JP2009243293A - Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筒内噴射式火花点火内燃機関に関する。 The present invention relates to a direct injection spark ignition internal combustion engine.
気筒内に均質混合気を形成し、この均質混合気を圧縮行程末期の点火時期において着火燃焼させる均質燃焼において、気筒内へ供給された吸気により気筒内に形成されたタンブル流を圧縮行程後半まで持続させることができれば、タンブル流はピストンにより押し潰されて点火時期において気筒内に乱れを存在させることができ、燃焼速度の速い良好な均質燃焼を実現することができる。 In homogeneous combustion in which a homogeneous mixture is formed in the cylinder and this homogeneous mixture is ignited and combusted at the ignition timing at the end of the compression stroke, the tumble flow formed in the cylinder by the intake air supplied into the cylinder until the latter half of the compression stroke. If it can be sustained, the tumble flow is crushed by the piston and turbulence can exist in the cylinder at the ignition timing, and good homogeneous combustion with a high combustion speed can be realized.
タンブル流を圧縮行程後半まで持続させるために、吸気ポート内に吸気流制御弁を配置し、この吸気流制御弁によって吸気を吸気ポート上壁に沿わせて気筒内へ供給することにより、気筒内に強いタンブル流を形成する筒内噴射式火花点火内燃機関が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to maintain the tumble flow until the latter half of the compression stroke, an intake flow control valve is arranged in the intake port, and the intake flow control valve supplies intake air along the upper wall of the intake port into the cylinder. An in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that forms a strong tumble flow has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
前述の筒内噴射式火花点火内燃機関において、吸気流制御弁により吸気を吸気ポート上壁に沿わせて気筒内に供給する時には、吸気流制御弁により吸気ポートが絞られることになる。それにより、必要吸気量が比較的少ない時においては、特に問題なく強いタンブル流を気筒内に形成することができるが、必要吸気量が比較的多くなる時においては、吸気流制御弁により吸気ポートを絞ると吸気不足が発生することがあるために、吸気流制御弁によって強いタンブル流を気筒内に形成することはできない。 In the above-described in-cylinder spark ignition internal combustion engine, when intake air is supplied into the cylinder along the upper wall of the intake port by the intake flow control valve, the intake port is throttled by the intake flow control valve. As a result, when the required intake air amount is relatively small, a strong tumble flow can be formed in the cylinder without any problem. However, when the required intake air amount is relatively large, the intake port is controlled by the intake air flow control valve. Since a shortage of intake may occur if the throttle valve is throttled, a strong tumble flow cannot be formed in the cylinder by the intake flow control valve.
このような吸気流制御弁を設けなくても、筒内噴射式火花点火内燃機関においては、例えば、気筒上部略中心又は気筒上部周囲吸気弁側に燃料噴射弁を配置して、シリンダボアの排気弁側へ向けて燃料を噴射すれば、タンブル流の進行方向に沿って噴射される燃料によりタンブル流を強めることができる。しかしながら、単に燃料を噴射するだけでは、効率的にタンブル流のような縦旋回流を強めることができない。 Even if such an intake flow control valve is not provided, in a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine, for example, a fuel injection valve is arranged on the intake valve side substantially at the center of the cylinder or around the cylinder, and the exhaust valve of the cylinder bore If the fuel is injected toward the side, the tumble flow can be strengthened by the fuel injected along the traveling direction of the tumble flow. However, it is not possible to effectively strengthen the longitudinal swirl flow such as the tumble flow simply by injecting the fuel.
従って、本発明の目的は、噴射燃料により効率的に縦旋回流を強めることができる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that can effectively enhance the longitudinal swirl flow by the injected fuel.
本発明による請求項1に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、気筒内へ直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁を具備し、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の貫徹力によって気筒内の縦旋回流を強める筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記燃料噴射弁は、気筒内空間の中心高さがシリンダボア直径とほぼ一致するピストン位置において、燃料を噴射することを特徴とする。 An in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine according to claim 1 of the present invention includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder, and the cylinder is driven by the penetration force of fuel injected from the fuel injection valve. In the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that strengthens the vertical swirl flow in the cylinder, the fuel injection valve injects fuel at a piston position where the center height of the cylinder inner space substantially coincides with the cylinder bore diameter. .
本発明による請求項2に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項1に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、必要燃料量が第一設定量未満の時には、前記燃料噴射弁は、圧縮行程の前記ピストン位置において必要量の燃料を噴射し、必要燃料量が前記第一設定量以上の時には、前記燃料噴射弁は、吸気行程の前記ピストン位置において必要量の燃料を噴射することを特徴とする。
The direct injection spark ignition internal combustion engine according to
本発明による請求項3に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項2に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、必要燃料量が前記第一設定量より多い第二設定量以上の時には、前記燃料噴射弁は、必要量の燃料を二分割して、吸気行程の前記ピストン位置において二分割された燃料の一方を噴射し、圧縮行程の前記ピストン位置において二分割された燃料の他方を噴射することを特徴とする。
A direct injection spark ignition internal combustion engine according to claim 3 of the present invention is the direct injection spark ignition internal combustion engine according to
本発明による請求項1に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、燃料噴射弁は、気筒内空間の中心高さがシリンダボア直径とほぼ一致するピストン位置において、燃料を噴射するようになっており、それにより、燃料噴射時において、縦旋回流は気筒内をほぼ真円状態で旋回するために最もエネルギ損失が少なく、噴射燃料の貫徹力によって効率的に縦旋回流を強めることができる。 According to the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the fuel injection valve injects fuel at a piston position where the center height of the cylinder interior space substantially coincides with the cylinder bore diameter. As a result, during fuel injection, the longitudinal swirling flow swirls in the cylinder in a substantially circular state, so that there is little energy loss, and the longitudinal swirling flow can be efficiently strengthened by the penetration force of the injected fuel. it can.
また、本発明による請求項2に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、請求項1に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、必要燃料量が第一設定量未満の時には、噴射燃料量が比較的少ないために、燃料噴射弁は、気筒内空間の中心高さがシリンダボア直径とほぼ一致する圧縮行程のピストン位置において燃料を噴射し、噴射燃料によって縦旋回流をそれほど強めることができなくても、縦旋回流を圧縮行程後半まで確実に持続させるようにしている。また、必要燃料量が第一設定量以上の時には、噴射燃料量が比較的多くなるために、燃料噴射弁は、気筒内空間の中心高さがシリンダボア直径とほぼ一致する吸気行程のピストン位置において燃料を噴射し、噴射燃料によって縦旋回流を十分に強めて圧縮行程後半まで確実に持続させるようにすると共に、比較的多い噴射燃料を点火時期までの比較的長い時間によって十分に均質混合させるようにしている。
According to the direct injection spark ignition internal combustion engine of
また、本発明による請求項3に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、請求項2に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、必要燃料量が第一設定量より多い第二設定量以上の時には、噴射燃料量がさらに多くなるために、気筒内空間の中心高さがシリンダボア直径とほぼ一致する吸気行程のピストン位置において全ての燃料を噴射することは難しく、燃料噴射弁は、必要量の燃料を二分割して、吸気行程のこのピストン位置において二分割された燃料の一方を噴射し、気筒内空間の中心高さがシリンダボア直径とほぼ一致する圧縮行程のピストン位置においても、二分割された燃料の他方を噴射するようにしており、それにより、それぞれの噴射燃料の貫徹力によって非常に効率的に縦旋回流を強めることができる。
According to the direct injection spark ignition internal combustion engine according to claim 3 of the present invention, in the direct injection spark ignition internal combustion engine according to
図1は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の実施形態を示す概略縦断面図である。同図において、1は気筒上部略中心に配置された燃料噴射弁であり、2は燃料噴射弁1の近傍(本実施形態では排気弁側)に配置された点火プラグである。3は吸気弁4を介して気筒内へ連通する一対の吸気ポートであり、5は排気弁6を介して気筒内へ連通する一対の排気ポートである。7はピストンである。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a fuel injection valve arranged substantially at the center of the cylinder upper portion, and 2 denotes an ignition plug arranged in the vicinity of the fuel injection valve 1 (in this embodiment, on the exhaust valve side). Reference numeral 3 denotes a pair of intake ports that communicate with the inside of the cylinder via the intake valve 4, and
本筒内噴射式火花点火内燃機関では、吸気行程において吸気ポート3から気筒内へ供給された吸気が、シリンダボアの排気弁側に沿って下降してシリンダボアの吸気弁側に沿って上昇するタンブル流TBを形成する。本筒内噴射式火花点火内燃機関は、吸気二弁式であるために、吸気行程初期では気筒内に互いに平行な二つの気流が形成されるが、これら二つの気流は一緒になって、気筒中心軸線と二つの吸気弁6の中間とを通る平面(図1の断面)を中心平面として旋回する単一のタンブル流TBとなる。 In the in-cylinder spark ignition internal combustion engine, the intake air supplied from the intake port 3 into the cylinder in the intake stroke descends along the exhaust valve side of the cylinder bore and rises along the intake valve side of the cylinder bore. TB is formed. Since the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine is a two-valve intake type, two parallel airflows are formed in the cylinder at the beginning of the intake stroke. A single tumble flow TB swirling around a plane passing through the central axis and the middle of the two intake valves 6 (cross section in FIG. 1) as the central plane is obtained.
ピストン7の頂面には、単一のタンブル流TBの減衰を抑制するために、前述の平面に平行な部分円弧断面を有するキャビティ7aが形成されている。しかしながら、ピストン7の頂面に、このようなキャビティ7aを形成しただけでは、特別な工夫がされていない吸気ポート3により供給される吸気によって吸気行程において気筒内に形成されたタンブル流TBは、圧縮行程前半において容易に消滅してしまう。
A cavity 7a having a partial arc cross section parallel to the plane is formed on the top surface of the
本筒内噴射式火花点火内燃機関は、燃料噴射弁1により気筒内へ直接的に噴射された燃料によって均質混合気を形成して均質燃焼を実施するものであり、均質混合気の空燃比は、理論空燃比よりリーンとされ(好ましくは、NOXの生成量が抑制されるリーン空燃比とされる)、燃料消費を抑制するようにしている。それにより、燃焼が緩慢となり易いために、タンブル流TBを圧縮行程後半まで持続させてピストンにより押し潰すことにより点火時期において気筒内に乱れを発生させることができれば、燃焼速度を速めて良好な均質燃焼を実現することができる。もちろん、均質燃焼の空燃比は、理論空燃比又はリッチ空燃比としても良く、この場合においても燃焼速度を速めることは有効である。 This in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine forms a homogeneous mixture with fuel directly injected into the cylinder by the fuel injection valve 1 and performs homogeneous combustion. The air-fuel ratio of the homogeneous mixture is The lean air-fuel ratio is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (preferably, the lean air-fuel ratio is set so that the amount of NO x produced is suppressed), thereby suppressing fuel consumption. As a result, since the combustion tends to be slow, if the turbulence can be generated in the cylinder at the ignition timing by maintaining the tumble flow TB until the latter half of the compression stroke and crushing it by the piston, the combustion speed can be increased and good homogeneity can be achieved. Combustion can be realized. Of course, the air-fuel ratio of homogeneous combustion may be a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. In this case as well, it is effective to increase the combustion speed.
本実施形態では、気筒上部略中心に配置された燃料噴射弁1の燃料噴射方向をシリンダボアの排気弁側下部へ向くようにしており、それにより、燃料噴射弁1により噴射される燃料の貫徹力によって気筒内のタンブル流は進行方向に押され、タンブル流TBを強めることができる。 In the present embodiment, the fuel injection direction of the fuel injection valve 1 disposed substantially at the center of the upper part of the cylinder is directed to the lower part on the exhaust valve side of the cylinder bore, whereby the penetration force of the fuel injected by the fuel injection valve 1 Thus, the tumble flow in the cylinder is pushed in the traveling direction, and the tumble flow TB can be strengthened.
しかしながら、単にタンブル流TB中へ燃料を噴射しても、タンブル流TBを効率的に強めることはできない。図2は、同一噴射圧で同量の燃料が噴射される時のピストン位置に対するタンブル流TBの強さの変化を示すグラフである。ピストン位置は、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比によって表されている。中心高さHとは、気筒中心軸線に沿うシリンダヘッドとピストン頂面との間の距離である。この比が1.0の時には、ピストン位置によってもたらされる気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとが等しいことを表している。 However, simply injecting fuel into the tumble stream TB cannot effectively enhance the tumble stream TB. FIG. 2 is a graph showing changes in the strength of the tumble flow TB with respect to the piston position when the same amount of fuel is injected at the same injection pressure. The piston position is represented by the ratio between the center height H of the cylinder internal space and the cylinder bore diameter D. The center height H is a distance between the cylinder head and the piston top surface along the cylinder center axis. When this ratio is 1.0, it represents that the center height H of the cylinder internal space caused by the piston position is equal to the cylinder bore diameter D.
図2に示すように、前述の比H/Dによってタンブル流の強さに違いが発生し、比H/Dがほぼ1.0の時のピストン位置、例えば、比H/Dが0.9から1.1の間のピストン位置において燃料が噴射される時に良好にタンブル流TBを強めることができる。これは、このピストン位置において、タンブル流TBは、図1に示すように、ほぼ真円状態で旋回するために、最もエネルギ損失が少ないためである。ピストン位置が低く(比H/D>1.1)、タンブル流TBが縦長の長円状態で旋回する時には、タンブル流TBがシリンダボアと平行に進行する(下降及び上昇する)際にシリンダボアとの摩擦によってエネルギ損失が発生する。また、ピストン位置が高い時(比H/D<0.9)には、タンブル流TBがシリンダボアにより偏向される際の曲がり半径が小さくなって、この時のエネルギ損失が増大する。こうして、ほぼ真円状態で旋回する時のタンブル流TBが最もエネルギ損失が少なく、この時において噴射燃料により効率的にタンブル流TBを強めることができる。 As shown in FIG. 2, a difference occurs in the strength of the tumble flow depending on the ratio H / D described above, and the piston position when the ratio H / D is approximately 1.0, for example, the ratio H / D is 0.9. When the fuel is injected at a piston position between 1 and 1.1, the tumble flow TB can be enhanced well. This is because, at this piston position, the tumble flow TB turns in a substantially circular state as shown in FIG. When the piston position is low (ratio H / D> 1.1) and the tumble flow TB turns in a vertically long oval state, the tumble flow TB moves parallel to the cylinder bore (lowering and rising) and the cylinder bore Energy loss occurs due to friction. Further, when the piston position is high (ratio H / D <0.9), the bending radius when the tumble flow TB is deflected by the cylinder bore becomes small, and the energy loss at this time increases. Thus, the tumble flow TB when turning in a substantially circular state has the least energy loss, and at this time, the tumble flow TB can be effectively strengthened by the injected fuel.
本実施形態においては、図3に示すフローチャートに従って燃料噴射を実施するようになっている。先ず、ステップ101において、現在の要求機関負荷L及び現在の要求機関回転数Nが検出される。次いで、ステップ102において、要求機関負荷L及び要求機関回転数Nに基づく現在の要求機関運転状態が、図4のマップにおける低回転低負荷領域Aであるか否かが判断される。この判断が肯定される時には、必要燃料量が第一設定量未満であり、噴射燃料量が比較的少ないために、ステップ103において、燃料噴射弁1は、圧縮行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間(時間的には、比H/Dが1.1となる時が0.9となる時より前である)となっている時に必要量の燃料を噴射する。好ましくは、圧縮行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが1.0となる時を燃料噴射期間の中心として必要量の燃料を噴射する。
In the present embodiment, fuel injection is performed according to the flowchart shown in FIG. First, in
こうして、噴射燃料によりタンブル流TBを効率的に強めることができるが、必要燃料量が比較的少ないために、噴射燃料によってタンブル流TBをそれほど強めることができないことがある。しかしながら、タンブル流TBは圧縮行程前半に強められるために、タンブル流TBを圧縮行程後半まで確実に持続させることができる。それにより、低回転低負荷領域Aにおいて、タンブル流TBにより発生する乱れによって良好な均質燃焼を実現することができる。 Thus, although the tumble flow TB can be efficiently enhanced by the injected fuel, the tumble flow TB may not be enhanced so much by the injected fuel because the required amount of fuel is relatively small. However, since the tumble flow TB is strengthened in the first half of the compression stroke, the tumble flow TB can be reliably maintained until the second half of the compression stroke. Thereby, in the low rotation low load region A, it is possible to realize good homogeneous combustion due to the turbulence generated by the tumble flow TB.
一方、ステップ102の判断が否定される時には、ステップ104において、要求機関負荷L及び要求機関回転数Nに基づく現在の要求機関運転状態が、図4のマップにおける中回転中負荷領域Bであるか否かが判断される。この判断が肯定される時には、必要燃料量が第一設定量以上であり、噴射燃料量が比較的多いために、ステップ105において、燃料噴射弁1は、吸気行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっている時に必要量の燃料を噴射する。好ましくは、吸気行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが1.0となる時を燃料噴射期間の中心として必要量の燃料を噴射する。
On the other hand, when the determination in
こうして、噴射燃料によりタンブル流TBを効率的に強めることができ、必要燃料量が比較的多いために、噴射燃料によってタンブル流TBを十分に強めてタンブル流TBを圧縮行程後半まで確実に持続させることができる。また、比較的多い噴射燃料は、吸気行程で噴射されるために、強められたタンブル流により点火時期までの十分な時間を使用して十分に気筒内に分散して均質化され、良好な均質混合気を形成することができる。それにより、中回転中負荷領域Bにおいて、タンブル流TBにより発生する乱れと十分に均質化された均質混合気とによって、良好な均質燃焼を実現することができる。 In this way, the tumble flow TB can be efficiently strengthened by the injected fuel, and since the required fuel amount is relatively large, the tumble flow TB is sufficiently strengthened by the injected fuel and the tumble flow TB is reliably maintained until the latter half of the compression stroke. be able to. In addition, since a relatively large amount of injected fuel is injected in the intake stroke, it is sufficiently dispersed and homogenized in the cylinder using a sufficient time until the ignition timing by the enhanced tumble flow, and good homogeneity. An air-fuel mixture can be formed. Thereby, in the middle-rotation middle load region B, good homogeneous combustion can be realized by the turbulence generated by the tumble flow TB and the sufficiently homogenized homogeneous mixture.
一方、ステップ104の判断が否定される時には、要求機関負荷L及び要求機関回転数Nに基づく現在の要求機関運転状態が、図4のマップにおける高回転高負荷領域Cであるために、必要燃料量が第一設定量より多い第二設定量以上となり、噴射燃料量がさらに多くなる。この時には、吸気行程の一回の燃料噴射では、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっている時に必要量全ての燃料を噴射することが困難となる。
On the other hand, when the determination in
それにより、必要量の燃料を二分割して、ステップ106において、燃料噴射弁1は、吸気行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっている時に二分割された必要量の燃料の一方を噴射する。好ましくは、吸気行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが1.0となる時を燃料噴射期間の中心として二分割された必要量の燃料の一方を噴射する。
Thereby, the required amount of fuel is divided into two, and in
次いで、ステップ107において、燃料噴射弁1は、圧縮行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっている時に二分割された必要量の燃料の他方を噴射する。好ましくは、圧縮行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが1.0となる時を燃料噴射期間の中心として二分割された必要量の燃料の他方を噴射する。
Next, at
こうして、タンブル流TBは、吸気行程及び圧縮行程で噴射される燃料のそれぞれによって効率的に強められ、タンブル流を圧縮行程後半まで確実に持続させることができる。それにより、高回転高負荷領域Cにおいて、タンブル流により発生する乱れによって良好な均質燃焼を実現することができる。 Thus, the tumble flow TB is efficiently strengthened by the fuel injected in the intake stroke and the compression stroke, and the tumble flow can be reliably maintained until the latter half of the compression stroke. Thereby, in the high rotation high load region C, good homogeneous combustion can be realized by the turbulence generated by the tumble flow.
必要燃料量を二分割する際には、吸気行程で噴射される一方の燃料量と圧縮行程で噴射される他方の燃料量とを略等しくしても良いが、一方の燃料量を第二設定量として、残りを他方の燃料としても良い。それにより、比較的多くの燃料量が吸気行程において噴射され、その分、圧縮行程で噴射される燃料量を少なくすることができ、これは噴射燃料の均質化に有利となる。 When dividing the required fuel amount into two, one fuel amount injected in the intake stroke and the other fuel amount injected in the compression stroke may be substantially equal, but one fuel amount is set to the second The remaining amount may be the other fuel. Thereby, a relatively large amount of fuel is injected in the intake stroke, and accordingly, the amount of fuel injected in the compression stroke can be reduced, which is advantageous for homogenization of the injected fuel.
ステップ108では、発生トルクTが現在の要求機関運転状態の要求トルクの許容値T’に達しているか否かが判断される。発生トルクは、例えば、特定気筒の爆発行程初期のクランク角加速度等に基づき推定することができる。タンブル流TBが十分に強められて圧縮行程後半まで持続し、点火時期において気筒内に強い乱れを発生させることができれば、良好な均質燃焼が実現され、ステップ108の判断は肯定されて問題はない。しかしながら、例えば、燃料噴射時期にずれが発生して、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっていない時に、少なくとも一部の燃料が噴射されると、意図するようにタンブル流TBを強めることができず、また、燃料の均質化が不十分となることもあり、発生トルクTが低下してステップ108の判断が否定される。
In
ステップ108の判断が否定されると、ステップ109において、許容値T’と発生トルクTとの差ΔTが前回と比較して増加したか否かが判断される。ステップ108の判断が否定された当初は、この判断は否定され、ステップ110において、フラグFは現状が維持される。次いで、ステップ112において、フラグFが0であるか否かが判断され、当初は、フラグFは0に設定されているために、ステップ112の判断が肯定され、ステップ113において、吸気行程及び圧縮行程の燃料噴射時期はいずれも設定量だけ進角される。
If the determination in
それにより、吸気行程及び/又は圧縮行程の燃料噴射が気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっている時に実施されるようになれば、発生トルクTは許容値T’以上となり、ステップ108の判断が肯定される。
Accordingly, fuel injection in the intake stroke and / or compression stroke is performed when the ratio H / D of the center height H of the cylinder interior space to the cylinder bore diameter D is between 0.9 and 1.1. If so, the generated torque T becomes equal to or greater than the allowable value T ′, and the determination in
しかしながら、依然として、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっていない時に、吸気行程及び/又は圧縮行程の噴射燃料量の一部が噴射されている場合には、ステップ108の判断が否定され、この時に、ステップ109の判断が否定されるならば、ステップ113の進角によって燃料噴射時期は改善されており、ステップ113において、燃料噴射時期をさらに設定量だけ進角する。
However, when the ratio H / D between the center height H of the cylinder space and the cylinder bore diameter D is not between 0.9 and 1.1, the amount of injected fuel in the intake stroke and / or the compression stroke is still If part of the fuel is being injected, the determination at
また、ステップ108の判断が否定されて、ステップ109の判断が肯定される時には、ステップ113の進角によって燃料噴射時期は悪化されており、すなわち、燃料噴射が気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっていない時に噴射される燃料量が増加したと考えられ、ステップ111において、フラグFを現状から入れ替える。すなわち、フラグFが0である時には1とし、フラグFが1である時には0とする。
Further, when the determination at
それにより、現状は0であったフラグFは1に入れ替えられるために、ステップ112の判断は否定され、ステップ114において、吸気行程及び圧縮行程の燃料噴射時期はいずれも設定量だけ遅角される。このような処理が繰り返されることにより、燃料噴射時期のずれが発生しても、吸気行程及び/又は圧縮行程において、気筒内空間の中心高さHとシリンダボア直径Dとの比H/Dが0.9から1.1の間となっている時に確実に燃料を噴射することができ、良好にタンブル流TBを強めることができる。
As a result, the flag F, which was currently 0, is replaced with 1, so the determination in
燃料噴射弁1の位置は気筒上部略中心に限定されることはなく、例えば、燃料噴射弁1を気筒上部周囲の吸気弁側に配置して、略水平方向(水平方向とは気筒軸線に対して垂直な平面に沿う方向である)にシリンダボアの排気弁側上部へ向けて燃料を噴射するようにしてもタンブル流TBを強めることができる。また、燃料噴射弁1から噴射される燃料の貫徹力は、タンブル流TBを確実に強めることができるように、燃料噴射開始から1ms後の燃料先端が60mm以上に達するように設定されることが好ましい。 The position of the fuel injection valve 1 is not limited to the approximate center of the cylinder upper portion. For example, the fuel injection valve 1 is arranged on the intake valve side around the cylinder upper portion, and is substantially horizontal (the horizontal direction is relative to the cylinder axis). The tumble flow TB can be strengthened by injecting fuel toward the exhaust valve side upper part of the cylinder bore in a direction along a vertical plane. Further, the penetration force of the fuel injected from the fuel injection valve 1 may be set so that the tip of the fuel after 1 ms from the start of the fuel injection reaches 60 mm or more so that the tumble flow TB can be surely strengthened. preferable.
燃料噴射弁1から噴射される噴射燃料の形状は、任意に設定可能であり、例えば、単一噴孔から噴射される中実又は中空の円錐形状としても良い。また、スリット状噴孔から噴射される比較的厚さの薄い略扇形状としても良い。また、円弧状スリット噴孔や複数の直線スリット噴孔の組み合わせにより、上側及び排気弁側を凸とする比較的厚さの薄い円弧状断面形状又は折れ線状断面形状としても良い。又は、複数噴孔からそれぞれに噴射される柱状としても良い。いずれにしても噴射燃料が前述したような強い貫徹力を有して、気筒内のタンブル流TBを加速させるようになっていれば良い。 The shape of the injected fuel injected from the fuel injection valve 1 can be arbitrarily set, and may be, for example, a solid or hollow conical shape injected from a single injection hole. Moreover, it is good also as an approximately fan shape with comparatively thin thickness injected from a slit-shaped nozzle hole. Moreover, it is good also as a comparatively thin arc-shaped cross-section shape or convex line-shaped cross-section shape which makes the upper side and the exhaust valve side convex, by combining arc-shaped slit nozzle holes or a plurality of linear slit nozzle holes. Or it is good also as a column shape injected from a plurality of nozzle holes to each. In any case, it is sufficient that the injected fuel has a strong penetration force as described above to accelerate the tumble flow TB in the cylinder.
これまで気筒内にはタンブル流TBが形成される場合を説明したが、本発明の考え方は、タンブル流TBに限定されることなく、シリンダボアの吸気弁側に沿って下降して排気弁側に沿って上昇する逆タンブル流を含む縦旋回流が気筒内に形成される場合に適用することができる。 The case where the tumble flow TB is formed in the cylinder has been described so far. However, the concept of the present invention is not limited to the tumble flow TB, and it descends along the intake valve side of the cylinder bore and moves toward the exhaust valve side. The present invention can be applied in the case where a longitudinal swirl flow including a reverse tumble flow rising along the cylinder is formed in the cylinder.
1 燃料噴射弁
2 点火プラグ
7 ピストン
TB タンブル流
1
Claims (3)
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---|---|---|---|
JP2008088138A JP2009243293A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
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JP2008088138A JP2009243293A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
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JP2008088138A Withdrawn JP2009243293A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
Country Status (1)
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2008
- 2008-03-28 JP JP2008088138A patent/JP2009243293A/en not_active Withdrawn
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