JP2015113802A - 圧縮着火式内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴霧同士の干渉を抑制する圧縮着火式内燃機関を提供することを目的とする。
【解決手段】シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続して前記シリンダヘッド側に湾曲した湾曲面、前記湾曲面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、前記湾曲面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２湾曲面を含み、前記第１湾曲面の曲率半径は、前記第２湾曲面の曲率半径よりも小さい、圧縮着火式内燃機関。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮着火式内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１のピストンのキャビティには、周方向に交互に並んだ凹部、凸部が形成されている。また、ノズルからは、凹部、凸部のそれぞれに向けて燃料噴霧が噴射される。

特開２０１１−１８５２４２号公報

凹部の形状によっては、凹部に衝突した後の燃料噴霧の一部が径方向の内側に流れる恐れがある。この径方向内側へ流れる燃料噴霧の一部と、凸部に衝突した後の燃料噴霧とが干渉する恐れがある。燃料噴霧同士が干渉すると、例えばその部分で局所的に燃料濃度が大きくなり、例えばスモークが悪化するなどの恐れがある。

本発明は、燃料噴霧同士の干渉を抑制する圧縮着火式内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的は、シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続して前記シリンダヘッド側に湾曲した湾曲面、前記湾曲面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、前記湾曲面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２湾曲面を含み、前記第１湾曲面の曲率半径は、前記第２湾曲面の曲率半径よりも小さい、圧縮着火式内燃機関によって達成できる。

上記目的は、シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続して前記シリンダヘッド側に湾曲した湾曲面、前記湾曲面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、前記湾曲面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２湾曲面を含み、前記第１湾曲面の径方向の長さは、前記第２湾曲面の径方向の長さよりも短い、圧縮着火式内燃機関によって達成できる。

上記目的は、シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続した平坦面、前記平坦面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、前記平坦面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２平坦面を含み、前記第１平坦面の径方向の長さは、前記第２平坦面の径方向の長さよりも短い、圧縮着火式内燃機関によっても達成できる。

前記キャビティは、前記第１及び第２内側面のそれぞれよりも径方向外側に位置し前記頂面に連続した第１及び第２傾斜面を含み、前記第１傾斜面の径方向の長さは、前記第２傾斜面の径方向の長さよりも長い、構成であってもよい。

前記キャビティは、前記第１及び第２内側面のそれぞれよりも径方向外側に位置し前記頂面に連続した第１及び第２傾斜面を含み、前記第１傾斜面の径方向の長さは、前記第２傾斜面の径方向の長さよりも短い、構成であってもよい。

燃料噴霧同士の干渉を抑制する圧縮着火式内燃機関を提供できる。

図１は、圧縮着火式の内燃機関の説明図である。 図２Ａは、ピストンの上面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図であり、図２Ｃは、図２ＡのＢ−Ｂ断面図である。 図３Ａ〜３Ｃは、燃料噴霧の流動の説明図である。 図４Ａ、４Ｂは、内側面に噴射される燃料噴霧の流動の説明図である。 図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、第１変形例のピストンの説明図である。 図６Ａ、６Ｂは傾斜面の変形例の説明図である。 図７は、第２変形例のピストンの説明図である。 図８は、第２変形例のピストンの説明図である。 図９は、第２変形例のピストンの説明図である。

図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は、圧縮着火式の内燃機関の説明図である。圧縮着火式の内燃機関は、例えばディーゼルエンジンである。燃焼室Ｅにはスワール流が生成される。シリンダブロック１００にはシリンダ１０１が形成されている。シリンダ１０１内にはピストン１が収容されている。シリンダブロック１００の上部にはシリンダヘッド１１０が固定されている。シリンダヘッド１１０、シリンダブロック１００、ピストン１は燃焼室Ｅを形成している。シリンダヘッド１１０の底壁部のうち燃焼室Ｅを形成する部分１１１はペントルーフ形状を有しているがこれに限定されない。シリンダヘッド１１０には不図示の２つの吸気ポート、２つの排気ポートが設けられている。吸気ポート、排気ポートは、それぞれ吸気弁、排気弁により開閉される。

シリンダヘッド１１０には燃料を噴射するノズルＮが設けられている。ノズルＮは燃焼室Ｅに直接燃料を噴射する。ノズルＮは、シリンダブロック１００の中心軸ＣＰ上に設けられている。ノズルＮは、配管を介してコモンレールＲに接続されている。コモンレールＲには、高圧ポンプＰによって加圧された燃料が供給されて高圧で貯留される。ノズルＮの先端部に形成された噴孔が弁体により開かれることにより、噴孔から燃料が噴射される。

ＥＣＵ２０は、エンジンの全体制御を行う。ＥＣＵ２０は、図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されるコンピュータである。ＥＣＵ２０は、高圧ポンプＰを制御してコモンレールＲ内の燃料の圧力を制御する。

図２Ａは、ピストン１の上面図である。図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。図２Ｃは、図２ＡのＢ−Ｂ断面図である。ピストン１の上部には燃料が噴射されるキャビティＣが形成されている。スワール流は時計方向ＳＷに流れる。

キャビティＣは、ピストン１の頂面８に凹状に形成され、上面視で略楕円状である。キャビティＣは、***面３、***面３周囲に形成された底面４、底面４から上方に湾曲した湾曲面５、湾曲面５から上方へ延びた内側面６、内側面６に連続した傾斜面７を含む。***面３は、キャビティＣの略中央部に位置し上方に***し、ピストン１の往復方向に垂直な水平である。底面４は、***面３から径方向外側に従って斜め下方に延び、断面視で直線状に延びている。湾曲面５は、底面４からキャビティＣの内側に湾曲しており底面４の周囲に形成されている。内側面６は、湾曲面５の周囲に形成されている。内側面６は、ノズルＮからの距離が周方向で異なっている。

内側面６の径方向外側の周囲には、径方向外側に向けて斜め上方に延びた傾斜面７が形成されている。傾斜面７の径方向外側の周囲には、水平である頂面８が形成されている。尚、図２Ａにおいては、底面４と湾曲面５との境界を点線によって示している。ピストン１が上死点に位置する際には、図２Ｂ、２Ｃに示すように、ノズルＮの先端部が***面３に対向する。

図２Ａに示すように、キャビティＣは上面から見て略楕円形状である。底面４は、中心軸ＣＰ周りの周方向に等角度間隔で離れた領域４１、４３、４５、４７を含む。底面４は、中心軸ＣＰを介した対称の形状である。領域４１、４５は傾斜角度が緩やかであるのに対して、領域４３、４７は傾斜角度が急である。底面４の傾斜角度は周方向で緩やかに変化している。

内側面６は、周方向に等角度間隔で離れた領域６１、６３、６５、６７を含む。内側面６も、中心軸ＣＰを介した対称の形状である。中心軸ＣＰに垂直な水平方向での領域６１、６５間の距離は、領域６３、６７間の距離よりも長い。領域６１、６５間の距離は、楕円の長径に相当し、領域６３、６７間の距離は、楕円の短径に相当する。従って、内側面６の領域６１、６５はノズルＮから最も離れており、領域６３、６７はノズルＮに最も近い。

湾曲面５は、周方向に等角度間隔で離れた領域５１、５３、５５、５７を含み、これらは内側面６の領域６１、６３、６５、６７のそれぞれに連続している。図２Ａに示すように、中心軸ＣＰ方向から見た湾曲面５の径方向の長さは、領域５１、５５が最も短く、領域５３、５７が最も長い。即ち、内側面６のうちノズルＮから最も離れている領域６１、６５のそれぞれに連続している領域５１、５５の径方向の長さは短い。内側面６のうちノズルＮから最も近い領域６３、６７のそれぞれに連続している領域５３、５７の径方向の長さは長い。このため、領域５１、５５の径方向内側にある底面４の領域４１、４５は長く形成され傾斜も緩やかである。領域５３、５７の径方向内側にある底面４の領域４３、４７は短く傾斜も急である。詳しくは後述する。

傾斜面７は、周方向に等角度間隔で離れた領域７１、７３、７５、７７を含み、これら領域は内側面６の領域６１、６３、６５、６７のそれぞれより径方向外側にある。傾斜面７の径方向の長さは、領域７１、７５が最も長く、領域７３、７７が最も短い。即ち、傾斜面７の径方向の長さも周方向で異なっている。

頂面８は、周方向に等角度間隔で離れた領域８１、８３、８５、８７を含み、これら領域は傾斜面７の領域７１、７３、７５、７７のそれぞれより径方向外側にある。領域８１、８５は最も面積が小さく、領域８３、８７は最も面積が大きい。

図３Ａ〜３Ｃは、燃料噴霧の流動の説明図である。尚、図３Ａ〜３Ｃにおいては、一部の符号を省略してある。図３Ａに示すように、燃料室Ｅ内には時計方向にスワール流が発生する。ピストン１の往復動に伴って、面積が大きい領域８３、８７付近では、強いスキッシュ流、逆スキッシュ流が発生し、面積が小さい領域８１、８５付近では、弱いスキッシュ流、逆スキッシュ流が発生する。従って、領域６３、６７付近では空気の流動が大きく、領域６１、６５付近では空気の流動は小さい。

図３Ｂに示すように、ノズルＮは等角度間隔（４５度間隔）で８つの燃料噴霧を噴射する。内側面６の領域６１、６３、６５、６７へ燃料噴霧Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７が噴射される。燃料噴霧Ｆ１、Ｆ３間、燃料噴霧Ｆ３、Ｆ５間、燃料噴霧Ｆ５、Ｆ７間、燃料噴霧Ｆ７、Ｆ１間には、それぞれ燃料噴霧Ｆ２、Ｆ４、Ｆ６、Ｆ８が噴射される。

これらの燃料噴霧は同時に噴射される。従って、最初に燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７がそれぞれ内側面６の領域６３、６７に衝突する。次に、燃料噴霧Ｆ２、Ｆ４、Ｆ６、Ｆ８が、領域６１、６３の間、領域６３、６５の間、領域６５、６７の間、領域６７、６１の間の領域に衝突する。最後に燃料噴霧Ｆ１、Ｆ５はそれぞれ領域６１、６５に衝突する。このように燃料噴霧がピストン１のキャビティに衝突して、燃料と空気とが攪拌されて燃料が着火する。

従って、最初に着火する燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７が、パイロット噴射に相当する。次に着火する燃料噴霧Ｆ２、Ｆ４、Ｆ６、Ｆ８はメイン噴射に相当する。最後に着火する燃料噴霧Ｆ１、Ｆ５はアフター噴射に相当する。

上述したように領域６３、６７付近では空気の流動が大きいため、燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７は早く着火してそれぞれ領域６３、６７での強い空気の流動により速く燃える。これに対して、領域６１、６５付近では空気の流動が小さいため、燃料噴霧Ｆ１、Ｆ５は遅く着火して領域６１、６５付近での弱い空気の流動により遅く燃える。領域６１、６３の間、領域６３、６５の間、領域６５、６７の間、領域６７、６１の間の付近での空気の流動は、空気の流動は中程度である。このため、燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７の着火後で燃料噴霧Ｆ１、Ｆ５の着火前に、燃料噴霧Ｆ２、Ｆ４、Ｆ６、Ｆ８が着火して中程度の空気の流動により中程度の速さで燃える。

これにより、燃料噴霧毎に燃焼速度差を確保することができる。これにより、複数の燃料噴霧が同時に着火して燃焼速度差が小さい場合と比較して、熱量のピーク値を抑制して燃焼温度を抑制できる。これにより、ＮＯｘを低減でき、燃焼騒音も抑制できる。

また、ピストン１のキャビティＣの形状によれば、一回の燃料噴射で、パイロット噴射、メイン噴射、及びアフター噴射に相当する燃料噴霧を形成できる。例えば一回の燃焼行程でこれら噴射を実現する場合、噴射切替の応答性が優れたノズルが必要である。また噴射切替の応答性には制約があるため、これら噴射の時間間隔は所定以上に短縮できない。本実施例では、このようなノズルの制約を受けずに、所望の燃焼状態を確保することができる。

図３Ｃに示すように、燃料噴霧Ｆ３が領域６３に衝突して噴霧ｆ３が形成されると、噴霧ｆ３はスワール流と共に強いスキッシュ流により周方向及び径方向に広く拡散される。燃料噴霧Ｆ２が領域６１、６３間の領域に衝突して噴霧ｆ２が形成されると、噴霧ｆ２は、噴霧ｆ３が受けるスキッシュ流よりも弱いスキッシュ流を受ける。燃料噴霧Ｆ８が領域６１、６７間の領域に衝突して噴霧ｆ８が形成された場合も同様である。燃料噴霧Ｆ１が領域６１に衝突して噴霧ｆ１が形成されると、噴霧ｆ１はスワール流により領域８１から領域８３へと周方向に流動する。尚、図３Ｃにおいてはその他の噴霧等は省略してある。

これら噴霧ｆ１〜ｆ３が、スワール流の下流に径方向の異なる位置で拡散するので、キャビティＣに衝突した後の燃料噴霧同士の干渉が抑制されている。これにより、燃焼室Ｅ内で燃料と空気とが均一に混合される。これにより局所的に燃料濃度が濃くなりスモークが悪化することが抑制される。

図４Ａは、内側面６の領域６３に噴射される燃料噴霧Ｆ３の流動の説明図である。図４Ｂは、内側面６の領域６１に噴射される燃料噴霧Ｆ１の流動の説明図である。図４Ａ、４Ｂは、それぞれ図２Ｂ、２Ｃに対応している。内側面６の領域６１を第１内側面の一例とし、領域６３を第１内側面よりも周方向に離れており第１内側面よりもノズルＮに近い第２内側面の一例として説明する。また、湾曲面５の領域５１、５３をそれぞれ第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２湾曲面の一例として説明する。

図４Ａ、４Ｂに示すように、湾曲面５の領域５１の径方向での長さＬ５１は、領域５３の径方向の長さＬ５３よりも短い。領域５１の曲率半径Ｒ５１は、領域５３の曲率半径Ｒ５３よりも小さい。領域５５は領域５１と同様の形状であり、領域５７は領域５３と同様の形状である。尚、湾曲面の各領域は、所定の曲率で湾曲している部分である。

また、傾斜面７の領域７１での径方向の長さＬ７１は、領域７３の長さＬ７３よりも長い。領域７５は領域７１と同様の形状であり、領域７７は領域７３と同様の形状である。

図４Ａに示すように、燃料噴霧Ｆ３が内側面６の領域６３に衝突すると、燃料噴霧Ｆ３の大部分が領域８３からの強いスキッシュ流を受けて領域６３に沿って下方側に流れる。傾斜面７の領域７３の径方向での長さＬ７３は比較的短く、頂面８の領域８３での径方向の長さは長く確保されスキッシュエリアが大きい。このため、これら領域付近に強いスキッシュ流Ｓが発生するからである。

領域６３に沿って下方側に流れた燃料噴霧Ｆ３の一部は、湾曲面５の領域５３により方向を反転して径方向内側へ流れる。領域５３の径方向の長さＬ５３は長く曲率半径Ｒ５３も大きいため、領域５３に沿って流れる噴霧への流動抵抗が抑制されるからである。領域５７、６７、７７も、それぞれ領域５３、６３、７３と同様の形状である。これにより、燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７の噴霧の一部を径方向内側へ導くことができる。

一方、図４Ｂに示すように、燃料噴霧Ｆ１が内側面６の領域６１に衝突すると、燃料噴霧Ｆ１の上方部分Ｆ１７は傾斜面７の領域７１に沿って径方向外側に流れる。傾斜面７の領域７１での径方向の長さＬ７１は、領域７３の長さＬ７３よりも長く、頂面８の領域８１での径方向の長さは領域８３よりも短く、領域７１、８１付近ではスキッシュエリアは小さい。このため領域７１付近には強いスキッシュ流は発生せず、燃料噴霧Ｆ１の上方部分Ｆ１７は領域７１に沿って径方向外側に流れる。これにより、燃料噴霧Ｆ１を径方向外側へ導くことができる。

燃料噴霧Ｆ１の下方部分Ｆ１５は、領域６１に沿って下方側に流れるが、キャビティＣの中心側には流れることが抑制される。湾曲面５の領域５１での径方向の長さＬ５１は、長さＬ５３よりも短く、曲率半径Ｒ５１も曲率半径Ｒ５３より小さい。従って、領域５１は急角度で湾曲している。このため、燃料噴霧が湾曲面５の領域５１に沿って流れには流動抵抗が大きいからである。このため、領域５１に沿って燃料噴霧Ｆ１の下方部分Ｆ１５が径方向内側へ流れることが抑制される。領域５５、６５、７５も、それぞれ領域５１、６１、７１と同様の形状である。

尚、図２に示すように、傾斜面７の径方向の長さは、周方向で徐々に変化する。このため、傾斜面７の領域７１、７３間の領域での径方向の長さは、長さＬ７１よりも短く長さＬ７３よりも長い。領域７３、７５間の領域、領域７５、７７間の領域、領域７７、７１間の領域も同様である。

また、湾曲面５の領域５１、５３間の領域での径方向の長さは、長さＬ５１よりも長くＬ５３よりも短い。湾曲面５の領域５１、５３間の領域での曲率半径は、曲率半径Ｒ５１よりも大きく曲率半径Ｒ５３よりも小さい。領域５３、５５間の領域、領域５５、５７間の領域、領域５７、５１間の領域も同様である。

以上のように、燃料噴霧Ｆ１、Ｆ５を径方向外側に導き、燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７を径方向内側に導くことができる。また、燃料噴霧Ｆ２、Ｆ４、Ｆ６、Ｆ８は、径方向で燃料噴霧Ｆ１、Ｆ５と燃料噴霧Ｆ３、Ｆ７との間にとどまるように形成される。これにより、キャビティＣに接触した後の燃料噴霧同士の干渉が抑制され、燃料噴霧毎に燃焼速度差を確保することができる。よって、スモークの悪化を抑制できる。

尚、領域７１の内縁は、領域７３の内縁よりも高い位置にあるがこれに限定されない。例えば、領域７１の内縁と領域７３の内縁が同じ高さ位置にあっても、領域７１の傾斜角度を領域７３よりも緩く形成することにより、領域７１を領域７３よりも長くしてもよい。

尚、曲率半径Ｒ５１、Ｒ５３が同じ、又は曲率半径Ｒ５１が曲率半径Ｒ５３よりも大きい場合であっても、長さＬ５３が長さＬ５１よりも長い場合には、領域５３に沿って燃料噴霧を径方向の内側に導くことができる。

図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、第１変形例のピストン１ａの説明図である。尚、類似する構成は類似する符号を付することにより重複する説明を省略する。図５Ｂ、５Ｃは、それぞれ図５ＡのＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。平坦面５ａは、湾曲しておらず水平である。平坦面５ａは、径方向の長さが周方向で異なっている。領域５１ａの径方向の長さＬ５１ａは、領域５３ａの径方向の長さＬ５３ａよりも短い。これにより、燃料噴霧Ｆ１が領域６１ａに衝突して下方に流れた部分は、領域５１ａの長さが短いため、内側へは流れることが抑制され、燃料噴霧Ｆ３が領域６３ａに衝突して下方に流れた部分の一部は、領域５３ａの長さが長いため、径方向内側へ流れる。このような変形例のピストン１ａであっても、各噴霧を所望の位置へ導くことができ、キャビティＣａに接触した後の燃料噴霧同士の干渉を抑制できる。

図６Ａ、６Ｂは傾斜面の変形例の説明図である。図６Ａ、６Ｂに示すように、傾斜面の領域７１´での径方向の長さＬ７１´が、領域７３´の長さＬ７３´よりも短くてもよい。例えば、エンジンが大型化の場合には、ノズルＮから内側面６の各領域６１、６５までの距離と、ノズルＮから各領域６３、６７までの距離との差を十分に確保できる場合がある。この場合には、領域６３、６７側で発生するスキッシュ流が強くなりすぎる恐れがある。このような場合に、領域７３、７７の径方向の長さを、領域７１、７５の長さよりも長く形成することにより、領域６３、６７側で発生するスキッシュ流が過剰に強くなることを抑制できる。尚、上述した実施例と同様に、傾斜面の径方向の長さは、周方向で異なっていることが望ましい。

図７〜９は、第２変形例のピストン１ｂの説明図である。図８、９は、それぞれ図７のＥ−Ｅ断面図、Ｆ−Ｆ断面図である。図７に示すように、キャビティＣｂは、中心軸ＣＰの方向から見て長孔状である。ピストン１ｂには、底の浅い凹状のバルブリセス面９１〜９４が形成されている。バルブリセス面９１、９２は２つの吸気弁との接触を回避し、バルブリセス面９３、９４は２つの排気弁との接触を回避するためのものである。また、キャビティＣｂは、***面３ｂ、底面４ｂ、湾曲面５ｂ、内側面６ｂ、傾斜面７ｂ、頂面８ｂを含む。

図８、９に示すように、湾曲面５ｂの領域５１ｂ、５５ｂの径方向の長さＬ５１ｂ、Ｌ５５ｂは、領域５３ｂ、５７ｂの長さＬ５３ｂ、Ｌ５７ｂよりも短い。また、曲率半径Ｒ５１ｂ、Ｒ５５ｂは、曲率半径Ｒ５３ｂ、Ｒ５７ｂよりも小さい。これにより、内側面６ｂの領域６１ｂ、６５ｂに衝突して下方に流れた燃料噴霧の一部は、径方向内側へ流れることが抑制され、領域６３ｂ、６７ｂに衝突して下方に流れた燃料噴霧の一部は、径方向内側へ流れやすくなっている。これにより、キャビティＣｂに接触した後の燃料噴霧同士の干渉を抑制できる。

また、バルブリセス面９１〜９４が頂面８と重なるように形成されているが図７に示すように、傾斜面７ｂの領域７１ｂ、７５ｂの径方向の長さは、それぞれ領域７３ｂ、７７ｂの径方向の長さよりも長い。このため、領域６１ｂ、６５ｂへ向けて噴射される燃料噴霧は径方向外側へ導かれる。尚、領域５３ｂと領域６３ｂとの境界は、領域５３ｂの曲率が変化している部分である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

ノズルの噴孔は上記例に記載した数に限定されない。ノズルの噴孔は、少なくとも２つあればよい。また、キャビティの形状も上述したように楕円形に限定されない。キャビティの形状が上面視で略円形状であり、ノズルの位置がキャビティの中心軸から離れた位置にあってもよい。このようにノズルをキャビティの中心軸から離れた位置に配置した場合においても、ノズルの径方向でのノズルからのキャビティの内側面までの距離は周方向で異なるからである。

１ ピストン
３ ***面
４ 底面
５ 湾曲面
６ 内側面
Ｃ キャビティ
Ｎ ノズル
ＣＰ 中心軸
Ｆ１〜Ｆ８ 燃料噴霧
Ｒ５１、Ｒ５３ 曲率半径
Ｌ５１、Ｌ５３、Ｌ７１、Ｌ７３ 長さ

Claims (5)

1. シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、
   キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、
   前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続して前記シリンダヘッド側に湾曲した湾曲面、前記湾曲面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、
   前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、
   前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、
   前記湾曲面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２湾曲面を含み、
   前記第１湾曲面の曲率半径は、前記第２湾曲面の曲率半径よりも小さい、圧縮着火式内燃機関。
2. シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、
   キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、
   前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続して前記シリンダヘッド側に湾曲した湾曲面、前記湾曲面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、
   前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、
   前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、
   前記湾曲面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２湾曲面を含み、
   前記第１湾曲面の径方向の長さは、前記第２湾曲面の径方向の長さよりも短い、圧縮着火式内燃機関。
3. シリンダヘッドに設けられ燃焼室に直接燃料を噴射するノズルと、
   キャビティが頂面に形成されたピストンと、を備え、
   前記キャビティは、円錐状の底面、前記底面から径方向外側に連続した平坦面、前記平坦面から前記シリンダヘッド側に延びた内側面、を含み、
   前記内側面は、第１内側面、前記第１内側面から周方向に離れており前記第１内側面よりも前記ノズルに近い第２内側面、を含み、
   前記ノズルは、前記第１及び第２内側面へそれぞれ第１及び第２燃料噴霧を噴射し、
   前記平坦面は、前記第１及び第２内側面のそれぞれに連続した第１及び第２平坦面を含み、
   前記第１平坦面の径方向の長さは、前記第２平坦面の径方向の長さよりも短い、圧縮着火式内燃機関。
4. 前記キャビティは、前記第１及び第２内側面のそれぞれよりも径方向外側に位置し前記頂面に連続した第１及び第２傾斜面を含み、
   前記第１傾斜面の径方向の長さは、前記第２傾斜面の径方向の長さよりも長い、請求項１乃至３の何れかの圧縮着火式内燃機関。
5. 前記キャビティは、前記第１及び第２内側面のそれぞれよりも径方向外側に位置し前記頂面に連続した第１及び第２傾斜面を含み、
   前記第１傾斜面の径方向の長さは、前記第２傾斜面の径方向の長さよりも短い、請求項１乃至３の何れかの圧縮着火式内燃機関。

Images