JP2018155149A - 内燃機関 - Google Patents
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Abstract
Description
その内燃機関は、
シリンダヘッドと前記シリンダヘッドに対向するピストンとの間に挟まれた主燃焼室と、
前記シリンダヘッド内に形成され、吸気開口部において前記主燃焼室につながる吸気ポートと、
前記シリンダヘッド内に形成され、排気開口部において前記主燃焼室につながる排気ポートと、
前記吸気開口部と前記排気開口部との間の前記シリンダヘッド上に設けられ、複数の連通孔を通して前記主燃焼室とつながる副室と、
前記副室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記副室内で点火を行う点火プラグと
を備える。
前記副室の位置において、タンブル流は、前記副室から見て第1側から第2側に向けて流れる。
前記複数の連通孔は、
前記副室の側壁のうち前記第1側に形成された第1連通孔と、
前記第1連通孔とは異なる第2連通孔と
を含む。
前記第1連通孔の径は、前記第2連通孔の径よりも大きい。
前記第2連通孔は、前記副室の前記側壁のうち前記第2側に形成されている。
前記第1連通孔と前記第2連通孔は互いに対向している。
前記燃料噴射弁は、前記第1側の方向よりも前記第2側の方向に優先的に燃料を噴射する。
前記吸気ポート及び前記主燃焼室には燃料噴射弁は設けられていない。
吸気行程において、前記燃料噴射弁は、第1噴射量の燃料を前記副室に噴射する。
前記吸気行程の後、点火タイミングよりも前に、前記燃料噴射弁は、前記第1噴射量よりも少ない第2噴射量の燃料を前記副室に噴射する。
前記複数の連通孔は、更に第3連通孔を含む。
前記第3連通孔は、前記燃料噴射弁から噴射された前記燃料が前記第3連通孔を通過して前記主燃焼室に直接入射するように設けられている。
その内燃機関は、
シリンダヘッドと前記シリンダヘッドに対向するピストンとの間に挟まれた主燃焼室と、
前記シリンダヘッド内に形成され、吸気開口部において前記主燃焼室につながる吸気ポートと、
前記シリンダヘッド内に形成され、排気開口部において前記主燃焼室につながる排気ポートと、
前記吸気開口部と前記排気開口部との間の前記シリンダヘッド上に設けられ、複数の連通孔を通して前記主燃焼室とつながる副室と、
前記副室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記副室内で点火を行う点火プラグと
を備える。
前記複数の連通孔は、
前記副室の側壁のうち前記吸気開口部の側に形成された第1連通孔と、
前記第1連通孔とは異なる第2連通孔と
を含む。
前記第1連通孔の径は、前記第2連通孔の径よりも大きい。
1−1.基本構成
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関1の構成例を概略的に示す断面図である。内燃機関1は、主な構成として、主燃焼室10、吸気ポート30、排気ポート40、副室50、燃料噴射弁60、及び点火プラグ70を備えている。
上述の通り、本実施の形態によれば、燃料噴射弁60及び点火プラグ70は副室50内に設けられ、副室50内で燃料噴射及び火花点火が行われる。そして、副室50内で発生した火炎はジェット80として主燃焼室10に噴き出し、燃え拡がる。このように副室50及びジェット80を利用することによって、全体としてリーンな燃焼を実現することが可能となる。
次に、本実施の形態に係る内燃機関1における燃料噴射制御の一例を説明する。図8は、本実施の形態に係る燃料噴射制御に関連する構成を示すブロック図である。燃料噴射制御は、内燃機関1の制御装置100によって行われる。制御装置100は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インターフェースを備えるマイクロコンピュータであり、ECU(Electronic Control Unit)とも呼ばれる。この制御装置100が、燃料噴射弁60からの燃料噴射を制御する。
本実施の形態によれば、燃料噴射弁60は副室50内に設けられ、副室50内で燃料噴射が行われる。副室50の位置において、タンブル流FTは、副室50から見て第1側から第2側に向けて流れる。そして、副室50の側壁50sのうち第1側には、他の連通孔51よりも大きい第1連通孔51iが形成されている。第1側に比較的大きい第1連通孔51iが存在するため、タンブル流FTを効率的に副室50内に取り込むことができる。第1連通孔51iを通してタンブル流FTが副室50内に入ると、副室50内の混合気は別の連通孔51を通して主燃焼室10に押し出される。つまり、タンブル流FTを利用することによって、副室50内の混合気を主燃焼室10に効率的に拡散させることが可能となる。これにより、主燃焼室10が過度にリーンな状態となることが防止される。その結果、燃焼時に副室50から主燃焼室10に噴き出すジェット80が、主燃焼室10内において良好に燃え拡がる。すなわち、優れた燃焼安定性が得られる。
本発明の第2の実施の形態では、燃料噴射弁60から副室50に噴射された燃料が、少なくとも一部の連通孔51を通過して、主燃焼室10に直接入射する。燃料噴射弁60から噴射された燃料が直接通過する連通孔51は、以下「直噴連通孔51d」と呼ばれる。
図13及び図14は、本発明の第3の実施の形態に係る副室50における燃料噴射を説明するための概念図である。より詳細には、図13は、燃料噴射弁60からの噴霧燃料90を、直噴連通孔51dの位置におけるXY断面と共に示している。図14は、図13中の線F−Fに沿った副室50の断面構造を概略的に示している。
10 主燃焼室
20 シリンダブロック
21 シリンダライナ
22 ピストン
23 シリンダヘッド
24 ヘッド底面
30 吸気ポート
31、31−1、31−2 吸気開口部
32 吸気バルブ
40 排気ポート
41、41−1、41−2 排気開口部
42 排気バルブ
50 副室
50s 側壁
51 連通孔
51i 第1連通孔
51e 排気側連通孔
51d 直噴連通孔
60 燃料噴射弁
70 点火プラグ
80 ジェット
90 噴霧燃料
100 制御装置
FT タンブル流
Claims (8)
- シリンダヘッドと前記シリンダヘッドに対向するピストンとの間に挟まれた主燃焼室と、
前記シリンダヘッド内に形成され、吸気開口部において前記主燃焼室につながる吸気ポートと、
前記シリンダヘッド内に形成され、排気開口部において前記主燃焼室につながる排気ポートと、
前記吸気開口部と前記排気開口部との間の前記シリンダヘッド上に設けられ、複数の連通孔を通して前記主燃焼室とつながる副室と、
前記副室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記副室内で点火を行う点火プラグと
を備え、
前記副室の位置において、タンブル流は、前記副室から見て第1側から第2側に向けて流れ、
前記複数の連通孔は、
前記副室の側壁のうち前記第1側に形成された第1連通孔と、
前記第1連通孔とは異なる第2連通孔と
を含み、
前記第1連通孔の径は、前記第2連通孔の径よりも大きい
内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
前記第2連通孔は、前記副室の前記側壁のうち前記第2側に形成されている
内燃機関。 - 請求項2に記載の内燃機関であって、
前記第1連通孔と前記第2連通孔は互いに対向している
内燃機関。 - 請求項2又は3に記載の内燃機関であって、
前記燃料噴射弁は、前記第1側の方向よりも前記第2側の方向に優先的に燃料を噴射する
内燃機関。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の内燃機関であって、
前記吸気ポート及び前記主燃焼室には燃料噴射弁は設けられていない
内燃機関。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の内燃機関であって、
吸気行程において、前記燃料噴射弁は、第1噴射量の燃料を前記副室に噴射し、
前記吸気行程の後、点火タイミングよりも前に、前記燃料噴射弁は、前記第1噴射量よりも少ない第2噴射量の燃料を前記副室に噴射する
内燃機関。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の内燃機関であって、
前記複数の連通孔は、更に第3連通孔を含み、
前記第3連通孔は、前記燃料噴射弁から噴射された前記燃料が前記第3連通孔を通過して前記主燃焼室に直接入射するように設けられている
内燃機関。 - シリンダヘッドと前記シリンダヘッドに対向するピストンとの間に挟まれた主燃焼室と、
前記シリンダヘッド内に形成され、吸気開口部において前記主燃焼室につながる吸気ポートと、
前記シリンダヘッド内に形成され、排気開口部において前記主燃焼室につながる排気ポートと、
前記吸気開口部と前記排気開口部との間の前記シリンダヘッド上に設けられ、複数の連通孔を通して前記主燃焼室とつながる副室と、
前記副室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記副室内で点火を行う点火プラグと
を備え、
前記複数の連通孔は、
前記副室の側壁のうち前記吸気開口部の側に形成された第1連通孔と、
前記第1連通孔とは異なる第2連通孔と
を含み、
前記第1連通孔の径は、前記第2連通孔の径よりも大きい
内燃機関。
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