(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-14
(45)【発行日】2023-12-22
(54)【発明の名称】ディーゼルエンジン
(51)【国際特許分類】
F02B 23/06 20060101AFI20231215BHJP
F02F 3/26 20060101ALI20231215BHJP
F16J 1/09 20060101ALI20231215BHJP
【ＦＩ】
F02B23/06 R
F02B23/06 M
F02B23/06 S
F02F3/26 C
F16J1/09
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020128449
(22)【出願日】2020-07-29
(65)【公開番号】P2022025557
(43)【公開日】2022-02-10
【審査請求日】2023-02-20
(73)【特許権者】
【識別番号】720001060
【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000947
【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所
(72)【発明者】
【氏名】森田 銀
【審査官】西山 智宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１８５２４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４６８５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９９８２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１５５１６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２２８８４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２５３０９４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３０８３７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／２０３３８２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｂ ２３／０６
Ｆ０２Ｆ ３／２６
Ｆ１６Ｊ １／０９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
頂面に凹状のキャビティを有するピストンと、前記キャビティに燃料を噴霧する燃料噴射ノズルと、を有するディーゼルエンジンであって、前記燃料噴射ノズルの先端部において先端から遠い部位の円周数ヶ所には上段噴孔が設けられ、前記先端部において前記先端に近い部位の円周数ヶ所には下段噴孔が設けられており、
前記キャビティの内周壁面において前記キャビティの内底面から開口へ向かう途中位置までの下側領域が、円周方向で面一とされており、
前記内周壁面において前記キャビティの内底面から開口へ向かう前記途中位置から前記開口側の上側領域の円周数ヶ所には、径方向外向きに凹むとともに前記上段噴孔から噴霧される燃料がそれぞれ衝突される凹部が設けられており、
前記下段噴孔の数は、前記上段噴孔の数の半分とされており、
前記下段噴孔は、噴霧する燃料を前記内底面において前記隣り合う各凹部の間に存在するすべての隔壁部のうちの一つおきの隔壁部の近傍に衝突させる位置に配置されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項2】
請求項１に記載のディーゼルエンジンにおいて、前記内周壁面において前記途中位置から内底面側の前記下側領域と前記上側領域との間には、段差が形成されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項3】
請求項２に記載のディーゼルエンジンにおいて、前記隔壁部の内端面において前記内底面から前記開口よりも手前の途中位置までの下側領域が、前記内周壁面の下側領域と軸方向で面一とされており、
前記隔壁部の内端面において前記途中位置から前記開口までの上側領域は、前記隔壁部の下側領域よりも径方向外向きに後退されており、
この後退に伴い前記隔壁部の下側領域と上側領域との間に段差が形成されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンにおいて、前記燃料が衝突される隔壁部の円周方向に沿う幅は、前記燃料が衝突されない隔壁部の円周方向に沿う幅よりも大きく設定されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンにおいて、前記内底面の中央には、前記開口へ向けて隆起する山部が設けられており、
この山部の外周斜面は、前記下段噴孔から噴霧される燃料を沿わせて前記内底面に向かわせる案内面とされていることを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、頂面に凹状のキャビティを有するピストンと、前記キャビティに燃料を噴霧する燃料噴射ノズルと、を有するディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１に示すように、ディーゼルエンジン用ピストンの頂面には、燃焼室となる凹状のキャビティが設けられている。
【0003】
ディーゼルエンジンに用いる燃料噴射ノズルの先端部には、複数の上段噴孔と複数の下段噴孔とが設けられている。
【0004】
前記上段噴孔は、燃料噴射ノズルの先端から遠くに周方向に間隔を隔てて形成されている。前記下段噴孔は、燃料噴射ノズルの先端に近くに周方向に間隔を隔てて形成されている。
【0005】
前記上段噴孔の数と前記下段噴孔の数は同じに設定されており、前記上段噴孔と前記下段噴孔とは千鳥状に配置されている。
【0006】
前記キャビティの内周壁面の円周数ヶ所には、径方向内向きに突出する凸部が設けられており、隣り合う凸部の間が凹部になっている。
【0007】
そして、上記特許文献１には、「燃料噴射ノズルの上段噴孔から噴霧される燃料が前記凹部の上端部分に衝突して上下左右に広がる一方、燃料噴射ノズルの下段噴孔から噴霧される燃料が前記凸部の山部の頂部に衝突して上下左右に広がるが、前記凹部に燃料が衝突するまでの時間と、前記凸部に燃料が衝突するまでの時間とに差が生ずるので、前記凹部に衝突して上下左右に広がる燃料と前記凸部に衝突して上下左右に広がる燃料との干渉が抑えられる」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特許第５５８９４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献１では、燃料噴射ノズルの上段噴孔から噴霧されて前記キャビティの凹部に衝突して上下左右に広がる燃料と、燃料噴射ノズルの下段噴孔から噴霧されて前記キャビティの凸部に衝突して上下左右に広がる燃料とが干渉することを十分に抑制できていないために、煤（Ｓｏｏｔ）、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＴＨＣ）の排出量を低減する効果が弱いことが指摘される。
【0010】
このような事情に鑑み、本発明は、上段噴孔から噴霧されてキャビティの内周壁面の凹部に衝突した燃料と下段噴孔から噴霧されてキャビティの内底面において隔壁部の近傍に衝突した燃料との干渉を可及的に抑制可能とするディーゼルエンジンの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、頂面に凹状のキャビティを有するピストンと、前記キャビティに燃料を噴霧する燃料噴射ノズルと、を有するディーゼルエンジンであって、前記燃料噴射ノズルの先端部において先端から遠い部位の円周数ヶ所には上段噴孔が設けられ、前記先端部において前記先端に近い部位の円周数ヶ所には下段噴孔が設けられており、前記キャビティの内周壁面において前記キャビティの内底面から開口へ向かう途中位置までの下側領域が、円周方向で面一とされており、前記内周壁面において前記キャビティの内底面から開口へ向かう前記途中位置から前記開口側の上側領域の円周数ヶ所には、径方向外向きに凹むとともに前記上段噴孔から噴霧される燃料がそれぞれ衝突される凹部が設けられており、前記下段噴孔の数は、前記上段噴孔の数の半分とされており、前記下段噴孔は、噴霧する燃料を前記内底面において前記隣り合う各凹部の間に存在するすべての隔壁部のうちの一つおきの隔壁部の近傍に衝突させる位置に配置されていることを特徴としている。
【0012】
この構成によれば、前記上段噴孔から噴霧される燃料が前記凹部に衝突してから上下左右方向に広がる一方、前記下段噴孔から噴霧される燃料が前記内底面において前記隔壁部の近傍に衝突してから上方向および左右方向に広がる。
【0013】
ここで、前記凹部に燃料が衝突するまでの時間と前記内底面において前記隔壁部の近傍に燃料が衝突するまでの時間とに差が生ずるようになる。
【0014】
しかも、前記下段噴孔から噴霧される燃料の衝突位置が前記上段噴孔から噴霧される燃料の衝突位置よりも径方向内側に位置しているから、前記上段噴孔から噴霧されて前記凹部に衝突した燃料と前記下段噴孔から噴霧されて前記内底面において前記隔壁部の近傍に衝突した燃料とが異なる方向へ広がるようになって、前記内底面において前記隔壁部の近傍から特に上方向に広がる燃料が、前記凹部から上下左右方向に広がる燃料に干渉する可能性が低くなる。
【0015】
その結果、前記キャビティ内において燃料過濃となる部分を減らせて空気の利用率が向上するので、燃費の向上に貢献できるとともに、煤（Ｓｏｏｔ）、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＴＨＣ）の排出量を低減できるようになる。
【0016】
ところで、上記ディーゼルエンジンにおいて、前記内周壁面において前記途中位置から内底面側の前記下側領域と前記上側領域との間には、段差が形成されている構成とすることができる。
【0017】
この構成によれば、前記上段噴孔から噴霧されて前記凹部に衝突した燃料と、前記下段噴孔から噴霧されて前記内底面において前記下側領域に衝突した燃料とが干渉しにくくなる。
【0018】
また、上記ディーゼルエンジンにおいて、前記隔壁部の内端面において前記内底面から前記開口よりも手前の途中位置までの下側領域が、前記内周壁面の下側領域と軸方向で面一とされており、前記隔壁部の内端面において前記途中位置から前記開口までの上側領域は、前記隔壁部の下側領域よりも径方向外向きに後退されており、この後退に伴い前記隔壁部の下側領域と上側領域との間に段差が形成されている構成とすることができる。
【0019】
この構成によれば、前記内底面において前記隔壁部の近傍から特に上方向に向かう燃料が、前記隔壁部の下側領域によって前記キャビティの開口へ向けて真っ直ぐ案内されることになる。
【0020】
これにより、前記隔壁部の下側領域によって上方向に広がる燃料が前記凹部から上下左右方向に広がる燃料にさらに干渉しにくくなる。
【0023】
また、上記ディーゼルエンジンにおいて、前記燃料が衝突される隔壁部の円周方向に沿う幅は、前記燃料が衝突されない隔壁部の円周方向に沿う幅よりも大きく設定されている構成とすることができる。
【0024】
この構成によれば、前記内底面において前記隔壁部の近傍から特に上方向に広がる燃料が低減されることになる。
【0025】
これにより、前記内底面において前記隔壁部の近傍から特に上方向に広がる燃料が前記凹部から上下左右方向に広がる燃料にさらに干渉しにくくなる。
【0026】
また、上記ディーゼルエンジンにおいて、前記内底面の中央には、前記開口へ向けて隆起する山部が設けられており、この山部の外周斜面は、前記下段噴孔から噴霧される燃料を沿わせて前記内底面に向かわせる案内面とされている構成とすることができる。
【0027】
この構成によれば、前記下段噴孔から噴霧される燃料を前記キャビティ内の山部の外周斜面に沿わせて狙いとなる位置（前記内底面において前記隔壁部の近傍）に衝突させる過程で、前記燃料が空気に触れにくくなる。
【0028】
これにより、燃焼温度の上昇を抑制することが可能になるから、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を低減できるようになる。
【発明の効果】
【0029】
本発明に係るディーゼルエンジンによれば、上段噴孔から噴霧されてキャビティの内周壁面の凹部に衝突した燃料と下段噴孔から噴霧されてキャビティの内底面において隔壁部の近傍に衝突した燃料との干渉を可及的に抑制することが可能になる。これにより、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＴＨＣ）の排出量を可及的に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明に係るディーゼルエンジンのピストンの一実施形態を示す平面図である。
【図6】燃料噴射ノズルの下端を見上げた図である。
【図7】この実施形態と従来例とについて、筒内圧力および熱発生履歴による計算結果を示すグラフである。
【図8】本発明に係るディーゼルエンジンのピストンの他の実施形態を示す平面図である。
【図13】燃料噴射ノズルの下端を見上げた図である。
【図14】この実施形態と従来例とについて、筒内圧力および熱発生履歴による計算結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【0032】
【0033】
ピストン１の頂面には、凹状のキャビティ３が設けられている。このキャビティ３の内底面の中央には、開口へ向けて隆起する山部４が設けられている。山部４の存在によって内底面が平面視で円環状になっている。
【0034】
【0035】
この山部４の裾野部分は、ピストン１の外周面と同心円となる円柱形状に形成されている。これにより、内底面が円環状になっていて、この円環状の内底面上の環状空間が、山部４の裾野部分を斜面にする場合に比べると、拡大されるようになっている。この拡大により下段噴孔２ｂから噴霧された燃料と空気との混合が促進されることになる。
【0036】
キャビティ３の内周壁面においてキャビティ３の内底面から開口へ向かう途中位置までの下側領域３ａが、円周方向で面一とされている。言い換えれば、下側領域３ａの内径寸法が円周方向の各部位で同一になっている。
【0037】
キャビティ３の内周壁面において前記途中位置から前記開口の手前までの上側領域の円周数ヶ所（例えば六ヶ所）には、径方向外向きに凹む凹部５が等間隔に設けられている。
【0038】
このような凹部５を設けることに伴いキャビティ３の内周壁面の下側領域３ａと前記上側領域との間に段差６が形成されている。
【0039】
また、円周方向で隣り合う各凹部５の間には隔壁部７が存在している。この隔壁部７は六個になっている。図４に示すように、六個の隔壁部７のうち、前記燃料が衝突される隔壁部７の円周方向に沿う幅は、前記燃料が衝突されない隔壁部７の円周方向に沿う幅よりも大きく設定されている。
【0040】
隔壁部７の内端面においてキャビティ３の内底面からキャビティ３の開口よりも手前の途中位置までの下側領域７ａは、キャビティ３の内周壁面の下側領域３ａと軸方向で面一とされている。なお、隔壁部７の内端面における下側領域７ａの軸方向に沿う寸法は、適宜に設定される。
【0041】
隔壁部７の内端面において前記途中位置から前記開口までの上側領域は、隔壁部７の下側領域７ａよりも径方向外向きに後退されている。この後退に伴い隔壁部７の下側領域７ａと前記上側領域との間に段差８が形成されている。
【0042】
この段差８は、キャビティ３の内周壁面の下側領域３ａと前記上側領域との間の段差６よりもキャビティ３の開口側に位置している。
【0043】
なお、両段差６，８、隔壁部７の円周方向両側ならびに内底面と内周壁面とで作る内隅部には、丸い面取りやテーパ状の面取りが施されている。
【0044】
燃料噴射ノズル２は、ピストン１のキャビティ３に燃料を噴霧するものであって、その先端部には、図６に示すように、上段噴孔２ａと、下段噴孔２ｂと、を有している。
【0045】
燃料噴射ノズル２の先端部は、テーパ形状とされている。上段噴孔２ａは、燃料噴射ノズル２の円錐形部分において先端から遠い部位の円周数ヶ所に等間隔に設けられている。この上段噴孔２ａから噴霧される燃料は各凹部５に衝突されるようになっている（図４の低密度のドット模様参照）。
【0046】
下段噴孔２ｂは、燃料噴射ノズル２の円錐形部分において先端に近い部位の円周数ヶ所に等間隔に設けられている。この下段噴孔２ｂから噴霧される燃料はキャビティ３の内底面において前記隣り合う各凹部５の間に存在するすべての隔壁部７のうちの一つおきの隔壁部７の近傍に衝突されるようになっている（図４の高密度のドット模様参照）。
【0047】
そして、上段噴孔２ａの数は下段噴孔２ｂの数より多く設定されている。例えば図６に示すように、上段噴孔２ａの数は六個、下段噴孔２ｂの数は三個とされる。
【0048】
このように数が異なる上段噴孔２ａおよび下段噴孔２ｂは、上段噴孔２ａと下段噴孔２ｂの位相が一致しないように千鳥状に配置される。
【0049】
また、上段噴孔２ａの噴口径は下段噴孔２ｂの噴口径よりも大きく設定される。例えば上段噴孔２ａの噴口径はφ０．１２ｍｍ～φ０．１６ｍｍ、下段噴孔２ｂの噴口径はφ０．１０ｍｍ～φ０．１３ｍｍとされる。
【0050】
さらに、上段噴孔２ａの噴口角度θ１は下段噴孔２ｂの噴口角度θ２よりも大きく設定される。例えば上段噴孔２ａの噴口角度θ１は１５０度～１６０度、下段噴孔２ｂの噴口角度θ２は８０度～９０度とされる。
【0051】
なお、前記各数値は特に限定されるものではない。
【0052】
次に、この実施形態の作用を説明する。
【0053】
燃料噴射ノズル２の上段噴孔２ａから噴霧される燃料は、図２の一点鎖線で示すように、キャビティ３の凹部５に衝突してから上下左右方向に広がる。一方、燃料噴射ノズル２の下段噴孔２ｂから噴霧される燃料は、図３の二点鎖線で示すように、キャビティ３の内底面において隔壁部７の近傍に衝突してから上方向および左右方向に広がる。
【0054】
なお、図４に示すように、上段噴孔２ａから噴霧される燃料および下段噴孔２ｂから噴霧される燃料は共に平面視で扇形に広がるようになっているが、上段噴孔２ａから噴霧される燃料の広がりの方が下段噴孔２ｂから噴霧される燃料の広がりよりも大きくなっている。
【0055】
但し、図４では、図２の（４）－（４）線断面図を上から見下ろすようになっているために、下段噴孔２ｂから噴霧されてキャビティ３の内底面に衝突した燃料のうち内周壁面の下側領域３ａで左右方向に方向転換される燃料が、上段噴孔２ａから噴霧されて凹部５に衝突して上下左右方向に広がる燃料と重なっているように見えるが、実際には、下段噴孔２ｂから噴霧されてキャビティ３の内底面に衝突した燃料のうち内周壁面の下側領域３ａで左右方向に方向転換される燃料がキャビティ３の内底面寄りの空間で広がるようになる一方で、上段噴孔２ａから噴霧されて凹部５に衝突して上下左右方向に広がる燃料はキャビティ３の開口寄りの空間で広がるようになるので、それらが干渉しにくくなっているのである。
【0056】
ここで、上段噴孔２ａから凹部５の最深位置までの距離が、下段噴孔２ｂからキャビティ３の内底面において隔壁部７の近傍までの距離よりも長いために、上段噴孔２ａから凹部５に燃料が衝突するまでの時間と下段噴孔２ｂからキャビティ３の内底面において隔壁部７の近傍に燃料が衝突するまでの時間とに差が生ずる。
【0057】
しかも、凹部５とキャビティ３の内周壁面の下側領域３ａとの間に段差６を設けているとともに、隔壁部７の内端面の下側領域７ａを前記内周壁面の下側領域３ａと面一にしているから、下段噴孔２ｂから噴霧される燃料の衝突位置が上段噴孔２ａから噴霧される燃料の衝突位置よりも径方向内側に位置するようになっている。
【0058】
これらの相乗作用により、上段噴孔２ａから噴霧されて凹部５に衝突した燃料と、下段噴孔２ｂから噴霧されてキャビティ３の内底面において隔壁部７の近傍に衝突した燃料とが異なる方向へ広がるようになって、前記内底面において隔壁部７の近傍から特に上方向に広がる燃料が、キャビティ３の凹部５から上下左右方向に広がる燃料に干渉しにくくなる。
【0059】
その結果、キャビティ３内において燃料過濃となる部分を減らせて空気の利用率が向上するので、燃費の向上に貢献できるとともに、煤（Ｓｏｏｔ）、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＴＨＣ）の排出量を低減できるようになる。
【0060】
また、下段噴孔２ｂから噴霧される燃料を、キャビティ３の内底面の中央に設けられる山部４の外周斜面に沿わせて狙いとなる位置（内底面において隔壁部７の近傍）に衝突させるようにしている。
【0061】
これにより、前記燃料が山部４の外周斜面に沿って移動する過程で、前記燃料が空気に触れにくくなる。その結果、燃焼温度の上昇を抑制することが可能になるから、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を低減することが可能になる。
【0062】
次に、参考までに、この実施形態と従来例とについて、筒内圧力および熱発生履歴を３Ｄ数値流体力学（ＣＦＤ）によりシミュレーションしたので、図７を参照して説明する。
【0063】
前記従来例としては、キャビティをバスタブ型としたピストンを用いている。また、この実施形態では、上段噴孔２ａの数を六個、下段噴孔２ｂの数を三個、上段噴孔２ａの噴口径をφ０．１４８ｍｍ、下段噴孔２ｂの噴口径をφ０．１１９ｍｍ、上段噴孔２ａの噴口角度αを１５６度、下段噴孔２ｂの噴口角度βを９０度とすることにより、上段噴孔２ａおよび下段噴孔２ｂの総面積比（下段噴孔２ｂの総面積／上段噴孔２ａの総面積）を０．３２０とし、上段噴孔２ａおよび下段噴孔２ｂからの総燃料噴射量を１１００ｃｃ／ｍｉｎとしている。
【0064】
この実施形態の結果を図７の実線で示し、従来例の結果を図７の破線で示している。この実施形態では、従来例と対比すると、下段噴孔２ｂから噴霧された燃料をキャビティ３の山部４の外周斜面で空気と混合させにくくすることによって、図７（ａ）に示すように初期の熱発生が緩慢になり、また、上段噴孔２ａから噴霧されて凹部５に衝突して広がる燃料と下段噴孔２ｂから噴霧されてキャビティ３の内底面に衝突して広がる燃料との干渉を抑制することによって、図７（ｂ）に示すように後期の燃焼が活発化し、図７（ｃ）に示すように後燃えが低減していることが理解できる。
【0065】
このように、本発明を適用した実施形態のディーゼルエンジンでは、ピストン１のキャビティ３内の形状、ならびにキャビティ３内の各部と燃料噴射ノズル２の上段噴孔２ａおよび下段噴孔２ｂとの相対位置関係を工夫することにより、燃費の向上に貢献できるとともに、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＴＨＣ）ならびに窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を可及的に低減できるようになっている。
【0066】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【0067】
（１）図８～図１４には本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、図１４に示すように、上段噴孔２ａの数を八個、下段噴孔２ｂの数を四個としている。また、例えば上段噴孔２ａの噴口径はφ０．１２ｍｍ～φ０．１３ｍｍ、下段噴孔２ｂの噴口径はφ０．１０ｍｍ～φ０．１１ｍｍとされる。
【0068】
【0069】
次に、参考までに、この実施形態と従来例とについて、筒内圧力および熱発生履歴を３Ｄ数値流体力学（ＣＦＤ）によりシミュレーションしたので、図１４を参照して説明する。
【0070】
前記従来例としては、キャビティをバスタブ型としたピストンを用いている。また、この実施形態では、上段噴孔２ａの数を八個、下段噴孔２ｂの数を四個、上段噴孔２ａの噴口径をφ０．１２８ｍｍ、下段噴孔２ｂの噴口径をφ０．１０３ｍｍ、上段噴孔２ａの噴口角度αを１５６度、下段噴孔２ｂの噴口角度βを９０度とすることにより、上段噴孔２ａおよび下段噴孔２ｂの総面積比（下段噴孔２ｂの総面積／上段噴孔２ａの総面積）を０．３２０とし、上段噴孔２ａおよび下段噴孔２ｂからの総燃料噴射量を１１００ｃｃ／ｍｉｎとしている。
【0071】
この実施形態の結果を図７の実線で示し、従来例の結果を図１４の破線で示している。この実施形態では、従来例と対比すると、下段噴孔２ｂから噴霧された燃料をキャビティ３の山部４の外周斜面で空気と混合させにくくすることによって、図１４（ａ）に示すように初期の熱発生が緩慢になり、また、上段噴孔２ａから噴霧されて凹部５に衝突して広がる燃料と下段噴孔２ｂから噴霧されてキャビティ３の内底面に衝突して広がる燃料との干渉を抑制することによって、図１４（ｂ）に示すように後期の燃焼が活発化し、図１４（ｃ）に示すように後燃えが低減していることが理解できる。
【0072】
（２）図示していないが、図１～図７に示す実施形態において、上段噴孔２ａの数と下段噴孔２ｂの数とを同数（例えば八個）とすることが可能である。この場合、すべての隔壁部７の円周方向に沿う幅を同じにすることが好ましい。
【0073】
（３）図示していないが、上記各実施形態において、下段噴孔２ｂから噴霧される燃料が衝突される隔壁部７の円周方向に沿う幅と、下段噴孔２ｂから噴霧される燃料が衝突されない隔壁部７の円周方向に沿う幅とを同じに設定することが可能である。
【0074】
（４）図示していないが、上記各実施形態において、山部４の裾野部分をそれ以外の外周斜面と連続するような斜面にすることが可能である。
【0075】
（５）例えば図１５に示すように、凹部５の開口側の周方向幅（間口幅）を奥側の周方向幅よりも小さくすることが可能である。
【0076】
特に、この場合、上段噴孔２ａから噴霧された燃料が凹部５に衝突した後で特に左右方向への広がりを抑制できるようになる。これにより、キャビティ３の内底面において隔壁部７の近傍から特に上方向に広がる燃料が、凹部５から左右方向に広がる燃料に干渉しにくくなる。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本発明は、頂面に凹状のキャビティを有するピストンと、前記キャビティに燃料を噴霧する燃料噴射ノズルと、を有するディーゼルエンジンに好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【0078】
１ ピストン
２ 燃料噴射ノズル
２ａ 上段噴孔
２ｂ 下段噴孔
３ キャビティ
３ａ 内周壁面の下側領域
４ 山部
５ 凹部
６ 段差
７ 隔壁部
７ａ 内端面の下側領域
８ 段差
２ 燃料噴射ノズル
２ａ 上段噴孔
２ｂ 下段噴孔
３ キャビティ
３ａ 内周壁面の下側領域
４ 山部
５ 凹部
６ 段差
７ 隔壁部
７ａ 内端面の下側領域
８ 段差
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】