JP2011047341A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2011047341A
JP2011047341A JP2009197657A JP2009197657A JP2011047341A JP 2011047341 A JP2011047341 A JP 2011047341A JP 2009197657 A JP2009197657 A JP 2009197657A JP 2009197657 A JP2009197657 A JP 2009197657A JP 2011047341 A JP2011047341 A JP 2011047341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
fuel
side inclined
inclined surface
injected
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
JP2009197657A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Morihiro Nagamine
守洋 長嶺
Koichi Ashida
耕一 芦田
Akihiko Kakuho
章彦 角方
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 JP2009197657A priority Critical patent/JP2011047341A/en
Publication of JP2011047341A publication Critical patent/JP2011047341A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an unburned fuel loss and improve fuel economy, by preventing fuel spray from adhering to the upper inner wall surface of a pent roof-shaped combustion chamber. <P>SOLUTION: An outwardly-opening fuel injection valve 19 is so configured that the angle formed between the visible outline of the side of the upper inner wall surface and a cylinder axis, of the fuel spray injected toward the intake-side inclined surface 9 and exhaust-side inclined surface 11 of wall surfaces forming the combustion chamber 6, formed on a cylinder head 3, is smaller than the angle formed between the visible outline of the side of the upper inner wall surface and the cylinder axis, of the fuel spray injected along the ridge line 12 of the combustion chamber 6. The fuel spray from the fuel injection valve 19 is prevented from being brought into contact with the upper inner wall surface 7 of the pent roof-shaped combustion chamber 6, no rebound to the output of the internal combustion engine occurs, the unburned fuel loss is reduced, and the fuel economy is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ペントルーフ型の燃焼室を有する内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine having a pent roof type combustion chamber.

例えば、特許文献1には、燃料が噴射される噴孔の下流側に、この噴孔から噴射された中空円錐状の燃料噴霧の噴孔軸方向への到達距離を抑制する流動制限手段が設けられた燃料噴射弁が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a flow restricting means is provided on the downstream side of an injection hole through which fuel is injected to suppress the reach distance of the hollow conical fuel spray injected from the injection hole in the injection hole axial direction. A fuel injection valve is disclosed.

この流動制限手段は、前記噴孔から噴射される中空円錐形状の燃料噴霧のうち、この中空円錐形状の頂部の周囲を覆うように設けられており、前記噴孔の中心軸と略平行な壁面Aと、前記噴孔の中心軸と略直交し、前記噴孔から燃料噴霧下流型噴霧の外縁と触れない壁面Bと、を有し、これら壁面A及びBの作用により、燃料の噴射が停止してから一定時間が経過した時点での燃料噴霧の噴孔軸方向への到達距離を抑制するものである。   The flow restricting means is provided so as to cover the periphery of the top of the hollow cone-shaped fuel spray injected from the nozzle hole, and is substantially parallel to the central axis of the nozzle hole. A and a wall surface B that is substantially orthogonal to the central axis of the nozzle hole and does not come into contact with the outer edge of the fuel spray downstream spray from the nozzle hole, and the fuel injection is stopped by the action of the wall surfaces A and B. Then, the arrival distance of the fuel spray in the axial direction of the nozzle hole when a certain time has elapsed is suppressed.

特開2002−1220544号公報JP 2002-120544 A

しかしながら、この特許文献1に開示される燃料噴射弁をペントルーフ型の燃焼室の上部中央に配置する場合、ピストンやシリンダ壁に対する燃料付着を抑制することはできるものの、中空円錐形状の燃料噴霧の一部が、ペントルーフ型の燃焼室の上部内壁面のうち、吸気ポートが開口する吸気側傾斜面や排気ポートが開口する排気側傾斜面に対して接触してしまい、これら傾斜面に付着した燃料が未燃燃料となり、燃費が悪化してしまう虞がある。   However, when the fuel injection valve disclosed in Patent Document 1 is arranged at the upper center of the pent roof type combustion chamber, it is possible to suppress fuel adhesion to the piston and cylinder wall, but one of the hollow cone-shaped fuel sprays. Part of the upper inner wall surface of the pent roof type combustion chamber contacts the intake side inclined surface where the intake port opens and the exhaust side inclined surface where the exhaust port opens, and the fuel adhering to these inclined surfaces It may become unburned fuel and fuel consumption may deteriorate.

そこで、本発明は、ペントルーフ型の燃焼室と、中空円錐形状に燃料噴射可能な外開式の燃料噴射弁と、を備えた内燃機関において、前記燃料噴射弁は、前記燃焼室の稜線に沿って噴射された燃料噴霧の上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度に比べ、前記燃焼室を構成する壁面のうちシリンダヘッドに形成された吸気側傾斜面及び排気側傾斜面に向かって噴射された燃料噴霧の上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度が小さくなるよう構成されていることを特徴としている。   Accordingly, the present invention provides an internal combustion engine comprising a pent roof type combustion chamber and an open-open fuel injection valve capable of injecting fuel into a hollow conical shape, wherein the fuel injection valve is along a ridge line of the combustion chamber. Compared to the angle formed by the outer axis of the upper inner wall surface of the fuel spray injected by the cylinder axis and the cylinder axis, it faces the intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface formed on the cylinder head of the wall surface constituting the combustion chamber. The angle formed by the outer axis of the upper inner wall surface of the fuel spray injected in this way and the cylinder axis is small.

本発明によれば、ペントルーフ型の燃焼室の上部内壁面に、燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触しないようにすることができ、内燃機関の出力への跳ね返りなく、未燃損失を低減し、燃費を改善することができる。   According to the present invention, the fuel spray from the fuel injection valve can be prevented from coming into contact with the upper inner wall surface of the pent roof type combustion chamber, the unburned loss is reduced without rebounding to the output of the internal combustion engine, Fuel consumption can be improved.

本発明に係る内燃機関の全体構成を模式的に示した説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which showed typically the whole structure of the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る内燃機関の斜視図。1 is a perspective view of an internal combustion engine according to the present invention. 本発明の第1実施形態燃における内燃機関の要部断面図であって、シリンダ軸線及び燃焼室の稜線を含む平面に沿った断面図。1 is a cross-sectional view of a main part of an internal combustion engine in a fuel according to a first embodiment of the present invention, taken along a plane including a cylinder axis and a ridge line of a combustion chamber. 本発明の第1実施形態燃における内燃機関の要部断面図であって、燃焼室の稜線に直交し、かつシリンダ軸線を含む平面に沿った断面図。1 is a cross-sectional view of an essential part of an internal combustion engine in a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to a ridge line of a combustion chamber and including a cylinder axis. 図4のA−A線に沿った断面図Sectional drawing along the AA line of FIG. 図5のB−B線に沿った断面図。Sectional drawing along the BB line of FIG. 図3のC−C線に沿った断面図。Sectional drawing along CC line of FIG. 図7のD−D線に沿った断面図。Sectional drawing along the DD line | wire of FIG. 本発明の第2実施形態燃における内燃機関の要部断面図であって、シリンダ軸線及び燃焼室の稜線を含む平面に沿った断面図。Sectional drawing of the principal part of the internal combustion engine in 2nd Embodiment fuel of this invention, Comprising: Sectional drawing along the plane containing the cylinder axis and the ridgeline of a combustion chamber. 本発明の第2実施形態燃における内燃機関の要部断面図であって、燃焼室の稜線に直交し、かつシリンダ軸線を含む平面に沿った断面図。Sectional drawing of the principal part of the internal combustion engine in 2nd Embodiment fuel of this invention, Comprising: Sectional drawing along the plane orthogonal to the ridgeline of a combustion chamber and containing a cylinder axis. 図10のE−E線に沿った断面図。Sectional drawing along the EE line of FIG. 図11のF−F線に沿った断面図。Sectional drawing along the FF line of FIG. 図9のG−G線に沿った断面図。Sectional drawing along the GG line of FIG. 図13のH−H線に沿った断面図。Sectional drawing along the HH line of FIG. 本発明の第3実施形態燃における内燃機関の要部断面図であって、シリンダ軸線及び燃焼室の稜線を含む平面に沿った断面図。It is principal part sectional drawing of the internal combustion engine in 3rd Embodiment fuel of this invention, Comprising: Sectional drawing along the plane containing the cylinder axis and the ridgeline of a combustion chamber. 本発明の第3実施形態燃における内燃機関の要部断面図であって、燃焼室の稜線に直交し、かつシリンダ軸線を含む平面に沿った断面図。Sectional drawing of the principal part of the internal combustion engine in 3rd Embodiment fuel of this invention, Comprising: Sectional drawing along the plane orthogonal to the ridgeline of a combustion chamber and containing a cylinder axis. 図16のI−I線に沿った断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 図15のJ−J線に沿った断面図。Sectional drawing along the JJ line | wire of FIG.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る内燃機関の全体構成を模式的に示した説明図であり、図2は本発明に係る内燃機関の斜視図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the overall configuration of an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the internal combustion engine according to the present invention.

本実施形態における内燃機関は、圧縮自己着火式内燃機関であって、内燃機関のシリンダブロック1には、複数のシリンダ2が設けられており、その上面を覆うように、シリンダヘッド3が固定されている。シリンダ2内には、冠面にキャビティ5が凹設されたピストン4が摺動可能に嵌合している。   The internal combustion engine in the present embodiment is a compression self-ignition internal combustion engine, and a plurality of cylinders 2 are provided in a cylinder block 1 of the internal combustion engine, and a cylinder head 3 is fixed so as to cover the upper surface thereof. ing. In the cylinder 2, a piston 4 having a cavity 5 recessed in the crown surface is slidably fitted.

そして、これらシリンダブロック1、シリンダヘッド3、ピストン4により覆われて燃焼室6が構成されている。   A combustion chamber 6 is configured by being covered with the cylinder block 1, the cylinder head 3, and the piston 4.

この燃焼室6は、いわゆるペントルーフ型に構成されており、この燃焼室6を構成する壁面のうち、シリンダヘッド3に形成された上部内壁面7は、2つの吸気ポート8、8が開口する吸気側傾斜面9と、2つの排気ポート10、10が開口する排気側傾斜面11と、これら吸気側傾斜面9と排気側傾斜面11とが突き合わせされた部分に形成され、当該燃焼室6の中心を通る直線状の稜線12と、吸気側傾斜面11の両側に位置し、シリンダ軸線を含む平面と平行な平面である吸気側側壁面13、13と、排気側傾斜面11の両側に位置し、シリンダ軸線を含む平面と平行な平面である排気側側壁面14、14と、吸気側側壁面13、13及び排気側側壁面14、14の外周側に位置し、シリンダヘッド3の下面を含む平面と平行な平面である第1平面部15と、吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11の立ち上がり部分の外周側に位置し、シリンダヘッド3の下面を含む平面と平行な平面である第2平面部16と、を有している。   The combustion chamber 6 is configured as a so-called pent roof type. Of the wall surfaces constituting the combustion chamber 6, the upper inner wall surface 7 formed in the cylinder head 3 is an intake air in which two intake ports 8 and 8 are opened. The side inclined surface 9, the exhaust side inclined surface 11 in which the two exhaust ports 10 and 10 are opened, and the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 are abutted to each other. Linear ridge line 12 passing through the center, intake side inclined surfaces 11 and both sides of intake side inclined surfaces 11, intake side wall surfaces 13 and 13 that are parallel to the plane including the cylinder axis, and exhaust side inclined surfaces 11. The exhaust side wall surfaces 14 and 14 that are parallel to the plane including the cylinder axis, the intake side wall surfaces 13 and 13, and the exhaust side wall surfaces 14 and 14 are positioned on the outer peripheral side, and the lower surface of the cylinder head 3 is In a plane parallel to the containing plane A first flat surface portion 15, a second flat surface portion 16 that is located on the outer peripheral side of the rising portion of the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 and is a plane parallel to the plane including the lower surface of the cylinder head 3, have.

吸気ポート8の燃焼室6に対する開口部は、吸気弁17により開閉される。また排気ポート10の燃焼室6に対する開口部は、排気弁18により開閉される。 中空円錐形状の燃料噴霧(図1中の領域Mを参照)を燃焼室6内に噴射する燃料噴射弁19は、各気筒の一対の吸気弁17、17及び一対の排気弁18、18によって囲まれたシリンダ2の略中心位置である燃焼室6の上部中央に、換言すれば、稜線12上であってその略中央位置に配置されている。   An opening of the intake port 8 with respect to the combustion chamber 6 is opened and closed by an intake valve 17. The opening of the exhaust port 10 with respect to the combustion chamber 6 is opened and closed by an exhaust valve 18. A fuel injection valve 19 for injecting a hollow conical fuel spray (see region M in FIG. 1) into the combustion chamber 6 is surrounded by a pair of intake valves 17 and 17 and a pair of exhaust valves 18 and 18 of each cylinder. The cylinder 2 is disposed at the approximate center position of the combustion chamber 6, in other words, on the ridge line 12 and at the approximate center position.

この燃料噴射弁19は、弁体33(後述)が本体(後述のノズルボディ30)の外側に突出することによって燃料を噴射する外開式の噴射弁であって、ECU(エンジンコントロールユニット)20からの制御信号に基づいて、その弁体33(後述)のリフト量、噴射パルス幅及び噴射タイミングが制御されている。   The fuel injection valve 19 is an externally-opening injection valve that injects fuel when a valve body 33 (described later) projects outside a main body (described later, a nozzle body 30). The lift amount, injection pulse width, and injection timing of the valve body 33 (described later) are controlled based on the control signal from.

ECU20には、吸入吸気量を検出するエアフローメータ21、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ22、クランク信号、クランク角位置を検出するクランク角センサ23等の各種センサからの検出信号が入力されており、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁19を制御している。   The ECU 20 receives detection signals from various sensors such as an air flow meter 21 that detects the intake air intake amount, an accelerator opening sensor 22 that detects the accelerator opening, a crank signal, and a crank angle sensor 23 that detects the crank angle position. The fuel injection valve 19 is controlled based on these input signals.

ここで、本実施形態の内燃機関においては、図1に示すように、低負荷運転時には、圧縮上死点のタイミングで燃料噴射弁19から燃焼室6内に燃料が噴射されるが、噴射された燃料噴霧は、燃焼室6の内壁面にも付着しないようになっている。   Here, in the internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 1, during low load operation, fuel is injected from the fuel injection valve 19 into the combustion chamber 6 at the timing of compression top dead center. The fuel spray does not adhere to the inner wall surface of the combustion chamber 6.

図3〜図8は、本発明の第1実施形態における内燃機関の要部断面図及び燃料噴射弁19の要部断面図を示している。   FIGS. 3-8 has shown principal part sectional drawing of the internal combustion engine and the principal part sectional drawing of the fuel injection valve 19 in 1st Embodiment of this invention.

図3は稜線12及びシリンダ軸線を含む平面に沿った内燃機関の断面図、図4は稜線12に直交し、かつシリンダ軸線を含む平面に沿った沿った内燃機関の断面図、図5は図4のA−A線に沿った断面図、図6は図5のB−B線に沿った断面図、図7は図3のC−C線に沿った断面図、図8は図7のD−D線に沿った断面図である。   3 is a cross-sectional view of the internal combustion engine along a plane including the ridge line 12 and the cylinder axis, FIG. 4 is a cross-sectional view of the internal combustion engine along a plane orthogonal to the ridge line 12 and including the cylinder axis, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 5, FIG. 7 is a sectional view taken along line CC in FIG. It is sectional drawing along the DD line.

図5〜図8に示すように、燃料噴射弁19は、燃料噴射弁19の軸方向から見たときに円形の燃料噴射口31が形成されたノズルボディ30と、燃料噴射口31の外周に形成され、燃料噴射弁19の軸を含む断面でみたときにテーパ状のシール面32と、このシール面32に着座することで燃料噴射口31を閉じると共に、シール面32に着座した状態からノズルボディ30の外側に向かって移動(リフト)することによって燃料噴射口31の全周に亙ってシール面32から離間して燃料噴射口31の全周から燃料噴射口31の半径方向(図5、図7における左右方向)に燃料噴射を可能とする弁体33と、を有している。例えば、ノズルボディ30と弁体33は、燃料噴射口31を通る燃料噴射弁19の軸線を中心とした円形であり、断面で見たときにテーパ状のシール面32は、円錐面の一部分である。   As shown in FIGS. 5 to 8, the fuel injection valve 19 includes a nozzle body 30 in which a circular fuel injection port 31 is formed when viewed from the axial direction of the fuel injection valve 19, and an outer periphery of the fuel injection port 31. A tapered seal surface 32 formed when viewed in a section including the axis of the fuel injection valve 19 and the fuel injection port 31 are closed by being seated on the seal surface 32, and the nozzle from the state seated on the seal surface 32 is By moving (lifting) toward the outside of the body 30, the fuel injection port 31 is separated from the seal surface 32 over the entire circumference of the fuel injection port 31, and the radial direction of the fuel injection port 31 (see FIG. 5). , And a valve body 33 that enables fuel injection in the left-right direction in FIG. 7. For example, the nozzle body 30 and the valve body 33 are circular with the axis of the fuel injection valve 19 passing through the fuel injection port 31 as the center, and when viewed in cross section, the tapered sealing surface 32 is a part of a conical surface. is there.

また、燃料噴射弁19は、弁体33がシール面32から離間した際に燃料噴射口31から噴射された燃料を燃焼室6に向かって案内する案内部34を更に備えている。この案内部34は、弁体33がシール面32から離間した際に、ノズルボディ30と弁体33との間に形成される燃料噴射通路35を有している。   The fuel injection valve 19 further includes a guide portion 34 that guides the fuel injected from the fuel injection port 31 toward the combustion chamber 6 when the valve element 33 is separated from the seal surface 32. The guide portion 34 has a fuel injection passage 35 formed between the nozzle body 30 and the valve body 33 when the valve body 33 is separated from the seal surface 32.

そして、この燃料噴射弁19は、図3及び図4に示すように、燃料噴霧が上部内壁面7に接触しないように、燃料噴射口31から稜線12に沿って噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度θ1に比べ、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度θ2が小さくなるよう形成されている。換言すれば、この燃料噴射弁19は、シリンダ軸線方向からみて(図3、図4における上方から下方を見下ろすようにみて)燃料噴射口31の燃料の噴射方向と稜線12とのなす角度が大きくなる位置から噴射される燃料噴霧ほど、シリンダ軸線に直交する方向からみて当該燃料噴霧の上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度が小さくなるように、その案内部34が形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the fuel injection valve 19 has a cylinder axis of fuel spray injected along the ridge line 12 from the fuel injection port 31 so that the fuel spray does not contact the upper inner wall surface 7. The cylinder of fuel spray injected from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 as compared with the angle θ1 formed by the outer line on the upper inner wall surface viewed from the direction orthogonal to the cylinder axis The angle θ2 formed between the outer line on the upper inner wall surface viewed from the direction orthogonal to the axis and the cylinder axis is reduced. In other words, the fuel injection valve 19 has a large angle between the fuel injection direction of the fuel injection port 31 and the ridge line 12 when viewed from the cylinder axis direction (looking down from the upper side in FIGS. 3 and 4). The guide portion 34 is formed so that the fuel spray injected from the position becomes smaller in the angle formed by the outer axis on the upper inner wall surface side of the fuel spray and the cylinder axis when viewed from the direction orthogonal to the cylinder axis. Yes.

案内部34は、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置と、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置とでは、互いに異なる形状に形成されている。換言すれば、燃料噴射弁19は、ノズルボディ30と弁体33との間に形成されるノズル形状が、燃料噴射口31の周方向で稜線12に近い位置と、稜線12から離れた位置とでは異なるように形成されている。   The guide portion 34 has a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridge line 12 and a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11. They are formed in different shapes. In other words, in the fuel injection valve 19, the nozzle shape formed between the nozzle body 30 and the valve body 33 has a position close to the ridge line 12 and a position away from the ridge line 12 in the circumferential direction of the fuel injection port 31. It is formed differently.

詳述すると、この第1実施形態においては、燃料噴射口31の下流側に位置する燃料噴射通路35が、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置と、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置とでは、互いに異なる長さとなるよう、案内部34が形成されている。より具体的には、この第1実施形態においては、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置において、燃料噴射口31を通る燃料噴射弁19の軸線を中心した円形のノズルボディ30の外周に機械加工等により切欠部36が形成され、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置における燃料噴射通路35の通路長L1に比べて、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置における燃料噴射通路35の通路長L2が長くなるよう、案内部34が形成されている。   More specifically, in the first embodiment, the fuel injection passage 35 positioned on the downstream side of the fuel injection port 31 has a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12, and the fuel injection port 31. The guide portions 34 are formed so as to have different lengths from the positions at which the fuel is injected toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11. More specifically, in the first embodiment, a circular nozzle body centering on the axis of the fuel injection valve 19 passing through the fuel injection port 31 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12. A notch 36 is formed on the outer periphery of the machine 30 by machining or the like, and compared with the passage length L1 of the fuel injection passage 35 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12, the intake side from the fuel injection port 31 The guide portion 34 is formed such that the passage length L2 of the fuel injection passage 35 at a position where fuel is injected toward the inclined surface 9 and the exhaust-side inclined surface 11 is increased.

そのため、燃料噴射弁19は、燃料噴射口31(実質的には、燃料噴射通路35)から稜線12に沿って噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた噴霧角θ3に比べ、燃料噴射口31(実質的には、燃料噴射通路35)から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた噴霧角θ4が小さくなっている。換言すればシリンダ軸線方向からみて(図3、図4における上方から下方を見下ろすようにみて)燃料噴射口31における燃料の噴射方向と稜線12とのなす角度が大きくなる位置から噴射される燃料噴霧ほど、シリンダ軸線に直交する方向からみた燃料噴霧の上部内壁面側の外形線と燃料噴霧のシリンダ軸線側の外形線とのなす角度が小さくなるよう、案内部34が形成されている。   Therefore, the fuel injection valve 19 has a fuel angle as compared to the spray angle θ3 viewed from the direction perpendicular to the cylinder axis of the fuel spray injected along the ridge line 12 from the fuel injection port 31 (substantially, the fuel injection passage 35). The spray angle θ4 as viewed from the direction orthogonal to the cylinder axis of the fuel spray injected from the injection port 31 (substantially, the fuel injection passage 35) toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 becomes smaller. Yes. In other words, fuel spray injected from a position where the angle formed by the fuel injection direction and the ridge line 12 is large at the fuel injection port 31 when viewed from the cylinder axial direction (looking from the top to the bottom in FIGS. 3 and 4). The guide portion 34 is formed so that the angle formed between the outer line on the upper inner wall surface of the fuel spray and the outer line on the cylinder axis side of the fuel spray viewed from the direction orthogonal to the cylinder axis is small.

ここで、燃料噴射通路35の流路径(通路断面積)をD、燃料噴射通路35の通路長をLとすると、L/Dで定義される値が大きくなるほど、燃料噴霧の噴霧角は小さくなるため、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置において相対的に燃料噴射通路35の通路長が長くなり、この位置における噴霧角θ4が相対的に小さくなっている。   Here, when the flow path diameter (passage cross-sectional area) of the fuel injection passage 35 is D and the passage length of the fuel injection passage 35 is L, the spray angle of the fuel spray decreases as the value defined by L / D increases. Therefore, the passage length of the fuel injection passage 35 is relatively long at the position where fuel is injected from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11, and the spray angle θ4 at this position is relatively large. It is getting smaller.

そして、弁体33のシール面32からの移動量(リフト量)が小さく、燃料噴射弁19からの燃料噴射量が少ない機関低負荷時においては、燃焼室6の内壁面に噴射された燃料が付着しないよう、燃焼室6内に成層混合気を形成するべく圧縮上死点近傍のタイミングで燃料噴射弁19から燃料を噴射して、圧縮上死点近傍のタイミングで燃焼室6内に成層混合気を形成し、弁体33のシール面32からの移動量(リフト量)が大きく、燃料噴射弁19からの燃料噴射量が多い機関高負荷時においては、燃焼室6内に均質混合気を形成されるように低負荷運転時によりも燃料噴射のタイミングを進角させたタイミングで燃料噴射弁19から燃料を噴射して、燃焼室6内に均質混合気が形成する。   When the engine 33 is under a low load when the amount of movement (lift amount) of the valve body 33 from the seal surface 32 is small and the amount of fuel injection from the fuel injection valve 19 is small, the fuel injected to the inner wall surface of the combustion chamber 6 In order to prevent adhesion, fuel is injected from the fuel injection valve 19 at a timing near the compression top dead center so as to form a stratified mixture in the combustion chamber 6, and stratified mixing is performed inside the combustion chamber 6 at a timing near the compression top dead center. When the engine is under high load when the amount of movement (lift amount) of the valve body 33 from the seal surface 32 is large and the amount of fuel injection from the fuel injection valve 19 is large, a homogeneous air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber 6. Thus, the fuel is injected from the fuel injection valve 19 at a timing at which the fuel injection timing is advanced even during low-load operation, so that a homogeneous mixture is formed in the combustion chamber 6.

つまり、内燃機関は、弁体33のシール面32からの移動量をECU20により制御することによって、燃料噴射弁19から噴射される燃料噴射量と燃焼室6内の混合気分布とが制御されており、機関低負荷時においては、弁体33のシール面32からの移動量を、機関高負荷時に比べて小さくなるように制御し、かつ上死点近傍のタイミングで燃焼室6内に燃料を噴射することで、成層混合気を形成する。   That is, in the internal combustion engine, the amount of fuel injection injected from the fuel injection valve 19 and the mixture distribution in the combustion chamber 6 are controlled by controlling the amount of movement of the valve body 33 from the seal surface 32 by the ECU 20. When the engine is under a low load, the amount of movement of the valve element 33 from the seal surface 32 is controlled to be smaller than when the engine is under a high load, and fuel is injected into the combustion chamber 6 at a timing near the top dead center. By jetting, a stratified mixture is formed.

このような第1実施形態においては、ペントルーフ型の燃焼室6の上部内壁面7に、燃料噴射弁19からの燃料噴霧が接触しないようにすることができ、内燃機関の出力への跳ね返りなく、未燃損失を低減し、燃費を改善するとともに、排気性能を向上させることができる。   In such a first embodiment, the fuel spray from the fuel injection valve 19 can be prevented from coming into contact with the upper inner wall surface 7 of the pent roof type combustion chamber 6 without rebounding to the output of the internal combustion engine, Unburnt loss can be reduced, fuel efficiency can be improved, and exhaust performance can be improved.

また、案内部34により、噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度θ1、θ2や、噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた噴霧角θ3、θ4が上述のように規定されているので、燃焼室6の設計を変更することなく、燃料噴射弁19の案内部34の形状の変更のみで、ペントルーフ型の燃焼室6の上部内壁面7に、燃料噴射弁19から燃料噴霧が接触しないようにすることができる。   Further, the guide portion 34 is orthogonal to the angles θ1 and θ2 formed by the outer axis of the upper inner wall surface viewed from the direction orthogonal to the cylinder axis of the injected fuel spray and the cylinder axis, and to the cylinder axis of the injected fuel spray. Since the spray angles θ3 and θ4 viewed from the direction to be defined are defined as described above, the pent roof type combustion is performed only by changing the shape of the guide portion 34 of the fuel injection valve 19 without changing the design of the combustion chamber 6. The fuel spray can be prevented from coming into contact with the upper inner wall surface 7 of the chamber 6 from the fuel injection valve 19.

さらに、ノズルボディ30の切欠部36は、機械加工等により容易に形成することができるので、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置と、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置とで、案内部34の形状を容易に異なる形状に形成することができる。   Furthermore, since the notch 36 of the nozzle body 30 can be easily formed by machining or the like, a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12, and an intake side inclined surface from the fuel injection port 31. 9 and the position where the fuel is injected toward the exhaust-side inclined surface 11, the shape of the guide portion 34 can be easily formed into different shapes.

ここで、本実施形態においては、ノズルボディ30にのみ切欠部36が形成されているので、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置において、弁体33が切欠部36よりも外側に張り出すことになる。つまり、この第1実施形態においては、ノズルボディ30に切欠部36が形成されることで、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置において、弁体33に張り出し部37が形成されることになる。   Here, in the present embodiment, since the cutout portion 36 is formed only in the nozzle body 30, the valve element 33 is located more than the cutout portion 36 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12. It will overhang outside. That is, in the first embodiment, the notched portion 36 is formed in the nozzle body 30, so that the overhang portion 37 is formed on the valve body 33 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12. Will be.

このように、弁体33に張り出し部37が形成されると、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置において、この張り出し部37の作用により、シリンダ軸線に直交する方向からみた燃料噴霧の上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角θ5を相対的に大きくすることができる。   As described above, when the overhang portion 37 is formed on the valve body 33, the fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridge line 12, and is viewed from the direction perpendicular to the cylinder axis by the action of the overhang portion 37. The angle θ5 formed by the outer line on the upper inner wall surface of the fuel spray and the cylinder axis can be relatively increased.

そして、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置では、燃料噴射通路35が相対的に短くなるので、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置に比べて、燃料噴霧の噴霧角が大きくなるものの、燃料噴霧のペネトレーション(噴霧の到達距離)が短くなるので、燃料噴霧の燃焼室6の上部内壁面7への付着を抑制することができる。   And in the position which injects a fuel along the ridgeline 12 from the fuel injection port 31, since the fuel injection path 35 becomes relatively short, toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 from the fuel injection port 31 Although the spray angle of the fuel spray is larger than the fuel injection position, the fuel spray penetration (spray reach) is shortened, so that the fuel spray is prevented from adhering to the upper inner wall surface 7 of the combustion chamber 6. can do.

燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置においては、燃料噴射通路35が相対的に長くなり、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置に比べて、燃料噴霧の噴霧角が小さくなるので、燃料噴霧のペネトレーション(噴霧の到達距離)が長くなるものの、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度が相対的に小さくなるよう形成されているので、燃料噴霧の燃焼室6の上部内壁面7への付着を抑制することができる。   At a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 toward the intake-side inclined surface 9 and the exhaust-side inclined surface 11, the fuel injection passage 35 is relatively long, and the fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12. Since the spray angle of the fuel spray becomes smaller than the injection position, the fuel spray penetration (spray reach distance) becomes longer, but from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11. The angle formed by the cylinder inner axis and the outer line on the upper inner wall surface viewed from the direction orthogonal to the cylinder axis of the fuel spray injected in this way is relatively small. Adhesion to the inner wall surface 7 can be suppressed.

また、相対的に燃料噴射量が少ない機関低負荷時には、ペントルーフ型の燃焼室6の上部内壁面7に燃料噴射弁19から燃料噴霧が接触しないようにしつつ、燃焼室6内の成層混合気を自着火させることで、温度の低い燃焼室6の上部内壁面7との間に形成された空気層による断熱により冷却損失を低減することが可能となる。そして、相対的に燃料噴射量が多い機関高負荷時には、燃料噴射弁19の実質的な開口面積が最大となるので、噴射パルスの増大(燃料噴射弁19の開弁時間)を抑制し、燃料噴霧の混合時間を確保することで、均質燃焼を安定して実施することが可能となる。   Further, when the engine is under a low load with a relatively small fuel injection amount, the stratified mixture in the combustion chamber 6 is kept from coming into contact with the upper inner wall surface 7 of the pent roof type combustion chamber 6 from the fuel injection valve 19. By self-igniting, it is possible to reduce cooling loss by heat insulation by an air layer formed between the upper inner wall surface 7 of the combustion chamber 6 having a low temperature. When the engine is under a heavy load with a relatively large fuel injection amount, the substantial opening area of the fuel injection valve 19 is maximized. Therefore, an increase in the injection pulse (opening time of the fuel injection valve 19) is suppressed, and the fuel By ensuring the mixing time of the spray, homogeneous combustion can be stably performed.

尚、この第1実施形態においては、ノズルボディ30側を切り欠くことで燃料噴射通路35の通路長を燃料噴射口31の周方向で変化させているが、弁体側を切り欠くことで燃料噴射通路35の通路長を燃料噴射口31の周方向で変化させることも可能である。   In the first embodiment, the passage length of the fuel injection passage 35 is changed in the circumferential direction of the fuel injection port 31 by notching the nozzle body 30 side. However, fuel injection is performed by notching the valve body side. It is also possible to change the passage length of the passage 35 in the circumferential direction of the fuel injection port 31.

以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した第1実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, although other embodiment of this invention is described, about the component same as 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図9〜図14は、本発明の第2実施形態における内燃機関の要部断面図及び燃料噴射弁19の要部断面図を示している。   FIGS. 9-14 has shown principal part sectional drawing of the internal combustion engine in 2nd Embodiment of this invention, and principal part sectional drawing of the fuel injection valve 19. As shown in FIG.

この第2実施形態における内燃機関は、上述した第1実施形態の内燃機関と略同一構成となっているが、この第2実施形態においては、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置において、断面円形のノズルボディ30及び弁体33の外周に機械加工等によりそれぞれ切欠部36、41が形成されている。つまり、この第2実施形態は、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置において、弁体33がノズルボディ30の外側に張り出しておらず、弁体33が前述した張り出し部37に相当する構成を具備しない以外は、第1実施形態と同一構成となっている。   The internal combustion engine in the second embodiment has substantially the same configuration as the internal combustion engine in the first embodiment described above, but in this second embodiment, fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12. The cutout portions 36 and 41 are formed on the outer periphery of the nozzle body 30 and the valve body 33 having a circular cross section by machining or the like. That is, in the second embodiment, the valve element 33 does not protrude outside the nozzle body 30 at the position where the fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12, and the valve element 33 is the protruding part 37 described above. The configuration is the same as that of the first embodiment except that the configuration corresponding to is not provided.

尚、この第2実施形態においても、燃料噴射弁19は、図9及び図10に示すように、燃料噴霧が上部内壁面7に接触しないように、燃料噴射口31から稜線12に沿って噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度θ1に比べ、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度θ2が小さくなるよう形成されている。   Also in this second embodiment, the fuel injection valve 19 injects along the ridgeline 12 from the fuel injection port 31 so that the fuel spray does not contact the upper inner wall surface 7, as shown in FIGS. Compared to the angle θ1 formed by the cylinder axis and the outer line on the upper inner wall surface viewed from the direction perpendicular to the cylinder axis of the fuel spray, the fuel injection port 31 is directed toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11. The angle θ2 formed by the outer axis of the upper inner wall surface viewed from the direction perpendicular to the cylinder axis of the injected fuel spray and the cylinder axis is reduced.

このような第2実施形態においても、上述した第1実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。   Also in the second embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above.

次に、図15〜図18を用いて、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態における内燃機関は、上述した第1実施形態の内燃機関と略同一構成となっているが、この第3実施形態においては、図18に示すように、燃料噴射弁19の案内部34が、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁19の周方向位置に、燃料噴射通路35から燃焼室6への燃料噴霧を妨げることが可能な遮蔽壁51を有している。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The internal combustion engine in the third embodiment has substantially the same configuration as the internal combustion engine of the first embodiment described above, but in this third embodiment, as shown in FIG. The fuel injection from the fuel injection passage 35 to the combustion chamber 6 is performed at the circumferential position of the fuel injection valve 19 where the portion 34 injects fuel from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11. It has a shielding wall 51 that can be blocked.

この遮蔽壁51は、図18に示すように、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口に近接する弁体33に近づくように延びてノズルボディ30と弁体33の間の隙間寸法を狭くするようにノズルボディ30の先端に設けられたシリンダ軸線と略平行な壁面であって、機関低負荷時の燃料噴射量を噴射する際の弁体33のシール面32からの移動量(リフト量)では、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置において燃料噴射通路35から燃焼室6への燃料噴霧を妨げ、機関高負荷時の燃料噴射量を噴射する際の弁体33のシール面32からの移動量(リフト量)では、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置において燃料噴射通路35から燃焼室6への燃料噴霧を許容するよう形成されている。   As shown in FIG. 18, the shielding wall 51 extends so as to approach the valve body 33 adjacent to the opening on the combustion chamber side of the fuel injection passage 35 and narrows the gap dimension between the nozzle body 30 and the valve body 33. Thus, the amount of movement (lift amount) from the seal surface 32 of the valve body 33 when the fuel injection amount at the time of engine low load is injected is a wall surface substantially parallel to the cylinder axis provided at the tip of the nozzle body 30. Then, in the position where fuel is injected from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11, fuel spray from the fuel injection passage 35 to the combustion chamber 6 is prevented, and the fuel injection amount at the time of high engine load As for the amount of movement (lift amount) of the valve body 33 from the seal surface 32 when injecting fuel, the fuel injection passage is located at the position where fuel is injected from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 35 to combustion chamber 6 It is formed so as to allow the fuel spray.

具体的には、機関低負荷時における弁体33のシール面32からの移動量(リフト量)では、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口が遮蔽壁51によって全て覆われた状態となって燃料噴射が妨げられるが、機関高負荷時における弁体33のシール面32からの移動量(リフト量)では、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口が遮蔽壁51の外側まで拡大することによって燃料噴射が許容されように、遮蔽壁51が形成されている。   Specifically, with the amount of movement (lift amount) of the valve body 33 from the seal surface 32 at the time of engine low load, the opening on the combustion chamber side of the fuel injection passage 35 is entirely covered by the shielding wall 51. Although fuel injection is hindered, the amount of movement (lift amount) of the valve body 33 from the seal surface 32 at the time of high engine load increases the opening on the combustion chamber side of the fuel injection passage 35 to the outside of the shielding wall 51. A shielding wall 51 is formed so that fuel injection is allowed.

ここで、機関低負荷時における弁体33のシール面32からの移動によって生じるシール部の幅(ノズルボディ30と弁体33の間の断面高さ/隙間寸法)は、20ミクロン程度である。仮に燃料噴射通路35の幅(ノズルボディ30と弁体33の間の断面高さ/隙間寸法)がシール面32の下流側で徐々に拡大するものであった場合、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口が完全に塞がれていなくても、この開口を覆うように遮蔽壁51を弁体33に近接させ、例えば、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口の隙間を20ミクロン程度にすれば、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口からの燃料噴射を妨げることができる。また、仮に燃料噴射通路35の幅(ノズルボディ30と弁体33の間の断面高さ/隙間寸法)がシール面32の下流側で略一定であった場合にも、燃料噴射通路35の燃焼室側の開口を覆うように遮蔽壁51を弁体33近接させることで、この開口が完全に塞がれていなくても、燃料噴射を妨げることができる。   Here, the width of the seal portion (cross-sectional height / gap size between the nozzle body 30 and the valve body 33) generated by the movement of the valve body 33 from the seal surface 32 at the time of engine low load is about 20 microns. If the width of the fuel injection passage 35 (the cross-sectional height / gap size between the nozzle body 30 and the valve body 33) gradually increases on the downstream side of the seal surface 32, the combustion chamber of the fuel injection passage 35 Even if the opening on the side is not completely closed, the shielding wall 51 is brought close to the valve body 33 so as to cover the opening, and for example, the clearance of the opening on the combustion chamber side of the fuel injection passage 35 is set to about 20 microns. In this case, fuel injection from the opening on the combustion chamber side of the fuel injection passage 35 can be prevented. Even if the width of the fuel injection passage 35 (the cross-sectional height / gap size between the nozzle body 30 and the valve body 33) is substantially constant on the downstream side of the seal surface 32, the combustion of the fuel injection passage 35 is also performed. By bringing the shielding wall 51 close to the valve body 33 so as to cover the opening on the chamber side, fuel injection can be prevented even if the opening is not completely closed.

尚、この第3実施形態においても、機関低負荷時においては、圧縮上死点のタイミングで燃料噴射口31から稜線12に向かって燃料が噴射されるが、この第3実施形態における燃料噴射弁19においても、このとき噴射された燃料噴霧が上部内壁面7に接触しないように形成されており、燃焼室6の内壁面にも付着しないようになっている。   In the third embodiment, the fuel is injected from the fuel injection port 31 toward the ridge line 12 at the compression top dead center when the engine is under a low load. The fuel injection valve in the third embodiment Also in 19, the fuel spray injected at this time is formed so as not to contact the upper inner wall surface 7 and does not adhere to the inner wall surface of the combustion chamber 6.

このような第3実施形態においては、燃料噴射量が少ない機関低負荷時には、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料が噴射されないので、相対的に燃料噴射量が少ない機関低負荷時には、ペントルーフ型の燃焼室6の上部内壁面7に、燃料噴射弁19から燃料噴霧が接触しないので、内燃機関の出力への跳ね返りなく、未燃損失を低減し、燃費を改善することができる。   In such a third embodiment, fuel is not injected from the fuel injection port 31 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11 at the time of engine low load with a small amount of fuel injection. When the engine quantity is low and the fuel spray is not in contact with the upper inner wall surface 7 of the pent roof type combustion chamber 6 from the fuel injection valve 19, it does not rebound to the output of the internal combustion engine, reduces unburned loss, and reduces fuel consumption. Can be improved.

また燃料噴射量が多い機関高負荷時には、燃料噴射口31の全周から燃料が噴射されることになり、燃料噴射弁19の実質的な開口面積が最大となるので、噴射パルスの増大(燃料噴射弁19の開弁時間)を抑制し、燃料噴霧の混合時間を確保することで、均質燃焼を安定して実施することができる。   Further, when the engine is under a heavy load with a large amount of fuel injection, fuel is injected from the entire circumference of the fuel injection port 31, and the substantial opening area of the fuel injection valve 19 is maximized. By suppressing the injection valve 19 opening time) and ensuring the fuel spray mixing time, homogeneous combustion can be carried out stably.

尚、上述した各実施形態における燃料噴射弁19は、いわゆるピエゾ式燃料噴射弁であり、弁体33の駆動用アクチュエータとしてピエゾ素子が用いられているが、駆動用アクチュエータとしてソレノイドを用いソレノイド式燃料噴射弁にも適用可能である。   The fuel injection valve 19 in each of the above-described embodiments is a so-called piezo-type fuel injection valve, and a piezo element is used as a drive actuator for the valve element 33, but a solenoid is used as a drive actuator. It is applicable also to an injection valve.

また、上述した第1及び第2実施形態においては、ノズルボディ30に切欠部36を設けることで、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置における燃料噴射通路35の通路長L1が、燃料噴射口35から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置における燃料噴射通路35の通路長L2よりも短くなるようにしているが、燃料噴射口31の周方向で、燃料噴射通路35の長さが変化するように、ノズルボディ30先端、燃料噴射口31、弁体33の形状をそれぞれ円形もしくは楕円形に適宜設定することで、切欠部36を設けることなく、燃料噴射口31から稜線12に沿って燃料を噴射する位置における燃料噴射通路35の通路長L1が、燃料噴射口31から吸気側傾斜面9及び排気側傾斜面11に向かって燃料を噴射する位置における燃料噴射通路35の通路長L2よりも短くなるようにすることも可能である。   In the first and second embodiments described above, the notch 36 is provided in the nozzle body 30, so that the passage length L <b> 1 of the fuel injection passage 35 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridge line 12. Is shorter than the passage length L2 of the fuel injection passage 35 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 35 toward the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface 11. By appropriately setting the shapes of the tip of the nozzle body 30, the fuel injection port 31, and the valve body 33 to be circular or elliptical so that the length of the fuel injection passage 35 changes in the circumferential direction, a notch 36 is provided. The passage length L1 of the fuel injection passage 35 at a position where fuel is injected from the fuel injection port 31 along the ridgeline 12 is determined from the fuel injection port 31 to the intake side inclined surface 9 and the exhaust side inclined surface. It is also possible to be shorter than the path length L2 of the fuel injection passage 35 at a position for injecting fuel toward 1.

1…シリンダブロック
2…シリンダ
3…シリンダヘッド
6…燃焼室
7…上部内壁面
9…吸気側傾斜面
11…排気側傾斜面
12…稜線
19…燃料噴射弁
30…ノズルボディ
31…燃料噴射口
32…シール面
33…弁体
34…案内部
35…燃料噴射通路
36…切欠部
37…張り出し部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder block 2 ... Cylinder 3 ... Cylinder head 6 ... Combustion chamber 7 ... Upper inner wall surface 9 ... Intake side inclined surface 11 ... Exhaust side inclined surface 12 ... Ridge line 19 ... Fuel injection valve 30 ... Nozzle body 31 ... Fuel injection port 32 ... Seal surface 33 ... Valve element 34 ... Guide part 35 ... Fuel injection passage 36 ... Notch part 37 ... Overhang part

Claims (9)

シリンダブロックに設けられたシリンダの上方に位置し、吸気ポートが開口する吸気側傾斜面と、排気ポートが開口する排気側傾斜面と、前記吸気側傾斜面と前記排気側傾斜面とが突き合わされた部分に形成された直線状の稜線と、を有するシリンダヘッドの上部内壁面で構成されたペントルーフ型の燃焼室と、
前記稜線上に配置され、燃料噴射口が形成されたノズルボディと、前記燃料噴射口の外周に形成されたテーパ状のシール面と、このシール面に着座することで前記燃料噴射口を閉じると共に、前記ノズルボディの外側に向かって移動することによって前記シール面から離間する弁体と、を備え、前記燃焼室内に中空円錐形状に燃料噴射を行う外開式の燃料噴射弁と、を有する内燃機関において、
前記燃料噴射弁は、前記稜線に沿って噴射された燃料噴霧の前記上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度に比べ、前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって噴射された燃料噴霧の前記上部内壁面側の外形線とシリンダ軸線とのなす角度が小さくなるよう構成されていることを特徴とする内燃機関。
An intake side inclined surface where an intake port opens, an exhaust side inclined surface where an exhaust port opens, an intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface are abutted each other, located above a cylinder provided in the cylinder block. A pent roof type combustion chamber composed of an upper inner wall surface of a cylinder head having a linear ridge line formed in the portion;
A nozzle body disposed on the ridgeline and formed with a fuel injection port, a tapered seal surface formed on the outer periphery of the fuel injection port, and closing the fuel injection port by seating on the seal surface An externally-open fuel injection valve that injects fuel into a hollow conical shape in the combustion chamber. In the institution
The fuel injection valve injects the fuel spray injected along the ridge line toward the intake-side inclined surface and the exhaust-side inclined surface as compared with an angle formed by an outer line on the upper inner wall surface side and a cylinder axis. An internal combustion engine characterized in that the angle formed by the outer axis of the upper inner wall surface of the fuel spray and the cylinder axis is reduced.
前記燃料噴射弁は、前記弁体が前記シール面から離間した際に前記燃料噴射口から噴射された燃料を前記燃焼室に向かって案内する案内部を有し、
前記案内部は、前記稜線に沿って燃料を噴射する位置と、前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって燃料を噴射する位置とでは、互いに異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
The fuel injection valve has a guide portion that guides fuel injected from the fuel injection port toward the combustion chamber when the valve body is separated from the seal surface,
The guide portion is formed in a shape different from each other between a position where fuel is injected along the ridgeline and a position where fuel is injected toward the intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface. The internal combustion engine according to claim 1.
前記案内部は、前記ノズルボディと前記弁体とに挟まれた燃料噴射通路を有し、
前記燃料噴射口から前記稜線に沿って燃料を噴射する位置における前記燃料噴射通路に比べて、前記燃料噴射口から前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって燃料を噴射する位置における前記燃料噴射通路が長くなるよう形成されていることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。
The guide portion has a fuel injection passage sandwiched between the nozzle body and the valve body,
Compared to the fuel injection passage at a position where fuel is injected from the fuel injection port along the ridgeline, the fuel injection port is configured to inject fuel from the fuel injection port toward the intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel injection passage is formed to be long.
前記ノズルボディと弁体は、燃料噴射口を通る燃料噴射弁の軸線を中心とした円形であり、
前記燃料噴射口から前記稜線に沿って燃料を噴射する位置において前記ノズルボディと前記弁体のうち少なくとも一方が切り欠かれていることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関。
The nozzle body and the valve body are circular around the axis of the fuel injection valve passing through the fuel injection port,
The internal combustion engine according to claim 3, wherein at least one of the nozzle body and the valve body is cut out at a position where fuel is injected from the fuel injection port along the ridgeline.
前記燃料噴射弁は、前記燃料噴射口から前記稜線に沿って噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた噴霧角に比べ、前記燃料噴射口から前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって噴射された燃料噴霧のシリンダ軸線に直交する方向からみた噴霧角が小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関。   The fuel injection valve has an intake side inclined surface and an exhaust side inclined from the fuel injection port as compared to a spray angle viewed from a direction perpendicular to a cylinder axis of fuel spray injected along the ridge line from the fuel injection port. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein a spray angle as viewed from a direction perpendicular to a cylinder axis of fuel spray injected toward the surface is reduced. 前記案内部は、前記ノズルボディと前記弁体とに挟まれ、前記燃料噴射口の下流側に位置する燃料噴射通路と、前記燃料噴射口から前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって燃料を噴射する位置において前記燃料噴射通路から燃焼室への燃料噴霧を妨げることが可能な遮蔽壁と、を有することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。   The guide portion is sandwiched between the nozzle body and the valve body, and extends from the fuel injection port to the intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface. The internal combustion engine according to claim 2, further comprising a shielding wall capable of preventing fuel spray from the fuel injection passage to the combustion chamber at a position where fuel is injected. 前記遮蔽壁は、機関低負荷時の燃料噴射量を噴射する際の前記弁体の前記シール面からの移動量では、前記燃料噴射口から前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって燃料を噴射する位置において前記燃料噴射通路から燃焼室への燃料噴霧を妨げ、機関高負荷時の燃料噴射量を噴射する際の前記弁体の前記シール面からの移動量では、前記燃料噴射口から前記吸気側傾斜面及び前記排気側傾斜面に向かって燃料を噴射する位置において前記燃料噴射通路から燃焼室への燃料噴霧を許容するよう形成されていることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関。   The shielding wall is directed from the fuel injection port toward the intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface in the amount of movement of the valve body from the seal surface when injecting the fuel injection amount at the time of engine low load. The amount of movement of the valve body from the seal surface when the fuel is injected from the fuel injection passage to the combustion chamber at the fuel injection position and the fuel injection amount at the time of high engine load is injected The fuel injection from the fuel injection passage to the combustion chamber is allowed at a position at which fuel is injected from the intake side toward the intake side inclined surface and the exhaust side inclined surface. Internal combustion engine. 前記燃料噴射弁が燃料噴射する際に、前記弁体の前記シール面からの移動量が小さい場合には、上死点近傍のタイミングで前記燃焼室内に成層混合気を形成し、圧縮自己着火により前記燃焼室内の成層混合気を燃焼させていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の内燃機関。   When the fuel injection valve injects fuel, if the amount of movement of the valve body from the seal surface is small, a stratified mixture is formed in the combustion chamber at a timing near top dead center, and compression self-ignition is performed. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the stratified mixture in the combustion chamber is combusted. 前記弁体の前記シール面からの移動量を制御することによって、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量と燃焼室内の混合気分布とが制御され、
機関低負荷時においては、前記弁体の前記シール面からの移動量を、機関高負荷時に比べて小さくなるように制御し、上死点近傍のタイミングで前記燃焼室内に成層混合気を形成することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関。
By controlling the amount of movement of the valve body from the seal surface, the fuel injection amount injected from the fuel injection valve and the mixture distribution in the combustion chamber are controlled,
When the engine is under a low load, the amount of movement of the valve element from the seal surface is controlled to be smaller than when the engine is under a high load, and a stratified mixture is formed in the combustion chamber at a timing near the top dead center. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein
JP2009197657A 2009-08-28 2009-08-28 Internal combustion engine Pending JP2011047341A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009197657A JP2011047341A (en) 2009-08-28 2009-08-28 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009197657A JP2011047341A (en) 2009-08-28 2009-08-28 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011047341A true JP2011047341A (en) 2011-03-10

Family

ID=43833913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009197657A Pending JP2011047341A (en) 2009-08-28 2009-08-28 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011047341A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013057266A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Mazda Motor Corp Spark ignition type direct injection engine
JP2013151867A (en) * 2012-01-24 2013-08-08 Toyota Central R&D Labs Inc Measuring device for internal combustion and internal combustion
JP2013185455A (en) * 2012-03-06 2013-09-19 Mazda Motor Corp Fuel injection valve, and internal combustion engine comprising the same
CN115111096A (en) * 2021-03-22 2022-09-27 日立安斯泰莫株式会社 Electromagnetic fuel injection valve

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013057266A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Mazda Motor Corp Spark ignition type direct injection engine
JP2013151867A (en) * 2012-01-24 2013-08-08 Toyota Central R&D Labs Inc Measuring device for internal combustion and internal combustion
JP2013185455A (en) * 2012-03-06 2013-09-19 Mazda Motor Corp Fuel injection valve, and internal combustion engine comprising the same
CN115111096A (en) * 2021-03-22 2022-09-27 日立安斯泰莫株式会社 Electromagnetic fuel injection valve
CN115111096B (en) * 2021-03-22 2023-12-01 日立安斯泰莫株式会社 Electromagnetic fuel injection valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2204560B1 (en) Direct fuel-injection engine
JP2016041915A (en) Internal combustion engine
JP2011047341A (en) Internal combustion engine
WO2016079941A1 (en) Structure of combustion chamber for direct injection engine
JP5971321B2 (en) Combustion chamber structure of direct injection engine
WO2018180132A1 (en) Spark-ignition internal combustion engine
US8714136B2 (en) Direct fuel-injection engine
WO2018180133A1 (en) Spark-ignition internal combustion engine
US8474431B2 (en) Direct fuel-injected engine
JP6327180B2 (en) Internal combustion engine
WO2018180129A1 (en) Spark-ignition internal combustion engine
JP4765490B2 (en) Spark ignition internal combustion engine
JP5523998B2 (en) Combustion chamber structure of direct injection diesel engine
JP5549083B2 (en) Piston for in-cylinder direct injection internal combustion engine
JP2013072390A (en) Internal combustion engine
JP5987734B2 (en) Compression ignition engine
US10711685B2 (en) Internal combustion engine
JP2006046124A (en) Cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine
EP2628916B1 (en) Intake port fuel injection engine
JP2008019803A (en) Intake device for internal combustion engine
WO2018180130A1 (en) Spark-ignition internal combustion engine
JP4985077B2 (en) In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine
US20200080468A1 (en) Diesel engine
US20200063644A1 (en) Diesel engine
JP4111122B2 (en) Fuel injection apparatus and fuel injection method for diesel engine