JP2000337149A - 直噴火花点火式内燃機関 - Google Patents
直噴火花点火式内燃機関Info
- Publication number
- JP2000337149A JP2000337149A JP11144732A JP14473299A JP2000337149A JP 2000337149 A JP2000337149 A JP 2000337149A JP 11144732 A JP11144732 A JP 11144732A JP 14473299 A JP14473299 A JP 14473299A JP 2000337149 A JP2000337149 A JP 2000337149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- spray
- injection valve
- spark plug
- combustion chamber
- 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
- 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
-
- 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)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成層運転時に燃料噴霧が直接点火プラグ方向
に届くようにし、均質運転時には噴霧角を点火プラグと
は反対方向に広げて燃料混合気の混合度合いを改善す
る。 【解決手段】 燃料噴射弁１０を、圧縮行程（背圧下）
にて燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形の一部
（噴霧外形上端）が点火プラグ９近傍に届くように設定
する。そして、燃料噴射弁１０の噴口部に対し点火プラ
グ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に、吸
気行程（大気圧下）にて燃料を噴射する均質運転時の燃
料噴霧の外形の一部（噴霧外形下端）が近接するよう
に、コアンダ効果を生じさせる湾曲面１５ａを有する突
出部１５を設ける。
に届くようにし、均質運転時には噴霧角を点火プラグと
は反対方向に広げて燃料混合気の混合度合いを改善す
る。 【解決手段】 燃料噴射弁１０を、圧縮行程（背圧下）
にて燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形の一部
（噴霧外形上端）が点火プラグ９近傍に届くように設定
する。そして、燃料噴射弁１０の噴口部に対し点火プラ
グ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に、吸
気行程（大気圧下）にて燃料を噴射する均質運転時の燃
料噴霧の外形の一部（噴霧外形下端）が近接するよう
に、コアンダ効果を生じさせる湾曲面１５ａを有する突
出部１５を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直噴火花点火式内
燃機関に関する。
燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の直噴火花点火式内燃機関として、
シリンダヘッド燃焼室壁面の略中央より燃焼室に臨ませ
た点火プラグと、シリンダヘッド燃焼室壁面の側部で吸
気ポート下側より燃焼室に直接斜め下向きに燃料を噴射
するように臨ませた燃料噴射弁と、を備え、機関運転条
件に応じて、圧縮行程にて燃料を噴射して成層燃焼を行
わせる成層運転と吸気行程にて燃料を噴射して均質燃焼
を行わせる均質運転とを切換えるようにしたものがある
（特開平４−１１２９３１号公報、特開平７−１９０４
６号公報参照）。
シリンダヘッド燃焼室壁面の略中央より燃焼室に臨ませ
た点火プラグと、シリンダヘッド燃焼室壁面の側部で吸
気ポート下側より燃焼室に直接斜め下向きに燃料を噴射
するように臨ませた燃料噴射弁と、を備え、機関運転条
件に応じて、圧縮行程にて燃料を噴射して成層燃焼を行
わせる成層運転と吸気行程にて燃料を噴射して均質燃焼
を行わせる均質運転とを切換えるようにしたものがある
（特開平４−１１２９３１号公報、特開平７−１９０４
６号公報参照）。
【０００３】ここで、吸気ポートの設定により、燃焼室
内に順タンブル流動（燃料噴射弁から直接点火プラグへ
向かう方向のタンブル流）を生成することで、成層運転
時に、燃料の拡散を防止しつつ燃料を点火プラグ近傍へ
確実に輸送して、燃料の成層化を可能にし、超希薄空燃
比で運転して燃費の向上を図ることができる。
内に順タンブル流動（燃料噴射弁から直接点火プラグへ
向かう方向のタンブル流）を生成することで、成層運転
時に、燃料の拡散を防止しつつ燃料を点火プラグ近傍へ
確実に輸送して、燃料の成層化を可能にし、超希薄空燃
比で運転して燃費の向上を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の直噴火花点火式内燃機関にあっては、アイド
ル時のような低回転時に、吸気ポートで形成する通常の
順タンブル流動が弱まり、成層運転時に燃料が点火プラ
グ方向へ届きづらくなる。
うな従来の直噴火花点火式内燃機関にあっては、アイド
ル時のような低回転時に、吸気ポートで形成する通常の
順タンブル流動が弱まり、成層運転時に燃料が点火プラ
グ方向へ届きづらくなる。
【０００５】また、成層運転時の圧縮行程噴射時（背圧
下）に、燃料を直接点火プラグ方向へ向かわせるため、
燃料噴射弁の噴霧角を大きく設定し、噴霧の上端角が点
火プラグ近傍に届くようにする方法があるが、この場合
には、成層運転時には、噴霧が直接点火プラグ方向へ届
くものの、噴霧角が広過ぎて分散しやすくなり（図１３
(a) 参照）、また、均質運転時の吸気行程噴射時（大気
圧下）には、噴霧角が更に広くなりすぎてシリンダヘッ
ド燃焼室壁面に燃料が付着し（図１３(b) 参照）、成層
・均質運転条件ともに性能が悪化することになる。
下）に、燃料を直接点火プラグ方向へ向かわせるため、
燃料噴射弁の噴霧角を大きく設定し、噴霧の上端角が点
火プラグ近傍に届くようにする方法があるが、この場合
には、成層運転時には、噴霧が直接点火プラグ方向へ届
くものの、噴霧角が広過ぎて分散しやすくなり（図１３
(a) 参照）、また、均質運転時の吸気行程噴射時（大気
圧下）には、噴霧角が更に広くなりすぎてシリンダヘッ
ド燃焼室壁面に燃料が付着し（図１３(b) 参照）、成層
・均質運転条件ともに性能が悪化することになる。
【０００６】そこで、燃料噴射弁の取付角度を寝かせ、
かつ成層運転時（背圧下）に燃料を直接点火プラグ方向
へ向かわせるため、噴霧角を小さく設定し、成層運転時
（背圧下）に噴霧の上端角が点火プラグ近傍に届くよう
にする方法があるが、この場合には、小噴霧角のため、
成層運転時の噴霧分散は防止でき（図１４(a) 参照）、
均質運転時（大気圧下）の噴霧角の広がり度合も小さい
のでシリンダヘッド燃焼室壁面への燃料付着も少なくな
るものの、逆に均質運転時に噴霧角が狭すぎて燃料混合
気の混合度合いが悪化し（図１４(b) 参照）、均質運転
性能が悪化するという問題点があった。
かつ成層運転時（背圧下）に燃料を直接点火プラグ方向
へ向かわせるため、噴霧角を小さく設定し、成層運転時
（背圧下）に噴霧の上端角が点火プラグ近傍に届くよう
にする方法があるが、この場合には、小噴霧角のため、
成層運転時の噴霧分散は防止でき（図１４(a) 参照）、
均質運転時（大気圧下）の噴霧角の広がり度合も小さい
のでシリンダヘッド燃焼室壁面への燃料付着も少なくな
るものの、逆に均質運転時に噴霧角が狭すぎて燃料混合
気の混合度合いが悪化し（図１４(b) 参照）、均質運転
性能が悪化するという問題点があった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、成層運転時の圧縮行程噴射時（背
圧下）に噴霧が直接点火プラグ方向に届き、かつ分散も
防止できる一方、均質運転時の吸気行程噴射時（大気圧
下）には噴霧角を点火プラグとは反対方向に広げて燃料
混合気の混合度合いを改善できるようにすることを目的
とする。
してなされたもので、成層運転時の圧縮行程噴射時（背
圧下）に噴霧が直接点火プラグ方向に届き、かつ分散も
防止できる一方、均質運転時の吸気行程噴射時（大気圧
下）には噴霧角を点火プラグとは反対方向に広げて燃料
混合気の混合度合いを改善できるようにすることを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、シリンダヘッド燃焼室壁面の略中央より燃
焼室に臨ませた点火プラグと、シリンダヘッド燃焼室壁
面の側部で吸気ポート下側より燃焼室に直接斜め下向き
に燃料を噴射するように臨ませた燃料噴射弁と、を備
え、機関運転条件に応じて、圧縮行程にて燃料を噴射し
て成層燃焼を行わせる成層運転と吸気行程にて燃料を噴
射して均質燃焼を行わせる均質運転とを切換える直噴火
花点火式内燃機関において、燃料噴射弁を、圧縮行程に
て燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形の一部が
点火プラグ近傍に届くように設定し、燃料噴射弁の噴口
部に対し点火プラグとは反対方向のシリンダヘッド燃焼
室壁面に、吸気行程にて燃料を噴射する均質運転時の燃
料噴霧の外形の一部が近接するように、湾曲面を有する
突出部を設けたことを特徴とする。
る発明では、シリンダヘッド燃焼室壁面の略中央より燃
焼室に臨ませた点火プラグと、シリンダヘッド燃焼室壁
面の側部で吸気ポート下側より燃焼室に直接斜め下向き
に燃料を噴射するように臨ませた燃料噴射弁と、を備
え、機関運転条件に応じて、圧縮行程にて燃料を噴射し
て成層燃焼を行わせる成層運転と吸気行程にて燃料を噴
射して均質燃焼を行わせる均質運転とを切換える直噴火
花点火式内燃機関において、燃料噴射弁を、圧縮行程に
て燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形の一部が
点火プラグ近傍に届くように設定し、燃料噴射弁の噴口
部に対し点火プラグとは反対方向のシリンダヘッド燃焼
室壁面に、吸気行程にて燃料を噴射する均質運転時の燃
料噴霧の外形の一部が近接するように、湾曲面を有する
突出部を設けたことを特徴とする。
【０００９】すなわち、前記湾曲面を有する突出部を設
けることで、均質運転時に燃料噴射弁の噴口部に対し点
火プラグとは反対方向の燃料噴霧の側面（外形角度）を
コアンダ効果で外側に広げるのである。
けることで、均質運転時に燃料噴射弁の噴口部に対し点
火プラグとは反対方向の燃料噴霧の側面（外形角度）を
コアンダ効果で外側に広げるのである。
【００１０】ここで、コアンダ効果とは、湾曲面を有す
る突出部により、該湾曲面に近接した燃料噴霧が、該湾
曲面に沿って流れる作用のことで、この効果が発揮され
ることにより該湾曲面に近接した噴霧の噴霧角は拡大さ
れることになる。
る突出部により、該湾曲面に近接した燃料噴霧が、該湾
曲面に沿って流れる作用のことで、この効果が発揮され
ることにより該湾曲面に近接した噴霧の噴霧角は拡大さ
れることになる。
【００１１】請求項２に係る発明では、前記燃料噴射弁
として、燃料噴霧の方向及び密度が偏るキャスティング
型燃料噴射弁を用いて、燃料噴霧が点火プラグ側に偏る
ように取付け、圧縮行程にて燃料を噴射する成層運転時
の燃料噴霧の外形の一部が点火プラグ近傍に届くように
設定したことを特徴とする。
として、燃料噴霧の方向及び密度が偏るキャスティング
型燃料噴射弁を用いて、燃料噴霧が点火プラグ側に偏る
ように取付け、圧縮行程にて燃料を噴射する成層運転時
の燃料噴霧の外形の一部が点火プラグ近傍に届くように
設定したことを特徴とする。
【００１２】請求項３に係る発明では、前記湾曲面を有
する突出部は、シリンダヘッド燃焼室壁面の周方向に沿
って、燃料噴射弁の噴口部に対し左右方向に延長し、均
質運転時の燃料噴霧の左右側面が近接するようにしたこ
とを特徴とする。
する突出部は、シリンダヘッド燃焼室壁面の周方向に沿
って、燃料噴射弁の噴口部に対し左右方向に延長し、均
質運転時の燃料噴霧の左右側面が近接するようにしたこ
とを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、燃料噴射
弁を、圧縮行程にて燃料を噴射する成層運転時の燃料噴
霧の外形の一部が点火プラグ近傍に届くように設定した
ので、成層運転時の燃焼性能を確保でき、このときは、
燃料噴射弁の噴口部に対し点火プラグとは反対方向のシ
リンダヘッド燃焼室壁面に設けられた湾曲面を有する突
出部に燃料噴霧が接近しないため、コアンダ効果による
噴霧外形角のさらなる拡大もないので、噴霧外形角度が
広くなり過ぎず、分散も少ないため、安定して運転でき
る。
弁を、圧縮行程にて燃料を噴射する成層運転時の燃料噴
霧の外形の一部が点火プラグ近傍に届くように設定した
ので、成層運転時の燃焼性能を確保でき、このときは、
燃料噴射弁の噴口部に対し点火プラグとは反対方向のシ
リンダヘッド燃焼室壁面に設けられた湾曲面を有する突
出部に燃料噴霧が接近しないため、コアンダ効果による
噴霧外形角のさらなる拡大もないので、噴霧外形角度が
広くなり過ぎず、分散も少ないため、安定して運転でき
る。
【００１４】一方、吸気行程にて燃料を噴射する均質運
転時は、大気圧下にて燃料噴射するため、成層運転時に
対し噴霧外形角は広がり、燃料噴射弁の噴口部に対し点
火プラグとは反対方向のシリンダヘッド燃焼室壁面に設
けられた湾曲面を有する突出部に近接するようになるた
め、コアンダ効果が発生し、噴霧外形角はさらに下端側
に拡大する。従って、噴霧外形角が下端側に広がること
で、混合気の均質度合いが向上し、性能向上が図れる。
転時は、大気圧下にて燃料噴射するため、成層運転時に
対し噴霧外形角は広がり、燃料噴射弁の噴口部に対し点
火プラグとは反対方向のシリンダヘッド燃焼室壁面に設
けられた湾曲面を有する突出部に近接するようになるた
め、コアンダ効果が発生し、噴霧外形角はさらに下端側
に拡大する。従って、噴霧外形角が下端側に広がること
で、混合気の均質度合いが向上し、性能向上が図れる。
【００１５】請求項２に係る発明によれば、燃料噴霧の
方向及び密度が偏るキャスティング型燃料噴射弁を用い
て、燃料噴霧が点火プラグ側に偏るように取付けること
で、成層運転時の燃料噴霧をより確実に点火プラグ近傍
へ輸送することができる。
方向及び密度が偏るキャスティング型燃料噴射弁を用い
て、燃料噴霧が点火プラグ側に偏るように取付けること
で、成層運転時の燃料噴霧をより確実に点火プラグ近傍
へ輸送することができる。
【００１６】請求項３に係る発明によれば、湾曲面を有
する突出部を、シリンダヘッド燃焼室壁面の周方向に沿
って延長して、均質運転時の燃料噴霧の左右側面を近接
させることで、コアンダ効果をより一層発揮させること
ができる。
する突出部を、シリンダヘッド燃焼室壁面の周方向に沿
って延長して、均質運転時の燃料噴霧の左右側面を近接
させることで、コアンダ効果をより一層発揮させること
ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
している。
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
している。
【００１８】シリンダヘッド１とピストン２との間に燃
焼室３が形成され、また、ピストン２の頂面には凹部４
が形成されている。５は吸気ポート、６は排気ポート、
７は吸気弁、８は排気弁である。
焼室３が形成され、また、ピストン２の頂面には凹部４
が形成されている。５は吸気ポート、６は排気ポート、
７は吸気弁、８は排気弁である。
【００１９】そして、シリンダヘッド１燃焼室壁面の略
中央より燃焼室３に臨ませた点火プラグ９と、シリンダ
ヘッド１燃焼室壁面の側部で吸気ポート５下側（かつ２
本の吸気ポート５，５間）より燃焼室３に直接斜め下向
きに燃料を噴射するように臨ませた燃料噴射弁１０と、
を備えている。
中央より燃焼室３に臨ませた点火プラグ９と、シリンダ
ヘッド１燃焼室壁面の側部で吸気ポート５下側（かつ２
本の吸気ポート５，５間）より燃焼室３に直接斜め下向
きに燃料を噴射するように臨ませた燃料噴射弁１０と、
を備えている。
【００２０】コントロールユニット１１には、アクセル
開度センサ１２により検出される機関負荷、クランク角
センサ１３により検出される機関回転数、水温センサ１
４により検出される水温等が入力されている。そして、
コントロールユニット１１は、これらにより検出される
機関運転条件に応じて、燃料噴射弁１０の噴射時期、噴
射量、図示しないプレッシャレギュレータにより調圧さ
れる燃料噴射弁１０への燃圧、及び、点火プラグ９の点
火時期を制御して、圧縮行程にて燃料を噴射して成層燃
焼を行わせる成層運転と、吸気行程にて燃料を噴射して
均質燃焼を行わせる均質運転と、を切換える。
開度センサ１２により検出される機関負荷、クランク角
センサ１３により検出される機関回転数、水温センサ１
４により検出される水温等が入力されている。そして、
コントロールユニット１１は、これらにより検出される
機関運転条件に応じて、燃料噴射弁１０の噴射時期、噴
射量、図示しないプレッシャレギュレータにより調圧さ
れる燃料噴射弁１０への燃圧、及び、点火プラグ９の点
火時期を制御して、圧縮行程にて燃料を噴射して成層燃
焼を行わせる成層運転と、吸気行程にて燃料を噴射して
均質燃焼を行わせる均質運転と、を切換える。
【００２１】ここにおいて、燃料噴射弁１０の取付角度
を寝かせ、かつ噴霧外形角を小さくして、圧縮行程（背
圧下）にて燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形
の一部（噴霧外形上端）が点火プラグ９近傍に届くよう
に設定してある。
を寝かせ、かつ噴霧外形角を小さくして、圧縮行程（背
圧下）にて燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形
の一部（噴霧外形上端）が点火プラグ９近傍に届くよう
に設定してある。
【００２２】また、燃料噴射弁１０の噴口部に対し点火
プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面
に、吸気行程（大気圧下）にて燃料を噴射する均質運転
時の燃料噴霧の外形の一部（噴霧外形下端）が近接する
ように、湾曲面１５ａを有する突出部１５を設けてあ
る。
プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面
に、吸気行程（大気圧下）にて燃料を噴射する均質運転
時の燃料噴霧の外形の一部（噴霧外形下端）が近接する
ように、湾曲面１５ａを有する突出部１５を設けてあ
る。
【００２３】次に第１実施形態の作用を説明する。図２
〜図５は第１の実施形態の作用を説明する図である。一
般に燃料噴霧特性として、図２に大気圧下、背圧下での
噴霧外形の変化を示すように、大気圧下の噴霧外形角に
対し、背圧下では噴霧外形角が狭くなる。また、図３に
噴霧外形角による大気圧下、背圧下での噴霧外形角の変
化度合いを示すように、大気気圧下と背圧下との噴霧外
形角差は、噴霧外形角が小さいほど小さくなる。
〜図５は第１の実施形態の作用を説明する図である。一
般に燃料噴霧特性として、図２に大気圧下、背圧下での
噴霧外形の変化を示すように、大気圧下の噴霧外形角に
対し、背圧下では噴霧外形角が狭くなる。また、図３に
噴霧外形角による大気圧下、背圧下での噴霧外形角の変
化度合いを示すように、大気気圧下と背圧下との噴霧外
形角差は、噴霧外形角が小さいほど小さくなる。
【００２４】この特性を考慮して、本発明においては、
燃料噴射弁１０の取付角度を寝かせ、かつ、圧縮行程中
（背圧下）に燃料噴射する成層運転時に燃料を直接点火
プラグ９方向へ向かわせるために噴霧外形角を小さく設
定し、成層運転時の噴霧外形上端角が点火プラグ９近傍
に届くように設定してあるので、機関の運転条件が、成
層運転領域では、図４に示すように、噴霧外形上端角が
点火プラグ９を指向する。一方、噴霧外形下端角は、燃
料噴射弁１０の取付角度が小さくかつ噴霧外形角が小さ
いため、燃料噴射弁１０の噴口部に対し点火プラグ９と
は反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に設けられた
湾曲面１５ａを有する突出部１５に接近しないため、コ
アンダ効果による噴霧外形下端角のさらなる拡大もない
ので、噴霧外形角が広くなり過ぎず、分散も少ないた
め、安定して運転できる。
燃料噴射弁１０の取付角度を寝かせ、かつ、圧縮行程中
（背圧下）に燃料噴射する成層運転時に燃料を直接点火
プラグ９方向へ向かわせるために噴霧外形角を小さく設
定し、成層運転時の噴霧外形上端角が点火プラグ９近傍
に届くように設定してあるので、機関の運転条件が、成
層運転領域では、図４に示すように、噴霧外形上端角が
点火プラグ９を指向する。一方、噴霧外形下端角は、燃
料噴射弁１０の取付角度が小さくかつ噴霧外形角が小さ
いため、燃料噴射弁１０の噴口部に対し点火プラグ９と
は反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に設けられた
湾曲面１５ａを有する突出部１５に接近しないため、コ
アンダ効果による噴霧外形下端角のさらなる拡大もない
ので、噴霧外形角が広くなり過ぎず、分散も少ないた
め、安定して運転できる。
【００２５】また、機関の運転条件が、均質運転領域で
は、図５に示すように、吸気行程中（大気圧下）に燃料
噴射するため、成層運転時に対し噴霧外形角は広がり、
噴霧外形上端角・下端角共に広がる。このとき、噴霧外
形角自体は小さいので、前述の噴霧特性より噴霧外形角
の広がり代は少なく、噴霧外形上端側の燃料噴霧の点火
プラグ９ヘのかぶり等は問題ない。一方、噴霧外形下端
角は、広がることにより、燃料噴射弁１０の噴口部に対
し点火プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室
壁面に設けられた湾曲面１５ａを有する突出部１５に近
接するようになるため、コアンダ効果が発生することに
より、噴霧外形下端角はさらに拡大する。従って、噴霧
外形角が噴霧外形下端側に広がることで、混合気の均質
度合いが向上し、性能向上が図れる。
は、図５に示すように、吸気行程中（大気圧下）に燃料
噴射するため、成層運転時に対し噴霧外形角は広がり、
噴霧外形上端角・下端角共に広がる。このとき、噴霧外
形角自体は小さいので、前述の噴霧特性より噴霧外形角
の広がり代は少なく、噴霧外形上端側の燃料噴霧の点火
プラグ９ヘのかぶり等は問題ない。一方、噴霧外形下端
角は、広がることにより、燃料噴射弁１０の噴口部に対
し点火プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室
壁面に設けられた湾曲面１５ａを有する突出部１５に近
接するようになるため、コアンダ効果が発生することに
より、噴霧外形下端角はさらに拡大する。従って、噴霧
外形角が噴霧外形下端側に広がることで、混合気の均質
度合いが向上し、性能向上が図れる。
【００２６】図６は本発明の第２実施形態を示してい
る。この実施形態は、燃料噴射弁として、燃料噴霧の方
向及び密度が偏るいわゆるキャスティング噴霧を生成す
るキャスティング型燃料噴射弁１０’を用いて、燃料噴
霧が点火プラグ９側にキャスティングする（偏る）よう
に取付け、圧縮行程（背圧下）にて燃料を噴射する成層
運転時の燃料噴霧の外形の一部（噴霧外形上端）が点火
プラグ９近傍に届くようにしてある。そして、燃料噴射
弁１０’の噴口部に対し点火プラグ９とは反対方向のシ
リンダヘッド１燃焼室壁面に、吸気行程（大気圧下）に
て燃料を噴射する均質運転時の燃料噴霧の非キャスティ
ング側（噴霧外形下端）が近接するように、湾曲面１５
ａを有する突出部１５を設けてある。
る。この実施形態は、燃料噴射弁として、燃料噴霧の方
向及び密度が偏るいわゆるキャスティング噴霧を生成す
るキャスティング型燃料噴射弁１０’を用いて、燃料噴
霧が点火プラグ９側にキャスティングする（偏る）よう
に取付け、圧縮行程（背圧下）にて燃料を噴射する成層
運転時の燃料噴霧の外形の一部（噴霧外形上端）が点火
プラグ９近傍に届くようにしてある。そして、燃料噴射
弁１０’の噴口部に対し点火プラグ９とは反対方向のシ
リンダヘッド１燃焼室壁面に、吸気行程（大気圧下）に
て燃料を噴射する均質運転時の燃料噴霧の非キャスティ
ング側（噴霧外形下端）が近接するように、湾曲面１５
ａを有する突出部１５を設けてある。
【００２７】尚、キャスティング型燃料噴射弁１０’
は、例えば図７に示すように、燃料噴射弁の先端面を斜
めにカットして、噴口までの距離を変えることにより、
実現できる。
は、例えば図７に示すように、燃料噴射弁の先端面を斜
めにカットして、噴口までの距離を変えることにより、
実現できる。
【００２８】次に第２実施形態の作用を説明する。図８
〜図１０は第２実施形態の作用を説明する図である。一
般にキャスティング噴霧では、図８に示すように、大気
圧下の噴霧外形角に対し、背圧下では噴霧外形角が狭く
なる特性において、非キャスティング側の噴霧は狭くな
るが、キャスティング側の噴霧は変わらないという特性
がある。
〜図１０は第２実施形態の作用を説明する図である。一
般にキャスティング噴霧では、図８に示すように、大気
圧下の噴霧外形角に対し、背圧下では噴霧外形角が狭く
なる特性において、非キャスティング側の噴霧は狭くな
るが、キャスティング側の噴霧は変わらないという特性
がある。
【００２９】この特性を考慮して、本発明においては、
成層運転時の背圧下噴射のキャスティング側の噴霧（噴
霧外形上端）が点火プラグ９近傍に届くように設定して
あるので、機関の運転条件が、成層運転領域では、図９
に示すように、キャスティング側の噴霧（噴霧外形上
端）は点火プラグ９を指向する。一方、非キャスティン
グ側の噴霧（噴霧外形下端）は、大気圧下の噴霧外形角
に対しては狭く、燃料噴射弁１０’の噴口部に対し点火
プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に
設けられた湾曲面１５ａを有する突出部１５に接近しな
いため、コアンダ効果による噴霧外形下端角のさらなる
拡大もないので、噴霧外形角が広くなり過ぎず、分散も
少ないため、安定して運転できる。
成層運転時の背圧下噴射のキャスティング側の噴霧（噴
霧外形上端）が点火プラグ９近傍に届くように設定して
あるので、機関の運転条件が、成層運転領域では、図９
に示すように、キャスティング側の噴霧（噴霧外形上
端）は点火プラグ９を指向する。一方、非キャスティン
グ側の噴霧（噴霧外形下端）は、大気圧下の噴霧外形角
に対しては狭く、燃料噴射弁１０’の噴口部に対し点火
プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に
設けられた湾曲面１５ａを有する突出部１５に接近しな
いため、コアンダ効果による噴霧外形下端角のさらなる
拡大もないので、噴霧外形角が広くなり過ぎず、分散も
少ないため、安定して運転できる。
【００３０】また、機関の運転条件が、均質運転領域で
は、図１０に示すように、吸気行程中（大気圧下）に燃
料噴射するため、成層運転時に対し噴霧外形角は広がる
ものの、前述のキャスティング噴霧の特性により、キャ
スティング側の噴霧（噴霧外形上端）は広がらない（変
化なし）のため、キャスティング側の噴霧の点火プラグ
９ヘのかぶり等は問題ない。一方、非キャスティング側
の噴霧（噴霧外形下端）は、成層運転時に対し広がるこ
とにより、燃料噴射弁１０’の噴口部に対し点火プラグ
９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に設けら
れた湾曲面１５ａを有する突出部１５に近接するように
なるため、コアンダ効果が発生することにより、噴霧外
形下端角はさらに拡大する。従って、噴霧外形角が噴霧
外形下端側に広がることで、混合気の均質度合いが向上
し、性能向上が図れる。
は、図１０に示すように、吸気行程中（大気圧下）に燃
料噴射するため、成層運転時に対し噴霧外形角は広がる
ものの、前述のキャスティング噴霧の特性により、キャ
スティング側の噴霧（噴霧外形上端）は広がらない（変
化なし）のため、キャスティング側の噴霧の点火プラグ
９ヘのかぶり等は問題ない。一方、非キャスティング側
の噴霧（噴霧外形下端）は、成層運転時に対し広がるこ
とにより、燃料噴射弁１０’の噴口部に対し点火プラグ
９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面に設けら
れた湾曲面１５ａを有する突出部１５に近接するように
なるため、コアンダ効果が発生することにより、噴霧外
形下端角はさらに拡大する。従って、噴霧外形角が噴霧
外形下端側に広がることで、混合気の均質度合いが向上
し、性能向上が図れる。
【００３１】図１１及び図１２は本発明の第３実施形態
を示している。この実施形態は、第１及び第２実施形態
において、燃料噴射弁１０（１０’）の噴口部に対し点
火プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面
に均質運転時の大気圧下噴射の噴霧（噴霧外形下端）が
近接するように設けた湾曲面１５ａを有する突出部１５
を、図１１(a) に示すような略円筒面形状から、図１１
(b) に示すように、シリンダヘッド１燃焼室壁面の周方
向に沿って、燃料噴射弁１０の噴口部に対し左右方向に
延長して（延長部１６）、均質運転時の大気圧下噴射の
噴露の左右側面が近接するようにしたものである。
を示している。この実施形態は、第１及び第２実施形態
において、燃料噴射弁１０（１０’）の噴口部に対し点
火プラグ９とは反対方向のシリンダヘッド１燃焼室壁面
に均質運転時の大気圧下噴射の噴霧（噴霧外形下端）が
近接するように設けた湾曲面１５ａを有する突出部１５
を、図１１(a) に示すような略円筒面形状から、図１１
(b) に示すように、シリンダヘッド１燃焼室壁面の周方
向に沿って、燃料噴射弁１０の噴口部に対し左右方向に
延長して（延長部１６）、均質運転時の大気圧下噴射の
噴露の左右側面が近接するようにしたものである。
【００３２】こうすることにより、図１２に示すよう
に、コアンダ効果をより一層発揮させて、均質運転時の
噴霧をより広げることができる。
に、コアンダ効果をより一層発揮させて、均質運転時の
噴霧をより広げることができる。
【図１】 本発明の第１実施形態を示す図
【図２】 燃料噴射弁の大気圧下及び背圧下での噴霧特
性図
性図
【図３】 燃料噴射弁の噴霧外形角による噴霧特性図
【図４】 第１実施形態の成層運転時の噴霧形状を示す
図
図
【図５】 第１実施形態の均質運転時の噴霧形状を示す
図
図
【図６】 本発明の第２実施形態を示す図
【図７】 キャスティング型燃料噴射弁の構成例を示す
図
図
【図８】 キャスティング型燃料噴射弁の噴霧特性図
【図９】 第２実施形態の成層運転時の噴霧形状を示す
図
図
【図１０】 第２実施形態の均質運転時の噴霧形状を示
す図
す図
【図１１】 本発明の第３実施形態を示す図
【図１２】 第３実施形態の均質運転時の噴霧形状を示
す図
す図
【図１３】 従来例（１）の噴霧形状を示す図
【図１４】 従来例（２）の噴霧形状を示す図
１ シリンダヘッド ２ ピストン ３ 燃焼室 ４ 凹部 ５ 吸気ポート ６ 排気ポート ９ 点火プラグ １０ 燃料噴射弁 １０’ キャスティング型燃料噴射弁 １１ コントロールユニット １５ 突出部 １５ａ 湾曲面 １６ 延長部
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 41/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｆ 41/04 ３３５ 41/04 ３３５Ｃ Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｃ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２Ａ (72)発明者 伊藤 泰之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G019 KA15 3G023 AA02 AA07 AA18 AB03 AC05 AD02 AD03 AD09 AG01 3G066 AA02 AA05 AB02 AD12 BA02 CC01 CC32 CC48 CD04 DA01 DA04 DC04 DC09 DC13 3G301 HA04 HA16 KA06 LB04 LB06 MA11 MA19 MA29 PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (3)
- 【請求項１】シリンダヘッド燃焼室壁面の略中央より燃
焼室に臨ませた点火プラグと、シリンダヘッド燃焼室壁
面の側部で吸気ポート下側より燃焼室に直接斜め下向き
に燃料を噴射するように臨ませた燃料噴射弁と、を備
え、機関運転条件に応じて、圧縮行程にて燃料を噴射し
て成層燃焼を行わせる成層運転と吸気行程にて燃料を噴
射して均質燃焼を行わせる均質運転とを切換える直噴火
花点火式内燃機関において、 燃料噴射弁を、圧縮行程にて燃料を噴射する成層運転時
の燃料噴霧の外形の一部が点火プラグ近傍に届くように
設定し、 燃料噴射弁の噴口部に対し点火プラグとは反対方向のシ
リンダヘッド燃焼室壁面に、吸気行程にて燃料を噴射す
る均質運転時の燃料噴霧の外形の一部が近接するよう
に、湾曲面を有する突出部を設けたことを特徴とする直
噴火花点火式内燃機関。 - 【請求項２】前記燃料噴射弁として、燃料噴霧の方向及
び密度が偏るキャスティング型燃料噴射弁を用いて、燃
料噴霧が点火プラグ側に偏るように取付け、圧縮行程に
て燃料を噴射する成層運転時の燃料噴霧の外形の一部が
点火プラグ近傍に届くように設定したことを特徴とする
請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関。 - 【請求項３】前記湾曲面を有する突出部は、シリンダヘ
ッド燃焼室壁面の周方向に沿って、燃料噴射弁の噴口部
に対し左右方向に延長し、均質運転時の燃料噴霧の左右
側面が近接するようにしたことを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の直噴火花点火式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14473299A JP3823607B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 直噴火花点火式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14473299A JP3823607B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 直噴火花点火式内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337149A true JP2000337149A (ja) | 2000-12-05 |
| JP3823607B2 JP3823607B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=15369058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14473299A Expired - Lifetime JP3823607B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 直噴火花点火式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3823607B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112005001606B4 (de) * | 2004-07-12 | 2010-06-02 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit | Brennkammer und Verfahren für einen Selbstzündungsbenzinmotor |
| JP2015021390A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 富士重工業株式会社 | インジェクタ |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14473299A patent/JP3823607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112005001606B4 (de) * | 2004-07-12 | 2010-06-02 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit | Brennkammer und Verfahren für einen Selbstzündungsbenzinmotor |
| JP2015021390A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 富士重工業株式会社 | インジェクタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3823607B2 (ja) | 2006-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3733721B2 (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JP2003328759A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JP3627546B2 (ja) | 直接筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP2000248945A (ja) | 筒内直接噴射エンジン | |
| JP2000337149A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JPH11182330A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JPH11200867A (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JP4042483B2 (ja) | 直噴火花点火機関 | |
| JP3781537B2 (ja) | 筒内噴射式エンジンの燃焼室構造 | |
| JPH11182247A (ja) | 筒内噴射式エンジンの燃焼室構造 | |
| JP4108806B2 (ja) | 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室構造 | |
| JP3586963B2 (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JP3163979B2 (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JPH11210472A (ja) | 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室構造 | |
| JP3298361B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関 | |
| JP2524920Y2 (ja) | 直接噴射式内燃機関 | |
| JP4026197B2 (ja) | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JPH0435544Y2 (ja) | ||
| JP3804315B2 (ja) | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁 | |
| JP2000161067A (ja) | 直接噴射式火花点火機関 | |
| JP4082277B2 (ja) | 筒内直噴ｃｎｇエンジン | |
| JPS5926772B2 (ja) | 副室式内燃機関 | |
| JPH08121173A (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| CN111971466A (zh) | 内燃机的控制方法及内燃机 | |
| JP3644199B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060606 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060619 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140707 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |