"縦方向ピストン軸を規定する外側円筒面22と、第1の軸方向ピストン端24と、燃焼ボウル30を画定する燃焼面28を含む第2の軸方向ピストン端26であって、燃焼面28は内側ボウル面34と外側ボウル面36を有する複合ボウル面32を含む、第2の軸方向ピストン端26と、外側円筒面22に接する外側リム面40と複合ボウル面32に接する内側リム面42とを有する複合リム面38と、を含むピストン本体20を含む圧縮点火内燃エンジン10のピストン18であって、燃焼面28はさらに、縦軸を中心とした回転のプロフィールを含む断面プロフィールを含み、回転のプロフィールはピストン18の燃焼効率特性とピストン18のNOx生成特性および煤煙生成特性とのバランスをとるように成形され、回転のプロフィールは、内側ボウル面34に対応する凸湾曲セグメント110を画定し縦軸により二等分される複合ボウルプロフィールであって、さらに凸湾曲セグメント110の外側の複数の凹湾曲セグメント112,114を画定し外側ボウル面36に対応する複合ボウルプロフィールを含み、凸湾曲セグメント110は比較的小さな曲率半径を規定し、凹湾曲セグメント112、114はそれぞれ中程度の曲率半径を規定し、回転のプロフィールはさらに、外側リム面40に対応する複数の線形湾曲セグメント118を画定しさらに内側リム面42に対応してそれぞれが線形湾曲セグメント118の1つに隣接する複数の凸湾曲セグメント116を画定する複合リムプロフィールを含み、複数の凸湾曲セグメント110はそれぞれ比較的大きな曲率半径を規定し、燃焼面28はさらに、内側ボウル面34から外側ボウル面36への第1の連続遷移部44と、内側リム面42から外側リム面40への第2の連続遷移部46と、複合ボウル面32から複合リム面38への不連続な遷移部48と、を含む、ピストン18。第1の連続遷移部44は線形遷移部を含み、第2の連続遷移部46は拡径遷移部48を含み、不連続な遷移部はバリ取りされた遷移部を含む、請求項1に記載のピストン18。内側ボウル面34は、対応する凸湾曲セグメント110を画定するとともに、縦軸内にあり第1の軸方向位置に配置されたピーク点130を有する円錐突起面34を含み、外側リム面40は第2の軸方向位置に配置されたリム面を画定し、不連続な遷移部48は第1の軸方向位置と第2の軸方向位置間の軸方向にある第3の軸方向位置に配置され、円錐突起面34は燃焼ボウル30の約124°~約128°の円錐角を規定し、第1の軸方向位置から第2の軸方向位置までの軸方向距離が円錐深さを規定し、第3の軸方向位置から第2の軸方向位置までの軸方向距離が円錐深さ未満のリム深さを規定する、請求項1に記載のピストン18。リム深さは約1ミリメートル~約3ミリメートルであり、円錐深さは約3ミリメートル以上である、請求項3に記載のピストン18。不連続な遷移部48は環状の凹角突起を含む、請求項3に記載のピストン18。15:1~17:1の圧縮比を有する直接噴射圧縮点火内燃エンジン19内の燃焼効率とNOx生成および煤煙生成とのバランスをとるピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918であって、エンジン10は1以下のスワール比と0.68~0.74の燃焼ボウル径-シリンダボア内径比とを有し、燃料噴射噴霧角は燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930内のピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918の円錐突起31により規定される円錐角より大きく、ピストン18は、縦方向ピストン軸を規定する外側円筒面22と、複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930を画定する燃焼面28、228、328、428、528、628、728、828、928を含む軸方向ピストン端26と、軸方向ピストン端上に配置され燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930から外側円筒表面22への半径方向外方に延在する複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938と、を有するピストン本体20、220、320、420、520、620、720、820、920を含み、複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930は円錐突起31上に配置された凸状内側ボウル面34と凹状外側ボウル面36とを含み、複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938は外側円筒面22に接する平坦外側リム面40と複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930に接する凸状内側リム面42とを含み、円錐角は約135°以下であり、凹状外側ボウル面36は7mm~20mmの第1の曲率半径を規定し、凸状内側ボウル面34は凹状外側ボウル面36に連続的に遷移し、凸状内側リム42表面は、複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930の縁部80で凹状外側ボウル面36に不連続に遷移し、凸状内側リム面42は40mm~70mmの第2の曲率半径を規定し、これにより燃焼ボウル30の縁部80は平坦外側リム面40により画定される面から軸方向に凹み、ガスは、外方に狭くなるテーパーを有する隙間82であってピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918がエンジン10内の上死点位置にあるときシリンダーヘッド14により部分的におよび複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938により部分的に画定される隙間82から、スキッシュされる、ピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918。燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930の縁部80は環状の凹角突起上に配置される、請求項6に記載のピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918。圧縮点火内燃エンジン10を作動する方法であって、空気がシリンダ15を中心に渦巻くようにエンジン10のシリンダ15内に空気を搬送する工程と、複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930を有するピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918をシリンダ15の上死点位置に向かって進める工程であって、燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930の直径とシリンダ15の直径との比は0.68~0.74であり、燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930は、7mm~20mmの第1の曲率半径を規定する凹状外側ボウル面34に連続的に遷移する凸状内側ボウル面を含む、工程と、進める工程中に、エンジン10のシリンダーヘッド14により部分的に、ピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918の複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938により部分的に画定される隙間82からのガスをスキッシュする工程であって、複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938は平坦外側リム面40と40mm~70mmの第2の曲率半径を規定する凸状内側リム面42とを有する、工程と、スキッシュされたガスを複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938と複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930間の不連続な遷移部48を通じて搬送する工程と、空気と燃料が中で自動点火するように燃料をシリンダ15内に直接噴射する工程と、を含む方法。シリンダボアを画定するエンジンハウジング12であって、それぞれがシリンダボアと流体連通する吸気通路70と排出通路72とを含むエンジンハウジング12と、エンジンハウジング12に結合されたシリンダーヘッド14と、シリンダーヘッド14内に搭載され、シリンダ15内に燃料を直接噴射するように構成された燃料噴射器16であって、噴霧角を規定する複数の噴霧オリフィスを有する、燃料噴射器16と、シリンダ15内の燃焼効率と、燃料と空気の混合物の燃焼中のNOx生成および煤煙生成と、のバランスをとるピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918であって、縦方向ピストン軸を規定する外側円筒面22と、複合燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930を画定する燃焼面28、228、328、428、528、628、728、828、928を含む軸方向ピストン端26と、を有するピストン本体20、220、320、420、520、620、720、820、920と、を含み、燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930の直径とシリンダボアの直径との比は0.68~0.74である、ピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918と、を含む直接噴射圧縮点火内燃エンジン10であって、ピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918はさらに、燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930内の円錐突起31と、燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930から外側円筒面22へ半径外方方向に延在する複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938と、を含み、燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930は、円錐突起31上に配置された凸状内側ボウル面34と凹状外側ボウル面36とを含み、複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938は外側円筒面22に接する平坦外側リム面40と燃焼ボウル30、230、330、430、530、630、730、830、930に接する凸状内側リム面42とを含み、円錐突起31は噴霧角より小さく約135°以下である円錐角を規定し、凹状外側ボウル面36は7mm~20mmの第1の曲率半径を規定し、凸状内側ボウル面34は凹状外側ボウル面36に連続的に遷移し、凸状内側リム面42は燃焼ボウル30の縁部80で凹状外側ボウル面36に不連続に遷移し、凸状内側リム面42は、半径外方方向に細くなるテーパーを有する隙間82が、ピストン18、218、318、418、518、618、718、818、918が上死点位置にあるときに、シリンダーヘッド14により部分的におよび複合リム38、238、338、438、538、638、738、838、938により部分的に画定されるように、40mm~70mmの第2の曲率半径を規定する、直接噴射圧縮点火内燃エンジン10。排出通路72と吸気通路70間を流体連結する排ガス再循環ループ74をさらに含む請求項9に記載のエンジン10。図1を参照すると、一実施形態によるエンジン10が示されている。エンジン10は、ディーゼルエンジン等の直接噴射圧縮点火内燃エンジンを含んでよい。エンジン10はさらに、エンジンハウジング12またはエンジンブロックと、エンジンハウジング12に結合されたシリンダーヘッド14と、エンジンハウジング12により画定されるシリンダ15内で往復運動するように配置されたピストン18と、を含んでよい。吸気通路70はシリンダ15と流体連通しており、シリンダ15に空気を供給するように構成され、排出通路72はまたシリンダ15と流体連通しており、シリンダ15から燃焼生成物を搬送する。吸気弁と排気弁は図1に示されないが、通常は、従来の方法で設けられることになる。排気ガス循環ループ74は通路70と74を接続し、ループ中に配置された排気再循環制御弁76と排ガス冷却器78とを有する。以下の説明からさらに明らかとなるように、ピストン18はピストン18に関連した燃焼効率特性とピストン18に関連した排出特性とのバランスをとるように一意的に構成されてもよい。特に、ピストン18は、エンジン10が比較的低レベルのNOxと比較的低レベルの粒子状物質を作動中に生成できるようにする多くの寸法、比例および形状属性を含んでよい。内燃エンジン特にディーゼルエンジンが作動中に様々な種類の粒子状物質を生成し得るということは当業者には明らかであろう。このような粒子状物質は本明細書では煤煙と総称されるが、この用語は本明細書ではいかなる限定的意味でも用いられない。ピストン18は、従来の方法でシリンダ15のシリンダ壁に対向して配置された外側円筒面22を含むピストン本体20を含んでよい。外側表面22は、ピストン本体20の長さだけ一様な円筒状でなくてもよいが、通常、縦方向ピストン軸Zを規定する軸方向長の少なくとも一部分に沿って延在する円筒面を含むことになるということは当業者には明らかであろう。ピストン本体20はさらに、第1の軸方向ピストン端24と、複合燃焼ボウル30を画定する燃焼面28を含む第2の軸方向ピストン端26と、を含んでよい。燃焼面が本明細書で検討されるような複合燃焼ボウルを画定するかどうかは、凹部対凸部、それぞれが異なる径を規定する複数の異なる面の存在、平坦性対非平坦性などの特性に基づき判断することができる。したがって、一様な円弧である断面形状を有する燃焼面の一部分により画定される燃焼ボウルが、2つ以上の面を含む、あるいは2つ以上の曲率半径を規定する、あるいは凸部と凹部の両方を有するとは言えず、したがって複合ではないと考えられることもありうる。燃焼面の凸部と燃焼面の凹部により画定される燃焼ボウルが、複合的であると言えると思われる。それぞれが異なる曲率半径を規定する2つの凹面を有する燃焼ボウルが、複合的であるともいえると思われる。本明細書における用語複合の他の使用は同様に解釈されなければならない。燃焼面28は、内側ボウル面34と外側ボウル面36を有する複合ボウル面32を含んでよい。内側ボウル面32は円錐突起31上に配置されてよい。燃焼面28はさらに、外側円筒面22に接する外側リム面40と複合ボウル面32に接する内側リム面42とを有する複合リム面38を含んでよい。外側リム面40と内側リム面42のそれぞれは、縦軸Zを中心とした環状表面を含んでもよいし、さらに本明細書に記載されるように他の特定の特徴を含んでよい。燃焼面28はさらに、内側ボウル面34から外側ボウル面36への第1の連続遷移部44と内側リム面42から外側リム面40への第2の連続遷移部46とを含んでよい。燃焼面28はさらに、複合ボウル面32から複合リム面38への不連続な遷移部48を含んでよい。図1は遷移部44、46、48を二次元で図示するが、遷移部44、46、48のそれぞれが環状遷移部を含んでよいということは当業者には明らかであろう。遷移部44、46、48はそれぞれ、2つのそれぞれ隣接する面の複数の表面点を含んでよい。したがって、遷移部44は内側ボウル面34の複数の表面点と外側ボウル面36の複数の表面点を含む。遷移部46と48も同様に明らかであろう。遷移部44、46、48のそれぞれは縦軸Zを軸としてよい。また図2を参照すると、燃焼面28は、縦軸Zを中心とした回転のプロフィールを含む断面プロフィールを含んでよい。回転のプロフィールは、ピストン18の燃焼効率特性とピストン18のNOx生成特性および発煙生成特性とのバランスをとるように成形されてもよい。回転のプロフィールは、縦軸Zの面を含むピストン本体20を貫通する断面内の湾曲を画定してもよい。回転のプロフィールにより画定される湾曲は、縦軸Zを中心とした半径方向に一様であってよく、したがって対象断面にどの半径方向方位を選択するかにかかわらず同一の外観を有するだろう。回転のプロフィールにより画定される湾曲は、それぞれが燃焼面28の表面の1つに対応する複数の異なる湾曲セグメントを含んでよい。上記のように、燃焼面28は遷移部44、46、48を含んでよい。燃焼面28はまた、別の連続遷移部を含む第4の遷移部52と、複合リム面38から外側円筒面22への遷移部を含む第5の遷移部54と、を含んでよい。第5の遷移部54は、拡径遷移部等の一実施形態における連続遷移部を含んでよいが、また、面取り遷移部等の不連続遷移部、あるいは面取りと拡径の組み合わせを含むことができるであろう。上述のように、回転のプロフィールは縦軸Zを中心とした半径方向に一様であってよい。したがって、図1と図2の例示における縦軸Zの片側の回転のプロフィールのいくつかの特徴の本説明は図1と図2の例示における軸Zの反対側の回転のプロフィールの特徴を同様に参照するものと理解すべきである。回転のプロフィールは、縦軸Zにより二等分された凸湾曲セグメントを画定する複合ボウルプロフィールを含んでよい。凸湾曲セグメントは内側ボウル面34に対応しそれにより画定されてもよい。複合ボウルプロフィールにより画定される凸湾曲セグメントは図2では参照符号110で表される。複合ボウルプロフィールはさらに、外側ボウル面36に対応しそれにより画定される、凸湾曲セグメント110の外側の複数の凹湾曲セグメントを画定してもよい。複数の凹湾曲セグメントは第1の複数の凹湾曲セグメント112と第2の複数の凹湾曲セグメント114を含んでもよい。複合ボウルプロフィールはさらに、凸湾曲セグメント110に接しかつ凹湾曲セグメント112に接する複数の線形湾曲セグメント120を含んでもよい。一方、凹湾曲セグメント112は凹湾曲セグメント114に接する。回転のプロフィールはさらに、外側リム面40に対応しそれにより画定される複数の線形湾曲セグメント118を画定する複合リムプロフィールを含んでもよい。複合リムプロフィールはさらに、内側リム面42に対応しそれにより画定され、それぞれが線形湾曲セグメント118の1つに隣接する複数の凸湾曲セグメント116を画定してもよい。一実施形態では、内側ボウル面34は、円錐突起31上に配置され凸湾曲セグメント110を画定し縦軸Z内にあるピーク点130を有する円錐突起面を含んでもよい。ピーク点130は、ピーク点130を含み縦軸Zに垂直に配向された第1の面P1を介し、図2に示す第1の軸方向位置に配置されてもよい。外側リム面40は平坦面を含んでもよく、また、面P1に平行であり第2の軸方向位置に配置されたリム面P2を画定してもよい。不連続な遷移部48は、面P1の第1の軸方向位置と面P2の第2の軸方向位置との間の軸方向である第3の軸方向位置に配置される第3の面P3を画定する燃焼ボウル30の縁部80を含む環状縁部本明細書でさらに説明されるを含んでもよい。このため、ボウル縁部80はリム面P2から軸方向に凹む。上記のように、回転のプロフィールは、燃焼効率といくつかの排出物の生成とのバランスをとるように成形されてよい。これらの問題に対処する回転のプロフィールの形状の1つの態様は、燃焼面28のいくつかの面により規定される曲率半径の相対的な寸法である。この目的を達成するために、いくつかの実施形態では、凸湾曲セグメント110は図1では半径R5として示される比較的小さな曲率半径を規定してもよい。凹湾曲セグメント114または凹湾曲セグメント112またはその両方は、中程度の曲率半径を規定してもよい。凹湾曲セグメント112により画定される中程度の曲率半径は、図1ではR4として表され、凹湾曲セグメント114により画定される中程度の曲率半径は図1ではR3として表される。図示された実施形態では、外側ボウル面36は複数の異なる曲率半径R4とR3を規定する。外側ボウル面36は添付図に示されるいくつかの実施形態と同様に、多くの曲率半径またはただ1つの曲率半径を規定してもよい。さらに、外側ボウル面36により規定される曲率半径は半径R5より実際に小さい1つまたは複数の曲率半径を含んでもよい。図1の実施形態では、外側ボウル面36は通常、半径R5より大きくしたがって中程度の曲率半径を含む少なくとも1つの曲率半径を含むことになる。凸湾曲セグメント116はそれぞれ、半径R5に対し比較的大きくそしてまた半径R3とR4の少なくとも1つに対して大きな曲率半径を規定してもよい。また図3を参照すると、特に、遷移部48において接する内側リム面42および外側ボウル面36の一部を含む燃焼面28の一部分のプロフィールの詳細図が示される。上に検討したように、遷移部48は不連続な遷移部を含んでもよい。一実施形態では、不連続な遷移部48はボウル縁部80を含む環状縁部を含んでもよい。環状縁部は環状の凹角突起を含んでもよい。これは図1、図2、図3に示す構成である。添付図に示される他の実施形態では、不連続な遷移部48は凹角突起re-entrantprotrusionを含まなくてもよく、その代りにストレートサイド型ボウルが使用されてもよい。凹状ボウル構成は比較的低い速度と比較的低い馬力負荷サイクルを有するいくつかのエンジンに使用されるピストンに有利であることが発見された。より速い速度とより高い馬力アプリケーションでは、凹状ボウル構成は燃焼効率と排出物間の所望のバランスを得るために不要であることが見出された。特定の排出および/または効率要件はエンジン寸法またはアプリケーションに基づき変わり得るので、法律的規則もまた凹状ボウルが必要かどうかに影響を与えることがある。遷移部48を参照して使用される用語不連続なは、遷移部48において互いに接する燃焼面28のそれぞれの表面が連続的でない、あるいは連続的でないことに非常に近いということを意味する。連続遷移部は、遷移部において互いに接する燃焼面28の表面が互いに滑らかに交差することを意味する。連続遷移部は、遷移部の片側に接する表面内の第1の点と遷移部の第2の面に接する表面内の第2の点とにより規定される勾配を決定することが容易であろう。不連続な遷移部は角部を含むことも、このようにして傾斜を決定することが容易ではないこともありうる。本明細書に記載の遷移部は、それが存在する場合、各遷移部において出会う燃焼面28の一部分内の複数の点により画定される半径により、不連続であると判断してもよく、。一実施形態では、不連続な遷移部48は第3の凸面曲率半径を規定する燃焼面28の複数の表面点を含んでもよい。図1では、第3の凸面曲率半径はR2によって表される。半径R2は図3にも示され、非凹状ボウル構成内の不連続な遷移部48により規定されるであろう例えば約1.5ミリメートル以下の小さな半径に対応する。参照符号R2の矢印のほぼ先端における極細線は非凹状ボウルのプロフィールを示し、一方、実線は凹状ボウルのプロフィールを示す。したがってこの極細線は、非凹状ボウル構成内の、小さな半径R2を規定するであろう表面を示す。さらに別の半径Rxが図3に示され、凹状燃焼ボウルre-entrantcombustionbowl構成内の不連続な遷移部48により規定されてよい小さな半径に対応する。一実施形態凹状燃焼ボウル実施形態では、不連続な遷移部48はバリ取りされたde-burred遷移部を含んでもよい。事実上いかなる縁部も半径を規定するものと微視的には理解されてよいが、バリ取りされた縁部は、仮にあったとしても、実質的に無視できる半径を規定するものと文脈によっては理解されてよいということは当業者には明らかであろう。したがって半径RxまたはR2は、図3に示すように、隣接する表面をほぼ分離する線を含み可能な最も短い弓形により燃焼面28の複数の表面点を接続することにより規定されてよい。参照符号Rxの矢印のほぼ先端における極細線は、このような弓形であり、図3の紙面の内外方向を通る表面42と36を分離する想像線と交差する。Rxはこの極細線により規定される小さな半径である。不連続な遷移部はまた、燃焼面内の最も不連続な遷移部と理解されてもよい。不連続な遷移部48内の燃焼面28の表面点により規定される第3の凸面曲率半径R2/Rxはまた、比較的小さな曲率半径R5より小さくてもよいし、また少なくとも比較的大きな曲率半径R1未満の大きさ程度であってもよい。1つの特定の実施形態では、半径R1は約50ミリメートルであってよい。また図4を参照すると、本開示による内燃エンジンとピストンとに関連する様々な特徴を列挙した図表が示されている。本明細書において考えられる他のエンジンだけでなくピストン18のいくつかの特徴とエンジン10のいくつかの特徴は、燃焼効率特性と排出物生成特性とのバランスをとるという本明細書に記載の目的を達成するのに有利であると考えられる方法で互いに関係してもよい。内側ボウル面34が円錐突起31上の円錐突起面を含んでよいということが思い出されよう。円錐突起面が燃焼ボウル30の円錐角を規定してもよい。円錐角を参照符号A1により図1に示す。実用的な実装戦略では、円錐角A1は約135°以下であってもよいし、約125~135°であってもよい。但しいくつかの実施形態では、約124°~約128°のより小さな円錐角が適切なこともある。特定の円錐角の適合性は、本明細書においてさらに説明されるように、使用される燃料噴射器噴霧角に部分的に、そしてシリンダ15内の所望パターンの燃料噴霧プルーム移動量に依存してもよい。エンジン10はまた、複数の噴射器オリフィス図示せずを有するシリンダーヘッド14内に搭載された燃料噴射器16を含む。噴射器オリフィスは例えば総数5または6を有し、約130°であってよい噴射器噴霧角を規定してもよい。噴射器噴霧角は、参照符号A2により図1では示される。いくつかの実施形態では、円錐角A1は噴霧角A2未満となる。噴射器噴霧角A2と円錐角A1との差は、いくつかの実施形態では約2°~約6°であってもよい。面P3の第3の軸方向位置と面P2の第2の軸方向位置間の軸方向距離は、面P1とP2の軸方向位置の違いにより規定される円錐深さD5未満である図1ではD4により表されたボウルリム深さを規定してもよい。1つの別の実施形態では、円錐深さD5は約3mm以上であってもよいし、約3mm~約6mmであってもよい。エンジン1において使用されるピストンに関しては、円錐深さは約3.2mmであってよい。リム深さD4は約1mm~約3mmであってよい。本明細書で使用されるように、用語約は、多くの有効数字との関連において理解されてよい。したがって、比較的大きな曲率半径R1が約50mmと記載された場合、これは45mm~54mmであると理解してよい。本開示による例示的ピストンおよびエンジンの別の寸法の特徴とこれら特徴間の例示的関係は、図4に示す図表の考察から得られる。上述のように、図4に示す図表は本開示による複数の異なるエンジンの例示的寸法および比例関係を含む。図表は第1のエンジンエンジン番号1のパラメータを示し、本特許出願の譲受人により製造された例示的C9エンジンを含む。エンジン2は、本特許出願の譲受人により製造された例示的C13エンジンを表す。エンジン3Aと3BはC15エンジンを含み、エンジン4はC18エンジンを含み、エンジン5はC27エンジンを含み、エンジン6Aと6BはそれぞれC32エンジンを含み、これらのすべては本特許出願の譲受人により製造された。図4の図表に示す寸法は実用的な実装戦略と実用的な実施形態の具体例を表す。以下の表は、本明細書で検討したパラメータを定義し、図4の図表に列記され添付図に示されたパラメータのいくつかの範囲を列挙する。図7a~図14にはそれぞれ、本開示による例示的ピストンの特徴を示す。図7aと図7bは図4の図表内のエンジン1に対応し、図8はエンジン2に対応する。図9はエンジン3aに対応し、図10はエンジン3bに対応する。図11はエンジン4に対応し、図12はエンジン5に対応し、図13はエンジン6aに対応し、図14はエンジン6bに対応する。図7a~図14において使用される参照符号は、図1において同じ参照符号により特定されるものと似た特徴を特定する。したがって、R1は図7a~図14のピストンのそれぞれにおけるトップランド径を特定し、R3はボウル径を特定する、等々である。図7a~図14において使用される参照符号は図1における参照符号1桁だけ異なるにより特定されるものに似た特徴を特定するために使用される。したがって、参照符号18は図1の実施形態内のピストンを特定し、参照符号218は図7aと図7bにおけるピストンを特定し、参照符号318は図8におけるピストンを特定する、等々である。図1に戻ると、エンジン10は、圧縮行程の最後にシリンダ15内の上死点位置まで進められたように見えるときに位置するピストン18で示される。空気は、縦軸Zの円周方向においてシリンダ15を中心として空気が渦巻くようにシリンダ15内に搬送される。一実施形態では、空気を含むガスと再循環排気ガスとの混合物は、ガスの混合物がエンジン10の回転速度以下の速度ですなわち、約1以下のスワール比を有し渦巻くように吸気通路70を介しシリンダ15内に搬送されてもよい、スワール比は、本明細書では、渦巻くガスの接線速度とエンジン速度RPMとの商として理解されてもよい。シリンダ15内のガスの混合物は、ガスの混合物の圧力が15~17倍だけ増加するようにピストン18の圧縮行程中に圧縮されてもよい。ピストン18がシリンダ15内の上死点位置に進められる直前に、シリンダ15内への直接燃料噴射が始まってもよい。一実施形態では、燃料噴射は、燃料噴射器16内の噴霧オリフィスからの合計5または6の燃料噴霧プルームのそれぞれの重心軸が不連続な遷移部48を指すようなエンジンタイミングで始まってもよい。例示として、もし燃料噴射が始まる時にシリンダ15内のピストン18のスナップショットが取られたならば、燃料噴霧プルームの重心軸はボウル端80と交差すると予想することができるであろう。図1における噴射器16から外方に延在する破線は、燃料噴霧プルームの重心軸を示す。上記のように、円錐角A1は噴霧角A2より小さくてもよい。凸状内側面34上の燃料噴霧の衝突が制限されるかあるいはすべて回避されるように、燃料を燃焼ボウル30内の半径方向外方に導くことが通常望ましい。ボウル形状および体積、噴射タイミング、噴霧角等の他の特徴だけでなく比較的小さな円錐角A1もまた別の目的となり得る。ピストン18が上死点位置に到達する時点であるいはその直前に、ガスは、ピストン18が上死点位置にあるときシリンダーヘッド14により部分的におよび複合リム38により部分的に画定される隙間82からスキッシュされてもよい。隙間82は半径外方方向に先細のテーパーを含むということに留意されたい。特に、ガスは、燃焼ボウル30に向かっておよびその中に、そして不連続な遷移部48を通じて、そして噴霧化および気化した燃料だけでなくガスの渦巻きを誘起するかあるいはそれを少なくとも増大すると考えられる方法で、内方向にスキッシュされてもよい。隙間82からガスをスキッシュすることから生じる渦巻きは、燃焼ボウル30のプロフィールとシリンダーヘッド14の露出内面とにほぼ従う経路で発生すると考えられる。したがって図1における軸Zの右側の燃焼ボウル30の部分では、ガスは、軸Zの反対側の反時計回り方向と時計回り方向に渦巻くと考えられる。これは、吸気を軸Zの円周であるシリンダ15内に搬送することに関連した渦巻きのパターンと異なる。ピストン18が上死点位置に到達したときあるいはその直後に、シリンダ15内にガスと燃料の混合物の自己発火が発生する。図5aは、面取りリムピストン破線対本明細書に開示されるタイプの拡径リムピストン実線のAVL煤煙とNOxとを比較するグラフを含む。図5bは、同じ面取りおよび拡径リムピストンのBSFC正味燃料消費率:BrakeSpecificFuelConsumptionとNOxとを比較するグラフを含む。図5aと図5bに描かれたデータは、排ガス再循環を利用した本特許出願の譲受人により製造されたタイプのC15エンジンに関し取られた。エンジンは、約1800RPM、1050ニュートンメートル、約100の荷重条件で作動された。様々なNOxレベルは、噴射圧力の開始と主噴射タイミングを一定に保ちながら排ガス再循環量を掃引することにより実現された。エンジン排出煤または煤煙率engine-outsootrateorsmokeとBSFCは面取りリムピストン対拡径リムピストンに関し非常に類似しているということが図5aと図5bから留意されてよい。図5aでは、それぞれの終端部間の2つの曲線のそれぞれは、測定煤煙値においてほぼ2倍の全変化と測定NOx値において2.5倍変化を示す。図5bでは、2つの曲線はそれぞれ、測定BSFC値において2倍の変化と測定NOx値において約2~3変化を示す。グラフは単に例示的であり、他の試験条件は異なる結果をもたらし得るが、図5aと図5bのグラフから引き出されうる結論は、いくつかの他の幾何学的因子とは無関係に、ピストンボウル設計に少なくとも多少なりとも一般化できると予測される。図6aと図6bはそれぞれ、直線ボウル実線と凹状ボウル破線ピストン設計のそれぞれのNOx生成と比較した煤煙生成のグラフとNOx生成と比較したBSFCを含む。図6aと図6bに描かれたデータは、図5aと図5bのデータを得るのに使用され同様の条件下で作動されたものと同様なエンジンに関し取得された。直線ボウル設計と比較した凹状ボウル設計に関する煤煙の改善は容易に明らかであり、BSFCの変化は無視できる、すなわち測定能力内であるということに留意されたい。図6aのグラフでは、各曲線は測定煤煙値において約2倍の全変化と測定NOx値において約1.5倍の全変化を示す。図6bのグラフでは、直線ボウル曲線は測定BSFC値において全変化をほとんど示さなく、凹状ボウル曲線は測定能力内の全BSFC変化を示す。図6bの各曲線は測定NOx値において約2倍の変化を示す。直線ボウル設計と比較し凹状ボウル設計で得られた煤煙の改善は、図6aと図6bに描かれたデータを得るために使用されそして記載の作動条件下でのエンジンの少なくとも10の改善に等しい。図5aと図5bのグラフと同様に、図6aと図6bから引き出される結論は少なくとも多少なりとも一般化できると予測される。上に検討したように、エンジン作動条件と戦略だけでなくピストンと圧縮点火内燃エンジンの様々な幾何学的特徴も、効率と排出物に著しい影響を与える可能性がある。これらのパラメータの多くの特定の効果は十分に理解されているとは言えず、パラメータの相互結合crosscouplingは、任意の個々の1つのパラメータを切り替えることが予測不能の結果をもたらす可能性があることを意味することが多い。これらの困難な課題に折り合いをつけるのは、効率および/または排出物に対処することを特に目的としないことがある製造業者間のエンジン設計および作動における特定の差異であるが、これは任意の特定のエンジンまたはピストンをどのように構成することができるかに関する固定の外部制約を生じ、したがって利用可能な設計選択肢を制限する。例えば、スワール比は、エンジンの吸気装置内の部品の形状に少なくとも部分的に依存し得る因子である。吸気装置を再設計することが実現可能な選択肢でない場合、好適な効率および排出物を与えるピストンの開発は、吸気装置により課されたいくつかの不変の制約条件内で働くピストンの設計を必要とする可能性がある。同様に、排ガス再循環が基本的NOx削減戦略として選択される場合、EGRに基づいたエンジンにおいて好適な性能を与えることができるピストンの設計は、いくつかの他のNOx削減戦略が使用される装置において最適に作動するピストンの設計とは異なる問題となりうる。換言すれば、少なくともいくつかの実施形態ではEGRがNOxと煤煙のあるバランスに関連しうることが知られているので、EGRに基づいたエンジンのNOxと煤煙の両方を削減するのを助けることができるピストンの設計は、そうでなければNOxと煤煙の異なるバランスを生ずる傾向がある非EGRエンジンに使用されるピストンに必要なものとは異なるバランスをとる必要がある。シリンダボア寸法と圧縮比等のさらに他の因子は実質的に固定された外的制約となる可能性がある。したがって、タイプXのエンジンにおける許容可能な性能を与えるピストンを開発することはタイプYのエンジンに好適なピストンを開発することとは極めて異なる努力となり得るということは当業者には明らかであろう。それにもかかわらず、本開示によるピストン、エンジンまたは作動方法を開発する際の意思決定を誘導することができる上述したものを構築する一般化則がいくつかある。例えば、EGRは多くの場合NOxの削減に有効であることが見出されたが、いくつかの場合には、EGRを使用するエンジンにおける燃焼条件は不必要な量の煤煙の生成をもたらす可能性がある。遷移部48をEGRのより大きい量に対しては相対的により不連続なものにする、そしてEGRのより小さい量または零にたいしては相対的に不連続でないものにするように形成することが、NOxペナルティ無しに煤煙レベルを低く保つのを支援するということが発見された。リム形状に関して、いくつかの以前の設計におけるような平坦リムは本開示の設計におけるような拡径リムを使用して生成されたものより比較的高い煤煙を伴い得るということが発見された。ピストンのいくつかは凹状燃焼ボウルを有するように設計されており、一方、他のものはストレートサイド型燃焼ボウル含むということが図4の図表から留意されてよい。いくつかの場合には、凹状ボウル設計はストレートサイド型ボウル設計より低い煤煙量を伴うことができる。しかしながら上に検討したように、エンジン負荷サイクルはこれらおよび他の特性に影響を与える可能性がある。したがって高速または高負荷で作動すると予想されるエンジンに関しては、有力な燃焼条件は、ストレートサイド型または凹状燃焼ボウルが使用されるかどうかにかかわらず許容可能な煤煙レベルが生成されるようにしてよい。上記を考慮すると、特に燃焼ボウルの縁部またはその近傍での形状の一見微小な変化が排出物および/または効率に大きな影響を与える可能性があるということが理解される。これらの特性はまた、エンジンがどのように作動されるかにかなりの部分依存する可能性があるので、第1の負荷サイクルを有する一つのタイプのエンジンに使用されように構成されたピストンが、異なる負荷サイクルを有する別のタイプのエンジンにおいて成功しないことがある。図4の図表に記載された例は、本開示の実用的な実施形態を表す8つの異なるエンジンを含む。図4の図表に列挙された相異なるパラメータは、効率、NOx、煤煙のバランスに関する比較的低いまたは高い重要性を有することもあり、重要であると考えなくてはならないパラメータは求められる特定のバランスに依存することもある。本明細書は例示目的のためにだけであって、決して本開示の範囲を狭くするように解釈されてはならない。したがって、様々な変更形態が、本開示の完全かつ公平な範囲と精神から逸脱することなく本開示の実施形態に対しなされ得るということが当業者には明らかだろう。他の態様、特徴、利点は、添付の図と添付の特許請求範囲を検討することで明らかになる。"