JP2000045781A - Cylinder injection type engine - Google Patents

Cylinder injection type engine

Info

Publication number
JP2000045781A
JP2000045781A JP10214396A JP21439698A JP2000045781A JP 2000045781 A JP2000045781 A JP 2000045781A JP 10214396 A JP10214396 A JP 10214396A JP 21439698 A JP21439698 A JP 21439698A JP 2000045781 A JP2000045781 A JP 2000045781A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
swirl
cylinder
valve
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10214396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiji Nogi
利治 野木
Takuya Shiraishi
拓也 白石
Yoko Nakayama
容子 中山
Noboru Tokuyasu
徳安  昇
Minoru Osuga
大須賀  稔
Yoshihiro Sukegawa
義寛 助川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10214396A priority Critical patent/JP2000045781A/en
Publication of JP2000045781A publication Critical patent/JP2000045781A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the super-lean burn, to widen a range of an operable air/ fuel ratio to improve the fuel consumption and to reduce the exhaust by enabling the stratified burining even by a flat piston in a cylinder injection engine. SOLUTION: In a cylinder fuel injection-type engine comprising an injector 1 for directly injecting the fuel into a combustion chamber 13 formed between a cylinder head and a piston and an ignition plug 2 mounted on the cylinder head, a swirl forming means for forming the air current of lateral swirl revolving around a cylinder axis in a combustion chamber 13 in the intake stroke in a lean-burn combustion mode with the distribution of the swirl strength in the cylinder axial direction satisfying that the swirl strength at the ignition plug 2 side is higher than that at the piston 6 side.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグを有す
るエンジンのシリンダ(気筒)内に燃料を直接噴射する
筒内噴射式エンジンに係り、さらに詳細には、低負荷運
転域において超リーンバーン(超希薄混合気燃焼)を実
現する成層燃焼技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cylinder injection engine for directly injecting fuel into a cylinder (cylinder) of an engine having an ignition plug, and more particularly, to a super-lean burn in a low load operation range. The present invention relates to a stratified combustion technique for realizing ultra-lean mixture combustion.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、点火プラグを有するガソリンエン
ジンにおいて、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内噴射式
エンジンが実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a gasoline engine having a spark plug, a direct injection engine for directly injecting fuel into a combustion chamber has been put to practical use.

【0003】筒内噴射式エンジンでは、混合気の均質燃
焼(均一燃焼)を意図する場合には、混合気の均質化を
図るために、燃焼室内(シリンダ内)に吸入される空気
にタンブル(縦スワール)を形成する方式が知られてい
る。
[0003] In a direct injection type engine, when homogeneous combustion (uniform combustion) of an air-fuel mixture is intended, in order to homogenize the air-fuel mixture, the air taken into a combustion chamber (in a cylinder) is tumbled ( A method of forming a vertical swirl is known.

【0004】また、低負荷運転域ではリーンバーンを実
現させるために、点火プラグ周辺の混合気だけを局部的
に濃くしていわゆる成層燃焼を行なう手法が公知であ
る。
[0004] In order to realize lean burn in a low-load operation range, there is known a method of performing so-called stratified combustion by locally enriching only the air-fuel mixture around the spark plug.

【0005】例えば、特開平8−35429号公報に開
示される筒内噴射式エンジンでは、ピストンの上面にキ
ャビテイ(凹み)を設けて、燃料噴霧をキャビテイ内に
閉じこめることにより、点火プラグ周囲の混合気を濃く
し、シリンダ内全体がリーンな混合気であっても、着火
性を確保している。
For example, in a direct injection engine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-35429, a cavity (recess) is provided on an upper surface of a piston, and fuel spray is confined in the cavity, thereby mixing fuel around the spark plug. The ignitability is ensured even when the mixture is lean and the entire cylinder is lean.

【0006】図2に従来提案されたキャビテイ付きピス
トンを用いた燃焼形態を示す。図2において、1はイン
ジェクタ(燃料噴射弁)、2は点火プラグ、3は燃料噴
霧、3′は燃料と空気との混合気、6はピストン、6a
はキャビテイ、7はエンジンのシリンダ(ここでは複数
シリンダのうちの一つを取り上げている)、13は燃焼
室、14はシリンダヘッド、16は吸気弁、17は排気
弁である。
FIG. 2 shows a combustion mode using a conventionally provided piston with a cavity. In FIG. 2, 1 is an injector (fuel injection valve), 2 is a spark plug, 3 is fuel spray, 3 'is a mixture of fuel and air, 6 is a piston, 6a
Is a cavity, 7 is an engine cylinder (one of a plurality of cylinders is taken here), 13 is a combustion chamber, 14 is a cylinder head, 16 is an intake valve, and 17 is an exhaust valve.

【0007】図2の(a)は、低負荷運転時に実行され
るリーンバーンモードの燃料噴射状態を示しており、圧
縮行程時にピストン6の上死点に至る前に燃料をキャビ
テイ6aに向けて噴射することで、燃料噴霧3をキャビ
テイ6aに閉じこめ、点火プラグ2周囲に燃料を集める
ことができる。図2の(b)は、中,高負荷運転時に実
行されるストイキ(理想空燃比14.7)の燃焼モード
の燃料噴射状態を示しており、燃料を吸気行程時に噴射
することで空気と燃料の混合時間を長くし、また、タン
ブル(縦スワール)の空気流により燃料と空気の混合を
促進させている。
FIG. 2 (a) shows a fuel injection state in a lean burn mode executed during a low load operation, in which the fuel is directed toward the cavity 6a before reaching the top dead center of the piston 6 during the compression stroke. By the injection, the fuel spray 3 is confined in the cavity 6a, and the fuel can be collected around the ignition plug 2. FIG. 2B shows a fuel injection state in a stoichiometric (ideal air-fuel ratio 14.7) combustion mode executed at the time of medium and high load operation, and the air and fuel are injected by injecting the fuel during the intake stroke. The mixing time is increased, and the mixing of fuel and air is promoted by the tumble (vertical swirl) airflow.

【0008】上記のようにピストンにキャビテイを設け
るとピストンの表面積が増加し、熱損失が大きくなり、
これが燃費向上の妨げの原因となっている。また、全開
運転(高負荷)等のようにシリンダ内に均質な混合気を
形成する場合(均質燃焼モード)に、キャビテイ内に燃
料の過濃な部分が生じ、またタンブル空気流が乱されて
混合気の均質化を妨げることが考えられる。高負荷運転
時の混合気が均質化されない場合には、すす、出力低下
の要因となる。
[0008] When the cavity is provided in the piston as described above, the surface area of the piston increases, and heat loss increases.
This is a cause of hindering improvement in fuel efficiency. Further, when a homogeneous mixture is formed in the cylinder (homogeneous combustion mode) as in the case of a full-open operation (high load), an excessive portion of fuel is generated in the cavity, and the tumble air flow is disturbed. It is conceivable to prevent homogenization of the mixture. If the mixture is not homogenized during high-load operation, it causes soot and output reduction.

【0009】図3に頂面をフラットにしたピストンを使
用したときのシリンダ内の空気流動の様子を示す。キャ
ビテイを設けていないので、シリンダ内にタンブル空気
流が形成され、空気と燃料の混合が促進されるので、高
負荷運転の時にはキャビテイ付きピストンに較べて燃
費,出力の面で有利と考えられる。
FIG. 3 shows a state of air flow in a cylinder when a piston having a flat top surface is used. Since no cavities are provided, a tumble airflow is formed in the cylinder, and the mixing of air and fuel is promoted. Therefore, it is considered that fuel consumption and output are advantageous as compared with the piston with cavities during high load operation.

【0010】図4に、キャビテイ付きピストンとフラッ
トピストンとを比較したエンジントルクを示す。キャビ
テイ付きピストンに比べて、フラットピストンの方がト
ルクの向上を図ることができる。
FIG. 4 shows the engine torque of a piston with cavities and a flat piston. A flat piston can improve torque compared to a piston with cavities.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにフラット
ピストンでは、均質燃焼時の出力,燃費の面でキャビテ
イ付きピストンに較べて有利であり、また、キャビテイ
付きピストンに比べて、表面積が少なく熱損失が少ない
利点がある。
As described above, the flat piston is more advantageous than the piston with the cavity in terms of the output and the fuel consumption during homogeneous combustion, and has a smaller surface area than the piston with the cavity. It has the advantage of less loss.

【0012】しかし、点火プラグ周囲に燃料を集めるこ
とが困難で、リーン空燃比を大きくできないので、ポン
ピング損失が少なくならない。そのため、低負荷運転時
の燃費低減効果が少ない。フラットピストンで成層燃焼
を実現できれば、燃費を大幅に低減でき、また、多くの
EGR(燃焼ガス)をかけることができるので、燃費、
NOxの低減を図ることができる。
However, it is difficult to collect fuel around the spark plug and the lean air-fuel ratio cannot be increased, so that the pumping loss is not reduced. Therefore, the effect of reducing fuel consumption during low load operation is small. If stratified combustion can be realized with a flat piston, fuel efficiency can be greatly reduced and a large amount of EGR (combustion gas) can be applied.
NOx can be reduced.

【0013】本発明は、以上の点に鑑みてなされ、その
目的は、フラットピストンでも成層燃焼を可能にするこ
とで超リーンバーンを実現し、運転可能な空燃比を広域
なものにする筒内噴射式エンジンを実現させることにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to realize a super-lean burn by enabling stratified combustion even with a flat piston, and to achieve a wide range of operable air-fuel ratio in a cylinder. It is to realize an injection engine.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には、シリンダヘッドとピストン
との間に形成される燃焼室内に燃料を直接噴射するイン
ジェクタと、シリンダヘッドに配置される点火プラグと
を備えた筒内噴射式エンジンにおいて、希薄混合気燃焼
モードにおける吸気行程時の燃焼室内にシリンダ軸線の
周りを旋回する横スワールの空気流を、点火プラグ側の
スワール強度がピストン側よりも大きくなるようなシリ
ンダ軸方向のスワール強度分布を伴って形成するスワー
ル形成手段を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention basically provides an injector for directly injecting fuel into a combustion chamber formed between a cylinder head and a piston, and a cylinder head. In a direct injection type engine equipped with a spark plug arranged in a lean air-fuel mixture combustion mode, a swirl air flow swirling around a cylinder axis is introduced into a combustion chamber during an intake stroke in a lean mixture combustion mode, and a swirl strength on a spark plug side. Is provided with a swirl forming means for forming a swirl intensity distribution in the cylinder axis direction such that the swirl distribution is larger than the piston side.

【0015】上記構成によれば、低負荷運転(リーンバ
ーン)時には、燃料噴射に先立ってスワール形成手段が
吸気行程時に燃焼室内(シリンダ内)に横スワールをシ
リンダ軸方向の圧力分布(点火プラグ側のスワール強度
が大きく、ピストン側のスワール強度が小さい圧力分
布)を伴って形成するので、燃焼室中心に軸方向の圧力
差が生じ(スワール強度が大きい方のスワール内圧力が
スワール強度の小さい方のスワール内圧力よりも低圧領
域となる)、その圧力差により点火プラグ付近に燃料が
搬送され、燃料噴霧を点火プラグ側に集中させ、成層燃
焼形態を実現することができる。
According to the above configuration, during low load operation (lean burn), prior to fuel injection, the swirl forming means applies lateral swirl into the combustion chamber (in the cylinder) during the intake stroke in the cylinder axial pressure distribution (ignition on the spark plug side). With a high swirl strength and a pressure distribution with a small swirl strength on the piston side, so that an axial pressure difference occurs at the center of the combustion chamber (the swirl pressure of the larger swirl strength is smaller than that of the lower swirl strength). The fuel pressure is conveyed to the vicinity of the spark plug due to the pressure difference, and the fuel spray is concentrated on the spark plug side to realize a stratified combustion mode.

【0016】したがって、フラットピストンにおいて
も、低負荷時のリーン空燃比での安定した燃焼を実現
し、燃費の大幅低減を図り、しかも、20%以上のEG
Rを付加することを可能とする。その結果、排気特にN
Oxの低減を図ることができる。
Therefore, even in a flat piston, stable combustion at a lean air-fuel ratio at a low load is realized, and the fuel consumption is greatly reduced.
R can be added. As a result, exhaust gas, especially N
Ox can be reduced.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づき説
明する。なお、各図の同一符号は同一或いは共通する要
素を示す。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same or common elements.

【0018】図1は本発明の第1実施例に係る説明図
で、図1の(a)はその要部である点火式ガソリンエン
ジンのシリンダ(一つだけを取り出して示している)と
スワール形成用の弁8及び二次吸気通路11aとの配置
関係を示す平面図、(b)は本実施例に係るエンジンシ
ステムを正面からみた構成図である。
FIG. 1 is an explanatory view according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a main part of the ignition type gasoline engine cylinder (only one is taken out) and a swirl. FIG. 2B is a plan view showing the arrangement relationship between the forming valve 8 and the secondary intake passage 11a, and FIG. 2B is a configuration diagram of the engine system according to the embodiment as viewed from the front.

【0019】シリンダヘッド14には、2つの吸気弁1
6a,16b(16a,16bをまとめて表現する場合
は符号16とする)と排気弁17a,17b(17a,
17bをまとめて表現する場合は符号17とする)が設
けられ、その中心に燃焼室13を臨むようにして点火プ
ラグ2が配置されている。吸気管11の吸気ポートは、
2つの吸気弁16a,16bに対応して仕切壁110に
よって2つに分けられ、その吸気ポートの一つを符号1
1−1で示し、もう一つを符号11−2で示す。
The cylinder head 14 has two intake valves 1
6a and 16b (when collectively expressing 16a and 16b, the reference numeral 16) and exhaust valves 17a and 17b (17a and 17b)
17b is collectively represented by reference numeral 17), and the ignition plug 2 is arranged so as to face the combustion chamber 13 at the center thereof. The intake port of the intake pipe 11
The two intake valves 16a and 16b are divided into two by a partition wall 110 corresponding to the two intake valves.
1-1, and the other is indicated by reference numeral 11-2.

【0020】吸気管11の絞り弁10の下流で仕切壁1
10の直ぐ上の上流には、負荷状態に応じた燃焼モード
(リーン,ストイキ)に応じて開閉制御される弁(以
下、分流弁と称する)8が設けられ、また吸気管11の
外壁には分流弁8をバイパスする二次吸気通路11aが
設けられている。この二次吸気通路11aは、2つの吸
気弁のうち一方の吸気弁16bに向いており、そのため
に、二次吸気通路11aの出口が吸気弁16bに対応の
吸気ポート11−1に臨むように設定されている。二次
吸気通路11aは図示のような吸気管の外側に設けた独
立通路の他、吸気管内部に形成することも可能である。
The partition wall 1 downstream of the throttle valve 10 in the intake pipe 11
A valve (hereinafter referred to as a diversion valve) 8 that is opened and closed according to a combustion mode (lean or stoichiometric) according to the load state is provided immediately upstream of the intake pipe 11. A secondary intake passage 11a that bypasses the flow dividing valve 8 is provided. The secondary intake passage 11a is directed to one of the two intake valves 16b, so that the outlet of the secondary intake passage 11a faces the intake port 11-1 corresponding to the intake valve 16b. Is set. The secondary intake passage 11a can be formed inside the intake pipe in addition to the independent passage provided outside the intake pipe as shown in the figure.

【0021】本実施例では、上記した2つの吸気弁16
a,16bと、分流弁8と、二次吸気通路11aによっ
て、後述するスワール形成手段(リーンバーンモードに
おける吸気行程時の燃焼室13内にシリンダ軸線の周り
を旋回する横スワールの空気流を、点火プラグ2側のス
ワール強度がピストン6側よりも大きくなるようなシリ
ンダ軸方向のスワール強度分布を伴って形成するスワー
ル形成手段)を構成する。
In this embodiment, the two intake valves 16 described above are used.
a, 16b, the diverting valve 8, and the secondary intake passage 11a allow a swirl forming means (described later) to transfer a horizontal swirl airflow swirling around the cylinder axis into the combustion chamber 13 during the intake stroke in the lean burn mode. A swirl forming means for forming a swirl intensity distribution in the cylinder axial direction such that the swirl intensity on the spark plug 2 side is greater than that on the piston 6 side).

【0022】図7(a)に、分流弁8の開度を0から1
00%まで変化させた場合に生じる燃焼室13内の吸入
空気の横スワール強度特性を示したものである。
FIG. 7A shows that the opening of the flow dividing valve 8 is changed from 0 to 1.
This graph shows the lateral swirl intensity characteristics of the intake air in the combustion chamber 13 generated when the value is changed to 00%.

【0023】分流弁8の開度が0の場合は全閉状態であ
る。この場合には、吸気管11の二次通路11a,吸気
ポート11−1を介して吸入空気が専ら一方の吸気弁1
6bを介して燃焼室13内に流入するので、空気の流れ
方向がシリンダ7の筒壁に沿った横スワールが発生し、
また、そのスワール強度が最大となる。分流弁8を開く
に従い、主通路11から流れる空気の度合いが大きくな
り、スワール強度が小さくなる。スワール強度は吸気弁
16a,16bを通過する空気流の配分により決まる。
When the opening of the flow dividing valve 8 is 0, it is in a fully closed state. In this case, the intake air is exclusively supplied to one of the intake valves 1 through the secondary passage 11a of the intake pipe 11 and the intake port 11-1.
6b, the air flows into the combustion chamber 13 so that a horizontal swirl occurs in which the air flows along the cylinder wall of the cylinder 7,
Further, the swirl strength is maximized. As the flow dividing valve 8 is opened, the degree of air flowing from the main passage 11 increases, and the swirl strength decreases. The swirl strength is determined by the distribution of the airflow passing through the intake valves 16a and 16b.

【0024】なお、図中、5は絞り弁10の上流に配置
された空気量検出センサ、15は吸気管内圧力センサ、
10Aはスロットルセンサである。絞り弁10の開度
は、図示されないアクセル開度センサからの信号等に基
づきコントローラ12及びスロットルアクチュエータ
(例えばステッピングモータ)9を通して駆動制御され
る。コントローラ12は、スロットルセンサ10A,吸
気管内圧力センサ15の検出信号に基づきエンジンの負
荷を検出し、それに基づきステッピングモータ19を介
して分流弁8が開度制御される。
In the drawing, reference numeral 5 denotes an air amount detection sensor disposed upstream of the throttle valve 10, reference numeral 15 denotes a pressure sensor in the intake pipe,
10A is a throttle sensor. The opening of the throttle valve 10 is drive-controlled through a controller 12 and a throttle actuator (for example, a stepping motor) 9 based on a signal from an accelerator opening sensor (not shown). The controller 12 detects the load of the engine based on the detection signals of the throttle sensor 10A and the intake pipe pressure sensor 15, and controls the opening of the flow dividing valve 8 via the stepping motor 19 based on the detected load.

【0025】吸入空気は、吸気管11における空気流量
検出センサ5,絞り弁10,吸気弁16を通ってエンジ
ンの燃焼室13へ吸入される。
The intake air passes through an air flow detection sensor 5, a throttle valve 10, and an intake valve 16 in an intake pipe 11, and is taken into a combustion chamber 13 of the engine.

【0026】図7(b)に低負荷運転時(リーンバーン
モード)の分流弁8の制御パターン及びその時に燃焼室
13内に生じる横スワールの強度制御パターンを示す。
FIG. 7B shows a control pattern of the flow dividing valve 8 during a low load operation (lean burn mode) and an intensity control pattern of the lateral swirl generated in the combustion chamber 13 at that time.

【0027】低負荷運転時には、ピストンが吸気上死点
(吸気行程の開始点)の位置にある時には分流弁8の開
度が大きく、吸気行程の進行と共に開度が小さくなって
吸気下死点(吸気行程の終点)の位置近くになると分流
弁8が閉じた状態になる。
During low-load operation, when the piston is at the intake top dead center (start point of the intake stroke), the opening of the shunt valve 8 is large, and the opening decreases with the progress of the intake stroke. Near the position (end point of the intake stroke), the flow dividing valve 8 is closed.

【0028】このような分流弁8の制御を行なうことに
より、リーンバーンモードにおける吸気行程時の燃焼室
13内にシリンダ軸線の周りを旋回する横スワールの空
気流をエンジンの吸気行程の後半にスワール強度が大き
くなるよう形成するスワール形成手段を構築することが
可能になる。また、このようなスワール形成により、燃
焼室13内の横スワールの空気流が点火プラグ側のスワ
ール強度がピストン側よりも大きくなるよう形成される
ことになる。すなわち、先に燃焼室に流入したスワール
強度の弱い空気はピストン付近の流れに影響を及ぼし、
後から流入したスワール強度の強い空気はシリンダヘッ
ド付近(点火プラグ付近)の流れに影響を及ぼす。この
ため、分流弁8の開度を吸気行程の進行に伴い制御する
ことで、シリンダ内に所望の空気流動分布を形成でき
る。
By controlling the flow dividing valve 8 as described above, a horizontal swirl airflow swirling around the cylinder axis is introduced into the combustion chamber 13 during the intake stroke in the lean burn mode in the latter half of the intake stroke of the engine. It is possible to construct a swirl forming means for forming the swirl so as to increase the strength. Further, by such a swirl formation, the air flow of the lateral swirl in the combustion chamber 13 is formed such that the swirl strength on the spark plug side is larger than that on the piston side. That is, the air with low swirl strength that has flowed into the combustion chamber first affects the flow near the piston,
The swirl-strength air that has flowed in later affects the flow near the cylinder head (near the spark plug). Therefore, by controlling the opening of the flow dividing valve 8 as the intake stroke progresses, a desired air flow distribution can be formed in the cylinder.

【0029】図6に本実施例における燃焼室内の混合気
の成層化の原理を示す。
FIG. 6 shows the principle of stratification of the air-fuel mixture in the combustion chamber in this embodiment.

【0030】上記したようにシリンダ(燃焼室)13内
の空気の横スワールの強度分布をピストン6から点火プ
ラグ2方向に向け強くすることで〔図6(a)参照〕、
スワール強度が強いほど、遠心力によって空気がシリン
ダの内壁に押し付けられる。そのため、スワール中心の
点火プラグ2付近の圧力が低くなる。図6(b)にこの
時のシリンダ軸方向における横スワールの強度特性を示
す。ピストン6から点火プラグ2方向に向けて低圧とな
る圧力差分布が生じるので、このようなスワール強度分
布形成後にインジェクタ1により燃料を噴射すれば、混
合気(燃料噴霧)3′は点火プラグ方向に向けて搬送さ
れる。圧縮上死点付近で点火をするので、圧縮行程の時
に点火プラグ方向に向けてスワール強度が大きくなるよ
うにする必要がある。図6(c)に示すように吸気行程
時のスワール強度の分布と圧縮行程のスワールの分布に
は相関があるので、吸気行程の時のスワール強度を制御
することで、圧縮行程のスワール強度分布を同様に形成
することが可能になる。
As described above, by increasing the intensity distribution of the horizontal swirl of the air in the cylinder (combustion chamber) 13 from the piston 6 toward the spark plug 2 (see FIG. 6A),
The higher the swirl strength, the more the air is pressed against the inner wall of the cylinder by centrifugal force. Therefore, the pressure near the ignition plug 2 at the center of the swirl decreases. FIG. 6B shows the strength characteristics of the lateral swirl in the cylinder axis direction at this time. Since a pressure difference distribution in which the pressure decreases from the piston 6 toward the spark plug 2 is generated, if fuel is injected by the injector 1 after such a swirl intensity distribution is formed, the air-fuel mixture (fuel spray) 3 ′ moves in the spark plug direction. It is conveyed toward. Since ignition occurs near the compression top dead center, it is necessary to increase the swirl strength toward the spark plug during the compression stroke. As shown in FIG. 6C, there is a correlation between the distribution of the swirl intensity during the intake stroke and the distribution of the swirl during the compression stroke. Therefore, the swirl intensity distribution during the compression stroke is controlled by controlling the swirl intensity during the intake stroke. Can be similarly formed.

【0031】図5に上記のようなシリンダ軸方向に横ス
ワール強度分布を形成した後に、圧縮行程時に燃料噴射
を行なった状態を示す。図5(a)は圧縮行程の前半に
インジェクタ1により燃料3を噴射した状態で、図5
(b)は圧縮行程後半の燃料噴霧3′が点火プラグ2付
近に集中している状態を示す。
FIG. 5 shows a state in which fuel injection is performed during the compression stroke after forming the above-described lateral swirl intensity distribution in the cylinder axis direction. FIG. 5A shows a state in which fuel 3 is injected by the injector 1 in the first half of the compression stroke.
(B) shows a state in which the fuel spray 3 ′ in the latter half of the compression stroke is concentrated near the ignition plug 2.

【0032】図5(a),(b)に示すようにシリンダ
内に既述した圧力分布を伴った横スワール空気流動を形
成し、スワール空気により燃料を閉じこめ、点火プラグ
に燃料を集める。この場合、燃料噴霧としては、噴霧速
度を小さくする必要がある。噴霧速度が大きいと噴射さ
れた燃料が対向壁面に衝突しまう。例えば噴射速度を2
5m/s以下又は噴射後4ms後の噴霧の到達距離を6
0mm以下とする。燃料粒径は20ミクロン以下、望ま
しくは10ミクロン以下とする。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), a horizontal swirl air flow with the above-mentioned pressure distribution is formed in the cylinder, the fuel is trapped by the swirl air, and the fuel is collected in the spark plug. In this case, it is necessary to reduce the spray speed as the fuel spray. If the spray speed is high, the injected fuel collides with the opposed wall surface. For example, if the injection speed is 2
Spray distance of 5m / s or less or 4ms after injection
0 mm or less. The fuel particle size is less than 20 microns, preferably less than 10 microns.

【0033】本実施例によれば、フラットピストンでも
成層燃焼を可能にすることで超リーンバーンを実現する
ことで運転可能な空燃比を広域なものにすることがで
き、ひいては、燃費向上,排気浄化を向上させることが
できる。
According to the present embodiment, a stratified charge combustion can be performed even with a flat piston to realize a super-lean burn, so that the operable air-fuel ratio can be widened, thereby improving fuel efficiency and exhaust gas. Purification can be improved.

【0034】また、中,高負荷運転等のストイキ空燃比
モードのように均質燃焼が要求される場合には、分流弁
8が全開制御される。この全開制御により吸気弁16
a,16bには、ほゞ等分の空気量が通り燃焼室13内
には吸気行程時にタンブル空気流が形成される。この吸
気行程時に燃料噴射することで良好に均質化された混合
気が形成され、十分な均質燃焼を実現することができ
る。
Further, when homogeneous combustion is required as in the stoichiometric air-fuel ratio mode such as a medium or high load operation, the flow dividing valve 8 is fully opened. By this full opening control, the intake valve 16
In the combustion chamber 13, a tumble air flow is formed during the intake stroke in which a substantially equal amount of air flows through a and 16 b. By performing fuel injection during this intake stroke, a well-homogenized air-fuel mixture is formed, and sufficient homogeneous combustion can be realized.

【0035】図8に本発明の第2の実施例に係る筒内噴
射式エンジンの構成図を示す。
FIG. 8 shows a configuration diagram of a direct injection engine according to a second embodiment of the present invention.

【0036】本実施例も基本的には、リッチバーンモー
ド(低負荷運転)における吸気行程時の燃焼室13内に
シリンダ軸線の周りを旋回する横スワールの空気流を、
エンジンの吸気行程の後半のスワール強度が吸気行程の
前半よりも大きくなるよう形成することで、第1実施例
同様のスワール強度分布を有する横スワールを形成する
ものであるが、そのスワール形成手段は、次のように構
成される。なお、エンジンはフラットピストン6を使用
する点火式ガソリンエンジンである。シリンダヘッド1
4には、図9に示すようなレイアウトで2つの吸気弁1
6a,16bと、図9には図示してはいないが同様に2
つの排気弁17a,17bが設けられている。
In this embodiment, basically, the swirl airflow swirling around the cylinder axis is introduced into the combustion chamber 13 during the intake stroke in the rich burn mode (low load operation).
By forming the swirl intensity in the latter half of the intake stroke of the engine to be larger than that in the first half of the intake stroke, a horizontal swirl having the same swirl intensity distribution as in the first embodiment is formed. Is configured as follows. The engine is an ignition gasoline engine using a flat piston 6. Cylinder head 1
4 has two intake valves 1 in a layout as shown in FIG.
6a and 16b, and not shown in FIG.
Two exhaust valves 17a and 17b are provided.

【0037】吸気弁16a,16bは、それぞれ一組の
電磁ソレノイド18,19により独立して開閉動作の制
御を可能にしてあり、リーンバーンモードにおける吸気
行程時の吸気弁16a,16bの開度差を吸気行程前半
は小さくし(同一開度を含む)、吸気行程後半は一方の
吸気弁16aに比べて他方の吸気弁16bの開度を大き
く制御することで(ここでは吸気弁16aを閉、吸気弁
16bを開とする)、スワール形成手段を構成した。
The intake valves 16a and 16b can be independently controlled for opening and closing operations by a set of electromagnetic solenoids 18 and 19, respectively, and the difference between the opening degrees of the intake valves 16a and 16b during the intake stroke in the lean burn mode. In the first half of the intake stroke (including the same opening), and in the latter half of the intake stroke, the opening of the other intake valve 16b is controlled to be larger than that of the one intake valve 16a (here, the intake valve 16a is closed, The intake valve 16b is opened) to constitute the swirl forming means.

【0038】電磁ソレノイド18,19は軸方向に配置
されて、このうちソレノイド18が吸気弁16を開くた
めのもの、ソレノイド19が吸気弁16を閉じるための
ものであり、これらのソレノイド18,19が開閉補助
用のリターンスプリング23,24と共にケーシング2
8に内装されている。電磁ソレノイド18,19間には
間隙が確保され、この間隙に吸気弁16のシャフトと一
体の可動磁性体22が介在している。
The electromagnetic solenoids 18 and 19 are arranged in the axial direction. Among them, the solenoid 18 is for opening the intake valve 16, and the solenoid 19 is for closing the intake valve 16. Is the casing 2 together with the return springs 23 and 24 for opening and closing assistance.
8 interior. A gap is provided between the electromagnetic solenoids 18 and 19, and a movable magnetic body 22 integral with the shaft of the intake valve 16 is interposed in this gap.

【0039】吸気弁16すなわち16a,16bは、た
とえばソレノイド18に駆動回路30を介して電圧を印
加すると可動磁性体22を介してソレノイド18側に磁
気吸引され開弁する。また、ソレノイド19に同様に電
圧を印加すると可動磁性体22を介してソレノイド19
側に磁気吸引され閉弁する。
When a voltage is applied to the solenoid 18 via the drive circuit 30, for example, the intake valve 16, ie, 16a, 16b, is magnetically attracted to the solenoid 18 via the movable magnetic body 22 and opens. When a voltage is applied to the solenoid 19 in the same manner, the solenoid 19
Magnetically attracted to the side and the valve closes.

【0040】排気弁17すなわち17a,17bについ
ても同様な構成をなす。ソレノイド20が排気弁17を
開くためのもの、ソレノイド21が排気弁17を閉じる
ためのものであり、これらのソレノイド20,21が開
閉補助用のリターンスプリング26,27と共にケーシ
ング29に内装されている。電磁ソレノイド20,21
間には間隙が確保され、この間隙に排気弁17のシャフ
トと一体の可動磁性体25が介在している。
The exhaust valves 17, that is, 17a and 17b have the same configuration. The solenoid 20 is for opening the exhaust valve 17, and the solenoid 21 is for closing the exhaust valve 17. These solenoids 20 and 21 are housed in a casing 29 together with return springs 26 and 27 for opening and closing assistance. . Electromagnetic solenoids 20, 21
A gap is secured between them, and a movable magnetic body 25 integral with the shaft of the exhaust valve 17 is interposed in this gap.

【0041】燃料はシリンダ7内に直接燃料を噴射でき
るインジェクタ1より供給される。インジェクタ1は駆
動回路32によって駆動される。絞り弁10はモータ9
によって開閉動作し、その開度はスロットルセンサ10
Aにより検出される。
The fuel is supplied from the injector 1 which can directly inject fuel into the cylinder 7. The injector 1 is driven by the drive circuit 32. The throttle valve 10 is a motor 9
The opening and closing operation is performed by the throttle sensor 10.
A.

【0042】アクセル開度αはアクセル開度センサ(図
示せず)によって検出され、本例では少なくともアクセ
ル開度センサ信号に基づき負荷をとらえて、吸,排気弁
が制御される。そのほか、コントローラ12は上記各種
のセンサの信号に基づき絞り弁などを制御する。図8の
符号42は筒内圧力検出センサである。
The accelerator opening α is detected by an accelerator opening sensor (not shown), and in this embodiment, the intake and exhaust valves are controlled by capturing the load at least based on the accelerator opening sensor signal. In addition, the controller 12 controls a throttle valve and the like based on signals from the various sensors. Reference numeral 42 in FIG. 8 is an in-cylinder pressure detection sensor.

【0043】図9に本実施例に係る空気流動(横スワー
ル形成及び順タンブル)の制御動作を示す。
FIG. 9 shows the control operation of the air flow (horizontal swirl formation and forward tumbling) according to this embodiment.

【0044】図9の(a)は、低負荷状態時に2つの吸
気弁16a,16bのうち一方の吸気弁16bのみを開
制御した状態で、この場合には、一方の吸気弁16bか
らのみ燃焼室13(シリンダ7)内に空気が流入し、燃
焼室13内に横スワールの空気流を形成することができ
る。
FIG. 9A shows a state in which only one of the two intake valves 16a and 16b is controlled to be opened at the time of a low load condition. In this case, combustion is performed only from one of the intake valves 16b. Air flows into the chamber 13 (cylinder 7), and a horizontal swirl airflow can be formed in the combustion chamber 13.

【0045】図9の(b)は、負荷が大きくなった場合
(例えばストイキ空燃比)の空気流動の制御方法を示
す。負荷が大きくなるとより多くの空気が必要となるの
で、吸気弁16bに加えて、もう一方の吸気弁16aを
開いていく。これによって、16bから流入するスワー
ルに対向する流れが導入されるのでスワールが弱められ
る。最終的には2つの吸気弁の両方を開く。これによっ
て、燃焼室13内にシリンダ内の空気流動は吸気ポート
形状によって決まるようになる。一般には、エンジンの
出力を向上及びエンジン,吸気ポートレイアウトの容易
さから、順タンブルが形成される吸気ポート形状になっ
ているものが広く自動車用エンジンに使われているの
で、上記のように吸気弁16a,16bを開くことによ
り順タンブルの空気流が生じる。順タンブルによって、
シリンダ内の空気と燃料の混合が促進され、空気の利用
率が向上する。また、負荷の大きくなる領域では燃料を
吸気行程噴射し、空気と燃料の混合時間を長くする。
FIG. 9B shows a method of controlling the air flow when the load increases (for example, the stoichiometric air-fuel ratio). As the load increases, more air is required. Therefore, in addition to the intake valve 16b, the other intake valve 16a is opened. As a result, a flow opposite to the swirl flowing from 16b is introduced, so that the swirl is weakened. Eventually, both of the two intake valves are opened. Thereby, the air flow in the cylinder in the combustion chamber 13 is determined by the shape of the intake port. In general, because of the improved output of the engine and the ease of layout of the engine and the intake port, those having an intake port shape in which a forward tumble is formed are widely used in automobile engines. Opening the valves 16a, 16b creates a forward tumbling airflow. By order tumble,
Mixing of air and fuel in the cylinder is promoted, and the air utilization rate is improved. Further, in a region where the load is large, the fuel is injected during the intake stroke to prolong the mixing time of the air and the fuel.

【0046】図10に本実施例に適用される別の吸気ポ
ートの形状を示す。2つの吸気弁16a,16bのうち
一方の吸気弁16bに対応する吸気ポート11−2は、
スワールを形成し易くした曲線ライン(ヘリカルライ
ン)に形成されている。
FIG. 10 shows another intake port shape applied to this embodiment. An intake port 11-2 corresponding to one of the two intake valves 16a and 16b is
It is formed on a curved line (helical line) that facilitates swirl.

【0047】図11に本実施例の低負荷時の吸気弁16
a,16bの吸気行程時の制御方法を示す。一方の吸気
弁16bに比べて他方の吸気弁16aを早く閉じること
によって、図9(a)に示すように燃焼室内に横スワー
ルを吸気行程後半に発生させることができる。なお、こ
の制御に空気流の慣性動作が加わることによりピストン
付近には弱く、点火プラグ付近には強い横スワールを発
生させることができる。
FIG. 11 shows the intake valve 16 of this embodiment at a low load.
The control method at the time of the intake stroke of a and 16b is shown. By closing the other intake valve 16a earlier than one intake valve 16b, a lateral swirl can be generated in the combustion chamber in the latter half of the intake stroke as shown in FIG. 9 (a). In addition, by adding inertia operation of the air flow to this control, a weak lateral swirl can be generated near the piston and strong near the spark plug.

【0048】図12は本実施例のような独立制御可能な
吸気弁16a,16bに図10の吸気ポートを採用した
場合のリーンバーンモードの吸気行程時の吸気弁制御方
法の例を示す。
FIG. 12 shows an example of an intake valve control method during the intake stroke in the lean burn mode when the intake ports of FIG. 10 are employed for the independently controllable intake valves 16a and 16b as in this embodiment.

【0049】図11と同様に一方の吸気弁16bに比べ
て他方の吸気弁16aを早く閉じることによってスワー
ルを吸気行程後半に発生させることができる。一方の吸
気ポート11−2にはスワールを発生させる形状(ヘリ
カルポート)となっているので、2つの吸気弁16a,
16bが開いていても弱い横スワールを発生することが
できる。
As in FIG. 11, swirl can be generated in the latter half of the intake stroke by closing the other intake valve 16a earlier than the other intake valve 16b. The one intake port 11-2 has a shape (helical port) that generates swirl, so that the two intake valves 16a,
Even if 16b is open, a weak horizontal swirl can be generated.

【0050】本実施例によれば、吸気行程当初より弱め
の横スワールを発生させることで、一方の吸気弁16a
が閉じた時に急激に強めの横スワールを発生させた場合
の乱れを防止し、スムーズに意図する圧力差分布を有す
る横スワールを発生できる。これによりピストン付近に
は弱く、点火プラグ付近には強いスワールを発生させる
ことができる。
According to the present embodiment, by generating a lateral swirl that is weaker than at the beginning of the intake stroke, one of the intake valves 16a
When a large horizontal swirl is suddenly generated when the valve is closed, disturbance can be prevented, and a horizontal swirl having the intended pressure difference distribution can be generated smoothly. This makes it possible to generate a weak swirl near the piston and a strong swirl near the spark plug.

【0051】図13に図8の筒内噴射式エンジンシステ
ムを用いて図11,12に変わる他の吸気弁制御方法の
例を示す。
FIG. 13 shows an example of another intake valve control method using the in-cylinder injection engine system of FIG.

【0052】本例では、吸気行程の初めに吸気弁16b
を開き、若干の遅れ時間を設けて吸気弁16aを開くこ
とで予め弱めの横スワールを発生させる。その後2つの
吸気弁16a,16bを開き、後半に吸気弁16aだけ
を早く閉じる。これにより、ヘリカルポートを用いずに
ピストン付近にはスワールの弱い、点火プラグ付近には
スワールの強い流れを形成することができる。
In this example, at the beginning of the intake stroke, the intake valve 16b
And a slight delay time is provided to open the intake valve 16a to generate a weak lateral swirl in advance. Thereafter, the two intake valves 16a and 16b are opened, and only the intake valve 16a is quickly closed in the latter half. This makes it possible to form a weak swirl flow near the piston and a strong swirl flow near the spark plug without using a helical port.

【0053】図14に本発明の第3実施例を示す。FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention.

【0054】本実施例と図8に示す実施例との異なる点
は、本実施例では、吸気弁16にリフト調整機構50を
付加した点にある。リフト調整機構50を設けることに
より、吸気弁16のリフトを可変にすることができる。
リフト調整機構50は、開弁用の電磁ソレノイド18の
上端に設けたストッパ部材の厚み設定により構成でき
る。本例では、このリフト調整機構50を吸気弁16
a,16bのうちの一方に設けることで、一方の吸気弁
に比べて他方の吸気弁のリフトを異なるように制御す
る。これによって、一方の空気流動が強くなり、シリン
ダ内に横スワールの空気流を形成することができる。
The present embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 8 in that a lift adjusting mechanism 50 is added to the intake valve 16 in this embodiment. By providing the lift adjusting mechanism 50, the lift of the intake valve 16 can be made variable.
The lift adjusting mechanism 50 can be configured by setting the thickness of a stopper member provided at the upper end of the valve opening electromagnetic solenoid 18. In this example, the lift adjustment mechanism 50 is connected to the intake valve 16.
By providing one of the intake valves a and 16b, the lift of the other intake valve is controlled to be different from that of the one intake valve. As a result, one of the airflows becomes stronger, and a horizontal swirl airflow can be formed in the cylinder.

【0055】図15に本実施例に係る低負荷時の吸気弁
及び排気弁の駆動パターンの例を示し、図16に本実施
例の低負荷時の吸気弁16a,16bの吸気行程時の制
御とそれにより発生するスワール強度の関係を示す。
FIG. 15 shows an example of a drive pattern of the intake valve and the exhaust valve at a low load according to the present embodiment. FIG. 16 shows a control of the intake valves 16a and 16b at a low load in the present embodiment during the intake stroke. And the swirl intensity generated thereby.

【0056】図15,16に示すように吸気弁16a,
16bを独立した電磁開閉機構を用いて開閉動作させる
が、例えば、吸気弁16aのリフトが吸気弁16bより
も小さくしてあり、また、吸気弁16aが吸気弁16b
よりも早く閉じるようにしてある。このように、リフト
調整機構50により吸気弁16a,16bのバルブリフ
ト及び開閉時期を変化させることで、燃焼室内の空気流
動パターンとして前半は弱めの横スワールの発生が可能
になるほか、後半は強めの横スワール強度を発生させる
ことが可能になり、既述した実施例同様の横スワール圧
力分布を形成して点火プラグ付近に燃料噴霧を集中させ
る成層燃焼を可能になる。また、電磁機構により吸気弁
16a,16bを急に動作させると吸入空気の充填効率
を向上させる効果もある。また、排気弁も電磁機構によ
り制御可能であり、この排気弁の開閉タイミングを変え
ることによってシリンダ内の残留ガス量を制御し、内部
EGR率によりNOxの低減が図れる。
As shown in FIGS. 15 and 16, the intake valves 16a,
16b is opened and closed using an independent electromagnetic opening and closing mechanism. For example, the lift of the intake valve 16a is smaller than that of the intake valve 16b, and the intake valve 16a is connected to the intake valve 16b.
It closes faster than it does. In this way, by changing the valve lift and opening / closing timing of the intake valves 16a and 16b by the lift adjusting mechanism 50, a weaker horizontal swirl can be generated in the first half as the air flow pattern in the combustion chamber, and a stronger horizontal swirl can be obtained in the second half. The lateral swirl strength can be generated, and the stratified combustion in which the fuel spray is concentrated near the ignition plug by forming the lateral swirl pressure distribution similar to the above-described embodiment can be performed. Also, when the intake valves 16a and 16b are suddenly operated by the electromagnetic mechanism, there is an effect of improving the efficiency of charging the intake air. The exhaust valve can also be controlled by an electromagnetic mechanism. By changing the opening / closing timing of the exhaust valve, the amount of residual gas in the cylinder is controlled, and NOx can be reduced by the internal EGR rate.

【0057】図17に上記第3実施例の変形例を示す。FIG. 17 shows a modification of the third embodiment.

【0058】図17(a)は、吸気弁16a,16bに
ついては図15,16同様であり、排気弁17a,17
bについては従来公知のカムシャフトを用いて通常のリ
フトで機械的に動作させたものである。
FIG. 17A is similar to FIGS. 15 and 16 for the intake valves 16a and 16b, and is similar to the exhaust valves 17a and 17b.
About b, what was mechanically operated by the usual lift using the conventionally well-known camshaft.

【0059】図17の(b)では吸気弁16a,16b
をオン−オフ動作でなく、滑らかにバルブリフトを変化
させた例である。バルブリフトを滑らかに変化させるこ
とによってバルブがバルブシートに着座するときのショ
ックが少なくなり、着座ノイズを低減する効果がある。
In FIG. 17B, the intake valves 16a, 16b
Is an example in which the valve lift is smoothly changed instead of the on-off operation. By smoothly changing the valve lift, a shock when the valve is seated on the valve seat is reduced, and there is an effect of reducing seating noise.

【0060】この例では吸気弁として電磁式の構成を記
述しているが、バルブの開閉時期、リフトを可変にする
油圧式、機械式でも本発明の効果を得ることができる。
In this example, the electromagnetic configuration is described as the intake valve. However, the effects of the present invention can be obtained by a hydraulic type or a mechanical type in which the opening / closing timing of the valve and the lift are made variable.

【0061】図18に油圧機構により2つの吸気弁16
すなわち16a,16bを独立させて駆動制御する実施
例(第4実施例)を示す。
FIG. 18 shows two intake valves 16 by a hydraulic mechanism.
That is, an embodiment (fourth embodiment) in which the driving of 16a and 16b is controlled independently is shown.

【0062】吸気弁16a,16bには、それぞれ吸気
弁を開閉駆動させるための油圧シリンダ52及びリター
ンスプリング51を備えている。油圧シリンダ52は、
バルブ55を介して油圧ポンプ72に接続され、また、
バルブ56を介して油戻り系通路と接続されている。バ
ルブ55を開、バルブ56を閉、油圧ポンプ72を駆動
することにより、油圧シリンダ52に油圧が供給され、
吸気弁16が開駆動される。吸気弁16を閉じるときに
は、バルブ55を閉じ、バルブ56を開くことで油圧を
落とす。油圧を落とことでスプリング51によって吸気
弁が戻る。油圧を加え、抜くタイミングを制御すること
によって吸気弁16の開閉時期、リフトを制御できる。
Each of the intake valves 16a and 16b is provided with a hydraulic cylinder 52 and a return spring 51 for opening and closing the intake valves. The hydraulic cylinder 52
Connected to a hydraulic pump 72 via a valve 55;
It is connected to an oil return system passage via a valve 56. By opening the valve 55, closing the valve 56, and driving the hydraulic pump 72, hydraulic pressure is supplied to the hydraulic cylinder 52,
The intake valve 16 is driven to open. When closing the intake valve 16, the hydraulic pressure is reduced by closing the valve 55 and opening the valve 56. When the hydraulic pressure is reduced, the intake valve is returned by the spring 51. The opening / closing timing of the intake valve 16 and the lift can be controlled by controlling the timing of applying and removing the hydraulic pressure.

【0063】図19に本実施例の吸気弁16aと16b
とのリフト及び開閉時期を変化させた例である。一方の
吸気弁16aを他方の吸気弁16bに比べてリフトを小
さくし、後半に吸気弁を16aを16bよりも早く閉じ
る。これにより吸気初期にスワールが弱く、後半に強い
横スワールを形成することができる。すなわち、ピスト
ン付近には横スワールの弱い、点火プラグ付近には横ス
ワールの強い流れを形成することができる。
FIG. 19 shows the intake valves 16a and 16b of this embodiment.
This is an example in which the lift and opening / closing timing are changed. The lift of one intake valve 16a is made smaller than that of the other intake valve 16b, and the intake valve 16a is closed earlier than 16b in the latter half. This makes it possible to form a weak swirl in the early stage of intake and a strong lateral swirl in the second half. That is, a flow with a weak horizontal swirl near the piston and a strong flow with the horizontal swirl near the spark plug can be formed.

【0064】図20に上記実施例で可能になるエンジン
の燃焼室(シリンダ)内の空気流動パターンの制御例を
示す。
FIG. 20 shows an example of the control of the air flow pattern in the combustion chamber (cylinder) of the engine which is enabled by the above embodiment.

【0065】エンジントルク,エンジン回転数が小さ
い、いわゆる低負荷時には空燃比40以上の超リーンバ
ーン運転では、点火プラグ付近に混合気を集中させるこ
と(成層化)が必要である。エンジン内に上記した軸方
向にスワール強度差分布の伴う横スワール空気流を形成
することで、この成層燃焼が可能になる。この場合、必
要に応じてEGRを付加することが可能である。負荷の
増大したときの空燃比20〜40でEGRを付加した運
転では、点火プラグ周囲に混合気を集中しすぎると、酸
素不足となり、スモークを発生しやすくなる。そこで、
シリンダ内の空気流動を横スワールとして、比較的シリ
ンダ内の混合気が集中しすぎないようにする。横スワー
ル流はピストンが圧縮上死点に近づいたときでも、流動
が保存されやすいので、空気と燃料の混合の促進に有効
である。また、EGRを付加した場合でも、EGRと混
合気の混合を良くし、燃焼を安定化させる効果もある。
When the engine torque and the engine speed are small, that is, at the time of a so-called low load, in the super lean burn operation in which the air-fuel ratio is 40 or more, it is necessary to concentrate the air-fuel mixture near the spark plug (stratification). This stratified combustion is made possible by forming a lateral swirl airflow with a swirl intensity difference distribution in the axial direction in the engine. In this case, EGR can be added as needed. In the operation in which EGR is added at the air-fuel ratio of 20 to 40 when the load is increased, if the air-fuel mixture is concentrated too much around the spark plug, oxygen shortage occurs and smoke is easily generated. Therefore,
The air flow in the cylinder is set as a lateral swirl so that the air-fuel mixture in the cylinder is not relatively concentrated. The transverse swirl flow is effective in promoting the mixing of air and fuel because the flow is easily preserved even when the piston approaches the compression top dead center. Further, even in the case where EGR is added, there is also an effect of improving the mixture of the EGR and the air-fuel mixture and stabilizing the combustion.

【0066】負荷の増大に伴いストイキ空燃比(14.
7)でEGRを付加した運転でも弱スワール流とする
(均質ストイキ弱スワール)。
As the load increases, the stoichiometric air-fuel ratio (14.
In 7), a weak swirl flow is obtained even in the operation with EGR added (homogeneous stoichiometric weak swirl).

【0067】さらに負荷が大きくなるとEGRを付加し
ない運転状態では出力を大きくするために、多くの空気
を導入することが必要で、吸気弁、吸気管などに抵抗を
設けることなく、吸気管の形状で決まる流動とする。出
力を向上するにはシリンダ内で空気と燃料の混合を促進
し、空気利用率を大きくすることが大切である。順タン
プルによって(均質ストイキ順タンブル)、空気と燃料
の混合を促進する。
When the load is further increased, it is necessary to introduce a large amount of air in order to increase the output in an operation state in which EGR is not added, so that the resistance of the intake valve, the intake pipe, etc. is not increased, and the shape of the intake pipe is reduced. Flow determined by To improve the output, it is important to promote the mixing of air and fuel in the cylinder and increase the air utilization rate. The forward tamper (homogeneous stoichiometric tumbling) facilitates the mixing of air and fuel.

【0068】図21に本発明に係る空気流動制御の動作
ブロック図を示す。
FIG. 21 is an operation block diagram of the air flow control according to the present invention.

【0069】アクセル開度センサの信号、車速、変速段
位置、エンジン回転数、空気量センサ等により目標エン
ジントルク(負荷)を演算する。
A target engine torque (load) is calculated by a signal of an accelerator opening sensor, a vehicle speed, a gear position, an engine speed, an air amount sensor, and the like.

【0070】目標エンジントルク、エンジン回転数に応
じて、シリンダ内の空気流動モード、空燃比を選定す
る。
The air flow mode and the air-fuel ratio in the cylinder are selected according to the target engine torque and the engine speed.

【0071】シリンダ内の空気流動モードとは、既述し
た横スワール、順タンブルであり、運転条件(エンジン
トルク、エンジン回転数)に応じて選定する。シリンダ
内の空気流動モードを選定した後、シリンダ内空気流動
制御パラメータを演算し、シリンダ内空気流動制御手段
(すなわち先の実施例で述べた横スワール及び順タンブ
ル形成手段)により空気流動を制御する。例えば、図1
の実施例でいえば、シリンダ内空気流動制御手段が吸気
弁16a,16b又は吸気ポートに設けた二次吸気通路
11a、分流弁8であり、シリンダ内空気流動制御パラ
メータは吸気弁の開閉タイミング、リフト、分流弁開度
である。またエンジントルクに応じて燃料噴射量を決定
し、空気流動パターンに応じ、最適な燃料噴射時期を演
算する。
The air flow modes in the cylinder are the horizontal swirl and forward tumbling described above, and are selected according to the operating conditions (engine torque, engine speed). After selecting the air flow mode in the cylinder, the air flow control parameter in the cylinder is calculated, and the air flow is controlled by the air flow control means in the cylinder (that is, the horizontal swirl and forward tumble forming means described in the previous embodiment). . For example, FIG.
In this embodiment, the air flow control means in the cylinder is the intake valves 16a, 16b or the secondary intake passage 11a provided in the intake port, and the flow dividing valve 8. The air flow control parameters in the cylinder are the opening / closing timing of the intake valve, Lift and diverting valve opening. The fuel injection amount is determined according to the engine torque, and the optimum fuel injection timing is calculated according to the air flow pattern.

【0072】図22にシリンダ内空気流動制御手段とし
て、図1の分流弁8を用いた場合の例を示す。シリンダ
内の空気流動モードにより分流弁の開度、時期を演算
し、分流弁アクチュエータ(例えばステッピングモー
タ)を制御する。
FIG. 22 shows an example in which the flow dividing valve 8 of FIG. 1 is used as the air flow control means in the cylinder. The degree of opening and timing of the flow dividing valve are calculated according to the air flow mode in the cylinder, and the flow dividing valve actuator (for example, a stepping motor) is controlled.

【0073】図23にフローチャートを示す。アクセル
開度、車速、変速段位置、エンジン回転数、エアフロメ
ータなどより目標エンジントルクを演算する。目標エン
ジントルク、エンジン回転数に応じて、シリンダ内の空
気流動モード、空燃比、目標空気量を計算する。シリン
ダ内の空気流動モードとはスワール、順タンブルであ
り、運転条件(エンジントルク、エンジン回転数)に応
じて選定する。分流弁の開閉時期を計算し、分流弁アク
チュエータを駆動する。位置が目標値でない場合、開閉
時期、開度を修正する。エンジントルに応じて、燃料噴
射パルス幅、噴射時期を計算し、筒内圧力センサ、回転
数センサにより燃焼変動を検出し、許容値以上である場
合には成層化が不十分とのことで、横スワールの強度が
大きくなるように分流弁開度を修正する。
FIG. 23 is a flowchart. A target engine torque is calculated from an accelerator opening, a vehicle speed, a gear position, an engine speed, an air flow meter, and the like. The air flow mode, air-fuel ratio, and target air amount in the cylinder are calculated according to the target engine torque and the engine speed. The air flow modes in the cylinder are swirl and forward tumble, and are selected according to operating conditions (engine torque, engine speed). The opening / closing timing of the flow dividing valve is calculated, and the flow dividing valve actuator is driven. If the position is not the target value, the opening / closing timing and opening are corrected. According to the engine torque, the fuel injection pulse width and the injection timing are calculated, the combustion fluctuation is detected by the in-cylinder pressure sensor and the rotation speed sensor, and if it exceeds the allowable value, it is said that stratification is insufficient. Correct the diversion valve opening so that the strength of the lateral swirl increases.

【0074】図24に空気流動制御手段(横スワール形
成及び順タンブル形成手段)として、図8,図14に用
いた独立開閉制御が可能な吸気弁(可変バルブ)とした
例である。シリンダ内空気流動制御パラメータは吸気弁
の開閉タイミング、リフトである。
FIG. 24 shows an example in which the air flow control means (horizontal swirl forming and forward tumble forming means) is an intake valve (variable valve) which can be independently opened and closed as shown in FIGS. The in-cylinder air flow control parameters are the opening / closing timing of the intake valve and the lift.

【0075】図25にフローチャートを示す。アクセル
開度、車速、変速段位置、エンジン回転数、エアフロメ
ータなどより目標エンジントルクを演算する。目標エン
ジントルク、エンジン回転数に応じて、シリンダ内の空
気流動モード、空燃比、目標空気量を計算する。シリン
ダ内の空気流動モードとはスワール、順タンブルであ
り、運転条件(エンジントルク、エンジン回転数)に応
じて選定する。2つの吸気弁の開閉時期、リフトを計算
し、吸気弁を駆動する。エンジン13へのシリンダ別の
空気量を制御する。
FIG. 25 is a flowchart. A target engine torque is calculated from an accelerator opening, a vehicle speed, a gear position, an engine speed, an air flow meter, and the like. The air flow mode, air-fuel ratio, and target air amount in the cylinder are calculated according to the target engine torque and the engine speed. The air flow modes in the cylinder are swirl and forward tumble, and are selected according to operating conditions (engine torque, engine speed). The opening / closing timing and lift of the two intake valves are calculated, and the intake valves are driven. The air amount for each cylinder to the engine 13 is controlled.

【0076】吸気弁の開度位置は位置センサによって検
出し、目標のバルブ位置、タイミングで開閉制御されて
いるのかフィードバック制御する。エンジンに吸入され
る空気量は空気量センサによって各シリンダ毎の空気量
を検出し、目標の空気量となっているか比較し、フィー
ドバック制御する。さらにエンジンの出力トルクをクラ
ンク角センサ又は筒内圧力センサで検出し、目標エンジ
ントルクになっているのか比較し、フィードバック制御
する。筒内圧力センサを用いた場合は吸気弁が閉じた後
の筒内圧力からシリンダ内の空気量を検出できるので、
エアフロメータを排除することもできる。シリンダ内空
気流動モードによって、吸気バルブを片側動作させたり
して、空気流動モードを任意に変化させることができ
る。
The position of the opening of the intake valve is detected by a position sensor, and feedback control is performed to determine whether the opening and closing are controlled at the target valve position and timing. The amount of air sucked into the engine is detected by an air amount sensor for each cylinder, and compared with a target air amount to perform feedback control. Further, the output torque of the engine is detected by a crank angle sensor or an in-cylinder pressure sensor, and it is compared with the target engine torque to perform feedback control. When the in-cylinder pressure sensor is used, the amount of air in the cylinder can be detected from the in-cylinder pressure after the intake valve is closed.
The air flow meter can be eliminated. The air flow mode can be arbitrarily changed by operating the intake valve on one side in the cylinder air flow mode.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明によればフラットピストンでも成
層燃焼を可能にすることで超リーンバーンを実現し、運
転可能な空燃比を広域なものにする筒内噴射式エンジン
を実現させ、燃費向上、排気低減を図ることができる。
また、中,高負荷運転領域では均質混合気を形成するこ
とができるので、エンジン出力の向上を図ることができ
る。
According to the present invention, super-lean burn is realized by enabling stratified combustion even with a flat piston, and an in-cylinder injection type engine capable of widening the operable air-fuel ratio is realized, thereby improving fuel efficiency. Thus, the exhaust can be reduced.
Further, since a homogeneous mixture can be formed in the medium and high load operation regions, the engine output can be improved.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る説明図で、(a)は
その要部である点火式ガソリンエンジンのシリンダ(一
つだけを取り出して示している)とスワール形成用の開
閉弁8及び二次吸気通路11aとの配置関係を示す平面
図、(b)は本実施例に係るエンジンシステムを正面か
らみた構成図。
FIG. 1 is an explanatory view according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a main part of a cylinder (only one is taken out) of an ignition type gasoline engine and an on-off valve for forming a swirl; 8 is a plan view showing an arrangement relationship between the engine system and the secondary intake passage 11a, and FIG. 8B is a configuration diagram of the engine system according to the present embodiment as viewed from the front.

【図2】従来の筒内噴射の混合気形成状態を示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a conventional air-fuel mixture formation state of in-cylinder injection.

【図3】フラットピストンを用いた筒内噴射の混合気形
成状態を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a mixture is formed by in-cylinder injection using a flat piston.

【図4】フラットピストンとキャビテイ付ピストンでの
エンジントルク特性を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing engine torque characteristics of a flat piston and a cavity-equipped piston.

【図5】上記実施例により横スワール空気流を形成して
燃料噴射した状態を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a horizontal swirl airflow is formed and fuel is injected according to the embodiment.

【図6】上記実施例の動作説明図。FIG. 6 is an operation explanatory view of the embodiment.

【図7】(a)は上記実施例に用いる分流弁開度と横ス
ワールの強度関係を示す特性図、(b)は上記実施例の
低負荷運転時の吸気行程における分流弁制御とその時の
燃焼室内の横スワール形成状態を示す説明図。
7A is a characteristic diagram showing a relationship between the opening degree of the flow dividing valve and the lateral swirl used in the above embodiment, and FIG. 7B is a graph showing the control of the flow dividing valve in the intake stroke of the above embodiment during a low load operation and the state at that time; Explanatory drawing which shows the state of horizontal swirl formation in a combustion chamber.

【図8】本発明の第2実施例に係るシステム構成図。FIG. 8 is a system configuration diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図9】第2実施例の2つの吸気弁の制御と空気流動と
の関係を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between control of two intake valves and air flow in the second embodiment.

【図10】第2実施例の吸気ポート形状に関する代案を
示し、この代案を用いた場合の2つの吸気弁の制御と空
気流動との関係を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an alternative regarding the intake port shape of the second embodiment, and showing the relationship between control of two intake valves and air flow when this alternative is used.

【図11】第2実施例の吸気弁制御とシリンダ内スワー
ル強度との関係を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between intake valve control and in-cylinder swirl strength of the second embodiment.

【図12】第2実施例の吸気弁制御とシリンダ内スワー
ル強度との関係を示す変形例を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a modified example showing a relationship between intake valve control and in-cylinder swirl strength of the second embodiment.

【図13】第2実施例の吸気弁制御とシリンダ内スワー
ル強度との関係を示すもう一つの変形例を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing another modified example showing the relationship between the intake valve control and the swirl strength in the cylinder according to the second embodiment.

【図14】本発明の第3実施例に係るシステム構成図。FIG. 14 is a system configuration diagram according to a third embodiment of the present invention.

【図15】第3実施例の吸気弁と排気弁の動作例を示す
説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an operation example of an intake valve and an exhaust valve of the third embodiment.

【図16】第3実施例の吸気弁制御とシリンダ内スワー
ル強度との関係を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a relationship between intake valve control and in-cylinder swirl strength of the third embodiment.

【図17】第3実施例の吸気弁と排気弁の動作変形例を
示す説明図。
FIG. 17 is an explanatory view showing a modification of the operation of the intake valve and the exhaust valve of the third embodiment.

【図18】本発明の第4実施例に係るシステム構成図。FIG. 18 is a system configuration diagram according to a fourth embodiment of the present invention.

【図19】第4実施例の吸気弁制御とシリンダ内スワー
ル強度との関係を示す説明図。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a relationship between intake valve control and in-cylinder swirl strength of the fourth embodiment.

【図20】上記実施例で可能になるエンジンの燃焼室
(シリンダ)内の空気流動パターンの制御例を示す。
FIG. 20 shows an example of control of an air flow pattern in a combustion chamber (cylinder) of an engine which is enabled by the above embodiment.

【図21】上記各実施例の実行するための制御ブロック
図。
FIG. 21 is a control block diagram for executing the above embodiments.

【図22】図21のシリンダ内の空気流動形成に図1の
分流弁を用いた場合のブロック図。
22 is a block diagram in the case where the flow dividing valve of FIG. 1 is used to form air flow in the cylinder of FIG. 21.

【図23】上記分流弁を用いた場合のエンジン制御のフ
ローチャート。
FIG. 23 is a flowchart of engine control when the above-mentioned flow dividing valve is used.

【図24】図21のシリンダ内の空気流動形成に図8,
14の電磁式の独立制御形の吸気弁(可変バルブ)を用
いた場合のブロック図。
FIG. 24 shows the formation of air flow in the cylinder of FIG.
FIG. 14 is a block diagram in the case of using 14 independent electromagnetic control type intake valves (variable valves).

【図25】上記可変バルブを用いた場合のエンジン制御
のフローチャート。
FIG. 25 is a flowchart of engine control when the variable valve is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インジェクタ、2…点火プラグ、3…燃料噴霧、6
…ピストン、7…シリンダ、8…分流弁(スワール形成
手段)、10…絞り弁、11…吸気通路、11a…二次
吸気通路(スワール形成手段)、12…コントローラ、
13…燃焼室、16(16a,16b)…吸気弁、17
(17a,17b)…排気弁、18,19…電磁ソレノ
イド(スワール形成手段、空気流動形成手段)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Injector, 2 ... Spark plug, 3 ... Fuel spray, 6
... Piston, 7 ... Cylinder, 8 ... Diversion valve (swirl forming means), 10 ... Throttle valve, 11 ... Intake passage, 11a ... Secondary intake passage (Swirl formation means), 12 ... Controller,
13: combustion chamber, 16 (16a, 16b): intake valve, 17
(17a, 17b) ... exhaust valves, 18, 19 ... electromagnetic solenoids (swirl forming means, air flow forming means).

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) F02D 41/02 325 F02D 41/02 325F 325G (72)発明者 中山 容子 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 徳安 昇 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大須賀 稔 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 助川 義寛 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 3G023 AA02 AA05 AB03 AC04 AD01 AD05 AD07 AG01 AG02 AG03 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA11 AA13 AA16 AA17 BA01 BA05 BA06 BA07 BA08 BB01 DA01 DA07 DA12 DA14 DC03 DC06 DC07 DE03S DF01 DF04 DF05 DG05 DG09 EA01 EA03 EA06 EA07 EA11 EA21 EA22 EC01 FA17 FA18 FA24 GA05 GA06 HA01X HA01Z HA06X HA06Z HA11Z HA13X HA13Z HE01Z HE03Z HE05Z HE06Z 3G301 HA01 HA06 HA13 HA16 HA17 JA02 JA24 JA25 KA08 KA09 LA03 LA05 LA07 LA08 LB04 LC01 LC03 LC08 MA01 MA11 MA18 NB11 ND01 NE01 NE11 PA01A PA01Z PA07Z PA11Z PA17Z PC01Z PE01Z PE03Z PE05Z PE06Z PE10A PE10Z PF01Z PF03Z PF07Z Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02D 41/02 325 F02D 41/02 325F 325G (72) Inventor Yoko Nakayama 7-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Noboru Tokuyasu 7-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Minoru Osuka 7, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1-1 Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Yoshihiro Sukekawa 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory F-term (reference) 3G023 AA02 AA05 AB03 AC04 AD01 AD05 AD07 AG01 AG02 AG03 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA11 AA13 AA16 AA17 BA01 BA05 BA06 BA07 BA08 BB01 DA01 DA07 DA12 DA14 DC03 DC06 DC07 DE03S DF01 DF04 DF05 DG05 DG09 EA01 EA03 EA07 GA01 HA11Z HA13X HA1 3Z HE01Z HE03Z HE05Z HE06Z 3G301 HA01 HA06 HA13 HA16 HA17 JA02 JA24 JA25 KA08 KA09 LA03 LA05 LA07 LA08 LB04 LC01 LC03 LC08 MA01 MA11 MA18 NB11 ND01 NE01 NE11 PA01A PA01Z PA07Z PA11Z PA17Z PC01Z PE01ZPEZZPEZZ PEZZ PEZ PEZZ PEZZ

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドとピストンとの間に形成
される燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタと、
シリンダヘッドに配置される点火プラグとを備えた筒内
噴射式エンジンにおいて、 希薄混合気燃焼モードにおける吸気行程時の燃焼室内に
シリンダ軸線の周りを旋回する横スワールの空気流を、
点火プラグ側のスワール強度がピストン側よりも大きく
なるようなシリンダ軸方向のスワール強度分布を伴って
形成するスワール形成手段を設けたことを特徴とする筒
内噴射式エンジン。
An injector for directly injecting fuel into a combustion chamber formed between a cylinder head and a piston;
An in-cylinder injection type engine having a spark plug disposed in a cylinder head, wherein a lateral swirl airflow swirling around a cylinder axis is introduced into a combustion chamber during an intake stroke in a lean mixture combustion mode,
An in-cylinder injection engine comprising a swirl forming means for forming a swirl intensity distribution in a cylinder axial direction such that a swirl intensity on a spark plug side is higher than that on a piston side.
【請求項2】 シリンダヘッドとピストンとの間に形成
される燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタと、
シリンダヘッドに配置される点火プラグとを備えた筒内
噴射式エンジンにおいて、 希薄混合気燃焼モードにおける吸気行程時の燃焼室内に
シリンダ軸線の周りを旋回する横スワールの空気流を、
エンジンの吸気行程の後半のスワール強度が吸気行程の
前半よりも大きくなるよう形成するスワール形成手段を
設けたことを特徴とする筒内噴射式エンジン。
2. An injector for directly injecting fuel into a combustion chamber formed between a cylinder head and a piston,
An in-cylinder injection type engine having a spark plug disposed in a cylinder head, wherein a lateral swirl airflow swirling around a cylinder axis is introduced into a combustion chamber during an intake stroke in a lean mixture combustion mode,
An in-cylinder injection engine comprising a swirl forming means for forming a swirl intensity in a latter half of an intake stroke of the engine to be larger than that in a first half of the intake stroke.
【請求項3】 前記シリンダヘッドには、2つの吸気弁
が設けられ、吸気通路の絞り弁下流には、エンジンの負
荷状態に応じて開閉制御される弁を設けると共にこの弁
をバイパスする二次吸気通路を前記2つの吸気弁のうち
一方の吸気弁に向くように配置することで、前記スワー
ル形成手段が構成される請求項1又は請求項2記載の筒
内噴射式エンジン。
3. The cylinder head is provided with two intake valves, and a downstream side of a throttle valve in the intake passage is provided with a valve that is opened and closed in accordance with a load state of an engine, and a secondary valve that bypasses the valve. The in-cylinder injection engine according to claim 1 or 2, wherein the swirl forming means is configured by arranging an intake passage so as to face one of the two intake valves.
【請求項4】 前記シリンダヘッドには2つの吸気弁が
設けられ、これらの吸気弁は独立して開閉動作の制御を
可能にしてあり、希薄混合気燃焼モードにおける吸気行
程時の前記2つの吸気弁の開度差を吸光行程前半は小さ
くし、吸気行程後半は一方の吸気弁に比べて他方の吸気
弁の開度を大きく制御することで、前記スワール形成手
段が構成される請求項1又は請求項2記載の筒内噴射式
エンジン。
4. The cylinder head is provided with two intake valves, and these intake valves are capable of independently controlling an opening / closing operation. The two intake valves during an intake stroke in a lean air-fuel mixture combustion mode are provided. The swirl forming means is configured such that a valve opening difference is reduced in the first half of the light absorption stroke in the first half of the light absorption stroke, and the opening of the other intake valve is controlled to be larger in the second half of the intake stroke as compared with the one of the intake valves. The in-cylinder injection engine according to claim 2.
【請求項5】 前記シリンダヘッドには2つの吸気弁が
設けられ、これらの吸気弁は独立して開閉動作の制御を
可能にしてあり、希薄混合気燃焼モードにおける吸気行
程時の前記2つの吸気弁の閉じるタイミングを一方の吸
気弁を他方の吸気弁よりも早くすることで、前記スワー
ル形成手段が構成される請求項1又は請求項2記載の筒
内噴射式エンジン。
5. The cylinder head is provided with two intake valves, and these intake valves are capable of independently controlling an opening and closing operation, and the two intake valves are used during an intake stroke in a lean air-fuel mixture combustion mode. 3. The direct injection engine according to claim 1, wherein the swirl forming means is configured by setting a timing of closing one valve earlier than that of the other intake valve.
【請求項6】 前記2つの吸気弁のうち一方の吸気弁に
対応する吸気ポートは、横スワールを形成し易くした曲
線ラインに形成されている請求項3ないし5のいずれか
1項記載の筒内噴射式エンジン。
6. The cylinder according to claim 3, wherein an intake port corresponding to one of the two intake valves is formed on a curved line that facilitates forming a horizontal swirl. Internal injection engine.
JP10214396A 1998-07-29 1998-07-29 Cylinder injection type engine Pending JP2000045781A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10214396A JP2000045781A (en) 1998-07-29 1998-07-29 Cylinder injection type engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10214396A JP2000045781A (en) 1998-07-29 1998-07-29 Cylinder injection type engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000045781A true JP2000045781A (en) 2000-02-15

Family

ID=16655104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10214396A Pending JP2000045781A (en) 1998-07-29 1998-07-29 Cylinder injection type engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000045781A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001055567A1 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Direct injection type internal combustion engine
JP2006233963A (en) * 2005-01-25 2006-09-07 Yamaha Motor Co Ltd Four cycle internal combustion engine
JP2009002173A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Toyota Motor Corp Internal combustion engine equipped with variable valve train
JP2012122412A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Nippon Soken Inc Internal combustion engine control device
CN105705747A (en) * 2013-11-15 2016-06-22 丰田自动车株式会社 Condensed water supply control device for cylinder injection type internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001055567A1 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Direct injection type internal combustion engine
US6799551B2 (en) 2000-01-25 2004-10-05 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Direct injection type internal combustion engine
JP2006233963A (en) * 2005-01-25 2006-09-07 Yamaha Motor Co Ltd Four cycle internal combustion engine
JP2009002173A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Toyota Motor Corp Internal combustion engine equipped with variable valve train
JP2012122412A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Nippon Soken Inc Internal combustion engine control device
CN105705747A (en) * 2013-11-15 2016-06-22 丰田自动车株式会社 Condensed water supply control device for cylinder injection type internal combustion engine
EP3070309A4 (en) * 2013-11-15 2017-04-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Condensed water supply control device for cylinder injection type internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0848146B1 (en) Control apparatus for an in-cylinder injection type internal combustion engine
US7069901B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine
US6725649B2 (en) Control apparatus for a direct-injection, spark-ignition engine
US6173690B1 (en) In-cylinder direct-injection spark-ignition engine
US20060225698A1 (en) Internal combustion engine, and control apparatus and method thereof
JP3624631B2 (en) Combustion control method for in-cylinder injection engine
WO2013150768A1 (en) Air intake system for internal combustion engine
EP1063407A1 (en) Internal combustion engine, control apparatus for an internal combustion engine, and its control method
EP0848147B1 (en) Control apparatus for an in-cylinder injection type internal combustion engine
JP4432290B2 (en) Spark ignition direct injection engine with supercharger
EP0616116B1 (en) Induction system and method of operating an engine
JPH11210518A (en) Combustion control device for stratified combustion internal combustion engine
JP2000045781A (en) Cylinder injection type engine
JP2003262132A (en) Intake device of spark ignition type direct injection engine
JP2003106177A (en) Spark ignition type direct injection engine
JP3386588B2 (en) Engine intake control device
US6691672B2 (en) Direct-injection internal combustion engine with controlled valves
JP2001055925A (en) Intake controlling device for direct injection type internal combustion engine
JP3428372B2 (en) Direct in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine
JPH11351012A (en) Direct cylinder injection type spark ignition engine
JP3804126B2 (en) Control device for engine with mechanical supercharger
JPH07310603A (en) Exhaust gas reflux device for engine
JP2003193884A (en) Control device for engine
JP3969156B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2003106180A (en) ?spark ignition type direct injection engine with supercharger

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040322

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040518