(57)【要約】【課題】本発明は、ＥＧＲ装置を適用してＮＯｘ量を低減する場合でも、燃費および煤の発生量を低く抑えることができる直接噴射式ディーゼルエンジンを提供する。【解決手段】直接噴射式ディーゼルエンジン１００は、燃焼室１０と凹部２０とＥＧＲ装置９とＥＣＵ３０とを備える。燃焼室１０は、ピストン１の頂部１ａに設けられる。凹部２０は、燃焼室１０よりも外側の頂部１ａに燃焼室１０と独立して設けられる。ＥＧＲ装置９は、排気ガスの一部を吸気管１０１に還流させる。ＥＣＵ３０は、運転条件に応じてＢＳＦＣが最小となる燃料噴射時期を選択して燃料噴射ノズルＮから燃料を噴射させ、ＥＧＲ装置９のＥＧＲ率を空気過剰率λが１．２〜１．６の間となるように設定する。【選択図】      図１
2010112349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔から噴射した勢いで燃料を霧化する燃料噴射ノズルに対応した形状にピストンの頂部に設けられる燃焼室と、
前記燃焼室よりも外側の前記頂部に前記燃焼室と独立して設けられた凹部と、
排気ガスの一部を吸気管に還流させる排気ガス再循環装置と、
運転条件に応じて正味燃料消費率が最小となる燃料噴射時期を選択して前記燃料噴射ノズルから燃料を噴射させ、空気過剰率が１．２〜１．６の範囲となるように前記排気ガス再循環装置の再循環率を設定する制御装置
を備えることを特徴とする直接噴射式ディーゼルエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載された直接噴射式ディーゼルエンジンにおいて、
前記凹部の容積は、前記燃焼室および前記凹部を足し合わせた総容積の１０％以下であることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された直接噴射式ディーゼルエンジンにおいて、
前記凹部の内周側の側壁は、前記ピストンの頂面に対して成す角度が鋭角であることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された直接噴射式ディーゼルエンジンにおいて、
前記ピストンの半径方向に前記凹部の開口幅は、前記燃焼室の外周縁から前記頂部の外周までの距離の１／３であることを特徴とする。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された直接噴射式ディーゼルエンジンにおいて、
前記ピストンの半径方向に前記凹部の開口幅の中心は、前記燃焼室の外周縁から前記頂部の外周までの距離の半分の位置よりも前記燃焼室寄りであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：exhaust gas recirculation system）を備える直接噴射式ディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
直接噴射式ディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯｘ量を低減するための装置として、特許文献１に開示されたような排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置がある。ＥＧＲ装置による再循環率を高めるとＮＯｘ量は低減される。特許文献１では燃料の噴射開始時期を−２０°および−３０°ＡＴＤＣ（After Top Dead Center：上死点後）とした場合に、排気ガスの還流率（ＥＧＲ率）を約５０％以上にすることで、ＮＯｘ量をほぼゼロレベルに低減でき、かつ、スモーク排出量との相関関係は見受けられなかったと記載されている。
【０００３】
また、頂部に燃焼室が凹設されたピストンを有するディーゼルエンジンが特許文献２に開示されている。このエンジンのピストンは、燃焼室の外周に環状溝を有している。膨張行程において、シリンダヘッドとピストンの頂部との隙間（スキッシュエリア）に環状溝から空気を供給することによって、燃焼効率を改善している。このとき、排気中のＮＯｘの濃度を低下させるために、燃料の噴射時期を遅延させても、燃焼効率が低下しないことを開示している。
【特許文献１】特許第３９７９４１６号明細書
【特許文献２】特開昭５７−１８１９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＮＯｘ量をゼロに近づけるために再循環率を高めると、燃焼室内における吸気中の酸素が不足する。このとき、燃料噴射時期を燃費が最も良くなる時期に設定すると、スモークの発生量も急激に増加する。そのため、実際にはＮＯｘ量とスモーク量とのバランスを見てＥＧＲ装置の再循環率および燃料噴射時期を設定しなければならない。
【０００５】
ＥＧＲ装置は、ＮＯｘ量を低減するために、排気ガスの一部を吸気系に再循環させて燃焼温度を下げる装置である。したがって、この点においてもＥＧＲ装置を適用する場合のエンジンのエネルギー効率は低下する。そして、特許文献１において、燃料噴射時期は、スモーク排出量の少ない噴射開示時期（約−３０°〜−１４°ＡＴＤＣ）の範囲内に設定することが記載されている。この範囲の燃料噴射時期は、燃費が最も良くなる時期から進角した位置である。つまり、燃費が最も良くなる範囲で燃料噴射が行えていない。
【０００６】
また、特許文献２にもあるように、燃料噴射時期を遅延させることで、ＮＯｘ量を低減する方法も一般的に知られている。しかし、燃料噴射時期を遅延させるということは、燃費最良噴射時期からずれることであるから、燃費を低下させることとなる。また、燃料噴射時期を遅延させることによって低減されるＮＯｘ量は、ＥＧＲ装置によって低減される量に比べて格段に少ない。また、ＮＯｘ量を低減するために燃料噴射時期を遅延させなければならないという運転条件上の制約を受ける。したがって、積極的にＮＯｘ量を低減するために、ＥＧＲ装置を適用することが多くなってきた。
【０００７】
そこで、本発明は、ＥＧＲ装置を適用してＮＯｘ量を低減する場合でも、燃費およびスモークの発生量を低く抑えることができる直接噴射式ディーゼルエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンは、燃焼室と凹部と排気ガス再循環装置と制御装置とを備える。燃焼室は、噴孔から噴射した勢いで燃料を霧化する燃料噴射ノズルに対応した形状にピストンの頂部に設けられる。凹部は、燃焼室よりも外側の頂部に燃焼室と独立して設けられる。排気ガス再循環装置は、排気ガスの一部を吸気管に還流させる。制御装置は、運転条件に応じて正味燃料消費率が最小となる燃料噴射時期を選択して燃料噴射ノズルから燃料を噴射させ、排気ガス再循環装置の再循環率を空気過剰率が１．２〜１．６の間となるように設定する。
【０００９】
この場合、凹部の容積は、燃焼室および凹部を足し合わせた総容積の１０％以下とする。または、凹部の内周側の側壁は、ピストンの頂面に対して成す角度を鋭角にする。または、ピストンの半径方向に凹部の開口幅は、燃焼室の外周縁から頂部の外周までの距離の１／３とする。または、ピストンの半径方向に凹部の開口幅の中心は、燃焼室の外周縁から頂部の外周までの距離の半分の位置よりも燃焼室寄りとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンによれば、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）を積極的に使用し、空気過剰率が１．２〜１．６の間になるように再循環率を高めることによってＮＯｘ量を低減することができる。このとき、燃費が最も良くなる範囲に燃料噴射時期を設定すると、煤量が増加する傾向にある。本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンは、燃焼室の外周部に凹部を設けている。したがって、凹部に確保されている空気によって煤の燃焼が促進される。その結果、本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンは、正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）が最適となる燃料噴射時期をずらすことなく、排気ガス中のＮＯｘ量および煤量がともに少なくなる。
【００１１】
凹部の容積を、燃焼室および凹部を足し合わせた総容積の１０％以下にする本発明の直接噴射ディーゼルエンジンによれば、燃焼室の容積に比べて凹部の容積が小さいため、凹部を設けたことによる燃焼室の最高圧力の低下を抑えられる。また、燃焼室の圧力が低下しないようにその容積を小さくする割合を少なく抑えられる。ピストンの口径に対して燃焼室の容積が小さくなると、膨張行程において燃焼室の圧力および温度の降下速度が早くなり、一回の燃焼における燃焼効率が悪くなる。この直接噴射式ディーゼルエンジンの場合、凹部の容積が燃焼室の容積に比べて小さいので、燃焼室の燃焼時の圧力や温度に影響がほとんどなく、一回の燃焼における燃焼効率が低下しない。
【００１２】
ピストンの頂面に対して凹部の内周側の側壁が成す角度を鋭角にした、または、ピストンの半径方向に凹部の開口幅を燃焼室の外周縁から頂部の外周までの距離の１／３にした本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンによれば、燃焼室側から拡散されてくる燃料噴霧が凹部に入り込みにくいので、膨張行程まで確実に凹部に空気を確保しておくことができる。したがって、燃費が最も良くなる燃料噴射時期にＥＧＲを適用することによって増加する煤は、凹部から供給される空気によって燃焼が促進され、排気中に含まれるまでに減少する。
【００１３】
また、ピストンの半径方向に凹部の開口幅の中心を、燃焼室の外周縁から頂部の外周までの距離の半分の位置よりも燃焼室寄りにした本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンは、燃焼室側から拡散されてくる燃料噴霧に対して、凹部に確保されている空気を早い段階で供給し、燃焼させてしまうことができる。そのため、未燃燃料やこれが煤となったものがシリンダ内壁に対して付着しにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る第１の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジン１００は、図１から図６を参照して説明する。図１に示す直接噴射式ディーゼルエンジン１００は、ピストン１の頂部１ａに燃焼室１０と凹部２０とを備えるとともに、ＥＧＲ（排気ガス再循環）装置９と、ＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０とを備えている。
【００１５】
ＥＧＲ装置９は、図１および図２に示すように、吸気排気系統の一部に設けられている。ＥＧＲ装置９は、排気管１０２から吸気管１０１に排気ガスの一部を還流させる装置であって、還流経路９１とＥＧＲクーラ９２とＥＧＲバルブ９３とを備えている。還流経路９１の上流部は排気管１０２に接続され、還流経路９１の下流はＥＧＲバルブ９３を介して吸気管１０１に接続されている。ＥＧＲクーラ９２は、還流経路９１の途中に配置されており、排気管１０２から流れてくる排気ガスの温度を下げる働きをする。ＥＧＲバルブ９３は、ＥＣＵ３０に接続されて開度を制御される。吸気排気系統には、このほか図２に示すように、ターボチャージャ１０３、インタークーラ１０４、吸気スロットル１０５、排気ブレーキ１０６、後処理装置１０７を備えている。
【００１６】
ＥＣＵ３０は、制御装置であって、燃料噴射ノズルＮから噴射する燃料の量および燃料噴射時期（θ°ＡＴＤＣ）、ならびにＥＧＲ装置９のＥＧＲ率をそれぞれ決定し、燃料供給ポンプ４およびＥＧＲ装置９を、運転条件に応じて制御する。本実施形態において、ＥＣＵ３０が運転条件として検出するものは、大気圧、吸気圧、アクセル開度、燃料供給ポンプ４における燃料温度、燃料供給ポンプ４の回転数、コモンレール５の燃料圧力、シリンダブロック６に流れる冷却水温度、エンジン回転数などである。
【００１７】
大気圧は、大気圧センサ３１によって測定される。吸気圧は、吸気マニホールド１０１ａに設置される圧力センサ３２によって測定される。アクセル開度は、アクセルペダル７に設置されるアクセルセンサ７１によって計測される。燃料供給ポンプ４における燃料温度は、燃料供給ポンプ４内に設けられる温度センサ４１によって測定され、燃料供給ポンプ４の回転数は回転計４２によって計測される。コモンレール５内の燃料圧力はコモンレール５に設置される圧力計５１によって測定される。冷却水温度はシリンダブロック６に取り付けられる水温センサ６１で測定され、エンジン回転数はタコメータなど回転計８によって計測される。なお、燃料供給ポンプ４によって燃料タンク４０からコモンレール５に送られた燃料の余剰分、およびコモンレール５から燃料噴射ノズルＮに供給された燃料の余剰分は、それぞれ燃料タンク４０に回収される。
【００１８】
ＥＣＵ３０は、これらの計測器で検出した運転条件に基づいて、予め用意されているデータテーブルからその運転条件において最も燃費が良くなる燃料噴射時期、噴射量、ならびにＥＧＲ率を決定する。そして、ＥＣＵ３０は、燃料噴射時期および噴射量を制御するために、燃料供給ポンプ４と、燃料噴射ノズルＮが内蔵する弁の開放時期および閉鎖時期とを制御する。また、ＥＣＵ３０は、ＥＧＲ率を制御するために、ＥＧＲ装置９のＥＧＲバルブ９３と、吸気管１０１に取り付けられた吸気スロットル１０５と、排気管１０２に取り付けられた排気ブレーキ１０６とを制御する。これにより、ＥＣＵ３０は、空気過剰率λが１．２〜１．６の間になるように、ＥＧＲ装置９のＥＧＲ率を設定する。
【００１９】
図３に示すように、燃焼室１０は、ピストン１の中心線Ｃに対して同軸に、ピストン１の頂部１ａに形成されている。この燃焼室１０は、噴孔Ｈから噴射した勢いで燃料を霧化する燃料噴射ノズルＮに対応した形状である。具体的には、噴射された燃料が霧化した直後に燃焼室１０の周壁１１が位置するように、燃焼室１０は形成されている。この燃焼室１０は、いわゆるリエントラント形の燃焼室である。周壁１１の上端部分は、ピストン１の頂部１ａに対して鋭角となる角度αを成す。そして、燃焼室１０の底壁１２は、中央部分が燃料噴射ノズルＮに向かって突出する円錐形状であり、ピストン１の中心線Ｃを通る断面において周壁１１となだらかな円弧形状で接続されている。
【００２０】
燃料噴射ノズルＮは、図３に示すように、ピストン１の中心線Ｃと同軸に配置されており、燃料を半径方向へ噴射する複数の噴孔Ｈ、本実施形態においては６つの噴孔Ｈ、を先端部の周囲に等配に有している。
【００２１】
凹部２０は、図４に示すようにピストン１の中心線Ｃに対して同軸に設けられた燃焼室１０よりもさらに外側の位置に同心円となる環状に形成されている。この凹部２０は、燃焼室１０と独立して設けられている。ここで、「独立」しているとは、ピストン１の頂面Ｔに対して窪んでいる部分（燃焼室１０と凹部２０）が互いにつながっていないことを意味する。
【００２２】
ピストン１の半径方向にこの凹部２０の開口幅Ｗは、燃焼室１０の外周縁１３からピストン１の頂部１ａの外周までの距離、いわゆるスキッシュエリア１４、の幅の１／３以下である。また、凹部２０の開口幅Ｗの中心Ｋは、スキッシュエリア１４の幅の半分の位置Ｌよりも燃焼室１０寄りになるように設けられている。
【００２３】
本実施形態の燃焼室１０と同じ形状の燃焼室のみを頂部１ａに有し、凹部２０が形成されていないピストンの場合、燃料噴射ノズルＮから噴射された燃料のうち９０％が燃焼室１０において燃焼し、残りの１０％がピストン１の頂部１ａとシリンダヘッド２の下面２ａとの間に作られるスキッシュエリア１４において燃焼することが解析などによって判明している。したがって、スキッシュエリア１４で必要となる空気量もまた燃焼室１０と足し合わせた全体の空気量の１０％であると見積もることができる。つまり、凹部２０に確保すべき空気量は、多くとも１０％であることがわかる。そこで、本実施形態では、凹部２０の容積は、燃焼室１０および凹部２０を足し合わせた総容積の１０％以下にしている。
【００２４】
圧縮行程で燃料噴射ノズルＮから燃料が噴射されると、図３に示すように、霧化した燃料噴霧Ｍのほとんどは、燃焼室１０の周壁１１によって燃焼室１０の中心側に戻るように拡散される。そして、燃料噴霧Ｍの一部は、燃焼室１０の外周縁１３を越えて外側のスキッシュエリア１４に拡散される。ピストン１は、燃料噴射ノズルＮから噴射された燃料のうちスキッシュエリア１４で燃焼される燃料に見合った酸素量を含む空気を凹部２０に確保している。
【００２５】
したがって、スキッシュエリア１４に拡散された燃料をその空気で燃焼させ、スキッシュエリア１４に発生する煤量を減らすことができる。また、必要以上に凹部２０を大きくしていないので、燃焼室１０の容積を極端に減らすこともない。そのため、膨張行程における燃焼室１０の圧力および温度の低下は、凹部２０を有していない場合とほぼ同じであり、燃焼室１０の燃焼状態を維持しやすい。
【００２６】
燃焼室１０と凹部２０とを足し合わせた総容積に対する凹部２０の容積の割合と、燃焼室１０に発生する煤量Ａ１、および、スキッシュエリア１４に発生する煤量Ａ２の関係を図７に示す。また、この図６には、煤量Ａ１と煤量Ａ２とを足し合わせたものを一回の燃焼でシリンダ内に発生する総煤量Ａ３として表示している。
【００２７】
図７によれば、スキッシュエリア１４で燃焼される燃料噴霧Ｍの量に相当する容積比率である総容積の１０％凹部２０の容積を近づけることで、スキッシュエリア１４に発生する煤量Ａ２がゼロに近づくことがわかる。これとは反対に、凹部２０の容積比率が大きくなる、すなわち燃焼室１０の容積比率が小さくなると、燃焼室１０内に発生する煤量Ａ１が増加することが分かる。
【００２８】
そして、一回の燃焼でシリンダ内に発生する総煤量Ａ３として評価した場合、総容積に対して凹部２０の容積比率が３〜４％であるときに最も総煤量Ａ３が少なくなっている。
【００２９】
特に、総容積に対して凹部２０の容積比率が１〜７％の範囲である場合に、凹部２０を設けたことによる総煤量Ａ３の減量効果が現れている。なお、スキッシュエリア１４に発生する煤量Ａ２は、ピストンリングの固着や潤滑オイルの劣化などの原因になるので、極力少ないほうが良い。このことを考慮すると総容積に対する凹部２０の容積比率は、４〜７％であることが好ましいと考えられる。
【００３０】
以上のように構成された直接噴射式ディーゼルエンジン１００は、ＢＳＦＣ(Brake Specific Fuel Consumption：正味燃料消費率)が最も良くなる運転条件において、図５に示す結果を得ている。図５は、空気過剰率λに対するＥＧＲ率〔％〕とＮＯｘ量〔ｇ/ｋＷｈ〕と煤量〔μｇ〕との関係を、ピストン１に凹部２０を有している場合と有していない場合とを比較して示している。各プロットは、ＥＧＲ率を変化させたときの結果の値である。
【００３１】
ピストン１に凹部２０を有している直接噴射式ディーゼルエンジン１００のＥＧＲ率Ｅ１を変化させた場合のＮＯｘ量をＧ１、凹部２０を有していない直接噴射式ディーゼルエンジンのＥＧＲ率Ｅ２を変化させた場合のＮＯｘ量をＧ２で示す。図５によれば、ＮＯｘ量Ｇ１およびＮＯｘ量Ｇ２は、いずれも、ＥＧＲ率Ｅ１，Ｅ２を高め空気過剰率λが小さくなるにつれてゼロに近づく。そして、空気過剰率λが１．２になると凹部２０が有る無しに関わらずＮＯｘ量Ｇ１，Ｇ２はともにゼロになる。
【００３２】
また、凹部２０がある場合の総煤量Ｂ１および凹部が無い場合の総煤量Ｂ２は、ＥＧＲ率Ｅ１，Ｅ２を高めて空気過剰率λを小さくすると、徐々に増加する傾向にある。このとき、空気過剰率λが１．６以下になると両者に差が生じ始め、凹部２０がある場合の総煤量Ｂ１は、凹部が無い場合の総煤量Ｂ２に比べて少ない。空気過剰率λが１．４以下になると、凹部２０を有しているピストン１であっても煤が発生し始める。
【００３３】
つまり、空気過剰率λが１．２〜１．６となる範囲にＥＧＲ率Ｅ１を設定すると、ＮＯｘ量Ｇ１および総煤量Ｂ１をともに少なくすることができる。
【００３４】
従来、ＢＳＦＣが少し悪くなってもＮＯｘ量および煤量を低減するために、燃料噴射時期をずらした運転条件を採用していた。図５の結果から分かるように、凹部２０を設けることによって、ＥＧＲ装置９によってＮＯｘ量を低減させることに影響を与えることなく、総煤量を低減させることができることが今回わかった。
【００３５】
図６は、ＮＯｘ量に対する煤量およびＢＳＦＣの関係を示す。図６に示すようにＢＳＦＣが最も良くなる運転条件の燃料噴射時期に設定することによって、発生するＮＯｘ量が増加（Ｓ１）しても、ＥＧＲ装置９によってＮＯｘ量を積極的に低減する（Ｓ２）。そして、ＥＧＲ装置９によって積極的にＮＯｘ量を減らすことによって増加してしまう煤量は、ピストン１の燃焼室１０の外周に凹部２０を設けたことによって相殺（Ｓ３）できている。その結果、ＥＧＲ装置９および凹部２０を有していない場合に比べて、ＮＯｘ量も煤量も低減し、さらにＢＳＦＣも減らす（Ｓ４）ことができる、つまり、燃費を向上させることができる。
【００３６】
本発明に係る第２の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジン１００は、図８を参照して説明する。なお、第２の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジン１００は、ピストン１の頂部１ａに設けられる凹部２０の断面形状が第１の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジン１００のものと異なっている。その他の構成は、第１の実施形態と同じであるので、図１から図７およびその説明を参照し、ここでの説明を省略する。また、凹部２０の断面形状が異なることに起因して、燃料噴射時期、煤量、ＮＯｘ量、ＢＳＦＣ、ＥＧＲ率などは、絶対数において多少の差が生じるものの、数量の変化の傾向は第１の実施形態の場合と同じであるからここでの説明を省略する。
【００３７】
第２の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジン１００に用いられるピストン１の凹部２０において、内周側の側壁２１は、ピストン１の頂面Ｔに対して成す角度αを鋭角に設けている。また、凹部２０の外周側の側壁２２は、頂面Ｔに対して直角に設けられている。したがって、ピストン１の半径方向に凹部２０の開口幅Ｗは、凹部２０の底壁２３の幅よりも小さい。
【００３８】
内周側の側壁２１がピストン１の頂面Ｔに対して成す角度αを鋭角に設けられた凹部２０を有するピストン１であると、圧縮行程において、燃料噴霧Ｍの一部がスキッシュエリア１４に拡散された場合でも、その燃料噴霧Ｍが凹部２０の内部に侵入しにくい。つまり、凹部２０は、膨張行程まで内部に空気を確保しやすい。したがって、燃焼室１０と凹部２０とを足し合わせた総容積に対して凹部２０の容積比率を第１の実施形態の場合よりも小さめに設定しても、スキッシュエリア１４で燃焼される燃料比率に応じた酸素量に相当する空気量を凹部２０に確保しておくことができる。その結果、燃焼室１０の容積比率を大きいままに維持できるので、燃焼室１０内に発生する煤量や未燃燃料成分も少なくなる。
【００３９】
なお、ピストン１の半径方向に沿う凹部２０の断面形状は、第１または第２の実施形態で示した形状に限定されない。例えば、底壁２３が丸くなっていても良いし、頂面Ｔに対して内周側の側壁２１および外周側の側壁２２がともに鋭角を成し、開口幅Ｗが底壁２３の幅よりも狭い台形であっても良い。また、内周側の側壁２１が頂面Ｔに対して鋭角で、外周側の側壁２２が頂面Ｔに対して鈍角に設けられていても良い。さらに、内周の側壁２１が頂面Ｔに対して鋭角で、かつ凹部２０全体はＶ字形状であっても良い。燃料噴射ノズルＮの噴孔Ｈから噴射される燃料噴霧Ｍの濃度分布に対応させて、周方向に部分的な不連続の凹部２０を配置してもよいし、そのときの各凹部２０の深さが周方向位置での燃料噴霧Ｍの濃度分布に応じて変化していることも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジンを示す図。
【図２】図１に示した直接噴射式ディーゼルエンジンの吸気排気系統を示す図。
【図３】図１に示した直接噴射式ディーゼルエンジンのピストンの断面図。
【図４】図２に示したピストンの平面図。
【図５】図１に示した直接噴射式ディーゼルエンジンの空気過剰率に対する煤量、ＮＯｘ量、ＥＧＲ率の関係を示す図。
【図６】図１に示した直接噴射式ディーゼルエンジンのＮＯｘ量に対する、正味燃料消費率および煤量の関係を示す図。
【図７】図１に示したピストンの燃焼室と凹部を足し合わせた総容積に対する凹部の容積の割合と、発生する煤量との関係を示す図。
【図８】本発明に係る第２の実施形態の直接噴射式ディーゼルエンジンのピストンの凹部を示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１…ピストン、１ａ…頂部、９…ＥＧＲ（排気ガス再循環）装置、１０…燃焼室、２０…凹部、２１…（内周側の）側壁、２２…（外周側の）側壁、３０…ＥＣＵ（制御装置）、１００…直接噴射式ディーゼルエンジン、Ｈ…噴孔、Ｋ…（開口幅の）中心、Ｌ…（燃焼室の外周縁から頂部の外周までの距離の半分の）位置、Ｎ…燃料噴射ノズル、Ｔ…頂部、Ｗ…開口幅、α…（ピストンの頂面に対して凹部の内周側の側壁が成す）角度、λ…空気過剰率。
【図１】
2010112349.tif 000003
【図２】
2010112349.tif 000004
【図３】
2010112349.tif 000005
【図４】
2010112349.tif 000006
【図５】
2010112349.tif 000007
【図６】
2010112349.tif 000008
【図７】
2010112349.tif 000009
【図８】
2010112349.tif 000010