JP2000282873A - 筒内噴射式火花点火内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式火花点火内燃機関Info
- Publication number
- JP2000282873A JP2000282873A JP11089278A JP8927899A JP2000282873A JP 2000282873 A JP2000282873 A JP 2000282873A JP 11089278 A JP11089278 A JP 11089278A JP 8927899 A JP8927899 A JP 8927899A JP 2000282873 A JP2000282873 A JP 2000282873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- side wall
- cavity
- injection valve
- fuel injection
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
- F02B17/005—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders having direct injection in the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成層燃焼時に、燃料をピストン頂面に形成さ
れたキャビティの底壁に向けて噴射して、底壁に沿わせ
て主にキャビティの点火プラグ側側壁方向に進行させ、
点火プラグ側側壁によって偏向させて点火プラグ近傍に
導く筒内噴射式火花点火内燃機関において、燃料がキャ
ビティの壁面に衝突した後に、キャビティの点火プラグ
側側壁方向と燃料噴射弁側側壁方向とに分流しても、キ
ャビティ内に噴射された全ての燃料を可燃混合気として
燃焼させて意図する機関出力を発生させることである。 【解決手段】 キャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂの
両側部に設けられた返し部８ｄは燃料を点火プラグ６近
傍に導き、点火プラグ側側壁の中央部に設けられた返し
部８ｄ’は燃料を点火プラグ近傍の燃料噴射弁側に隣接
する領域に導くようになっている。
れたキャビティの底壁に向けて噴射して、底壁に沿わせ
て主にキャビティの点火プラグ側側壁方向に進行させ、
点火プラグ側側壁によって偏向させて点火プラグ近傍に
導く筒内噴射式火花点火内燃機関において、燃料がキャ
ビティの壁面に衝突した後に、キャビティの点火プラグ
側側壁方向と燃料噴射弁側側壁方向とに分流しても、キ
ャビティ内に噴射された全ての燃料を可燃混合気として
燃焼させて意図する機関出力を発生させることである。 【解決手段】 キャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂの
両側部に設けられた返し部８ｄは燃料を点火プラグ６近
傍に導き、点火プラグ側側壁の中央部に設けられた返し
部８ｄ’は燃料を点火プラグ近傍の燃料噴射弁側に隣接
する領域に導くようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射式火花点
火内燃機関に関する。
火内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】気筒内へ直接的に燃料を噴射することに
より、点火時点において点火プラグ近傍だけに着火性の
良好な混合気（以下、可燃混合気）を形成し、気筒内全
体としては希薄な混合気の燃焼を可能にする成層燃焼が
公知である。成層燃焼を実施する際には、一般的に、燃
料噴射弁は、圧縮行程後半に燃料を噴射する。こうして
噴射された燃料は、ピストン頂面に形成された凹状の燃
焼室内へ進入し、燃焼室壁面から熱を奪って気化しなが
ら燃焼室形状によって点火プラグ方向へ偏向され、点火
プラグ近傍に可燃混合気を形成することが意図されてい
る。
より、点火時点において点火プラグ近傍だけに着火性の
良好な混合気（以下、可燃混合気）を形成し、気筒内全
体としては希薄な混合気の燃焼を可能にする成層燃焼が
公知である。成層燃焼を実施する際には、一般的に、燃
料噴射弁は、圧縮行程後半に燃料を噴射する。こうして
噴射された燃料は、ピストン頂面に形成された凹状の燃
焼室内へ進入し、燃焼室壁面から熱を奪って気化しなが
ら燃焼室形状によって点火プラグ方向へ偏向され、点火
プラグ近傍に可燃混合気を形成することが意図されてい
る。
【０００３】成層燃焼を実施するための筒内噴射式火花
点火内燃機関において、一般的に、点火プラグは気筒上
部略中心に配置され、燃料噴射弁は気筒上部周囲に配置
されており、燃焼室は、ピストン頂面略中央部から燃料
噴射弁側のピストン頂面周囲部へ延在しており、底壁
と、点火プラグ側側壁と、燃料噴射弁側側壁とを有して
いる。燃焼室内に噴射された燃料は、燃焼室の底壁に衝
突した後に、底壁に沿って点火プラグ側側壁方向に進行
し、その後、点火プラグ側側壁によって点火プラグ方向
に偏向されるようになっている。
点火内燃機関において、一般的に、点火プラグは気筒上
部略中心に配置され、燃料噴射弁は気筒上部周囲に配置
されており、燃焼室は、ピストン頂面略中央部から燃料
噴射弁側のピストン頂面周囲部へ延在しており、底壁
と、点火プラグ側側壁と、燃料噴射弁側側壁とを有して
いる。燃焼室内に噴射された燃料は、燃焼室の底壁に衝
突した後に、底壁に沿って点火プラグ側側壁方向に進行
し、その後、点火プラグ側側壁によって点火プラグ方向
に偏向されるようになっている。
【０００４】燃焼室壁面の熱によって燃料を良好に気化
させるためには、燃焼室壁面に沿っての燃料の移動距離
を延長させて、噴射された燃料を燃焼室壁面に長い時間
接触させることが必要である。燃焼室形状を変更するこ
となく、これを実現するために、燃料を水平に対して比
較的大きな鋭角度で噴射することが提案されている。そ
れにより、燃料噴射弁の同じ噴孔位置において、燃料を
水平に対して比較的小さな鋭角度で噴射する場合に比較
して、燃料の底壁に対する衝突位置を燃焼室の点火プラ
グ側側壁から遠ざけることができ、燃焼室の底壁上にお
ける燃料の移動距離を延長することが可能となる。
させるためには、燃焼室壁面に沿っての燃料の移動距離
を延長させて、噴射された燃料を燃焼室壁面に長い時間
接触させることが必要である。燃焼室形状を変更するこ
となく、これを実現するために、燃料を水平に対して比
較的大きな鋭角度で噴射することが提案されている。そ
れにより、燃料噴射弁の同じ噴孔位置において、燃料を
水平に対して比較的小さな鋭角度で噴射する場合に比較
して、燃料の底壁に対する衝突位置を燃焼室の点火プラ
グ側側壁から遠ざけることができ、燃焼室の底壁上にお
ける燃料の移動距離を延長することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料を
水平に対して比較的大きな鋭角度で噴射すると、底面に
衝突した燃料が分流して、全ての燃料が底面に沿って点
火プラグ側側壁方向に進行せず、一部の燃料が底面に沿
って燃料噴射弁側側壁方向に進行することがある。
水平に対して比較的大きな鋭角度で噴射すると、底面に
衝突した燃料が分流して、全ての燃料が底面に沿って点
火プラグ側側壁方向に進行せず、一部の燃料が底面に沿
って燃料噴射弁側側壁方向に進行することがある。
【０００６】それにより、燃焼室の点火プラグ側側壁を
介して点火プラグ近傍に形成される可燃混合気の量は少
なくなり、意図する機関出力を発生させることができな
いだけでなく、燃焼室の燃料噴射弁側側壁方向に進行す
る燃料により形成される混合気を良好に燃焼させること
ができずに、未燃燃料の排出量が増大する可能性があ
る。
介して点火プラグ近傍に形成される可燃混合気の量は少
なくなり、意図する機関出力を発生させることができな
いだけでなく、燃焼室の燃料噴射弁側側壁方向に進行す
る燃料により形成される混合気を良好に燃焼させること
ができずに、未燃燃料の排出量が増大する可能性があ
る。
【０００７】従って、本発明の目的は、成層燃焼時に、
燃料をピストン頂面に形成されたキャビティの底壁に向
けて噴射して、底壁に沿わせて主にキャビティの点火プ
ラグ側側壁方向に進行させ、点火プラグ側側壁によって
偏向させて点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内
燃機関において、燃料がキャビティの壁面に衝突した後
に、キャビティの点火プラグ側側壁方向と燃料噴射弁側
側壁方向とに分流しても、キャビティ内に噴射された全
ての燃料を可燃混合気として燃焼させて意図する機関出
力を発生させることである。
燃料をピストン頂面に形成されたキャビティの底壁に向
けて噴射して、底壁に沿わせて主にキャビティの点火プ
ラグ側側壁方向に進行させ、点火プラグ側側壁によって
偏向させて点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内
燃機関において、燃料がキャビティの壁面に衝突した後
に、キャビティの点火プラグ側側壁方向と燃料噴射弁側
側壁方向とに分流しても、キャビティ内に噴射された全
ての燃料を可燃混合気として燃焼させて意図する機関出
力を発生させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、点火プラグと、
燃料噴射弁と、ピストン頂面に形成されたキャビティと
を具備し、前記キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と
燃料噴射弁側側壁とを有し、成層燃焼時に、前記燃料噴
射弁から燃料を前記キャビティの前記底壁に向けて噴射
し、噴射された燃料を前記底壁に沿わせて主に前記キャ
ビティの前記点火プラグ側側壁方向に進行させ、前記点
火プラグ側側壁によって偏向させて前記点火プラグ近傍
に導く筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記キャ
ビティの前記点火プラグ側側壁には、前記キャビティの
内方向に傾斜する返し部が設けられ、前記点火プラグ側
側壁の両側部に設けられた前記返し部は燃料を前記点火
プラグ近傍に導き、前記点火プラグ側側壁の中央部に設
けられた前記返し部は燃料を前記点火プラグ近傍の前記
燃料噴射弁側に隣接する領域に導くようになっているこ
とを特徴とする。
記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、点火プラグと、
燃料噴射弁と、ピストン頂面に形成されたキャビティと
を具備し、前記キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と
燃料噴射弁側側壁とを有し、成層燃焼時に、前記燃料噴
射弁から燃料を前記キャビティの前記底壁に向けて噴射
し、噴射された燃料を前記底壁に沿わせて主に前記キャ
ビティの前記点火プラグ側側壁方向に進行させ、前記点
火プラグ側側壁によって偏向させて前記点火プラグ近傍
に導く筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記キャ
ビティの前記点火プラグ側側壁には、前記キャビティの
内方向に傾斜する返し部が設けられ、前記点火プラグ側
側壁の両側部に設けられた前記返し部は燃料を前記点火
プラグ近傍に導き、前記点火プラグ側側壁の中央部に設
けられた前記返し部は燃料を前記点火プラグ近傍の前記
燃料噴射弁側に隣接する領域に導くようになっているこ
とを特徴とする。
【０００９】また、本発明による請求項２に記載の筒内
噴射式火花点火内燃機関は、点火プラグと、燃料噴射弁
と、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具備し、
前記キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と燃料噴射弁
側側壁とを有し、成層燃焼時に、前記燃料噴射弁から燃
料を前記キャビティの前記底壁に向けて噴射し、噴射さ
れた燃料を前記底壁に沿わせて主に前記キャビティの前
記点火プラグ側側壁方向に進行させ、前記点火プラグ側
側壁によって偏向させて前記点火プラグ近傍に導く筒内
噴射式火花点火内燃機関において、前記キャビティの前
記底壁は、少なくとも燃料衝突位置において、前記燃料
噴射弁側側壁側が前記点火プラグ側側壁側より深くなる
ように傾斜しており、前記燃料噴射弁側側壁の中央部の
延長面は、前記点火プラグ側において、気筒上部壁に対
して鈍角で交差することを特徴とする。
噴射式火花点火内燃機関は、点火プラグと、燃料噴射弁
と、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具備し、
前記キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と燃料噴射弁
側側壁とを有し、成層燃焼時に、前記燃料噴射弁から燃
料を前記キャビティの前記底壁に向けて噴射し、噴射さ
れた燃料を前記底壁に沿わせて主に前記キャビティの前
記点火プラグ側側壁方向に進行させ、前記点火プラグ側
側壁によって偏向させて前記点火プラグ近傍に導く筒内
噴射式火花点火内燃機関において、前記キャビティの前
記底壁は、少なくとも燃料衝突位置において、前記燃料
噴射弁側側壁側が前記点火プラグ側側壁側より深くなる
ように傾斜しており、前記燃料噴射弁側側壁の中央部の
延長面は、前記点火プラグ側において、気筒上部壁に対
して鈍角で交差することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明による筒内噴射式火
花点火内燃機関の第一実施形態を示す概略縦断面図であ
り、図２は図１におけるピストンの平面図である。これ
らの図において、１は吸気ポート、２は排気ポートであ
る。吸気ポート１は吸気弁３を介して、排気ポート２は
排気弁４を介して、それぞれ気筒内へ通じている。５は
ピストンであり、キャビティ８がピストン頂面に形成さ
れている。６は気筒上部略中心に配置された点火プラグ
である。
花点火内燃機関の第一実施形態を示す概略縦断面図であ
り、図２は図１におけるピストンの平面図である。これ
らの図において、１は吸気ポート、２は排気ポートであ
る。吸気ポート１は吸気弁３を介して、排気ポート２は
排気弁４を介して、それぞれ気筒内へ通じている。５は
ピストンであり、キャビティ８がピストン頂面に形成さ
れている。６は気筒上部略中心に配置された点火プラグ
である。
【００１１】燃料噴射弁７は、吸気ポート１側の気筒上
部周囲に配置され、燃料を比較的厚さの薄い平らな扇状
に噴射するものである。ピストン頂面に形成されたキャ
ビティ８は、ピストン頂面略中央部から燃料噴射弁側の
ピストン頂面周囲部へ延在しており、底壁８ａと、点火
プラグ側側壁８ｂと、燃料噴射弁側側壁８ｃとを有して
いる。点火プラグ６は、燃料噴射弁７から噴射される扇
状燃料の扇夾角中心線上に位置しており、キャビティ８
の点火プラグ側側壁８ｂの内側を臨んでいる。
部周囲に配置され、燃料を比較的厚さの薄い平らな扇状
に噴射するものである。ピストン頂面に形成されたキャ
ビティ８は、ピストン頂面略中央部から燃料噴射弁側の
ピストン頂面周囲部へ延在しており、底壁８ａと、点火
プラグ側側壁８ｂと、燃料噴射弁側側壁８ｃとを有して
いる。点火プラグ６は、燃料噴射弁７から噴射される扇
状燃料の扇夾角中心線上に位置しており、キャビティ８
の点火プラグ側側壁８ｂの内側を臨んでいる。
【００１２】燃料噴射弁７は、例えば、高い機関出力が
必要な均一燃焼領域において、吸気行程で必要燃料量を
噴射し、点火時点で気筒内に均一混合気を形成するよう
になっている。一方、成層燃焼領域においては、圧縮行
程後半に必要燃料量をキャビティ８内へ噴射するように
なっている。キャビティ８内へ噴射された燃料は、キャ
ビティ８の底壁８ａに衝突した後に、底壁８ａに沿って
点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行させることが意図され
ている。底壁８ａ上を進行する燃料は、燃料扇夾角内を
放射状に広がるために、キャビティ壁面の広範囲から熱
を良好に吸収して徐々に気化する。
必要な均一燃焼領域において、吸気行程で必要燃料量を
噴射し、点火時点で気筒内に均一混合気を形成するよう
になっている。一方、成層燃焼領域においては、圧縮行
程後半に必要燃料量をキャビティ８内へ噴射するように
なっている。キャビティ８内へ噴射された燃料は、キャ
ビティ８の底壁８ａに衝突した後に、底壁８ａに沿って
点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行させることが意図され
ている。底壁８ａ上を進行する燃料は、燃料扇夾角内を
放射状に広がるために、キャビティ壁面の広範囲から熱
を良好に吸収して徐々に気化する。
【００１３】キャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂは、
底壁８ａと滑らかに接続されていることに加えて、平面
視において円弧形状を有しており、また、この円弧形状
の半径より、キャビティ８の底壁８ａ上を進行する燃料
の扇夾角中心から点火プラグ側側壁までの距離が長くな
る関係となっているために、点火プラグ側側壁８ｂに達
した燃料各部は、あまり速度低下することなく、点火プ
ラグ側側壁８ｂに沿って進行し、この際に、幅方向にお
ける燃料の中央部分は、底壁８ａ上を進行する速度ベク
トルが上方向の速度ベクトルに変換され、燃料の両側部
分は、点火プラグ側側壁８ｂに対し平面視において鋭角
度で衝突することによって、底壁８ａ上を進行する速度
ベクトルが上方向の速度ベクトルと燃料扇夾角中心線方
向の速度ベクトルとの合成速度ベクトルに変換される。
また、点火プラグ側側壁８ｂには返し部８ｄが設けられ
ているために、点火プラグ側側壁８ｂに沿って進行する
燃料各部は、最終的に、キャビティ８内側方向に偏向さ
せられる。
底壁８ａと滑らかに接続されていることに加えて、平面
視において円弧形状を有しており、また、この円弧形状
の半径より、キャビティ８の底壁８ａ上を進行する燃料
の扇夾角中心から点火プラグ側側壁までの距離が長くな
る関係となっているために、点火プラグ側側壁８ｂに達
した燃料各部は、あまり速度低下することなく、点火プ
ラグ側側壁８ｂに沿って進行し、この際に、幅方向にお
ける燃料の中央部分は、底壁８ａ上を進行する速度ベク
トルが上方向の速度ベクトルに変換され、燃料の両側部
分は、点火プラグ側側壁８ｂに対し平面視において鋭角
度で衝突することによって、底壁８ａ上を進行する速度
ベクトルが上方向の速度ベクトルと燃料扇夾角中心線方
向の速度ベクトルとの合成速度ベクトルに変換される。
また、点火プラグ側側壁８ｂには返し部８ｄが設けられ
ているために、点火プラグ側側壁８ｂに沿って進行する
燃料各部は、最終的に、キャビティ８内側方向に偏向さ
せられる。
【００１４】こうして、噴射された燃料の全てが、キャ
ビティ８の底壁８ａ上を点火プラグ側側壁８ｂ方向に進
行して、点火プラグ側側壁８ｂ上で最終的に完全に気化
すれば、点火時点において、点火プラグ近傍には可燃混
合気が形成され、良好な成層燃焼を実現することができ
る。
ビティ８の底壁８ａ上を点火プラグ側側壁８ｂ方向に進
行して、点火プラグ側側壁８ｂ上で最終的に完全に気化
すれば、点火時点において、点火プラグ近傍には可燃混
合気が形成され、良好な成層燃焼を実現することができ
る。
【００１５】このように良好な成層燃焼を実現するため
には、先ず、噴射された燃料全てが点火時点において完
全に気化していることが必要であり、一部の燃料が液状
として存在すると、この液状燃料は良好に燃焼せずに、
未燃燃料として排出されることとなる。本実施形態で
は、キャビティ壁面の熱によって燃料を良好に気化させ
るために、キャビティ壁面に沿っての燃料の移動距離を
延長させて、噴射された燃料をキャビティ壁面に長い時
間接触させるようになっている。具体的には、燃料噴射
弁７は、燃料を水平に対して比較的大きな鋭角度で噴射
するようになっており、それにより、燃料の底壁８ａに
対する衝突位置をキャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂ
から遠ざけることができ、キャビティ８の底壁８ａ上に
おける燃料の移動距離を延長することが可能となる。
には、先ず、噴射された燃料全てが点火時点において完
全に気化していることが必要であり、一部の燃料が液状
として存在すると、この液状燃料は良好に燃焼せずに、
未燃燃料として排出されることとなる。本実施形態で
は、キャビティ壁面の熱によって燃料を良好に気化させ
るために、キャビティ壁面に沿っての燃料の移動距離を
延長させて、噴射された燃料をキャビティ壁面に長い時
間接触させるようになっている。具体的には、燃料噴射
弁７は、燃料を水平に対して比較的大きな鋭角度で噴射
するようになっており、それにより、燃料の底壁８ａに
対する衝突位置をキャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂ
から遠ざけることができ、キャビティ８の底壁８ａ上に
おける燃料の移動距離を延長することが可能となる。
【００１６】しかしながら、こうして燃料１０を水平に
対して比較的大きな鋭角度で噴射すると、図１及び２に
示すように、底壁８ａに衝突した燃料が、底壁８ａに沿
って点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行する燃料１０ａ
と、底壁８ａに沿って燃料噴射弁側側壁８ｃ方向に進行
する燃料１０ｂとに分流する可能性がある。こうして分
流した燃料１０ｂは、図１に示すように、気筒上部の燃
料噴射弁７側に混合気１０ｂ’を形成することとなる。
対して比較的大きな鋭角度で噴射すると、図１及び２に
示すように、底壁８ａに衝突した燃料が、底壁８ａに沿
って点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行する燃料１０ａ
と、底壁８ａに沿って燃料噴射弁側側壁８ｃ方向に進行
する燃料１０ｂとに分流する可能性がある。こうして分
流した燃料１０ｂは、図１に示すように、気筒上部の燃
料噴射弁７側に混合気１０ｂ’を形成することとなる。
【００１７】量的には点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行
する燃料１０ａが大部分であり、燃料噴射弁側側壁８ｃ
方向に進行する燃料１０ｂは少ないが、成層燃焼時に
は、現在の機関運転状態に対して必要最小限の燃料しか
噴射されないために、もし、噴射された燃料の一部が点
火プラグ６近傍に混合気として存在しないこととなる
と、意図する機関出力を発生させることができないだけ
でなく、気筒上部の燃料噴射弁７側の混合気１０ｂ’
は、点火プラグ近傍の可燃混合気１０ａ’と離間してい
るために、火炎伝搬して良好に燃焼せず、未燃燃料とし
て排出される可能性がある。
する燃料１０ａが大部分であり、燃料噴射弁側側壁８ｃ
方向に進行する燃料１０ｂは少ないが、成層燃焼時に
は、現在の機関運転状態に対して必要最小限の燃料しか
噴射されないために、もし、噴射された燃料の一部が点
火プラグ６近傍に混合気として存在しないこととなる
と、意図する機関出力を発生させることができないだけ
でなく、気筒上部の燃料噴射弁７側の混合気１０ｂ’
は、点火プラグ近傍の可燃混合気１０ａ’と離間してい
るために、火炎伝搬して良好に燃焼せず、未燃燃料とし
て排出される可能性がある。
【００１８】この問題を解決するために、本実施形態で
は、キャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂの両側部に設
けられた返し部８ｄは、点火プラグ側側壁８ｂ上を進行
する燃料を点火プラグ６近傍に導くものであるが、点火
プラグ側側壁８ｂの中央部に設けられた返し部８ｄ’
は、点火プラグ側側壁８ｂ上を進行する燃料を点火プラ
グ近傍の燃料噴射弁７側に隣接する領域に導くようにな
っている。
は、キャビティ８の点火プラグ側側壁８ｂの両側部に設
けられた返し部８ｄは、点火プラグ側側壁８ｂ上を進行
する燃料を点火プラグ６近傍に導くものであるが、点火
プラグ側側壁８ｂの中央部に設けられた返し部８ｄ’
は、点火プラグ側側壁８ｂ上を進行する燃料を点火プラ
グ近傍の燃料噴射弁７側に隣接する領域に導くようにな
っている。
【００１９】具体的には、点火プラグ側側壁８ｂの両側
部に設けられた返し部８ｄに比較して、点火プラグ側側
壁８ｂの中央部に設けられた返し部８ｄ’の底壁８ａに
対する傾斜角度は小さくなっている。この傾斜角度は、
返し部８ｄ，８ｄ’の縦断面が円弧形状である場合に
は、先端の接線と底壁８ａとの角度である。また、点火
プラグ側側壁８ｂの両側部に設けられた返し部８ｄに比
較して、点火プラグ側側壁８ｂの中央部に設けられた返
し部８ｄ’の位置は低くされている。
部に設けられた返し部８ｄに比較して、点火プラグ側側
壁８ｂの中央部に設けられた返し部８ｄ’の底壁８ａに
対する傾斜角度は小さくなっている。この傾斜角度は、
返し部８ｄ，８ｄ’の縦断面が円弧形状である場合に
は、先端の接線と底壁８ａとの角度である。また、点火
プラグ側側壁８ｂの両側部に設けられた返し部８ｄに比
較して、点火プラグ側側壁８ｂの中央部に設けられた返
し部８ｄ’の位置は低くされている。
【００２０】こうして、図１に示すように、底壁８ａに
沿って点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行する燃料１０ａ
の幅方向における両側部分は、キャビティ８の点火プラ
グ側側壁８ｂの両側部に設けられた返し部８ｄによっ
て、点火プラグ６近傍に可燃混合気１０ａ’を形成し、
燃料噴射弁側側壁８ｃ方向に進行する燃料は、気筒上部
の燃料噴射弁７側に混合気１０ｂ’を形成し、底壁８ａ
に沿って点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行する燃料１０
ａの幅方向における中央部分は、キャビティ８の点火プ
ラグ側側壁８ｂの中央部に設けられた返し部８ｄ’によ
って、点火プラグ近傍の可燃混合気１０ａ’と、気筒上
部の燃料噴射弁７側の混合気１０ｂ’との間に混合気１
０ａ”を形成する。それにより、この混合気１０ａ”を
介して、気筒上部の燃料噴射弁７側の混合気１０ｂ’と
点火プラグ近傍の可燃混合気１０ａ’とは一塊の可燃混
合気となり、キャビティ８内に噴射された全ての燃料を
確実に燃焼させることが可能となるために、意図する機
関出力を発生させる良好な成層燃焼を実現することがで
きる。
沿って点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行する燃料１０ａ
の幅方向における両側部分は、キャビティ８の点火プラ
グ側側壁８ｂの両側部に設けられた返し部８ｄによっ
て、点火プラグ６近傍に可燃混合気１０ａ’を形成し、
燃料噴射弁側側壁８ｃ方向に進行する燃料は、気筒上部
の燃料噴射弁７側に混合気１０ｂ’を形成し、底壁８ａ
に沿って点火プラグ側側壁８ｂ方向に進行する燃料１０
ａの幅方向における中央部分は、キャビティ８の点火プ
ラグ側側壁８ｂの中央部に設けられた返し部８ｄ’によ
って、点火プラグ近傍の可燃混合気１０ａ’と、気筒上
部の燃料噴射弁７側の混合気１０ｂ’との間に混合気１
０ａ”を形成する。それにより、この混合気１０ａ”を
介して、気筒上部の燃料噴射弁７側の混合気１０ｂ’と
点火プラグ近傍の可燃混合気１０ａ’とは一塊の可燃混
合気となり、キャビティ８内に噴射された全ての燃料を
確実に燃焼させることが可能となるために、意図する機
関出力を発生させる良好な成層燃焼を実現することがで
きる。
【００２１】図３は、本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第二実施形態を示す概略縦断面図である。前
述した第一実施形態との違いについてのみ以下に説明す
る。本実施形態において、キャビティ８０の点火プラグ
側側壁８０ｂは、略一様な返し部８０ｄが形成されてお
り、点火プラグ側側壁８０ｂ方向に進行する燃料１００
ａの全てを点火プラグ６近傍に導くようになっている。
内燃機関の第二実施形態を示す概略縦断面図である。前
述した第一実施形態との違いについてのみ以下に説明す
る。本実施形態において、キャビティ８０の点火プラグ
側側壁８０ｂは、略一様な返し部８０ｄが形成されてお
り、点火プラグ側側壁８０ｂ方向に進行する燃料１００
ａの全てを点火プラグ６近傍に導くようになっている。
【００２２】また、キャビティ８０の底壁８０ａは、少
なくとも燃料衝突位置において、燃料噴射弁側側壁８０
ｃ側が点火プラグ側側壁８０ｂ側より深くなるように傾
斜しており、さらに、燃料噴射弁側側壁８０ｃの中央部
の延長面８０ｃ’は、点火プラグ６側において、気筒上
部壁に対して鈍角ＴＨで交差するようになっている。
なくとも燃料衝突位置において、燃料噴射弁側側壁８０
ｃ側が点火プラグ側側壁８０ｂ側より深くなるように傾
斜しており、さらに、燃料噴射弁側側壁８０ｃの中央部
の延長面８０ｃ’は、点火プラグ６側において、気筒上
部壁に対して鈍角ＴＨで交差するようになっている。
【００２３】それにより、燃料噴射弁７から噴射された
燃料は、キャビティの底壁が水平である場合に比較し
て、キャビティ８０の底壁８０ａに対して、より大きな
鋭角度で衝突することとなり、燃料噴射弁側側壁８０ｃ
方向に進行する燃料１００ｂは、その量が多くなると共
に、燃料噴射弁側側壁８０ｃ方向へ進行する際の慣性力
が大きくなる。キャビティ８０の底壁８０ａにおける燃
料衝突位置は、燃料噴射弁側側壁８０ｃに比較的近いた
めに、燃料１００ｂはあまり幅方向に拡がることなく、
燃料噴射弁側側壁８０ｃに到達し、燃料噴射弁側側壁８
０ｃの中央部に沿って上昇する。
燃料は、キャビティの底壁が水平である場合に比較し
て、キャビティ８０の底壁８０ａに対して、より大きな
鋭角度で衝突することとなり、燃料噴射弁側側壁８０ｃ
方向に進行する燃料１００ｂは、その量が多くなると共
に、燃料噴射弁側側壁８０ｃ方向へ進行する際の慣性力
が大きくなる。キャビティ８０の底壁８０ａにおける燃
料衝突位置は、燃料噴射弁側側壁８０ｃに比較的近いた
めに、燃料１００ｂはあまり幅方向に拡がることなく、
燃料噴射弁側側壁８０ｃに到達し、燃料噴射弁側側壁８
０ｃの中央部に沿って上昇する。
【００２４】燃料１００ｂは、キャビティ８０の底壁８
０ａと燃料噴射弁側側壁８０ｃとから熱吸収して気化
し、混合気となって燃料噴射弁側側壁８０ｃの中央部の
延長面に沿ってさらに上昇する。この混合気の慣性力
は、燃料の燃料噴射弁側側壁８０ｃ方向への慣性力に依
るものであり、それにより、比較的大きなものとなる。
０ａと燃料噴射弁側側壁８０ｃとから熱吸収して気化
し、混合気となって燃料噴射弁側側壁８０ｃの中央部の
延長面に沿ってさらに上昇する。この混合気の慣性力
は、燃料の燃料噴射弁側側壁８０ｃ方向への慣性力に依
るものであり、それにより、比較的大きなものとなる。
【００２５】次いで、この混合気は、気筒上部壁に対し
て鈍角ＴＨで衝突して、比較的大きな慣性力によって、
気筒上部壁に沿って点火プラグ６方向に容易に移動す
る。それにより、この混合気は点火プラグ６近傍に形成
された可燃混合気と一塊となり、キャビティ８０内に噴
射された全ての燃料を確実に燃焼させることが可能とな
るために、意図する機関出力を発生させる良好な成層燃
焼を実現することができる。
て鈍角ＴＨで衝突して、比較的大きな慣性力によって、
気筒上部壁に沿って点火プラグ６方向に容易に移動す
る。それにより、この混合気は点火プラグ６近傍に形成
された可燃混合気と一塊となり、キャビティ８０内に噴
射された全ての燃料を確実に燃焼させることが可能とな
るために、意図する機関出力を発生させる良好な成層燃
焼を実現することができる。
【００２６】本実施形態において、キャビティ８０の燃
料噴射弁側側壁８０ｃ方向に進行する燃料１００ｂが多
くなるが、この燃料１００ｂにより形成される混合気
は、比較的大きな慣性力によって、確実に点火プラグ６
近傍に形成される可燃混合気と一塊とさせることがで
き、特に問題は発生しない。
料噴射弁側側壁８０ｃ方向に進行する燃料１００ｂが多
くなるが、この燃料１００ｂにより形成される混合気
は、比較的大きな慣性力によって、確実に点火プラグ６
近傍に形成される可燃混合気と一塊とさせることがで
き、特に問題は発生しない。
【００２７】また、この一方で、キャビティ８０の点火
プラグ側側壁８０ｂ方向に進行する燃料１００ａは、そ
の量が少なくなり、点火プラグ側側壁８０ｂ方向へ進行
する際の慣性力が小さくなる。それにより、この燃料１
００ａのキャビティ８０の底壁８０ａ及び点火プラグ側
側壁８０ｂ上の進行速度が低くなり、その分、燃料１０
０ａのキャビティ８０の壁面との接触時間が延長するた
めに、燃料１００ａは気化し易くなる。こうして、圧縮
行程後半で噴射可能な燃料量が増大し、低燃料消費率を
実現する成層燃焼領域を高負荷側に拡大することができ
る。この際、キャビティ８０の燃料噴射弁側側壁８０ｃ
方向に進行する燃料１００ｂも増量するが、依然として
絶対的な量は少なく、この燃料１００ｂは、キャビティ
８０の底壁８０ａ及び燃料噴射弁側側壁８０ｃによって
確実に気化させることができ、成層燃焼に問題が発生す
ることはない。
プラグ側側壁８０ｂ方向に進行する燃料１００ａは、そ
の量が少なくなり、点火プラグ側側壁８０ｂ方向へ進行
する際の慣性力が小さくなる。それにより、この燃料１
００ａのキャビティ８０の底壁８０ａ及び点火プラグ側
側壁８０ｂ上の進行速度が低くなり、その分、燃料１０
０ａのキャビティ８０の壁面との接触時間が延長するた
めに、燃料１００ａは気化し易くなる。こうして、圧縮
行程後半で噴射可能な燃料量が増大し、低燃料消費率を
実現する成層燃焼領域を高負荷側に拡大することができ
る。この際、キャビティ８０の燃料噴射弁側側壁８０ｃ
方向に進行する燃料１００ｂも増量するが、依然として
絶対的な量は少なく、この燃料１００ｂは、キャビティ
８０の底壁８０ａ及び燃料噴射弁側側壁８０ｃによって
確実に気化させることができ、成層燃焼に問題が発生す
ることはない。
【００２８】ところで、吸気行程に燃料噴射が実施され
る均一燃焼では、成層燃焼時に比較して、機関負荷が高
いために燃料噴射量が多くなる。この多量の燃料を吸気
行程中に噴射するためには、吸気行程初期から燃料噴射
を開始する必要がある。この均一燃焼時には、噴射され
た燃料をキャビティの底壁との衝突時に分流させれば、
燃料を気筒内に広く分布させることが可能となり、点火
時点において良好な均一混合気を形成することができ
る。
る均一燃焼では、成層燃焼時に比較して、機関負荷が高
いために燃料噴射量が多くなる。この多量の燃料を吸気
行程中に噴射するためには、吸気行程初期から燃料噴射
を開始する必要がある。この均一燃焼時には、噴射され
た燃料をキャビティの底壁との衝突時に分流させれば、
燃料を気筒内に広く分布させることが可能となり、点火
時点において良好な均一混合気を形成することができ
る。
【００２９】また、キャビティの点火プラグ側側壁方向
にだけ多量の燃料が進行すると、キャビティの底壁と点
火プラグ側側壁と境界部近傍に液状の燃料が溜まり易
く、この液状燃料は点火時点において十分に気化しない
可能性があり、未燃燃料として排出されることとなる。
燃料の分流は、キャビティの燃料噴射弁側側壁方向への
燃料を存在させることで、点火プラグ側側壁方向への燃
料を減少させることができ、前述の問題を解決すること
ができる。こうして、本実施形態によって、燃料の分流
により成層燃焼時に発生する問題が解決されるために、
燃料の分流を均一燃焼のために積極的に利用することが
可能となる。
にだけ多量の燃料が進行すると、キャビティの底壁と点
火プラグ側側壁と境界部近傍に液状の燃料が溜まり易
く、この液状燃料は点火時点において十分に気化しない
可能性があり、未燃燃料として排出されることとなる。
燃料の分流は、キャビティの燃料噴射弁側側壁方向への
燃料を存在させることで、点火プラグ側側壁方向への燃
料を減少させることができ、前述の問題を解決すること
ができる。こうして、本実施形態によって、燃料の分流
により成層燃焼時に発生する問題が解決されるために、
燃料の分流を均一燃焼のために積極的に利用することが
可能となる。
【００３０】本実施形態における燃料噴射弁７は、燃料
を比較的厚さの薄い扇状に噴射するものとしたが、これ
は本発明を限定するものではなく、燃料が円錐状に噴射
されても柱状に噴射されても、成層燃焼時に燃料がキャ
ビティの底壁との衝突によって分流する場合に前述の効
果を得ることができる。
を比較的厚さの薄い扇状に噴射するものとしたが、これ
は本発明を限定するものではなく、燃料が円錐状に噴射
されても柱状に噴射されても、成層燃焼時に燃料がキャ
ビティの底壁との衝突によって分流する場合に前述の効
果を得ることができる。
【００３１】本実施形態において、ピストン頂面のキャ
ビティは、燃料が衝突する底壁と、底壁上を進行する燃
料を点火プラグ近傍に導く点火プラグ側側壁と、燃料噴
射弁側側壁とを形状的に区別可能なものである。しかし
ながら、これは、本発明を限定するものではない。例え
ば、キャビティが略半球形状である場合のように、底壁
と点火プラグ側側壁と燃料噴射弁側側壁とが形状的には
区別できなくても、本発明は、燃料が衝突する部分をキ
ャビティを底壁として、また、この底壁上を進行する燃
料を点火プラグ近傍に導く部分をキャビティの点火プラ
グ側側壁として、また、点火プラグ側側壁に対向する部
分を燃料噴射弁側側壁として意図していることは明らか
である。
ビティは、燃料が衝突する底壁と、底壁上を進行する燃
料を点火プラグ近傍に導く点火プラグ側側壁と、燃料噴
射弁側側壁とを形状的に区別可能なものである。しかし
ながら、これは、本発明を限定するものではない。例え
ば、キャビティが略半球形状である場合のように、底壁
と点火プラグ側側壁と燃料噴射弁側側壁とが形状的には
区別できなくても、本発明は、燃料が衝突する部分をキ
ャビティを底壁として、また、この底壁上を進行する燃
料を点火プラグ近傍に導く部分をキャビティの点火プラ
グ側側壁として、また、点火プラグ側側壁に対向する部
分を燃料噴射弁側側壁として意図していることは明らか
である。
【００３２】
【発明の効果】このように、本発明による請求項１に記
載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、点火プラグ
と、燃料噴射弁と、ピストン頂面に形成されたキャビテ
ィとを具備し、キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と
燃料噴射弁側側壁とを有し、成層燃焼時に、燃料噴射弁
から燃料をキャビティの底壁に向けて噴射し、噴射され
た燃料を底壁に沿わせて主にキャビティの点火プラグ側
側壁方向に進行させ、点火プラグ側側壁によって偏向さ
せて点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内燃機関
において、キャビティの点火プラグ側側壁には、キャビ
ティの内方向に傾斜する返し部が設けられ、点火プラグ
側側壁の両側部に設けられた返し部は燃料を点火プラグ
近傍に導き、点火プラグ側側壁の中央部に設けられた返
し部は燃料を点火プラグ近傍の燃料噴射弁側に隣接する
領域に導くようになっている。それにより、燃料噴射弁
から噴射された燃料がキャビティの壁面に衝突した後
に、キャビティの点火プラグ側側壁方向と燃料噴射弁側
側壁方向とに分流して、燃料噴射弁側側壁方向に進行す
る燃料によって気筒上部の燃料噴射弁側に混合気が形成
されても、点火プラグ側側壁方向に進行する燃料が、点
火プラグ側側壁の両側部に設けられた返し部によって点
火プラグ近傍に導かれて可燃混合気を形成すると共に、
点火プラグ側側壁の中央部に設けられた返し部によって
点火プラグ近傍の燃料噴射弁側に隣接する領域に導かれ
て混合気を形成するために、キャビティ内に噴射された
全ての燃料は一塊の可燃混合気となって燃焼させること
ができ、意図する機関出力を発生させることが可能とな
る。
載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、点火プラグ
と、燃料噴射弁と、ピストン頂面に形成されたキャビテ
ィとを具備し、キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と
燃料噴射弁側側壁とを有し、成層燃焼時に、燃料噴射弁
から燃料をキャビティの底壁に向けて噴射し、噴射され
た燃料を底壁に沿わせて主にキャビティの点火プラグ側
側壁方向に進行させ、点火プラグ側側壁によって偏向さ
せて点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内燃機関
において、キャビティの点火プラグ側側壁には、キャビ
ティの内方向に傾斜する返し部が設けられ、点火プラグ
側側壁の両側部に設けられた返し部は燃料を点火プラグ
近傍に導き、点火プラグ側側壁の中央部に設けられた返
し部は燃料を点火プラグ近傍の燃料噴射弁側に隣接する
領域に導くようになっている。それにより、燃料噴射弁
から噴射された燃料がキャビティの壁面に衝突した後
に、キャビティの点火プラグ側側壁方向と燃料噴射弁側
側壁方向とに分流して、燃料噴射弁側側壁方向に進行す
る燃料によって気筒上部の燃料噴射弁側に混合気が形成
されても、点火プラグ側側壁方向に進行する燃料が、点
火プラグ側側壁の両側部に設けられた返し部によって点
火プラグ近傍に導かれて可燃混合気を形成すると共に、
点火プラグ側側壁の中央部に設けられた返し部によって
点火プラグ近傍の燃料噴射弁側に隣接する領域に導かれ
て混合気を形成するために、キャビティ内に噴射された
全ての燃料は一塊の可燃混合気となって燃焼させること
ができ、意図する機関出力を発生させることが可能とな
る。
【００３３】また、本発明による請求項２に記載の筒内
噴射式火花点火内燃機関によれば、点火プラグと、燃料
噴射弁と、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具
備し、キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と燃料噴射
弁側側壁とを有し、成層燃焼時に、燃料噴射弁から燃料
をキャビティの底壁に向けて噴射し、噴射された燃料を
底壁に沿わせて主にキャビティの点火プラグ側側壁方向
に進行させ、点火プラグ側側壁によって偏向させて点火
プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内燃機関におい
て、キャビティの底壁は、少なくとも燃料衝突位置にお
いて、燃料噴射弁側側壁側が点火プラグ側側壁側より深
くなるように傾斜している。それにより、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料がキャビティの壁面に衝突した後に、
キャビティの点火プラグ側側壁方向と燃料噴射弁側側壁
方向とに分流する際に、燃料噴射弁側側壁方向に進行す
る燃料の慣性力が比較的大きくなって、この燃料により
形成される混合気の慣性力も大きくなる。また、燃料噴
射弁側側壁の中央部の延長面は、点火プラグ側におい
て、気筒上部壁に対して鈍角で交差するようになってい
る。それにより、燃料噴射弁側側壁方向に進行する燃料
により形成される混合気は、燃料噴射弁側側壁の中央部
の延長面に沿って移動し、その後、気筒上部壁に沿って
点火プラグ方向に移動する。この移動をもたらす混合気
の慣性力は、前述のように大きく、こうして、この混合
気は、点火プラグ側側壁方向に進行する燃料によって形
成される点火プラグ近傍の可燃混合気と容易に一塊とな
り、キャビティ内に噴射された全ての燃料は一塊の可燃
混合気となって燃焼させることができ、意図する機関出
力を発生させることが可能となる。
噴射式火花点火内燃機関によれば、点火プラグと、燃料
噴射弁と、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具
備し、キャビティは底壁と点火プラグ側側壁と燃料噴射
弁側側壁とを有し、成層燃焼時に、燃料噴射弁から燃料
をキャビティの底壁に向けて噴射し、噴射された燃料を
底壁に沿わせて主にキャビティの点火プラグ側側壁方向
に進行させ、点火プラグ側側壁によって偏向させて点火
プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点火内燃機関におい
て、キャビティの底壁は、少なくとも燃料衝突位置にお
いて、燃料噴射弁側側壁側が点火プラグ側側壁側より深
くなるように傾斜している。それにより、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料がキャビティの壁面に衝突した後に、
キャビティの点火プラグ側側壁方向と燃料噴射弁側側壁
方向とに分流する際に、燃料噴射弁側側壁方向に進行す
る燃料の慣性力が比較的大きくなって、この燃料により
形成される混合気の慣性力も大きくなる。また、燃料噴
射弁側側壁の中央部の延長面は、点火プラグ側におい
て、気筒上部壁に対して鈍角で交差するようになってい
る。それにより、燃料噴射弁側側壁方向に進行する燃料
により形成される混合気は、燃料噴射弁側側壁の中央部
の延長面に沿って移動し、その後、気筒上部壁に沿って
点火プラグ方向に移動する。この移動をもたらす混合気
の慣性力は、前述のように大きく、こうして、この混合
気は、点火プラグ側側壁方向に進行する燃料によって形
成される点火プラグ近傍の可燃混合気と容易に一塊とな
り、キャビティ内に噴射された全ての燃料は一塊の可燃
混合気となって燃焼させることができ、意図する機関出
力を発生させることが可能となる。
【図１】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
一実施形態を示す概略縦断面図である。
一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のピストンの平面図である。
【図３】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
二実施形態を示す概略縦断面図である。
二実施形態を示す概略縦断面図である。
５…ピストン ６…点火プラグ ７…燃料噴射弁 ８，８０…キャビティ ８ａ，８０ａ…底壁 ８ｂ，８０ｂ…点火プラグ側側壁 ８ｃ，８０ｃ…燃料噴射弁側側壁 ８ｄ，８０ｄ…返し部 ８ｄ’…返し部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏倉 利美 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 服部 文昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G019 KA15 KA22 3G023 AA02 AA07 AB03 AC05 AD02 AD09 AG01
Claims (2)
- 【請求項１】 点火プラグと、燃料噴射弁と、ピストン
頂面に形成されたキャビティとを具備し、前記キャビテ
ィは底壁と点火プラグ側側壁と燃料噴射弁側側壁とを有
し、成層燃焼時に、前記燃料噴射弁から燃料を前記キャ
ビティの前記底壁に向けて噴射し、噴射された燃料を前
記底壁に沿わせて主に前記キャビティの前記点火プラグ
側側壁方向に進行させ、前記点火プラグ側側壁によって
偏向させて前記点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点
火内燃機関において、前記キャビティの前記点火プラグ
側側壁には、前記キャビティの内方向に傾斜する返し部
が設けられ、前記点火プラグ側側壁の両側部に設けられ
た前記返し部は燃料を前記点火プラグ近傍に導き、前記
点火プラグ側側壁の中央部に設けられた前記返し部は燃
料を前記点火プラグ近傍の前記燃料噴射弁側に隣接する
領域に導くようになっていることを特徴とする筒内噴射
式火花点火内燃機関。 - 【請求項２】 点火プラグと、燃料噴射弁と、ピストン
頂面に形成されたキャビティとを具備し、前記キャビテ
ィは底壁と点火プラグ側側壁と燃料噴射弁側側壁とを有
し、成層燃焼時に、前記燃料噴射弁から燃料を前記キャ
ビティの前記底壁に向けて噴射し、噴射された燃料を前
記底壁に沿わせて主に前記キャビティの前記点火プラグ
側側壁方向に進行させ、前記点火プラグ側側壁によって
偏向させて前記点火プラグ近傍に導く筒内噴射式火花点
火内燃機関において、前記キャビティの前記底壁は、少
なくとも燃料衝突位置において、前記燃料噴射弁側側壁
側が前記点火プラグ側側壁側より深くなるように傾斜し
ており、前記燃料噴射弁側側壁の中央部の延長面は、前
記点火プラグ側において、気筒上部壁に対して鈍角で交
差することを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08927899A JP3405261B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| US09/535,963 US6289870B1 (en) | 1999-03-30 | 2000-03-27 | Direct fuel injection-type spark-ignition internal combustion engine |
| EP02023202A EP1275831B1 (en) | 1999-03-30 | 2000-03-29 | Direct fuel injection-type spark-ignition internal combustion engine |
| DE60014181T DE60014181T2 (de) | 1999-03-30 | 2000-03-29 | Direkteinspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung |
| EP00106749A EP1041257A3 (en) | 1999-03-30 | 2000-03-29 | Direct fuel injection-type spark-ignition internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08927899A JP3405261B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282873A true JP2000282873A (ja) | 2000-10-10 |
| JP3405261B2 JP3405261B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=13966268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08927899A Expired - Fee Related JP3405261B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6289870B1 (ja) |
| EP (2) | EP1041257A3 (ja) |
| JP (1) | JP3405261B2 (ja) |
| DE (1) | DE60014181T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065056A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| US6588396B1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-07-08 | General Motors Corporation | Spark ignition direct injection engine with oval fuel spray into oblong piston bowl |
| DE602004028023D1 (de) | 2003-08-29 | 2010-08-19 | Lifecycle Pharma As | Tacrolimus enthaltende feste dispersionen |
| JP2005351200A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| WO2007001227A1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-04 | Ottonova Ab | Combustion engine |
| US7318406B2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-01-15 | Ford Global Technologies Llc | Bowl-in-piston of a cylinder in a direct injection engine |
| JP2016121563A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射式エンジン用ピストン |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1576005A1 (de) * | 1967-08-09 | 1970-04-09 | Daimler Benz Ag | Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzuendung |
| US5259348A (en) * | 1991-06-20 | 1993-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct injection type engine |
| JP3163906B2 (ja) * | 1994-07-27 | 2001-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火機関 |
| US5775288A (en) | 1995-08-17 | 1998-07-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber |
| US5720253A (en) | 1995-09-11 | 1998-02-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct-injection type spark-ignition internal combustion engine |
| JP3301013B2 (ja) | 1995-12-06 | 2002-07-15 | 株式会社豊田中央研究所 | 火花点火式燃焼方法 |
| JPH10212986A (ja) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Mazda Motor Corp | 筒内噴射式エンジン |
| JPH10339140A (ja) * | 1997-06-04 | 1998-12-22 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式内燃機関 |
| US6035823A (en) * | 1998-06-15 | 2000-03-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark-ignition type engine |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP08927899A patent/JP3405261B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-27 US US09/535,963 patent/US6289870B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-29 EP EP00106749A patent/EP1041257A3/en not_active Withdrawn
- 2000-03-29 EP EP02023202A patent/EP1275831B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-29 DE DE60014181T patent/DE60014181T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60014181T2 (de) | 2006-02-23 |
| US6289870B1 (en) | 2001-09-18 |
| EP1041257A2 (en) | 2000-10-04 |
| EP1275831A1 (en) | 2003-01-15 |
| EP1041257A3 (en) | 2001-08-29 |
| JP3405261B2 (ja) | 2003-05-12 |
| EP1275831B1 (en) | 2004-09-22 |
| DE60014181D1 (de) | 2004-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3353709B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3852310B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3389873B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3537347B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| WO2005121523A1 (en) | In-cylinder injection, spark ignited internal combustion engine | |
| JP2000282873A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2000248944A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3548688B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3370947B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2007138780A (ja) | 副室式内燃機関 | |
| JP2001059423A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3401206B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3534047B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3651467B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3838346B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2008088920A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2006329117A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関の制御装置 | |
| JP3573138B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2000282871A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2002206459A (ja) | 筒内噴射火花点火式内燃機関 | |
| JP3858774B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置 | |
| JPH1162594A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2003106154A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2000297648A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2000282870A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100307 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |