JP2000283007A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JP2000283007A
JP2000283007A JP11084281A JP8428199A JP2000283007A JP 2000283007 A JP2000283007 A JP 2000283007A JP 11084281 A JP11084281 A JP 11084281A JP 8428199 A JP8428199 A JP 8428199A JP 2000283007 A JP2000283007 A JP 2000283007A
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Japan
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fuel
ignition
combustion chamber
fuel injection
igniting
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JP11084281A
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English (en)
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Hidetoshi Takamatsu
英俊 高松
Kazunori Kikuchi
一紀 菊池
Shuichi Ishida
周一 石田
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other 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 or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • 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
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関において,着火用燃料のみを電気ヒ
ータで加熱して点火時,着火用火炎の発生を促進し,こ
の火炎により希薄混合気を迅速,確実に燃焼させ得るよ
うにして,消費電力を少なく抑えながら燃焼効率を高め
る。 【解決手段】 圧縮行程の終期に燃焼室11aに点火プ
ラグ23の電極23aの近傍で燃料を直接噴射する着火
用燃料噴射装置27と,この着火用燃料噴射装置27で
燃料を着火適温まで加熱する電気ヒータ26と,吸気ポ
ート12から燃焼室11aに希薄混合気を供給すべく吸
気ポート12に燃料を供給する主燃料噴射弁20とを備
え,着火用燃料噴射装置27から燃焼室11aに噴射さ
れた加熱燃料に点火して生じた火炎をもって燃焼室11
a内の希薄混合気を燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,吸気ポートから,
点火プラグの電極を臨ませた燃焼室に混合気を供給する
ようにした内燃機関に関し,特に希薄混合気の燃焼を可
能にする内燃機関の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,内燃機関において,燃焼効率を上
げるために,燃焼室又は吸気ポートに噴射する燃料をヒ
ータにより予熱して,噴射時,燃料の気化を促進し,燃
料速度を速めることが知られている(例えば,特開平8
−210218号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来機関
では,燃焼室又は吸気ポートに噴射する燃料の全量を加
熱するので,ヒータでのエネルギ消費が多く,バッテリ
や発電機などのエネルギ源の容量増加を余儀なくされ
る。
【0004】本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたも
ので,着火用燃料のみをヒータで加熱して点火時,着火
用火炎の発生を促進し,この火炎により希薄混合気を迅
速,確実に燃焼させ得るようにして,燃焼効率が高く,
ヒータでのエネルギ消費が少ない,前記内燃機関を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明は,吸気ポートから,点火プラグの電極を臨
ませた燃焼室に混合気を供給するようにした内燃機関に
おいて,圧縮行程の終期に燃焼室に点火プラグの電極近
傍で燃料を直接噴射する着火用燃料噴射装置と,この着
火用燃料噴射装置で燃料を着火適温まで加熱するヒータ
と,吸気ポートから燃焼室に希薄混合気を供給すべく吸
気ポートに燃料を供給する主燃料供給手段とを備え,着
火用燃料噴射装置から燃焼室に噴射された加熱燃料に点
火して発生させた火炎をもって燃焼室内の希薄混合気を
燃焼させるようにしたことを特徴とする。
【0006】この特徴によれば,機関の圧縮行程の終期
において,着火用燃料噴射弁から燃料が燃焼室に直接噴
射されると,点火プラグの電極周りに濃厚混合気,その
外周に希薄混合気と,混合気の成層化が行われ,しかも
その濃厚混合気は着火適温まで加熱された燃料を含むの
で,点火プラグの点火により,濃厚混合気は即座に火炎
と化し,周囲の希薄混合気を確実に燃焼させる。その結
果,燃焼効率が上がり,燃費を低減しつゝ出力性能を向
上させることができる。しかも,ヒータで加熱する燃料
は,希薄混合気に着火する火炎を発生させるに足る少量
であるから,ヒータでの消費エネルギも少なくて済む。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を,添付図面
に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【0008】図1は本発明に係る内燃機関の吸気行程時
での縦断正面図,図2は図1の2−2線に沿う同内燃機
関の吸気行程時での断面図である。
【0009】先ず図1において,内燃機関Eは,シリン
ダボア10aを中心部に形成したシリンダブロック10
と,上記シリンダボア10aの上端に連なる燃焼室11
aを下面に形成したシリンダヘッド11とを有する。
【0010】シリンダヘッド11には,また,それぞれ
燃焼室11aに開口する吸気ポート12及び排気ポート
13が設けられると共に,これら吸気及び排気ポート1
2,13の燃焼室11aへの開口端に形成された弁座1
4,15と協働して,これら吸気及び排気ポート12,
13を開閉する吸気及び排気弁16,17が取付けられ
る。これら吸気及び排気弁16,17は,図示しない公
知の動弁機構により開閉駆動される。
【0011】シリンダヘッド11の一側面には吸気ポー
ト12に連なる吸気マニホールド18が接合され,吸気
ポート12の下流端に向かって燃料を噴射し得る主燃料
噴射弁20(主燃料供給手段)が取付けられる。この主
燃料噴射弁20の燃料噴射量は,その燃料が吸気ポート
12を通る空気と混合して希薄混合気を生成するように
設定される。
【0012】またシリンダヘッド11の他側面には排気
マニホールド19が接合される。
【0013】図1及び図2に示すように,シリンダヘッ
ド11には,さらに,燃焼室11aの天井面中心部に燃
料噴孔を臨ませる着火用燃料噴射弁22と,その噴孔に
電極23aを近接させる点火プラグ23とが取付けられ
る。着火用燃料噴射弁22と,これに燃料を圧送する燃
料ポンプ24とを結ぶ高圧燃料通路25には,これを通
る燃料を着火適温に加熱する電気ヒータ26が設けられ
る。この着火用燃料噴射弁22の燃料噴射時期は,点火
プラグ23の点火時期と同様に,機関の圧縮行程終期と
される。また着火用燃料噴射弁22の燃料噴射量は,前
記主燃料噴射弁20のそれより少なく設定される。
【0014】以上において,着火用燃料噴射弁22,燃
料ポンプ24及び高圧燃料通路25は着火用燃料噴射装
置27を構成する。尚,図2で符号28はピストンを示
す。
【0015】次に,この実施例の作用について説明す
る。
【0016】機関Eの運転中,吸気行程になると,図1
のように吸気弁16が開くと共に,主燃料噴射弁20か
ら機関Eの運転状態に応じた量の燃料が吸気ポート12
の下流端に向かって噴射され,吸気ポート12からシリ
ンダボア10a内に吸入される空気と上記燃料とが混合
して希薄混合気がつくられる。
【0017】次いで,圧縮行程に移り,その終期に達す
ると,着火用燃料噴射弁22から比較的少量の燃料が燃
焼室11aの天井中心部に直接噴射されると同時に点火
プラグ23が点火される。
【0018】この場合,図2に示すように,燃焼室11
aでは,着火用燃料噴射弁22からの燃料噴射により,
点火プラグ23の電極23a周りに濃厚混合気R,その
外周に希薄混合気Lと,混合気が成層化され,しかも着
火用燃料噴射弁22からの噴射燃料は,予めヒータ26
で着火適温まで加熱されており,噴射と同時に気化して
濃厚混合気を生成するので,その濃厚混合気は点火プラ
グ23の点火時,即座に着火して火炎を発生し,この火
炎が即座に周囲に広がって希薄混合気Lを確実に燃焼さ
せることになる。
【0019】かくして,希薄混合気の良好な燃焼状態が
得られ,燃料効率が上がり,燃費を低減しつゝ出力性能
の向上を図ることができる。しかも,ヒータ26では,
希薄混合気Lに着火するに足る少量の燃料を加熱するだ
けでよいから,その消費電力は極めて少ない。したがっ
て,バッテリや発電機の容量増加を強いられこともな
い。
【0020】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可
能である。例えば,シリンダボア10aに供給する希薄
混合気の生成のためには,吸気マニホールド18に気化
器を取付けることもできる。またヒータ26は着火用燃
料噴射弁22に設けることもできる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば,吸気ポー
トから,点火プラグの電極を臨ませた燃焼室に混合気を
供給するようにした内燃機関において,圧縮行程の終期
に燃焼室に点火プラグの電極近傍で燃料を直接噴射する
着火用燃料噴射装置と,この着火用燃料噴射装置で燃料
を着火適温まで加熱するヒータと,吸気ポートから燃焼
室に希薄混合気を供給すべく吸気ポートに燃料を供給す
る主燃料供給手段とを備え,着火用燃料噴射装置から燃
焼室に噴射された加熱燃料に点火して発生させた火炎を
もって燃焼室内の希薄混合気を燃焼させるようにしたの
で,機関の圧縮行程の終期において,燃焼室で成層化さ
れた混合気の中心部には,着火適温に加熱された燃料を
含む濃厚混合気を存在させることができる。そして,こ
の濃厚混合気は点火プラグによる点火により即座に火炎
と化し,周囲の希薄混合気を確実に燃焼させるので,燃
焼効率を高め,燃費の低減と出力性能の両方を満足させ
ることができる。しかもヒータは,着火用火炎をつくる
だけの燃料を加熱するものであるから,そのエネルギ消
費は僅かで済み,バッテリや発電機などのエネルギ源の
大容量化も必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内燃機関の吸気行程時での縦断正
面図。
【図2】図1の2−2線に沿う同内燃機関の吸気行程時
での断面図。
【符号の説明】
E・・・・・・内燃機関 11・・・・・シリンダヘッド 11a・・・・燃焼室 12・・・・・吸気ポート 20・・・・・主燃料供給手段(主燃料噴射弁) 23・・・・・点火プラグ 23a・・・・電極 26・・・・・ヒータ 27・・・・・着火用燃料噴射装置
───────────────────────────────────────────────────── 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) F02M 53/02 F02M 61/14 310U 61/14 310 31/12 321Z (72)発明者 石田 周一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G023 AA02 AB01 AC02 AC05 AD03 AD09 AG02 3G066 AA01 AA02 AA04 AA05 AB02 AD10 AD12 BA14 BA16 BA17 CC01 CD22 3G301 HA01 HA04 HA15 HA16 JA01 JA02 JA23 LB02 LB04 MA11 MA19 ND01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気ポート(12)から,点火プラグ
    (23)の電極(23a)を臨ませた燃焼室(11a)
    に混合気を供給するようにした内燃機関において,圧縮
    行程の終期に燃焼室(11a)に点火プラグ(23)の
    電極(23a)近傍で燃料を直接噴射する着火用燃料噴
    射装置(27)と,この着火用燃料噴射装置(27)で
    燃料を着火適温まで加熱するヒータ(26)と,吸気ポ
    ート(12)から燃焼室(11a)に希薄混合気を供給
    すべく吸気ポート(12)に燃料を供給する主燃料供給
    手段(20)とを備え,着火用燃料噴射装置(27)か
    ら燃焼室(11a)に噴射された加熱燃料に点火して発
    生させた火炎をもって燃焼室(11a)内の希薄混合気
    を燃焼させるようにしたことを特徴とする内燃機関。
JP11084281A 1999-03-26 1999-03-26 内燃機関 Pending JP2000283007A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008138688A (ja) * 2008-01-28 2008-06-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料供給装置
CN108571392A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 联合汽车电子有限公司 用于点燃式发动机的稀薄燃烧系统及方法

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