JP2019078209A - エンジンの燃焼室構造 - Google Patents
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Abstract
Description
1.エンジンの全体構成
第1実施形態に係る火花点火式のエンジンの燃焼室構造について、図1を用い説明する。
ピストン5の構成について、図2〜図6を用い説明する。図2は、ピストン5の構成を示す模式斜視図であり、図3は、ピストン5の冠面50の構成を示す模式平面図であり、図4〜図6は、ピストン5の冠面50の構成を示す模式断面図である。
[数1]の関係を換言すると、側方立面部512は、底面部511よりもZ方向に立ち上がった湾曲面を以って構成されている。
ピストン5のキャビティ51と点火プラグ17の着火部170及びインジェクタ18との位置関係について、図7を用いて説明する。図7は、ピストン5のキャビティ51と点火プラグ17の着火部170及びインジェクタ18との位置関係を示す模式平面図である。
ピストン5の冠面50における吸気側平面部53及び吸気側斜面部55とシリンダヘッド4における吸気側天面部43との関係について、図8を用いて説明する。図8は、ピストン5の冠面50における吸気側平面部53及び吸気側斜面部55とシリンダヘッド4における吸気側天面部43との関係を示す模式断面図である。
ピストン5の冠面50における側方立面部512と点火プラグ17の着火部170との位置関係について、図9を用い説明する。図9は、ピストン5の冠面50における側方立面部512と点火プラグ17の着火部170との位置関係を示す模式断面図である。
本実施形態に係る燃料噴射期間及び点火タイミングについて、図10を用い説明する。図10は、燃料噴射期間及び点火タイミングを示すタイムチャートである。
モードIは、エンジン本体1が高負荷低回転領域から高負荷中回転領域までの運転状態にある際に適用されるモードである。
モードIIは、エンジン本体1が高回転領域の運転状態にある際に適用され、SI燃焼を行うモードである。
燃焼室6内で生じるスワール流について、図11を用い説明する。図11は、燃焼室6内に噴射された燃料と燃焼室6内で生じるスワール流とを示す模式平面図である。
燃焼室6内で生じるスキッシュ流について、図12を用い説明する。図12は、(a)が圧縮行程前半でピストン5が上昇中である場合の燃焼室6の状態を示す模式断面図であり、(b)が、ピストン5が圧縮上死点(TDC)付近にあるときの燃焼室6の状態を示す模式断面図である。なお、先の説明で用いた図8についても、適宜用いる。
本実施形態に係るエンジン本体1の燃焼室6では、図8を用いて説明したように、ピストン5が圧縮上死点(TDC)付近にあるときに吸気側斜面部(傾斜面部)55が点火プラグ17の着火部170を指向するように(指向軸DRが着火部170に向くように)形成されているので、吸気側平面部(沿面部)53とシリンダヘッド4の平面部43aとの組み合わせで構成されたスキッシュ流生成部で生成されたスキッシュ流を着火部170に向けて送ることができる。よって、本実施形態に係るエンジン本体1の燃焼室6では、スキッシュ流を利用して点火プラグ17の着火部170及びその周辺の残留ガスを掃気することができる。
第2実施形態に係る火花点火式のエンジンについて、図13を用い説明する。図13は、本実施形態に係る燃料噴射期間及び点火タイミングを示すタイムチャートである。
上記第1実施形態及び上記第2実施形態では、ピストン5の冠面50における吸気側斜面部55とシリンダヘッド4における斜面部43bとについても、ピストン5が圧縮上死点(TDC)付近にあるときに僅かな隙間G55を空けて対向し、これらの組み合わせを以って第2スキッシュ流生成部を構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、吸気側斜面部55と斜面部43bとが沿っていない形態を採用することもできる。この場合にも、吸気側斜面部55がスキッシュ流を点火プラグ17の着火部170に向けて導く機能を果たすことができる。
2 気筒壁面
3 シリンダブロック
4 シリンダヘッド
5 ピストン
6 燃焼室
17 点火プラグ
18 インジェクタ
41 吸気口
43 吸気側天面部
43a 平面部(対応領域)
43b 斜面部(対応傾斜領域)
50 冠面
51 キャビティ
53 吸気側平面部(沿面部)
55 吸気側斜面部(傾斜面部)
170 着火部
511 底面部
512 側方立面部
514 吸気側立面部
Claims (5)
- 火花点火式のエンジンの燃焼室構造において、
ピストンの冠面と、
前記ピストンが摺動可能に構成された気筒壁面と、
シリンダヘッドに形成された燃焼室天井面と、
前記燃焼室天井面に取り付けられているとともに、前記燃焼室を臨むように配された着火部を有し、前記ピストンが圧縮上死点又はその近傍にある所定のタイミングで点火するように構成された点火プラグと、
を備え、
前記ピストンの冠面は、
気筒軸方向からの平面視で前記点火プラグの前記着火部の下方を含む領域において、前記気筒軸方向に凹設されてなるキャビティと、
前記気筒軸方向からの平面視で前記キャビティを囲む外周部分の一部において、前記ピストンが圧縮上死点にあるときに前記燃焼室天井面における気筒軸方向上方の対応領域に対して隙間を空けて沿う沿面部と、
前記気筒軸方向からの平面視で前記沿面部と前記キャビティの周縁との間の領域において、前記沿面部に連続して設けられ、前記ピストンが圧縮上死点にあるときに前記点火プラグの前記着火部に指向するように形成された傾斜面部と、
を有し、
前記沿面部と前記対応領域とは、当該沿面部と対応領域との組み合わせを以って、前記ピストンの上昇時にスキッシュ流を生成するスキッシュ流生成部を構成する、
エンジンの燃焼室構造。 - 請求項1に記載のエンジンの燃焼室構造であって、
前記キャビティは、前記気筒軸方向において、当該キャビティの底部が前記傾斜面部の前記燃焼室天井面側の傾斜頂部よりも前記燃焼室天井面とは反対側に深く位置するように設けられている、
エンジンの燃焼室構造。 - 請求項1又は請求項2に記載のエンジンの燃焼室構造であって、
前記キャビティは、前記気筒軸方向において、前記燃焼室天井面から離れる方向に凸の、椀状に構成されている、
エンジンの燃焼室構造。 - 請求項1から請求項3の何れかに記載のエンジンの燃焼室構造であって、
前記点火プラグは、側面視でL字形の接地電極と、当該接地電極の先端部分に対して放電ギャップを空けて対向するように設けられた中心電極と、を有し、
前記点火プラグの前記着火部は、前記接地電極と前記中心電極との組み合わせを以って構成されており、
前記点火プラグは、前記接地電極と前記中心電極との間の前記放電ギャップが、前記傾斜面部の方に向けて解放されるように配されている、
エンジンの燃焼室構造。 - 請求項1から請求項4の何れかに記載のエンジンの燃焼室構造であって、
前記傾斜面部は、前記ピストンが圧縮上死点にあるときに前記燃焼室天井面における気筒軸方向上方の対応傾斜領域に対して隙間を空けて沿っており、
前記傾斜面部と前記対応傾斜領域とは、それらの組み合わせを以って、前記ピストンの上昇時にスキッシュ流を生成する第2スキッシュ流生成部を構成する、
エンジンの燃焼室構造。
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