(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの下面にクランク軸方向の稜線部分を挟んで吸気側および排気側のシリンダボア周縁近傍に達する傾斜面を成すペントルーフ形状の燃焼室凹部が形成され、該燃焼室凹部の上記稜線部分に点火プラグが配設されるとともに、吸気側および排気側の傾斜面に吸気ポートおよび排気ポートが形成されて、それら吸気ポートおよび排気ポートに吸気弁および排気弁がそれぞれ配設され、
ピストン冠面が上記シリンダヘッドの燃焼室凹部に沿ったペントルーフ形状に形成され、該ペントルーフ形状のピストン冠面にシリンダ軸線に対し吸気側に偏位し排気側周縁が上記点火プラグよりも排気側となる凹陥状のキャビティが設けられ、
上記燃焼室凹部の吸気側に上記キャビティに向けて直接燃料を噴射するよう燃料噴射弁が配設され、
シリンダ内にスワールを生成するスワール生成手段が設けられ、該スワール生成手段により生成されたスワールによって上記燃料噴射弁からの燃料噴霧が上記キャビティ内の点火プラグの周りに移送され、該点火プラグ周りに混合気が偏在し成層化するよう構成された火花点火式直噴エンジンにおいて、
上記ピストン冠面の排気側傾斜部分を、ペントルーフの稜線近傍に位置するキャビティ排気側周縁の上記点火プラグに対しスワール上流側且つ上記燃料噴射弁に対しスワール下流側の側壁が、上記キャビティ排気側周縁の上記点火プラグに対しスワール下流側且つ上記燃料噴射弁に対しスワール上流側の側壁よりも高く、上記キャビティ排気側周縁の上記点火プラグに対しスワール下流側の側壁の高さが、吸気側傾斜部分の上記キャビティ上への仮想延長面の上記ペントルーフの稜線を挟む対称位置の高さと略同一となる形状としたことを特徴とする火花点火式直噴エンジン。
【請求項２】
ピストン上死点における上記シリンダヘッドの燃焼室凹部内面との間隙が、上記点火プラグよりスワール上流側ではシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ略均一で、上記点火プラグよりスワール下流側ではシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ徐々に大きくなるよう上記ピストン冠面の排気側傾斜部分の形状を設定したことを特徴とする請求項１記載の火花点火式直噴エンジン。
【請求項３】
上記キャビティは、平面視にて上記ペントルーフの稜線方向に長い略長円形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の火花点火式直噴エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ内に直接燃料を噴射してピストン頂部のキャビティ内にトラップし成層燃焼させる火花点火式直噴エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピストン頂部に点火プラグを包囲する配置で凹陥状のキャビティを設けるとともに、該キャビティに向けてシリンダ内に直接燃料を噴射するよう燃料噴射弁を配設し、低回転低負荷側の所定運転域においてシリンダ内にスワールを生成するとともに、燃料を圧縮上死点前に噴射してピストン頂部のキャビティ内にトラップし、燃料噴霧をスワールによって点火プラグの周りに移送して、プラグ周りに可燃混合気を形成し、点火し成層燃焼させる火花点火式直噴エンジン（直噴ガソリンエンジンあるいは筒内噴射型火花点火式エンジンとも云う。）が従来から知られている。特開平８−３５４２９号公報記載のものはその一例である。また、特公平６−９４８０８号公報には、上記構成の火花点火式直噴エンジンであって、吸気側のスキッシュクリアランスを排気側のスキッシュクリアランスより相対的に大きい設定としたものが記載されている。
【０００３】
上記直噴ガソリンエンジンは、より具体的には例えばシリンダヘッドの下面にクランク軸方向の稜線部分を挟んで吸気側および排気側に傾斜面を構成するペントルーフ形状の燃焼室凹部が形成され、その例えば稜線部分に点火プラグが配設されるとともに、吸気側および排気側の傾斜面に吸気ポートおよび排気ポートが形成されて、それら吸気ポートおよび排気ポートに吸気弁および排気弁がそれぞれ配設され、また、ピストン冠面がシリンダヘッドの燃焼室凹部に沿ったペントルーフ形状に形成され、該ペントルーフ形状のピストン冠面（すなわち頂面）に凹陥状のキャビティが設けられ、燃焼室凹部の周縁にキャビティに向けて直接燃料を噴射するよう燃料噴射弁が配設され、低回転低負荷の所定運転域において燃料噴射弁から噴射された燃料が噴霧となってスワールによりキャビティ内で点火プラグの周りに移送され、点火プラグ周りに混合気が偏在し成層化するよう構成される。そして、燃料噴射弁は、排気側では排気弁による熱の影響やカーボンの付着等があって信頼性に問題があるため、吸気側に配設される。また、キャビティは、燃料噴射弁からの燃料噴霧がスワールに乗って略シリンダ軸線上の点火プラグの近傍に運ばれるよう、シリンダ軸線近傍の点火プラグを囲んで吸気側にオフセット（偏位）して設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにシリンダヘッド下面の燃焼室凹部に沿ったペントルーフ形状のピストン冠面に吸気側にオフセットしてキャビティを設け、吸気側に燃料噴射弁を配置して、所定運転域で燃料噴霧をスワールによりキャビティ内で点火プラグの周りに移送し、成層燃焼させるについては、キャビティ内に十分なスワールを生成させることが必要であるとともに、そのスワールに乗った燃料噴霧がキャビティ外へ流出するのを可及的に抑制することが必要である。
【０００５】
特に、燃料噴霧は点火プラグに対しスワール上流でキャビティ周壁を越えて流出しやすく、流出すると、点火プラグ周りへ混合気の偏在化が崩れて成層度が低下し、リーン限界が低下して、燃費が悪化する。
【０００６】
また、キャビティから流出した燃料がピストン冠面とシリンダヘッドの燃焼室凹部内面との間の狭い空間に流れ、空気との混合ができない状態で火炎伝播することになって、スモークが発生し、特にピストン冠面排気側のスワール上流側部分にカーボンが堆積する。
【０００７】
カーボンが堆積すると、その堆積したカーボンがヒートポイントとなるためにノッキングが発生しやすくなり、堆積したカーボンが剥離してシリンダとピストンの隙間に入り込むことによってピストン摺動面が劣化し、バルブとバルブシートの間に入り込むことによって圧縮密閉性が損なわれ、また、燃料噴射弁がカーボンの付着によって目詰まりし、噴霧に悪影響が出るなど、エンジン信頼性に様々な悪影響が及ぶ。
【０００８】
そこで、燃料噴霧がキャビティ外に流出しないよう、キャビティ周壁を特に排気側周縁の側壁の部分で相対的に高くすることが考えられる。
【０００９】
キャビティの排気側周縁の側壁を高くするということは、ピストン上死点におけるシリンダヘッドの燃焼室凹部内面とピストン冠面との間隙すなわちスキッシュクリアランスが、吸気側に対し排気側で小さくなるようにするということであって、その場合、側壁が高いことによって燃料噴霧の流出が抑制されるだけでなく、吸気側に対して排気側のスキッシュクリアランスに発生するスキッシュ流が強く、それがキャビティから流出しようとする燃料噴霧をシリンダ中心方向へ押し戻し、キャビティ外に流出させないようにすると期待できる。
【００１０】
なお、上述のように特公平６−９４８０８号公報には吸気側のスキッシュクリアランスを排気側のスキッシュクリアランスより大きくする、つまり、吸気側より排気側のスキッシュクリアランスを小さくすることが記載されているが、同公報記載のものは、排気側のスキッシュゾーンにおいて発生する強力なスキッシュ作用により排気側の高温混合気を吸気側まで到達させ、吸気側の低温混合気と混合させて全体としての温度分布の均一化を促進するという作用を期待したものであって、上述のような燃料噴霧のキャビティ外への流出を抑制するという技術思想によるものではない。
【００１１】
しかしながら、単にキャビティの排気側周縁の側壁を高くし、排気側のスキッシュクリアランスが小さくなる構成としたのでは、排気側のスキッシュクリアランスの全域でシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ向けて強いスキッシュ流が発生し、それが点火プラグよりスワール上流側では燃料噴霧の流出を抑制し点火プラグ周りへの噴霧移送に寄与するが、スワール下流側のスキッシュ流は、スワール流を減衰させる方向に作用し、そのため、適正なスワールの生成が阻害され、燃料噴霧の移送性が低下する。
【００１２】
したがって、シリンダヘッド下面の燃焼室凹部に沿ったペントルーフ形状のピストン冠面に吸気側にオフセットしてキャビティを設け、吸気側に燃料噴射弁を配置して、所定運転域で燃料噴霧をスワールによりキャビティ内で点火プラグの周りに移送し成層燃焼させる火花点火式直噴エンジンにおいて、スワールの減衰を防止し燃料噴霧の移送性を確保しつつ、キャビティ外への燃料噴霧の流出を抑制して、成層度を高め、リーン限界を高め、燃費を向上させるとともに、空気との混合が悪い排気側微小間隙でのスモークの発生を防止して、成層燃焼可能な運転領域を広げ、カーボンの堆積を抑制して、耐ノッキング性を向上させ、カーボン剥離に起因するピストン摺動面の劣化やバルブシートの密閉性低減や燃料噴射弁の目詰まり等を防止して、エンジン信頼性を向上させることが課題である。
【００１３】
本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリンダヘッドの下面にクランク軸方向の稜線部分を挟んで吸気側および排気側のシリンダボア周縁近傍に達する傾斜面を成すペントルーフ形状の燃焼室凹部が形成され、該燃焼室凹部の上記稜線部分に点火プラグが配設されるとともに、吸気側および排気側の傾斜面に吸気ポートおよび排気ポートが形成されて、それら吸気ポートおよび排気ポートに吸気弁および排気弁がそれぞれ配設され、ピストン冠面が上記シリンダヘッドの燃焼室凹部に沿ったペントルーフ形状に形成され、該ペントルーフ形状のピストン冠面にシリンダ軸線に対し吸気側に偏位し排気側周縁が上記点火プラグよりも排気側となる凹陥状のキャビティが設けられ、上記燃焼室凹部の吸気側に上記キャビティに向けて直接燃料を噴射するよう燃料噴射弁が配設され、シリンダ内にスワールを生成するスワール生成手段が設けられ、該スワール生成手段により生成されたスワールによって上記燃料噴射弁からの燃料噴霧が上記キャビティ内の点火プラグの周りに移送され、該点火プラグ周りに混合気が偏在し成層化するよう構成された火花点火式直噴エンジンにおいて、上記ピストン冠面の排気側傾斜部分を、ペントルーフの稜線近傍に位置するキャビティ排気側周縁の上記点火プラグに対しスワール上流側且つ上記燃料噴射弁に対しスワール下流側の側壁が、上記キャビティ排気側周縁の上記点火プラグに対しスワール下流側且つ上記燃料噴射弁に対しスワール上流側の側壁よりも高い形状とするものである。
【００１５】
この場合、ピストン冠面のキャビティの排気側周縁の側壁が、点火プラグに対しスワール上流側且つ燃料噴射弁に対しスワール下流側で相対的に高いことにより、その高い側壁によってキャビティ外への燃料噴霧の流出が抑制されるとともに、排気側のスキッシュクリアランスがスワール上流側で小さくなることにより、そのスワール上流側のスキッシュゾーンにシリンダ中心方向へ向けて比較的強いスキッシュ流が発生し、それによりキャビティ外への燃料噴霧の流出が一層抑制される。
【００１６】
また、スワール下流側且つ燃料噴射弁に対しスワール上流側でキャビティ排気側周縁の側壁が相対的に低く、そのスワール下流側のスキッシュゾーンに発生するスキッシュ流が相対的に弱くなることにより、スキッシュ流によるスワールの減衰が抑制され、適正なスワールが維持される。
【００１７】
こうしてスワールが確保され、燃料噴霧の移送性が確保され、キャビティ外への流出が抑制されることにより、成層度が向上して、リーン限界が高まり、燃費が向上する。
【００１８】
また、スモークの発生が防止され、成層燃焼可能な運転領域が拡大するとともに、カーボンの堆積が抑制されて、耐ノッキング性が向上し、カーボン剥離に起因するピストン摺動面の劣化やバルブシートの密閉性低減や燃料噴射弁の目詰まりが防止されて、エンジン信頼性が向上する。
【００１９】
本発明の上記構成において、ピストン冠面の排気側傾斜部分の形状は、ピストン上死点におけるシリンダヘッドの燃焼室凹部内面との間隙が、点火プラグよりスワール上流側ではシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ略均一で、点火プラグよりスワール下流側ではシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ徐々に大きくなるよう設定するのがよい。
【００２０】
こうした構成とすることにより、点火プラグよりスワール上流側に発生した比較的強いスキッシュ流れによりキャビティ外への燃料噴霧の流出を抑制しつつ、僅かでもキャビティ外に流出しスワール下流側に流れた噴霧を徐々に大きくなるシリンダ中心側の空間容積部に導いて、空気とのミキシングを促進し、スモークの発生を低減するようにできる。
【００２１】
そして、ピストン冠面のスワール下流側の排気側傾斜部分は、キャビティ排気側周縁の点火プラグに対しスワール上流側且つ燃料噴射弁に対しスワール下流側の側壁の高さが、吸気側傾斜部分のキャビティ上への仮想延長面のペントルーフの稜線を挟む対称位置の高さと略同一となる構成とするのがよい。
【００２２】
この構成により、キャビティ排気側周縁の側壁の高さはスワール下流側においては吸気側と略同じレベルのものとなり、そのため、高回転高負荷側の均一燃焼領域で吸気行程において燃料を噴射し、筒内全体で空気と混合し、均一な混合気で燃焼させる際の、キャビティ周縁の側壁の高さによる火炎伝播の阻害要因を低減できる。
【００２３】
また、キャビティは、平面視にてペントルーフの稜線方向に長い略長円形状であるのよく、そうすることで、キャビティ容積を確保し、空気利用率を向上させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態の一例に係る火花点火式直噴エンジンの燃焼室部分の吸排気弁軸を通るシリンダ軸線方向の縦断面図、図２はピストンの斜視図、図３はピストンの平面図、図４は図１のＡ−Ａ断面図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図、図６は図３のＣ−Ｃ断面図である。
【００２６】
この実施の形態に係る火花点火式直噴エンジンは、図１に示すように、直列多気筒で、複数のシリンダ１を構成するシリンダブロック２を有し、そのシリンダブロック２の上端にシリンダヘッド３が組み付けられている。そして、各シリンダ１に上下方向すなわちシリンダ軸線４方向に往復動可能にピストン５が嵌装されている。ピストン５は、連結棒（図示せず）を介してクランク軸（図示せず）に連結される。
【００２７】
シリンダヘッド３の下面には、シリンダ軸線４近傍を前後方向すなわちクランク軸方向に延びる稜線部分６ａを挟んで左側（吸気側）及び右側（排気側）がそれぞれ傾斜しシリンダボアの周縁近傍に達する吸気側傾斜面６ｂと排気側傾斜面６ｃとを構成する所謂ペントルーフ形状の燃焼室凹部６が形成されている。そして、その燃焼室凹部６の略シリンダ軸線４上で僅かに排気側にオフセット（偏位）した位置に点火プラグ７が配設され、吸気側傾斜面６ｂには図１において前後に略重なる位置に二つの吸気ポート８ａ、８ｂが、また、排気側傾斜面６ｃにはやはり前後に略重なる位置に二つの排気ポート９ａ、９ｂが形成され、それら各吸気ポート８ａ、８ｂ及び各排気ポート９ａ、９ｂに吸気弁１０ａ、１０ｂ及び排気弁１１ａ、１１ｂがそれぞれ配設されている。吸気弁１０ａ、１０ｂ及び排気弁１１ａ、１１ｂは、シリンダヘッド３の上部に配設される吸気用カム軸（図示せず）及び排気用カム軸（図示せず）によってそれぞれ開閉駆動される。
【００２８】
図１及び図２に示すように、ピストン５の頂面（ピストン冠面）は、上記シリンダヘッド３下面の燃焼室凹部６に沿った稜線部分１２ａと吸気側傾斜面１２ｂと排気側傾斜面１２ｃとからなる中高のペントルーフを基本形状とするものである。そして、そのペントルーフ形状のピストン冠面には、シリンダ軸線４に対し吸気側にオフセット（偏位）し排気側周縁が点火プラグ７よりも排気側となる、平面視にて図３に示すようにペントルーフの稜線方向（稜線部分１２ａの長手方向）に長い略長円形で凹陥状のキャビティ１３が設けられている。
【００２９】
そして、シリンダヘッド３には、燃焼室凹部６の吸気側周縁に臨む位置に、ピストン冠面の上記キャビティ１３に向けて直接燃料を噴射するよう噴口軸線がシリンダ軸線４と交差し斜め下方に所定の設置角（シリンダヘッド３下面に対し例えば４２゜の角度）をなす設定で燃料噴射弁１４が配設されている。
【００３０】
上記ピストン冠面の排気側傾斜面１２ｃ（排気側傾斜部分）は、スワール上流側部分（Ｕ）とスワール下流側部分（Ｌ）の間に段差をなし、図２〜図５に示すようにキャビティ１３の排気側周縁の、点火プラグ７に対しスワール上流側且つ燃料噴射弁１４に対しスワール下流側の側壁部分１３ａが相対的に高く、点火プラグ７に対しスワール下流側且つ燃料噴射弁１４に対しスワール上流側の側壁部分１３ｂが相対的に低くて、ピストン上死点におけるシリンダヘッド３の燃焼室凹部６の内面との間隙（スキッシュクリアランス）が、スワール上流側部分（Ｕ）では、図１に示すようにシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ略均一で、且つ、図１及び図４にｓ1で示すように相対的に小さく、スワール下流側部分（Ｌ）では、図１及び図４にｓ2で示すようにシリンダ中心側で相対的に大きく、シリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ徐々に大きくなるよう設定されている。
【００３１】
上記排気側傾斜面１２ｃのスワール下流側部分（Ｌ）の境をなす、キャビティ１３の排気側周縁のスワール下流側の側壁部分１３ｂの高さは、吸気側傾斜面（吸気側傾斜部分）のキャビティ１３上への仮想延長面の、ペントルーフの稜線を挟む対称位置の高さと略同一となる設定である。
【００３２】
二つの吸気ポート８ａ、８ｂは、各気筒毎の独立吸気通路（図示せず）から二つに分岐した通路部分のそれぞれに接続され、それら二つの通路部分の一方（図１において背面側の吸気ポート８ｂにつながる通路部分）に通路面積を制御する制御弁（図示せず）が設けられて、この一方の通路部分の制御弁を閉制御することにより、他方（図１において表面側）の通路部分につながる吸気ポート８ａからの吸気流動によりシリンダ１内に図２又は図３において反時計周り（矢印で示す方向）のスワール（横渦）が生成されるようになっている。つまり、二つの吸気ポート８ａ、８ｂと、上記各通路部分及び上記制御弁とでスワール生成手段が構成されている。そして、上記制御弁の開度によってスワール強度が制御可能である。
【００３３】
以上の構成からなるエンジンは、低回転低負荷側の所定運転域を成層燃焼領域とし、それより高回転高負荷の運転域を均一燃焼領域とする。
【００３４】
そして、成層燃焼領域では、上記制御弁を閉制御して、シリンダ１内にスワールを生起させ、圧縮上死点手前近傍の例えばＢＴＤＣ５０〜６０゜で燃料を噴射する。
【００３５】
このように成層燃焼領域において圧縮上死点手前近傍の例えばＢＴＤＣ５０〜６０゜で燃料噴射弁１４から噴射された燃料は噴霧となってキャビティ１３内でスワールにより点火プラグ７の周りに移送され、点火プラグ７の周りに混合気が偏在し成層化する。そして、例えばＢＴＤＣ２０゜で点火され、燃焼する。
【００３６】
こうしたエンジンにおいて、スワールにより移送される燃料噴霧は、図３に二点鎖線で示すように点火プラグ７より上流側でピストン冠面のキャビティ１３から流出しようとするが、キャビティ１３の排気側周縁のスワール上流側の側壁部分１３ａが高いことによって、そうしたキャビティ１３外への燃料噴霧の流出が抑制され、さらに、排気側のスキッシュクリアランスがスワール上流側で小さくなることにより、そのスワール上流側のスキッシゾーンにシリンダ中心方向へ向けて比較的強いスキッシュ流が発生し、それによりキャビティ外への燃料噴霧の流出が一層抑制される。
【００３７】
また、キャビティ１３の排気側周縁のスワール下流側の側壁部分１３ｂが低く、且つ、スワール下流側のスキッシュゾーンに発生するスキッシュ流が相対的に弱くなることにより、スキッシュ流によるスワールの減衰が抑制され、適正なスワールが維持される。
【００３８】
こうしてスワールが確保され、燃料噴霧の移送性が確保され、キャビティ１３外への流出が抑制されることにより、成層度が向上して、リーン限界を高まり、燃費が向上する。また、スモークの発生が防止され、成層燃焼可能な運転領域が拡大するとともに、カーボンの堆積が抑制されて、耐ノッキング性が向上し、カーボン剥離に起因するピストン摺動面の劣化やバルブシートの密閉性低減や燃料噴射弁の目詰まりが防止されて、エンジン信頼性が向上する。
【００３９】
また、ピストン冠面の排気側傾斜面１２ｃとピストン上死点におけるシリンダヘッド３の燃焼室凹部６内面との間隙が、スワール上流側ではシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ略均一で、スワール下流側ではシリンダボア周縁側からシリンダ中心方向へ徐々に大きくなることにより、スワール上流側に発生した比較的強いスキッシュ流によりキャビティ１３外への燃料噴霧の流出を抑制しつつ、僅かでもキャビティ１３外に流出しスワール下流側に流れた噴霧を、徐々に大きくなるシリンダ中心側の空間容積部に導いて、空気とのミキシングを促進し、スモークの発生を低減するようにできる。
【００４０】
また、キャビティ１３の排気側周縁のスワール下流側の側壁部分１３ｂの高さが、吸気側傾斜面１２ａのキャビティ１３上への仮想延長面のペントルーフの稜線を挟む対称位置の高さと略同一となる程度に低いことにより、高回転高負荷側の均一燃焼領域で吸気行程において燃料を噴射し、筒内全体で空気と混合し、均一な混合気で燃焼させる際の、キャビティ１３周縁の側壁の高さによる火炎伝播の阻害要因が低減される。
【００４１】
また、キャビティ１３が略長円形状であることにより、キャビティ容積が確保され、空気利用率が向上する。
【００４２】
図７は、上記実施の形態のピストン形状を有するエンジンのスモーク低減効果を示している。丸プロットは本発明による排気側傾斜面に段差のあるピストン冠面形状を採用した場合のデータ、四角プロットはそうした段差のない場合のデータである。本発明によるピストン冠面形状を採用することにより、スモークが明らかに低減している。
【００４３】
次に、上記実施の形態の応用例を説明する。図８に示す応用例は、上記実施の形態の火花点火式直噴エンジンのピストン信頼性の向上を図るものである。
【００４４】
上記実施の形態の火花点火式直噴エンジンは、ピストン冠面の吸気側にオフセットしてキャビティ１３を設けることにより、設計上、ピストン上部排気側の肉厚が大きくなるのに加えて、排気側傾斜面１２ｃがスワール上流側で高くなる設計となることにより、一層ピストン上部排気側の肉厚が大きくなり、その排気側の肉厚の大きな部分が熱的に不利な状態となる。
【００４５】
ピストン上部排気側の肉厚は、裏側から肉を抜くことによりある程度は小さくなるが、吸気側にオフセットしたキャビティ１３があり、更にピンボスがある形状では、ピストン上部排気側の肉を裏側からあまり大きく抜くと強度的な問題が出てくる。
【００４６】
そこで、図８に示す例では、オイルジェットノズル２０をピストン５の排気側下方に配設し、このオイルジェットノズル２０からピストン上部排気側下面に向けてオイルジェットを噴出し、ピストン上部排気側を冷却する。それにより、ピストン５の熱的信頼性が向上する。そして、その効果は特に過給機付エンジンにおいて顕著である。
【００４７】
なお、オイルジェットノズル２０は、コンロッドに対して吸気側に配置したオイルギャラリー（図示せず）からコンロッドを迂回して排気側に取り回してもよいし、あるいは、オイルギャラリーそのものを排気側に配置してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、シリンダヘッド下面の燃焼室凹部に沿ったペントルーフ形状のピストン冠面に吸気側にオフセットしてキャビティを設け、吸気側に燃料噴射弁を配置して、所定運転域で燃料噴霧をスワールによりキャビティ内で点火プラグの周りに移送し成層燃焼させる火花点火式直噴エンジンにおいて、スワールの減衰を防止し燃料噴霧の移送性を確保しつつ、キャビティ外への燃料噴霧の流出を抑制して、成層度を高め、リーン限界を高め、燃費を向上させるとともに、空気との混合が悪い排気側微小間隙でのスモークの発生を防止して、成層燃焼可能な運転領域を広げ、カーボンの堆積を抑制して、耐ノッキング性を向上させ、カーボン剥離に起因するピストン摺動面の劣化やバルブシートの密閉性低減や燃料噴射弁の目詰まり等を防止して、エンジン信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例に係る火花点火式直噴エンジンの燃焼室部分の吸排気弁軸を通るシリンダ軸線方向の縦断面図である。
【図２】上記実施の形態のピストンの斜視図である。
【図３】上記実施の形態のピストンの平面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】上記実施の形態のピストン形状を有するエンジンのスモーク低減効果を示す実験データのグラフである。
【図８】上記実施の形態の応用例の特徴部分を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  シリンダ
３  シリンダヘッド
４  シリンダ軸線
５  ピストン
６  燃焼室凹部
７  点火プラグ
８ａ、８ｂ  吸気ポート
９ａ、９ｂ  排気ポート
１０ａ、１０ｂ  吸気弁
１１ａ、１１ｂ  排気弁
１２ａ  稜線部分
１２ｂ  吸気側傾斜面
１２ｃ  排気側傾斜面
１３  キャビティ
１３ａ  スワール上流側の側壁部分
１３ｂ  スワール下流側の側壁部分
１４  燃料噴射弁
Ｕ  ピストン冠面排気側傾斜面のスワール上流側部分
Ｌ  ピストン冠面排気側傾斜面のスワール下流側部分
【図１】
0004465849.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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