JPH086589B2 - 直噴式内燃機関 - Google Patents
直噴式内燃機関Info
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- JPH086589B2 JPH086589B2 JP61123592A JP12359286A JPH086589B2 JP H086589 B2 JPH086589 B2 JP H086589B2 JP 61123592 A JP61123592 A JP 61123592A JP 12359286 A JP12359286 A JP 12359286A JP H086589 B2 JPH086589 B2 JP H086589B2
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- combustion engine
- internal combustion
- direct injection
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- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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-
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- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は直噴式内燃機関に係り、特にペントルーフ状
のピストン冠面に形成される燃焼室の形状を改良した直
噴式内燃機関に関する。
のピストン冠面に形成される燃焼室の形状を改良した直
噴式内燃機関に関する。
［従来の技術］ 一般に内燃機関としては、吸入・排気バルブの数によ
らず、これらの径をより大きくとり、吸入・排気効率を
より良くするために、バルブ軸をＶ字状に傾斜させ、シ
リンダヘッド下面を逆Ｖ字状に形成したいわゆるペント
ルーフ形式のものが知られている。かかる形式を直噴式
の内燃機関に採用する場合、ピストン冠面とシリンダヘ
ッド下面との間に生じる無駄容積部分を最小にし、高い
圧縮比（16以上）を得る必要上、第５図に示すようにピ
ストン冠面１をもペントルーフ状のシリンダヘッド下面
２に対応させて形成する必要がある。尚、上記無駄容積
部分を更に小さくするために、シリンダヘッド下面２の
凹形状及ピストン冠面１の凸形状を加工により精度良く
製作する案が特願昭59−74190号、特願昭59−78336号に
よってなされている。
らず、これらの径をより大きくとり、吸入・排気効率を
より良くするために、バルブ軸をＶ字状に傾斜させ、シ
リンダヘッド下面を逆Ｖ字状に形成したいわゆるペント
ルーフ形式のものが知られている。かかる形式を直噴式
の内燃機関に採用する場合、ピストン冠面とシリンダヘ
ッド下面との間に生じる無駄容積部分を最小にし、高い
圧縮比（16以上）を得る必要上、第５図に示すようにピ
ストン冠面１をもペントルーフ状のシリンダヘッド下面
２に対応させて形成する必要がある。尚、上記無駄容積
部分を更に小さくするために、シリンダヘッド下面２の
凹形状及ピストン冠面１の凸形状を加工により精度良く
製作する案が特願昭59−74190号、特願昭59−78336号に
よってなされている。
ところで、従来の平坦なピストン冠面を有する内燃機
関においては、吸気ポートによって作り出されたシリン
ダ内のスワールを圧縮行程後期の一様なスキッシュによ
りピストン冠面の略中央に位置する燃焼室（キャビテ
ィ）内へ一様に減衰することなく押し込められ、噴射さ
れた燃料と空気との混合がスムーズに行なわれる。
関においては、吸気ポートによって作り出されたシリン
ダ内のスワールを圧縮行程後期の一様なスキッシュによ
りピストン冠面の略中央に位置する燃焼室（キャビテ
ィ）内へ一様に減衰することなく押し込められ、噴射さ
れた燃料と空気との混合がスムーズに行なわれる。
［発明が解決しようとする問題点］ ところが、シリンダヘッド下面２及びピストン冠面１
をペントルーフ状になした内燃機関にあっては、第４図
〜第６図に示す如く燃焼室３の開口周縁部に高低がで
き、ピストン冠面１と燃焼室３の内周壁４とのなす角θ
1,θ２も場所により異なるため、スワールＳに乱れや減
衰を生じ、またスキッシュＱの強さや方向も不均一とな
り、燃焼室３内の押し込まれる空気と噴射される燃料と
の混合が不充分となり易い。また膨張行程時の逆スキッ
シュも周方向で強弱ができてしまうため火炎の伝播にバ
ラツキが生じ易い。従って、全体としてシリンダ内の空
気が有効に活用されないまま燃焼期間が終了し、排出さ
れるため、HC,スモークの増加、出力の低下を招くとい
う問題があった。
をペントルーフ状になした内燃機関にあっては、第４図
〜第６図に示す如く燃焼室３の開口周縁部に高低がで
き、ピストン冠面１と燃焼室３の内周壁４とのなす角θ
1,θ２も場所により異なるため、スワールＳに乱れや減
衰を生じ、またスキッシュＱの強さや方向も不均一とな
り、燃焼室３内の押し込まれる空気と噴射される燃料と
の混合が不充分となり易い。また膨張行程時の逆スキッ
シュも周方向で強弱ができてしまうため火炎の伝播にバ
ラツキが生じ易い。従って、全体としてシリンダ内の空
気が有効に活用されないまま燃焼期間が終了し、排出さ
れるため、HC,スモークの増加、出力の低下を招くとい
う問題があった。
本発明はかかる問題点を解決すべくなされたもので、
空気と燃料とを充分に混合させることができ、HC,スモ
ークの低減、出力の向上が図れる直噴式内燃機関を提供
することを目的とする。
空気と燃料とを充分に混合させることができ、HC,スモ
ークの低減、出力の向上が図れる直噴式内燃機関を提供
することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ペントルーフ状のシリンダヘッド下面と対
応するように形成されたピストン冠面の中央部に、下端
位置が揃った垂直な内周壁を以て開口した燃焼室を設
け、燃焼室の開口周縁部の全周に亘って同じ幅の水平な
気流案内面を形成し、気流案内面と冠面とに落差がある
区間にはこれらを結ぶ傾斜面を設けたものである。
応するように形成されたピストン冠面の中央部に、下端
位置が揃った垂直な内周壁を以て開口した燃焼室を設
け、燃焼室の開口周縁部の全周に亘って同じ幅の水平な
気流案内面を形成し、気流案内面と冠面とに落差がある
区間にはこれらを結ぶ傾斜面を設けたものである。
［作 用］ 燃焼室の開口周縁部の平坦な気流案内面によってスワ
ールが減衰されることなく燃焼室内に流入するので燃焼
室内には一様なスワールが確保される。また燃焼室の開
口周縁部と内周壁とのなす角が周方向に一定となるた
め、その角をまわり込む気流の条件が等しくなり、スキ
ッシュ及び逆スキッシュの強さや方向と均一化が確保さ
れる。これにより、燃焼室内に押し込まれる空気と噴射
される燃料との混合が充分に行なわれ、火炎の伝播も均
一になりシリンダ内の空気が燃焼時に有効に活用される
ことになる。
ールが減衰されることなく燃焼室内に流入するので燃焼
室内には一様なスワールが確保される。また燃焼室の開
口周縁部と内周壁とのなす角が周方向に一定となるた
め、その角をまわり込む気流の条件が等しくなり、スキ
ッシュ及び逆スキッシュの強さや方向と均一化が確保さ
れる。これにより、燃焼室内に押し込まれる空気と噴射
される燃料との混合が充分に行なわれ、火炎の伝播も均
一になりシリンダ内の空気が燃焼時に有効に活用される
ことになる。
［実施例］ 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。
る。
第１図において、５は直噴式内燃機関のシリンダヘッ
ドであり、このシリンダヘッド５には吸気・排気バルブ
6,7がそのバルブ軸をＶ字状に傾斜させて設けられ、シ
リンダヘッド下面２はいわゆるペントルーフ状に形成さ
れている。また、シリンダ８内に嵌挿されたピストン９
の冠面１もシリンダヘッド下面２の形状に対応して形成
され、ピストン冠面１の略中央部には第２図に示す如く
平面円形の燃焼室３が窪んで形成されている。
ドであり、このシリンダヘッド５には吸気・排気バルブ
6,7がそのバルブ軸をＶ字状に傾斜させて設けられ、シ
リンダヘッド下面２はいわゆるペントルーフ状に形成さ
れている。また、シリンダ８内に嵌挿されたピストン９
の冠面１もシリンダヘッド下面２の形状に対応して形成
され、ピストン冠面１の略中央部には第２図に示す如く
平面円形の燃焼室３が窪んで形成されている。
燃焼室３は下端位置が揃った垂直な、すなわちピスト
ン軸と並行な内周壁４を以て開口されている。
ン軸と並行な内周壁４を以て開口されている。
そして、ピストン冠面１における燃焼室３の開口周縁
部にはその周方向に沿って連続した平坦な気流案内面10
が形成されている。この気流案内面10は、開口周縁部の
全周に亘って同心円状に同じ幅ａ（例えばａ＝5mm程
度）で形成され、その面は水平に、すなわちピストン軸
と直交する向きになっており、内周壁４となす角θ４は
いずれの位置でも90度となっている。また図３に示すよ
うに、気流案内面10と冠面１とに落差がある区間には、
所定の角度（θ３＝45〜60度）を以てこれらを結ぶ傾斜
面11が設けられ、ピストン冠面１をまわり込んできた気
流が気流案内面10に過度に衝突しないど、燃焼室３内へ
流入するようになっている。すなわち傾斜角度θ３が60
度以上であるど、冠面１をまわり込んできた空気が気流
案内面10と衝突し燃焼室３への流入エネルギーが損失し
てしまい、45度以下では必要以上に容積増加を招いてし
まう。尚、気流案内面10及び傾斜面11は第３図中破線で
示すようなカッター12を用いてピストン冠面１を回転切
削することにより座ぐりの如く容易に形成することがで
きる。
部にはその周方向に沿って連続した平坦な気流案内面10
が形成されている。この気流案内面10は、開口周縁部の
全周に亘って同心円状に同じ幅ａ（例えばａ＝5mm程
度）で形成され、その面は水平に、すなわちピストン軸
と直交する向きになっており、内周壁４となす角θ４は
いずれの位置でも90度となっている。また図３に示すよ
うに、気流案内面10と冠面１とに落差がある区間には、
所定の角度（θ３＝45〜60度）を以てこれらを結ぶ傾斜
面11が設けられ、ピストン冠面１をまわり込んできた気
流が気流案内面10に過度に衝突しないど、燃焼室３内へ
流入するようになっている。すなわち傾斜角度θ３が60
度以上であるど、冠面１をまわり込んできた空気が気流
案内面10と衝突し燃焼室３への流入エネルギーが損失し
てしまい、45度以下では必要以上に容積増加を招いてし
まう。尚、気流案内面10及び傾斜面11は第３図中破線で
示すようなカッター12を用いてピストン冠面１を回転切
削することにより座ぐりの如く容易に形成することがで
きる。
以上の構成によれば、燃焼室３の開口周縁部に水平で
同じ幅ａの気流案内面10が形成されているので、燃焼室
３の開口周縁部が凹凸のものと異なり、スワールＳが減
衰することなく燃焼室３内に流入することになり、燃焼
室３内には一様なスワールSaが確保されることになる。
すなわち全周に亘って同等な気流案内面10を経ることに
よって、周方向に上り下りがある冠面１のどの部位から
流入してきた空気であっても、その旋回の強弱の差が解
消され、スワールが一様になるものである。また、燃焼
室３の周縁部と内周壁４とのなす角θ４が周方向に一定
であるため、気流がその角θ４をまわり込む条件がいず
れの方向からも等しくなり、スキッシュ及び逆スキッシ
ュの強さや方向の均一化が確保される。
同じ幅ａの気流案内面10が形成されているので、燃焼室
３の開口周縁部が凹凸のものと異なり、スワールＳが減
衰することなく燃焼室３内に流入することになり、燃焼
室３内には一様なスワールSaが確保されることになる。
すなわち全周に亘って同等な気流案内面10を経ることに
よって、周方向に上り下りがある冠面１のどの部位から
流入してきた空気であっても、その旋回の強弱の差が解
消され、スワールが一様になるものである。また、燃焼
室３の周縁部と内周壁４とのなす角θ４が周方向に一定
であるため、気流がその角θ４をまわり込む条件がいず
れの方向からも等しくなり、スキッシュ及び逆スキッシ
ュの強さや方向の均一化が確保される。
これにより圧縮行程の後期に燃焼室３内に押し込めら
れる空気と噴射される燃料とが充分に混合されることに
なり、燃焼時には火炎の伝播が均一になり、シリンダ８
内の空気が有効に活用されることになる。従って、HC,
スモークの低減及び出力の向上が図れる。また、棚厚さ
ｈが周方向に等しくなるので、燃料噴射ノズルの噴射
角、噴射量等に特別な配慮を必要とすることはない。
れる空気と噴射される燃料とが充分に混合されることに
なり、燃焼時には火炎の伝播が均一になり、シリンダ８
内の空気が有効に活用されることになる。従って、HC,
スモークの低減及び出力の向上が図れる。また、棚厚さ
ｈが周方向に等しくなるので、燃料噴射ノズルの噴射
角、噴射量等に特別な配慮を必要とすることはない。
実施例では燃焼室３が円形の場合について説明した
が、燃焼室３は四角形等であってもよい。
が、燃焼室３は四角形等であってもよい。
［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のごとき優れた効果を
発揮する。
発揮する。
ペントルーフ状のピストン冠面の中央部に垂直な内周
壁を以て開口した燃焼室を設け、その開口周縁部の全周
に亘って同じ幅の水平な気流案内面を形成し、気流案内
面と冠面とに落差がある区間に傾斜面を設けたので、ス
ワール及びスキッシュ、逆スキッシュを均一にすること
ができ、空気と燃料とを充分に混合させることでHC,ス
モークの低減及び出力の向上が達成される。
壁を以て開口した燃焼室を設け、その開口周縁部の全周
に亘って同じ幅の水平な気流案内面を形成し、気流案内
面と冠面とに落差がある区間に傾斜面を設けたので、ス
ワール及びスキッシュ、逆スキッシュを均一にすること
ができ、空気と燃料とを充分に混合させることでHC,ス
モークの低減及び出力の向上が達成される。
第１図は本発明に係る直噴式内燃機関の一実施例を示す
断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ矢視図、第３図は第２図
Ｂ−Ｂ断面図、第４図は従来の直噴式内燃機関を示す断
面図、第５図は第４図Ｃ−Ｃ矢視図、第６図は第５図Ｄ
−Ｄ断面図である。図中、１はピストン冠面、２はシリ
ンダヘッド下面、３は燃焼室、10は気流案内面、11は傾
斜面である。
断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ矢視図、第３図は第２図
Ｂ−Ｂ断面図、第４図は従来の直噴式内燃機関を示す断
面図、第５図は第４図Ｃ−Ｃ矢視図、第６図は第５図Ｄ
−Ｄ断面図である。図中、１はピストン冠面、２はシリ
ンダヘッド下面、３は燃焼室、10は気流案内面、11は傾
斜面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−11626（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−96323（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−29303（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−49620（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−202631（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4541377（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ペントルーフ状のシリンダヘッド下面と対
応するように形成されたピストン冠面の中央部に、下端
位置が揃った垂直な内周壁を以て開口した燃焼室を設
け、該燃焼室の開口周縁部の全周に亘って同じ幅の水平
な気流案内面を形成し、該気流案内面と上記冠面とに落
差がある区間にはこれらを結ぶ傾斜面を設けたことを特
徴とする直噴式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61123592A JPH086589B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 直噴式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61123592A JPH086589B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 直噴式内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62282114A JPS62282114A (ja) | 1987-12-08 |
| JPH086589B2 true JPH086589B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=14864418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61123592A Expired - Lifetime JPH086589B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 直噴式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086589B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0916019B1 (en) * | 1997-06-03 | 2003-09-03 | Nissan Motor Company, Limited | Piston for cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine |
| DE102005060547A1 (de) * | 2005-12-17 | 2007-06-28 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP4851864B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2012-01-11 | 本田技研工業株式会社 | 燃料直噴ディーゼルエンジン |
| JP5920262B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2016-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4541377A (en) | 1985-01-23 | 1985-09-17 | Amos Louis A | Piston dome |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229303U (ja) * | 1975-08-22 | 1977-03-01 | ||
| JPS5996323U (ja) * | 1982-12-18 | 1984-06-29 | マツダ株式会社 | エンジンの燃焼室 |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61123592A patent/JPH086589B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4541377A (en) | 1985-01-23 | 1985-09-17 | Amos Louis A | Piston dome |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62282114A (ja) | 1987-12-08 |
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