JPH10131804A - Structure of piston with auxiliary chamber - Google Patents

Structure of piston with auxiliary chamber

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JPH10131804A
JPH10131804A JP30355696A JP30355696A JPH10131804A JP H10131804 A JPH10131804 A JP H10131804A JP 30355696 A JP30355696 A JP 30355696A JP 30355696 A JP30355696 A JP 30355696A JP H10131804 A JPH10131804 A JP H10131804A
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JP
Japan
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chamber
sub
piston
guide groove
communication hole
Prior art date
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Application number
JP30355696A
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Japanese (ja)
Inventor
Takatoshi Sugano
隆登志 菅野
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/26Pistons  having combustion chamber in piston head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/16Indirect injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of stress concentration with a guide groove and prevent the expansion of jet flow to the width direction of the groove by deviationwise guiding jet flow comming from an auxiliary chamber through a communication hole by use of the groove. SOLUTION: Jet flow E including fire flame jetting out from an auxiliary chamber in an auxiliary chamber main body 16 thorough a communication hole 21 is guided by an arc-shaped guide groove 25. The groove 25 is formed of part of cylindrical face whose arc shape is moderate rather that that of the hole 21 so that generation of stress at the groove 25 is prevent. The center line A-A of the cylindrical face of the hole 21 is offset from the center line B-B of the cylindrical face of the groove 25, and thereby the jet flow E is guided deviationwise to one of surfaces of the groove 25 and extends to a peripheral part 24 of a piston heat without its expansion in the width direction of the groove 25.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内部に副燃焼室(以
下、「副室」という)が構成された副室本体をピストン
本体のキャビティ内に設けた副室付きピストンの構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston with a sub-chamber in which a sub-chamber main body having a sub-combustion chamber (hereinafter referred to as "sub-chamber") is provided in a cavity of the piston main body.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、燃焼室として、主燃焼室(以下、
「主室」という)及び該主室に連絡孔で連通する副室を
有する副室式エンジンが知られている。副室において
は、燃料噴射ノズルから燃料が噴射されると共に噴射さ
れた燃料への着火が行われる。副室式エンジンとして、
アルコール燃料、軽油等の液体燃料を燃料噴射ノズルか
ら副室内に噴射して燃焼させるディーゼルエンジンが挙
げられる。ディーゼルエンジンの場合、副室式エンジン
は、直噴式ディーゼルエンジンに比べて熱効率は劣る
が、NOX の生成量が少なくなるという長所を有してい
る。副室式エンジンの一形式として、例えば、特願平6
−257441号公報及び特願平7−4248号公報に
開示されているように副室をピストン側に設けるものが
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a main combustion chamber (hereinafter referred to as a main combustion chamber) has been used as a combustion chamber.
A sub-chamber engine having a main chamber) and a sub-chamber communicating with the main chamber through a communication hole is known. In the sub-chamber, fuel is injected from the fuel injection nozzle, and the injected fuel is ignited. As a sub-chamber engine,
There is a diesel engine that injects a liquid fuel such as alcohol fuel or light oil from a fuel injection nozzle into a sub-chamber and burns the fuel. For diesel engines, Fukushitsushiki engine, the thermal efficiency is inferior to the direct-injection diesel engine, has the advantage that the amount of the NO X is reduced. For example, Japanese Patent Application No. Hei 6
As disclosed in JP-A-257441 and Japanese Patent Application No. 7-4248, a sub-chamber is provided on the piston side.

【0003】副室を有するピストンは、燃焼促進の目的
で、ピストン中央のキャビティ内に設けられた副室とシ
リンダ側に形成される主室とを連通する複数の連絡孔を
備えている。連絡孔は、副室の中心に対して周方向に隔
置して放射状に副室本体に形成されている。ピストン
は、連絡孔に加えて、その延長となるように、連絡孔の
主室側の開口部に対応してピストン本体のピストンヘッ
ド部に放射状に形成された複数のガイド溝を備えてい
る。
[0003] A piston having a sub-chamber has a plurality of communication holes for communication between a sub-chamber provided in a cavity at the center of the piston and a main chamber formed on the cylinder side for the purpose of promoting combustion. The communication hole is radially formed in the sub-chamber main body so as to be circumferentially spaced from the center of the sub-chamber. The piston has a plurality of guide grooves radially formed in the piston head portion of the piston body corresponding to the opening of the communication hole on the main chamber side so as to extend the communication hole in addition to the communication hole.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような副室付きの
ピストンは、エンジン運転状態において主室に生じる高
い燃焼ガス圧力やピストン内に生じている残留応力に基
づいてピストンの頂面に引張応力を生じる。即ち、主室
内の燃焼ガス圧力に基づいてピストンに作用する力は最
終的には殆どピストンピンによって対抗支持されるので
あるが、このときのピストンの変形、特にピストンヘッ
ド部の変形は、ピストンピンの位置の真上に当たるピス
トンヘッド部の直径方向の領域では撓みは殆ど生じない
が、この直径方向の領域から離れる領域ほど撓みが大き
くなる曲げ変形となる。このようなピストンヘッド部の
曲げ変形に対応して、ピストンの頂面側に引張応力が、
そしてピストンの内部側に圧縮応力が生じる。引張応力
の値はピストン頂面において最も大きくなる。
Such a piston with a sub-chamber has a tensile stress on the top surface of the piston due to a high combustion gas pressure generated in the main chamber and a residual stress generated in the piston in an engine operating state. Is generated. That is, most of the force acting on the piston based on the pressure of the combustion gas in the main chamber is ultimately supported by the piston pin, but the deformation of the piston at this time, particularly the deformation of the piston head, is caused by the piston pin. In the diametrical region of the piston head portion directly above the position, the bending hardly occurs, but the bending deformation becomes larger as the region is further away from the diametrical region. In response to such bending deformation of the piston head, a tensile stress is applied to the top surface of the piston,
Then, a compressive stress is generated inside the piston. The value of the tensile stress is greatest at the piston top surface.

【0005】一方、従来の副室付きピストンにおいて
は、ガイド溝の彎曲度は横断面で見て連絡孔と同じ彎曲
度であるので、ピストンの頂面の面内で作用する引張応
力は、湾曲度(即ち、曲率)が大きいガイド溝の部分に
作用した場合、ガイド溝を溝底に沿って裂くような応力
集中を生じることがある。連絡孔とガイド溝の彎曲の程
度を同じとし、且つ連絡孔からの噴流の噴出方向をガイ
ド溝のガイド中心線の方向と一致させている副室付きピ
ストンであると、ガイド溝の溝底部は、引張応力の応力
集中が最も生じやすい部分であるので応力的に最も厳し
い部分となる。ピストンの本体をアルミニウム合金製と
するのに対して副室本体をセラミックや耐熱合金製とす
ることで、副室本体には熱的な対策が施されているが、
ガイド溝の特にその溝底部は、連絡孔を通じて噴出され
る火炎が直接吹き付けられるために高温となり、熱的に
も最も厳しい部分となる。このように、ガイド溝の溝底
部は、高温の火炎に晒され且つ応力集中を受けやすいと
いう複合した状況にあり、その結果、亀裂が生じやす
い。ガイド溝の溝底部に生じやすい亀裂を如何に防止す
るかに関して、上記各公報に記載されている副室付きピ
ストンを含めて、従来のものは、前記連絡孔と前記ガイ
ド溝との相互関係までも考慮したものではない。
On the other hand, in a conventional piston with a sub-chamber, the curvature of the guide groove is the same as that of the communication hole when viewed in cross section, so that the tensile stress acting in the top surface of the piston is curved. When acting on a portion of the guide groove having a large degree (i.e., curvature), stress concentration may occur such that the guide groove is torn along the groove bottom. When the piston with the sub chamber has the same degree of curvature of the communication hole and the guide groove, and the direction of jet of the jet from the communication hole coincides with the direction of the guide center line of the guide groove, the groove bottom of the guide groove is Since it is the portion where the stress concentration of the tensile stress is most likely to occur, it is the most severe portion in terms of stress. Although the main body of the piston is made of aluminum alloy, the sub-chamber main body is made of ceramic or heat-resistant alloy, so that the sub-chamber main body is thermally treated,
The guide groove, especially its bottom, becomes hot because the flame ejected through the communication hole is directly blown, and becomes the severest part in terms of heat. As described above, the groove bottom of the guide groove is in a complex state in which it is exposed to a high-temperature flame and easily subjected to stress concentration, and as a result, cracks are likely to occur. Regarding how to prevent cracks that easily occur at the groove bottom of the guide groove, including the piston with a sub-chamber described in each of the above-mentioned publications, the conventional one has a relationship between the communication hole and the guide groove. Is not taken into account.

【0006】これに対して、ガイド溝を連絡孔の中心軸
線の左右に拡げてガイド溝の彎曲をなだらかにすること
により、ガイド溝の部分における引張応力の応力集中係
数を小さくし、副室から連絡孔を通じての噴流を幅広く
噴出させることで噴流温度を低下させてガイド溝に対す
る温度の影響を少なくする対策も考えられるが、このよ
うな対策では、噴流がガイド溝内で拡がり過ぎとなり、
却ってピストンヘッド部の周辺部にまで火炎が到達し難
くなり、燃焼効率が低下する可能性がある。
On the other hand, by expanding the guide groove to the left and right of the central axis of the communication hole to make the curve of the guide groove gentle, the stress concentration coefficient of the tensile stress in the guide groove portion is reduced, and the It is also conceivable to reduce the temperature effect on the guide groove by lowering the jet temperature by jetting the jet through the communication hole widely, but with such a measure, the jet will spread too much in the guide groove,
On the contrary, it is difficult for the flame to reach the peripheral portion of the piston head portion, and the combustion efficiency may be reduced.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、ピス
トン中央にキャビティを備えているピストン本体、前記
キャビティ内に設けられ且つ内部に副室を構成する副室
本体、前記副室とシリンダ側に形成される主室とを連通
するため前記副室の中心に対して周方向に隔置して放射
状に前記副室本体に形成されている複数の連絡孔、及び
前記連絡孔の前記主室側の開口部に対応して前記ピスト
ン本体のピストンヘッド部に放射状に形成された複数の
弧状ガイド溝を具備する副室付きピストンの構造におい
て、連絡孔の孔の彎曲よりもガイド溝の溝面の彎曲を緩
くすることによりガイド溝での応力集中を回避すると共
に、副室から連絡孔を通じて噴出する噴流をガイド溝の
ガイド中心線に対して偏って噴出させることにより、前
記噴流がガイド溝において拡がり過ぎるのを防止してエ
ンジンの燃焼効率の低下を防止することができる副室付
きピストンの構造を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a piston body having a cavity at the center of the piston, a sub-chamber body provided in the cavity and forming a sub-chamber therein, and the sub-chamber and the cylinder side. A plurality of communication holes formed in the main body of the sub-chamber radially spaced from the center of the sub-chamber so as to communicate with the main chamber formed in the sub-chamber, and the main chamber of the communication holes In the structure of the sub chamber-equipped piston having a plurality of arc-shaped guide grooves radially formed in the piston head portion of the piston body corresponding to the opening on the side of the piston, the groove surface of the guide groove is larger than the curvature of the hole of the communication hole. By relaxing the curvature of the guide groove, stress concentration in the guide groove can be avoided, and the jet flow spouting from the sub chamber through the communication hole is deviated from the guide center line of the guide groove so that the jet flow is It is to provide a structure of a sub-chamber with a piston which can be prevented, placed in too spread to prevent a reduction in the combustion efficiency of the engine.

【0008】この発明は、上記目的を達成するため、次
のように構成されている。即ち、この発明は、ピストン
中央にキャビティを備えているピストン本体、前記キャ
ビティ内に設けられ且つ内部に副室を構成する副室本
体、前記副室とシリンダ側に形成される主室とを連通す
るため前記副室の中心に対して周方向に隔置して放射状
に前記副室本体に形成されている複数の連絡孔、及び前
記連絡孔の前記主室側の開口部に対応して前記ピストン
本体のピストンヘッド部に放射状に形成された複数の弧
状ガイド溝を具備し、前記弧状ガイド溝の前記開口部側
の断面積は前記連絡孔の前記弧状ガイド溝に対応する部
分の断面積よりも大であり、且つ前記連絡孔の中心線は
前記ガイド溝のガイド中心線に対して前記副室本体の周
方向にオフセットしていること、から成る副室付きピス
トンの構造に関する。
The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, the present invention provides a piston main body having a cavity at the center of the piston, a sub-chamber main body provided in the cavity and constituting a sub-chamber therein, and communicating the sub-chamber with a main chamber formed on the cylinder side. A plurality of communication holes radially formed in the main body of the sub-chamber so as to be circumferentially spaced from the center of the sub-chamber, and corresponding to the opening of the communication hole on the main chamber side. The piston head portion of the piston body includes a plurality of arcuate guide grooves formed radially, and the cross-sectional area of the arc-shaped guide groove on the opening side is smaller than the cross-sectional area of a portion of the communication hole corresponding to the arc-shaped guide groove. And a center line of the communication hole is offset in a circumferential direction of the sub-chamber main body with respect to a guide center line of the guide groove.

【0009】この発明による副室付きピストンの構造
は、上記のように構成され、次のように作用する。即
ち、この副室付きピストンの構造によれば、弧状ガイド
溝の開口部側の断面積を連絡孔の弧状ガイド溝に対応す
る部分の断面積よりも大とし、且つ連絡孔の中心線を弧
状ガイド溝のガイド中心線に対して副室本体の周方向に
オフセットさせているので、かかる面積関係に基づい
て、弧状ガイド溝の溝壁面は連絡孔の孔壁面よりも緩や
かな曲面となり、引張応力が作用しても弧状ガイド溝に
は応力集中が生じ難くなる。しかも、連絡孔の中心線は
弧状ガイド溝のガイド中心線に対して副室本体の周方向
にオフセットしているため、噴流に含まれる火炎が弧状
ガイド溝を最も強く加熱する部分は、ガイド溝の溝中心
から外れることになる。また、噴流は弧状ガイド溝の一
方の斜面によって拘束された形で噴出して、弧状ガイド
溝の溝の幅方向に広がらない。したがって、この発明に
よる副室付きピストンの構造は、弧状ガイド溝における
応力的且つ熱的な負担を軽減させることが可能となる。
ここで、弧状ガイド溝のガイド中心線は、噴流が、その
中心を弧状ガイド溝に対して溝底の直上部に置いて噴出
された場合のように、弧面に対して最も安定して流れる
ときの流れの中心線とされる。例えば、弧状ガイド溝を
円弧状の溝とした場合には、ガイド中心線は、溝の曲率
中心線、面積中心又は溝底を辿る線が存在するような溝
の左右対称面内に存在する。
The structure of the piston with a sub-chamber according to the present invention is configured as described above and operates as follows. That is, according to the structure of the piston with the sub chamber, the cross-sectional area of the arc-shaped guide groove on the opening side is larger than the cross-sectional area of the portion corresponding to the arc-shaped guide groove of the communication hole, and the center line of the communication hole is formed in an arc shape. Since the sub-chamber main body is offset in the circumferential direction with respect to the guide center line of the guide groove, the groove wall surface of the arc-shaped guide groove has a gentler curved surface than the hole surface of the communication hole based on this area relationship, and the tensile stress , Stress concentration hardly occurs in the arc-shaped guide groove. Moreover, since the center line of the communication hole is offset in the circumferential direction of the sub-chamber main body with respect to the guide center line of the arc-shaped guide groove, the portion where the flame contained in the jet heats the arc-shaped guide groove most strongly is the guide groove. From the center of the groove. Further, the jet flows out while being restricted by one slope of the arcuate guide groove, and does not spread in the width direction of the arcuate guide groove. Therefore, the structure of the piston with the sub-chamber according to the present invention makes it possible to reduce the stress and thermal load on the arcuate guide groove.
Here, the guide center line of the arc-shaped guide groove flows most stably with respect to the arc surface, as in the case where the jet is jetted with its center placed directly above the groove bottom with respect to the arc-shaped guide groove. It is the center line of the flow of time. For example, when the arc-shaped guide groove is an arc-shaped groove, the guide center line exists in a left-right symmetric plane of the groove where a line that follows the curvature center line, area center, or groove bottom of the groove exists.

【0010】噴流がその中心を弧状ガイド溝の溝底に対
応させて噴出すると、弧状ガイド溝は溝底を中心に左右
に拡がることになる。しかし、この発明の副室付きのピ
ストン構造であると、副室から連絡孔を通じての噴流は
弧状ガイド溝のガイド中心線に対して偏って噴出してい
るので、噴流は弧状ガイド溝の斜面を越えて流れること
も少なく且つ噴流はその勢いによって斜面を直ぐに下降
することにもならない。噴流は、その幅が拡がらないう
ちに、空気に富んだピストンヘッド部の周辺部にまで速
やかに到達する。
When the jet is ejected with its center corresponding to the groove bottom of the arc-shaped guide groove, the arc-shaped guide groove expands right and left around the groove bottom. However, according to the piston structure with the sub-chamber of the present invention, since the jet from the sub-chamber through the communication hole is jetted deviated from the guide center line of the arc-shaped guide groove, the jet flows along the slope of the arc-shaped guide groove. There is little flow over and the jet does not immediately descend the slope due to its momentum. The jet quickly reaches the periphery of the air-rich piston head before its width widens.

【0011】副室から連絡孔を通じて噴出する噴流を弧
状ガイド溝のガイド中心線に対して偏らせるための構造
として、連絡孔の中心線を弧状ガイド溝のガイド中心線
の方向に対して副室本体の周方向に平行に又は角度をな
してオフセットさせる構造が採用される。このようなオ
フセット構造とすると、噴流は、弧状ガイド溝の斜面に
沿って噴出し、弧状ガイド溝の溝底を中心に噴出した場
合に見られるような、溝中心に対して左右に拡がること
がない。
As a structure for biasing the jet flow spouted from the sub-chamber through the communication hole with respect to the guide center line of the arc-shaped guide groove, the center line of the communication hole is aligned with the direction of the guide center line of the arc-shaped guide groove. A structure is adopted in which the body is offset parallel or at an angle to the circumferential direction of the main body. With such an offset structure, the jet flows out along the slope of the arc-shaped guide groove, and may spread to the left and right with respect to the groove center as seen when the jet is jetted around the groove bottom of the arc-shaped guide groove. Absent.

【0012】副室から連絡孔を通じて噴出する噴流を弧
状ガイド溝のガイド中心線に対して偏らせるための別の
構造として、連絡孔の中心線を弧状ガイド溝のガイド中
心線に対して吸気スワール流の下流側に位置させる構造
が採用される。このような構造であると、副室本体の周
方向に流れている吸気スワール流は、噴流を弧状ガイド
溝の一方の斜面に吹き寄せる作用をするため、噴流は、
斜面に沿って流れる傾向が強まり、溝中心に対して左右
に拡がり過ぎることがない。
As another structure for deflecting the jet flow spouted from the sub chamber through the communication hole with respect to the guide center line of the arc-shaped guide groove, the center line of the communication hole is swirled with respect to the guide center line of the arc-shaped guide groove. A structure located downstream of the flow is employed. With such a structure, the intake swirl flow flowing in the circumferential direction of the sub-chamber main body acts to blow the jet toward one slope of the arc-shaped guide groove.
The tendency to flow along the slope is strengthened, and it does not spread too much left and right with respect to the groove center.

【0013】副室本体には、ピストン上死点近傍でシリ
ンダヘッドに設けられた燃料噴射ノズルが突入可能な中
央連絡孔が形成される。シリンダヘッドに設けられた燃
料噴射ノズルは、ピストンの上死点近傍で副室本体に形
成された中央連絡孔に突入可能であるので、燃料噴射ノ
ズルは中央連絡孔に完全に嵌入するか、或いは中央連絡
孔から噴流が流れ出さないように覆う状態で燃料を副室
内に噴射する。噴射した燃料は着火して副室から連絡孔
を通じて主室に噴出する。
In the sub chamber main body, a central communication hole is formed near the top dead center of the piston and into which a fuel injection nozzle provided in the cylinder head can enter. Since the fuel injection nozzle provided in the cylinder head can protrude into the central communication hole formed in the sub-chamber main body near the top dead center of the piston, the fuel injection nozzle is completely fitted into the central communication hole, or The fuel is injected into the sub-chamber in a state of covering so that the jet does not flow out from the central communication hole. The injected fuel ignites and squirts from the sub chamber into the main chamber through the communication hole.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による副室付きピストンの構造の一実施例を説明する。
図1は副室付きピストンが適用されるエンジンの一例を
示す断面図、図2は図1に用いられるこの発明による副
室付きピストンの構造の一実施例の一部を示す平面図、
図3は図2に示した副室付きピストンの構造の線X−X
で垂直に切断したときのその一部を示す断面図、及び図
4は図2に示した副室付きピストンの構造を図3におけ
るY−Yの方向から見た部分図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the structure of a piston with a sub-chamber according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an engine to which a piston with a sub-chamber is applied, FIG. 2 is a plan view showing a part of the embodiment of the piston with a sub-chamber according to the present invention used in FIG.
FIG. 3 is a line XX of the structure of the piston with the sub-chamber shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the piston when it is cut vertically, and FIG. 4 is a partial view of the structure of the piston with a sub-chamber shown in FIG.

【0015】副室付きピストンが適用されるエンジン
は、図1に示すように、アルミニウム、アルミニウム合
金、鋳鉄等の金属材料から成るシリンダブロック1、シ
リンダブロック1にガスケット3を介在して固定された
アルミニウム合金等の金属材料から成るシリンダヘッド
2を有している。シリンダブロック1にはエンジンの気
筒数に対応する孔部が形成され、孔部にはシリンダ4を
形成するシリンダライナが嵌合されている。シリンダ4
には、ピストン5がピストンリング6を介して往復運動
するように組み込まれている。また、シリンダヘッド2
には、各シリンダ4に対応して吸気ポート7と排気ポー
ト8が形成され、吸気ポート7のバルブシートには吸気
弁9が配置され、排気ポート8のバルブシートには排気
弁10が配置されている。
As shown in FIG. 1, an engine to which a piston with a sub-chamber is applied is fixed to a cylinder block 1 made of a metal material such as aluminum, an aluminum alloy, or cast iron with a gasket 3 interposed therebetween. It has a cylinder head 2 made of a metal material such as an aluminum alloy. Holes corresponding to the number of cylinders of the engine are formed in the cylinder block 1, and a cylinder liner forming the cylinder 4 is fitted in the hole. Cylinder 4
, A piston 5 is reciprocated via a piston ring 6. In addition, cylinder head 2
, An intake port 7 and an exhaust port 8 are formed corresponding to each cylinder 4, an intake valve 9 is arranged in a valve seat of the intake port 7, and an exhaust valve 10 is arranged in a valve seat of the exhaust port 8. ing.

【0016】シリンダ4内において、シリンダヘッド2
の下面11とピストン5の頂面12との間には、主たる
燃焼室としての主室13が形成されている。シリンダヘ
ッド2に設けられた燃料噴射ノズル14は、先端に多噴
孔15を備えている。セラミックや耐熱合金製の副室本
体16が、ピストン5の中央のキャビティ18内に、例
えば鋳込みによって設けられている。副室本体16の上
部は主室13に臨む形でアルミニウム合金製のピストン
5のピストンヘッド部19の上に露出するように鋳込ま
れている。副室本体16の内部には副室17が形成され
ている。
In the cylinder 4, the cylinder head 2
A main chamber 13 as a main combustion chamber is formed between the lower surface 11 of the piston 5 and the top surface 12 of the piston 5. The fuel injection nozzle 14 provided in the cylinder head 2 has a multi-injection hole 15 at the tip. A sub-chamber main body 16 made of ceramic or heat-resistant alloy is provided in a central cavity 18 of the piston 5 by, for example, casting. The upper part of the sub-chamber main body 16 is cast so as to be exposed above the piston head 19 of the aluminum alloy piston 5 so as to face the main chamber 13. A sub-chamber 17 is formed inside the sub-chamber main body 16.

【0017】副室本体16の上部中央には、主室13と
副室17とを連通し、且つピストン5の圧縮行程上死点
近傍にあるときに燃料噴射ノズル14が突入可能である
ように、燃料噴射ノズル14の外径より僅かに径の大き
い中央連絡孔20が形成されている。燃料噴射ノズル1
4は、中央連絡孔20に突入又は中央連絡孔20を十分
塞ぐ位置に到達したとき、燃料噴射ノズル14の先端に
設けられた多噴孔15から副室17内に燃料を噴射する
ことができる。また、副室17にて着火した火炎と未燃
混合気を、主室においてエアと混合して希薄燃焼をさせ
るために、主室13と副室17とを連通する複数の連絡
孔21が副室17の中心に対して周方向に隔置して放射
状に形成されている。連絡孔21は、副室17側の開口
部22から主室側の開口部23へ向かうにしたがってシ
リンダヘッド2側に傾斜して形成されている。
The main chamber 13 and the sub-chamber 17 communicate with each other at the upper center of the sub-chamber main body 16 so that the fuel injection nozzle 14 can enter when near the top dead center of the compression stroke of the piston 5. A central communication hole 20 having a diameter slightly larger than the outer diameter of the fuel injection nozzle 14 is formed. Fuel injection nozzle 1
The fuel injection nozzle 4 can inject fuel into the sub-chamber 17 from the multiple injection holes 15 provided at the tip of the fuel injection nozzle 14 when it enters the central communication hole 20 or reaches a position where the central communication hole 20 is sufficiently closed. . In order to mix the flame ignited in the sub chamber 17 and the unburned air-fuel mixture with air in the main chamber to perform lean combustion, a plurality of communication holes 21 communicating the main chamber 13 and the sub chamber 17 are provided. It is formed radially at a distance from the center of the chamber 17 in the circumferential direction. The communication hole 21 is formed to be inclined toward the cylinder head 2 from the opening 22 on the sub-chamber 17 side to the opening 23 on the main chamber side.

【0018】この副室付きピストンによれば、エンジン
の圧縮行程で主室13から連絡孔21を通って斜めに副
室17内へ流入する空気により、副室17内に空気流動
を形成し、その空気流動中に燃料噴射ノズル14の多噴
孔15から燃料が噴射される。そこで、空気と燃料噴霧
との混合が短期に行われ、着火燃焼する。この時、副室
17内に発生する空気流動は最適値になるように連絡孔
21の形成が設定されている。着火した燃料は、連絡孔
21を通じて主室13内に噴出される。
According to the piston with the sub-chamber, air flows obliquely into the sub-chamber 17 from the main chamber 13 through the communication hole 21 in the compression stroke of the engine to form an air flow in the sub-chamber 17, Fuel is injected from the multiple injection holes 15 of the fuel injection nozzle 14 during the air flow. Then, the mixture of the air and the fuel spray is performed in a short time, and the fuel is ignited and burned. At this time, the formation of the communication hole 21 is set so that the air flow generated in the sub chamber 17 becomes an optimum value. The ignited fuel is jetted into the main chamber 13 through the communication hole 21.

【0019】連絡孔21の延長となるようにピストン5
の頂面12には、連絡孔21の主室13側の開口部23
に対応して弧状ガイド溝25が形成されている。弧状ガ
イド溝25は、後述するように、円筒面の一部によって
形成されており、この例では、径方向外側に向かうほど
浅くなるように形成されている。連絡孔21から噴出し
た火炎は、弧状ガイド溝25に案内されて主室13に拡
がる。即ち、連絡孔21は、ピストン5が上死点に位置
する時、シリンダヘッド2の下面11とピストン5の頂
面12との間の小さいクリアランスにも関わらず、連絡
孔21から噴出する噴流のための有効面積を確保するこ
とができる。即ち、ピストン5の頂面12に形成した各
弧状ガイド溝25は、副室17から連絡孔21を通じて
主室13へ噴出する火炎、未燃混合気等の噴流ガスをシ
リンダ4の周辺部、即ちピストンヘッド部19の周辺部
24上の空間へ案内し、主室13での燃焼を空気量の多
いシリンダ4の周辺部から行わせることができ、主室1
3に残存する新気を有効に使用し、空気利用率を高める
ことができる。
The piston 5 is extended so as to extend the communication hole 21.
The opening 23 on the side of the main chamber 13 of the communication hole 21
An arc-shaped guide groove 25 is formed in correspondence with. The arc-shaped guide groove 25 is formed by a part of a cylindrical surface as described later. In this example, the arc-shaped guide groove 25 is formed so as to be shallower toward the outside in the radial direction. The flame ejected from the communication hole 21 is guided by the arc-shaped guide groove 25 and spreads to the main chamber 13. That is, when the piston 5 is located at the top dead center, the communication hole 21 has a small size between the lower surface 11 of the cylinder head 2 and the top surface 12 of the piston 5, despite the small clearance. Effective area can be secured. That is, the arc-shaped guide grooves 25 formed on the top surface 12 of the piston 5 allow the jet gas such as the flame and the unburned mixture injected from the sub chamber 17 to the main chamber 13 through the communication hole 21 to the peripheral portion of the cylinder 4, that is, It is guided to the space above the peripheral portion 24 of the piston head portion 19, and the combustion in the main chamber 13 can be performed from the peripheral portion of the cylinder 4 having a large amount of air.
The fresh air remaining in 3 can be used effectively, and the air utilization rate can be increased.

【0020】図2に示すピストンの平面図は、簡単のた
めに、複数存在している連絡孔21のうち、一個のみを
示してある。この副室付きピストンの構造においては、
連絡孔21の中心線A−Aは、図2において線X−Xを
含む紙面に垂直な平面内、即ち、副室17の中心に対し
て、シリンダヘッド2側に向かって斜め上方に、放射方
向に延びている。これに対して、弧状ガイド溝25は、
中心線A−Aに対して平行であるが図2において線X−
Xを含む紙面に垂直な平面に対して図2において下方、
即ち副室17の中心に対して周方向にオフセットした平
面内にある線B−Bを中心とする円筒面の一部として形
成されている。弧状ガイド溝25は、図示の例のよう
に、円筒面の一部として形成するのが普通ではあるが、
断面形状は円弧に限らない。
The plan view of the piston shown in FIG. 2 shows only one of the plurality of communication holes 21 for simplicity. In the structure of this sub-chamber piston,
The center line AA of the communication hole 21 radiates obliquely upward toward the cylinder head 2 with respect to a plane perpendicular to the plane of the drawing including the line XX in FIG. Extending in the direction. On the other hand, the arc-shaped guide groove 25 is
Although parallel to the center line A-A, in FIG.
2 with respect to a plane perpendicular to the plane of the paper including X,
That is, it is formed as a part of a cylindrical surface centered on a line BB in a plane offset in the circumferential direction with respect to the center of the sub chamber 17. The arc-shaped guide groove 25 is usually formed as a part of a cylindrical surface as in the illustrated example.
The cross-sectional shape is not limited to an arc.

【0021】連絡孔21と弧状ガイド溝25との配置関
係は、図4に示すように、開口部23側の弧状ガイド溝
25の断面積S、即ち、弧状ガイド溝25の溝の部分の
断面積Sは、連絡孔21の弧状ガイド溝25に対応する
部分、即ち弧状ガイド溝25に沈む部分の断面積Tより
も大であるように設定されている。弧状ガイド溝25の
溝を構成する円筒壁の半径は、連絡孔21の孔の半径よ
りも大きく設定されている。更に、連絡孔21の中心線
A−Aは、弧状ガイド溝25の円筒面の中心線B−Bに
対して、オフセットしている。また、図2の記載から理
解されるように、弧状ガイド溝25は、シリンダヘッド
2側に向かって上方に傾斜しているので、副室17の中
心からピストンヘッド部19の周辺部24に至るほど幅
が狭くなるように、舌状の溝として延びている。
As shown in FIG. 4, the arrangement relationship between the communication hole 21 and the arcuate guide groove 25 is such that the cross-sectional area S of the arcuate guide groove 25 on the opening 23 side, that is, the cutting of the groove portion of the arcuate guide groove 25. The area S is set so as to be larger than the cross-sectional area T of a portion corresponding to the arc-shaped guide groove 25 of the communication hole 21, that is, a portion sinking into the arc-shaped guide groove 25. The radius of the cylindrical wall forming the groove of the arc-shaped guide groove 25 is set to be larger than the radius of the hole of the communication hole 21. Further, the center line AA of the communication hole 21 is offset with respect to the center line BB of the cylindrical surface of the arc-shaped guide groove 25. As can be understood from the description of FIG. 2, the arc-shaped guide groove 25 is inclined upward toward the cylinder head 2, and thus extends from the center of the sub chamber 17 to the peripheral portion 24 of the piston head 19. It extends as a tongue-shaped groove so that the width becomes narrower.

【0022】したがって、弧状ガイド溝25の溝面は、
例えば、連絡孔21の孔の曲率と同じ曲率を有する弧状
ガイド溝として形成されているものと比較すると緩やか
な曲面となり、ピストン5の頂面12に生じる引張応力
を原因として弧状ガイド溝25に応力集中が生じる可能
性が小さくなる。更に、連絡孔21から噴出する火炎等
の噴流Eは、図2において想像線で境界を示し且つハッ
チッングを施した領域で示すように、弧状ガイド溝25
の一方側の斜面(図2では上側の斜面)に偏って流れ、
噴流の左右への拡がりが抑えられる。また、連絡孔21
からの噴流Eは、図4に示すように、連絡孔21に最も
近い部分26を強く加熱するが、応力的に最も厳しい状
況に置かれる弧状ガイド溝25の溝底27を最も高温に
加熱することがなく、弧状ガイド溝25に亀裂等の損傷
を生じさせる可能性を大幅に低下させている。
Therefore, the groove surface of the arc-shaped guide groove 25 is
For example, a curved surface is gentler than that formed as an arc-shaped guide groove having the same curvature as the curvature of the hole of the communication hole 21, and a stress is applied to the arc-shaped guide groove 25 due to a tensile stress generated on the top surface 12 of the piston 5. The potential for concentration is reduced. Further, as shown in FIG. 2, a jet E of a flame or the like spouting from the communication hole 21 is indicated by an imaginary line in FIG.
Flows on one side (upper side in FIG. 2)
Spreading of the jet to the left and right is suppressed. In addition, the communication hole 21
4 strongly heats the portion 26 closest to the communication hole 21 as shown in FIG. 4, but heats the groove bottom 27 of the arcuate guide groove 25 which is placed under the most severe stress condition to the highest temperature. Therefore, the possibility of causing damage such as cracks in the arc-shaped guide groove 25 is greatly reduced.

【0023】主室13内には、吸気弁9が開いたときに
吸気ポート7を通じて主室13内に吸い込まれた空気を
吸気スワールとして旋回させる場合がある。吸気スワー
ルが矢印Gで示す方向に旋回している流れであるときに
は、図2に示すように、噴流Eの噴出方向が弧状ガイド
溝25の円筒面の中心線B−B向に対してオフセットし
ている方向は、吸気スワールの旋回方向Gと合致する方
向に設定される。このように選択することにより、噴流
Eは、弧状ガイド溝25の一方の斜面に片寄る傾向が強
くなり、噴流Eの左右への拡がりが少なくなる。この結
果、噴流Eの中の火炎はシリンダ4の周辺部、即ち主室
13の周辺部へ到達し易くなり、燃焼効率が向上する。
In the main chamber 13, the air sucked into the main chamber 13 through the intake port 7 when the intake valve 9 is opened may be swirled as intake swirl. When the intake swirl is swirling in the direction indicated by the arrow G, the jet direction of the jet E is offset with respect to the center line BB of the cylindrical surface of the arc-shaped guide groove 25 as shown in FIG. Is set to a direction that matches the turning direction G of the intake swirl. With this selection, the jet E is more likely to be shifted toward one of the slopes of the arc-shaped guide groove 25, and the jet E is less likely to spread left and right. As a result, the flame in the jet E easily reaches the peripheral portion of the cylinder 4, that is, the peripheral portion of the main chamber 13, and the combustion efficiency is improved.

【0024】次に、図5を参照してこの発明による副室
付きピストンの構造の別の実施例を説明する。図5は図
2と同様のピストンの平面図であり、簡略のため、複数
存在している連絡孔21のうち一個のみを示してある。
図2におけるピストンの構造と同一の構造については同
じ符号を付してあるので、再度の説明を省略する。
Next, another embodiment of the structure of the sub chamber-provided piston according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view of the piston similar to that of FIG. 2, and for simplification, only one of the plurality of communication holes 21 is shown.
The same reference numerals are given to the same structure as the structure of the piston in FIG. 2, and the description will not be repeated.

【0025】図5に示した副室付きピストンの構造にお
いては、連絡孔21の中心線A−Aは、先の実施例の場
合と同様、図2において線X−Xを含む紙面に垂直な平
面内、即ち、副室17の中心に対して放射状に延びてい
る。これに対して、弧状ガイド溝28は、先の実施例に
おける弧状ガイド溝25と同様、線C−Cを中心とする
円筒面の一部によって形成されており且つ連絡孔21と
同様、シリンダヘッド2側に向かって斜め上方に延びて
いる。弧状ガイド溝28に対して連絡孔21が開口する
開口部23の位置は、図2に示した弧状ガイド溝25の
場合と同じように、溝底の位置からは偏っているが、弧
状ガイド溝28の円筒面の中心線C−Cは、連絡孔21
の中心線A−Aと平行ではなく、図5の平面図で見て、
開口部23から離れるに従って中心線A−Aに接近する
方向に、角度θで振り向けてある。即ち、弧状ガイド溝
28は、連絡孔21の中心線A−Aに対して、相対的
に、平行なオフセットだけでなく角度的にも偏って配置
されている。連絡孔21と、開口部23側の弧状ガイド
溝28との面積関係は、図4に示す関係と同じであるの
で、説明を省略する。
In the structure of the piston with the sub-chamber shown in FIG. 5, the center line AA of the communication hole 21 is perpendicular to the plane including the line XX in FIG. It extends in a plane, that is, radially with respect to the center of the sub-chamber 17. On the other hand, the arc-shaped guide groove 28 is formed by a part of a cylindrical surface centered on the line CC like the arc-shaped guide groove 25 in the previous embodiment, and is similar to the cylinder head like the communication hole 21. It extends obliquely upward toward two sides. The position of the opening 23 where the communication hole 21 opens with respect to the arc-shaped guide groove 28 is deviated from the groove bottom position as in the case of the arc-shaped guide groove 25 shown in FIG. The center line C-C of the cylindrical surface 28
Is not parallel to the center line AA of FIG.
It is turned at an angle θ in a direction approaching the center line AA as the distance from the opening 23 increases. That is, the arc-shaped guide grooves 28 are arranged not only in parallel offset but also angularly offset with respect to the center line AA of the communication hole 21. The area relationship between the communication hole 21 and the arc-shaped guide groove 28 on the opening 23 side is the same as the relationship shown in FIG.

【0026】弧状ガイド溝28の溝面は、弧状ガイド溝
25と同様に、ゆるやかな曲面で形成され、応力集中が
生じる可能性が小さくなる。更に、連絡孔21から噴出
する火炎等の噴流Fは、図5において想像線で境界を示
し且つハッチッングを施して示すように、噴出当初にお
いては、弧状ガイド溝28の片側斜面によって横切られ
ることはなく、むしろ片側斜面が噴流の延長となるよう
に沿って流れる。噴流Fが弧状ガイド溝28をピストン
ヘッド部19の周辺部24側に向かうにしたがって、噴
流Fは溝底部29をも流れることになる。したがって、
噴流は、その幅を余り変えることなく流れ、噴流の左右
への拡がりは抑えられている。
The groove surface of the arc-shaped guide groove 28 is formed as a gentle curved surface, similarly to the arc-shaped guide groove 25, and the possibility of stress concentration is reduced. Furthermore, as shown in FIG. 5, a jet F of a flame or the like spouting from the communication hole 21 is traversed by one side slope of the arcuate guide groove 28 at the beginning of the spout, as indicated by the imaginary line in FIG. 5 and indicated by hatching. Rather, it flows along one side of the slope so as to be an extension of the jet. As the jet F travels along the arc-shaped guide groove 28 toward the peripheral portion 24 of the piston head 19, the jet F also flows through the groove bottom 29. Therefore,
The jet flows without changing its width very much, and the spread of the jet to the left and right is suppressed.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明による副室付きピストンの構造
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、この発明による副室付きピストンの構造に
よれば、弧状ガイド溝の開口部側の断面積を連絡孔の弧
状ガイド溝に対応する部分の断面積よりも大とし、且つ
連絡孔の中心線を弧状ガイド溝のガイド中心線に対して
副室本体の周方向にオフセットさせているので、引張応
力が作用しても弧状ガイド溝には応力集中が生じ難くな
る。しかも、連絡孔の中心線は弧状ガイド溝のガイド中
心線に対して副室本体の周方向にオフセットしているた
め、噴流に含まれる火炎が弧状ガイド溝ので最も強く加
熱することになる部分は、ガイド溝の溝中心から外れる
ことになる。したがって、この発明による副室付きピス
トンの構造は、弧状ガイド溝の溝底における応力的且つ
熱的な負担を軽減させることが可能となり、ガイド溝に
亀裂が生じるのを防止することができる。
The structure of the piston with sub-chamber according to the present invention is constructed as described above, and has the following effects. That is, according to the structure of the piston with the sub-chamber according to the present invention, the cross-sectional area of the arc-shaped guide groove on the opening side is larger than the cross-sectional area of the portion corresponding to the arc-shaped guide groove of the communication hole, and the center line of the communication hole is formed. Are offset in the circumferential direction of the sub-chamber main body with respect to the guide center line of the arc-shaped guide groove, so that stress concentration hardly occurs in the arc-shaped guide groove even when a tensile stress acts. Moreover, since the center line of the communication hole is offset in the circumferential direction of the sub-chamber main body with respect to the guide center line of the arc-shaped guide groove, the portion where the flame contained in the jet is heated most strongly by the arc-shaped guide groove is as follows. , From the center of the guide groove. Therefore, the structure of the piston with the sub-chamber according to the present invention makes it possible to reduce the stress and the thermal load on the groove bottom of the arc-shaped guide groove, and it is possible to prevent the guide groove from being cracked.

【0028】更に、この発明による副室付きピストンの
構造であると、副室から連絡孔を通じての噴流は弧状ガ
イド溝のガイド中心線に対して偏って噴出しているの
で、噴流は、弧状ガイド溝に幅広く拡がることなく片方
の弧状斜面に案内されて、吸気エアを含む割合が大きな
シリンダの外周までペネトレーションを延ばして到達で
きる。したがって、前記主室での空気利用率を向上さ
せ、噴流と前記主室内の新気との混合が短期に促進して
燃焼スピードを速めて燃焼期間を短縮して熱効率を向上
させ、出力を向上させて燃費を低減し、NOX 及びH
C、カーボン、スモーク等のパティキュレートの発生を
抑制することができる。
Further, in the structure of the piston with the sub-chamber according to the present invention, the jet from the sub-chamber through the communication hole is jetted deviated from the guide center line of the arc-shaped guide groove. It is guided on one of the arc-shaped slopes without widening into the groove, so that the penetration can be extended to the outer periphery of the cylinder containing a large amount of intake air. Therefore, the air utilization rate in the main chamber is improved, and the mixing of the jet and the fresh air in the main chamber is promoted in a short time, the combustion speed is increased, the combustion period is shortened, the thermal efficiency is improved, and the output is improved. to reduce fuel consumption by, NO X and H
The generation of particulates such as carbon, carbon, and smoke can be suppressed.

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

【図1】この発明による副室付きピストンが適用されて
いるエンジンを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an engine to which a piston with a sub-chamber according to the present invention is applied.

【図2】この発明による副室付きピストンの構造の一実
施例のピストン頂面の一部を拡大して示す図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a part of a piston top surface of an embodiment of a piston with a sub-chamber according to the present invention.

【図3】図2の副室付きピストンの構造の線X−Xを通
る平面についての部分断面図である。
3 is a partial sectional view of a plane passing through line XX of the structure of the piston with a sub-chamber in FIG. 2;

【図4】図3の線Y−Y方向から見た副室付きピストン
の構造の部分図である。
4 is a partial view of the structure of the piston with a sub-chamber as viewed from the line YY in FIG. 3;

【図5】この発明による副室付きピストンの構造の別の
実施例のピストン頂面の一部を拡大して示す図である。
FIG. 5 is an enlarged view showing a part of a piston top surface of another embodiment of the structure of the piston with a sub-chamber according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 シリンダヘッド 4 シリンダ 5 ピストン 13 主室 14 燃料噴射ノズル 16 副室本体 17 副室 18 キャビティ 19 ピストンヘッド部 20 中央連絡孔 21 連絡孔 22 開口部 23 開口部 25 弧状ガイド溝 28 弧状ガイド溝 A−A 連絡孔の中心線 B−B 円筒面の中心線 C−C 円筒面の中心線 E 噴流 F 噴流 G 吸気スワール S 断面積(弧状ガイド溝) T 断面積(連絡孔の弧状ガイド溝に対応する部分) 2 Cylinder head 4 Cylinder 5 Piston 13 Main chamber 14 Fuel injection nozzle 16 Sub chamber main body 17 Sub chamber 18 Cavity 19 Piston head section 20 Central communication hole 21 Communication hole 22 Opening 23 Opening 25 Arc guide groove 28 Arc guide groove A- A center line of communication hole BB center line of cylindrical surface CC center line of cylindrical surface E jet F jet G intake swirl S cross-sectional area (arc-shaped guide groove) T cross-sectional area (corresponding to the arc-shaped guide groove of communication hole) part)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02B 23/06 F02B 23/06 L F02M 61/14 310 F02M 61/14 310P F16J 1/09 F16J 1/09 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02B 23/06 F02B 23/06 L F02M 61/14 310 F02M 61/14 310P F16J 1/09 F16J 1/09

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストン中央にキャビティを備えている
ピストン本体、前記キャビティ内に設けられ且つ内部に
副室を構成する副室本体、前記副室とシリンダ側に形成
される主室とを連通するため前記副室の中心に対して周
方向に隔置して放射状に前記副室本体に形成されている
複数の連絡孔、及び前記連絡孔の前記主室側の開口部に
対応して前記ピストン本体のピストンヘッド部に放射状
に形成された複数の弧状ガイド溝を具備し、前記弧状ガ
イド溝の前記開口部側の断面積は前記連絡孔の前記弧状
ガイド溝に対応する部分の断面積よりも大であり、且つ
前記連絡孔の中心線は前記ガイド溝のガイド中心線に対
して前記副室本体の周方向にオフセットしていること、
から成る副室付きピストンの構造。
1. A piston main body having a cavity in the center of a piston, a sub-chamber main body provided in the cavity and constituting a sub-chamber therein, and communicating the sub-chamber with a main chamber formed on a cylinder side. Therefore, a plurality of communication holes radially formed in the sub-chamber main body and circumferentially spaced from the center of the sub-chamber, and the piston corresponding to the opening of the communication hole on the main chamber side. The piston head portion of the main body includes a plurality of arc-shaped guide grooves formed radially, and a cross-sectional area of the arc-shaped guide groove on the opening side is larger than a cross-sectional area of a portion of the communication hole corresponding to the arc-shaped guide groove. Large, and the center line of the communication hole is offset in the circumferential direction of the sub-chamber main body with respect to the guide center line of the guide groove,
Structure of piston with subchamber consisting of
【請求項2】 前記ガイド溝の前記ガイド中心線は、前
記連絡孔の前記中心線に対して前記副室本体の周方向に
平行に又は角度をなしてオフセットしていることを特徴
とする請求項1に記載の副室付きピストンの構造。
2. The guide center line of the guide groove is offset parallel to or at an angle to the circumferential direction of the sub-chamber main body with respect to the center line of the communication hole. Item 2. The structure of the piston with a sub-chamber according to Item 1.
【請求項3】 前記連絡孔の前記中心線は、前記ガイド
溝の前記ガイド中心線に対して吸気スワール流の下流側
に位置していることを特徴とする請求項1又は2に記載
の副室付きピストンの構造。
3. The auxiliary according to claim 1, wherein the center line of the communication hole is located downstream of the intake swirl flow with respect to the guide center line of the guide groove. Piston structure with chamber.
【請求項4】 前記副室本体には、ピストン上死点近傍
でシリンダヘッドに設けられた燃料噴射ノズルが突入可
能な中央連絡孔が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1項に記載の副室付きピストンの構
造。
4. The sub-chamber main body is provided with a central communication hole near a piston top dead center, into which a fuel injection nozzle provided in a cylinder head can enter. The structure of the piston with a sub-chamber according to any one of the preceding claims.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009507169A (en) * 2005-09-01 2009-02-19 ハリー, ブイ. レーマン, Apparatus and method for increasing fuel combustion efficiency in an internal combustion engine
JP2019138181A (en) * 2018-02-07 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine

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