複雑な幾何形状のボスを含むピストンを有する内燃機関
本発明は、頂点（Ｓ）の円錐形の噴射層（２８）として燃料を噴霧化する噴射装置（２６）に関連付けられた燃焼ボウル（１８）を含むピストン（１４）がその中で滑動するシリンダ（１２）を備え、噴射層（２８）が、ボウル（１８）の内壁（３２）と接触する前にそれぞれ異なる長さを進行する非対称な噴流（３０）から形成され、燃焼ボウル（１８）が、主軸（Ａ−Ａ）と心合せされた側面環状溝（３４）によって構成され、ボス（３８）の延びる起点となる底部（３６）が側面環状溝（３４）に接続されている、機関（１０）であって、ボス（３８）が、底面が底部（３６）の水平面内に含まれ、対称主軸（Ａ−Ａ）に心合せされ、かつ頂点（Ｓ’）が対称主軸（Ａ−Ａ）に関して噴射層（２８）の頂点（Ｓ）と対称位置にある下側円錐台（３８Ａ）と、底面が下側円錐台（３８Ａ）の水平上面（５６）によって形成され、かつ頂点が噴射層（２８）の頂点（Ｓ）に相当する上側円錐台（３８Ｂ）とで構成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、その燃焼ボウルが複雑な幾何形状のボスを含むピストンを有する直接噴射式内燃機関に関する。
【０００２】
上記内燃機関については、特にディーゼルタイプの圧縮点火式の自動車用の内燃機関の例が多数知られており、現在でもなお、消費量、ならびに排気出口において煙に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）やスス粒子などの汚染物質の放出を減らしながら、機関の性能を向上させる試みがなされている。
【０００３】
機関の性能の向上は、吸気ガスと燃料との混合気の品質を向上させること、すなわち機関のシリンダの燃焼室内、特にピストンの燃焼ボウル内でほぼ均一な混合気を実現することによって得られる。
【０００４】
直接噴射式機関の場合、組み合わせにより生成されるほぼ均一な混合気を得ることを可能にするために考慮されるべき主な現象は、基本的に、燃料の噴霧化、ならびにシリンダの軸とほぼ一致するかまたはそれに平行な軸の周りでの吸気ガスの「渦流」型の空気運動、さらには燃料の噴射によって発生する空気運動である。
【０００５】
従来技術の一例を示す文献ＦＲ−Ａ−２．８４４．０１２に記載された型式の直接噴射式内燃機関のシリンダを、図１に示した。
【０００６】
内燃機関１０は、シリンダヘッド２４の下面２２によって上部が画定される燃焼室２０の下部を画定する燃焼ボウル１８をその上面１６内側に有するピストン１４が、その中で垂直な軸Ｘ−Ｘ方向に滑動する少なくとも１つのシリンダ１２と、シリンダ１２の軸Ｘ−Ｘから偏心し、頂点Ｓを有するほぼ円錐形の噴射層２８の形で燃料を噴霧化する噴射装置２６とを備え、噴射層２８は、燃焼ボウル１８の内壁３２と接触する前にそれぞれ異なる長さを進行する複数の非対称噴流３０から形成され、燃焼ボウル１８は、対称主軸Ａ−Ａと心合せされた側面環状溝３４によって構成され、所定の全高Ｈにわたって垂直方向に延びるボス３８の起点となるほぼ水平な底部３６が側面環状溝３４に接続される。
【０００７】
そのような機関１０においては、燃焼室２０内で得られる空気／燃料混合気の特性は、噴射装置２６により燃料が噴射室２０内に噴射されるナップ角（ε）と呼ばれるナップの開度、ならびに噴射装置と協働する燃焼ボウル１８の相補形状に直接依存することが知られている。
【０００８】
より詳細には、本発明は、一般的に、各シリンダ内に１つの吸気弁と１つの大径排気弁とが設置されることでシリンダ毎に２つの弁を含む内燃機関のように、燃料噴射装置がシリンダの垂直軸Ｘ−Ｘから偏心した位置に配設されている機関に関する。
【０００９】
このように噴射装置が偏心している、すなわち中心から外れていると、それぞれ異なる燃料噴流が非対称的に噴射されるために、特に混合気の品質が影響をうけ、混合気は燃焼ボウル１８の全体において所望されるほど均質にはならない。
【００１０】
図１に示されるように、それぞれ異なる燃料噴流３０は、燃焼ボウル１８の内壁３２と接触する前に、それぞれ異なる長さ、すなわち「自由長」を進行するという意味において非対称形である。
【００１１】
より詳細には、長噴流３０ａと呼ばれる第１部分の噴流は、行程すなわち長さ「Ｌ」を進行するが、短噴流３０ｂと呼ばれる第２部分の噴流３０ｂは長さ「ｌ」を進行し、中噴流３０ｃと呼ばれる第３部分の噴流３０ｃはＬとｌとの間の平均長さを進行し、その後、燃料噴流３０ａ、３０ｂおよび３０ｃはそれぞれ溝３４の内壁３２に接触する。
【００１２】
したがって、燃焼ボウル１８は、長さｌの短噴流３０ｂが、壁３２と接触した後に、閉じ込められ、それ自体で曲がり込み、それによって噴流の重なりを引き起こすことにより、全体的に燃料が濃厚な第１ゾーンＡと、長さＬの長噴流３０ａがほとんど浸入せず、したがって全体的に空気が濃厚で燃料が希薄な底部３６近傍の第２ゾーンＢとを含む。
【００１３】
したがって、燃料噴流３０の非対称性により燃料および吸気ガスの分布に不均衡が生じ、その結果、燃焼ボウルのこのような幾何形状は満足できないものになる。
【００１４】
事実、均質でない空気−燃料混合気は特に煙を発生させる。
【００１５】
さらに、ボス３８は、通常燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａを中心とする回転形状を有するので、非対称な噴流３０相互間で、また特に長噴流３０ａおよび中噴流３０ｃとボス３８の頂点部分との間で干渉が生じるという大きなリスクが存在する。
【００１６】
このような干渉のリスクを制限するために、噴射立体角（ε）を大きくすることにより特に噴射層の開度を変更することが提案された。しかしながら、これは、特に、全体的に空気が濃厚で燃料が希薄な第２ゾーンＢにおいて、空気−燃料混合気の品質に大きな影響を与えるので、満足できる解決策ではない。
【００１７】
別の公知の方法によれば、干渉のリスクを制限するためにボスの体積を減らすことが提案されたが、そうすると、所望する圧縮比を犠牲にして燃焼ボウルの体積がその分比例して増加することになり、所望の圧縮比が得られなくなる。
【００１８】
したがって、このような方法は満足できるものではない。
【００１９】
このような理由から、燃焼ボウルおよびボスの幾何形状および配置、並びに関連する噴射装置によって噴霧化される燃料噴流の分布を最適化する試みがなされた。
【００２０】
本発明は、これらの不都合を解消し、燃焼ボウルが特にボウル全体において均質で、燃料噴流とボスの頂点部分との間に干渉がない、空気−燃料混合気を得ることを可能にする、複雑な幾何形状のボスを有するピストンを含む内燃機関を提供することを目的とする。
【００２１】
この目的のために、本発明は、ボスが、
− 底面が、底部の水平面内に含まれ、対称主軸に心合せされ、かつ頂点が、対称主軸に関して噴射層の頂点と対称位置にある下側円錐台と、
− 底面が、下側円錐台の水平上面によって形成され、かつ頂点が、垂直基準軸が通る噴射層の頂点に相当する上側円錐台と
を有して構成されることを特徴とする、上で記載した種類の自動車用内燃機関を提供する。
【００２２】
本発明により、噴射された燃料と内燃機関の吸気ガスとの間の交換が改善され、窒素酸化物（ＮＯｘ）、スス、その他排気出口で黒煙となる未燃炭化水素などの汚染物質の形成を低減させながら、機関の性能が向上する。
【００２３】
本発明のその他の特徴によれば、
− ボスの下側円錐台は、ふくらみ率が連続的に変化する下側壁を含み、この下側壁は、少なくとも
・ 垂直基準軸に心合せされ、最短噴流により画定される噴射層の扇形にほぼ相当する、所定の第１扇形上を延びる下側壁の第１部分と、
・ 垂直基準軸に心合せされ、最長噴流により画定される噴射層の扇形にほぼ相当する、所定の第２扇形上を延びる下側壁の第２部分と
を含み、
− 下側壁の第１部分は、主軸を通る垂直断面内に、直線状の傾斜したプロフィルを有し、その第１勾配と呼ばれる勾配が、水平底部から延びて、最短噴流が側面環状溝の内壁の方向に自然に曲がるのを回避するように決定されており、
− 下側壁の第２部分は、主軸を通る垂直断面内に、直線状の傾斜したプロフィルを有し、その第２勾配と呼ばれる勾配が、少なくとも第２扇形における側面環状溝の体積が第１扇形における側面環状溝の体積未満になるように、第１勾配より大きくなっており、
− ボスの上側円錐台は、噴射層の噴流とボスの上側壁との間の干渉を回避するように連続的に変化するふくらみ率を有する上側壁を含み、
− 上側円錐台の水平上面の高さ（ｈ）は、ボウルの底部からボスの頂点までのボスの全高の半分に等しく、
− 噴射時に噴流とボスの頂点との間に干渉が生じないようにボスの全高が決められ、
− ボスは、ピストンの少なくとも１回のフライス加工作業によって作製され、
− 燃焼ボウルの対称主軸はシリンダの垂直軸Ｘ−Ｘと同一であり、
− ピストンは、機関内において、噴射装置の関連する噴射層のパラメータに応じて割り出される所定の動作位置にピストンを取り付けることができるようにするための、角度割り出し手段を含む。
【００２４】
本発明の他の特徴および長所は、以下の説明を添付の図を参照しながら読むことで、より明らかになるであろう。
【００２５】
発明の詳細な説明および特許請求の範囲においては、「上側」および「下側」などの表現、並びに「軸方向」、「垂直」、「横」などの方向については、非限定的なものとして使用する。
【００２６】
さらに、同一の要素、同様の要素、または類似する要素は、同じ符号で表すことにする。
【００２７】
以下において、直接噴射式内燃機関１０の一部、特に機関１０のシリンダの１つ１２を示す図２について、従来技術を示す図１と比較しながら説明することにする。
【００２８】
シリンダ１２は垂直な対称軸Ｘ−Ｘに沿って軸方向に延びて内径を画定し、この内径中でピストン１４が往復運動により軸方向に滑動する。
【００２９】
ピストン１４は、軸方向に上側のヘッド４０および下側のスカート４２を含み、ヘッド４０の円筒形外壁４４は、セグメント４８を受ける外周環状溝４６を含む。
【００３０】
ピストン１４は、その上側水平面１６内側に、空洞とも呼ばれる燃焼ボウル１８を含み、このボウルは、軸方向において燃焼室２０の下部を画定し、燃焼室２０の上部は、機関のシリンダヘッド２４の下面２２の一部分によって画定される。
【００３１】
シリンダヘッド２４は、吸気弁（図示せず）が挿入された入り口オリフィスを介して燃焼室２０内に開口する少なくとも１つの吸気管路と、排気弁（図示せず）が挿入されるようになっている出口オリフィスを介して燃焼室２０内に開口する少なくとも１つの燃焼ガス排気管路とを含む。
【００３２】
シリンダヘッド２４は、特に大径弁の設置が可能になるように、シリンダ１２の垂直軸Ｘ−Ｘから偏心した少なくとも１つの燃料噴射装置２６を支承する。
【００３３】
噴射装置２６は、機関の燃焼室２０内に直接開口する噴射ノズル５０を具備し、燃焼ボウル１８の方向に燃料を噴霧化する噴射穴５２を含む。
【００３４】
穴５２は例えば軸方向に１列に配置され、噴射ノズル５０周りで噴射装置の主軸Ｃ−Ｃに対して環状に分布している。
【００３５】
有利には穴５２の数は６以上であり、好ましくは穴５２は噴射装置２６の主軸Ｃ−Ｃ周りに環状に等間隔で分布する。
【００３６】
有利には、内部をピストン１４が滑動するシリンダ１２の軸Ｘ−Ｘのできるだけ近くで燃料の噴射が行われ、ここでは、噴射装置２６の主軸Ｃ−Ｃをシリンダ１２の垂直軸Ｘ−Ｘに対して傾斜させることにより、噴射装置２６のノズル５０がシリンダの軸Ｘ−Ｘに近付けられる。
【００３７】
燃料は、ほぼ円錐形の噴射層２８の形で穴５２から噴霧される。円錐形の噴射層２８は、頂点Ｓによって画定され、この頂点Ｓは、特に噴射穴５２に応じて決まり、ここでは噴射装置２６のノズル５０のほぼ末端に位置する仮想原点に相当する。
【００３８】
燃料の非対称形噴流３０の全体は、頂点Ｓを起点として、噴射層２８の開度を決定する噴射立体角（ε）に従って延びる。
【００３９】
燃焼ボウル１８は、対称主軸Ａ−Ａに心合せされた側面環状溝３４を含む。
【００４０】
対称主軸Ａ−Ａは、ここでは、垂直に延び、すなわちシリンダ１２の軸Ｘ−Ｘと同軸に延びる。
【００４１】
燃焼ボウル１８がシリンダ１２および機関１０のピストン１４に心合せされるように、燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａはシリンダ１２の垂直軸Ｘ−Ｘと同一であることが好ましい。
【００４２】
燃焼ボウル１８は、ほぼ水平で深さが一定な底部３６を含み、この底部からボス３８が、ある所定の高さＨまで垂直にまたは軸方向に延びる。
【００４３】
「深さ」とは、ここでは、底部３６と、ボウル１８の開度を画定する上側円形縁部５４を含むピストン１４の上部水平表面１６との間の軸方向寸法を意味する。
【００４４】
上側円形縁部５４は、燃焼ボウル１８の「リップ」と呼ばれることもあり、ここでは対称主軸Ａ−Ａに心合せされた円形プロフィルを有する。
【００４５】
（図示しない）一変形形態では、上側円形縁部５４は、２００５年１月１９日に出願人が出願した未公開のフランス特許出願第０５５０１５６号に記載されているタイプの非対称形プロフィルを有する。
【００４６】
頂点Ｓの噴射層２８の噴射立体角（ε）は、特に、直径または深さ等の関連する燃焼ボウル１８の幾何パラメータに応じて決まる。
【００４７】
非対称形噴流３０は、例えば、ある行程を、つまり短噴流３０ｂの場合は長さｌ、長噴流３０ａの場合は長さＬ、すなわち異なる長さを進行した後、燃焼ボウル１８の環状溝３４の内壁３２に接触する。
【００４８】
燃焼ボウル１８の軸Ａ−Ａに心合せされたタイプの噴射装置２６と比較すると、偏心噴射装置２６の非対称形噴流３０は、これらの噴流が進行する長さＬが燃焼ボウル１８の半径を上回るときは一般に長噴流３０ａと呼ばれ、進行する長さｌが燃焼ボウル１８の半径を下回るときは短噴流３０ｂと呼ばれ、燃焼ボウル１８の半径Ｒにほぼ等しい、Ｌとｌとの中間の長さを進行するときは、中噴流３０ｃと呼ばれる。
【００４９】
本発明によれば、ボス３８は、底面が、底部３６の水平面内に含まれ、対称主軸Ａ−Ａに心合せされており、かつ頂点Ｓ’が、対称主軸Ａ−Ａに関して噴射層２８の頂点Ｓと対称位置にある下側円錐台３８Ａと、底面５６が、下側円錐台３８Ａの水平上面によって形成され、かつ頂点が、垂直基準軸Ｂ−Ｂが通る噴射層２８の頂点に相当する上側円錐台３８Ｂとを有して構成される。
【００５０】
図３は、本発明による複雑な幾何形状のボス３８の詳細図であり、またボス３８を形成する円錐台３８Ａおよび３８Ｂにそれぞれ対応する、頂点Ｓ’およびＳをそれぞれ有する理論的円錐台を示している。
【００５１】
図３および図４に示されるように、ボス３８の下側円錐台３８Ａは、ふくらみ率が連続的に変化する下側壁５８を含み、この下側壁５８は、少なくとも
− 最短噴流３０ｂにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第１扇形（α）上を延びる下側壁の第１部分６０と、
− 最長噴流３０ａにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第２扇形（β）上を延びる下側壁の第２部分６２と
を含む。
【００５２】
好ましくは、扇形（α）および（β）は、円錐形噴射層２８の頂点Ｓを通る垂直基準軸Ｂ−Ｂに心合せされる。
【００５３】
有利には、下側壁５８の第１部分６０は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、第１勾配と呼ばれる勾配が水平底部３６から延びて、当該勾配が最短噴流３０ｂが側面環状溝３４の内壁３２の方向に自然に曲がるのを回避するように決定される、傾斜したプロフィルを有する。
【００５４】
同様に、下側壁の第２部分６２は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、側面環状溝３４の体積が、少なくとも第２扇形（β）において、第１扇形（α）における側面環状溝３４の体積より小さくなるように、第２勾配と呼ばれる勾配が第１勾配を上回る、傾斜したプロフィルを有する。
【００５５】
下側壁５８の第１部分６０および第２部分６２の各傾斜したプロフィルは、有利には、断面が直線状であり、フライス加工によって得られる。
【００５６】
ボス３８の上側円錐台３８Ｂは、ふくらみ率が連続的に変化する上側壁６４を含む。すなわち、軸Ａ−Ａを通る垂直断面を軸Ａ−Ａ周りで連続的に回転させた場合に、とりわけ現在対象となっている扇形に沿って垂直断面における上側壁の勾配が連続的に変化する、傾斜したプロフィルを有する。
【００５７】
上側壁６４のふくらみ率は、噴射層２８の噴流３０とボス３８の上側壁６４との干渉を回避するように決定される。
【００５８】
したがって、非対称形噴流３０ａ、３０ｂおよび３０ｃのいずれか１つとボス３８の上側壁６４との間における一切の干渉を回避するために、上側円錐台３８Ｂの上側壁６４は、噴射層２８の非対称形噴流３０によって形成される円錐の体積内にそっくり含まれるのが有利である。
【００５９】
有利には、ふくらみ率が連続的に変化する上側円錐台３８Ｂの上側壁６４は、少なくとも
− 最短噴流３０ｂにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第１扇形（θ）上を延びる上側壁６４の第１部分６６と、
− 最長噴流３０ａにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第２扇形（Ω）上を延びる上側壁６４の第２部分６８と
を含む。
【００６０】
上側壁６４の第１部分６６は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、溝３４の内壁３２からボス３８の頂点に向かって短噴流３０ｂが発達できるようにするために、第３勾配と呼ばれる勾配が、下側壁５８の第１部分６０の第１勾配と連続するように決められた、傾斜したプロフィルを有する。
【００６１】
上側壁６４の第２部分６８は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、第４勾配と呼ばれる勾配が、噴流３０との干渉、特に長噴流３０ａ、および中間的長さの中噴流３０ｃとの干渉を回避するように決められた、傾斜したプロフィルを有する。
【００６２】
上側壁６４の第１部分６６および第２部分６８のそれぞれの傾斜したプロフィルは、有利には直線であり、フライス加工によって得られる。
【００６３】
本発明によるボス３８のおかげで、特に、ボウル１８の全体内での体積の分布が噴射層２８のパラメータに応じて最適化され、したがって所与の燃焼ボウル１８の総体積について最適な圧縮比が得られる。
【００６４】
複雑な幾何形状のボス３８により、同じ体積の場合、すなわち等体積で、図１に示すような従来技術の燃焼ボウル１８と比べて、空気および燃料の最適な混合を得ることが可能になる。
【００６５】
事実、ボス３８は、ボウルの体積が、有利には径方向に分布して、また内部で空気および燃料が混合される側面環状溝３４の体積によってほぼ構成されるように、中心の軸Ｘ−Ｘ周わりにより大きな材料体積を有する。
【００６６】
したがって、本発明により、等体積で、より直径が大きい燃焼ボウル１８を実現することができる。
【００６７】
有利には、側面環状溝３４の体積は、例えば、通常全体的に空気が濃厚で燃料が希薄な、図１の第２ゾーンＢに相当する下側壁５８の第２部分６２の第２扇形（β）においてより小さい。
【００６８】
その結果、ボス３８の複雑な幾何形状により、第２ゾーンＢ内において、燃料に対する空気の体積を低減し、それにより、より均質な空気−燃料混合気を得る目的で空気−燃料比を再度均衡させることが可能になる。
【００６９】
さらに、側面環状溝３４の体積は、径方向で第２ゾーンＢに対向する図１の第１ゾーンＡに相当する、下側壁５８の第１部分６０の第１扇形（α）において、より大きい。
【００７０】
その結果、ボス３８の複雑な幾何形状により、空気と燃料との比を再度均衡させることにより、より均質な混合気が得られるように、反対に、一般に燃料が全体的に濃厚なこの第１ゾーンＡに存在する空気の体積を増加させることが可能となる。
【００７１】
好ましくは、上側円錐台３８Ｂの底面を形成する下側円錐台３８Ａの水平上面５６の高さｈは、ボス３８の全高Ｈの半分、すなわち、ボウル１８の底部３６からボス３８の頂点部分７０までの垂直方向の軸方向寸法の半分にほぼ等しい。
【００７２】
有利には、ボス３８の頂点部分は、凸面に対する変形形態として、全体的に水平な上面７０を形成するように、フライス加工によって加工される。
【００７３】
したがって、水平上面７０により、噴射時に燃料噴流３０とボス３８の頂点部分との間に干渉が生じない、ボス３８の全高Ｈが決まり、この頂点部分は、垂直方向で、噴射層２８の頂点Ｓから一定の最小距離のところにある。
【００７４】
有利には、燃焼ボウル１８およびボス３８は、特にＮＣフライス盤を用いてピストン１４をフライス加工することによって作製される。
【００７５】
燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａはシリンダ１２の対称垂直主軸Ｘ−Ｘと同一であるので、燃焼ボウル１８および下側円錐台３８Ａは、有利には、シリンダ１２およびピストン１４に対して心合せされる。
【００７６】
（図示しない）一変形形態では、燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａは、シリンダ１２の軸Ｘ−Ｘと、噴射層２８の頂点Ｓを通る垂直基準軸Ｂ−Ｂとの距離を短縮するように、シリンダ１２の軸Ｘ−Ｘから偏心している。
【００７７】
有利には、ピストン１４は、機関１０内の、関連する噴射装置２６の噴射層２８のパラメータに応じて割り出すことが可能な所定の動作位置にピストン１４を取り付けることができるようにするための、角度割り出し手段（図示せず）を含む。
【００７８】
有利には、機関１０は、均質な空気−燃料混合気の形成を促進するために、吸気時に、シリンダ１２内に「渦流」型の整然とした渦流運動を発生させるための手段を含む。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来技術による燃焼ボウルを具備するピストンを含む内燃機関のシリンダの軸方向略断面図である。
【図２】本発明による複雑な幾何形状のボスを含む燃焼ボウルを具備するピストンを含む、図１の内燃機関と同様の内燃機関のシリンダの軸方向略断面図である。
【図３】重ねると本発明によるボスを得ることができる下側円錐台および上側円錐台にそれぞれ相当する理論的円錐を示す、図２によるピストンの燃焼ボウルの軸方向略断面図である。
【図４】本発明による複雑な幾何形状のボスの相補形噴射円錐層を詳細に示す斜視図である。
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、その燃焼ボウルが複雑な幾何形状のボスを含むピストンを有する直接噴射式内燃機関に関する。
【０００２】
上記内燃機関については、特にディーゼルタイプの圧縮点火式の自動車用の内燃機関の例が多数知られており、現在でもなお、消費量、ならびに排気出口において煙に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）やスス粒子などの汚染物質の放出を減らしながら、機関の性能を向上させる試みがなされている。
【０００３】
機関の性能の向上は、吸気ガスと燃料との混合気の品質を向上させること、すなわち機関のシリンダの燃焼室内、特にピストンの燃焼ボウル内でほぼ均一な混合気を実現することによって得られる。
【０００４】
直接噴射式機関の場合、組み合わせにより生成されるほぼ均一な混合気を得ることを可能にするために考慮されるべき主な現象は、基本的に、燃料の噴霧化、ならびにシリンダの軸とほぼ一致するかまたはそれに平行な軸の周りでの吸気ガスの「渦流」型の空気運動、さらには燃料の噴射によって発生する空気運動である。
【０００５】
従来技術の一例を示す文献ＦＲ−Ａ−２．８４４．０１２に記載された型式の直接噴射式内燃機関のシリンダを、図１に示した。
【０００６】
内燃機関１０は、シリンダヘッド２４の下面２２によって上部が画定される燃焼室２０の下部を画定する燃焼ボウル１８をその上面１６内側に有するピストン１４が、その中で垂直な軸Ｘ−Ｘ方向に滑動する少なくとも１つのシリンダ１２と、シリンダ１２の軸Ｘ−Ｘから偏心し、頂点Ｓを有するほぼ円錐形の噴射層２８の形で燃料を噴霧化する噴射装置２６とを備え、噴射層２８は、燃焼ボウル１８の内壁３２と接触する前にそれぞれ異なる長さを進行する複数の非対称噴流３０から形成され、燃焼ボウル１８は、対称主軸Ａ−Ａと心合せされた側面環状溝３４によって構成され、所定の全高Ｈにわたって垂直方向に延びるボス３８の起点となるほぼ水平な底部３６が側面環状溝３４に接続される。
【０００７】
そのような機関１０においては、燃焼室２０内で得られる空気／燃料混合気の特性は、噴射装置２６により燃料が噴射室２０内に噴射されるナップ角（ε）と呼ばれるナップの開度、ならびに噴射装置と協働する燃焼ボウル１８の相補形状に直接依存することが知られている。
【０００８】
より詳細には、本発明は、一般的に、各シリンダ内に１つの吸気弁と１つの大径排気弁とが設置されることでシリンダ毎に２つの弁を含む内燃機関のように、燃料噴射装置がシリンダの垂直軸Ｘ−Ｘから偏心した位置に配設されている機関に関する。
【０００９】
このように噴射装置が偏心している、すなわち中心から外れていると、それぞれ異なる燃料噴流が非対称的に噴射されるために、特に混合気の品質が影響をうけ、混合気は燃焼ボウル１８の全体において所望されるほど均質にはならない。
【００１０】
図１に示されるように、それぞれ異なる燃料噴流３０は、燃焼ボウル１８の内壁３２と接触する前に、それぞれ異なる長さ、すなわち「自由長」を進行するという意味において非対称形である。
【００１１】
より詳細には、長噴流３０ａと呼ばれる第１部分の噴流は、行程すなわち長さ「Ｌ」を進行するが、短噴流３０ｂと呼ばれる第２部分の噴流３０ｂは長さ「ｌ」を進行し、中噴流３０ｃと呼ばれる第３部分の噴流３０ｃはＬとｌとの間の平均長さを進行し、その後、燃料噴流３０ａ、３０ｂおよび３０ｃはそれぞれ溝３４の内壁３２に接触する。
【００１２】
したがって、燃焼ボウル１８は、長さｌの短噴流３０ｂが、壁３２と接触した後に、閉じ込められ、それ自体で曲がり込み、それによって噴流の重なりを引き起こすことにより、全体的に燃料が濃厚な第１ゾーンＡと、長さＬの長噴流３０ａがほとんど浸入せず、したがって全体的に空気が濃厚で燃料が希薄な底部３６近傍の第２ゾーンＢとを含む。
【００１３】
したがって、燃料噴流３０の非対称性により燃料および吸気ガスの分布に不均衡が生じ、その結果、燃焼ボウルのこのような幾何形状は満足できないものになる。
【００１４】
事実、均質でない空気−燃料混合気は特に煙を発生させる。
【００１５】
さらに、ボス３８は、通常燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａを中心とする回転形状を有するので、非対称な噴流３０相互間で、また特に長噴流３０ａおよび中噴流３０ｃとボス３８の頂点部分との間で干渉が生じるという大きなリスクが存在する。
【００１６】
このような干渉のリスクを制限するために、噴射立体角（ε）を大きくすることにより特に噴射層の開度を変更することが提案された。しかしながら、これは、特に、全体的に空気が濃厚で燃料が希薄な第２ゾーンＢにおいて、空気−燃料混合気の品質に大きな影響を与えるので、満足できる解決策ではない。
【００１７】
別の公知の方法によれば、干渉のリスクを制限するためにボスの体積を減らすことが提案されたが、そうすると、所望する圧縮比を犠牲にして燃焼ボウルの体積がその分比例して増加することになり、所望の圧縮比が得られなくなる。
【００１８】
したがって、このような方法は満足できるものではない。
【００１９】
このような理由から、燃焼ボウルおよびボスの幾何形状および配置、並びに関連する噴射装置によって噴霧化される燃料噴流の分布を最適化する試みがなされた。
【００２０】
本発明は、これらの不都合を解消し、燃焼ボウルが特にボウル全体において均質で、燃料噴流とボスの頂点部分との間に干渉がない、空気−燃料混合気を得ることを可能にする、複雑な幾何形状のボスを有するピストンを含む内燃機関を提供することを目的とする。
【００２１】
この目的のために、本発明は、ボスが、
− 底面が、底部の水平面内に含まれ、対称主軸に心合せされ、かつ頂点が、対称主軸に関して噴射層の頂点と対称位置にある下側円錐台と、
− 底面が、下側円錐台の水平上面によって形成され、かつ頂点が、垂直基準軸が通る噴射層の頂点に相当する上側円錐台と
を有して構成されることを特徴とする、上で記載した種類の自動車用内燃機関を提供する。
【００２２】
本発明により、噴射された燃料と内燃機関の吸気ガスとの間の交換が改善され、窒素酸化物（ＮＯｘ）、スス、その他排気出口で黒煙となる未燃炭化水素などの汚染物質の形成を低減させながら、機関の性能が向上する。
【００２３】
本発明のその他の特徴によれば、
− ボスの下側円錐台は、ふくらみ率が連続的に変化する下側壁を含み、この下側壁は、少なくとも
・ 垂直基準軸に心合せされ、最短噴流により画定される噴射層の扇形にほぼ相当する、所定の第１扇形上を延びる下側壁の第１部分と、
・ 垂直基準軸に心合せされ、最長噴流により画定される噴射層の扇形にほぼ相当する、所定の第２扇形上を延びる下側壁の第２部分と
を含み、
− 下側壁の第１部分は、主軸を通る垂直断面内に、直線状の傾斜したプロフィルを有し、その第１勾配と呼ばれる勾配が、水平底部から延びて、最短噴流が側面環状溝の内壁の方向に自然に曲がるのを回避するように決定されており、
− 下側壁の第２部分は、主軸を通る垂直断面内に、直線状の傾斜したプロフィルを有し、その第２勾配と呼ばれる勾配が、少なくとも第２扇形における側面環状溝の体積が第１扇形における側面環状溝の体積未満になるように、第１勾配より大きくなっており、
− ボスの上側円錐台は、噴射層の噴流とボスの上側壁との間の干渉を回避するように連続的に変化するふくらみ率を有する上側壁を含み、
− 上側円錐台の水平上面の高さ（ｈ）は、ボウルの底部からボスの頂点までのボスの全高の半分に等しく、
− 噴射時に噴流とボスの頂点との間に干渉が生じないようにボスの全高が決められ、
− ボスは、ピストンの少なくとも１回のフライス加工作業によって作製され、
− 燃焼ボウルの対称主軸はシリンダの垂直軸Ｘ−Ｘと同一であり、
− ピストンは、機関内において、噴射装置の関連する噴射層のパラメータに応じて割り出される所定の動作位置にピストンを取り付けることができるようにするための、角度割り出し手段を含む。
【００２４】
本発明の他の特徴および長所は、以下の説明を添付の図を参照しながら読むことで、より明らかになるであろう。
【００２５】
発明の詳細な説明および特許請求の範囲においては、「上側」および「下側」などの表現、並びに「軸方向」、「垂直」、「横」などの方向については、非限定的なものとして使用する。
【００２６】
さらに、同一の要素、同様の要素、または類似する要素は、同じ符号で表すことにする。
【００２７】
以下において、直接噴射式内燃機関１０の一部、特に機関１０のシリンダの１つ１２を示す図２について、従来技術を示す図１と比較しながら説明することにする。
【００２８】
シリンダ１２は垂直な対称軸Ｘ−Ｘに沿って軸方向に延びて内径を画定し、この内径中でピストン１４が往復運動により軸方向に滑動する。
【００２９】
ピストン１４は、軸方向に上側のヘッド４０および下側のスカート４２を含み、ヘッド４０の円筒形外壁４４は、セグメント４８を受ける外周環状溝４６を含む。
【００３０】
ピストン１４は、その上側水平面１６内側に、空洞とも呼ばれる燃焼ボウル１８を含み、このボウルは、軸方向において燃焼室２０の下部を画定し、燃焼室２０の上部は、機関のシリンダヘッド２４の下面２２の一部分によって画定される。
【００３１】
シリンダヘッド２４は、吸気弁（図示せず）が挿入された入り口オリフィスを介して燃焼室２０内に開口する少なくとも１つの吸気管路と、排気弁（図示せず）が挿入されるようになっている出口オリフィスを介して燃焼室２０内に開口する少なくとも１つの燃焼ガス排気管路とを含む。
【００３２】
シリンダヘッド２４は、特に大径弁の設置が可能になるように、シリンダ１２の垂直軸Ｘ−Ｘから偏心した少なくとも１つの燃料噴射装置２６を支承する。
【００３３】
噴射装置２６は、機関の燃焼室２０内に直接開口する噴射ノズル５０を具備し、燃焼ボウル１８の方向に燃料を噴霧化する噴射穴５２を含む。
【００３４】
穴５２は例えば軸方向に１列に配置され、噴射ノズル５０周りで噴射装置の主軸Ｃ−Ｃに対して環状に分布している。
【００３５】
有利には穴５２の数は６以上であり、好ましくは穴５２は噴射装置２６の主軸Ｃ−Ｃ周りに環状に等間隔で分布する。
【００３６】
有利には、内部をピストン１４が滑動するシリンダ１２の軸Ｘ−Ｘのできるだけ近くで燃料の噴射が行われ、ここでは、噴射装置２６の主軸Ｃ−Ｃをシリンダ１２の垂直軸Ｘ−Ｘに対して傾斜させることにより、噴射装置２６のノズル５０がシリンダの軸Ｘ−Ｘに近付けられる。
【００３７】
燃料は、ほぼ円錐形の噴射層２８の形で穴５２から噴霧される。円錐形の噴射層２８は、頂点Ｓによって画定され、この頂点Ｓは、特に噴射穴５２に応じて決まり、ここでは噴射装置２６のノズル５０のほぼ末端に位置する仮想原点に相当する。
【００３８】
燃料の非対称形噴流３０の全体は、頂点Ｓを起点として、噴射層２８の開度を決定する噴射立体角（ε）に従って延びる。
【００３９】
燃焼ボウル１８は、対称主軸Ａ−Ａに心合せされた側面環状溝３４を含む。
【００４０】
対称主軸Ａ−Ａは、ここでは、垂直に延び、すなわちシリンダ１２の軸Ｘ−Ｘと同軸に延びる。
【００４１】
燃焼ボウル１８がシリンダ１２および機関１０のピストン１４に心合せされるように、燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａはシリンダ１２の垂直軸Ｘ−Ｘと同一であることが好ましい。
【００４２】
燃焼ボウル１８は、ほぼ水平で深さが一定な底部３６を含み、この底部からボス３８が、ある所定の高さＨまで垂直にまたは軸方向に延びる。
【００４３】
「深さ」とは、ここでは、底部３６と、ボウル１８の開度を画定する上側円形縁部５４を含むピストン１４の上部水平表面１６との間の軸方向寸法を意味する。
【００４４】
上側円形縁部５４は、燃焼ボウル１８の「リップ」と呼ばれることもあり、ここでは対称主軸Ａ−Ａに心合せされた円形プロフィルを有する。
【００４５】
（図示しない）一変形形態では、上側円形縁部５４は、２００５年１月１９日に出願人が出願した未公開のフランス特許出願第０５５０１５６号に記載されているタイプの非対称形プロフィルを有する。
【００４６】
頂点Ｓの噴射層２８の噴射立体角（ε）は、特に、直径または深さ等の関連する燃焼ボウル１８の幾何パラメータに応じて決まる。
【００４７】
非対称形噴流３０は、例えば、ある行程を、つまり短噴流３０ｂの場合は長さｌ、長噴流３０ａの場合は長さＬ、すなわち異なる長さを進行した後、燃焼ボウル１８の環状溝３４の内壁３２に接触する。
【００４８】
燃焼ボウル１８の軸Ａ−Ａに心合せされたタイプの噴射装置２６と比較すると、偏心噴射装置２６の非対称形噴流３０は、これらの噴流が進行する長さＬが燃焼ボウル１８の半径を上回るときは一般に長噴流３０ａと呼ばれ、進行する長さｌが燃焼ボウル１８の半径を下回るときは短噴流３０ｂと呼ばれ、燃焼ボウル１８の半径Ｒにほぼ等しい、Ｌとｌとの中間の長さを進行するときは、中噴流３０ｃと呼ばれる。
【００４９】
本発明によれば、ボス３８は、底面が、底部３６の水平面内に含まれ、対称主軸Ａ−Ａに心合せされており、かつ頂点Ｓ’が、対称主軸Ａ−Ａに関して噴射層２８の頂点Ｓと対称位置にある下側円錐台３８Ａと、底面５６が、下側円錐台３８Ａの水平上面によって形成され、かつ頂点が、垂直基準軸Ｂ−Ｂが通る噴射層２８の頂点に相当する上側円錐台３８Ｂとを有して構成される。
【００５０】
図３は、本発明による複雑な幾何形状のボス３８の詳細図であり、またボス３８を形成する円錐台３８Ａおよび３８Ｂにそれぞれ対応する、頂点Ｓ’およびＳをそれぞれ有する理論的円錐台を示している。
【００５１】
図３および図４に示されるように、ボス３８の下側円錐台３８Ａは、ふくらみ率が連続的に変化する下側壁５８を含み、この下側壁５８は、少なくとも
− 最短噴流３０ｂにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第１扇形（α）上を延びる下側壁の第１部分６０と、
− 最長噴流３０ａにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第２扇形（β）上を延びる下側壁の第２部分６２と
を含む。
【００５２】
好ましくは、扇形（α）および（β）は、円錐形噴射層２８の頂点Ｓを通る垂直基準軸Ｂ−Ｂに心合せされる。
【００５３】
有利には、下側壁５８の第１部分６０は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、第１勾配と呼ばれる勾配が水平底部３６から延びて、当該勾配が最短噴流３０ｂが側面環状溝３４の内壁３２の方向に自然に曲がるのを回避するように決定される、傾斜したプロフィルを有する。
【００５４】
同様に、下側壁の第２部分６２は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、側面環状溝３４の体積が、少なくとも第２扇形（β）において、第１扇形（α）における側面環状溝３４の体積より小さくなるように、第２勾配と呼ばれる勾配が第１勾配を上回る、傾斜したプロフィルを有する。
【００５５】
下側壁５８の第１部分６０および第２部分６２の各傾斜したプロフィルは、有利には、断面が直線状であり、フライス加工によって得られる。
【００５６】
ボス３８の上側円錐台３８Ｂは、ふくらみ率が連続的に変化する上側壁６４を含む。すなわち、軸Ａ−Ａを通る垂直断面を軸Ａ−Ａ周りで連続的に回転させた場合に、とりわけ現在対象となっている扇形に沿って垂直断面における上側壁の勾配が連続的に変化する、傾斜したプロフィルを有する。
【００５７】
上側壁６４のふくらみ率は、噴射層２８の噴流３０とボス３８の上側壁６４との干渉を回避するように決定される。
【００５８】
したがって、非対称形噴流３０ａ、３０ｂおよび３０ｃのいずれか１つとボス３８の上側壁６４との間における一切の干渉を回避するために、上側円錐台３８Ｂの上側壁６４は、噴射層２８の非対称形噴流３０によって形成される円錐の体積内にそっくり含まれるのが有利である。
【００５９】
有利には、ふくらみ率が連続的に変化する上側円錐台３８Ｂの上側壁６４は、少なくとも
− 最短噴流３０ｂにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第１扇形（θ）上を延びる上側壁６４の第１部分６６と、
− 最長噴流３０ａにより画定される噴射層２８の扇形にほぼ相当する所定の第２扇形（Ω）上を延びる上側壁６４の第２部分６８と
を含む。
【００６０】
上側壁６４の第１部分６６は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、溝３４の内壁３２からボス３８の頂点に向かって短噴流３０ｂが発達できるようにするために、第３勾配と呼ばれる勾配が、下側壁５８の第１部分６０の第１勾配と連続するように決められた、傾斜したプロフィルを有する。
【００６１】
上側壁６４の第２部分６８は、主軸Ａ−Ａを通る垂直断面内に、第４勾配と呼ばれる勾配が、噴流３０との干渉、特に長噴流３０ａ、および中間的長さの中噴流３０ｃとの干渉を回避するように決められた、傾斜したプロフィルを有する。
【００６２】
上側壁６４の第１部分６６および第２部分６８のそれぞれの傾斜したプロフィルは、有利には直線であり、フライス加工によって得られる。
【００６３】
本発明によるボス３８のおかげで、特に、ボウル１８の全体内での体積の分布が噴射層２８のパラメータに応じて最適化され、したがって所与の燃焼ボウル１８の総体積について最適な圧縮比が得られる。
【００６４】
複雑な幾何形状のボス３８により、同じ体積の場合、すなわち等体積で、図１に示すような従来技術の燃焼ボウル１８と比べて、空気および燃料の最適な混合を得ることが可能になる。
【００６５】
事実、ボス３８は、ボウルの体積が、有利には径方向に分布して、また内部で空気および燃料が混合される側面環状溝３４の体積によってほぼ構成されるように、中心の軸Ｘ−Ｘ周わりにより大きな材料体積を有する。
【００６６】
したがって、本発明により、等体積で、より直径が大きい燃焼ボウル１８を実現することができる。
【００６７】
有利には、側面環状溝３４の体積は、例えば、通常全体的に空気が濃厚で燃料が希薄な、図１の第２ゾーンＢに相当する下側壁５８の第２部分６２の第２扇形（β）においてより小さい。
【００６８】
その結果、ボス３８の複雑な幾何形状により、第２ゾーンＢ内において、燃料に対する空気の体積を低減し、それにより、より均質な空気−燃料混合気を得る目的で空気−燃料比を再度均衡させることが可能になる。
【００６９】
さらに、側面環状溝３４の体積は、径方向で第２ゾーンＢに対向する図１の第１ゾーンＡに相当する、下側壁５８の第１部分６０の第１扇形（α）において、より大きい。
【００７０】
その結果、ボス３８の複雑な幾何形状により、空気と燃料との比を再度均衡させることにより、より均質な混合気が得られるように、反対に、一般に燃料が全体的に濃厚なこの第１ゾーンＡに存在する空気の体積を増加させることが可能となる。
【００７１】
好ましくは、上側円錐台３８Ｂの底面を形成する下側円錐台３８Ａの水平上面５６の高さｈは、ボス３８の全高Ｈの半分、すなわち、ボウル１８の底部３６からボス３８の頂点部分７０までの垂直方向の軸方向寸法の半分にほぼ等しい。
【００７２】
有利には、ボス３８の頂点部分は、凸面に対する変形形態として、全体的に水平な上面７０を形成するように、フライス加工によって加工される。
【００７３】
したがって、水平上面７０により、噴射時に燃料噴流３０とボス３８の頂点部分との間に干渉が生じない、ボス３８の全高Ｈが決まり、この頂点部分は、垂直方向で、噴射層２８の頂点Ｓから一定の最小距離のところにある。
【００７４】
有利には、燃焼ボウル１８およびボス３８は、特にＮＣフライス盤を用いてピストン１４をフライス加工することによって作製される。
【００７５】
燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａはシリンダ１２の対称垂直主軸Ｘ−Ｘと同一であるので、燃焼ボウル１８および下側円錐台３８Ａは、有利には、シリンダ１２およびピストン１４に対して心合せされる。
【００７６】
（図示しない）一変形形態では、燃焼ボウル１８の対称主軸Ａ−Ａは、シリンダ１２の軸Ｘ−Ｘと、噴射層２８の頂点Ｓを通る垂直基準軸Ｂ−Ｂとの距離を短縮するように、シリンダ１２の軸Ｘ−Ｘから偏心している。
【００７７】
有利には、ピストン１４は、機関１０内の、関連する噴射装置２６の噴射層２８のパラメータに応じて割り出すことが可能な所定の動作位置にピストン１４を取り付けることができるようにするための、角度割り出し手段（図示せず）を含む。
【００７８】
有利には、機関１０は、均質な空気−燃料混合気の形成を促進するために、吸気時に、シリンダ１２内に「渦流」型の整然とした渦流運動を発生させるための手段を含む。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来技術による燃焼ボウルを具備するピストンを含む内燃機関のシリンダの軸方向略断面図である。
【図２】本発明による複雑な幾何形状のボスを含む燃焼ボウルを具備するピストンを含む、図１の内燃機関と同様の内燃機関のシリンダの軸方向略断面図である。
【図３】重ねると本発明によるボスを得ることができる下側円錐台および上側円錐台にそれぞれ相当する理論的円錐を示す、図２によるピストンの燃焼ボウルの軸方向略断面図である。
【図４】本発明による複雑な幾何形状のボスの相補形噴射円錐層を詳細に示す斜視図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（２０）の下部を画定する燃焼ボウル（１８）をその上面（１６）内側に含むピストン（１４）がその中で軸方向に滑動する、垂直な軸（Ｘ−Ｘ）を有する少なくとも１つのシリンダ（１２）と、軸（Ｘ−Ｘ）から偏心し、頂点（Ｓ）のほぼ円錐形の噴射層（２８）の形で燃料を噴霧化する噴射装置（２６）とを備え、前記噴射層（２８）が、燃焼ボウル（１８）の内壁（３２）と接触する前にそれぞれ異なる長さを進行する複数の非対称な噴流（３０）から形成され、前記燃焼ボウル（１８）が対称主軸（Ａ−Ａ）と心合せされた側面環状溝（３４）によって構成され、所定の全高（Ｈ）にわたって垂直方向に延びるボス（３８）の起点となるほぼ水平な底部（３６）が前記側面環状溝（３４）に接続される、直接噴射式内燃機関（１０）において、
ボス（３８）が、
底面が、底部（３６）の水平面内に含まれ、対称主軸（Ａ−Ａ）に心合せされ、かつ頂点（Ｓ’）が、対称主軸（Ａ−Ａ）に関して噴射層（２８）の頂点（Ｓ）と対称位置にある下側円錐台（３８Ａ）と、
底面が、下側円錐台（３８Ａ）の水平上面（５６）によって形成され、かつ頂点が、垂直基準軸（Ｂ−Ｂ）が通る噴射層（２８）の頂点に相当する上側円錐台（３８Ｂ）と
を有して構成されることを特徴とする直接噴射式内燃機関。
【請求項２】
ボスの下側円錐台（３８Ａ）が、ふくらみ率が連続的に変化する下側壁（５８）を含み、前記下側壁（５８）が、少なくとも
垂直基準軸（Ｂ−Ｂ）に心合せされ、最短噴流（３０ｂ）により画定される噴射層（２８）の扇形にほぼ相当する、所定の第１扇形（α）上を延びる下側壁（５８）の第１部分（６０）と、
垂直基準軸（Ｂ−Ｂ）に心合せされ、最長噴流（３０ａ）により画定される噴射層（２８）の扇形にほぼ相当する、所定の第２扇形（β）上を延びる下側壁（５８）の第２部分（６２）と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の機関（１０）。
【請求項３】
下側壁（５８）の第１部分（６０）が、主軸（Ａ−Ａ）を通る垂直断面内に、直線状の傾斜したプロフィルを有し、その第１勾配と呼ばれる勾配が、水平底部（３６）から延びて、最短噴流（３０ｂ）が側面環状溝（３４）の内壁（３２）の方向に自然に曲がるのを回避するように決定されていることを特徴とする請求項２に記載の機関（１０）。
【請求項４】
下側壁（５８）の第２部分（６２）が、主軸（Ａ−Ａ）を通る垂直断面内に、傾斜したプロフィルを有し、その第２勾配と呼ばれる勾配が、少なくとも第２扇形（β）における側面環状溝（３４）の体積が第１扇形（α）における側面環状溝（３４）の体積未満になるように、第１勾配より大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載の機関（１０）。
【請求項５】
ボス（３８）の上側円錐台（３８Ｂ）が、噴射層（２８）の噴流（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）とボス（２８）の上側壁（６４）との間の干渉を回避するように、連続的に変化するふくらみ率を有する上側壁（６４）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項６】
下側円錐台（３８Ａ）の水平上面（５６）の高さ（ｈ）が、ボウル（１８）の底部（３６）からボス（３８）の頂点（７０）までのボス（３８）の全高（Ｈ）の半分に等しいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項７】
噴射時に噴流（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）とボス（３８）の頂点（７０）との間に干渉が生じないようにボス（３８）の全高（Ｈ）が決められることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項８】
ボス（３８）が、ピストン（１４）の少なくとも１回のフライス加工作業によって作製されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項９】
燃焼ボウル（１８）の対称主軸（Ａ−Ａ）が、シリンダ（１２）の垂直軸（Ｘ−Ｘ）と同一であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項１０】
ピストン（１４）が、機関内において、噴射装置（２６）の関連する噴射層（２８）のパラメータに応じて割り出される所定の動作位置にピストン（１４）を取り付けることができるようにするための、角度割り出し手段を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項１】
燃焼室（２０）の下部を画定する燃焼ボウル（１８）をその上面（１６）内側に含むピストン（１４）がその中で軸方向に滑動する、垂直な軸（Ｘ−Ｘ）を有する少なくとも１つのシリンダ（１２）と、軸（Ｘ−Ｘ）から偏心し、頂点（Ｓ）のほぼ円錐形の噴射層（２８）の形で燃料を噴霧化する噴射装置（２６）とを備え、前記噴射層（２８）が、燃焼ボウル（１８）の内壁（３２）と接触する前にそれぞれ異なる長さを進行する複数の非対称な噴流（３０）から形成され、前記燃焼ボウル（１８）が対称主軸（Ａ−Ａ）と心合せされた側面環状溝（３４）によって構成され、所定の全高（Ｈ）にわたって垂直方向に延びるボス（３８）の起点となるほぼ水平な底部（３６）が前記側面環状溝（３４）に接続される、直接噴射式内燃機関（１０）において、
ボス（３８）が、
底面が、底部（３６）の水平面内に含まれ、対称主軸（Ａ−Ａ）に心合せされ、かつ頂点（Ｓ’）が、対称主軸（Ａ−Ａ）に関して噴射層（２８）の頂点（Ｓ）と対称位置にある下側円錐台（３８Ａ）と、
底面が、下側円錐台（３８Ａ）の水平上面（５６）によって形成され、かつ頂点が、垂直基準軸（Ｂ−Ｂ）が通る噴射層（２８）の頂点に相当する上側円錐台（３８Ｂ）と
を有して構成されることを特徴とする直接噴射式内燃機関。
【請求項２】
ボスの下側円錐台（３８Ａ）が、ふくらみ率が連続的に変化する下側壁（５８）を含み、前記下側壁（５８）が、少なくとも
垂直基準軸（Ｂ−Ｂ）に心合せされ、最短噴流（３０ｂ）により画定される噴射層（２８）の扇形にほぼ相当する、所定の第１扇形（α）上を延びる下側壁（５８）の第１部分（６０）と、
垂直基準軸（Ｂ−Ｂ）に心合せされ、最長噴流（３０ａ）により画定される噴射層（２８）の扇形にほぼ相当する、所定の第２扇形（β）上を延びる下側壁（５８）の第２部分（６２）と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の機関（１０）。
【請求項３】
下側壁（５８）の第１部分（６０）が、主軸（Ａ−Ａ）を通る垂直断面内に、直線状の傾斜したプロフィルを有し、その第１勾配と呼ばれる勾配が、水平底部（３６）から延びて、最短噴流（３０ｂ）が側面環状溝（３４）の内壁（３２）の方向に自然に曲がるのを回避するように決定されていることを特徴とする請求項２に記載の機関（１０）。
【請求項４】
下側壁（５８）の第２部分（６２）が、主軸（Ａ−Ａ）を通る垂直断面内に、傾斜したプロフィルを有し、その第２勾配と呼ばれる勾配が、少なくとも第２扇形（β）における側面環状溝（３４）の体積が第１扇形（α）における側面環状溝（３４）の体積未満になるように、第１勾配より大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載の機関（１０）。
【請求項５】
ボス（３８）の上側円錐台（３８Ｂ）が、噴射層（２８）の噴流（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）とボス（２８）の上側壁（６４）との間の干渉を回避するように、連続的に変化するふくらみ率を有する上側壁（６４）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項６】
下側円錐台（３８Ａ）の水平上面（５６）の高さ（ｈ）が、ボウル（１８）の底部（３６）からボス（３８）の頂点（７０）までのボス（３８）の全高（Ｈ）の半分に等しいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項７】
噴射時に噴流（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）とボス（３８）の頂点（７０）との間に干渉が生じないようにボス（３８）の全高（Ｈ）が決められることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項８】
ボス（３８）が、ピストン（１４）の少なくとも１回のフライス加工作業によって作製されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項９】
燃焼ボウル（１８）の対称主軸（Ａ−Ａ）が、シリンダ（１２）の垂直軸（Ｘ−Ｘ）と同一であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【請求項１０】
ピストン（１４）が、機関内において、噴射装置（２６）の関連する噴射層（２８）のパラメータに応じて割り出される所定の動作位置にピストン（１４）を取り付けることができるようにするための、角度割り出し手段を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の機関（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００９−５１８５７４（Ｐ２００９−５１８５７４Ａ）
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４３８７４（Ｐ２００８−５４３８７４）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００６／０５１２４４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６６０２７
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０３０４１７９７）ルノー・エス・アー・エス (286)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００６／０５１２４４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６６０２７
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０３０４１７９７）ルノー・エス・アー・エス (286)
【Ｆターム（参考）】
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