JP2001073778A - 筒内噴射エンジンの燃焼室構造 - Google Patents
筒内噴射エンジンの燃焼室構造Info
- Publication number
- JP2001073778A JP2001073778A JP24393499A JP24393499A JP2001073778A JP 2001073778 A JP2001073778 A JP 2001073778A JP 24393499 A JP24393499 A JP 24393499A JP 24393499 A JP24393499 A JP 24393499A JP 2001073778 A JP2001073778 A JP 2001073778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- injector
- cylinder
- piston
- injection 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
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
-
- 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
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- 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
- 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
- F02B23/101—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 or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
-
- 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)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 筒内噴射エンジンにおいて、高出力を維持し
つつ低負荷領域では広範囲に亘り成層燃焼を可能にす
る。 【解決手段】 筒内噴射２サイクルエンジンにおいて、
インジェクタ７と点火プラグ８を燃焼室２ａの頂面２ｂ
に配設する。また、ピストン４の頂面には、ブースター
ポート５ａ側に向かって深くなるピストンキャビティ９
を形成する。ピストンキャビティ９内のブースターポー
ト５ａ側には、インジェクタ７からの燃料噴霧を点火プ
ラグ８側へ向けて偏向させる壁部９ａを形成し、噴霧を
点火プラグ８側に導き、点火プラグ８近傍に局所的にリ
ッチ可燃混合気を形成させる。これにより、燃料噴射量
の少ない低負荷領域においても、点火プラグ８の着火部
近傍に噴霧燃料を集めて着火性の向上を図り、低負荷領
域での失火を防止する。
つつ低負荷領域では広範囲に亘り成層燃焼を可能にす
る。 【解決手段】 筒内噴射２サイクルエンジンにおいて、
インジェクタ７と点火プラグ８を燃焼室２ａの頂面２ｂ
に配設する。また、ピストン４の頂面には、ブースター
ポート５ａ側に向かって深くなるピストンキャビティ９
を形成する。ピストンキャビティ９内のブースターポー
ト５ａ側には、インジェクタ７からの燃料噴霧を点火プ
ラグ８側へ向けて偏向させる壁部９ａを形成し、噴霧を
点火プラグ８側に導き、点火プラグ８近傍に局所的にリ
ッチ可燃混合気を形成させる。これにより、燃料噴射量
の少ない低負荷領域においても、点火プラグ８の着火部
近傍に噴霧燃料を集めて着火性の向上を図り、低負荷領
域での失火を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射エンジン
に関し、特に、良好な成層燃焼を可能とする筒内噴射エ
ンジンの燃焼室構造に関するものである。
に関し、特に、良好な成層燃焼を可能とする筒内噴射エ
ンジンの燃焼室構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スノーモービルやパーソナル
ウォータクラフト（ＰＷＣ）等、スポーツ性の高いレジ
ャービークルには、高回転高出力が得易く小型軽量化が
容易な２ストロークエンジンが広く採用されている。ま
た、近年、２ストロークエンジンでは、燃料を燃焼室へ
直接供給するいわゆる筒内噴射型のエンジンが種々提案
されており、低負荷域での失火防止、吹き抜け燃料の低
減や未燃ＨＣ（炭化水素）の排出量低減、燃費改善等が
図られている。例えば、特開平１１−３６８７２号公報
には、燃焼室頂面にインジェクタを配設し、燃焼室内に
生成される掃気流れに燃料を直接噴射する２ストローク
エンジンが開示されている。
ウォータクラフト（ＰＷＣ）等、スポーツ性の高いレジ
ャービークルには、高回転高出力が得易く小型軽量化が
容易な２ストロークエンジンが広く採用されている。ま
た、近年、２ストロークエンジンでは、燃料を燃焼室へ
直接供給するいわゆる筒内噴射型のエンジンが種々提案
されており、低負荷域での失火防止、吹き抜け燃料の低
減や未燃ＨＣ（炭化水素）の排出量低減、燃費改善等が
図られている。例えば、特開平１１−３６８７２号公報
には、燃焼室頂面にインジェクタを配設し、燃焼室内に
生成される掃気流れに燃料を直接噴射する２ストローク
エンジンが開示されている。
【０００３】ところで、筒内噴射型の２ストロークエン
ジンでは、インジェクタの取り付け位置によってエンジ
ン特性に変化が生じる。すなわち、例えば、インジェク
タを燃焼室側部に配置して燃料を燃焼室側方から噴霧す
ると、混合気が良好に成層化し特に低負荷時の燃焼に有
利なエンジンとなる。その一方、かかるエンジンでは、
高回転・高負荷領域では出力を得にくい特性となる。
ジンでは、インジェクタの取り付け位置によってエンジ
ン特性に変化が生じる。すなわち、例えば、インジェク
タを燃焼室側部に配置して燃料を燃焼室側方から噴霧す
ると、混合気が良好に成層化し特に低負荷時の燃焼に有
利なエンジンとなる。その一方、かかるエンジンでは、
高回転・高負荷領域では出力を得にくい特性となる。
【０００４】そこで、高負荷領域でも出力限界を伸ばす
ことが可能なように、前述の特開平１１−３６８７２号
公報のような、燃焼室頂面にインジェクタを配設したエ
ンジンも種々提案されている。そこでは、燃料はピスト
ン直上から噴霧され、高負荷領域でも有効に混合気を均
一化できるよう構成されている。
ことが可能なように、前述の特開平１１−３６８７２号
公報のような、燃焼室頂面にインジェクタを配設したエ
ンジンも種々提案されている。そこでは、燃料はピスト
ン直上から噴霧され、高負荷領域でも有効に混合気を均
一化できるよう構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−３６８７２号公報のようなエンジンでは、高負荷
領域では良好な均一燃焼が得られるものの、逆に燃料噴
射量が少ない低負荷領域では失火のおそれがある。すな
わち、ピストン直上から燃料を噴射すると、ピストン頂
面にて噴霧が拡散し、燃料噴射量が少ない場合、混合気
が必要以上に希薄化され着火しない場合があるという問
題があった。
１１−３６８７２号公報のようなエンジンでは、高負荷
領域では良好な均一燃焼が得られるものの、逆に燃料噴
射量が少ない低負荷領域では失火のおそれがある。すな
わち、ピストン直上から燃料を噴射すると、ピストン頂
面にて噴霧が拡散し、燃料噴射量が少ない場合、混合気
が必要以上に希薄化され着火しない場合があるという問
題があった。
【０００６】本発明の目的は、筒内噴射エンジンにおい
て、高負荷領域では均一燃焼により高出力を維持しつつ
低負荷領域では成層燃焼を可能にすることにある。
て、高負荷領域では均一燃焼により高出力を維持しつつ
低負荷領域では成層燃焼を可能にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の筒内噴射エンジ
ンの燃焼室構造は、ブースターポートと排気ポートとが
シリンダ壁面の対向位置に開口し、複数の掃気ポートが
前記ブースターポートと前記排気ポートとを結ぶ軸線を
挟んでシリンダ壁面の対向位置に開口しているシリンダ
ブロックと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、
内部にドーム状の燃焼室が形成され、点火プラグおよび
インジェクタを前記燃焼室に臨ませて挿着したシリンダ
ヘッドとを備え、前記ピストンの頂部には、前記燃焼室
に対向する位置にピストンキャビティを凹設した筒内噴
射エンジンの燃焼室構造であって、前記インジェクタの
燃料噴孔と前記点火プラグの着火部を、前記燃焼室の頂
面に、前記燃焼室内を臨む形で配設するとともに、前記
ピストンキャビティには、前記インジェクタからの噴霧
を前記点火プラグ側へ向けて偏向させる壁部が設けられ
ていることを特徴としている。
ンの燃焼室構造は、ブースターポートと排気ポートとが
シリンダ壁面の対向位置に開口し、複数の掃気ポートが
前記ブースターポートと前記排気ポートとを結ぶ軸線を
挟んでシリンダ壁面の対向位置に開口しているシリンダ
ブロックと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、
内部にドーム状の燃焼室が形成され、点火プラグおよび
インジェクタを前記燃焼室に臨ませて挿着したシリンダ
ヘッドとを備え、前記ピストンの頂部には、前記燃焼室
に対向する位置にピストンキャビティを凹設した筒内噴
射エンジンの燃焼室構造であって、前記インジェクタの
燃料噴孔と前記点火プラグの着火部を、前記燃焼室の頂
面に、前記燃焼室内を臨む形で配設するとともに、前記
ピストンキャビティには、前記インジェクタからの噴霧
を前記点火プラグ側へ向けて偏向させる壁部が設けられ
ていることを特徴としている。
【０００８】これにより、インジェクタからの噴霧をピ
ストンキャビティにより点火プラグ側に導き、点火プラ
グ近傍に局所的にリッチ可燃混合気を形成させることが
可能となり、燃料噴射量の少ない低負荷領域において
も、点火プラグの着火部近傍に噴霧燃料を良好に集める
ことができる。従って、混合気の着火性向上が図られ、
低負荷領域での失火を防止でき、高出力を維持しつつ低
負荷領域で成層燃焼が可能となる。
ストンキャビティにより点火プラグ側に導き、点火プラ
グ近傍に局所的にリッチ可燃混合気を形成させることが
可能となり、燃料噴射量の少ない低負荷領域において
も、点火プラグの着火部近傍に噴霧燃料を良好に集める
ことができる。従って、混合気の着火性向上が図られ、
低負荷領域での失火を防止でき、高出力を維持しつつ低
負荷領域で成層燃焼が可能となる。
【０００９】また、この場合、前記インジェクタの前記
燃料噴孔を、前記燃焼室の頂面において、前記シリンダ
の中心軸を通り前記ブースターポートと前記排気ポート
とを結ぶ平面ラインＬ上で、前記ブースターポートと前
記排気ポートとの間を中央で分割する平面ラインＬｐよ
りも前記排気ポート側に配設し、前記点火プラグの前記
着火部を、前記燃焼室の頂面において、前記平面ライン
Ｌ上で前記平面ラインＬｐよりも前記ブースターポート
側に配設するようにしても良い。
燃料噴孔を、前記燃焼室の頂面において、前記シリンダ
の中心軸を通り前記ブースターポートと前記排気ポート
とを結ぶ平面ラインＬ上で、前記ブースターポートと前
記排気ポートとの間を中央で分割する平面ラインＬｐよ
りも前記排気ポート側に配設し、前記点火プラグの前記
着火部を、前記燃焼室の頂面において、前記平面ライン
Ｌ上で前記平面ラインＬｐよりも前記ブースターポート
側に配設するようにしても良い。
【００１０】さらに、前記壁部を、前記ピストンキャビ
ティの前記ブースターポート側に形成しても良く、ま
た、前記ピストンキャビティの底面を、前記ピストンキ
ャビティが前記ブースターポート側に向かって深くなる
ように傾斜させて形成しても良い。
ティの前記ブースターポート側に形成しても良く、ま
た、前記ピストンキャビティの底面を、前記ピストンキ
ャビティが前記ブースターポート側に向かって深くなる
ように傾斜させて形成しても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の燃焼室構造
を適用した筒内噴射型の２ストロークエンジンの一例を
示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の燃焼室構造
を適用した筒内噴射型の２ストロークエンジンの一例を
示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。
【００１２】ここで、図中の符号１は、２ストロークエ
ンジンのシリンダブロック、２はシリンダヘッドであ
る。また、符号３はシリンダブロック１に内挿されたシ
リンダライナであり、シリンダ内壁を形成する。さら
に、符号４は、シリンダ内を往復動するように設られた
ピストンである。
ンジンのシリンダブロック、２はシリンダヘッドであ
る。また、符号３はシリンダブロック１に内挿されたシ
リンダライナであり、シリンダ内壁を形成する。さら
に、符号４は、シリンダ内を往復動するように設られた
ピストンである。
【００１３】シリンダライナ３には、ブースターポート
５ａと複数の掃気ポート５ｂ, ５ｃおよび排気ポート６
ａが開口されている。ブースターポート５ａは、シリン
ダ壁面の排気ポート６ａと対向する位置に開口されてお
り、シリンダブロック１に形成された掃気通路５を介し
てクランク室（図示せず）に連通されている。また、掃
気ポート５ｂ, ５ｃは、ブースターポート５ａと排気ポ
ート６ａとを結ぶ軸線を挟んでシリンダ壁面の対向位置
に開口している。さらに、排気ポート６ａは、シリンダ
ブロック１に形成された排気通路６を介してマフラ（図
示せず）に連通されている。そして、各ポート５ａ〜５
ｃ，６ａはピストン４の上下動により開閉され、その開
閉タイミングにより排気及び掃気が行われる。
５ａと複数の掃気ポート５ｂ, ５ｃおよび排気ポート６
ａが開口されている。ブースターポート５ａは、シリン
ダ壁面の排気ポート６ａと対向する位置に開口されてお
り、シリンダブロック１に形成された掃気通路５を介し
てクランク室（図示せず）に連通されている。また、掃
気ポート５ｂ, ５ｃは、ブースターポート５ａと排気ポ
ート６ａとを結ぶ軸線を挟んでシリンダ壁面の対向位置
に開口している。さらに、排気ポート６ａは、シリンダ
ブロック１に形成された排気通路６を介してマフラ（図
示せず）に連通されている。そして、各ポート５ａ〜５
ｃ，６ａはピストン４の上下動により開閉され、その開
閉タイミングにより排気及び掃気が行われる。
【００１４】シリンダヘッド２には、インジェクタ７と
点火プラグ８が装着されている。インジェクタ７は、図
示しない制御部によってエンジン負荷、回転数に応じて
噴射量、噴射時間を最適に定められて燃焼室２ａ内へ燃
料を噴霧するように設定されている。また、点火プラグ
８による点火タイミングも前記制御部により適宜制御さ
れている。
点火プラグ８が装着されている。インジェクタ７は、図
示しない制御部によってエンジン負荷、回転数に応じて
噴射量、噴射時間を最適に定められて燃焼室２ａ内へ燃
料を噴霧するように設定されている。また、点火プラグ
８による点火タイミングも前記制御部により適宜制御さ
れている。
【００１５】シリンダヘッド２の内部には、ドーム型の
燃焼室２ａが形成されており、この燃焼室２ａの頂面２
ｂには、インジェクタ７の噴孔７ａと点火プラグ８の着
火部８ａが燃焼室２ａ内を臨む形で配設されている。こ
の場合、噴孔７ａと着火部８ａは、シリンダ中心軸Ｏを
通りブースターポート５ａと排気ポート６ａとを結ぶ平
面ラインＬ（図２参照）上に配設されている。また、噴
孔７ａは、ブースターポート５ａと排気ポート６ａとの
間を中央で分割する平面ラインＬｐよりも排気ポート６
ａ側に配設されている。さらに、着火部８ａは、平面ラ
インＬｐよりもブースターポート５ａ側に配設されてい
る。
燃焼室２ａが形成されており、この燃焼室２ａの頂面２
ｂには、インジェクタ７の噴孔７ａと点火プラグ８の着
火部８ａが燃焼室２ａ内を臨む形で配設されている。こ
の場合、噴孔７ａと着火部８ａは、シリンダ中心軸Ｏを
通りブースターポート５ａと排気ポート６ａとを結ぶ平
面ラインＬ（図２参照）上に配設されている。また、噴
孔７ａは、ブースターポート５ａと排気ポート６ａとの
間を中央で分割する平面ラインＬｐよりも排気ポート６
ａ側に配設されている。さらに、着火部８ａは、平面ラ
インＬｐよりもブースターポート５ａ側に配設されてい
る。
【００１６】加えて、インジェクタ７は、噴孔７ａがブ
ースターポート５ａ側を向くように、平面ラインＬに沿
って傾斜して配設されている。また、点火プラグ８は、
着火部８ａが排気ポート６ａ側を向くように平面ライン
Ｌに沿って傾斜して配設されている。すなわち、インジ
ェクタ７と点火プラグ８は、その先端部同士が近接する
方向に、シリンダ中心軸Ｏに向かって傾倒した状態で配
設されている。また、この際インジェクタ中心軸Ｏｊ
は、ピストン４が下死点にあるとき、ピストン４の頂面
縁部よりもやや内径側に指向されている。
ースターポート５ａ側を向くように、平面ラインＬに沿
って傾斜して配設されている。また、点火プラグ８は、
着火部８ａが排気ポート６ａ側を向くように平面ライン
Ｌに沿って傾斜して配設されている。すなわち、インジ
ェクタ７と点火プラグ８は、その先端部同士が近接する
方向に、シリンダ中心軸Ｏに向かって傾倒した状態で配
設されている。また、この際インジェクタ中心軸Ｏｊ
は、ピストン４が下死点にあるとき、ピストン４の頂面
縁部よりもやや内径側に指向されている。
【００１７】なお、インジェクタ７の噴霧角θｆを、１
０〜４０°程度の狭い範囲に設定すれば、掃気流れの影
響を受け難く噴射燃料を掃気流の最上流で展開させるこ
とができ、排気ポート６ａからの燃料吹き抜けを有効に
防止することが可能となる。また、この際には、噴霧角
θｆが１０〜４０°と狭い範囲となるため、時間当たり
の燃料噴射量である噴射率を高く設定することができ、
高回転高出力時においても、１つのインジェクタ７にて
大量の燃料量を供給することが可能となる。
０〜４０°程度の狭い範囲に設定すれば、掃気流れの影
響を受け難く噴射燃料を掃気流の最上流で展開させるこ
とができ、排気ポート６ａからの燃料吹き抜けを有効に
防止することが可能となる。また、この際には、噴霧角
θｆが１０〜４０°と狭い範囲となるため、時間当たり
の燃料噴射量である噴射率を高く設定することができ、
高回転高出力時においても、１つのインジェクタ７にて
大量の燃料量を供給することが可能となる。
【００１８】一方、ピストン４の頂部は、上方に向けて
緩やかに山形をなす凸頭形となっている。また、その頂
部の一部には、図１, ２に示したように、平面視ほぼ円
形となるようにピストンキャビティ９が凹設、すなわち
凹んだ状態に設けられている。この場合、ピストンキャ
ビティ９を平面視した場合の中心位置（平面中心位置）
は、ピストン４の頂面の中心にあり、ほぼ平面ラインＬ
上でシリンダ中心軸Ｏ上に位置している。
緩やかに山形をなす凸頭形となっている。また、その頂
部の一部には、図１, ２に示したように、平面視ほぼ円
形となるようにピストンキャビティ９が凹設、すなわち
凹んだ状態に設けられている。この場合、ピストンキャ
ビティ９を平面視した場合の中心位置（平面中心位置）
は、ピストン４の頂面の中心にあり、ほぼ平面ラインＬ
上でシリンダ中心軸Ｏ上に位置している。
【００１９】ピストンキャビティ９内のブースターポー
ト５ａ側には、上方向に向かうようにした上反りの壁部
９ａが形成されている。そして、この壁部９ａにより、
インジェクタ７からピストンキャビティ９内に吹き付け
られた噴霧が、点火プラグ８側に向けて偏向される。ま
た、ピストンキャビティ９の底面９ｂは、図１に示すよ
うに、ブースターポート５ａ側に向かって深くなるよう
に傾斜している。この傾斜により、ピストンキャビティ
９内における噴霧の流れが円滑化され、その跳ね返りが
減少し、効率的に壁部９ａによって噴霧の偏向を行い得
るようになっている。
ト５ａ側には、上方向に向かうようにした上反りの壁部
９ａが形成されている。そして、この壁部９ａにより、
インジェクタ７からピストンキャビティ９内に吹き付け
られた噴霧が、点火プラグ８側に向けて偏向される。ま
た、ピストンキャビティ９の底面９ｂは、図１に示すよ
うに、ブースターポート５ａ側に向かって深くなるよう
に傾斜している。この傾斜により、ピストンキャビティ
９内における噴霧の流れが円滑化され、その跳ね返りが
減少し、効率的に壁部９ａによって噴霧の偏向を行い得
るようになっている。
【００２０】このような構成からなる当該エンジンは、
燃焼室２ａと上死点に向けて上昇するピストン４上面と
により新気を圧縮し、その状態でピストンキャビティ９
に向かってインジェクタ７から燃料を噴霧させる。噴霧
は、ピストンキャビティ９の底面９ｂに沿って流れ、さ
らに、壁部９ａに沿って上昇し、燃焼室２ａ内には局所
的な可燃混合気が形成される。そして、これに点火プラ
グ８を用いて着火することによリ、混合気層全体へ燃焼
を進行させ成層燃焼が行われる。
燃焼室２ａと上死点に向けて上昇するピストン４上面と
により新気を圧縮し、その状態でピストンキャビティ９
に向かってインジェクタ７から燃料を噴霧させる。噴霧
は、ピストンキャビティ９の底面９ｂに沿って流れ、さ
らに、壁部９ａに沿って上昇し、燃焼室２ａ内には局所
的な可燃混合気が形成される。そして、これに点火プラ
グ８を用いて着火することによリ、混合気層全体へ燃焼
を進行させ成層燃焼が行われる。
【００２１】次に、当該エンジンの作用について説明す
る。まず、ピストン４の下降過程においては、まず排気
ポート６ａが開口し、燃焼ガスが排出される。その後、
さらにピストン４が下降してブースターポート５ａが開
口すると、図示しないクランク室から掃気通路５を経て
流入した新気がシリンダ内に掃気流となって吐出する。
そして、掃気流はシリンダ内を上昇して、ループを描い
て残留ガスを排気ポート６ａへ掃気しつつ、シリンダ内
を新気で満たす。
る。まず、ピストン４の下降過程においては、まず排気
ポート６ａが開口し、燃焼ガスが排出される。その後、
さらにピストン４が下降してブースターポート５ａが開
口すると、図示しないクランク室から掃気通路５を経て
流入した新気がシリンダ内に掃気流となって吐出する。
そして、掃気流はシリンダ内を上昇して、ループを描い
て残留ガスを排気ポート６ａへ掃気しつつ、シリンダ内
を新気で満たす。
【００２２】ピストン４が下死点に至ると上昇過程に転
じ、ポート５ａ〜５ｃ、続いて排気ポート６ａが閉塞さ
れる。各ポートを閉じたピストン４が、なおも上死点に
向けて上昇し続けると、インジェクタ７の噴孔７ａか
ら、噴射量、噴射時間を最適に設定された燃料が噴霧さ
れる。但し、エンジン負荷状態によって噴射量や噴射タ
イミング等を適宜変更可能であることは言うまでもな
い。
じ、ポート５ａ〜５ｃ、続いて排気ポート６ａが閉塞さ
れる。各ポートを閉じたピストン４が、なおも上死点に
向けて上昇し続けると、インジェクタ７の噴孔７ａか
ら、噴射量、噴射時間を最適に設定された燃料が噴霧さ
れる。但し、エンジン負荷状態によって噴射量や噴射タ
イミング等を適宜変更可能であることは言うまでもな
い。
【００２３】噴孔７ａからの燃料噴霧は、図３に示した
ように、上死点に向かっているピストン４のピストンキ
ャビティ９に向かって行われる。噴霧された燃料は、新
気と混合しながらピストンキャビティ９の面形状に沿っ
て上向きに進む。すなわち、噴霧は底面９ｂ、壁部９ａ
に沿って流れ、図３の矢示Ｘのように点火プラグ８側に
偏向され、点火プラグ８の着火部８ａのほぼ真下に到達
する。そして、点火プラグ８近傍に局所的にリッチ可燃
混合気を形成して成層化する。
ように、上死点に向かっているピストン４のピストンキ
ャビティ９に向かって行われる。噴霧された燃料は、新
気と混合しながらピストンキャビティ９の面形状に沿っ
て上向きに進む。すなわち、噴霧は底面９ｂ、壁部９ａ
に沿って流れ、図３の矢示Ｘのように点火プラグ８側に
偏向され、点火プラグ８の着火部８ａのほぼ真下に到達
する。そして、点火プラグ８近傍に局所的にリッチ可燃
混合気を形成して成層化する。
【００２４】ピストン４がなおも上昇を続け、上死点に
達する前の最適のタイミングで点火プラグ８の着火部８
ａにより可燃混合気に着火させる。この際、当該エンジ
ンでは、着火部８ａの近傍に濃い可燃混合気が形成され
ているため着火性が向上しており、良好な成層燃焼を得
ることができる。従って、燃料噴射量の少ない低負荷領
域においても、着火部８ａの近傍に噴霧燃料を良好に集
めることができる。このため、高出力を要求されるエン
ジンにおいても、低負荷領域で失火することなく成層燃
焼を実現でき、高回転・高負荷領域では高出力を維持し
つつ低負荷領域で成層燃焼が可能となる。
達する前の最適のタイミングで点火プラグ８の着火部８
ａにより可燃混合気に着火させる。この際、当該エンジ
ンでは、着火部８ａの近傍に濃い可燃混合気が形成され
ているため着火性が向上しており、良好な成層燃焼を得
ることができる。従って、燃料噴射量の少ない低負荷領
域においても、着火部８ａの近傍に噴霧燃料を良好に集
めることができる。このため、高出力を要求されるエン
ジンにおいても、低負荷領域で失火することなく成層燃
焼を実現でき、高回転・高負荷領域では高出力を維持し
つつ低負荷領域で成層燃焼が可能となる。
【００２５】このようにして混合気に点火され、燃焼室
２ａ内にて混合気が燃焼すると、燃焼により生じた高圧
ガスがピストン４を押し下げる。これにより、上述のサ
イクルが繰り返され、ピストン４の動きが図示しないク
ランクシャフトに伝達され回転力が発生する。
２ａ内にて混合気が燃焼すると、燃焼により生じた高圧
ガスがピストン４を押し下げる。これにより、上述のサ
イクルが繰り返され、ピストン４の動きが図示しないク
ランクシャフトに伝達され回転力が発生する。
【００２６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２７】例えば、ピストンキャビティ９は、前述の
ような傾斜底の深皿形状のみならず、底面の傾斜がない
平底形状や、半球形状、球冠形状に形成することも可能
である。また、ピストンキャビティ９の穴径や深さ、底
面９ｂや壁部９ａの傾きなどは、前述の例には限定され
ず、エンジン仕様に応じて適宜設定可能である。
ような傾斜底の深皿形状のみならず、底面の傾斜がない
平底形状や、半球形状、球冠形状に形成することも可能
である。また、ピストンキャビティ９の穴径や深さ、底
面９ｂや壁部９ａの傾きなどは、前述の例には限定され
ず、エンジン仕様に応じて適宜設定可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明の燃焼室構造によれば、インジェ
クタと点火プラグを燃焼室頂面に配設すると共に、ピス
トン頂部に形成されたピストンキャビティに、インジェ
クタからの噴霧を点火プラグ側へ向けて偏向させる壁部
を形成したことにより、噴霧を点火プラグ側に導き、点
火プラグ近傍に局所的にリッチ可燃混合気を形成させる
ことが可能となる。従って、燃料噴射量の少ない低負荷
領域においても、着火部近傍に噴霧燃料を良好に集める
ことができ、着火性の向上が図られ、低負荷領域での失
火を防止することが可能となる。このため、高回転・高
負荷領域では高出力を維持しつつ低負荷領域で成層燃焼
が可能となり、エンジン特性の向上を図ることができ
る。
クタと点火プラグを燃焼室頂面に配設すると共に、ピス
トン頂部に形成されたピストンキャビティに、インジェ
クタからの噴霧を点火プラグ側へ向けて偏向させる壁部
を形成したことにより、噴霧を点火プラグ側に導き、点
火プラグ近傍に局所的にリッチ可燃混合気を形成させる
ことが可能となる。従って、燃料噴射量の少ない低負荷
領域においても、着火部近傍に噴霧燃料を良好に集める
ことができ、着火性の向上が図られ、低負荷領域での失
火を防止することが可能となる。このため、高回転・高
負荷領域では高出力を維持しつつ低負荷領域で成層燃焼
が可能となり、エンジン特性の向上を図ることができ
る。
【図１】本発明の燃焼室構造を適用した筒内噴射型２ス
トロークエンジンの一例を示す断面図である。
トロークエンジンの一例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１のエンジンにおいて、ピストンが上死点位
置に向かって上昇している状態を示す側断面図である。
置に向かって上昇している状態を示す側断面図である。
１ シリンダブロック ２ａ 燃焼室 ２ｂ 頂面 ４ ピストン ５ａ ブースターポート ５ｂ, ５ｃ 掃気ポート ６ａ 排気ポート ７ インジェクタ ７ａ 噴孔 ８ 点火プラグ ８ａ 着火部 ９ ピストンキャビティ ９ａ 壁部 ９ｂ 底面
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） Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｊ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｓ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０１ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０１Ａ Ｆターム(参考） 3G019 KA12 3G023 AA01 AA18 AB03 AC05 AD03 AD07 AF02 AG01 3G024 AA04 AA09 AA21 DA01 DA12 EA00 FA00 3G066 AA02 AA05 AA08 AB02 AD12 BA14 BA16 CC34 DB08 DB09 DB13 DC01
Claims (4)
- 【請求項１】 ブースターポートと排気ポートとがシリ
ンダ壁面の対向位置に開口し、複数の掃気ポートが前記
ブースターポートと前記排気ポートとを結ぶ軸線を挟ん
でシリンダ壁面の対向位置に開口しているシリンダブロ
ックと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、内部
にドーム状の燃焼室が形成され、点火プラグおよびイン
ジェクタを前記燃焼室に臨ませて挿着したシリンダヘッ
ドとを備え、前記ピストンの頂部には、前記燃焼室に対
向する位置にピストンキャビティを凹設した筒内噴射エ
ンジンの燃焼室構造であって、 前記インジェクタの燃料噴孔と前記点火プラグの着火部
が、前記燃焼室の頂面に、前記燃焼室内を臨んで配設さ
れ、 前記ピストンキャビティには、前記インジェクタからの
噴霧を前記点火プラグ側へ向けて偏向させる壁部が設け
られていることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼室
構造。 - 【請求項２】 請求項１記載の筒内噴射エンジンの燃焼
室構造において、前記インジェクタの前記燃料噴孔が、
前記燃焼室の頂面において、前記シリンダの中心軸を通
り前記ブースターポートと前記排気ポートとを結ぶ平面
ラインＬ上で、前記ブースターポートと前記排気ポート
との間を中央で分割する平面ラインＬｐよりも前記排気
ポート側に配設され、 前記点火プラグの前記着火部が、前記燃焼室の頂面にお
いて、前記平面ラインＬ上で前記平面ラインＬｐよりも
前記ブースターポート側に配設されることを特徴とする
筒内噴射エンジンの燃焼室構造。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の筒内噴射エンジ
ンの燃焼室構造において、前記壁部は、前記ピストンキ
ャビティの前記ブースターポート側に形成されることを
特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼室構造。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載の筒内
噴射エンジンの燃焼室構造において、前記ピストンキャ
ビティの底面は、前記ピストンキャビティが前記ブース
ターポート側に向かって深くなるように傾斜しているこ
とを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼室構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24393499A JP2001073778A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 筒内噴射エンジンの燃焼室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24393499A JP2001073778A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 筒内噴射エンジンの燃焼室構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073778A true JP2001073778A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17111214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24393499A Pending JP2001073778A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 筒内噴射エンジンの燃焼室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001073778A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007146804A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンシリンダヘッドの点火プラグ隔離構造 |
| JPWO2006072983A1 (ja) * | 2005-01-06 | 2008-08-07 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型火花点火式内燃機関 |
| WO2008130097A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Deoksan Boring Industry Co., Ltd. | Method for alternating cylinder head and head-alternated cylinder head |
| JP2018155230A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | エンジンシステム |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24393499A patent/JP2001073778A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006072983A1 (ja) * | 2005-01-06 | 2008-08-07 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型火花点火式内燃機関 |
| JP4539879B2 (ja) * | 2005-01-06 | 2010-09-08 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型火花点火式内燃機関 |
| JP2007146804A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンシリンダヘッドの点火プラグ隔離構造 |
| JP4595797B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2010-12-08 | 日産自動車株式会社 | エンジンシリンダヘッドの点火プラグ隔離構造 |
| WO2008130097A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Deoksan Boring Industry Co., Ltd. | Method for alternating cylinder head and head-alternated cylinder head |
| CN101675236B (zh) * | 2007-04-24 | 2012-07-04 | 德山Boring工业社 | 替换气缸盖的方法和经换盖的气缸盖 |
| JP2018155230A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | エンジンシステム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0875670B1 (en) | Direct injection type internal combustion engine | |
| US5335635A (en) | Combustion chamber for an internal combustion engine | |
| EP1770256B1 (en) | Direct injection spark ignition engine and method of operating it | |
| US5735240A (en) | Direct injected engine | |
| EP1199462A2 (en) | Internal combustion engine and piston for internal combustion engine | |
| US6338327B1 (en) | Combustion chamber structure of in-cylinder direct fuel injection engine | |
| US6223715B1 (en) | Combustion chamber for direct injected engine | |
| JP3030415B2 (ja) | 筒内噴射エンジンのピストン | |
| US5105795A (en) | Fuel injection system for engine | |
| US6581553B2 (en) | Two-stroke engine | |
| US5970945A (en) | Barrier divided combustion chamber for fuel injection two-stroke engine | |
| US6269790B1 (en) | Combustion chamber for DISI engines with exhaust side piston bowl | |
| JPS59687B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室 | |
| JP2001073778A (ja) | 筒内噴射エンジンの燃焼室構造 | |
| US5237972A (en) | Two-stage cycle engine and combustion chamber | |
| JPH04166612A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JPH0458030A (ja) | 筒内噴射式２サイクル内燃機関 | |
| JP2841791B2 (ja) | 燃料噴射式内燃機関 | |
| JP3799675B2 (ja) | 筒内直噴式火花点火エンジン | |
| JP2936798B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JPS5841216A (ja) | ２サイクル内燃機関 | |
| JPH1136872A (ja) | 筒内噴射型２ストロークエンジンの燃焼室構造 | |
| JP2874689B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JP2001073779A (ja) | 筒内噴射エンジンの燃焼室構造 | |
| JPH09280054A (ja) | 直接筒内噴射式火花点火機関 |