JP2002054442A - 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
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸気温度を十分に高めることができる筒内噴
射式火花点火内燃機関を提供することである。 【解決手段】 シリンダヘッドの気筒内面における吸気
弁側と、吸気弁傘部の気筒内面側とに、断熱層９が設け
られている。
射式火花点火内燃機関を提供することである。 【解決手段】 シリンダヘッドの気筒内面における吸気
弁側と、吸気弁傘部の気筒内面側とに、断熱層９が設け
られている。
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筒内噴
射式火花点火内燃機関が公知である。このような筒内噴
射式火花点火内燃機関は、吸気ポート噴射式内燃機関の
ように噴射された燃料の一部が吸気ポートの壁面に付着
して気筒内へ供給されないようなことはなく、噴射され
た燃料全てが確実に気筒内へ供給されるために、燃料噴
射量を機関運転状態に応じた必要最小限とすることがで
き、燃費消費率の低減を実現することができる。
射式火花点火内燃機関が公知である。このような筒内噴
射式火花点火内燃機関は、吸気ポート噴射式内燃機関の
ように噴射された燃料の一部が吸気ポートの壁面に付着
して気筒内へ供給されないようなことはなく、噴射され
た燃料全てが確実に気筒内へ供給されるために、燃料噴
射量を機関運転状態に応じた必要最小限とすることがで
き、燃費消費率の低減を実現することができる。
【０００３】筒内噴射式火花点火内燃機関では、一般的
に、吸気行程燃料噴射による均質燃焼と、圧縮行程燃料
噴射による成層燃焼とを切り換えて実施するようになっ
ている。いずれの燃焼においても、気筒内の吸気温度を
高めることは、噴射燃料の気化を促進するのに有利であ
る。
に、吸気行程燃料噴射による均質燃焼と、圧縮行程燃料
噴射による成層燃焼とを切り換えて実施するようになっ
ている。いずれの燃焼においても、気筒内の吸気温度を
高めることは、噴射燃料の気化を促進するのに有利であ
る。
【０００４】特開平１１−２７０４０４号公報は、シリ
ンダヘッドの気筒内面全体に遮熱板を設けた内燃機関を
開示している。この内燃機関によれば、気筒内の吸気
は、高温の排気弁から受熱すると共に、比較的低温のシ
リンダヘッド吸気弁側による冷却が遮熱板によって防止
されるために、通常に比較して吸気温度を高めることが
できる。
ンダヘッドの気筒内面全体に遮熱板を設けた内燃機関を
開示している。この内燃機関によれば、気筒内の吸気
は、高温の排気弁から受熱すると共に、比較的低温のシ
リンダヘッド吸気弁側による冷却が遮熱板によって防止
されるために、通常に比較して吸気温度を高めることが
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これで
は十分ではなく、さらに吸気温度を高めることが望まれ
ている。従って、本発明の目的は、吸気温度を十分に高
めることができる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供す
ることである。
は十分ではなく、さらに吸気温度を高めることが望まれ
ている。従って、本発明の目的は、吸気温度を十分に高
めることができる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供す
ることである。
【０００６】
【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、シリンダヘッド
の気筒内面における吸気弁側と、吸気弁傘部の気筒内面
側とに、断熱層が設けられ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、シリンダヘッド
の気筒内面における吸気弁側と、吸気弁傘部の気筒内面
側とに、断熱層が設けられていることを特徴とする。
【０００７】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、請求項１に記載の筒内噴射
式火花点火内燃機関において、ピストン頂面には吸気弁
側に偏在してキャビティが形成され、前記筒内噴射式火
花点火内燃機関は、圧縮行程で前記キャビティ内へ燃料
を噴射することにより成層燃焼を実施するものであり、
前記断熱層の表面における前記キャビティに対向する部
分には、蓄熱層が設けられていることを特徴とする。
噴射式火花点火内燃機関は、請求項１に記載の筒内噴射
式火花点火内燃機関において、ピストン頂面には吸気弁
側に偏在してキャビティが形成され、前記筒内噴射式火
花点火内燃機関は、圧縮行程で前記キャビティ内へ燃料
を噴射することにより成層燃焼を実施するものであり、
前記断熱層の表面における前記キャビティに対向する部
分には、蓄熱層が設けられていることを特徴とする。
【０００８】また、本発明による請求項３に記載の筒内
噴射式火花点火内燃機関は、請求項１に記載の筒内噴射
式火花点火内燃機関において、ピストン頂面には吸気弁
側に偏在してキャビティが形成され、前記筒内噴射式火
花点火内燃機関は、圧縮行程で前記キャビティ内へ燃料
を噴射することにより成層燃焼を実施するものであり、
前記断熱層の表面における前記キャビティに対向する部
分には、近傍雰囲気がリーン空燃比の時にＮＯx を吸収
し、理論空燃比又はリッチ空燃比の時にＮＯxを放出し
て還元浄化するＮＯx 吸蔵還元触媒が設けられているこ
とを特徴とする。
噴射式火花点火内燃機関は、請求項１に記載の筒内噴射
式火花点火内燃機関において、ピストン頂面には吸気弁
側に偏在してキャビティが形成され、前記筒内噴射式火
花点火内燃機関は、圧縮行程で前記キャビティ内へ燃料
を噴射することにより成層燃焼を実施するものであり、
前記断熱層の表面における前記キャビティに対向する部
分には、近傍雰囲気がリーン空燃比の時にＮＯx を吸収
し、理論空燃比又はリッチ空燃比の時にＮＯxを放出し
て還元浄化するＮＯx 吸蔵還元触媒が設けられているこ
とを特徴とする。
【０００９】
【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実施形態を示す概略縦断面図であ
り、図２は図１の筒内噴射式火花点火内燃機関における
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は排気ポートであり、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、その頂面
には凹状のキャビティ８が吸気弁側に偏在して形成され
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。７は、気筒内へ直接的に燃料を噴射するために、
気筒上部周囲の吸気弁側に配置された燃料噴射弁であ
る。燃料噴射弁７は、スリット状噴孔を有し、燃料を比
較的厚さの薄い略扇形状噴霧として噴射するものであ
る。
火花点火内燃機関の実施形態を示す概略縦断面図であ
り、図２は図１の筒内噴射式火花点火内燃機関における
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は排気ポートであり、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、その頂面
には凹状のキャビティ８が吸気弁側に偏在して形成され
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。７は、気筒内へ直接的に燃料を噴射するために、
気筒上部周囲の吸気弁側に配置された燃料噴射弁であ
る。燃料噴射弁７は、スリット状噴孔を有し、燃料を比
較的厚さの薄い略扇形状噴霧として噴射するものであ
る。
【００１０】本筒内噴射式火花点火内燃機関は、燃料噴
射量が多量となる機関高負荷時には、均質燃焼を実施す
るために、燃料噴射弁７により吸気行程において燃料を
噴射し、点火時点において気筒内に均質混合気を形成す
ることが意図されている。略扇形状噴霧は、飛行中にお
いて気筒内の吸気と十分に接触して良好に微粒化され、
円錐形状噴霧等に比較して気化し易い。しかしながら、
噴射燃料を完全に気化させて良好な均質混合気を形成す
るには、吸気温度を十分に高めることが好ましい。
射量が多量となる機関高負荷時には、均質燃焼を実施す
るために、燃料噴射弁７により吸気行程において燃料を
噴射し、点火時点において気筒内に均質混合気を形成す
ることが意図されている。略扇形状噴霧は、飛行中にお
いて気筒内の吸気と十分に接触して良好に微粒化され、
円錐形状噴霧等に比較して気化し易い。しかしながら、
噴射燃料を完全に気化させて良好な均質混合気を形成す
るには、吸気温度を十分に高めることが好ましい。
【００１１】一方、燃料噴射量が多量となる機関高負荷
時を除いては、成層燃焼を実施するために、燃料噴射弁
７により圧縮行程後半において燃料を噴射するようにな
っている。こうして噴射された略扇形状噴霧は、図１に
示すように、キャビティ８内へ侵入する。
時を除いては、成層燃焼を実施するために、燃料噴射弁
７により圧縮行程後半において燃料を噴射するようにな
っている。こうして噴射された略扇形状噴霧は、図１に
示すように、キャビティ８内へ侵入する。
【００１２】ピストン５頂面に形成されたキャビティ８
は、底壁８ａと燃料噴射弁７に対向する対向側壁８ｂと
を有している。斜線で示す噴射直後の燃料は液状である
が、キャビティ８の底壁８ａに衝突した後に底壁８ａに
沿って進行して幅方向に拡がる際に底壁８ａの広範囲部
分から熱吸収するために気化し易い。こうして気化しつ
つある燃料は、対向側壁８ｂによって上方向に偏向され
る。
は、底壁８ａと燃料噴射弁７に対向する対向側壁８ｂと
を有している。斜線で示す噴射直後の燃料は液状である
が、キャビティ８の底壁８ａに衝突した後に底壁８ａに
沿って進行して幅方向に拡がる際に底壁８ａの広範囲部
分から熱吸収するために気化し易い。こうして気化しつ
つある燃料は、対向側壁８ｂによって上方向に偏向され
る。
【００１３】図２に示すように、対向側壁８ｂは平面視
において円弧形状を有しており、平面視において、燃料
噴射弁７の噴孔から対向側壁８ｂまでの距離は、対向側
壁８ｂの円弧形状の半径より大きくされている。それに
より、キャビティ８の底壁８ａ上を進行して幅方向に拡
がった燃料において、幅方向における燃料中央部分は、
対向側壁８ｂの中央部に沿って上方向の速度成分だけが
付与されるが、幅方向における燃料両側部分は、対向側
壁８ｂに対してそれぞれ鋭角度に衝突することとなり、
中央方向の速度成分も付与される。
において円弧形状を有しており、平面視において、燃料
噴射弁７の噴孔から対向側壁８ｂまでの距離は、対向側
壁８ｂの円弧形状の半径より大きくされている。それに
より、キャビティ８の底壁８ａ上を進行して幅方向に拡
がった燃料において、幅方向における燃料中央部分は、
対向側壁８ｂの中央部に沿って上方向の速度成分だけが
付与されるが、幅方向における燃料両側部分は、対向側
壁８ｂに対してそれぞれ鋭角度に衝突することとなり、
中央方向の速度成分も付与される。
【００１４】こうして、キャビティ８の底壁８ａ上を進
行して気化しつつある燃料各部分は、対向側壁８ｂ上を
進行する際にさらに熱吸収してほぼ完全に気化し、点火
時点において、点火プラグ６近傍に集合してドットで示
す一塊の可燃混合気となる。成層燃焼は、点火プラグ６
近傍だけに可燃混合気を形成することにより、気筒内全
体としてはリーンな混合気を燃焼可能であるために、燃
費効率が高いものである。本実施形態のように、燃料噴
射弁７として燃料を比較的厚さの薄い略扇状に噴射する
ものを使用することで、噴射された燃料は前述したよう
にキャビティ８内で気化し易くなるが、特に、燃費効率
の高い成層燃焼領域を高負荷側に拡大しようとして比較
的多くの燃料を点火までの時間が短い圧縮行程後半に噴
射する場合等には、噴射燃料の気化を良好にするため
に、吸気温度を十分に高めることが好ましい。
行して気化しつつある燃料各部分は、対向側壁８ｂ上を
進行する際にさらに熱吸収してほぼ完全に気化し、点火
時点において、点火プラグ６近傍に集合してドットで示
す一塊の可燃混合気となる。成層燃焼は、点火プラグ６
近傍だけに可燃混合気を形成することにより、気筒内全
体としてはリーンな混合気を燃焼可能であるために、燃
費効率が高いものである。本実施形態のように、燃料噴
射弁７として燃料を比較的厚さの薄い略扇状に噴射する
ものを使用することで、噴射された燃料は前述したよう
にキャビティ８内で気化し易くなるが、特に、燃費効率
の高い成層燃焼領域を高負荷側に拡大しようとして比較
的多くの燃料を点火までの時間が短い圧縮行程後半に噴
射する場合等には、噴射燃料の気化を良好にするため
に、吸気温度を十分に高めることが好ましい。
【００１５】このように、均質燃焼及び成層燃焼のいず
れにおいても、燃料の気化促進のために吸気温度を十分
に高めることが望まれている。本実施形態では、シリン
ダヘッドの気筒内面における吸気弁側と、吸気弁傘部の
気筒内面側とには、断熱層９が設けられている。この断
熱層９は、シリンダヘッド気筒内面の底面図である図３
において、斜線で示されている。断熱層９は、シリンダ
ヘッドの材質である鋳鉄又はアルミ等に比較して低い熱
伝導率を有する材料、例えば、セラミック、ステンレ
ス、又はチタン等から形成され、これらの材料を板状に
して、シリンダヘッドの鋳造の際に鋳込んでも良く、ま
た、シリンダヘッドの成形後に溶射しても良い。
れにおいても、燃料の気化促進のために吸気温度を十分
に高めることが望まれている。本実施形態では、シリン
ダヘッドの気筒内面における吸気弁側と、吸気弁傘部の
気筒内面側とには、断熱層９が設けられている。この断
熱層９は、シリンダヘッド気筒内面の底面図である図３
において、斜線で示されている。断熱層９は、シリンダ
ヘッドの材質である鋳鉄又はアルミ等に比較して低い熱
伝導率を有する材料、例えば、セラミック、ステンレ
ス、又はチタン等から形成され、これらの材料を板状に
して、シリンダヘッドの鋳造の際に鋳込んでも良く、ま
た、シリンダヘッドの成形後に溶射しても良い。
【００１６】こうすることにより、気筒内の吸気は、排
気の通過によって高温となる排気弁に加えて、排気が通
過する排気ポート回りで比較的高温となるシリンダヘッ
ド排気弁側から良好に受熱すると共に、吸気が通過する
吸気ポート回りで比較的低温となるシリンダヘッド吸気
弁側による冷却に加えて、吸気の通過によって低温とな
る吸気弁による冷却が、いずれも断熱層９によって防止
されるために、吸気温度を十分に高めることができ、均
質燃焼時の均質混合気及び成層燃焼時の可燃混合気にお
いて燃料を十分に気化させて良好な燃焼を実現すること
ができる。
気の通過によって高温となる排気弁に加えて、排気が通
過する排気ポート回りで比較的高温となるシリンダヘッ
ド排気弁側から良好に受熱すると共に、吸気が通過する
吸気ポート回りで比較的低温となるシリンダヘッド吸気
弁側による冷却に加えて、吸気の通過によって低温とな
る吸気弁による冷却が、いずれも断熱層９によって防止
されるために、吸気温度を十分に高めることができ、均
質燃焼時の均質混合気及び成層燃焼時の可燃混合気にお
いて燃料を十分に気化させて良好な燃焼を実現すること
ができる。
【００１７】本実施形態では、このような断熱層９の表
面におけるキャビティ８に対向する部分には、さらに蓄
熱層１０が設けられている。この蓄熱層１０は、シリン
ダヘッド気筒内面の底面図である図３において、断熱層
９を示す斜線と交差する別の斜線で示されている。蓄熱
層１０は、銀メッキ又は銀ペースト等の被覆によって形
成されている。このような蓄熱層１０は、気筒内の燃焼
ガスから受熱して高温度に維持され、吸気温度をさらに
高めることを可能とする。
面におけるキャビティ８に対向する部分には、さらに蓄
熱層１０が設けられている。この蓄熱層１０は、シリン
ダヘッド気筒内面の底面図である図３において、断熱層
９を示す斜線と交差する別の斜線で示されている。蓄熱
層１０は、銀メッキ又は銀ペースト等の被覆によって形
成されている。このような蓄熱層１０は、気筒内の燃焼
ガスから受熱して高温度に維持され、吸気温度をさらに
高めることを可能とする。
【００１８】成層燃焼において、前述したように、吸気
温度が十分に高められていれば、燃料噴射弁７から噴射
された燃料は、厚さの薄い略扇状の噴霧形状も相まっ
て、キャビティ８の対向側壁８ｂ上を進行した後にはほ
ぼ完全に気化している。しかしながら、燃料噴射量が比
較的多い時において、噴射末期の燃料は、キャビティ壁
面がこれまでの噴射燃料を気化させるのにかなりの熱を
奪われているために、十分に気化せずにシリンダヘッド
に付着することがある。また、噴射燃料の一部が、キャ
ビティ８の底壁８ａに衝突する際に飛散して液状のまま
シリンダヘッドに付着する可能性もある。
温度が十分に高められていれば、燃料噴射弁７から噴射
された燃料は、厚さの薄い略扇状の噴霧形状も相まっ
て、キャビティ８の対向側壁８ｂ上を進行した後にはほ
ぼ完全に気化している。しかしながら、燃料噴射量が比
較的多い時において、噴射末期の燃料は、キャビティ壁
面がこれまでの噴射燃料を気化させるのにかなりの熱を
奪われているために、十分に気化せずにシリンダヘッド
に付着することがある。また、噴射燃料の一部が、キャ
ビティ８の底壁８ａに衝突する際に飛散して液状のまま
シリンダヘッドに付着する可能性もある。
【００１９】本実施形態において、このような液状燃料
は、シリンダヘッドにおけるキャビティ８の対向部分、
すなわち、蓄熱層１０に付着することとなり、高温度の
蓄熱層１０によって、瞬間的に蒸発させられる。このよ
うに、蓄熱層１０は、液状付着燃料を蒸発させるように
も機能し、成層燃焼時において、噴射された全ての燃料
は点火までに確実に気化させ、未燃燃料の排出量を低減
することが可能となる。
は、シリンダヘッドにおけるキャビティ８の対向部分、
すなわち、蓄熱層１０に付着することとなり、高温度の
蓄熱層１０によって、瞬間的に蒸発させられる。このよ
うに、蓄熱層１０は、液状付着燃料を蒸発させるように
も機能し、成層燃焼時において、噴射された全ての燃料
は点火までに確実に気化させ、未燃燃料の排出量を低減
することが可能となる。
【００２０】ところで、成層燃焼は空気過剰での燃焼方
式であるために、比較的多量のＮＯ x が発生してしま
う。このＮＯx を還元浄化するために、一般的に、機関
排気系にはＮＯx 吸蔵還元触媒装置が配置される。ＮＯ
x 吸蔵還元触媒装置に使用されるＮＯx 吸蔵還元触媒
は、ＮＯx 吸収剤と白金Ｐｔのような貴金属触媒とから
構成される。ＮＯx 吸収剤は、例えば、カリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジウ
ムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウ
ムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土類、ラ
ンタンＬａ、イットリウムＹのような希土類、および遷
移金属から選ばれた少くとも一つである。このＮＯx 吸
収剤は、近傍雰囲気中の空燃比がリーンのときにはＮＯ
x を吸収し、空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸
収したＮＯx を放出するＮＯx の吸放出作用を行う。こ
の吸放出作用を、ＮＯx 吸収材としてバリウムＢａを、
貴金属触媒として白金Ｐｔを使用した場合を例に以下に
説明する。
式であるために、比較的多量のＮＯ x が発生してしま
う。このＮＯx を還元浄化するために、一般的に、機関
排気系にはＮＯx 吸蔵還元触媒装置が配置される。ＮＯ
x 吸蔵還元触媒装置に使用されるＮＯx 吸蔵還元触媒
は、ＮＯx 吸収剤と白金Ｐｔのような貴金属触媒とから
構成される。ＮＯx 吸収剤は、例えば、カリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジウ
ムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウ
ムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土類、ラ
ンタンＬａ、イットリウムＹのような希土類、および遷
移金属から選ばれた少くとも一つである。このＮＯx 吸
収剤は、近傍雰囲気中の空燃比がリーンのときにはＮＯ
x を吸収し、空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸
収したＮＯx を放出するＮＯx の吸放出作用を行う。こ
の吸放出作用を、ＮＯx 吸収材としてバリウムＢａを、
貴金属触媒として白金Ｐｔを使用した場合を例に以下に
説明する。
【００２１】まず、既燃ガスの空燃比がリーンで酸素濃
度が高い時には、酸素が、Ｏ2 - の形で白金Ｐｔの表面
に付着し、次いで、既燃ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面
上でＯ2 - と反応してＮＯ2 となる。こうして生成され
たＮＯ2 の一部は、白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収材内
へ吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イ
オンＮＯ3 - の形で吸収材内に吸収される。
度が高い時には、酸素が、Ｏ2 - の形で白金Ｐｔの表面
に付着し、次いで、既燃ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面
上でＯ2 - と反応してＮＯ2 となる。こうして生成され
たＮＯ2 の一部は、白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収材内
へ吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イ
オンＮＯ3 - の形で吸収材内に吸収される。
【００２２】既燃ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ
の表面でＮＯ2 が生成され、吸収材のＮＯx 吸収能力が
飽和しない限りＮＯ2 が吸収材内に吸収される。しかし
ながら、既燃ガスがリッチ状態となって酸素濃度が低下
することによってＮＯ2 の生成量が低下すると、逆に硝
酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収材から放出され
る。このＮＯ2 は、リッチ状態の既燃ガス中に含まれる
未燃ＨＣ及びＣＯと反応して還元浄化される。
の表面でＮＯ2 が生成され、吸収材のＮＯx 吸収能力が
飽和しない限りＮＯ2 が吸収材内に吸収される。しかし
ながら、既燃ガスがリッチ状態となって酸素濃度が低下
することによってＮＯ2 の生成量が低下すると、逆に硝
酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収材から放出され
る。このＮＯ2 は、リッチ状態の既燃ガス中に含まれる
未燃ＨＣ及びＣＯと反応して還元浄化される。
【００２３】このように、機関排気系にＮＯx 吸蔵還元
触媒装置を配置すれば、ＮＯx を良好に吸蔵するが、定
期的に燃焼空燃比をリッチにする等してＮＯx 吸収材の
吸収能力が飽和するまでにＮＯx を放出させて還元浄化
することが必要である。このような空燃比制御は比較的
複雑である。
触媒装置を配置すれば、ＮＯx を良好に吸蔵するが、定
期的に燃焼空燃比をリッチにする等してＮＯx 吸収材の
吸収能力が飽和するまでにＮＯx を放出させて還元浄化
することが必要である。このような空燃比制御は比較的
複雑である。
【００２４】本筒内噴射式火花点火内燃機関において、
シリンダヘッドに形成した蓄熱層１０の表面には、又
は、蓄熱層なしに断熱層の表面におけるキャビティ８の
対向部分には、ＮＯx 吸蔵還元触媒を担持させるように
して、機関排気系のＮＯx 吸蔵還元触媒装置を省略する
ようにしても良い。こうすることにより、成層燃焼時に
生成されたＮＯx を気筒内においてＮＯx 吸蔵還元触媒
が吸蔵する。次回の成層燃焼時には、シリンダヘッドの
キャビティ８の対向部分は、点火直前において、着火性
の良好な可燃混合気が接触し、すなわち、近傍雰囲気が
リッチ状態となるために、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置に吸
蔵されているＮＯx が放出されると共に還元浄化させら
れる。
シリンダヘッドに形成した蓄熱層１０の表面には、又
は、蓄熱層なしに断熱層の表面におけるキャビティ８の
対向部分には、ＮＯx 吸蔵還元触媒を担持させるように
して、機関排気系のＮＯx 吸蔵還元触媒装置を省略する
ようにしても良い。こうすることにより、成層燃焼時に
生成されたＮＯx を気筒内においてＮＯx 吸蔵還元触媒
が吸蔵する。次回の成層燃焼時には、シリンダヘッドの
キャビティ８の対向部分は、点火直前において、着火性
の良好な可燃混合気が接触し、すなわち、近傍雰囲気が
リッチ状態となるために、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置に吸
蔵されているＮＯx が放出されると共に還元浄化させら
れる。
【００２５】このようにシリンダヘッドにＮＯx 吸蔵還
元触媒を担持させれば、特別な空燃比制御を実施するこ
となく、通常の成層燃焼毎に、点火直前には吸蔵したＮ
Ｏxを放出して還元浄化させ、燃焼後には発生したＮＯ
x を良好に吸蔵することができる。ＮＯx 吸蔵還元触媒
又は蓄熱層１０は、必ずしもシリンダヘッドのキャビテ
ィ８の対向部分の全体に設ける必要はなく、対向部分の
少なくとも一部に設けることによっても、ある程度のＮ
Ｏx の吸蔵還元作用又は液状付着燃料の蒸発作用をもた
らすことができる。
元触媒を担持させれば、特別な空燃比制御を実施するこ
となく、通常の成層燃焼毎に、点火直前には吸蔵したＮ
Ｏxを放出して還元浄化させ、燃焼後には発生したＮＯ
x を良好に吸蔵することができる。ＮＯx 吸蔵還元触媒
又は蓄熱層１０は、必ずしもシリンダヘッドのキャビテ
ィ８の対向部分の全体に設ける必要はなく、対向部分の
少なくとも一部に設けることによっても、ある程度のＮ
Ｏx の吸蔵還元作用又は液状付着燃料の蒸発作用をもた
らすことができる。
【００２６】
【発明の効果】このように、本発明による筒内噴射式火
花点火内燃機関によれば、シリンダヘッドの気筒内面に
おける吸気弁側と、吸気弁傘部の気筒内面側とに、断熱
層が設けられているために、気筒内の吸気は、排気の通
過によって高温となる排気弁に加えて、排気が通過する
排気ポート回りで比較的高温となるシリンダヘッドの気
筒内面における排気弁側から良好に受熱すると共に、吸
気が通過する吸気ポート回りで比較的低温となるシリン
ダヘッドの気筒内面における吸気弁側による冷却に加え
て、吸気の通過によって低温となる吸気弁による冷却
が、いずれも断熱層によって防止されるために、吸気温
度を十分に高めることができ、噴射燃料の気化が促進さ
れ、良好な燃焼を実現することができる。
花点火内燃機関によれば、シリンダヘッドの気筒内面に
おける吸気弁側と、吸気弁傘部の気筒内面側とに、断熱
層が設けられているために、気筒内の吸気は、排気の通
過によって高温となる排気弁に加えて、排気が通過する
排気ポート回りで比較的高温となるシリンダヘッドの気
筒内面における排気弁側から良好に受熱すると共に、吸
気が通過する吸気ポート回りで比較的低温となるシリン
ダヘッドの気筒内面における吸気弁側による冷却に加え
て、吸気の通過によって低温となる吸気弁による冷却
が、いずれも断熱層によって防止されるために、吸気温
度を十分に高めることができ、噴射燃料の気化が促進さ
れ、良好な燃焼を実現することができる。
【図１】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の実
施形態を示す概略縦断面図である。
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】図１のシリンダヘッドの底面図である。
１…吸気ポート ２…排気ポート ３…吸気弁 ４…排気弁 ５…ピストン ６…点火プラグ ７…燃料噴射弁 ９…断熱層 １０…蓄熱層
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダヘッドの気筒内面における吸気
弁側と、吸気弁傘部の気筒内面側とに、断熱層が設けら
れ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】 ピストン頂面には吸気弁側に偏在してキ
ャビティが形成され、前記筒内噴射式火花点火内燃機関
は、圧縮行程で前記キャビティ内へ燃料を噴射すること
により成層燃焼を実施するものであり、前記断熱層の表
面における前記キャビティに対向する少なくとも一部の
部分には、蓄熱層が設けられていることを特徴とする請
求項１に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。 - 【請求項３】 ピストン頂面には吸気弁側に偏在してキ
ャビティが形成され、前記筒内噴射式火花点火内燃機関
は、圧縮行程で前記キャビティ内へ燃料を噴射すること
により成層燃焼を実施するものであり、前記断熱層の表
面における前記キャビティに対向する少なくとも一部の
部分には、近傍雰囲気がリーン空燃比の時にＮＯx を吸
収し、理論空燃比又はリッチ空燃比の時にＮＯx を放出
して還元浄化するＮＯx 吸蔵還元触媒が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火
内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000249199A JP3633460B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000249199A JP3633460B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002054442A true JP2002054442A (ja) | 2002-02-20 |
| JP3633460B2 JP3633460B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=18738976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000249199A Expired - Fee Related JP3633460B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3633460B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011169232A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| JP2013024143A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| DE102016122322A1 (de) | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Herstellverfahren für einen Zylinderkopf |
-
2000
- 2000-08-11 JP JP2000249199A patent/JP3633460B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011169232A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| JP2013024143A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| DE102016122322A1 (de) | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Herstellverfahren für einen Zylinderkopf |
| US10654096B2 (en) | 2016-01-21 | 2020-05-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for cylinder head |
| DE102016122322B4 (de) | 2016-01-21 | 2020-07-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Herstellverfahren für einen Zylinderkopf |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3633460B2 (ja) | 2005-03-30 |
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