JP2003035146A - Direct injection spark ignition internal combustion engine - Google Patents

Direct injection spark ignition internal combustion engine

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JP2003035146A JP2002130693A JP2002130693A JP2003035146A JP 2003035146 A JP2003035146 A JP 2003035146A JP 2002130693 A JP2002130693 A JP 2002130693A JP 2002130693 A JP2002130693 A JP 2002130693A JP 2003035146 A JP2003035146 A JP 2003035146A
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Hiroyuki Hokutou
宏之 北東
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Mutsumi Kanda
睦美 神田
Kohachi Tanaka
浩八 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a direct injection spark ignition internal combustion engine that ensures positive ignitability for enabling a stratified charge combustion region to expand positively on a heavy load side. SOLUTION: A spark plug and a fuel injection valve that injects fuel directly into a cylinder are provided. The fuel injected from the fuel injection valve is made to travel along a path near the spark plug, either directly or being deflected. A crank mechanism offsets the center of a crankshaft with respect to a central axis of a piston, so as to reduce a crank angular velocity during a compression stroke.

Description

【発明の詳細な説明】 【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。 【0002】 【従来の技術】気筒内へ直接的に燃料を噴射することに
より、点火時点において点火プラグ近傍だけに混合気を
形成し、気筒内全体としては希薄な混合気の燃焼を可能
にする成層燃焼が公知である。成層燃焼を実施する際に
は、一般的に、燃料噴射弁は、圧縮行程後半に設定され
た燃料噴射開始クランク角度から必要燃料量を噴射する
のに要求される時間だけ開弁されるようになっている。
こうして噴射された燃料は、ピストン頂面に形成された
凹状の燃焼室内へ進入し、燃焼室壁面から熱を奪って気
化しながら燃焼室形状によって点火プラグ方向へ偏向さ
れ、点火プラグ近傍に着火性の良好な混合気を形成する
ことが意図されている。 【0003】一般的な燃料噴射弁は、燃料を円錐状に集
中して噴射するものである。それにより、燃料噴射末期
に噴射された燃料が燃焼室壁面からの熱によって可燃混
合気となるのに必要な時間が比較的長くなり、この時間
を確保するために、燃料噴射終了時期を早めなければな
らない。それにより、圧縮行程後半において噴射可能な
燃料量は必然的に少なくなり、必要燃料量が比較的多く
なる高負荷時には成層燃焼を断念せざるを得なかった。
燃料消費率の低減に有効である成層燃焼を、より広い機
関運転状態で実施することが望まれている。 【0004】特開平9−158736号公報には、スリ
ット形状の噴孔を有する燃料噴射弁を使用して、燃料を
比較的厚さの薄い平らな扇状に噴射することが提案され
ている。こうして噴射された燃料は広範囲の燃焼室壁面
から熱を奪えるために、短時間で可燃混合気とすること
ができ、燃料噴射終了時期を遅らせることが可能となる
ために、圧縮行程後半において噴射可能な燃料量を増加
することができ、成層燃焼領域を高負荷側に拡大するこ
とができるとされている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によっ
て、燃料噴射終了時期を遅らせても、噴射された燃料を
点火時点において確実に可燃混合気とすることができ
る。こうして形成された可燃混合気は、幅に比較して短
い長さを有する平らな形状を有し、略長さ方向に上昇す
る。この可燃混合気が上昇中において点火プラグに接触
している間に、点火時期を迎えなければならないが、こ
の可燃混合気は長さが比較的短いために、上昇中におい
て点火プラグに接触している時間は比較的短く、可燃混
合気の形成時期の僅かなずれによって、点火時点におい
て可燃混合気が点火プラグを既に通過している可能性が
あり、確実な着火性が確保できない。 【0006】従って、本発明の目的は、燃料を比較的厚
さの薄い平らな扇状に噴射する筒内噴射式火花点火内燃
機関において、確実な着火性を確保して確実に成層燃焼
領域を高負荷側に拡大可能とすることである。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明による筒内噴射式
火花点火内燃機関は、点火プラグと、気筒内へ直接的に
燃料を噴射する燃料噴射弁とを具備し、前記燃料噴射弁
から噴射された燃料は直接的に又は偏向されて前記点火
プラグ近傍を通過するようにされ、クランク機構が、圧
縮行程におけるクランク角速度を低下させるように、ピ
ストンの中心軸線に対してクランクシャフト中心を偏倚
させることを特徴とする。 【0008】 【発明の実施の形態】図1は本発明による筒内噴射式火
花点火内燃機関の第一実施形態を示す概略縦断面図であ
り、図2は図1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
る。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、6は気筒略中心上部に配置された点火
プラグである。燃料噴射弁7は、燃料幅中心と気筒中心
とを略一致させるように、燃料を比較的厚さの薄い平ら
な扇状に噴射するものである。 【0009】燃料噴射弁7は、例えば、高い機関出力が
必要な均一燃焼領域において、吸気行程で必要燃料量を
噴射し、点火時点で気筒内に均一混合気を形成するよう
になっている。一方、成層燃焼領域においては、圧縮行
程後半の機関運転状態毎に設定されたクランク角度から
燃料噴射を開始して必要燃料量を噴射するようになって
いる。圧縮行程後半で噴射された燃料は、図1に示すよ
うに、ピストン5の頂面に形成された凹状のキャビティ
8内へ進入し、キャビティ8の底壁81に衝突した後
に、底壁81に沿って側壁82の方向に進行し、その
後、側壁82に沿って手前上方向に偏向されて点火プラ
グ6へ向けられる。以下の説明を含めて手前とは、燃料
噴射弁側である。 【0010】キャビティ8の底壁81に衝突した後の燃
料9は、燃料噴射弁7により噴射される燃料が比較的厚
さの薄い平らな扇状であるために、図2にドットで示す
ように、キャビティ8の底壁81及び側壁82上をさら
に燃料幅方向に拡がりながら進行し、燃料各部分は、キ
ャビティ8から熱を良好に吸収するために短時間で着火
性の良好な混合気(以下、可燃混合気と称する)とな
る。成層燃焼を実現するためには、少なくとも燃料噴射
末期に噴射された燃料が点火時点において可燃混合気と
なっていなければならないが、このように比較的厚さの
薄い平らな扇状に燃料を噴射することで、燃料噴射終了
から点火までの時間を短くすることができ、すなわち、
燃料噴射終了を遅らせることができ、比較的多量の燃料
を点火時点において可燃混合気とすることが可能とな
る。 【0011】こうして形成された可燃混合気は、従来に
おいて、図4(A)に実線で示すように、幅に比較して
短い長さを有する平らな形状を有して、略長さ方向に上
昇する。それにより、可燃混合気が距離L1を移動する
間の比較的短い時間しか可燃混合気Mが点火プラグの点
火位置Pと接触しておらず、この比較的短い時間で点火
時期を迎えなければならない。こうして、燃料噴射時期
の僅かなずれ等によって可燃混合気の形成時期に僅かな
ずれが発生すると、点火時期において、可燃混合気が点
火プラグを既に通過している可能性があり、確実な着火
性を確保することができない。 【0012】本発明は、この問題を解決することを意図
している。本実施形態におけるピストン5の頂面に形成
されたキャビティ8の側壁82は、少なくとも燃料が到
達する範囲において、上端部にはキャビティ8内方向に
突出する返し部83を有し、曲率半径r1の水平方向の
円弧形状を呈しており、この範囲における各側壁部分の
縦断面形状は図3に示すようになっている。また、側壁
82の燃料が到達する範囲における中心垂直平面N1
と、燃料噴射弁7から噴射される燃料の中心垂直平面N
2とは180°で交差し、すなわち、一直線上となって
いる。図3(A)は、図2のA−A断面図であり、気筒
略中心上部に位置する点火プラグに最も近い中央側壁部
分82aを示している。中央側壁部分82aは、返し部
83を含めて曲率半径R1の円弧断面形状を有してい
る。中央側壁部分82aにおける返し部83の突出長は
L1である。また、図3(B)は、図2のB−B断面図
であり、中央側壁部分82aの右側に位置する右側側壁
部分82bを示している。右側側壁部分82bは、返し
部83を含めて曲率半径R2の円弧断面形状を有してい
る。右側側壁部分82bにおける返し部83の突出長は
L2である。また、図3(C)は、図2のC−C断面図
であり、中央側壁部分82aの左側に位置する左側側壁
部分82cを示している。左側側壁部分82cは、返し
部83を含めて曲率半径R3の円弧断面形状を有してい
る。左側側壁部分82cにおける返し部83の突出長は
L3である。各側壁部分における垂直方向の曲率半径及
び返し部83の突出長の関係は、R1>R2>R3及び
L1<L2<L3となっている。 【0013】このように構成されたキャビティ8内に燃
料が噴射されると、底壁81上を燃料幅方向に拡がりな
がら進行して側壁82に到達した燃料は、側壁82の水
平方向の円弧形状によって燃料幅中心方向に偏向される
と共に、各側壁部分の円弧断面形状によって手前上方向
に偏向される。簡単のために、噴射された燃料を放射状
に三つの燃料部分、すなわち、中央燃料部分9aと、右
側燃料部分9bと、左側燃料部分9cとに分割して考え
ると、中央燃料部分9aは中央側壁部分82aによっ
て、また、右側燃料部分9bは右側側壁部分82bによ
って、また、左側燃料部分9cは左側側壁部分82cに
よって、それぞれに、気筒略中心上部に位置する点火プ
ラグ6の方向へ向けられる。こうして、キャビティ8の
底壁81は、中央、右側、及び左側燃料部分9a,9
b,9cを側壁81へ導くための中央、右側、及び左側
燃料導き経路を構成し、中央、右側、及び左側側壁部分
82a,82b,82cは、それぞれ、中央、右側、及
び左側燃料部分9a,9b,9cを点火プラグ6近傍を
通過させるように偏向する中央、右側、及び左側燃料偏
向経路を構成している。 【0014】各燃料偏向経路において、返し部83の突
出長が短いほど、燃料通過に際して、経路長が短くて通
過抵抗が低くなる。また、本実施形態のように、各側壁
部分の垂直方向断面が、全体的な円弧形状を有している
場合であっても、部分的な円弧形状を有している場合で
あっても、各燃料偏向経路において、円弧断面形状の曲
率半径が大きいほど、燃料通過に際して、経路長が短く
て通過抵抗が低くなる。それにより、本実施形態におい
ては、各燃料偏向経路において、返し部83の突出長及
び円弧断面形状における曲率半径に前述のような違いを
持たせてあるために、中央燃料偏向経路上を通過する中
央燃料部分9aは、最も早い時期にキャビティ8を離れ
ると共に点火プラグ6へ向かう速度も最も速くなる。右
側燃料偏向経路上を通過する右側燃料部分9bは、次に
早い時期にキャビティ8を離れると共に点火プラグ6へ
向かう速度も次に速くなる。また、左側燃料偏向経路上
を通過する左側燃料部分9cは、最も遅い時期にキャビ
ティ8を離れると共に点火プラグ6へ向かう速度も最も
遅くなる。 【0015】それにより、図4(B)に示すように、中
央燃料部分9aにより形成される可燃混合気9a’は最
も早く点火プラグ6近傍に達し、次いで、右側燃料部分
9bにより形成される可燃混合気9b’が点火プラグ6
に達し、最後に左側燃料部分9cにより形成される可燃
混合気9c’が点火プラグ6に達するようになる。しか
しながら、これらの可燃混合気は、連続的に拡がる燃料
から形成されるために、互いに完全に独立して存在する
ようなことはなく、図4(B)に示すように互いに周囲
部分において重なって繋がっている。 【0016】このように、本実施形態によれば、燃料噴
射弁から比較的厚さの薄い略扇状に噴射された燃料を放
射状に複数の燃料部分に分割して考えた場合において、
複数の燃料部分により形成される各可燃混合気を繋がっ
た状態で連続的に点火プラグ6近傍を通過させるように
している。すなわち、本実施形態においては、中央燃料
部分9aによる可燃混合気9a’が点火位置Pに接触し
始める時(図4(B)の実線で示す時)から左側燃料部
分9cによる可燃混合気9c’が点火位置Pに依然とし
て接触している時(図4(B)の点線で示す時)までの
間で点火時期を迎えれば良い。言わば、点火プラグ6へ
最も遅く到達する左側燃料部分9cによる可燃混合気9
c’が距離L2を移動する間において点火が実施されれ
ば良い。 【0017】この可燃混合気9c’の移動速度は、前述
したように遅くなり、図4(A)に示す従来の可燃混合
気の移動速度よりも遅く、また、距離L2は、前述の距
離L1に比較して十分に長いために、本実施形態によれ
ば、可燃混合気が点火位置Pと比較的長い時間において
接触し続け、燃料噴射時期の僅かなずれ等によって可燃
混合気の形成時期に僅かなずれが発生しても、点火時期
において、可燃混合気が点火プラグを既に通過している
可能性はなく、確実な着火性を確保することができる。 【0018】本実施形態及び以下に説明するいくつかの
実施形態において、略扇状に噴射された燃料を三つの燃
料部分に分割するものとして説明したが、少なくとも二
つの燃料部分に分割し、各燃料部分により形成される可
燃混合気を順次点火プラグ近傍を通過させるようにすれ
ば、明かに着火性を向上させることができる。また、複
数に分割された燃料部分により形成される可燃混合気の
全てを点火プラグ近傍を通過させるようにする必要はな
く、分割された燃料部分の少なくとも二つにより形成さ
れる可燃混合気を順次点火プラグ近傍を通過させるよう
にしても良い。 【0019】さらに、第一側壁部分82a、第二側壁部
分82b、及び第三側壁部分82cにおいて、円弧断面
形状の曲率半径及び返し部83の突出長の少なくとも一
つを、図2に示すように連続的に変化させるようにして
も良い。これは、言わば、略扇状に噴射された燃料を非
常に多数の燃料部分に分割し、各燃料部分により形成さ
れる可燃混合気を順次点火プラグ6近傍を通過させるこ
とになり、各燃料部分により形成される可燃混合気の繋
がりが良好になり、火炎伝播を非常に良好とすることが
できる。また、以下に説明するいくつかの実施形態を含
めて、本実施形態のように、点火プラグ6へ最初に到達
する可燃混合気を形成する燃料部分の経路を点火プラグ
6に最も近くすることで、この可燃混合気を早期に点火
プラグ6へ到達させることができる。これにより、可燃
混合気と点火プラグとの接触時間をさらに長くすること
ができ、さらに確実な着火性を確保することができる。 【0020】図5は本発明による筒内噴射式火花点火内
燃機関の第二実施形態を示す図2に相当するピストンの
平面図である。本実施形態におけるピストン5’の頂面
に形成されたキャビティ8’は、以下に説明する以外に
ついては、第一実施形態のピストン5の頂面に形成され
たキャビティ8と同じ形状を有している。このキャビテ
ィ8’の側壁82’は、少なくとも燃料が到達する範囲
において、上端部に返し部83’を有し、この返し部8
3’の突出長は、いずれの位置においても同じとされて
いる。図6(A)は図5のD−D断面図であり、図6
(B)は図5のE−E断面図であり、図6(C)は図5
のF−F断面図である。これらの図に示すように、キャ
ビティ8’の側壁82’は、少なくとも燃料が到達する
範囲において同じ曲率半径R4の円弧断面形状を部分的
に有している。それにより、各燃料部分を点火プラグ6
方向へ偏向する中央、右側、及び左側燃料偏向経路は、
経路長及び通過抵抗が略同一となっている。しかしなが
ら、図6に示すように、燃料衝突位置における中央燃料
導き経路81a、右側燃料導き経路81b、及び左側燃
料導き経路81cの傾斜角度は、互いに異なっており、
中央燃料導き経路81aにおける燃料の衝突角度TH1
が最も小さく、右側燃料導き経路81bにおける燃料の
衝突角度TH2が次いで小さく、左側燃料導き経路81
cにおける燃料の衝突角度TH3が最も大きくなってい
る。 【0021】それにより、各燃料導き経路への衝突に際
して、中央燃料部分9aのエネルギ損失が最も少なく、
次いで右側燃料部分9bのエネルギ損失が少なく、左側
燃料部分9cのエネルギ損失が最も大きい。こうして、
第一実施形態と同様に、中央燃料部分9aにより形成さ
れる可燃混合気は最も早く点火プラグ6に達し、次い
で、右側燃料部分9bにより形成される可燃混合気が点
火プラグ6に達し、最後に、左側燃料部分9cにより形
成される可燃混合気が点火プラグ6に達するようにな
り、前述同様な効果を得ることができる。本実施形態で
は、キャビティ8’において、各燃料導き経路における
側壁近傍の深さH1は略同一であり、燃料衝突位置にお
ける傾斜の始点深さH4も略同一とされている。このよ
うなキャビティ8’の底壁形状において、各燃料導き経
路における傾斜角度を徐々に変化させることも可能であ
る。それにより、前述同様に、良好に繋がる可燃混合気
が形成されて良好な成層燃焼を実現できる。 【0022】また、図7は本発明による筒内噴射式火花
点火内燃機関の第三実施形態を示す図6に相当する図で
ある。第二実施形態との違いについてのみ以下に説明す
る。図7(A)は図5のD−D断面図であり、図7
(B)は図5のE−E断面図であり、図7(C)は図5
のF−F断面図である。これらの図に示すように、燃料
衝突位置における中央燃料導き経路81a’、右側燃料
導き経路81b’、及び左側燃料導き経路81c’の傾
斜角度は、互いに異なっており、中央燃料導き経路81
a’における燃料の衝突角度TH1が最も小さく、右側
燃料導き経路81b’における燃料の衝突角度TH4が
次いで小さく、左側燃料導き経路81c’における燃料
の衝突角度TH5が最も大きくなっている。 【0023】それにより、各燃料導き経路への衝突に際
して、中央燃料部分9aのエネルギ損失が最も少なく、
次いで右側燃料部分9bのエネルギ損失が少なく、左側
燃料部分9cのエネルギ損失が最も大きく、第二実施形
態と同様な効果を得ることができる。本実施形態では、
キャビティにおいて、各燃料導き経路における側壁近傍
の深さH1は略同一であるが、中央燃料導き経路81
a’における燃料衝突位置における傾斜の始点深さH4
が最も浅く、次いで、右側燃料導き経路81b’におけ
る燃料衝突位置における傾斜の始点深さH5が浅く、左
側燃料導き経路81c’における燃料衝突位置における
傾斜の始点深さH6が最も深くなっている。このような
キャビティの底壁形状において、各燃料導き経路におけ
る傾斜角度を徐々に変化させることも可能である。それ
により、前述同様に、良好に繋がる可燃混合気が形成さ
れて良好な成層燃焼を実現できる。 【0024】また、図8は本発明による筒内噴射式火花
点火内燃機関の第四実施形態を示す図6に相当する図で
ある。第二実施形態との違いについてのみ以下に説明す
る。図8(A)は図5のD−D断面図であり、図8
(B)は図5のE−E断面図であり、図8(C)は図5
のF−F断面図である。これらの図に示すように、本実
施形態においては燃料衝突位置における各燃料導き経路
の傾斜角度は略同一であるが、中央燃料導き経路81
a”における側壁近傍の深さH1が最も浅く、次いで、
右側燃料導き経路81b”における側壁近傍の深さH2
が浅く、左側燃料導き経路81c”における側壁近傍の
深さH3が最も深くなっている。 【0025】それにより、中央燃料導き経路81a”の
経路長が最も短くなり、次いで右側燃料導き経路81
b”の経路長が短くなり、左側燃料導き経路81c”の
経路長が最も長くなる。こうして、第一実施形態と同様
に、中央燃料部分9aにより形成される可燃混合気は最
も早く点火プラグ6に達し、次いで、右側燃料部分9b
により形成される可燃混合気が点火プラグ6に達し、最
後に、左側燃料部分9cにより形成される可燃混合気が
点火プラグ6に達するようになり、前述同様な効果を得
ることができる。本実施形態においても各燃料導き経路
における側壁近傍の深さを徐々に変化させ、良好に繋が
る可燃混合気を形成することが可能である。 【0026】図9は本発明による筒内噴射式火花点火内
燃機関の第五実施形態を示す図5に相当するピストンの
平面図である。本実施形態におけるピストン5”の頂面
に形成されたキャビティ8”は、以下に説明する以外に
ついては、第二実施形態のピストン5’の頂面に形成さ
れたキャビティ8’と同じ形状を有している。本実施形
態において、各燃料導き経路の燃料衝突位置における傾
斜角度は略同一であるが、中央燃料導き経路上には、中
央燃料部分の幅方向に延在する一つの凸状抵抗部10が
設けられ、右側燃料導き経路上には、右側燃料部分の幅
方向に延在する二つの凸状抵抗部10が設けられ、左側
燃料導き経路上には、左側燃料部分の幅方向に延在する
三つの凸状抵抗部10が設けられている。 【0027】それにより、各燃料導き経路上の凸状抵抗
部の数の違いによって、中央燃料導き経路の通過抵抗が
最も小さく、次いで右側燃料導き経路の通過抵抗が小さ
く、左側燃料導き経路の通過抵抗が最も大きい。こうし
て、第一実施形態と同様に、中央燃料部分9aにより形
成される可燃混合気は最も早く点火プラグ6に達し、次
いで、右側燃料部分9bにより形成される可燃混合気が
点火プラグ6に達し、最後に、左側燃料部分9cにより
形成される可燃混合気が点火プラグ6に達するようにな
り、前述同様な効果を得ることができる。 【0028】本実施形態において、凸状抵抗部は、各燃
料導き経路上に設けられているが、もちろん、同様な考
え方に基づき各燃料偏向経路上に設けることも可能であ
る。また、抵抗部を凸状ではなく凹状にしても同様に通
過抵抗を増加させることができる。また、凸状又は凹状
の抵抗部の数を違えることに代えて又は加えて、凸状又
は凹状の抵抗部の高さ又は深さを異ならせることによっ
て各燃料導き経路の通過抵抗を変化させるようにしても
良い。さらに、通過抵抗を最も小さくする燃料導き経路
上及び燃料偏向経路上には、抵抗部を設けなくても良
い。 【0029】図10は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第六実施形態を示す図5に相当するピストン
の平面図である。本実施形態におけるピストン500の
頂面に形成されたキャビティ800は、以下に説明する
以外については、第二実施形態のピストン5’の頂面に
形成されたキャビティ8’と同じ形状を有している。本
実施形態において、キャビティ800の底壁には、中
央、右側、及び左側燃料導き経路をそれぞれ区画するた
めの四つのガイド突部20が設けられている。各ガイド
突部20は、燃料の中心垂直平面N2に対して、略平行
で略対称である。こうして区画された中央燃料導き経路
は、中央燃料部分をほとんど偏向することなく中央燃料
偏向経路に導くが、右側及び左側燃料導き経路は、右側
及び左側燃料部分を水平方向に偏向して右側及び左側燃
料偏向経路へ導くことになり、その分の通過抵抗を右側
及び左側燃料部分へ与える。 【0030】キャビティ800の側壁において、燃料が
到達する範囲における水平方向の円弧形状の曲率半径r
2は、第二実施形態のキャビティ8’の曲率半径r1に
比較して小さくされており、それにより、右側及び左側
燃料偏向経路は、右側及び左側燃料導き経路上で水平方
向に偏向されて到達する燃料を良好に点火プラグ6近傍
へ偏向するようになっている。こうして、中央燃料部分
により形成される可燃混合気は最も早く点火プラグ6に
達し、次いで、右側及び左側燃料部分により形成される
可燃混合気が点火プラグ6に達し、可燃混合気と点火プ
ラグとの接触時間が長くなり前述同様な効果を得ること
ができる。 【0031】本実施形態において、右側及び左側燃料導
き経路における通過抵抗は略同一で、右側及び左側燃料
部分により形成される可燃混合気はほぼ同時に点火プラ
グ6に到達するようになっている。しかしながら、例え
ば、左側燃料導き経路を区画するガイド突部20を燃料
の中心垂直平面方向に傾斜させることで、左側燃料部分
の水平方向の偏向度合いが大きくなり、右側燃料導き経
路に比較して左側燃料導き経路における通過抵抗を大き
くすることができ、これまでの実施形態のように、各燃
料部分により形成される可燃混合気が順次点火プラグ近
傍を通過するようにすることができる。 【0032】図11は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第七実施形態を示す図10に相当するピスト
ンの平面図である。本実施形態におけるピストン501
の頂面に形成されたキャビティ801は、以下に説明す
る以外については、第六実施形態のピストン500の頂
面に形成されたキャビティ800と同じ形状を有してい
る。本実施形態において、キャビティ801の底壁に
は、中央、右側、及び左側燃料導き経路をそれぞれ区画
するための四つのガイド突部21が設けられている。各
ガイド突部21は、燃料の中心垂直平面N2に対して内
側に湾曲し、燃料の中心垂直平面N2に対して略対称で
ある。また、燃料の中心垂直平面N2から離れるガイド
突部ほど小さな曲率半径を有している。こうして区画さ
れた中央燃料導き経路は、中央燃料部分をほとんど偏向
することなく中央燃料偏向経路に導くが、右側及び左側
燃料導き経路は、右側及び左側燃料部分を水平方向に偏
向して右側及び左側燃料偏向経路へ導くことになり、そ
の分の通過抵抗を右側及び左側燃料部分へ与え、第六実
施形態と同様に、可燃混合気と点火プラグとの接触時間
が長くなり前述同様な効果を得ることができる。本実施
形態においても、第六実施形態と同様な考え方に基づき
右側燃料導き経路と左側燃料導き経路の通過抵抗に違い
を持たせ、各燃料部分により形成される可燃混合気が順
次点火プラグ近傍を通過するようにすることができる。 【0033】図12は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第八実施形態を示す図5に相当するピストン
の平面図である。本実施形態におけるピストン502の
頂面に形成されたキャビティ802は、以下に説明する
以外については、第二実施形態のピストン5’の頂面に
形成されたキャビティ8’と同じ形状を有している。本
実施形態において、キャビティ802の底壁の燃料衝突
位置における傾斜角度は略同一であるが、底壁には略扇
状に噴射される燃料を全体的に燃料幅左方向に偏向する
複数の偏向ガイド突部22が設けられている。偏向側、
すなわち、左側に位置する偏向ガイド突部22は、右側
に位置する偏向ガイド突部22に比較して傾きが小さく
されている。点火プラグ6’は、左側に少し偏心されて
いる。 【0034】こうして、偏向ガイド突部22によって偏
向された燃料がキャビティ802の側壁によって手前上
方向に偏向されると、この燃料により形成される可燃混
合気Mは、図4(A)に相当する図14に示すように、
左側に偏心された点火プラグ6に対して平面的には右下
から斜め左上方向に移動する。可燃混合気Mの移動速度
は、噴射された燃料が有する運動エネルギによるもので
あり、図4(A)に示す従来の場合と図14に示す本実
施形態の場合においてほぼ等しいと考えられる。こうし
て、本実施形態によれば、可燃混合気Mが距離L3を移
動する間において可燃混合気Mは点火位置Pに接触して
おり、距離L3は前述の距離L1に比較して十分に長い
ために、燃料噴射時期の僅かなずれ等によって可燃混合
気の形成時期に僅かなずれが発生しても、点火時期にお
いて確実な着火性を確保することができる。 【0035】本実施形態において、左側に位置する偏向
ガイド突部22は、右側に位置する偏向ガイド突部22
に比較して傾きが小さくされているために、キャビティ
802の底壁において、燃料の左側は、あまり左方向に
偏向されない。それにより、可燃混合気となって移動す
る際に、可燃混合気の左側は、左側方向へゆっくり移動
するために、可燃混合気がシリンダボアに接触し難くな
る。こうして、シリンダボアに燃料が付着してエンジン
オイルの希釈させる等の問題を防止することができる。 【0036】本実施形態において、偏向ガイド22は、
キャビティの底壁、すなわち、燃料導き経路に設けられ
ているが、キャビティの側壁、すなわち、燃料偏向経路
上に設けるようにしても良い。この場合において、燃料
偏向経路は、燃料を手前上方向に偏向するだけでなく、
燃料幅左方向にも偏向することになる。以下の実施形態
を含めて、本実施形態において、点火プラグは気筒略中
心に配置することも可能である。この場合においては、
前述した可燃混合気の斜め上方向への移動が垂直方向に
近づくこととなるが、従来に比較して長い距離を移動す
る間において、可燃混合気は点火位置に接触するため
に、可燃混合気と点火プラグとの接触時間が長くなり、
点火時期における確実な着火性を確保することができ
る。 【0037】図13は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第九実施形態を示す図5のG−G断面図に相
当する図である。本実施形態におけるキャビティ803
の底壁は、燃料の右側端部から左側端部の方向に傾斜し
ている。それにより、底壁上を進行する燃料には左方向
への偏向力が作用し、第八実施形態と同様に、可燃混合
気は図14に示すように移動させ、可燃混合気と点火プ
ラグとの接触時間が長くなり、点火時期における確実な
着火性を確保することができる。 【0038】本実施形態において、キャビティ803の
底壁における傾斜角度は、燃料の右端部における傾斜角
度より左端部における方が小さくされており、キャビテ
ィ803の底壁において、燃料の左側は、あまり左方向
に偏向されないようになっている。それにより、可燃混
合気となって移動する際に、可燃混合気の左側は、左側
方向へゆっくり移動するために、可燃混合気がシリンダ
ボアに接触し難くなる。こうして、シリンダボアに燃料
が付着してエンジンオイルの希釈させる等の問題を防止
することができる。 【0039】図15は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第十実施形態を示す図2に相当するピストン
の平面図である。本実施形態におけるピストン504の
頂面に形成されたキャビティ804は、以下に説明する
以外については、第二実施形態のピストン5の頂面に形
成されたキャビティ8と同じ形状を有しており、垂直方
向軸線を中心に時計方向に所定角度回転させた構造とな
っている。本実施形態において、側壁の燃料が到達する
範囲における中心垂直平面N1’と、燃料噴射弁7から
噴射される燃料の中心垂直平面N2とは所定鈍角THで
交差しており、点火プラグ6’は左方向に少し偏倚され
ている。 【0040】このように構成された側壁は、燃料を中心
垂直平面N1’に沿って上方向に偏向する。それによ
り、点火プラグ6’から見れば、燃料により形成される
可燃混合気は、上昇するほど左方向に移動することにな
る。それにより、第八実施形態と同様に、可燃混合気は
図14に示すように移動させ、可燃混合気と点火プラグ
との接触時間が長くなり、点火時期における確実な着火
性を確保することができる。 【0041】また、本実施形態において、側壁の燃料が
到達する範囲における垂直方向の断面形状は、左側のJ
−J断面が図3(C)に相当し、中央のI−I断面が図
3(B)に相当し、右側のH−H断面が図3(A)に相
当している。それにより、燃料の左側部分ほど上昇速度
が遅くなり、点火時点において、この部分の点火プラグ
6’に対する左方向の移動量が少なくなる。こうして、
可燃混合気がシリンダボアに接触し難くなる。本実施形
態において、側壁の燃料が到達する範囲は水平方向の一
つの曲率半径を有する円弧状となっている。しかしなが
ら、この範囲の側壁における左側部分を部分的に小さな
曲率半径とすることで、燃料の左側部分の左方向への移
動速度を低下させ、さらに確実に可燃混合気がシリンダ
ボアに接触することを防止することができる。 【0042】図16は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第十一実施形態を示すピストンの平面図であ
る。本実施形態におけるピストン505の頂面に形成さ
れたキャビティ805は、比較的厚さの薄い平らな扇状
に噴射された燃料を手前上方向に偏向するものである。
点火プラグ6’は左側に偏倚されている。本実施形態に
おいて、吸気ポートは気筒内に反時計水平方向のスワー
ルを形成するように構成されている。また、ピストン5
05の頂面には、キャビティ805の側壁の燃料が到達
する範囲に対応して隆起部50が形成されている。 【0043】それにより、スワールの一部は、隆起部に
沿って旋回し、手前上方向に偏向された燃料により形成
される可燃混合気を左方向へ移動させる。それにより、
第八実施形態と同様に、可燃混合気は図14に示すよう
に移動させ、可燃混合気と点火プラグとの接触時間が長
くなり、点火時期における確実な着火性を確保すること
ができる。 【0044】図17は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第十二実施形態を示すピストンの平面図であ
る。本実施形態におけるピストン506の頂面に形成さ
れたキャビティ806は、比較的厚さの薄い平らな扇状
に噴射された燃料を手前上方向に偏向するものである。
点火プラグ6’は左側に少し偏倚されている。本実施形
態において、ピストン506の頂面には、主に、キャビ
ティ806の側壁の燃料が到達する範囲に沿って左方向
に移動するスキッシュを発生するスキッシュエリア60
が形成されている。 【0045】それにより、スキッシュは、手前上方向に
偏向された燃料により形成される可燃混合気を左方向へ
移動させる。それにより、第八実施形態と同様に、可燃
混合気は図14に示すように移動させ、可燃混合気と点
火プラグとの接触時間が長くなり、点火時期における確
実な着火性を確保することができる。 【0046】図18は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第十三実施形態を示す概略縦断面図である。
図1の第一実施形態との違いについてのみ以下に説明す
る。本実施形態におけるキャビティ807の底壁には、
燃料噴射弁7から噴射される燃料がピストン507の上
昇に伴って順次衝突する第一、第二、及び第三段部80
7a,807b,807cが形成されている。また、ピ
ストン507の頂面には、主に、燃料噴射弁7の対向側
から燃料噴射弁方向に進行するスキッシュを発生させる
スキッシュエリア70が設けられている。 【0047】低負荷側で燃料噴射量が少ない時でも、燃
料噴射弁から噴射される燃料は、必ず第一及び第二段部
807a,807bに衝突するようになっている。第一
及び第二段部807a,807bは、それぞれ、燃料を
互いに略平行に上方向へ偏向し、少なくとも、こうして
偏向される燃料は、点火プラグ6よりスキッシュ上流側
へ向かうようになっている。第一及び第二段部807
a,807bにより偏向された燃料は、それぞれ、良好
に可燃混合気となるために、全体的には、前述した実施
形態に比較して確実に厚さの厚い可燃混合気となって、
スキッシュによって点火プラグ6方向へ移動される。そ
れにより、本実施形態では、可燃混合気は点火プラグと
厚さ方向に比較的長い時間接触し続け、従来に比較して
可燃混合気と点火プラグとの接触時間が長くなり、点火
時期における確実な着火性を確保することができる。 【0048】本実施形態において、高負荷側となって燃
料噴射量が増加すると、第三段部807cにも燃料が衝
突して上方向に偏向される。この燃料により形成される
可燃混合気は、第二段部807bにより上方向へ偏向さ
れた燃料により形成される可燃混合気に隣接して位置す
るために、さらに可燃混合気の厚さを厚くし、厚さ方向
に移動する可燃混合気と点火プラグとの接触時間がさら
に長くなり、点火時期におけるさらに確実な着火性を確
保することができる。 【0049】図19は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第十四実施形態を説明するための燃料噴射パ
ターンである。同図において、点線は従来の燃料噴射パ
ターンであり、本実施形態の燃料噴射パターンは、実線
で示すように、燃料噴射初期の噴射率を高めると共に、
燃料噴射末期の噴射率を低くしている。それにより、同
じ噴射期間で同量の燃料を噴射することができる。こう
して、燃料噴射末期の噴射率を低くすると、この時に噴
射される燃料の運動エネルギが減少し、噴射されてから
可燃混合気が点火プラグに到達するまでの時間を延長す
ることができる。これは、言わば、可燃混合気の全体的
な長さを長くすることになり、可燃混合気と点火プラグ
との接触時間が長くなるために、点火時期における確実
な着火性を確保することができる。 【0050】本実施形態において、燃料噴射初期の噴射
率を高めないことも可能である。それにより、燃料噴射
期間は延長することになるが、噴射率を低くして噴射し
た燃料は、容易に気化して可燃混合気となり易く、すな
わち、早期に可燃混合気となるために、燃料噴射終了時
期が遅れても点火時点において噴射された燃料は全て可
燃混合気となっており、特に問題とはならない。これ
は、燃料噴射初期の噴射率を高めれば、さらに多量の燃
料が噴射可能であることを意味している。 【0051】燃料噴射初期の噴射率を高めても、この時
に噴射された燃料は、点火までの十分な時間によって良
好な可燃混合気となることができる。燃料噴射弁は、一
般的に、ニードルリフト量によって噴射率が変化する構
造である。それにより、燃料噴射末期に噴射率を低くす
るためには、燃料噴射末期のニードルリフト量を小さく
制御すれば良い。また、燃料噴射弁は、一般的に、小容
量の燃料溜まりを介して高圧燃料を噴射するものであ
り、燃料噴射弁の開弁中には燃料供給通路により燃料溜
まりへ燃料が供給されるようになっている。それによ
り、燃料供給通路に絞りを設ければ、燃料噴射初期に
は、燃料溜まり内の高圧の燃料が噴射されるが、燃料噴
射末期には、燃料溜まり内の燃料圧力は低下するため
に、この時の噴射率を低くすることができる。 【0052】図20は本発明による筒内噴射式火花点火
内燃機関の第十五実施形態を説明するためのクランク機
構を示す概略図である。同図において、本実施形態のク
ランク機構900は、時計方向に回転し、回転中心90
0aがピストン508の中心軸線に対して左側に偏倚し
ている。それにより、ピストン508が下降する時のク
ランク角速度は速くなるが、ピストン508が上昇する
時のクランク角速度は遅くなる。本実施形態において、
可燃混合気が点火プラグに接触している時間は延長され
ないが、圧縮行程における燃料噴射時期が多少ずれて
も、ピストンの上昇速度が遅いために、ほぼ所望のピス
トン位置で燃料を噴射することができ、確実な着火性を
確保することができる。 【0053】前述した第十四実施形態において、内燃機
関は、燃料をピストン頂面のキャビティにより点火プラ
グ方向へ偏向するものに限定されず、燃料を飛行中に気
化させて直接的に点火プラグ方向に向かわせるもので
も、従来に比較して可燃混合気と点火プラグとの接触時
間が延長し、確実な着火性を確保することができる。ま
た、第十四及び第十五実施形態においては、燃料を略扇
状に噴射するものにも限定されず、燃料を円錐状に噴射
するものでも良い。これらの内燃機関においても、従来
に比較して確実な着火性を確保することができる。 【0054】 【発明の効果】このように、本発明による筒内噴射式火
花点火内燃機関は、点火プラグと、気筒内へ直接的に燃
料を噴射する燃料噴射弁とを具備し、燃料噴射弁から噴
射された燃料は直接的に又は偏向されて点火プラグ近傍
を通過するようにされ、クランク機構が、圧縮行程にお
けるクランク角速度を低下させるように、ピストンの中
心軸線に対してクランクシャフト中心を偏倚させるよう
になっているために、圧縮行程において、燃料噴射時期
が多少ずれても、ほぼ所望のピストン位置で燃料噴射が
実施され、確実な着火性が確保される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct injection type spark point.
The present invention relates to a fire internal combustion engine. [0002] Injecting fuel directly into a cylinder
Therefore, at the time of ignition, the air-fuel mixture is
Formed, enabling the combustion of a lean mixture in the entire cylinder
Stratified combustion is known. When performing stratified combustion
In general, the fuel injector is set in the latter half of the compression stroke
Inject required fuel amount from the fuel injection start crank angle
The valve is opened only for the required time.
The fuel injected in this way was formed on the top surface of the piston
It enters the concave combustion chamber and takes heat from the combustion chamber wall to
Deflected toward the spark plug due to the shape of the combustion chamber
To form a mixture with good ignitability near the spark plug
That is intended. A general fuel injection valve collects fuel in a conical shape.
It is the one that injects. As a result, the last stage of fuel injection
Fuel injected into the combustion chamber is combustible by heat from the combustion chamber wall.
The time required to become aiki is relatively long, and this time
Fuel injection end time must be advanced to ensure
No. This allows injection in the second half of the compression stroke
The amount of fuel is inevitably low and the required amount of fuel is relatively large
At a very high load, stratified combustion had to be abandoned.
Stratified combustion, which is effective in reducing fuel consumption,
It is desired that the operation be performed in a related operation state. [0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-158736 discloses a sleeve.
Fuel is injected using a fuel injection valve with a
It is proposed to spray a relatively thin, flat fan.
ing. The fuel injected in this way is applied to a wide range of combustion chamber walls.
A combustible mixture in a short time to remove heat from
And the fuel injection end time can be delayed
To increase the amount of fuel that can be injected in the second half of the compression stroke
To expand the stratified combustion area to the high load side.
It is said that it can be. [0005] According to the prior art described above,
Even if the fuel injection end time is delayed,
Combustible mixture can be ensured at ignition time
You. The combustible mixture thus formed is short in comparison to its width.
It has a flat shape with a long length and rises almost in the longitudinal direction
You. When the combustible mixture rises, it contacts the spark plug
While the ignition timing must be reached,
The flammable mixture has a relatively short length,
The contact time with the spark plug is relatively short.
Due to a slight shift in the formation of aiki,
The combustible mixture may have already passed through the spark plug
There is no reliable ignitability. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel that is relatively thick.
In-cylinder spark-ignition internal combustion with a thin, flat fan
In the engine, ensure stratified combustion by ensuring reliable ignition performance
That is, the area can be expanded to the high load side. [0007] In-cylinder injection type according to the present invention
A spark ignition internal combustion engine has a spark plug and a direct
A fuel injection valve for injecting fuel, wherein the fuel injection valve
The fuel injected from the ignition is directly or deflected
So that it passes near the plug and the crank mechanism
In order to reduce the crank angular speed during the contraction stroke,
Offset the center of the crankshaft to the center axis of the ston
It is characterized by making it. FIG. 1 is a cylinder injection type fire according to the present invention.
1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of a flower ignition internal combustion engine.
FIG. 2 is a plan view of the piston in FIG. this
In these figures, 1 is an intake port and 2 is an exhaust port.
You. The intake port 1 is via the intake valve 3 and the exhaust port 2 is
Through the exhaust valve 4, each of them communicates with the cylinder. 5 is
Reference numeral 6 denotes a piston, which is located at the upper center of the cylinder.
Plug. The fuel injection valve 7 has a fuel width center and a cylinder center.
The fuel should be relatively thin and flat so that
It is a fan-like injection. The fuel injection valve 7 has, for example, a high engine output.
In the required uniform combustion region, the required fuel amount in the intake stroke
Inject and form a homogeneous mixture in the cylinder at the time of ignition
It has become. On the other hand, in the stratified combustion region,
From the crank angle set for each engine operating state in the latter half
Start fuel injection and inject the required amount of fuel
I have. The fuel injected in the second half of the compression stroke is shown in FIG.
Thus, a concave cavity formed on the top surface of the piston 5
After entering the inside 8 and colliding with the bottom wall 81 of the cavity 8
In the direction of the side wall 82 along the bottom wall 81,
After that, it is deflected upward toward the front along the side wall 82 and the ignition plug
It is directed to group 6. Including the following explanation,
It is the injection valve side. The fuel after colliding with the bottom wall 81 of the cavity 8
The fuel 9 is such that the fuel injected by the fuel injection valve 7 is relatively thick.
Due to its thin flat fan shape, it is indicated by dots in FIG.
Thus, the bottom wall 81 and the side wall 82 of the cavity 8 are further
The fuel spreads in the fuel width direction, and each part of the fuel
Ignition in a short time to absorb heat well from cavity 8
Mixture with good flammability (hereinafter referred to as a combustible mixture).
You. To achieve stratified combustion, at least the fuel injection
The fuel injected at the end of the period
It should be relatively thick
Fuel injection is completed by injecting fuel in a thin flat fan shape
To ignition can be shortened, that is,
The end of fuel injection can be delayed, and a relatively large amount of fuel
To a flammable mixture at the time of ignition.
You. [0011] The combustible mixture thus formed is conventionally
In addition, as shown by a solid line in FIG.
It has a flat shape with a short length and is almost
Ascend. Thereby, the combustible mixture moves the distance L1.
The flammable mixture M is only at the point of the spark plug for a relatively short time between
Not in contact with fire position P, ignition in this relatively short time
We have to reach a time. Thus, the fuel injection timing
Due to slight deviation of the combustible mixture
If a misalignment occurs, the combustible air-fuel mixture
Possibly ignited because the fire plug may have already passed
Nature cannot be secured. [0012] The present invention aims to solve this problem.
are doing. Formed on the top surface of piston 5 in this embodiment
The side wall 82 of the cavity 8 at least receives the fuel.
As far as it can reach, the upper end has
It has a protruding return portion 83 and has a curvature radius r1 in the horizontal direction.
It has an arc shape, and each side wall portion in this range
The vertical cross-sectional shape is as shown in FIG. Also the side wall
The center vertical plane N1 in the range where the fuel reaches 82
And the center vertical plane N of the fuel injected from the fuel injection valve 7
2 intersects at 180 °, ie, on a straight line
I have. FIG. 3A is a sectional view taken along line AA of FIG.
The central side wall closest to the spark plug located at the top of the center
The minute 82a is shown. The central side wall portion 82a is
83, including an arc cross-sectional shape having a radius of curvature R1.
You. The protrusion length of the return portion 83 in the central side wall portion 82a is
L1. FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG.
And the right side wall located on the right side of the central side wall portion 82a.
The portion 82b is shown. The right side wall portion 82b is turned
It has an arc cross-sectional shape with a radius of curvature R2 including the portion 83
You. The protrusion length of the return portion 83 in the right side wall portion 82b is
L2. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
And a left side wall located on the left side of the central side wall portion 82a.
The portion 82c is shown. The left side wall portion 82c is turned
It has an arc cross-sectional shape with a radius of curvature R3 including the portion 83
You. The protrusion length of the return portion 83 in the left side wall portion 82c is
L3. The radius of curvature in the vertical direction at each side wall
The relationship of the protruding length of the return portion 83 is R1>R2> R3 and
L1 <L2 <L3. The fuel in the cavity 8 thus configured is
When the fuel is injected, it does not spread on the bottom wall 81 in the fuel width direction.
The fuel that has progressed and reached the side wall 82 has water on the side wall 82.
Deflected toward center of fuel width by flat circular arc shape
At the same time, depending on the arc cross-sectional shape of each side wall,
Is deflected. Radiated injected fuel for simplicity
Three fuel parts, namely the central fuel part 9a and the right
Divided into side fuel section 9b and left fuel section 9c
Then, the central fuel portion 9a is formed by the central side wall portion 82a.
In addition, the right fuel portion 9b is formed by the right side wall portion 82b.
Therefore, the left fuel portion 9c is attached to the left side wall portion 82c.
Therefore, each of the ignition plugs
It is directed in the direction of the lug 6. Thus, the cavity 8
The bottom wall 81 has a central, right and left fuel portion 9a, 9
center, right and left for guiding b, 9c to side wall 81
Constructs a fuel guide path, center, right and left side wall
82a, 82b, and 82c are center, right, and left, respectively.
And the left fuel parts 9a, 9b, 9c around the spark plug 6
Center, right, and left fuel deflections that deflect to pass through
Constitute a direction route. In each fuel deflection path, the protrusion of the return portion 83
The shorter the projecting length is, the shorter the route length is when passing fuel.
Overresistance decreases. Also, as in the present embodiment, each side wall is
The vertical cross section of the part has a general arc shape
Even if it has a partial arc shape
Even if there is, in each fuel deflection path,
The larger the radius, the shorter the path length when passing fuel.
Therefore, the passage resistance is reduced. Thereby, in the present embodiment,
In each fuel deflection path, the protrusion length of the return portion 83
Differences in the radius of curvature in
While passing on the central fuel deflection path
The central fuel section 9a leaves the cavity 8 at the earliest time
And the speed toward the spark plug 6 is also the highest. right
The right fuel portion 9b passing on the side fuel deflection path is
Leaves cavity 8 early and goes to spark plug 6
The heading speed also increases next. Also, on the left fuel deflection path
The left fuel portion 9c passing through the
When leaving the tee 8, the speed toward the spark plug 6 is also the highest
Become slow. As a result, as shown in FIG.
The combustible mixture 9a 'formed by the central fuel portion 9a
Quickly reach the vicinity of the spark plug 6, then the right fuel section
9b is formed by the combustible mixture 9b '
And finally combustible formed by the left fuel part 9c
The mixture 9c 'reaches the spark plug 6. Only
Meanwhile, these combustible mixtures are continuously expanded fuel
Exist completely independently of each other to be formed from
There is no such thing, as shown in FIG.
It overlaps in part and is connected. As described above, according to the present embodiment, the fuel injection
The fuel injected from the injection valve into a relatively thin fan-like shape is released.
In the case of dividing into multiple fuel parts in a radial pattern,
Connect each combustible mixture formed by multiple fuel sections
So that it continuously passes near the spark plug 6
are doing. That is, in the present embodiment, the central fuel
The combustible mixture 9a 'by the part 9a comes into contact with the ignition position P.
From the start (at the time indicated by the solid line in FIG. 4B), the left fuel section
The combustible mixture 9c 'by the minute 9c remains at the ignition position P
(Indicated by the dotted line in FIG. 4B)
What is necessary is just to reach the ignition timing. In a word, to spark plug 6
Combustible mixture 9 by the left-hand fuel portion 9c that arrives latest
The ignition is performed while c ′ travels the distance L2.
Good. The moving speed of the combustible mixture 9c 'is as described above.
As shown in FIG. 4, the conventional combustible mixing shown in FIG.
Is slower than the moving speed of the air, and the distance L2 is equal to the aforementioned distance.
According to the present embodiment, the length is sufficiently longer than the separation L1.
If the combustible mixture is relatively long with the ignition position P,
Combustion due to slight deviation of fuel injection timing, etc.
Even if there is a slight deviation in the mixture formation timing, the ignition timing
Flammable mixture has already passed through the spark plug at
There is no possibility, and reliable ignition performance can be ensured. This embodiment and some of the embodiments described below
In the embodiment, the fuel injected in a substantially fan shape is divided into three fuels.
It was explained as being divided into
Divided into two fuel parts and formed by each fuel part.
So that the fuel-air mixture passes in sequence near the spark plug.
If this is the case, the ignitability can be clearly improved. Also,
Of the combustible mixture formed by the number of divided fuel parts
It is not necessary to let everything pass near the spark plug.
Formed by at least two of the divided fuel sections
Flammable air-fuel mixture in order to pass near the spark plug.
You may do it. Further, a first side wall portion 82a, a second side wall portion
Arc section at the portion 82b and the third side wall portion 82c.
At least one of the radius of curvature of the shape and the protruding length of the return portion 83
One is to change continuously as shown in FIG.
Is also good. This means that the fuel injected in a substantially fan shape is
Always divided into a number of fuel sections and formed by each fuel section
Flammable air-fuel mixture is passed through the vicinity of the spark plug 6 sequentially.
The connection of the combustible mixture formed by each fuel part
Good scraping and very good flame propagation
it can. It also includes some embodiments described below.
To reach the spark plug 6 first, as in the present embodiment.
The path of the fuel part forming a combustible mixture
6 to ignite this combustible mixture early
The plug 6 can be reached. This allows flammable
Prolong the contact time between the mixture and the spark plug
And more reliable ignitability can be ensured. FIG. 5 shows an in-cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
FIG. 2 shows a second embodiment of a fuel engine,
It is a top view. Top surface of piston 5 'in this embodiment
The cavity 8 'formed in the
About the top surface of the piston 5 of the first embodiment.
It has the same shape as the cavity 8. This cavite
The side wall 82 ′ of the fuel cell 8 ′ is at least in the area where the fuel can reach.
Has a return portion 83 'at the upper end thereof.
The 3 'protruding length is the same at any position
I have. FIG. 6A is a sectional view taken along the line DD of FIG.
FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 5, and FIG.
It is FF sectional drawing of. As shown in these figures,
At least the fuel reaches the side wall 82 'of the bitty 8'
Partial arc cross-sectional shape with the same radius of curvature R4 in the range
Have. As a result, each fuel part is
The center, right and left fuel deflection paths that deflect in the directions
The path length and the passage resistance are substantially the same. But
As shown in FIG. 6, the central fuel at the fuel collision position
Guide path 81a, right fuel guide path 81b, and left fuel
The inclination angles of the charge guiding paths 81c are different from each other,
Fuel collision angle TH1 in central fuel guide path 81a
Is the smallest, and the fuel
The collision angle TH2 is the next smallest, and the left fuel guiding path 81
The fuel collision angle TH3 at c is the largest
You. [0021] Thereby, at the time of collision with each fuel guiding path,
As a result, the energy loss of the central fuel portion 9a is the smallest,
Next, the energy loss of the right fuel portion 9b is small,
The energy loss of the fuel portion 9c is the largest. Thus,
Similar to the first embodiment, formed by the central fuel portion 9a.
The flammable mixture reaches the spark plug 6 first,
The flammable mixture formed by the right fuel portion 9b
Reaching the fire plug 6 and finally shaped by the left fuel part 9c
The combustible mixture formed reaches the spark plug 6.
Therefore, the same effect as described above can be obtained. In this embodiment
In the cavity 8 'in each fuel guiding path
The depth H1 near the side wall is substantially the same, and
The starting point depth H4 of the inclination is also substantially the same. This
The shape of the bottom wall of the cavity 8 '
It is also possible to gradually change the inclination angle on the road.
You. As a result, as described above, a flammable air-fuel mixture
Is formed, and good stratified combustion can be realized. FIG. 7 shows a cylinder injection type spark according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the ignition internal combustion engine, which corresponds to FIG. 6.
is there. Only the differences from the second embodiment will be described below.
You. FIG. 7A is a sectional view taken along the line DD of FIG.
FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 5, and FIG.
It is FF sectional drawing of. As shown in these figures, the fuel
Central fuel guiding path 81a 'at impact location, right side fuel
The inclination of the guiding path 81b 'and the left fuel guiding path 81c'
The oblique angles are different from each other and
The collision angle TH1 of the fuel at a 'is the smallest,
The fuel collision angle TH4 in the fuel guiding path 81b 'is
The next smaller fuel in the left fuel guiding path 81c '
Has the largest collision angle TH5. [0023] Thereby, in the event of a collision with each fuel guiding path,
As a result, the energy loss of the central fuel portion 9a is the smallest,
Next, the energy loss of the right fuel portion 9b is small,
The energy loss of the fuel portion 9c is the largest, and the second embodiment
The same effect as in the embodiment can be obtained. In the present embodiment,
In the cavity, near the side wall in each fuel guiding path
Of the center fuel guide path 81 are substantially the same.
Starting point depth H4 of the slope at the fuel collision position at a '
Is the shallowest, and then on the right fuel guiding path 81b '.
Starting point depth H5 at the fuel collision position is shallow,
At the fuel collision position on the side fuel guiding path 81c '
The starting point depth H6 of the inclination is the deepest. like this
In the bottom wall shape of the cavity,
It is also possible to gradually change the inclination angle. It
As a result, a well-connected combustible mixture is formed as described above.
And good stratified combustion can be realized. FIG. 8 shows an in-cylinder injection type spark according to the present invention.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 showing a fourth embodiment of an ignition internal combustion engine.
is there. Only the differences from the second embodiment will be described below.
You. FIG. 8A is a sectional view taken along the line DD of FIG.
FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 5, and FIG.
It is FF sectional drawing of. As shown in these figures,
In the embodiment, each fuel guiding path at the fuel collision position
Are substantially the same, but the central fuel guiding path 81
The depth H1 near the side wall at a ″ is the shallowest, then
Depth H2 near the side wall in right fuel guiding path 81b ″
Near the side wall in the left fuel guiding path 81c ″.
The depth H3 is the deepest. As a result, the central fuel guiding path 81a "
The path length becomes the shortest, and then the right fuel guiding path 81
b ”becomes shorter, and the left fuel guiding path 81c ″ becomes shorter.
The path length is the longest. Thus, similar to the first embodiment
In addition, the combustible mixture formed by the central fuel portion 9a
Reaches the spark plug 6 sooner, and then the right fuel portion 9b
The combustible air-fuel mixture formed by
Later, the combustible mixture formed by the left fuel portion 9c
It reaches the spark plug 6, and the same effect as described above is obtained.
Can be Also in this embodiment, each fuel guiding path
Gradually change the depth near the side wall at
It is possible to form a combustible mixture. FIG. 9 shows a cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
FIG. 5 shows a fifth embodiment of a fuel engine,
It is a top view. Top surface of piston 5 ″ in the present embodiment
The cavity 8 "formed in the
About the piston 5 'of the second embodiment.
It has the same shape as the cavity 8 '. This embodiment
In the fuel collision position of each fuel guiding path
Although the oblique angle is almost the same,
One convex resistance portion 10 extending in the width direction of the central fuel portion
Provided on the right fuel guiding path, the width of the right fuel part
Two convex resistance portions 10 extending in the left and right directions are provided.
On the fuel guide path, extends in the width direction of the left fuel part
Three convex resistance portions 10 are provided. Thus, the convex resistance on each fuel guiding path
Due to the difference in the number of parts, the passage resistance of the central fuel route is
The smallest, then the passage resistance of the right fuel guide path
In addition, the passage resistance of the left fuel guide path is the largest. Like this
Thus, as in the first embodiment, the shape is formed by the central fuel portion 9a.
The combustible mixture formed reaches the spark plug 6 earliest,
The combustible mixture formed by the right fuel portion 9b
Reaching the spark plug 6 and finally by the left fuel part 9c
The formed combustible mixture reaches the ignition plug 6.
Therefore, the same effect as described above can be obtained. In the present embodiment, the convex resistance portion is provided for each fuel.
Although it is provided on the guide route, of course,
It can be provided on each fuel deflection path based on the
You. Similarly, if the resistance portion is not convex but concave.
Overresistance can be increased. Also, convex or concave
Instead of or in addition to changing the number of resistance parts
By varying the height or depth of the concave resistor
To change the passage resistance of each fuel guide path
good. Furthermore, a fuel guide path that minimizes the passage resistance
There is no need to provide a resistance part on the top and on the fuel deflection path.
No. FIG. 10 shows in-cylinder injection spark ignition according to the present invention.
Piston corresponding to FIG. 5 showing a sixth embodiment of an internal combustion engine
FIG. Of the piston 500 in the present embodiment.
The cavity 800 formed in the top surface is described below.
Other than the above, on the top surface of the piston 5 'of the second embodiment
It has the same shape as the formed cavity 8 '. Book
In an embodiment, the bottom wall of the cavity 800 includes a medium
Center, right, and left fuel guidance paths
Four guide projections 20 are provided. Each guide
The protrusion 20 is substantially parallel to the center vertical plane N2 of the fuel.
Is approximately symmetric. Central fuel guiding path partitioned in this way
The central fuel with little deflection of the central fuel
Deflection path, right and left fuel guidance path, right
And the left and right fuel parts are deflected horizontally to shift the right and left fuel
To the deflection path, and the passing resistance is
And to the left fuel section. At the side wall of the cavity 800, fuel
The radius of curvature r of the horizontal arc shape in the reach range
2 is the radius of curvature r1 of the cavity 8 'of the second embodiment.
Smaller compared to the right and left sides
The fuel deflection path is horizontal on the right and left fuel guide paths
The fuel that is deflected in the direction is satisfactorily located near the spark plug 6.
To be deflected. Thus, the central fuel part
The combustible air-fuel mixture formed by the
Reached, then formed by the right and left fuel parts
The combustible mixture reaches the ignition plug 6, and the combustible mixture and the ignition plug
Longer contact time with the lugs to obtain the same effect as above
Can be. In the present embodiment, the right and left fuel guides are provided.
The passage resistance in the right path is almost the same,
The combustible mixture formed by the sections
6 is reached. However, for example
If the guide projection 20 that partitions the left fuel guiding path
By tilting the center of the vertical plane, the left fuel part
The degree of horizontal deflection of the
Passage resistance on the left fuel guide path is larger than that on the road
Each fuel, as in the previous embodiment.
The combustible mixture formed by the fuel
You can pass by the side. FIG. 11 shows in-cylinder injection spark ignition according to the present invention.
A fixie corresponding to FIG. 10 showing a seventh embodiment of the internal combustion engine
FIG. Piston 501 in the present embodiment
The cavity 801 formed on the top surface of the
Other than the top of the piston 500 of the sixth embodiment.
Has the same shape as the cavity 800 formed on the surface.
You. In this embodiment, the bottom wall of the cavity 801 is
Separates the center, right, and left fuel routes
Four guide projections 21 are provided. each
The guide protrusion 21 is located inside the center vertical plane N2 of the fuel.
And is substantially symmetrical with respect to the center vertical plane N2 of the fuel.
is there. Also, a guide away from the center vertical plane N2 of the fuel
The protrusion has a smaller radius of curvature. Thus the compartment
Central fuel guide path deflects most of the central fuel section
To the central fuel deflection path without
The fuel guide path shifts the right and left fuel parts horizontally.
To the right and left fuel deflection paths.
And the right and left fuel parts,
As in the embodiment, the contact time between the combustible mixture and the spark plug
And the same effect as described above can be obtained. This implementation
In the embodiment, based on the same concept as in the sixth embodiment,
Difference in passage resistance between the right fuel guide path and the left fuel guide path
And the combustible mixture formed by each fuel part
It can be made to pass near the next spark plug. FIG. 12 shows a cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
Piston corresponding to FIG. 5 showing an eighth embodiment of an internal combustion engine
FIG. Of the piston 502 in the present embodiment.
The cavity 802 formed on the top surface is described below.
Other than the above, on the top surface of the piston 5 'of the second embodiment
It has the same shape as the formed cavity 8 '. Book
In an embodiment, the fuel collision on the bottom wall of the cavity 802
The inclination angle at the position is almost the same,
Deflects the fuel injected like a fuel to the left as a whole
A plurality of deflection guide projections 22 are provided. Deflection side,
That is, the deflection guide protrusion 22 located on the left side is
The inclination is smaller than that of the deflection guide projection 22 located at
Have been. The spark plug 6 'is slightly eccentric to the left
I have. In this way, the deflection guide projection 22 causes the deflection
Directed fuel is raised by the side wall of the cavity 802
When deflected in the direction, the combustible mixture formed by this fuel
Aiki M, as shown in FIG. 14 corresponding to FIG.
Lower right in plan view with respect to the spark plug 6 eccentric to the left
Move diagonally to the upper left. Moving speed of combustible mixture M
Is due to the kinetic energy of the injected fuel
Yes, the conventional case shown in FIG. 4A and the actual case shown in FIG.
It is considered that they are almost equal in the case of the embodiment. Like this
Thus, according to the present embodiment, the combustible mixture M moves the distance L3.
During operation, the combustible mixture M comes into contact with the ignition position P.
And the distance L3 is sufficiently longer than the distance L1 described above.
Flammable mixing due to a slight shift in fuel injection timing, etc.
Even if there is a slight deviation in the timing of the formation of
And secure ignitability. In this embodiment, the deflection located on the left side
The guide projection 22 is located on the right side of the deflection guide projection 22.
Because the inclination is smaller than that of
On the bottom wall of 802, the left side of the fuel is too left
Not deflected. As a result, the fuel becomes a combustible mixture and moves.
The left side of the combustible mixture slowly moves to the left
To prevent the combustible mixture from contacting the cylinder bore.
You. In this way, fuel adheres to the cylinder bore and the engine
Problems such as dilution of oil can be prevented. In this embodiment, the deflection guide 22 is
Provided in the bottom wall of the cavity, i.e.
But the side wall of the cavity, that is, the fuel deflection path
It may be provided above. In this case, the fuel
The deflection path not only deflects fuel upward, but also
The fuel will also be deflected to the left. The following embodiment
In the present embodiment, the ignition plug
It is also possible to place it in the heart. In this case,
The above-mentioned upward movement of the combustible mixture is vertical
You will be closer, but you will have to travel a longer distance than before.
The flammable mixture comes into contact with the ignition
In addition, the contact time between the combustible mixture and the spark plug becomes longer,
Ensures ignitability at ignition timing
You. FIG. 13 shows a cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view taken along line GG of FIG. 5 showing a ninth embodiment of the internal combustion engine.
FIG. Cavity 803 in the present embodiment
The bottom wall of the fuel slopes from the right end to the left end of the fuel.
ing. As a result, the fuel traveling on the bottom wall
The deflecting force acts on the combustible mixture as in the eighth embodiment.
The gas is moved as shown in FIG.
The contact time with the lug is extended,
The ignitability can be secured. In this embodiment, the cavity 803
The tilt angle at the bottom wall is the tilt angle at the right end of the fuel
Is smaller at the left end than the
On the bottom wall of the 803, the left side of the fuel is too left
Is not deflected. As a result, combustible
When moving in aiki, the left side of the combustible mixture is the left side
To move slowly in the direction
Difficult to contact the bore. Thus, the fuel in the cylinder bore
Prevents problems such as engine oil dilution due to adhesion
can do. FIG. 15 shows in-cylinder injection spark ignition according to the present invention.
Piston corresponding to FIG. 2 showing a tenth embodiment of an internal combustion engine
FIG. The piston 504 in the present embodiment
The cavity 804 formed on the top surface is described below.
Other than the above, a shape is formed on the top surface of the piston 5 of the second embodiment.
It has the same shape as the cavity 8 formed,
The structure has been rotated clockwise by a predetermined angle about the
ing. In this embodiment, the fuel on the side wall reaches
From the center vertical plane N1 'in the range and from the fuel injector 7
At a predetermined obtuse angle TH with respect to the center vertical plane N2 of the injected fuel
The spark plugs 6 'are slightly offset to the left
ing. The side wall constructed as described above has a fuel center.
It deflects upward along the vertical plane N1 '. It
As seen from the spark plug 6 ', it is formed by fuel.
The flammable mixture moves to the left as it rises.
You. Thereby, as in the eighth embodiment, the combustible mixture is
Move the combustible mixture and spark plug as shown in FIG.
Contact time is longer, and reliable ignition at ignition timing
Property can be ensured. In this embodiment, the fuel on the side wall is
The vertical cross-sectional shape in the reach area is J
The -J cross section corresponds to FIG. 3 (C), and the II cross section at the center is a diagram.
3 (B), and the HH cross section on the right side corresponds to FIG.
Hit. As a result, the ascending speed increases toward the left side of the fuel.
At the time of ignition, this part of the spark plug
The movement amount in the left direction with respect to 6 ′ is reduced. Thus,
The combustible mixture becomes less likely to contact the cylinder bore. This embodiment
In this state, the fuel reaches the side wall only in the horizontal direction.
It has an arc shape having two radii of curvature. But
The left part of the side wall in this area is partially
By setting the radius of curvature, the left part of the fuel moves to the left.
The dynamic speed is reduced, and the combustible mixture is more reliably
Contact with the bore can be prevented. FIG. 16 shows in-cylinder injection spark ignition according to the present invention.
FIG. 13 is a plan view of a piston showing an eleventh embodiment of the internal combustion engine.
You. Formed on the top surface of the piston 505 in this embodiment
Cavity 805 has a relatively thin flat fan shape
This deflects the fuel injected toward the front upward.
The spark plug 6 'is offset to the left. In this embodiment
In addition, the intake port has a counterclockwise horizontal
Are configured to form In addition, piston 5
The fuel on the side wall of the cavity 805 reaches the top of 05
The raised portion 50 is formed corresponding to the range to be formed. As a result, a part of the swirl is
Swirling along and formed by fuel deflected upward and forward
The combustible mixture is moved to the left. Thereby,
As in the eighth embodiment, the combustible mixture is as shown in FIG.
And the contact time between the combustible mixture and the spark plug is longer.
To ensure reliable ignition at ignition timing
Can be. FIG. 17 shows in-cylinder injection spark ignition according to the present invention.
FIG. 16 is a plan view of a piston showing a twelfth embodiment of the internal combustion engine.
You. Formed on the top surface of the piston 506 in the present embodiment
Cavity 806 has a relatively thin flat fan shape
This deflects the fuel injected toward the front upward.
The spark plug 6 'is slightly offset to the left. This embodiment
In this state, the top surface of the piston 506 is mainly
Left along the fuel reach on the side wall of the tee 806
Area 60 that generates squish that moves to
Is formed. As a result, the squish moves upward in the forward direction.
Combustible mixture formed by deflected fuel moves to the left
Move. Thereby, as in the eighth embodiment, flammable
The mixture is moved as shown in FIG.
The contact time with the spark plug increases,
Real ignitability can be ensured. FIG. 18 shows a cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
It is an outline longitudinal section showing a 13th embodiment of an internal-combustion engine.
Only the differences from the first embodiment of FIG. 1 will be described below.
You. In the bottom wall of the cavity 807 in the present embodiment,
The fuel injected from the fuel injection valve 7 is above the piston 507
First, second, and third step portions 80 that sequentially collide with the ascent
7a, 807b and 807c are formed. Also,
On the top surface of the stone 507, mainly the side opposite to the fuel injection valve 7
A squish that travels in the direction of the fuel injection valve from the
A squish area 70 is provided. Even when the fuel injection amount is small on the low load side, the fuel
The fuel injected from the fuel injection valve must be in the first and second stage
807a and 807b. first
And the second stage portions 807a and 807b supply fuel respectively.
Deflected upwards, almost parallel to each other, at least in this way
Deflected fuel is squish upstream from spark plug 6
It is going to go. First and second steps 807
a, the fuel deflected by 807b is good
In general, the above-mentioned implementation
Become a thick combustible mixture thicker than the form,
The squish moves in the direction of the spark plug 6. So
As a result, in the present embodiment, the combustible air-fuel mixture
Keep contact in the thickness direction for a relatively long time.
The contact time between the combustible mixture and the spark plug increases,
Reliable ignitability at the time can be secured. In this embodiment, the fuel is
When the fuel injection amount increases, the fuel also collides with the third stage portion 807c.
And is deflected upward. Formed by this fuel
The combustible mixture is deflected upward by the second stage 807b.
Located adjacent to the combustible mixture formed by the
In order to increase the thickness of the combustible mixture,
The contact time between the combustible mixture moving to the
To ensure more reliable ignition at the ignition timing.
Can be maintained. FIG. 19 is a cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
A fuel injection pump for describing a fourteenth embodiment of the internal combustion engine
It is a turn. In the figure, the dotted line represents the conventional fuel injection path.
The fuel injection pattern of the present embodiment is a solid line
As shown by, while increasing the injection rate at the beginning of fuel injection,
The injection rate at the end of fuel injection is reduced. As a result,
In the same injection period, the same amount of fuel can be injected. like this
If the injection rate at the end of fuel injection is lowered,
After the kinetic energy of the injected fuel decreases and is injected
Extend the time it takes for the combustible mixture to reach the spark plug
Can be This is, as it were, the overall flammable mixture
Flammable mixture and spark plug
The contact time with the
Ignitability can be ensured. In the present embodiment, the injection at the early stage of the fuel injection
It is possible not to increase the rate. Thereby, the fuel injection
The period will be extended,
Fuel is easily vaporized into a combustible mixture,
In other words, at the end of fuel injection,
Even if the period is delayed, all fuel injected at the time of ignition is acceptable
It is a fuel-air mixture and does not pose any particular problem. this
If the injection rate in the early stage of fuel injection is increased,
It means that the material can be jetted. Even if the injection rate at the beginning of fuel injection is increased,
The fuel injected into the
A good combustible mixture can be obtained. Fuel injection valve
Generally, the injection rate changes according to the needle lift amount.
It is made. This reduces the injection rate at the end of fuel injection.
To reduce the needle lift at the end of fuel injection.
You only have to control it. In addition, fuel injection valves are generally
Injects high-pressure fuel through an amount of fuel
During the opening of the fuel injection valve, the fuel is
Fuel is supplied to the ball. It
If a throttle is provided in the fuel supply passage,
High pressure fuel in the fuel pool is injected,
At the end of firing, the fuel pressure in the fuel pool drops
In addition, the injection rate at this time can be reduced. FIG. 20 shows a cylinder injection type spark ignition according to the present invention.
Crank machine for explaining a fifteenth embodiment of an internal combustion engine
It is the schematic which shows a structure. In FIG.
The rank mechanism 900 rotates clockwise, and the rotation center 90 rotates.
0a deviates to the left with respect to the center axis of the piston 508.
ing. As a result, the piston 508 is lowered
Rank angular velocity increases, but piston 508 rises
The crank angular speed at the time becomes slow. In this embodiment,
The time that the combustible mixture is in contact with the spark plug is extended
However, the fuel injection timing in the compression stroke
However, since the piston rises slowly, almost
Tons of fuel to ensure reliable ignitability.
Can be secured. In the fourteenth embodiment, the internal combustion engine
Seki puts the fuel in the ignition
The fuel is not limited to the one that deflects in the
And direct it toward the spark plug.
Also when the combustible mixture and the spark plug come into contact
The interval is extended, and reliable ignition performance can be ensured. Ma
In the fourteenth and fifteenth embodiments, the fuel is substantially fan-shaped.
The fuel is not limited to the one that is injected in a shape, but the fuel is injected in a cone shape
What you do. Even in these internal combustion engines,
As a result, more reliable ignitability can be secured. As described above, the direct injection fire according to the present invention is described.
A flower-ignition internal combustion engine has a spark plug and direct combustion into the cylinder.
And a fuel injection valve for injecting fuel.
The injected fuel is directly or deflected near the spark plug
And the crank mechanism moves during the compression stroke.
To reduce the crank angular velocity
So that the center of the crankshaft is deviated from the center axis
During the compression stroke, the fuel injection timing
Fuel injection at almost the desired piston position,
It is implemented and secure ignitability is ensured.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
一実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2のキャビティ側壁部分の断面図であり、
(A)はA−A断面図、(B)はB−B断面図、(C)
はC−C断面図である。 【図4】可燃混合気の挙動を説明する図である。 【図5】図2に相当するピストンの平面図である。 【図6】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
二実施形態を示す図5のキャビティ側壁部分の断面図で
あり、(A)はD−D断面図、(B)はE−E断面図、
(C)はF−F断面図である。 【図7】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
三実施形態を示す図5のキャビティ側壁部分の断面図で
あり、(A)はD−D断面図、(B)はE−E断面図、
(C)はF−F断面図である。 【図8】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
四実施形態を示す図5のキャビティ側壁部分の断面図で
あり、(A)はD−D断面図、(B)はE−E断面図、
(C)はF−F断面図である。 【図9】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第
五実施形態を示すピストンの平面図である。 【図10】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第六実施形態を示すピストンの平面図である。 【図11】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第七実施形態を示すピストンの平面図である。 【図12】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第八実施形態を示すピストンの平面図である。 【図13】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第九実施形態を示す図5のG−G断面図である。 【図14】可燃混合気のもう一つの挙動を説明する図で
ある。 【図15】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第十実施形態を示すピストンの平面図である。 【図16】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第十一実施形態を示すピストンの平面図である。 【図17】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第十二実施形態を示すピストンの平面図である。 【図18】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第十三実施形態を示す概略縦断面図である。 【図19】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第十四実施形態を説明する燃料噴射パターンを示す図で
ある。 【図20】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の
第十五実施形態を説明するクランク機構を示す図であ
る。 【符号の説明】 5…ピストン 6…点火プラグ 7…燃料噴射弁 8…キャビティ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of a direct injection type spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the piston of FIG. 1; FIG. 3 is a sectional view of a cavity side wall portion of FIG. 2;
(A) is an AA sectional view, (B) is a BB sectional view, (C)
Is a CC sectional view. FIG. 4 is a diagram illustrating the behavior of a combustible air-fuel mixture. FIG. 5 is a plan view of the piston corresponding to FIG. 2; FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of a side wall portion of a cavity in FIG. 5 showing a second embodiment of the direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention, wherein FIG. E sectional view,
(C) is an FF sectional view. FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views of a side wall portion of a cavity in FIG. 5 showing a third embodiment of the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention, wherein FIG. E sectional view,
(C) is an FF sectional view. 8 is a sectional view of a side wall portion of a cavity in FIG. 5 showing a fourth embodiment of the direct injection type spark ignition internal combustion engine according to the present invention, wherein FIG. 8 (A) is a sectional view taken along line DD, and FIG. E sectional view,
(C) is an FF sectional view. FIG. 9 is a plan view of a piston showing a fifth embodiment of the direct injection type spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 10 is a plan view of a piston showing a sixth embodiment of the direct injection type spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 11 is a plan view of a piston showing a seventh embodiment of the direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 12 is a plan view of a piston showing an eighth embodiment of a direct injection type spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 13 is a sectional view taken along line GG of FIG. 5, showing a ninth embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating another behavior of the combustible air-fuel mixture. FIG. 15 is a plan view of a piston showing a tenth embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 16 is a plan view of a piston showing an eleventh embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 17 is a plan view of a piston showing a twelfth embodiment of the direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 18 is a schematic longitudinal sectional view showing a thirteenth embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 19 is a diagram showing a fuel injection pattern for explaining a fourteenth embodiment of the direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. FIG. 20 is a diagram showing a crank mechanism for explaining a fifteenth embodiment of the direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. [Description of Signs] 5: Piston 6: Spark plug 7: Fuel injection valve 8: Cavity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 文昭 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 羽島 孝志 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 北東 宏之 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 柏倉 利美 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 神田 睦美 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 田中 浩八 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 松下 宗一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安部 静生 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 村松 伸幸 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 AA01 AA04 AB01 AB03 AC05 AD02 AD09 AG01 3J033 AA02    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Fumiaki Hattori             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Takashi Hajima             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Hiroyuki Kitahi             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Toshimi Kashiwakura             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Mutsumi Kanda             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Kopachi Tanaka             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Soichi Matsushita             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Shizuo Abe             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company (72) Inventor Nobuyuki Muramatsu             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Inside the car company F-term (reference) 3G023 AA01 AA04 AB01 AB03 AC05                       AD02 AD09 AG01                 3J033 AA02

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 点火プラグと、気筒内へ直接的に燃料を
噴射する燃料噴射弁とを具備し、前記燃料噴射弁から噴
射された燃料は直接的に又は偏向されて前記点火プラグ
近傍を通過するようにされ、クランク機構が、圧縮行程
におけるクランク角速度を低下させるように、ピストン
の中心軸線に対してクランクシャフト中心を偏倚させる
ことを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関。
Claims: 1. A fuel supply system comprising: a spark plug; and a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder, wherein the fuel injected from the fuel injection valve is directly or deflected. In-cylinder injection spark ignition characterized by passing through the vicinity of the spark plug, wherein the crank mechanism biases the center of the crankshaft with respect to the center axis of the piston so as to reduce the crank angular velocity in the compression stroke. Internal combustion engine.
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WO2009011003A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-22 Luigi Maria Murone Criteria of optimization in the efficiency of a first heat engine

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