JP2002081322A - 筒内燃料噴射型内燃機関の構造 - Google Patents

筒内燃料噴射型内燃機関の構造

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JP2002081322A
JP2002081322A JP2000269210A JP2000269210A JP2002081322A JP 2002081322 A JP2002081322 A JP 2002081322A JP 2000269210 A JP2000269210 A JP 2000269210A JP 2000269210 A JP2000269210 A JP 2000269210A JP 2002081322 A JP2002081322 A JP 2002081322A
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Japan
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cavity
fuel injection
cylinder
fuel
piston
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JP2000269210A
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Makoto Tanikake
誠 谷掛
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
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    • 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
    • F02B23/104Other 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
    • 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
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • 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
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン4が略上死点に来たときその頂面に
設けたキャビティ15内に、燃料噴射弁14から燃料を
噴射供給して、このキャビティ15内の混合気を第1点
火栓13にて着火・燃焼する筒内燃料噴射型内燃機関に
おいて、その高負荷域及び高回転域における燃料消費率
の向上を図る。 【解決手段】 二つの吸気弁10,11と一つ又は二つ
の排気弁12を、平面視で三角形又は四角形の配列にし
て、この三角形又は四角形配列の略中心に前記第1点火
栓を配設する一方、前記二つの吸気弁の間に、前記燃料
噴射弁14を、燃料を前記排気弁の方向に向かって斜め
下向きに噴出するように設け、更に、平面視で前記一つ
又は二つの排気弁を挟む両側の部位で、且つ、前記キャ
ビティより外側の部位に、第2、第3点火栓16,17
を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を各気筒にお
けるシリンダ内に直接的に噴射供給するいわゆる筒内燃
料噴射型の内燃機関のうち、燃料の噴射供給する時期
を、ピストンが略上死点に位置する吸気行程の終わり乃
至圧縮行程の初期に設定して成る筒内燃料噴射型内燃機
関の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このように燃料の噴射時期をピス
トンが略上死点に位置する吸気行程の終わり乃至圧縮行
程の初期に設定した筒内燃料噴射型内燃機関は、例え
ば、特開平10−288081号公報等に記載されてい
るように、ピストンの頂面に、平面視において点火栓を
囲うように形成したキャビティを凹ませて設け、ピスト
ンが略上死点の位置にあるとき、このキャビティ内に燃
料を燃料噴射弁から直接的に噴射供給することにより、
混合気を前記点火栓を囲う前記キャビティ内に集めて一
挙に着火・燃焼するように構成して、燃料消費率の向上
及び排気ガスのクリーン化を達成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ピストンが略
上死点にあるときその頂面のキャビティ内に噴射供給さ
れた燃料の一部は、その噴射供給時の勢いによりキャビ
ティ内から溢れ出る現象が発生し、この溢れ出る現象
は、燃料噴射量が多い高負荷域及び高回転域において増
大することになり、換言すると、高負荷域及び高回転域
においては、前記キャビティ内に噴射供給された燃料の
うち可成りの量がキャビティの外側に溢れ出て、混合気
の形成される領域が、燃焼室内のうちキャビティの外側
にまで広がることになるから、混合気の略全部を一挙に
着火・燃焼することの確実性が低下し、高負荷域及び高
回転域における燃料消費率の向上と呼び排気ガスのクリ
ーン化を十分に達成することができるないという問題が
あった。
【0004】本発明は、この問題を解消し、高負荷域及
び高負荷域においても、略全部の混合気を一挙に着火燃
焼することが確実に達成できるようにすることを技術的
課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「シリンダブロックと、その上面に締
結したシリンダヘッドと、前記シリンダブロックのシリ
ンダ内を往復動するピストンと、前記シリンダヘッドの
下面のうち前記シリンダの部分に凹み形成した燃焼室と
から成り、前記シリンダヘッドに、吸気弁及び排気弁を
設けるとともに、点火栓及び燃料噴射弁を装着し、更
に、前記ピストンの頂面にキャビティを設けて成る内燃
機関において、前記点火栓を三つにする一方、前記吸気
弁を二つにして、この二つの吸気弁及び前記一つ又は二
つの排気弁を、平面視で三角形又は四角形の配列にし
て、この三角形又は四角形配列の略中心に前記三つの点
火栓のうち第1点火栓を前記キャビティ内にのぞむよう
に配設する一方、前記二つの吸気弁の間に、前記燃料噴
射弁を、燃料を前記排気弁の方向で且つ前記ピストンが
略上死点にあるときその頂面のキャビティ内に向かって
斜め下向きに噴出するように設け、更に、前記三つの点
火栓のうち残りの第2点火栓及び第3点火栓を、前記シ
リンダヘッドのうち平面視で前記一つ又は二つの排気弁
を挟む両側の部位で、且つ、前記キャビティより外側の
部位に配設する。」という構成にした。
【0006】
【発明の作用・効果】このように構成することにより、
シリンダヘッドに、二つの吸気弁と、一つの又は二つの
排気弁と、燃料噴射弁とを設けることができることに加
えて、三つの点火栓を、前記両吸気弁及び排気弁等に干
渉せずに設けることができる。
【0007】そして、ピストンが略上死点に来た吸気行
程の終わり乃至圧縮行程の初期において、このピストン
の頂面におけるキャビティ内に、前記燃料噴射弁から燃
料が噴射供給され、且つ、このキャビティ内にのぞむ第
1点火栓にて着火・燃焼される。
【0008】ところで、前記の構成において、燃料噴射
弁からキャビティ内に噴射供給された燃料の一部は、そ
の噴射供給時の勢いによりキャビティのうち前記燃料噴
射弁とは反対側に位置する排気弁側における左右両側の
部分からキャビティの外側に溢れ出る現象が発生するも
ので、この溢れ出る現象は、燃料噴射量の略比例して増
大することにより、燃料噴射量の多い高負荷域及び高回
転域においては、可成りの量の燃料が溢れ出るから、混
合気が形成される領域が、燃焼室内のうち前記キャビテ
ィより外側における排気弁側の部分にまで広がることに
なる。
【0009】しかし、この燃焼室内のうち前記キャビテ
ィより外側の部分には、第2点火栓及び第3点火栓が一
つ又は二つの排気弁を挟む両側に設けられていて、前記
したように、燃焼室内のうち排気弁側の部分にまで広が
った混合気を、この第2点火栓及び第3点火栓にて、前
記第1点火栓によるキャビティ内の混合気の着火・燃焼
と同時に、確実に着火・燃料することができる。
【0010】従って、本発明によると、前記した構成に
よって、高負荷域及び高回転域において、燃料消費率の
向上と、排気ガスのクリーンとを確実に達成できる効果
を有する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1〜図3の図面について説明する。
【0012】この図において、符号1は、シリンダ2を
備えたシリンダブロックを、符号3は、前記シリンダブ
ロック1の上面に前記シリンダ2を塞ぐように締結した
シリンダヘッドを各々示し、前記シリンダ2内には、往
復動するピストン4が設けられている。
【0013】また、前記シリンダヘッド3の下面には、
前記シリンダ2に開口する燃焼室5が凹み形成され、且
つ、このシリンダヘッド3には、図2の平面視において
前記シリンダ2の中心を通るクランク軸線6を挟んで一
方側に、二つの吸気ポート7,8が、他方側に一つの排
気ポート9が各々形成され、前記二つの吸気ポート7,
8の前記燃焼室5内の開口部には吸気弁10,11が、
前記一つの排気ポート9の前記燃焼室5内の開口部には
排気弁12が各々設けられている。
【0014】この場合において、前記二つの吸気弁1
0,11と、前記一つの排気弁12とは、平面視で三角
形に配列され、この三角形配列の略中心の部位に、シリ
ンダヘッド3に螺着した第1点火栓13が配設されてい
る。
【0015】更にまた、前記シリンダヘッド3のうち前
記両吸気弁10,11間の部位には、燃料噴射弁14
が、当該燃料噴射弁14から燃料を矢印Aで示すよう
に、図2の平面視において前記シリンダ2の中心を通っ
て前記クランク軸線6に直角に交わる直交軸線15に沿
って前記排気弁12に向かう方向で、且つ、図1の側面
視において斜め下向きの方向に噴出するように装着され
ている。
【0016】一方、前記ピストン4の頂面には、キャビ
ティ15が、図2の平面視において前記両吸気弁10,
11間における前記燃料噴射弁14の部分から前記排気
弁12の部分まで延びるように凹み形成され、且つ、こ
のキャビティ15は、図2の平面視において、前記燃料
噴射弁14側から前記排気弁12側に向かって次第に幅
広に構成され、更に、このキャビティ15の底面15a
は、前記燃料噴射弁14側から前記排気弁12側に向か
って斜め下向きに傾斜している。
【0017】そして、前記シリンダヘッド3のうち図2
の平面視において前記排気弁12を挟む両側の部位で、
且つ、前記キャビティ15より外側の部位には、第2点
火栓16及び第3点火栓17が、燃焼室5内にのぞむよ
うに装着されている。
【0018】この構成において、ピストン4が略上死点
に来た吸気行程の終わり乃至圧縮行程の初期において、
このピストン4の頂面におけるキャビティ15内に、前
記燃料噴射弁14から燃料が矢印Aで示す方向に噴射供
給されることにより、このキャビティ15内に混合気が
形成され、そして、このキャビティ15内における混合
気は、当該キャビティ15内にのぞむ第1点火栓13に
て着火・燃焼される。
【0019】ところで、前記燃料噴射弁14からキャビ
ティ15内に矢印Aで示す方向に噴射供給された燃料の
一部は、その噴射供給時の勢いによりキャビティ15の
うち前記燃料噴射弁14とは反対側の排気弁12側にお
ける左右両側の部分から図2に矢印Bで示すようにキャ
ビティの外側に溢れ出る現象が発生する。
【0020】この溢れ出る現象は、燃料噴射量の略比例
して増大することにより、燃料噴射量の多い高負荷域及
び高回転域においては、可成りの量の燃料が溢れ出るか
ら、混合気が形成される領域が、燃焼室5内のうち前記
キャビティ15より外側における排気弁12側の部分に
まで広がることになる。
【0021】しかし、この燃焼室5内のうち前記キャビ
ティ15より外側における排気弁側の部分には、第2点
火栓16及び第3点火栓17が排気弁12を挟んで両側
に設けられていて、前記したように、燃焼室5内のうち
前記キャビティ15より外側における排気弁12側の部
分にまで広がった混合気を、この第2点火栓16及び第
3点火栓17にて、前記第1点火栓13によるキャビテ
ィ15内の混合気の着火・燃焼と同時に、確実に着火・
燃料することができるのである。
【0022】なお、前記実施の形態は、二つの吸気弁1
0,11と一つの排気弁12にして三角形の配列にした
場合を示したが、本発明は、これに限らず、二つの排気
弁を、クランク軸線6に沿って並べて設けて、この二つ
の排気弁と、前記二つの吸気弁10,11とを四角形の
配列にしても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す要部縦断正面図であ
る。
【図2】図1のII−II視平断面図である。
【図3】図2のIII −III 視断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック 2 シリンダ 3 シリンダヘッド 4 ピストン 5 燃焼室 7,8 吸気ポート 9 排気ポート 10,11 吸気弁 12 排気弁 13 第1点火栓 14 燃料噴射弁 15 キャビティ 16,17 第2、第3点火栓
───────────────────────────────────────────────────── 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 K 3/26 3/26 C F02M 61/14 310 F02M 61/14 310A 310S F02P 15/08 302 F02P 15/08 302A Fターム(参考) 3G019 AA09 BB11 3G023 AA02 AA03 AB02 AB03 AC05 AD03 AD08 3G024 AA04 AA14 AA15 DA01 DA05 DA06 DA08 3G066 AA02 AB02 AD13 BA17 CC01 CD04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダブロックと、その上面に締結した
    シリンダヘッドと、前記シリンダブロックのシリンダ内
    を往復動するピストンと、前記シリンダヘッドの下面の
    うち前記シリンダの部分に凹み形成した燃焼室とから成
    り、前記シリンダヘッドに、吸気弁及び排気弁を設ける
    とともに、点火栓及び燃料噴射弁を装着し、更に、前記
    ピストンの頂面にキャビティを設けて成る内燃機関にお
    いて、 前記点火栓を三つにする一方、前記吸気弁を二つにし
    て、この二つの吸気弁及び前記一つ又は二つの排気弁
    を、平面視で三角形又は四角形の配列にして、この三角
    形又は四角形配列の略中心に前記三つの点火栓のうち第
    1点火栓を前記キャビティ内にのぞむように配設する一
    方、前記二つの吸気弁の間に、前記燃料噴射弁を、燃料
    を前記排気弁の方向で且つ前記ピストンが略上死点にあ
    るときその頂面のキャビティ内に向かって斜め下向きに
    噴出するように設け、更に、前記三つの点火栓のうち残
    りの第2点火栓及び第3点火栓を、前記シリンダヘッド
    のうち平面視で前記一つ又は二つの排気弁を挟む両側の
    部位で、且つ、前記キャビティより外側の部位に配設し
    たことを特徴とする筒内燃料噴射型内燃機関の構造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10344215A1 (de) * 2003-09-22 2005-04-14 Thomas Wank Fremdgezündete Brennkraftmaschine

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