JP2000008943A - 筒内噴射式エンジン - Google Patents

筒内噴射式エンジン

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JP2000008943A
JP2000008943A JP10180463A JP18046398A JP2000008943A JP 2000008943 A JP2000008943 A JP 2000008943A JP 10180463 A JP10180463 A JP 10180463A JP 18046398 A JP18046398 A JP 18046398A JP 2000008943 A JP2000008943 A JP 2000008943A
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JP
Japan
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cylinder
injector
injection engine
fuel
present
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JP10180463A
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English (en)
Inventor
Kenji Mori
建二 森
Naoki Tsuchida
直樹 土田
Hiroyuki Tsujiku
広幸 都竹
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE69924432T priority patent/DE69924432T2/de
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Priority to US09/340,339 priority patent/US20010003281A1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/242Arrangement of spark plugs or injectors
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合気の均一な燃焼を実現して高出力、低燃
費及び排ガス特性の改善を図ることができる筒内噴射式
エンジンを提供すること。 【構成】 シリンダヘッド2にインジェクタ21と点火
プラグ22を取り付け、前記インジェクタ21からシリ
ンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジン1にお
いて、前記インジェクタ21を各気筒のボア中心部に配
置するとともに、該インジェクタ21を挟んで2つの点
火プラグ22をカム軸方向に配置する。本発明によれ
ば、インジェクタ21から燃料が燃焼室Sの中央部に向
かって噴射されるセンターインジェクション方式が採用
されるとともに、カム軸方向に配された2つの点火プラ
グ22によって混合気が着火燃焼されるため、燃焼室S
での混合気の燃焼が均一に行われ、高出力、低燃費及び
排ガス特性の改善が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダヘッド取
り付けられたインジェクタからシリンダ内に燃料を直接
噴射する筒内噴射式エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】シリンダヘッドに取り付けられたインジ
ェクタからシリンダに燃料を直接噴射する筒内噴射式エ
ンジンは、高出力、低燃費及び排ガス特性の改善等を実
現することができる等のメリットを有するが、これらの
メリットを効果的に発揮するには燃焼室において混合気
の均一な燃焼が行われることが前提となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、筒内噴射式
エンジンにおいて燃焼室での混合気の均一な燃焼の実現
にはインジェクタと点火プラグの配置が1つの重要な因
子になり得るものと考えられる。
【0004】本発明は上記観点に基づいてなされたもの
で、その目的とする処は、混合気の均一な燃焼を実現し
て高出力、低燃費及び排ガス特性の改善を図ることがで
きる筒内噴射式エンジンを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、シリンダヘッドにインジェ
クタと点火プラグを取り付け、前記インジェクタからシ
リンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンにお
いて、前記インジェクタを各気筒のボア中心部に配置す
るとともに、該インジェクタを挟んで2つの点火プラグ
をカム軸方向に配置したことを特徴とする。
【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記インジェクタと点火プラグをこれらを
各々被冠するパイプ材を介してウォータジャケットに臨
ませたことを特徴とする。
【0007】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、前記点火プラグをシリンダ軸心に対
してカム軸方向に傾斜させて取り付けたことを特徴とす
る。
【0008】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の発明において、筒内噴射式エンジンは前記シリ
ンダヘッドに3つの吸気弁と2つの排気弁を備えるもの
としたことを特徴とする。
【0009】請求項5記載の発明は、請求項1〜3又は
4記載の発明において、ピストンの頂面をフラット面又
は凸面としたことを特徴とする。
【0010】従って、本発明によれば、インジェクタか
ら燃料が燃焼室の中央部に向かって噴射されるセンター
インジェクション方式が採用されるとともに、カム軸方
向に配された2つの点火プラグによって混合気が着火燃
焼されるため、燃焼室での混合気の燃焼が均一に行わ
れ、高出力、低燃費及び排ガス特性の改善が図られる。
【0011】又、センターインジェクション方式を採用
すると、シリンダ壁への燃料の付着が抑えられるために
HC排出量が小さく抑えられ、これによっても排ガス特
性の改善が図られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0013】図1及び図2は本発明に係る筒内噴射式エ
ンジン要部の縦断面図、図3は同筒内噴射式エンジンの
シリンダヘッドの縦断面図、図4は同シリンダヘッドの
底面図である。
【0014】本実施の形態に係る筒内噴射式エンジン1
は4サイクル5バルブエンジンであって、図4に示すよ
うに、シリンダヘッド2には3つの吸気弁3と2つの排
気弁4が備えられている。
【0015】又、図1及び図2に示すように、上記シリ
ンダヘッド2はシリンダブロック5の上部に被着されて
おり、シリンダブロック5に設けられたシリンダ6には
ピストン7が上下摺動自在に嵌挿されている。尚、ピス
トン7はコンロッド8を介してクランク軸9に連結され
ている。
【0016】又、図1に示すように、上記シリンダヘッ
ド2には吸気通路10と排気通路11が形成されてお
り、これらの吸気通路10と排気通路11が燃焼室Sに
開口する吸気ポートと排気ポートは前記吸気弁3と排気
弁4によってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて燃
焼室Sにおいて所要のガス交換がなされる。
【0017】即ち、上記吸気弁3と排気弁4は、シリン
ダヘッド2に圧入されたバルブガイド12,13にそれ
ぞれ摺動自在に挿通保持されるとともに、バルブスプリ
ング14,15によって閉じ側に付勢され、バルブリフ
タ16,17を介して吸気カム18aと排気カム19a
にそれぞれ当接されている。
【0018】上記吸気カム18aと排気カム19aは吸
気カム軸18、排気カム軸19にそれぞれ一体に形成さ
れており、エンジン動力の一部で吸気カム軸18と排気
カム軸19が回転駆動されることによって吸気弁3と排
気弁4がそれぞれ適当なタイミングで開閉され、これに
よって前述のように燃焼室Sにおいて所要のガス交換が
なされる。
【0019】ところで、シリンダヘッド2の上部はヘッ
ドカバー20が被着されており、同シリンダヘッド2の
ボア中心部(シリンダブロック5のシリンダボアの軸中
心部)には図2及び図3に示すようにインジェクタ21
が配置されている。そして、シリンタヘッド2には2つ
の点火プラグ22が前記インジェクタ21を挟んでカム
軸方向(図3の左右方向)に配置されている。ここで、
2つの点火プラグ22は図4に示すようにインジェクタ
21に対して排気側にオフセットして配置されており、
これらは図3に示すように上方に向かって若干開くよう
にシリンダ軸心に対してカム軸方向に傾斜して放射状に
取り付けられている。
【0020】又、図3に示すように、インジェクタ21
と点火プラグ22はこれらを各々被冠するパイプ材2
5,26を介してウォータジャケット23に臨んでい
る。
【0021】以上において、当該筒内噴射式エンジン1
においては、インジェクタ21によって適当なタイミン
グで燃料が燃焼室Sの中心部に向かって直接噴射されて
シリンダ6内の新気と混合され、シリンダ6内には所定
の空燃比の混合気が形成される。そして、混合気はシリ
ンダ6内でピストン7によって圧縮された後に2つの点
火プラグ22によって着火燃焼され、この混合気の燃焼
によって発生した燃焼熱の一部が機械的動力に変換さ
れ、同時に発生した排気ガスは排気行程において排気弁
4が開くと排気通路11へと排出される。
【0022】以上のように、本実施の形態に係る筒内噴
射式エンジン1においては、インジェクタ21から燃料
が燃焼室Sの中央部に向かって噴射される所謂センター
インジェクション方式が採用されるとともに、カム軸方
向に配された2つの点火プラグ22によって混合気が着
火燃焼されるため、燃焼室Sでの混合気の燃焼が均一に
行われ、その結果、高出力、低燃費及び排ガス特性の改
善が図られる。
【0023】又、センターインジェクション方式を採用
すると、シリンダ6の壁面への燃料の付着が抑えられる
ためにHC排出量が小さく抑えられ、これによっても排
ガス特性の改善が図られる。
【0024】ところで、本実施の形態に係る筒内噴射エ
ンジン1は成層燃焼方式を採用しないため、図1及び図
2に示すようにピストン7の頂部を凸面としたり、或は
フラット面とすることができ、該ピストン7の成形が容
易化する。
【0025】又、図3に示すように、インジェクタ21
と2つの点火プラグ22がパイプ材25,26を介して
ウォータジャケット23に臨んでいるため、インジェク
タ21と点火プラグ22はウォータジャケット23を流
れる冷却水によって効率良く冷却される。
【0026】ここで、混合気の撹拌を促すためのスキッ
シュエリアを設けた場合の燃焼室Sの形状を図5に示
す。尚、図5において、2はシリンダヘッド、21はイ
ンジェクタ、22は点火プラグである。
【0027】又、本実施の形態に係る筒内噴射式エンジ
ン1における燃料噴射(インジェクション)及び点火タ
イミングを図6に示す。尚、図6において、TDCは上
死点、BDCは下死点をそれぞれ示す。
【0028】尚、以上は本発明を特に5バルブエンジン
に対して適用した例について述べたが、本発明は他の任
意の筒内噴射式エンジンに対しても同様に適用可能であ
ることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、インジェクタから燃料が燃焼室の中央部に向か
って噴射されるセンターインジェクション方式が採用さ
れるとともに、カム軸方向に配された2つの点火プラグ
によって混合気が着火燃焼されるため、燃焼室での混合
気の燃焼が均一に行われ、高出力、低燃費及び排ガス特
性の改善が図られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る筒内噴射式エンジン要部の縦断面
図である。
【図2】本発明に係る筒内噴射式エンジン要部の縦断面
図である。
【図3】本発明に係る筒内噴射式エンジンのシリンダヘ
ッドの縦断面図である。
【図4】本発明に係る筒内噴射式エンジンのシリンダヘ
ッドの底面図である。
【図5】本発明に係る筒内噴射エンジンにスキッシュエ
リアを設けた場合の燃焼室形状を示す部分断面図であ
る。
【図6】本発明に係る筒内噴射式エンジンにおける燃料
噴射及び点火タイミングを示す図である。
【符号の説明】
1 筒内噴射式エンジン 2 シリンダヘッド 3 吸気弁 4 排気弁 6 シリンダ 7 ピストン 18 吸気カム軸 19 排気カム軸 21 インジェクタ 22 点火プラグ 23 ウォータジャケット 25,26 パイプ材 S 燃焼室
───────────────────────────────────────────────────── 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) F02P 15/02 F02P 15/02 (72)発明者 都竹 広幸 静岡県磐田市新貝2500番地ヤマハ発動機株 式会社内 Fターム(参考) 3G016 AA02 AA08 AA12 BA04 BA06 BA28 CA06 CA40 CA45 3G019 AA09 KA11 KA21 KA22 3G024 AA04 CA05 DA01 DA07 DA10 DA17 FA14 3G066 AA02 AB02 AD12 BA02 BA16 BA17 BA26 BA66 CC34 CD04 3G301 HA01 HA04 JA01 JA02 JA26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッドにインジェクタと点火プ
    ラグを取り付け、前記インジェクタからシリンダ内に燃
    料を直接噴射する筒内噴射式エンジンにおいて、 前記インジェクタを各気筒のボア中心部に配置するとと
    もに、該インジェクタを挟んで2つの点火プラグをカム
    軸方向に配置したことを特徴とする筒内噴射式エンジ
    ン。
  2. 【請求項2】 前記インジェクタと点火プラグをこれら
    を各々被冠するパイプ材を介してウォータジャケットに
    臨ませたことを特徴とする請求項1記載の筒内噴射式エ
    ンジン。
  3. 【請求項3】 前記点火プラグをシリンダ軸心に対して
    カム軸方向に傾斜させて取り付けたことを特徴とする請
    求項1又は2記載の筒内噴射式エンジン。
  4. 【請求項4】 前記シリンダヘッドに3つの吸気弁と2
    つの排気弁を備えることを特徴とする請求項1,2又は
    3記載の筒内噴射式エンジン。
  5. 【請求項5】 ピストンの頂面をフラット面又は凸面と
    したことを特徴とする請求項1〜3又は4記載の筒内噴
    射式エンジン。
JP10180463A 1998-06-26 1998-06-26 筒内噴射式エンジン Pending JP2000008943A (ja)

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DE69924432T DE69924432T2 (de) 1998-06-26 1999-06-25 Brennkraftmaschine
EP99112276A EP0967370B1 (en) 1998-06-26 1999-06-25 Internal combustion engine
US09/340,339 US20010003281A1 (en) 1998-06-26 1999-06-25 Combustion chamber for direct injection engine

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017180333A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 ダイハツ工業株式会社 直噴式内燃機関

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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