WO2018163742A1

WO2018163742A1 - ディーゼルエンジン

Info

Publication number: WO2018163742A1
Application number: PCT/JP2018/005208
Authority: WO
Inventors: 淳神崎; 片岡　一司; 尚奎金; 飯田　晋也
Original assignee: マツダ株式会社
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2018-09-13
Also published as: JP6477750B2; US20200011267A1; JP2018150848A; CN110382836A; EP3578774A1; EP3578774A4

Abstract

ディーゼルエンジンは、シリンダと、シリンダヘッドと、燃料噴射弁と、ピストンとを備える。ピストンは、キャビティと、キャビティの周縁部に形成された切欠き部とを有する。切欠き部は、キャビティの内周壁面を径方向外側へ凹設した第１凹部と、ピストンの冠面からキャビティの底側へ凹設され、第１凹部の冠面側の端部から径方向外側に連続して延びる第２凹部とを含む。第２凹部のスワール流の下流側の縦壁部は、平面視において、第２凹部の径方向外側の端部に対応する位置から径方向内側かつスワール流の下流側に向かって円弧状に延びるように形成されている。

Description

ディーゼルエンジン

　本発明は、ディーゼルエンジンに関し、特にピストンの冠面にキャビティが凹設されており、該キャビティに燃料噴射弁から燃料が直接に噴射される直噴式ディーゼルエンジンに関する。

　ピストンの冠面にキャビティが形成されたディーゼルエンジンが知られている。このエンジンでは、燃料噴射弁から噴射された燃料は、キャビティの周縁部近傍に到達した後、内周壁面に沿ってキャビティの中央側に案内されて、空気との混合が促進されるようになっている。特に、比較的多量の燃料が噴射される中負荷域又は高負荷域では、燃料噴射弁から噴射される噴霧のペネトレーション（貫徹力）が強く、燃料噴射弁から十分に離れた位置でも噴霧の速度が高速に維持され、空気との混合が促進される。

　一方、燃料噴射量の少ない低負荷域においては、噴霧は、キャビティの周縁部近傍に滞留しやすく、空気との混合性が低下してしまう。空気との混合性を向上させるには、噴霧のペネトレーションを強くするのが有効であるが、噴霧のペネトレーションが不必要に強いと、キャビティの周縁部近傍の壁面から放熱される熱量が増大してしまい、冷却損失が増大する。

　これに対して、特許文献１には、低負荷域における冷却損失を抑制するため、噴霧のペネトレーションが不必要に強くならないように、キャビティの形状及び燃料噴射弁の噴孔の形状（長さ、口径）を所定の関係を満足するように設定することが開示されている。

　しかしながら、特許文献１によれば、低負荷域における冷却損失の増大を抑制できるものの、噴霧の流動性は低く、キャビティにおける空気との混合を促進できるものではない。このため、キャビティの周縁部近傍において局所燃焼が生じやすく、該局所燃焼に起因した高温化と酸素不足からＮＯｘ及び煤が増大する場合がある。

特開２０１５－２３２２８８号公報

　本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ペネトレーションの弱い噴霧であっても、キャビティにおける流動性を向上させて空気との混合を促進できるディーゼルエンジンを提供することを目的とする。

　前記課題を解決するためのものとして、本発明のディーゼルエンジンは、シリンダと、該シリンダの端面を覆うと共に、燃焼室にスワール流を生成する吸気ポートが形成されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドとは反対側へ凹設されたキャビティを有するピストンと、上死点に位置する前記ピストンの前記キャビティ内を指向する噴孔を有する燃料噴射弁とを備える。前記ピストンは、前記キャビティの周縁部に形成された切欠き部を更に有する。前記切欠き部は、前記キャビティの周縁部の周方向の一部において、該キャビティの内周壁面を径方向外側へ凹設した第１凹部と、前記ピストンの冠面から前記キャビティの底側へ凹設され、前記第１凹部の前記冠面側の端部から径方向外側に連続して延びる第２凹部とを含む。前記第２凹部は、底壁部と、該底壁部における前記スワール流の下流側の周縁から立設された縦壁部とを有し、前記縦壁部は、平面視において、前記第２凹部の径方向外側の端部に対応する位置から径方向内側かつ前記スワール流の下流側に向かって円弧状に延びるように形成される。

本発明の一実施形態に係るエンジンの燃焼室を概略的に示す断面図。燃焼室を構成するキャビティの断面図。キャビティが設けられたピストンの平面図。燃料噴射弁の構造を示す側面図。燃料噴射弁の構造を示す断面図。ピストンを冠面側から見た斜視図。図５のＡ矢視による、切欠き部の正面図。切欠き部を拡大して示す平面図。切欠き部を拡大して示す斜視図。キャビティにおける噴霧及び空気流動を示す説明図。燃焼前半における燃焼状態を示す説明図。燃焼後半における燃焼状態を示す説明図。変形例に係るピストンを示す平面図。図１２のピストンにおける噴霧及び空気流動を示す説明図。周方向壁部の傾斜角度を変更した場合のキャビティを示す断面図。図１４のキャビティにおける噴霧及び空気流動を示す説明図。

　以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各距離の比率等は現実のものとは相違している。

　図１は、本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの燃焼室構造を示している。このエンジン１０の燃焼室１１は、シリンダブロック１２に形成されたシリンダ１２ａの内周面と、シリンダ１２ａ内を往復動するピストン１３の冠面１３ａ（以下、ピストン冠面１３ａという）と、ピストン冠面１３ａに対向するシリンダヘッド１４の下面１４ｃと、シリンダヘッド１４に形成された吸気ポート１４ａ及び排気ポート１４ｂをそれぞれ開閉する吸気弁１５及び排気弁１６の各下面とによって区画されている。

　ピストン冠面１３ａには、シリンダヘッド１４の下面１４ｃから離れる方向（下方）に凹陥したキャビティ３０が形成されており、この内側空間も燃焼室１１を構成している。キャビティ３０は、平面視での基本形状が略円形に構成されている。シリンダヘッド１４には、燃料噴射弁１７が取り付けられている。燃料噴射弁１７は、平面視でシリンダ１２ａの中央に位置しており、先端部が燃焼室１１に臨むように配置されている。

　図２は、シリンダ１２ａの中心軸Ｘを通る断面上における燃焼室１１の断面図であり、図３は、燃焼室１１の平面図である。図２及び図３ではいずれも、ピストン１３が圧縮上死点に位置する状態が示されており、併せて、燃料噴射弁１７から噴射された燃料の噴霧が符号Ｆにより示されている。キャビティ３０は、少なくともピストン１３が圧縮上死点又はその近傍に位置するときに、燃料噴射弁１７から噴射された燃料（噴霧Ｆ）を受け入れ可能な形状及び大きさに設定されている。

　図２に示すように、キャビティ３０は、いわゆるリエントラント型に構成されている。すなわち、キャビティ３０の壁面は、キャビティ４０の上面の開口部３１（以下、キャビティ開口部３１という）の周縁に位置しかつキャビティ３０の内部に比して縮径されたリップ部３２と、リップ部３２からキャビティ３０の底側に向かう周辺部３３と、周辺部３３からキャビティの中心に向かう中央隆起部３４とで構成されている。周辺部３３は、リップ部３２よりも拡径するように径方向外側へ凹設されている。中央隆起部３４は、その中心部上方に位置する燃料噴射弁１７に向かって凸となる山状に形成されている。

　言い換えると、キャビティ３０は、キャビティ３０の径方向外側壁部を構成する内周壁面３０ａと、キャビティ３０の底部を構成する底面部３０ｂとを有している。内周壁面３０ａは、リップ部３２と、周辺部３３の径方向外側の一部とにより構成されている。底面部３０ｂは、中央隆起部３４と、周辺部３３の底側の一部とにより構成されている。

　図３に示すように、キャビティ開口部３１の周縁部には、周方向に間隔を空けて並ぶ複数の切欠き部４０が放射状に形成されている。各切欠き部４０は、キャビティ３０の内周壁面３０ａからピストン冠面１３ａにわたる領域を径方向外側に凹設することにより形成されている。複数の切欠き部４０は、ピストン冠面１３ａ上の空気流動をキャビティ３０の内側に導入させて、キャビティ３０内における噴霧Ｆの流動性を増大させる役割を果たす。詳細は後述する。

　燃料噴射弁１７の先端部の周囲には、複数の噴孔１７ａが形成されている。燃料噴射弁１７は、図３に示すように、複数の噴孔１７ａから放射状に燃料を噴射する。また、燃料噴射弁１７は、ピストン１３が圧縮上死点に位置するときに、図２に示すように、各噴孔１７ａから噴射された燃料の噴霧Ｆがキャビティ３０のリップ部３２と周辺部３３との境界部近傍を指向するように配置されている。

　本実施形態では、噴孔１７ａは、周方向に等間隔で１０個設けられ、それぞれ同じ大きさに形成されている。図４Ａ，Ｂは、燃料噴射弁１７の先端部を拡大して示しており、図４Ａは側面図、図４Ｂは図４ＡのＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

　図４Ｂに示すように、噴孔１７ａは、所定の噴孔径Ｄ及び噴孔長Ｌを有するように形成されている。噴孔１７ａの噴孔径Ｄ及び噴孔長Ｌは、シリンダ径Ｃ（図１参照）との関係で所定の関係を満たすように構成されており、これによって、低負荷域における噴霧Ｆの低ペネトレーション化を実現してこれによる冷却損失の低減を実現すると共に、中高負荷域におけるスート（煤）の低減を実現するようになっている。

　図２に戻って、キャビティ３０の周辺部３３は、燃料噴射弁１７から最も離れた第１部分３３ａと、第１部分３３ａよりもリップ部３２側に位置する第２部分３３ｂと、第１部分３３ａよりも中央隆起部３４側に位置する第３部分３３ｃとで構成されている。第１部分３３ａ、第２部分３３ｂ、及び第３部分３３ｃは、それぞれ、キャビティ３０の中心側に中心Ｏ_１、Ｏ_２、Ｏ_３を有する円弧によって構成されている。

　また、本実施形態では、第２部分３３ｂの円弧の半径Ｒ_２と第３部分の円弧の半径Ｒ_３とが等しくされていると共に、第１部分３３ａの円弧の半径Ｒ_１が、半径Ｒ_２及びＲ_３よりも小さく設定されている。これにより、周辺部３３の断面形状は、燃料噴射弁１７の噴孔１７ａから最も離れた第１部分３３ａの中心位置と噴孔１７ａとを結ぶ直線Ｙを中心とした線対称の形状とされる。すなわち、周辺部３３は、直線Ｙよりも第２部分３３ｂ側の部分と直線Ｙよりも第３部分３３ｃ側の部分とが直線Ｙを挟んで対称となるように形成されている。

　周辺部３３の第２部分３３ｂに続くリップ部３２は、シリンダ１２ａの中心軸Ｘを含む断面上において、キャビティ３０の中心とは反対側に中心Ｏ_４を有する円弧によって構成されている。

　図３において２点鎖線で示すように、燃焼室１１の４隅に、２つの吸気ポート１４ａと２つの排気ポート１４ｂとが開口している。２つの吸気ポート１４ａは、ヘリカルポート及び／又はタンジェンシャルポートから構成されており、少なくとも一方の吸気ポート１４ａ（本実施形態では図３の右下に位置するポート）の燃焼室１１に開口する部分の軸線が、図３において時計回り方向を指向するように構成されている。

　これによって、図３において右下に位置する吸気ポート１４ａから燃焼室１１に導入される新気は、燃焼室１１に向かって時計回り方向に導入されやすく、燃焼室１１に時計回り方向に流れるスワール流Ｓが生成される。スワール流Ｓは、ピストン冠面１３ａの上方だけでなく、キャビティ３０の内部にも生成される。

　また、燃焼室１１には、ピストン１３が圧縮上死点に向かうにつれて、ピストン冠面１３ａとシリンダヘッド１４の下面１４ｃとの間のスキッシュ部に位置する空気がキャビティ３０に流れ込むように、径方向外側から内側へ流れるスキッシュ流Ｖが生成される。すなわち、本実施形態では、燃焼室１１においてスワール流Ｓとスキッシュ流Ｖとが生成される。

　以下、図５～図８を併せて参照して、ピストン１３のキャビティ開口部３１の周縁部に形成された切欠き部４０について詳述する。図５は、ピストン１３の斜視断面図であって、キャビティ３０を示している。図６は、図５のＡ矢視による切欠き部４０の正面図である。図７は、切欠き部４０を拡大して示す平面図である。図８は、切欠き部４０を拡大して示す斜視図である。図５に示すように、切欠き部４０は、周方向に等間隔に複数設けられ、それぞれ同じ大きさに形成されている。

　切欠き部４０は、キャビティ開口部３１の周縁部に設けられた第１凹部６０と、この第１凹部６０におけるピストン冠面１３ａ側の端部に連続するようにピストン冠面１３ａに設けられた第２凹部７０とを有している。切欠き部４０は、各凹部６０，７０の底面を構成する底壁部４１と、底壁部４１の周方向の両端から立設された一対の縦壁部４２とにより画成されている。一対の縦壁部４２は、スワール流Ｓの上流側（スワール上流側）に位置する上流側縦壁部４２ａと、スワール流Ｓの下流側（スワール下流側）に位置する下流側縦壁部４２ｂとを有している。

　図３を併せて参照して、切欠き部４０は、燃料噴射弁１７から噴射される噴霧Ｆを避けた位置に設けられている。換言すれば、キャビティ開口部３１の周縁部のうち隣接する切欠き部４０の間に位置する基本形状部分を非切欠き部５０としたとき、燃料噴射弁１７は、その噴孔１７ａが非切欠き部５０と対向するように配置されている。より詳しくは、噴孔１７ａは、ピストン１３が上死点にあるときの非切欠き部５０のうちリップ部３２と周辺部３３との境界部もしくはその近傍に対応する高さ位置に向かって噴霧Ｆが飛翔するように形成されている。

　ここで、本実施形態では、切欠き部４０の数Ｎ_Ｃは、燃料噴射弁１７の噴孔１７ａの数（以下、噴孔数Ｎ_Ｈと称する）との関係で、以下の式（１）の関係を満たすように設定されている。

　Ｎ_Ｈ／２≦Ｎ_Ｃ≦Ｎ_Ｈ　‥‥（１）

　すなわち、切欠き部４０は、噴孔数Ｎ_Ｈの半分以上、噴孔数Ｎ_Ｈ以下の数で形成されている。換言すれば、キャビティ３０の内周壁面３０ａに到達した噴霧Ｆの少なくとも周方向の一方側には、切欠き部４０が隣接して位置するように構成されている。

　なお、本実施形態では、切欠き部４０は、燃料噴射弁１７の噴孔数Ｎ_Ｈと同じ数だけ設けられている。すなわち、切欠き部４０は、キャビティ開口部３１の１０箇所に周方向に等間隔で形成されており、非切欠き部５０に噴射された各噴霧Ｆの周方向の両側には、切欠き部４０が隣接して位置している。

　第１凹部６０は、キャビティ開口部３１の周縁部において非切欠き部５０よりも径方向外側に位置するように凹設されており、周方向に所定幅を有する溝状に形成されている。詳しくは、第１凹部６０は、周方向に所定幅を有しかつキャビティ３０の中心を臨む帯状の底面を構成する第１底壁部６１と、第１底壁部６１の周方向の両端から径方向に迫り出しかつ周方向に対向する一対の第１縦壁部６２とを有している。

　図２において破線で示すように、第１底壁部６１は、ピストン冠面１３ａから離れるほど（キャビティ３０の周辺部３３に近づくほど）径方向内側に位置するように傾斜している。より具体的には、図２に示す断面図上で、第１底壁部６１は、キャビティ３０の周辺部３３と外接する接線に沿って形成されている。これにより、第１底壁部６１の下端部６１ａと周辺部３３とが、折れや段差を介さずに滑らかに連続している。

　本実施形態において、第１底壁部６１は、ピストン冠面１３ａから周辺部３３に向かってシリンダ１２ａの中心軸Ｘに対して約３０°の傾斜角度αで径方向内側へ傾斜している。なお、第１底壁部６１は、周辺部３３に向かって径方向外側に傾斜しなければよい。このため、傾斜角度αは、０°（つまり第１底壁部６１が中心軸Ｘと平行になる角度）以上の範囲において、３０°より大きくても小さくてもよい。好ましくは、傾斜角度αは、０°以上５０°以下とされる。

　傾斜角度αが０°未満の場合、ピストン冠面１３ａ側から第１凹部６０に至る経路が、図２に示す断面において、径方向外側に大きく屈曲することになり、ピストン冠面１３ａ上の空気流動をキャビティ３０へ滑らかに導入させにくい。一方、傾斜角度αは大きいほど、ピストン冠面１３ａ側から第１凹部６０に至る経路を、図２に示す断面において滑らかにすることができ、空気流動をキャビティ３０に導入させやすく、その流量を増大させることができる。

　しかしながら、傾斜角度αが５０°を超える場合、燃焼室１１の圧縮比を維持するためにキャビティ３０の容積を過度に小さくする必要がある。例えば、図１４において破線で示すように、第１底壁部６１０の傾斜角度αを５０°よりも大きくした上で、キャビティ３０の中央隆起部３４０の深さを浅くすることが考えられる。しかしながら、このようにした場合には、図１５に示すように、燃料噴射弁１７から噴射された噴霧Ｆａと、内周壁面３０ａによって向きが変えられて中央隆起部３４０に沿って案内される噴霧Ｆｂとが互いに干渉しやすくなるので（図中のＷは干渉領域を示している）、噴霧Ｆの流動が阻害されてしまい、空気との混合性が低下してしまう。一方、キャビティ開口部３１を小さくすることも考えられるが、このようにすると、噴霧Ｆが内周壁面３０ａに到達したときのペネトレーションが相対的に強くなるので、冷却損失が増大してしまう。

　図７に示すように、周方向に対向する一対の第１縦壁部６２は、スワール上流側に位置する上流側第１縦壁部６２１と、スワール下流側に位置する下流側第１縦壁部６２２とを有している。上流側第１縦壁部６２１は、シリンダ１２ａの中心に対して放射状に延びる平面、言い換えると、シリンダ１２ａの中心を通りかつシリンダ１２ａの中心軸Ｘと平行な（ピストン冠面１３ａと直交する）平面に沿って形成されている。下流側第１縦壁部６２２は、平面視（上面視）で径方向外側ほどスワール上流側に位置する円弧に沿って湾曲し、かつシリンダ１２ａの中心軸Ｘと平行な（ピストン冠面１３ａと直交する）湾曲面に沿って形成されている。

　図６に示すように、第２凹部７０は、ピストン冠面１３ａより一段低くなるように下方に（キャビティ３０の底側に）凹設されている。詳しくは、第２凹部７０は、スワール下流側ほど高さが低くなる（キャビティ３０の底側に位置する）ように傾斜した第２底壁部７１（本発明における底壁部に相当）と、第２底壁部７１のスワール下流側の周縁から立設された第２縦壁部７２（本発明における縦壁部に相当）とを有している。

　第２底壁部７１は、図８に示すように、スワール下流側ほど高さが低くなる傾斜面であって、シリンダ１２ａの中心軸Ｘと直交する法線（シリンダ１２ａの中心から径方向に延びる直線）に対し平行な傾斜面に沿って形成されている。

　図８を参照しつつ、第２凹部７０の形状をより具体的に説明する。下流側第１縦壁部６２２の径方向内側の周縁上に位置する点のうち、最も径方向内側に位置する点、つまりリップ部３２の最小径部（最も径方向内側に膨出した部分）に対応する点を基準点Ｐ０とし、この基準点Ｐ０を通る平面であって、シリンダ１２ａの中心から放射状に延びる直線に対し直交する（すなわち径方向と直交する）平面を仮想平面Ｑ（二点鎖線で示している）とする。

　また、仮想平面Ｑ上において、基準点Ｐ０を通りかつシリンダ１２ａの中心軸Ｘと平行に延びる直線を第１線Ｌ１とし、第２底壁部７１を仮想平面Ｑ上に投影した直線（つまり第２底壁部７１を径方向内側に延長した面と仮想平面Ｑとの交線）を第２線Ｌ２とし、ピストン冠面１３ａを仮想平面Ｑ上に投影した直線（つまりピストン冠面１３ａを径方向内側に延長した面と仮想平面Ｑとの交線）を第３線Ｌ３とする。さらに、第１線Ｌ１と第３線Ｌ３との交点を第１点Ｐ１とし、第１線Ｌ１と第２線Ｌ２との交点を第２点Ｐ２とし、第２線Ｌ２と第３線Ｌ３との交点を第３点Ｐ３とする。

　この場合に、第２点Ｐ２の位置は、第１線Ｌ１に平行な方向において第１点Ｐ１との間の距離Ｈが２ｍｍ以上となり、かつ、第３線Ｌ３に平行な方向において第３点Ｐ３との間の距離Ｗが２ｍｍ以上となるように設定されている。更に、第２点Ｐ２は、第１底壁部６１の下端部６１ａ（すなわち、第１底壁部６１と内周壁面３０ａとの接続部）よりも上方（ピストン冠面１３ａ側）かつ径方向内側に位置するとともに、基準点Ｐ０と第１点Ｐ１との間に位置している。

　第２底壁部７１は、スワール上流側においてピストン冠面１３ａと段差なく連続している。言い換えると、第２底壁部７１は、そのスワール上流側の縁部である上流側縁部７３がピストン冠面１３ａ上に位置するように形成されている。上流側縁部７３は、第１凹部７０の上流側第１縦壁部６２１の上端部（ピストン冠面１３ａ側の端部）から連続して放射状に延びている。第２底壁部７１は、上流側縁部７３からスワール下流側に向かって徐々に高さが低くなるように（スワール下流側ほどキャビティ３０の底側に位置するように）形成されている。

　図７に示すように、第２縦壁部７２は、下流側第１縦壁部６２２の上端部（ピストン冠面１３ａ側の端部）から連続して径方向外側かつスワール上流側に向かって円弧状に延びており、上流側縁部７３における最も径方向外側の端部である外端部７３ａに接続されている。より具体的に、第２縦壁部７２は、二点鎖線で示す仮想円Ｃ０の円周と一致するように形成されている。同様に、下流側第１縦壁部６２２も、仮想円Ｃ０の円周に一致するように形成されている。切欠き部４０の下流側縦壁部４２ｂは、このように同一の円周上に形成された下流側第１縦壁部６２２と第２縦壁部７２とが段差なく接続されることにより、一連の曲面として形成されている。

　図７に示すように、第１点Ｐ１（又は基準点Ｐ０、第２点Ｐ２）を通り径方向に延びる直線を第４線Ｌ４とし、ピストン１３の外周面から所定量ｄだけ径方向内側にオフセットした同芯円を円Ｃ１としたとき、仮想円Ｃ０は、第４線Ｌ４と円Ｃ１とに接する円として設定されている。仮想円Ｃ０は、第１点Ｐ１（又は基準点Ｐ０、第２点Ｐ２）を通る円である。

　すなわち、図７に示す平面視において、切欠き部４０の下流側縦壁部４２ｂは、第２凹部７０の上流側縁部７３の外端部７３ａから基準点Ｐ０までの間に亘って仮想円Ｃ０に沿ってスワール下流側に向けて延びる曲面とされている。下流側縦壁部４２ｂは、基準点Ｐ０においてシリンダ１２ａの中心軸Ｘを指向するように、言い換えると、下流側縦壁部４２ｂの径方向内側の端部から仮想円Ｃ０の接線方向に延ばした延長線がシリンダ１２ａの中心軸Ｘと交差するように形成されている。なお、所定量ｄは、第２凹部７０とピストン１３の外周面との間の肉厚が所要量確保されるような適宜の値に設定されている。

　第１底壁部６１と第２底壁部７１との接続部には、図２の断面視で円弧状に丸められた面取り部４３が形成されている。言い換えると、切欠き部４０の底壁部４１は、ピストン冠面１３ａからキャビティ３０の周辺部３３までの間において、第２底壁部７１、面取り部４３、第１底壁部６１の順に段階的に傾斜がきつくなるように形成されている。図７に示すように、面取り部４３は、上流側縦壁部４２ａと下流側縦壁部４２ｂとの間において、スワール下流側ほど径方向内側に位置するように傾斜しつつ延びている。図２に示すように、面取り部４３の面取り径ｒ１は２ｍｍ以上であって、かつ、仮想円Ｃ０の半径ｒ０（図７参照）の半分以下の大きさに設定されている。

　上述したとおり、第２底壁部７１は、スワール下流側ほど高さが低くなる（キャビティ３０の底側に位置する）ように傾斜している。このため、第２縦壁部７２は、スワール下流側（もしくは径方向内径側）に至るほどシリンダ１２ａの中心軸Ｘ方向における高さが漸増するように形成されている。

　図３に戻って、各切欠き部４０は、シリンダ１２ａの中心軸Ｘ周りにおける所定の角度範囲βに形成されている。なお、ここでいう角度範囲βとは、キャビティ３０の内周壁面３０ａに開口する切欠き部４０の開口幅、つまりリップ部３２の最小径部（最も径方向内側に膨出した部分）における切欠き部４０の周方向の幅のことである。下流側縦壁部４２ｂが径方向外側かつスワール上流側へ向けて円弧状に延びている（これにより切欠き部４０の周方向の幅が漸減する）ため、リップ部３２の最小径部以外の位置（最小径部よりも径方向外側）では、切欠き部４０の周方向の角度範囲がβよりも小さくなる。

　角度範囲βは、噴霧Ｆの噴霧角θ（図３の平面視における広がり）を考慮して、噴霧Ｆを受ける非切欠き部５０が所定の角度範囲（少なくとも１５°）確保されるよう設定されている。詳しくは、非切欠き部５０が噴霧Ｆの噴霧角θより広い角度範囲を有するように、切欠き部４０の角度範囲βは、想定される噴孔数（例えば多くても１６噴孔）を考慮して、７．５°以上３０°以下に設定されている。

　すなわち、噴霧Ｆの噴霧角θを考慮すると、非切欠き部５０は少なくとも１５°の角度範囲であることを要する。この場合において、複数の切欠き部４０それぞれの角度範囲βを７．５°に設定した場合には、角度範囲１５°の非切欠き部５０を合計１６個形成できるので、最大で１６噴孔を有する燃料噴射弁１７を使用することができる。また、複数の切欠き部４０それぞれの角度範囲βを３０°に設定した場合には、角度範囲１５°の非切欠き部５０を合計８個形成できるので、最大で８噴孔を有する燃料噴射弁１７を使用することができる。

　本実施形態では、切欠き部４０の角度範囲βは１４°に設定され、非切欠き部５０の角度範囲は２２°に設定されている。非切欠き部５０の角度範囲（２２°）は、上述した下限の角度範囲（１５°）よりも広い。

　次に、この実施形態の作用効果を説明する。

　図９は、ピストン１３が圧縮上死点近傍に位置するときの、燃焼室１１における噴霧Ｆ及び空気流動Ｚを模式的に示す斜視図である。本実施形態では、上述したように、燃焼室１１にスワール流Ｓとスキッシュ流Ｖとが生成されるようになっており（図３参照）、圧縮上死点近傍に位置するピストン冠面１３ａ上に生成されるこれらの水平方向の流れＳ，Ｖによって、切欠き部４０からキャビティ３０の内部に導入される空気流動Ｚが生成される。

　すなわち、平面視で時計回りに流れるスワール流Ｓと、径方向外側から径方向内側へ流れるスキッシュ流Ｖとが合成されることにより、複数の切欠き部４０を介してキャビティ３０の内周壁面３０ａからその中央隆起部３４側へ向かう空気流動Ｚが生成される。このため、図９に示すように、キャビティに導入された空気流動Ｚは、スワール流Ｓに沿って時計回りに流動しつつスキッシュ流Ｖに沿って径方向内側に向かうように、中央隆起部３４の中央に向かって螺旋状に流動することになる。

　このとき、切欠き部４０は、空気流動Ｚをより円滑にキャビティ３０の内部に導入する役割を果たす。すなわち、本実施形態では、第１凹部６０とその径方向外側に連続する第２凹部７０とによって切欠き部４０が構成されると共に、この切欠き部４０の下流側縦壁部４２ｂ、つまり第１凹部６０の下流側第１縦壁部６２２と第２凹部７０の第２縦壁部７２とが、第２凹部７０の径方向外側の端部に対応する位置（外端部７３ａ）からスワール下流側かつ径方向内側に向かって円弧状に延びるように形成されている（図７及び図８参照）。このため、上死点近傍のピストン１３の冠面１３ａ上（スキッシュ部）を周方向に流れるスワール流Ｓは、第２凹部７０の円弧状の第２縦壁部７２に沿って径方向内側に徐々に向きを変えられつつ第１凹部６０へと案内される。すなわち、本実施形態では、ピストン冠面１３ａ上（スキッシュ部）における水平方向の流動を徐々に径方向内側に方向転換させつつ円滑に第１凹部６０に導入できると共に、その導入の過程で生じるエネルギーロスを抑制することができ、その結果、キャビティ３０の内部に導入される空気流動Ｚの勢いを高く維持することができる。

　また、第２凹部７０は、スワール下流側に向かって徐々に高さが低くなるように（スワール下流側ほどキャビティ３０の底側に位置するように）傾斜している。このため、ピストン冠面１３ａ上を周方向に流れるスワール流Ｓは、第２凹部７０の第２底壁部７１に沿って下方（キャビティ３０の底側）に徐々に向きを変えられつつ、第１凹部６０に案内される。このように、本実施形態では、第２凹部７０における傾斜した底壁（第２底壁部７１）によって流動の向きが変えられるので、ピストン冠面１３ａから第１凹部６０に直接に流動を案内する場合に比して、ピストン冠面１３ａにおける水平方向の流動を徐々に下方に方向転換させつつ円滑に第１凹部６０に導入することができる。これにより、ピストン冠面１３ａからの空気流動Ｚを、比較的強い勢いを維持しつつキャビティ３０の内部に導入することができる。

　さらに、第１凹部６０と第２凹部７０との接続部に丸みを帯びた面取り部４３が形成されている。これにより、ピストン冠面１３ａから第２凹部７０に導入された空気流動Ｚを、面取り部４３を介して第１凹部６０に円滑に導入することができる。仮に、第１凹部６０と第２凹部７０との接続部に面取り部が形成されていない場合、第２凹部７０から第１凹部６０にかけて空気流動Ｚの向きが急激に変わることになるので、エネルギーロスが増大し、キャビティ３０に導入される空気流動の勢いが減少してしまう。

　ここで、図１０は、低負荷域における燃焼前半部の状態を示している。図１０に示すように、低負荷域において、燃料噴射弁１７から噴射された噴霧Ｆは、内周壁面３０ａに到達した後、その大部分が周辺部３３に沿ってキャビティ３０の底側へ向きを変えられる。しかしながら、低負荷域においては、噴霧Ｆのペネトレーションが弱い（つまり流動性が低い）ため、噴霧Ｆは周辺部３３の近傍に滞留することになる。

　これに対し、本実施形態では、切欠き部４０から導入される空気流動Ｚが、図９及び図１０に示すように、スワール下流側に位置する噴霧Ｆを巻込みつつ、中央隆起部３４に向かって螺旋状に流動する。これによって、図１０に示すように、周辺部３３において滞留していた噴霧Ｆの中央隆起部３４側への流動が促進されるので、噴霧Ｆとキャビティ３０内の空気との混合性が向上する。

　しかも、空気流動Ｚは、周辺部３３において滞留する噴霧Ｆの向きと略同じ方向を向いているので、噴霧Ｆの流動を阻害することなく、むしろ中央隆起部３４側への移動をアシストする。これにより、噴霧Ｆの流動が一層促進される。また、第１凹部６０の第１底壁部６１は、断面視で周辺部３３に外接する接線に沿って形成されているので、切欠き部４０から導入される空気流動Ｚを、滑らかに周辺部３３に導入することができる。これにより、噴霧Ｆの流動がより一層促進される。

　さらに、本実施形態では、周辺部３３の第２部分３３ｂを構成する円弧の半径Ｒ_２が比較的大きい（第１部分３３ａの半径Ｒ_１よりも大きい）ので、図１０に示すように、噴霧Ｆが衝突する部位での接線Ｔ方向と噴霧Ｆの噴射方向とのなす角度を小さくすることができる。これにより、噴霧Ｆが内周壁面３０ａに激しく衝突して周辺に散乱することがなく、噴霧Ｆを円滑に第２部分３３ｂに導入することができる。

　また、リップ部３２の存在により、第２部分３３ｂとリップ部３２との境界近傍でリップ部３２に衝突した噴霧Ｆについても、あまり散乱することなく、主に第２部分３３ｂ側へ滑らかに流動するように案内される。これにより、噴霧Ｆの大部分がキャビティ３０内に導入される。

　そして、噴霧Ｆは、第２部分３３ｂから第１部分３３ａに移動し、ピストン１３の径方向外側から内側へと移動する方向に流れの向きが変えられる。その際、第１部分３３ａの半径Ｒ_１は第２部分３３ｂの半径Ｒ_２よりも小さいので、噴霧Ｆの拡散が抑制されると共に、切欠き部４０からの空気流動Ｚによるアシストと相まって、第３部分３３ｃに向かう噴霧Ｆの流れが加速される。

　このとき、既に一部の燃料の燃焼が開始されて燃焼ガスが発生し、噴霧Ｆは燃焼ガスと未燃燃料とが混ざった半燃焼状態となるが、この半燃焼状態にある噴霧Ｆ（以下、これを半燃焼ガスという）の流れが第１部分３３ａによって加速されることにより、周辺部３３の壁面に付着した燃料が吹き飛ばされる。これにより、付着燃料を含む局部リッチな領域での燃焼により発生する煤の量を抑制することができる。

　また、周辺部３３は、燃料噴射時に燃料噴射弁１７から最も遠くなる第１部分３３ａ内の位置Ｊと燃料噴射弁１７の噴孔１７ａとを結ぶ直線Ｙに対し対称的に形成されているので、一旦加速された後に減速される半燃焼ガスの流れは、大きく分散することなく、第１部分３３ａの上記位置Ｊを境にピストン１３の径方向外側から内側に向かう流れへと円滑に変換される。

　次に、ピストン１３の径方向内側へ向きを変えられた半燃焼ガスがキャビティ３０の中央隆起部３４で多量の空気と混合するまでの燃焼後半部について説明する。図１１に示すように、径方向内側へ向きを変えられた半燃焼ガスは、周辺部３３の第３部分３３ｃに沿って案内され、該周辺部３３から中心部が凸とされたキャビティ３０の底部の中央隆起部３４に向けて移動する。

　その際、周辺部３３における第３部分３３ｃの半径Ｒ_３は、第１部分３３ａの半径Ｒ_１より大きくされているから、第３部分３３ｃに導入された噴霧Ｆが急激にキャビティ開口部３１側（上方）に向きを変えられることが防止される。これにより、方向転換後の噴霧Ｆが燃料噴射弁１７から噴射された直後の噴霧Ｆと干渉することが避けられる。

　その結果、半燃焼ガスの流れは、勢いを維持したまま、分散することなくキャビティ３０の中央隆起部３４側に向けて流れることになり、燃焼室１１の中央部に存在する多量の空気と良好に混合し、均一でリーンな燃焼ガスが生成される。そして、その状態で燃焼が進行することにより、リッチ領域で燃焼することによる煤の発生が抑制されると共に、燃焼ガスの全体が相対的にリーンであることにより、一部で発生した煤も効果的に酸化されることになる。

　すなわち、ペネトレーションが弱いためにキャビティの内周壁面３０ａに滞留しやすい噴霧Ｆであっても、流動が促進されてキャビティ３０における空気との混合性を向上させることができる。

　しかも、複数の切欠き部４０からキャビティ３０に空気流動Ｚが導入されると共に、この空気流動Ｚによって、複数の噴孔１７ａから噴射された噴霧Ｆをキャビティ３０の中央隆起部３４側へ流動させることができる。また、噴霧Ｆは、非切欠き部５０に向けて噴射されるので、キャビティ３０の内周壁面３０ａに案内されて向きが変えられた後に、この方向と同じ方向に導入される切欠き部４０からの空気流動Ｚによって中央隆起部３４側への流動がより一層促進される。

　また、複数の切欠き部４０はそれぞれ、平面視でシリンダ１２ａの中心軸Ｘ周りの７．５°以上３０°以下の角度範囲に形成されている。これにより、非切欠き部５０の角度範囲が過不足なく確保されるので、キャビティ３０の内周壁面３０ａによって噴霧Ｆを良好に案内させることができると共に、切欠き部４０による空気流動Ｚをより効果的に生じさせることができる。

　例えば、切欠き部４０の角度範囲βを７．５°未満にすると、切欠き部４０の容積が相対的に小さくなるため、切欠き部４０により導入される空気流動の運動量が少なく、噴霧の流動を促進する効果が少なくなる。

　逆に、切欠き部４０の角度範囲βを３０°より大きくしても、切欠き部４０による噴霧Ｆの流動促進効果の向上はあまり期待できない。むしろ、切欠き部４０の容積が過度に大きくなることで、燃焼室１１の圧縮比を維持するためにキャビティ３０の容積を大幅に小さくする必要が生じる。この場合、図１４及び図１５を用いて既に説明したとおり、噴霧の混合性や冷却損失の面で不利になる。すなわち、燃焼室１１を浅くすると、燃料噴射弁１７から噴射された噴霧が互いに干渉しやすくなり、噴霧と空気との混合性が低減してしまう。一方、キャビティ開口部３１を小さくすると、噴霧Ｆは、内周壁面３０ａに到達したときのペネトレーションが相対的に強くなるので、冷却損失が増大してしまう。

　また、図８に示すように、仮想平面Ｑ上において、第２点Ｐ２の位置は、第１線Ｌ１に平行な方向において第１点Ｐ１との間の距離Ｈが２ｍｍ以上となり、かつ、第３線Ｌ３に平行な方向において第３点Ｐ３との間の距離Ｗが２ｍｍ以上となるように設定されている。これにより、本実施形態では、第１凹部６０と第２凹部７０との接続部に少なくとも２ｍｍの面取り径を有する面取り部４３を形成しつつも、第１凹部６０が消失するのを防止することができる。

　すなわち、面取り部４３の面取り径が２ｍｍである場合に、仮に、第２点Ｐ２と第３点Ｐ３との間の距離Ｗが２ｍｍ未満であると、第１凹部６０が面取り部４３によって消失してしまう場合がある。一方、上記のように距離Ｗが２ｍｍ以上である場合には、第１凹部６０が消失することがないので、この第１凹部６０を利用して空気流動Ｚを確実にキャビティ３０の内部に案内することができる。
　また、第１点Ｐ１と第２点Ｐ２との間の距離Ｈが２ｍｍ以上であるので、十分な深さを有する第２凹部７０を形成することができる。これにより、ピストン冠面１３ａ上を流動する空気を第２凹部７０を通じて第１凹部６０に確実に案内することができる。

　また、第２点Ｐ２は、第１底壁部６１の下端部６１ａよりも上方（ピストン冠面１３ａ側）に位置しているので、第２凹部７０が直接にキャビティ３０の内周壁面３０ａに表れることが防止される。すなわち、ピストン冠面１３ａ上を流動する空気は、第２凹部７０を通じて直接にキャビティ３０内に導入されることなく、必ず第２凹部７０及び第１凹部６０の両方を通じてキャビティ３０内に導入される。これにより、本実施形態では、第２凹部７０と第１凹部６０とを順に介して、空気流動Ｚを段階的に下方に（キャビティ３０の底側に）方向転換させつつ円滑にキャビティ３０内に導入することができる。

　また、面取り部４３の面取り径ｒ１が２ｍｍ以上に設定されているので、この面取り部４３に沿って第２凹部７０から第１凹部６０へと空気流動Ｚを円滑に導入することができる。一方、面取り部４３の面取り径が２ｍｍ未満であった場合には、第２凹部７０から第１凹部６０にかけて空気流動Ｚの向きが比較的急に変化することになるので、流動性の低下が懸念される。

　また、面取り部４３の面取り径ｒ１が仮想円Ｃ０の半径ｒ０の半分以下の大きさに設定されているので、この面取り部４３によって第２凹部７０が消失するのを防止することができる。

　図１２及び図１３に、燃焼室１１の平面図であって、切欠き部４０の数Ｎ_Ｃを燃料噴射弁１７の噴孔数Ｎ_Ｈの半分とした変形例を示している。図１２に示す例では、噴孔数Ｎ_Ｈは１０であり、切欠き部４０の数Ｎ_Ｃは５である。燃料噴射弁１７から噴射される各噴霧Ｆは、周方向の一方側において切欠き部４０に隣接しており、他方側において噴霧Ｆに隣接している。

　この場合において、燃焼室１１にスワール流Ｓが生成されると、図１３に示すように、空気流動Ｚは、スワール流Ｓの上流側（図１３において反時計回り側）に隣接する噴霧Ｆ_１を、低下した圧力により引き込みつつ、スワール流Ｓの下流側（図１３において時計回り側）に隣接する噴霧Ｆ_２を巻込んで、キャビティ３０の中央隆起部３４側へ流動させるように作用する。

　また、噴孔数Ｎ_Ｈの関数として、切欠き部４０の角度範囲βを設定してもよい。この場合、燃料噴射弁１７の噴孔数Ｎ_Ｈ、切欠き部４０の角度範囲βが、以下の式（２）の関係を満たすように設定する。

　（３６０°×０．１）／Ｎ_Ｈ≦β≦（３６０°－Ｎ_Ｈ×１５°）／Ｎ_Ｈ　‥‥（２）

　すなわち、角度範囲βを下限値に設定した場合には、全ての切欠き部４０の角度範囲βの合計が、ピストン冠面１３ａの周部における１０％は少なくとも確保されることになり、切欠き部４０を介してキャビティ３０に導入される空気流動の流量を確保できる。また、角度範囲βを上限値に設定した場合には、非切欠き部５０を少なくとも１５°の角度範囲で確保することができるので、噴霧Ｆを非切欠き部５０で受け止めつつ、内周壁面３０ａに沿ってキャビティ３０に案内できる。

　上記実施形態では、リエントラント型のキャビティを有するピストンを例にとって説明したが、浅底型又はトロイダル型等種々のキャビティを有するピストンにも適用してもよい。

　また、上記実施形態では、切欠き部４０を、キャビティ開口部３１の周縁部に複数設けたが、これに限らない。すなわち、１箇所のみ設けてもよい。これによっても、切欠き部４０からキャビティ３０へ空気流動を導入することができる。

［参考例］
　以下に説明する参考例１～４は、第１凹部６０及び第２凹部７０からなる切欠き部４０を有した上記実施形態のピストン１３ではなく、第１凹部６０をピストン冠面１３ａまで延長した（第２凹部７０を省略した）略一定幅の切欠き部を有したピストンを使用した例である。この比較例１～４のピストン１３について、キャビティ内における空気流動を、ＣＡＥ解析により評価した。表１に示すように、参考例１～４は、切欠き部の底壁部の傾斜角度（実施形態の傾斜角度αに相当する値）のみが異なっており、その他は同一である。すなわち、参考例１～４のいずれにおいても、燃料噴射弁の噴孔数は１０であり、切欠き部４０の数は１０であり、周方向における角度範囲（実施形態の傾斜角度βに対応する値）は１４°である。

　参考例１では、切欠き部の傾斜角度が０°であり、参考例２～４では、切欠き部の傾斜角度が２０°、３０°、４５°と順に大きくなる。参考例１～４に係る切欠き部を有するピストンを用いて、エンジンの低速域における空気流動をそれぞれの最高流速により評価し、下記の表１の結果を得た。表１では、空気流動の最高流速を、参考例１における最高流速を１００とした場合の指数で示している。

　表１から明らかなように、切欠き部の傾斜角度が０°から増大するにしたがって、空気流動Ｚの最大流速は増大する。特に、参考例２及び参考例３から判るように、傾斜角度が２０°より大きくなると顕著に空気流動の最大流速は増大する。一方で、参考例３及び参考例４から判るように、傾斜角度が３０°より大きくなるにしたがって、最大流速の上昇効果は収束する。

　したがって、切欠き部の傾斜角度を０°以上に設定することにより、空気流動の最大流速を上昇させることができ、これによりキャビティにおける噴霧の流動性を高めることができる。一方で、切欠き部の傾斜角度は５０°以下に設定することによって、切欠き部の範囲が過大になるのを防止しつつ噴霧の流動性を効果的に高めることができる。

　＜実施形態のまとめ＞
　上記実施形態のディーゼルエンジンの特徴をまとめると以下のとおりである。

　ディーゼルエンジンは、シリンダと、該シリンダの端面を覆うと共に、燃焼室にスワール流を生成する吸気ポートが形成されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドとは反対側へ凹設されたキャビティを有するピストンと、上死点に位置する前記ピストンの前記キャビティ内を指向する噴孔を有する燃料噴射弁とを備える。前記ピストンは、前記キャビティの周縁部に形成された切欠き部を更に有する。前記切欠き部は、前記キャビティの周縁部の周方向の一部において、該キャビティの内周壁面を径方向外側へ凹設した第１凹部と、前記ピストンの冠面から前記キャビティの底側へ凹設され、前記第１凹部の前記冠面側の端部から径方向外側に連続して延びる第２凹部とを含む。前記第２凹部は、底壁部と、該底壁部における前記スワール流の下流側の周縁から立設された縦壁部とを有し、前記縦壁部は、平面視において、前記第２凹部の径方向外側の端部に対応する位置から径方向内側かつ前記スワール流の下流側に向かって円弧状に延びるように形成される。

　この構成によれば、上死点近傍にあるピストンの冠面上（スキッシュ部）において生じる水平方向の流動（例えばスワール流又はスキッシュ流）が、切欠き部を通じてキャビティの内部に導入される。導入された空気流動は、燃料噴射弁から噴射されてキャビティの内周壁面の近傍に到達した噴霧を、キャビティの中央部側へと移動させる。このように、キャビティの中央部側への噴霧の流動が促進されるので、ペネトレーションが弱いためにキャビティの内周壁面に滞留しやすい噴霧であっても、その流動を促進することができ、キャビティにおける空気との混合性を向上させることができる。

　しかも、切欠き部は、第１凹部とその径方向外側に連続する第２凹部とによって構成されており、第２凹部は、そのスワール流の下流側の縦壁部が、径方向外側かつスワール流の上流側に向かって円弧状に延びるように形成されている。このため、ピストンの冠面上（スキッシュ部）を周方向に流れるスワール流は、第２凹部の円弧状の縦壁部に沿って径方向内側に徐々に向きを変えられつつ第１凹部へと案内される。すなわち、前記構成では、スキッシュ部における水平方向の流動を徐々に径方向内側に方向転換させつつ円滑に第１凹部に導入できると共に、その導入の過程で生じるエネルギーロスを抑制することができ、その結果、キャビティ内に導入される空気流動の勢いを高く維持することができる。

　好ましくは、前記切欠き部は、周方向に互いに間隔を空けて複数形成される。

　この構成によれば、複数の切欠き部からキャビティに空気流動が導入されるので、噴霧のキャビティ中央部側への流動がより一層強化される。

　好ましくは、前記燃料噴射弁は、前記シリンダの中心軸方向視において径方向の中心に位置しており、放射状に燃料を噴射可能な複数の噴孔を有する。

　この構成によれば、複数の噴孔から噴射された噴霧を、切欠き部から導入された空気流動によって、キャビティ中央部側へ流動させることができる。これによって、空気との混合が促進された噴霧をキャビティに略均一に拡散させることができる。

　好ましくは、前記燃料噴射弁は、前記キャビティの周縁部における前記切欠き部以外の部位である非切欠き部を指向するように燃料を噴射可能な噴孔を有する。

　この構成によれば、非切欠き部に向けて噴射された噴霧がキャビティの内周壁面によって中央部側へ案内されると共に、切欠き部から導入される空気流動によって中央部側への噴霧の流動がより一層促進される。

　より好ましくは、前記キャビティの壁面は、キャビティの中心側ほど前記燃料噴射弁に近づくように隆起した中央隆起部と、中央隆起部よりも径方向外側において断面視で径方向外側に凹入するように形成された周辺部と、周辺部と前記ピストンの冠面との間に形成されかつ断面視でピストンの径方向内側に突出するリップ部とを有し、前記燃料噴射弁の噴孔は、前記ピストンが上死点にあるときの前記非切欠き部のうち前記リップ部と前記周辺部との境界近傍に対応する位置を指向するように形成される。

　この構成によれば、リップ部及び周辺部の形状を利用して、非切欠き部に向けて噴射された噴霧をキャビティの中央部（中央隆起部）側へ流動させることができる。

　以上説明したように、本発明に係るディーゼルエンジンによれば、ペネトレーションが弱い噴霧であっても、キャビティにおける流動性を向上させて空気との混合を促進できるので、この種の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

Claims

　シリンダと、
　該シリンダの端面を覆うと共に、燃焼室にスワール流を生成する吸気ポートが形成されたシリンダヘッドと、
　前記シリンダヘッドとは反対側へ凹設されたキャビティを有するピストンと、
　上死点に位置する前記ピストンの前記キャビティ内を指向する噴孔を有する燃料噴射弁とを備え、
　前記ピストンは、前記キャビティの周縁部に形成された切欠き部を更に有し、
　前記切欠き部は、
　　前記キャビティの周縁部の周方向の一部において、該キャビティの内周壁面を径方向外側へ凹設した第１凹部と、
　　前記ピストンの冠面から前記キャビティの底側へ凹設され、前記第１凹部の前記冠面側の端部から径方向外側に連続して延びる第２凹部とを含み、
　前記第２凹部は、底壁部と、該底壁部における前記スワール流の下流側の周縁から立設された縦壁部とを有し、
　前記縦壁部は、平面視において、前記第２凹部の径方向外側の端部に対応する位置から径方向内側かつ前記スワール流の下流側に向かって円弧状に延びるように形成されている、ディーゼルエンジン。
　前記切欠き部は、周方向に互いに間隔を空けて複数形成されている、
　請求項１に記載のディーゼルエンジン。
　前記燃料噴射弁は、前記シリンダの中心軸方向視において径方向の中心に位置しており、放射状に燃料を噴射可能な複数の噴孔を有している、
　請求項１又は２に記載のディーゼルエンジン。
　前記燃料噴射弁は、前記キャビティの周縁部における前記切欠き部以外の部位である非切欠き部を指向するように燃料を噴射可能な噴孔を有している、
　請求項１～３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
　前記キャビティの壁面は、キャビティの中心側ほど前記燃料噴射弁に近づくように隆起した中央隆起部と、中央隆起部よりも径方向外側において断面視で径方向外側に凹入するように形成された周辺部と、周辺部と前記ピストンの冠面との間に形成されかつ断面視でピストンの径方向内側に突出するリップ部とを有し、
　前記燃料噴射弁の噴孔は、前記ピストンが上死点にあるときの前記非切欠き部のうち前記リップ部と前記周辺部との境界近傍に対応する位置を指向するように形成されている、
　請求項４に記載のディーゼルエンジン。