JP2016070248A - In-cylinder injection type internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダーの内部に燃料を噴射する筒内噴射式内燃機関に関する。 The present invention relates to a direct injection internal combustion engine that injects fuel into a cylinder.
従来、上記のような筒内噴射式内燃機関として、特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載の筒内噴射式内燃機関は、吸気行程中に、複数の噴孔からピストンの頂面に向けて燃料を噴射するインジェクターを備える。 Conventionally, as a cylinder injection type internal combustion engine as described above, the one described in Patent Document 1 is known. The in-cylinder internal combustion engine described in this document includes an injector that injects fuel from a plurality of injection holes toward the top surface of a piston during an intake stroke.
ところで、筒内噴射式内燃機関には、圧縮行程前半、すなわち圧縮行程において下死点からピストンストロークの２分の１の距離だけ摺動した位置にピストンが到達するまでに燃料噴射を行うものがある。圧縮行程前半に燃料噴射を行えば、シリンダー内に形成される気流（筒内気流）により、噴射した燃料が点火プラグの近傍に集められて成層燃焼が行われる。その結果、排気の温度が高まって触媒昇温が促進されるようになる。こうした圧縮行程前半の燃料噴射をピストン頂面に向けて行うと、筒内気流の弱い部分にも燃料噴霧が広がってしまい、十分な量の燃料を点火プラグの近傍に集めきれなくなることがある。こうした場合、点火プラグの近傍に集まらなかった燃料は、燃焼が不良となるため、微粒子物質の増加を招く。また、ピストン頂面やシリンダー壁面への燃料付着量が増加して、スーツ生成量の増加や燃料希釈を招いてしまうこともある。 By the way, in a cylinder injection internal combustion engine, there is one in which fuel injection is performed until the piston reaches the first half of the compression stroke, that is, the position slid by a half of the piston stroke from the bottom dead center in the compression stroke. is there. If fuel injection is performed in the first half of the compression stroke, the injected fuel is collected in the vicinity of the spark plug by the airflow (cylinder airflow) formed in the cylinder, and stratified combustion is performed. As a result, the temperature of the exhaust gas increases, and the catalyst temperature rise is promoted. If fuel injection in the first half of the compression stroke is performed toward the top surface of the piston, the fuel spray spreads to a portion where the in-cylinder airflow is weak, and a sufficient amount of fuel may not be collected in the vicinity of the spark plug. In such a case, the fuel that has not gathered in the vicinity of the spark plug has a poor combustion, resulting in an increase in particulate matter. Further, the amount of fuel adhering to the piston top surface or cylinder wall surface may increase, resulting in an increase in the amount of suit generated or fuel dilution.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、圧縮行程前半の燃料噴射をより好適に行うことのできる筒内噴射式内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a problem to be solved is to provide a direct injection internal combustion engine that can perform fuel injection in the first half of the compression stroke more suitably.
上記課題を解決する筒内噴射式内燃機関は、ピストンが往復摺動可能に配置されたシリンダーの内部に燃料をそれぞれ噴射する複数の噴孔が設けられたインジェクターを有するとともに、圧縮行程において下死点からピストンストロークの２分の１の距離だけ摺動した位置にピストンが到達するまでにインジェクターからの燃料噴射を行う。そして、同筒内噴射式内燃機関では、上記複数の噴孔の中心軸とシリンダーの壁面との各交点について、上死点におけるピストンの頂面の位置からのピストン摺動方向の距離の平均を取ったとき、その値、すなわち上記距離の平均値がピストンストロークの２分の１以下となっている。 An in-cylinder injection internal combustion engine that solves the above problems includes an injector provided with a plurality of injection holes for injecting fuel inside a cylinder in which a piston is slidably reciprocated. The fuel is injected from the injector until the piston reaches the position slid from the point by a distance of a half of the piston stroke. In the cylinder injection internal combustion engine, the average of the distance in the piston sliding direction from the position of the top surface of the piston at the top dead center is calculated for each intersection of the central axis of the plurality of nozzle holes and the wall surface of the cylinder. When taken, the value, that is, the average value of the distance is less than half of the piston stroke.
上記のように構成された筒内噴射式内燃機関では、インジェクターの各噴孔からの燃料噴射が全体として、上死点におけるピストンの頂面の位置から下死点側にピストンストロークの２分の１の距離の位置よりも上死点側を指向して行われるようになる。そのため、圧縮行程前半の燃料噴射に際してのピストン頂面への燃料付着、および筒内気流が淀むエッジ部付近での混合気の滞留が抑えられる。したがって、圧縮行程前半の燃料噴射をより好適に行うことができる。 In the in-cylinder injection internal combustion engine configured as described above, the fuel injection from each injector nozzle hole as a whole is half the piston stroke from the position of the top surface of the piston at the top dead center to the bottom dead center side. This is performed in the direction of the top dead center side rather than the position of the distance of 1. For this reason, the fuel adhering to the piston top surface during the fuel injection in the first half of the compression stroke and the stagnation of the air-fuel mixture in the vicinity of the edge where the in-cylinder airflow is suppressed are suppressed. Therefore, fuel injection in the first half of the compression stroke can be performed more suitably.
なお、ピストン頂面への燃料付着やエッジ部付近での混合気の滞留をより確実に抑えるには、複数の噴孔の中心軸とシリンダーの壁面との各交点のいずれについても、上死点におけるピストンの頂面の位置からのピストン摺動方向の距離がピストンストロークの２分の１以下となるようにするとよい。このようにすれば、各噴孔の燃料噴霧の中心がピストンのエッジ部に当たらないようになる。 In order to more reliably suppress fuel adhesion to the piston top surface and air-fuel mixture stagnation near the edge, top dead center at each of the intersections of the central axis of the plurality of nozzle holes and the wall surface of the cylinder. It is preferable that the distance in the piston sliding direction from the position of the top surface of the piston is less than half of the piston stroke. In this way, the center of fuel spray in each nozzle hole does not hit the edge of the piston.
さらに、噴孔のいずれもが、その中心軸とシリンダーの壁面との交点のピストン摺動方向における位置が、隣接する噴孔とは異なる位置とされていることが望ましい。こうした場合、いずれかの噴孔の噴霧がピストンのエッジ部に当たることがあっても、隣接する噴孔から噴射された燃料の噴霧にあって燃料濃度の高い部分が、すなわち両噴孔の噴霧のそれぞれの中心部分、並びに両噴孔の噴霧が重なった部分が、同時にはピストンのエッジ部に当たらないようになる。そのため、一部の噴孔の噴霧がピストンのエッジ部に当たることがあっても、そのエッジ部の付近に滞留する混合気の量が抑えられる。 Further, in any of the nozzle holes, it is desirable that the position of the intersection between the central axis and the cylinder wall surface in the piston sliding direction is different from the adjacent nozzle holes. In such a case, even if the spray from one of the nozzle holes hits the edge of the piston, the portion of the fuel spray injected from the adjacent nozzle hole that has a high fuel concentration, that is, the spray of both nozzle holes. The respective central portions as well as the portions where the sprays of both nozzle holes overlap do not simultaneously hit the edge portion of the piston. Therefore, even if the spray from some of the nozzle holes may hit the edge portion of the piston, the amount of air-fuel mixture staying in the vicinity of the edge portion can be suppressed.
また、噴孔のすべてを、全開時の吸気バルブに中心軸が重ならないように形成すれば、吸気行程中に燃料噴射を行う場合の吸気バルブと燃料の噴霧との干渉が、ひいては吸気バルブの燃料付着が抑えられる。 In addition, if all of the nozzle holes are formed so that the central axis does not overlap the intake valve when fully open, interference between the intake valve and fuel spray when fuel is injected during the intake stroke will be reduced. Fuel adhesion is suppressed.
ちなみに、上記のような圧縮行程における下死点からピストンストロークの２分の１の距離だけ摺動した位置にピストンが到達するまでのインジェクターからの燃料噴射を機関冷間始動時に行う場合、ピストンやシリンダーの温度が低いため、燃料付着がより多くなり易い。そうした場合にも、上記の如くインジェクターの噴孔を形成すれば、燃料付着を好適に抑えられる。 Incidentally, when fuel injection from the injector is performed at the time of engine cold start until the piston reaches a position slid by a half of the piston stroke from the bottom dead center in the compression stroke as described above, Since the temperature of the cylinder is low, fuel adhesion tends to increase. Even in such a case, if the injection hole of the injector is formed as described above, fuel adhesion can be suitably suppressed.
以下、筒内噴射式内燃機関の一実施形態を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の筒内噴射式内燃機関は、シリンダー１０とその内部に配置されたピストン１１とを備える。シリンダー１０の内部には、ピストン１１により、燃焼室１２が区画形成される。筒内噴射式内燃機関の運転中にピストン１１は、シリンダー１０の内部を図中上下方向に往復動して、燃焼室１２の容積を変化させる。このときのシリンダー１０の内部におけるピストン１１の動作方向は、ピストン１１の摺動方向（以下、ピストン摺動方向Ｄｓｔと記載する）と呼ばれ、燃焼室１２の容積が最小となるときのピストン１１の位置、同容積が最大となるときのピストン１１の位置は、それぞれ上死点、下死点と呼ばれる。さらに、ピストン摺動方向Ｄｓｔにおける上死点から下死点までの距離は、ピストンストロークＳＴと呼ばれる。
Hereinafter, an embodiment of a direct injection internal combustion engine will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the in-cylinder injection internal combustion engine of the present embodiment includes a cylinder 10 and a piston 11 disposed therein. A combustion chamber 12 is defined in the cylinder 10 by a piston 11. During operation of the direct injection internal combustion engine, the piston 11 reciprocates in the cylinder 10 in the vertical direction in the drawing to change the volume of the combustion chamber 12. The operation direction of the piston 11 inside the cylinder 10 at this time is called a sliding direction of the piston 11 (hereinafter referred to as a piston sliding direction Dst), and the piston 11 when the volume of the combustion chamber 12 is minimized. And the position of the piston 11 when the same volume is maximized are called top dead center and bottom dead center, respectively. Furthermore, the distance from the top dead center to the bottom dead center in the piston sliding direction Dst is called a piston stroke ST.
なお、以下の説明では、ピストン１１が上死点に位置するときの同ピストン１１の頂面１３のピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置を「上死点頂面位置Ｈｔｏｐ」と記載する。また、ピストン１１が下死点に位置するときの同ピストン１１の頂面１３のピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置を「下死点頂面位置Ｈｂｏｔ」と記載する。 In the following description, the position of the top surface 13 of the piston 11 in the piston sliding direction Dst when the piston 11 is located at the top dead center is referred to as “top dead center top surface position Htop”. Further, the position in the piston sliding direction Dst of the top surface 13 of the piston 11 when the piston 11 is located at the bottom dead center is referred to as “bottom dead center top surface position Hbot”.
ピストン１１の頂面１３には、凹状の皿部１４が設けられている。この皿部１４は、シリンダー１０の内部における、圧縮行程中のピストン１１の上昇に伴う気流（筒内気流）の形成に寄与する。なお、この筒内噴射式内燃機関では、そうした筒内気流として、図中反時計回り方向の縦旋回流（タンブル流）が形成される。 A concave dish portion 14 is provided on the top surface 13 of the piston 11. The dish portion 14 contributes to the formation of an air flow (in-cylinder air flow) accompanying the rise of the piston 11 during the compression stroke inside the cylinder 10. In this cylinder injection type internal combustion engine, a longitudinal swirl flow (tumble flow) in the counterclockwise direction in the figure is formed as such a cylinder air flow.
一方、シリンダー１０の上面には、燃焼室１２に吸気を導入するための吸気ポート１５と、燃焼室１２から排気を排出するための排気ポート１６とが接続されている。吸気ポート１５における燃焼室１２への開口部分には、筒内噴射式内燃機関の吸気行程に開弁して、燃焼室１２と吸気ポート１５とを連通させる吸気バルブ１７が配置されている。また、排気ポート１６における燃焼室１２への開口部分には、筒内噴射式内燃機関の排気行程に開弁して、燃焼室１２と排気ポート１６とを連通させる排気バルブ１８が配置されている。なお、この筒内噴射式内燃機関では、各燃焼室１２に対して、吸気バルブ１７および排気バルブ１８がそれぞれ２つずつ設けられている。 On the other hand, an intake port 15 for introducing intake air into the combustion chamber 12 and an exhaust port 16 for discharging exhaust gas from the combustion chamber 12 are connected to the upper surface of the cylinder 10. An intake valve 17 that opens in the intake stroke of the direct injection internal combustion engine and communicates the combustion chamber 12 and the intake port 15 is disposed at an opening portion of the intake port 15 to the combustion chamber 12. In addition, an exhaust valve 18 that opens in the exhaust stroke of the direct injection internal combustion engine and communicates the combustion chamber 12 and the exhaust port 16 is disposed at an opening portion of the exhaust port 16 to the combustion chamber 12. . In this cylinder injection internal combustion engine, two intake valves 17 and two exhaust valves 18 are provided for each combustion chamber 12.
シリンダー１０の上面中央には、燃料と空気との混合気を火花放電により着火する点火プラグ１９が取り付けられている。さらにシリンダー１０上部における２つの吸気バルブ１７の間の部分には、シリンダー１０の内部に燃料を噴射するインジェクター２０が取り付けられている。 At the center of the upper surface of the cylinder 10, a spark plug 19 for igniting a mixture of fuel and air by spark discharge is attached. Further, an injector 20 for injecting fuel into the cylinder 10 is attached to a portion between the two intake valves 17 at the upper part of the cylinder 10.
なお、こうした筒内噴射式内燃機関では、冷間始動時には、圧縮行程噴射による成層燃焼を行う。このときには、インジェクター２０から噴射された燃料と吸気との混合気を、筒内気流により、点火プラグ１９の近傍に集めて燃焼が行われる。成層燃焼では、燃料の完全燃焼に必要な量以上の吸気が燃焼室１２内に導入されるため、燃焼により生じた熱がシリンダー１０やピストン１１の壁面に伝わり難くなる。その結果、排気と共に燃焼室１２から排出される熱量が増えて、触媒床温の上昇が促される。 In such an in-cylinder internal combustion engine, stratified combustion is performed by compression stroke injection during cold start. At this time, the mixture of the fuel injected from the injector 20 and the intake air is collected in the vicinity of the spark plug 19 by the in-cylinder airflow and burned. In stratified combustion, intake air more than the amount necessary for complete combustion of the fuel is introduced into the combustion chamber 12, so that heat generated by the combustion is difficult to be transmitted to the cylinder 10 and the piston 11 wall surfaces. As a result, the amount of heat discharged from the combustion chamber 12 along with the exhaust gas increases, and the catalyst bed temperature is promoted.
こうした成層燃焼を好適に行うには、圧縮行程前半にインジェクター２０からの燃料噴射を行うことが望ましい。すなわち、圧縮行程において、下死点からピストンストロークＳＴの２分の１の距離だけ摺動した位置にピストン１１が到達するまでにインジェクター２０からの燃料噴射を行うことが望ましい。こうした圧縮行程前半の燃料噴射は遅くとも、上死点頂面位置Ｈｔｏｐからの下死点側への距離がピストンストロークＳＴの２分の１の距離の位置にピストン１１の頂面１３が到達する時期までに終了する。以下の説明では、こうした上死点頂面位置Ｈｔｏｐから下死点側にピストンストロークＳＴの２分の１の距離の位置を、「ストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄ」と記載する。 In order to suitably perform such stratified combustion, it is desirable to inject fuel from the injector 20 in the first half of the compression stroke. That is, in the compression stroke, it is desirable to inject fuel from the injector 20 until the piston 11 reaches a position slid by a distance of half the piston stroke ST from the bottom dead center. Even when the fuel injection in the first half of the compression stroke is late, the timing when the top surface 13 of the piston 11 reaches the position where the distance from the top dead center top position Htop to the bottom dead center side is a half of the piston stroke ST. End by. In the following description, a position at a distance of half the piston stroke ST from the top dead center top surface position Htop to the bottom dead center side will be referred to as “stroke center top surface position Hmid”.
なお、この筒内噴射式内燃機関では、運転状況によっては、吸気行程噴射による均質燃焼を行うことがある。また、圧縮行程噴射を行う場合にも、運転状況によっては、燃料噴射期間が圧縮行程後半に入ることもある。 In this cylinder injection internal combustion engine, homogeneous combustion may be performed by intake stroke injection depending on operating conditions. Also, when performing the compression stroke injection, the fuel injection period may enter the latter half of the compression stroke depending on the operating conditions.
筒内噴射式内燃機関の冷間始動時には、シリンダー１０の壁面やピストン１１の頂面１３の温度が低いため、それらへの燃料付着が多くなり易い。また、インジェクター２０からの燃料の噴射方向によっては、混合気が筒内気流に適切に乗らずに滞留して、点火プラグ１９の近傍に十分な濃度の混合気を集められないことがある。そこで、本実施形態の筒内噴射式内燃機関では、上記のような冷間始動時の圧縮行程噴射に際して、噴射した燃料の壁面付着、並びに点火プラグ１９近傍以外の部分での混合気の滞留が抑制されるように、インジェクター２０の噴孔設計を行っている。 At the time of cold start of the direct injection internal combustion engine, the temperature of the wall surface of the cylinder 10 and the top surface 13 of the piston 11 is low, so that fuel adheres to them easily. In addition, depending on the fuel injection direction from the injector 20, the air-fuel mixture may stay on the in-cylinder airflow appropriately and may not be collected in the vicinity of the spark plug 19. Therefore, in the cylinder injection internal combustion engine of the present embodiment, during the compression stroke injection at the time of the cold start as described above, adhesion of the injected fuel to the wall surface and retention of the air-fuel mixture in portions other than the vicinity of the spark plug 19 occur. The injection hole design of the injector 20 is performed so as to be suppressed.
図２に示すように、インジェクター２０の先端には、燃料を噴射するための噴孔Ｓが複数（同図の例では４つ）形成されている。以下の説明では、各噴孔Ｓを「１」から始まる番号で区別し、符号の末尾に付される大括弧（［］）内に記された数字によりその番号を表す。例えば、番号「２」の噴孔Ｓを表す符号は、「Ｓ［２］」と記される。 As shown in FIG. 2, a plurality of injection holes S (four in the example in the figure) for injecting fuel are formed at the tip of the injector 20. In the following description, each nozzle hole S is distinguished by a number starting from “1”, and the number is represented by a number written in square brackets ([]) attached to the end of the code. For example, the code representing the nozzle hole S with the number “2” is described as “S [2]”.
図３を参照して、以下の説明に使用する、「Ｘ軸」および「Ｙ軸」の定義を述べる。同図に示される点ＰOは、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊと噴孔Ｓの中心軸Ａｓとの交点である。ここでは、そうした点ＰＯを通り、かつピストン摺動方向Ｄｓｔに延びる軸をＹ軸とし、点ＰＯを通り、かつＹ軸および中心軸Ａｉｎｊの双方に垂直な軸をＸ軸とする。なお、インジェクター２０の各噴孔Ｓは、同一の点（ＰＯ）において中心軸Ａｓがインジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊと交わるように形成されている。 With reference to FIG. 3, the definitions of “X axis” and “Y axis” used in the following description will be described. A point PO shown in the figure is an intersection of the central axis Ainj of the injector 20 and the central axis As of the injection hole S. Here, an axis passing through the point PO and extending in the piston sliding direction Dst is defined as a Y axis, and an axis passing through the point PO and perpendicular to both the Y axis and the central axis Ainj is defined as an X axis. Each nozzle hole S of the injector 20 is formed so that the central axis As intersects the central axis Ainj of the injector 20 at the same point (PO).
図４は、Ｘ軸およびインジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊの双方が位置する平面における、インジェクター２０の先端部分（ノズル部分）の断面を示している。同図に示すように、インジェクター２０の噴孔Ｓは、同インジェクター２０の先端部分の内部に形成されたサック２１と外部とを連通するように形成されている。また、インジェクター２０の内部には、その中心軸Ａｉｎｊに沿って往復動可能にニードル２２が配設される。そして、インジェクター２０の先端部内周には、そのニードル２２が着座するノズルシート２３が形成されている。ニードル２２は、インジェクター２０に対する駆動電流の通電に応じてノズルシート２３から離間する方向に、その通電の停止に応じてノズルシート２３に着座する方向に、それぞれ動かされる。そして、ノズルシート２３からのニードル２２の離間に応じて、サック２１への燃料の流入が、ひいては噴孔Ｓからの燃料噴射が開始され、ノズルシート２３へのニードル２２の着座に応じて、サック２１への燃料の流入が、ひいては噴孔Ｓからの燃料噴射が停止される。 FIG. 4 shows a cross section of the tip portion (nozzle portion) of the injector 20 in a plane on which both the X axis and the central axis Ainj of the injector 20 are located. As shown in the figure, the injection hole S of the injector 20 is formed so that the sack 21 formed inside the tip portion of the injector 20 communicates with the outside. Further, a needle 22 is disposed inside the injector 20 so as to be capable of reciprocating along its central axis Ainj. A nozzle sheet 23 on which the needle 22 is seated is formed on the inner periphery of the tip of the injector 20. The needle 22 is moved in a direction away from the nozzle sheet 23 in response to energization of the drive current to the injector 20 and in a direction in which the needle 22 is seated on the nozzle sheet 23 in response to the stop of energization. Then, in response to the separation of the needle 22 from the nozzle sheet 23, the inflow of fuel into the sack 21 and eventually the fuel injection from the nozzle hole S is started, and in response to the seating of the needle 22 on the nozzle sheet 23, the sac The inflow of fuel into the fuel tank 21 and the fuel injection from the nozzle hole S are stopped.
ここで、インジェクター２０に設けられた噴孔Ｓの数を「ｎ」とし、「ｉ」を各噴孔Ｓの番号（ｉ＝１，２，……，ｎ）とする。また、同図の面Ｃは、上記点ＰＯを通り、かつピストン１１の頂面１３に平行な平面を示す。そして、面Ｃに対するインジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊの角度を同インジェクター２０の搭載角φ０とし、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊに対する噴孔Ｓ［ｉ］の中心軸Ａｓ［ｉ］の角度を同噴孔Ｓ［ｉ］の傾斜角φ［ｉ］とする。このとき、インジェクター２０の噴霧重心Ｖ角ρは、下式により表される。なお、こうした噴霧重心Ｖ角ρは、面Ｃに対する各噴孔Ｓの中心軸Ａｓの角度の平均値を表している。 Here, the number of nozzle holes S provided in the injector 20 is “n”, and “i” is the number of each nozzle hole S (i = 1, 2,..., N). Further, a plane C in the figure shows a plane passing through the point PO and parallel to the top surface 13 of the piston 11. The angle of the central axis Ainj of the injector 20 with respect to the plane C is set as the mounting angle φ0 of the injector 20, and the angle of the central axis As [i] of the injection hole S [i] with respect to the central axis Ainj of the injector 20 is the same injection hole S. Let [i] be the inclination angle φ [i]. At this time, the spray gravity center V angle ρ of the injector 20 is expressed by the following equation. The spray gravity center V angle ρ represents an average value of the angles of the central axes As of the nozzle holes S with respect to the surface C.
さらに、ピストン１１の頂面１３への燃料付着は、燃料噴射中のピストン１１の頂面１３よりも上死点側に向けて燃料を噴射するように各噴孔Ｓを形成することで抑制できる。一方、上述したように、圧縮行程前半の燃料噴射は遅くとも、ピストン１１の頂面１３がストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄに達する時期までには終了する。よって、頂面１３の燃料付着の抑制には、各噴孔Ｓの中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との各交点Ｐｓのすべてが、ストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄよりも上死点側に位置するように、各噴孔Ｓを形成することが望ましい。すなわち、各噴孔Ｓの中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との各交点Ｐｓのいずれについても、上死点頂面位置Ｈｔｏｐからのピストン摺動方向Ｄｓｔの距離がピストンストロークＳＴの２分の１以下となるようにすればよい。 Furthermore, fuel adhesion to the top surface 13 of the piston 11 can be suppressed by forming each injection hole S so as to inject fuel toward the top dead center side from the top surface 13 of the piston 11 during fuel injection. . On the other hand, as described above, the fuel injection in the first half of the compression stroke ends at the latest by the time when the top surface 13 of the piston 11 reaches the stroke center top surface position Hmid. Therefore, in order to suppress fuel adhesion on the top surface 13, all of the intersection points Ps between the central axis As of each nozzle hole S and the wall surface of the cylinder 10 are located on the top dead center side with respect to the stroke center top surface position Hmid. Thus, it is desirable to form each nozzle hole S. That is, for each intersection Ps between the center axis As of each nozzle hole S and the wall surface of the cylinder 10, the distance in the piston sliding direction Dst from the top dead center top surface position Htop is one half of the piston stroke ST. What is necessary is as follows.
ただし、そうした場合、燃料噴霧がシリンダー１０の壁面に当たるため、シリンダー１０への燃料付着が増加する虞がある。その点、燃焼室１２におけるピストン１１の頂面１３に近い部分では、燃料噴霧に正対する向きに筒内気流が吹いており、噴霧がその流れにより拡散されるため、そうした部分に向けて燃料を噴射すれば、シリンダー１０への燃料付着の増加が抑えられる。 However, in such a case, the fuel spray hits the wall surface of the cylinder 10, so there is a possibility that the fuel adhesion to the cylinder 10 increases. In that respect, in the portion close to the top surface 13 of the piston 11 in the combustion chamber 12, the in-cylinder airflow is blowing in the direction facing the fuel spray, and the spray is diffused by the flow. By injecting, an increase in fuel adhesion to the cylinder 10 can be suppressed.
尤も、加工上の制約のため、噴孔Ｓのすべてを上記のような望ましい態様で形成できないことがある。そうした場合にも、インジェクター２０の噴霧重心Ｖ角ρを、下記のように設定すれば、上記のような混合気の滞留と、シリンダー１０やピストン１１への燃料付着とを好適に抑えられる。 However, due to processing restrictions, not all of the nozzle holes S may be formed in the above-described desirable manner. Even in such a case, if the spray center of gravity V angle ρ of the injector 20 is set as follows, the retention of the air-fuel mixture and the adhesion of fuel to the cylinder 10 and the piston 11 can be suitably suppressed.
図６は、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊおよび上記Ｙ軸の双方が位置する平面における、シリンダー１０周辺の筒内噴射式内燃機関の断面を示している。また、同図の「Ｈｂ」は、筒内気流の向きが燃料噴霧に正対する方向となる部分とその反対の方向となる部分との境界のピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置（以下、境界位置Ｈｂと記載する）を示している。そして、同図に示される角度ρｍｉｎから角度ρｍａｘまでの範囲が、混合気の滞留および燃料付着を好適に抑制可能な噴霧重心Ｖ角ρの設定範囲となる。 FIG. 6 shows a cross section of the in-cylinder injection internal combustion engine around the cylinder 10 in a plane in which both the central axis Ainj of the injector 20 and the Y axis are located. In addition, “Hb” in the figure indicates a position in the piston sliding direction Dst at the boundary between the portion in which the direction of the in-cylinder airflow is directly opposite to the fuel spray and the portion in the opposite direction (hereinafter referred to as the boundary position Hb). ). The range from the angle ρmin to the angle ρmax shown in the figure is the setting range of the spray center of gravity V angle ρ that can favorably suppress the mixture retention and fuel adhesion.
こうした場合の各噴孔Ｓ［ｉ］の中心軸Ａｓ［ｉ］とシリンダー１０の壁面との各交点Ｐｓ［ｉ］について、上死点頂面位置Ｈｔｏｐからの距離Ｄｓ［ｉ］の平均を取ると、その値（距離Ｄｓ［ｉ］の平均値）は次の範囲内となる。すなわち、上記距離Ｄｓ［ｉ］の平均値は、ピストンストロークＳＴの２分の１以下となり、且つ上死点頂面位置Ｈｔｏｐと境界位置Ｈｂとの距離ＤＴ以上となる。 In this case, for each intersection Ps [i] between the center axis As [i] of each nozzle hole S [i] and the wall surface of the cylinder 10, the distance Ds [i] from the top dead center top surface position Htop is averaged. And the value (average value of the distance Ds [i]) is within the following range. That is, the average value of the distance Ds [i] is equal to or less than half of the piston stroke ST, and is equal to or greater than the distance DT between the top dead center top surface position Htop and the boundary position Hb.
より理想的には、各噴孔Ｓ［ｉ］の中心軸Ａｓ［ｉ］とシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓ［ｉ］がすべて、上死点頂面位置Ｈｔｏｐよりも上死点側、且つ境界位置Ｈｂよりも下死点側に位置することが望ましい。この場合には、上死点頂面位置Ｈｔｏｐから各交点Ｐｓ［ｉ］までのピストン摺動方向Ｄｓｔの距離Ｄｓ［ｉ］がすべて、ピストンストロークＳＴの２分の１以下、且つ上死点頂面位置Ｈｔｏｐと境界位置Ｈｂとの距離Ｄ１以上となる。 More ideally, the intersections Ps [i] between the center axis As [i] of each nozzle hole S [i] and the wall surface of the cylinder 10 are all at the top dead center side with respect to the top dead center top surface position Htop, and It is desirable to be located on the bottom dead center side with respect to the boundary position Hb. In this case, all the distances Ds [i] in the piston sliding direction Dst from the top dead center top surface position Htop to each intersection Ps [i] are less than half of the piston stroke ST and the top dead center top. The distance D1 is greater than or equal to the distance D1 between the surface position Htop and the boundary position Hb.
図７に、本実施形態の筒内噴射式内燃機機関におけるインジェクター２０の各噴孔Ｓの形成態様を示す。同図の縦軸θｙは、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊに対するＸ軸回りの角度を、横軸θｘは、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊに対するＹ軸回りの角度を、それぞれ示している。また、同図に示される曲線Ｅｍｉｄは、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊから見た、ストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄにおけるシリンダー１０の壁面の位置を、曲線Ｅｕｐは、インジェクター２０の中心軸Ａｉｎｊから見た、上記境界位置Ｈｂにおけるシリンダー１０の壁面の位置をそれぞれ示している。さらに、同図に示される２本の曲線ＩＮよりも図中上側の部分は、全開時に吸気バルブ１７が存在する領域を示している。 In FIG. 7, the formation aspect of each nozzle hole S of the injector 20 in the cylinder injection type internal combustion engine of this embodiment is shown. In the drawing, the vertical axis θy represents the angle around the X axis with respect to the central axis Ainj of the injector 20, and the horizontal axis θx represents the angle around the Y axis with respect to the central axis Ainj of the injector 20. Further, the curve Emid shown in the figure is the position of the wall surface of the cylinder 10 at the stroke center top surface position Hmid viewed from the center axis Ainj of the injector 20, and the curve Eup is viewed from the center axis Ainj of the injector 20. The position of the wall surface of the cylinder 10 at the boundary position Hb is shown. Furthermore, the upper part in the figure than the two curves IN shown in the figure shows a region where the intake valve 17 exists when fully opened.
同図に示すように、この筒内噴射式内燃機関では、すべての噴孔Ｓについてその中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との各交点Ｐｓの位置が、ストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄよりも上死点側に位置するように形成されている。また、この筒内噴射式内燃機関では、すべての噴孔Ｓについてその上記交点Ｐｓの位置が上記境界位置Ｈｂよりも下死点側に位置するように形成されている。さらに、この筒内噴射式内燃機関では、すべての噴孔Ｓの中心軸Ａｓが全開時の吸気バルブ１７と重ならないように形成されている。 As shown in the figure, in this cylinder injection internal combustion engine, the positions of the intersections Ps between the central axis As and the wall surface of the cylinder 10 for all the injection holes S are more dead than the center top surface position Hmid of the stroke. It is formed so as to be located on the point side. Further, in this cylinder injection internal combustion engine, all the nozzle holes S are formed such that the positions of the intersection points Ps are located on the bottom dead center side with respect to the boundary position Hb. Furthermore, in this cylinder injection internal combustion engine, the central axis As of all the injection holes S is formed so as not to overlap the intake valve 17 when fully opened.
なお、同図に示すように、この筒内噴射式内燃機関では、噴孔Ｓのいずれもが、その中心軸ＡｓのＸ軸回りの角度（θｙ）が、隣接する噴孔Ｓとは異なる角度となるように形成されてもいる。すなわち、噴孔Ｓのいずれもが、中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓのピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置が、隣接する噴孔Ｓとは異なる位置となるように形成されている。 As shown in the figure, in this cylinder injection internal combustion engine, each of the injection holes S has an angle (θy) around the X axis of the central axis As that is different from that of the adjacent injection holes S. It is also formed to become. That is, each of the injection holes S is formed such that the position in the piston sliding direction Dst of the intersection Ps between the central axis As and the wall surface of the cylinder 10 is different from the adjacent injection holes S.
次に、上記のようなインジェクター２０への噴孔Ｓの形成が、筒内噴射式内燃機関にもたらす作用を述べる。
上述のようにこの筒内噴射式内燃機関では、冷間始動時に、触媒床温の上昇を促進するため、圧縮行程噴射による成層燃焼を行う。このときのインジェクター２０からの燃料噴射は、ピストン１１がピストン摺動方向Ｄｓｔにおいて上死点からピストンストロークＳＴの２分の１の距離の位置に到達する時期までに実施される。
Next, the effect brought about by the formation of the injection hole S in the injector 20 as described above to the cylinder injection internal combustion engine will be described.
As described above, in this cylinder injection type internal combustion engine, stratified combustion is performed by compression stroke injection in order to promote an increase in the catalyst bed temperature during cold start. The fuel injection from the injector 20 at this time is performed by the time when the piston 11 reaches a position at a distance of one half of the piston stroke ST from the top dead center in the piston sliding direction Dst.
一方、この筒内噴射式内燃機関では、中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓの位置がストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄよりも上死点側に位置するようにインジェクター２０の各噴孔Ｓが形成されている。すなわち、上記のような冷間始動時の圧縮行程前半の燃料噴射が行われるときのピストン１１の頂面１３よりも上死点側に向けて燃料を噴射するように各噴孔Ｓが形成されている。そのため、各噴孔Ｓの噴霧がピストン１１の頂面１３に直接当り難くなり、ピストン１１の温度が低い冷間始動時にあっても、その頂面１３への燃料付着が抑えられるようになる。また、冷間始動時の圧縮行程噴射が行われるときのピストン１１のエッジ部Ｒｅよりも上死点側に向けて燃料が噴射されるため、筒内気流が淀むエッジ部Ｒｅでの混合気の滞留が抑制されるようにもなる。さらに、このときの各噴孔Ｓからの燃料噴射は、筒内気流の向きが噴霧に正対する方向となる部分に向けて行われるため、噴霧が筒内気流により拡散されて、シリンダー１０の壁面に付着し難くなる。 On the other hand, in this cylinder injection internal combustion engine, each injection hole S of the injector 20 is positioned such that the position of the intersection Ps between the center axis As and the wall surface of the cylinder 10 is located on the top dead center side with respect to the stroke center top surface position Hmid. Is formed. That is, each injection hole S is formed so as to inject fuel toward the top dead center side from the top surface 13 of the piston 11 when the fuel injection in the first half of the compression stroke at the time of cold start is performed. ing. Therefore, the spray of each nozzle hole S is difficult to directly hit the top surface 13 of the piston 11, and the fuel adhesion to the top surface 13 can be suppressed even during cold start when the temperature of the piston 11 is low. Further, since the fuel is injected toward the top dead center side from the edge portion Re of the piston 11 when the compression stroke injection at the cold start is performed, the air-fuel mixture at the edge portion Re where the in-cylinder airflow stagnates. Residence is also suppressed. Furthermore, since the fuel injection from each nozzle hole S at this time is performed toward the portion where the direction of the in-cylinder airflow is in the direction directly opposite to the spray, the spray is diffused by the in-cylinder airflow and the wall surface of the cylinder 10 It becomes difficult to adhere to.
また、この筒内噴射内燃機関では、中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓのピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置が、隣接する噴孔Ｓとは異なる位置となるように、各噴孔Ｓが形成されている。こうした噴孔Ｓの設定によっては、更に以下の作用がもたらされる。 Further, in this cylinder injection internal combustion engine, each injection hole S is set such that the position of the intersection Ps between the central axis As and the wall surface of the cylinder 10 in the piston sliding direction Dst is different from the adjacent injection holes S. Is formed. Depending on the setting of the nozzle hole S, the following effects are further brought about.
図８にプロットされた方向に中心軸Ａｓ［ｊ］、Ａｓ［ｊ＋１］、Ａｓ［ｋ］、Ａｓ［ｋ＋１］がそれぞれ延伸された４つの噴孔Ｓを考える。なお、同図においてハッチングが掛けられた４つの円は、その中心を中心軸Ａｓとする噴孔Ｓからの噴霧がシリンダー１０の壁面に到達したときの噴霧の拡散範囲を示している。また、同図の二点鎖線で示される曲線Ｅは、噴射時におけるピストン１１の頂面１３のエッジの位置を示している。 Consider four injection holes S in which central axes As [j], As [j + 1], As [k], and As [k + 1] are extended in the directions plotted in FIG. In the drawing, four hatched circles indicate the spray diffusion range when the spray from the nozzle hole S having the center as the center axis As reaches the wall surface of the cylinder 10. Further, a curve E indicated by a two-dot chain line in the figure indicates the position of the edge of the top surface 13 of the piston 11 at the time of injection.
冷間始動時には、ピストン１１のエッジ部Ｒｅに噴霧が当たらないように各噴孔Ｓが形成されていても、それ以外の運転状況において、燃料噴射時期が圧縮行程後半に入ることがあれば、ピストン１１のエッジ部Ｒｅに噴霧が当たってしまうことがある。また、加工などの種々の制約により、すべての噴孔をピストン１１のエッジ部Ｒｅに噴霧が当らないように形成できないこともある。 At the time of cold start, even if each injection hole S is formed so that the spray does not hit the edge portion Re of the piston 11, in other operating conditions, if the fuel injection timing may enter the latter half of the compression stroke, Spray may hit the edge portion Re of the piston 11. In addition, due to various restrictions such as processing, all the nozzle holes may not be formed so that the spray does not hit the edge portion Re of the piston 11.
ここで、図中左側に延伸方向がプロットされた２つの噴孔の中心軸Ａｓ［ｊ］、Ａｓ［ｊ＋１］は、シリンダー１０の壁面との交点Ｐｓのピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置が同じ位置となっている。噴霧中の燃料の濃度は、その噴霧の中心部、すなわち中心軸Ａｓに近いほど高くなり、また噴霧の中心から離れた部分でも、隣接する噴孔の噴霧と重なると、その部分の燃料濃度は高くなる。上記のような場合、２つの噴霧の中心部、並びにそれら噴霧の重なった部分が同時にエッジ部Ｒｅに当たってしまうことがある。そのため、こうした場合には、ピストン１１のエッジ部Ｒｅに多量の混合気が滞留してしまう虞がある。 Here, the central axes As [j] and As [j + 1] of the two nozzle holes plotted in the drawing direction on the left side in the drawing have the same position in the piston sliding direction Dst at the intersection Ps with the wall surface of the cylinder 10. It has become. The concentration of the fuel in the spray becomes higher as it is closer to the center of the spray, that is, the central axis As, and when the portion away from the center of the spray overlaps with the spray of the adjacent nozzle hole, the fuel concentration in that portion becomes Get higher. In the case as described above, the central portion of the two sprays and the portion where the sprays overlap may simultaneously hit the edge portion Re. Therefore, in such a case, there is a possibility that a large amount of air-fuel mixture may stay in the edge portion Re of the piston 11.
一方、同図右側に延伸方向がプロットされた２つの噴孔の中心軸Ａｓ［ｋ］、Ａｓ［ｋ＋１］は、シリンダー１０の壁面との交点Ｐｓのピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置が異なる位置となっている。こうした場合、両噴孔Ｓの噴霧の中心部が同時には、ピストン１１のエッジ部Ｒｅに当たらないようになる。また、ピストン１１のエッジ部Ｒｅに、隣接する２つの噴孔Ｓの噴霧の中心部と、それら噴孔Ｓの噴霧が重なる部分とが同時に当たることもない。その点、本実施形態では、中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓのピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置が、隣接する噴孔Ｓとは異なる位置となるように各噴孔Ｓが形成されている。このように各噴孔Ｓが形成されていれば、ピストン１１のエッジ部Ｒｅに一部の噴孔Ｓの噴霧が当たることがあっても、そのエッジ部Ｒｅ近傍の部分に滞留する混合気の量は、比較的限られたものとなる。 On the other hand, the central axes As [k] and As [k + 1] of the two nozzle holes plotted in the drawing direction on the right side of the same figure are different from each other in the position in the piston sliding direction Dst at the intersection Ps with the wall surface of the cylinder 10. It has become. In such a case, the central part of the spray of both the nozzle holes S does not hit the edge part Re of the piston 11 at the same time. Further, the central portion of the spray of the two adjacent nozzle holes S and the portion where the spray of the nozzle holes S overlap with each other do not hit the edge portion Re of the piston 11 at the same time. In this regard, in the present embodiment, each injection hole S is formed such that the position in the piston sliding direction Dst of the intersection Ps between the center axis As and the wall surface of the cylinder 10 is different from the adjacent injection hole S. ing. If each nozzle hole S is formed in this way, even if the spray of a part of the nozzle holes S hits the edge part Re of the piston 11, the air-fuel mixture staying in the vicinity of the edge part Re The amount is relatively limited.
以上説明した本実施形態の筒内噴射式内燃機関によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、インジェクター２０に設けられた複数の噴孔Ｓのすべてが、その中心軸Ａｓ［ｉ］とシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓ［ｉ］の上死点頂面位置Ｈｔｏｐからのピストン摺動方向Ｄｓｔの距離Ｄｓ［ｉ］がピストンストロークＳＴの２分の１以下となるように形成されている。そのため、各噴孔Ｓから噴射された燃料の噴霧の、ピストン１１の頂面１３やそのエッジ部Ｒｅへの吹き付けが抑えられ、ピストン１１の頂面１３への燃料付着やエッジ部Ｒｅ付近での混合気の滞留が抑制される。したがって、圧縮行程前半の燃料噴射をより好適に行うことができる。
According to the in-cylinder injection internal combustion engine of the present embodiment described above, the following effects can be achieved.
(1) In this embodiment, all of the plurality of nozzle holes S provided in the injector 20 are at the top dead center top surface position Htop of the intersection Ps [i] between the central axis As [i] and the wall surface of the cylinder 10. The distance Ds [i] in the piston sliding direction Dst is set to be equal to or less than half of the piston stroke ST. Therefore, the spray of the fuel injected from each injection hole S is suppressed from being sprayed to the top surface 13 of the piston 11 or its edge portion Re, and the fuel adheres to the top surface 13 of the piston 11 or near the edge portion Re. The retention of the gas mixture is suppressed. Therefore, fuel injection in the first half of the compression stroke can be performed more suitably.
（２）噴孔Ｓのすべてを、噴孔Ｓの中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓのピストン摺動方向Ｄｓｔにおける位置が、隣接する噴孔Ｓとは異なる位置となるように形成している。いずれかの噴孔Ｓの噴霧がピストン１１のエッジ部Ｒｅに当たることがあっても、隣接する噴孔Ｓから噴射された燃料の噴霧にあって燃料濃度の高い部分が、すなわち両噴孔Ｓの噴霧のそれぞれの中心部分、並びに両噴孔Ｓの噴霧が重なった部分が、同時にはピストン１１のエッジ部Ｒｅに当たらないようになる。そのため、一部の噴孔Ｓの噴霧がピストン１１のエッジ部Ｒｅに当たることがあっても、そのエッジ部Ｒｅの付近に滞留する混合気の量が抑えられる。 (2) All the nozzle holes S are formed such that the position of the intersection Ps between the central axis As of the nozzle hole S and the wall surface of the cylinder 10 in the piston sliding direction Dst is different from the adjacent nozzle holes S. doing. Even if the spray of any one of the nozzle holes S hits the edge portion Re of the piston 11, the portion of the fuel spray injected from the adjacent nozzle holes S and having a high fuel concentration, that is, the both nozzle holes S The respective central portions of the sprays and the portions where the sprays of both the nozzle holes S overlap do not simultaneously hit the edge portion Re of the piston 11. Therefore, even when the spray from some of the nozzle holes S hits the edge portion Re of the piston 11, the amount of the air-fuel mixture staying in the vicinity of the edge portion Re is suppressed.
（３）各噴孔Ｓの上記交点Ｐｓの位置が、筒内気流の向きが燃料噴霧に正対する方向となる部分とその反対の方向となる部分との境界の位置（境界位置Ｈｂ）よりもピストン１１の下死点側に位置されている。そのため、噴霧が筒内気流により拡散されて、シリンダー１０の壁面に付着し難くなる。 (3) The position of the intersection point Ps of each nozzle hole S is more than the position of the boundary (boundary position Hb) between the portion where the direction of the in-cylinder airflow is directly opposite to the fuel spray and the opposite direction. The piston 11 is located on the bottom dead center side. For this reason, the spray is diffused by the in-cylinder airflow and hardly adheres to the wall surface of the cylinder 10.
（４）すべての噴孔Ｓが、全開時の吸気バルブ１７に中心軸Ａｓが重ならないように形成されているため、吸気行程中の燃料噴射を、吸気バルブ１７の燃料付着を抑えて好適に行うことができる。 (4) Since all the nozzle holes S are formed so that the central axis As does not overlap the intake valve 17 when fully opened, fuel injection during the intake stroke is preferably performed while suppressing fuel adhesion to the intake valve 17. It can be carried out.
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・吸気行程噴射を行わない筒内式内燃機関であれば、インジェクター２０の噴孔Ｓの設計に、吸気バルブ１７への噴霧の干渉は考慮に入れる必要はない。すなわち、そうした場合には、噴孔Ｓの一部、又は全部を、中心軸Ａｓが全開時の吸気バルブ１７に重なるようになっていてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the case of an in-cylinder internal combustion engine that does not perform intake stroke injection, the design of the injection hole S of the injector 20 need not take into account the interference of the spray with the intake valve 17. That is, in such a case, part or all of the nozzle hole S may overlap the intake valve 17 when the central axis As is fully opened.
・インジェクター２０の噴孔Ｓの一部、又は全部を、中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓが境界位置Ｈｂよりも下死点側に位置するように形成してもよい。このような噴孔Ｓの形成は、例えばシリンダー１０の壁面への燃料付着が元より問題とならない程度の場合に許容される。 -You may form a part or all of the nozzle hole S of the injector 20 so that the intersection Ps of the center axis | shaft As and the wall surface of the cylinder 10 may be located in the bottom dead center side rather than the boundary position Hb. Such formation of the injection hole S is allowed when, for example, the fuel adhesion to the wall surface of the cylinder 10 is not a problem from the beginning.
・インジェクター２０の噴孔Ｓの一部を、ストローク中央頂面位置Ｈｍｉｄよりも下死点側にその中心軸Ａｓとシリンダー１０の壁面との交点Ｐｓが位置するように形成してもよい。そうした場合にも、各交点Ｐｓ［ｉ］について、上死点頂面位置Ｈｔｏｐからのピストン摺動方向の距離Ｄｓ［ｉ］の平均を取ったとき、その値（距離Ｄｓ［ｉ］の平均値）がピストンストロークＳＴの２分の１以下となっていれば、燃料付着や混合気の滞留をある程度に抑制可能である。 A part of the nozzle hole S of the injector 20 may be formed such that the intersection Ps between the center axis As and the wall surface of the cylinder 10 is located on the bottom dead center side of the stroke center top surface position Hmid. Even in such a case, for each intersection point Ps [i], when the average of the distance Ds [i] in the piston sliding direction from the top dead center top surface position Htop is taken, the value (the average value of the distances Ds [i]) ) Is less than half of the piston stroke ST, it is possible to suppress the adhesion of fuel and the retention of air-fuel mixture to some extent.
１０…シリンダー、１１…ピストン、１２…燃焼室、１３…（ピストン１１の）頂面、１４…皿部、１５…吸気ポート、１６…排気ポート、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、１９…点火プラグ、２０…インジェクター、２１…サック、２２…ニードル、２３…ノズルシート、Ａｉｎｊ…（インジェクター２０の）中心軸、Ａｓ…（噴孔Ｓの）中心軸、Ｄｓｔ…ピストン摺動方向、Ｐｓ…噴孔の中心軸とシリンダーの壁面との交点、Ｓ…噴孔、ＳＴ…ピストンストローク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder, 11 ... Piston, 12 ... Combustion chamber, 13 ... Top surface (of piston 11), 14 ... Dish part, 15 ... Intake port, 16 ... Exhaust port, 17 ... Intake valve, 18 ... Exhaust valve, 19 ... Spark plug, 20 ... injector, 21 ... sack, 22 ... needle, 23 ... nozzle sheet, Ainj ... center axis (injector 20), As ... center axis (injection hole S), Dst ... piston sliding direction, Ps ... Intersection of the central axis of the nozzle hole and the wall surface of the cylinder, S ... hole, ST ... piston stroke.
Claims (5)
前記複数の噴孔の中心軸と前記シリンダーの壁面との各交点について、上死点における前記ピストンの頂面の位置からのピストン摺動方向の距離の平均を取ったとき、その値がピストンストロークの２分の１以下となっている、
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関。 It has an injector provided with a plurality of injection holes for injecting fuel inside the cylinder in which the piston is slidably reciprocated, and is slid by a distance of half the piston stroke from the bottom dead center in the compression stroke. In a cylinder injection internal combustion engine that performs fuel injection from the injector until the piston reaches the moved position,
When the average of the distance in the piston sliding direction from the position of the top surface of the piston at the top dead center is obtained for each intersection of the central axis of the plurality of nozzle holes and the wall surface of the cylinder, the value is the piston stroke. Less than half of
An in-cylinder internal combustion engine characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関。 The distance in the piston sliding direction from the position of the top surface of the piston at the top dead center is less than or equal to half of the piston stroke at each of the intersections of the central axes of the plurality of nozzle holes and the wall surface of the cylinder. Has become
The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の筒内噴射式内燃機関。 Any of the plurality of nozzle holes has a position in the piston sliding direction at the intersection of the central axis and the wall surface of the cylinder, and is different from the adjacent nozzle holes.
The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関。 All of the nozzle holes are formed so that the central axis does not overlap the intake valve when fully opened,
The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関。 Fuel injection from the injector until the piston reaches a position slid by a half of the piston stroke from the bottom dead center in the compression stroke is performed at the time of engine cold start,
The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020067021A (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 株式会社デンソー | Internal combustion engine and its control device |
| CN115199398A (en) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 东风汽车集团股份有限公司 | Engine for igniting and compression ignition |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001280185A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Toyota Motor Corp | Start control device for internal combustion engine and vehicle having it |
| JP2002021570A (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Yamaha Motor Co Ltd | Cylinder injection type gasoline engine |
| JP2005105832A (en) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Denso Corp | Fuel injection valve |
| JP2005140083A (en) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Denso Corp | Fuel injection device for internal combustion engine |
| JP2008169695A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-24 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2009085012A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2010275885A (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
| WO2012140986A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | 日産自動車株式会社 | Internal combustion engine |
-
2014
- 2014-10-01 JP JP2014203191A patent/JP2016070248A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001280185A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Toyota Motor Corp | Start control device for internal combustion engine and vehicle having it |
| JP2002021570A (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Yamaha Motor Co Ltd | Cylinder injection type gasoline engine |
| JP2005105832A (en) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Denso Corp | Fuel injection valve |
| JP2005140083A (en) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Denso Corp | Fuel injection device for internal combustion engine |
| JP2008169695A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-24 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2009085012A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2010275885A (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
| WO2012140986A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | 日産自動車株式会社 | Internal combustion engine |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020067021A (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 株式会社デンソー | Internal combustion engine and its control device |
| CN115199398A (en) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 东风汽车集团股份有限公司 | Engine for igniting and compression ignition |
| CN115199398B (en) * | 2022-07-25 | 2023-12-19 | 东风汽车集团股份有限公司 | Engine capable of igniting compression ignition |
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