(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
谷部で連結された２つの斜面を含む天井部を有し、ペントルーフ型の燃焼室の一部を区画するシリンダヘッドと、
稜部で連結され、前記天井部の２つの斜面と対向する２つの斜面を含む頂面を有し、シリンダに内挿されるピストンと、
前記天井部の谷部に設けられた燃料噴射弁とを備え、
前記ピストンの頂面には、凹陥するキャビティが前記稜部を横切って前記２つの斜面に亘って形成され、前記ピストンの頂面における前記キャビティの開口縁の位置が、前記稜部においては、前記２つの斜面における位置よりも高い位置にあり、
前記キャビティは、前記開口縁から凹陥するに従い、その大きさが次第に縮小するように設けられていると共に、前記キャビティの前記開口縁が、前記稜部の方向に長く、前記２つの斜面の方向に短い略楕円形状とされ、
前記ピストンの頂面における前記キャビティの前記開口縁の外周囲と前記シリンダヘッドの天井部との間にはスキッシュエリアが形成され、
前記シリンダヘッドの谷部と前記ピストンの稜部との間で、前記キャビティを挟んだ両側の稜部スキッシュエリアの前記稜部の方向における区間の長さが、前記シリンダヘッドの２つ斜面と該２つの斜面に対応する前記ピストンの２つの斜面との間で、前記キャビティを挟んだ両側の斜面スキッシュエリアの前記斜面の方向における区間に対して短く形成され、
前記稜部スキッシュエリアにおける前記シリンダヘッドの谷部と前記ピストンの稜部との隙間が、前記斜面スキッシュエリアにおける前記シリンダヘッドの斜面と前記ピストンの斜面との隙間よりも広く設定されている直噴エンジンの燃焼室構造。
【請求項２】
請求項１に記載の直噴エンジンの燃焼室構造において、
前記天井部の一方の斜面は、吸気ポートの開口部が設けられた吸気側斜面であり、
前記天井部の他方の斜面は、排気ポートの開口部が設けられた排気側斜面であり、
前記斜面スキッシュエリアにおいて、前記ピストンの吸気側斜面と該吸気側斜面に対応する前記シリンダヘッドの斜面との隙間が、前記ピストンの排気側斜面と該排気側斜面に対応する前記シリンダヘッドの斜面との隙間よりも広く設定されており、かつ、前記稜部スキッシュエリアにおける前記シリンダヘッドの谷部と前記ピストンの稜部との隙間が、前記ピストンの排気側斜面と該排気側斜面に対応する前記シリンダヘッドの斜面との隙間よりも広く設定されている直噴エンジンの燃焼室構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の直噴エンジンの燃焼室構造において、
幾何学的圧縮比は、１５以上に設定されている直噴エンジンの燃焼室構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、直噴エンジンの燃焼室構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷却損失を低減することによってエンジンの熱効率を高める技術が開示されている。具体的には、吸気にオゾンを添加することによって燃焼を早め、それにより、燃焼室を区画する壁面まで到達する火炎を抑制している。壁面まで到達する火炎が抑制されることによって壁面に伝達する熱が低減されるので、冷却損失が低減される。
【０００３】
特許文献２には、ペントルーフ型の燃焼室構造が開示されている。このペントルーフ型の燃焼室構造では、シリンダヘッドの天井部が稜線で連結された２つの斜面を有するように形成されており、一方の斜面に吸気ポートの開口部が設けられ、他方の斜面に排気ポートの開口部が設けられている。これにより、比較的大きな吸排気バルブ径を確保しつつ、燃焼室容積を小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９４７１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１００５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に係る直噴エンジンでは、シリンダヘッドの天井部に対応させて、ピストンの頂面も凸状に形成している。そのため、ピストンが上死点に位置するときには、シリンダヘッドの天井部とピストンのキャビディとで主燃焼室が形成される一方、シリンダヘッドの天井部とピストンの頂面との間にスキッシュエリアが形成される。こうして、比較的大きなスキッシュエリアが形成されるようになると、スキッシュ流が燃料噴霧及び混合気に与える影響も大きくなる。具体的には、キャビティ内ではスキッシュ流に起因して発生する下降流が大きくなり、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧をキャビティの底面へ押し付けてしまう。その結果、冷却損失を増大させる虞がある。
【０００６】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スキッシュ流による冷却損失の増大を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された直噴エンジンの燃焼室構造は、谷部で連結された２つの斜面を含む天井部を有し、ペントルーフ型の燃焼室の一部を区画するシリンダヘッドと、稜部で連結され、前記天井部の２つの斜面と対向する２つの斜面を含む頂面を有し、シリンダに内挿されるピストンと、前記天井部の谷部に設けられた燃料噴射弁とを備え、前記ピストンの頂面には、凹陥するキャビティが前記稜部を横切って前記２つの斜面に亘って形成され、前記ピストンの頂面における前記キャビティの開口縁の位置が、前記稜部においては、前記２つの斜面における位置よりも高い位置にあり、前記キャビティは、前記開口縁から凹陥するに従い、その大きさが次第に縮小するように設けられていると共に、前記キャビティの前記開口縁が、前記稜部の方向に長く、前記２つの斜面の方向に短い略楕円形状とされ、前記ピストンの頂面における前記キャビティの前記開口縁の外周囲と前記シリンダヘッドの天井部との間にはスキッシュエリアが形成され、前記シリンダヘッドの谷部と前記ピストンの稜部との間で、前記キャビティを挟んだ両側の稜部スキッシュエリアの前記稜部の方向における区間の長さが、前記シリンダヘッドの２つ斜面と該２つの斜面に対応する前記ピストンの２つの斜面との間で、前記キャビティを挟んだ両側の斜面スキッシュエリアの前記斜面の方向における区間に対して短く形成され、前記稜部スキッシュエリアにおける前記シリンダヘッドの谷部と前記ピストンの稜部との隙間が、前記斜面スキッシュエリアにおける前記シリンダヘッドの斜面と前記ピストンの斜面との隙間よりも広く設定されている。
【０００８】
この構成によれば、ピストンの頂面とシリンダヘッドの天井部との間にスキッシュエリアが形成されるので、スキッシュエリアは比較的広範囲に形成される。そのため、圧縮行程における上死点近傍では、キャビティ内に多くのスキッシュ流が流入する。シリンダヘッドの天井部は、谷部で連結された２つの斜面を含み、ピストンの頂面は、天井部に対応して、稜部で連結された２つの斜面を含んでいる。このような構成においては、スキッシュ流には、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間を通る流れと、シリンダヘッドの各斜面とピストンの各斜面との隙間を通る流れとが含まれる。
【０００９】
ここで、ピストンの頂面には、キャビティが形成されており、スキッシュ流は、キャビティの開口縁からキャビティ内に流入する。キャビティは、稜部を横切って２つの斜面に形成されているので、キャビティの開口縁は、稜部及び２つの斜面に亘って形成されている。２つの斜面は、稜部から下り勾配で拡がっているので、２つの斜面上のキャビティの開口縁は、稜部上のキャビティの開口縁よりも凹んだ状態となっている。そのため、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間を通るスキッシュ流は比較的高い位置からキャビティ内に流入し、シリンダヘッドの各斜面とピストンの各斜面との隙間を通るスキッシュ流は比較的低い位置からキャビティ内に流入する。
【００１０】
仮に、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間からのスキッシュ流が強いと、キャビティを挟んで一方側の谷部と稜部との隙間からのスキッシュ流と、他方側の谷部と稜部との隙間からのスキッシュ流とが、キャビティ内の比較的高い位置で衝突し、下降流に変わる。こうして、スキッシュ流は、燃料噴霧及び混合気をキャビティの底面に押し付ける流れとなる。特に、シリンダヘッドの谷部には燃料噴射弁が設けられているので、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がこのスキッシュ流に起因する下降流に乗ると、キャビティの底面へ到達しやすくなってしまう。
【００１１】
それに対し、前記の構成では、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間が広くなっているので、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間からのスキッシュ流が比較的弱くなっている。具体的には、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間は、シリンダヘッドの少なくとも一方の斜面と該斜面に対応するピストンの斜面との隙間よりも広くなっている。これにより、谷部と稜部との隙間からのスキッシュ流に起因する下降流を低減することができ、キャビティの底面に到達する燃料噴霧及び混合気を低減することができる。その結果、スキッシュ流による冷却損失の増大を防止することができる。
【００１２】
また、前記天井部の一方の斜面は、吸気ポートの開口部が設けられた吸気側斜面であり、前記天井部の他方の斜面は、排気ポートの開口部が設けられた排気側斜面であり、前記斜面スキッシュエリアにおいて、前記ピストンの吸気側斜面と該吸気側斜面に対応する前記シリンダヘッドの斜面との隙間が、前記ピストンの排気側斜面と該排気側斜面に対応する前記シリンダヘッドの斜面との隙間よりも広く設定されており、かつ、前記稜部スキッシュエリアにおける前記シリンダヘッドの谷部と前記ピストンの稜部との隙間が、前記ピストンの排気側斜面と該排気側斜面に対応する前記シリンダヘッドの斜面との隙間よりも広く設定されていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、ピストンの排気側斜面と該排気側斜面に対応するシリンダヘッドの斜面との隙間が比較的狭くなっている。つまり、ピストンの排気側斜面とそれに対応するシリンダヘッドの斜面との隙間からのスキッシュ流が比較的強くなる。このスキッシュ流は、シリンダヘッドの天井部近傍のタンブル流を打ち消す方向に流れるので、キャビティ内のタンブル流を弱め、キャビティ内のガス流動を抑制することができる。詳しくは、吸気ポートから流入した吸気は、排気側で下降流となり、ピストンの頂面に沿って吸気側へ向きを変え、吸気側で上昇流となり、シリンダヘッドの天井部近傍で排気側へ向きを変え、縦渦の旋回流、即ち、タンブル流となる。つまり、シリンダヘッドの天井部近傍では、タンブル流は吸気ポート側から排気ポート側へ向かって流れている。このタンブル流が強いと、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧は、排気側へ流れ、キャビティの内面のうち排気側の部分に到達しやすくなってしまう。それに対し、ピストンの排気側斜面とそれに対応するシリンダヘッドの斜面との間から比較的強いスキッシュ流がキャビティ内へ流入してくるので、このスキッシュ流とタンブル流とが互いに打ち消しあう。その結果、キャビティの内面のうち排気側の部分に到達する燃料噴霧を低減することができる。
【００１４】
さらに、幾何学的圧縮比は、１５以上に設定されていてもよい。
【００１５】
このように幾何学的圧縮比が大きなエンジンにおいては、スキッシュエリアが比較的大きく、キャビティが比較的小さくなり、その結果、燃料噴霧及び混合気に与えるスキッシュ流の影響が比較的大きくなる傾向にある。そのため、シリンダヘッドの谷部とピストンの稜部との隙間とのシリンダヘッドの斜面とピストンの斜面との隙間との関係を前述のように設定することが特に有効となる。
【発明の効果】
【００１６】
前記の直噴エンジンの燃焼室構造によると、スキッシュ流による冷却損失の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】エンジンの構成を示す概略図である。
【図２】燃焼室の構成を示す、エンジン出力軸方向の縦断面図である。
【図３】ピストンの頂面形状を示す斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線に相当する燃焼室の縦断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に相当する燃焼室の縦断面図である。
【図６】狭いスキッシュエリアを有する燃焼室の図４に相当する縦断面図である。
【図７】変形例１に係るピストンの頂面形状を示す斜視図である。
【図８】変形例２に係るピストンの頂面形状を示す斜視図である。
【図９】変形例３に係るピストンの頂面形状を示す斜視図である。
【図１０】変形例４に係るピストンの頂面形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明は例示である。
【００１９】
図１は、実施形態に係るエンジン１の構成を示している。エンジン１のクランクシャフト１５は、図示しないが、変速機を介して駆動輪に連結されている。エンジン１の出力が駆動輪に伝達されることによって、車両が推進する。ここで、エンジン１の燃料は、本実施形態ではガソリンであるが、バイオエタノール等を含むガソリンであってもよく、少なくともガソリンを含む液体燃料であれば、どのような燃料であってもよい。
【００２０】
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えており、シリンダブロック１２の内部に複数のシリンダ１１が形成されている（図１では、１つのみ示す）。エンジン１は、多気筒エンジンである。シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３の内部には、図示は省略するが冷却水が流れるウォータージャケットが形成されている。各シリンダ１１内には、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結されたピストン１６が摺動自在に嵌挿されている。ピストン１６は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１７を区画している。
【００２１】
本実施形態では、燃焼室１７の天井部１７０（シリンダヘッド１３の下面）は、吸気ポート１８の開口部１８０が設けられかつ、シリンダ１１の中央に向かって登り勾配となった吸気側斜面１７１と、排気ポート１９の開口部１９０が設けられかつ、シリンダ１１の中央に向かって登り勾配となった排気側斜面１７２と、吸気側斜面１７１と排気側斜面１７２とが連結する谷部１７３とを備えて構成されている。燃焼室１７は、ペントルーフ型の燃焼室である。尚、谷部１７３は、ペントルーフの稜部であり、シリンダ１１のボア中心を通る場合、及び通らない場合の両方があり得る。また、ピストン１６の頂面１６０は、天井部１７０の吸気側斜面１７１及び排気側斜面１７２に対応するように、吸気側及び排気側のそれぞれにおいて、ピストンの中央に向かって登り勾配となった吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２によって、三角屋根状に隆起している。吸気側斜面１６１は、吸気側斜面１７１と対向し、排気側斜面１６２は、排気側斜面１７２と対向する。吸気側斜面１６１と排気側斜面１６２とは稜部１６３（図３参照）において連結されている。稜部１６３は、谷部１７３と対向している。これにより、このエンジン１の幾何学的圧縮比は、１５以上の高い圧縮比に設定されている。また、ピストン１６の頂面１６０には、凹状のキャビティ１６４が形成されている。ピストン１６の頂面１６０の形状については、後で詳述する。
【００２２】
図１には１つのみ示すが、シリンダ１１毎に２つの吸気ポート１８がシリンダヘッド１３に形成されている。吸気ポート１８の開口部１８０は、シリンダヘッド１３の吸気側斜面１７１に、エンジン出力軸（つまり、クランクシャフト１５）の方向に並んで設けられ、吸気ポート１８は、この開口部１８０を通じて燃焼室１７に連通している。２つの吸気ポート１８の開口部１８０は、シリンダ１１のボア中心に対して対称に配設されていると共に、吸気ポート１８のスロート部の軸線は、シリンダ１１のボア中心に対して対称となるように設けられている。同様に、シリンダ１１毎に２つの排気ポート１９がシリンダヘッド１３に形成されている。排気ポート１９の開口部１９０は、シリンダヘッド１３の排気側斜面１７２に、エンジン出力軸の方向に並んで設けられ、排気ポート１９は、この開口部１９０を通じて燃焼室１７に連通している。２つの排気ポート１９の開口部１９０は、シリンダ１１のボア中心に対して対称に配設されている。
【００２３】
吸気ポート１８は、吸気通路１８１に接続されている。吸気通路１８１には、図示は省略するが、吸気流量を調節するスロットル弁が介設されている。排気ポート１９は、排気通路１９１に接続されている。排気通路１９１には、図示は省略するが、１つ以上の触媒コンバータを有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバータは、三元触媒を含む。
【００２４】
シリンダヘッド１３には、吸気弁２１及び排気弁２２が、それぞれ吸気ポート１８及び排気ポート１９を燃焼室１７から遮断（閉）することができるように配設されている。吸気弁２１は吸気弁駆動機構により、排気弁２２は排気弁駆動機構により、それぞれ駆動される。吸気弁２１及び排気弁２２は所定のタイミングで往復動して、それぞれ吸気ポート１８及び排気ポート１９を開閉し、シリンダ１１内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構は、図示は省略するが、それぞれ、クランクシャフト１５に駆動連結された吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを有し、これらのカムシャフトはクランクシャフト１５の回転と同期して回転する。吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構は、この例では、吸気カムシャフトの位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な、液圧式又は電動式の位相可変機構（Variable Valve Timing：ＶＶＴ）２３、２４を、少なくとも含んで構成されている。尚、吸気弁駆動機構及び／又は排気弁駆動機構は、ＶＶＴ２３、２４と共に、弁リフト量を変更可能なリフト可変機構を備えるようにしてもよい。リフト可変機構は、リフト量を連続的に変更可能なＣＶＶＬ（Continuous Variable Valve Lift）としてもよい。尚、吸気弁２１及び排気弁２２を駆動する動弁機構は、どのようなものであってもよく、例えば油圧式や電磁式の駆動機構を採用してもよい。
【００２５】
シリンダヘッド１３には、燃焼室１７内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁６が取り付けられている。つまり、エンジン１は、直噴エンジンである。燃料噴射弁６は、天井部１７０の谷部１７３に設けられ、図２に示すように、シリンダ１１のボア中心に対して、エンジン出力軸方向の一側（図２における紙面左側であり、これは、この実施形態ではエンジン１において反トランスミッション側の、いわゆるエンジン前側に相当する）に、ずれて配設されている。燃料噴射弁６はまた、その噴射軸心が、シリンダ１１の軸心に沿うように配設されて、噴射先端が、燃焼室１７内に臨んでいる。燃料噴射弁６は、キャビティ１６４に対向するように設けられている。燃料噴射弁６は、このキャビティ１６４内に向かって、燃料を噴射する。
【００２６】
燃料噴射弁６は、詳細は後述するが、図２に概念的に示すように、燃焼室１７内（つまり、キャビティ１６４内）に、（可燃）混合気層と、その周囲の断熱ガス層とが形成可能に構成されている。燃料噴射弁６は、例えば外開弁式の燃料噴射弁としてもよい。外開弁式の燃料噴射弁は、リフト量を調整することにより、噴射する燃料噴霧の粒径を変更することが可能である。本願出願人が先に出願した特願２０１３−２４２５９７号に開示しているように、この外開弁式の燃料噴射弁の特性を利用して、多段噴射を基本とした燃料噴射態様を、適宜制御することにより、燃料噴霧の進行方向への飛散距離及び燃料噴霧の噴射軸心に対する広がりを調整することができるため、圧縮上死点付近のタイミングで燃料を噴射することにより、キャビティ１６４の中央部に混合気層を、その外周囲に断熱ガス層を形成することが可能である。また、外開弁式の燃料噴射弁に限らず、ＶＯＣ（Valve Covered Orifice）ノズルタイプのインジェクタも、ノズル口に発生するキャビテーションの度合い調整することにより、噴口の有効断面積を変更して、噴射する燃料噴霧の粒径を変更することが可能である。従って、外開弁式の燃料噴射弁と同様に、圧縮上死点付近のタイミングで噴射する燃料噴霧の進行方向への飛散距離及び燃料噴霧の噴射軸心に対する広がりを調整することにより、キャビティ１６４内の中央部に混合気層を、その外周囲に断熱ガス層を形成することが可能である。
【００２７】
また、ヒータによって所定の温度まで加熱した燃料を、高圧雰囲気の燃焼室１７内に噴射することにより、燃料を超臨界状態とすることによっても、キャビティ１６４内の中央部に混合気層を、その外周囲に断熱ガス層を形成することが可能である。この技術は、燃焼室１７内に噴射した燃料を瞬時に気化させることによって燃料噴霧のペネトレーションが短くなり、図２に示すように、キャビティ１６４内における燃料噴射弁６の近傍に、混合気層を形成するものである。尚、燃料噴射弁は、例えば複数の噴口を有するマルチホールタイプの燃料噴射弁において、燃料を加熱するヒータを備えて構成される。また、この構成以外の燃料噴射弁であってもよい。こうした燃料噴射弁の構成は、公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２８】
シリンダヘッド１３には、点火プラグ７が取り付けられている。点火プラグ７は、図２に示すように、天井部１７０の谷部１７３に設けられ、シリンダ１１のボア中心に対してエンジン出力軸方向の他側（つまり、エンジン後側）にずれて配設されている。点火プラグ７は、先端が燃料噴射弁６に近づく方向に、シリンダ１１の軸線に対し傾いて配設されている。これにより、燃料噴射弁６と点火プラグ７とは、シリンダ１１のボア中心近傍に、互いに近接して配設される。
【００２９】
このエンジン１は、前述したように、幾何学的圧縮比εが１５以上に設定されている。幾何学的圧縮比は、４０以下とすればよく、特に２０以上３５以下が好ましい。エンジン１は圧縮比が高いほど膨張比も高くなる構成から、高圧縮比と同時に、比較的高い膨張比を有するエンジン１でもある。このエンジン１は、基本的には全運転領域でシリンダ１１内に噴射した燃料を圧縮着火により燃焼させるよう構成されており、高い幾何学的圧縮比は、圧縮着火燃焼を安定化する。
【００３０】
燃焼室１７は、シリンダ１１の内周面と、ピストン１６の頂面１６０と、シリンダヘッド１３の下面（天井部１７０）と、吸気弁２１及び排気弁２２それぞれのバルブヘッドの面と、によって区画形成されている。冷却損失を低減すべく、これらの区画面に、遮熱層を設けることによって、燃焼室１７が遮熱化されている。遮熱層は、これらの区画面の全てに設けてもよいし、これらの区画面の一部に設けてもよい。また、燃焼室１７を直接区画する壁面ではないが、吸気ポート１８や排気ポート１９における、燃焼室１７の天井部１７０側の開口近傍のポート壁面に遮熱層を設けてもよい。
【００３１】
これらの遮熱層は、燃焼室１７内の燃焼ガスの熱が、区画面を通じて放出されることを抑制するため、燃焼室１７を構成する金属製の母材よりも熱伝導率が低く設定される。
【００３２】
また、遮熱層は、冷却損失を低減する上で、母材よりも容積比熱が小さいことが好ましい。つまり、遮熱層の熱容量を小さくして、燃焼室１７の区画面の温度が、燃焼室１７内のガス温度の変動に追従して変化するようにすることが好ましい。
【００３３】
前記遮熱層は、例えば、母材上にＺｒＯ２等のセラミック材料をプラズマ溶射によってコーティングして形成すればよい。このセラミック材料の中には、多数の気孔を含んでいてもよい。このようにすれば、遮熱層の熱伝導率及び容積比熱をより低くすることができる。
【００３４】
本実施形態では、前記の燃焼室の遮熱構造に加えて、シリンダ１１内（つまり、燃焼室１７内）においてガス層による断熱層を形成することで、冷却損失を大幅に低減するようにしている。
【００３５】
具体的には、燃焼室１７内の外周部に新気を含むガス層が形成されかつ中心部に混合気層が形成されるように、圧縮行程以降において燃料噴射弁６の噴射先端からキャビティ１６４内に燃料を噴射させることにより、図２に示すように、燃料噴射弁６の近傍の、キャビティ１６４内の中心部に混合気層が形成されかつ、その周囲に新気を含むガス層が形成されるという、成層化が実現する。尚、ここでいう混合気層は、可燃混合気によって構成及び形成される層であり、可燃混合気は、例えば当量比φ＝０．１以上の混合気としてもよい。ガス層は、新気のみであってもよく、新気に加えて、既燃ガス（ＥＧＲガス）を含んでいてもよい。尚、ガス層に少量の燃料が混じっても問題はなく、ガス層が断熱層の役割を果たせるように混合気層よりも燃料リーンであればよい。
【００３６】
前記のようにガス層と混合気層とが形成された状態で燃料が圧縮着火燃焼すれば、混合気層とシリンダ１１の壁面との間のガス層により、混合気層の火炎のシリンダ１１の壁面への接触が抑制され、そのガス層が断熱層となって、シリンダ１１の壁面からの熱の放出を抑えることができるようになる。この結果、冷却損失を大幅に低減することができる。
【００３７】
尚、冷却損失を低減させるだけでは、その冷却損失の低減分が排気損失に転換されて図示熱効率の向上にはあまり寄与しないところ、このエンジン１では、高圧縮比化に伴う高膨張比化によって、冷却損失の低減分に相当する燃焼ガスのエネルギを、機械仕事に効率よく変換している。すなわち、エンジン１は、冷却損失及び排気損失を共に低減させる構成を採用することによって、図示熱効率を大幅に向上させているということができる。
【００３８】
このような混合気層とガス層とを燃焼室１７内に形成するために、燃料を噴射するタイミングにおいては、燃焼室１７内のガス流動は弱いことが望ましい。そのため、吸気ポートは、燃焼室１７内でスワールが生じない、又は、生じ難いようなストレート形状を有していると共に、タンブル流もできるだけ弱くなるように、構成されている。
【００３９】
次に、燃焼室を構成するピストンの頂面の形状について、図を参照しながらさらに詳細に説明をする。図３は、ピストン１６の頂面の形状を示す斜視図である。図３における紙面右手前が吸気側、紙面左奥が排気側であり、紙面左手前がエンジン出力軸方向の一側（つまり、エンジン前側）、紙面右奥がエンジン出力軸方向の他側（つまり、エンジン後側）である。
【００４０】
前述したように、ピストン１６の頂面１６０は、図３に示すように、吸気側斜面１６１と、排気側斜面１６２とがそれぞれ、ピストン１６の中央に向かって登り勾配となって構成されており、これにより、ピストン１６の頂面１６０は、エンジン出力軸における一方の側から、エンジン出力軸に沿う方向にピストン１６を見たときに、両側それぞれから中央部に向かって次第に隆起した三角屋根状を成している。排気側斜面１６２は、相対的に凹んだバルブリセス１６２ａと、相対的に突出した島状部１６２ｂとを有している。バルブリセス１６２ａは、開動作を行うときの排気弁２２との干渉を避けるための部分である。バルブリセス１６２ａは、平面視で排気弁２２の外形よりも少し大きい形状をしている。天井部１７０の排気側斜面１７２には２つの排気弁２２が近接して設けられ且つ排気弁２２のバルブヘッドの外形は円形状であるので、バルブリセス１６２ａは、２つの円が部分的に重なり合ったような形状をしている。バルブリセス１６２ａがこのような形状に形成された結果、排気側斜面１６２のうち稜部１６３とは反対側の部分であって２つの排気弁２２のバルブヘッドの間に相当する部分に略三角形状の島状部１６２ｂが形成される。
【００４１】
一方、吸気側斜面１６１は、排気側斜面１６２のような凹凸はなく、実質的に平坦な面である。吸気側斜面１６１は、バルブリセスが形成されていないというよりはむしろ、全面がバルブリセスである。つまり、吸気側斜面１６１の高さは、ピストン１６が上死点に位置するときでも、開動作を行う吸気弁２１と干渉しない高さとなっている。
【００４２】
稜部１６３は、尖鋭な形状ではなく、湾曲したＲ面となっており、吸気側斜面１６１と排気側斜面１６２とを滑らかに連結している。稜部１６３は、エンジン出力軸方向に延びている。
【００４３】
ピストン１６の頂面１６０の稜線付近における、エンジン出力軸方向の両側端部１６５は、図２にも示すように、頂面１６０に向かってピストン径が縮小するように湾曲している。この湾曲は、シリンダヘッド１３の天井部１７０の湾曲形状に対応して設けられている。これは、エンジン１の幾何学的圧縮比を高くする上で有利な構成である。
【００４４】
前述したように、ピストン１６の頂面１６０にはキャビティ１６４が凹陥している。キャビティ１６４は、図２に示すように、開口縁から凹陥するに従い、その大きさが次第に縮小するように設けられており、キャビティ１６４は、ピストン１６の頂面１６０に連続する側壁１６４１と、側壁１６４１に連続する底壁１６４２とから構成されている。図２に示すように、ピストン１６の中心を通る縦断面において、キャビティ１６４は、バスタブのような形状を有している。側壁１６４１は、ピストン１６の頂面１６０及び底壁１６４２とは異なる角度を有しており、ピストン１６の頂面１６０と側壁１６４１との間、及び、側壁１６４１と底壁１６４２との間には、それぞれＲ面が設けられている。
【００４５】
キャビティ１６４は、図３に示すように、略楕円形状の開口縁を有する。この楕円は、広義の楕円であり、オーバル形状や長円形状も含む。キャビティ１６４はまた、図２に示すように、その中心位置（より正確には、キャビティ１６４の最大幅に相当する箇所において吸気側の端縁と排気側との端縁との中点でかつ、エンジン出力軸方向の一側の端縁と他側の端点との中点である中心位置）が、燃料噴射弁６の噴射軸心に一致するように設けられている。これは、前述したように、キャビティ１６４内の中心部に混合気層を形成する上で有利な構成である。前述したように、燃料噴射弁６の噴射軸心は、エンジン出力軸方向の一側にずれているため、キャビティ１６４もまた、ピストン１６の頂面１６０において、ピストン１６の中心に対し、エンジン出力軸方向の一側にずれて位置することになる。
【００４６】
キャビティ１６４は、稜部１６３を横切って吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２に亘って形成されている。これにより、稜部１６３は、キャビティ１６４を挟んで２つに分割される。また、キャビティ１６４の開口縁が略楕円形状であり且つ、吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２は下り勾配なので、吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２の一部はそれぞれ、キャビティ１６４によって抉られる。吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２におけるキャビティ１６４の開口縁は、両側の稜部１６３から次第に下方に窪むように湾曲した形状となっている。さらに、キャビティ１６４が前述のようにシリンダ１１のボア中心からずれて設けられることに伴い、吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２におけるキャビティの開口縁もまた、図２に示すように、ボア中心に対称となるのではなく、エンジン出力軸方向の一側にずれることになる。それに加え、エンジン出力軸方向の一側の稜部１６３が相対的に短くかつ、エンジン出力軸方向の他側の稜部１６３が相対的に長くなる。
【００４７】
このように、シリンダヘッド１３の天井部１７０に対応させて、ピストン１６の頂面１６０を隆起させた構成においては、スキッシュエリアが大きくなる。詳しくは、燃焼室１７は、図２に示すように、シリンダヘッド１３の天井部１７０とピストン１６のスキッシュ１６４とで囲まれた主燃焼室１７４と、シリンダヘッド１３の天井部１７０とピストン１６の頂面１６０とで挟まれたスキッシュエリア１７５とを有している。さらに、スキッシュエリア１７５には、シリンダヘッド１３の谷部１７３とピストン１６の稜部１６３との間の稜部スキッシュ１７６（図４参照）と、シリンダヘッド１３の吸気側斜面１７１及び排気側斜面１７２とピストン１６の吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２との間の斜面スキッシュエリア１７７（図５参照）とが含まれる。尚、斜面スキッシュエリア１７７を吸気側と排気側とで区別するときには、吸気側斜面１７１と吸気側斜面１６１との間の斜面スキッシュエリア１７７を吸気側スキッシュエリア１７７ａと称し、排気側斜面１７２と排気側斜面１６２との間の斜面スキッシュエリア１７７を排気側スキッシュエリア１７７ｂと称する。稜部スキッシュエリア１７６は、キャビティ１６４を挟んで２箇所に形成される。吸気側スキッシュエリア１７７ａと排気側スキッシュエリア１７７ｂとは、キャビティ１６４を挟んで対向する位置に配置されている。
【００４８】
スキッシュエリア１７５においては、圧縮行程の終盤（上死点近傍）に、キャビティ１６４の方へ向かうスキッシュ流が発生する。スキッシュ流は、キャビティ１６４の開口縁からスキッシュ１６４内へ流入する。ピストン１６の吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２におけるキャビティ１６４の開口縁は、前述の如く、下方に窪むように湾曲しているので、斜面スキッシュエリア１７７のスキッシュ流は、比較的低い位置からキャビティ１６４内に流入する。一方、稜部１６３におけるキャビティ１６４の開口縁は、比較的高い位置に位置しているので、稜部スキッシュ１７６のスキッシュ流は、比較的高い位置からキャビティ１６４内に流入する。
【００４９】
ここで、図６に示すように、稜部スキッシュ１７６’の隙間が狭い場合には、稜部スキッシュ１７６’のスキッシュ流Ｓが強くなる。スキッシュ流Ｓは、キャビティ１６４内に流入するときに拡散するが、スキッシュ流Ｓの流れが強い場合には、キャビティ１６４内においてもスキッシュエリアでの流れ方向と同じ方向へ進む成分が多くなる。つまり、稜部スキッシュ１７６’からのスキッシュ流Ｓは、谷部１７３に沿ってキャビティ１６４の中央に向かって進んでいき、反対側の稜部スキッシュ１７６’からのスキッシュ流Ｓとキャビティ１６４の略中央で衝突する。２つのスキッシュ流Ｓは、略同一平面上の流れであり且つ比較的高い位置で衝突するので、衝突後に下降流となる。この下降流は、燃料噴霧及び混合気をキャビティ１６４の底壁１６４２に押し付けるように作用する。その結果、キャビティ１６４の底壁１６４２の近傍で燃焼が発生し、ピストン１６へ伝達する熱量が増加してしまう。特に、２つのスキッシュ流Ｓが衝突する部分の近傍には、燃料噴射弁６の噴口が位置するので、燃料噴射弁６から噴射された燃料噴霧は、下降流に乗りやすい。
【００５０】
それに対し、図４に示すように、稜部スキッシュ１７６の隙間Ｇ１が広くなっている。具体的には、図５に示す排気側スキッシュエリア１７７ｂの隙間Ｇ２よりも広くなっている。尚、排気側スキッシュエリア１７７ｂの隙間Ｇ２とは、排気側斜面１６２のうち島状部１６２ｂと天井部１７０の排気側斜面１７２との隙間である。このように、稜部スキッシュ１７６の隙間Ｇ１を広くすることにより、稜部スキッシュ１７６からのスキッシュ流Ｓが弱くなる。それにより、稜部スキッシュ１７６からのスキッシュ流Ｓの大部分が、キャビティ１６４内に流入するときに拡散し、該スキッシュ流Ｓに起因する下降流が抑制される。尚、この例では、稜部スキッシュ１７６の隙間Ｇ１は、排気側斜面１６２のうちバルブリセス１６２ａと天井部１７０の排気側斜面１７２との隙間よりも広い。
【００５１】
また、このエンジン１は、前述のように、燃焼室１７内で成層化を実施している。その観点においても、稜部スキッシュ１７６からのスキッシュ流Ｓに起因する下降流を抑制することが有効である。つまり、成層化を実現するためには、燃焼室１７、特に、キャビティ１６４（主燃焼室１７４）内でのガス流動が弱いことが好ましい。稜部スキッシュ１７６からのスキッシュ流Ｓに起因する下降流を抑制することによって、キャビティ１６４内でのガス流動を抑制することができる。
【００５２】
また、排気側スキッシュエリア１７７ｂの隙間Ｇ２が狭くなっているので、排気側スキッシュエリア１７７ｂからのスキッシュ流Ｓにより、キャビティ１６４内のタンブル流Ｔを弱めることができる。詳しくは、吸気ポート１８から流入した吸気は、排気側で下降流となり、ピストン１６の頂面１６０に沿って吸気側へ向きを変え、キャビティ１６４内に流入し、キャビティ１６４の内面に案内され、吸気側で上昇流となり、天井部１７０近傍で排気側へ方向を変え、縦渦の旋回流、即ち、タンブル流Ｔ（図５参照）となる。ここで、天井部１７０の近傍では、タンブル流Ｔは吸気側から排気側へ向かう流れとなっているので、燃料噴霧及び混合気がキャビティ１６４の排気側の側壁１６４１へ到達しやすくなっている。それに対し、排気側スキッシュエリア１７７ｂからのスキッシュ流Ｓは、天井部１７０の近傍のタンブル流Ｔと対向する向きに流れる。つまり、該スキッシュＳ流は、天井部１７０の近傍のタンブル流Ｔを弱めるように作用する。その結果、キャビティ１６４の排気側の側壁１６４１に到達する燃料噴霧及び混合気を低減することができる。
【００５３】
一方、吸気側スキッシュエリア１７７ａの隙間Ｇ３は、排気側スキッシュエリア１７７ｂの隙間Ｇ２よりも広く（且つ）なっている。吸気側スキッシュエリア１７７ａからのスキッシュ流Ｓは、タンブル流Ｔとの関係で言えば、タンブル流Ｔを助長する方向に作用する。吸気側スキッシュエリア１７７ａの隙間Ｇ３を広くすることによって、吸気側スキッシュエリア１７７ａからのスキッシュ流Ｓが弱くなるので、該スキッシュ流Ｓがタンブル流Ｔを助長することを抑制することができる。尚、この例では、吸気側スキッシュエリア１７７ａの隙間Ｇ３は、稜部スキッシュ１７６の隙間Ｇ１よりも狭い。
【００５４】
以上のように、エンジン１の燃焼室構造は、谷部１７３で連結された吸気側斜面１７１及び排気側斜面１７２を含む天井部１７０を有し、ペントルーフ型の燃焼室１７の一部を区画するシリンダヘッド１３と、稜部１６３で連結され、天井部１７０の吸気側斜面１７１及び排気側斜面１７２と対向する吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２を含む頂面１６０を有し、シリンダ１１に内挿されるピストン１６と、天井部１７０の谷部１７３に設けられた燃料噴射弁６とを備え、ピストン１６の頂面１６０には、凹陥するキャビティ１６４が稜部１６３を横切って吸気側斜面１６１及び排気側斜面１６２に亘って形成され、ピストン１６の頂面１６０とシリンダヘッド１３の天井部１７０との間にはスキッシュエリア１７５が形成され、スキッシュエリア１７５において、シリンダヘッド１３の谷部１７３とピストン１６の稜部１６３との隙間Ｇ１は、シリンダヘッド１３の排気側斜面１７２とピストン１６の排気側斜面１６２との隙間Ｇ２よりも広くなっている。
【００５５】
この構成によれば、スキッシュ流Ｓが比較的高い位置からキャビティ１６４内に流入し、キャビティ１６４で下降流を発生させる傾向にある稜部スキッシュエリア１７６の隙間Ｇ１を、排気側スキッシュエリア１７７ｂの隙間Ｇ２よりも広くすることによって、稜部スキッシュエリア１７６からのスキッシュ流Ｓを弱めて、キャビティ１６４内での下降流の発生を抑制することができる。それに加えて、排気側スキッシュエリア１７７ｂからのスキッシュ流Ｓを相対的に強くすることによって、キャビティ１６４内でのタンブル流Ｔを弱めることができる。その結果、キャビティ１６４の内壁に到達する燃料噴霧及び混合気を低減することができる。これらによって、冷却損失を低減することができる。さらに、キャビティ１６４内でのガス流動を弱めることができるので、燃焼室１７の成層化に有利になる。
【００５６】
続いて、ピストン１６の変形例について説明する。図７に変形例１に係るピストンの斜視図を示す。変形例１に係るピストン２１６は、図３に示すピストン１６と異なり、吸気側の斜面にも島状部が設けられている。
【００５７】
ピストン２１６の頂面２１６０は、中央に向かって登り勾配となった吸気側斜面２１６１及び排気側斜面２１６２とを含んでいる。これにより、ピストン２１６の頂面２１６０は、中央部に向かって次第に隆起した三角屋根状を成している。吸気側斜面２１６１と排気側斜面２１６２とは、稜部２１６３で連結されている。また、頂面２１６０においては、稜部２１６３を横切ってキャビティ２１６４が形成されている。
【００５８】
排気側斜面２１６２は、図３に示す排気側斜面１６２と同様の形状をしている。すなわち、排気側斜面２１６２は、バルブリセス２１６２ａと島状部２１６２ｂとを有している。
【００５９】
一方、吸気側斜面２１６１は、図３に示す吸気側斜面１６１と異なり、バルブリセス２１６１ａと島状部２１６１ｂとを有している。バルブリセス２１６１ａは、開動作を行うときの吸気弁２１との干渉を避けるための部分であり、２つの円が部分的に重なり合ったような形状をしている。島状部２１６１ｂは、吸気側斜面２１６１のうち稜部２１６３とは反対側の部分であって２つの吸気弁２１のバルブヘッドの間に相当する部分において、略三角形状に形成されている。
【００６０】
稜部２１６３は、図３に示す稜部１６３と同様の形状をしている。すなわち、稜部２１６３は、一様に湾曲したＲ面となっている。
【００６１】
このピストン２１６においても、シリンダヘッド１３の谷部１７３とピストン２１６の稜部２１６３との隙間Ｇ１は、シリンダヘッド１３の排気側斜面１７２とピストン２１６の排気側斜面２１６２（島状部２１６２ｂ）との隙間Ｇ２よりも広くなっている。また、隙間Ｇ２は、シリンダヘッド１３の吸気側斜面１７１とピストン２１６の吸気側斜面２１６１（島状部２１６１ｂ）との隙間Ｇ３よりも狭くなっている。尚、隙間Ｇ１は、隙間Ｇ３よりも広くなっている。
【００６２】
尚、この例では、排気側斜面１７２と排気側斜面２１６２のバルブリセス２１６２ａとの隙間をＧ２とし、吸気側斜面１７１と吸気側斜面２１６１のバルブリセス２１６１ａとの隙間をＧ３とした場合であっても、隙間Ｇ１＞隙間Ｇ３＞隙間Ｇ２の関係が成立している。
【００６３】
図８に変形例２に係るピストンの斜視図を示す。変形例２に係るピストン３１６は、図３に示すピストン１６と異なり、排気側の斜面に島状部が設けられていない。
【００６４】
ピストン３１６の頂面３１６０は、中央に向かって登り勾配となった吸気側斜面３１６１及び排気側斜面３１６２とを含んでいる。これにより、ピストン３１６の頂面３１６０は、中央部に向かって次第に隆起した三角屋根状を成している。吸気側斜面３１６１と排気側斜面３１６２とは、稜部３１６３で連結されている。また、頂面３１６０においては、稜部３１６３を横切ってキャビティ３１６４が形成されている。
【００６５】
排気側斜面３１６２は、図３に示す排気側斜面１６２のような凹凸はなく、実質的に平坦な面である。排気側斜面３１６２は、バルブリセスが形成されていないというよりはむしろ、全面がバルブリセスである。つまり、排気側斜面３１６２の高さは、ピストン３１６が上死点に位置するときでも、開動作を行う排気弁２２と干渉しない高さとなっている。
【００６６】
吸気側斜面３１６１は、図３に示す吸気側斜面１６１と同様に、実質的に平坦な面である。吸気側斜面３１６１の高さは、ピストン３１６が上死点に位置するときでも、開動作を行う吸気弁２１と干渉しない高さとなっている。
【００６７】
稜部３１６３は、図３に示す稜部１６３と同様の形状をしている。すなわち、稜部３１６３は、一様に湾曲したＲ面となっている。
【００６８】
このピストン３１６においても、シリンダヘッド１３の谷部１７３とピストン３１６の稜部３１６３との隙間Ｇ１は、シリンダヘッド１３の排気側斜面１７２とピストン３１６の排気側斜面３１６２との隙間Ｇ２よりも広くなっている。また、隙間Ｇ２は、シリンダヘッド１３の吸気側斜面１７１とピストン３１６の吸気側斜面３１６１との隙間Ｇ３よりも狭くなっている。尚、隙間Ｇ１は、隙間Ｇ３よりも広くなっている。
【００６９】
図９に変形例３に係るピストンの斜視図を示す。変形例３に係るピストン４１６は、図３に示すピストン１６と異なり、稜部が島状部で構成されている。
【００７０】
ピストン４１６の頂面４１６０は、中央に向かって登り勾配となった吸気側斜面４１６１及び排気側斜面４１６２とを含んでいる。これにより、ピストン４１６の頂面４１６０は、中央部に向かって次第に隆起した三角屋根状を成している。吸気側斜面４１６１と排気側斜面４１６２とは、稜部４１６３で連結されている。また、頂面４１６０においては、稜部４１６３を横切ってキャビティ４１６４が形成されている。
【００７１】
排気側斜面４１６２は、図３に示す排気側斜面１６２と同様の形状をしている。すなわち、排気側斜面４１６２は、バルブリセス４１６２ａと島状部４１６２ｂとを有している。
【００７２】
吸気側斜面４１６１は、図３に示す吸気側斜面１６１と同様の形状をしている。吸気側斜面４１６１は、図３に示す吸気側斜面１６１と同様に、実質的に平坦な面である。吸気側斜面４１６１の高さは、ピストン４１６が上死点に位置するときでも、開動作を行う吸気弁２１と干渉しない高さとなっている。
【００７３】
稜部４１６３は、図３に示す稜部１６３と異なり、排気側斜面４１６２のバルブリセス４１６２ａから段差状に隆起する島状に形成されている。稜部４１６３は、吸気側斜面４１６１からも段差状に隆起している。ただし、稜部４１６３の表面は、一様に湾曲したＲ面となっている。
【００７４】
このピストン４１６においても、シリンダヘッド１３の谷部１７３とピストン４１６の稜部４１６３との隙間Ｇ１は、シリンダヘッド１３の排気側斜面１７２とピストン４１６の排気側斜面４１６２（島状部４１６２ｂ）との隙間Ｇ２よりも広くなっている。また、隙間Ｇ２は、シリンダヘッド１３の吸気側斜面１７１とピストン４１６の吸気側斜面４１６１との隙間Ｇ３よりも狭くなっている。尚、隙間Ｇ１は、隙間Ｇ３よりも広くなっている。
【００７５】
尚、この例では、排気側斜面１７２と排気側斜面４１６２のバルブリセス４１６２ａとの隙間をＧ２とした場合であっても、隙間Ｇ１＞隙間Ｇ３＞隙間Ｇ２の関係が成立している。
【００７６】
図１０に変形例４に係るピストンの斜視図を示す。変形例４に係るピストン５１６は、図３に示すピストン１６と異なり、吸気側の斜面にも島状部が設けられていると共に、稜部が島状部で構成されている。
【００７７】
ピストン５１６の頂面５１６０は、中央に向かって登り勾配となった吸気側斜面５１６１及び排気側斜面５１６２とを含んでいる。これにより、ピストン５１６の頂面５１６０は、中央部に向かって次第に隆起した三角屋根状を成している。吸気側斜面５１６１と排気側斜面５１６２とは、稜部５１６３で連結されている。また、頂面５１６０においては、稜部５１６３を横切ってキャビティ５１６４が形成されている。
【００７８】
排気側斜面５１６２は、図３に示す排気側斜面１６２と同様の形状をしている。すなわち、排気側斜面５１６２は、バルブリセス５１６２ａと島状部５１６２ｂとを有している。
【００７９】
吸気側斜面５１６１は、図３に示す吸気側斜面１６１と異なり、バルブリセス５１６１ａと島状部５１６１ｂとを有している。バルブリセス５１６１ａは、開動作を行うときの吸気弁２１との干渉を避けるための部分であり、２つの円が部分的に重なり合ったような形状をしている。島状部５１６１ｂは、吸気側斜面５１６１のうち稜部５１６３とは反対側の部分であって２つの吸気弁２１のバルブヘッドの間に相当する部分において、略三角形状に形成されている。
【００８０】
稜部５１６３は、図３に示す稜部１６３と異なり、排気側斜面５１６２のバルブリセス５１６２ａから段差状に隆起する島状に形成されている。稜部５１６３は、吸気側斜面５１６１のバルブリセス５１６１ａからも段差状に隆起している。ただし、稜部５１６３の表面は、一様に湾曲したＲ面となっている。
【００８１】
このピストン５１６においても、シリンダヘッド１３の谷部１７３とピストン５１６の稜部５１６３との隙間Ｇ１は、シリンダヘッド１３の排気側斜面１７２とピストン５１６の排気側斜面５１６２（島状部５１６２ｂ）との隙間Ｇ２よりも広くなっている。また、隙間Ｇ２は、シリンダヘッド１３の吸気側斜面１７１とピストン５１６の吸気側斜面５１６１（島状部５１６１ｂ）との隙間Ｇ３よりも狭くなっている。尚、隙間Ｇ１は、隙間Ｇ３よりも広くなっている。
【００８２】
尚、この例では、排気側斜面１７２と排気側斜面５１６２のバルブリセス５１６２ａとの隙間をＧ２とし、吸気側斜面１７１と吸気側斜面５１６１のバルブリセス５１６１ａとの隙間をＧ３とした場合であっても、隙間Ｇ１＞隙間Ｇ３＞隙間Ｇ２の関係が成立している。
【００８３】
以上、様々な変形例で示したように、バルブリセスが形成されているか否かにかかわらず、少なくとも天井部１７０の排気側斜面１７１とピストンの排気側斜面との隙間のうち最も狭い部分（島状部が形成された部分）において、隙間Ｇ１＞隙間Ｇ２の関係が成立している。ただし、天井部１７０の排気側斜面１７１とピストンの排気側斜面との隙間のうち最も広い部分（例えば、バルブリセスが形成された部分）において、隙間Ｇ１＞隙間Ｇ２の関係が成立していてもよい。
【００８４】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８５】
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８６】
例えば、ピストン１６の構成は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、キャビティ１６４がオフセットして配置されているが、キャビティ１６４がボア中心に配置されていてもよい。また、バルブリセスや島状部の形状も任意に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上説明したように、ここに開示された技術は、直噴エンジンの燃焼室構造について有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１      エンジン
１１    シリンダ
１３    シリンダヘッド
１６    ピストン
１６１  吸気側斜面
１６２  排気側斜面
１６３  稜部
１６４  キャビティ
１７    燃焼室
１７０  天井部
１７１  吸気側斜面
１７２  排気側斜面
１７３  谷部
１７５  スキッシュエリア
１８    吸気ポート
１９    排気ポート
６      燃料噴射弁
Ｇ１    隙間
Ｇ２    隙間
【図１】
0006260523.tif 000002
【図２】
0006260523.tif 000003
【図３】
0006260523.tif 000004
【図４】
0006260523.tif 000005
【図５】
0006260523.tif 000006
【図６】
0006260523.tif 000007
【図７】
0006260523.tif 000008
【図８】
0006260523.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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