JPS6229611B2 - - Google Patents

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JPS6229611B2
JPS6229611B2 JP56104574A JP10457481A JPS6229611B2 JP S6229611 B2 JPS6229611 B2 JP S6229611B2 JP 56104574 A JP56104574 A JP 56104574A JP 10457481 A JP10457481 A JP 10457481A JP S6229611 B2 JPS6229611 B2 JP S6229611B2
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JP
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recess
piston
internal combustion
combustion engine
inlet opening
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Daimler Benz AG
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピストンの凹所がピストン上面に設
けられて円筒状頸部を有する入口開口と、この頸
部から凹所の底部へ向かつて円錐状に広がる側壁
とをもち、凹所の全深さより大きい開口半径の所
で、側壁が平らに形成された凹所底部へ移行し、
噴射ノズルが壁をぬらすように凹所へ燃料噴射を
行なう、回転対称なピストン凹所をもつ自己点火
内燃機関に関する。このような内燃機関では、大
抵の場合流入して圧縮される空気の旋回運動が公
知の手段によつて行なわれる。すなわちノズル位
置および噴流方向の適当な選択により、燃料噴射
が空気の運動方向に行なわれる。
このような内燃機関はドイツ連邦共和国特許出
願公告第1032597号明細書によつて既に公知にな
つており、幅広い扇状噴流を噴射する噴射ノズル
が設けられて、噴射ノズル軸線の方向に延びる噴
射円錐がピストン凹所の縁へ当つて、燃料噴流の
一部だけがピストン凹所へ達するようになつてい
る。
縦方向に台形状断面をもつ別の構成も公知であ
り（ドイツ連邦共和国特許第864475号明細書）、
これでは噴流ノズル燃焼室凹所の頸部内にあるよ
うにこの噴射ノズルが近づけられており、多孔噴
射ノズルにより噴射を扇状に行なうこともできる
ようになつている。
さらに環状、円筒状あるいは双曲面状のピスト
ン凹所も公知である。
ピストン凹所のこれらすべての構成は、有害排
ガスおよび騒音の発生に関して満足できないとい
う欠点をもつている。その理由は、壁をぬらすこ
とによつて多少は良好な比較的低騒音の燃焼過程
が得られるが、特に低い回転数および無負荷運転
および半負荷運転における中間回転数において、
また燃焼しない燃料がピストン凹所の比較的低温
の縁および底部へ達し、そこで特にうずの中心で
燃焼用空気と不充分にしか混合せず、したがつて
不完全にしか燃焼しないからである。さらに上か
ら下へ斜めに向けられて壁をぬらすように噴射が
行なわれ、またピストン凹所の側壁が斜め下方へ
傾斜しているにもかかげらず、噴流と膨張娯程が
始まるため上方へ向く流れとが激しく衝突するこ
とによつて、燃料が傾斜した円錐台状側壁に沿つ
て望ましくないように上方へ移動し、ピストンの
端面をぬらすことがわかつた。したがつてこれら
の燃料微粒も不完全に燃焼する。凹所の底部とピ
ストンの端面とに付着する燃料の不完全な燃焼過
程は、さらに膨張による冷却によつても付加的な
不利な影響を受ける。
本発明の課題は、凹所へ噴射される燃料を完全
に燃焼するまで凹所空間内に留めることができる
ようにすることである。
この課題を解決するため本発明によれば、入口
開口の頸部が半径方向内方へ突出するカラーとし
て形成され、このカラーの内面が３mmの最大移行
半径で円錐状側壁へ移行し、この側壁が、凹所の
全深さの約12〜33％だけ凹所底部から離れた所
で、凹所内へとがつて突出する環状隆起の半径方
向内方へ張り出す隆起側面へ移行し、環状隆起の
他の隆起側面が丸められて凹所底部へ移行し、噴
射ノズルから噴射される燃料の噴流の衝突個所
が、軸線方向において環状隆起稜とピストン上面
とのほぼ中間にあるように、複数の噴流で噴射さ
れる燃料が側壁へ向けられている。
本発明によれば、入口開口の頸部が半径方向内
方へ突出するカラーとして形成され、このカラー
の内面が３mmの最大移行半径で円錐状側壁へ移行
していることにより、側壁に沿つて上方へ移動す
るまだ液状の燃料膜の他の部分が、突出するカラ
ーによつて留められるか、またはほぼ水平面へ転
向される。この転向により壁をぬらす燃料微粒の
流れ方向におけるせき止めが行なわれるので、そ
れから蒸発する燃料粒を絞り流のためそばを通る
空気―燃料混合気と共にうず巻かせるのに充分な
時間が得られる。カラーから入口開口への移行部
に形成される鋭い稜は燃料微粒の剥離を助長す
る。さらに入口開口まで狭くなる不連続な移行部
によつて、全体の流に対して逆向きのうずが形成
〓〓〓〓
され、ピストン凹所の側壁に沿つて上昇して壁を
ぬらす燃料に対し逆向きに作用して、これを側壁
から剥離して全体流へ入れる。それによりいつそ
う良好な混合気形成とこの燃料分のいつそう良好
な燃焼が行なわれる。さらに環状隆起側面の面と
ピストン凹所の底部との軸線方向間隔をピストン
凹所の全深さの約12ないし33％とすることによ
り、残余燃料膜の剥離が全周にわたつて同じ流れ
条件で行われる。側壁と底部との間の移行範囲
に、とがつて突出する環状隆起を設けることによ
りピストン凹所の底部やピストンの端面が燃料で
ぬれることに伴う欠点が回避され、特に最初の段
階では抑制されて空気を分配されて行なわれる噴
射の際、燃料微粒がうずにより捕えられて燃焼用
空気とよく混合されるようにすることができる。
燃料膜の大部分がピストン凹所の底部の方へ流下
する間に、うず巻により燃焼用空気との連続的な
混合が行なわれ、最後に環状隆起まで達し、残余
の燃料膜がとがつて突出するため高温の環状隆起
稜により蒸発せしめられ、剥離され、完全にうず
巻き、燃料微粒がピストン凹所の底部をぬらすこ
とがない。それによりほぼ完全な燃焼による良好
な効率に加えて、充填空気を最大に利用しながら
高い出力が確保され、なかんずく騒音の発生が最
小に低下される。噴射ノズルから噴射される燃料
の噴流がピストン凹所の側壁へ向けられ、しかも
噴流の衝突個所が軸線方向において環状隆起稜と
ピストン上面とのほぼ中間にあることにより、燃
焼がさらに改善される。
本発明の有利な構成では、環状隆起断面の尖端
がほぼ直角に互いに近づく２つの隆起側面により
形成され、さらに入口開口に近い方にある環状隆
起側面の断面がピストン上面に対してほぼ平行に
なつており、２ないし５mmの半径で側壁へ移行す
るようにすることができる。それにより壁をぬら
しながら環状隆起稜の所まで良好な流下が行なわ
れ、環状隆起の高温の稜の所における燃料膜の確
実な剥離が行なわれる。
さらに環状隆起の環状稜がピストン上面に対し
て平行な面内に延びているようにすることができ
る。
残余剥離膜を乱流により環状隆起稜の所で確実
に剥離できるようにするため、環状隆起の稜の直
径が、ピストン直径の約0.38ないし0.4倍である
入口開口の直径のほぼ0.9ないし1.1倍であるよう
にすることができる。
さらに噴射ノズルをピストン凹所に対し偏心し
てその入口開口内に設けることができる。
本発明の別の構成では、側壁の円錐角が約７な
いし15゜であるようにすることもできる。これに
より円錐角が大きいと、旋回が少なくるが、これ
は空気と燃料との良好な混合にとつて不利であ
る。
最後にピストン凹所の全深さが入口開口の直径
の約0.6ないし0.8倍であるようにすることができ
る。
図面に示された実施例について本発明をさらに
説明する。
第１図および第２図に示すピストン１はそのピ
ストン上面２に回転対称なピストン凹所３をも
ち、このピストン凹所３は円筒状頚部４とそれに
続く円錐状側壁５とから形成され、側壁５と底部
６との間に断面がとがつて突出する環状隆起７が
設けられている。
環状隆起７はほぼ直角に互いに近づく２つの環
状隆起側面８，９により形成される。入口開口１
０に近い方にある環状隆起側面９の断面はピスト
ン上面２に対してほぼ平行で、約２ないし５mmの
半径９′で側壁５へ移行している。環状隆起７の
環状１１はこの場合ピストン凹所３の底部６に対
して平行な面内に延びている。環状隆起側面９の
面と底部６との軸線方向間隔１２はピストン凹所
３の全深さ１８の約12ないし33％である。環状隆
起稜１１の直径が入口開口１０の直径の約0.9な
いし1.1倍に合わされ、入口開口１０の直径がピ
ストン直径１９の約0.38ないし0.4倍であると有
利なことがわかつた。
ピストン凹所３の底部６は全深さ１８の約20な
いし35％の半径で環状隆起側面８へ移行すること
ができる。
ピストン凹所３に噴射ノズル１３が付属し、そ
の噴流１４，１５，１６がすべてピストン凹所３
の側壁５へ向けられており、軸線方向において環
状隆起稜１１とピストン上面２とのほぼ中間で当
る。噴射ノズル１３はピストン凹所３に対し偏心
してその入口開口１０内に設けることができる。
旋回を行なうために、側壁５の円錐角１７を７な
いし15゜の範囲に保つと有利なことがわかつた。
〓〓〓〓
しかしこの場合全深さ１８は入口開口１０の直径
の0.6ないし0.8倍より大きくないようにする。
側壁５へ当る燃料噴流１４，１５，１６はそれ
ぞれ２つの成分１４ａ，１４ｂ等に分解され、そ
のうち大きい方の成分１４ａが下方へ底部６へ向
けられ、小さい方の成分１４ｂが上方へ入口開口
１０へ向けられる。壁をぬらして望ましくないよ
うに上方へ移動する燃料は、上方へ向く流れ２１
より上昇運動を助長され、カラー２０の所でせき
止められる。狭くなつて入口開口１０の頚部４へ
至る不連続移行部の所に形成されて上昇燃料に対
して逆に作用するうず２２によつて、上方へ移動
する燃料は側壁５から剥離され、全体流２１へ入
れられる。下方へ向く大きい方の成分１４ａは環
状隆起７によつて転向され、環状隆起稜１１の所
で剥離するので、底部６にもピストン上面２に
も、壁に付着する液状燃料微粒の膜が形成される
ことがない。カラー２０は内側輪郭２０′の所で
刃形をなしてあるいは３mmの最大半径で側壁５へ
移行している。
【図面の簡単な説明】
第１図はピストン上面の一部をシリンダヘツド
にある噴射弁と共に示す断面図、第２図はピスト
ンと噴射ノズルの平面図、第３図は第１図の一部
の拡大図である。 １…ピストン、２…ピストン上面、３…ピスト
ン凹所、４…頚部、５…円錐状側壁、６…凹所底
部、７…環状隆起、８，９…隆起側面、１０…入
口開口、１１…環状隆起稜、１３…噴射ノズル、
１４，１５，１６…噴射流、１８…全深さ、２０
…カラー。 〓〓〓〓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ピストンの凹所が、ピストン上面に設けられ
    て円筒状頸部を有する入口開口と、この頸部から
    凹所の底部へ向かつて円錐状に広がる側壁とをも
    ち、凹所の全深さより大きい開口半径の所で、側
    壁が平らに形成された凹所底部へ移行し、噴射ノ
    ズルが壁をぬらすように凹所へ燃料噴射を行なう
    ものにおいて、入口開口１０の頸部４が半径方向
    内方へ突出するカラー２０として形成され、この
    カラー２０の内面が３mmの最大移行半径で円錐状
    側壁５へ移行し、この側壁５が、凹所３の全深さ
    １８の約12〜33％だけ凹所底部６から離れた所
    で、凹所内へとがつて突出する環状隆起７の半径
    方向内方へ張り出す隆起側面９へ移行し、環状隆
    起７の他の隆起側面８が丸められて凹所底部６へ
    移行し、噴射ノズル１３から噴射される燃料の噴
    流１４，１５，１６の衝突個所が、軸線方向にお
    いて、環状隆起稜１１とピストン上面２とのほぼ
    中間にあるように、複数の噴流で噴射される燃料
    が側壁５へ向けられていることを特徴とする、回
    転対称なピストン凹所をもつ自己点火内燃機関。 ２ 入口開口１０に近い方にある環状隆起側面９
    がピストン上面２に対してほぼ平行になつている
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載
    の内燃機関。 ３ 入口開口１０に近い方にある環状隆起側面９
    が２ないし５mmの移行半径９′で側壁５へ移行し
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
    または第２項に記載の内燃機関。 ４ 環状隆起７の隆起稜１１がピストン上面２に
    対して平行な面内に延びていることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
    内燃機関。 ５ 環状隆起の隆起稜１１の直径が、ピストン直
    径１９の約0.38ないし0.4倍である入口開口１０
    の直径のほぼ0.9ないし1.1倍であることを特徴と
    する、特許請求の範囲第４項に記載の内燃機関。 ６ ピストン凹所３の底部６に近い方にある環状
    隆起側面８が、凹所３の全深さ１８の約22ないし
    35％の移行半径で底部６へ移行していることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の内燃機
    関。 〓〓〓〓
    ７ 噴射ノズル１３がピストン凹所３に対し偏心
    して入口開口１０内に設けられていることを特徴
    とする、特許請求の範囲第１項に記載の内燃機
    関。 ８ 側壁５の円錐角が約７ないし15゜であること
    を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の内
    燃機関。 ９ ピストン凹所３の全深さ１８が入口開口１０
    の直径の約0.6ないし0.8倍であることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関。
JP10457481A 1980-07-09 1981-07-06 Self-ignition internal combustion engine with piston recess symmetrical of rotation Granted JPS5738615A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3025943A DE3025943C2 (de) 1980-07-09 1980-07-09 Selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer rotationssymmetrischen Kolbenmulde

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5738615A JPS5738615A (en) 1982-03-03
JPS6229611B2 true JPS6229611B2 (ja) 1987-06-26

Family

ID=6106758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10457481A Granted JPS5738615A (en) 1980-07-09 1981-07-06 Self-ignition internal combustion engine with piston recess symmetrical of rotation

Country Status (2)

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JP (1) JPS5738615A (ja)
DE (1) DE3025943C2 (ja)

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