(57)【要約】【課題】ピストンの温度を低減して、ピストンの耐久性を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明は、ピストンヘッド（６２）にピストンピンボス（６３）が結合したピストン（６０）と、ピストンヘッド（６２）とピストンピンボス（６３）との結合部（６９）をピストン冠面（６１）上に投影したときに、その投影平面上の結合部（６９ａ）を包含するように、ピストン冠面（６１）に形成された断熱層（７０）と、を備えたことを特徴とする。これにより、ピストン温度を低減して、ピストンの耐久性を向上させることができる。【選択図】図７
2009041388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンヘッドにピストンピンボスが結合したピストンと、
前記ピストンヘッドと前記ピストンピンボスとの結合部をピストン冠面上に投影したときに、その投影平面上の前記結合部を包含するように、前記ピストン冠面に形成された断熱層と、
を備える内燃機関。
【請求項２】
前記断熱層は、前記ピストン冠面の中心を通るピストン中心軸を中心とした円形である
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記ピストン冠面は、前記ピストンの外周近傍の領域に前記断熱層を形成しない非断熱領域を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記断熱層は、前記ピストンピンボスに保持されるピストンピンの軸線と同方向の長さに対して、前記ピストン冠面と同一平面上でその軸線と直交する直交線方向の長さが短い
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記断熱層は、前記ピストン冠面の中心を通る前記ピストンピンボスに保持されるピストンピンの軸線と同方向の長さに対して、吸気弁側のその軸線と同方向の長さが短い
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記断熱層は、前記ピストン冠面の中心を通る前記ピストンピンボスに保持されるピストンピンの軸線と同方向の長さに対して、排気弁側のその軸線と同方向の長さが短い
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記ピストンは、前記ピストンヘッドにキャビティを備え、
前記キャビティより外側の前記ピストン冠面を、前記断熱層を形成しない非断熱領域とした
ことを特徴とする請求項４から６までのいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項８】
前記ピストンにピストンピンを介して連結されるアッパリンクと、
クランクシャフトのクランクピンに回転自由に装着されるとともに、前記アッパリンクにアッパピンを介して連結されるロアリンクと、
前記ロアリンクにコントロールピンを介して連結されるコントロールリンクと、
から構成され、機関圧縮比の変更が可能な複リンク式ピストンストローク機構を備える
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項９】
前記ピストンピンボスに保持されたピストンピンの側方が前記クランクシャフトのカウンタウェイトを通過する
ことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関として、機関圧縮比を運転状態に応じて変更可能な複リンク式ピストンストローク機構を備えた内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関は、クランクピンにロアリンク（第１リンク）を回転自在に連結し、このロアリンクの一端にはアッパピンを介してアッパリンク（第２リンク）を、他端にはコントロールピンを介してコントロールリンク（第３リンク）を回転自在に連結し、このロアリンクの動作をコントロールリンクによって規制している。そして、運転状態に応じてコントロールリンクを制御して第１リンクの傾斜を変えることで、アッパリンクの他端に連結するピストンの上死点位置をコントロールし、圧縮比可変機構を実現しようとするものである。
【特許文献１】特開２００５−１４７０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の内燃機関は、燃焼ガスと接触するピストンの熱的負担が大きかった。そのため、ピストン温度の上昇によって材料の強度が低下し、その結果、ピストンの耐久性が低下するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、ピストンの温度を低減して、ピストンの耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、ピストンヘッド（６２，２６２，３６２）にピストンピンボス（６３，２６３，３６３）が結合したピストン（６０，２６０，３６０）と、ピストンヘッド（６２，２６２，３６２）とピストンピンボス（６３，２６３，３６３）との結合部（６９，２６９，３６９）をピストン冠面（６１，２６１，３６１）上に投影したときに、その投影平面上の結合部（６９ａ，２６９ａ，３６９ａ）を包含するように、ピストン冠面（６１，２６１，３６１）に形成された断熱層（７０，２７０，３７０）と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ピストンヘッドとピストンピンボスとの結合部をピストン冠面に投影したときに、その投影平面上の結合部を包含するようにピストン冠面に断熱層を形成したので、燃焼荷重や慣性力などの非常に大きな力が加わるピストンピンボスへの伝熱を抑制することができる。これにより、ピストンピンボスの強度を確保してピストン耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、複リンク式ピストンストローク機構を備えたエンジン１を示す図である。
【００１０】
エンジン１は、シリンダブロック３１と、その頂部を覆うシリンダヘッド３０とを備える。
【００１１】
シリンダブロック３１には、複数のシリンダ３１ａが形成される。シリンダ３１ａには、ピストン６０が摺動自在に嵌合する。これらシリンダヘッド３０とシリンダブロック３１とピストン６０とによって、ペントルーフ形の燃焼室４０が区画形成される。
【００１２】
シリンダヘッド３０には、燃焼室４０に開口する吸気通路４１及び排気通路４２が形成され、吸気通路４１の開口を開閉する吸気バルブ４３と、排気通路４２の開口を開閉する排気バルブ４４とが配設される。また、シリンダヘッド３０には、燃料噴射弁４６が配設される。燃料噴射弁４６は、吸気通路４１内で燃料を噴射する。さらに、シリンダヘッド３０には、点火栓４５が配設される。点火栓４５は、燃焼室４０の頂壁中心部で火花を飛ばして混合気を点火する。
【００１３】
複リンク式ピストンストローク機構は、ピストン６０とクランクシャフト３３とを２つのリンク(アッパリンク(第１リンク)１１、ロアリンク(第２リンク)１２)で連結するとともに、コントロールリンク(第３リンク)１３でロアリンク１２を制御して圧縮比を変更する。
【００１４】
アッパリンク１１は、その上端がピストンピン２１を介してピストン６０と連結し、その下端がアッパピン２２を介してロアリンク１２の一端と連結する。ピストン６０は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック３１のシリンダ３１ａ内を往復動する。
【００１５】
ロアリンク１２は、その一端がアッパピン２２を介してアッパリンク１１に連結し、その他端がコントロールピン２３を介してコントロールリンク１３に連結する。また、ロアリンク１２は、その略中央の連結孔に、クランクシャフト３３のクランクピン３３ｂが挿入され、クランクピン３３ｂを中心軸として揺動する。ロアリンク１２は左右の２部材に分割可能である。クランクシャフト３３は、複数のジャーナル３３ａとクランクピン３３ｂとカウンタウェイト３３ｃとを備える。ジャーナル３３ａは、シリンダブロック３１及びラダーフレーム３４によって回転自在に支持される。クランクピン３３ｂは、ジャーナル３３ａから所定量偏心しており、ここにロアリンク１２が揺動自在に連結する。カウンタウェイト３３ｃは、ジャーナル３３ａとクランクピン３３ｂとをつなぐアーム部に設けられ、回転部分の重量アンバランスを取り除く。
【００１６】
コントロールリンク１３は、その一端がコントロールピン２３を介してロアリンク１２に連結し、その他端が連結ピン２４を介してコントロールシャフト２５に連結する。コントロールリンク１３は、この連結ピン２４を中心として揺動する。またコントロールシャフト２５にはギアが形成されており、そのギアがアクチュエータ５１の回転軸５２に設けられたピニオン５３に噛合する。アクチュエータ５１によってコントロールシャフト２５が回転させられ、連結ピン２４が移動する。
【００１７】
図２は複リンク式ピストンストローク機構による圧縮比変更方法を説明する図である。
【００１８】
複リンク式ピストンストローク機構は、コントロールシャフト２５を回転して連結ピン２４の位置を変更することで、圧縮比を変更できる。例えば図２(Ａ)、図２(Ｃ)に示すように連結ピン２４を位置Ｐにすれば、上死点位置(ＴＤＣ)が高くなり高圧縮比になる。
【００１９】
そして図２(Ｂ)、図２(Ｃ)に示すように、連結ピン２４を位置Ｑにすれば、コントロールリンク１３が上方へ押し上げられ、コントロールピン２３の位置が上がる。これによりロアリンク１２はクランクピン３３ｂを中心として反時計方向に回転し、アッパピン２２が下がり、ピストン上死点(ＴＤＣ)におけるピストン６０の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。
【００２０】
また複リンク式ピストンストローク機構によるエンジンは、圧縮比が一定である通常のエンジン(以下「ノーマルエンジン」という)に比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長いという特性がある。この特性によって、ノーマルエンジンと比べて、高圧縮比にしてもノッキングが生じにくく、また超希薄燃焼であっても比較的大きな燃焼エネルギを得ることができ、燃焼性が安定する。この点について、図３を参照して説明する。
【００２１】
図３は、複リンク式ピストンストローク機構のピストン挙動を示す図であり、図３(Ａ)は図３(Ｂ)の点線部の拡大図である。図３には、ノーマルエンジンと同じ圧縮比にした複リンク式ピストンストローク機構のピストン挙動が細実線で示されている。
【００２２】
ピストン６０が上死点から所定の距離内にあるときを、ピストン上死点付近滞在期間と定義すると、図３から明らかなように複リンク式ピストンストローク機構は、同じ圧縮比であるノーマルエンジンに比べて、ピストン上死点付近滞在期間が長い。
【００２３】
また、複リンク式ピストンストローク機構を高圧縮比に設定したときのピストン上死点付近滞在期間Ｔ１は、低圧縮比に設定したときのピストン上死点付近滞在期間Ｔ２よりも長い。すなわち図３(Ａ)において、Ｔ１＞Ｔ２である。
【００２４】
このように複リンク式ピストンストローク機構は、ノーマルエンジンに比べてピストン上死点付近滞在期間が長い。さらに高圧縮比にしたときのほうが、低圧縮比にしたときよりもピストン上死点付近滞在期間が長い。ピストン６０が上死点付近に長く滞在するということは、燃焼中に高圧縮状態が長く維持されるということである。高圧縮状態が長く維持されると、ノッキングを生じにくくなり、超希薄燃焼であっても比較的大きな燃焼エネルギを得ることができるので燃焼性が安定する。
【００２５】
ところで、複リンク式ピストンストローク機構は、各リンク１１，１２，１３の配置を適当に調節することができる。これにより、ピストン上死点位置において、アッパリンク１１の姿勢を略直立にすることができる。その結果、燃焼時にピストンにかかる最大スラスト荷重を低減できるため、ピストンスカートを従来より短縮しても、ピストンの強度を確保することができる。そして、ピストンスカートを短縮することで、ピストンスカートとカウンタウェイトとの干渉を回避し、ピストンストロークを拡大することができる。
【００２６】
図４は、ピストンスカートの短縮化によってピストンストロークを拡大したエンジン（以下「ロングストロークエンジン」という。）のピストンストロークについて、ノーマルエンジンのピストンストロークと比較して説明する図である。図４（Ａ）が、ノーマルエンジンのピストンストロークを示す図である。図４（Ｂ）が、ロングストロークエンジンのピストンストロークを示す図である。
【００２７】
ピストン１６０を１本のコンロッド１１１で連結するノーマルエンジンは、図４（Ａ）に示すように、上死点位置におけるコンロッド１１１の姿勢を略直立にすることができない。そのため、燃焼時にピストン１６０にかかる最大スラスト荷重を低減できず、ピストンスカート１６５を短縮することができない。その結果、ピストンスカート１６５の下方をクランクシャフト１３３のカウンタウェイト１３３ｃが通過することになる。
【００２８】
これに対して、ロングストロークエンジンのピストン６０は、図４（Ｂ）に示すように、各リンク１１，１２，１３を調整することで、上死点位置におけるアッパリンク１１の姿勢を略直立にすることができる。そのため、ピストンスカート６５を周方向に短縮してもピストン６０の耐久性を確保できる。このようなピストンスカート６５を短縮したピストン６０を用いることで、カウンタウェイト３３ｃがピストンピン２１の側方を通過できる。これにより、このピストンスカート６５の高さ分だけピストンストロークが拡大する。
【００２９】
図５は、ロングストロークエンジンに用いられるピストン６０と、従来のノーマルエンジンに用いられるピストン１６０との形状の違いを説明する図である。図５（Ａ）が、ピストンピンと直交する方向から見たノーマルエンジンに用いられるピストン１６０の側面図である。図５（Ｂ）が、ピストンピンと直交する方向から見たロングストロークエンジンに用いられるピストン６０の側面図である。
【００３０】
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、両ピストン１６０，６０共に、ピストンヘッド１６２，６２と、ピストンピンボス１６３，６３と、ピストンスカート１６５，６５とを備える。
【００３１】
ピストンヘッド１６２，６２は、所定の肉厚を持った円盤形状をしている。ピストンヘッド１６２，６２の側面には、複数本のピストンリング溝１６４，６４が形成される。
【００３２】
ピストンピンボス１６３，６３は、ピストンヘッド１６２，６２に結合される。ピストンピンボス１６３，６３は、ピストンピンを保持する。
【００３３】
ピストンスカート１６５，６５は、ピストンヘッド１６２，６２の側面からピストン１６０，６０が嵌合するシリンダ面に沿って下方に延びるように形成される。
【００３４】
ここで、図５（Ｂ）に示すように、ロングストロークエンジンのピストンスカート６５は、ノーマルエンジンのピストンスカート１６５よりも周方向の長さが短縮されている。また、ピストンピンボス６３のピストンピン軸線方向の幅も、ピストンピンボス１６３のピストンピン軸線方向の幅よりも狭くなっている。これは、カウンタウェイトがピストンピンの側方を通過できるようにするため、ロングストロークエンジンの場合は、ピストンピンの長さを短くする必要があることに伴ったものである。
【００３５】
このように、ロングストロークエンジンに用いられるピストンピンは、ノーマルエンジンのピストンピンより短いため、ピストンピンボス６３の幅も、ノーマルエンジンのピストンピンボス１６３の幅より狭くなっている。これにより、ロングストロークエンジンに用いられるピストン６０と、ノーマルエンジンに用いられるピストン１６０とでは、燃焼荷重を受けたときの形状の変化に相違が生じる。以下では、図６を参照してその相違について説明する。
【００３６】
図６は、燃焼荷重を受けたときのロングストロークエンジン及びノーマルエンジンのピストン形状の変化について説明する図である。図６（Ａ）は、ノーマルエンジンのピストン１６０の形状の変化を示す断面図である。図６（Ｂ）は、ロングストロークエンジンのピストン６０の形状の変化を示す断面図である。
【００３７】
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、ピストン１６０，６０の形状は、ピストン冠面１６１，６１に燃焼荷重を受けて変形する。
【００３８】
しかしながら、前述したように、ロングストロークエンジンは、ピストンピンを短くする必要があるため、燃焼荷重を支持するピストンピンボス６３のピストンピン軸線方向の幅を広くできない。つまり、ピストン中心軸からノーマルエンジンのピストンピンボス１６３の端部までの距離ｃ１に対して、ロングストロークエンジンのピストンピンボス６３の端部までの距離ｃ２が短くなる。そうすると、ピストン６０のピストンピンは、ピストン１６０よりも燃焼荷重をピストン中心軸側で支持することになり、燃焼荷重による変形が大きくなる。また、燃焼荷重や慣性力などの非常に大きな力が加わるピストンピンボス６３の幅が狭くなることで、ピストン６０の耐久性も低下する。
【００３９】
そこで、本発明では、燃焼ガスに接触するピストン冠面６１に断熱膜を形成して熱的負担を軽減し、ロングストロークエンジンのピストン６０の耐久性を向上させると共に、その変形を抑制する。
【００４０】
図７は、本発明の第１実施形態によるピストン６０を示す図である。図７（Ａ）は、ピストンピン軸線方向と直交する方向から見たピストン６０の断面図である。図７（Ｂ）はピストン６０の冠面６１を上から見た図である。
【００４１】
断熱膜７０は、ピストン冠面６１に形成される。断熱膜７０は、ピストン冠面６１の中心を通るピストン中心軸を中心とした円形に形成される。
【００４２】
このとき、断熱膜７０の半径ｂを、ピストン冠面６１の半径ａよりも小さくする。断熱膜７０は、蓄熱作用を有する。したがって、図７（Ｂ）に示すように、ピストン冠面６１の外周近傍に断熱膜７０を形成しないことで、ノッキングが発生しがちなピストン冠面６１の外周周辺の温度上昇を抑制することができる。
【００４３】
さらに、断熱膜７０の半径ｂを、ピストン中心軸からピストンピンボス６３の端部までの距離ｃよりも長くする。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、ピストンヘッド６２とピストンピンボス６３の結合部６９をピストン冠面６１と同一平面上に投影したときに、
そのピストン冠面６１に投影された結合部６９の投影６９ａを包含するようにピストン冠面６１に断熱膜７０を形成する。これにより、ピストン冠面６１からピストンピンボス６３への伝熱を抑制することができる。
【００４４】
以上説明した本実施形態によれば、断熱膜７０をピストン中心軸を中心とした円形とした。これにより、点火栓４５に近く、温度が上昇しやすいピストン中心軸近傍のピストン６０の温度上昇を抑制することができる。
【００４５】
また、断熱膜７０の半径ｂを、ピストン冠面６１の半径ａよりも小さくした。このように、ピストン冠面６１の外周近傍に断熱膜７０を形成しないことで、ノッキングが発生しがちなピストン冠面６１の外周周辺の温度上昇を抑制することができる。
【００４６】
さらに、断熱膜７０の半径ｂを、ピストン中心軸からピストンピンボス部までの距離ｃよりも長くした。すなわち、ピストンヘッド６２とピストンピンボス６３の結合部６９をピストン冠面６１と同一平面上に投影したときに、結合部６９の投影６９ａを包含するようにピストン冠面６１に断熱膜７０を形成する。これにより、ピストン冠面６１からピストンピンボス６３への伝熱を抑制することができる。その結果、燃焼荷重や慣性力などの非常に大きな力が加わるピストンピンボス６３の熱的負担を軽減して、ピストン６０の耐久性を向上させることができる。さらに熱変形によるピストンピン２１とピストンピンボス６３との磨耗を抑制できる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図８を参照して説明する。本実施形態は、ピストンヘッド２６２に断面が円形のキャビティ２６６を形成し、冠面２６１に形成する断熱膜２７０の範囲を変更した点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下の各実施形態では上述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００４８】
図８は、本発明の第２実施形態によるピストン２６０を示す図である。図８（Ａ）は、ピストンピン軸線方向と直交する方向から見たピストン２６０の断面図である。図８（Ｂ）はピストン２６０の冠面２６１を上から見た図である。
【００４９】
ピストンヘッド２６２には、断面が円形のキャビティ２６６が形成される。これにより、ピストン２６０が上死点位置に達したときに燃焼室４０との隙間が特に狭くなるスキッシュ部２６７が、ピストン冠面２６１に形成される。
【００５０】
断熱膜２７０は、ピストンヘッド２６２のキャビティ２６６に形成される。このように、スキッシュ部２６７に断熱膜２７０を形成しないことで、スキッシュエリアでのノッキングの発生を抑制できる。
【００５１】
また、図８（Ｂ）に示すように、ピストン冠面２６１に形成される断熱膜２７０は、ピストンピン軸線と同方向の長さＬ１が、ピストン冠面２６１と同一平面上でピストンピン軸線と直交する方向の長さＬ２より長い略矩形である。このとき、ピストンヘッド２６２とピストンピンボス２６３の結合部２６９をピストン冠面２６１と同一平面上に投影したときに、結合部２６９の投影２６９ａを包含するようにピストン冠面２６１に断熱膜２７０を形成する。これにより、ピストン冠面２６１からピストンピンボス２６３への伝熱を抑制することができる。
【００５２】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、断熱膜２７０の溶射範囲を狭くすることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図９を参照して説明する。本実施形態は、ピストンヘッド３６２に断面が円形のキャビティ３６６を形成し、冠面３６１に形成する断熱膜３７０の範囲を変更した点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
【００５４】
前述した本発明の第１、第２実施形態では、燃焼ガスに接触するピストン冠面６１，２６１に断熱膜７０，２７０を形成して熱的負担を軽減し、ロングストロークエンジンのピストン６０，２６０の変形を抑制していた。断熱膜７０，２７０を例えばセラミック溶射によって形成したときは、無数の微細な気孔によって効果的な断熱がなされる。
【００５５】
しかしながら、ＭＰＩ（Multi Point Injection）式の内燃機関や筒内直噴式の内燃機関は、噴射された燃料が気化する時間的余裕が少ないため、液状のままピストン冠面６１，２６１に達する燃料の割合が多くなる。すると、断熱膜７０，２７０をなす無数の微細な気孔に、燃焼室４０に導入された混合気のうち気化しきれなかった液状の燃料が染み込んで燃費が悪化する。また、断熱膜７０，２７０に染み込んだ燃料は、十分に空気と接触できないため、燃焼行程において不完全燃焼を起こし、特に低温始動時などにおいて未燃ハイドロカーボンの排出量を増大させる原因となる。
【００５６】
そこで本実施形態では、ピストン冠面３６１に形成されるセラミクス等の多孔質の断熱膜３７０の形状を、液状燃料の染み込みが抑制される形状とする。
【００５７】
図９は、本発明の第３実施形態によるピストン３６０を示す図である。図９（Ａ）は、ピストンピンと直交する方向から見たピストン３６０の断面図である。図９（Ｂ）はピストン３６０の冠面３６１を上から見た図である。
【００５８】
ＭＰＩ式の内燃機関の場合、ピストン冠面３６１のうち、特に吸気弁４３側に液状燃料が到達しやすい。これは、排気弁４４側と比べて燃料がピストン冠面３６１に到達するまでの時間が短く、燃料が気化する時間的余裕が少ないためである。一方、高温の排気と接触する排気弁４４の近傍は、低温の新気と接触する吸気弁４３の近傍と比べて高温になりやすい。そのため、排気弁４４近傍では、自己着火によるノッキングが発生しやすい。
【００５９】
そこで、本実施形態では、図９（Ｂ）に示すように、断熱膜３７０を、ピストンピン軸線と同方向の長さＬ１が、ピストン冠面３６１と同一平面上でピストンピン軸線と直交する方向の長さＬ２より長くなるように形成する。
【００６０】
さらに、断熱膜３７０を、ピストン中心軸を通るピストンピンの軸線と同方向の長さＬ１に対して、吸気弁４３側のピストンピンの軸線と同方向の長さＬ３が短くなるように形成する。同様に、ピストン中心軸を通るピストンピンの軸線と同方向の長さＬ１に対して、排気弁４４側のピストンピンの軸線と同方向の長さＬ４も短くなるように形成する。なお、本実施形態では、Ｌ３＞Ｌ４となるようにしているが、これに限られるものではない。
【００６１】
このように、液状燃料が到達しやすい吸気弁４３側のピストン冠面３６１ａと、高温となりやすい排気弁４４側のピストン冠面３６１ｂとを非断熱領域としている。これにより、断熱膜３７０への液状燃料の染み込みを抑制することができるので、燃費が向上し、未燃ハイドロカーボンの排出量が低減する。また、排気弁４４近傍での自己着火によるノッキングを抑制できる。
【００６２】
以上説明した本実施形態によれば、液状燃料が到達しやすい吸気弁４３側のピストン冠面３６１ａと、高温となりやすい排気弁４４側のピストン冠面３６１ｂとを非断熱領域とした。これにより、断熱膜３７０への液状燃料の染み込みを抑制することができる。そのため、要求出力を満たすために断熱膜３７０への染み込み分だけ余分に燃料を噴射する必要もないので、燃費が向上する。また、断熱膜３７０への燃料染み込み量が減少すれば、それだけ未燃ハイドロカーボンの排出量を低減することができる。さらに、高温となりやすい排気弁４４近傍での自己着火によるノッキングを抑制できる。
【００６３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００６４】
たとえば、第３実施形態において、ピストン冠面３６１上に吸気弁４３との干渉を避けるためのバルブリセス部を形成したときには、バルブリセス部周辺の領域を断熱層を形成しない非断熱領域とすることが望ましい。吸気弁４３に対向するバルブリセス部は、吸入行程で開弁している吸気弁４３の傘部と近接する部分である。そのため、ピストン３６０が上死点付近に位置する間に吸気弁４３の傘部に付着した液状燃料がピストン冠面３６１に付着しやすいからである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】複リンク式ピストンストローク機構を備えたロングストロークエンジンを示す図である。
【図２】複リンク式ピストンストローク機構による圧縮比変更方法を説明する図である。
【図３】複リンク式ピストンストローク機構のピストン挙動を示す図である。
【図４】ピストンスカートの短縮化によってピストンストロークを拡大したロングストロークエンジンのピストンストロークについて、ノーマルエンジンのピストンストロークと比較して説明する図である。
【図５】ロングストロークエンジンに用いられるピストンと、従来のノーマルエンジンに用いられるピストンとの形状の違いを説明する図である。
【図６】燃焼荷重を受けたときのロングストロークエンジン及びノーマルエンジンのピストン形状の変化について説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるピストンを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるピストンを示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるピストンを示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１    アッパリンク
１２    ロアリンク
１３    コントロールリンク
２１    ピストンピン
２２    アッパピン
２３    コントロールピン
３３    クランクシャフト
３３ｂ  クランクピン
３３ｃ  カウンタウェイト
６０    ピストン
６１    ピストン冠面
６２    ピストンヘッド
６３    ピストンピンボス
６９    結合部
６９ａ  結合部の投影（投影平面上の結合部）
７０    断熱膜（断熱層）
２６０    ピストン
２６１    ピストン冠面
２６２    ピストンヘッド
２６３    ピストンピンボス
２６６    キャビティ
２６９    結合部
２６９ａ  結合部の投影（投影平面上の結合部）
２７０    断熱膜（断熱層）
３６０    ピストン
３６１    ピストン冠面
３６２    ピストンヘッド
３６３    ピストンピンボス
３６９    結合部
３６９ａ  結合部の投影（投影平面上の結合部）
３７０    断熱膜（断熱層）
【図１】
2009041388.tif 000003
【図２】
2009041388.tif 000004
【図３】
2009041388.tif 000005
【図４】
2009041388.tif 000006
【図５】
2009041388.tif 000007
【図６】
2009041388.tif 000008
【図７】
2009041388.tif 000009
【図８】
2009041388.tif 000010
【図９】
2009041388.tif 000011