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公開番号2025167475
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024072114
出願日2024-04-26
発明の名称エンジン
出願人三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F02B 23/06 20060101AFI20251030BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】燃焼室壁面の熱負荷を低減することで、信頼性を向上可能なエンジンを提供する。
【解決手段】エンジンは、気筒と、気筒の内部に軸方向に沿って摺動可能に配置され、気筒と頂面の間に燃焼室を形成するピストンであって、頂面の中央部に形成されたキャビティ、及び頂面のキャビティよりも径方向における外側に形成されたスキッシュ部よりも深い複数のバルブリセス部を有するピストンと、燃焼室における周方向の異なる位置に燃料を噴射するための複数の噴孔を含む燃料噴射ノズルと、を備え、複数の噴孔は、軸方向のピストン側に向かって径方向の外側に傾斜した中心軸線を有する複数の挟角噴孔と、軸方向のピストン側に向かって挟角噴孔よりも径方向の外側に傾斜した中心軸線を有する複数の広角噴孔と、を含み、複数の挟角噴孔のうち、少なくとも1つの挟角噴孔の指向する方向は、周方向におけるバルブリセス部が存在する領域を通過するように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気筒と、
前記気筒の内部に軸方向に沿って摺動可能に配置され、前記気筒と頂面の間に燃焼室を形成するピストンであって、前記頂面の中央部に形成されたキャビティ、及び前記頂面の前記キャビティよりも径方向における外側に形成されたスキッシュ部よりも深い複数のバルブリセス部を有するピストンと、
前記燃焼室における周方向の異なる位置に燃料を噴射するための複数の噴孔を含む燃料噴射ノズルと、を備え、
前記複数の噴孔は、
前記軸方向の前記ピストン側に向かって前記径方向の外側に傾斜した中心軸線を有する複数の挟角噴孔と、
前記軸方向の前記ピストン側に向かって前記挟角噴孔よりも前記径方向の外側に傾斜した中心軸線を有する複数の広角噴孔と、を含み、
前記複数の挟角噴孔のうち、少なくとも１つの挟角噴孔の指向する方向は、前記周方向における前記バルブリセス部が存在する領域を通過するように構成される、
エンジン。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記複数の挟角噴孔の各々は、
各々の指向する方向が前記周方向における前記バルブリセス部が存在する領域を通過するように構成される、
請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記複数の挟角噴孔は、前記周方向において等間隔に配置される、
請求項１に記載のエンジン。
【請求項４】
前記複数の広角噴孔のうち、少なくとも１つの広角噴孔の指向する方向は、前記周方向における前記バルブリセス部が存在しない領域を通過するように構成される、
請求項１～３の何れか１項に記載のエンジン。
【請求項５】
前記複数の広角噴孔は、
前記周方向に隣接する二つの前記挟角噴孔の間に１つずつ配置され、
前記複数の広角噴孔の各々は、前記周方向に隣接する前記二つの前記挟角噴孔に対して前記周方向において等間隔に配置される、
請求項１～３の何れか１項に記載のエンジン。
【請求項６】
前記複数の広角噴孔は、
前記周方向に隣接する二つの前記挟角噴孔の間に２つずつ配置され、
前記周方向に隣接する二つの前記挟角噴孔の間に配置される２つの広角噴孔の少なくとも一方は、前記広角噴孔の指向する方向が、前記周方向における前記バルブリセス部が存在しない領域を通過するように構成される、
請求項１～３の何れか１項に記載のエンジン。
【請求項７】
前記複数の広角噴孔は、
前記周方向に隣接する二つの前記挟角噴孔の間に２つずつ配置され、
前記複数の広角噴孔の各々は、前記周方向において等間隔に配置される、
請求項１～３の何れか１項に記載のエンジン。
【請求項８】
前記気筒には、
前記燃焼室を形成する面に形成された第１給気口を介して前記燃焼室に給気を導入するための第１給気ポートと、
前記第１給気ポートから分岐し、前記燃焼室を形成する面に形成された第２給気口を介して前記燃焼室に給気を導入するための第２給気ポートであって、前記第１給気ポートとの分岐部から前記第２給気口までの距離が、前記分岐部から前記第１給気口までの距離よりも長い第２給気ポートと、が形成され、
前記軸方向の一方側から視た場合に前記周方向における前記第１給気口に対応する前記バルブリセス部と前記第２給気口に対応する前記バルブリセス部の中間位置および前記燃焼室の中心軸線を通過する基準線に対して、前記第１給気口が位置する側を第１給気側と定義した場合において、
前記第１給気側に位置する前記挟角噴孔の指向する方向が前記周方向における前記バルブリセス部が存在する領域を通過するように構成される、
請求項１に記載のエンジン。
【請求項９】
前記第１給気側に位置する前記広角噴孔の指向する方向が前記周方向における前記バルブリセス部が存在する領域を通過しないように構成される、
請求項８に記載のエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンには、気筒とピストンの間に形成される燃焼室に、複数個の噴孔を有する燃料噴射ノズルを配置するものがある（例えば、特許文献１）。特許文献１では、ピストンのキャビティの底部壁に向けて燃料を噴射する第１の噴孔と、キャビティの周壁に向けて燃料を噴射する第２の噴孔と、を有する燃料噴射ノズルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実開昭６２－１７３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、ピストンにバルブリセス部が形成されている場合に、噴孔からの噴霧火炎が、ピストンが摺動する内壁面に到達し、該内壁面の温度を上昇させる虞があること、及びバルブリセス部を考慮して噴孔の周方向配置を行うことで、上記内壁面の温度上昇を抑制できることを見出した。仮に上記内壁面の温度が過度に上昇すると、ピストンを摺動させるための潤滑油の粘度が低下し、ピストンの摺動性悪化を招く虞がある。なお、特許文献１には、バルブリセス部を考慮した噴孔の周方向配置に関する開示はされていない。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、燃焼室壁面の熱負荷を低減することで、信頼性を向上可能なエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジンは、
気筒と、
前記気筒の内部に軸方向に沿って摺動可能に配置され、前記気筒と頂面の間に燃焼室を形成するピストンであって、前記頂面の中央部に形成されたキャビティ、及び前記頂面の前記キャビティよりも径方向における外側に形成されたスキッシュ部よりも深い複数のバルブリセス部を有するピストンと、
前記燃焼室における周方向の異なる位置に燃料を噴射するための複数の噴孔を含む燃料噴射ノズルと、を備え、
前記複数の噴孔は、
前記軸方向の前記ピストン側に向かって前記径方向の外側に傾斜した中心軸線を有する複数の挟角噴孔と、
前記軸方向の前記ピストン側に向かって前記挟角噴孔よりも前記径方向の外側に傾斜した中心軸線を有する複数の広角噴孔と、を含み、
前記複数の挟角噴孔のうち、少なくとも１つの挟角噴孔の指向する方向は、前記周方向における前記バルブリセス部が存在する領域を通過するように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、燃焼室壁面の熱負荷を低減することで、信頼性を向上可能なエンジンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態に係るエンジンを気筒の軸方向の一方側から視た概略図である。
本開示の一実施形態に係るエンジンの燃焼室の中心軸線に沿った概略断面図である。
本開示の一実施形態に係るエンジンの燃焼室の中心軸線に沿った概略断面図である。
本開示の一実施形態に係るエンジンを気筒の軸方向の一方側から視た概略図である。
本開示の一実施形態に係るエンジンを気筒の軸方向の一方側から視た概略図である。
本開示の一実施形態に係るエンジンを気筒の軸方向の一方側から視た概略図である。
本開示の一実施形態に係るエンジンを気筒の軸方向の一方側から視た概略図である。
本開示の一実施形態における気筒の内壁面の熱流束の周方向分布を説明するためのグラフである。
本開示の一実施形態における燃焼室内のスワール流の速度分布を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１０】
（エンジン）
図１及び図４の夫々は、本開示の一実施形態に係るエンジン１を気筒２の軸方向の一方側から視た概略図である。図２及び図３の夫々は、本開示の一実施形態に係るエンジン１の燃焼室２０の中心軸線ＣＭに沿った概略断面図である。幾つかの実施形態に係るエンジン１は、図１～図３に示されるように、気筒２と、ピストン３と、燃料噴射ノズル６と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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