WO2007148467A1 - 燃料直噴ディーゼルエンジン - Google Patents

燃料直噴ディーゼルエンジン Download PDF

Info

Publication number
WO2007148467A1
WO2007148467A1 PCT/JP2007/057987 JP2007057987W WO2007148467A1 WO 2007148467 A1 WO2007148467 A1 WO 2007148467A1 JP 2007057987 W JP2007057987 W JP 2007057987W WO 2007148467 A1 WO2007148467 A1 WO 2007148467A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
squish
circumferential direction
top surface
fuel
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/057987
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuhiro Shibata
Hiroshi Sono
Nobuhiko Sasaki
Tatsuya Uchimoto
Kenichiro Ikeya
Yutaka Tajima
Yukihisa Yamaya
Original Assignee
Honda Motor Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co., Ltd. filed Critical Honda Motor Co., Ltd.
Priority to US12/305,342 priority Critical patent/US8056532B2/en
Priority to EP07741423A priority patent/EP2034156B1/en
Publication of WO2007148467A1 publication Critical patent/WO2007148467A1/ja

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0696W-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618Other 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
    • F02B23/0621Squish flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • 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
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/242Arrangement of spark plugs or injectors
    • 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
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0654Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
    • F02B23/0657Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
    • 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention includes a piston whose top surface changes in the circumferential direction, and a fuel injector that injects fuel into a cavity that is recessed in the center of the piston.
  • This relates to a direct fuel injection diesel engine in which the ratio DZB of the cavity inlet diameter D to the cylinder bore diameter B in the plane perpendicular to D is changed in the circumferential direction.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-16124
  • the strength of the squish flow generated by a piston having a pent roof-like top surface depends on the ratio between the cavity inlet diameter and the cylinder bore diameter, that is, the radial width of the squish area.
  • pistons with a pent roof-like top surface set the same fuel fuel injection distance within each fuel hole cavity of the fuel injector. Then, the cavity entrance becomes elliptical and the radial width of the squish area changes in the circumferential direction.
  • the squish flow is strong in the part where the squish area is wide (piston top surface is low V, part) and the squish area is narrow in the part where the squish area is narrow (part where the piston top surface is high).
  • weakens There is a problem that weakens.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a fuel direct injection diesel engine having a pent roof-like top surface piston, the strength of the squish flow is made uniform in the circumferential direction of the piston, and the air and The purpose is to promote fuel mixing.
  • a piston whose top surface changes in a circumferential direction, and a cavity inside which is recessed in the central portion of the piston.
  • the ratio of the cavity inlet diameter D to the cylinder bore diameter B in the plane perpendicular to the piston central axis DZB varies in the circumferential direction.
  • the squish clearance force formed between the top surface of the piston radially outside the cavity and the lower surface of the cylinder head increases as the ratio DZB decreases, and increases as the ratio DZB increases.
  • a direct fuel-injection diesel engine, which is set to decrease, is proposed.
  • a piston whose top surface changes in the circumferential direction, and a fuel injector that injects fuel into a cavity recessed in the center of the piston.
  • the ratio of cavity inlet diameter D to cylinder bore diameter B in a plane orthogonal to the piston center axis is a direct fuel injection diesel engine in which DZB varies in the circumferential direction.
  • a direct fuel injection diesel engine characterized in that a notch is formed in at least one of a portion where the fuel is minimized and a portion of the cylinder head facing the portion.
  • the top surface of the piston and the bottom surface of the cylinder head is set to be large when the ratio DZB is small.
  • the strength of the squish flow and reverse squish flow is made uniform in the circumferential direction of the piston, facilitating uniform mixing of air and fuel.
  • exhaust harmful substances can be reduced.
  • the ratio DZB is small, that is, the squish.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of main parts of a diesel engine according to a first embodiment. (First example)
  • FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows 2-2 in FIG. (First example)
  • FIG. 3 is a view taken along line 3—3 in FIG. (First example)
  • FIG. 4 is a top perspective view of the piston. (First example)
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. (First example)
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. (First example)
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG. (First example)
  • FIG. 8 is a view showing a top surface of a piston according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a top perspective view of a piston.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG. (Second embodiment)
  • 1 to 7 show a first embodiment of the present invention.
  • the direct fuel injection type diesel engine includes a piston 13 slidably fitted to a cylinder 12 formed in a cylinder block 11, and the piston 13 is a piston.
  • the pin 14 and the connecting rod 15 are connected to a crankshaft (not shown).
  • Two intake valve holes 17, 17 and two exhaust valve holes 18, 18 facing the top surface of the piston 13 are opened on the lower surface of the cylinder head 16 coupled to the upper surface of the cylinder block 11.
  • the intake port 19 communicates with the intake valve holes 17 and 17, and the exhaust port 20 communicates with the exhaust nozzle holes 18 and 18.
  • the intake valve holes 17 and 17 are opened and closed by intake valves 21 and 21, and the exhaust valve holes 18 and 18 are opened and closed by exhaust valves 22 and 22, respectively.
  • a fuel injector 23 is provided so as to be located on the piston central axis L p, and a glow plug 24 is provided so as to be adjacent to the fuel injector 23.
  • the top surface of the piston 13 and the lower surface of the cylinder head 16 facing the piston 13 are not flat but inclined in a pent roof shape having a triangular cross section.
  • the intake port 19 and the exhaust port 20 can be reduced in curvature and the diameters of the intake valve holes 17, 17 and the exhaust valve holes 18, 18 can be secured to improve intake efficiency and exhaust efficiency. .
  • a cavity 25 centered on the piston central axis Lp is recessed.
  • a pair of flat surfaces 13c, 13c formed near the lower end of 13b and orthogonal to the piston center axis Lp, and a pair of chamfered rods 13d, 13d with both ends of the tops 13a, 13a cut away are formed.
  • the inner wall surface of the cavity 25 has a deepest depression at the portion adjacent to the outer periphery, and from there, the piston tilts upward toward the piston central axis Lp, and the portion on the piston central axis Lp increases. So that it protrudes upwards.
  • the fuel injector 23 sprays fuel in six directions spaced at 60 ° intervals around a point on the piston central axis Lp. Two of the six spraying axes Li... are parallel to the direction of the piston pin 14 when viewed in the direction of the piston central axis Lp, and the other four are inclined by 60 ° with respect to the direction of the piston pin 14 . Further, when viewed in a direction perpendicular to the piston central axis Lp, the six spray axes Li are inclined downward and directed to the deepest part of the outer periphery of the cavity 25.
  • the radial width of the squish area 26, that is, the widths of the inclined surfaces 13b and 13b, the flat surfaces 13c and 13c, and the chamfered portions 13d and 13d are different from each other in the circumferential direction of the piston 13. Yes. That is, the ratio DZB between the cavity inlet diameter D (variable value) and the cylinder bore diameter B (-constant value) in a plane orthogonal to the piston central axis Lp changes in the circumferential direction of the piston 13.
  • FIG. 5 is a longitudinal section of the piston 13 along the direction of the piston pin 14.
  • the piston 13 is cut along the linear top portions 13a and 13a, and chamfered portions 13d and 13d inclined downward are formed at both ends of the top portions 13a and 13a.
  • the width SI of the squish area 26 at the positions of the chamfered portions 13d and 13d is the minimum force SI in the circumferential direction of the piston 13.
  • the squish clearance HI between the top surface of the piston 13 and the lower surface of the cylinder head 16 at that position is also It is the smallest in the circumferential direction of the piston 13.
  • FIG. 6 is a longitudinal section of the piston 13 along the direction orthogonal to the piston pin 14, and the piston 13 is cut at the force flat surfaces 13c and 13c at this sectional position.
  • the width S2 of the squish area 26 at the position of the flat surfaces 13c and 13c is the maximum force in the circumferential direction of the piston 13.
  • the squish clearance H2 between the top surface of the piston 13 and the lower surface of the cylinder head 16 at that position is also Maximum in the circumferential direction of the piston 13.
  • Fig. 7 is a longitudinal section of the piston 13 along the direction forming 60 ° with respect to the piston pin 14. At the cross-sectional position, the piston 13 is cut at the inclined surfaces 13b and 13b.
  • the width S3 of the squish area 26 at the positions of the inclined surfaces 13b and 13b is a value between the two widths SI and S2, and the squish between the top surface of the piston 13 and the lower surface of the cylinder head 16 at that position.
  • the clearance H3 is also a value between the two heights HI and H2.
  • Figs. 8 to 10 show a second embodiment of the present invention.
  • the ratio DZB that is, the width S of the squish area 26
  • the size of the squish clearance H is set constant in the circumferential direction.
  • notches 13e and 13e are formed between the flat surfaces 13c and 13c where the width of the squish area 26 is maximum and the cavity 25, and are connected to the same height as the flat surfaces 13c and 13c.
  • The By forming the notches 13e and 13e in the part where the squish flow tends to be strong because the width S of the squish area 26 is large, the same effect is obtained as the squish flow is weakened and the squish clearance H is increased.
  • the strength of the squish flow is made uniform in the circumferential direction to sufficiently mix air and fuel, and the combustion state of the air-fuel mixture is improved to reduce exhaust harmful substances. Can do.
  • the notches 13e and 13e are provided on the piston 13 side, and the notches 13e and 13e may be provided on the cylinder head 16 side. Can be installed on both sides of the head 16!

Abstract

 ペントルーフ状の頂面のピストンを有する燃料直噴ディーゼルエンジンにおいて、頂面中央部にキャビティ(25)が凹設されたペントルーフ状のピストン(13)では、その頂面外周部とシリンダヘッド(14)の下面との間に形成されるスキッシュエリア(26)の径方向の幅Sがピストン(13)の円周方向に変化するようにする。これにより、スキッシュエリア(26)の径方向の幅Sが大きい部分ではスキッシュクリアランスHを大きく設定し、スキッシュエリア(26)の径方向の幅Sが小さい部分ではスキッシュクリアランスHを小さく設定することで、より具体的にはS/Hが円周方向に一定になるように設定することで、スキッシュ流の強さをピストンの円周方向に均一化し、空気および燃料の混合を促進して排気有害成分を低減することができる。

Description

明 細 書
燃料直噴ディーゼルエンジン
技術分野
[0001] 本発明は、頂面の高さが円周方向に変化するピストンと、前記ピストンの中央部に 凹設されたキヤビティ内に燃料を噴射するフユエルインジェクタとを備え、ピストン中 心軸と直交する平面におけるキヤビティ入口径 Dとシリンダボア径 Bとの比 DZBが円 周方向に変化する燃料直噴ディーゼルエンジンに関する。
背景技術
[0002] 一般的に燃料直噴ディーゼルエンジンのピストンの頂面は平坦に形成されて!、る 力、ピストンの頂面をペントルーフ状に突出させた燃料直噴ディーゼルエンジンが、 下記特許文献 1により公知である。
[0003] ピストンの頂面が平坦に形成されている場合には、ピストンの頂面外周部のスキッシ ユエリア力 ピストンの中央部に凹設されたキヤビティに向力ぅスキッシュ流の強さは 円周方向に均一になる。しかしながら、ペントルーフ状の頂面を有するピストンでは、 その頂面とキヤビティの側壁とが成す角度が円周方向に変化するため、スキッシュ流 の強さが円周方向に不均一になり、空気および燃料の均一な混合が阻害されて排 気有害物質が増加する問題が発生する。そこで上記特許文献 1に記載されたものは 、キヤビティの側壁の形状を円周方向に変化させることで、ピストンの頂面とキヤビティ の側壁とが成す角度が円周方向に一定になるようにしてスキッシュ流の強さの均一化 を図っている。
特許文献 1 :日本特開昭 63— 16124号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、ペントルーフ状の頂面を有するピストンにより発生するスキッシュ流の強さ はキヤビティ入口径とシリンダボア径との比、つまりスキッシュエリアの径方向の幅に 依存することが知られている。ペントルーフ状の頂面を有するピストンでは、フユエル インジヱクタの各噴孔力 キヤビティ内に噴射される燃料の到達距離を等しく設定す ると、キヤビティ入口が楕円状になってスキッシュエリアの径方向の幅が円周方向に 変化してしまう。具体的には、スキッシュエリアの幅が広い部分 (ピストンの頂面が低 V、部分)ではスキッシュ流が強くなり、スキッシュエリアの幅が狭 、部分 (ピストンの頂 面が高い部分)ではスキッシュ流が弱くなる問題がある。
[0005] 本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ペントルーフ状の頂面のピストンを 有する燃料直噴ディーゼルエンジンにおいて、スキッシュ流の強さをピストンの円周 方向に均一化して空気および燃料の混合を促進することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために、本発明の第 1の特徴によれば、頂面の高さが円周方 向に変化するピストンと、前記ピストンの中央部に凹設されたキヤビティ内に燃料を噴 射するフユエルインジェクタとを備え、ピストン中心軸と直交する平面におけるキヤビ ティ入口径 Dとシリンダボア径 Bとの比 DZBが円周方向に変化する燃料直噴ディー ゼルエンジンにお 、て、前記キヤビティの径方向外側のピストンの頂面とシリンダへッ ドの下面との間に形成されるスキッシュクリアランス力、前記比 DZBの減少に応じて 増加し、前記比 DZBの増加に応じて減少するように設定されたことを特徴とする燃 料直噴ディーゼルエンジンが提案される。
[0007] また本発明の第 2の特徴によれば、頂面の高さが円周方向に変化するピストンと、 前記ピストンの中央部に凹設されたキヤビティ内に燃料を噴射するフユエルインジェ クタとを備え、ピストン中心軸と直交する平面におけるキヤビティ入口径 Dとシリンダボ ァ径 Bとの比 DZBが円周方向に変化する燃料直噴ディーゼルエンジンにおいて、ピ ストンの頂面のうち前記比 DZBが最小になる部位および該部位に対向するシリンダ ヘッドの部位の少なくとも一方に切欠きを形成したことを特徴とする燃料直噴ディー ゼルエンジンが提案される。 発明の効果
[0008] 本発明の第 1の特徴によれば、ピストンの中央部に凹設されたキヤビティの入口径 Dとシリンダボア径 Bとの比を DZBとしたとき、ピストンの頂面とシリンダヘッドの下面 との間に形成されるスキッシュクリアランスを、比 DZBが小さいところで、つまりスキッ シュクリエリアの径方向の幅が大き 、ところで大きく設定し、また比 DZBが大き 、とこ ろで、つまりスキッシュクリエリアの径方向の幅が小さいところで小さく設定することで、 スキッシュ流および逆スキッシュク流の強さをピストンの円周方向に均一化し、空気お よび燃料の均一な混合を促進して排気有害物を低減することができる。
[0009] また本発明の第 2の特徴によれば、ピストンの中央部に凹設されたキヤビティの入 口径 Dとシリンダボア径 Bとの比を DZBとしたとき、比 DZBが小さいところで、つまり スキッシュクリエリアの径方向の幅が大きい部位および該部位に対向するシリンダへ ッドの部位の少なくとも一方に切欠きを形成したことで、スキッシュ流および逆スキッシ ユタ流の強さをピストンの円周方向に均一化し、空気および燃料の均一な混合を促 進して排気有害物を低減することができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は第 1の実施の形態に係るディーゼルエンジンの要部縦断面図である。(第 1実施例)
[図 2]図 2は図 1の 2— 2線矢視図である。(第 1実施例)
[図 3]図 3は図 1の 3— 3線矢視図である。(第 1実施例)
[図 4]図 4はピストンの上部斜視図である。 (第 1実施例)
[図 5]図 5は図 3の 5— 5線断面図である。(第 1実施例)
[図 6]図 6は図 3の 6— 6線断面図である。(第 1実施例)
[図 7]図 7は図 3の 7— 7線断面図である。(第 1実施例)
[図 8]図 8は第 2の実施の形態に係るピストンの頂面を示す図である。(第 2実施例) [図 9]図 9はピストンの上部斜視図である。 (第 2実施例)
[図 10]図 10は図 8の 10— 10線断面図である。(第 2実施例)
符号の説明
[0011] 13 ピストン
13e 切欠き
16 シリンダヘッド
23 フユエルインジェクタ
25 キヤビティ
Lp ピストン中心軸 H スキッシュクリアランス
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
実施例 1
[0013] 図 1〜図 7は本発明の第 1の実施の形態を示すものである。
[0014] 図 1〜図 3に示すように、燃料直噴型のディーゼルエンジンは、シリンダブロック 11 に形成されたシリンダ 12に摺動自在に嵌合するピストン 13を備えており、ピストン 13 はピストンピン 14およびコネクテイングロッド 15を介して図示せぬクランクシャフトに接 続される。シリンダブロック 11の上面に結合されるシリンダヘッド 16の下面に、ピスト ン 13の頂面に対向する 2個の吸気バルブ孔 17, 17と、 2個の排気バルブ孔 18, 18 とが開口しており、吸気バルブ孔 17, 17に吸気ポート 19が連通し、排気ノ レブ孔 18 , 18に排気ポート 20が連通する。吸気バルブ孔 17, 17は吸気バルブ 21, 21で開 閉され、排気バルブ孔 18, 18は排気バルブ 22, 22で開閉される。ピストン中心軸 L p上に位置するようにフユエルインジェクタ 23が設けられるとともに、フユエルインジェ クタ 23に隣接するようにグロ一プラグ 24が設けられる。
[0015] 図 1および図 4から明らかなように、ピストン 13の頂面と、そこに対向するシリンダへ ッド 16の下面とは平坦ではなく断面三角形のペントルーフ状に傾斜しており、この形 状により、吸気ポ―ト 19および排気ポート 20の湾曲度を小さくするとともに吸気ノ レ ブ孔 17, 17および排気バルブ孔 18, 18の直径を確保し、吸気効率および排気効率 を高めることができる。
[0016] ピストン 13の頂面には、ピストン中心軸 Lpを中心とするキヤビティ 25が凹設される。
キヤビティ 25の径方向外側には、ピストンピン 14と平行に直線状に延びる頂部 13a, 13aから吸気側および排気側に向力つて下向きに傾斜する一対の傾斜面 13b, 13b と、傾斜面 13b, 13bの下端近傍に形成されてピストン中心軸 Lpに直交する一対の 平坦面 13c, 13cと、頂咅 13a, 13aの両端を切り欠いた一対の面取り咅 13d, 13dと が形成される。
[0017] キヤビティ 25の内壁面は、その外周に隣接する部位が最も深く窪んでおり、そこか らピストン中心軸 Lpに向力つて上向きに傾斜し、ピストン中心軸 Lp上の部位が高くな るように上向きに突出している。フユエルインジェクタ 23は、ピストン中心軸 Lp上の一 点を中心として 60° 間隔で離間する 6つの方向に燃料を噴霧する。 6本の噴霧軸 Li …のうちの 2本はピストン中心軸 Lp方向に見てピストンピン 14の方向と平行であり、 他の 4本はピストンピン 14の方向に対して 60° 傾斜している。またピストン中心軸 Lp に直交する方向に見て、 6本の噴霧軸 Li…は下向きに傾斜してキヤビティ 25の外周 部の最も深い部分を指向している。
[0018] ピストン 13が上死点にあるとき、ピストン 13の頂面の頂部 13a, 13a、傾斜面 13b, 13b、平坦面 13c, 13cおよび面取り咅 13d, 13dとシリンダヘッド 16の下面との間に 環状のスキッシュエリア 26が形成される。ピストン中心軸 Lp方向に見たキヤビティ 25 の形状はピストンピン 14の方向に長径が一致する楕円形状になる。その理由は、ピ ストン 13の頂面が平坦でなぐペントルーフ状に形成されているからである。
[0019] 前記スキッシュエリア 26の径方向の幅、つまり傾斜面 13b, 13b、平坦面 13c, 13c および面取り部 13d, 13dの部分での幅は一定ではなぐピストン 13の円周方向に異 なっている。即ち、ピストン中心軸 Lpと直交する平面におけるキヤビティ入口径 D (可 変値)とシリンダボア径 B (—定値)との比 DZBは、ピストン 13に円周方向に変化して いる。
[0020] 図 5はピストンピン 14の方向に沿うピストン 13の縦断面である。この断面位置ではピ ストン 13が直線状の頂部 13a, 13aに沿って切断されており、頂部 13a, 13aの両端 には下向きに傾斜した面取り部 13d, 13dが形成されている。面取り部 13d, 13dの 位置におけるスキッシュエリア 26の幅 SIはピストン 13の円周方向において最小であ る力 その位置におけるピストン 13の頂面とシリンダヘッド 16の下面との間のスキッシ ュクリアランス HIもピストン 13の円周方向において最小である。
[0021] 図 6はピストンピン 14に直交する方向に沿うピストン 13の縦断面であり、この断面位 置ではピストン 13力平坦面 13c, 13cにおいて切断されている。平坦面 13c, 13cの 位置におけるスキッシュエリア 26の幅 S2はピストン 13の円周方向において最大であ る力 その位置におけるピストン 13の頂面とシリンダヘッド 16の下面との間のスキッシ ュクリアランス H2もピストン 13の円周方向において最大である。
[0022] 図 7はピストンピン 14に対して 60° を成す方向に沿うピストン 13の縦断面であり、こ の断面位置ではピストン 13が傾斜面 13b, 13bにおいて切断されている。傾斜面 13 b, 13bの位置におけるスキッシュエリア 26の幅 S3は前記二つの幅 SI, S2の間の値 であり、その位置におけるピストン 13の頂面とシリンダヘッド 16の下面との間のスキッ シュクリアランス H3も前記二つの高さ HI, H2の間の値である。
[0023] 以上にように、キヤビティ入口径 Dとシリンダボア径 Bとの比 DZBが大きくなると、つ まりスキッシュエリア 26の幅 Sが小さくなるとスキッシュクリアランス Hが小さくなり、比 D ZBが小さくなると、つまりスキッシュエリア 26の幅 Sが大きくなるとスキッシュクリアラン ス Hが大きくなる。より具体的には、ピストン中心軸 Lpまわりの角度 Θの関数であるス キッシュエリア 26の幅 S ( Θ )およびスキッシュクリアランス H ( Θ )が、 S ( Θ ) ZH ( Θ ) =一定の関係を満たすように設定される。
[0024] しかして、圧縮行程においてピストン 13が上昇すると、ピストン 13の外周のスキッシ ユエリア 26に存在する空気がキヤビティ 25の中心に向かって流れるスキッシュ流が発 生し、フユエルインジェクタ 23が噴射した燃料との混合が促進される。このとき、スキッ シュエリア 26の幅 Sが小さいとスキッシュ流が弱くなり、スキッシュエリア 26の幅 Sが大 きいとスキッシュ流が強くなるため、スキッシュエリア 26の幅 Sが円周方向に不均一で あるとスキッシュ流の強さも円周方向に不均一になり、空気および燃料の混合が不充 分になる可能性がある。
[0025] 一方、スキッシュクリアランス Hが小さいとスキッシュ流が強くなり、スキッシュタリァラ ンス Hが大きいとスキッシュ流が弱くなるため、上述したように、スキッシュエリア 26の 幅 S ( 0 )およびスキッシュクリアランス H ( 0 )が S ( 0 ) ZH ( 0 ) =—定の関係を満た すように設定することで、スキッシュ流の強さを円周方向に均一化して空気および燃 料を充分に混合し、混合気の燃焼状態を改善して排気有害物質を低減することがで きる。
[0026] 尚、ピストン 13が下降するときにはキヤビティ 25からスキッシュエリア 26に向力 径 方向外向きの逆スキッシュ流が発生する力 本実施の形態の構成によれば、スキッシ ュ流と同様に逆スキッシュ流の強さも円周方向に均一化することができる。
実施例 2
[0027] 図 8〜図 10は本発明の第 2の実施の形態を示すものである。 [0028] 第 2の実施の形態は、キヤビティ入口径 Dとシリンダボア径 Bとの比 DZB (つまりス キッシュエリア 26の幅 S)が第 1の実施の形態と同様に円周方向に変化しているが、 スキッシュクリアランス Hの大きさは円周方向に一定に設定される。
[0029] その代わりに、スキッシュエリア 26の幅が最大となる平坦面 13c, 13cとキヤビティ 2 5との間に、前記平坦面 13c, 13cと同じ高さに連なる切欠き 13e, 13eが形成される 。スキッシュエリア 26の幅 Sが大きいためにスキッシュ流が強くなる傾向がある部分に 切欠き 13e, 13eを形成したことで、スキッシュ流が弱められてスキッシュクリアランス Hを増加させたのと同じ効果が得られ、第 1の実施の形態と同様に、スキッシュ流の 強さを円周方向に均一化して空気および燃料を充分に混合し、混合気の燃焼状態 を改善して排気有害物質を低減することができる。
[0030] 以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で 種々の設計変更を行うことが可能である。
[0031] 例えば、第 2の実施の形態では切欠き 13e, 13eをピストン 13側に設けている力 そ の切欠き 13e, 13eをシリンダヘッド 16側に設けても良いし、ピストン 13側およびシリ ンダヘッド 16側の両方に設けても良!、。

Claims

請求の範囲
[1] 頂面の高さが円周方向に変化するピストン(13)と、前記ピストン(13)の中央部に 凹設されたキヤビティ(25)内に燃料を噴射するフユエルインジェクタ(23)とを備え、 ピストン中心軸 (Lp)と直交する平面におけるキヤビティ入口径 Dとシリンダボア径 Bと の比 DZBが円周方向に変化する燃料直噴ディーゼルエンジンにお 、て、
前記キヤビティ(25)の径方向外側のピストン(13)の頂面とシリンダヘッド(16)の下 面との間に形成されるスキッシュクリアランス (H)力 前記比 DZBの減少に応じて増 加し、前記比 DZBの増加に応じて減少するように設定されたことを特徴とする燃料 直噴ディーゼルエンジン。
[2] 頂面の高さが円周方向に変化するピストン(13)と、前記ピストン(13)の中央部に 凹設されたキヤビティ(25)内に燃料を噴射するフユエルインジェクタ(23)とを備え、 ピストン中心軸 (Lp)と直交する平面におけるキヤビティ入口径 Dとシリンダボア径 Bと の比 DZBが円周方向に変化する燃料直噴ディーゼルエンジンにお 、て、
ピストン(13)の頂面のうち前記比 DZBが最小になる部位および該部位に対向す るシリンダヘッド(16)の部位の少なくとも一方に切欠き(13e)を形成したことを特徴と する燃料直噴ディーゼルエンジン。
PCT/JP2007/057987 2006-06-23 2007-04-11 燃料直噴ディーゼルエンジン WO2007148467A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/305,342 US8056532B2 (en) 2006-06-23 2007-04-11 Direct fuel injection diesel engine
EP07741423A EP2034156B1 (en) 2006-06-23 2007-04-11 Direct fuel injection diesel engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006174089A JP4851864B2 (ja) 2006-06-23 2006-06-23 燃料直噴ディーゼルエンジン
JP2006-174089 2006-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007148467A1 true WO2007148467A1 (ja) 2007-12-27

Family

ID=38833210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/057987 WO2007148467A1 (ja) 2006-06-23 2007-04-11 燃料直噴ディーゼルエンジン

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8056532B2 (ja)
EP (1) EP2034156B1 (ja)
JP (1) JP4851864B2 (ja)
WO (1) WO2007148467A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008004398A1 (fr) 2006-07-04 2008-01-10 Honda Motor Co., Ltd. Moteur diesel à injection directe de carburant
EP2034157A1 (en) * 2006-06-26 2009-03-11 HONDA MOTOR CO., Ltd. Direct fuel injection diesel engine
JP2013194559A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Mazda Motor Corp 圧縮自己着火エンジン

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8474431B2 (en) * 2007-04-06 2013-07-02 Honda Motor Co., Ltd. Direct fuel-injected engine
JP4732505B2 (ja) * 2008-04-23 2011-07-27 本田技研工業株式会社 燃料直噴エンジン
WO2012158756A1 (en) 2011-05-18 2012-11-22 Achates Power, Inc. Combustion chamber construction for opposed-piston engines
US9512779B2 (en) 2010-04-27 2016-12-06 Achates Power, Inc. Swirl-conserving combustion chamber construction for opposed-piston engines
US10180115B2 (en) 2010-04-27 2019-01-15 Achates Power, Inc. Piston crown bowls defining combustion chamber constructions in opposed-piston engines
WO2011139332A2 (en) 2010-04-27 2011-11-10 Achates Power, Inc. Combustion chamber constructions for opposed-piston engines
CN103168148B (zh) 2010-08-16 2015-09-02 阿凯提兹动力公司 对置活塞发动机的燃料喷射的喷洒模式
US20130104848A1 (en) 2011-10-27 2013-05-02 Achates Power, Inc. Fuel Injection Strategies in Opposed-Piston Engines with Multiple Fuel Injectors
US10563569B2 (en) * 2012-05-16 2020-02-18 Dalian University Of Technology Diesel combustion system
US8997724B2 (en) * 2013-02-25 2015-04-07 Kubota Corporation Spark-ignition engine
US9211797B2 (en) 2013-11-07 2015-12-15 Achates Power, Inc. Combustion chamber construction with dual mixing regions for opposed-piston engines
CN103835803B (zh) * 2014-02-24 2016-02-24 大连理工大学 柴油机碰撞分流燃烧室
JP6260523B2 (ja) * 2014-11-26 2018-01-17 マツダ株式会社 直噴エンジンの燃焼室構造
JP6056841B2 (ja) * 2014-12-25 2017-01-11 マツダ株式会社 直噴エンジンの燃焼室構造
JP2016128669A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造
TWI550495B (zh) * 2015-03-26 2016-09-21 原相科技股份有限公司 高靈敏度的電容觸控裝置及其運作方法
US10831304B2 (en) * 2015-03-26 2020-11-10 Pixart Imaging Inc. Control chip for capacitive touch device with high sensitivity and low power consumption
US10724424B2 (en) 2015-05-15 2020-07-28 Cummins Inc. Power cylinder apparatus for reducing unburnt hydrocarbon emissions
JP6583853B2 (ja) * 2015-09-25 2019-10-02 マツダ株式会社 エンジン
US10316734B2 (en) * 2016-10-05 2019-06-11 Caterpillar Inc. Piston and cylinder features for enhanced squish flow
JP6485489B2 (ja) * 2017-05-23 2019-03-20 マツダ株式会社 エンジンの制御装置及びエンジンの制御方法
US11073102B2 (en) * 2017-06-02 2021-07-27 Mazda Motor Corporation Combustion chamber structure for engines
JP6566000B2 (ja) 2017-06-02 2019-08-28 マツダ株式会社 エンジン
WO2018221638A1 (ja) 2017-06-02 2018-12-06 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造
JP6565999B2 (ja) 2017-06-02 2019-08-28 マツダ株式会社 エンジン
CN108590879A (zh) * 2018-05-29 2018-09-28 重庆隆鑫发动机有限公司 重油发动机活塞及航空发动机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263124A (ja) * 1985-09-12 1987-03-19 Mazda Motor Corp エンジンの燃焼室
JPS6316124A (ja) 1986-07-07 1988-01-23 Isuzu Motors Ltd ペントル−フ形ピストン
JPH036827Y2 (ja) * 1985-10-25 1991-02-20
JPH10184366A (ja) * 1996-12-24 1998-07-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃焼室構造
JP2002089266A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の燃焼室構造
JP2003227339A (ja) * 2002-02-06 2003-08-15 Mazda Motor Corp 火花点火式直噴エンジンの燃焼室構造
JP2004270476A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd 筒内噴射式内燃機関
JP2006152904A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の燃焼室構造
JP6094808B2 (ja) * 2013-07-03 2017-03-15 株式会社デンソー ラミネート密閉電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1907391A1 (de) 1969-02-14 1970-09-03 Daimler Benz Ag Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbstzuendung
JPH0694808B2 (ja) 1985-09-12 1994-11-24 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室
JPS62113827A (ja) * 1985-11-13 1987-05-25 Mazda Motor Corp エンジンの燃焼室構造
JPH086589B2 (ja) 1986-05-30 1996-01-24 いすゞ自動車株式会社 直噴式内燃機関
US5893348A (en) * 1992-12-23 1999-04-13 Feuling; James J. Combustion chamber system having an improved valve arrangement
JP2002188448A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Yamaha Motor Co Ltd 筒内噴射ガソリンエンジン
US8474431B2 (en) * 2007-04-06 2013-07-02 Honda Motor Co., Ltd. Direct fuel-injected engine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263124A (ja) * 1985-09-12 1987-03-19 Mazda Motor Corp エンジンの燃焼室
JPH036827Y2 (ja) * 1985-10-25 1991-02-20
JPS6316124A (ja) 1986-07-07 1988-01-23 Isuzu Motors Ltd ペントル−フ形ピストン
JPH10184366A (ja) * 1996-12-24 1998-07-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃焼室構造
JP2002089266A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の燃焼室構造
JP2003227339A (ja) * 2002-02-06 2003-08-15 Mazda Motor Corp 火花点火式直噴エンジンの燃焼室構造
JP2004270476A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd 筒内噴射式内燃機関
JP2006152904A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の燃焼室構造
JP6094808B2 (ja) * 2013-07-03 2017-03-15 株式会社デンソー ラミネート密閉電池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2034156A4 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2034157A1 (en) * 2006-06-26 2009-03-11 HONDA MOTOR CO., Ltd. Direct fuel injection diesel engine
EP2034157A4 (en) * 2006-06-26 2009-08-19 Honda Motor Co Ltd DIESEL ENGINE WITH DIRECT INJECTION
US7992536B2 (en) 2006-06-26 2011-08-09 Honda Motor Co., Ltd. Direct fuel injection diesel engine
WO2008004398A1 (fr) 2006-07-04 2008-01-10 Honda Motor Co., Ltd. Moteur diesel à injection directe de carburant
EP2039905A1 (en) * 2006-07-04 2009-03-25 Honda Motor Co., Ltd Fuel direct-injection diesel engine
EP2039905A4 (en) * 2006-07-04 2009-07-15 Honda Motor Co Ltd DIESEL ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION
US7861685B2 (en) 2006-07-04 2011-01-04 Honda Motor Co., Ltd. Direct fuel injection diesel engine
JP2013194559A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Mazda Motor Corp 圧縮自己着火エンジン

Also Published As

Publication number Publication date
EP2034156A4 (en) 2011-04-27
JP4851864B2 (ja) 2012-01-11
US20100006061A1 (en) 2010-01-14
EP2034156A1 (en) 2009-03-11
EP2034156B1 (en) 2012-08-22
US8056532B2 (en) 2011-11-15
JP2008002399A (ja) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007148467A1 (ja) 燃料直噴ディーゼルエンジン
US7185614B2 (en) Double bowl piston
EP2187017B1 (en) Diesel engine, piston for diesel engine and method of manufacturing a diesel engine
US7861685B2 (en) Direct fuel injection diesel engine
EP1259715B1 (en) Incylinder direct injection spark ignition engine
US6494178B1 (en) Combustion chamber including piston for a spark-ignition, direct-injection combustion system
US8291881B2 (en) Piston for internal combustion engine
EP2204559B1 (en) Direct injection internal combustion engine
EP3596320B1 (en) A piston for an internal combustion engine
WO2017023550A1 (en) Skewed combuston chamber for opposed-piston engines
US6536404B2 (en) Piston having combustion chamber defined in the crown
JP3613054B2 (ja) 直噴エンジン
EP2063081B1 (en) Piston crown with double re-entrant piston bowl
CN110462178B (zh) 火花点火式内燃机
US7506631B2 (en) Internal combustion engine
EP0909893A2 (en) Direct injection diesel engine
JP2006152825A (ja) 内燃機関の燃焼室
JPS60224920A (ja) ピストン頂面の燃焼室構造
CN110446835B (zh) 火花点火式内燃机
JP2668106B2 (ja) 内燃機関の吸気通路構造
JPS6027782Y2 (ja) デイ−ゼル機関の直接噴射式燃焼室
KR200174491Y1 (ko) 자동차 엔진의 연소실 구조
US20140060475A1 (en) Combustion chamber providing valve clearance
JPS62255521A (ja) ペントル−フ形ピストン
JPH0874706A (ja) 気筒内燃料噴射型内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07741423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007741423

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12305342

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE