JP2001003754A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関Info
- Publication number
- JP2001003754A JP2001003754A JP11169944A JP16994499A JP2001003754A JP 2001003754 A JP2001003754 A JP 2001003754A JP 11169944 A JP11169944 A JP 11169944A JP 16994499 A JP16994499 A JP 16994499A JP 2001003754 A JP2001003754 A JP 2001003754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- injection valve
- fuel
- combustion chamber
- combustion engine
- 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
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料噴射弁の先端部への煤の付着を回避でき
る筒内噴射式内燃機関の提供を図る。 【解決手段】 燃料噴射弁７の先端部とピストン２との
間にスキッシュエリア１１を設定してあるため、スキッ
シュ流により燃料噴射弁７周辺の燃料および混合気が吹
き飛ばされ、燃料噴射弁７周りでの燃焼を避けてその先
端部への煤の付着を防止できると共に、該先端部の高温
化による劣化を抑制することができる。
る筒内噴射式内燃機関の提供を図る。 【解決手段】 燃料噴射弁７の先端部とピストン２との
間にスキッシュエリア１１を設定してあるため、スキッ
シュ流により燃料噴射弁７周辺の燃料および混合気が吹
き飛ばされ、燃料噴射弁７周りでの燃焼を避けてその先
端部への煤の付着を防止できると共に、該先端部の高温
化による劣化を抑制することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒内噴射式内燃機関
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内噴射式内燃機関としては、例えば特
開平８−３５４２９号公報に示されているように、吸気
にスワール流動を与えてピストン冠面のキャビティ燃焼
室でこれを保持し、圧縮行程で燃料噴射弁より噴射した
燃料噴霧を該スワール流に乗せて点火プラグ付近へ輸送
して成層燃焼を行わせるようにしたものが知られてい
る。
開平８−３５４２９号公報に示されているように、吸気
にスワール流動を与えてピストン冠面のキャビティ燃焼
室でこれを保持し、圧縮行程で燃料噴射弁より噴射した
燃料噴霧を該スワール流に乗せて点火プラグ付近へ輸送
して成層燃焼を行わせるようにしたものが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】噴射燃料がキャビティ
燃焼室以外のピストン冠面に衝突して燃料が分散するの
を防ぐため、ピストンが上死点付近にあっても燃料噴射
弁の周辺部分に広い燃焼室空間が確保されるようになっ
ているため、燃料噴射弁の先端部付近にも濃混合気が漂
うことに加え、該先端部が燃焼火焔により高温に晒され
ることによって、先端部に煤が付着し易くなってしま
う。
燃焼室以外のピストン冠面に衝突して燃料が分散するの
を防ぐため、ピストンが上死点付近にあっても燃料噴射
弁の周辺部分に広い燃焼室空間が確保されるようになっ
ているため、燃料噴射弁の先端部付近にも濃混合気が漂
うことに加え、該先端部が燃焼火焔により高温に晒され
ることによって、先端部に煤が付着し易くなってしま
う。
【０００４】また、この煤の付着により噴射不良を生じ
て燃料噴射期間終了後に燃料の後垂れが起り、この後垂
れ燃料の燃焼によって煤の付着が促進されて、燃料噴射
量の減少や噴霧形状の悪化等を招き、燃焼が不安定とな
って運転性が悪化し、また、燃費の悪化やＨＣやスモー
クの発生による排気エミッションの悪化につながる可能
性がある。
て燃料噴射期間終了後に燃料の後垂れが起り、この後垂
れ燃料の燃焼によって煤の付着が促進されて、燃料噴射
量の減少や噴霧形状の悪化等を招き、燃焼が不安定とな
って運転性が悪化し、また、燃費の悪化やＨＣやスモー
クの発生による排気エミッションの悪化につながる可能
性がある。
【０００５】そこで、本発明は燃料噴射弁の先端部への
煤の付着を回避できて、常に安定した燃料供給を行えて
燃焼の安定化を実現することができる筒内噴射式内燃機
関を提供するものである。
煤の付着を回避できて、常に安定した燃料供給を行えて
燃焼の安定化を実現することができる筒内噴射式内燃機
関を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を配設し
た筒内噴射式内燃機関において、該燃料噴射弁の先端部
およびその周辺の燃焼室壁面と、ピストンとの間にスキ
ッシュエリアを設けたことを特徴としている。
は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を配設し
た筒内噴射式内燃機関において、該燃料噴射弁の先端部
およびその周辺の燃焼室壁面と、ピストンとの間にスキ
ッシュエリアを設けたことを特徴としている。
【０００７】請求項２の発明にあっては、請求項１に記
載のスキッシュエリアのスキッシュクリアランスを、燃
焼室中心から遠い部分より燃焼室中心に近い部分へ向け
て広がるように形成したことを特徴としている。
載のスキッシュエリアのスキッシュクリアランスを、燃
焼室中心から遠い部分より燃焼室中心に近い部分へ向け
て広がるように形成したことを特徴としている。
【０００８】請求項３の発明にあっては、請求項１，２
に記載の機関が、燃料噴射弁を吸気ポート近傍に設ける
と共にピストン冠面にキャビティ燃焼室を設け、圧縮行
程で燃料噴射弁より筒内流動に向けて燃料噴射して成層
燃焼を行わせるように構成され、かつ、前記燃料噴射弁
の配設角度をピストンの水平面に対して２０〜５０度の
俯角に設定したことを特徴としている。
に記載の機関が、燃料噴射弁を吸気ポート近傍に設ける
と共にピストン冠面にキャビティ燃焼室を設け、圧縮行
程で燃料噴射弁より筒内流動に向けて燃料噴射して成層
燃焼を行わせるように構成され、かつ、前記燃料噴射弁
の配設角度をピストンの水平面に対して２０〜５０度の
俯角に設定したことを特徴としている。
【０００９】請求項４の発明にあっては、請求項１，２
に記載のピストン冠面および該ピストン冠面に対向する
燃焼室上壁の各一般面の少くとも一部分がほぼ水平に形
成され、燃料噴射弁はこの燃焼室上壁のほぼ水平な一般
面に対してほぼ垂直となる角度で配設したことを特徴と
している。
に記載のピストン冠面および該ピストン冠面に対向する
燃焼室上壁の各一般面の少くとも一部分がほぼ水平に形
成され、燃料噴射弁はこの燃焼室上壁のほぼ水平な一般
面に対してほぼ垂直となる角度で配設したことを特徴と
している。
【００１０】請求項５の発明にあっては、請求項１〜４
に記載の機関は、圧縮比を１２以上の高圧縮比に設定す
ると共に、燃料噴射弁よりガソリン燃料を噴射するよう
にしたことを特徴としている。
に記載の機関は、圧縮比を１２以上の高圧縮比に設定す
ると共に、燃料噴射弁よりガソリン燃料を噴射するよう
にしたことを特徴としている。
【００１１】請求項６の発明にあっては、請求項１，２
に記載の燃料噴射弁を燃焼室の側部にほぼ水平に配設し
たことを特徴としている。
に記載の燃料噴射弁を燃焼室の側部にほぼ水平に配設し
たことを特徴としている。
【００１２】請求項７の発明にあっては、請求項１〜６
に記載のスキッシュエリアのスキッシュクリアランスを
２ｍｍ以下に設定したことを特徴としている。
に記載のスキッシュエリアのスキッシュクリアランスを
２ｍｍ以下に設定したことを特徴としている。
【００１３】請求項８の発明にあっては、請求項７に記
載のスキッシュエリアの燃焼室中心から遠い部分のスキ
ッシュクリアランスが２ｍｍ以下であり、燃焼室中心に
近い部分のスキッシュクリアランスが２ｍｍ以上である
ことを特徴としている。
載のスキッシュエリアの燃焼室中心から遠い部分のスキ
ッシュクリアランスが２ｍｍ以下であり、燃焼室中心に
近い部分のスキッシュクリアランスが２ｍｍ以上である
ことを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、燃料噴
射弁の先端部周りにはスキッシュエリアを設定してある
ため、ピストン上死点付近で該スキッシュエリアで生じ
るスキッシュ流により燃料噴射弁周辺の燃料および混合
気を吹き飛ばして燃料噴射弁周りでの燃焼を避け、該燃
料噴射弁の先端部への煤の付着を防止できると共に、該
先端部の高温化による劣化を抑制することができる。
射弁の先端部周りにはスキッシュエリアを設定してある
ため、ピストン上死点付近で該スキッシュエリアで生じ
るスキッシュ流により燃料噴射弁周辺の燃料および混合
気を吹き飛ばして燃料噴射弁周りでの燃焼を避け、該燃
料噴射弁の先端部への煤の付着を防止できると共に、該
先端部の高温化による劣化を抑制することができる。
【００１５】また、万一、燃料噴射弁に燃料の後垂れが
生じたとしても、スキッシュ流によってこの後垂れ燃料
を吹き飛ばして前述と同様、燃料噴射弁周りでの燃焼を
回避することができる。
生じたとしても、スキッシュ流によってこの後垂れ燃料
を吹き飛ばして前述と同様、燃料噴射弁周りでの燃焼を
回避することができる。
【００１６】この結果、燃料噴射弁から常に安定した燃
料噴射を行わせることができて燃焼を安定化することが
でき、かつ、熱効率および燃費を改善できると共に、未
燃ＨＣ，スモークの発生を抑制できて排気エミッション
を向上することができる。
料噴射を行わせることができて燃焼を安定化することが
でき、かつ、熱効率および燃費を改善できると共に、未
燃ＨＣ，スモークの発生を抑制できて排気エミッション
を向上することができる。
【００１７】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、スキッシュ流を燃焼の中心とな
る燃焼室中心に向けることができるから、燃料噴射弁周
辺の燃料および混合気を該燃焼室中心へ良好に輸送でき
て、より一層燃焼を安定化することができる。
の発明の効果に加えて、スキッシュ流を燃焼の中心とな
る燃焼室中心に向けることができるから、燃料噴射弁周
辺の燃料および混合気を該燃焼室中心へ良好に輸送でき
て、より一層燃焼を安定化することができる。
【００１８】請求項３に記載の発明によれば、請求項
１，２の発明の効果に加えて、燃料噴射弁周辺の燃料お
よび混合気をスキッシュ流で吹き飛ばして成層燃焼に有
効に使われるため、リーン燃焼を行う成層運転時の燃焼
安定性を一段と向上できると共に、燃料噴射弁を実験結
果より得られた未燃ＨＣ発生が低い最適な俯角に設定し
てあるため、更なる熱効率の改善と排気エミッションの
向上とを実現することができる。
１，２の発明の効果に加えて、燃料噴射弁周辺の燃料お
よび混合気をスキッシュ流で吹き飛ばして成層燃焼に有
効に使われるため、リーン燃焼を行う成層運転時の燃焼
安定性を一段と向上できると共に、燃料噴射弁を実験結
果より得られた未燃ＨＣ発生が低い最適な俯角に設定し
てあるため、更なる熱効率の改善と排気エミッションの
向上とを実現することができる。
【００１９】請求項４に記載の発明によれば、請求項
１，２の発明の効果に加えて、ピストン冠面および燃焼
室上壁面をフラット化してＳ／Ｖ比を小さくした燃焼室
構造でのスキッシュエリアの設定が可能となるから、本
来、未燃ＨＣが多くなる傾向にある圧縮自己着火燃焼を
行う高圧縮比機関に有効で、混合気のリーン化による燃
費の向上と未燃ＨＣ，ＮＯx 低減による排気エミッショ
ンの向上とを実現することができる。
１，２の発明の効果に加えて、ピストン冠面および燃焼
室上壁面をフラット化してＳ／Ｖ比を小さくした燃焼室
構造でのスキッシュエリアの設定が可能となるから、本
来、未燃ＨＣが多くなる傾向にある圧縮自己着火燃焼を
行う高圧縮比機関に有効で、混合気のリーン化による燃
費の向上と未燃ＨＣ，ＮＯx 低減による排気エミッショ
ンの向上とを実現することができる。
【００２０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４の発明の効果に加えて、高圧縮比機関として圧縮自
己着火ガソリン機関を成立させることができるため、デ
ィーゼルエンジンと異なり本来的に煤の発生がなく排気
エミッションを更に向上することができる。
〜４の発明の効果に加えて、高圧縮比機関として圧縮自
己着火ガソリン機関を成立させることができるため、デ
ィーゼルエンジンと異なり本来的に煤の発生がなく排気
エミッションを更に向上することができる。
【００２１】請求項６に記載の発明によれば、請求項
１，２の発明の効果に加えて、燃料噴射弁の水平配置に
より燃料の下方集中が改善されるから、吸気行程で燃料
噴射を行い燃料を混合・攪拌して均質化する均質燃焼機
関に有効であり、また、燃料噴射弁の先端部が燃焼室の
側部でピストンのトップランド部に隠れる位置となるこ
とと、燃焼室中心から遠く離れていることによって、該
先端部が燃焼室の高温場に晒される度合がより一層小さ
くなり、燃料噴射弁の耐久性を更に高めることができ
る。
１，２の発明の効果に加えて、燃料噴射弁の水平配置に
より燃料の下方集中が改善されるから、吸気行程で燃料
噴射を行い燃料を混合・攪拌して均質化する均質燃焼機
関に有効であり、また、燃料噴射弁の先端部が燃焼室の
側部でピストンのトップランド部に隠れる位置となるこ
とと、燃焼室中心から遠く離れていることによって、該
先端部が燃焼室の高温場に晒される度合がより一層小さ
くなり、燃料噴射弁の耐久性を更に高めることができ
る。
【００２２】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
〜６の発明の効果に加えて、スキッシュクリアランスを
実験結果から得られた最適値に設定してあるため、スキ
ッシュ流を強めることができて燃料噴射弁周辺の燃料お
よび混合気の吹き飛ばし効果を一段と高められ、未燃Ｈ
Ｃの低下と燃費の改善をより効果的に行えると共に、燃
料噴射弁の耐久性を更に向上することができる。
〜６の発明の効果に加えて、スキッシュクリアランスを
実験結果から得られた最適値に設定してあるため、スキ
ッシュ流を強めることができて燃料噴射弁周辺の燃料お
よび混合気の吹き飛ばし効果を一段と高められ、未燃Ｈ
Ｃの低下と燃費の改善をより効果的に行えると共に、燃
料噴射弁の耐久性を更に向上することができる。
【００２３】請求項８に記載の発明によれば、スキッシ
ュ流の方向性を確定できるため、請求項７の発明の効果
を更に助長することができる。
ュ流の方向性を確定できるため、請求項７の発明の効果
を更に助長することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を４サイ
クルガソリン内燃機関を例に採って詳述する。
クルガソリン内燃機関を例に採って詳述する。
【００２５】図１において、１はシリンダブロック、２
はピストン、３はシリンダヘッド、４はこれらシリンダ
ブロック１，ピストン２，およびシリンダヘッド３によ
り形成された燃焼室を示す。
はピストン、３はシリンダヘッド、４はこれらシリンダ
ブロック１，ピストン２，およびシリンダヘッド３によ
り形成された燃焼室を示す。
【００２６】ピストン２の冠面中央部分にはキャビティ
燃焼室５を形成してある一方、シリンダヘッド３には燃
焼室４の中心部分に点火プラグ６を配設してある。
燃焼室５を形成してある一方、シリンダヘッド３には燃
焼室４の中心部分に点火プラグ６を配設してある。
【００２７】燃焼室４の側部で吸気ポート８の近傍位置
には、ガソリン燃料（以下、単に燃料と称す）を直接燃
焼室４に噴射する燃料噴射弁７を配設してある。
には、ガソリン燃料（以下、単に燃料と称す）を直接燃
焼室４に噴射する燃料噴射弁７を配設してある。
【００２８】この燃料噴射弁７は圧縮行程の中途で前記
キャビティ燃焼室５に向けて燃料を噴射できるように、
後述する最適な俯角θで装着してある。
キャビティ燃焼室５に向けて燃料を噴射できるように、
後述する最適な俯角θで装着してある。
【００２９】吸気ポート８内には所定の運転条件、例え
ば中・低負荷域で該吸気ポート８の略下半部を閉塞する
部分遮断弁９を配設してある。
ば中・低負荷域で該吸気ポート８の略下半部を閉塞する
部分遮断弁９を配設してある。
【００３０】即ち、この実施形態の内燃機関にあっては
前記所定の運転条件で部分遮断弁９の閉弁により、吸気
に点火プラグ６周りを通ってピストン冠面に向かう順タ
ンブル流を付与し、圧縮行程で該順タンブル流をキャビ
ティ燃焼室４により保持すると共に、該キャビティ燃焼
室４に向けて燃料噴射弁７より燃料を噴射することで、
噴射燃料を順タンブル流に乗せて点火プラグ６周りへ輸
送し、該点火プラグ６周りにのみ濃い混合気を形成させ
て全体として超稀薄混合気での燃焼を可能とした成層燃
焼運転を行わせるようにしている。
前記所定の運転条件で部分遮断弁９の閉弁により、吸気
に点火プラグ６周りを通ってピストン冠面に向かう順タ
ンブル流を付与し、圧縮行程で該順タンブル流をキャビ
ティ燃焼室４により保持すると共に、該キャビティ燃焼
室４に向けて燃料噴射弁７より燃料を噴射することで、
噴射燃料を順タンブル流に乗せて点火プラグ６周りへ輸
送し、該点火プラグ６周りにのみ濃い混合気を形成させ
て全体として超稀薄混合気での燃焼を可能とした成層燃
焼運転を行わせるようにしている。
【００３１】ここで、前記燃料噴射弁７の先端部および
その周辺の燃焼室壁面と、ピストン２との間にスキッシ
ュエリア１１を設けてある。
その周辺の燃焼室壁面と、ピストン２との間にスキッシ
ュエリア１１を設けてある。
【００３２】具体的には燃料噴射弁７の先端部が臨む燃
焼室壁面には、該燃料噴射弁７の先端部と略面一に整合
する斜面のランド部１１ａを設ける一方、ピストン２の
トップランド部のテーパ縁部には、前記ランド部１１ａ
に対向的に傾斜が立上がるランド部１１ｂを形成して、
これらランド部１１ａ，１１ｂによってスキッシュクリ
アランスが、燃焼室中心から遠い部分より燃焼室中心に
近い部分へ向けてなめらかに広がるスキッシュエリア１
１を形成している。
焼室壁面には、該燃料噴射弁７の先端部と略面一に整合
する斜面のランド部１１ａを設ける一方、ピストン２の
トップランド部のテーパ縁部には、前記ランド部１１ａ
に対向的に傾斜が立上がるランド部１１ｂを形成して、
これらランド部１１ａ，１１ｂによってスキッシュクリ
アランスが、燃焼室中心から遠い部分より燃焼室中心に
近い部分へ向けてなめらかに広がるスキッシュエリア１
１を形成している。
【００３３】以上の実施形態の構造によれば、燃料噴射
弁７の先端部周りには、傾斜したランド部１１ａ，１１
ｂによって所定スキッシュクリアランスのスキッシュエ
リア１１を設定してあるため、ピストン上死点付近で該
スキッシュエリアで生じるスキッシュ流により、燃料噴
射弁周辺の燃料および混合気を燃焼の中心となる燃焼室
４の中心に向けて吹き飛ばして成層燃焼に有効に使われ
るため、リーン燃焼を行う成層運転時の燃焼安定性を向
上することができる。
弁７の先端部周りには、傾斜したランド部１１ａ，１１
ｂによって所定スキッシュクリアランスのスキッシュエ
リア１１を設定してあるため、ピストン上死点付近で該
スキッシュエリアで生じるスキッシュ流により、燃料噴
射弁周辺の燃料および混合気を燃焼の中心となる燃焼室
４の中心に向けて吹き飛ばして成層燃焼に有効に使われ
るため、リーン燃焼を行う成層運転時の燃焼安定性を向
上することができる。
【００３４】しかも、このようにして燃料噴射弁７周辺
の燃料および混合気を吹き飛ばして燃料噴射弁７周りで
の燃焼を避けて先端部が高温場に晒されることがないた
め、該燃料噴射弁７の先端部に煤が付着するのを防止す
ることができると共に、該先端部が高温場に晒されるこ
とがないことと併せて、燃焼室４の中心から遠く離れた
燃焼室４の側部に存在していることから、該燃料噴射弁
７の先端部の高温化による劣化を抑制できて、燃料噴射
弁７の耐久性を高めることができる。
の燃料および混合気を吹き飛ばして燃料噴射弁７周りで
の燃焼を避けて先端部が高温場に晒されることがないた
め、該燃料噴射弁７の先端部に煤が付着するのを防止す
ることができると共に、該先端部が高温場に晒されるこ
とがないことと併せて、燃焼室４の中心から遠く離れた
燃焼室４の側部に存在していることから、該燃料噴射弁
７の先端部の高温化による劣化を抑制できて、燃料噴射
弁７の耐久性を高めることができる。
【００３５】また、万一、燃料噴射弁７に燃料の後垂れ
が生じたとしても、前記スキッシュ流によってこの後垂
れ燃料を吹き飛ばして前述と同様、燃料噴射弁７周りで
の燃焼を回避することができる。
が生じたとしても、前記スキッシュ流によってこの後垂
れ燃料を吹き飛ばして前述と同様、燃料噴射弁７周りで
の燃焼を回避することができる。
【００３６】この結果、燃料噴射弁７から常に安定した
燃料噴射を行わせることができるため、燃焼をより一層
安定化することができ、かつ、熱効率および燃費を改善
できると共に、未燃ＨＣ，スモークの発生を抑制できて
排気エミッションを向上することができる。
燃料噴射を行わせることができるため、燃焼をより一層
安定化することができ、かつ、熱効率および燃費を改善
できると共に、未燃ＨＣ，スモークの発生を抑制できて
排気エミッションを向上することができる。
【００３７】ここで、本発明者の実験によれば、前記ス
キッシュエリア１１のスキッシュクリアランスは２ｍｍ
以下にすることが望ましく、これにより図２に示すよう
に勢力の強いスキッシュ流が得られて燃費を著しく改善
できると共に未燃ＨＣの抑制効果が高く、かつ、燃料噴
射弁７の耐久性が著しく向上することが確認されてい
る。
キッシュエリア１１のスキッシュクリアランスは２ｍｍ
以下にすることが望ましく、これにより図２に示すよう
に勢力の強いスキッシュ流が得られて燃費を著しく改善
できると共に未燃ＨＣの抑制効果が高く、かつ、燃料噴
射弁７の耐久性が著しく向上することが確認されてい
る。
【００３８】また、このスキッシュクリアランスは燃焼
室中心から遠い部分を２ｍｍ以下に、燃焼室中心に近い
部分を２ｍｍ以上にすることによって、スキッシュ流の
燃焼室４中心部への方向性を確定できて、燃焼の安定化
に大きく貢献することができる。
室中心から遠い部分を２ｍｍ以下に、燃焼室中心に近い
部分を２ｍｍ以上にすることによって、スキッシュ流の
燃焼室４中心部への方向性を確定できて、燃焼の安定化
に大きく貢献することができる。
【００３９】更に、燃料噴射弁７は前述の俯角θを２０
〜５０度に設定することが望ましく、これにより図３に
示すように成層燃焼時におけるピストン冠面への燃料付
着を抑制して、未燃ＨＣの低減効果が顕著となって熱効
率を一段と高められると共に、排気エミッションを更に
向上できることが確認されている。
〜５０度に設定することが望ましく、これにより図３に
示すように成層燃焼時におけるピストン冠面への燃料付
着を抑制して、未燃ＨＣの低減効果が顕著となって熱効
率を一段と高められると共に、排気エミッションを更に
向上できることが確認されている。
【００４０】図４は本発明を圧縮自己着火ガソリン機関
に適用した場合を示している。
に適用した場合を示している。
【００４１】圧縮自己着火ガソリン機関では圧縮比を１
２以上に高圧縮比に設定してあり、このため未燃ＨＣの
発生量が多くなる傾向にある。そこで、この対策として
ピストン２の冠面およびシリンダヘッド３の内面（燃焼
室上壁面）の各一般面の少くとも一部分をほぼ水平にし
てフラット化すると共に、これら両対向面にキャビティ
凹部４ａ，４ｂを偏心して設けて燃焼室４を形成するこ
とにより、Ｓ／Ｖ比を小さくした燃焼室構造が採られ
る。
２以上に高圧縮比に設定してあり、このため未燃ＨＣの
発生量が多くなる傾向にある。そこで、この対策として
ピストン２の冠面およびシリンダヘッド３の内面（燃焼
室上壁面）の各一般面の少くとも一部分をほぼ水平にし
てフラット化すると共に、これら両対向面にキャビティ
凹部４ａ，４ｂを偏心して設けて燃焼室４を形成するこ
とにより、Ｓ／Ｖ比を小さくした燃焼室構造が採られ
る。
【００４２】このような燃焼室構造において、燃料噴射
弁７を燃焼室上壁のほぼ水平な一般面に対してほぼ垂直
となる角度で配設し、該燃料噴射弁７の先端部とピスト
ン２との間にスキッシュエリア１１を設定してある。
弁７を燃焼室上壁のほぼ水平な一般面に対してほぼ垂直
となる角度で配設し、該燃料噴射弁７の先端部とピスト
ン２との間にスキッシュエリア１１を設定してある。
【００４３】このスキッシュエリア１１は本実施形態の
場合、ピストン２の冠面のほぼ水平な一般面にスキッシ
ュクリアランスが、燃焼室中心から遠い部分より燃焼室
中心に近い部分へなめらかに広がるような傾斜面１１ｃ
を凹設することによって構成している。
場合、ピストン２の冠面のほぼ水平な一般面にスキッシ
ュクリアランスが、燃焼室中心から遠い部分より燃焼室
中心に近い部分へなめらかに広がるような傾斜面１１ｃ
を凹設することによって構成している。
【００４４】従って、この実施形態の場合、圧縮自己着
火燃焼により混合気のリーン化を行えると共に、ディー
ゼルエンジンと異なり煤の発生を著しく抑制でき、更
に、火花点火と火焔伝播とによる燃焼方式と異なり局所
的な燃焼の高温化をなくしてＮＯx の低減効果が得られ
て排気エミッションの向上を図れる他、前記実施形態と
同様に燃料噴射弁７の先端部周辺でのスキッシュ作用に
より燃料および混合気の滞留をなくして、熱効率および
燃費の改善と、燃料噴射弁７の耐久性の向上とを図るこ
とができる。
火燃焼により混合気のリーン化を行えると共に、ディー
ゼルエンジンと異なり煤の発生を著しく抑制でき、更
に、火花点火と火焔伝播とによる燃焼方式と異なり局所
的な燃焼の高温化をなくしてＮＯx の低減効果が得られ
て排気エミッションの向上を図れる他、前記実施形態と
同様に燃料噴射弁７の先端部周辺でのスキッシュ作用に
より燃料および混合気の滞留をなくして、熱効率および
燃費の改善と、燃料噴射弁７の耐久性の向上とを図るこ
とができる。
【００４５】図５は本発明の第３実施形態を示すもの
で、本実施形態にあっては、燃料噴射弁７を燃焼室４の
側部にほぼ水平に配設し、該燃料噴射弁７の先端部とピ
ストン２のトップランド部の周側面との間にスキッシュ
エリア１１を設定してある。
で、本実施形態にあっては、燃料噴射弁７を燃焼室４の
側部にほぼ水平に配設し、該燃料噴射弁７の先端部とピ
ストン２のトップランド部の周側面との間にスキッシュ
エリア１１を設定してある。
【００４６】スキッシュエリア１１は前記ピストン２の
トップランド部の周側面に傾斜面１１ｄを形成すること
によって、スキッシュクリアランスが燃焼室中心方向に
向けてなめらかに広がるようにして設けられている。
トップランド部の周側面に傾斜面１１ｄを形成すること
によって、スキッシュクリアランスが燃焼室中心方向に
向けてなめらかに広がるようにして設けられている。
【００４７】従って、この実施形態によれば燃料噴射弁
７の水平配置により燃料の下方集中が改善されるから、
吸気行程で燃料噴射を行い、燃料を混合・攪拌して均質
化する均質燃焼機関に有効であり、この実施形態の場合
も前記各実施形態と同様にスキッシュ作用により燃料噴
射弁７周辺での燃料および混合気の滞留をなくして熱効
率，燃費の改善を行えると共に、排気エミッションの向
上と燃料噴射弁７の耐久性の向上とを図ることができ
る。
７の水平配置により燃料の下方集中が改善されるから、
吸気行程で燃料噴射を行い、燃料を混合・攪拌して均質
化する均質燃焼機関に有効であり、この実施形態の場合
も前記各実施形態と同様にスキッシュ作用により燃料噴
射弁７周辺での燃料および混合気の滞留をなくして熱効
率，燃費の改善を行えると共に、排気エミッションの向
上と燃料噴射弁７の耐久性の向上とを図ることができ
る。
【００４８】また、燃料噴射弁７の先端部が燃焼室４の
側部でピストン２のトップランド部に隠れる位置となる
ことと、燃焼室４の中心から遠く離れていることによっ
て、燃料噴射弁７の先端部が燃焼の高温場に晒される度
合いがより一層小さくなり、燃料噴射弁７の耐久性を更
に高めることができる。
側部でピストン２のトップランド部に隠れる位置となる
ことと、燃焼室４の中心から遠く離れていることによっ
て、燃料噴射弁７の先端部が燃焼の高温場に晒される度
合いがより一層小さくなり、燃料噴射弁７の耐久性を更
に高めることができる。
【００４９】なお、これら図４，５に示した第２，第３
実施形態の場合も、第１実施形態と同様にスキッシュク
リアランスを前記最適値に設定することが望ましい。
実施形態の場合も、第１実施形態と同様にスキッシュク
リアランスを前記最適値に設定することが望ましい。
【図１】本発明の第１実施形態を示す略示的断面図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるスキッシュクリ
アランス設定の実験結果を示す説明図。
アランス設定の実験結果を示す説明図。
【図３】本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の取
付角度設定の実験結果を示す説明図。
付角度設定の実験結果を示す説明図。
【図４】本発明の第２実施形態を示す略示的断面図。
【図５】本発明の第３実施形態を示す略示的断面図。
１ シリンダブロック ２ ピストン ３ シリンダヘッド ４ 燃焼室 ７ 燃料噴射弁 １１ スキッシュエリア
───────────────────────────────────────────────────── 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 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｈ ３１０Ａ ３１０Ｄ
Claims (8)
- 【請求項１】 燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁を配設した筒内噴射式内燃機関において、該燃料噴射
弁の先端部およびその周辺の燃焼室壁面と、ピストンと
の間にスキッシュエリアを設けたことを特徴とする筒内
噴射式内燃機関。 - 【請求項２】 スキッシュエリアのスキッシュクリアラ
ンスを、燃焼室中心から遠い部分より燃焼室中心に近い
部分へ向けて広がるように形成したことを特徴とする請
求項１に記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項３】 燃料噴射弁を吸気ポート近傍に設けると
共にピストン冠面にキャビティ燃焼室を設け、圧縮行程
で燃料噴射弁より筒内流動に向けて燃料噴射して成層燃
焼を行わせるように構成され、かつ、前記燃料噴射弁の
配設角度を２０〜５０度の俯角に設定したことを特徴と
する請求項１，２に記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項４】 ピストン冠面および該ピストン冠面に対
向する燃焼室上壁の各一般面の少くとも一部分がほぼ水
平に形成され、燃料噴射弁をこの燃焼室上壁のほぼ水平
な一般面に対してほぼ垂直となる角度で配設したことを
特徴とする請求項１，２に記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項５】 圧縮比を１２以上の高圧縮比に設定する
と共に、燃料噴射弁よりガソリン燃料を噴射するように
したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の筒
内噴射式内燃機関。 - 【請求項６】 燃料噴射弁を燃焼室の側部にほぼ水平に
配設したことを特徴とする請求項１，２に記載の筒内噴
射式内燃機関。 - 【請求項７】 スキッシュエリアのスキッシュクリアラ
ンスを２ｍｍ以下に設定したことを特徴とする請求項１
〜６の何れかに記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項８】 スキッシュエリアの燃焼室中心から遠い
部分のスキッシュクリアランスが２ｍｍ以下であり、燃
焼室中心に近い部分のスキッシュクリアランスが２ｍｍ
以上であることを特徴とする請求項７に記載の筒内噴射
式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11169944A JP2001003754A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 筒内噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11169944A JP2001003754A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 筒内噴射式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001003754A true JP2001003754A (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15895792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11169944A Pending JP2001003754A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 筒内噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001003754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110799736A (zh) * | 2017-09-26 | 2020-02-14 | 宝马股份公司 | 内燃机 |
-
1999
- 1999-06-16 JP JP11169944A patent/JP2001003754A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110799736A (zh) * | 2017-09-26 | 2020-02-14 | 宝马股份公司 | 内燃机 |
| US11125181B2 (en) | 2017-09-26 | 2021-09-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Internal combustion engine |
| CN110799736B (zh) * | 2017-09-26 | 2021-10-29 | 宝马股份公司 | 内燃机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3733721B2 (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| US20080022967A1 (en) | Direct-Injection Spark-Ignition Internal Combustion Engine | |
| JP2002188448A (ja) | 筒内噴射ガソリンエンジン | |
| JP3743895B2 (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JP4075453B2 (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JPH10317975A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP3956503B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP4026784B2 (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JP2653226B2 (ja) | ２ストロークディーゼルエンジン | |
| JP3612874B2 (ja) | 筒内噴射型エンジン | |
| JP3781537B2 (ja) | 筒内噴射式エンジンの燃焼室構造 | |
| JP2002195040A (ja) | 筒内直接噴射式内燃機関 | |
| JP2001003754A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JPH11182249A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JP3695251B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP3329170B2 (ja) | 筒内直噴式内燃機関 | |
| JP3146936B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関 | |
| JP3298361B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関 | |
| JP3163979B2 (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| KR100303979B1 (ko) | 3밸브의직분식가솔린엔진 | |
| JP3468055B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関 | |
| JP2004332554A (ja) | 直憤式火花点火機関 | |
| JP2003049679A (ja) | 筒内直噴式ガソリン機関 | |
| JP4026406B2 (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JP3329169B2 (ja) | 筒内直噴式内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060718 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070410 |