JPH1073023A - ターボ過給機付きディーゼルエンジン - Google Patents
ターボ過給機付きディーゼルエンジンInfo
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- JPH1073023A JPH1073023A JP8229144A JP22914496A JPH1073023A JP H1073023 A JPH1073023 A JP H1073023A JP 8229144 A JP8229144 A JP 8229144A JP 22914496 A JP22914496 A JP 22914496A JP H1073023 A JPH1073023 A JP H1073023A
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- piston
- valve
- engine
- combustion chamber
- recess
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジン出力を低下させることなく、ピストン
の熱応力の集中を防止する。 【解決手段】４弁式バルブシステムを備え、リエントラ
ント形の燃焼室３１を有し、ピストン頂部２２ａにバル
ブリセスが形成されない直接噴射方式のターボ過給機付
きディーゼルエンジンである。エンジンのピストン２２
の上死点におけるピストン頂部２２ａとシリンダヘッド
２３とのクリアランスが２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
の熱応力の集中を防止する。 【解決手段】４弁式バルブシステムを備え、リエントラ
ント形の燃焼室３１を有し、ピストン頂部２２ａにバル
ブリセスが形成されない直接噴射方式のターボ過給機付
きディーゼルエンジンである。エンジンのピストン２２
の上死点におけるピストン頂部２２ａとシリンダヘッド
２３とのクリアランスが２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４弁式バルブシス
テムを備え、リエントラント形の燃焼室を有し、ピスト
ン頂部にバルブリセスが形成されない直接噴射方式のタ
ーボ過給機付きディーゼルエンジンに関するものであ
る。
テムを備え、リエントラント形の燃焼室を有し、ピスト
ン頂部にバルブリセスが形成されない直接噴射方式のタ
ーボ過給機付きディーゼルエンジンに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは気筒内でピストン
により強く圧縮することにより高温にした空気中に燃料
を噴射し、自発着火させて運転するエンジンである。シ
リンダは気筒内で往復運動することにより吸入、圧縮、
膨張、排気を行い、この吸入から排気までのサイクルを
ピストンの１往復運動により行う２サイクルエンジンと
２往復運動により行う４サイクルエンジンとが知られて
いる。２サイクルエンジンはピストンが下死点にある時
に排気と給気が行われるために構造が簡単にできる反
面、燃焼後のガスと新規なガスとの入れ替えを４サイク
ルエンジンほど完全に行うことができず、オイル消費量
に比較して熱付加が高い欠点がある。これらの点におい
て４サイクルエンジンは優れているけれども、４サイク
ルエンジンでは燃焼後のガスと新規なガスとの入れ替え
を行うバルブシステムを備える必要がある。
により強く圧縮することにより高温にした空気中に燃料
を噴射し、自発着火させて運転するエンジンである。シ
リンダは気筒内で往復運動することにより吸入、圧縮、
膨張、排気を行い、この吸入から排気までのサイクルを
ピストンの１往復運動により行う２サイクルエンジンと
２往復運動により行う４サイクルエンジンとが知られて
いる。２サイクルエンジンはピストンが下死点にある時
に排気と給気が行われるために構造が簡単にできる反
面、燃焼後のガスと新規なガスとの入れ替えを４サイク
ルエンジンほど完全に行うことができず、オイル消費量
に比較して熱付加が高い欠点がある。これらの点におい
て４サイクルエンジンは優れているけれども、４サイク
ルエンジンでは燃焼後のガスと新規なガスとの入れ替え
を行うバルブシステムを備える必要がある。
【０００３】一方、ディーゼルエンジンの燃焼方式には
直接噴射式と副室式とに大別でき、副室式は更に小燃焼
室式、渦流室式、空気室式に大別でき、予め副室に燃料
を噴射することにより燃料の燃焼効率を向上させるもの
である。これに対し直接噴射方式は燃料噴射ノズルによ
り燃料を直接燃焼室に噴射する方式であり、燃焼室をピ
ストン頂部に形成したものが知られている。直接噴射方
式は燃料噴射系とシリンダ内スワール（吸気時における
シリンダ中心を軸とする空気の旋回）又はスキッシュ
（圧縮時における空気の旋回）とのマッチングの問題が
あり、このスワール又はスキッシュとのマッチングを良
好なものとするために、燃焼室の形状が種々提案されて
いる。
直接噴射式と副室式とに大別でき、副室式は更に小燃焼
室式、渦流室式、空気室式に大別でき、予め副室に燃料
を噴射することにより燃料の燃焼効率を向上させるもの
である。これに対し直接噴射方式は燃料噴射ノズルによ
り燃料を直接燃焼室に噴射する方式であり、燃焼室をピ
ストン頂部に形成したものが知られている。直接噴射方
式は燃料噴射系とシリンダ内スワール（吸気時における
シリンダ中心を軸とする空気の旋回）又はスキッシュ
（圧縮時における空気の旋回）とのマッチングの問題が
あり、このスワール又はスキッシュとのマッチングを良
好なものとするために、燃焼室の形状が種々提案されて
いる。
【０００４】直接噴射式の燃焼室の形状についてはスワ
ールなし燃焼室とスワール付き燃焼室とが知られてお
り、スワール付き燃焼室は更に中スワール付き燃焼室と
高スワール付き燃焼室とに大別することができる。スワ
ールなし燃焼室は燃焼室内の噴霧の分散をもっぱら噴霧
に頼る方式で、燃焼室のキャビティの直径を大きく深さ
を浅くする必要がある。一方スワール付き燃焼室はピス
トン頂部に凹みを形成して燃焼室を設けたものであり、
その凹みの深さにより高スワール付き燃焼室又は中スワ
ール付き燃焼室に分類される。
ールなし燃焼室とスワール付き燃焼室とが知られてお
り、スワール付き燃焼室は更に中スワール付き燃焼室と
高スワール付き燃焼室とに大別することができる。スワ
ールなし燃焼室は燃焼室内の噴霧の分散をもっぱら噴霧
に頼る方式で、燃焼室のキャビティの直径を大きく深さ
を浅くする必要がある。一方スワール付き燃焼室はピス
トン頂部に凹みを形成して燃焼室を設けたものであり、
その凹みの深さにより高スワール付き燃焼室又は中スワ
ール付き燃焼室に分類される。
【０００５】スワール又はスキッシュとのマッチングの
関係は、図４のスキッシュとトップクリアランスとの関
係で示すように、一般的にスキッシュが大きい方が好ま
しいことが知られており、このためピストンの上死点に
おけるトップクリアランス、即ちピストンのピストン頂
部とシリンダヘッドとのクリアランスを小さくすべく、
従来のエンジンではピストン頂部に対応するシリンダヘ
ッドを平面状にして、ピストン頂部とシリンダヘッドと
のクリアランスを極力小さくしている。このようにクリ
アランスを極力小さくすることにより、燃料の有効な燃
焼を介してディーゼルエンジンの出力向上を図ってい
る。
関係は、図４のスキッシュとトップクリアランスとの関
係で示すように、一般的にスキッシュが大きい方が好ま
しいことが知られており、このためピストンの上死点に
おけるトップクリアランス、即ちピストンのピストン頂
部とシリンダヘッドとのクリアランスを小さくすべく、
従来のエンジンではピストン頂部に対応するシリンダヘ
ッドを平面状にして、ピストン頂部とシリンダヘッドと
のクリアランスを極力小さくしている。このようにクリ
アランスを極力小さくすることにより、燃料の有効な燃
焼を介してディーゼルエンジンの出力向上を図ってい
る。
【０００６】しかし、直接噴射式の４サイクルディーゼ
ルエンジンの場合にはピストン頂部とシリンダヘッドと
のクリアランスを小さくすると、バルブシステムを備え
る必要から、開閉に伴うバルブとピストン頂部が互いに
衝突して干渉し合う不具合がある。この点を解消するた
めに従来、図５（ａ）に示すように、ピストン４のピス
トン頂部４ａにバルブ３の逃げである凹部、即ちバルブ
リセス４ｂを設けることが行われている。このバルブリ
セス４ｂはバルブ３が当接する量の凹みをバルブの本数
及びバルブの径に対応してピストン頂部４ａに形成する
ものであり、バルブ３が押し下げられた状態でもバルブ
リセス４ｂの範囲内においてバルブ３が下降するにすぎ
ず、ピストン頂部４ａにバルブ３が当接するのを防止す
るようになっている。このようにピストン頂部４ａにバ
ルブリセス４ｂを設けることは実質的にピストン頂部４
ａとシリンダヘッド２とのクリアランスを拡大したもの
と同等になり、前述した図４に示すスキッシュとの関係
において好ましくない傾向であるが、燃焼室の形状を最
適化して燃料噴射系とシリンダ内スワール又はスキッシ
ュとのマッチングを良好なものにすることにより高出力
化の要求を満足させたものである。
ルエンジンの場合にはピストン頂部とシリンダヘッドと
のクリアランスを小さくすると、バルブシステムを備え
る必要から、開閉に伴うバルブとピストン頂部が互いに
衝突して干渉し合う不具合がある。この点を解消するた
めに従来、図５（ａ）に示すように、ピストン４のピス
トン頂部４ａにバルブ３の逃げである凹部、即ちバルブ
リセス４ｂを設けることが行われている。このバルブリ
セス４ｂはバルブ３が当接する量の凹みをバルブの本数
及びバルブの径に対応してピストン頂部４ａに形成する
ものであり、バルブ３が押し下げられた状態でもバルブ
リセス４ｂの範囲内においてバルブ３が下降するにすぎ
ず、ピストン頂部４ａにバルブ３が当接するのを防止す
るようになっている。このようにピストン頂部４ａにバ
ルブリセス４ｂを設けることは実質的にピストン頂部４
ａとシリンダヘッド２とのクリアランスを拡大したもの
と同等になり、前述した図４に示すスキッシュとの関係
において好ましくない傾向であるが、燃焼室の形状を最
適化して燃料噴射系とシリンダ内スワール又はスキッシ
ュとのマッチングを良好なものにすることにより高出力
化の要求を満足させたものである。
【０００７】燃焼室の形状の最適化に際しては中スワー
ル付き燃焼室が採用され、中スワール付き燃焼室は凹み
の形状によりトロイダル形、リエントラント形、皿形に
大別でき、噴射された燃料噴霧は燃焼室壁に衝突し、そ
の跳ね返り分もスワール又はスキッシュによって分散さ
せるように意図されている。特に、リエントラント形の
燃焼室形状の場合にはスキッシュにおける分散が大きく
することができて好ましく、給気過給装置を設けること
により充分にスキッシュとの関係を向上することがで
き、エンジンの出力を向上することができるようになっ
ている。
ル付き燃焼室が採用され、中スワール付き燃焼室は凹み
の形状によりトロイダル形、リエントラント形、皿形に
大別でき、噴射された燃料噴霧は燃焼室壁に衝突し、そ
の跳ね返り分もスワール又はスキッシュによって分散さ
せるように意図されている。特に、リエントラント形の
燃焼室形状の場合にはスキッシュにおける分散が大きく
することができて好ましく、給気過給装置を設けること
により充分にスキッシュとの関係を向上することがで
き、エンジンの出力を向上することができるようになっ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年のエンジ
ンの高回転化及び高出力化の要求によりエンジン自体が
高温に曝される時間が長くなり、これに起因してピスト
ン自体が更に高温化する傾向を生じた。このためにピス
トン４にバルブリセス４ｂを設けることは、そのリセス
４ｂの角部に燃焼時の熱応力が集中し、ピストン４の劣
化が促進され、その寿命を低下させる問題点があった。
この点を解消するために、図５（ｂ）に示すように、シ
リンダヘッド２にバルブリセス２ａを設けることが提案
されている。バルブリセス２ａをシリンダヘッド２に形
成することにより、ピストン頂部にバルブリセスを形成
することを止めてリセスを形成した場合のリセスの角部
に生じる燃焼時の熱応力が集中することを防止するとと
もに、バルブとピストン頂部との当接はバルブリセス２
ａの範囲内においてバルブ３を下降させることにより防
止するものである。
ンの高回転化及び高出力化の要求によりエンジン自体が
高温に曝される時間が長くなり、これに起因してピスト
ン自体が更に高温化する傾向を生じた。このためにピス
トン４にバルブリセス４ｂを設けることは、そのリセス
４ｂの角部に燃焼時の熱応力が集中し、ピストン４の劣
化が促進され、その寿命を低下させる問題点があった。
この点を解消するために、図５（ｂ）に示すように、シ
リンダヘッド２にバルブリセス２ａを設けることが提案
されている。バルブリセス２ａをシリンダヘッド２に形
成することにより、ピストン頂部にバルブリセスを形成
することを止めてリセスを形成した場合のリセスの角部
に生じる燃焼時の熱応力が集中することを防止するとと
もに、バルブとピストン頂部との当接はバルブリセス２
ａの範囲内においてバルブ３を下降させることにより防
止するものである。
【０００９】しかし、シリンダヘッド２にバルブリセス
２ａを設けることは、シリンダヘッド２の容積との関係
で必然的にバルブ３の形状が小型化し、吸気及び排気の
ための断面積が縮小される不具合がある。この断面積の
縮小は吸気及び排気時の抵抗を増加させて吸排気の流量
係数を低下させるとともに、エンジンの出力を低下させ
る原因ともなる欠点があった。この点を解消するため
に、通常使用されている２本のバルブにより吸排気を行
う２弁式バルブシステムから４本のバルブを使用する４
弁式バルブシステムに変更して吸排気におけるバルブ開
放時における開放面積を大きくすることも考えられる
が、開放面積の拡大には限界があり、近年における高出
力化の要求に対応できない不具合がある。本発明の目的
は、エンジン出力を低下させることなく、熱応力の集中
によるピストンの劣化を防止して信頼性の高いターボ過
給機付きディーゼルエンジンを提供することにある。
２ａを設けることは、シリンダヘッド２の容積との関係
で必然的にバルブ３の形状が小型化し、吸気及び排気の
ための断面積が縮小される不具合がある。この断面積の
縮小は吸気及び排気時の抵抗を増加させて吸排気の流量
係数を低下させるとともに、エンジンの出力を低下させ
る原因ともなる欠点があった。この点を解消するため
に、通常使用されている２本のバルブにより吸排気を行
う２弁式バルブシステムから４本のバルブを使用する４
弁式バルブシステムに変更して吸排気におけるバルブ開
放時における開放面積を大きくすることも考えられる
が、開放面積の拡大には限界があり、近年における高出
力化の要求に対応できない不具合がある。本発明の目的
は、エンジン出力を低下させることなく、熱応力の集中
によるピストンの劣化を防止して信頼性の高いターボ過
給機付きディーゼルエンジンを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、４弁式バルブシステム２０
を備え、リエントラント形の燃焼室３１を有し、ピスト
ン頂部２２ａにバルブリセスが形成されない直接噴射方
式のターボ過給機付きディーゼルエンジンの改良であ
る。その特徴ある構成は、エンジンのピストン２２の上
死点におけるピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３
とのクリアランスｄが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であるとこ
ろにある。
図１及び図２に示すように、４弁式バルブシステム２０
を備え、リエントラント形の燃焼室３１を有し、ピスト
ン頂部２２ａにバルブリセスが形成されない直接噴射方
式のターボ過給機付きディーゼルエンジンの改良であ
る。その特徴ある構成は、エンジンのピストン２２の上
死点におけるピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３
とのクリアランスｄが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であるとこ
ろにある。
【００１１】ピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３
とのクリアランスを２ｍｍ以上５ｍｍ以下にすることに
よりピストン頂部２２ａにバルブが当接するのを防止す
る。ピストン頂部２２ａにバルブリセスを形成しないこ
とにより、燃焼時における熱応力が特定の箇所に集中す
ることを防止する。スキッシュとヘッド面クリアランス
との関係におけるわずかな変化は、４弁式バルブシステ
ム２０、リエントラント形の燃焼室３１、直接噴射方式
及びターボ過給機が補う。
とのクリアランスを２ｍｍ以上５ｍｍ以下にすることに
よりピストン頂部２２ａにバルブが当接するのを防止す
る。ピストン頂部２２ａにバルブリセスを形成しないこ
とにより、燃焼時における熱応力が特定の箇所に集中す
ることを防止する。スキッシュとヘッド面クリアランス
との関係におけるわずかな変化は、４弁式バルブシステ
ム２０、リエントラント形の燃焼室３１、直接噴射方式
及びターボ過給機が補う。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図２示すように、このエンジ
ン１０はターボ過給機付きディーゼルエンジンである。
この過給機１１はエンジン１０の排ガスにより駆動され
るタービンホイール１２と、このタービンホイール１２
の回転により吸気を圧縮してエンジン１０に供給するコ
ンプレッサホイール１３とを備える。タービンホイール
１２とコンプレッサホイール１３の共通のシャフト１４
は一対のベアリング１６，１６により回転可能に支持さ
れる。このように構成されたターボ過給機１１ではエン
ジン１０が駆動することによる排ガスによりタービンホ
イール１２が回転し、この回転によりシャフト１４を介
してコンプレッサホイール１３が回転し、タービンホイ
ール１２の回転により吸気を圧縮してエンジン１０に供
給するようになっている。なお、タービンホイール１２
とエンジン１０の間の吸気管１７にはエアを冷却するた
めのインタクーラ１８が設けられる。
基づいて詳しく説明する。図２示すように、このエンジ
ン１０はターボ過給機付きディーゼルエンジンである。
この過給機１１はエンジン１０の排ガスにより駆動され
るタービンホイール１２と、このタービンホイール１２
の回転により吸気を圧縮してエンジン１０に供給するコ
ンプレッサホイール１３とを備える。タービンホイール
１２とコンプレッサホイール１３の共通のシャフト１４
は一対のベアリング１６，１６により回転可能に支持さ
れる。このように構成されたターボ過給機１１ではエン
ジン１０が駆動することによる排ガスによりタービンホ
イール１２が回転し、この回転によりシャフト１４を介
してコンプレッサホイール１３が回転し、タービンホイ
ール１２の回転により吸気を圧縮してエンジン１０に供
給するようになっている。なお、タービンホイール１２
とエンジン１０の間の吸気管１７にはエアを冷却するた
めのインタクーラ１８が設けられる。
【００１３】また、エンジン１０には４弁式バルブシス
テム２０が備えられる。即ち、エンジン１０のそれぞれ
の気筒２１には一対の吸気弁２１ｃ，２１ｄと一対の排
気弁２１ａ，２１ｂとの計４本のバルブが設けられる。
図３に示すように、一対の吸気弁２１ｃ，２１ｄと一対
の排気弁２１ａ，２１ｂとはピストン２２のピストン頂
部２２ａに対応するシリンダヘッド２３（図２）に設け
られ、四角形の各角部に位置するように配設される（図
２では便宜上並列に４本図示する）。図２に戻って、吸
気弁２１ｃ，２１ｄは吸気用案内軸２３ａに上下動可能
に嵌入された吸気用ブリッジ２４ａ及び吸気用ロッカア
ーム２６ａを介して吸気用プッシュロッド２７ａにより
開閉され、排気弁２１ａ，２１ｂは排気用案内軸２３ｂ
に上下動可能に嵌入された排気用ブリッジ２４ｂ及び排
気用ロッカアーム２６ｂを介して排気用プッシュロッド
２７ｂにより開閉される。吸気用ロッカアーム２６ａ及
び排気用ロッカアーム２６ｂは吸気用ロッカシャフト２
８ａ及び排気用ロッカシャフト２８ｂに回動可能にそれ
ぞれ支持される。２９は吸気弁２１ｃ，２１ｄ及び排気
弁２１ａ，２１ｂを押上げて吸気ポート２３ｄ及び排気
ポート２３ｃを閉止する圧縮コイルばねである。
テム２０が備えられる。即ち、エンジン１０のそれぞれ
の気筒２１には一対の吸気弁２１ｃ，２１ｄと一対の排
気弁２１ａ，２１ｂとの計４本のバルブが設けられる。
図３に示すように、一対の吸気弁２１ｃ，２１ｄと一対
の排気弁２１ａ，２１ｂとはピストン２２のピストン頂
部２２ａに対応するシリンダヘッド２３（図２）に設け
られ、四角形の各角部に位置するように配設される（図
２では便宜上並列に４本図示する）。図２に戻って、吸
気弁２１ｃ，２１ｄは吸気用案内軸２３ａに上下動可能
に嵌入された吸気用ブリッジ２４ａ及び吸気用ロッカア
ーム２６ａを介して吸気用プッシュロッド２７ａにより
開閉され、排気弁２１ａ，２１ｂは排気用案内軸２３ｂ
に上下動可能に嵌入された排気用ブリッジ２４ｂ及び排
気用ロッカアーム２６ｂを介して排気用プッシュロッド
２７ｂにより開閉される。吸気用ロッカアーム２６ａ及
び排気用ロッカアーム２６ｂは吸気用ロッカシャフト２
８ａ及び排気用ロッカシャフト２８ｂに回動可能にそれ
ぞれ支持される。２９は吸気弁２１ｃ，２１ｄ及び排気
弁２１ａ，２１ｂを押上げて吸気ポート２３ｄ及び排気
ポート２３ｃを閉止する圧縮コイルばねである。
【００１４】図１に示すように、エンジンはリエントラ
ント形の燃焼室３１を有し、ピストン２２の頂部にバル
ブリセスが形成されない直接噴射方式のエンジンであ
る。即ち、燃焼室３１であるピストン頂部２２ａに形成
される凹部のピストン頂部２２ａ近傍を底部近傍の直径
寸法に比較して小径に形成し、この燃焼室３１に噴霧さ
れる燃料を包み込むような形に形成する。この燃焼室３
１に燃料を噴霧する燃料噴射ノズル３２はピストン頂部
２２ａの中央部に対応するシリンダヘッド２３に設けら
れ、略上死点における燃焼室３１に高圧の燃料を直接噴
霧するようになっている。
ント形の燃焼室３１を有し、ピストン２２の頂部にバル
ブリセスが形成されない直接噴射方式のエンジンであ
る。即ち、燃焼室３１であるピストン頂部２２ａに形成
される凹部のピストン頂部２２ａ近傍を底部近傍の直径
寸法に比較して小径に形成し、この燃焼室３１に噴霧さ
れる燃料を包み込むような形に形成する。この燃焼室３
１に燃料を噴霧する燃料噴射ノズル３２はピストン頂部
２２ａの中央部に対応するシリンダヘッド２３に設けら
れ、略上死点における燃焼室３１に高圧の燃料を直接噴
霧するようになっている。
【００１５】本発明の特徴ある構成は、エンジンのピス
トン２２の上死点におけるピストン頂部２２ａとシリン
ダヘッド２３とのクリアランスｄが２ｍｍ以上５ｍｍ以
下であるところにある。即ち、ピストン頂部にバルブリ
セスを形成しないことにより、リセスが形成された場合
におけるリセスの角部に集中する燃焼時の熱応力を防止
し、ピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３とのクリ
アランスｄを２ｍｍ以上５ｍｍ以下にすることにより、
スキッシュとの関係における著しい変化を防止する。従
来ヘッド面に設けられたバルブリセスの深さは２ｍｍ程
度必要とされており、このバルブリセスを設けることに
より起因するスキッシュとの関係における不具合を解消
するために対策された４弁式バルブシステム、リエント
ラント形の燃焼室、ターボ過給機を同様に使用すること
により、ピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３との
クリアランスｄを２ｍｍ以上５ｍｍ以下にすることによ
り生じるスキッシュとの関係における軽微な変化を補
う。
トン２２の上死点におけるピストン頂部２２ａとシリン
ダヘッド２３とのクリアランスｄが２ｍｍ以上５ｍｍ以
下であるところにある。即ち、ピストン頂部にバルブリ
セスを形成しないことにより、リセスが形成された場合
におけるリセスの角部に集中する燃焼時の熱応力を防止
し、ピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３とのクリ
アランスｄを２ｍｍ以上５ｍｍ以下にすることにより、
スキッシュとの関係における著しい変化を防止する。従
来ヘッド面に設けられたバルブリセスの深さは２ｍｍ程
度必要とされており、このバルブリセスを設けることに
より起因するスキッシュとの関係における不具合を解消
するために対策された４弁式バルブシステム、リエント
ラント形の燃焼室、ターボ過給機を同様に使用すること
により、ピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３との
クリアランスｄを２ｍｍ以上５ｍｍ以下にすることによ
り生じるスキッシュとの関係における軽微な変化を補
う。
【００１６】このように構成されたターボ過給機付きデ
ィーゼルエンジンの動作を説明する。ターボ過給機１１
により圧縮されたエアはインタクーラ１８により冷却さ
れた後吸気ポート２３ｄを介して開放された一対の吸気
バルブ２１ｃ，２１ｄにより気筒２１に供給される。気
筒２１に供給されたエアはピストン２２が上昇すること
により強く圧縮され、高温になる。ピストン２２の略上
死点において燃料噴射ノズル３２により高温になった空
気中に燃料が噴霧される。燃料は燃焼室３１に噴霧さ
れ、自発着火することに起因する体積膨張によりピスト
ン２２を押し下げる。燃焼後のガスは再び上昇してくる
ピストン２２により開放された排気バルブ２１ａ，２１
ｂから排気ポート２３ｃを介して外部に排出される。
ィーゼルエンジンの動作を説明する。ターボ過給機１１
により圧縮されたエアはインタクーラ１８により冷却さ
れた後吸気ポート２３ｄを介して開放された一対の吸気
バルブ２１ｃ，２１ｄにより気筒２１に供給される。気
筒２１に供給されたエアはピストン２２が上昇すること
により強く圧縮され、高温になる。ピストン２２の略上
死点において燃料噴射ノズル３２により高温になった空
気中に燃料が噴霧される。燃料は燃焼室３１に噴霧さ
れ、自発着火することに起因する体積膨張によりピスト
ン２２を押し下げる。燃焼後のガスは再び上昇してくる
ピストン２２により開放された排気バルブ２１ａ，２１
ｂから排気ポート２３ｃを介して外部に排出される。
【００１７】
【実施例】４弁式バルブシステム、リエントラント形の
燃焼室、直接噴射方式のターボ過給機付きディーゼルエ
ンジンであって、図１に示すように、ピストン頂部にバ
ルブリセスが形成されないピストン２２の上死点におけ
るピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３とのクリア
ランスｄが２ｍｍ以上５ｍｍ以下（図４のＡ点）のエン
ジンを作製し、ほぼ同一のクリアランス（図４のＢ点）
でバルブリセスが形成された従来のエンジンを比較した
ところ、ほぼ同等のエンジン性能であることがわかっ
た。
燃焼室、直接噴射方式のターボ過給機付きディーゼルエ
ンジンであって、図１に示すように、ピストン頂部にバ
ルブリセスが形成されないピストン２２の上死点におけ
るピストン頂部２２ａとシリンダヘッド２３とのクリア
ランスｄが２ｍｍ以上５ｍｍ以下（図４のＡ点）のエン
ジンを作製し、ほぼ同一のクリアランス（図４のＢ点）
でバルブリセスが形成された従来のエンジンを比較した
ところ、ほぼ同等のエンジン性能であることがわかっ
た。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、エ
ンジンのピストンの上死点におけるピストン頂部とシリ
ンダヘッドとのクリアランスを２ｍｍ以上５ｍｍ以下に
したので、ピストン頂部にバルブが当接するのを防止す
るとともにスキッシュとヘッド面クリアランスとの関係
が著しく変化することを防止することができる。また、
ピストン頂部にバルブリセスを形成しないことにより、
燃焼時における熱応力が特定の箇所に集中することを防
止する。スキッシュとヘッド面クリアランスとの関係に
おけるわずかな変化は４弁式バルブシステム、リエント
ラント形の燃焼室、直接噴射方式及びターボ過給機によ
り補う。この結果、エンジン出力を低下させることな
く、ピストンの熱応力の集中を防止して信頼性の高いタ
ーボ過給機付きディーゼルエンジンを得ることができ
る。
ンジンのピストンの上死点におけるピストン頂部とシリ
ンダヘッドとのクリアランスを２ｍｍ以上５ｍｍ以下に
したので、ピストン頂部にバルブが当接するのを防止す
るとともにスキッシュとヘッド面クリアランスとの関係
が著しく変化することを防止することができる。また、
ピストン頂部にバルブリセスを形成しないことにより、
燃焼時における熱応力が特定の箇所に集中することを防
止する。スキッシュとヘッド面クリアランスとの関係に
おけるわずかな変化は４弁式バルブシステム、リエント
ラント形の燃焼室、直接噴射方式及びターボ過給機によ
り補う。この結果、エンジン出力を低下させることな
く、ピストンの熱応力の集中を防止して信頼性の高いタ
ーボ過給機付きディーゼルエンジンを得ることができ
る。
【図１】本発明のディーゼルエンジンのピストンとシリ
ンダヘッドとの関係を示す断面図。
ンダヘッドとの関係を示す断面図。
【図２】そのディーゼルエンジンのターボ過給機と４弁
式バルブシステムとの関係を示す概念図。
式バルブシステムとの関係を示す概念図。
【図３】そのピストンとバルブとの配置関係を示す斜視
図。
図。
【図４】そのスキッシュとヘッド面クリアランスとの関
係を示す図。
係を示す図。
【図５】図５（ａ） バルブリセスがピストン頂部に形
成された従来例を示す図１に対応する断面図。 図５（ｂ） バルブリセスがシリンダヘッドに形成され
た従来例を示す図１に対応する断面図。
成された従来例を示す図１に対応する断面図。 図５（ｂ） バルブリセスがシリンダヘッドに形成され
た従来例を示す図１に対応する断面図。
１１ ターボ過給機 ２０ ４弁式バルブシステム ２２ ピストン ２２ａ ピストン頂部 ２３ シリンダヘッド ３１ 燃焼室
Claims (1)
- 【請求項１】 ４弁式バルブシステム(20)を備え、リエ
ントラント形の燃焼室(31)を有し、ピストン頂部(22a)
にバルブリセスが形成されない直接噴射方式のターボ過
給機付きディーゼルエンジンにおいて、 前記エンジンのピストン(22)の上死点における前記ピス
トン頂部(22a)とシリンダヘッド(23)とのクリアランス
(d)が２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とするタ
ーボ過給機付きディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8229144A JPH1073023A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | ターボ過給機付きディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8229144A JPH1073023A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | ターボ過給機付きディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073023A true JPH1073023A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16887464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8229144A Pending JPH1073023A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | ターボ過給機付きディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1073023A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001065350A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火機関 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP8229144A patent/JPH1073023A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001065350A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火機関 |
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