JPS62282115A - ペントル−フ形ピストン - Google Patents
ペントル−フ形ピストンInfo
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- JPS62282115A JPS62282115A JP61123593A JP12359386A JPS62282115A JP S62282115 A JPS62282115 A JP S62282115A JP 61123593 A JP61123593 A JP 61123593A JP 12359386 A JP12359386 A JP 12359386A JP S62282115 A JPS62282115 A JP S62282115A
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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
- F02B23/0696—W-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 wall
-
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- F02B23/0618—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 having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0627—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 having in-cylinder means to influence the charge motion having additional bores or grooves machined into the piston for guiding air or charge flow to the piston bowl
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/241—Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
-
- 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
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
[産業上の利用分野コ
本発明は直噴式内燃は関に採用するペントルーフ形ピス
トンに係り、特にピストン冠面に凹設するキャビティ内
にシリンダ内の渦流を有効に導入できるペントルーフ形
ピストンに関する。
トンに係り、特にピストン冠面に凹設するキャビティ内
にシリンダ内の渦流を有効に導入できるペントルーフ形
ピストンに関する。
[従来の技術]
一般に内燃機関にあっては、吸・排気弁の径を大径化し
たりあるいは各気筒光りの吸・排気弁の数を増加したり
して吸・排気ボートの流路断面積を増大させることによ
り、その吸・排気効率を改善することができる。
たりあるいは各気筒光りの吸・排気弁の数を増加したり
して吸・排気ボートの流路断面積を増大させることによ
り、その吸・排気効率を改善することができる。
しかしながら、このようにして吸・排気ボートの流路断
面積の増大化を計ると、吸・排気弁はそれらの干渉を避
けるために互いにその弁軸をV型にivi′IAせざる
を19なくなる。すると動弁機構の配置上の関係からシ
リンダヘッド下面に開成する燃焼至は、クランク軸の軸
線に沿って中央部分を最も上方に窪ませると共にその両
側を次第に傾斜させてバルブ軸に対して略垂直どなるよ
うにペントルーフ形状(尾根形状)に形成する必要が生
じる。また、直接噴射式ディーゼル機関等の直噴式内燃
機関にこのペントルーフ形燃焼室を採用する場合、ピス
トン冠面とシリンダヘッド下面との間に生じる無駄容積
部分を最少にして16以上という高圧縮比を確保するた
めには、実願昭60−143456号に提案した「ディ
ーゼル機関の燃焼室構造」等に示したように、必然的に
ピストン冠面もシリンダヘッドの下面形状に相応させて
逆に上方に隆起させたペントルーフ形状にしなければな
らなくなる。
面積の増大化を計ると、吸・排気弁はそれらの干渉を避
けるために互いにその弁軸をV型にivi′IAせざる
を19なくなる。すると動弁機構の配置上の関係からシ
リンダヘッド下面に開成する燃焼至は、クランク軸の軸
線に沿って中央部分を最も上方に窪ませると共にその両
側を次第に傾斜させてバルブ軸に対して略垂直どなるよ
うにペントルーフ形状(尾根形状)に形成する必要が生
じる。また、直接噴射式ディーゼル機関等の直噴式内燃
機関にこのペントルーフ形燃焼室を採用する場合、ピス
トン冠面とシリンダヘッド下面との間に生じる無駄容積
部分を最少にして16以上という高圧縮比を確保するた
めには、実願昭60−143456号に提案した「ディ
ーゼル機関の燃焼室構造」等に示したように、必然的に
ピストン冠面もシリンダヘッドの下面形状に相応させて
逆に上方に隆起させたペントルーフ形状にしなければな
らなくなる。
[発明が解決しようとする問題点]
ところで、第6図〜第9図に示すように直噴式内燃機関
の場合、シリンダa内に吸入した空気はその圧縮行程の
終期に、ピストン冠面すの略中央部に凹設したキャビテ
ィC内に押し込んで16以上の高圧縮比を得るようにし
ており、またその圧縮行程時には、吸気行程時にその吸
気によってシリンダ内に生成した渦流Sをそのままキャ
ビティC内に導入するようにし、かつTDC(上死点)
付近ではピストン冠面すの外周側部とシリンダヘッド下
面dとの間に挟まれて押し潰される空気をピストン冠面
すの略中央部のキャビティC内に導くように径方向の内
方に向かうスキッシュ流(図示せず)を生じさせて、そ
れら渦流Sとスキッシュ流とによって、キャビティC内
に噴射される燃料と、空気とを撹拌して均一な混合気を
生成するようにしている。
の場合、シリンダa内に吸入した空気はその圧縮行程の
終期に、ピストン冠面すの略中央部に凹設したキャビテ
ィC内に押し込んで16以上の高圧縮比を得るようにし
ており、またその圧縮行程時には、吸気行程時にその吸
気によってシリンダ内に生成した渦流Sをそのままキャ
ビティC内に導入するようにし、かつTDC(上死点)
付近ではピストン冠面すの外周側部とシリンダヘッド下
面dとの間に挟まれて押し潰される空気をピストン冠面
すの略中央部のキャビティC内に導くように径方向の内
方に向かうスキッシュ流(図示せず)を生じさせて、そ
れら渦流Sとスキッシュ流とによって、キャビティC内
に噴射される燃料と、空気とを撹拌して均一な混合気を
生成するようにしている。
しかしながら、クランク軸く図示せず)の軸方向に沿っ
てピストン冠面すの中央部が上方に隆起されたペントル
ーフ形ピストンであると、圧縮行程時にピストン冠面す
上を旋回する渦流Sはその登り斜面となる部分で上方に
跳ね上げられてしまい(第8図及び第9図参照)、圧縮
行程終期のTDC付近ではその跳ね上げられた渦流Sは
シリンダヘッドの下面di、:衝突してそのエネルギを
失ってしまうことになる。このため、シリンダa内の空
気をスキッシュ流によってキャビティC内に集めても、
渦流Sの減衰した空気は十分に燃料と混合されず、その
結果、空気利用率が低下して子爵のIIcやスモークを
発生させると共に十分な出力を得られないという問題が
生じていた。
てピストン冠面すの中央部が上方に隆起されたペントル
ーフ形ピストンであると、圧縮行程時にピストン冠面す
上を旋回する渦流Sはその登り斜面となる部分で上方に
跳ね上げられてしまい(第8図及び第9図参照)、圧縮
行程終期のTDC付近ではその跳ね上げられた渦流Sは
シリンダヘッドの下面di、:衝突してそのエネルギを
失ってしまうことになる。このため、シリンダa内の空
気をスキッシュ流によってキャビティC内に集めても、
渦流Sの減衰した空気は十分に燃料と混合されず、その
結果、空気利用率が低下して子爵のIIcやスモークを
発生させると共に十分な出力を得られないという問題が
生じていた。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、圧縮行程終期のTDC付近で渦流を減衰させ
ることのないペントルーフ形ピストンを提供することに
ある。
の目的は、圧縮行程終期のTDC付近で渦流を減衰させ
ることのないペントルーフ形ピストンを提供することに
ある。
[問題点を解決するための手段1
本発明は上記の目的を達成するために、ピストン冠面を
上方に隆起させてペントルーフ状に形成すると共に、そ
のピストン冠面の尾根部にその稜線と交差させて渦流案
内溝を設けてペントルーフ形ピストンを構成する。
上方に隆起させてペントルーフ状に形成すると共に、そ
のピストン冠面の尾根部にその稜線と交差させて渦流案
内溝を設けてペントルーフ形ピストンを構成する。
[作 用]
ピストン冠面上を旋回するシリンダ内の渦流を、圧縮行
程時のTDC付近では渦流案内溝を通じて登り斜面側か
ら下り斜面側に流す。これにより、シリンダヘッド下面
に衝突して失う渦流の旋回エネルギの10失v1合を減
少させて渦流の減衰を可及的に防止する。
程時のTDC付近では渦流案内溝を通じて登り斜面側か
ら下り斜面側に流す。これにより、シリンダヘッド下面
に衝突して失う渦流の旋回エネルギの10失v1合を減
少させて渦流の減衰を可及的に防止する。
[実施例]
以下に本発明に係るペントルーフ形ピストンの好適一実
施例を添付図面に基づき詳述する。
施例を添付図面に基づき詳述する。
第1図は直噴式ディーゼル機関等の直噴式内燃機関に用
いるペントルーフ形ピストンの平面図であり、第2図は
そのピストン頂部のIF−II線矢視断面図、第3図は
第2図と直交する方向のピストン頂部の側面図である。
いるペントルーフ形ピストンの平面図であり、第2図は
そのピストン頂部のIF−II線矢視断面図、第3図は
第2図と直交する方向のピストン頂部の側面図である。
図示するように、ピストン1はそのピストンピン2の直
上部のピストン冠面3がピストンピン2の軸方向く即ち
、クランク軸方向)に沿ってL方に突出され、かつその
両側部は傾斜されてペン1〜ルーフ形状(尾根形状)に
形成されており、このペントルーフ形状は図示していな
いが、シリンダヘッドの下面に形成されるシリンダヘッ
ド側の燃焼室形状に相応されている。
上部のピストン冠面3がピストンピン2の軸方向く即ち
、クランク軸方向)に沿ってL方に突出され、かつその
両側部は傾斜されてペン1〜ルーフ形状(尾根形状)に
形成されており、このペントルーフ形状は図示していな
いが、シリンダヘッドの下面に形成されるシリンダヘッ
ド側の燃焼室形状に相応されている。
具体的には、ピストン冠面3は略六角形状をなして上方
に隆起され、ピストンピン2の軸心の直−ヒ部が尾根部
4の稜線5となって左右対称に形成されると共に、その
ピストン冠面3の略中央部には圧縮行程の終了時にシリ
ンダヘッドとによって実費的な燃焼室を形成するための
キャビティ6が凹設され、このキャビティ6は横(17
iUi′i′iが円形状のトロイダル状に形成される。
に隆起され、ピストンピン2の軸心の直−ヒ部が尾根部
4の稜線5となって左右対称に形成されると共に、その
ピストン冠面3の略中央部には圧縮行程の終了時にシリ
ンダヘッドとによって実費的な燃焼室を形成するための
キャビティ6が凹設され、このキャビティ6は横(17
iUi′i′iが円形状のトロイダル状に形成される。
また、ピストンピン2の両軸端側のピストン冠面の傾斜
面3a、3b。
面3a、3b。
3C,3d1.tlW曲されて形成され、ピストンピン
2の中央部に位置ザるキャビティ6両側のピストン冠面
の傾斜面3e、3fはほぼ平坦に形成される。
2の中央部に位置ザるキャビティ6両側のピストン冠面
の傾斜面3e、3fはほぼ平坦に形成される。
従って、第1図に示すようにピストン冠面3をその周方
向に沿って尾根部4の稜線5方向とこれに直交する方向
とで4つの部分△、B、C,Dに等分すると、吸気行程
時においてその吸気によってシリンダ内(図示せず)に
は図示するような反時計回りの渦流Sが生成されるとす
れば、その渦流Sに対してピストン冠面3のA、Cの部
分は登り斜面となり、B、Dの部分は下り斜面となる。
向に沿って尾根部4の稜線5方向とこれに直交する方向
とで4つの部分△、B、C,Dに等分すると、吸気行程
時においてその吸気によってシリンダ内(図示せず)に
は図示するような反時計回りの渦流Sが生成されるとす
れば、その渦流Sに対してピストン冠面3のA、Cの部
分は登り斜面となり、B、Dの部分は下り斜面となる。
このため、圧縮行程時においてはピストン冠面3上を旋
回する渦流Sは、その登り斜面A、Cを通過する際にエ
ネルギーを奪われて次第に減衰されてしまうことになり
、かつTDC付近では登りτ1而A、Cで上方に跳ね上
げられてシリンダヘッド(図示せず)の下面に衝突し、
そのエネルギを奪われてしまうことになる。
回する渦流Sは、その登り斜面A、Cを通過する際にエ
ネルギーを奪われて次第に減衰されてしまうことになり
、かつTDC付近では登りτ1而A、Cで上方に跳ね上
げられてシリンダヘッド(図示せず)の下面に衝突し、
そのエネルギを奪われてしまうことになる。
そこで、本発明のペントルーフ形ピストン1にあっては
、第1図〜第3図に示すように、そのピストン冠面3の
尾根部4に、その稜線5と交差してその左右両側の登り
斜面A、Cと下り斜面B。
、第1図〜第3図に示すように、そのピストン冠面3の
尾根部4に、その稜線5と交差してその左右両側の登り
斜面A、Cと下り斜面B。
Dとを形成する傾斜面3f、3a、3b、3e乃至は3
e、3c、3d、3f間と1.:、JっT、ff[行程
時にピストン冠面3上を旋回する渦流Sをσり斜面A、
C側から下り斜面B、D側にそれぞれ案内してその減衰
を可及的に防止するための渦流案内溝7を設けている。
e、3c、3d、3f間と1.:、JっT、ff[行程
時にピストン冠面3上を旋回する渦流Sをσり斜面A、
C側から下り斜面B、D側にそれぞれ案内してその減衰
を可及的に防止するための渦流案内溝7を設けている。
即ち、本実施例にあっては渦流案内溝7はキャビティ6
(またはピストン1)の中心から半径の異なる同心円上
に沿って湾曲されて複数設けられており、その各渦流案
内溝7の底部は平坦に形成されている。
(またはピストン1)の中心から半径の異なる同心円上
に沿って湾曲されて複数設けられており、その各渦流案
内溝7の底部は平坦に形成されている。
従って、以上の説明から明らかなように、本発明のペン
トルーフ形ピストン1によれば、その圧、縮行程時にお
いてピストン冠面3上を旋回づ°る渦流Sは、そのピス
トン冠面3の登り斜面A、C部から下り斜面B、D部へ
と尾根部4を乗り越えて流れるに際して、その一部が渦
流案内溝7を通じて円滑に流れるようになる。このため
渦流Sの旋回エネルギの損失割合は減少され、特にピス
トン1がTDC付近にまで上昇してぎても渦流Sは渦流
案内溝7をすり抜けられるようになり、シリンダヘッド
下面に衝突して失う旋回エネルギの1員失割合は大幅に
低減されるようになる。これにより渦流Sの減衰は可及
的に防止され、もって圧縮行程のTDC付近で発生する
スキッシュ流によってシリンダ内の渦流Sをキャビディ
6内に導入しても、その渦流Sは旋回エネルギを有して
キャビティ6内を旋回し、燃料噴霧との温合が促進され
て良好な燃焼を達成できるようになる。その結果として
スモーク及びHCの排出母は低減され、かつ同時に出力
は増大されることになる。
トルーフ形ピストン1によれば、その圧、縮行程時にお
いてピストン冠面3上を旋回づ°る渦流Sは、そのピス
トン冠面3の登り斜面A、C部から下り斜面B、D部へ
と尾根部4を乗り越えて流れるに際して、その一部が渦
流案内溝7を通じて円滑に流れるようになる。このため
渦流Sの旋回エネルギの損失割合は減少され、特にピス
トン1がTDC付近にまで上昇してぎても渦流Sは渦流
案内溝7をすり抜けられるようになり、シリンダヘッド
下面に衝突して失う旋回エネルギの1員失割合は大幅に
低減されるようになる。これにより渦流Sの減衰は可及
的に防止され、もって圧縮行程のTDC付近で発生する
スキッシュ流によってシリンダ内の渦流Sをキャビディ
6内に導入しても、その渦流Sは旋回エネルギを有して
キャビティ6内を旋回し、燃料噴霧との温合が促進され
て良好な燃焼を達成できるようになる。その結果として
スモーク及びHCの排出母は低減され、かつ同時に出力
は増大されることになる。
一方、第4図と第5図とに示すものはそれぞれ渦流案内
溝7の変形例である。第4図に示すものは渦流案内面7
の成形を容易とするために、その渦流案内溝7を尾根部
4の稜線5に対して直角に、即ち同心円の接線方向に沿
って直線状に形成したものである。また第5図に示すも
のは、シリンダ内渦流Sを効率良くキャビティ6方向に
案内するために、渦流案内溝7を渦′A、Sの旋回方向
に対してその下流側を径方商内方に任、込の角度αで捩
って湾曲形成したものである。
溝7の変形例である。第4図に示すものは渦流案内面7
の成形を容易とするために、その渦流案内溝7を尾根部
4の稜線5に対して直角に、即ち同心円の接線方向に沿
って直線状に形成したものである。また第5図に示すも
のは、シリンダ内渦流Sを効率良くキャビティ6方向に
案内するために、渦流案内溝7を渦′A、Sの旋回方向
に対してその下流側を径方商内方に任、込の角度αで捩
って湾曲形成したものである。
尚、本実施例で(よキャビティ6の横断面を円形状とし
て・いるが、その横断面は四角形等の多角形状としても
良い。
て・いるが、その横断面は四角形等の多角形状としても
良い。
し発明の効果]
以上型するに本発明によれば次の如き優れた効果を発揮
する。
する。
(1) ペントルーフ状のピストン冠面の[r根81
Sに、そのピストン冠面上を旋回する渦流の登り斜面側
と下り斜面側とを結んで、その渦流を案内する渦流案内
溝を形成したので、圧縮行程時のTDC付近においても
その渦流案内溝を通じて渦流を円滑に流すことができ、
もってシリンダヘッド下面に衝突して失う渦流の旋回エ
ネルギの損失割合を大幅に減少させて渦流の減衰を可及
的に防止することができる。
Sに、そのピストン冠面上を旋回する渦流の登り斜面側
と下り斜面側とを結んで、その渦流を案内する渦流案内
溝を形成したので、圧縮行程時のTDC付近においても
その渦流案内溝を通じて渦流を円滑に流すことができ、
もってシリンダヘッド下面に衝突して失う渦流の旋回エ
ネルギの損失割合を大幅に減少させて渦流の減衰を可及
的に防止することができる。
(2) 圧縮行程のTDC付近での渦流の減衰を可及
的に防止できるので、その渦流を有効にキャビティ内に
導入することができ、もって燃料と空気との混合を促進
させて良好な燃焼を達成させ得、スモークとHCの排出
mを低減させて同時に出力を向上できる。
的に防止できるので、その渦流を有効にキャビティ内に
導入することができ、もって燃料と空気との混合を促進
させて良好な燃焼を達成させ得、スモークとHCの排出
mを低減させて同時に出力を向上できる。
第1図は本発明に係るペントルーフ形ピストンの好適一
実施例を示す平面図、第2図はそのピストン頂部の■−
■線矢視断面図、第3図は第2図と直交する方向のピス
トン頂部の側面図、第4図は渦流案内溝の変形例を示す
平面図、第5図は渦流案内溝の別の変形例を示す平面図
、第6図〜第9図は従来のペントルーフ形ピストンを説
明する図である。 図中、1はピストン、3はピストン冠面、4は尾根部、
5は稜線、7は渦流案内溝、Sは渦流である。
実施例を示す平面図、第2図はそのピストン頂部の■−
■線矢視断面図、第3図は第2図と直交する方向のピス
トン頂部の側面図、第4図は渦流案内溝の変形例を示す
平面図、第5図は渦流案内溝の別の変形例を示す平面図
、第6図〜第9図は従来のペントルーフ形ピストンを説
明する図である。 図中、1はピストン、3はピストン冠面、4は尾根部、
5は稜線、7は渦流案内溝、Sは渦流である。
Claims (3)
- (1)ピストン冠面を上方に隆起させてペントルーフ状
に形成すると共に、そのピストン冠面の尾根部にその稜
線と交差させて渦流案内溝を設けたことを特徴とするペ
ントルーフ形ピストン。 - (2)上記渦流案内溝が、上記稜線の両側の傾斜面間に
亙ってピストンの同心円上に沿って湾曲されて形成され
た上記特許請求の範囲第1項記載のペントルーフ形ピス
トン。 - (3)上記渦流案内溝が、その渦流の旋回方向下流側を
ピストン冠面の略中央に凹設されたキャビティに向けて
径方向内方に捩られて形成された上記特許請求の範囲第
1項記載のペントルーフ形ピストン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61123593A JPS62282115A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | ペントル−フ形ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61123593A JPS62282115A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | ペントル−フ形ピストン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62282115A true JPS62282115A (ja) | 1987-12-08 |
Family
ID=14864446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61123593A Pending JPS62282115A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | ペントル−フ形ピストン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62282115A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4942857A (en) * | 1988-01-18 | 1990-07-24 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber for engine with multiple valves |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61123593A patent/JPS62282115A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4942857A (en) * | 1988-01-18 | 1990-07-24 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber for engine with multiple valves |
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