JP2003113717A - 筒内直噴式内燃機関 - Google Patents

筒内直噴式内燃機関

Info

Publication number
JP2003113717A
JP2003113717A JP2002290748A JP2002290748A JP2003113717A JP 2003113717 A JP2003113717 A JP 2003113717A JP 2002290748 A JP2002290748 A JP 2002290748A JP 2002290748 A JP2002290748 A JP 2002290748A JP 2003113717 A JP2003113717 A JP 2003113717A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
spark plug
fuel
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002290748A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Matoba
雅司 的場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2002290748A priority Critical patent/JP2003113717A/ja
Publication of JP2003113717A publication Critical patent/JP2003113717A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凹部12で受けた燃料噴霧10を点火プラグ
1へより集中度を高めて向かわしめること。 【解決手段】 吸気ポート2間のシリンダヘッド燃焼室
壁周縁部14に設置された燃料噴射弁8より噴射される
燃料噴霧10は、略円錐状となり、所定のCAにおいて
ピストン冠面16に衝突する。ピストン冠面16には、
吸気バルブ寄りに片寄って凹部12が形成されており、
この凹部12は、燃料噴射弁8の噴口部9と点火プラグ
1の電極部20とをそれぞれ焦点とする楕円形に沿って
形成されている。これにより、凹部12が受けた燃料噴
霧10を拡散させずに点火プラグ1へ向かわしめること
ができ、かつ、点火プラグ1に向かって巻き上がる燃料
噴霧21の集中度を高めて着火性を向上することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直噴式内燃機
関に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の筒内直噴式内燃機関としては、例
えば図6に示すようなものがある(特開平5−1013
7号公報参照)。即ち、ここに開示された構成は、シリ
ンダヘッド内壁面23の中心部に点火栓1を、周縁部1
4に燃料噴射弁8をそれぞれ配置し、点火栓1の下方か
ら燃料噴射弁8に向けて次第に拡開しつつ延びる一対の
側壁面24により画定された凹溝25をピストン11の
頂面16上に形成する。各凹溝側壁面24が凹状の湾曲
断面を有すると共に各凹溝側壁面24の断面の曲率半径
を燃料噴射弁8側に向けて次第に大きくする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒内直噴式内燃機関にあっては、凹溝側壁面
24が燃料噴射弁8に向けて次第に拡開しつつ、且つ凹
溝側壁面24の断面の曲率半径が燃料噴射弁8に向けて
次第に大きくなっているため、比較的燃料密度が高い噴
射直後の燃料噴霧10が凹溝25に当たる際に凹溝25
外に拡散してしまい、点火プラグ1への燃料の集中度が
比較的弱くなるという問題点があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、ピストン冠面16上に形成される
凹部12を、燃料噴射弁8から点火プラグ1までに略対
峙する範囲に伸びる楕円体状凹形状とすることにより、
上記問題点を解決することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、各気筒2本の吸気ポートと吸気バルブを
有し、吸気ポート間のシリンダヘッド燃焼室壁周縁部に
於て燃料噴射弁先端をシリンダヘッド燃焼室内に露出さ
せて設置し、燃料を直接シリンダ内に供給する筒内直噴
式内燃機関に於て、燃料噴霧を受けるピストン冠面形状
を燃料噴射弁から点火プラグまでに略対峙する範囲に伸
びる楕円体状の凹部を有する形状とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0007】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態を図1を参照して説明する。まず、その構成を説
明すると、燃料噴射弁8は吸気ポート2間のシリンダヘ
ッド燃焼室壁周縁部14に於て、所定のCAに於てピス
トン冠面16に向かって略円錐状の燃料噴霧10を噴射
し、その際ピストン冠面16との当接範囲がピストン冠
面16上の燃料噴射弁8から点火プラグ1までに略対峙
する範囲となるような取り付け角度及び燃料噴射方向で
設置してある。また、ピストン冠面16は略平面で構成
されるとともに、所定のCAに於て燃料噴霧外形10a
とピストン冠面16との交線15に沿い且つ該交線15
を内包する楕円体状の凹部12を形成してある。
【0008】次に、第1の実施の形態の作用を説明す
る。上記構成により、吸気ポート2間のシリンダヘッド
燃焼室壁周縁部14に設置された燃料噴射弁8より噴射
される燃料噴霧10は、略円錐状となり、そのため所定
のCAに於て燃料噴霧外形10aと平面状のピストン冠
面16とが衝突する交線15の形状は楕円となる。
【0009】また、ピストン冠面16に形成される凹部
12は、燃料噴射弁8から点火プラグ1までに対峙する
範囲に伸び、前記交線15に沿い且つ前記交線15を内
包するような楕円体形状としてあるため、略全体の燃料
噴霧10を受け且つ点火プラグ1へ向かわしめることが
できる。
【0010】さらに、前記凹部12は燃料噴射弁8下付
近での曲率半径が小さいため、比較的燃料密度が高い噴
射直後の燃料噴霧10を受ける際にも燃料を拡散させず
に点火プラグ1へ向かわしめることができ、且つ、点火
プラグ1下付近の曲率半径も小さくなるため、点火プラ
グ1に向かって巻き上がる燃料噴霧21の集中度を高め
て着火性を向上することができる。
【0011】(第2の実施の形態)第2の実施の形態を
図2を参照して説明する。第2の実施の形態は、ピスト
ン冠面16形状を吸気側及び排気側を略平面で構成し、
且つその稜線19が点火プラグ1よりも排気側となるよ
うな上に凸の凸部とし、吸気側平面部17において凹部
12を形成した実施の形態であり、稜線19の位置が高
いため燃料噴霧10の円錐角を比較的大きくしても前記
吸気側平面部17で受けられ、あるいはより広い燃料噴
射時期に対応することができる。
【0012】(第3の実施の形態)第3の実施の形態を
図3を参照して説明する。第3の実施の形態は、凹部を
燃料噴射弁8の噴口部9を焦点の1つとする楕円体形状
としたものであり、これにより凹部12で受けた燃料噴
霧10をより点火プラグ1方向へ向かわしめることがで
きる。
【0013】(第4の実施の形態)第4の実施の形態を
図4を参照して説明する。第4の実施の形態は、凹部を
点火プラグ1の電極部20を焦点の1つとする楕円体形
状としたものであり、これにより巻き上げられた燃料噴
霧21の点火プラグ1への集中度を高めて着火性が向上
できる。
【0014】(第5の実施の形態)第5の実施の形態を
図5を参照して説明する。第5の実施の形態は、凹部を
燃料噴射弁8の噴口部9と点火プラグ電極部20とを焦
点とする楕円体形状としたものであり、凹部12で受け
た燃料噴霧10をより点火プラグ1方向へ向かわしめ、
且つ巻き上げられた燃料噴霧21の点火プラグ1への集
中度を高めて着火性が向上できる。
【0015】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、その構成を、各気筒2本の吸気ポートと吸気バルブ
を有し、吸気ポート間のシリンダヘッド燃焼室壁周縁部
に於て燃料噴射弁先端をシリンダヘッド燃焼室内に露出
させて設置し、燃料を直接シリンダ内に供給する筒内直
噴式内燃機関に於て、燃料噴霧を受けるピストン冠面形
状を楕円体形状の凹部を有する形状としたため、凹部で
受けた燃料噴霧を点火プラグへより集中度を高めて向か
わしめることができるという効果が得られる。
【0016】また、上記した各実施の形態は、それぞれ
上記共通の効果に加えて、更に以下のような効果があ
る。第1の実施の形態では、ピストン形状の変更を最小
限として性能向上を図ることができ、第2の実施の形態
では比較的広噴霧円錐角の燃料噴射弁及び広範囲な燃料
噴射時期に対応することができ、第3の実施の形態では
凹部で受けた燃料噴霧をより点火プラグに向かわしめる
ことができ、第4の実施の形態では巻き上げられる燃料
噴霧の点火プラグへの集中度を高めることができ、第5
の実施の形態では凹部で受けた燃料噴霧をより点火プラ
グに向かわしめ且つ巻き上げられる燃料噴霧の点火プラ
グへの集中度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態を示す図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態を示す図である。
【図6】従来の筒内直噴式内燃機関を示す図である。
【図7】従来の筒内直噴式内燃機関を示す図である。
【符号の説明】
1 点火プラグ 2 吸気ポート 3 吸気バルブ 4 排気ポート 5 排気バルブ 6 シリンダヘッド 7 シリンダブロック 8 燃料噴射弁 9 噴口部 10 燃料噴霧 10a 燃料噴霧外形 11 ピストン 12 凹部 13 燃焼室 14 燃焼室壁周縁部 15 交線 16 ピストン冠面 17 吸気側平面部 18 排気側平面部 19 稜線 20 点火プラグ電極部 21 巻き上がり噴霧 22 燃料流れ 23 シリンダヘッド内壁面 24 側壁面 25 凹溝 26 凸部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月4日(2002.10.
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 筒内直噴式内燃機関
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直噴式内燃機
関に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の筒内直噴式内燃機関としては、例
えば図2,3に示すようなものがある(特開平5−10
137号公報参照)。即ち、ここに開示された構成は、
シリンダヘッド内壁面の中心部に点火栓1を、周縁部に
燃料噴射弁8を、それぞれ配置し、点火栓の下方から燃
料噴射弁8に向けて次第に拡開しつつ延びる一対の側壁
面24により画定された凹溝25をピストン11の頂面
上に形成する。各凹溝側壁面24が凹状の湾曲断面を有
するとともに各凹溝側壁面24の断面の曲率半径を燃料
噴射弁8側に向けて次第に大きくする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒内直噴式内燃機関にあっては、凹溝側壁面
24が燃料噴射弁8に向けて次第に拡開しつつ、かつ凹
溝側壁面24の断面の曲率半径が燃料噴射弁8に向けて
次第に大きくなっているため、比較的燃料密度が高い噴
射直後の燃料噴霧が凹溝25に当たる際に凹溝25外に
拡散してしまい、点火プラグへの燃料の集中度が比較的
弱くなるという問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、各気筒2本の
吸気ポートを有し、この2本の吸気ポート間のシリンダ
ヘッド燃焼室壁周縁部において燃料噴射弁先端をシリン
ダヘッド燃焼室内に露出させて設置し、この燃料噴射弁
から燃料を直接シリンダ内に供給する筒内直噴式内燃機
関において、燃料噴霧を受けるピストン冠面に、該ピス
トンの吸気弁寄りに片寄った位置に凹部が形成されてい
るとともに、この凹部が、上記燃料噴射弁の噴口部およ
び点火プラグの電極部をそれぞれ焦点とする楕円形に沿
った形状を有することを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本発明の一実施例を図1を
参照して説明する。まず、その構成を説明すると、燃料
噴射弁8は吸気ポート2間のシリンダヘッド燃焼室壁周
縁部14に配置され、所定のクランクアングル(以下、
CAと記す)においてピストン11のピストン冠面16
に向かって略円錐状の燃料噴霧10を噴射する。その
際、ピストン冠面16との燃料の当接範囲が、ピストン
冠面16上の燃料噴射弁8から点火プラグ1までに略対
峙する範囲となるような取り付け角度及び燃料噴射方向
に設置してある。そして、ピストン冠面16には、その
吸気バルブ3寄りに片寄った位置において、凹部12を
形成してある。
【0006】ここで、ピストン冠面16の形状として
は、吸気側平面部17および排気側平面部18を有する
とともに、その稜線19が点火プラグ1よりも排気側と
なるような上に凸の凸部をなしており、前記吸気側平面
部17において凹部12が形成されている。
【0007】そして、前記凹部12は、所定のCAにお
いて、燃料噴射弁8の噴口部9と点火プラグ電極部20
とがそれぞれ焦点となる楕円体形状に沿って形成されて
いる。上記構成においては、上記のように噴口部9と点
火プラグ電極部20とが楕円の焦点であることから、凹
部12で受けた燃料噴霧10を、より点火プラグ1方向
へ向かわしめることができ、かつ巻き上げられた燃料噴
霧21の点火プラグ1への集中度を高めて着火性が向上
できる。
【0008】なお、4は排気ポート、5は排気バルブ、
6はシリンダヘッド、7はシリンダブロック、13は燃
焼室、である。
【0009】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、凹部で受けた燃料噴霧を点火プラグへより集中度を
高めて向かわしめることができるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図である。
【図2】従来の筒内直噴式内燃機関を示す図である。
【図3】従来の筒内直噴式内燃機関を示す図である。
【符号の説明】 1…点火プラグ 2…吸気ポート 3…吸気バルブ 4…排気ポート 5…排気バルブ 6…シリンダヘッド 7…シリンダブロック 8…燃料噴射弁 9…噴口部 10…燃料噴霧 11…ピストン 12…凹部 13…燃焼室 14…燃焼室壁周縁部 16…ピストン冠面 17…吸気側平面部 18…排気側平面部 19…稜線 20…点火プラグ電極部 21…巻き上がり噴霧
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】削除
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】削除
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】削除
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】削除

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各気筒2本の吸気ポートと吸気バルブを
    有し、吸気ポート間のシリンダヘッド燃焼室壁周縁部に
    於て燃料噴射弁先端をシリンダヘッド燃焼室内に露出さ
    せて設置し、燃料を直接シリンダ内に供給する筒内直噴
    式内燃機関に於て、 燃料噴霧を受けるピストン冠面形状を、燃料噴射弁から
    点火プラグまでに略対峙する範囲に伸びる楕円体状の凹
    部を有する形状とすることを特徴とする筒内直噴式内燃
    機関。
  2. 【請求項2】 前記凹部は、所定のクランクアングル
    (以下CA)に於て、 ピストン冠面と燃料噴霧外形との交線に沿い且つ該交線
    を内包する楕円体状凹形状であることを特徴とする請求
    項1に記載の筒内直噴式内燃機関。
  3. 【請求項3】 前記凹部は、所定のCAに於て燃料噴射
    弁の噴口部を焦点の1つとする楕円体状凹形状であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の筒内直噴式内燃機関。
  4. 【請求項4】 前記凹部は、所定のCAに於て点火プラ
    グの電極部を焦点の1つとする楕円体状凹形状であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の筒内直噴式内燃機関。
  5. 【請求項5】 前記凹部は、所定のCAに於て燃料噴射
    弁の噴口部及び点火プラグの電極部を焦点とする楕円体
    状凹形状であることを特徴とする請求項1に記載の筒内
    直噴式内燃機関。
JP2002290748A 2002-10-03 2002-10-03 筒内直噴式内燃機関 Pending JP2003113717A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002290748A JP2003113717A (ja) 2002-10-03 2002-10-03 筒内直噴式内燃機関

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002290748A JP2003113717A (ja) 2002-10-03 2002-10-03 筒内直噴式内燃機関

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16295096A Division JP3498882B2 (ja) 1996-06-24 1996-06-24 筒内直噴式内燃機関

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003113717A true JP2003113717A (ja) 2003-04-18

Family

ID=19197165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002290748A Pending JP2003113717A (ja) 2002-10-03 2002-10-03 筒内直噴式内燃機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003113717A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1621747A1 (en) 2004-07-26 2006-02-01 Nissan Motor Company, Limited Direct fuel injection spark ignition internal combustion engine
US20180080407A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Subaru Corporation Piston of internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1621747A1 (en) 2004-07-26 2006-02-01 Nissan Motor Company, Limited Direct fuel injection spark ignition internal combustion engine
US7134421B2 (en) 2004-07-26 2006-11-14 Nissna Motor Co., Ltd. Direct fuel injection spark ignition internal combustion engine
US20180080407A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Subaru Corporation Piston of internal combustion engine
US10385802B2 (en) * 2016-09-16 2019-08-20 Subaru Corporation Piston of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6209514B1 (en) Direct injection gasoline engine
JP2007092693A (ja) 火花点火式直噴エンジン
JP2007154827A (ja) 内燃機関の燃焼制御装置
JP4662755B2 (ja) 燃料噴射システム
JP2006258053A (ja) 直接噴射式内燃機関およびその燃焼方法
JP2007100546A (ja) 往復動ピストン型エンジン
JPH10317975A (ja) 筒内直接噴射式火花点火機関
JP2002089266A (ja) 内燃機関の燃焼室構造
JP2000248945A (ja) 筒内直接噴射エンジン
JP3498882B2 (ja) 筒内直噴式内燃機関
JP2003113717A (ja) 筒内直噴式内燃機関
JP2000045778A (ja) 筒内噴射エンジンの燃焼室
JP2007100547A (ja) 往復動ピストン型火花点火式直噴エンジン
JP4115549B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関
JP4046055B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP2001059422A (ja) 火花点火式の四弁型内燃機関の構造
JPS5840258Y2 (ja) 内燃機関の燃焼室
JP3695251B2 (ja) 筒内直接噴射式火花点火機関
JP3280431B2 (ja) 筒内燃料噴射式エンジン
JP2005139988A (ja) 筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造
JP7372903B2 (ja) ディーゼルエンジン
JP3329170B2 (ja) 筒内直噴式内燃機関
JP2820946B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
JP4321436B2 (ja) 筒内噴射型の内燃機関
JPH09228888A (ja) 内燃エンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040525

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060328

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060525

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061205