JP2000240539A - 層状燃焼エンジン - Google Patents
層状燃焼エンジンInfo
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- JP2000240539A JP2000240539A JP11043263A JP4326399A JP2000240539A JP 2000240539 A JP2000240539 A JP 2000240539A JP 11043263 A JP11043263 A JP 11043263A JP 4326399 A JP4326399 A JP 4326399A JP 2000240539 A JP2000240539 A JP 2000240539A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 層状燃焼エンジンにおいて、混合気の層状化
をより適切に行い、燃焼室内の混合気の濃度分布を適正
に制御して空燃比のリーン化を図る。 【解決手段】 吸気ポート８の２つのポート8a，8bの外
側の側壁にガイド壁12a，12b を設けて吸気ポート８か
ら燃焼室７へ流入する吸気流を点火プラグ11を配置した
燃焼室７の中央へ指向させる。燃料インジェクタ13によ
って点火プラグ11の近傍に向けて燃料を噴射する。これ
により、燃焼室７の中央部に濃い混合気層を形成するタ
ンブル流T1を生成する。吸気ポート８の両側部に設けた
副吸気ポート14a ，14b から燃焼室７へ流入する吸気流
によって、タンブル流T1の両側部に薄い混合気層を形成
するタンブル流T2，T3を生成する。タンブル流T1，T2，
T3からなる３層の混合気層を形成することにより、着火
性および火炎伝播性を向上させて、空燃比のリーン化を
促進することができる。
をより適切に行い、燃焼室内の混合気の濃度分布を適正
に制御して空燃比のリーン化を図る。 【解決手段】 吸気ポート８の２つのポート8a，8bの外
側の側壁にガイド壁12a，12b を設けて吸気ポート８か
ら燃焼室７へ流入する吸気流を点火プラグ11を配置した
燃焼室７の中央へ指向させる。燃料インジェクタ13によ
って点火プラグ11の近傍に向けて燃料を噴射する。これ
により、燃焼室７の中央部に濃い混合気層を形成するタ
ンブル流T1を生成する。吸気ポート８の両側部に設けた
副吸気ポート14a ，14b から燃焼室７へ流入する吸気流
によって、タンブル流T1の両側部に薄い混合気層を形成
するタンブル流T2，T3を生成する。タンブル流T1，T2，
T3からなる３層の混合気層を形成することにより、着火
性および火炎伝播性を向上させて、空燃比のリーン化を
促進することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内の混合気
の分布を制御して、層状燃焼を促進するようにした層状
燃焼エンジンに関するものである。
の分布を制御して、層状燃焼を促進するようにした層状
燃焼エンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等のエンジンにおいて、均一混合
気の燃焼によるものでは、空燃比（Ａ／Ｆ）のリーン化
や高ＥＧＲ化を実施すると、着火性や火炎伝播性が低下
し、燃焼が不安定となり、失火率の増加等による未燃Ｈ
Ｃの急増や燃料消費率の悪化が問題となる。
気の燃焼によるものでは、空燃比（Ａ／Ｆ）のリーン化
や高ＥＧＲ化を実施すると、着火性や火炎伝播性が低下
し、燃焼が不安定となり、失火率の増加等による未燃Ｈ
Ｃの急増や燃料消費率の悪化が問題となる。
【０００３】空燃比のリーン化や高ＥＧＲ化を促進し
て、燃料消費率の向上および低エミッション化を図るた
めには、燃焼室内の点火プラグ付近に濃い混合気の層を
生成し、この濃い混合気層に着火することにより、全体
として空燃比の薄い混合気の着火および燃焼を可能にし
た層状燃焼が適していることが知られており、従来から
層状燃焼方式のエンジンが種々提案されている（実開平
７−１６６８６６号等参照）。
て、燃料消費率の向上および低エミッション化を図るた
めには、燃焼室内の点火プラグ付近に濃い混合気の層を
生成し、この濃い混合気層に着火することにより、全体
として空燃比の薄い混合気の着火および燃焼を可能にし
た層状燃焼が適していることが知られており、従来から
層状燃焼方式のエンジンが種々提案されている（実開平
７−１６６８６６号等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】空燃比のリーン化およ
び高ＥＧＲ化を促進するためには、混合気の層状化をよ
り適切に行い、燃焼室内の混合気の濃度分布を適正に制
御することにより、着火性および火炎伝播性を向上させ
て、より安定した燃焼状態を得ることが重要である。
び高ＥＧＲ化を促進するためには、混合気の層状化をよ
り適切に行い、燃焼室内の混合気の濃度分布を適正に制
御することにより、着火性および火炎伝播性を向上させ
て、より安定した燃焼状態を得ることが重要である。
【０００５】本発明は、上記点に鑑みてなされたもので
あり、混合気の層状化をより適切に行い、燃焼室内の混
合気分布を適正化して、空燃比のリーン化および高ＥＧ
Ｒ化を促進することができる層状燃焼エンジンの吸気装
置を提供することを目的とする。
あり、混合気の層状化をより適切に行い、燃焼室内の混
合気分布を適正化して、空燃比のリーン化および高ＥＧ
Ｒ化を促進することができる層状燃焼エンジンの吸気装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る層状燃焼エンジンは、燃焼室に連
通する吸気ポートと、該吸気ポートの両側部に配置され
て該吸気ポートと並行して直線状に延びる２つの副吸気
ポートと、前記燃焼室内の前記吸気ポートに対向する部
位に配置された点火プラグと、前記吸気ポート内に配置
されて前記点火プラグ付近へ燃料を噴射する燃料インジ
ェクタとを備え、前記吸気ポートおよび前記副吸気ポー
トのそれぞれから前記燃焼室へ流入する吸気流によって
３つのタンブル流が形成されるようにしたことを特徴と
する。
めに、請求項１に係る層状燃焼エンジンは、燃焼室に連
通する吸気ポートと、該吸気ポートの両側部に配置され
て該吸気ポートと並行して直線状に延びる２つの副吸気
ポートと、前記燃焼室内の前記吸気ポートに対向する部
位に配置された点火プラグと、前記吸気ポート内に配置
されて前記点火プラグ付近へ燃料を噴射する燃料インジ
ェクタとを備え、前記吸気ポートおよび前記副吸気ポー
トのそれぞれから前記燃焼室へ流入する吸気流によって
３つのタンブル流が形成されるようにしたことを特徴と
する。
【０００７】このように構成したことにより、吸気ポー
トから燃焼室内に流入する吸気流によって、点火プラグ
が配置された燃焼室中央部に濃い混合気層を形成するタ
ンブル流が生成され、副ポートから燃焼室内に流入する
吸気流によって、濃い混合気層のタンブル流の両側に薄
い混合気層を形成する２つのタンブル流が生成される。
トから燃焼室内に流入する吸気流によって、点火プラグ
が配置された燃焼室中央部に濃い混合気層を形成するタ
ンブル流が生成され、副ポートから燃焼室内に流入する
吸気流によって、濃い混合気層のタンブル流の両側に薄
い混合気層を形成する２つのタンブル流が生成される。
【０００８】請求項２に係る層状燃焼エンジンは、上記
請求項１の構成において、前記吸気ポートは、２つのポ
ートに分岐して前記燃焼室に連通され、前記燃料インジ
ェクタは、前記吸気ポートの分岐部の上流側に配置され
て前記２つのポートを通して前記点火プラグの付近へ燃
料を噴射するように指向されていることを特徴とする。
請求項１の構成において、前記吸気ポートは、２つのポ
ートに分岐して前記燃焼室に連通され、前記燃料インジ
ェクタは、前記吸気ポートの分岐部の上流側に配置され
て前記２つのポートを通して前記点火プラグの付近へ燃
料を噴射するように指向されていることを特徴とする。
【０００９】このように構成したことにより、吸気ポー
トから燃焼室へ流入する吸気流は、２つのポートを介し
て燃焼室へ流入して、燃焼室内の中央部に濃い混合気層
を形成するタンブル流を生成する。
トから燃焼室へ流入する吸気流は、２つのポートを介し
て燃焼室へ流入して、燃焼室内の中央部に濃い混合気層
を形成するタンブル流を生成する。
【００１０】請求項３に係る層状燃焼エンジンは、上記
請求項１または２の構成において、前記吸気ポートに
は、その両側部の内壁を内側に絞って該吸気ポートから
前記燃焼室へ流入する吸気流を燃焼室の中央部へ指向さ
せるガイド壁が形成されていることを特徴とする。
請求項１または２の構成において、前記吸気ポートに
は、その両側部の内壁を内側に絞って該吸気ポートから
前記燃焼室へ流入する吸気流を燃焼室の中央部へ指向さ
せるガイド壁が形成されていることを特徴とする。
【００１１】このように構成したことにより、吸気ポー
トから燃焼室へ流入する吸気流は、ガイド壁に沿って燃
焼室の中央部へ向かって流入してタンブル流を生成す
る。
トから燃焼室へ流入する吸気流は、ガイド壁に沿って燃
焼室の中央部へ向かって流入してタンブル流を生成す
る。
【００１２】請求項４に係る層状燃焼エンジンは、上記
請求項１ないし３のいずれかの構成において、前記副吸
気ポートは、前記吸気ポートに隣接するウォータジャケ
ットを通る管状部材によって形成されていることを特徴
とする。
請求項１ないし３のいずれかの構成において、前記副吸
気ポートは、前記吸気ポートに隣接するウォータジャケ
ットを通る管状部材によって形成されていることを特徴
とする。
【００１３】このように構成したことにより、吸気ポー
トに隣接してウォータジャケットが設けられていても、
副吸気ポートを吸気ポートの両側部に配置することがで
きる。
トに隣接してウォータジャケットが設けられていても、
副吸気ポートを吸気ポートの両側部に配置することがで
きる。
【００１４】また、請求項５に係る層状燃焼エンジン
は、上記請求項１ないし４のいずれかの構成において、
前記２つの副吸気ポートの少なくとも一方にＥＧＲを導
入するようにしたことを特徴とする。
は、上記請求項１ないし４のいずれかの構成において、
前記２つの副吸気ポートの少なくとも一方にＥＧＲを導
入するようにしたことを特徴とする。
【００１５】このように構成したことにより、副吸気ポ
ートを介して燃焼室内にＥＧＲが導入されて、ＥＧＲを
含む薄い混合気層を形成するタンブル流が生成される。
ートを介して燃焼室内にＥＧＲが導入されて、ＥＧＲを
含む薄い混合気層を形成するタンブル流が生成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本発明に係る層状燃焼エン
ジンのシリンダヘッド部の概略構成を図１および図２に
示す。図１および図２において、符号１はシリンダブロ
ック、２はシリンダヘッド、３はこれらの間に介装され
たガスケットを示している。シリンダブロック１のシリ
ンダボア４には、ピストン５が摺動可能に嵌装されてコ
ンロッド６を介してクランク軸（図示せず）に連結され
ている。そして、シリンダヘッド２とシリンダボア４と
ピストン５とで囲まれて燃焼室７が形成されている。
に基づいて詳細に説明する。本発明に係る層状燃焼エン
ジンのシリンダヘッド部の概略構成を図１および図２に
示す。図１および図２において、符号１はシリンダブロ
ック、２はシリンダヘッド、３はこれらの間に介装され
たガスケットを示している。シリンダブロック１のシリ
ンダボア４には、ピストン５が摺動可能に嵌装されてコ
ンロッド６を介してクランク軸（図示せず）に連結され
ている。そして、シリンダヘッド２とシリンダボア４と
ピストン５とで囲まれて燃焼室７が形成されている。
【００１７】シリンダヘッド２には、燃焼室７に連通す
る吸気ポート８および排気ポート９（図２では図示を省
略する）が設けられている。吸気ポート８は、途中で分
岐して２つのポート8a，8bが燃焼室７に連通されてお
り、各ポート8a，8bに吸気バルブ10が設けられている。
同様に排気ポート９も途中で分岐して２つのポート9a，
9bが燃焼室７に連通されており、各ポート9a，9bに排気
バルブ（図示せず）が設けられている。吸気ポート８と
排気ポート９とは、燃焼室７に対して互いに反対側に配
置されて、いわゆるクロスフロー方式の配置となってお
り、これに対応してシリンダヘッド２の燃焼室７を形成
する部分は、いわゆるペントルーフ型に形成されてい
る。そして、その頂部の中央に点火プラグ11が配置され
ている（図１参照）。
る吸気ポート８および排気ポート９（図２では図示を省
略する）が設けられている。吸気ポート８は、途中で分
岐して２つのポート8a，8bが燃焼室７に連通されてお
り、各ポート8a，8bに吸気バルブ10が設けられている。
同様に排気ポート９も途中で分岐して２つのポート9a，
9bが燃焼室７に連通されており、各ポート9a，9bに排気
バルブ（図示せず）が設けられている。吸気ポート８と
排気ポート９とは、燃焼室７に対して互いに反対側に配
置されて、いわゆるクロスフロー方式の配置となってお
り、これに対応してシリンダヘッド２の燃焼室７を形成
する部分は、いわゆるペントルーフ型に形成されてい
る。そして、その頂部の中央に点火プラグ11が配置され
ている（図１参照）。
【００１８】吸気ポート８は、図２に示すように、２つ
のポート8a，8bの上流部Ａが通常の曲線状のポート形状
Ｎに対して直線状に形成されており、吸気ポート８から
燃焼室７に流入する吸気流が上方側へ偏向されて、燃焼
室７内においてタンブル流T1が形成されやすいようにな
っている。吸気ポート８の２つのポート8a，8bは、図１
に示すように、外側の内壁が内側に絞られてガイド壁12
a ，12b が形成されており、吸気ポート８から燃焼室７
に流入する吸気流が燃焼室７の中央部へ指向されるよう
になっている。また、吸気ポート８の分岐部の上流側の
上部内壁には、燃料インジェクタ13が取付けられてい
る。燃料インジェクタ13は、２つのポート8a，8bを通し
て燃焼室７内の点火プラグ11の近傍に向かって燃料を噴
射するように噴射角が充分挟角になっている。
のポート8a，8bの上流部Ａが通常の曲線状のポート形状
Ｎに対して直線状に形成されており、吸気ポート８から
燃焼室７に流入する吸気流が上方側へ偏向されて、燃焼
室７内においてタンブル流T1が形成されやすいようにな
っている。吸気ポート８の２つのポート8a，8bは、図１
に示すように、外側の内壁が内側に絞られてガイド壁12
a ，12b が形成されており、吸気ポート８から燃焼室７
に流入する吸気流が燃焼室７の中央部へ指向されるよう
になっている。また、吸気ポート８の分岐部の上流側の
上部内壁には、燃料インジェクタ13が取付けられてい
る。燃料インジェクタ13は、２つのポート8a，8bを通し
て燃焼室７内の点火プラグ11の近傍に向かって燃料を噴
射するように噴射角が充分挟角になっている。
【００１９】シリンダヘッド２の吸気ポート８の両側部
には、吸気ポート８と並行して延ばされ、ガイド壁12a
，12b を通ってポート8a内に開口する副吸気ポート14a
，14b が設けられている。副吸気ポート14a ，14b
は、吸気ポート８の上流側に接続されており、吸気ポー
ト８とともに新気が導入されるようになっている。ま
た、副吸気ポート14a ，14b の少なくとも一方に、ＥＧ
Ｒ装置（図示せず）を接続して、適宜ＥＧＲを導入する
ようにしてもよい。そして、副吸気ポート14a ，14b
は、燃焼室７に導入された吸気燃焼室７内において、吸
気ポート８によるタンブル流T1の両側にタンブル流T2，
T3を形成するように指向されている。副吸気ポート14a
，14b は、機械加工または鋳抜き等によって形成する
形成することができる。
には、吸気ポート８と並行して延ばされ、ガイド壁12a
，12b を通ってポート8a内に開口する副吸気ポート14a
，14b が設けられている。副吸気ポート14a ，14b
は、吸気ポート８の上流側に接続されており、吸気ポー
ト８とともに新気が導入されるようになっている。ま
た、副吸気ポート14a ，14b の少なくとも一方に、ＥＧ
Ｒ装置（図示せず）を接続して、適宜ＥＧＲを導入する
ようにしてもよい。そして、副吸気ポート14a ，14b
は、燃焼室７に導入された吸気燃焼室７内において、吸
気ポート８によるタンブル流T1の両側にタンブル流T2，
T3を形成するように指向されている。副吸気ポート14a
，14b は、機械加工または鋳抜き等によって形成する
形成することができる。
【００２０】ピストン５の頂面には、浅皿ボールキャビ
ティすなわち球面状の凹部15が形成されており、燃焼室
７内でタンブル流T1，T2，T3を生成しやすくするととも
に、生成されたタンブル流T1，T2，T3が維持されやすい
ようになっている。
ティすなわち球面状の凹部15が形成されており、燃焼室
７内でタンブル流T1，T2，T3を生成しやすくするととも
に、生成されたタンブル流T1，T2，T3が維持されやすい
ようになっている。
【００２１】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。エンジンの吸気行程において、吸
気ポート８（ポート8a，8b）から燃焼室７内に導入され
た吸気流は、吸気ポート８の直線状部分によってポート
8a，8bの上方へ偏向されるとともに、ガイド壁12a ，12
b によって中央へ指向され、燃焼室７の内壁に沿って流
れ、縦方向の旋回流となって燃焼室７の中央部にタンブ
ル流T1を生成する。このとき、燃焼室７をペントルーフ
型とし、ピストン５の頂面に球面状の凹部15を形成した
ことにより、強いタンブル流T1が生成されて維持され
る。そして、燃料インジェクタ13によって点火プラグ11
の近傍に燃料を噴射することより、タンブル流T1は、濃
い混合気の層となって点火プラグ11の周囲に集中する。
ついて次に説明する。エンジンの吸気行程において、吸
気ポート８（ポート8a，8b）から燃焼室７内に導入され
た吸気流は、吸気ポート８の直線状部分によってポート
8a，8bの上方へ偏向されるとともに、ガイド壁12a ，12
b によって中央へ指向され、燃焼室７の内壁に沿って流
れ、縦方向の旋回流となって燃焼室７の中央部にタンブ
ル流T1を生成する。このとき、燃焼室７をペントルーフ
型とし、ピストン５の頂面に球面状の凹部15を形成した
ことにより、強いタンブル流T1が生成されて維持され
る。そして、燃料インジェクタ13によって点火プラグ11
の近傍に燃料を噴射することより、タンブル流T1は、濃
い混合気の層となって点火プラグ11の周囲に集中する。
【００２２】一方、副吸気ポート14a ，14b から燃焼室
７に流入する吸気流（新気またはＥＧＲを含む新気）
は、燃焼室７の内壁に沿って流れ、縦方向の旋回流とな
って燃焼室７のタンブル流T1の両側にタンブル流T2，T3
を生成する。このとき、タンブル流T1と同様、燃焼室７
をペントルーフ型とし、ピストン５の頂面に球面状の凹
部15を形成したことにより、タンブル流T1と同様に強い
タンブル流T2，T3が生成されて維持される。また、燃料
インジェクタ13が燃焼室７の中央部の点火プラグ11の近
傍へ向けて指向されているので、タンブル流T2，T3は、
少量の燃料が混合された薄い混合気の層となる。
７に流入する吸気流（新気またはＥＧＲを含む新気）
は、燃焼室７の内壁に沿って流れ、縦方向の旋回流とな
って燃焼室７のタンブル流T1の両側にタンブル流T2，T3
を生成する。このとき、タンブル流T1と同様、燃焼室７
をペントルーフ型とし、ピストン５の頂面に球面状の凹
部15を形成したことにより、タンブル流T1と同様に強い
タンブル流T2，T3が生成されて維持される。また、燃料
インジェクタ13が燃焼室７の中央部の点火プラグ11の近
傍へ向けて指向されているので、タンブル流T2，T3は、
少量の燃料が混合された薄い混合気の層となる。
【００２３】このようにして、燃焼室７内の中央部に濃
い混合気の層をなす強いタンブル流T1が生成され、その
両側に薄い混合気の層をなす強いタンブル流T2，T3が生
成され、燃焼室７内に３層の混合気層が形成される。こ
の３層の混合気層は、強いタンブル流T1，T2，T3によっ
て層状化が適切に行われるので、点火プラグ11の周囲に
濃い混合気を集中するとともに、燃焼室７内の混合気の
濃度分布を適正に制御することができ、着火性および火
炎伝播性を向上させて、より安定した燃焼状態を得るこ
とができる。その結果、空燃比のリーン化および高ＥＧ
Ｒ化を促進することができ、燃料消費率の向上および低
エミッション化を図ることができる。
い混合気の層をなす強いタンブル流T1が生成され、その
両側に薄い混合気の層をなす強いタンブル流T2，T3が生
成され、燃焼室７内に３層の混合気層が形成される。こ
の３層の混合気層は、強いタンブル流T1，T2，T3によっ
て層状化が適切に行われるので、点火プラグ11の周囲に
濃い混合気を集中するとともに、燃焼室７内の混合気の
濃度分布を適正に制御することができ、着火性および火
炎伝播性を向上させて、より安定した燃焼状態を得るこ
とができる。その結果、空燃比のリーン化および高ＥＧ
Ｒ化を促進することができ、燃料消費率の向上および低
エミッション化を図ることができる。
【００２４】次に、本発明に係る層状燃焼エンジンの空
燃比限界特性について図６を参照して説明する。図６に
おいて、横軸は空燃比Ａ／Ｆを示し、縦軸は燃焼変動定
数（大きいほど、失火率が高く燃焼が不安定であること
を示す）を示しており、実線が従来のエンジンの特性を
示し、破線が本発明に係る層状燃焼エンジンの特性を示
している。図６から、本発明に係る層状燃焼エンジンに
よれば、燃焼安定限界に達する空燃比が、従来のA1から
A2に向上することがわかる。
燃比限界特性について図６を参照して説明する。図６に
おいて、横軸は空燃比Ａ／Ｆを示し、縦軸は燃焼変動定
数（大きいほど、失火率が高く燃焼が不安定であること
を示す）を示しており、実線が従来のエンジンの特性を
示し、破線が本発明に係る層状燃焼エンジンの特性を示
している。図６から、本発明に係る層状燃焼エンジンに
よれば、燃焼安定限界に達する空燃比が、従来のA1から
A2に向上することがわかる。
【００２５】次に、本発明に係る層状燃焼エンジンのＥ
ＧＲ率限界特性について図７を参照して説明する。図７
において、横軸はＥＧＲ率を示し、縦軸は燃焼変動定数
を示しており、実線が従来のエンジンの特性を示し、破
線が本発明に係る層状燃焼エンジンの特性を示してい
る。図７から、本発明に係る層状燃焼エンジンによれ
ば、燃焼安定限界に達するＥＧＲ率が、従来のE1からE2
に向上することがわかる。これにより、ＥＧＲ率をE1か
らE2に高めることができ、図８に示すように、図示燃料
消費率をＢだけ低減することができる。
ＧＲ率限界特性について図７を参照して説明する。図７
において、横軸はＥＧＲ率を示し、縦軸は燃焼変動定数
を示しており、実線が従来のエンジンの特性を示し、破
線が本発明に係る層状燃焼エンジンの特性を示してい
る。図７から、本発明に係る層状燃焼エンジンによれ
ば、燃焼安定限界に達するＥＧＲ率が、従来のE1からE2
に向上することがわかる。これにより、ＥＧＲ率をE1か
らE2に高めることができ、図８に示すように、図示燃料
消費率をＢだけ低減することができる。
【００２６】次に、上記実施形態の変形例について図３
ないし図５を参照して説明する。なお、以下の説明にお
いては、図１および図２に示すものと同様の部分には同
一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明す
る。
ないし図５を参照して説明する。なお、以下の説明にお
いては、図１および図２に示すものと同様の部分には同
一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明す
る。
【００２７】図３および図４に示す変形例では、吸気ポ
ート８の幅を広げ、その両側壁にガイド壁12a ，12b に
沿って延びる凸部16a ，16b を形成し、この凸部16a ，
16bに副吸気通路14a ，14b を設けている。このように
構成することにより、吸気ポート８の流路面積を大きく
とることができる。なお、図３においては、一方のガイ
ド壁12b 、凸部16b および副吸気通路14b について図示
を省略している。
ート８の幅を広げ、その両側壁にガイド壁12a ，12b に
沿って延びる凸部16a ，16b を形成し、この凸部16a ，
16bに副吸気通路14a ，14b を設けている。このように
構成することにより、吸気ポート８の流路面積を大きく
とることができる。なお、図３においては、一方のガイ
ド壁12b 、凸部16b および副吸気通路14b について図示
を省略している。
【００２８】また、図５に示す変形例では、シリンダヘ
ッド２の吸気ポートに隣接して、冷却水を流通させるた
めのウォータジャケット17が形成されており、ウォータ
ジャケット17を通して副吸気通路14a ，14b を設けるた
めに、シリンダヘッド２の吸気通路８の側部に圧入され
たパイプ18（管状部材）によって副吸気通路14a ，14b
が形成されている。なお、図５においては、一方のガイ
ド壁12b 、ウォータジャケット17およびパイプ18につい
て図示を省略している。
ッド２の吸気ポートに隣接して、冷却水を流通させるた
めのウォータジャケット17が形成されており、ウォータ
ジャケット17を通して副吸気通路14a ，14b を設けるた
めに、シリンダヘッド２の吸気通路８の側部に圧入され
たパイプ18（管状部材）によって副吸気通路14a ，14b
が形成されている。なお、図５においては、一方のガイ
ド壁12b 、ウォータジャケット17およびパイプ18につい
て図示を省略している。
【００２９】なお、上記実施形態では、ポート面積を大
きくとるために、吸排気側それぞれ２つのポート8a，8b
およびポート9a，9bを燃焼室７に連通させているが、吸
排気側のポートの少なくとも一方を単一のポートとする
こともできる。
きくとるために、吸排気側それぞれ２つのポート8a，8b
およびポート9a，9bを燃焼室７に連通させているが、吸
排気側のポートの少なくとも一方を単一のポートとする
こともできる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に係る層
状燃焼エンジンによれば、吸気ポートから燃焼室内に流
入する吸気流によって、点火プラグが配置された燃焼室
中央部に濃い混合気層を形成するタンブル流が生成さ
れ、副ポートから燃焼室内に流入する吸気流によって、
濃い混合気層のタンブル流の両側に薄い混合気層を形成
する２つのタンブル流が生成されて、燃焼室内に３層の
混合気層が形成される。これにより、燃焼室内の混合気
の層状化を適切に行うことができ、点火プラグの周囲に
濃い混合気を集中するとともに、燃焼室内の混合気の濃
度分布を適正に制御することができ、着火性および火炎
伝播性を向上させて、より安定した燃焼状態を得ること
ができる。その結果、空燃比のリーン化および高ＥＧＲ
化を促進することができ、燃料消費率の向上および低エ
ミッション化を図ることができる。
状燃焼エンジンによれば、吸気ポートから燃焼室内に流
入する吸気流によって、点火プラグが配置された燃焼室
中央部に濃い混合気層を形成するタンブル流が生成さ
れ、副ポートから燃焼室内に流入する吸気流によって、
濃い混合気層のタンブル流の両側に薄い混合気層を形成
する２つのタンブル流が生成されて、燃焼室内に３層の
混合気層が形成される。これにより、燃焼室内の混合気
の層状化を適切に行うことができ、点火プラグの周囲に
濃い混合気を集中するとともに、燃焼室内の混合気の濃
度分布を適正に制御することができ、着火性および火炎
伝播性を向上させて、より安定した燃焼状態を得ること
ができる。その結果、空燃比のリーン化および高ＥＧＲ
化を促進することができ、燃料消費率の向上および低エ
ミッション化を図ることができる。
【００３１】請求項２に係る層状燃焼エンジンによれ
ば、吸気ポートを２つのポートを介して燃焼室に連通さ
せることにより、そのポート面積を大きくすることがで
きる。
ば、吸気ポートを２つのポートを介して燃焼室に連通さ
せることにより、そのポート面積を大きくすることがで
きる。
【００３２】請求項３に係る層状燃焼エンジンによれ
ば、吸気ポートから燃焼室へ流入する吸気流をガイド壁
に沿って燃焼室の中央部へ向かって流入させることがで
きる。
ば、吸気ポートから燃焼室へ流入する吸気流をガイド壁
に沿って燃焼室の中央部へ向かって流入させることがで
きる。
【００３３】請求項４に係る層状燃焼エンジンによれ
ば、吸気ポートに隣接してウォータジャケットが設けら
れていても、副吸気ポートを吸気ポートの両側部に配置
することができる。
ば、吸気ポートに隣接してウォータジャケットが設けら
れていても、副吸気ポートを吸気ポートの両側部に配置
することができる。
【００３４】また、請求項５に係る層状燃焼エンジンに
よれば、副吸気ポートを介して燃焼室内にＥＧＲを導入
することができ、ＥＧＲを含む薄い混合気層を形成する
タンブル流を生成することができる。
よれば、副吸気ポートを介して燃焼室内にＥＧＲを導入
することができ、ＥＧＲを含む薄い混合気層を形成する
タンブル流を生成することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る層状燃焼エンジンの
シリンダヘッド部の概略構成を示す横断面図である。
シリンダヘッド部の概略構成を示す横断面図である。
【図２】図１に示す層状燃焼エンジンのシリンダヘッド
部の概略構成を示す縦断面図である。
部の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図１に示す実施形態の変形例の要部である吸気
ポート部の概略構成を示す横断面図である。
ポート部の概略構成を示す横断面図である。
【図４】図３に示す変形例の吸気ポートの縦断面図であ
る。
る。
【図５】図１に示す実施形態の他の変形例の要部である
吸気ポート部の概略構成を示す横断面図である。
吸気ポート部の概略構成を示す横断面図である。
【図６】本発明に係る層状燃焼エンジンの空燃比限界特
性を示すグラフ図である。
性を示すグラフ図である。
【図７】本発明に係る層状燃焼エンジンのＥＧＲ率限界
特性を示すグラフ図である。
特性を示すグラフ図である。
【図８】本発明に係る層状燃焼エンジンの図示燃料消費
率特性を示すグラフ図である。
率特性を示すグラフ図である。
７ 燃焼室 ８ 吸気ポート 8a,8b ポート 11 点火プラグ 12a,12b ガイド壁 13 燃料インジェクタ 14a,14b 副吸気ポート 17 ウォータジャケット 18 パイプ（管状部材）
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼室に連通する吸気ポートと、該吸気
ポートの両側部に配置されて該吸気ポートと並行して直
線状に延びる２つの副吸気ポートと、前記燃焼室内の前
記吸気ポートに対向する部位に配置された点火プラグ
と、前記吸気ポート内に配置されて前記点火プラグ付近
へ燃料を噴射する燃料インジェクタとを備え、前記吸気
ポートおよび前記副吸気ポートのそれぞれから前記燃焼
室へ流入する吸気流によって３つのタンブル流が形成さ
れるようにしたことを特徴とする層状燃焼エンジン。 - 【請求項２】 前記吸気ポートは、２つのポートに分岐
して前記燃焼室に連通され、前記燃料インジェクタは、
前記吸気ポートの分岐部の上流側に配置されて前記２つ
のポートを通して前記点火プラグの付近へ燃料を噴射す
るように指向されていることを特徴とする請求項１に記
載の層状燃焼エンジン。 - 【請求項３】 前記吸気ポートには、その両側部の内壁
を内側に絞って該吸気ポートから前記燃焼室へ流入する
吸気流を燃焼室の中央部へ指向させるガイド壁が形成さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の層
状燃焼エンジン。 - 【請求項４】 前記副吸気ポートは、前記吸気ポートに
隣接するウォータジャケットを通る管状部材によって形
成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいず
れかに記載の層状燃焼エンジン。 - 【請求項５】前記２つの副吸気ポートの少なくとも一方
にＥＧＲを導入するようにしたことを特徴とする請求項
１ないし４のいずれかに記載の層状燃焼エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043263A JP2000240539A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 層状燃焼エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043263A JP2000240539A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 層状燃焼エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000240539A true JP2000240539A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12658970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11043263A Pending JP2000240539A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 層状燃焼エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000240539A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102465806A (zh) * | 2010-11-08 | 2012-05-23 | 胡建华 | 内燃机 |
| JP2013122188A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP11043263A patent/JP2000240539A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102465806A (zh) * | 2010-11-08 | 2012-05-23 | 胡建华 | 内燃机 |
| JP2013122188A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
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