JP2002327623A - 筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関 - Google Patents
筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関Info
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- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
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- 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
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- 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
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイクル間変動のない高出力を得る。
【解決手段】 一対の吸気弁５をシリンダ軸線を含む平
面Ｋ−Ｋに対して対称的に配置する。この平面Ｋ−Ｋ内
において扇状に広がりかつこの平面Ｋ−Ｋ垂直方向には
平扁をなす燃料噴霧を燃料噴射弁１から噴射する。各吸
気弁５から燃焼室内に流入する吸入空気が燃料噴霧と干
渉しないように吸入空気を燃料噴霧に沿って流入させ
る。
面Ｋ−Ｋに対して対称的に配置する。この平面Ｋ−Ｋ内
において扇状に広がりかつこの平面Ｋ−Ｋ垂直方向には
平扁をなす燃料噴霧を燃料噴射弁１から噴射する。各吸
気弁５から燃焼室内に流入する吸入空気が燃料噴霧と干
渉しないように吸入空気を燃料噴霧に沿って流入させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内に空気を吸入
し、ピストンにより吸入空気を圧縮するとともに、燃料
を直接筒内に噴射して点火・燃焼させる筒内燃料噴射型
火花点火式内燃機関に関する。
し、ピストンにより吸入空気を圧縮するとともに、燃料
を直接筒内に噴射して点火・燃焼させる筒内燃料噴射型
火花点火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の筒内燃料噴射型火花点火式内燃機
関には、以下のものがある。 （１）燃料噴射弁の軸線方向に向かって均一に円錐形状
に広がる噴霧を燃焼室内へ向けて燃料噴射を行うことを
特徴とした筒内噴射式内燃機関（特開平８−５２７４８
８号公報）。 （２）シリンダヘッド内壁面の周縁部に燃料噴射弁を配
置し、燃料噴射弁から噴射軸線に沿って見たときには扁
平をなし、かつシリンダ中心軸に沿って見たときは扇状
をなす燃料噴霧が噴射される火花点火式内燃機関（特開
平９−１５８７３６号公報および特開平１１−２２３１
２７号公報）。
関には、以下のものがある。 （１）燃料噴射弁の軸線方向に向かって均一に円錐形状
に広がる噴霧を燃焼室内へ向けて燃料噴射を行うことを
特徴とした筒内噴射式内燃機関（特開平８−５２７４８
８号公報）。 （２）シリンダヘッド内壁面の周縁部に燃料噴射弁を配
置し、燃料噴射弁から噴射軸線に沿って見たときには扁
平をなし、かつシリンダ中心軸に沿って見たときは扇状
をなす燃料噴霧が噴射される火花点火式内燃機関（特開
平９−１５８７３６号公報および特開平１１−２２３１
２７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の各公報
に記載された内燃機関では燃焼室内に吸入された吸入空
気の流れと交差するように燃料が噴射される。しかしな
がらこのように吸入空気流と交差するように燃料が噴射
されると噴射燃料が吸入空気流によって運び去られ、そ
の結果噴射燃料が燃焼室内の一部の領域に偏在すること
になる。即ち、吸入空気と噴射燃料とが均一に混合され
ず、その結果出力が低下し、更に出力が大きなサイクル
間変動を生ずるという問題がある。
に記載された内燃機関では燃焼室内に吸入された吸入空
気の流れと交差するように燃料が噴射される。しかしな
がらこのように吸入空気流と交差するように燃料が噴射
されると噴射燃料が吸入空気流によって運び去られ、そ
の結果噴射燃料が燃焼室内の一部の領域に偏在すること
になる。即ち、吸入空気と噴射燃料とが均一に混合され
ず、その結果出力が低下し、更に出力が大きなサイクル
間変動を生ずるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に１番目の発明では、一対の吸気弁を具備し、一対の吸
気弁がシリンダ軸線を含む平面に対して対称的に配置さ
れており、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射した燃料を点
火栓により着火するようにした火花点火式内燃機関にお
いて、上述の平面内において扇状に広がりかつこの平面
の垂直方向には平扁をなす燃料噴霧を燃料噴射弁から噴
射し、各吸気弁から燃焼室内に吸入空気を燃料噴霧の噴
射方向に流入させるようにしている。
に１番目の発明では、一対の吸気弁を具備し、一対の吸
気弁がシリンダ軸線を含む平面に対して対称的に配置さ
れており、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射した燃料を点
火栓により着火するようにした火花点火式内燃機関にお
いて、上述の平面内において扇状に広がりかつこの平面
の垂直方向には平扁をなす燃料噴霧を燃料噴射弁から噴
射し、各吸気弁から燃焼室内に吸入空気を燃料噴霧の噴
射方向に流入させるようにしている。
【０００５】２番目の発明では１番目の発明において、
扁平扇状の燃料噴霧の横断面形状が細長の長円形をなし
ている。
扁平扇状の燃料噴霧の横断面形状が細長の長円形をなし
ている。
【０００６】３番目の発明では１番目の発明において、
燃料噴射弁の噴孔の断面形状がスリット状又は紡錘状を
なしている。
燃料噴射弁の噴孔の断面形状がスリット状又は紡錘状を
なしている。
【０００７】４番目の発明では１番目の発明において、
燃料噴射弁の噴孔が複数の円形孔もしくは楕円状孔から
なり、それら噴孔が単列ないしは複列をなしている。
燃料噴射弁の噴孔が複数の円形孔もしくは楕円状孔から
なり、それら噴孔が単列ないしは複列をなしている。
【０００８】５番目の発明では４番目の発明において、
上述の平面に沿ってみたピストン頂面の断面形状が上方
に凸のほぼ三角形状をなしている。
上述の平面に沿ってみたピストン頂面の断面形状が上方
に凸のほぼ三角形状をなしている。
【０００９】６番目の発明では５番目の発明において、
上述の平面に沿ってみたピストン頂面の頂角が燃料噴霧
の広がり角の１．５倍から２．５倍に設定されている。
上述の平面に沿ってみたピストン頂面の頂角が燃料噴霧
の広がり角の１．５倍から２．５倍に設定されている。
【００１０】７番目の発明では１番目の発明において、
シリンダヘッド内壁面の中央部に燃料噴射弁を配置して
いる。
シリンダヘッド内壁面の中央部に燃料噴射弁を配置して
いる。
【００１１】８番目の発明では１番目の発明において、
各吸気弁から燃焼室内に吸入空気を上述の平面に対しほ
ぼ平行でかつこの平面に対し対称的に流入させるように
している。
各吸気弁から燃焼室内に吸入空気を上述の平面に対しほ
ぼ平行でかつこの平面に対し対称的に流入させるように
している。
【００１２】９番目の発明では１番目の発明において、
各吸気弁から燃焼室内に流入する吸入空気の主流の流入
軸線がシリンダ内において上述の平面上で交わるように
構成している。
各吸気弁から燃焼室内に流入する吸入空気の主流の流入
軸線がシリンダ内において上述の平面上で交わるように
構成している。
【００１３】１０番目の発明では９番目の発明におい
て、各吸気ポートを流入軸線に沿って形成するか、各吸
気ポート内に吸入空気流案内板を設けるか、各吸気弁の
かさ部背面上に吸入空気流案内突壁を形成することによ
って吸入空気の主流の流入軸線がシリンダ内において上
述の平面上で交わるようにしている。
て、各吸気ポートを流入軸線に沿って形成するか、各吸
気ポート内に吸入空気流案内板を設けるか、各吸気弁の
かさ部背面上に吸入空気流案内突壁を形成することによ
って吸入空気の主流の流入軸線がシリンダ内において上
述の平面上で交わるようにしている。
【００１４】１１番目の発明では１番目の発明におい
て、各吸気弁から燃焼室に流入した吸入空気は上述の平
面に沿いピストン頂面まで下降した後にピストン頂面上
を互に反対方向に流れてシリンダ内壁面に沿い上昇し、
それによって上述の平面の両側に互いに反対方向に旋回
する旋回流が形成される。
て、各吸気弁から燃焼室に流入した吸入空気は上述の平
面に沿いピストン頂面まで下降した後にピストン頂面上
を互に反対方向に流れてシリンダ内壁面に沿い上昇し、
それによって上述の平面の両側に互いに反対方向に旋回
する旋回流が形成される。
【００１５】１２番目の発明では１１番目の発明におい
て、旋回流を増勢するためにピストン頂面を上述の平面
から離れるに従って下降する傾斜面から形成している。
て、旋回流を増勢するためにピストン頂面を上述の平面
から離れるに従って下降する傾斜面から形成している。
【００１６】１３番目の発明では１１番目の発明におい
て、旋回流を増勢するために上述の平面両側のピストン
頂面上に夫々吸入空気流案内用凹溝を形成するか、又は
ピストン頂面上にピストン頂面の中央部全体に亘って広
がる凹溝を形成するようにしている。
て、旋回流を増勢するために上述の平面両側のピストン
頂面上に夫々吸入空気流案内用凹溝を形成するか、又は
ピストン頂面上にピストン頂面の中央部全体に亘って広
がる凹溝を形成するようにしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１から図４に第１実施例を示
す。図１から図４を参照すると、シリンダヘッド４に
は、その内壁面の中央部に燃料噴射弁１と点火栓３（図
１では省略）が配置してある。さらに、空気をシリンダ
１０内に導入するための一対の吸気ポート７と各吸気ポ
ート７を開閉するための一対の吸気弁５、ならびに燃焼
ガスをシリンダ１０内から排出するための一対の排気ポ
ート９と各排気ポート９を開閉するための一対の排気弁
６を備えている。そして、燃料噴射弁１からシリンダ１
０内に燃料を噴射するとともに、ピストン１７により吸
入空気を圧縮した後、点火栓３で空気と燃料の混合気に
着火するという筒内噴射式火花点火内燃機関としての構
成を備えている。なお、図２および図３に示されるよう
に一対の吸気弁５はシリンダ軸線を含む平面Ｋ−Ｋに対
して対称的に配置されている。
す。図１から図４を参照すると、シリンダヘッド４に
は、その内壁面の中央部に燃料噴射弁１と点火栓３（図
１では省略）が配置してある。さらに、空気をシリンダ
１０内に導入するための一対の吸気ポート７と各吸気ポ
ート７を開閉するための一対の吸気弁５、ならびに燃焼
ガスをシリンダ１０内から排出するための一対の排気ポ
ート９と各排気ポート９を開閉するための一対の排気弁
６を備えている。そして、燃料噴射弁１からシリンダ１
０内に燃料を噴射するとともに、ピストン１７により吸
入空気を圧縮した後、点火栓３で空気と燃料の混合気に
着火するという筒内噴射式火花点火内燃機関としての構
成を備えている。なお、図２および図３に示されるよう
に一対の吸気弁５はシリンダ軸線を含む平面Ｋ−Ｋに対
して対称的に配置されている。
【００１８】第１実施例では燃料噴射弁１がシリンダ軸
線上に配置されており、この燃料噴射弁１からピストン
１７の頂面に向けて燃料噴霧２が噴射される。この燃料
噴霧２は図３に示されるように平面Ｋ−Ｋ内において扇
状に広がりかつ平面Ｋ−Ｋの垂直方向には平扁をなす。
この燃料噴霧２の横断面形状は基本的には全長に亘って
一様な巾の帯状をなすが第１実施例においては図３から
わかるように燃料噴霧２の横断面形状が細長の長円形を
なしている。
線上に配置されており、この燃料噴射弁１からピストン
１７の頂面に向けて燃料噴霧２が噴射される。この燃料
噴霧２は図３に示されるように平面Ｋ−Ｋ内において扇
状に広がりかつ平面Ｋ−Ｋの垂直方向には平扁をなす。
この燃料噴霧２の横断面形状は基本的には全長に亘って
一様な巾の帯状をなすが第１実施例においては図３から
わかるように燃料噴霧２の横断面形状が細長の長円形を
なしている。
【００１９】第１実施例においては矢印で示すように吸
入空気の主流８ａは燃料噴霧２の噴射方向に噴射され
る。具体的に云うと吸気ポート軸８は平面Ｋ−Ｋと平行
をなしており、従って吸入空気の主流８ａは平面Ｋ−Ｋ
に対しほぼ平行でかつ平面Ｋ−Ｋに対し対称的に燃焼室
１１内に流入する。燃焼室１１内に流入した吸入空気の
主流８ａは図４に示されるように平面Ｋ−Ｋと平行な面
内で旋回する。
入空気の主流８ａは燃料噴霧２の噴射方向に噴射され
る。具体的に云うと吸気ポート軸８は平面Ｋ−Ｋと平行
をなしており、従って吸入空気の主流８ａは平面Ｋ−Ｋ
に対しほぼ平行でかつ平面Ｋ−Ｋに対し対称的に燃焼室
１１内に流入する。燃焼室１１内に流入した吸入空気の
主流８ａは図４に示されるように平面Ｋ−Ｋと平行な面
内で旋回する。
【００２０】このように燃料噴霧２の扇面２ａは、二つ
の吸気ポート７から各吸気弁５を経てシリンダ１０内へ
流入する吸入空気の主流８ａに挟まれた形となってお
り、このようにして燃料噴霧２の扇面２ａが吸気ポート
７から吸気弁５を経てシリンダ１０内へ流入する気体の
主流８ａと干渉することを極力避けるように構成するこ
とが本発明の主題である。
の吸気ポート７から各吸気弁５を経てシリンダ１０内へ
流入する吸入空気の主流８ａに挟まれた形となってお
り、このようにして燃料噴霧２の扇面２ａが吸気ポート
７から吸気弁５を経てシリンダ１０内へ流入する気体の
主流８ａと干渉することを極力避けるように構成するこ
とが本発明の主題である。
【００２１】扁平扇形の燃料噴霧２をシリンダ１０内に
噴射するための噴射弁１の構成を次に示す。図５と図６
と図７は、図２のＡ部を拡大した図、つまり、燃料噴射
弁１の先端をシリンダ１０の下方から眺めた図であり、
燃料噴射弁１の噴孔形状を表している。
噴射するための噴射弁１の構成を次に示す。図５と図６
と図７は、図２のＡ部を拡大した図、つまり、燃料噴射
弁１の先端をシリンダ１０の下方から眺めた図であり、
燃料噴射弁１の噴孔形状を表している。
【００２２】図５はスリット状噴孔１２を持つ噴射弁１
の事例である。燃料噴射弁１は、スリット状噴孔１２の
長辺１３が平面Ｋ−Ｋに沿って延びるようにシリンダヘ
ッド４に装着してある。噴孔１２を形成する二つの長辺
１３間の間隔は０．０５mm以上で０．３０mm以下が望ま
しい。燃料噴射弁１からは数MPa から数十MPa に加圧し
た燃料が噴孔１２を開閉する機能を持つ針弁（図示せ
ず）を経てシリンダ１０内に噴射される。図５では、ス
リット状噴孔１２を持つ噴射弁１の事例を示したが、こ
の噴口の断面形状は紡錘状であってもほぼ同様な作用効
果を奏する。
の事例である。燃料噴射弁１は、スリット状噴孔１２の
長辺１３が平面Ｋ−Ｋに沿って延びるようにシリンダヘ
ッド４に装着してある。噴孔１２を形成する二つの長辺
１３間の間隔は０．０５mm以上で０．３０mm以下が望ま
しい。燃料噴射弁１からは数MPa から数十MPa に加圧し
た燃料が噴孔１２を開閉する機能を持つ針弁（図示せ
ず）を経てシリンダ１０内に噴射される。図５では、ス
リット状噴孔１２を持つ噴射弁１の事例を示したが、こ
の噴口の断面形状は紡錘状であってもほぼ同様な作用効
果を奏する。
【００２３】図６と図７は複数の噴孔１４を持つ噴射弁
１の事例である。噴孔１４は複数の円もしくは楕円で構
成されており、それらの噴孔１４が単列（図６）ないし
は複列（図７）をなしている。そして、燃料噴射弁１
は、列をなした複数の噴孔１４の中心を結んだ線１５が
平面Ｋ−Ｋとほぼ平行になるようにシリンダヘッド４に
装着してある。これら噴孔１４の直径は０．１mm以上で
０．２mm以下が望ましく、数MPa から数十MPa に加圧し
た燃料をシリンダ１０内に噴射すると全体的にみて扁平
扇形をなす燃料噴霧が形成される。
１の事例である。噴孔１４は複数の円もしくは楕円で構
成されており、それらの噴孔１４が単列（図６）ないし
は複列（図７）をなしている。そして、燃料噴射弁１
は、列をなした複数の噴孔１４の中心を結んだ線１５が
平面Ｋ−Ｋとほぼ平行になるようにシリンダヘッド４に
装着してある。これら噴孔１４の直径は０．１mm以上で
０．２mm以下が望ましく、数MPa から数十MPa に加圧し
た燃料をシリンダ１０内に噴射すると全体的にみて扁平
扇形をなす燃料噴霧が形成される。
【００２４】図５，６，７に示した燃料噴射弁１の噴孔
１２，１４はその基本的な構成を示したものであり、こ
の基本構成を踏襲した上でさらに補助的な噴孔を開ける
ことも可能である。このような噴口形状を持つ燃料噴射
弁１は、燃料噴射弁から噴射した燃料噴霧の断面形状を
全体的にみて細長の長円とすることができ、燃料噴射弁
のエンジンヘッドへの配置を考慮することで、燃料噴霧
がシリンダ内に流入する吸入空気と干渉することを防ぐ
ことができる。
１２，１４はその基本的な構成を示したものであり、こ
の基本構成を踏襲した上でさらに補助的な噴孔を開ける
ことも可能である。このような噴口形状を持つ燃料噴射
弁１は、燃料噴射弁から噴射した燃料噴霧の断面形状を
全体的にみて細長の長円とすることができ、燃料噴射弁
のエンジンヘッドへの配置を考慮することで、燃料噴霧
がシリンダ内に流入する吸入空気と干渉することを防ぐ
ことができる。
【００２５】次に、本発明による直噴ガソリンエンジン
の作用と効果について述べる。図８は、中速の全負荷で
エンジン運転したときの直噴ガソリンエンジンの体積効
率を表している。横軸に噴射開始時期を、縦軸に体積効
率を示している。この結果は、圧縮ＴＤＣ前２７０°近
傍で燃料を噴射した場合に、体積効率が最も高くなるこ
とを示している。その理由は、吸気弁５が開いてシリン
ダ１０内に強い吸気流れが生じている時期に燃料噴射を
行うと、燃料液滴と雰囲気との相対速度が大きくなって
燃料の気化が促進し、吸入空気が冷却されるためであ
る。つまり、この時期を含んだ形で燃料噴射を行って空
気と燃料を均一に混合させれば、より大きな出力が得ら
れることになる。
の作用と効果について述べる。図８は、中速の全負荷で
エンジン運転したときの直噴ガソリンエンジンの体積効
率を表している。横軸に噴射開始時期を、縦軸に体積効
率を示している。この結果は、圧縮ＴＤＣ前２７０°近
傍で燃料を噴射した場合に、体積効率が最も高くなるこ
とを示している。その理由は、吸気弁５が開いてシリン
ダ１０内に強い吸気流れが生じている時期に燃料噴射を
行うと、燃料液滴と雰囲気との相対速度が大きくなって
燃料の気化が促進し、吸入空気が冷却されるためであ
る。つまり、この時期を含んだ形で燃料噴射を行って空
気と燃料を均一に混合させれば、より大きな出力が得ら
れることになる。
【００２６】図９は、図８と同一のエンジン運転条件
で、本発明品と従来技術品のエンジン出力を比較した結
果である。従来の技術は特開平９−１５８７３６号公報
ないしは特開平１１−２２３１２７号公報に示されてい
るように、シリンダヘッド内壁面の周縁部に燃料噴射弁
を配置し、燃料噴射弁からは噴射軸線に沿って見たとき
には扁平をなし、かつシリンダ中心軸に沿って見たとき
は扇状をなす燃料噴霧が噴射される形態を踏襲したもの
である。横軸に噴射開始時期を、縦軸にエンジン出力を
表している。
で、本発明品と従来技術品のエンジン出力を比較した結
果である。従来の技術は特開平９−１５８７３６号公報
ないしは特開平１１−２２３１２７号公報に示されてい
るように、シリンダヘッド内壁面の周縁部に燃料噴射弁
を配置し、燃料噴射弁からは噴射軸線に沿って見たとき
には扁平をなし、かつシリンダ中心軸に沿って見たとき
は扇状をなす燃料噴霧が噴射される形態を踏襲したもの
である。横軸に噴射開始時期を、縦軸にエンジン出力を
表している。
【００２７】本発明の実施の形態では、体積効率が最も
高くなる圧縮ＴＤＣ前２７０℃近傍で出力が最大になる
が、従来の技術では体積効率が高くなる時期に逆に出力
が低下している。この理由は以下の通りである。従来技
術の形態で体積効率が高くなる時期に燃料を噴射する
と、燃料噴霧が吸入空気流れの影響を受けて、燃料がシ
リンダ１０内に偏在する。その結果、空気と燃料を十分
に混合することができなくなり、熱発生の速度が点火直
後から緩慢になるとともに、発熱量が低下するためであ
る。
高くなる圧縮ＴＤＣ前２７０℃近傍で出力が最大になる
が、従来の技術では体積効率が高くなる時期に逆に出力
が低下している。この理由は以下の通りである。従来技
術の形態で体積効率が高くなる時期に燃料を噴射する
と、燃料噴霧が吸入空気流れの影響を受けて、燃料がシ
リンダ１０内に偏在する。その結果、空気と燃料を十分
に混合することができなくなり、熱発生の速度が点火直
後から緩慢になるとともに、発熱量が低下するためであ
る。
【００２８】本発明の実施の形態では、燃料噴霧２がシ
リンダ１０内へ流入する吸入空気の主流８ａと干渉する
ことがなく、従って吸気ポートからシリンダ内へ吸入空
気が流入する時期に燃料噴霧を行ってもその燃料噴霧は
その形態を著しく変えることのない貫徹力を有してい
る。そのため、強い吸気流れ８ａがシリンダ１０内に生
じて体積効率が高くなる時期に燃料を噴射しても、燃料
噴霧２が吸入空気と干渉することが少なくなって、燃料
がシリンダ１０内に偏在することが防止できる。
リンダ１０内へ流入する吸入空気の主流８ａと干渉する
ことがなく、従って吸気ポートからシリンダ内へ吸入空
気が流入する時期に燃料噴霧を行ってもその燃料噴霧は
その形態を著しく変えることのない貫徹力を有してい
る。そのため、強い吸気流れ８ａがシリンダ１０内に生
じて体積効率が高くなる時期に燃料を噴射しても、燃料
噴霧２が吸入空気と干渉することが少なくなって、燃料
がシリンダ１０内に偏在することが防止できる。
【００２９】その状況を図１０に、図３のＢ−Ｂ断面と
して模式的に示す。噴射された燃料噴霧２は、強い吸気
流れ８ａの影響を受けることなく偏平な扇形状を保った
上で、周囲空気との接触面積を増大させながら微細な液
滴へと発達する。それらの液滴は周囲の空気に大きな誘
起流れを作用させるため、周囲空気を巻き込みながら飛
翔し、ピストン頂面１６に高速で衝突する。
して模式的に示す。噴射された燃料噴霧２は、強い吸気
流れ８ａの影響を受けることなく偏平な扇形状を保った
上で、周囲空気との接触面積を増大させながら微細な液
滴へと発達する。それらの液滴は周囲の空気に大きな誘
起流れを作用させるため、周囲空気を巻き込みながら飛
翔し、ピストン頂面１６に高速で衝突する。
【００３０】ピストン頂面１６に衝突した噴霧は、矢印
２ｂで示すように、その扇面を中心としてピストン頂面
１６上で左右に分流した後、シリンダ１０の壁面に沿っ
て上方のシリンダヘッド４へ向かう。このような燃料噴
霧の移動過程で燃料液滴の蒸発と拡散が進行する。すな
わち、燃料噴霧はシリンダ１０内を噴霧の扇面で分割さ
れた二つの領域にピストン頂面１６からシリンダヘッド
４に達する大きな縦渦を誘起するため、偏平な扇状噴霧
２を噴射しているにもかかわらず、シリンダ１０内で燃
料と空気の混合が促進する。その結果、空気と燃料を均
質に混合することができて、体積効率の増分に応じた出
力を得ることができる。
２ｂで示すように、その扇面を中心としてピストン頂面
１６上で左右に分流した後、シリンダ１０の壁面に沿っ
て上方のシリンダヘッド４へ向かう。このような燃料噴
霧の移動過程で燃料液滴の蒸発と拡散が進行する。すな
わち、燃料噴霧はシリンダ１０内を噴霧の扇面で分割さ
れた二つの領域にピストン頂面１６からシリンダヘッド
４に達する大きな縦渦を誘起するため、偏平な扇状噴霧
２を噴射しているにもかかわらず、シリンダ１０内で燃
料と空気の混合が促進する。その結果、空気と燃料を均
質に混合することができて、体積効率の増分に応じた出
力を得ることができる。
【００３１】従来技術における圧縮ＴＤＣ前２７０°近
傍での出力低下の度合いは、エンジン回転数・ポート形
状・燃料噴霧の形態・燃料圧力・噴射期間・点火時期等
により変化するが、本発明の実施の形態は最も優れた出
力性能を引き出すことができる。
傍での出力低下の度合いは、エンジン回転数・ポート形
状・燃料噴霧の形態・燃料圧力・噴射期間・点火時期等
により変化するが、本発明の実施の形態は最も優れた出
力性能を引き出すことができる。
【００３２】さらに、筒内噴射式火花点火内燃機関のも
たらす体積効率の増分を出力として最大限に引き出した
上で、スモークの発生を極力抑制することのできる事例
を図１１に示す。シリンダヘッド４の内壁面にはシリン
ダ１１のほぼ中心部に燃料噴射弁１が配置してある。燃
料噴射弁１には、直径が０．１mmから０．２mmの複数の
噴孔が設けてあり、その噴孔からは数Mpa から数十Mpa
に加圧した燃料を放射状に噴射する。図１１は燃料噴霧
２の広がり角２ｂが約９０°の場合を示している。
たらす体積効率の増分を出力として最大限に引き出した
上で、スモークの発生を極力抑制することのできる事例
を図１１に示す。シリンダヘッド４の内壁面にはシリン
ダ１１のほぼ中心部に燃料噴射弁１が配置してある。燃
料噴射弁１には、直径が０．１mmから０．２mmの複数の
噴孔が設けてあり、その噴孔からは数Mpa から数十Mpa
に加圧した燃料を放射状に噴射する。図１１は燃料噴霧
２の広がり角２ｂが約９０°の場合を示している。
【００３３】この燃料噴霧２を用いた場合には、ピスト
ン頂面１６が形成するピストン頂角１６ａはその角度が
ほぼ１８０°となっている。この実施例でも前述の事例
と同様に、体積効率が大きい条件下で空気と燃料を均質
に混合することができるため、大きなエンジン出力を得
ることができる。
ン頂面１６が形成するピストン頂角１６ａはその角度が
ほぼ１８０°となっている。この実施例でも前述の事例
と同様に、体積効率が大きい条件下で空気と燃料を均質
に混合することができるため、大きなエンジン出力を得
ることができる。
【００３４】次に、この実施例におけるスモークの抑制
効果とそのメカニズムについて述べる。図１２は、図８
と同一のエンジン運転条件で、本発明品と従来技術品の
スモーク濃度を比較した結果である。従来技術は特開平
９−１５８７３６号公報ないしは特開平１１−２２３１
２７号公報に示されている形態を踏襲したものである。
横軸に噴射開始時期を、縦軸にスモーク濃度を示してあ
る。従来技術では、圧縮ＴＤＣ前３２０°から１６０°
の範囲ではスモーク濃度が低いものの、圧縮ＴＤＣ前３
６０°から３４０°と圧縮ＴＤＣ前１２０°から１００
°の範囲で多くのスモークが発生している。一方、本発
明の実施例では、いずれの噴射時期においてもスモーク
濃度は非常に低くなっている。
効果とそのメカニズムについて述べる。図１２は、図８
と同一のエンジン運転条件で、本発明品と従来技術品の
スモーク濃度を比較した結果である。従来技術は特開平
９−１５８７３６号公報ないしは特開平１１−２２３１
２７号公報に示されている形態を踏襲したものである。
横軸に噴射開始時期を、縦軸にスモーク濃度を示してあ
る。従来技術では、圧縮ＴＤＣ前３２０°から１６０°
の範囲ではスモーク濃度が低いものの、圧縮ＴＤＣ前３
６０°から３４０°と圧縮ＴＤＣ前１２０°から１００
°の範囲で多くのスモークが発生している。一方、本発
明の実施例では、いずれの噴射時期においてもスモーク
濃度は非常に低くなっている。
【００３５】直噴ガソリンエンジンでは、ある時期にお
いて燃料噴霧２がピストン頂面１６に衝突することは避
けられない。ピストン頂面１６上の多量の燃料付着はス
モーク発生の要因となる。このことは、図１２に示した
従来技術において、ピストン１７の位置が高くなるＴＤ
Ｃ近傍の条件でスモークが発生しやすくなっていること
からもわかる。
いて燃料噴霧２がピストン頂面１６に衝突することは避
けられない。ピストン頂面１６上の多量の燃料付着はス
モーク発生の要因となる。このことは、図１２に示した
従来技術において、ピストン１７の位置が高くなるＴＤ
Ｃ近傍の条件でスモークが発生しやすくなっていること
からもわかる。
【００３６】一方、本発明の実施例では、燃料噴霧２が
ピストン頂面１６に衝突すると、ピストン頂面１６上に
燃料液膜を形成するが、広角・多孔の放射状噴霧２がフ
ラットなピストン頂面１６に衝突する場合には、ピスト
ン１７が高い位置にあっても、各噴孔から噴射された噴
霧が形成する液膜はその衝突点を扇の要として外側に広
がるため、ピストン頂面１６上で互いに干渉することは
ない。
ピストン頂面１６に衝突すると、ピストン頂面１６上に
燃料液膜を形成するが、広角・多孔の放射状噴霧２がフ
ラットなピストン頂面１６に衝突する場合には、ピスト
ン１７が高い位置にあっても、各噴孔から噴射された噴
霧が形成する液膜はその衝突点を扇の要として外側に広
がるため、ピストン頂面１６上で互いに干渉することは
ない。
【００３７】その結果、ピストン頂面１６上に広く薄い
液膜を形成することができる。このような液膜はより広
い液面が空気に接触するために蒸発も速く、スモークは
発生し難くなる。また、ピストン１７に衝突した噴霧２
はピストン頂面１６で跳ね返るが、広角噴霧２はその跳
返り角１６ｃも大きいため、衝突後の噴霧はシリンダ内
に広く分散することになる。この作用も燃料と空気の混
合を促進させることになって、スモークの発生を抑制す
る。
液膜を形成することができる。このような液膜はより広
い液面が空気に接触するために蒸発も速く、スモークは
発生し難くなる。また、ピストン１７に衝突した噴霧２
はピストン頂面１６で跳ね返るが、広角噴霧２はその跳
返り角１６ｃも大きいため、衝突後の噴霧はシリンダ内
に広く分散することになる。この作用も燃料と空気の混
合を促進させることになって、スモークの発生を抑制す
る。
【００３８】次に、燃料噴射弁１から噴射する燃料噴霧
２の広がり角２ｂが狭い場合の事例を図１３に示す。シ
リンダヘッド４の内壁面にはシリンダ１１のほぼ中心部
に燃料噴射弁１が配置してある。その燃料噴射弁１から
は、直径が０．１mmから０．２mmの複数の噴孔から、数
Mpa から数十Mpa に加圧した燃料を、放射状に噴射す
る。図１３ではその燃料噴霧２の広がり角２ｂが約７０
°の場合の事例を示している。この事例では、平面Ｋ−
Ｋに沿ってみたピストン頂面の断面形状が上方に凸のほ
ぼ三角形状をなしており、ピストン１７のピストン頂角
１６ａが燃料噴霧２の広がり角の２倍で、約１４０°の
場合を示している。
２の広がり角２ｂが狭い場合の事例を図１３に示す。シ
リンダヘッド４の内壁面にはシリンダ１１のほぼ中心部
に燃料噴射弁１が配置してある。その燃料噴射弁１から
は、直径が０．１mmから０．２mmの複数の噴孔から、数
Mpa から数十Mpa に加圧した燃料を、放射状に噴射す
る。図１３ではその燃料噴霧２の広がり角２ｂが約７０
°の場合の事例を示している。この事例では、平面Ｋ−
Ｋに沿ってみたピストン頂面の断面形状が上方に凸のほ
ぼ三角形状をなしており、ピストン１７のピストン頂角
１６ａが燃料噴霧２の広がり角の２倍で、約１４０°の
場合を示している。
【００３９】この実施例におけるように燃料噴霧２の広
がり角２ｂが狭い場合には、ピストン頂角１６ａを狭く
することでスモークの発生を抑制することができる。
がり角２ｂが狭い場合には、ピストン頂角１６ａを狭く
することでスモークの発生を抑制することができる。
【００４０】即ち、広がり角２ｂの狭い燃料噴霧２を図
１１で示したものと同様のピストン頂角１６ａがおよそ
１８０°のピストン１７に衝突させた場合には、広がり
角２ｂが広い場合に比較して、燃料噴霧２の衝突点の間
隔が狭くなるとともに、燃料噴霧２のピストン頂面１６
に対する衝突角１６ｂも小さくなる。そのため、各噴孔
から噴射された噴霧２が形成する液膜はピストン頂面１
６上で凝集し、薄い液膜の形成が困難となる。このよう
な状態では、燃焼過程で局所的な燃料過剰状態が生まれ
て、多量のスモークが発生する。
１１で示したものと同様のピストン頂角１６ａがおよそ
１８０°のピストン１７に衝突させた場合には、広がり
角２ｂが広い場合に比較して、燃料噴霧２の衝突点の間
隔が狭くなるとともに、燃料噴霧２のピストン頂面１６
に対する衝突角１６ｂも小さくなる。そのため、各噴孔
から噴射された噴霧２が形成する液膜はピストン頂面１
６上で凝集し、薄い液膜の形成が困難となる。このよう
な状態では、燃焼過程で局所的な燃料過剰状態が生まれ
て、多量のスモークが発生する。
【００４１】一方、広がり角２ｂの狭い燃料噴霧２を噴
射する場合においてピストン頂角１６ａを狭め、燃料噴
霧２がピストン頂面１６に衝突する角度１６ｂを相対的
に大きくすると、各噴孔から噴射された噴霧２がピスト
ン頂面１６上で形成する液膜は、ピストン頂部の傾斜に
沿って燃焼室１１周囲部へと広がるため、互いに干渉・
凝集することがなくなる。さらに、ピストン１７に衝突
した噴霧２も燃焼室１１の周囲部へ飛散するようになっ
て、燃料噴霧２が燃焼室１１内に広く分散するようにな
る。この結果、燃料液膜の蒸発や燃料と空気の混合が促
進されるため、スモークの発生を抑制することができ、
図１２に示したような効果を得ることができる。
射する場合においてピストン頂角１６ａを狭め、燃料噴
霧２がピストン頂面１６に衝突する角度１６ｂを相対的
に大きくすると、各噴孔から噴射された噴霧２がピスト
ン頂面１６上で形成する液膜は、ピストン頂部の傾斜に
沿って燃焼室１１周囲部へと広がるため、互いに干渉・
凝集することがなくなる。さらに、ピストン１７に衝突
した噴霧２も燃焼室１１の周囲部へ飛散するようになっ
て、燃料噴霧２が燃焼室１１内に広く分散するようにな
る。この結果、燃料液膜の蒸発や燃料と空気の混合が促
進されるため、スモークの発生を抑制することができ、
図１２に示したような効果を得ることができる。
【００４２】なお、図１３に示す場合にはピストン頂角
が燃料噴霧の広がり角の１．５倍から２．５倍であるこ
とが好しいことが判明している。
が燃料噴霧の広がり角の１．５倍から２．５倍であるこ
とが好しいことが判明している。
【００４３】図１４に更に別の実施例を示す。この実施
例においても図１から図４に示す実施例と同様に平面Ｋ
−Ｋ内で扇状に広がる扁平な燃料噴霧が噴射される。図
１４に示す実施例では吸入空気が平面Ｋ−Ｋに対し対称
的でかつ平面Ｋ−Ｋとほぼ平行にピストン１７の頂面に
向けて下向きにシリンダ１０内に流入する。次いで吸入
空気は矢印８ｂで示すように平面Ｋ−Ｋに沿いピストン
１７の頂面まで下降した後にピストン１７の頂面上を互
に反対方向に流れて矢印８ｃで示すようにシリンダ内壁
面に沿い上昇し、それによって図１５（Ａ）に示される
ように平面Ｋ−Ｋの両側に互いに反対方向に旋回する旋
回流８ｄが形成される。この旋回流８ｄは図１５（Ｂ）
に示されるようにピストン１７が上死点近傍に達する時
期まで保存される。
例においても図１から図４に示す実施例と同様に平面Ｋ
−Ｋ内で扇状に広がる扁平な燃料噴霧が噴射される。図
１４に示す実施例では吸入空気が平面Ｋ−Ｋに対し対称
的でかつ平面Ｋ−Ｋとほぼ平行にピストン１７の頂面に
向けて下向きにシリンダ１０内に流入する。次いで吸入
空気は矢印８ｂで示すように平面Ｋ−Ｋに沿いピストン
１７の頂面まで下降した後にピストン１７の頂面上を互
に反対方向に流れて矢印８ｃで示すようにシリンダ内壁
面に沿い上昇し、それによって図１５（Ａ）に示される
ように平面Ｋ−Ｋの両側に互いに反対方向に旋回する旋
回流８ｄが形成される。この旋回流８ｄは図１５（Ｂ）
に示されるようにピストン１７が上死点近傍に達する時
期まで保存される。
【００４４】燃料が噴射されると扁平な燃料噴霧の両側
の吸入空気は燃料噴霧により引きずられ、その結果燃料
噴霧により誘起された吸入空気の誘起流れが発生する。
この実施例の特徴とするところは、吸気ポートから流入
した吸入空気流と誘起流れとを同一の経路で生じさせる
ようにしたことにある。このように吸気ポートから流入
した吸入空気流と誘起流れとを同一の経路で生じさせる
と吸入空気流および誘起流れの双方が減衰しなくなる。
その結果、強力な旋回流が発生し、燃料と吸入空気の混
合作用が大巾に促進され、斯くして高出力を確保するこ
とができる。
の吸入空気は燃料噴霧により引きずられ、その結果燃料
噴霧により誘起された吸入空気の誘起流れが発生する。
この実施例の特徴とするところは、吸気ポートから流入
した吸入空気流と誘起流れとを同一の経路で生じさせる
ようにしたことにある。このように吸気ポートから流入
した吸入空気流と誘起流れとを同一の経路で生じさせる
と吸入空気流および誘起流れの双方が減衰しなくなる。
その結果、強力な旋回流が発生し、燃料と吸入空気の混
合作用が大巾に促進され、斯くして高出力を確保するこ
とができる。
【００４５】次に図１６から図２１を参照しつつ種々の
実施例について説明するが、いずれの実施例においても
図１から図４に示す実施例と同様に平面Ｋ−Ｋ内で扇状
に広がる扁平な燃料噴霧が噴射され、図１５（Ａ）,
（Ｂ）に示されるような逆向きの一対の旋回流８ｄが平
面Ｋ−Ｋの両側に形成される。
実施例について説明するが、いずれの実施例においても
図１から図４に示す実施例と同様に平面Ｋ−Ｋ内で扇状
に広がる扁平な燃料噴霧が噴射され、図１５（Ａ）,
（Ｂ）に示されるような逆向きの一対の旋回流８ｄが平
面Ｋ−Ｋの両側に形成される。
【００４６】図１６から図１８に示される実施例ではシ
リンダ１０内に流入する吸入空気の主流の流入軸線Ｘが
シリンダ１０内において平面Ｋ−Ｋ上で交わるように構
成されている。なお、これらの実施例では各流入軸線Ｘ
の交点Ｙはシリンダ軸線に関して吸気ポート７と反対側
に位置する。このようにシリンダ１０内に流入する吸入
空気の主流の流入軸線Ｘがシリンダ１０内において平面
Ｋ−Ｋ上で交わるように構成すると吸入空気を燃料噴霧
の両側面に沿って確実に流動させることができる。
リンダ１０内に流入する吸入空気の主流の流入軸線Ｘが
シリンダ１０内において平面Ｋ−Ｋ上で交わるように構
成されている。なお、これらの実施例では各流入軸線Ｘ
の交点Ｙはシリンダ軸線に関して吸気ポート７と反対側
に位置する。このようにシリンダ１０内に流入する吸入
空気の主流の流入軸線Ｘがシリンダ１０内において平面
Ｋ−Ｋ上で交わるように構成すると吸入空気を燃料噴霧
の両側面に沿って確実に流動させることができる。
【００４７】次に各実施例について個別に説明すると、
図１６に示す実施例では各吸気ポート７が流入軸線Ｘに
沿って形成されている。また、図１７に示す実施例では
吸入空気の主流が流入軸線Ｘに沿って流れるようにシリ
ンダ軸線から遠い側の吸気ポート内壁面上に吸入空気案
内板２０が設けられている。一方、図１８に示す実施例
では吸入空気の主流が流入軸線Ｘに沿って流れるように
シリンダ軸線から遠い側の各吸気弁５ａかさ部背面上に
吸入空気流案内突壁２１が形成されている。
図１６に示す実施例では各吸気ポート７が流入軸線Ｘに
沿って形成されている。また、図１７に示す実施例では
吸入空気の主流が流入軸線Ｘに沿って流れるようにシリ
ンダ軸線から遠い側の吸気ポート内壁面上に吸入空気案
内板２０が設けられている。一方、図１８に示す実施例
では吸入空気の主流が流入軸線Ｘに沿って流れるように
シリンダ軸線から遠い側の各吸気弁５ａかさ部背面上に
吸入空気流案内突壁２１が形成されている。
【００４８】図１９から図２１はピストン１７の頂面に
衝突する燃料噴霧や吸入空気流をシリンダ１０の内壁面
に向けて効率よく均等に二方向に合流させ、それによっ
て旋回流８ｄを増勢させるようにした実施例を示してい
る。
衝突する燃料噴霧や吸入空気流をシリンダ１０の内壁面
に向けて効率よく均等に二方向に合流させ、それによっ
て旋回流８ｄを増勢させるようにした実施例を示してい
る。
【００４９】次に各実施例について個別に説明すると、
図１９に示す実施例では旋回流８ｄを増勢するためにピ
ストン１７の頂面を平面Ｋ−Ｋから離れるに従って下降
する傾斜面から形成している。また、図２０（Ａ）,
（Ｂ）に示される実施例では旋回流８ｄを増勢するため
に平面Ｋ−Ｋ両側のピストン頂面上に夫々長円形の吸入
空気流案内用凹溝２２が形成されており、図２１に示す
実施例ではピストン頂面上にピストン頂面の中央部全体
に亘って広がる凹溝２３が形成されている。
図１９に示す実施例では旋回流８ｄを増勢するためにピ
ストン１７の頂面を平面Ｋ−Ｋから離れるに従って下降
する傾斜面から形成している。また、図２０（Ａ）,
（Ｂ）に示される実施例では旋回流８ｄを増勢するため
に平面Ｋ−Ｋ両側のピストン頂面上に夫々長円形の吸入
空気流案内用凹溝２２が形成されており、図２１に示す
実施例ではピストン頂面上にピストン頂面の中央部全体
に亘って広がる凹溝２３が形成されている。
【００５０】
【発明の効果】サイクル間変動のない高出力を得ること
ができる。
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による筒内燃料噴射型火花点火式内燃機
関のモデル図である。
関のモデル図である。
【図２】燃焼室側から見たシリンダヘッドの内壁面を示
す図である。
す図である。
【図３】燃焼室の側面図と燃焼室側から見たシリンダヘ
ッドの内壁面を示す図である。
ッドの内壁面を示す図である。
【図４】燃焼室の側面図である。
【図５】燃料噴射弁の噴孔形状を示す拡大図である。
【図６】燃料噴射弁のその他の噴孔形状を示す拡大図で
ある。
ある。
【図７】燃料噴射弁のその他の噴孔形状を示す拡大図で
ある。
ある。
【図８】本発明による筒内燃料噴射型火花点火式内燃機
関の体積効率を示す線図である。
関の体積効率を示す線図である。
【図９】本発明による筒内燃料噴射型火花点火式内燃機
関の出力を示す線図である。
関の出力を示す線図である。
【図１０】燃料噴霧の挙動を示す図である。
【図１１】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の別の実
施例を示す側面図である。
施例を示す側面図である。
【図１２】スモーク濃度を示す図である。
【図１３】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す側面図である。
の実施例を示す側面図である。
【図１４】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す斜視図である。
の実施例を示す斜視図である。
【図１５】燃焼室の側面図である。
【図１６】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す斜視図である。
の実施例を示す斜視図である。
【図１７】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す斜視図である。
の実施例を示す斜視図である。
【図１８】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す側面図である。
の実施例を示す側面図である。
【図１９】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す側面図である。
の実施例を示す側面図である。
【図２０】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す図である。
の実施例を示す図である。
【図２１】筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関の更に別
の実施例を示す側面図である。
の実施例を示す側面図である。
１…燃料噴射弁 ２…燃料噴霧 ５…吸気弁 ６…排気弁 １０…シリンダ １７…ピストン
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｂ 31/00 Ｆ０２Ｂ 31/00 ３０１Ｚ ３３１ ３３１Ｄ Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ 3/26 3/26 Ｃ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｄ 61/18 ３２０ 61/18 ３２０Ｚ ３３０ ３３０Ｚ ３６０ ３６０Ｊ (72)発明者 定金 伸治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 澤田 大作 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 茂木 和久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中田 浩一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA07 AB01 AC04 AC05 AD01 AD06 AD09 AD14 AG02 3G024 AA01 AA09 DA01 DA06 DA08 3G066 AA01 AA02 AB02 AD12 BA02 BA24 CC21 CC26 CC48
Claims (13)
- 【請求項１】 一対の吸気弁を具備し、該一対の吸気弁
がシリンダ軸線を含む平面に対して対称的に配置されて
おり、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射した燃料を点火栓
により着火するようにした火花点火式内燃機関におい
て、上記平面内において扇状に広がりかつ該平面の垂直
方向には平扁をなす燃料噴霧を燃料噴射弁から噴射し、
各吸気弁から燃焼室内に吸入空気を燃料噴霧の噴射方向
に流入させるようにした筒内燃料噴射型火花点火式内燃
機関。 - 【請求項２】 扁平扇状の燃料噴霧の横断面形状が細長
の長円形をなす請求項１に記載の筒内燃料噴射型火花点
火式内燃機関。 - 【請求項３】 燃料噴射弁の噴孔の断面形状がスリット
状又は紡錘状をなす請求項１に記載の筒内燃料噴射型火
花点火式内燃機関。 - 【請求項４】 燃料噴射弁の噴孔が複数の円形孔もしく
は楕円状孔からなり、それら噴孔が単列ないしは複列を
なす請求項１に記載の筒内燃料噴射型火花点火式内燃機
関。 - 【請求項５】 上記平面に沿ってみたピストン頂面の断
面形状が上方に凸のほぼ三角形状をなしている請求項４
に記載の筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関。 - 【請求項６】 上記平面に沿ってみたピストン頂面の頂
角が燃料噴霧の広がり角の１．５倍から２．５倍に設定
されている請求項５に記載の筒内燃料噴射型火花点火式
内燃機関。 - 【請求項７】 シリンダヘッド内壁面の中央部に燃料噴
射弁を配置した請求項１に記載の筒内燃料噴射型火花点
火式内燃機関。 - 【請求項８】 各吸気弁から燃焼室内に吸入空気を上記
平面に対しほぼ平行でかつ上記平面に対し対称的に流入
させるようにした請求項１に記載の筒内燃料噴射型火花
点火式内燃機関。 - 【請求項９】 各吸気弁から燃焼室内に流入する吸入空
気の主流の流入軸線がシリンダ内において上記平面上で
交わるように構成した請求項１に記載の筒内燃料噴射型
火花点火式内燃機関。 - 【請求項１０】 各吸気ポートを上記流入軸線に沿って
形成するか、各吸気ポート内に吸入空気流案内板を設け
るか、各吸気弁のかさ部背面上に吸入空気流案内突壁を
形成することによって上記吸入空気の主流の流入軸線が
シリンダ内において上記平面上で交わるようにした請求
項９に記載の筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関。 - 【請求項１１】 各吸気弁から燃焼室に流入した吸入空
気は上記平面に沿いピストン頂面まで下降した後にピス
トン頂面上を互に反対方向に流れてシリンダ内壁面に沿
い上昇し、それによって上記平面の両側に互いに反対方
向に旋回する旋回流が形成される請求項１に記載の筒内
燃料噴射型火花点火式内燃機関。 - 【請求項１２】 上記旋回流を増勢するためにピストン
頂面を上記平面から離れるに従って下降する傾斜面から
形成した請求項１１に記載の筒内燃料噴射型火花点火式
内燃機関。 - 【請求項１３】 上記旋回流を増勢するために上記平面
両側のピストン頂面上に夫々吸入空気流案内用凹溝を形
成するか、又はピストン頂面上にピストン頂面の中央部
全体に亘って広がる凹溝を形成するようにした請求項１
１に記載の筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051952A JP2002327623A (ja) | 2001-02-28 | 2002-02-27 | 筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001055967 | 2001-02-28 | ||
| JP2001-55967 | 2001-02-28 | ||
| JP2002051952A JP2002327623A (ja) | 2001-02-28 | 2002-02-27 | 筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002327623A true JP2002327623A (ja) | 2002-11-15 |
Family
ID=26610381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002051952A Pending JP2002327623A (ja) | 2001-02-28 | 2002-02-27 | 筒内燃料噴射型火花点火式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002327623A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061020A1 (ja) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| JP2011220220A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| WO2018059928A1 (fr) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | IFP Energies Nouvelles | Moteur a combustion interne a allumage commande avec pistons comportant une cavite a sections elliptiques evolutives |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002051952A patent/JP2002327623A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061020A1 (ja) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| US7597085B2 (en) | 2005-11-24 | 2009-10-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct fuel injection-type spark ignition internal combustion engine |
| KR100926661B1 (ko) * | 2005-11-24 | 2009-11-17 | 도요타 지도샤（주） | 통내 분사식 불꽃 점화 내연 기관 |
| JP2011220220A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| WO2018059928A1 (fr) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | IFP Energies Nouvelles | Moteur a combustion interne a allumage commande avec pistons comportant une cavite a sections elliptiques evolutives |
| FR3057032A1 (fr) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | IFP Energies Nouvelles | Moteur a combustion interne a allumage commande avec pistons comportant une cavite a sections elliptiques evolutives |
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