the spark plug is included in the recess. As a result, there is an advantage that an air-fuel mixture having a high fuel concentration can be generated in the recess. Then, there is an advantage that the combustion efficiency can be increased.

【0109】また、請求項10記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、上記請求項1〜9のいずれかに記
載の構成に加えて、該ピストンの該排気弁側傾斜上面
が、該シリンダヘッドの該排気弁側下面よりも小さな傾
斜角に設定され、該シリンダヘッドの該排気弁側傾斜下
面と該ピストンの該排気弁側傾斜上面とにより該燃焼室
の中心側に向けて相互間距離が広がるように形成され、
該ピストンの上死点位置において、断面が略楔状となる
火炎浸入空間が形成されるという構成により、燃焼室内
で均一に火炎を伝播させることができ、ムラのない燃焼
を実現することができるという利点がある。また、燃焼
室の排気弁側の空間の容積を変更することもなく、凹部
の容積比の設定に何ら影響を与えないという利点も有し
ている。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 10, in addition to the structure as set forth in any of claims 1 to 9, the inclined upper surface of the piston on the exhaust valve side is An inclination angle smaller than that of the exhaust valve side lower surface of the cylinder head, and toward the center side of the combustion chamber by the exhaust valve side inclined lower surface of the cylinder head and the exhaust valve side inclined upper surface of the piston. It is formed so that the mutual distance widens,
With the configuration in which the flame penetration space having a substantially wedge-shaped cross section is formed at the top dead center position of the piston, the flame can be uniformly propagated in the combustion chamber, and uniform combustion can be realized. There are advantages. Further, there is an advantage that the volume of the space on the exhaust valve side of the combustion chamber is not changed and the setting of the volume ratio of the recess is not affected at all.

【0110】また、請求項11記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、上記請求項1〜10のいずれかに
記載の構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあると
きの燃焼室容積のうち、該凹部内の容積及び該凹部の上
方の該ピストン上面と該シリンダヘッド下面との間の容
積と、該ピストンが上死点位置にあるときの該燃焼室の
全容積との比が0.4〜0.6の間に設定されるという
構成により、燃焼室内での各容積比を最適値とすること
ができ、高燃費と高出力とを両立することができる。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 11, when the piston is at the top dead center position in addition to the structure as set forth in any one of claims 1 to 10 above. Of the combustion chamber volume, the volume between the recess and the space between the piston upper surface and the cylinder head lower surface above the recess, and the total volume of the combustion chamber when the piston is at the top dead center position. With the configuration in which the ratio of and is set between 0.4 and 0.6, each volume ratio in the combustion chamber can be set to an optimum value, and high fuel efficiency and high output can both be achieved.

【0111】また、請求項12記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、上記請求項1〜11のいずれかに
記載の構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあると
き、該点火プラグの該放電電極と該凹部の表面とが近接
するように配設されるという構成により、燃費の向上と
出力の向上とをバランス良く達成できるという利点があ
る。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 12, in addition to the structure as set forth in any one of claims 1 to 11, when the piston is at the top dead center position. The configuration in which the discharge electrode of the spark plug and the surface of the recess are arranged close to each other has an advantage that the improvement of fuel consumption and the improvement of output can be achieved in a well-balanced manner.

【0112】また、請求項13記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、上記請求項1〜12のいずれかに
記載の構成に加えて、該ピストンが上死点位置にあると
き、該ピストンと該排気弁との近接部分の間隔が5mm
から8mmの間に設定されるという構成により、凹部に
向けて噴射された燃料を着火時に凹部内に滞留させ、吸
気と燃料との層状化を促進することができるという利点
がある。また、これにより熱効率の高い燃焼状態を実現
することができ、やはり、最高出力を向上させることが
できるという利点も有している。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 13, when the piston is at the top dead center position in addition to the structure as set forth in any of claims 1 to 12, , The distance between the piston and the exhaust valve is 5 mm
With the configuration of between 8 mm and 8 mm, there is an advantage that the fuel injected toward the concave portion can be retained in the concave portion at the time of ignition, and stratification of the intake air and the fuel can be promoted. In addition, this has the advantage that a combustion state with high thermal efficiency can be realized and the maximum output can be improved.

【0113】また、請求項14記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、上記請求項1〜6のいずれかに記
載の構成に加えて、該ピストンが上死点にあるとき、該
ピストンと該排気弁との近接部分の間隔が、該ピストン
と該吸気弁との近接部分の間隔よりも小さくなるように
配設されるという構成により、燃焼室全体の容積比をほ
とんど変更することなく、燃焼室内の表面積を低減する
ことができるので、熱損失が低減する。これにより燃焼
効率が向上し、高出力と高燃費とを高い次元で両立させ
ることができるという利点がある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 14, in addition to the structure as set forth in any of claims 1 to 6, when the piston is at the top dead center, The volume ratio of the entire combustion chamber is almost changed by the configuration in which the interval between the piston and the exhaust valve is smaller than the interval between the piston and the intake valve. The heat loss can be reduced because the surface area inside the combustion chamber can be reduced without the need. As a result, there is an advantage that combustion efficiency is improved, and high output and high fuel efficiency can be compatible at a high level.

【0114】また、請求項15記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、上記請求項1〜6のいずれかに記
載の構成に加えて、該燃焼室の上面を形成する該吸気弁
側傾斜下面と該排気弁側傾斜下面とが、それぞれ略平坦
に形成されるという構成により、燃焼室内で発生する縦
渦流の形成を促進することができ、縦渦流を強化させる
ことができる。これにより、さらに安定した層状燃焼を
行なうことができるという利点がある。
According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 15, in addition to the structure as set forth in any one of claims 1 to 6, the intake air forming the upper surface of the combustion chamber is formed. With the configuration in which the valve-side inclined lower surface and the exhaust valve-side inclined lower surface are formed substantially flat, it is possible to promote the formation of the vertical vortex flow generated in the combustion chamber and to strengthen the vertical vortex flow. This has the advantage that more stable stratified combustion can be performed.

【0115】また、請求項16記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンによれば、シリンダヘッドの下面
とピストンの頂面とで上下を区画される燃焼室と、該燃
焼室の上面の一側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上
面の他側に配設された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料
を噴射するように配設された燃料噴射弁とをそなえ、該
燃焼室の上面を形成する該シリンダヘッド下面が、該一
側に形成された吸気弁側傾斜下面と該他側に形成された
排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形成さ
れ、点火プラグが該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の
頂部近傍に配設された筒内噴射型内燃機関に用いられる
ピストンにおいて、該燃焼室の下面を形成する該ピスト
ン頂面が、該吸気弁側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面
にそれぞれ対応するように形成された吸気弁側傾斜上面
及び排気弁側傾斜上面を有する該ペントルーフ形状に形
成されるとともに、少なくとも、該ピストン頂面の吸気
弁側傾斜上面に、凹部が設けられるという構成により、
低燃費と高出力とを両立させることができる。
According to the piston for a cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as defined in claim 16, a combustion chamber which is vertically divided by a lower surface of the cylinder head and a top surface of the piston, and an upper surface of the combustion chamber. An intake valve disposed on one side of the combustion chamber, an exhaust valve disposed on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve disposed to directly inject fuel into the combustion chamber. The cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber is formed in a pent roof shape including an intake valve side inclined lower surface formed on the one side and an exhaust valve side inclined lower surface formed on the other side, and ignition is performed. In a piston used in an in-cylinder injection type internal combustion engine in which a plug is arranged near the top of the upper surface of the combustion chamber having the pent roof shape, the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber has a lower surface inclined toward the intake valve. And the inclined lower surface on the exhaust valve side. Is formed into the pent-roof shape with the formed intake valve side inclined upper surface and the exhaust valve-side inclined upper surface as at least the intake valve side inclined upper surface of the piston top surface, the configuration of the recess is provided,
It is possible to achieve both low fuel consumption and high output.

【0116】また、請求項17記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンによれば、上記請求項16記載の
構成に加えて、該凹部が、球面状に形成されるという構
成により、熱損失を低減しながらも圧縮比を高めること
ができる。また、請求項18記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関用ピストンによれば、上記請求項16記載の構
成に加えて、該凹部の底面が、略平坦に形成されるとい
う構成により、コストを低減することができる。
According to the cylinder injection type internal combustion engine piston of the present invention described in claim 17, in addition to the structure described in claim 16, the concave portion is formed in a spherical shape. The compression ratio can be increased while reducing the heat loss. According to the piston for an in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 18, in addition to the structure described in claim 16, the bottom surface of the recess is formed to be substantially flat. Can be reduced.

【0117】また、請求項19記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンによれば、上記請求項16記載の
構成に加えて、該凹部に隣接して、該点火プラグ近傍の
空間を確保するための凹所が形成されるという構成によ
り、確実な着火を実現でき、ミスファイアをなくすこと
ができる。また、請求項20記載の本発明の筒内噴射型
内燃機関用ピストンによれば、上記請求項16記載の構
成に加えて、該凹部に隣接して、該ピストンの該排気弁
側傾斜下面に凹所が形成されるという構成により、排気
弁とのクリアランスを十分確保することができる。
According to the cylinder injection type internal combustion engine piston of the present invention as set forth in claim 19, in addition to the structure of claim 16, a space adjacent to the recess is provided in the vicinity of the spark plug. Due to the configuration in which the recess for ensuring is formed, reliable ignition can be realized and misfire can be eliminated. Further, according to the piston for a direct injection internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 20, in addition to the configuration of claim 16, the piston is provided adjacent to the recess and on the exhaust valve side inclined lower surface of the piston. With the configuration in which the recess is formed, a sufficient clearance with the exhaust valve can be secured.

【0118】また、請求項21記載の本発明の筒内噴射
型内燃機関用ピストンによれば、シリンダヘッドの下面
とピストンの頂面とで上下を区画される燃焼室と、該燃
焼室の上面の一側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上
面の他側に配設された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料
を噴射するように配設された燃料噴射弁とをそなえ、該
燃焼室の上面を形成する該シリンダヘッド下面が、該一
側に形成された吸気弁側傾斜下面と該他側に形成された
排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形成さ
れ、点火プラグが該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の
頂部近傍に配設された筒内噴射型内燃機関に用いられる
ピストンにおいて、該燃焼室の下面を形成する該ピスト
ン頂面が、該吸気弁側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面
にそれぞれ対応するように形成された吸気弁側傾斜上面
及び排気弁側傾斜上面により該ペントルーフ形状にほぼ
沿うような山型に形成されるとともに、該ピストン頂面
の該吸気弁側傾斜上面に、互いに中心を隣接された2つ
の球面とこれらの2つの球面間を滑らかに接続する接続
面とから形成された凹部が設けられるという構成によ
り、ピストンの凹部の容積を大きくしながらも凹部の表
面積を比較的小さく形成することができ、出力特性をほ
とんど低下させることなく燃費を向上させることができ
るという利点がある。
According to the piston for a cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 21, a combustion chamber which is vertically divided by a lower surface of the cylinder head and a top surface of the piston, and an upper surface of the combustion chamber. An intake valve disposed on one side of the combustion chamber, an exhaust valve disposed on the other side of the upper surface of the combustion chamber, and a fuel injection valve disposed to directly inject fuel into the combustion chamber. The cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber is formed in a pent roof shape including an intake valve side inclined lower surface formed on the one side and an exhaust valve side inclined lower surface formed on the other side, and ignition is performed. In a piston used in an in-cylinder injection type internal combustion engine in which a plug is arranged near the top of the upper surface of the combustion chamber having the pent roof shape, the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber has a lower surface inclined toward the intake valve. And the inclined lower surface on the exhaust valve side. The intake valve-side inclined upper surface and the exhaust valve-side inclined upper surface are formed in a mountain shape that substantially follows the pent roof shape, and the centers are adjacent to the intake valve-side inclined upper surface of the piston top surface. Due to the configuration in which the concave portion formed by the two spherical surfaces that are formed and the connecting surface that smoothly connects these two spherical surfaces is provided, the surface area of the concave portion is formed to be relatively small while the volume of the concave portion of the piston is increased. Therefore, there is an advantage that fuel efficiency can be improved with almost no deterioration in output characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関における燃焼室の構成を示す模式的な断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a combustion chamber in a direct injection internal combustion engine as a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関における要部としてのピストンの形状を示す模式図
であって、(a)はその上面図、(b)はその正面図、
(c)は(b)におけるA1−A1断面図である。
2A and 2B are schematic diagrams showing the shape of a piston as a main part in a cylinder injection type internal combustion engine as a first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a top view thereof, and FIG. ,
(C) is an A1-A1 sectional view in (b).

【図3】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関におけるピストンの頂面とシリンダヘッドの下面と
の相対的な位置関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relative positional relationship between a top surface of a piston and a bottom surface of a cylinder head in a direct injection internal combustion engine as a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関における燃焼室の全容積とピストンの凹部の容積と
の比を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a ratio between the total volume of the combustion chamber and the volume of the recess of the piston in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関におけるピストンの凹部形状の容積比の変化に伴う
機関の特性の変化を説明するためのグラフである。
FIG. 5 is a graph for explaining a change in the characteristics of the engine with a change in the volume ratio of the recessed shape of the piston in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関におけるピストンの凹部形状の他の例を示すための
ピストンの模式図であって、(a)はその上面図、
(b)はその正面図、(c)は(b)におけるA3−A
3断面図である。
FIG. 6 is a schematic view of a piston for showing another example of the concave shape of the piston in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention, (a) is a top view thereof,
(B) is the front view, (c) is A3-A in (b).
It is 3 sectional drawing.

【図7】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関におけるピストンの凹部形状の他の例を示すための
ピストンの模式図であって、(a)はその上面図、
(b)はその正面図、(c)は(b)におけるA4−A
4断面図である。
FIG. 7 is a schematic view of a piston for showing another example of the recessed shape of the piston in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention, (a) is a top view thereof,
(B) is the front view, (c) is A4-A in (b).
FIG. 4 is a sectional view.

【図8】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関における作用を説明するためのグラフである。
FIG. 8 is a graph for explaining the operation of the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃
機関における作用を説明するためのグラフである。
FIG. 9 is a graph for explaining the operation of the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関における燃焼室の形状の差による燃費及びHC排
出量の変化特性を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the change characteristics of fuel consumption and HC emission amount due to the difference in the shape of the combustion chamber in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関における要部としてのピストンの形状を示す模式
図であって、(a)はその上面図、(b)はその正面
図、(c)は(b)におけるA2−A2断面図である。
FIG. 11 is a schematic view showing a shape of a piston as a main part in a cylinder injection type internal combustion engine as a second embodiment of the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a front view thereof. , (C) is an A2-A2 sectional view in (b).

【図12】本発明の第3実施形態としての筒内噴射型内
燃機関における燃焼室の構成を示す模式的な断面図であ
る。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a combustion chamber in a cylinder injection type internal combustion engine as a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4実施形態としての筒内噴射型内
燃機関における燃焼室の構成を示す模式的な断面図であ
る。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a configuration of a combustion chamber in a cylinder injection type internal combustion engine as a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第4実施形態としての筒内噴射型内
燃機関におけるピストンの形状を示す模式的な平面図で
ある。
FIG. 14 is a schematic plan view showing the shape of a piston in a cylinder injection internal combustion engine as a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す平面図で
ある。
FIG. 15 is a plan view showing a piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a first embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す正面図で
ある。
FIG. 16 is a front view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す底面図で
ある。
FIG. 17 is a bottom view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the invention.

【図18】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す左側面図
である。
FIG. 18 is a left side view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図19】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す右側面図
である。
FIG. 19 is a right side view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図20】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す背面図で
あって、図16に示す正面図と対称に表れる図である。
FIG. 20 is a rear view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention, and is a view symmetrical to the front view shown in FIG. 16;

【図21】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す断面図で
あって、図19に示す右側面図におけるA−A断面図で
ある。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line AA in the right side view shown in FIG. 19;

【図22】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す断面図で
あって、図16に示す正面図におけるB−B断面図であ
る。
22 is a cross-sectional view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the present invention, and is a BB cross-sectional view in the front view shown in FIG.

【図23】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す平面図である。
FIG. 23 is a plan view showing a piston shape of a first modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図24】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す正面図である。
FIG. 24 is a front view showing a piston shape of a first modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図25】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す底面図である。
FIG. 25 is a bottom view showing the piston shape of a first modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図26】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す左側面図である。
FIG. 26 is a left side view showing the piston shape of a first modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図27】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す右側面図である。
FIG. 27 is a right side view showing the piston shape of a first modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図28】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す背面図であって、この背面図は図24に示す正面
図と対称に表れる図である。
28 is a rear view showing the piston shape of a first modification of the piston for a cylinder injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention, the rear view being symmetrical to the front view shown in FIG. 24. It is a figure that appears in.

【図29】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第1の変形例のピストン形状
を示す断面図であって、図27に示す右側面図における
A−A断面図である。
29 is a cross-sectional view showing a piston shape of a first modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention, and taken along the line AA in the right side view shown in FIG. 27. FIG. It is a figure.

【図30】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す断面図であって、図24に示す正面図におけるB
−B断面図である。
30 is a cross-sectional view showing a piston shape of a second modification of the piston for a cylinder injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention, and B in the front view shown in FIG. 24.
It is a -B sectional view.

【図31】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す平面図である。
FIG. 31 is a plan view showing a piston shape of a second modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図32】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す正面図である。
FIG. 32 is a front view showing a piston shape of a second modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図33】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す底面図である。
FIG. 33 is a bottom view showing the piston shape of a second modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図34】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す左側面図である。
FIG. 34 is a left side view showing the piston shape of a second modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図35】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す右側面図である。
FIG. 35 is a right side view showing a piston shape of a second modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図36】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す背面図であって、この背面図は図32に示す正面
図と対称に表れる図である。
FIG. 36 is a rear view showing a piston shape of a second modification of the in-cylinder injection internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention, the rear view being symmetrical to the front view shown in FIG. 32. It is a figure that appears in.

【図37】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す断面図であって、図35に示す右側面図における
A−A断面図である。
37 is a sectional view showing a piston shape of a second modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the invention, and is a sectional view taken along the line AA in the right side view shown in FIG. 35. It is a figure.

【図38】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第2の変形例のピストン形状
を示す断面図であって、図32に示す正面図におけるB
−B断面図である。
38 is a sectional view showing a piston shape of a second modification of the in-cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention, and B in the front view shown in FIG. 32. FIG.
It is a -B sectional view.

【図39】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す平面図である。
FIG. 39 is a plan view showing a piston shape of a third modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図40】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す正面図である。
FIG. 40 is a front view showing a piston shape of a third modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図41】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す底面図である。
FIG. 41 is a bottom view showing a piston shape of a third modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the invention.

【図42】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す左側面図である。
FIG. 42 is a left side view showing the piston shape of a third modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図43】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す右側面図である。
FIG. 43 is a right side view showing the piston shape of a third modified example of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the first embodiment of the invention.

【図44】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す背面図であって、この背面図は図40に示す正面
図と対称に表れる図である。
44 is a rear view showing the piston shape of a third modified example of the piston for a cylinder injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention, the rear view being symmetrical to the front view shown in FIG. 40. It is a figure that appears in.

【図45】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す断面図であって、図43に示す右側面図における
A−A断面図である。
45 is a cross-sectional view showing the piston shape of a third modification of the in-cylinder injection internal combustion engine piston as the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line AA in the right side view shown in FIG. 43. It is a figure.

【図46】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおける第3の変形例のピストン形状
を示す断面図であって、図40に示す正面図におけるB
−B断面図である。
FIG. 46 is a sectional view showing a piston shape of a third modification of the in-cylinder injection type internal combustion engine piston according to the first embodiment of the present invention, and B in the front view shown in FIG. 40.
It is a -B sectional view.

【図47】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す平面図で
ある。
FIG. 47 is a plan view showing a piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a second embodiment of the present invention.

【図48】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す正面図で
ある。
FIG. 48 is a front view showing a piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a second embodiment of the present invention.

【図49】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す底面図で
ある。
FIG. 49 is a bottom view showing a piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a second embodiment of the present invention.

【図50】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す左側面図
である。
FIG. 50 is a left side view showing the piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a second embodiment of the present invention.

【図51】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す右側面図
である。
FIG. 51 is a right side view showing the piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a second embodiment of the present invention.

【図52】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す背面図で
あって、図48に示す正面図と対称に表れる図である。
52 is a rear view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston according to the second embodiment of the present invention, and is a view symmetrical to the front view shown in FIG. 48. FIG.

【図53】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す断面図で
あって、図51に示す右側面図におけるA−A断面図で
ある。
53 is a sectional view showing a piston shape of a cylinder injection type internal combustion engine piston according to a second embodiment of the invention, and is a sectional view taken along the line AA in the right side view shown in FIG. 51.

【図54】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内
燃機関用ピストンにおけるピストン形状を示す断面図で
あって、図48に示す正面図におけるB−B断面図であ
る。
54 is a cross-sectional view showing the piston shape of the cylinder injection type internal combustion engine piston as the second embodiment of the present invention, and is a BB cross-sectional view in the front view shown in FIG. 48.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射弁又はインジェクタ 2 ピストン 2a 吸気弁側傾斜上面 2b 排気弁側傾斜上面 3 燃焼室 4 吸気弁 5 排気弁 6 点火プラグ 6a 放電電極 7 シリンダブロック 8 シリンダヘッド 8a 吸気弁側傾斜下面 8b 排気弁側傾斜下面 9 吸気ポート 10 排気ポート 25,25A〜25C 凹部又はキャビティ 25a〜25c 仮想球面 25d 接続面 26 火炎浸入空間 27 点火プラグ取付面 28 点火プラグ取付部 29 肉盛り部 30 ピストンピン 40 外周端部 41 平坦部 42 流入部 43 隆起部 44 接続部(底面) CL シリンダ中心軸 1 Fuel injection valve or injector 2 Piston 2a Intake valve side inclined upper surface 2b Exhaust valve side inclined upper surface 3 Combustion chamber 4 Intake valve 5 Exhaust valve 6 Spark plug 6a Discharge electrode 7 Cylinder block 8 Cylinder head 8a Intake valve side inclined lower surface 8b Exhaust valve Side inclined lower surface 9 Intake port 10 Exhaust port 25, 25A to 25C Recess or cavity 25a to 25c Virtual spherical surface 25d Connection surface 26 Flame penetration space 27 Spark plug mounting surface 28 Spark plug mounting portion 29 Buildup portion 30 Piston pin 40 Peripheral end portion 41 Flat part 42 Inflow part 43 Raised part 44 Connection part (bottom surface) CL Cylinder center axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川辺 敬 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 上田 克則 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 村上 信明 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 織田 英幸 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 五十嵐 京矢 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kei Kawabe 5-3-8, Shiba, Minato-ku, Tokyo Within Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Katsunori Ueda 5-33-8, Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Automobile Industry Co., Ltd. (72) Inventor Nobuaki Murakami 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corp. (72) Inventor Hideyuki Oda 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation Co., Ltd. (72) Inventor Kyoya Igarashi 5-3-8, Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドの下面とピストンの頂面
とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の上面の一側
に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他側に配設さ
れた排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射するように
配設された燃料噴射弁とをそなえた、筒内噴射型内燃機
関において、 該燃焼室の上面を形成する該シリンダヘッド下面が、該
一側に形成された吸気弁側傾斜下面と該他側に形成され
た排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形成
され、 点火プラグが該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部
近傍に配設されるとともに、 該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面が、該吸気弁
側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれぞれ対応する
ように形成された吸気弁側傾斜上面及び排気弁側傾斜上
面を有する該ペントルーフ形状に形成され、 少なくとも、該ピストン頂面の吸気弁側傾斜上面に、凹
部が設けられ、 該燃料噴射弁が、該凹部に噴射燃料を供給するように設
けられていることを特徴とする、筒内噴射型内燃機関。
1. A combustion chamber that is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of a piston, an intake valve disposed on one side of an upper surface of the combustion chamber, and another side of an upper surface of the combustion chamber. An in-cylinder injection internal combustion engine having an exhaust valve disposed in the combustion chamber and a fuel injection valve disposed so as to inject fuel directly into the combustion chamber, the cylinder forming an upper surface of the combustion chamber. The lower surface of the head is formed in a pent roof shape including an inclined lower surface on the intake valve side formed on the one side and an inclined lower surface on the exhaust valve side formed on the other side, and an ignition plug is formed on the upper surface of the combustion chamber in the pent roof shape. An intake valve-side inclined upper surface which is arranged near the top and is formed so that the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber corresponds to the intake valve-side inclined lower surface and the exhaust valve-side inclined lower surface, respectively. And the pentle having an inclined upper surface on the exhaust valve side A concave portion is provided at least on the intake valve side inclined upper surface of the piston top surface, and the fuel injection valve is provided so as to supply the injected fuel to the concave portion. , A cylinder injection internal combustion engine.
【請求項2】 該ピストン頂面に、該吸気弁側傾斜上面
及び該排気弁側傾斜上面を区画する稜線が形成されてい
ることを特徴とする、請求項1記載の筒内噴射型内燃機
関。
2. The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 1, wherein a ridgeline is formed on the top surface of the piston to divide the intake valve-side inclined upper surface and the exhaust valve-side inclined upper surface. .
【請求項3】 該凹部が、該稜線を分断するよう該排気
弁側傾斜上面まで延びて形成されていることを特徴とす
る、請求項2記載の筒内噴射型内燃機関。
3. The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 2, wherein the recess is formed to extend to the exhaust valve side inclined upper surface so as to divide the ridge line.
【請求項4】 該凹部が、球面により形成されているこ
とを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の筒内
噴射型内燃機関。
4. The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the recess is formed by a spherical surface.
【請求項5】 少なくとも該ピストン頂面の上記一側の
外周端部には平坦部が形成され、該凹部は、該平坦部よ
りなだらかに形成され燃焼室内に導入された吸気流が該
凹部に流入する際の流入部と、該凹部内に流入した吸気
流を上記点火プラグ近傍に向かうよう案内するなだらか
に隆起した隆起部と、該流入部と該隆起部とを接続する
略平坦面に形成された接続部とから構成されていること
を特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の筒内噴
射型内燃機関。
5. A flat portion is formed at least on the outer peripheral end portion on the one side of the piston top surface, and the concave portion is formed so as to be gentle from the flat portion, and the intake flow introduced into the combustion chamber enters the concave portion. Formed on an inflow portion at the time of inflow, a gently raised ridge that guides the intake air flow that has flowed into the recess toward the vicinity of the spark plug, and a substantially flat surface that connects the inflow portion and the ridge. The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the in-cylinder injection internal combustion engine is configured with a connected portion.
【請求項6】 シリンダヘッドの下面とピストンの頂面
とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の上面の一側
に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他側に配設さ
れた排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射するように
配設された燃料噴射弁とをそなえた、筒内噴射型内燃機
関において、 該燃焼室の上面を形成する該シリンダヘッド下面が、該
一側に形成された吸気弁側傾斜下面と該他側に形成され
た排気弁側傾斜下面とからなるペントルーフ形状に形成
され、 点火プラグが該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部
近傍に配設されるとともに、 該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面が、該吸気弁
側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれぞれ対応する
ように形成された吸気弁側傾斜上面及び排気弁側傾斜上
面により該ペントルーフ形状にほぼ沿うような山型に形
成され、 該ピストン頂面の該吸気弁側傾斜上面に、互いに中心を
隣接された2つの球面とこれらの2つの球面間を滑らか
に接続する接続面とから形成された凹部が設けられてい
ることを特徴とする、筒内噴射型内燃機関。
6. A combustion chamber that is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of a piston, an intake valve disposed on one side of an upper surface of the combustion chamber, and another side of an upper surface of the combustion chamber. An in-cylinder injection internal combustion engine having an exhaust valve disposed in the combustion chamber and a fuel injection valve disposed so as to inject fuel directly into the combustion chamber, the cylinder forming an upper surface of the combustion chamber. The lower surface of the head is formed in a pent roof shape including an inclined lower surface on the intake valve side formed on the one side and an inclined lower surface on the exhaust valve side formed on the other side, and an ignition plug is formed on the upper surface of the combustion chamber in the pent roof shape. An intake valve-side inclined upper surface which is arranged near the top and is formed so that the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber corresponds to the intake valve-side inclined lower surface and the exhaust valve-side inclined lower surface, respectively. And the pent roof due to the inclined upper surface on the exhaust valve side It is formed in a mountain shape that almost conforms to the shape, and on the inclined upper surface on the intake valve side of the piston top surface, from two spherical surfaces whose centers are adjacent to each other and a connecting surface which smoothly connects these two spherical surfaces. An in-cylinder injection internal combustion engine having a formed recess.
【請求項7】 該2つの球面の中心が、該ピストンの上
面視において、ピストンピンの配設方向に直交し、且つ
ピストンの中心を通る軸線に対して、それぞれ同じ距離
だけ互いに逆方向にオフセットされた位置に設定されて
いることを特徴とする、請求項6記載の筒内噴射型内燃
機関。
7. The centers of the two spherical surfaces are, in a top view of the piston, orthogonal to the direction in which the piston pin is arranged and offset from each other by the same distance with respect to an axis passing through the center of the piston. 7. The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 6, wherein the in-cylinder injection type internal combustion engine is set at a predetermined position.
【請求項8】 該凹部が、該ピストンの吸気弁側上部に
中心を有する仮想球面の一部として形成され、該ピスト
ンの頂点及び該ピストンの吸気弁側傾斜上面の下端が、
該仮想球面内に包含されるように構成されていることを
特徴とする、請求項4,6,7のいずれかに記載の筒内
噴射型内燃機関。
8. The recess is formed as a part of an imaginary spherical surface centered on an upper portion of the piston on the intake valve side, and the apex of the piston and the lower end of the inclined upper surface of the piston on the intake valve side,
The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 4, 6 and 7, characterized in that it is included in the virtual spherical surface.
【請求項9】 該ピストンが上死点位置にあるとき、該
燃料噴射弁の噴射口と該吸気弁の弁体とがそれぞれ該仮
想球面内に包含され、且つ点火プラグの放電電極の発火
点が該凹部内に包含されるように構成されていることを
特徴とする、請求項4,6〜8のいずれかに記載の筒内
噴射型内燃機関。
9. When the piston is at the top dead center position, the injection port of the fuel injection valve and the valve body of the intake valve are included in the virtual spherical surface, respectively, and the ignition point of the discharge electrode of the spark plug is included. 9. The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 4, 6 to 8, characterized in that is included in the recess.
【請求項10】 該ピストンの該排気弁側傾斜上面が、
該シリンダヘッドの該排気弁側下面よりも小さな傾斜角
に設定され、 該シリンダヘッドの該排気弁側傾斜下面と該ピストンの
該排気弁側傾斜上面とにより該燃焼室の中心側に向けて
相互間距離が広がるように形成され、該ピストンの上死
点位置において、断面が略楔状となる火炎浸入空間が形
成されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれ
かに記載の筒内噴射型内燃機関。
10. The exhaust valve side inclined upper surface of the piston,
The inclination angle of the cylinder head is set to be smaller than that of the exhaust valve side lower surface of the cylinder head. The cylinder according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a flame penetration space having a substantially wedge-shaped cross section is formed at a position of the top dead center of the piston so as to widen the distance. Internal injection internal combustion engine.
【請求項11】 該ピストンが上死点位置にあるときの
燃焼室容積のうち、 該凹部内の容積及び該凹部の上方の該ピストン上面と該
シリンダヘッド下面との間の容積と、 該ピストンが上死点位置にあるときの該燃焼室の全容積
との比が0.4〜0.6の間に設定されていることを特
徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の筒内噴射
型内燃機関。
11. A combustion chamber volume when the piston is at a top dead center position, a volume inside the recess and a volume between the piston upper surface above the recess and the cylinder head lower surface, and the piston. Is set at a top dead center position with respect to the total volume of the combustion chamber, and the ratio is set to 0.4 to 0.6. Cylinder injection type internal combustion engine.
【請求項12】 該ピストンが上死点位置にあるとき、
該点火プラグの該放電電極と該凹部の表面とが近接する
ように配設されていることを特徴とする、請求項1〜1
1のいずれかに記載の筒内噴射型内燃機関。
12. When the piston is at the top dead center position,
The discharge electrode of the spark plug and the surface of the recess are arranged so as to be close to each other.
1. A cylinder injection internal combustion engine according to any one of 1.
【請求項13】 該ピストンが上死点位置にあるとき、
該ピストンと該排気弁との近接部分の間隔が5mmから
8mmの間に設定されていることを特徴とする、請求項
1〜12のいずれかに記載の筒内噴射型内燃機関。
13. When the piston is at the top dead center position,
The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the interval between the piston and the exhaust valve is set to be between 5 mm and 8 mm.
【請求項14】 該ピストンが上死点にあるとき、該ピ
ストンと該排気弁との近接部分の間隔が、該ピストンと
該吸気弁との近接部分の間隔よりも小さくなるように配
設されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれ
かに記載の筒内噴射型内燃機関。
14. When the piston is at the top dead center, the distance between the piston and the exhaust valve is smaller than the distance between the piston and the intake valve. The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, which is characterized in that.
【請求項15】 該燃焼室の上面を形成する該吸気弁側
傾斜下面と該排気弁側傾斜下面とが、それぞれ略平坦に
形成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいず
れかに記載の筒内噴射型内燃機関。
15. The inclined lower surface on the intake valve side and the inclined lower surface on the exhaust valve side forming the upper surface of the combustion chamber are formed substantially flat, respectively. The in-cylinder injection type internal combustion engine according to claim 1.
【請求項16】 シリンダヘッドの下面とピストンの頂
面とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の上面の一
側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他側に配設
された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射するよう
に配設された燃料噴射弁とをそなえ、該燃焼室の上面を
形成する該シリンダヘッド下面が、該一側に形成された
吸気弁側傾斜下面と該他側に形成された排気弁側傾斜下
面とからなるペントルーフ形状に形成され、点火プラグ
が該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部近傍に配設
された筒内噴射型内燃機関に用いられるピストンにおい
て、 該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面が、該吸気弁
側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれぞれ対応する
ように形成された吸気弁側傾斜上面及び排気弁側傾斜上
面を有する該ペントルーフ形状に形成されるとともに、
少なくとも、該ピストン頂面の吸気弁側傾斜上面に、凹
部が設けられていることを特徴とする、筒内噴射型内燃
機関用ピストン。
16. A combustion chamber that is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of a piston, an intake valve disposed on one side of an upper surface of the combustion chamber, and another side of an upper surface of the combustion chamber. And a fuel injection valve disposed so as to inject fuel directly into the combustion chamber, and the cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber is formed on the one side. A cylinder in which a sloping lower surface on the intake valve side and a lower sloping lower surface on the exhaust valve side formed on the other side are formed in a pent roof shape, and an ignition plug is disposed near the top of the combustion chamber upper surface of the pent roof shape. In a piston used for an injection type internal combustion engine, an intake valve side inclined surface formed so that the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber corresponds to the intake valve side inclined lower surface and the exhaust valve side inclined lower surface, respectively. The upper surface and the exhaust valve side inclined upper surface Is formed in a Ntorufu shape,
A cylinder injection type internal combustion engine piston, characterized in that a recess is provided at least on the intake valve side inclined upper surface of the piston top surface.
【請求項17】 該凹部が、球面状に形成されているこ
とを特徴とする、請求項16記載の筒内噴射型内燃機関
用ピストン。
17. The cylinder injection type internal combustion engine piston according to claim 16, wherein the recess is formed in a spherical shape.
【請求項18】 該凹部の底面が、略平坦に形成されて
いることを特徴とする、請求項16記載の筒内噴射型内
燃機関用ピストン。
18. The cylinder injection type internal combustion engine piston according to claim 16, wherein a bottom surface of the recess is formed to be substantially flat.
【請求項19】 該凹部に隣接して、該点火プラグ近傍
の空間を確保するための凹所が形成されていることを特
徴とする、請求項16記載の筒内噴射型内燃機関用ピス
トン。
19. The piston for a cylinder injection internal combustion engine according to claim 16, wherein a recess is formed adjacent to the recess to secure a space near the spark plug.
【請求項20】 該凹部に隣接して、該ピストンの該排
気弁側傾斜下面に排気弁近傍の空間を確保するための凹
所が形成されていることを特徴とする、請求項16記載
の筒内噴射型内燃機関用ピストン。
20. A recess for securing a space near the exhaust valve is formed on the exhaust valve side inclined lower surface of the piston adjacent to the recess, and the recess is formed. Cylinder injection type piston for internal combustion engine.
【請求項21】 シリンダヘッドの下面とピストンの頂
面とで上下を区画される燃焼室と、該燃焼室の上面の一
側に配設された吸気弁と、該燃焼室の上面の他側に配設
された排気弁と、該燃焼室内に直接燃料を噴射するよう
に配設された燃料噴射弁とをそなえ、該燃焼室の上面を
形成する該シリンダヘッド下面が、該一側に形成された
吸気弁側傾斜下面と該他側に形成された排気弁側傾斜下
面とからなるペントルーフ形状に形成され、点火プラグ
が該ペントルーフ形状の該燃焼室上面の頂部近傍に配設
された筒内噴射型内燃機関に用いられるピストンにおい
て、 該燃焼室の下面を形成する該ピストン頂面が、該吸気弁
側傾斜下面及び該排気弁側傾斜下面にそれぞれ対応する
ように形成された吸気弁側傾斜上面及び排気弁側傾斜上
面により該ペントルーフ形状にほぼ沿うような山型に形
成されるとともに、該ピストン頂面の該吸気弁側傾斜上
面に、互いに中心を隣接された2つの球面とこれらの2
つの球面間を滑らかに接続する接続面とから形成された
凹部が設けられていることを特徴とする、筒内噴射型内
燃機関用ピストン。
21. A combustion chamber which is vertically divided by a lower surface of a cylinder head and a top surface of a piston, an intake valve disposed on one side of an upper surface of the combustion chamber, and another side of an upper surface of the combustion chamber. And a fuel injection valve disposed so as to inject fuel directly into the combustion chamber, and the cylinder head lower surface forming the upper surface of the combustion chamber is formed on the one side. A cylinder in which a sloping lower surface on the intake valve side and a lower sloping lower surface on the exhaust valve side formed on the other side are formed in a pent roof shape, and an ignition plug is disposed near the top of the combustion chamber upper surface of the pent roof shape. In a piston used for an injection type internal combustion engine, an intake valve side inclined surface formed so that the piston top surface forming the lower surface of the combustion chamber corresponds to the intake valve side inclined lower surface and the exhaust valve side inclined lower surface, respectively. Due to the upper surface and the inclined upper surface on the exhaust valve side, Is formed in a mountain shape as substantially along the Torufu shape, the intake valve side inclined upper surface of the piston top surface, the two flanked the central one another spherical and of these 2
A cylinder injection type internal combustion engine piston, characterized in that a recess formed by a connection surface that smoothly connects two spherical surfaces is provided.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11132043A (en) * 1997-10-24 1999-05-18 Nissan Motor Co Ltd Cylinder fuel injection type internal combustion engine piston
US6129065A (en) * 1997-04-17 2000-10-10 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Piston for a cylinder injection engine
EP1063398A3 (en) * 1997-05-20 2001-01-03 Nissan Motor Co., Ltd. Piston for a direct injection gasoline engine
JP2011089472A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2012149607A (en) * 2011-01-20 2012-08-09 Toyota Central R&D Labs Inc Ignition device for internal combustion engine
JP2014005747A (en) * 2012-06-21 2014-01-16 Honda Motor Co Ltd Piston
JP2014074412A (en) * 2014-01-20 2014-04-24 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2014074411A (en) * 2014-01-20 2014-04-24 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2014098391A (en) * 2014-01-20 2014-05-29 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2016098790A (en) * 2014-11-26 2016-05-30 マツダ株式会社 Combustion chamber structure of direct-injection engine
JP2016121563A (en) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱自動車工業株式会社 Piston for cylinder injection type engine
WO2018180133A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-04 マツダ株式会社 Spark-ignition internal combustion engine

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6129065A (en) * 1997-04-17 2000-10-10 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Piston for a cylinder injection engine
EP1063398A3 (en) * 1997-05-20 2001-01-03 Nissan Motor Co., Ltd. Piston for a direct injection gasoline engine
JPH11132043A (en) * 1997-10-24 1999-05-18 Nissan Motor Co Ltd Cylinder fuel injection type internal combustion engine piston
US8820292B2 (en) 2009-10-22 2014-09-02 Mazda Motor Corporation Spark-ignition internal combustion engine
JP2011089472A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2012149607A (en) * 2011-01-20 2012-08-09 Toyota Central R&D Labs Inc Ignition device for internal combustion engine
JP2014005747A (en) * 2012-06-21 2014-01-16 Honda Motor Co Ltd Piston
JP2014074412A (en) * 2014-01-20 2014-04-24 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2014074411A (en) * 2014-01-20 2014-04-24 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2014098391A (en) * 2014-01-20 2014-05-29 Mazda Motor Corp Spark ignition type internal combustion engine
JP2016098790A (en) * 2014-11-26 2016-05-30 マツダ株式会社 Combustion chamber structure of direct-injection engine
JP2016121563A (en) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱自動車工業株式会社 Piston for cylinder injection type engine
WO2018180133A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-04 マツダ株式会社 Spark-ignition internal combustion engine
JP2018162733A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 マツダ株式会社 Spark ignition type internal combustion engine
EP3584422A4 (en) * 2017-03-27 2020-03-25 Mazda Motor Corporation Spark-ignition internal combustion engine

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