JP2002115549A - Cylinder direct injection spark ignition engine - Google Patents

Cylinder direct injection spark ignition engine

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JP2002115549A
JP2002115549A JP2000306511A JP2000306511A JP2002115549A JP 2002115549 A JP2002115549 A JP 2002115549A JP 2000306511 A JP2000306511 A JP 2000306511A JP 2000306511 A JP2000306511 A JP 2000306511A JP 2002115549 A JP2002115549 A JP 2002115549A
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JP
Japan
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cylinder
fuel
exhaust
direct injection
spark ignition
Prior art date
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Application number
JP2000306511A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Iriya
祐一 入矢
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a gas flow from being obstructed by a squish flow generated when a piston approaches the top dead center of compression, and ensure stable combustion at the time of stratified and homogeneous combustion. SOLUTION: In this cylinder direct injection spark ignition engine, injection fuel from a fuel injection valve toward into a cavity 6 formed in a piston crown surface to guide the injected fuel in the vicinity of a spark plug 3 by utilizing a flow of gas in a cylinder so as to generate a stratified mixture to perform combustion by a lean mixture as a whole, a clearance L2 between an exhaust side slope 16 of the piston crown surface and a cylinder head 4 is constituted so as to be larger than a clearance L1 between a suction side slope 15 of the piston crown surface and the cylinder head 4. In this way, a squish flow generated when a piston 5 approaches the top dead center of compression is suppressed, the gas flow in the cylinder can be prevented from being obstructed, and stability of combustion can be ensured at the time of stratified and homogenous combustion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は筒内直接噴射式火花点火
エンジンの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a direct injection type spark ignition engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】筒内直接噴射式火花点火エンジンは、一
般に、低負荷時に成層燃焼運転を行うが、この成層燃焼
運転時においては、筒内のガス流動を利用して噴射され
た燃料を点火プラグへと導き、点火プラグ近傍に着火可
能な空燃比の混合気が形成されるようにしている。
2. Description of the Related Art In-cylinder direct injection spark ignition engines generally perform a stratified combustion operation at a low load. In the stratified combustion operation, the injected fuel is ignited by utilizing the gas flow in the cylinder. The mixture is guided to the plug so that an air-fuel mixture ignitable is formed near the ignition plug.

【0003】ここで、噴射された燃料を点火プラグ近傍
に集める方法としては、特開平8-35429号や特開平10-33
9138号に開示されている「ウォールガイド方式」と、特
開平4-112931号や特開平11-257078号に開示されている
「エアーガイド方式」とが知られている。
Here, as a method for collecting the injected fuel in the vicinity of the ignition plug, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-35429 and 10-33
The "wall guide method" disclosed in JP-A-9138 and the "air guide method" disclosed in JP-A-4-112931 and JP-A-11-257078 are known.

【0004】ウォールガイド方式は、図27(a)、
(b)に示すように、シリンダヘッドに凹設されたペン
トルーフ形の燃焼室と、ピストン冠面に凹設されたキャ
ビティと、吸気ポート下部に配設され上記ペントルーフ
形燃焼室に対し斜め下向きとなる方向に向かって燃料を
筒内に直接噴射する高圧燃料噴射弁と、上記ペントルー
フ形燃焼室のほぼ中心に配置された点火プラグと、筒内
にスワール流を生成するためのタンブル流生成手段とを
備え、上記ガス流動生成手段により生成されるスワール
流とピストン冠面に凹設されたキャビティの形状を利用
して燃料を点火プラグ近傍に導き成層燃焼を行う方式を
いう。
The wall guide method is shown in FIG.
As shown in (b), a pent-roof combustion chamber recessed in the cylinder head, a cavity recessed in the piston crown surface, and a diagonally downwardly facing lower pent-roof combustion chamber disposed below the intake port. A high-pressure fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder in a certain direction, a spark plug arranged substantially at the center of the pent roof combustion chamber, and a tumble flow generating means for generating a swirl flow in the cylinder. And using a swirl flow generated by the gas flow generation means and a shape of a cavity recessed in the piston crown surface to guide the fuel to the vicinity of the ignition plug and perform stratified combustion.

【0005】一方、エアーガイド方式は、図28
(a)、(b)に示すように、シリンダヘッドに凹設さ
れたペントルーフ形の燃焼室と、ピストン冠面に凹設さ
れた浅皿形キャビティと、吸気ポート下部に配設され上
記ペントルーフ形燃焼室に対し斜め下向きとなる方向に
向かって燃料を筒内に直接噴射する高圧燃料噴射弁と、
上記ペントルーフ形燃焼室のほぼ中心に配置された点火
プラグと、筒内に順タンブル流を生成するためのガス流
動生成手段とを備え、上記ガス流動生成手段により生成
される順タンブル流を利用して燃料を点火プラグ近傍に
導き成層燃焼を行う方式をいう。
On the other hand, the air guide system is shown in FIG.
(A) and (b), a pentroof-shaped combustion chamber recessed in a cylinder head, a shallow dish-shaped cavity recessed in a piston crown surface, and the pentroof-shaped cavity disposed below an intake port. A high-pressure fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder in a direction obliquely downward with respect to the combustion chamber,
An ignition plug disposed substantially at the center of the pent roof combustion chamber, and gas flow generating means for generating a forward tumble flow in the cylinder, utilizing the forward tumble flow generated by the gas flow generating means. This method introduces fuel to the vicinity of the spark plug to perform stratified combustion.

【0006】何れの方法によっても、点火プラグ近傍に
着火可能な空燃比の混合気が形成されるので、全体とし
ては着火不可能な超希薄空燃比であっても点火プラグよ
る着火が可能となる。なお、点火プラグにより着火した
後はガス流動を利用して筒内全域に燃焼を拡大させる。
[0006] In any method, an ignitable air-fuel mixture is formed in the vicinity of the ignition plug, so that the ignition plug can ignite even with an ultra-lean air-fuel ratio that cannot be ignited as a whole. . After ignition by the ignition plug, the combustion is expanded to the whole area in the cylinder using the gas flow.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
前者のウォールガイド方式のエンジンでは、ピストン冠
面の吸気側寄りにキャビティを持つという構成になって
いたため、圧縮行程末期にピストン冠面の排気側斜面と
シリンダヘッドとの隙間から噴出するスキッシュ流が強
く、このスキッシュ流によって上記スワール流が阻害さ
れるという問題があった。スワール流が阻害されると点
火プラグ近傍に濃い混合気を集めることができなくな
り、燃焼安定性を悪化させる原因となる。さらに、均質
燃焼時においても、スキッシュ流が点火プラグに向かう
ガス流動を阻害することから筒内の混合気形成が不均一
になり、燃焼状態を悪化させる原因となる。
[Problems to be solved by the invention]
The former wall guide type engine had a cavity near the intake side of the piston crown, so the squish flow ejected from the gap between the exhaust slope of the piston crown and the cylinder head at the end of the compression stroke There is a problem that the swirl flow is hindered by the squish flow. If the swirl flow is obstructed, it becomes impossible to collect a rich air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug, which causes deterioration of combustion stability. Furthermore, even during homogeneous combustion, the squish flow impedes the flow of gas toward the spark plug, so that the formation of an air-fuel mixture in the cylinder becomes non-uniform, which causes deterioration of the combustion state.

【0008】図29、図30は、スキッシュ流によりシ
リンダ内のスワール流が阻害される様子を示したもので
あり、ピストンが圧縮上死点前にあるときは図29に示
すようにシリンダ内にスワール流が形成されていても、
ピストンが圧縮上死点に近づくと図30に示すように排
気側から吸気側へ向かうスキッシュ流が発生し、点火プ
ラグに向かうスワール流が阻害される。
FIG. 29 and FIG. 30 show how the swirl flow in the cylinder is obstructed by the squish flow. When the piston is located before the compression top dead center, as shown in FIG. Even if swirl flow is formed,
When the piston approaches the compression top dead center, a squish flow from the exhaust side to the intake side is generated as shown in FIG. 30, and the swirl flow toward the spark plug is obstructed.

【0009】また、後者のエアーガイド方式の筒内直接
噴射式火花点火エンジンでも、噴射される燃料が点火プ
ラグ下に集められるようにピストン冠面の中央または吸
気側寄りにキャビティを持つという構成になっていたた
め、ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙
間から噴出するスキッシュ流が強く、スキッシュ流によ
って成層燃焼時におけるタンブル流が阻害され、同様に
燃焼安定性が悪化するという問題があった。さらに、均
質燃焼時においても、上記ウォールガイド方式程ではな
いもののスキッシュ流の影響を受けて筒内の混合気の均
一化を妨げられ、燃焼が悪化するという問題があった。
Also, the latter air guide type direct injection type spark ignition engine has a cavity at the center of the piston crown surface or near the intake side so that the injected fuel can be collected under the ignition plug. Therefore, the squish flow ejected from the gap between the exhaust side slope of the piston crown surface and the cylinder head is strong, and the squish flow hinders the tumble flow during stratified combustion, and similarly degrades combustion stability. Was. Further, even during homogeneous combustion, there is a problem that, although not as effective as the above-mentioned wall guide method, the uniformity of the air-fuel mixture in the cylinder is hindered by the influence of the squish flow, and combustion deteriorates.

【0010】図31、図32は、スキッシュ流によりタ
ンブル流が阻害される様子を示したものであり、ピスト
ンが圧縮上死点前にあるときは図31に示すようにシリ
ンダ内にタンブル流が生成されていても、ピストンが圧
縮上死点に近づくと図32に示すように排気側から吸気
側へ向かうスキッシュ流によってタンブル流が弱められ
てしまう。
FIGS. 31 and 32 show how the squish flow impedes the tumble flow. When the piston is located before the compression top dead center, the tumble flow is generated in the cylinder as shown in FIG. Even if it is generated, when the piston approaches the compression top dead center, the squish flow from the exhaust side to the intake side weakens the tumble flow as shown in FIG.

【0011】なお、図31(b)、図32(b)では、
タンブル流がキャビティ底から広がりながら上昇するよ
うに描かれているが、これは縦方向の渦流であるタンブ
ル流を見やすくするためであり、実際のタンブル流がこ
のように傾いて発生することを意味するものではない
(他の図面も同様)。
In FIGS. 31 (b) and 32 (b),
The tumble flow is drawn so as to rise while spreading from the bottom of the cavity, but this is to make it easier to see the tumble flow, which is a vertical vortex, and means that the actual tumble flow is generated with such inclination This is not the case (the same applies to other drawings).

【0012】本発明は、上記従来技術の技術的課題を鑑
みてなされたものであり、筒内直接噴射式火花点火エン
ジンにおいて、上記ピストンが圧縮上死点に近づくとき
に発生するスキッシュ流によって筒内のガス流動が阻害
されないようにし、成層燃焼時及び均質燃焼時において
安定した燃焼を確保することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned technical problems of the prior art. In a direct injection type spark ignition engine, a squish flow generated when the piston approaches a compression top dead center is used. An object of the present invention is to prevent gas flow in the inside from being hindered and to ensure stable combustion during stratified combustion and homogeneous combustion.

【0013】[0013]

【問題点を解決するための手段】第1の発明は、燃料噴
射弁から筒内に直接噴射された燃料を、筒内ガス流動を
利用して点火プラグ近傍に集めて着火可能とし、全体と
して希薄空燃比で燃焼を行う筒内直接噴射式火花点火エ
ンジンにおいて、ピストン冠面の排気側斜面とシリンダ
ヘッドとの隙間が、ピストン冠面の吸気側斜面とシリン
ダヘッドとの隙間よりも大きくなるように構成したこと
を特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, fuel directly injected into a cylinder from a fuel injection valve is collected near an ignition plug by utilizing gas flow in the cylinder to enable ignition. In a direct injection type spark ignition engine that performs combustion at a lean air-fuel ratio, the gap between the exhaust side slope of the piston crown and the cylinder head is larger than the gap between the intake side slope of the piston crown and the cylinder head. It is characterized by having comprised in.

【0014】第2の発明は、第1の発明において、前記
ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間
が、キャビティ内に噴射される燃料がキャビティから溢
れて排気側に流入しない範囲で前記ピストン冠面の吸気
側斜面とシリンダヘッドとの隙間よりも大きくなるよう
に構成されることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the gap between the exhaust-side slope of the piston crown surface and the cylinder head is within a range in which fuel injected into the cavity does not overflow from the cavity and flow into the exhaust side. It is characterized in that it is configured to be larger than the gap between the intake side slope of the piston crown surface and the cylinder head.

【0015】第3の発明は、第2の発明において、前記
ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間
が、燃料噴霧の上端が前記キャビティに到達したときの
ピストン位置において、前記キャビティの排気側上端と
燃料噴射点と結ぶ直線と水平面とのなす角度が、燃料噴
霧の上端と水平面とのなす角よりも小さくなるように設
定されることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a gap between the exhaust-side slope of the piston crown surface and the cylinder head is located at the piston position when the upper end of the fuel spray reaches the cavity. The angle formed between the horizontal plane and the straight line connecting the upper end on the exhaust side and the fuel injection point is set to be smaller than the angle formed between the upper end of the fuel spray and the horizontal plane.

【0016】第4の発明は、第2の発明において、前記
ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間
が、次式、 α<θ−γ/2 但し、α:燃料噴霧の上端がキャビティに到達したとき
のピストン位置において、キャビティの排気側上端と燃
料噴射点と結ぶ直線と水平面とのなす角度 θ:燃料噴射弁の取付角 γ:燃料噴射弁の噴霧角 を満たすように設定されることを特徴とするものであ
る。
In a fourth aspect based on the second aspect, the clearance between the exhaust-side slope of the piston crown surface and the cylinder head is represented by the following equation: α <θ−γ / 2, where α: the upper end of the fuel spray At the position of the piston when it reaches the cavity, the angle between the horizontal plane and the straight line connecting the upper end of the cavity on the exhaust side and the fuel injection point is set so as to satisfy the following: θ: Mounting angle of the fuel injection valve γ: Spray angle of the fuel injection valve It is characterized by that.

【0017】第5の発明は、第2の発明において、前記
ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間
が、前記キャビティの排気側側面高さが吸気側側面高さ
よりも高くなるように設定されることを特徴とするもの
である。
In a fifth aspect based on the second aspect, the clearance between the exhaust-side slope of the piston crown and the cylinder head is such that the height of the exhaust-side surface of the cavity is higher than the height of the intake-side surface. It is characterized by being set.

【0018】第6の発明は、燃料噴射弁から筒内に直接
噴射された燃料を、筒内ガス流動を利用して点火プラグ
近傍に集めて着火可能とし、全体として希薄空燃比で燃
焼を行う筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、ピ
ストン冠面の排気側斜面に凹部を設けたことを特徴とす
るものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the fuel directly injected into the cylinder from the fuel injection valve is collected near the ignition plug by utilizing the in-cylinder gas flow so that the fuel can be ignited, and the entire combustion is performed at a lean air-fuel ratio. In a direct injection type spark ignition engine, a concave portion is provided on an exhaust-side slope of a piston crown surface.

【0019】第7の発明は、第1から第5の発明におい
て、前記ピストン冠面の排気側斜面に凹部を設けたこと
を特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first to fifth aspects, a recess is provided on the exhaust-side slope of the piston crown.

【0020】第8の発明は、第6または第7の発明にお
いて、前記凹部が排気側端部からピストン周方向に延び
るように形成されることを特徴とするものである。
An eighth invention is characterized in that, in the sixth or seventh invention, the recess is formed so as to extend from the end on the exhaust side in the circumferential direction of the piston.

【0021】第9の発明は、第6から第8の発明におい
て、前記エンジンが、筒内に生成されたタンブル流を利
用して噴射された燃料を点火プラグ近傍へ導き成層燃焼
を行う方式の筒内直接噴射式火花点火エンジンであり、
前記凹部が前記キャビティの排気側上端部と連通してい
ることを特徴とするものである。
According to a ninth aspect, in the sixth to eighth aspects, the engine uses the tumble flow generated in the cylinder to guide the injected fuel to the vicinity of the spark plug and perform stratified combustion. It is a direct injection type spark ignition engine,
The concave portion communicates with an upper end portion on the exhaust side of the cavity.

【0022】第10の発明は、燃料噴射弁から筒内に直
接噴射された燃料を、筒内ガス流動を利用して点火プラ
グ近傍に集めて着火可能とし、全体として希薄空燃比で
燃焼を行う筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
前記ピストン冠面の排気側斜面に、排気側から吸気側に
向かう中心線から外側に向けて低くなるような傾斜をさ
らに持たせたことを特徴とするものである。
According to a tenth aspect of the present invention, fuel directly injected into a cylinder from a fuel injection valve is collected near an ignition plug by utilizing in-cylinder gas flow so as to be ignitable, and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole. In a direct injection type spark ignition engine,
The exhaust-side slope of the piston crown is further provided with a slope that becomes lower outward from a center line from the exhaust side to the intake side.

【0023】第11の発明は、第1から第5の発明にお
いて、ピストン冠面の排気側斜面に、排気側から吸気側
に向かう中心線から外側に向かうほど低くなるような傾
斜をさらに持たせたことを特徴とするものである。
In an eleventh aspect based on the first to fifth aspects, the exhaust-side slope of the piston crown is further provided with a slope that becomes lower from the center line from the exhaust side to the intake side toward the outside. It is characterized by having.

【0024】第12の発明は、第10または第11の発
明において、ピストン冠面の頂部を傾斜させ、外側に行
くほど低くなるように構成したことを特徴とするもので
ある。
A twelfth invention is characterized in that, in the tenth or eleventh invention, the top of the piston crown surface is inclined so as to become lower toward the outside.

【0025】第13の発明は、燃料噴射弁から筒内に直
接噴射された燃料を、筒内ガス流動を利用して点火プラ
グ近傍に集めて着火可能とし、全体として希薄空燃比で
燃焼を行う筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
前記エンジンは筒内に生成されたスワール流とピストン
冠面に凹設されたキャビティの形状を利用して噴射され
た燃料を点火プラグ近傍に導き成層燃焼を行う方式の筒
内直接噴射式火花点火エンジンであり、前記ピストン冠
面の排気側斜面に、スワール流の方向に進むにつれ低く
なるような傾斜をさらに持たせたことを特徴とするもの
である。
According to a thirteenth aspect, fuel directly injected into a cylinder from a fuel injection valve is collected near a spark plug by utilizing in-cylinder gas flow to enable ignition, and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole. In a direct injection type spark ignition engine,
The engine uses a swirl flow generated in a cylinder and a shape of a cavity recessed in a piston crown surface to direct fuel injected near a spark plug to perform stratified combustion, and to perform in-cylinder direct injection spark ignition. The engine is characterized in that an exhaust-side slope of the crown surface of the piston is further provided with a slope that becomes lower as it goes in the direction of the swirl flow.

【0026】第14の発明は、第1の発明において、前
記エンジンは筒内に生成されたタンブル流を利用して噴
射された燃料を点火プラグ近傍へ導き成層燃焼を行う方
式の筒内直接噴射式火花点火エンジンであり、前記ピス
トン冠面の排気側斜面にキャビティに通じる溝を設けた
ことを特徴とするものである。
According to a fourteenth invention, in the first invention, the engine is a direct injection in-cylinder system in which the fuel is injected into the vicinity of a spark plug by utilizing the tumble flow generated in the cylinder to perform stratified combustion. A spark ignition engine, characterized in that a groove communicating with the cavity is provided on an exhaust-side slope of the piston crown.

【0027】第15の発明は、第14の発明において、
前記溝は排気側から吸気側へ向かう中心線に対して両側
に設けられることを特徴とするものである。
According to a fifteenth aspect, in the fourteenth aspect,
The groove is provided on both sides with respect to a center line from the exhaust side to the intake side.

【0028】[0028]

【作用及び効果】したがって、第1の発明によると、吸
気側の隙間よりも排気側の隙間の方が大きくなるので、
ピストンが圧縮上死点に近づいたときに排気側から吸気
側に向かうスキッシュ流が発生するのを抑えることがで
きる。
According to the first aspect, the gap on the exhaust side is larger than the gap on the intake side.
When the piston approaches the compression top dead center, generation of a squish flow from the exhaust side to the intake side can be suppressed.

【0029】この排気側から吸気側に向かうスキッシュ
流は、成層燃焼時においては噴射された燃料を点火プラ
グ近傍に集めるガス流動を阻害し、均質燃焼時において
も均質な混合気形成に供されるガス流動を阻害するた
め、成層燃焼時及び均質燃焼時における燃焼安定性を悪
化させる原因となるのであるが、本発明を適用すること
により排気側から吸気側に向かうスキッシュ流の発生が
抑制されるので、スキッシュ流によって上記成層燃焼時
及び均質燃焼時における燃焼安定性を悪化を防止するこ
とが可能となる。
The squish flow from the exhaust side to the intake side impedes the gas flow that collects the injected fuel near the ignition plug during stratified charge combustion, and provides a uniform mixture even during homogeneous combustion. The gas flow is hindered, which causes deterioration of combustion stability during stratified combustion and homogeneous combustion. However, by applying the present invention, generation of a squish flow from the exhaust side to the intake side is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the squish flow from deteriorating the combustion stability during the stratified combustion and the homogeneous combustion.

【0030】また、排気側隙間を大きくすると噴射され
た燃料がキャビティから溢れて排気側に流れ込んでしま
い、燃焼安定性を悪化させる原因となるが、第2から第
5の発明を適用することにより、このような問題が発生
するのを防止することができる。
Further, if the exhaust side clearance is increased, the injected fuel overflows from the cavity and flows into the exhaust side, causing deterioration of combustion stability. However, by applying the second to fifth aspects of the present invention, This can prevent such a problem from occurring.

【0031】また、第6、第7の発明によると、ピスト
ン冠面の排気側斜面に凹部が形成されるので、圧縮上死
点において排気側斜面とシリンダヘッドとの間に空間が
でき、スキッシュ流の発生を抑えることができる。ここ
で、凹部を第8の発明のように形成すれば、凹部の体積
を大きく取ることができ、スキッシュ流の発生をさらに
抑えることが可能となる。また、第9の発明を適用し、
この凹部とキャビティを一部連通させれば圧縮されたガ
スが狭い隙間を通過することが無くなり、スキッシュ流
の発生をさらに抑えることができる。
According to the sixth and seventh aspects of the present invention, since a recess is formed in the exhaust-side slope of the piston crown surface, a space is formed between the exhaust-side slope and the cylinder head at the compression top dead center, and squish The generation of flow can be suppressed. Here, if the recess is formed as in the eighth invention, the volume of the recess can be increased, and the occurrence of squish flow can be further suppressed. Applying the ninth invention,
If the recess and the cavity are partially communicated, the compressed gas does not pass through the narrow gap, and the generation of the squish flow can be further suppressed.

【0032】また、第11、第12の発明によると、ス
キッシュ流は排気側から吸気側へ向かう向きに対して垂
直な方向に発生するようになり、スキッシュ流により筒
内のガス流動が阻害されるのを抑えることができる。
According to the eleventh and twelfth aspects, the squish flow is generated in a direction perpendicular to the direction from the exhaust side to the intake side, and the squish flow hinders gas flow in the cylinder. Can be suppressed.

【0033】また、第13から第15の発明によると、
スキッシュ流は筒内のガス流動を強化する方向に発生す
るので、成層燃焼時においては噴射燃料を確実に点火プ
ラグ近傍に集めることができ、また、均質燃焼時におい
ては混合気をさらに均質なものとすることができ、成層
燃焼時及び均質燃焼時における燃焼安定性を向上させる
ことができる。
According to the thirteenth to fifteenth aspects,
Since the squish flow is generated in the direction that enhances the gas flow in the cylinder, the injected fuel can be reliably collected near the ignition plug during stratified combustion, and the mixture is more homogeneous during homogeneous combustion. It is possible to improve the combustion stability during stratified combustion and homogeneous combustion.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0035】まず、本発明をウォールガイド方式の筒内
直接噴射式火花点火エンジンに適用した場合について説
明する。
First, the case where the present invention is applied to a wall guide type direct injection type spark ignition engine will be described.

【0036】図1は本発明が適用されるエンジンの概略
構成を示し、エンジン1は、燃焼室2内に生成されたス
ワール流(横方向の渦)を利用してキャビティ6内に噴
射された燃料を点火プラグ3近傍に導き、点火プラグ3
近傍に着火可能な混合気を形成して希薄燃焼を可能とす
るいわゆるウォールガイド方式の筒内直接噴射式火花点
火エンジンである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine to which the present invention is applied. In the engine 1, a swirl flow (lateral vortex) generated in a combustion chamber 2 is injected into a cavity 6. The fuel is guided to the vicinity of the ignition plug 3 and the ignition plug 3
This is a so-called wall guide type direct injection type spark ignition engine that forms a ignitable mixture in the vicinity and enables lean combustion.

【0037】シリンダヘッド4にはペントルーフ型の燃
焼室2が形成されており、これに対応してピストン5の
冠面にはキャビティ6が吸気側に凹設されている。さら
に、吸気ポート11下部には、前記キャビティ6に対し
斜め下方向に燃料をキャビティ6内に向けて噴射する高
圧燃料噴射弁7が配設され、ペントルーフ型燃焼室2の
ほぼ中心には点火プラグ3が配置されている。
A pent roof type combustion chamber 2 is formed in the cylinder head 4, and a cavity 6 is formed in the crown surface of the piston 5 on the intake side corresponding to the pent roof type combustion chamber 2. Further, a high-pressure fuel injection valve 7 for injecting fuel into the cavity 6 obliquely downward with respect to the cavity 6 is disposed below the intake port 11, and a spark plug is provided substantially at the center of the pent roof type combustion chamber 2. 3 are arranged.

【0038】図中9は吸気バルブ、10は排気バルブで
あり、2つの吸気バルブに対応して2本の吸気ポート1
1、2つの排気バルブに対応して2本の排気ポート12
が設けられている(図2参照)。ここで、吸気ポート1
1は、均質燃焼時にタンブル流(縦方向の渦)を発生さ
せるため、通常の予混合燃焼を行うエンジンの吸気ポー
トに比べ角度が立った状態で設けられる。
In the figure, 9 is an intake valve, 10 is an exhaust valve, and two intake ports 1 corresponding to the two intake valves.
Two exhaust ports 12 corresponding to one and two exhaust valves
(See FIG. 2). Here, intake port 1
In order to generate a tumble flow (vertical vortex) at the time of homogeneous combustion, 1 is provided at an angle higher than an intake port of an engine performing normal premixed combustion.

【0039】また、2本の吸気ポート11の一方には、
スワール流生成手段としてのスワールコントロールバル
ブ13が設けられており、このスワールコントロールバ
ルブ13を閉じると、他方の吸気ポート11からのみ吸
気が流入することによりシリンダ内にスワール流が発生
する。エンジン1が成層燃焼を行うときには、スワール
コントロールバルブ13を閉じ、圧縮行程において燃料
を噴射すれば、キャビティ6内に噴射された燃料噴霧は
スワール流とキャビティ6の形状によって点火プラグ3
方向に導かれ、点火プラグ3近傍に着火可能な濃い混合
気を形成することができる。
One of the two intake ports 11 has
A swirl control valve 13 is provided as a swirl flow generating means. When the swirl control valve 13 is closed, a swirl flow is generated in the cylinder by intake air flowing only from the other intake port 11. When the engine 1 performs stratified charge combustion, if the swirl control valve 13 is closed and fuel is injected in the compression stroke, the fuel spray injected into the cavity 6 is swirled by the swirl flow and the shape of the cavity 6.
The mixture is guided in the direction, and an ignitable rich air-fuel mixture can be formed near the ignition plug 3.

【0040】これに対し、スワールコントロールバルブ
13を開いた場合は、吸気ポート11の角度が立ってい
ることからシリンダ内に縦方向の渦であるタンブル流が
発生する。エンジン1が均質燃焼運転を行うときには、
吸気行程でスワールコントロールバルブ13を開いて筒
内にタンブル流を作りながら燃料を噴射することによ
り、燃焼室全体に均質な混合気が生成され、均質燃焼運
転が可能となる。
On the other hand, when the swirl control valve 13 is opened, a tumble flow as a vertical vortex is generated in the cylinder because the angle of the intake port 11 is raised. When the engine 1 performs the homogeneous combustion operation,
By opening the swirl control valve 13 in the intake stroke and injecting fuel while creating a tumble flow in the cylinder, a homogeneous air-fuel mixture is generated in the entire combustion chamber, and a homogeneous combustion operation can be performed.

【0041】ここでピストン5が圧縮上死点に近づく状
況を考える。
Now, consider a situation in which the piston 5 approaches the compression top dead center.

【0042】このような状況ではピストン5とシリンダ
ヘッド4の隙間が減少していくことから、この隙間にあ
るガスが圧縮されて押し出され、スキッシュ流が発生す
る。しかし、このスキッシュ流が排気側から吸気側に向
けて発生すると、成層燃焼時のスワール流がスキッシュ
流の影響を受けて撹乱され、噴射された燃料が点火プラ
グ3近傍に集まらず、燃焼安定性が低下する原因とな
る。また、均質燃焼時においてもタンブル流が阻害され
るため、噴射された燃料と空気の混合が十分に進まず混
合気が不均一となり、燃焼安定性が低下する原因とな
る。
In such a situation, the gap between the piston 5 and the cylinder head 4 decreases, and the gas in this gap is compressed and pushed out, and a squish flow is generated. However, when this squish flow is generated from the exhaust side toward the intake side, the swirl flow during stratified combustion is disturbed by the influence of the squish flow, and the injected fuel does not collect near the spark plug 3 and the combustion stability Causes a decrease. Further, even during homogeneous combustion, the tumble flow is obstructed, so that the mixing of the injected fuel and air does not proceed sufficiently, and the air-fuel mixture becomes non-uniform, which causes a reduction in combustion stability.

【0043】このようなことから、図1に示すエンジン
では、ピストン5の冠面形状を以下に説明するような形
状とすることで排気側から吸気側方向へのスキッシュ流
の生成を抑え、成層燃焼時のスワール流、均質燃焼時の
タンブル流を阻害しないようにしている。
For this reason, in the engine shown in FIG. 1, the formation of the crown surface of the piston 5 as described below suppresses the generation of a squish flow from the exhaust side to the intake side, and the stratification occurs. The swirl flow during combustion and the tumble flow during homogeneous combustion are not hindered.

【0044】ピストン5の形状について具体的に説明す
ると、ピストン5は、図3に示すように、ピストン冠面
に凹設されたキャビティ6の周囲は凸部として残されて
いる。この凸部はそれぞれ平面からなる吸気側の傾斜面
15および排気側の傾斜面16、両者が交わる頂部17
(稜線又は水平面)と、周囲を囲む円錐面18とから構
成されるのであるが、図4に示すように、ピストン冠面
の排気側斜面16と燃焼室2上面(シリンダヘッド4)
との隙間L2を、吸気側斜面15とシリンダヘッド4と
の隙間L1より広くなるようにピストン5の冠面形状を
設定する。
The shape of the piston 5 will be specifically described. As shown in FIG. 3, the piston 5 is left as a protrusion around the cavity 6 formed in the piston crown. Each of the projections is a flat inclined surface 15 on the intake side and an inclined surface 16 on the exhaust side, each of which is a flat surface, and a top portion 17 where both surfaces intersect.
(Ridge line or horizontal plane) and a conical surface 18 surrounding the periphery. As shown in FIG. 4, the exhaust side slope 16 of the piston crown surface and the upper surface of the combustion chamber 2 (cylinder head 4)
Of the piston 5 is set so that the gap L2 between the piston 5 and the cylinder head 4 is wider than the gap L1 between the intake side slope 15 and the cylinder head 4.

【0045】但し、この場合、排気側隙間L2を大きく
し過ぎるとキャビティ6内に噴射される燃料がキャビテ
ィ6の外へ溢れてしまう。そこで、隙間L2を、キャビ
ティ6内に噴射される燃料が溢れない範囲で隙間L1よ
りも大きくなるように、具体的には、燃料噴霧が最もこ
ぼれ易くなる成層燃焼運転での高回転時の噴射時期(進
角側に設定されている噴射時期)において、燃料噴霧の
上端がキャビティ6に到達したときのピストン位置にお
いて、キャビティ6の側面高さが最も高い点と燃料噴射
点と結ぶ直線Lと水平面Hとのなす角度αが、噴霧上端
と水平面Hとのなす角βよりも小さくなるように設定す
る。
However, in this case, if the exhaust side gap L2 is too large, the fuel injected into the cavity 6 overflows outside the cavity 6. Therefore, the gap L2 is set to be larger than the gap L1 within a range where the fuel injected into the cavity 6 does not overflow. Specifically, the injection at the time of high rotation in the stratified combustion operation in which the fuel spray is most likely to spill. At the timing (injection timing set on the advance side), at the piston position when the upper end of the fuel spray reaches the cavity 6, a straight line L connecting the point where the side surface height of the cavity 6 is the highest and the fuel injection point is The angle α between the horizontal plane H and the horizontal plane H is set to be smaller than the angle β between the upper end of the spray and the horizontal plane H.

【0046】 α<β ・・・・・(1) ここで、燃料噴射弁7の取付角をθ、噴霧角をγとすれ
ば、噴霧上端と水平面Hとのなす角度βは、 β=θ−γ/2 ・・・・・(2) で表すことができる。したがって、排気側隙間L2は、 α<θ−γ/2 ・・・・・(3) を満たすαとなるように設定される。
Α <β (1) Here, assuming that the mounting angle of the fuel injection valve 7 is θ and the spray angle is γ, the angle β between the upper end of the spray and the horizontal plane H is β = θ −γ / 2 (2) Therefore, the exhaust-side gap L2 is set to be α that satisfies α <θ−γ / 2 (3).

【0047】ピストン5をこのような形状にすることに
より、排気側スキッシュエリアにより生成されるスキッ
シュ流が弱くなるので、ガス流動を阻害することがなく
なる。したがって、成層燃焼条件では燃焼噴霧が点火プ
ラグ近傍に届きやすくなり、均質燃焼条件ではガス流動
により排気側まで混合気を均等に分布させることがで
き、燃焼安定性を向上させることができる。
By forming the piston 5 in such a shape, the squish flow generated by the exhaust-side squish area is weakened, so that the gas flow is not hindered. Therefore, the combustion spray can easily reach the vicinity of the ignition plug under the stratified combustion condition, and under the homogeneous combustion condition, the air-fuel mixture can be evenly distributed to the exhaust side by the gas flow, and the combustion stability can be improved.

【0048】また、排気側隙間L2は、上記関係式
(1)あるいは(3)を満たすように設定されるので、
噴射された燃料が排気側に溢れ出てしまい、点火プラグ
近傍に集まる燃料量が少なくなって燃焼安定性が悪化す
ることはない。
Since the exhaust side gap L2 is set so as to satisfy the above relational expression (1) or (3),
The injected fuel does not overflow to the exhaust side, so that the amount of fuel collected near the spark plug is reduced and the combustion stability is not deteriorated.

【0049】なお、ここではピストン冠面形状を変更す
ることにより排気側隙間L2を吸気側隙間L1よりも大
きくなるようにしているが、シリンダヘッド側の形状を
変更することにより排気側隙間L2を吸気側隙間L1よ
りも大きくしてもよい。この場合も同様に筒内のガス流
動を阻害するスキッシュ流の発生を抑えることができ
る。
Here, the exhaust-side gap L2 is made larger than the intake-side gap L1 by changing the shape of the piston crown surface, but the exhaust-side gap L2 is changed by changing the shape on the cylinder head side. It may be larger than the intake side gap L1. In this case as well, the generation of a squish flow that inhibits gas flow in the cylinder can be similarly suppressed.

【0050】さらに、ピストン5は以下のような形状と
してもよい。
Further, the piston 5 may have the following shape.

【0051】図6に示す例では、ピストン冠面の排気側
斜面16とシリンダヘッド4との間に、キャビティ6と
の境の稜線を残して凹部(ボリューム)21が設けられ
る。このような凹部21を設けることにより、ピストン
5が圧縮上死点に達したとき、排気側では排気側斜面1
6とシリンダヘッド4との間に空間ができるので、スキ
ッシュ流が生成されにくくなり、先の実施例と同様の作
用効果が得られる。
In the example shown in FIG. 6, a concave portion (volume) 21 is provided between the exhaust side slope 16 of the piston crown surface and the cylinder head 4, leaving a ridgeline at the boundary with the cavity 6. By providing such a concave portion 21, when the piston 5 reaches the compression top dead center, the exhaust side slope 1 on the exhaust side.
Since a space is formed between the cylinder head 6 and the cylinder head 4, it is difficult to generate a squish flow, and the same operation and effect as in the previous embodiment can be obtained.

【0052】なお、図6に示した例では、ボリューム2
1は、ピストン冠面の頂部17と平行に設けられている
が、図7に示すように、稜線と平行ではなく排気側端部
からピストン5の周方向に延ばし、キャビティ6脇に延
びるように形成しても良い。これにより、凹部21’の
体積を図6に示した例に比べて大きく取ることができ、
スキッシュ流をより一層抑えることができる。
In the example shown in FIG.
1 is provided in parallel with the top portion 17 of the piston crown surface, but as shown in FIG. 7, extends in the circumferential direction of the piston 5 from the end on the exhaust side, not in parallel with the ridge line, and extends to the side of the cavity 6. It may be formed. Thereby, the volume of the concave portion 21 'can be made larger than that of the example shown in FIG.
The squish flow can be further suppressed.

【0053】また、図8に示すピストンでは、ピストン
冠面の排気側斜面16に、吸気側から排気側に向かう中
心線Cから外側に向かうに従って低くなるような傾斜S
1をさらに設けている。さらに、図9に示す例では、吸
気側から排気側に向かう中心線Cから外側に向かうに従
って低くなるような傾斜S1を設けるとともに、頂部1
7が外側に向かうに従って低くなるような傾斜S2をさ
らに設けて頂部17の両側端部を落としている。
In the piston shown in FIG. 8, the slope S on the exhaust-side slope 16 of the piston crown surface decreases from the center line C from the intake side to the exhaust side toward the outside.
1 is further provided. Further, in the example shown in FIG. 9, a slope S <b> 1 that becomes lower from the center line C going from the intake side to the exhaust side toward the outside is provided.
Further, a slope S2 is provided so that 7 becomes lower toward the outside, and both end portions of the top portion 17 are dropped.

【0054】このような形状とすることにより、排気側
スキッシュエリアにより生成されるスキッシュ流は、図
10に示すように、吸気側から排気側に向かう中心線C
から外側へ向かうようになり、キャビティ6へ向かうス
キッシュ流を弱めることができる。特に、図9に示した
例では傾斜S2によりスキッシュ流をキャビティ6の外
側に向けて積極的に流すようにしたことにより、キャビ
ティ6内へ向かうスキッシュ流はさらに抑制される。
With such a shape, the squish flow generated by the exhaust side squish area is, as shown in FIG. 10, a center line C from the intake side to the exhaust side.
, The squish flow toward the cavity 6 can be weakened. In particular, in the example shown in FIG. 9, the squish flow toward the inside of the cavity 6 is further suppressed by positively flowing the squish flow toward the outside of the cavity 6 by the inclination S2.

【0055】また、図11に示すピストンでは、排気側
のピストン冠面とヘッド上面のペントルーフ面との間
に、スワール方向と同じ方向に向かって低くなる傾斜S
3が設けられる。これにより、図12に示すように、排
気側スキッシュエリアにより生成されるスキッシュ流F
2は、スワール流F1と同じ方向に向かうようになり、
スキッシュ流により吸気ポートで作られたスワール流が
強化される。したがって、成層燃焼条件では燃料噴霧が
点火プラグ近傍に到達しやすくなって燃焼安定性が向上
し、また、均質燃焼条件ではスキッシュ流が吸気側から
排気側に向かう中心線Cに対し横方向に向かうようにな
ってタンブル流を阻害しないため、排気側まで混合気が
分布できる均質混合気の生成が可能となる。
Further, in the piston shown in FIG. 11, the slope S which becomes lower in the same direction as the swirl direction is provided between the exhaust-side piston crown surface and the pent roof surface on the head upper surface.
3 are provided. Thereby, as shown in FIG. 12, the squish flow F generated by the exhaust side squish area
2 goes in the same direction as the swirl flow F1,
The squish flow enhances the swirl flow created at the intake port. Therefore, under the stratified combustion condition, the fuel spray easily reaches the vicinity of the spark plug, and the combustion stability is improved. Under the homogeneous combustion condition, the squish flow is directed laterally with respect to the center line C from the intake side to the exhaust side. As a result, since the tumble flow is not hindered, it is possible to generate a homogeneous mixture in which the mixture can be distributed to the exhaust side.

【0056】次に、本発明をエアーガイド方式の筒内直
接噴射式火花点火エンジンに適用する場合について説明
する。
Next, the case where the present invention is applied to an in-cylinder direct injection type spark ignition engine of the air guide type will be described.

【0057】図13、図14は、本発明が適用される別
のエンジンの概略構成を示し、このエンジンは、図1、
図2に示したエンジンと異なり、吸気ポートとピストン
キャビティ形状により生成されたタンブル流により直接
燃料を点火プラグ近傍へ導き、成層燃焼安定性を向上す
るいわゆるエアーガイド方式の筒内直接噴射式火花点火
エンジンである。
FIGS. 13 and 14 show a schematic configuration of another engine to which the present invention is applied.
Unlike the engine shown in FIG. 2, the so-called air-guide direct injection spark ignition of the so-called air guide system which directly guides the fuel to the vicinity of the ignition plug by the tumble flow generated by the intake port and the piston cavity shape to improve the stratified combustion stability. Engine.

【0058】図1、図2に示したエンジンと同一の構成
については同一の引用符号を付して説明を省略し、異な
る構成についてのみ説明すると、図13、図14に示す
エンジンには2本の吸気ポート11にはそれぞれタンブ
ル流生成手段としてのタンブルコントロールバルブ20
が設けられている。このタンブルコントロールバルブ2
0を閉じると、吸気ポート11の下側半分が閉じられ、
吸気ポート11の上側半分からのみ吸気が流入すること
により筒内にタンブル流が発生する。そして、噴射され
た燃料噴霧はタンブル流によって点火プラグ3近傍に集
められ、安定した成層燃焼運転が可能になる。
The same components as those of the engine shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. Only different components will be described. Tumble control valves 20 as tumble flow generating means
Is provided. This tumble control valve 2
When 0 is closed, the lower half of the intake port 11 is closed,
When the intake air flows only from the upper half of the intake port 11, a tumble flow is generated in the cylinder. Then, the injected fuel spray is collected in the vicinity of the ignition plug 3 by the tumble flow, and a stable stratified combustion operation can be performed.

【0059】ピストン5は、図15に示すように、ピス
トン冠面に凹設されたキャビティ6の周囲が凸部として
残されており、この凸部が、吸気側の傾斜面15および
排気側の傾斜面16、両者が交わる頂部17(稜線又は
水平面)、及び周囲を囲む円錐面18とで構成される。
As shown in FIG. 15, the piston 5 has a convex portion around the cavity 6 formed in the piston crown, and the convex portion is formed on the inclined surface 15 on the intake side and on the exhaust side. It is composed of an inclined surface 16, an apex 17 (ridgeline or horizontal plane) where the two intersect, and a conical surface 18 surrounding the periphery.

【0060】ここで、圧縮上死点で発生するスキッシュ
流を抑え、上記タンブル流がスキッシュ流の影響を受け
て撹乱されるのを防止すべく、図16に示すように、ピ
ストン冠面の排気側斜面16とシリンダヘッド4との隙
間L2を、吸気側斜面15とのシリンダヘッド4との隙
間L1より大きくなるように設定する。ここで排気側隙
間L2が大きすぎると燃料噴霧をピストン凹部燃焼室で
受け止める効果が減るので、キャビティ6の排気側側面
高さは燃料噴霧がキャビティ6から溢れ出ない値に制限
される。具体的には図17に示すように、キャビティ6
の排気側側面高さ(キャビティ6の底Bからみたキャビ
ティ6の排気側端部E2の高さ)H2が、吸気側側面高
さ(キャビティ6の底Bからみたキャビティ6の排気側
端部E1の高さ)H1より大きくなるように設定され
る。
Here, in order to suppress the squish flow generated at the compression top dead center and prevent the tumble flow from being disturbed by the influence of the squish flow, as shown in FIG. The gap L2 between the side slope 16 and the cylinder head 4 is set to be larger than the gap L1 between the intake slope 15 and the cylinder head 4. Here, if the exhaust-side gap L2 is too large, the effect of receiving the fuel spray in the combustion chamber of the piston concave portion is reduced, so that the height of the exhaust-side surface of the cavity 6 is limited to a value at which the fuel spray does not overflow from the cavity 6. Specifically, as shown in FIG.
The height H2 of the exhaust side surface (the height of the exhaust side end E2 of the cavity 6 viewed from the bottom B of the cavity 6) is equal to the height of the intake side surface (the exhaust end E1 of the cavity 6 viewed from the bottom B of the cavity 6). Is set to be larger than H1) H1.

【0061】 H2>H1 ・・・・・(4) このようにピストン冠面を形成することにより、排気側
スキッシュエリアにより生成されるスキッシュ流が弱く
なり、タンブル流を阻害しないため、成層燃焼条件では
燃焼噴霧が点火プラグ近傍に届きやすくなって燃焼安定
性が向上する。また、均質燃焼条件ではタンブル流によ
り排気側まで混合気が均等に分布でき、均質混合気の生
成が可能となって燃焼安定性が向上する。L2は上記関
係式(4)を満たすように設定されるので、噴射された
燃料がキャビティ6から溢れて点火プラグ近傍に集まら
なくなり、燃焼安定性が悪化することはない。
H2> H1 (4) By forming the piston crown surface in this way, the squish flow generated by the exhaust-side squish area is weakened, and the tumble flow is not hindered. In this case, the combustion spray easily reaches the vicinity of the ignition plug, and the combustion stability is improved. Further, under the homogeneous combustion conditions, the air-fuel mixture can be evenly distributed to the exhaust side by the tumble flow, and a homogeneous air-fuel mixture can be generated, thereby improving the combustion stability. Since L2 is set so as to satisfy the above relational expression (4), the injected fuel does not overflow from the cavity 6 and collect near the spark plug, so that the combustion stability does not deteriorate.

【0062】なお、ここではピストン冠面形状を変更す
ることにより排気側隙間L2を吸気側隙間L1よりも大
きくなるようにしているが、シリンダヘッド側の形状を
変更することにより排気側隙間L2を吸気側隙間L1よ
りも大きくすることもでき、この場合も同様にスキッシ
ュ流の発生を抑えることができる。
Although the exhaust-side gap L2 is made larger than the intake-side gap L1 by changing the shape of the piston crown surface, the exhaust-side gap L2 is changed by changing the shape on the cylinder head side. It can be made larger than the intake side gap L1, and in this case also, the generation of squish flow can be suppressed.

【0063】また、ピストンは以下のように構成しても
良い。
The piston may be constructed as follows.

【0064】図18に示すピストンでは、ピストン冠面
の排気側斜面16にキャビティ6の排気側端部が残るよ
うに凹部22が設けられる。また、図19に示すピスト
ンでは、キャビティ6と同じ幅でキャビティ6の排気側
上端部と接続する凹部22’が設けられる。
In the piston shown in FIG. 18, a concave portion 22 is provided on the exhaust side slope 16 of the piston crown surface so that the exhaust side end of the cavity 6 remains. In the piston shown in FIG. 19, a recess 22 ′ having the same width as the cavity 6 and connecting to the upper end of the cavity 6 on the exhaust side is provided.

【0065】このような凹部22、22’を設けること
により、排気側では傾斜面16とシリンダヘッド4との
空間に余裕が生まれるので、スキッシュ流が生成されに
くくなり、先の実施例と同様に燃焼安定性を確保でき
る。特に、図19に示した例では、キャビティ6と凹部
22’が通じていることにより排気側で圧縮されたガス
が狭い隙間を通過することが無くなるので、強いスキッ
シュ流が発生するのを抑えることができる。なお、図1
9に示した例においても、キャビティ6の排気側側面高
さH2’は吸気側側面高さH1よりも高くなるように設
定されており、噴射された燃料がキャビティ6から溢れ
て凹部22’に流れ込むことはない。
By providing such recesses 22 and 22 ', a space is created between the inclined surface 16 and the cylinder head 4 on the exhaust side, so that a squish flow is less likely to be generated, as in the previous embodiment. Combustion stability can be ensured. In particular, in the example shown in FIG. 19, since the cavity 6 communicates with the concave portion 22 ′, the gas compressed on the exhaust side does not pass through the narrow gap, so that generation of a strong squish flow is suppressed. Can be. FIG.
Also in the example shown in FIG. 9, the height H2 ′ on the exhaust side of the cavity 6 is set so as to be higher than the height H1 on the intake side, and the injected fuel overflows from the cavity 6 to the recess 22 ′. It does not flow.

【0066】また、図20、図21に示す例では、ピス
トン冠面の排気側斜面16にさらに傾斜S4を持たせ、
吸気側から排気側に向かう中心線Cから外側に行くほど
低くなるようにしている。さらに、図21に示す例では
ピストン冠面の頂部17に傾斜S5を持たせ、頂部17
が外側に行くほど低くなるようにしている。
In the examples shown in FIGS. 20 and 21, the exhaust-side slope 16 of the piston crown is further provided with a slope S4.
It becomes lower as going outward from the center line C from the intake side to the exhaust side. Further, in the example shown in FIG. 21, the top 17 of the piston crown surface has an inclination S5,
Is set lower as going outward.

【0067】これにより、排気側スキッシュエリアによ
り生成されるスキッシュ流は、図22に示すように、吸
気側から排気側に向かう中心線Cに対し外側方向へ向か
うようになり、吸気側へ向かうスキッシュ流を弱めるこ
とができる。特に、図21に示す例では、頂部17の両
側端部を落としたことによりスキッシュ流をキャビティ
6の外側に積極的に導くことができ、キャビティ6に直
接流入するスキッシュ流をさらに抑えることができる。
As a result, the squish flow generated by the exhaust-side squish area is directed outward with respect to the center line C from the intake side to the exhaust side as shown in FIG. The flow can be weakened. In particular, in the example shown in FIG. 21, the squish flow can be positively guided to the outside of the cavity 6 by dropping both side ends of the top 17, and the squish flow directly flowing into the cavity 6 can be further suppressed. .

【0068】また、図23に示す例では、ピストン冠面
の排気側斜面16に、吸気側から排気側に向かう中心線
Cの両側にキャビティ6内に通じる溝Gを設けてある。
このような溝Gを設けることにより、図24に示すよう
に、排気側スキッシュエリアにより生成されるスキッシ
ュ流F3は、タンブル流F4と同じ方向に向かうように
なり、スキッシュ流によりポート等で作られたタンブル
流が強化される。したがって、成層燃焼条件では燃料噴
霧が点火プラグ3近傍に到達しやすくなり、また、均質
燃焼条件では強化されたタンブル流によって均質混合気
の生成が促進され、成層燃焼、均質燃焼共に安定した燃
焼を確保することができる。
In the example shown in FIG. 23, grooves G communicating with the cavity 6 are provided on both sides of a center line C from the intake side to the exhaust side on the exhaust side slope 16 of the piston crown.
By providing such a groove G, as shown in FIG. 24, the squish flow F3 generated by the exhaust-side squish area is directed in the same direction as the tumble flow F4, and is formed at a port or the like by the squish flow. Tumble flow is enhanced. Therefore, under the stratified combustion condition, the fuel spray easily reaches the vicinity of the spark plug 3, and under the homogeneous combustion condition, the generation of the homogeneous air-fuel mixture is promoted by the enhanced tumble flow. Can be secured.

【0069】なお、ここでは溝を中心線Cと平行に設け
ているが、図25に示すように、溝をハの字型、すなわ
ち外周側からキャビティ6との接続位置に向かうほど2
つの溝の間隔が広がるように設けてもよい。これによっ
て、図26に示すように、タンブル流F4に対して点火
プラグに指向させるようにスキッシュ流F3’を作用さ
せることができ、噴射された燃料を点火プラグ近傍によ
り効果的に集めることができる。
Here, the groove is provided in parallel with the center line C. However, as shown in FIG. 25, the groove is
You may provide so that the space | interval of one groove | channel may become wide. This allows the squish flow F3 'to act on the tumble flow F4 so as to be directed to the spark plug, as shown in FIG. 26, and the injected fuel can be more effectively collected near the spark plug. .

【0070】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、上記構成は本発明が適用される構成の一部を示し
たものであり、本発明の範囲を上記構成に限定するもの
ではない。例えば、シリンダ内にスワール流あるいはタ
ンブル流を生成する構成は上記構成に限定されず、他の
構成で発生させるようにしても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described configuration shows only a part of the configuration to which the present invention is applied, and the scope of the present invention is not limited to the above-described configuration. For example, the configuration for generating the swirl flow or the tumble flow in the cylinder is not limited to the above configuration, and may be generated by another configuration.

【0071】また、上記構成を組み合わせた構成を採用
することも可能であり、例えば、吸気側の隙間L1より
も排気側の隙間L2を大きくするとともに、排気側に凹
部を設けること、あるいはスキッシュ流の向きを規制す
る傾斜を持たせることも可能である。これにより、さら
にスキッシュ流と筒内ガス流動との干渉を防止し、燃焼
安定性をより一層高めることができる。
It is also possible to adopt a configuration in which the above configurations are combined. For example, the gap L2 on the exhaust side is made larger than the gap L1 on the intake side, and a recess is provided on the exhaust side. It is also possible to have a slope that regulates the direction of the camera. Thereby, the interference between the squish flow and the in-cylinder gas flow can be further prevented, and the combustion stability can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用されるウォールガイド方式の筒内
直接噴射式火花点火エンジンをシリンダ横から見た図で
ある。
FIG. 1 is a view of a wall-guided direct-injection spark ignition engine to which the present invention is applied, as viewed from the side of a cylinder.

【図2】そのエンジンをシリンダ上から見た図である。FIG. 2 is a view of the engine as viewed from above a cylinder.

【図3】そのエンジンのピストン形状を示したものであ
り、(a)は平面図、(b)は縦断面図を示す。
3A and 3B show a piston shape of the engine, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a longitudinal sectional view.

【図4】そのピストン形状をさらに説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a view for further explaining the shape of the piston.

【図5】そのピストン形状をさらに説明するための図で
ある。
FIG. 5 is a view for further explaining the shape of the piston.

【図6】本発明に係るピストン形状の別の例を示したも
のであり、(a)は縦断面図、(b)は平面図を示す。
FIGS. 6A and 6B show another example of a piston shape according to the present invention, wherein FIG. 6A is a longitudinal sectional view and FIG. 6B is a plan view.

【図7】本発明に係るピストン形状の別の例を示したも
のであり、(a)は縦断面図、(b)は平面図を示す。
7A and 7B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 7A is a longitudinal sectional view and FIG. 7B is a plan view.

【図8】本発明に係るピストン形状の別の例を示したも
のであり、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X断
面を示す。
8A and 8B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a sectional view taken along line XX of FIG.

【図9】本発明に係るピストン形状の別の例を示したも
のであり、(a)は平面図、(b)は(a)のY−Y断
面を示す。
FIGS. 9A and 9B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a sectional view taken along the line YY of FIG. 9A.

【図10】そのピストン形状により発生するスキッシュ
流の様子を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a state of a squish flow generated by the piston shape.

【図11】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のZ−Z
断面を示す。
11A and 11B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 11A is a plan view, and FIG. 11B is a ZZ of FIG.
3 shows a cross section.

【図12】そのピストン形状により発生するスキッシュ
流の様子を説明するための図である。
FIG. 12 is a view for explaining a state of a squish flow generated by the piston shape.

【図13】本発明が適用されるエアーガイド方式の筒内
直接噴射式火花点火エンジンをシリンダ横から見た図で
ある。
FIG. 13 is a diagram of an in-cylinder direct injection type spark ignition engine of an air guide type to which the present invention is applied, as viewed from the side of the cylinder.

【図14】そのエンジンをシリンダ上から見た図であ
る。
FIG. 14 is a view of the engine as viewed from above a cylinder.

【図15】そのピストン形状を示したものであり、
(a)は平面図、(b)は縦断面図を示す。
FIG. 15 shows the shape of the piston.
(A) is a plan view, and (b) is a longitudinal sectional view.

【図16】そのピストン形状をさらに説明するための図
である。
FIG. 16 is a view for further explaining the shape of the piston.

【図17】そのピストン形状をさらに説明するための図
である。
FIG. 17 is a view for further explaining the piston shape.

【図18】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は縦断面図、(b)は平面図であ
る。
FIGS. 18A and 18B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 18A is a longitudinal sectional view and FIG.

【図19】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は縦断面図、(b)は平面図であ
る。
19A and 19B show another example of a piston shape according to the present invention, wherein FIG. 19A is a longitudinal sectional view, and FIG. 19B is a plan view.

【図20】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のXX−
XX断面図である。
FIGS. 20A and 20B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 20A is a plan view, and FIG.
It is XX sectional drawing.

【図21】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のYY−
YY断面図である
FIGS. 21A and 21B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 21A is a plan view, and FIG.
It is a YY sectional view.

【図22】そのピストン形状により発生するスキッシュ
流の様子を説明するための図である。
FIG. 22 is a view for explaining a state of a squish flow generated by the piston shape.

【図23】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のZZ−
ZZ断面図である。
FIGS. 23A and 23B show another example of the piston shape according to the present invention, wherein FIG. 23A is a plan view, and FIG.
It is a ZZ sectional view.

【図24】そのピストン形状により発生するスキッシュ
流の様子を説明するための図であり、(a)は平面図、
(b)は縦断面図である。
24A and 24B are views for explaining a state of a squish flow generated by the piston shape, where FIG.
(B) is a longitudinal sectional view.

【図25】本発明に係るピストン形状の別の例を示した
ものであり、(a)は平面図、(b)は(a)のZZ−
ZZ断面図である。
25A and 25B show another example of a piston shape according to the present invention, wherein FIG. 25A is a plan view, and FIG.
It is a ZZ sectional view.

【図26】そのピストン形状により発生するスキッシュ
流の様子を説明するための図であり、(a)は平面図、
(b)は縦断面図である。
26A and 26B are views for explaining a state of a squish flow generated by the piston shape, where FIG.
(B) is a longitudinal sectional view.

【図27】ウォールガイド方式を説明するための図であ
り、(a)はシリンダ横から見た図、(b)はシリンダ
上から図である。
27A and 27B are diagrams for explaining the wall guide method, wherein FIG. 27A is a diagram viewed from the side of the cylinder, and FIG. 27B is a diagram viewed from above the cylinder.

【図28】エアーガイド方式を説明するための図であ
り、(a)はシリンダ横から見た図、(b)はシリンダ
上から図である。
FIGS. 28A and 28B are views for explaining the air guide system, wherein FIG. 28A is a view from the side of the cylinder, and FIG. 28B is a view from above the cylinder.

【図29】燃焼室内に発生するスワール流を示したもの
である。
FIG. 29 shows a swirl flow generated in the combustion chamber.

【図30】スワール流とスキッシュ流とが干渉する様子
を示したものである。
FIG. 30 shows a state in which a swirl flow and a squish flow interfere with each other.

【図31】燃焼室内に発生するタンブル流を示したもの
である。
FIG. 31 shows a tumble flow generated in a combustion chamber.

【図32】タンブル流とスキッシュ流とが干渉する様子
を示したものである。
FIG. 32 shows how a tumble flow and a squish flow interfere with each other.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 燃焼室 3 点火プラグ 4 シリンダヘッド 5 ピストン 6 キャビティ 7 燃料噴射弁 8 燃焼室 11 吸気ポート 13 スワールコントロールバルブ 15 吸気側斜面 16 排気側斜面 20 タンブルコントロールバルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Combustion chamber 3 Spark plug 4 Cylinder head 5 Piston 6 Cavity 7 Fuel injection valve 8 Combustion chamber 11 Intake port 13 Swirl control valve 15 Intake side slope 16 Exhaust side slope 20 Tumble control valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02F 1/24 F02F 1/24 D 3/26 3/26 A F02M 61/14 310 F02M 61/14 310A 61/18 360 61/18 360J ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02F 1/24 F02F 1/24 D 3/26 3/26 A F02M 61/14 310 F02M 61/14 310A 61 / 18 360 61/18 360J

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料噴射弁から筒内に直接噴射された燃料
を、筒内ガス流動を利用して点火プラグ近傍に集めて着
火可能とし、全体として希薄空燃比で燃焼を行う筒内直
接噴射式火花点火エンジンにおいて、 ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間
が、ピストン冠面の吸気側斜面とシリンダヘッドとの隙
間よりも大きくなるように構成したことを特徴とする筒
内直接噴射式火花点火エンジン。
An in-cylinder direct injection system in which fuel directly injected into a cylinder from a fuel injection valve is collected near an ignition plug by utilizing in-cylinder gas flow and ignitable, and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole. In the spark-ignition engine, a gap between the exhaust-side slope of the piston crown and the cylinder head is configured to be larger than a gap between the intake-side slope of the piston crown and the cylinder head. Injection spark ignition engine.
【請求項2】前記ピストン冠面の排気側斜面とシリンダ
ヘッドとの隙間は、キャビティ内に噴射される燃料がキ
ャビティから溢れて排気側に流入しない範囲で前記ピス
トン冠面の吸気側斜面とシリンダヘッドとの隙間よりも
大きくなるように構成されることを特徴とする請求項1
に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
2. A gap between the exhaust-side slope of the piston crown and the cylinder head is provided within a range in which fuel injected into the cavity does not overflow from the cavity and flow into the exhaust side. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the gap is larger than a gap with the head.
In-cylinder direct-injection spark ignition engine according to item 1.
【請求項3】前記ピストン冠面の排気側斜面とシリンダ
ヘッドとの隙間は、燃料噴霧の上端が前記キャビティに
到達したときのピストン位置において、前記キャビティ
の排気側上端と燃料噴射点と結ぶ直線と水平面とのなす
角度が、燃料噴霧の上端と水平面とのなす角よりも小さ
くなるように設定されることを特徴とする請求項2に記
載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
3. A gap between the exhaust side slope of the piston crown surface and the cylinder head is formed by a straight line connecting the upper end of the exhaust side of the cavity and the fuel injection point at the piston position when the upper end of the fuel spray reaches the cavity. 3. An in-cylinder direct injection spark ignition engine according to claim 2, wherein an angle formed between the fuel spray and the horizontal plane is set to be smaller than an angle formed between the upper end of the fuel spray and the horizontal plane.
【請求項4】前記ピストン冠面の排気側斜面とシリンダ
ヘッドとの隙間は、次式、 α<θ−γ/2 但し、α:燃料噴霧の上端がキャビティに到達したとき
のピストン位置において、キャビティの排気側上端と燃
料噴射点と結ぶ直線と水平面とのなす角度 θ:燃料噴射弁の取付角 γ:燃料噴射弁の噴霧角 を満たすように設定されることを特徴とする請求項2に
記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
4. The clearance between the exhaust side slope of the piston crown surface and the cylinder head is represented by the following equation: α <θ−γ / 2, where α: piston position when the upper end of the fuel spray reaches the cavity. The angle formed between a horizontal plane and a straight line connecting the upper end of the cavity on the exhaust side to the fuel injection point and the horizontal plane are set so as to satisfy: θ: mounting angle of the fuel injection valve γ: spray angle of the fuel injection valve. An in-cylinder direct injection spark ignition engine as described in the above.
【請求項5】前記ピストン冠面の排気側斜面とシリンダ
ヘッドとの隙間は、前記キャビティの排気側側面高さが
吸気側側面高さよりも高くなるように設定されることを
特徴とする請求項2に記載の筒内直接噴射式火花点火エ
ンジン。
5. The clearance between the exhaust-side slope of the piston crown and the cylinder head is set such that the height of the exhaust-side surface of the cavity is higher than the height of the intake-side surface. 3. The in-cylinder direct injection spark ignition engine according to 2.
【請求項6】燃料噴射弁から筒内に直接噴射された燃料
を、筒内ガス流動を利用して点火プラグ近傍に集めて着
火可能とし、全体として希薄空燃比で燃焼を行う筒内直
接噴射式火花点火エンジンにおいて、ピストン冠面の排
気側斜面に凹部を設けたことを特徴とする筒内直接噴射
式火花点火エンジン。
6. In-cylinder direct injection in which fuel directly injected from a fuel injection valve into a cylinder is collected near an ignition plug by utilizing in-cylinder gas flow and ignitable, and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole. An in-cylinder direct injection type spark ignition engine, characterized in that a recess is provided on the exhaust side slope of the piston crown surface.
【請求項7】前記ピストン冠面の排気側斜面に凹部を設
けたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに
記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
7. An in-cylinder direct injection spark ignition engine according to claim 1, wherein a concave portion is provided on an exhaust-side slope of said piston crown surface.
【請求項8】前記凹部は排気側端部からピストン周方向
に延びるように形成されることを特徴とする請求項6ま
たは7に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
8. The in-cylinder direct injection spark ignition engine according to claim 6, wherein the recess is formed so as to extend in a circumferential direction of the piston from an end on the exhaust side.
【請求項9】前記エンジンは筒内に生成されたタンブル
流を利用して噴射された燃料を点火プラグ近傍へ導き成
層燃焼を行う方式の筒内直接噴射式火花点火エンジンで
あり、 前記凹部はキャビティの排気側上端部と連通しているこ
とを特徴とする請求項6から8のいずれか一つに記載の
筒内直接噴射式火花点火エンジン。
9. An in-cylinder direct injection spark ignition engine of a type in which fuel injected by utilizing a tumble flow generated in a cylinder is guided to a vicinity of an ignition plug to perform stratified combustion, and wherein the recess is provided. The in-cylinder direct injection spark ignition engine according to any one of claims 6 to 8, wherein the in-cylinder direct injection type spark ignition engine communicates with an upper end portion on the exhaust side of the cavity.
【請求項10】燃料噴射弁から筒内に直接噴射された燃
料を、筒内ガス流動を利用して点火プラグ近傍に集めて
着火可能とし、全体として希薄空燃比で燃焼を行う筒内
直接噴射式火花点火エンジンにおいて、 前記ピストン冠面の排気側斜面に、排気側から吸気側に
向かう中心線から外側に向けて低くなるような傾斜をさ
らに持たせたことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火
エンジン。
10. In-cylinder direct injection in which fuel directly injected from a fuel injection valve into a cylinder is collected near an ignition plug by using in-cylinder gas flow and ignitable, and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole. An in-cylinder direct-injection engine, wherein the exhaust-side slope of the piston crown is further provided with a slope that becomes lower outward from a center line from the exhaust side toward the intake side. Spark ignition engine.
【請求項11】ピストン冠面の排気側斜面に、排気側か
ら吸気側に向かう中心線から外側に向かうほど低くなる
ような傾斜をさらに持たせたことを特徴とする請求項1
から5のいずれか一つに記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジン。
11. The exhaust-side slope of the piston crown is further provided with a slope which becomes lower from the center line from the exhaust side to the intake side toward the outside.
6. The in-cylinder direct injection spark ignition engine according to any one of claims 1 to 5.
【請求項12】ピストン冠面の頂部を傾斜させ、外側に
行くほど低くなるように構成したことを特徴とする請求
項10または11に記載の筒内直接噴射式火花点火エン
ジン。
12. The in-cylinder direct injection spark ignition engine according to claim 10, wherein the top of the crown surface of the piston is inclined so as to become lower toward the outside.
【請求項13】燃料噴射弁から筒内に直接噴射された燃
料を、筒内ガス流動を利用して点火プラグ近傍に集めて
着火可能とし、全体として希薄空燃比で燃焼を行う筒内
直接噴射式火花点火エンジンにおいて、 前記エンジンは筒内に生成されたスワール流とピストン
冠面に凹設されたキャビティの形状を利用して噴射され
た燃料を点火プラグ近傍に導き成層燃焼を行う方式の筒
内直接噴射式火花点火エンジンであり、 前記ピストン冠面の排気側斜面に、スワール流の方向に
進むにつれ低くなるような傾斜をさらに持たせたことを
特徴とする筒内直接噴射式火花点火エンジン。
13. In-cylinder direct injection in which fuel directly injected from a fuel injection valve into a cylinder is collected near an ignition plug by using in-cylinder gas flow and ignitable, and combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole. In the spark ignition engine, the engine uses a swirl flow generated in the cylinder and a shape of a cavity recessed in a piston crown surface to guide fuel injected near the ignition plug to perform stratified combustion. An in-cylinder direct injection spark ignition engine, characterized in that the exhaust-side slope of the piston crown surface is further provided with a slope that becomes lower as it proceeds in the direction of swirl flow. .
【請求項14】前記エンジンは筒内に生成されたタンブ
ル流を利用して噴射された燃料を点火プラグ近傍へ導き
成層燃焼を行う方式の筒内直接噴射式火花点火エンジン
であり、 前記ピストン冠面の排気側斜面にキャビティに通じる溝
を設けたことを特徴とする請求項1に記載の筒内直接噴
射式火花点火エンジン。
14. An in-cylinder direct injection spark ignition engine of a type in which fuel injected by utilizing a tumble flow generated in a cylinder is guided to a vicinity of an ignition plug to perform stratified combustion. The in-cylinder direct injection spark ignition engine according to claim 1, wherein a groove communicating with the cavity is provided on an exhaust-side slope of the surface.
【請求項15】前記溝は排気側から吸気側へ向かう中心
線に対して両側に設けられることを特徴とする請求項1
4に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
15. The groove according to claim 1, wherein said groove is provided on both sides of a center line from the exhaust side to the intake side.
5. A direct injection type spark ignition engine according to item 4.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6705275B2 (en) 2001-01-05 2004-03-16 Nissan Motor Co., Ltd. Incylinder direct injection spark ignition engine
US7231901B2 (en) * 2005-04-11 2007-06-19 Hitachi, Ltd. Direct-injection engine, method of controlling the same, piston used in the same and fuel injection valve used in the same
JP2007192186A (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine and its piston
JP2007192187A (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine and its piston
US7325525B2 (en) 2005-03-18 2008-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piston for internal combustion engine
JP2020084792A (en) * 2018-11-16 2020-06-04 マツダ株式会社 Combustion chamber structure for engine

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6705275B2 (en) 2001-01-05 2004-03-16 Nissan Motor Co., Ltd. Incylinder direct injection spark ignition engine
US7325525B2 (en) 2005-03-18 2008-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piston for internal combustion engine
DE102006012418B4 (en) * 2005-03-18 2014-08-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing a piston for internal combustion engine, piston and internal combustion engine having this piston
US7231901B2 (en) * 2005-04-11 2007-06-19 Hitachi, Ltd. Direct-injection engine, method of controlling the same, piston used in the same and fuel injection valve used in the same
US7464687B2 (en) * 2005-04-11 2008-12-16 Hitachi, Ltd. Direct-injection engine, method of controlling the same, piston used in the same and fuel injection valve used in the same
JP2007192186A (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine and its piston
JP2007192187A (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine and its piston
JP2020084792A (en) * 2018-11-16 2020-06-04 マツダ株式会社 Combustion chamber structure for engine
JP7196553B2 (en) 2018-11-16 2022-12-27 マツダ株式会社 engine combustion chamber structure

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