JP3327168B2 - Piston for in-cylinder injection internal combustion engine - Google Patents

Piston for in-cylinder injection internal combustion engine

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JP3327168B2
JP3327168B2 JP13736897A JP13736897A JP3327168B2 JP 3327168 B2 JP3327168 B2 JP 3327168B2 JP 13736897 A JP13736897 A JP 13736897A JP 13736897 A JP13736897 A JP 13736897A JP 3327168 B2 JP3327168 B2 JP 3327168B2
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cylinder
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intake
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリン機関に
代表される筒内噴射式内燃機関のピストン、特に、シリ
ンダ内に生成されるタンブル成分およびスワール成分を
利用して、均質燃焼と成層燃焼の双方が可能な筒内噴射
式内燃機関のピストンの改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder of a cylinder injection type internal combustion engine represented by a gasoline engine, and more particularly to a homogeneous combustion and a stratified combustion utilizing a tumble component and a swirl component generated in a cylinder. The present invention relates to an improvement in a piston of a direct injection type internal combustion engine that can perform both.

【０００２】[0002]

【従来の技術】全開出力時等にシリンダ内に略均質な空
燃比の混合気を形成していわゆる均質燃焼を行うととも
に、低負荷域では、シリンダ内の一部つまり点火プラグ
近傍のみに比較的濃い混合気を形成して平均的な空燃比
を非常に大きく得るようした成層燃焼を行う筒内噴射式
内燃機関が従来から種々提案されている。この種の内燃
機関においては、そのピストンは、特公平８−３５４２
９号公報や特公平８−３１２３５４号公報等に見られる
ように、頂部に、ピストン外形円に対し偏心した略円形
のキャビティ燃焼室を備えており、成層燃焼時には、こ
のキャビティ燃焼室内に燃料を噴射供給し、シリンダ内
のガス流動を利用して成層化を実現するようにしてい
る。また、このようにキャビティ燃焼室を形成すること
から、必要な圧縮比を確保するために、ピストン頂部に
は、シリンダヘッド側のペントルーフ型燃焼室に対応し
た凸部が形成されている。つまり、図１７に概略を示す
ように、ピストン頂部は、ペントルーフ型燃焼室の壁面
の傾斜に沿った吸気弁側傾斜面５１と排気弁側傾斜面５
２とから凸形状に形成され、かつその吸気弁側に偏心し
た位置に、キャビティ燃焼室５３が凹設されているのが
一般的である。2. Description of the Related Art At the time of full-open output or the like, a so-called homogeneous combustion is performed by forming a mixture having a substantially homogeneous air-fuel ratio in a cylinder, and in a low load range, a relatively small portion of the cylinder, that is, only in the vicinity of a spark plug, is comparatively formed. 2. Description of the Related Art Various direct injection internal combustion engines that perform stratified combustion so as to obtain a very large average air-fuel ratio by forming a rich air-fuel mixture have been conventionally proposed. In this type of internal combustion engine, the piston is provided in Japanese Patent Publication No. 8-3542.
No. 9 and Japanese Patent Publication No. 8-313354, etc., a substantially circular cavity combustion chamber eccentric to the piston outer circle is provided at the top, and during stratified combustion, fuel is injected into the cavity combustion chamber. Injection is supplied, and stratification is realized by utilizing the gas flow in the cylinder. Further, since the cavity combustion chamber is formed in this way, a projection corresponding to the pent roof type combustion chamber on the cylinder head side is formed on the piston top in order to secure a necessary compression ratio. That is, as schematically shown in FIG. 17, the top of the piston has an intake valve side inclined surface 51 and an exhaust valve side inclined surface 5 along the inclination of the wall surface of the pent roof type combustion chamber.
In general, the cavity combustion chamber 53 is formed in a convex shape from the second and the eccentric position toward the intake valve side.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】吸気弁を通してシリン
ダ内に流入する新気によってシリンダ内にタンブル（縦
渦）を形成しようとする場合に、上記のようなピストン
形状では、図１７に矢印Ｔで示すように、ピストン頂面
に沿って流れようとするタンブル流が、排気弁側傾斜面
５２の傾斜に沿って進むため、頂部の稜線５４において
吸気弁側傾斜面５１から離れてしまう。つまり、タンブ
ル流が、上記稜線５４において跳ぶような形となり、シ
リンダ内にタンブル成分が保存されにくい。従って、特
に、タンブル成分に依存して均質燃焼の安定化を図ろう
とした場合に、混合気の均質化が十分に達成できず、燃
焼効率が低くなってしまう。その結果、十分にトルクを
確保できない。また、スワール成分は、矢印Ｓのように
ピストン外周部を旋回しようとするが、このスワール流
も、同様に稜線５４においてピストン表面から剥離する
ため、やはり、その保存が不十分なものとなる。When a tumble (longitudinal vortex) is to be formed in the cylinder by fresh air flowing into the cylinder through the intake valve, the above piston shape is indicated by an arrow T in FIG. As shown, the tumble flow that is about to flow along the piston top surface proceeds along the inclination of the exhaust valve side inclined surface 52, and thus separates from the intake valve side inclined surface 51 at the top ridgeline 54. That is, the tumble flow has a shape that jumps at the ridge 54, and the tumble component is not easily stored in the cylinder. Therefore, particularly when it is attempted to stabilize homogeneous combustion depending on the tumble component, the homogenization of the air-fuel mixture cannot be sufficiently achieved, and the combustion efficiency is reduced. As a result, torque cannot be sufficiently secured. Further, the swirl component tends to turn around the outer peripheral portion of the piston as shown by the arrow S, but this swirl flow also separates from the piston surface at the ridge line 54, so that the preservation thereof is also insufficient.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項１に係る筒内噴射
式内燃機関のピストンは、シリンダヘッドに凹設された
ペントルーフ型燃焼室に２つの吸気弁および２つの排気
弁を有するとともに、シリンダ略中央に点火プラグを有
し、かつ、シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁
が吸気弁側に配置され、シリンダ内にタンブル流成分を
付与した状態で吸気行程付近で燃料噴射を行うことによ
り均質燃焼を実現するとともに、シリンダ内にスワール
成分を付与した状態で圧縮行程付近で燃料噴射を行うこ
とにより成層燃焼を実現するようにした筒内噴射式内燃
機関のピストンにおいて、上記ペントルーフ型燃焼室を
構成する２つの傾斜面にそれぞれ略平行となるように傾
斜した吸気弁側傾斜面および排気弁側傾斜面と、スキッ
シュエリアを構成するように上記吸気弁側傾斜面および
排気弁側傾斜面の外側に略三日月形に形成された吸気弁
側水平面および排気弁側水平面と、上記吸気弁側傾斜面
の大部分を覆うように、ピストン外形円に対し偏心した
位置に凹設された円形のキャビティ燃焼室と、上記両傾
斜面によって形成される凸部の側部を構成し、かつピス
トン外形円と同心の円錐面からなる一対の円錐形側面
と、を備え、上記円錐形側面の傾斜によって、上記排気
弁側傾斜面の最上部のピストンピン軸方向の幅が、上記
キャビティ燃焼室のピストンピン軸方向の最大幅と同等
以下に狭められていることを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, a piston of a direct injection internal combustion engine has two intake valves and two exhaust valves in a pent roof type combustion chamber recessed in a cylinder head. A fuel injection valve that has a spark plug at substantially the center and that directly injects fuel into the cylinder is located on the intake valve side, and performs fuel injection near the intake stroke with a tumble flow component provided in the cylinder. In the piston of the direct injection internal combustion engine, which realizes stratified combustion by injecting fuel near the compression stroke with the swirl component added in the cylinder while achieving homogeneous combustion, A squish area with an intake valve-side inclined surface and an exhaust valve-side inclined surface which are inclined so as to be substantially parallel to the two inclined surfaces constituting the chamber. As described above, the intake valve side inclined surface and the exhaust valve side horizontal surface formed in a substantially crescent shape outside the exhaust valve side inclined surface, and so as to cover most of the intake valve side inclined surface. A pair of circular cavity combustion chambers that are recessed at positions eccentric to the piston outer circle, and a pair of conical surfaces that form side portions of the convex portion formed by the two inclined surfaces and are concentric with the piston outer circle. A conical side, and the exhaust of the conical side is inclined by inclination of the conical side.
The piston pin axial width at the top of the valve side slope is
Equivalent to the maximum axial width of the piston pin in the cavity combustion chamber
It is characterized by being narrowed below .

【０００５】また請求項１の発明をさらに具体化した請
求項２の発明では、上記吸気弁側傾斜面と上記排気弁側
傾斜面との間に、ピストン中心線と直交する平面からな
る頂部水平面を有している。According to a second aspect of the present invention, which is a further embodiment of the present invention, a top horizontal plane formed between the intake valve-side inclined surface and the exhaust valve-side inclined surface is a plane orthogonal to the piston center line. have.

【０００６】上記の構成では、吸気弁側傾斜面と排気弁
側傾斜面と一対の円錐形側面とによって、ピストン頂部
の凸部が構成されている。つまり、この凸部の両側部
は、ピストン外形円と同心の緩く傾斜した円錐面から構
成されている。従って、一対の吸気弁を介してシリンダ
内に流入した新気によるタンブル流は、上記の円錐形側
面に沿ってピストン外周部を円滑に流れる。つまり、屈
曲した稜線を横切ることによりタンブル成分が弱められ
ることがなく、シリンダ内に確実に保存される。また、
スワール流も、同様に、上記の円錐形側面に沿ってピス
トン外周部を円滑に流れ、確実に保存される。[0006] In the above configuration, the convex portion at the top of the piston is constituted by the intake valve side inclined surface, the exhaust valve side inclined surface, and the pair of conical side surfaces. That is, both side portions of the convex portion are formed of conical surfaces that are slightly inclined and concentric with the piston outer circle. Therefore, the tumble flow of the fresh air flowing into the cylinder via the pair of intake valves smoothly flows along the outer peripheral portion of the piston along the conical side surface. That is, the tumble component is not weakened by crossing the bent ridge line, and is securely stored in the cylinder. Also,
Similarly, the swirl flow smoothly flows along the outer peripheral portion of the piston along the conical side surface, and is reliably preserved.

【０００７】請求項３の発明では、上記排気弁側傾斜面
の最上部のピストンピン軸方向の幅が、上記キャビティ
燃焼室のピストンピン軸方向の最大幅よりも小さい。 According to a third aspect of the present invention, the exhaust valve side inclined surface is provided.
The axial width of the piston pin at the top of the
It is smaller than the maximum width of the combustion chamber in the axial direction of the piston pin.

【０００８】また、請求項４の発明では、上記円錐形側
面と吸気弁側傾斜面との間の一対の吸気弁側側部稜線の
内側にキャビティ燃焼室の外周縁が位置している。In the invention of claim 4, the outer peripheral edge of the cavity combustion chamber is located inside a pair of intake valve side ridges between the conical side surface and the intake valve side inclined surface.

【０００９】この請求項４の構成では、上記頂部水平面
に位置するキャビティ燃焼室外周縁において、該キャビ
ティ燃焼室の実質的な深さを大きく確保できるととも
に、吸気弁側側部稜線とキャビティ燃焼室外周縁が交差
せず、キャビティ燃焼室外周縁が切り欠かれたものとな
らないので、圧縮行程付近で燃料噴射を行った場合に、
キャビティ燃焼室内にスワールおよび燃料を一層確実に
封じ込めることができる。In the structure of the fourth aspect, the substantial depth of the cavity combustion chamber can be ensured at the outer peripheral edge of the cavity combustion chamber located at the top horizontal plane, and the intake valve side side ridge line and the outer peripheral edge of the cavity combustion chamber can be secured. Do not intersect and the outer periphery of the cavity combustion chamber is not notched, so when fuel injection is performed near the compression stroke,
The swirl and the fuel can be more reliably contained in the cavity combustion chamber.

【００１０】また請求項５の発明においては、上記円錐
形側面の下縁は、ピストン外周縁近傍に位置している。
つまり、機関の圧縮比を低下させずに、上述したガス流
動の保存を図っている。In the invention of claim 5, the lower edge of the conical side surface is located near the outer peripheral edge of the piston.
That is, the above-described gas flow is preserved without lowering the compression ratio of the engine.

【００１１】請求項６に係る発明は、ピストン凸部の形
状をさらに簡素化したものであって、シリンダヘッドに
凹設されたペントルーフ型燃焼室に２つの吸気弁および
２つの排気弁を有するとともに、シリンダ略中央に点火
プラグを有し、かつ、シリンダ内に直接燃料を噴射する
燃料噴射弁が吸気弁側に配置され、シリンダ内にタンブ
ル流成分を付与した状態で吸気行程付近で燃料噴射を行
うことにより均質燃焼を実現するとともに、シリンダ内
にスワール成分を付与した状態で圧縮行程付近で燃料噴
射を行うことにより成層燃焼を実現するようにした筒内
噴射式内燃機関のピストンにおいて、上記ペントルーフ
型燃焼室を構成する２つの傾斜面にそれぞれ略平行とな
るように傾斜した吸気弁側傾斜面および排気弁側傾斜面
と、スキッシュエリアを構成するように上記吸気弁側傾
斜面および排気弁側傾斜面の外側に略三日月形に形成さ
れた吸気弁側水平面および排気弁側水平面と、上記吸気
弁側傾斜面の大部分を覆うように、ピストン外形円に対
し偏心した位置に凹設された円形のキャビティ燃焼室
と、上記両傾斜面によって形成される凸部の側部を構成
し、かつ平坦な傾斜面からなる一対の凸部側面と、この
凸部側面の直線状をなす下縁の外側に略三日月形に形成
された一対の側部水平面と、を備えていることを特徴と
している。According to a sixth aspect of the present invention, the shape of the piston projection is further simplified, and the pent roof type combustion chamber recessed in the cylinder head has two intake valves and two exhaust valves. A fuel injection valve that has a spark plug at substantially the center of the cylinder and that directly injects fuel into the cylinder is disposed on the intake valve side, and performs fuel injection near the intake stroke with a tumble flow component provided in the cylinder. In the piston of a direct injection internal combustion engine, which realizes stratified combustion by performing a fuel injection near a compression stroke in a state where a swirl component is provided in a cylinder while realizing homogeneous combustion by performing An intake valve-side inclined surface and an exhaust-valve-side inclined surface which are inclined so as to be substantially parallel to the two inclined surfaces constituting the combustion chamber. Cover the intake valve side inclined surface and the exhaust valve side horizontal surface formed in a substantially crescent shape outside the intake valve side inclined surface and the exhaust valve side inclined surface so as to constitute As described above, a circular cavity combustion chamber recessed at a position eccentric with respect to the piston outer circle, and a side portion of the convex portion formed by the two inclined surfaces, and a pair of convex portions formed of a flat inclined surface. And a pair of side horizontal surfaces formed in a substantially crescent shape outside a straight lower edge of the side surface of the convex portion.

【００１２】この構成においては、側部水平面の上をタ
ンブル流およびスワール流が流れることになり、やは
り、これらのガス流動が良好に保存される。In this configuration, the tumble flow and the swirl flow flow on the side horizontal surface, and these gas flows are also well preserved.

【００１３】[0013]

【発明の効果】この発明に係る筒内噴射式内燃機関のピ
ストンによれば、シリンダ内に発生したタンブル流やス
ワール流を、ピストン外周部において円滑に流れるよう
に案内することができ、これらのガス流動を一層良好に
保存できる。従って、均質燃焼時における混合気性状が
良好なものとなり、トルクが向上するとともに、成層燃
焼時にキャビティ燃焼室内に強いスワール成分を確保で
き、成層希薄燃焼の安定化が図れる。特に、ピストン頂
部の凸部としては十分に大きな容積を確保できるので、
上記のようなガス流動の保存と圧縮比の確保とを両立さ
せることが可能となる。According to the piston of the in-cylinder injection type internal combustion engine according to the present invention, the tumble flow and swirl flow generated in the cylinder can be guided so as to flow smoothly on the outer peripheral portion of the piston. The gas flow can be better preserved. Therefore, the properties of the air-fuel mixture during homogeneous combustion are improved, the torque is improved, and a strong swirl component can be secured in the cavity combustion chamber during stratified combustion, whereby stratified lean combustion can be stabilized. In particular, a sufficiently large volume can be secured for the projection at the top of the piston.
It is possible to achieve both the preservation of the gas flow and the securing of the compression ratio as described above.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００１５】始めに、この発明のピストン４が用いられ
る筒内噴射式内燃機関の構成を図１および図２に基づい
て説明する。図示するように、シリンダブロック１に
は、複数のシリンダ３が直列に配置されており、その上
面を覆うように、シリンダヘッド２が固定されている。
上記シリンダ３内には、ピストン４が摺動可能に嵌合し
ている。また、上記シリンダヘッド２に凹設された燃焼
室１１は、いわゆるペントルーフ型に構成されており、
その一方の傾斜面１１ａに一対の吸気弁５が、他方の傾
斜面１１ｂに一対の排気弁６がそれぞれ配置されてい
る。そして、これらの一対の吸気弁５および一対の排気
弁６によって囲まれたシリンダ３の略中心位置に、点火
プラグ７が配置されている。First, the configuration of a direct injection internal combustion engine using the piston 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the drawing, a plurality of cylinders 3 are arranged in series in a cylinder block 1, and a cylinder head 2 is fixed so as to cover the upper surface thereof.
A piston 4 is slidably fitted in the cylinder 3. The combustion chamber 11 recessed in the cylinder head 2 is configured as a so-called pent roof type.
A pair of intake valves 5 are arranged on one inclined surface 11a, and a pair of exhaust valves 6 are arranged on the other inclined surface 11b. An ignition plug 7 is arranged at a substantially central position of the cylinder 3 surrounded by the pair of intake valves 5 and the pair of exhaust valves 6.

【００１６】上記シリンダヘッド２には、一対の吸気弁
５にそれぞれ対応する一対の吸気ポート８が、互いに独
立して形成されている。つまり、この一対の吸気ポート
８は、シリンダヘッド２内で合流せず、それぞれシリン
ダヘッド２側面において独立して開口している。また上
記排気弁６に対応して排気ポート９が形成されている。In the cylinder head 2, a pair of intake ports 8 respectively corresponding to the pair of intake valves 5 are formed independently of each other. That is, the pair of intake ports 8 do not merge in the cylinder head 2, and are independently opened on the side surface of the cylinder head 2. An exhaust port 9 is formed corresponding to the exhaust valve 6.

【００１７】略円筒状をなす電磁式燃料噴射弁１０は、
吸気弁５側のシリンダ３側壁寄りのシリンダヘッド２下
面部に配置されており、その中心軸が斜め下方へ向かっ
た姿勢で取り付けられている。特に、図２に示すよう
に、上記燃料噴射弁１０は、２つの吸気弁５の間に配置
されている。The substantially cylindrical electromagnetic fuel injection valve 10 has:
It is arranged on the lower surface of the cylinder head 2 near the side wall of the cylinder 3 on the side of the intake valve 5, and is mounted with its central axis directed obliquely downward. In particular, as shown in FIG. 2, the fuel injection valve 10 is disposed between two intake valves 5.

【００１８】上記シリンダ３内に配置されたピストン４
の頂部には、後述するように、吸気弁５側に偏心した位
置に、円形のキャビティ燃焼室１２が形成されており、
ピストン４が上死点近傍にあるときに、上記燃料噴射弁
１０の噴霧軸線がこのキャビティ燃焼室１２を指向する
ようになっている。A piston 4 arranged in the cylinder 3
As described later, a circular cavity combustion chamber 12 is formed at a position eccentric to the intake valve 5 side.
When the piston 4 is near the top dead center, the spray axis of the fuel injection valve 10 is directed toward the cavity combustion chamber 12.

【００１９】上記の一対の吸気ポート８は、それぞれ吸
気マニホルド１３側に独立して形成された一対の吸気通
路１４ａ，１４ｂに接続されている。そして、一方の吸
気通路１４ｂ内には、該吸気通路１４ｂを開閉するバタ
フライバルブ型の空気制御弁１５が介装されている。こ
の空気制御弁１５は、シャフト１６を介して図示せぬ駆
動機構により機関運転条件に応じて開閉制御される。The pair of intake ports 8 are connected to a pair of intake passages 14a and 14b formed independently on the intake manifold 13 side. A butterfly valve type air control valve 15 for opening and closing the intake passage 14b is provided in one intake passage 14b. The opening and closing of the air control valve 15 is controlled by a drive mechanism (not shown) via a shaft 16 in accordance with engine operating conditions.

【００２０】上記の内燃機関の基本的な作用について簡
単に説明すると、先ず、機関の全負荷時あるいは希薄燃
焼域の中でも比較的空燃比が小さな領域では、シリンダ
３内に均質な混合気を形成して点火する均質燃焼が行わ
れる。この均質燃焼時には、上記空気制御弁１５は、開
状態に制御され、一対の吸気ポート８の双方からシリン
ダ３内へ新気が導入される。これにより、シリンダ３内
には、強いタンブル流（縦渦）が生成される。また、燃
料は、吸気行程中にシリンダ３内に噴射供給される。こ
の燃料は、タンブル流によってシリンダ３内で積極的に
拡散され、キャビティ燃焼室１２内に滞留することなく
均質化が促進される。The basic operation of the internal combustion engine will be briefly described. First, when the engine is fully loaded or in a lean combustion region where the air-fuel ratio is relatively small, a homogeneous air-fuel mixture is formed in the cylinder 3. Homogeneous ignition is performed. During this homogeneous combustion, the air control valve 15 is controlled to be open, and fresh air is introduced into the cylinder 3 from both the pair of intake ports 8. As a result, a strong tumble flow (longitudinal vortex) is generated in the cylinder 3. The fuel is injected and supplied into the cylinder 3 during the intake stroke. This fuel is actively diffused in the cylinder 3 by the tumble flow, and the homogenization is promoted without staying in the cavity combustion chamber 12.

【００２１】一方、低負荷域で、かつ空燃比を非常に大
きくする希薄燃焼域では、混合気の成層化により確実な
着火を可能とする成層希薄燃焼を行う。この成層希薄燃
焼時には、上記空気制御弁１５が閉じられ、一方の吸気
ポート８のみからシリンダ３内に新気が流入する。これ
により、シリンダ３内では、タンブル成分が相対的に弱
められ、かつ水平方向に沿ったスワール流が強く生成さ
れる。そして、この成層希薄燃焼の際には、燃料は、圧
縮行程の後半において燃料噴射弁１０からキャビティ燃
焼室１２へ向けて噴射される。この噴射された燃料は、
ピストン４頂部のキャビティ燃焼室１２内に封じ込めら
れたスワール流に乗って点火プラグ７側へ移動し、点火
プラグ７周辺に着火可能な混合気を形成するので、適宜
なタイミングで点火することにより、着火燃焼が可能と
なる。On the other hand, in a lean load region where the air-fuel ratio is very large in a low load region, stratified lean combustion is performed in which stratification of the air-fuel mixture enables reliable ignition by stratification. During the stratified lean combustion, the air control valve 15 is closed, and fresh air flows into the cylinder 3 from only one of the intake ports 8. Thereby, in the cylinder 3, the tumble component is relatively weakened, and the swirl flow along the horizontal direction is strongly generated. During the stratified lean combustion, fuel is injected from the fuel injection valve 10 to the cavity combustion chamber 12 in the latter half of the compression stroke. This injected fuel is
The piston 4 moves toward the spark plug 7 on the swirl flow sealed in the cavity combustion chamber 12 at the top of the piston 4 and forms an ignitable air-fuel mixture around the spark plug 7. Ignition combustion becomes possible.

【００２２】次に、図３〜図６に基づいて、ピストン４
の構成、特にその頂部の構成を詳細に説明する。Next, the piston 4 will be described with reference to FIGS.
, In particular, the configuration of the top portion will be described in detail.

【００２３】このピストン４においては、上述したよう
に、キャビティ燃焼室１２が凹設されているので、必要
な圧縮比を確保するために、頂面に凸部２１が設けられ
ている。この凸部２１は、基本的に４つの面から構成さ
れている。すなわち、シリンダヘッド２側のペントルー
フ型燃焼室１１を構成する２つの傾斜面１１ａ，１１ｂ
に対し略平行な平面からなる吸気弁側傾斜面２２および
排気弁側傾斜面２３と、ピストン４の外形円と同心の緩
く傾斜した円錐面からなる一対の円錐形側面２４，２５
とによって、凸部２１が構成されている。なお、さらに
詳しく言えば、凸部２１の頂部となる部分に、ピストン
４中心線と直交する平面からなる頂部水平面３０を有し
ている。そして、この凸部２１より外側の部分は、ピス
トン４の中心線と直交する一つの平面から構成されてい
る。具体的には、上記吸気弁側傾斜面２２および排気弁
側傾斜面２３の外側に、それぞれ略三日月形をなす吸気
弁側水平面２６および排気弁側水平面２７を有してお
り、さらに、円錐形側面２４，２５の円弧形をなす下縁
２４ａ，２５ａとピストン４外周縁との間に、一定の幅
で円弧形をなす円弧形水平面２８，２９を有している。
これらの水平面２６，２７，２８，２９は、一つの平面
として連続している。In the piston 4, as described above, since the cavity combustion chamber 12 is recessed, a projection 21 is provided on the top surface to secure a necessary compression ratio. The projection 21 is basically composed of four surfaces. That is, the two inclined surfaces 11a and 11b constituting the pent roof type combustion chamber 11 on the cylinder head 2 side.
And a pair of conical side surfaces 24 and 25 formed of an intake valve side inclined surface 22 and an exhaust valve side inclined surface 23 substantially parallel to
Thus, the convex portion 21 is formed. More specifically, a top horizontal surface 30 formed of a plane orthogonal to the center line of the piston 4 is provided at a portion serving as the top of the projection 21. The portion outside the convex portion 21 is formed of one plane orthogonal to the center line of the piston 4. Specifically, outside the intake valve-side inclined surface 22 and the exhaust valve-side inclined surface 23, there are an intake valve-side horizontal surface 26 and an exhaust valve-side horizontal surface 27 each forming a substantially crescent shape. Between the lower edges 24a, 25a of the side surfaces 24, 25, which form an arc, and the outer peripheral edge of the piston 4, there are arc-shaped horizontal surfaces 28, 29 which form an arc with a constant width.
These horizontal planes 26, 27, 28, 29 are continuous as one plane.

【００２４】上記の吸気弁側水平面２６および排気弁側
水平面２７は、シリンダヘッド２側の燃焼室１１の両側
に平坦面として残されたスキッシュエリア２ａ，２ｂに
対応している（図６参照）。また、上記円弧形水平面２
８，２９の幅は、ピストンリング装着部のランド部の幅
程度のものであり、圧縮比確保のために可及的に小さく
なっている。The intake valve side horizontal surface 26 and the exhaust valve side horizontal surface 27 correspond to the squish areas 2a and 2b left as flat surfaces on both sides of the combustion chamber 11 on the cylinder head 2 side (see FIG. 6). . In addition, the above-mentioned arc-shaped horizontal surface 2
The width of 8, 29 is about the width of the land portion of the piston ring mounting portion, and is as small as possible to secure the compression ratio.

【００２５】また、上記のキャビティ燃焼室１２が、上
記吸気弁側傾斜面２２および頂部水平面３０の大部分を
覆うように凹設されており、上記吸気弁側傾斜面２２
は、実質的には、下縁両側に僅かに残存しているに過ぎ
ず、頂部水平面３０は実質的には殆ど消失している。上
記キャビティ燃焼室１２は、ピストン４の平面上で見て
真円形をなしており、かつ底面がピストン４中心線と直
交する面に沿った皿形をなしている。また、このキャビ
ティ燃焼室１２の外周縁は、円錐形側面２４，２５と上
記吸気弁側傾斜面２２との間の一対の吸気弁側側部稜線
３１，３２から外側に僅かにはみ出ており、同様に、頂
部水平面３０と排気弁側傾斜面２３との間の排気弁側頂
部稜線３３から僅かにはみ出ている。換言すれば、各稜
線３１，３２，３３と僅かに交差している。なお、図６
に示すように、ピストン４が上死点にあるときに、点火
プラグ７がキャビティ燃焼室１２内に入り、かつその外
周部に位置するように配置されている。The cavity combustion chamber 12 is recessed so as to cover most of the intake valve side inclined surface 22 and most of the top horizontal surface 30.
Is substantially only slightly left on both sides of the lower edge, and the top horizontal surface 30 has substantially disappeared. The cavity combustion chamber 12 has a true circular shape when viewed on the plane of the piston 4 and has a dish shape whose bottom surface is along a plane perpendicular to the center line of the piston 4. The outer peripheral edge of the cavity combustion chamber 12 slightly protrudes outward from a pair of intake valve side ridge lines 31 and 32 between the conical side surfaces 24 and 25 and the intake valve side inclined surface 22. Similarly, it slightly protrudes from the exhaust valve side top ridgeline 33 between the top horizontal surface 30 and the exhaust valve side inclined surface 23. In other words, it slightly intersects each of the ridgelines 31, 32, 33. FIG.
As shown in FIG. 5, when the piston 4 is at the top dead center, the spark plug 7 is arranged so as to enter the cavity combustion chamber 12 and to be located at the outer peripheral portion thereof.

【００２６】上記の構成においては、頂部水平面３０と
排気弁側傾斜面２３との間の排気弁側頂部稜線３３がピ
ストン４の中心部分のみに存在し、ピストン４外周部
は、円錐形側面２４，２５によるピストン４と同心の円
錐面となっている。従って、図７に示すように、一対の
吸気ポート８から流入した新気によってシリンダ３内に
形成されたタンブル流Ｔは、ピストン４外周側の円錐形
側面２４，２５に沿って円滑に流れ、上記稜線３３によ
って弱められることがない。同様に、スワール流Ｓも、
ピストン４外周部に沿って円滑に流れる。そのため、圧
縮行程においても、これらのガス流動が良好に保存され
るようになり、前述した均質燃焼時における燃料の拡散
混合ならびに前述した成層希薄燃焼時におけるキャビテ
ィ燃焼室１２内のスワールの強化を達成できる。なお、
図５に示すように、ピストン４が上死点にあっても、ピ
ストン４の円錐形側面２４，２５とシリンダヘッド２側
の燃焼室１１の外周部との間には、僅かな空間が残って
おり、ここでスワールやタンブルによるガス流動が可能
であるので、ピストン４が上死点に達するまで、ガス流
動が確実に保存される。図８は、このピストン４の構成
の差異によるトルク向上効果を示したものであり、破線
で示す従来のピストン（図１７）を用いた内燃機関の特
性に比較して、本実施例のピストン４を用いた内燃機関
では、実線のように、全回転域においてトルクが向上す
る、という結果が得られた。In the above configuration, the exhaust valve side top ridge line 33 between the top horizontal surface 30 and the exhaust valve side inclined surface 23 exists only in the center portion of the piston 4, and the outer peripheral portion of the piston 4 has the conical side surface 24. , 25 are concentric with the piston 4. Accordingly, as shown in FIG. 7, the tumble flow T formed in the cylinder 3 by the fresh air flowing from the pair of intake ports 8 smoothly flows along the conical side surfaces 24 and 25 on the outer peripheral side of the piston 4. It is not weakened by the ridge line 33. Similarly, the swirl flow S is
It flows smoothly along the outer periphery of the piston 4. Therefore, even in the compression stroke, these gas flows are well preserved, and the diffusion and mixing of fuel during the homogeneous combustion described above and the swirl in the cavity combustion chamber 12 during the stratified lean combustion described above are achieved. it can. In addition,
As shown in FIG. 5, even when the piston 4 is at the top dead center, a small space remains between the conical side surfaces 24 and 25 of the piston 4 and the outer peripheral portion of the combustion chamber 11 on the cylinder head 2 side. Here, since gas flow by swirl or tumble is possible, the gas flow is reliably preserved until the piston 4 reaches the top dead center. FIG. 8 shows the torque improvement effect due to the difference in the configuration of the piston 4. The piston 4 according to the present embodiment is compared with the characteristics of the internal combustion engine using the conventional piston (FIG. 17) shown by the broken line (FIG. 17). As shown by the solid line, in the internal combustion engine using, the torque was improved in the entire rotation range.

【００２７】次に、図９〜図１２は、この発明に係るピ
ストン４の第２実施例を示している。この実施例におい
ては、円錐形側面２４，２５の傾斜角θ（図１１参照）
が、前述した実施例に比べて大きく設定されている。こ
れに伴って、円錐形側面２４，２５と頂部水平面３０と
の間の稜線３５，３６の位置がピストン４外周側となる
ので、頂部水平面３０の領域が大きくなっている。そし
て、各円錐形側面２４，２５の下縁２４ａ，２５ａは、
前述の実施例よりもさらにピストン４外周縁に接近して
いる。また、この実施例では、キャビティ燃焼室１２の
外周縁が、円錐形側面２４，２５と上記吸気弁側傾斜面
２２との間の一対の吸気弁側側部稜線３１，３２の内側
に位置している。なお、頂部水平面３０と排気弁側傾斜
面２３との間の排気弁側頂部稜線３３に対しては、キャ
ビティ燃焼室１２の外周縁は、僅かにはみ出ている。9 to 12 show a second embodiment of the piston 4 according to the present invention. In this embodiment, the inclination angle θ of the conical side surfaces 24 and 25 (see FIG. 11)
However, it is set to be larger than that of the above-described embodiment. Accordingly, the position of the ridge lines 35, 36 between the conical side surfaces 24, 25 and the top horizontal surface 30 is on the outer peripheral side of the piston 4, so that the area of the top horizontal surface 30 is large. And the lower edge 24a, 25a of each conical side surface 24, 25 is
It is closer to the outer peripheral edge of the piston 4 than in the above-described embodiment. Further, in this embodiment, the outer peripheral edge of the cavity combustion chamber 12 is located inside a pair of intake valve side ridge lines 31 and 32 between the conical side surfaces 24 and 25 and the intake valve side inclined surface 22. ing. The outer peripheral edge of the cavity combustion chamber 12 slightly protrudes from the exhaust valve side top ridge line 33 between the top horizontal surface 30 and the exhaust valve side inclined surface 23.

【００２８】この実施例においては、上述したタンブル
流やスワール流の確実な保存を達成できることは勿論の
こと、特に、キャビティ燃焼室１２のピストン４中心側
の外周縁が、頂部水平面３０に位置しているので、この
範囲でキャビティ燃焼室１２の深さを一定に確保でき
る。つまり、キャビティ燃焼室１２の最大深さとなる範
囲が広くなり、成層燃焼時におけるキャビティ燃焼室１
２内での燃焼が確実なものとなる。しかも、キャビティ
燃焼室１２側部が円錐形側面２４，２５に切り欠かれた
ものとならないので、スワールや混合気の流出を防止で
きる。In this embodiment, the tumble flow and the swirl flow described above can be surely preserved. In particular, the outer peripheral edge of the cavity combustion chamber 12 at the center of the piston 4 is located on the top horizontal plane 30. Therefore, the depth of the cavity combustion chamber 12 can be kept constant within this range. In other words, the range of the maximum depth of the cavity combustion chamber 12 is increased, and the cavity combustion chamber 1 during stratified combustion is increased.
Combustion within 2 is ensured. In addition, since the side of the cavity combustion chamber 12 is not cut into the conical side surfaces 24 and 25, it is possible to prevent the swirl and the mixture from flowing out.

【００２９】また、この実施例では、前述した実施例に
比べて頂部水平面３０が比較的大きく与えられることか
ら、均質燃焼時には、排気弁側傾斜面２３を流れてきた
タンブル流がキャビティ燃焼室１２との境界で剥離を起
こさずにキャビティ燃焼室１２へ比較的円滑に流入す
る。従って、キャビティ燃焼室１２内に滞留していた燃
料が洗い出され、混合気性状が一層均質化する。In this embodiment, since the top horizontal surface 30 is given a relatively large size as compared with the above-described embodiment, the tumble flow flowing through the exhaust valve side inclined surface 23 during homogeneous combustion is generated by the tumble flow. And flows relatively smoothly into the cavity combustion chamber 12 without causing separation at the boundary between them. Therefore, the fuel remaining in the cavity combustion chamber 12 is washed out, and the properties of the air-fuel mixture are further homogenized.

【００３０】次に、図１３〜図１６は、この発明の第３
実施例を示している。この実施例においては、凸部２１
を吸気弁側傾斜面２２および排気弁側傾斜面２３ととも
に構成する一対の凸部側面４１，４２が、傾斜した平面
となっている。そして、これに伴い、凸部側面４１，４
２の下縁４１ａ，４２ａは直線となっており、その外側
には、略三日月形に一対の側部水平面４３，４４が形成
されている。これらの側部水平面４３，４４は、スキッ
シュエリアとなる吸気弁側水平面２６および排気弁側水
平面２７と同一の平面をなしている。なお、この実施例
においても、頂部水平面３０は、キャビティ燃焼室１２
によって実質的に消失している。FIGS. 13 to 16 show a third embodiment of the present invention.
An example is shown. In this embodiment, the protrusion 21
Are formed together with the intake valve side inclined surface 22 and the exhaust valve side inclined surface 23, and a pair of convex side surfaces 41 and 42 are inclined planes. Then, along with this, the convex side surfaces 41, 4
The lower edges 41a and 42a of the 2 are straight, and a pair of horizontal horizontal surfaces 43 and 44 are formed in a substantially crescent shape outside thereof. These side horizontal planes 43 and 44 form the same plane as the intake valve side horizontal plane 26 and the exhaust valve side horizontal plane 27 which are squish areas. It should be noted that also in this embodiment, the top horizontal surface 30 is
Has virtually disappeared.

【００３１】この実施例においても、シリンダ３内に生
成されたタンブルは、凸部側面４１，４２や側部水平面
４３，４４によって円滑に案内され、かつスワールも凸
部２１の外周を旋回し得るので、前述した各実施例と同
様に、これらのガス流動を確実に保存することができ
る。Also in this embodiment, the tumble generated in the cylinder 3 is smoothly guided by the convex side surfaces 41, 42 and the horizontal horizontal surfaces 43, 44, and the swirl can also turn around the outer periphery of the convex portion 21. Therefore, similarly to the above-described embodiments, the flow of these gases can be reliably preserved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明に係る筒内噴射式内燃機関の構成を示
す縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a direct injection internal combustion engine according to the present invention.

【図２】シリンダヘッドを下面側から見た状態を示す底
面図。FIG. 2 is a bottom view showing a state where the cylinder head is viewed from a lower surface side.

【図３】この発明に係るピストンの第１実施例を示す斜
視図。FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of the piston according to the present invention.

【図４】同じく平面図。FIG. 4 is a plan view of the same.

【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 4;

【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 4;

【図７】ピストン頂部に沿ったガス流動を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a gas flow along the top of the piston.

【図８】このピストンによる内燃機関のトルク向上効果
を示す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a torque improving effect of the internal combustion engine by the piston.

【図９】この発明に係るピストンの第２実施例を示す斜
視図。FIG. 9 is a perspective view showing a second embodiment of the piston according to the present invention.

【図１０】同じく平面図。FIG. 10 is a plan view of the same.

【図１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿った断面図。FIG. 11 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 10;

【図１２】図１０のＤ−Ｄ線に沿った断面図。FIG. 12 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 10;

【図１３】この発明に係るピストンの第３実施例を示す
斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a third embodiment of the piston according to the present invention.

【図１４】同じく平面図。FIG. 14 is a plan view of the same.

【図１５】図１４のＥ−Ｅ線に沿った断面図。FIG. 15 is a sectional view taken along the line EE of FIG. 14;

【図１６】図１４のＦ−Ｆ線に沿った断面図。FIG. 16 is a sectional view taken along the line FF of FIG. 14;

【図１７】従来のピストンの頂部におけるガス流動を示
す説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram showing gas flow at the top of a conventional piston.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

４…ピストン １２…キャビティ燃焼室 ２１…凸部 ２２…吸気弁側傾斜面 ２３…排気弁側傾斜面 ２４，２５…円錐形側面 ２６…吸気弁側水平面 ２７…排気弁側水平面 ３０…頂部水平面 ４１，４２…凸部側面 ４３，４４…側部水平面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Piston 12 ... Cavity combustion chamber 21 ... Convex part 22 ... Intake valve side inclined surface 23 ... Exhaust valve side inclined surface 24, 25 ... Conical side surface 26 ... Intake valve side horizontal surface 27 ... Exhaust valve side horizontal surface 30 ... Top horizontal surface 41 , 42 ... convex side surface 43, 44 ... side horizontal surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−312354（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−35429（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−299537（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−317970（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224230（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−317479（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−88529（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−269349（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−27120（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 23/10 F02B 17/00 F02F 3/26 F02F 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-312354 (JP, A) JP-A-8-35429 (JP, A) JP-A-10-299537 (JP, A) JP-A-10-1998 317970 (JP, A) JP-A-4-224230 (JP, A) JP-A-9-317479 (JP, A) JP-A-6-88529 (JP, A) JP-A-7-269349 (JP, A) Furukawa 4-4-2120 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02B 23/10 F02B 17/00 F02F 3/26 F02F 3/28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 シリンダヘッドに凹設されたペントルー
フ型燃焼室に２つの吸気弁および２つの排気弁を有する
とともに、シリンダ略中央に点火プラグを有し、かつ、
シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁が吸気弁側
に配置され、シリンダ内にタンブル流成分を付与した状
態で吸気行程付近で燃料噴射を行うことにより均質燃焼
を実現するとともに、シリンダ内にスワール成分を付与
した状態で圧縮行程付近で燃料噴射を行うことにより成
層燃焼を実現するようにした筒内噴射式内燃機関のピス
トンにおいて、 上記ペントルーフ型燃焼室を構成する２つの傾斜面にそ
れぞれ略平行となるように傾斜した吸気弁側傾斜面およ
び排気弁側傾斜面と、スキッシュエリアを構成するよう
に上記吸気弁側傾斜面および排気弁側傾斜面の外側に略
三日月形に形成された吸気弁側水平面および排気弁側水
平面と、上記吸気弁側傾斜面の大部分を覆うように、ピ
ストン外形円に対し偏心した位置に凹設された円形のキ
ャビティ燃焼室と、上記両傾斜面によって形成される凸
部の側部を構成し、かつピストン外形円と同心の円錐面
からなる一対の円錐形側面と、を備え、 上記円錐形側面の傾斜によって、上記排気弁側傾斜面の
最上部のピストンピン軸方向の幅が、上記キャビティ燃
焼室のピストンピン軸方向の最大幅と同等以下に狭めら
れている ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関のピスト
ン。1. A pent-roof type combustion chamber recessed in a cylinder head has two intake valves and two exhaust valves, has a spark plug substantially at the center of the cylinder, and
A fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder is arranged on the intake valve side, and achieves homogeneous combustion by performing fuel injection near the intake stroke with a tumble flow component added to the cylinder, In a piston of an in-cylinder injection type internal combustion engine in which stratified combustion is realized by performing fuel injection near a compression stroke in a state where a swirl component is applied, each of the two inclined surfaces forming the pent roof type combustion chamber is substantially The intake valve side inclined surface and the exhaust valve side inclined surface inclined so as to be parallel, and the intake air formed in a substantially crescent shape outside the intake valve side inclined surface and the exhaust valve side inclined surface so as to constitute a squish area. A circular cap recessed at a position eccentric to the piston outer circle so as to cover the valve side horizontal plane and the exhaust valve side horizontal plane and most of the intake valve side inclined surface. And Activity combustion chamber, constitute the sides of the convex portion formed by the both inclined surfaces, and includes a pair of conical side consisting of the conical surface of the piston outer circle concentric with, and by the inclination of the conical side face , Of the inclined surface on the exhaust valve side
The width of the uppermost piston pin in the axial direction is
It is narrowed to less than or equal to the maximum axial width of the piston pin in the furnace.
The piston of the direct injection internal combustion engine, characterized by being. 【請求項２】 上記吸気弁側傾斜面と上記排気弁側傾斜
面との間に、ピストン中心線と直交する平面からなる頂
部水平面を有していることを特徴とする請求項１記載の
筒内噴射式内燃機関のピストン。2. The cylinder according to claim 1, further comprising a top horizontal plane formed between the intake valve side inclined surface and the exhaust valve side inclined surface, the top horizontal surface being orthogonal to the piston center line. Piston for internal injection type internal combustion engine. 【請求項３】 上記排気弁側傾斜面の最上部のピストン
ピン軸方向の幅が、上記キャビティ燃焼室のピストンピ
ン軸方向の最大幅よりも小さいことを特徴とする請求項
１記載の筒内噴射式内燃機関のピストン。3. A piston at the uppermost part of the exhaust valve-side inclined surface.
The width in the pin axis direction is
The width is smaller than the maximum width in the axial direction.
2. A piston for a direct injection internal combustion engine according to claim 1 . 【請求項４】 上記円錐形側面と吸気弁側傾斜面との間
の一対の吸気弁側側部稜線の内側にキャビティ燃焼室の
外周縁が位置していることを特徴とする請求項２記載の
筒内噴射式内燃機関のピストン。4. An outer peripheral edge of the cavity combustion chamber is located inside a pair of intake valve side ridge lines between the conical side surface and the intake valve side inclined surface. Of a direct injection internal combustion engine. 【請求項５】 上記円錐形側面の下縁は、ピストン外周
縁近傍に位置していることを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の筒内噴射式内燃機関のピストン。5. The piston for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein a lower edge of the conical side surface is located near an outer peripheral edge of the piston. 【請求項６】 シリンダヘッドに凹設されたペントルー
フ型燃焼室に２つの吸気弁および２つの排気弁を有する
とともに、シリンダ略中央に点火プラグを有し、かつ、
シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁が吸気弁側
に配置され、シリンダ内にタンブル流成分を付与した状
態で吸気行程付近で燃料噴射を行うことにより均質燃焼
を実現するとともに、シリンダ内にスワール成分を付与
した状態で圧縮行程付近で燃料噴射を行うことにより成
層燃焼を実現するようにした筒内噴射式内燃機関のピス
トンにおいて、 上記ペントルーフ型燃焼室を構成する２つの傾斜面にそ
れぞれ略平行となるように傾斜した吸気弁側傾斜面およ
び排気弁側傾斜面と、スキッシュエリアを構成するよう
に上記吸気弁側傾斜面および排気弁側傾斜面の外側に略
三日月形に形成された吸気弁側水平面および排気弁側水
平面と、上記吸気弁側傾斜面の大部分を覆うように、ピ
ストン外形円に対し偏心した位置に凹設された円形のキ
ャビティ燃焼室と、上記両傾斜面によって形成される凸
部の側部を構成し、かつ平坦な傾斜面からなる一対の凸
部側面と、この凸部側面の直線状をなす下縁の外側に略
三日月形に形成された一対の側部水平面と、を備えてい
ることを特徴とする筒内噴射式内燃機関のピストン。6. A pent roof type combustion chamber recessed in a cylinder head has two intake valves and two exhaust valves, has a spark plug substantially at the center of the cylinder, and
A fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder is arranged on the intake valve side, and achieves homogeneous combustion by performing fuel injection near the intake stroke with a tumble flow component added to the cylinder, In a piston of an in-cylinder injection type internal combustion engine in which stratified combustion is realized by performing fuel injection near a compression stroke in a state where a swirl component is applied, each of the two inclined surfaces forming the pent roof type combustion chamber is substantially The intake valve side inclined surface and the exhaust valve side inclined surface inclined so as to be parallel, and the intake air formed in a substantially crescent shape outside the intake valve side inclined surface and the exhaust valve side inclined surface so as to constitute a squish area. A circular cap recessed at a position eccentric to the piston outer circle so as to cover the valve side horizontal plane and the exhaust valve side horizontal plane and most of the intake valve side inclined surface. Vity combustion chamber, and constitute a side portion of the convex portion formed by the two inclined surfaces, and a pair of convex side surfaces consisting of a flat inclined surface, and the outside of the lower edge of the convex side surface is linear. A piston of a direct injection internal combustion engine, comprising: a pair of side horizontal surfaces formed in a substantially crescent shape. 【請求項７】 シリンダヘッドに凹設されたペントルー
フ型燃焼室に２つの吸気弁および２つの排気弁を有する
とともに、シリンダ略中央に点火プラグを有し、かつ、
シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁が吸気弁側
に配置され、シリンダ内にタンブル流成分を付与した状
態で吸気行程付近で燃料噴射を行うことにより均質燃焼
を実現するとともに、シリンダ内にスワール成分を付与
した状態で圧縮行程付近で燃料噴射を行うことにより成
層燃焼を実現するようにした筒内噴射式内燃機関のピス
トンにおいて、 上記ペントルーフ型燃焼室を構成する２つの傾斜面にそ
れぞれ略平行となるように傾斜した吸気弁側傾斜面およ
び排気弁側傾斜面と、スキッシュエリアを構成するよう
に上記吸気弁側傾斜面および排気弁側傾斜面の外側に略
三日月形に形成された吸気弁側水平面および排気弁側水
平面と、上記吸気弁側傾斜面の大部分を覆うように、ピ
ストン外形円に対し偏心した位置に凹設された円形のキ
ャビティ 燃焼室と、上記両傾斜面によって形成される凸
部の側部を構成し、かつピストン外形円と同心の円錐面
からなる一対の円錐形側面と、を備え、 ピストン上死点位置において上記ペントルーフ型燃焼室
外周部と上記円錐形側面との間にガス流動可能な空間が
残存するように構成されていることを特徴とする筒内噴
射式内燃機関のピストン。 7. A pentle recessed in a cylinder head.
Two combustion valves with two intake valves and two exhaust valves
With a spark plug approximately in the center of the cylinder, and
The fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder is on the intake valve side
With a tumble flow component in the cylinder
Combustion by performing fuel injection near the intake stroke
And a swirl component in the cylinder
Fuel injection near the compression stroke in the
Pisces of a direct injection internal combustion engine that realizes stratified combustion
Tons, the two inclined surfaces forming the pent roof type combustion chamber
The intake valve side slopes that are inclined so as to be
And the squish area with the slope on the exhaust valve side.
Approximately outside the intake valve side slope and the exhaust valve side slope.
Crescent shaped horizontal surface on intake valve side and water on exhaust valve side
Pierce so as to cover the flat surface and most of the intake valve side inclined surface.
A circular key recessed at a position eccentric to the
A convexity formed by the cavity combustion chamber and the two inclined surfaces.
Conical surface that defines the side of the part and is concentric with the piston outer circle
And a pair of conical side surfaces comprising: a pent roof type combustion chamber at a piston top dead center position.
There is a space for gas flow between the outer periphery and the conical side surface.
In-cylinder injection characterized by being configured to remain
A piston for a firing internal combustion engine.
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