JPH108968A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
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- JPH108968A JPH108968A JP8164841A JP16484196A JPH108968A JP H108968 A JPH108968 A JP H108968A JP 8164841 A JP8164841 A JP 8164841A JP 16484196 A JP16484196 A JP 16484196A JP H108968 A JPH108968 A JP H108968A
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- 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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
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- 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
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- 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
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
性能を向上する。 【解決手段】 ピストン7の冠面上に、その中心部を挟
む形で、クランク軸線と平行な方向に延びる稜線L1,
L2をそれぞれ持つ2つの峰部11,12を略対称に形成す
る。そして、これらの峰部11,12間(稜線L1,L2
間)に、クランク軸線と平行な中心軸線Cを持つ円筒面
よりなる凹部13を形成する。この凹部13の円筒面の曲率
半径Rはボア径Bの1/2とする(R=B/2)。
Description
れるピストンに関し、特にその冠面形状に関するもので
ある。
ば特開平5−240045号公報や特開平5−2400
47号公報に示されるようなものがある。これらは、ピ
ストンの冠面上にて、吸気側又は排気側のいずれか一方
に峰部を形成し、この峰部より他方の側(排気側又は吸
気側)に凹部を形成したものである。
報に記載のピストンでは、排気側又は吸気側に偏心させ
て凹部を設けて、筒内ガス流動をシリンダボアの片半分
で形成しているため、次のような問題点があった。 圧縮行程でのピストンの上昇に伴う、ガス流動の崩
壊が早く、NOx低減のために点火時期を遅角側にした
場合に、燃焼安定性が悪化する。
スペースで相反する渦が生じ、安定性に欠ける。 排気側にガス流動が形成される場合、ガス流動が壁
温の高い部位へ衝突するなど、高温側での流動となり、
壁面からガスへの熱伝達が多く、ガス温度上昇により、
吸入効率低下、ノック特性悪化を招く。
と燃料とが十分に混合しない。 本発明は、このような従来の問題点を解決することので
きる内燃機関用ピストンを提供することを目的とする。
る発明では、冠面上に、その中心部を挟む形で、クラン
ク軸線と平行な方向に延びる稜線をそれぞれ持つ2つの
峰部を形成し、これらの峰部間に、クランク軸線と平行
な中心軸線を持つ円筒面よりなる凹部を形成したことを
特徴とする内燃機関用ピストンを提供する。
面の曲率半径はボア径の略1/2であることを特徴とす
る。請求項3に係る発明では、前記凹部の底部に、前記
円筒面の中心軸線と平行な中心軸線を持ち、前記円筒面
の曲率半径より小さい曲率半径の円筒面よりなる第2凹
部を形成したことを特徴とする。
線より外側部分は対面するシリンダヘッド側の吸排気バ
ルブのバルブ面に平行な傾斜面をなしていることを特徴
とする。請求項5に係る発明では、冠面外周部に全周に
わたって平坦な基準面を形成し、前記凹部の底部を基準
面より低くしたことを特徴とする。
記各峰部より外側位置にのみ平坦な基準面を形成し、前
記凹部の底部を基準面より高くしたことを特徴とする。
冠面の中心部に凹部を有するため、ピストンの上死点に
おいて、シリンダヘッドとピストンとの間の中心間距離
を十分に確保でき、これにより上死点付近でも流動エネ
ルギーが確保される。よって、ガス流動の崩壊を遅ら
せ、点火時期遅角側での燃焼安定性が向上する。
を流動するため、無用なデッドボリウムがなく、安定し
たガス流動となる。よって、ガス流動整流効果によりサ
イクル変動を低減できる。また、ガス流動が排気側に偏
ることがなく、ヘッド側に衝突することもないので、ガ
スへの熱伝達を低減できる。よって、吸入効率やノック
特性の向上を図ることができる。
い間存在するため、空気と燃料との混合時間が長くな
る。よって、混合気の均質化を図ることができる。請求
項2に係る発明によれば、凹部の円筒面の曲率半径をボ
ア径の略1/2にすることにより、上記の各効果を最大
にすることができる。請求項3に係る発明によれば、凹
部の底部に、曲率半径のより小さい円筒面よりなる第2
凹部を形成することにより、要求される圧縮比が高い等
の理由で、ピストンの上死点位置でのシリンダヘッドと
ピストンとの間の中心間距離を十分にとれない場合に、
第2凹部の深さ分、中心間距離を大きくし、これにより
ガス流動の崩壊を遅らせる効果を確保することができ
る。
線より外側部分をバルブ面に平行な傾斜面としたことに
より、ピストンの上死点付近でのスキッシュ効果を高め
ることができる。請求項5に係る発明によれば、冠面外
周部に全周にわたって平坦な基準面を形成して、凹部の
底部を基準面より低くしたことにより、冠面外周部の全
部を加工上の基準面とすることができる。
の各峰部より外側位置にのみ平坦な基準面を形成して、
凹部の底部を基準面より高くしたことにより、要求され
る圧縮比との関係で、凹部の底部を高くせざるを得ない
場合にも、冠面外周部の一部を加工上の基準面とするこ
とができる。
により説明する。図1〜図3は第1の実施例を示してい
る。図中1はシリンダヘッド、2は吸気ポート、3は吸
気バルブ、4は排気ポート、5は排気バルブ、6はシリ
ンダブロック、7はピストンである。尚、吸気バルブ3
及び排気バルブ5は1気筒に2個ずつ備えられる。
心部を挟む形で、クランク軸線(紙面と垂直方向)と平
行な方向に延びる稜線L1,L2をそれぞれ持つ2つの
峰部11,12を略対称に形成してある。そして、これらの
峰部11,12間(稜線L1,L2間)に、クランク軸線と
平行な中心軸線Cを持つ円筒面よりなる凹部13を形成し
てある。この凹部13の円筒面の曲率半径Rはボア径Bの
1/2とする(R=B/2)。
外側部分は、対面するシリンダヘッド1側の吸気バルブ
3又は排気バルブ5のバルブ面に略平行な傾斜面14をな
している。また、傾斜面14に連なって最も外側に平坦な
基準面15を形成してあるが、この基準面15は冠面外周部
に全周にわたって形成してある。そして、凹部13の底部
は基準面15より低くしてある。
に、ボア径Bの1/2の曲率半径Rを持つ円筒面よりな
る凹部13を形成したことにより、次のような作用が得ら
れる。 ピストン7の冠面の中心部に凹部13を有するため、
ピストン7の上死点において、シリンダヘッド1とピス
トン7との間の中心間距離H(図2参照)を十分に確保
でき、これにより上死点付近でも、図2のG2のごと
く、流動エネルギーが確保される。よって、ガス流動の
崩壊を遅らせ、点火時期遅角側での燃焼安定性が向上す
る。
横軸に点火時期、縦軸に燃焼安定性(燃焼変動)をとっ
て比較したもので、本発明によれば、NOx低減のため
に点火時期を遅角側に設定しても、燃焼安定性の悪化を
従来例に比べて抑制できることがわかる。 凹部13の円筒面に沿う形で、図1のG1のごとく、
筒内全体を流動するため、無用なデッドボリウムがな
く、安定したガス流動となる。よって、筒内流動整流効
果によりサイクル変動を低減できる。
ヘッド側に衝突することもない。すなわち、筒内流動を
ボア中心回りにして、壁面からガスへの熱伝達を低減で
きる。よって、吸入効率やノック特性の向上を図ること
ができる。 ガス流動が吸入〜圧縮上死点まで長い間存在するた
め、空気と燃料との混合時間が長くなる。よって、混合
気の均質化を図ることができる。
ア径Bに対し、R= 0.8B、R= 0.5B、R= 0.3Bと
して、筒内ガス流動場の可視化実験を行った結果につい
て、図5により、説明する。R= 0.8Bの場合、吸気行
程前半でガス流動が見え始め、吸気行程後半のBDC付
近で渦の中心がはっきりしたガス流動が見えた。圧縮行
程前半ではガス流動場ではあるが、渦の中心が複数見え
た。圧縮行程後半ではガス流動がピストン冠面に潰さ
れ、圧縮上死点ではガス流動場は崩壊し、小さな渦が見
えた。
動が見え始め、吸気行程後半で渦の中心が明確なガス流
動が見えた。圧縮行程前半では圧縮行程が始まってもガ
ス流動場は維持され、圧縮行程後半でもピストン、燃焼
室形状に沿ったガス流動が見えた。圧縮上死点でもガス
流動場はR= 0.8Bの場合より大きな渦として維持され
ていた。
動が見え始め、吸気行程後半でピストン冠面に沿ったガ
ス流動が見えた。圧縮行程前半では峰部外側の空間が大
きいため、ここにも別の渦ができ、圧縮行程後半ではこ
の2つの場により全体が弱い場となった。圧縮上死点で
ピストンが更に上昇すると、再度ピストン凹部でガス流
動が整流されたが、流動は弱い状態であった。
いて、最も良好な結果が得られた。また、峰部11,12
(稜線L1,L2)より外側部分を吸気バルブ3又は排
気バルブ5のバルブ面に平行な傾斜面14としたことによ
り、ピストン7の上死点付近でのスキッシュ効果を高め
ることができる。また、冠面外周部に全周にわたって平
坦な基準面15を形成して、凹部13の底部を基準面15より
低くしたことにより、冠面外周部の全部を加工上の基準
面とすることができるので、加工性を向上する。
される圧縮比との関係(高圧縮比化の要請)で、凹部13
の底部を冠面外周部(15)より高くする場合は、冠面外
周部の傾斜面14に連なる部分のみを平坦な基準面15とし
て、円筒面の両端部側の部位は基準面を持たない形状と
する。図7及び図8は第2の実施例を示している。
成に加え、前記凹部13の底部に、前記円筒面の中心軸線
Cと平行な中心軸線C’を持ち、前記円筒面の曲率半径
Rより小さい曲率半径R’の円筒面よりなる第2凹部20
を形成している。要求される圧縮比が高い場合、峰部1
1,12の高さを高くする必要があり、これにボア径Bの
1/2の曲率半径Rを持つ円筒面の凹部13を形成する
と、ピストン7の上死点位置でのシリンダヘッド1とピ
ストン7との中心間距離を十分にとれない場合がある。
の1/2の曲率半径Rより小さな曲率半径R’の円筒面
の第2凹部20を形成することで、第2凹部20の深さ分、
中心間距離を大きくすることができ、これによってガス
流動の崩壊を遅らせる効果を得ることができる。
断面図
略断面図
る図
断面図
Claims (6)
- 【請求項1】冠面上に、その中心部を挟む形で、クラン
ク軸線と平行な方向に延びる稜線をそれぞれ持つ2つの
峰部を形成し、これらの峰部間に、クランク軸線と平行
な中心軸線を持つ円筒面よりなる凹部を形成したことを
特徴とする内燃機関用ピストン。 - 【請求項2】前記凹部の円筒面の曲率半径はボア径の略
1/2であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関
用ピストン。 - 【請求項3】前記凹部の底部に、前記円筒面の中心軸線
と平行な中心軸線を持ち、前記円筒面の曲率半径より小
さい曲率半径の円筒面よりなる第2凹部を形成したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の内燃機関用ピ
ストン。 - 【請求項4】前記各峰部の稜線より外側部分は対面する
シリンダヘッド側の吸排気バルブのバルブ面に平行な傾
斜面をなしていることを特徴とする請求項1〜請求項3
のいずれか1つに記載の内燃機関用ピストン。 - 【請求項5】冠面外周部に全周にわたって平坦な基準面
を形成し、前記凹部の底部を基準面より低くしたことを
特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の
内燃機関用ピストン。 - 【請求項6】冠面外周部の前記各峰部より外側位置にの
み平坦な基準面を形成し、前記凹部の底部を基準面より
高くしたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれ
か1つに記載の内燃機関用ピストン。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP16484196A JP3684679B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 内燃機関用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16484196A JP3684679B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 内燃機関用ピストン |
Publications (2)
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---|---|
JPH108968A true JPH108968A (ja) | 1998-01-13 |
JP3684679B2 JP3684679B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=15800945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16484196A Expired - Fee Related JP3684679B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 内燃機関用ピストン |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3684679B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6220215B1 (en) | 1998-06-03 | 2001-04-24 | Suzuki Motor Corporation | Combustion chamber structure in an internal combustion engine |
EP1300565A2 (en) | 2001-10-03 | 2003-04-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct injection spark ignition engine |
US7856958B2 (en) | 2007-01-29 | 2010-12-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine, and internal combustion engine using the piston |
JP2014047733A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
DE102015202361A1 (de) * | 2015-02-10 | 2016-08-11 | Fev Gmbh | Hubkolben-Brennkraftmaschine |
JP2016180334A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP16484196A patent/JP3684679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6220215B1 (en) | 1998-06-03 | 2001-04-24 | Suzuki Motor Corporation | Combustion chamber structure in an internal combustion engine |
EP1300565A2 (en) | 2001-10-03 | 2003-04-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct injection spark ignition engine |
US6705279B2 (en) | 2001-10-03 | 2004-03-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct injection spark ignition engine |
US7856958B2 (en) | 2007-01-29 | 2010-12-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine, and internal combustion engine using the piston |
JP2014047733A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
DE102015202361A1 (de) * | 2015-02-10 | 2016-08-11 | Fev Gmbh | Hubkolben-Brennkraftmaschine |
JP2016180334A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
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JP3684679B2 (ja) | 2005-08-17 |
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