JP2003201846A - 筒内直噴エンジン - Google Patents

筒内直噴エンジン

Info

Publication number
JP2003201846A
JP2003201846A JP2002002454A JP2002002454A JP2003201846A JP 2003201846 A JP2003201846 A JP 2003201846A JP 2002002454 A JP2002002454 A JP 2002002454A JP 2002002454 A JP2002002454 A JP 2002002454A JP 2003201846 A JP2003201846 A JP 2003201846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
fuel
injection valve
engine
spray
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.)
Granted
Application number
JP2002002454A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3997781B2 (ja
Inventor
Koji Hiratani
康治 平谷
Tomonori Urushibara
友則 漆原
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 JP2002002454A priority Critical patent/JP3997781B2/ja
Priority to US10/327,924 priority patent/US6672276B2/en
Publication of JP2003201846A publication Critical patent/JP2003201846A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3997781B2 publication Critical patent/JP3997781B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02B23/104—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 a side position of the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • 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
    • 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
    • F02B2023/103—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 having a multi-hole nozzle for generating multiple sprays
    • 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
    • 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
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン４上に形成したキャビティＣへ向け
て燃料噴射弁１１から燃料を噴射し、この燃料噴射で形
成した混合気に対し点火プラグ１２で火花点火する筒内
直噴エンジンにおいて、燃料噴霧について強いペネトレ
ーションを得て、指向性を高めると共に、点火プラグ近
傍に一塊の混合気場を安定して形成可能とする。 【解決手段】 底面４ａ、曲面４ｂ、平面４ｃにより、
キャビティＣを形成する。また、キャビティＣは、エン
ジンのシリンダ中心軸方向からの平面視において燃料噴
射弁１１の先端と点火プラグ１２の放電ギャップとを焦
点とする楕円形状とする。燃料噴射弁１１は、それぞれ
が略棒状（詳しくは中実円錐形状）の噴霧を形成する複
数の噴孔を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直接噴射式で
かつ火花点火式の筒内直噴エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、特開２０００−２
２７０２８号公報に示されるものがある。これは、ピス
トンの冠面に形成されたキャビティに向けて、燃焼室周
縁部に配置した燃料噴射弁から比較的厚さの薄い略扇形
状に燃料を噴射し、この燃料噴射で形成した混合気に対
し点火プラグで火花点火するものである。
【０００３】ここで、キャビティは、底壁と、対向側壁
とを有しており、対向側壁は、平面視において、燃料噴
射弁の噴孔位置と点火プラグ近傍位置とを焦点とする楕
円形状の一部から成る部分を有している。このキャビテ
ィ形状により、略扇形状に噴射された燃料は広がりなが
ら前記底壁に沿って進行した後、前記対向側壁に沿って
進行するうちに点火プラグ近傍位置に集中し、点火プラ
グ近傍に混合気場を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、比較的厚さ
の薄い扇形状に燃料を噴射する燃料噴射弁としては、ノ
ズル部分にスリット状の噴孔を形成した噴射弁が公知で
あり、このスリット噴射弁からの噴霧は、一般的に噴霧
の貫徹力（ペネトレーション）が強いので、筒内ガス流
動の助けを借りず噴霧の運動のみで混合気場を形成する
ことができる。
【０００５】しかしながら、このようなスリット噴射弁
からの噴霧は比較的筒内ガス流動の影響を受け易いこと
が分かった。ペネトレーションが強い噴霧であるにも関
わらず筒内ガス流動の影響を受け易いのは、噴霧周辺の
空間が噴霧によって上下に分断されるため、分断された
空間の圧力差（筒内ガス流動によって様々に変化する）
が噴霧に大きく作用するためであると考えられる。
【０００６】筒内ガス流動はサイクル毎に異なっている
のが普通なので、噴霧とキャビティとの関係がサイクル
毎に変化し、形成される混合気場の位置や大きさが安定
しない可能性がある。本発明は、このような課題に基づ
いてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、燃
焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、点火プラグ
とを備え、ピストン上に形成したキャビティへ向けて前
記燃料噴射弁から燃料を噴射し、この燃料噴射で形成し
た混合気に対し前記点火プラグで火花点火する筒内直噴
エンジンにおいて、前記キャビティは、前記燃料噴射弁
からの噴霧が斜めに衝突する第１壁面と、この第１壁面
に連続しかつ衝突後の噴霧進行方向に対し前記燃料噴射
弁側に湾曲した第２壁面とを備え、前記第２壁面は、エ
ンジンのシリンダ中心軸方向からの平面視において前記
燃料噴射弁の先端と前記点火プラグの放電ギャップとを
焦点とする楕円形状を有し、前記燃料噴射弁は、それぞ
れが略棒状の噴霧を形成する複数の噴孔を備えているこ
とを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記噴孔は、所定の直径を有する円断面形状を有
しており、個々の噴孔がそれぞれ頂角の小さい中実円錐
形状の噴霧を形成することを特徴とする。請求項３の発
明では、請求項１、２の発明において、前記第２壁面の
端部における接線、あるいは前記第２壁面に連続する第
３壁面が、前記燃料噴射弁の先端近傍を指向しているこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項４の発明では、請求項１〜３の発明
において、燃料噴射圧力が２０ＭＰａ以上であることを
特徴とする。請求項５の発明では、請求項１〜４の発明
において、前記燃料噴射弁は、エンジンのシリンダ中心
軸近傍に先端が位置するよう配設され、前記複数の噴孔
は、これらの噴孔から噴射された複数の噴霧が全体とし
て中空円錐形状をなすよう配置されていることを特徴と
する。
【００１０】請求項６の発明では、請求項１〜４の発明
において、前記燃料噴射弁は、エンジンのシリンダ周縁
部に先端が位置するよう配設され、前記複数の噴孔は、
これらの噴孔から噴射された複数の噴霧が全体として扇
形状をなすよう配置されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、個々の噴霧に
ついて棒状噴霧を用いることで、強いペネトレーション
を得、指向性を高め、筒内ガス流動の影響を受けがたく
することができる。このため、キャビティと噴霧との関
係を安定させることができ、圧縮行程後半の高背圧下に
おいても指向性の強い安定した噴霧形状を形成できる。
【００１２】また、噴霧をキャビティの第１壁面に斜め
に衝突させるため燃料壁流を少なくすることができ、ま
た、噴霧が湾曲した第２壁面により誘導され、噴霧の噴
射方向速度が旋回流速に変えられて、キャビティ内で循
環領域を形成する。これにより、燃料が空気と混合しや
すく濃度むらもできにくいため、キャビティ内に均質な
混合気場を形成できる。
【００１３】また、燃料噴射弁の先端と点火プラグの放
電ギャップとを焦点とする楕円形状の第２壁面を用いる
ことにより、複数の噴霧を点火プラグ側の焦点に集め、
点火プラグ近傍に一塊の混合気場を安定して形成可能と
なり、安定した火花点火成層燃焼を実現できる。以上よ
り、スモークの出ない、かつ大量にＥＧＲを導入しても
安定した燃焼が得られるためＮＯｘの少ない成層燃焼を
実現できる。
【００１４】請求項２の発明によれば、個々の噴孔がそ
れぞれ中実円錐形状の噴霧を形成することで、噴霧の下
流側で隣り合う噴霧の間に隙間が生じるのを防止でき、
より濃度むらのない均質な混合気場を形成できる。請求
項３の発明によれば、湾曲したキャビティ壁の端部が、
燃料噴射弁の先端近傍を指向することにより、噴霧の噴
射方向速度が旋回流速に変わりやすくなり、より均質性
の高い成層混合気を実現できる。
【００１５】請求項４の発明によれば、燃料噴射圧力が
２０ＭＰａ以上に設定されることにより、低い燃料噴射
圧力においては噴射された燃料の液滴粒径が大きくなる
懸念があるホールノズルにおいても、粒径の小さい、す
なわちスモークの発生などのない噴霧を形成できる。請
求項５の発明によれば、燃料噴射弁がエンジンのシリン
ダ中心に設置される場合に最適な噴霧形状を得ることが
でき、また、燃料噴射弁がエンジンのシリンダ中心に設
置されることにより、ピストンキャビティ形状及び燃焼
室全体の形状を燃料噴射弁の中心軸に対しおおよそ対称
とすることができ、Ｓ／Ｖ比が最小で、均質燃焼時の火
炎伝播を対称とできるため、耐ノッキング性能に跳ね返
りの出ない、すなわち出力や燃費に跳ね返りの出ないエ
ンジンとすることができる。
【００１６】請求項６の発明によれば、燃料噴射弁がエ
ンジンのシリンダ周縁部に設置される場合に最適な噴霧
形状を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
す筒内直噴エンジンの構成図である。燃焼室１は、シリ
ンダヘッド２と、シリンダブロック３と、ピストン４と
により画成される。シリンダヘッド２には燃焼室１に開
口する吸気ポート５及び排気ポート６が設けられ、吸気
弁７及び排気弁８が装着されると共に、これらを開閉動
作させる吸気弁用カム９及び排気弁用カム１０が配置さ
れている。
【００１８】シリンダヘッド２の中央部には、燃焼室１
内に臨ませて、燃料噴射弁１１と点火プラグ１２とを配
置してある。ここでは特に、燃料噴射弁１１をシリンダ
中心軸上に位置させ、これにできる限り近接させて点火
プラグ１２を配置してある。燃料噴射弁１１及び点火プ
ラグ１２の作動はエンジンコントロールユニット１３に
より制御される。
【００１９】ピストン４の冠面の中央部には、凹状のキ
ャビティＣが形成される。このキャビティＣは、ピスト
ン４の中心に位置し中心部から周縁部に向かってやや下
向きに傾斜する底面４ａと、この底面４ａの周縁部に連
なり曲率を持つ曲面４ｂと、この曲面４ｂに連なり概ね
燃料噴射弁１１の先端近傍を指向する平面４ｃとからな
る。
【００２０】図２にキャビティ形状と噴霧挙動の関係を
示す。先ず、噴霧は底面４ａ（第１壁面）に衝突する
が、噴霧進行方向とその後噴霧が進行する側のキャビテ
ィ壁面とのなす角が鈍角になるよう底面４ａの角度が設
定されている。衝突後の噴霧は、曲面４ｂ（第２壁面）
と平面４ｃ（第３壁面）とによって誘導され進行する。
曲面４ｂと平面４ｃとによって噴霧の噴射方向速度がも
との噴射された方向へ変換され、結果として渦のように
旋回する流速を持つようになる。この旋回流速により周
囲の空気を巻き込み、キャビティ上空に生成される混合
気は濃度むらのない均質な混合気となる。尚、図示しな
いが、曲面４ｂの端面が燃料噴射弁の先端を指向し、平
面４ｃを持たないようなキャビティ形状であっても、本
発明の効果は得られる。
【００２１】図３に噴射時期が異なる場合のキャビティ
形状と噴霧挙動の関係を示す。噴射時期が比較的早期に
設定される場合、噴霧は最初にキャビティ壁の平面４ｃ
（この場合はこれが第１壁面）に鈍角に衝突する。その
後の噴霧は、曲面４ｂ（第２壁面）と底面４ａによって
誘導され進行する（この場合は第３壁面なし）。底面４
ａは、図２の場合に噴霧と鈍角に衝突するよう設定され
るため、中央が隆起した形状となっている。このため、
平面４ｃから曲面４ｂにて誘導された噴霧は、キャビテ
ィ上方へ誘導され循環領域を形成し、この場合の噴射時
期においてもキャビティ上空に生成される混合気は濃度
むらのない均質な混合気となる。従って、本実施形態の
ようなキャビティ形状を用いることにより、噴射時期に
よらず均質な混合気を形成することができ、これにより
回転や負荷によらず安定した成層燃焼を実現できる。
【００２２】図４に燃料噴射弁先端部の縦断面図（図５
のＢ−Ｂ断面図）、図５に図４のＡ矢視図を示す。燃料
噴射弁１１はホールノズルであり、その中心軸の回りに
等角度間隔で複数の噴孔１１ａが設けられている。各噴
孔１１ａは、所定の直径を有する円断面形状を有し、各
噴孔１１ａの軸線は斜め外側を指向して、全体として、
図示の円錐角βを有している。
【００２３】図６に噴霧形状を示す。燃料噴射弁１１の
個々の噴孔１１ａはそれぞれ棒状に近い中実円錐形状の
噴霧を形成する。そして、これらの噴孔１１ａから噴射
された複数の噴霧が全体として中空円錐形状をなす。こ
こで、隣り合う噴孔１１ａのなす角度αは、単一の噴孔
１１ａからの噴霧角度θと同等かそれ以下に設定されて
いる。例えば、広安ら（日本機械学会論文集（第２
部）、621.436.013.4 ）によると、ホールノズル噴射弁
の噴霧角θは２０度程度であるが、噴孔数を１０個、全
体噴霧の傘角（図中β）を６０度に設定すると、噴霧同
士のなす角度αは１８度となり、隣り合う噴霧同士が重
なり合うことになる。
【００２４】上記のように、個々の噴霧について中実噴
霧を用いることで、強いペネトレーションを得、指向性
を高め、筒内ガス流動の影響を受けがたくすることがで
きる。このため、キャビティと噴霧との関係を安定させ
ることができ、圧縮行程後半の高背圧下においても指向
性の強い安定した噴霧形状を形成できる。また、噴孔角
度の設定により、隣り合う噴霧が接するか一部重なるた
め、複数噴霧が全体として一定形状の噴霧を形成し、こ
の噴霧には隙間がなく、噴霧内部における燃料分布のむ
らも小さい。よって、濃度むらのない均質な一塊の混合
気場を安定して形成可能となる。
【００２５】図７に、燃焼室上方から見たピストンキャ
ビティ形状を示す。エンジンのシリンダ中心軸方向から
の平面視において、キャビティＣは、燃料噴射弁１１
（その先端）と点火プラグ１２（その放電ギャップ）と
を焦点とする楕円形状とする。燃料噴射弁１１より噴射
された噴霧は、図２に示したようにキャビティ形状によ
り循環領域を形成し、均一な成層混合気を形成するが、
点火プラグ１２を楕円の焦点とすることにより、噴射さ
れた噴霧がキャビティ形状により点火プラグ１２付近に
集められ、成層混合気が点火プラグ１２を中心とする成
層混合気となる。
【００２６】従って、エンジンレイアウトの制約によ
り、燃料噴射弁１１と点火プラグ１２とを十分に近づけ
られないでも、複数の噴霧を点火プラグ側の焦点に集
め、点火プラグ近傍に一塊の混合気場を安定して形成可
能となり、安定した火花点火成層燃焼を実現できる。次
に本発明の第２実施形態について説明する。
【００２７】図８は本発明の第２実施形態を示す筒内直
噴エンジンの構成図である。本実施形態は、燃料噴射弁
１１が燃焼室１側方かつ吸気ポート５の下方に配置され
るようなエンジンに適用した例である。ピストン４の冠
面でかつエンジン吸気側に、底面４ａ（第１壁面）、こ
の底面４ａにつながり曲率を持つ曲面４ｂ（第２壁
面）、この曲面４ｂにつながりおおむね噴射方向を指向
する平面４ｃ（第３壁面）からなるキャビティＣを持
つ。
【００２８】図９に、第２実施形態におけるキャビティ
形状と噴霧挙動の関係を示す。第１実施形態と同様、噴
射された噴霧は渦のように旋回する流速を持つようにな
り、この旋回流速により周囲の空気を巻き込み、キャビ
ティ上空に生成される混合気は濃度むらのない均質な混
合気となる。図１０に燃焼室上方より見た燃料噴射弁先
端部の横断面とその噴孔から噴射される噴霧を示す。
【００２９】燃料噴射弁１１はホールノズルであり、同
一平面上に等角度間隔で複数の噴孔１１ａが放射状に設
けられている。各噴孔１１ａは所定の直径を有する円断
面形状を有している。図１１に、燃料噴射弁１１からの
噴霧を上方及び側方より見た図を示す。燃料噴射弁１１
に等角度間隔で放射状に設けられた複数の噴孔より、全
体として、比較的厚さの薄い扇形状の噴霧が形成され
る。このとき、ある１つの噴孔より噴射される噴霧の角
度（図中θ）と比較して、隣り合う噴霧同士のなす角度
（図中α）を、同等かそれ以下に設定する。これによ
り、隣り合う噴霧同士が重なり合うことになる。
【００３０】この噴霧形状は、スリット噴射弁から噴射
された噴霧の形状に近いが、図１０に示されるように、
少なくとも噴射直後の位置においては個々の噴霧の間に
隙間があり、噴霧周辺の空間を完全には分断しないた
め、筒内ガス流動の影響を受け難い。図１２に、第２実
施形態における燃焼室上方から見たピストンキャビティ
形状を示す。キャビティＣは上方から見て、燃料噴射弁
１１と点火プラグ１２とを焦点とする楕円形状の一部曲
線を利用した形状となる。従って、燃料噴射弁１１より
噴射された噴霧がキャビティ形状により点火プラグ１２
付近に集められ、成層混合気が点火プラグ１２を中心と
する成層混合気となる。この場合、成層混合気の濃度が
比較的濃くなるので、特に低負荷において燃費の良い安
定した成層燃焼が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示す筒内直噴エンジ
ンの構成図
【図２】 第１実施形態のキャビティ形状と噴霧挙動を
示す図
【図３】 噴射時期違いのキャビティ形状と噴霧挙動を
示す図
【図４】 燃料噴射弁先端部の縦断面図（図５のＢ−Ｂ
断面図）
【図５】 図４のＡ矢視図
【図６】 第１実施形態の噴霧形状を示す図
【図７】 第１実施形態の上方から見たキャビティ形状
を示す図
【図８】 本発明の第２実施形態を示す筒内直噴エンジ
ンの構成図
【図９】 第２実施形態のキャビティ形状と噴霧挙動を
示す図
【図１０】 第２実施形態の燃料噴射弁先端部の横断面
図
【図１１】 第２実施形態の噴霧形状を示す図
【図１２】 第２実施形態の上方から見たキャビティ形
状を示す図
【符号の説明】
１ 燃焼室 ２ シリンダヘッド ３ シリンダブロック ４ ピストン ４ａ 底面 ４ｂ 曲面 ４ｃ 平面 ５ 吸気ポート ６ 排気ポート １１ 燃料噴射弁 １１ａ 噴孔 １２ 点火プラグ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 61/14 Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｄ 61/18 ３２０ 61/18 ３２０Ｚ ３６０ ３６０Ｊ Ｆターム(参考） 3G023 AB03 AC05 AD02 AD29 AG01 AG03 3G066 AA02 AB02 AD12 BA04 CC26 CC34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁
    と、点火プラグとを備え、ピストン上に形成したキャビ
    ティへ向けて前記燃料噴射弁から燃料を噴射し、この燃
    料噴射で形成した混合気に対し前記点火プラグで火花点
    火する筒内直噴エンジンにおいて、 前記キャビティは、前記燃料噴射弁からの噴霧が斜めに
    衝突する第１壁面と、この第１壁面に連続しかつ衝突後
    の噴霧進行方向に対し前記燃料噴射弁側に湾曲した第２
    壁面とを備え、前記第２壁面は、エンジンのシリンダ中
    心軸方向からの平面視において前記燃料噴射弁の先端と
    前記点火プラグの放電ギャップとを焦点とする楕円形状
    を有し、 前記燃料噴射弁は、それぞれが略棒状の噴霧を形成する
    複数の噴孔を備えていることを特徴とする筒内直噴エン
    ジン。
  2. 【請求項２】前記噴孔は、所定の直径を有する円断面形
    状を有しており、個々の噴孔がそれぞれ頂角の小さい中
    実円錐形状の噴霧を形成することを特徴とする請求項１
    記載の筒内直噴エンジン。
  3. 【請求項３】前記第２壁面の端部における接線、あるい
    は前記第２壁面に連続する第３壁面が、前記燃料噴射弁
    の先端近傍を指向していることを特徴とする請求項１又
    は請求項２記載の筒内直噴エンジン。
  4. 【請求項４】燃料噴射圧力が２０ＭＰａ以上であること
    を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載
    の筒内直噴エンジン。
  5. 【請求項５】前記燃料噴射弁は、エンジンのシリンダ中
    心軸近傍に先端が位置するよう配設され、前記複数の噴
    孔は、これらの噴孔から噴射された複数の噴霧が全体と
    して中空円錐形状をなすよう配置されていることを特徴
    とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の筒内
    直噴エンジン。
  6. 【請求項６】前記燃料噴射弁は、エンジンのシリンダ周
    縁部に先端が位置するよう配設され、前記複数の噴孔
    は、これらの噴孔から噴射された複数の噴霧が全体とし
    て扇形状をなすよう配置されていることを特徴とする請
    求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の筒内直噴エン
    ジン。
JP2002002454A 2002-01-09 2002-01-09 筒内直噴エンジン Expired - Fee Related JP3997781B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002002454A JP3997781B2 (ja) 2002-01-09 2002-01-09 筒内直噴エンジン
US10/327,924 US6672276B2 (en) 2002-01-09 2002-12-26 Direct fuel injection engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002002454A JP3997781B2 (ja) 2002-01-09 2002-01-09 筒内直噴エンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003201846A true JP2003201846A (ja) 2003-07-18
JP3997781B2 JP3997781B2 (ja) 2007-10-24

Family

ID=19190748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002002454A Expired - Fee Related JP3997781B2 (ja) 2002-01-09 2002-01-09 筒内直噴エンジン

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6672276B2 (ja)
JP (1) JP3997781B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003206827A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Mazda Motor Corp 火花点火式直噴エンジン
JP2012215098A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Mazda Motor Corp 火花点火式ガソリンエンジン
WO2017017921A1 (ja) * 2015-07-29 2017-02-02 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10122352B4 (de) * 2001-05-09 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzsystem
US6832594B2 (en) * 2002-01-09 2004-12-21 Nissan Motor Co., Ltd. Direct fuel injection engine
JP2005351200A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Toyota Motor Corp 筒内噴射式火花点火内燃機関
DE102004041031A1 (de) * 2004-08-25 2006-03-02 Audi Ag Kraftstoff-Einspritzventil mit Strahldurchdringung
JP4280925B2 (ja) * 2004-12-27 2009-06-17 三菱自動車エンジニアリング株式会社 内燃機関の燃焼室構造
JP4539879B2 (ja) * 2005-01-06 2010-09-08 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火式内燃機関
JP4549222B2 (ja) * 2005-04-19 2010-09-22 ヤンマー株式会社 直接噴霧式ディーゼル機関
JP6583853B2 (ja) * 2015-09-25 2019-10-02 マツダ株式会社 エンジン
DE102016205875B4 (de) * 2016-03-16 2020-12-10 Ford Global Technologies, Llc Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine mit im Zylinderrohr angeordneter Einspritzvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
JP6458814B2 (ja) * 2017-01-30 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT403615B (de) * 1991-03-12 1998-04-27 Avl Verbrennungskraft Messtech Luftverdichtende, ventilgesteuerte brennkraftmaschine
JPH05288134A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Sanshin Ind Co Ltd 筒内燃料噴射式の２サイクルエンジン
JP3301013B2 (ja) 1995-12-06 2002-07-15 株式会社豊田中央研究所 火花点火式燃焼方法
DE19643886C2 (de) * 1996-10-30 2002-10-17 Ficht Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JPH1182028A (ja) 1997-08-29 1999-03-26 Toyota Motor Corp 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP3147092B2 (ja) * 1998-07-10 2001-03-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP3389873B2 (ja) 1999-02-05 2003-03-24 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
DE19911023C2 (de) * 1999-03-12 2001-07-05 Daimler Chrysler Ag Direkteinspritzende Otto-Brennkraftmaschine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003206827A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Mazda Motor Corp 火花点火式直噴エンジン
JP2012215098A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Mazda Motor Corp 火花点火式ガソリンエンジン
WO2017017921A1 (ja) * 2015-07-29 2017-02-02 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造
JP2017031828A (ja) * 2015-07-29 2017-02-09 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造
US10273870B2 (en) 2015-07-29 2019-04-30 Mazda Motor Corporation Combustion chamber structure of engine

Also Published As

Publication number Publication date
US20030127068A1 (en) 2003-07-10
JP3997781B2 (ja) 2007-10-24
US6672276B2 (en) 2004-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7104247B2 (en) Direct fuel injection engine
US7047946B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
JPH01219311A (ja) 火花点火筒内噴射エンジン
JP2006510843A (ja) 直接噴射火花点火内燃機関
JP2003201846A (ja) 筒内直噴エンジン
JP2003534486A (ja) 燃料噴射システム及び噴射方法
EP0105933A1 (en) Combustion chamber of diesel engine
JP2004232583A (ja) 筒内直噴火花点火式内燃機関
JPH07102976A (ja) 筒内噴射式火花点火機関
JP2005155624A (ja) 燃料噴射システム
JP2003269176A (ja) 筒内直噴エンジン
JPH08270449A (ja) ディーゼルエンジンの燃焼室構造
JPH09236016A (ja) 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室
JPH08121171A (ja) 直噴式ディーゼル機関の燃焼室
JP2001214742A (ja) ディーゼルエンジンの直噴式燃焼室
JPH1082323A (ja) ディーゼルエンジンの燃焼室
JPH07208170A (ja) 副室式エンジンにおける副室構造
JPS58185925A (ja) デイ−ゼル機関の燃焼室
JPH0518244A (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP2004036519A (ja) 筒内直接噴射式内燃機関
JPH11117747A (ja) 直噴式ディーゼルエンジン
JP2008088920A (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
JPS6394021A (ja) 直噴式デイ−ゼルエンジン
JPS603311Y2 (ja) 直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室
JP4026406B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040528

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070320

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070717

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees