JP2001140695A - ピストン構造 - Google Patents
ピストン構造Info
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- cylinder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- 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
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリンダライナーの早期摩耗を防止でき、耐
久性を向上できるピストン構造を提供することにある。 【解決手段】 ピストン頂部１６に燃焼室７となる凹部
２０を設けたピストン構造において、凹部２０はピスト
ン中心線Ｌから偏位して形成され、同偏位方向Ｂであっ
てピストン頂部１６の外周縁を成すトップランド部ｄに
カットバック部Ｅを形成したことを特徴とする。
久性を向上できるピストン構造を提供することにある。 【解決手段】 ピストン頂部１６に燃焼室７となる凹部
２０を設けたピストン構造において、凹部２０はピスト
ン中心線Ｌから偏位して形成され、同偏位方向Ｂであっ
てピストン頂部１６の外周縁を成すトップランド部ｄに
カットバック部Ｅを形成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ン構造、特に、ピストン頂部に燃焼室となる凹部を設け
たピストン構造に関する。
ン構造、特に、ピストン頂部に燃焼室となる凹部を設け
たピストン構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関はその燃焼室に供給した燃料を
燃焼して高温高圧の燃焼ガスを発生させ、その際、ピス
トンが燃焼ガスより受けたガス圧力をコンロッドを介し
てクランクシャフトに回転力として伝える。このような
エンジン駆動時に、ピストンはコンロッドに対してピス
トンピン回りに首振り作動し、その際、ピストン頂部や
スカート部を介してシリンダライナーの内壁に側圧を伝
えつつ往復摺動する。このため、ピストンは全体として
十分な機械的強度を要求され、その上面は高温高圧にさ
らされることより十分な耐熱性が要求され、特に、ピス
トン外周壁はシリンダ内壁と摺接することより十分な耐
摩耗性を要求され、しかも、高速化に伴い軽量化を図り
易く、しかも、熱伝導性がよいことも必要とされ、アル
ミニウム合金で製造されることが多い。
燃焼して高温高圧の燃焼ガスを発生させ、その際、ピス
トンが燃焼ガスより受けたガス圧力をコンロッドを介し
てクランクシャフトに回転力として伝える。このような
エンジン駆動時に、ピストンはコンロッドに対してピス
トンピン回りに首振り作動し、その際、ピストン頂部や
スカート部を介してシリンダライナーの内壁に側圧を伝
えつつ往復摺動する。このため、ピストンは全体として
十分な機械的強度を要求され、その上面は高温高圧にさ
らされることより十分な耐熱性が要求され、特に、ピス
トン外周壁はシリンダ内壁と摺接することより十分な耐
摩耗性を要求され、しかも、高速化に伴い軽量化を図り
易く、しかも、熱伝導性がよいことも必要とされ、アル
ミニウム合金で製造されることが多い。
【０００３】ところで、要求出力に応じてリーン運転と
リーン以外の運転を可能とすべく、燃焼室への直接燃料
噴射のタイミングを吸気行程あるいは圧縮行程で行うこ
とが出来る筒内噴射型の内燃機関が知られている。この
筒内噴射型の内燃機関で用いるピストンは、そのピスト
ン頂部の上面に凹部を形成し、同凹部とシリンダヘッド
側の内壁とで比較的小容量の燃焼室を形成でき、同凹部
にリーン運転時には燃料噴射を行い、点火プラグで着火
し、希薄燃焼を可能としている。
リーン以外の運転を可能とすべく、燃焼室への直接燃料
噴射のタイミングを吸気行程あるいは圧縮行程で行うこ
とが出来る筒内噴射型の内燃機関が知られている。この
筒内噴射型の内燃機関で用いるピストンは、そのピスト
ン頂部の上面に凹部を形成し、同凹部とシリンダヘッド
側の内壁とで比較的小容量の燃焼室を形成でき、同凹部
にリーン運転時には燃料噴射を行い、点火プラグで着火
し、希薄燃焼を可能としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような筒内噴射型
の内燃機関の場合、凹部はピストン中心から偏位して形
成され、凹部周縁の一部がピストン頂部の外周縁を成す
ランド部に接近配備される。このように、凹部即ち、燃
焼室がランド部に接近しているため、経時的に凹部側の
ランド部上に固くて厚いカーボンが粘着あるいは固着し
易くなり、この滞積カーボンはピストンの首振りにより
押し固められ、硬い滞積物となり、これがシリンダライ
ナーを擦り、早期に過大摩耗を生じさせることがある。
本発明は、上述の課題に基づき、シリンダライナーの早
期摩耗を防止でき、耐久性を向上できるピストン構造を
提供することを目的とする。
の内燃機関の場合、凹部はピストン中心から偏位して形
成され、凹部周縁の一部がピストン頂部の外周縁を成す
ランド部に接近配備される。このように、凹部即ち、燃
焼室がランド部に接近しているため、経時的に凹部側の
ランド部上に固くて厚いカーボンが粘着あるいは固着し
易くなり、この滞積カーボンはピストンの首振りにより
押し固められ、硬い滞積物となり、これがシリンダライ
ナーを擦り、早期に過大摩耗を生じさせることがある。
本発明は、上述の課題に基づき、シリンダライナーの早
期摩耗を防止でき、耐久性を向上できるピストン構造を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、ピストン頂部に燃焼室とな
る凹部を設けたピストン構造において、上記凹部はピス
トン中心から偏位して形成され、同偏位方向に位置し上
記ピストン頂部の外周縁を成すランド部にカットバック
部を形成している。このように、偏位方向に位置する部
分にカットバック部を形成し、そこに比較的大きな隙間
を形成し、この隙間への火炎の侵入を容易化した。この
ため、カットバック部に生成されるカーボンを火炎によ
って容易に燃焼でき、ランド部に滞積カーボンが付着し
硬い滞積物が生成されることを防止でき、シリンダライ
ナーの早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐久性
を向上させることができ、ブローバイガス量の低減を図
れる。
めに、請求項１の発明では、ピストン頂部に燃焼室とな
る凹部を設けたピストン構造において、上記凹部はピス
トン中心から偏位して形成され、同偏位方向に位置し上
記ピストン頂部の外周縁を成すランド部にカットバック
部を形成している。このように、偏位方向に位置する部
分にカットバック部を形成し、そこに比較的大きな隙間
を形成し、この隙間への火炎の侵入を容易化した。この
ため、カットバック部に生成されるカーボンを火炎によ
って容易に燃焼でき、ランド部に滞積カーボンが付着し
硬い滞積物が生成されることを防止でき、シリンダライ
ナーの早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐久性
を向上させることができ、ブローバイガス量の低減を図
れる。
【０００６】好ましくは、上記ピストン構造は筒内噴射
型の内燃機関に設けられることが良い。この筒内噴射型
の内燃機関の場合、リーン運転域以外の運転域で、吸気
行程での燃料噴霧がなされ、噴霧燃料がランド部とシリ
ンダライナーとの隙間側に侵入する比率が高いが、偏位
方向に位置する部分にカットバック部を形成し、そこに
比較的大きな隙間を形成し、この隙間への火炎の侵入を
容易化した。このため、カットバックに生成されるカー
ボンを火炎によって容易に燃焼でき、シリンダライナー
の早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐久性を向
上させることができ、ブローバイガス量の低減をも図れ
る。
型の内燃機関に設けられることが良い。この筒内噴射型
の内燃機関の場合、リーン運転域以外の運転域で、吸気
行程での燃料噴霧がなされ、噴霧燃料がランド部とシリ
ンダライナーとの隙間側に侵入する比率が高いが、偏位
方向に位置する部分にカットバック部を形成し、そこに
比較的大きな隙間を形成し、この隙間への火炎の侵入を
容易化した。このため、カットバックに生成されるカー
ボンを火炎によって容易に燃焼でき、シリンダライナー
の早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐久性を向
上させることができ、ブローバイガス量の低減をも図れ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態とし
てのピストン構造を採用したピストン１を示した。この
ピストン１は筒内噴射型内燃機関（以下単にエンジン２
と記す）に装着される。なお、エンジン２は４サイクル
４弁式で直列４気筒であるが、各気筒の構成が同一であ
り、ここでは１の気筒のピストン１に関して主に説明す
る。
てのピストン構造を採用したピストン１を示した。この
ピストン１は筒内噴射型内燃機関（以下単にエンジン２
と記す）に装着される。なお、エンジン２は４サイクル
４弁式で直列４気筒であるが、各気筒の構成が同一であ
り、ここでは１の気筒のピストン１に関して主に説明す
る。
【０００８】エンジン２はヘッドカバー３付きのシリン
ダヘッド４と、その下側のシリンダブロック５と、図示
しないクランクケース及びクランクカバーをこの順に重
ねて一体化して本体外郭部を形成している。エンジン２
の本体内部には、シリンダブロック５の一部を成しピス
トン１を嵌挿したシリンダライナー６と、ピストン１と
シリンダヘッド４の内壁４０１とに挟まれた燃焼室７
と、燃焼室７に連通可能な各一対の吸排気ポート８、９
（一方側のみ図示した）と、これら吸排気ポートを開閉
する各一対の吸排気弁１１、１２（一方側のみ図示し
た）と、これらを駆動する図示しない動弁系と、ピスト
ン１の往復動を回転運動に変換する図示しないクランク
シャフト及びコンロッド１３等が配備される。
ダヘッド４と、その下側のシリンダブロック５と、図示
しないクランクケース及びクランクカバーをこの順に重
ねて一体化して本体外郭部を形成している。エンジン２
の本体内部には、シリンダブロック５の一部を成しピス
トン１を嵌挿したシリンダライナー６と、ピストン１と
シリンダヘッド４の内壁４０１とに挟まれた燃焼室７
と、燃焼室７に連通可能な各一対の吸排気ポート８、９
（一方側のみ図示した）と、これら吸排気ポートを開閉
する各一対の吸排気弁１１、１２（一方側のみ図示し
た）と、これらを駆動する図示しない動弁系と、ピスト
ン１の往復動を回転運動に変換する図示しないクランク
シャフト及びコンロッド１３等が配備される。
【０００９】シリンダヘッド４はシリンダライナー６の
中心に沿ったシリンダ軸線Ｌを含む図示しない縦向き平
面を配備したと仮定し、その縦向き平面を挾んで一方側
に一対の吸気ポート（手前側のみ図示した）８を他方側
に一対の排気ポート９（手前側のみ図示した）をそれぞ
れ備える。なお、シリンダヘッド４に形成され燃焼室７
と対向する内壁４０１は紙面垂直方向に長い楔状凹部と
して形成され、その楔状凹部を成す内壁４０１の左側部
位に吸気弁１１で開閉される吸気ポート８が、右側部位
に排気弁１２で開閉される排気ポート９がそれぞれ形成
される。更に、楔状凹部を成す内壁４０１のほぼ中央位
置には点火プラグ１４が装着され，吸気ポート８のシリ
ンダ外周側部位にはインジェクタ１５が装着される。シ
リンダライナー６は、図３に示すように、内壁面６０１
がほぼ真円状に形成され、これに嵌着されるピストン１
の外周部に設けられたピストンリングｒ１，ｒ２および
オイルリングｒ０（図４参照）が摺接する。
中心に沿ったシリンダ軸線Ｌを含む図示しない縦向き平
面を配備したと仮定し、その縦向き平面を挾んで一方側
に一対の吸気ポート（手前側のみ図示した）８を他方側
に一対の排気ポート９（手前側のみ図示した）をそれぞ
れ備える。なお、シリンダヘッド４に形成され燃焼室７
と対向する内壁４０１は紙面垂直方向に長い楔状凹部と
して形成され、その楔状凹部を成す内壁４０１の左側部
位に吸気弁１１で開閉される吸気ポート８が、右側部位
に排気弁１２で開閉される排気ポート９がそれぞれ形成
される。更に、楔状凹部を成す内壁４０１のほぼ中央位
置には点火プラグ１４が装着され，吸気ポート８のシリ
ンダ外周側部位にはインジェクタ１５が装着される。シ
リンダライナー６は、図３に示すように、内壁面６０１
がほぼ真円状に形成され、これに嵌着されるピストン１
の外周部に設けられたピストンリングｒ１，ｒ２および
オイルリングｒ０（図４参照）が摺接する。
【００１０】図１〜図４に示すようにピストン１は燃焼
室７と対向するピストン頂部１６と、シリンダライナー
６に対向するスカート部１７と、ピストン頂部１６の内
側壁である下壁より下方に突設された一対のピンボス部
１９とを備える。図２に示すように、ピストン頂部１６
の外周壁には複数のピストンリングｒ１，ｒ２用のリン
グ溝２２、２３およびオイルリングｒ０用のリング溝３
０がこの順で上下方向に互いに所定間隔を隔てて形成さ
れる。なお、符号ｇはオイル抜き穴を示す。
室７と対向するピストン頂部１６と、シリンダライナー
６に対向するスカート部１７と、ピストン頂部１６の内
側壁である下壁より下方に突設された一対のピンボス部
１９とを備える。図２に示すように、ピストン頂部１６
の外周壁には複数のピストンリングｒ１，ｒ２用のリン
グ溝２２、２３およびオイルリングｒ０用のリング溝３
０がこの順で上下方向に互いに所定間隔を隔てて形成さ
れる。なお、符号ｇはオイル抜き穴を示す。
【００１１】ピストン頂部１６はその上面に凹部２０及
び隆起部２１が形成される。凹部２０及び隆起部２１は
ほぼシリンダ軸線Ｌに沿った吸気ポート８を経て降下流
動してきた吸気をスムーズに反転し、逆タンブル流ＴＦ
として流動させるべく形成される。隆起部２１はその上
面が楔状凹部を成す内壁４０１に一様に対向するような
楔状突部を成し、吸気ポート１２との対向面側に凹部２
０を偏らせて形成し、排気ポート１３との対向面側に傾
斜壁面ｆを形成し、中央にエンジン本体の長手方向Ａ
（図３参照）に連続する屈曲峰部ｅを形成する。なお、
屈曲峰部ｅはその両端部が直状を成し、中間部が凹部２
０と傾斜壁面ｆとが交わる湾曲峰部として形成される。
このような形状を採ることで、ピストン２が圧縮上死点
ＴＤＣ（図１の実線で示す位置）に移動した際に、傾斜
壁面ｆと楔状凹部を成す内壁４０１により挟まれたすき
間からのエアが峰部ｅを越えて、凹部２０側にスキッシ
ュ流ＳＦとして押し出され、逆タンブル流ＴＦの反転流
動を助長できる。
び隆起部２１が形成される。凹部２０及び隆起部２１は
ほぼシリンダ軸線Ｌに沿った吸気ポート８を経て降下流
動してきた吸気をスムーズに反転し、逆タンブル流ＴＦ
として流動させるべく形成される。隆起部２１はその上
面が楔状凹部を成す内壁４０１に一様に対向するような
楔状突部を成し、吸気ポート１２との対向面側に凹部２
０を偏らせて形成し、排気ポート１３との対向面側に傾
斜壁面ｆを形成し、中央にエンジン本体の長手方向Ａ
（図３参照）に連続する屈曲峰部ｅを形成する。なお、
屈曲峰部ｅはその両端部が直状を成し、中間部が凹部２
０と傾斜壁面ｆとが交わる湾曲峰部として形成される。
このような形状を採ることで、ピストン２が圧縮上死点
ＴＤＣ（図１の実線で示す位置）に移動した際に、傾斜
壁面ｆと楔状凹部を成す内壁４０１により挟まれたすき
間からのエアが峰部ｅを越えて、凹部２０側にスキッシ
ュ流ＳＦとして押し出され、逆タンブル流ＴＦの反転流
動を助長できる。
【００１２】図３に示すように、ピストン頂部１６はそ
の平面視において、凹部２０をシリンダ軸線と一致する
ピストン中心線Ｌ側よりシリンダブロック５の一側壁側
である偏位方向Ｂに偏らせて形成し、しかも、凹部２０
のピストン中心側周縁を点火プラグ１４と対向させる。
これにより、凹部２０内で逆タンブル流ＴＦと共に流動
する燃料を比較的容易に点火プラグ１４に導くことがで
き、着火を容易化できる。
の平面視において、凹部２０をシリンダ軸線と一致する
ピストン中心線Ｌ側よりシリンダブロック５の一側壁側
である偏位方向Ｂに偏らせて形成し、しかも、凹部２０
のピストン中心側周縁を点火プラグ１４と対向させる。
これにより、凹部２０内で逆タンブル流ＴＦと共に流動
する燃料を比較的容易に点火プラグ１４に導くことがで
き、着火を容易化できる。
【００１３】図２、図３に示すように、ピストン１のト
ップランド部ｄ上であって、凹部２０の偏位方向Ｂであ
るシリンダブロック５の一側面側部位には、それ以外の
領域より間隔αだけトップランド部ｄを切欠したカット
バック部Ｅを形成した。ここでのカットバック部Ｅはピ
ストン１のトップランド部ｄ上であってその略１／３の
領域に形成され、凹部２０との相対間隔が比較的狭い領
域を全て覆うように構成される。このようなピストン１
をシリンダライナー６に嵌挿したことにより、ピストン
１のトップランド部ｄとシリンダライナー６の内壁面６
０１との隙間はカットバック部Ｅで比較的大きなｔ２と
成り、カットバック部Ｅ以外の部位で比較的小さなｔ１
（＜ｔ２）となる。
ップランド部ｄ上であって、凹部２０の偏位方向Ｂであ
るシリンダブロック５の一側面側部位には、それ以外の
領域より間隔αだけトップランド部ｄを切欠したカット
バック部Ｅを形成した。ここでのカットバック部Ｅはピ
ストン１のトップランド部ｄ上であってその略１／３の
領域に形成され、凹部２０との相対間隔が比較的狭い領
域を全て覆うように構成される。このようなピストン１
をシリンダライナー６に嵌挿したことにより、ピストン
１のトップランド部ｄとシリンダライナー６の内壁面６
０１との隙間はカットバック部Ｅで比較的大きなｔ２と
成り、カットバック部Ｅ以外の部位で比較的小さなｔ１
（＜ｔ２）となる。
【００１４】このようなエンジン２は吸入行程で吸気ポ
ートより吸気を受け、圧縮行程で吸気を逆タンブル流Ｔ
Ｆとして旋回させつつ圧縮し、運転域に応じて圧縮行程
あるいは吸気行程で筒内に燃料噴霧を行い、ピストン１
が圧縮上死点ＴＤＣ直前で燃焼室７の混合気に点火プラ
グ１４により着火処理がなされ、燃焼行程へと進む。そ
の燃焼行程でピストン頂部１６が受けた燃焼ガス圧の合
力は各ピンボス部１９よりピストンピン２４、コンロッ
ド１３を介し図示しないクランクシャフト側に回転力と
して出力される。
ートより吸気を受け、圧縮行程で吸気を逆タンブル流Ｔ
Ｆとして旋回させつつ圧縮し、運転域に応じて圧縮行程
あるいは吸気行程で筒内に燃料噴霧を行い、ピストン１
が圧縮上死点ＴＤＣ直前で燃焼室７の混合気に点火プラ
グ１４により着火処理がなされ、燃焼行程へと進む。そ
の燃焼行程でピストン頂部１６が受けた燃焼ガス圧の合
力は各ピンボス部１９よりピストンピン２４、コンロッ
ド１３を介し図示しないクランクシャフト側に回転力と
して出力される。
【００１５】このようなエンジン２が吸気行程噴射運転
域にあると、吸気行程で、即ち、ピストン１が下死点Ｂ
ＤＣ位置側にあって、燃料噴射弁１５が凹部２０と対向
しない運転域にある時、燃料噴霧が成され、この場合、
燃料噴霧は燃焼室７のほぼ全域に拡散し、これが逆タン
ブル流ＴＦにより撹拌され、圧縮行程で圧縮の後、着火
処理がなされ、燃焼行程へと進む。この吸気行程噴射運
転域では、逆タンブル流ＴＦにより燃料噴霧の一部がト
ップランド部ｄとシリンダライナーの内壁面６０１との
隙間に侵入し易く、この場合、トップランド部ｄに経時
的に燃料やカーボンが粘着する傾向にある。
域にあると、吸気行程で、即ち、ピストン１が下死点Ｂ
ＤＣ位置側にあって、燃料噴射弁１５が凹部２０と対向
しない運転域にある時、燃料噴霧が成され、この場合、
燃料噴霧は燃焼室７のほぼ全域に拡散し、これが逆タン
ブル流ＴＦにより撹拌され、圧縮行程で圧縮の後、着火
処理がなされ、燃焼行程へと進む。この吸気行程噴射運
転域では、逆タンブル流ＴＦにより燃料噴霧の一部がト
ップランド部ｄとシリンダライナーの内壁面６０１との
隙間に侵入し易く、この場合、トップランド部ｄに経時
的に燃料やカーボンが粘着する傾向にある。
【００１６】更に、エンジン２が圧縮行程噴射運転域に
あると、圧縮行程で、即ち、ピストン１が上昇時にあっ
て、燃料噴射弁１５が凹部２０と対向する運転域にある
と、燃料噴霧が成された場合、燃料噴霧の大部分が凹部
２０と楔状凹部を成す内壁４０１とで覆われる燃焼室７
内で旋回して撹拌され、圧縮行程の後に着火処理がなさ
れ、燃焼行程へと進む。この圧縮行程噴射運転域では、
燃料噴射弁１５からの燃料噴霧が凹部２０内に比較的効
率良く噴霧されるが、その一部は、やはり、トップラン
ド部ｄとシリンダライナーの内壁面６０１との隙間に侵
入し、特に、噴射初期には凹部２０の外側に噴霧が飛散
しやすく、この場合も経時的にトップランド部ｄに燃料
やカーボンが粘着する傾向にある。
あると、圧縮行程で、即ち、ピストン１が上昇時にあっ
て、燃料噴射弁１５が凹部２０と対向する運転域にある
と、燃料噴霧が成された場合、燃料噴霧の大部分が凹部
２０と楔状凹部を成す内壁４０１とで覆われる燃焼室７
内で旋回して撹拌され、圧縮行程の後に着火処理がなさ
れ、燃焼行程へと進む。この圧縮行程噴射運転域では、
燃料噴射弁１５からの燃料噴霧が凹部２０内に比較的効
率良く噴霧されるが、その一部は、やはり、トップラン
ド部ｄとシリンダライナーの内壁面６０１との隙間に侵
入し、特に、噴射初期には凹部２０の外側に噴霧が飛散
しやすく、この場合も経時的にトップランド部ｄに燃料
やカーボンが粘着する傾向にある。
【００１７】しかし、このエンジン２で用いたピストン
１では、比較的カーボンが生成され易い位置である、凹
部２０の偏位方向Ｂに位置する部分にカットバック部Ｅ
を設け、ここに比較的大きな隙間ｔ２を形成した。この
ため、エンジンの全運転域において、この隙間ｔ２に侵
入してきた火炎によって容易にトップランド部ｄに付着
する燃料やカーボンを燃焼でき，トップランド部ｄに滞
積カーボンが付着し硬い滞積物が生成されることを防止
できる。このため、このピストン１を装備するエンジン
２は、従来のエンジンのように、稼働時間の経過に比例
してシリンダライナーの摩耗が進むことがなく、カット
バック部Ｅを設け硬い滞積物の生成を排除したので、稼
働時間の経過によってもシリンダライナーの摩耗が進む
ことはほとんどない。このため、ピストン１を装備する
エンジン２はそのシリンダライナー６の耐久性を向上さ
せることができ、ブローバイガス量の低減を図ることも
できる。
１では、比較的カーボンが生成され易い位置である、凹
部２０の偏位方向Ｂに位置する部分にカットバック部Ｅ
を設け、ここに比較的大きな隙間ｔ２を形成した。この
ため、エンジンの全運転域において、この隙間ｔ２に侵
入してきた火炎によって容易にトップランド部ｄに付着
する燃料やカーボンを燃焼でき，トップランド部ｄに滞
積カーボンが付着し硬い滞積物が生成されることを防止
できる。このため、このピストン１を装備するエンジン
２は、従来のエンジンのように、稼働時間の経過に比例
してシリンダライナーの摩耗が進むことがなく、カット
バック部Ｅを設け硬い滞積物の生成を排除したので、稼
働時間の経過によってもシリンダライナーの摩耗が進む
ことはほとんどない。このため、ピストン１を装備する
エンジン２はそのシリンダライナー６の耐久性を向上さ
せることができ、ブローバイガス量の低減を図ることも
できる。
【００１８】図１のエンジン２で用いたピストン１は、
凹部２０の偏位方向Ｂ側のトップランド部ｄ上にシリン
ダ軸線と同一のピストン中心線Ｌに沿ったカットバック
部Ｅを形成したが、これに代えて、図５（ａ），（ｂ）
に示すように構成しても良い。ここでのピストン１ａ、
１ｂは図１のピストン１に代えてエンジン２に装着で
き、重複部分の説明を略す。
凹部２０の偏位方向Ｂ側のトップランド部ｄ上にシリン
ダ軸線と同一のピストン中心線Ｌに沿ったカットバック
部Ｅを形成したが、これに代えて、図５（ａ），（ｂ）
に示すように構成しても良い。ここでのピストン１ａ、
１ｂは図１のピストン１に代えてエンジン２に装着で
き、重複部分の説明を略す。
【００１９】図５（ａ）に示すピストン１ａは凹部２０
（図４参照）の偏位方向Ｂ側のトップランド部ｄ上にカ
ットバック部Ｅを形成するにあたり、それ以外の領域よ
り間隔α１だけ切欠され、円錐面ｆｃ状を成すトップラ
ンド部ｄを形成した。この場合、円錐面ｆｃ状を成すト
ップランド部ｄが火炎の侵入を容易化でき、そこに付着
する燃料やカーボンを容易に燃焼でき、しかもピストン
リングｒ１の穴深さの低下を比較的抑えることができ
る。図５（ｂ）に示すピストン１ｂはトップランド部ｄ
に間隔α２だけ切欠されたカットバック部Ｅを形成する
のに加え、セカンドランド部ｄ２にもカットバック部Ｅ
と同じ領域にカットバック部Ｅ２を形成した。この場
合、セカンドランド部ｄ２側に達した燃料やカーボンを
燃焼でき，トップランド部ｄおよびセカンドランド部ｄ
２に滞積カーボンが付着し硬い滞積物が生成されること
を防止でき、シリンダライナー６の内壁面６０１の早期
摩耗がより確実に抑えられ、シリンダライナー６の耐久
性をより向上させることができ、ブローバイガス量の低
減をより確実に図ることができる。
（図４参照）の偏位方向Ｂ側のトップランド部ｄ上にカ
ットバック部Ｅを形成するにあたり、それ以外の領域よ
り間隔α１だけ切欠され、円錐面ｆｃ状を成すトップラ
ンド部ｄを形成した。この場合、円錐面ｆｃ状を成すト
ップランド部ｄが火炎の侵入を容易化でき、そこに付着
する燃料やカーボンを容易に燃焼でき、しかもピストン
リングｒ１の穴深さの低下を比較的抑えることができ
る。図５（ｂ）に示すピストン１ｂはトップランド部ｄ
に間隔α２だけ切欠されたカットバック部Ｅを形成する
のに加え、セカンドランド部ｄ２にもカットバック部Ｅ
と同じ領域にカットバック部Ｅ２を形成した。この場
合、セカンドランド部ｄ２側に達した燃料やカーボンを
燃焼でき，トップランド部ｄおよびセカンドランド部ｄ
２に滞積カーボンが付着し硬い滞積物が生成されること
を防止でき、シリンダライナー６の内壁面６０１の早期
摩耗がより確実に抑えられ、シリンダライナー６の耐久
性をより向上させることができ、ブローバイガス量の低
減をより確実に図ることができる。
【００２０】図１のピストン１は筒内噴射型内燃機関で
あるエンジン２に装着されていたが、これに限定される
ものではなく、ピストン頂部に外周側に偏位した凹部を
設けたその他の各種エンジンにも適用でき、これらの場
合も、図１のピストン１と同様の作用効果を得られる。
あるエンジン２に装着されていたが、これに限定される
ものではなく、ピストン頂部に外周側に偏位した凹部を
設けたその他の各種エンジンにも適用でき、これらの場
合も、図１のピストン１と同様の作用効果を得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は、ピス
トンのランド部上で、凹部がピストン中心より偏位した
偏位方向に位置する部分にカットバック部を形成し、そ
こに比較的大きな隙間を形成し、この隙間への火炎の侵
入を容易化した。このため、カットバック部に生成され
るカーボン等を燃焼でき、ランド部に滞積カーボンが付
着し硬い滞積物が生成されることが防止され、シリンダ
ライナーの早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐
久性を向上させることができ、ブローバイガス量の低減
を図れる。
トンのランド部上で、凹部がピストン中心より偏位した
偏位方向に位置する部分にカットバック部を形成し、そ
こに比較的大きな隙間を形成し、この隙間への火炎の侵
入を容易化した。このため、カットバック部に生成され
るカーボン等を燃焼でき、ランド部に滞積カーボンが付
着し硬い滞積物が生成されることが防止され、シリンダ
ライナーの早期摩耗が抑えられ、シリンダライナーの耐
久性を向上させることができ、ブローバイガス量の低減
を図れる。
【図１】本発明の一実施形態としてのピストン構造を適
用したエンジンの要部概略断面図である。
用したエンジンの要部概略断面図である。
【図２】図１中のピストンの拡大側面図である。
【図３】図１中のピストンの平面図である。
【図４】図１中のピストンの拡大側断面図である。
【図５】図１のピストンに代えて使用可能なピストンの
要部断面図であり、（ａ）は第１変形例，（ｂ）は第２
変形例を示す。
要部断面図であり、（ａ）は第１変形例，（ｂ）は第２
変形例を示す。
１ ピストン ２ エンジン １６ ピストン頂部 ７ 燃焼室 ２０ 凹部 ｄ トップランド部 Ｂ 偏位方向 Ｅ カットバック部 Ｌ ピストン中心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 秀樹 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 波多野 清 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 中井 英雄 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 前田 卓雄 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 今井 智之 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA11 AA15 AB03 AC05 AD02 AD06 AE02 AF01 AG02
Claims (1)
- 【請求項１】ピストン頂部に燃焼室となる凹部を設けた
ピストン構造において、 上記凹部はピストン中心から偏位して形成され、同偏位
方向であって上記ピストン頂部の外周縁を成すランド部
にカットバック部を形成したことを特徴とするピストン
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32243299A JP3921317B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | ピストン構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32243299A JP3921317B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | ピストン構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001140695A true JP2001140695A (ja) | 2001-05-22 |
| JP3921317B2 JP3921317B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=18143616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32243299A Expired - Fee Related JP3921317B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | ピストン構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3921317B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105736123A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-07-06 | 三菱自动车工业株式会社 | 缸内喷射式发动机用活塞 |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32243299A patent/JP3921317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105736123A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-07-06 | 三菱自动车工业株式会社 | 缸内喷射式发动机用活塞 |
| JP2016121563A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射式エンジン用ピストン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3921317B2 (ja) | 2007-05-30 |
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