JP2019157767A - Direct-injection engine - Google Patents

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Abstract

To provide a direct-injection engine which can further improve thermal efficiency by reducing a cooling loss by generating a proper tumble flow in a combustion chamber.SOLUTION: A ceiling face 3a of a combustion chamber 10 is a pent roof-shaped ceiling face having an intake-side inclination face 3d and an exhaust-side inclination face 3e. When assuming virtual planes L, Lorthogonal to a center axis Axof a cylinder 1a, an inclination angle θformed by the exhaust-side inclination face 3e and the virtual plane Lis smaller than an inclination angle θformed by the intake-side inclination face 3d and the virtual plane L. Also, when planarly viewing an intake port 6 from one side of the center axis Ax, the intake port 6 is arranged so as to be oriented to the outside of the cylinder 1a in a radial direction with respect to a virtual center line along an intake/exhaust direction (In-Ex direction). A fuel injection valve is constituted so as to intermittently perform fuel injection several times at a latter stage of a compression stroke in a low-load region of the direct injection engine.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、直噴エンジンに関し、特に燃焼室および吸気ポートの構造に関する。   The present invention relates to a direct injection engine, and more particularly to a structure of a combustion chamber and an intake port.

車両用等の直噴エンジンでは、吸気ポートを介して燃焼室に空気を吹き込むとともに、天井面に配設された燃料噴射弁から燃料を噴射し、燃焼室内で混合気を形成する。   In a direct injection engine for vehicles or the like, air is blown into a combustion chamber through an intake port, and fuel is injected from a fuel injection valve disposed on a ceiling surface to form an air-fuel mixture in the combustion chamber.

このような直噴エンジンに対しては、熱効率の向上が求められている。熱効率の向上を図るための一方策として、冷却損失の低減を図ることが重要となる。冷却損失の低減を図るため、特許文献１に開示の技術では、ピストンの冠面に対して混合気が直接接触しないように、ピストンの冠面と混合気との間に空気層を設けるための構成が開示されている。   For such a direct injection engine, improvement in thermal efficiency is required. As one measure for improving the thermal efficiency, it is important to reduce the cooling loss. In order to reduce the cooling loss, the technique disclosed in Patent Document 1 is for providing an air layer between the crown surface of the piston and the mixture so that the mixture does not directly contact the crown surface of the piston. A configuration is disclosed.

特許文献１では、ピストンの冠面と混合気との間に設けた空気層が断熱層として機能し、熱効率の改善を図ることができる、とされている。   In Patent Document 1, an air layer provided between a crown surface of a piston and an air-fuel mixture functions as a heat insulating layer, and can improve thermal efficiency.

特開２０１３−１９４７１２号公報JP 2013-194712 A

しかしながら、直噴エンジンにおいては、吸気ポートから燃焼室内に導入された空気が、排気ポート開口部側に向けて進み、燃焼室内で正タンブル流を形成するが、当該正タンブル流が強すぎると冷却損失が増大し、熱効率の更なる向上を図ることが困難となる。   However, in a direct injection engine, the air introduced into the combustion chamber from the intake port advances toward the exhaust port opening and forms a positive tumble flow in the combustion chamber. However, if the positive tumble flow is too strong, the air is cooled. Loss increases and it becomes difficult to further improve thermal efficiency.

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、燃焼室内に適切なタンブル流を生成することにより、冷却損失の低減を図ることで更なる熱効率の向上を図ることができる直噴エンジンを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and further improves the thermal efficiency by reducing the cooling loss by generating an appropriate tumble flow in the combustion chamber. It aims at providing the direct-injection engine which can do.

本発明の一態様に係る直噴エンジンは、燃焼室を構成する気筒を有する直噴エンジンであって、頂部から吸気側に傾斜してなる吸気側傾斜面と、排気側に傾斜してなる排気側傾斜面とを有するペントルーフ形の面で構成され、前記燃焼室の天井を構成する天井面と、前記気筒内を、気筒軸方向に摺動し、冠面が前記燃焼室の前記気筒軸方向の下面を構成するとともに、前記冠面における前記気筒軸が交差する領域に前記気筒軸方向下側に凹んだキャビティを有するピストンと、前記吸気側傾斜面に開口された吸気側開口部を有し、当該吸気側開口部で前記燃焼室に連続する吸気ポートと、前記排気側傾斜面に開口された排気側開口部を有し、当該排気側開口部で前記燃焼室に連続する排気ポートと、前記天井から前記燃焼室を臨むように設けられた燃料噴射弁と、を備え、前記吸気ポートを前記気筒軸方向から平面視するとき、当該吸気ポートの中心軸は、前記吸気側開口部から空気の流れ方向の上流側における所定領域が、前記気筒の中心軸を通り吸排気方向に沿う軸線に対して前記気筒の径方向外側を向くように配設されており、前記気筒軸に対して直交する仮想平面を仮定するとき、当該仮想平面に対して前記排気側傾斜面がなす傾斜角は、前記仮想平面に対して前記吸気側傾斜面がなす傾斜角よりも小さくなっており、前記燃料噴射弁からは、所定のエンジン負荷領域において、圧縮行程の後期で前記燃焼室内に燃料が噴射される。   A direct injection engine according to an aspect of the present invention is a direct injection engine having a cylinder constituting a combustion chamber, and an intake side inclined surface inclined from the top to the intake side and an exhaust inclined to the exhaust side. A pent roof-shaped surface having a side inclined surface, and slides in the cylinder axial direction inside the cylinder and the ceiling surface constituting the ceiling of the combustion chamber, the crown surface of the combustion chamber in the cylinder axial direction A piston having a cavity recessed downward in the cylinder axis direction in a region where the cylinder axis intersects on the crown surface, and an intake side opening portion opened in the intake side inclined surface An intake port that continues to the combustion chamber at the intake side opening, an exhaust port that opens to the exhaust-side inclined surface, and an exhaust port that continues to the combustion chamber at the exhaust side opening; Provided to face the combustion chamber from the ceiling And when the intake port is viewed in plan from the cylinder axial direction, the central axis of the intake port is a predetermined region on the upstream side in the air flow direction from the intake side opening, When assuming a virtual plane that is arranged so as to face the outside in the radial direction of the cylinder with respect to an axis passing through the central axis of the cylinder and extending along the intake / exhaust direction, In contrast, an inclination angle formed by the exhaust side inclined surface is smaller than an inclination angle formed by the intake side inclined surface with respect to the virtual plane, and from the fuel injection valve, in a predetermined engine load region, Fuel is injected into the combustion chamber at a later stage of the compression stroke.

上記態様に係る直噴エンジンでは、吸気ポートの中心軸における、空気の流れ方向の上流側から吸気側開口部にかけての領域が、気筒の上記軸線に対して径方向外側を向くように配設されているので、吸気側開口部から燃焼室に導入された空気は、気筒の径方向外側に向けて進むことになる。そして、燃焼室内において、導入された空気は、気筒の内周面に当たって旋回し、燃焼室中央側へと進む。よって、上記態様に係る直噴エンジンでは、燃焼室内で小さく旋回する正タンブル流を生成することができる。   In the direct injection engine according to the above aspect, the region from the upstream side in the air flow direction to the intake side opening in the central axis of the intake port is disposed so as to face radially outward with respect to the axis of the cylinder. Therefore, the air introduced into the combustion chamber from the intake side opening proceeds toward the outside in the radial direction of the cylinder. In the combustion chamber, the introduced air strikes the inner peripheral surface of the cylinder and turns to advance toward the center of the combustion chamber. Therefore, the direct injection engine according to the above aspect can generate a positive tumble flow that turns slightly in the combustion chamber.

また、上記態様に係る直噴エンジンでは、導入された空気を気筒の内周面に当てることにより、正タンブル流の強さを弱めることができ、逆タンブル流（吸気側開口部から排気側とは逆幹に導入された空気により生成されるタンブル流）との相対的な関係で渦の拡散を促進することができる。よって、上記態様に係る直噴エンジンでは、燃焼室の中央部分での混合気の成層化が可能となる。   In the direct injection engine according to the above aspect, the strength of the forward tumble flow can be reduced by applying the introduced air to the inner peripheral surface of the cylinder, and the reverse tumble flow (from the intake side opening to the exhaust side) can be reduced. Can promote the diffusion of vortices in a relative relationship with the tumble flow generated by air introduced into the reverse trunk. Therefore, in the direct injection engine according to the above aspect, the air-fuel mixture can be stratified in the central portion of the combustion chamber.

また、上記態様に係る直噴エンジンでは、上記仮想平面に対する排気側傾斜面の傾斜角が、上記仮想平面に対する吸気側傾斜面の傾斜角よりも小さく設定されているので、吸気側開口部から燃焼室内に導入された空気は、排気側傾斜面から剥離して行く。即ち、上記態様に係る直噴エンジンでは、排気側傾斜面の傾斜角を上記のように設定することにより、吸気側開口部から排気側に向けて導入された空気が、排気側傾斜面に沿い難くなり、小さく旋回する正タンブル流を生成することができる。これによっても、上記態様に係る直噴エンジンでは、燃焼室内において、正タンブル流と逆タンブル流との強さのバランスをとることができ、燃焼室の中央部分での混合気の成層化が可能となる。   Further, in the direct injection engine according to the above aspect, since the inclination angle of the exhaust side inclined surface with respect to the virtual plane is set smaller than the inclination angle of the intake side inclined surface with respect to the virtual plane, combustion occurs from the intake side opening. The air introduced into the room is separated from the exhaust-side inclined surface. That is, in the direct injection engine according to the above aspect, by setting the inclination angle of the exhaust side inclined surface as described above, the air introduced from the intake side opening toward the exhaust side is along the exhaust side inclined surface. It becomes difficult to generate a positive tumble flow that turns slightly. Even in this case, in the direct injection engine according to the above aspect, the strength of the forward tumble flow and the reverse tumble flow can be balanced in the combustion chamber, and the air-fuel mixture can be stratified in the central portion of the combustion chamber. It becomes.

従って、上記態様に係る直噴エンジンでは、燃焼室内に適切なタンブル流を生成することにより、冷却損失の低減を図ることで更なる熱効率の向上を図ることができる。   Therefore, in the direct injection engine according to the above aspect, it is possible to further improve the thermal efficiency by reducing the cooling loss by generating an appropriate tumble flow in the combustion chamber.

なお、上記態様における「吸排気方向」とは、気筒軸に対して直交する仮想平面内において、吸気側開口部の中心と排気側開口部の中心とを結ぶ方向である。なお、気筒あたりに２つの吸気側開口部と２つの排気側開口部とが設けられており、２つの吸気側開口部同士の間隔と２つの排気側開口部同士の間隔とが異なるような場合にあっては、２つの吸気側開口部同士の中点と２つの排気側開口部同士の中点とを結ぶ方向である。   The “intake and exhaust direction” in the above aspect is a direction connecting the center of the intake side opening and the center of the exhaust side opening in a virtual plane orthogonal to the cylinder axis. Note that two intake side openings and two exhaust side openings are provided per cylinder, and the interval between the two intake side openings is different from the interval between the two exhaust side openings. In this case, it is the direction connecting the midpoint between the two intake side openings and the midpoint between the two exhaust side openings.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記ピストンの前記冠面は、前記キャビティの周縁であって、前記吸気側傾斜面に対向し、前記仮想平面に対して傾斜した吸気側斜面部と、前記排気側傾斜面に対向し、前記仮想平面に対して傾斜した排気側斜面部と、を有し、前記仮想平面に対して前記排気側斜面部がなす傾斜角は、前記仮想平面に対して前記吸気側斜面部がなす傾斜角よりも小さい。   The direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, wherein the crown surface of the piston is a peripheral edge of the cavity, is opposed to the intake-side inclined surface, and is inclined with respect to the virtual plane. And an exhaust-side inclined surface facing the exhaust-side inclined surface and inclined with respect to the virtual plane, and an inclination angle formed by the exhaust-side inclined surface with respect to the virtual plane is The inclination angle formed by the intake-side inclined surface with respect to the virtual plane is smaller.

上記態様に係る直噴エンジンでは、ピストンの冠面において、上記仮想平面に対して排気側斜面部がなす傾斜角が、上記仮想平面に対して吸気側斜面部がなす傾斜角よりも小さく設定されているので、圧縮行程時に生成されるスキッシュ流の水平成分（気筒軸に直交する方向の成分）について、吸気側よりも排気側で大きくなる。よって、上記態様に係る直噴エンジンでは、上記のようなスキッシュ流の強弱をつけることによって、正タンブル流と逆タンブル流との強さのバランスを更に良好なものとすることが可能となる。   In the direct injection engine according to the above aspect, an inclination angle formed by the exhaust side inclined surface portion with respect to the virtual plane is set to be smaller than an inclination angle formed by the intake side inclined surface portion with respect to the virtual plane on the crown surface of the piston. Therefore, the horizontal component (component in the direction orthogonal to the cylinder axis) of the squish flow generated during the compression stroke is larger on the exhaust side than on the intake side. Therefore, in the direct injection engine according to the aspect described above, it is possible to further improve the balance of strength between the forward tumble flow and the reverse tumble flow by applying the strength of the squish flow as described above.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記ピストンの前記冠面における前記吸気側斜面部は、前記天井面における前記吸気側傾斜面に沿っており、前記ピストンの前記冠面における前記排気側斜面部は、前記天井面における前記排気側傾斜面に沿っている。   The direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, wherein the intake-side inclined surface portion of the crown surface of the piston is along the intake-side inclined surface of the ceiling surface, and the piston of the piston The exhaust-side inclined surface portion on the crown surface is along the exhaust-side inclined surface on the ceiling surface.

上記態様に係る直噴エンジンでは、ピストンの吸気側斜面部と天井面の吸気側傾斜面とが互いに沿い、ピストンの排気側斜面部と天井面の排気側傾斜面とも互いに沿っているので、圧縮行程時にスキッシュ流を生成するのに優位である。また、上記態様に係る直噴エンジンでも排気側からのスキッシュ流と吸気側からのスキッシュ流とに強弱をつけているので、正タンブル流と逆タンブル流との強さのバランスを更に良好なものとすることが可能となる。   In the direct-injection engine according to the above aspect, the intake side inclined surface portion of the piston and the intake side inclined surface of the ceiling surface are along each other, and the exhaust side inclined surface portion of the piston and the exhaust side inclined surface of the ceiling surface are also aligned with each other. It is advantageous to generate a squish flow during the stroke. In addition, since the direct injection engine according to the above aspect also gives strength to the squish flow from the exhaust side and the squish flow from the intake side, the balance between the strength of the forward tumble flow and the reverse tumble flow is further improved. It becomes possible.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記燃料噴射弁からは、前記所定のエンジン負荷領域において、前記圧縮行程の後期で前記燃焼室内に対して燃料が間欠的に複数回噴射される。   A direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, wherein fuel is intermittently supplied from the fuel injection valve to the combustion chamber at a later stage of the compression stroke in the predetermined engine load region. Injected multiple times.

上記態様に係る直噴エンジンでは、圧縮行程の後期で燃料噴射を間欠的に複数回行うこととしているので、燃料噴射の噴射速度が速くなり過ぎず、噴射された燃料がピストンの冠面に直接接するのを抑制することができ、冷却損失の更なる低減を図ることが可能である。   In the direct injection engine according to the above aspect, since fuel injection is intermittently performed a plurality of times in the latter stage of the compression stroke, the injection speed of the fuel injection does not become too fast, and the injected fuel is directly applied to the crown surface of the piston. It is possible to suppress contact, and it is possible to further reduce the cooling loss.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記吸気側開口部の開閉を行う吸気バルブを更に備え、前記吸気バルブは、前記吸気ポートの上壁を挿通し、当該吸気ポート内に挿入された軸部と、前記軸部の前記燃焼室側の先端部に設けられた傘部と、を有し、前記吸気ポートにおける前記上壁の内面は、前記吸気バルブの前記軸部が挿通した部分に対して前記空気の流れ方向の上流側に隣接する部分が、前記吸気側開口部側を指向するよう傾斜面を以って構成されている。   A direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, further comprising an intake valve that opens and closes the intake side opening, and the intake valve is inserted through an upper wall of the intake port, and A shaft portion inserted into the port, and an umbrella portion provided at a tip portion of the shaft portion on the combustion chamber side, and an inner surface of the upper wall of the intake port is formed on the shaft of the intake valve. A portion adjacent to the upstream side in the air flow direction with respect to the portion through which the portion is inserted is configured with an inclined surface so as to be directed to the intake side opening portion side.

上記態様に係る直噴エンジンでは、吸気ポートの内面における上記隣接する部分に傾斜面を構成しているので、吸気側開口部から燃焼室に対して導入される空気の流れを、気筒軸方向の下向きとすることができ、小さく旋回する正タンブル流を生成するのに更に優位である。   In the direct-injection engine according to the above aspect, the adjacent portion of the inner surface of the intake port is formed with an inclined surface. Therefore, the flow of air introduced from the intake-side opening to the combustion chamber is reduced in the cylinder axial direction. It can be directed downwards and is further advantageous in producing a small swirling positive tumble flow.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記吸気ポートにおける前記内面の前記傾斜面を以って構成された部分は、当該部分よりも前記空気の流れ方向の上流側の部分に対して滑らかな曲面で接続されている。   The direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, wherein the portion of the intake port configured by the inclined surface of the inner surface is upstream of the portion in the air flow direction. It is connected to the part with a smooth curved surface.

上記態様に係る直噴エンジンでは、吸気ポートの内面において、傾斜面を以って構成された部分とその上流側の部分とが滑らかな曲面を以って構成されているので、当該部分での空気流れの損失を抑制することができる。   In the direct-injection engine according to the above aspect, on the inner surface of the intake port, the portion configured with the inclined surface and the upstream portion thereof are configured with a smooth curved surface. Loss of air flow can be suppressed.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記吸気ポートは、前記吸気側傾斜面に開口された第１吸気側開口部で前記燃焼室に連続する第１独立吸気ポートと、前記吸気側傾斜面に対して前記第１吸気側開口部とは間隔を空けて開口された第２吸気側開口部で前記燃焼室に連続する第２独立吸気ポートと、を有し、前記第１独立吸気ポートおよび前記第２独立吸気ポートを前記気筒軸方向から平面視するとき、前記第１独立吸気ポートの中心軸は、空気の流れ方向の上流側から前記第１吸気側開口部にかけての領域が、前記気筒の中心軸を通り吸排気方向に沿う軸線に対して前記気筒の径方向における一方の外側を向くように配設されており、前記第２独立吸気ポートの中心軸は、空気の流れ方向の上流側から前記第２吸気側開口部にかけての領域が、前記気筒の中心軸を通り吸排気方向に沿う軸線に対して前記気筒の径方向における他方の外側を向くように配設されている。   The direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, wherein the intake port is a first independent intake port that is continuous with the combustion chamber at a first intake side opening that is opened on the intake side inclined surface. And a second independent intake port that is continuous with the combustion chamber at a second intake side opening that is opened at a distance from the first intake side opening with respect to the intake side inclined surface, When the first independent intake port and the second independent intake port are viewed in plan from the cylinder axis direction, the central axis of the first independent intake port is the first intake side opening from the upstream side in the air flow direction. Is disposed so as to face one outer side in the radial direction of the cylinder with respect to an axis along the intake / exhaust direction passing through the central axis of the cylinder, and the central axis of the second independent intake port is The second intake air from the upstream side in the air flow direction Region of over the opening is disposed so as to face the other outer side in the radial direction of the cylinder relative to the axis along the street intake and exhaust direction central axis of the cylinder.

上記態様に係る直噴エンジンでは、第１独立吸気ポートの中心軸と、第２独立吸気ポートの中心軸とが、互いに気筒の径方向における反対となる外側を向くように構成されているので、第１吸気側開口部から燃焼室に導入された空気と、第２吸気側開口部から燃焼室に導入された空気と、のそれぞれが気筒の内周面に当たって、互いに対向する成分を有する状態で旋回する。このため、上記態様に係る直噴エンジンでは、２つの正タンブル流同士で力を打ち消し合い、渦の拡散を促進するのに更に優位である。   In the direct injection engine according to the above aspect, since the central axis of the first independent intake port and the central axis of the second independent intake port are configured to face outwards opposite to each other in the radial direction of the cylinder, Each of the air introduced into the combustion chamber from the first intake side opening and the air introduced into the combustion chamber from the second intake side opening hits the inner peripheral surface of the cylinder and has components facing each other. Turn. For this reason, in the direct injection engine which concerns on the said aspect, it is further advantageous to cancel a force by two normal tumble flow, and to accelerate | stimulate the spreading | diffusion of a vortex.

本発明の別態様に係る直噴エンジンは、上記態様であって、前記排気ポートは、前記排気側傾斜面に開口された第１排気側開口部で前記燃焼室に連続する第１独立排気ポートと、前記排気側傾斜面に対して前記第１排気側開口部とは間隔を空けて開口された第２排気側開口部で前記燃焼室に連続する第２独立排気ポートと、を有し、前記ピストンの前記冠面は、前記第１吸気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、前記第２吸気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、の間の領域に、前記仮想平面に沿う吸気バルブ間平面部と、前記第１排気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、前記第２排気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、の間の領域に、前記仮想平面に沿う排気バルブ間平面部と、を有する。   The direct injection engine according to another aspect of the present invention is the above aspect, wherein the exhaust port is a first independent exhaust port that is continuous with the combustion chamber at a first exhaust side opening that is opened on the exhaust side inclined surface. And a second independent exhaust port that is continuous with the combustion chamber at a second exhaust side opening that is spaced apart from the first exhaust side opening with respect to the exhaust side inclined surface, The crown surface of the piston is between a lower portion in the cylinder axial direction with respect to the first intake side opening and a lower portion in the cylinder axial direction with respect to the second intake side opening. In the region between the intake valve plane along the imaginary plane, the lower portion in the cylinder axial direction with respect to the first exhaust side opening, and the cylinder axial direction with respect to the second exhaust side opening. A plane portion between the exhaust valves along the virtual plane in a region between To.

上記態様に係る直噴エンジンでは、ピストンの冠面において、上記のように吸気バルブ間平面部と排気バルブ間平面部とを設けているので、圧縮行程時に吸気バルブ平面部および排気バルブ平面部と天井面との間でのスキッシュ流の生成が抑制される。このため、上記態様に係る直噴エンジンでは、圧縮行程から燃焼中に至る過程での成層化された混合気の乱れ発生を抑制することが可能である。   In the direct-injection engine according to the above aspect, since the intake valve plane part and the exhaust valve plane part are provided on the crown surface of the piston as described above, the intake valve plane part and the exhaust valve plane part during the compression stroke Generation of a squish flow with the ceiling surface is suppressed. For this reason, in the direct injection engine according to the above aspect, it is possible to suppress the occurrence of turbulence in the stratified air-fuel mixture in the process from the compression stroke to the combustion.

上記の各態様に係る直噴エンジンでは、燃焼室内に適切なタンブル流を生成することにより、冷却損失の低減を図ることで更なる熱効率の向上を図ることができる。   In the direct injection engine according to each aspect described above, by generating an appropriate tumble flow in the combustion chamber, it is possible to further improve the thermal efficiency by reducing the cooling loss.

実施形態１に係る直噴エンジンの構成を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a direct injection engine according to Embodiment 1. FIG. 直噴エンジンにおける気筒の構成を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the cylinder in a direct injection engine. 燃焼室における天井面の構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of the ceiling surface in a combustion chamber. 吸気ポートの構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of an intake port. 図４のＶ−Ｖ断面を示す図であって、独立吸気ポートにおける傾斜面が設けられた部分を示す模式断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4, and is a schematic cross-sectional view showing a portion provided with an inclined surface in the independent intake port. 図２のＶＩ−ＶＩ断面を示す図であって、天井面における外縁部およびピストン冠面における外縁部の構成を示す模式断面図である。It is a figure which shows the VI-VI cross section of FIG. 2, Comprising: It is a schematic cross section which shows the structure of the outer edge part in a ceiling surface, and the outer edge part in a piston crown surface. ピストン冠面を示す模式平面図である。It is a model top view which shows a piston crown surface. 燃焼室内における空気の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the air in a combustion chamber. 圧縮行程中に生成されるスキッシュ流を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the squish flow produced | generated during a compression process. 燃料噴射弁の一部構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows a partial structure of a fuel injection valve. 燃料噴射期間を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows a fuel-injection period. ピストンのキャビティに対する噴射燃料を状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the injected fuel with respect to the cavity of a piston. 実施形態２に係る直噴エンジンにおける気筒の構成を示す模式平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a configuration of a cylinder in a direct injection engine according to a second embodiment.

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The form described below is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following form except for the essential configuration.

なお、以下で用いる図面において、「Ｉｎ」は吸気側、「Ｅｘ」は排気側を示し、また、「Ｕｐ」は気筒軸方向上側、「Ｌｏ」は気筒軸方向下側を示し、「ＯＰ１」は機関出力軸方向の一方側、「ＯＰ２」は機関出力軸方向の他方側を示す。 In the drawings used below, “In” indicates the intake side, “Ex” indicates the exhaust side, “Up” indicates the cylinder axis direction upper side, “Lo” indicates the cylinder axis direction lower side, and “OP 1 "Represents one side in the engine output shaft direction, and" OP 2 "represents the other side in the engine output shaft direction.

［実施形態１］
１．直噴エンジン１の構成
本実施形態に係る直噴エンジン（以下では、単に「エンジン」と記載する。）１の構成について、図１および図２を用い説明する。 [Embodiment 1]
1. Configuration of Direct Injection Engine 1 A configuration of a direct injection engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とを備える。シリンダブロック２には、気筒１ａごとに燃焼室１０が構成されている。シリンダブロック２内には、円筒形状を有するシリンダライナ５が嵌入されている。シリンダライナ４の内周が燃焼室１０の側周面を構成する。   As shown in FIG. 1, the engine 1 includes a cylinder block 2 and a cylinder head 3. In the cylinder block 2, a combustion chamber 10 is formed for each cylinder 1a. A cylinder liner 5 having a cylindrical shape is fitted in the cylinder block 2. The inner periphery of the cylinder liner 4 constitutes the side peripheral surface of the combustion chamber 10.

シリンダライナ４の内方には、ピストン５が上下方向（Ｕｐ−Ｌｏ方向）に摺動自在の状態で配されている。ピストン５の冠面５ｂには、気筒軸方向の下側（Ｌｏ側）に向けて凹んだキャビティ５ａが設けられている。ピストン５の冠面５ｂに対するキャビティ５ａの配置形態については、後述する。   Inside the cylinder liner 4, a piston 5 is arranged so as to be slidable in the vertical direction (Up-Lo direction). A cavity 5 a that is recessed toward the lower side (Lo side) in the cylinder axial direction is provided on the crown surface 5 b of the piston 5. The arrangement form of the cavity 5a with respect to the crown surface 5b of the piston 5 will be described later.

ピストン５には、コネクティングロッド（コンロッド）１８が連結されている。コネクティングロッド１８は、気筒軸方向の下側（Ｌｏ側）の部分で機関出力軸（図示を省略。）に連結されている。   A connecting rod (connecting rod) 18 is connected to the piston 5. The connecting rod 18 is connected to an engine output shaft (not shown) at a lower portion (Lo side) in the cylinder axial direction.

シリンダヘッド３には、吸気側（Ｉｎ側）に吸気ポート６が設けられ、排気側（Ｅｘ側）に排気ポート７が設けられている。図２に示すように、吸気ポート６は、独立吸気ポート６１，６２と集合吸気ポート６３との組み合わせを以って構成されている。   The cylinder head 3 is provided with an intake port 6 on the intake side (In side) and an exhaust port 7 on the exhaust side (Ex side). As shown in FIG. 2, the intake port 6 is configured by a combination of independent intake ports 61 and 62 and a collective intake port 63.

独立吸気ポート６１は、燃焼室１０に対して吸気ポート開口部６ａで連続され、独立吸気ポート６２は、燃焼室１０に対して吸気ポート開口部６ｂで連続されている。集合吸気ポート６３は、独立吸気ポート６１と独立吸気ポート６２とが、吸気側（Ｉｎ側）で集合されてなる部分である。   The independent intake port 61 is continuous with the combustion chamber 10 at the intake port opening 6a, and the independent intake port 62 is continuous with the combustion chamber 10 at the intake port opening 6b. The collective intake port 63 is a portion formed by collecting the independent intake port 61 and the independent intake port 62 on the intake side (In side).

図２に示すように、排気ポート７は、独立排気ポート７１，７２を有する。独立排気ポート７１は、燃焼室１０に対して排気ポート開口部７ａで連続されている。独立排気ポート７２は、燃焼室１０に対して排気ポート開口部７ｂで連続されている。   As shown in FIG. 2, the exhaust port 7 has independent exhaust ports 71 and 72. The independent exhaust port 71 is continuous with the combustion chamber 10 at the exhaust port opening 7a. The independent exhaust port 72 is continuous with the combustion chamber 10 at the exhaust port opening 7b.

続いて図２に示すように、シリンダヘッド３には、気筒軸Ａｘ１ａに合致する箇所、即ち、気筒１ａの中心に燃料噴射弁１５が取り付けられている。 Subsequently, as shown in FIG. 2, the cylinder head 3 is provided with a fuel injection valve 15 at a position that coincides with the cylinder axis Ax 1a , that is, at the center of the cylinder 1a.

図２において、気筒軸Ａｘ１ａを通り、機関出力軸方向（ＯＰ１−ＯＰ２方向）に延びる仮想線Ａｘ１Ｙを引く。シリンダヘッド３には、仮想線Ａｘ１Ｙ上において、燃料噴射弁１５を間に挟んだそれぞれの位置に点火栓１６，１７が取り付けられている。点火栓１６，１７は、一方がアーク放電プラグであり、他方が低温プラズマプラグである。 In FIG. 2, an imaginary line Ax 1Y that passes through the cylinder axis Ax 1a and extends in the engine output shaft direction (OP 1 -OP 2 direction) is drawn. The cylinder head 3, on the imaginary line Ax 1Y, spark plugs 16, 17 to the respective positions sandwiching the fuel injection valve 15 is attached. One of the spark plugs 16 and 17 is an arc discharge plug, and the other is a low-temperature plasma plug.

なお、点火栓１６，１７のそれぞれとして、アーク放電プラグおよび低温プラズマプラグの機能を兼ね添えたプラグ採用することとしてもよい。   In addition, as each of the spark plugs 16 and 17, plugs having functions of an arc discharge plug and a low-temperature plasma plug may be employed.

図１に戻って、シリンダヘッド３では、吸気ポート開口部６ａ，６ｂに対してバルブシート８が嵌入され（図１では、吸気ポート開口部６ａに対して嵌入されたバルブシート８のみを図示）、排気ポート開口部７ａ，７ｂに対してバルブシート９が嵌入されている（図１では、排気ポート開口部７ａに対して嵌入されたバルブシート８のみを図示）。   Returning to FIG. 1, in the cylinder head 3, the valve seat 8 is fitted into the intake port openings 6a and 6b (only the valve seat 8 fitted into the intake port opening 6a is shown in FIG. 1). The valve seat 9 is fitted into the exhaust port openings 7a and 7b (FIG. 1 shows only the valve seat 8 fitted into the exhaust port opening 7a).

また、シリンダヘッド３には、吸気ポート開口部６ａ，６ｂの開閉を行う吸気バルブ１１が設けられ（図１では、吸気ポート開口部６ａの開閉を行う吸気バルブ１１のみを図示）、排気ポート開口部７ａ，７ｂの開閉を行う排気バルブ１２が設けられている（図１では、排気ポート開口部７ａの開閉を行う排気バルブ１１のみを図示）。   Further, the cylinder head 3 is provided with an intake valve 11 for opening and closing the intake port openings 6a and 6b (only the intake valve 11 for opening and closing the intake port opening 6a is shown in FIG. 1), and the exhaust port opening. An exhaust valve 12 for opening and closing the portions 7a and 7b is provided (in FIG. 1, only the exhaust valve 11 for opening and closing the exhaust port opening 7a is shown).

吸気バルブ１１は、傘部１１ａと軸部１１ｂとで構成されており、軸部１１ｂが円筒状のバルブガイド１３の内方を上下方向（Ｕｐ−Ｌｏ方向）に摺動可能とされている。排気バルブ１２も、傘部１２ａと軸部１２ｂとで構成されており、軸部１２ｂが同じく円筒状のバルブガイド１４の内方を上下方向（Ｕｐ−Ｌｏ方向）に摺動可能とされている。   The intake valve 11 includes an umbrella portion 11a and a shaft portion 11b, and the shaft portion 11b is slidable in the vertical direction (Up-Lo direction) inside the cylindrical valve guide 13. The exhaust valve 12 is also composed of an umbrella portion 12a and a shaft portion 12b, and the shaft portion 12b is slidable in the vertical direction (Up-Lo direction) inside the cylindrical valve guide 14 as well. .

図１に示すように、気筒１ａの燃焼室１０は、シリンダヘッド３の下側（Ｌｏ側）の面である天井面３ａと、吸気バルブ１１における傘部１１ａの下面と、排気バルブ１２における傘部１２ａの下面と、シリンダライナ４の内周面４ａと、ピストン５の冠面５ｂと、で囲まれて構成されており、ペントルーフ形の燃焼室である。   As shown in FIG. 1, the combustion chamber 10 of the cylinder 1 a includes a ceiling surface 3 a that is a lower (Lo side) surface of the cylinder head 3, a lower surface of the umbrella portion 11 a in the intake valve 11, and an umbrella in the exhaust valve 12. A pent roof type combustion chamber is formed by being surrounded by the lower surface of the portion 12a, the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 and the crown surface 5b of the piston 5.

２．吸気ポート６における独立吸気ポート６１，６２の配設形態
吸気ポート６における独立吸気ポート６１，６２の配設形態について、引き続き図２を用い説明する。 2. Arrangement Form of Independent Intake Ports 61 and 62 in Intake Port 6 The arrangement form of independent intake ports 61 and 62 in intake port 6 will be described with reference to FIG.

図２に示すように、気筒軸Ａｘ１ａから吸排気方向（Ｉｎ−Ｅｘ方向）に仮想線Ａｘ１Ｘを引く。このとき、独立吸気ポート６１は、その中心軸Ａｘ６１が仮想線Ａｘ１Ｘに対して角度θ６１を以って傾いた状態で設けられている。換言すると、本実施形態では、独立吸気ポート６１の中心軸Ａｘ６１を、集合吸気ポート６３との接続側から吸気ポート開口部６ａの側に向けて、気筒１ａの断面径方向の外側（ＯＰ１側）に向けて指向するように積極的に（意図的に）構成している。 As shown in FIG. 2, a virtual line Ax 1X is drawn from the cylinder axis Ax 1a in the intake / exhaust direction (In-Ex direction). At this time, the independent intake port 61 is provided in a state in which the central axis Ax 61 is inclined at an angle θ 61 with respect to the virtual line Ax 1X . In other words, in the present embodiment, the central axis Ax 61 of the independent intake port 61 is directed from the connection side with the collective intake port 63 toward the intake port opening 6a side in the cross-sectional radial direction outside the cylinder 1a (OP 1 Side) is actively (intentionally) configured.

一方、独立吸気ポート６２は、その中心軸Ａｘ６２が仮想線Ａｘ１Ｘに対して角度θ６２を以って傾いた状態で設けられている。換言すると、本実施形態では、独立吸気ポート６２の中心軸Ａｘ６２を、集合吸気ポート６３との接続側から吸気ポート開口部６ｂの側に向けて、気筒１ａの断面径方向の外側（ＯＰ２側）に向けて指向するように積極的に（意図的に）構成している。 On the other hand, the independent intake port 62 is provided in a state in which the central axis Ax 62 is inclined at an angle θ 62 with respect to the virtual line Ax 1X . In other words, in this embodiment, the center axis Ax 62 of the independent intake port 62 is directed from the connection side with the collective intake port 63 toward the intake port opening 6b side in the cross-sectional radial direction outside the cylinder 1a (OP 2 Side) is actively (intentionally) configured.

以上のような配設形態の独立吸気ポート６１，６２を有するエンジン１では、吸気バルブ１１が開状態であるときに、図２の矢印Ｆ１〜Ｆ１３で示すような空気の流れが形成される。即ち、集合吸気ポート６３中を流れてきた空気Ｆ１は、独立吸気ポート６１と独立吸気ポート６２とに分流される（Ｆ２，Ｆ３）。空気Ｆ２は、独立吸気ポート６１の中心軸Ａｘ６１に沿って吸気ポート開口部６ａに向けて流れる。同様に、空気Ｆ３は、独立吸気ポート６２の中心軸Ａｘ６２に沿って吸気ポート開口部６ｂに向けて流れる。 In the engine 1 having the independent intake ports 61 and 62 having the above arrangement, when the intake valve 11 is in an open state, an air flow as indicated by arrows F 1 to F 13 in FIG. 2 is formed. The That is, the air F 1 flowing through the collective intake port 63 is divided into the independent intake port 61 and the independent intake port 62 (F 2 , F 3 ). The air F 2 flows toward the intake port opening 6 a along the central axis Ax 61 of the independent intake port 61. Similarly, the air F 3 flows toward the intake port opening 6 b along the central axis Ax 62 of the independent intake port 62.

吸気ポート開口部６ａに達した空気Ｆ２は、吸気バルブ１１の傘部１１ａの上面に沿って、燃焼室１０に対して一部は排気側（Ｅｘ側）へと導出され（Ｆ４）、一部は逆側（Ｉｎ側）へと導出される（Ｆ８）。同様に、吸気ポート開口部６ｂに達した空気Ｆ２は、吸気バルブ１１の傘部１１ａの上面に沿って、燃焼室１０に対して一部は排気側（Ｅｘ側）へと導出され（Ｆ９）、一部は逆側（Ｉｎ側）へと導出される（Ｆ１３）。 A portion of the air F 2 that has reached the intake port opening 6 a is led out to the exhaust side (Ex side) with respect to the combustion chamber 10 along the upper surface of the umbrella portion 11 a of the intake valve 11 (F 4 ). A part is derived to the reverse side (In side) (F 8 ). Similarly, part of the air F 2 that has reached the intake port opening 6 b is led to the exhaust side (Ex side) with respect to the combustion chamber 10 along the upper surface of the umbrella portion 11 a of the intake valve 11 (F side) (F). 9 ), a part is derived to the reverse side (In side) (F 13 ).

吸気ポート開口部６ａから燃焼室１０に導出された空気Ｆ４は、排気側（Ｅｘ側）であって、且つ、機関出力軸方向の一方側（ＯＰ１側）に向けて進む（Ｆ５）。そして、空気Ｆ５は、シリンダライナ４の内周面４ａに当たって（Ｆ６）、機関出力軸方向の他方側（ＯＰ２側）に向きを変える（Ｆ７）。 The air F 4 led out from the intake port opening 6a to the combustion chamber 10 advances toward the exhaust side (Ex side) and to one side (OP 1 side) in the engine output shaft direction (F 5 ). . Then, the air F 5 hits the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 (F 6 ) and changes its direction to the other side (OP 2 side) in the engine output shaft direction (F 7 ).

一方、吸気ポート開口部６ｂから燃焼室１０に導出された空気Ｆ９は、排気側（Ｅｘ側）であって、且つ、機関出力軸方向の他方側（ＯＰ２側）に向けて進む（Ｆ１０）。そして、空気Ｆ１０は、シリンダライナ４の内周面４ａに当たって（Ｆ１１）、機関出力軸方向の一方側（ＯＰ１側）に向きを変える（Ｆ１２）。 On the other hand, the air F 9 led out from the intake port opening 6b to the combustion chamber 10 proceeds toward the exhaust side (Ex side) and the other side (OP 2 side) in the engine output shaft direction (F). 10 ). Then, the air F 10 hits the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 (F 11 ) and changes its direction to one side (OP 1 side) in the engine output shaft direction (F 12 ).

本実施形態に係るエンジン１では、吸気ポート開口部６ａから燃焼室１０に導入された空気Ｆ４と、吸気ポート開口部６ｂから燃焼室１０に導入された空気Ｆ９とが、互いにシリンダライナ４の内周面に当たることによって向きを変え（Ｆ６，Ｆ１１）、互いに対向する成分を有することとなる（Ｆ９，Ｆ１２）。 In the engine 1 according to this embodiment, the air F 4 introduced into the combustion chamber 10 from the intake port opening 6 a and the air F 9 introduced into the combustion chamber 10 from the intake port opening 6 b are mutually connected to the cylinder liner 4. The direction is changed by hitting the inner peripheral surface of (F 6 , F 11 ), and components facing each other (F 9 , F 12 ) are obtained.

以上より、エンジン１の気筒１ａでは、燃焼室１０内における正タンブル流の強さを弱め、小渦化を図ることができ、燃焼室１０の中央部分での混合気の成層化を図ることができる。   As described above, in the cylinder 1 a of the engine 1, the strength of the normal tumble flow in the combustion chamber 10 can be weakened to achieve a small vortex, and the mixture can be stratified in the central portion of the combustion chamber 10. it can.

３．燃焼室１０における天井面３ａの構成
エンジン１の燃焼室１０における天井面３ａの構成について、図３を用い説明する。図３は、燃焼室１０における天井面３ａの構成を示す模式断面図である。 3. Configuration of Ceiling Surface 3a in Combustion Chamber 10 The configuration of the ceiling surface 3a in the combustion chamber 10 of the engine 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the ceiling surface 3 a in the combustion chamber 10.

図３に示すように、シリンダヘッド３では、気筒軸Ａｘ１ａ（頂部に相当）から吸気側（Ｉｎ側）に向けて気筒軸方向の下方側（Ｌｏ側）に向けて下がる状態で傾斜する吸気側傾斜面３ｄと、気筒軸Ａｘ１ａ（頂部に相当）から排気側（Ｅｘ側）に向けて気筒軸方向の下方側（Ｌｏ側）に向けて下がる状態で傾斜する排気側傾斜面３ｅと、を有する天井面３ａが形成されている。 As shown in FIG. 3, in the cylinder head 3, the intake air that inclines in a state where the cylinder head Ax 1a (corresponding to the top) is lowered toward the intake side (In side) toward the lower side (Lo side) in the cylinder axis direction. A side inclined surface 3d, an exhaust side inclined surface 3e inclined in a state of being lowered from the cylinder axis Ax 1a (corresponding to the top) toward the exhaust side (Ex side) toward the lower side (Lo side) in the cylinder axis direction, A ceiling surface 3a is formed.

吸気ポート開口部６ａ，６ｂ（図３では、吸気ポート開口部６ａだけを図示）が開口された箇所では、当該吸気ポート開口部６ａ，６ｂのＬｏ側の部分が吸気側傾斜面３ｄに一致する。同様に、排気ポート開口部７ａ，７ｂ（図３では、排気ポート開口部７ａだけを図示）が開口された箇所では、当該排気ポート開口部７ａ，７ｂのＬｏ側の部分が排気側傾斜面３ｅに一致する。   In the place where the intake port openings 6a and 6b (only the intake port opening 6a is shown in FIG. 3) is opened, the Lo side portions of the intake port openings 6a and 6b coincide with the intake side inclined surface 3d. . Similarly, at locations where the exhaust port openings 7a, 7b (only the exhaust port opening 7a is shown in FIG. 3) are opened, the Lo side portions of the exhaust port openings 7a, 7b are the exhaust side inclined surface 3e. Matches.

ここで、図３に示すように、吸気バルブ１１（図３では、図示を省略）の中心軸Ａｘ１１と吸気側傾斜面３ｄとの交点Ｐ１を通り、気筒軸Ａｘ１ａに対して直交する仮想平面Ｌ１を仮定する。同様に、排気バルブ１２（図３では、図示を省略）の中心軸Ａｘ１２と排気側傾斜面３ｅとの交点Ｐ２を通り、気筒軸Ａｘ１ａに対して直交する仮想平面Ｌ２を仮定する。 Here, as shown in FIG. 3, (in FIG. 3, not shown) intake valve 11 through the intersection P 1 between the center axis Ax 11 and the intake side inclined surface 3d of, perpendicular to the cylinder axis Ax 1a assume a virtual plane L 1. Similarly it is assumed (in FIG. 3, not shown) exhaust valve 12 through the intersection P 2 of the central axis Ax 12 between the exhaust side inclined surface 3e, the virtual plane L 2 perpendicular to the cylinder axis Ax1a.

そして、仮想平面Ｌ１に対して吸気側傾斜面３ｄがなす傾斜角をθＩｎとし、仮想平面Ｌ２に対して排気側傾斜面３ｅがなす傾斜角をθＥｘとする。このとき、エンジン１では、次の関係を満たす。 Then, an inclination angle formed by the intake side inclined surface 3d and theta an In respect to the virtual plane L 1, the angle of inclination exhaust side inclined surface 3e relative to the virtual plane L 2 and theta Ex. At this time, the engine 1 satisfies the following relationship.

θＥｘ＜θＩｎ ・・（数１）
即ち、本実施形態に係るエンジン１では、吸気側傾斜面３ｄと排気側傾斜面３ｅとで傾きが異なる天井面３ａを有する燃焼室１０が設けられている。 θ Ex <θ In ··· (Equation 1)
That is, in the engine 1 according to the present embodiment, the combustion chamber 10 having the ceiling surface 3a having different inclinations between the intake side inclined surface 3d and the exhaust side inclined surface 3e is provided.

４．吸気ポート６の構成
吸気ポート６の構成について、図４および図５を用い説明する。図４は、吸気ポート６の構成を示す模式断面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ断面を示す模式断面図である。なお、図４では、吸気ポート６における吸気ポート開口部６ａに繋がる部分（独立吸気ポート６１）だけを図示している。図４において、吸気ポート６の周囲の壁面のうち、上側の壁面を上面６ｃとし、下側の壁面を下面６ｄとする。 4). Configuration of Intake Port 6 The configuration of the intake port 6 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the intake port 6, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the VV cross section of FIG. 4. In FIG. 4, only the portion (independent intake port 61) connected to the intake port opening 6a in the intake port 6 is illustrated. In FIG. 4, among the wall surfaces around the intake port 6, the upper wall surface is the upper surface 6 c and the lower wall surface is the lower surface 6 d.

また、図５では、独立吸気ポート６１，６２の内の一方を抜き出して図示している。   In FIG. 5, one of the independent intake ports 61 and 62 is extracted and shown.

図４に示すように、エンジン１における吸気ポート６に対しては、上面６ｃを挿通してバルブガイド１３が設けられている。バルブガイド１３は、吸気バルブ１１（図４では、図示を省略）の中心軸Ａｘ１１が吸気ポート開口部６ａの径中心を指向するように配されている。 As shown in FIG. 4, a valve guide 13 is provided through the upper surface 6 c for the intake port 6 in the engine 1. Valve guide 13 (in FIG. 4, not shown) intake valve 11 center axis Ax 11 of which is arranged to direct the diameter central intake port openings 6a.

図４のＡ部に示すように、吸気ポート６の上面６ｃにおいては、バルブガイド１３が突出した箇所の上流側（空気の流れの上流側）に傾斜面６ｅが設けられている。傾斜面６ｅに接する接線を延長した仮想線（仮想延長線）Ｌ６ｅを引くとき、当該仮想延長線Ｌ６ｅは、吸気バルブ１１の中心軸Ａｘ１１を指向している。 As shown in part A of FIG. 4, on the upper surface 6 c of the intake port 6, an inclined surface 6 e is provided on the upstream side (the upstream side of the air flow) where the valve guide 13 protrudes. When pulling the inclined surfaces virtual line obtained by extending the tangent to 6e (imaginary extension) L 6e, the virtual extension line L 6e is directed to the central axis Ax 11 of the intake valve 11.

より詳細には、仮想延長線Ｌ６ｅは、バルブシート８の上面８ａと下面８ｂとの間において、吸気バルブ１１の中心軸Ａｘ１１と交差する。 More specifically, the virtual extension line L 6 e intersects the central axis Ax 11 of the intake valve 11 between the upper surface 8 a and the lower surface 8 b of the valve seat 8.

即ち、吸気ポート６の傾斜面６ｅは、上面６ｃにおける傾斜面６ｅが設けられた部分よりも上流側の部分に対して、傾斜が急な斜面となっている。なお、傾斜面６ｅは、上面６ｃにおける傾斜面６ｅが設けられた部分よりも上流側の部分に対して滑らかな曲面を以って構成されている。   That is, the inclined surface 6e of the intake port 6 is an inclined surface with a steep inclination with respect to a portion upstream of the portion where the inclined surface 6e is provided on the upper surface 6c. In addition, the inclined surface 6e is comprised by the smooth curved surface with respect to the part upstream from the part in which the inclined surface 6e in the upper surface 6c was provided.

なお、吸気ポート開口部６ｂに繋がる独立吸気ポート６２においても、上記と同様の構成となっている。   The independent intake port 62 connected to the intake port opening 6b has the same configuration as described above.

図５に示すように、吸気ポート６では、バルブガイド１３の外周面に円錐状の形状で沿う傾斜面６ｅが形成されている。図２に示すように、独立吸気ポート６１，６２は、その中心軸Ａｘ６１，Ａｘ６２が仮想線Ａｘ１Ｘに対して角度θ６１，θ６２を以って傾いた状態で設けられているため、傾斜面６ｅが設けられた部分に対して、仮想線Ａｘ１Ｘ側とは反対側に形成される空気の通路部分６ｆは、機関出力軸方向ＯＰ１−ＯＰ２方向）での通路幅が狭く、当該通路部分６ｆを通過する空気Ｆ１４０の流速が上がる。 As shown in FIG. 5, in the intake port 6, an inclined surface 6 e is formed along the outer peripheral surface of the valve guide 13 in a conical shape. As shown in FIG. 2, the independent intake ports 61 and 62 are provided in a state where the central axes Ax 61 and Ax 62 are inclined at angles θ 61 and θ 62 with respect to the virtual line Ax 1X . , the inclined surface 6e is provided part, the air passage portion 6f formed on the opposite side of the imaginary line Ax 1X side has a narrow passage width at the engine output shaft direction OP 1 -OP 2 direction) The flow rate of the air F 140 passing through the passage portion 6f increases.

他方、傾斜面６ｅが設けられた部分に対して、仮想線Ａｘ１Ｘ側に形成される空気の通路部分６ｇは、通路部分６ｆよりも機関出力軸方向（ＯＰ１−ＯＰ２方向）での通路幅が広く、当該通路部分６ｇを通過する空気Ｆ１４１の流速は相対的に下がるようになっている。 On the other hand, the inclined surface 6e is provided part, passage portions 6g of air formed on the virtual line Ax 1X side passage at the engine output shaft direction than the passage portion 6f (OP 1 -OP 2 direction) The flow rate of the air F 141 passing through the passage portion 6g is relatively low.

なお、仮想線Ａｘ１Ｘ側において、傾斜面６ｅと同一の平面を形成することとしてもよいし、機関出力軸方向（ＯＰ１−ＯＰ２方向）における仮想線Ａｘ１Ｘ側とは反対側に、傾斜面６ｅと同一の平面を形成することとしてもよい。 Incidentally, in the virtual line Ax 1X side, may be used as the forming the same plane as the inclined surface 6e, on the side opposite to the imaginary line Ax 1X side in the engine output axis (OP 1 -OP 2 direction), tilt It is good also as forming the same plane as the surface 6e.

５．天井面３ａにおける外縁部３ｂ，３ｃおよび最外縁部３ｅ，３ｆと、ピストン５における外縁部５ｃ，５ｄおよび最外縁部５ｅ，５ｆ
天井面３ａにおける外縁部３ｂ，３ｃおよび最外縁部３ｅ，３ｆと、ピストン５における外縁部５ｃ，５ｄおよび最外縁部５ｅ，５ｆの各形態について、図６を用い説明する。図６は、図２のＶＩ−ＶＩ断面を示す模式断面図である。 5). Outer edge portions 3b and 3c and outermost edge portions 3e and 3f in the ceiling surface 3a, and outer edge portions 5c and 5d and outermost edge portions 5e and 5f in the piston 5
Each form of the outer edge portions 3b and 3c and the outermost edge portions 3e and 3f on the ceiling surface 3a, and the outer edge portions 5c and 5d and the outermost edge portions 5e and 5f of the piston 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a VI-VI cross section of FIG.

図６に示すように、天井面３ａの外縁部３ｂ，３ｃは、曲面を以ってなだらかに傾斜している。即ち、外縁部３ｂ，３ｃは、吸気側傾斜面３ｄや排気側傾斜面３ｅよりも緩やかな傾斜となっている。   As shown in FIG. 6, the outer edge portions 3b and 3c of the ceiling surface 3a are gently inclined with curved surfaces. That is, the outer edge portions 3b and 3c are inclined more gently than the intake side inclined surface 3d and the exhaust side inclined surface 3e.

また、外縁部３ｂよりＯＰ１側の最外縁部３ｅ、および外縁部３ｃよりもＯＰ２側の最外縁部３ｆは、外縁部３ｂ，３ｃや吸気側傾斜面３ｄおよび排気側傾斜面３ｅよりも立上った傾斜面となっている。 Further, the outermost edge portion 3e of the OP 1 side from the outer edge portion 3b, and the outermost edge portion 3f of the OP 2 side than the outer edge portion 3c is the outer edge portion 3b, than 3c and the intake side inclined surface 3d and the exhaust side inclined surface 3e It has a rising slope.

ピストン５の冠面５ｂでは、キャビティ５ａが設けられた部分の外縁部５ｃ，５ｄが、天井面３ａの外縁部３ｂ，３ｃに沿うようになだらかな曲面を以って構成されている。   On the crown surface 5b of the piston 5, the outer edge portions 5c and 5d of the portion where the cavity 5a is provided are configured with gentle curved surfaces along the outer edge portions 3b and 3c of the ceiling surface 3a.

また、ピストン５の冠面５ｂにおいても、外縁部５ｃより径方向外側の最外縁部５ｅ、および外縁部５ｄより径方向外側の最外縁部５ｆは、天井面３ａにおける最外縁部３ｅ，３ｆに沿うように立上った傾斜面となっている。   Also on the crown surface 5b of the piston 5, the outermost edge portion 5e radially outward from the outer edge portion 5c and the outermost edge portion 5f radially outer than the outer edge portion 5d are the outermost edge portions 3e and 3f on the ceiling surface 3a. It is an inclined surface that rises along.

このように、天井面３ａの外縁部３ｂ，３ｃをなだらかな曲面で構成するとともに、ピストン５の冠面５ｂにおける外縁部５ｃ，５ｄもなだらかな曲面を以って構成することにより、圧縮行程にピストン５が上昇する場合に、そのピストン５の上昇速度に伴い、ピストン５における冠面５ｂの表層の空気が、冠面５ｂで押し上げられることにより上昇流が形成されるが、ピストン５の外縁部５ｃ，５ｄのなだらかな曲面においては、各々ＯＰ１側およびＯＰ２側を指向する上昇流となり、その流速の鉛直方向Ｕｐ側への速度成分を抑制することができるとともに、キャビティ５ａ側に向かい冠面５ｂを圧縮する流れも抑制することが可能となる。 In this way, the outer edge portions 3b and 3c of the ceiling surface 3a are configured with gentle curved surfaces, and the outer edge portions 5c and 5d of the crown surface 5b of the piston 5 are also configured with gentle curved surfaces. When the piston 5 rises, the upward flow is formed by the air on the surface of the crown surface 5b of the piston 5 being pushed up by the crown surface 5b as the piston 5 rises. On the gentle curved surfaces 5c and 5d, the upward flow is directed to the OP 1 side and the OP 2 side, respectively, and the velocity component of the flow velocity toward the vertical direction Up side can be suppressed, and the crown is directed toward the cavity 5a side. It is also possible to suppress the flow that compresses the surface 5b.

また、天井面３ａにおける最外縁部３ｅ，３ｆと、ピストン５における最外縁部５ｅ，５ｆと、を立上った傾斜面とすることにより、シリンダライナ４の内周面４ａとピストン５における最外縁部５ｅ，５ｆとの間で形成される幾何学容積を小さくすることで、圧縮行程中におけるピストン５の外縁領域での圧縮を低減することができ、天井面３ａの外縁部３ｂ，３ｃとピストン５の外縁部５ｃ，５ｄとで囲まれる空間や、吸気側傾斜面３ｄと吸気側斜面部５ｋ，５ｉおよび平面部５ｇとで囲まれる空間、排気側傾斜面３ｅと排気側斜面部５ｌ，５ｊおよび平面部５ｈとで囲まれる空間、並びにキャビティ５ａの空間に対して、その圧縮に伴う噴流として噴出すスキッシュ流を抑えることが可能となり、結果として、燃焼室１０内における空気流れの乱れを低減することができる。   Further, the outermost edge portions 3e and 3f on the ceiling surface 3a and the outermost edge portions 5e and 5f on the piston 5 are inclined surfaces, so that the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 and the outermost edges on the piston 5 are By reducing the geometric volume formed between the outer edge portions 5e and 5f, compression in the outer edge region of the piston 5 during the compression stroke can be reduced, and the outer edge portions 3b and 3c of the ceiling surface 3a can be reduced. A space surrounded by the outer edges 5c and 5d of the piston 5, a space surrounded by the intake side inclined surface 3d, the intake side inclined surface portions 5k and 5i, and the flat surface portion 5g, an exhaust side inclined surface 3e and the exhaust side inclined surface portion 5l, 5j and the space surrounded by the flat surface portion 5h and the space of the cavity 5a can be suppressed as a squish flow that is jetted as a jet accompanying the compression. As a result, the squish flow in the combustion chamber 10 can be suppressed. It is possible to reduce the turbulence of the flow.

なお、上記説明で用いたピストン５の冠面５ｂの構成について、次に説明する。   The configuration of the crown surface 5b of the piston 5 used in the above description will be described next.

６．ピストン５の冠面５ｂの構成
ピストン５の冠面５ｂの構成について、図７を用い説明する。なお、上述の説明と重複する部分については、以下での説明を省略する。 6). Configuration of Crown Surface 5b of Piston 5 The configuration of the crown surface 5b of the piston 5 will be described with reference to FIG. In addition, the description below is abbreviate | omitted about the part which overlaps with the above-mentioned description.

図７に示すように、立上った傾斜面である最外縁部５ｅ，５ｆは、ピストン５の冠面５ｂにおけるＯＰ１側およびＯＰ２側に設けられている。最外縁部５ｅ，５ｆは、周方向にＩｎ側およびＥｘ側へと行くのに従って径方向に幅が漸減している。 As shown in FIG. 7, the outermost edge portions 5 e and 5 f that are rising inclined surfaces are provided on the OP 1 side and the OP 2 side of the crown surface 5 b of the piston 5. The outermost edges 5e and 5f gradually decrease in width in the radial direction as they go to the In side and the Ex side in the circumferential direction.

冠面５ｂにおける吸気ポート開口部６ａ，６ｂに対向する部分は、スキッシュ流生成部の一部として機能する吸気側斜面部５ｋとなっている。吸気側斜面部５ｋは、天井面３ａにおける吸気側傾斜面３ｄに沿う部分である。   The portions of the crown surface 5b facing the intake port openings 6a and 6b are intake side inclined surface portions 5k that function as a part of the squish flow generating portion. The intake side inclined surface portion 5k is a portion along the intake side inclined surface 3d in the ceiling surface 3a.

冠面５ｂにおける排気ポート開口部７ａ，７ｂに対向する部分も、スキッシュ流生成部の一部として機能する排気側斜面部５ｌとなっている。排気側斜面部５ｌは、天井面３ａにおける排気側傾斜面３ｅに沿う部分である。よって、排気側斜面部５ｌは、吸気側斜面部５ｋよりも傾斜角が緩くなっている（小さくなっている）。   The portion of the crown surface 5b that faces the exhaust port openings 7a and 7b is also an exhaust side inclined surface portion 5l that functions as a part of the squish flow generating portion. The exhaust side inclined surface portion 5l is a portion along the exhaust side inclined surface 3e in the ceiling surface 3a. Therefore, the exhaust-side inclined surface portion 5l has a gentler (smaller) inclination angle than the intake-side inclined surface portion 5k.

冠面５ｂにおけるＩｎ側の外縁部には、気筒軸Ａｘ１ａに対して仮想直交する平面に沿う平面部５ｇが形成されている。同様に、冠面５ｂにおけるＥｘ側の外縁部にも、気筒軸Ａｘ１ａに対して直交する仮想平面に沿う平面部５ｈが形成されている。 The outer edge of the In side of the crown surface 5b, flat portion 5g along a plane virtual orthogonal is formed into the cylinder axis Ax 1a. Similarly, a flat portion 5h along a virtual plane orthogonal to the cylinder axis Ax1a is also formed on the outer edge portion on the Ex side of the crown surface 5b.

平面部５ｇとキャビティ５ａとの間であって、吸気側斜面部５ｋ同士の間に挟まれる領域には、気筒軸Ａｘ１ａに対して仮想直交する平面に沿うバルブ間平面部５ｉが形成されている。同様に、平面部５ｈとキャビティ５ａとの間であって、排気側斜面部５ｌ同士の間に挟まれる領域には、気筒軸Ａｘ１ａに対して仮想直交する平面に沿うバルブ間平面部５ｊが形成されている。 A between the planar portion 5g and the cavity 5a, the region sandwiched between the adjacent intake-side slope portion 5k, is formed valve between the plane portion 5i along a plane virtual orthogonal to the cylinder axis Ax 1a Yes. Similarly, a between the planar portion 5h and the cavity 5a, the region sandwiched between the adjacent exhaust side inclined surface section 5l, the valve between the flat portion 5j along a plane virtual orthogonal with respect to the cylinder axis Ax 1a Is formed.

バルブ間平面部５ｉは、平面部５ｇと段差なく連続し、バルブ間平面部５ｊは、平面部５ｈと段差なく連続している。   The inter-valve flat portion 5i is continuous with the flat portion 5g without a step, and the inter-valve flat portion 5j is continuous with the flat portion 5h without a step.

このように、エンジン１では、ピストン５の冠面５ｂにおいて、バルブ間平面部５ｉ，５ｊを設けることにより、排気側のバルブ間平面部５ｊから平面部５ｈへの折れ曲がりと比較して、吸気側のバルブ間平面部５ｉから平面部５ｇへの折れ曲がりは、吸気側の傾斜面の傾斜角が大きく（きつく）折れ曲がっているため、気流の抵抗が増加し減衰が進む。   Thus, in the engine 1, by providing the inter-valve plane portions 5i and 5j on the crown surface 5b of the piston 5, compared to the bent from the exhaust inter-valve plane portion 5j to the plane portion 5h, the intake side In the bending from the inter-valve flat surface portion 5i to the flat surface portion 5g, since the inclination angle of the inclined surface on the intake side is large (tight), the resistance of the airflow increases and the attenuation proceeds.

吸気側開口部６ａ，６ｂでのスキッシュ流（図９で示す流れＦ３０）、逆スキッシュ流（図９の流れＦ３０とは逆向きの流れ）の生成と比較して、排気側開口部７ａ，７ｂ間でのスキッシュ流（図９の流れＦ３１）、逆スキッシュ流（図９の流れＦ３１とは逆向きの流れ）の生成よりも抑制することができる。これにより、エンジン１では、吸気側の燃焼室面で生成されるスキッシュ流、逆スキッシュ流による燃焼の乱れ増大を抑えることができるため、排気側の燃焼室面に比べ比較的低温の壁面となる吸気側の燃焼室面での冷却損失を抑えることが可能となる。 Compared with the generation of the squish flow (flow F 30 shown in FIG. 9) and the reverse squish flow (flow opposite to the flow F 30 in FIG. 9) at the intake side openings 6a and 6b, the exhaust side opening 7a. 7b can be suppressed more than the generation of the squish flow (flow F 31 in FIG. 9) and the reverse squish flow (flow opposite to the flow F 31 in FIG. 9). As a result, in the engine 1, it is possible to suppress an increase in combustion turbulence due to the squish flow generated on the intake-side combustion chamber surface and the reverse squish flow, so that the wall surface has a relatively low temperature compared to the exhaust-side combustion chamber surface. It becomes possible to suppress the cooling loss on the combustion chamber surface on the intake side.

７．燃焼室１０内におけるタンブル流
燃焼室１０内に取り込まれた空気により生成されるタンブル流について、図８を用い説明する。図８は、燃焼室１０内における空気の流れを示す模式図である。 7). Tumble Flow in Combustion Chamber 10 The tumble flow generated by the air taken into the combustion chamber 10 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing the flow of air in the combustion chamber 10.

図８に示すように、吸気バルブ１１が開状態となった場合に、吸気ポート６を流れてきた空気Ｆ１は、バルブガイド１３の上流側に設けられた傾斜面６ｅによりＬｏ側へと一部の向きが変えられる（Ｆ１４）。なお、吸気ポート６におけるＬｏ側を流れる空気Ｆ１５（図２のＦ２，Ｆ３）においては、傾斜面６ｅの影響を受けてＬｏ側へと指向しつつ、吸気バルブ１１が挿通する領域で圧縮された状態の流れとなる（Ｆ１６）。 As shown in FIG. 8, when the intake valve 11 is in the open state, the air F 1 flowing through the intake port 6 is reduced to the Lo side by the inclined surface 6e provided on the upstream side of the valve guide 13. The direction of the part is changed (F 14 ). Note that air F 15 (F 2 , F 3 in FIG. 2) flowing in the Lo side in the intake port 6 is directed to the Lo side due to the influence of the inclined surface 6e, and in a region where the intake valve 11 is inserted. The flow is compressed (F 16 ).

上記［４．吸気ポート６の構成］の欄で説明したように、傾斜面６ｅの両側に空気の通路部分６ｆ，６ｇが形成される場合には、機関出力軸方向（ＯＰ１−ＯＰ２方向）における仮想線Ａｘ１Ｘとは反対側の通路部分６ｆで通路幅が狭く、ここを通過する空気Ｆ１４０は流速が上がり、バルブシート８と吸気バルブ１１の傘部１１ａとの間の隙間から燃焼室１０内へと空気が導入される（Ｆ１７）。なお、図８における空気の流れＦ１７は、図２のＦ４，Ｆ９に相当する。 Above [4. As described in the section “Configuration of Intake Port 6], when air passage portions 6 f and 6 g are formed on both sides of the inclined surface 6 e, a virtual line in the engine output shaft direction (OP 1 -OP 2 direction). A passage portion 6f opposite to Ax 1X has a narrow passage width, and the air F 140 passing therethrough has a higher flow velocity, and enters the combustion chamber 10 from the gap between the valve seat 8 and the umbrella portion 11a of the intake valve 11. And air are introduced (F 17 ). The air flow F17 in FIG. 8 corresponds to F 4 and F 9 in FIG.

燃焼室１０内に導入された空気の流れは、図６に示したシリンダヘッド３の天井面３ａの外縁部３ｂ，３ｃと、それに沿うようにピストン５のキャビティ５ａの外縁部５ｃ，５ｄとの両方で挟まれた面で囲まれる領域に導入され、それらの面に沿うように、各々ＯＰ１側およびＯＰ２側を指向しつつ、徐々にＬｏ側を指向する流れとなる（Ｆ１８）。なお、空気の流れＦ１８は、図２のＦ５，Ｆ１０に相当する。 The flow of air introduced into the combustion chamber 10 is generated between the outer edge portions 3b and 3c of the ceiling surface 3a of the cylinder head 3 shown in FIG. 6 and the outer edge portions 5c and 5d of the cavity 5a of the piston 5 along the same. The flow is introduced into a region surrounded by the surfaces sandwiched by both, and gradually flows toward the Lo side while being directed to the OP 1 side and the OP 2 side respectively along the surfaces (F 18 ). The air flow F 18 corresponds to F 5 and F 10 in FIG.

空気の流れＦ１８は、図２で示したように、シリンダライナ４の内周面４ａに当たることによって向きを変え（図２のＦ６，Ｆ１１）、互いに対向する成分を有することとなる（Ｆ１９）。なお、空気の流れＦ１９は、図２のＦ７，Ｆ１２に相当する。 As shown in FIG. 2, the air flow F 18 changes its direction by striking the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 (F 6 , F 11 in FIG. 2) and has components facing each other ( F 19 ). The air flow F 19 corresponds to F 7 and F 12 in FIG.

また、吸気ポート６を流れてきた空気Ｆ１６は、バルブシート８と吸気バルブ１１の傘部１１ａとの間の隙間から燃焼室１０内へと導入される（Ｆ１７，Ｆ２２）。このうち、排気側（Ｅｘ側）の排気バルブ１２へと指向して導入された空気Ｆ１７は、図３を用い説明した排気側傾斜面３ｅの傾斜設定により、排気側傾斜面３ｅのコアンダ効果を強く受けることなく、排気側傾斜面３ｅに沿わず剥離した状態となる（Ｆ１８）。 Further, the air F 16 flowing through the intake port 6 is introduced into the combustion chamber 10 from the gap between the valve seat 8 and the umbrella portion 11a of the intake valve 11 (F 17 , F 22 ). Of these, the air F 17 introduced toward the exhaust valve 12 on the exhaust side (Ex side) has a Coanda effect on the exhaust side inclined surface 3e by the inclination setting of the exhaust side inclined surface 3e described with reference to FIG. Without being strongly subjected to the above, it is not peeled along the exhaust-side inclined surface 3e and is in a peeled state (F 18 ).

そして、排気側傾斜面３ｅから剥離した空気Ｆ１８は、上述のように、シリンダライナ４の内周面４ａに当たって径方向内側に向けて進行方向を変えながら、ピストン５の側（Ｌｏ側）へと進む（Ｆ１９）。そして、空気Ｆ１９は、ピストン５のキャビティ５ａの底面に対して隙間を空けた状態で沿って進み（Ｆ２０）、その後、Ｕｐ側へと旋回する（Ｆ２１）。 Then, as described above, the air F 18 separated from the exhaust-side inclined surface 3e hits the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 and changes the traveling direction inward in the radial direction, toward the piston 5 side (Lo side). (F 19 ). The air F 19 travels along in a state where a gap with respect to the bottom surface of the cavity 5a of the piston 5 (F 20), then pivots to the Up side (F 21).

このように排気側（Ｅｘ側）へと導入された空気Ｆ１７は、小さく旋回する正タンブル流を構成する。 Thus, the air F 17 introduced to the exhaust side (Ex side) constitutes a positive tumble flow that turns slightly.

一方、バルブシート８と吸気バルブ１１の傘部１１ａとの隙間からＥｘ側とは反対側のＩｎ側に導入された空気Ｆ２２（図２のＦ８，Ｆ１３に相当）は、シリンダライナ４の内周面４ａに沿って下降する（Ｆ２３）。そして、ピストン５の冠面５ｂに当たった空気Ｆ２３は、一部が吸気側斜面部５ｋ（図７を参照）に対して隙間を空けた状態で沿って進み、Ｕｐ側へと旋回する（Ｆ２４，Ｆ２５）。 On the other hand, air F 22 (corresponding to F 8 and F 13 in FIG. 2) introduced from the gap between the valve seat 8 and the umbrella portion 11 a of the intake valve 11 to the In side opposite to the Ex side is the cylinder liner 4. Descends along the inner peripheral surface 4a (F 23 ). Then, the air F 23 hitting the crown surface 5b of the piston 5 advances along a state where a part of the air F 23 is spaced from the intake side inclined surface portion 5k (see FIG. 7), and turns to the Up side ( F 24 , F 25 ).

このようにＥｘ側とは反対側（Ｉｎ側）に導入された空気Ｆ２２は、正タンブル流に対して対向する逆タンブル流を構成する。 Thus, the air F 22 introduced to the side opposite to the Ex side (In side) constitutes a reverse tumble flow opposite to the normal tumble flow.

本実施形態に係るエンジン１では、正タンブル流と逆タンブル流とのバランスをとることにより、詳しくは、燃焼室１０内で小さく旋回する正タンブル流を生成することにより、正タンブル流の強さを抑え、燃焼室内における乱れの低減を図り、燃焼室１０の中央部分での混合気の成層化を図ることが可能となっている。   In the engine 1 according to the present embodiment, the strength of the normal tumble flow is generated by balancing the normal tumble flow and the reverse tumble flow, and more specifically, by generating a normal tumble flow that turns slightly in the combustion chamber 10. Thus, the turbulence in the combustion chamber can be reduced, and the air-fuel mixture can be stratified in the central portion of the combustion chamber 10.

８．吸気側傾斜面３ｄおよび排気側傾斜面３ｅの傾斜角の設定とスキッシュ流
吸気側傾斜面３ｄおよび排気側傾斜面３ｅの傾斜角の設定と生成されるスキッシュ流との関係について、図９を用い説明する。図９は、圧縮行程中に天井面３ａとピストン５の冠面５ｂとの間で生成されるスキッシュ流を示す模式図である。 8). Setting of Inclination Angle of Intake Side Inclined Surface 3d and Exhaust Side Inclined Surface 3e and Squish Flow Regarding the relationship between the setting of the inclination angle of intake side inclined surface 3d and exhaust side inclined surface 3e and the generated squish flow, FIG. 9 is used. explain. FIG. 9 is a schematic diagram showing a squish flow generated between the ceiling surface 3a and the crown surface 5b of the piston 5 during the compression stroke.

図９に示すように、圧縮行程において、ピストン５がＵｐ側へと上昇してくるのに伴い、天井面３ａとピストン５の冠面５ｂとの間にスキッシュ流が生成される。ここで、図３を用い説明したように、天井面３ａにおける吸気側傾斜面３ｄと排気側傾斜面３ｅとは上記（数１）の関係を満たし、また、ピストン５の冠面５ｂの対向部分（吸気側斜面部５ｋ、排気側斜面部５ｌ）が吸気側傾斜面３ｄおよび排気側傾斜面３ｅに沿うように設けられている。   As shown in FIG. 9, in the compression stroke, as the piston 5 rises to the Up side, a squish flow is generated between the ceiling surface 3 a and the crown surface 5 b of the piston 5. Here, as described with reference to FIG. 3, the intake-side inclined surface 3 d and the exhaust-side inclined surface 3 e on the ceiling surface 3 a satisfy the relationship of the above (Equation 1), and the facing portion of the crown surface 5 b of the piston 5. (The intake-side inclined surface portion 5k and the exhaust-side inclined surface portion 5l) are provided along the intake-side inclined surface 3d and the exhaust-side inclined surface 3e.

よって、図９のＢ部に示すように、圧縮行程においては、天井面３ａにおける吸気側傾斜面３ｄとピストン５における吸気側斜面部５ｋとが近接して行くことで、スキッシュ流Ｆ３０が生成される。同様に、図９のＣ部に示すように、天井面３ａにおける排気側傾斜面３ｅとピストン５における排気側斜面部５ｌとが近接して行くことで、スキッシュ流Ｆ３１が生成される。 Therefore, as shown in part B of FIG. 9, in the compression stroke, by the intake side inclined surface section 5k in the intake side inclined surface 3d and the piston 5 in the ceiling surface 3a is gradually close, squish flow F 30 is generated Is done. Similarly, as shown in part C of FIG. 9, by the exhaust side inclined surface section 5l of the exhaust-side inclined surface 3e and the piston 5 in the ceiling surface 3a is gradually close, squish flow F 31 is generated.

ここで、スキッシュ流Ｆ３０，Ｆ３１をＵｐ−Ｌｏ方向およびＩｎ−Ｅｘ方向のベクトル成分で示す場合に、スキッシュ流Ｆ３０は、成分Ｆ３０ＵＬと成分Ｆ３０ＩＥとの合成ベクトルということとなる。また、スキッシュ流Ｆ３１は、成分Ｆ３１ＵＬと成分Ｆ３１ＩＥとの合成ベクトルということとなる。 Here, when the squish flows F 30 and F 31 are indicated by vector components in the Up-Lo direction and the In-Ex direction, the squish flow F 30 is a combined vector of the component F 30UL and the component F 30IE . Further, squish flow F 31 is a fact that the synthesized vector of the components F 31UL and component F 31IE.

本実施形態では、上記（数１）の関係を満たすように天井面３ａが形成されているので、スキッシュ流Ｆ３０，Ｆ３１は、次の関係を満たすことになる。 In the present embodiment, since the ceiling surface 3a is formed so as to satisfy the relationship (Equation 1), the squish flows F 30 and F 31 satisfy the following relationship.

Ｆ３１ＩＥ＞Ｆ３０ＩＥ ・・（数２）
上記（数２）の関係を満たすことにより、エンジン１では、圧縮行程中において、正タンブル流をシリンダライナ４の内周面４ａにおける排気側の部分から離間させることができ、正タンブル流の流動し構成を低減することが可能である。 F 31IE > F 30IE (2)
By satisfying the relationship of (Equation 2), the engine 1 can separate the positive tumble flow from the exhaust side portion of the inner peripheral surface 4a of the cylinder liner 4 during the compression stroke. However, the configuration can be reduced.

吸気側から排気側に向けてのスキッシュ流Ｆ３０の水平成分Ｆ３０ＩＥよりも、排気側から吸気側に向かう強いスキッシュ流Ｆ３１の水平成分Ｆ３１ＩＥにより、正タンブル流の吸気側から排気側に向かう流れを押え込むことが可能である。 Than squish flow F 30 of the horizontal component F 30IE toward the exhaust side from the intake side, the horizontal component F 31IE strong squish flow F31 toward the intake side from the exhaust side toward the intake side of the normal tumble flow on the exhaust side It is possible to suppress the flow.

９．燃料噴射弁１５の構成と燃料噴射タイミング
燃料噴射弁１５の構成と燃料噴射タイミングについて、図１０および図１１を用い説明する。図１０は、燃料噴射弁１５の一部（ヘッド部およびその近傍）の構成を示す模式断面図であり、図１１は、燃料噴射期間を示すタイミングチャートである。 9. Configuration of Fuel Injection Valve 15 and Fuel Injection Timing The configuration of the fuel injection valve 15 and the fuel injection timing will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a part of the fuel injection valve 15 (head portion and its vicinity), and FIG. 11 is a timing chart showing the fuel injection period.

図１０に示すように、燃料噴射弁１５は、中心軸Ａｘ１５に沿って筒軸が配された外筒部１５１と、当該筒軸１５１の内方に収容され、一部がＬｏ側から突出した針弁部１５２と、を有する。外筒部１５１と針弁部１５２との間には、燃料通路１５ａが形成されている。 As shown in FIG. 10, the fuel injection valve 15 is accommodated in an outer cylinder portion 151 in which a cylinder axis is arranged along a central axis Ax 15 and an inner side of the cylinder axis 151, and a part protrudes from the Lo side. Needle valve portion 152. A fuel passage 15 a is formed between the outer cylinder portion 151 and the needle valve portion 152.

また、針弁部１５２がＬｏ側に押下げられて開弁した状態では、燃料通路１５ａに連続する燃料通路１５ｂも形成される。   Further, when the needle valve portion 152 is pushed down to the Lo side and opened, a fuel passage 15b continuous to the fuel passage 15a is also formed.

燃料通路１５ａの燃料Ｆ４０は、針弁部１５２が押し下げられて開弁状態となった場合に、燃料通路１５ｂを通り（Ｆ４１）、Ｌｏ側に噴射される（Ｆ４２）。ここで、噴射される燃料Ｆ４２は、燃料噴射弁１５の中心軸Ａｘ１５回りに環状（ドーナッツ状）に広がる。 When the needle valve portion 152 is pushed down and opened, the fuel F 40 in the fuel passage 15a passes through the fuel passage 15b (F 41 ) and is injected to the Lo side (F 42 ). Here, the injected fuel F 42 spreads in a ring shape (doughnut shape) around the center axis Ax 15 of the fuel injection valve 15.

図１１に示すように、本実施形態に係るエンジン１では、燃料噴射タイミングが圧縮行程の後期に設定されている。具体的には、燃料噴射期間ＴＦＩは、圧縮行程における後期のタイミングｔ１からタイミングｔ２に至る期間に設定されている。 As shown in FIG. 11, in the engine 1 according to this embodiment, the fuel injection timing is set to the latter stage of the compression stroke. Specifically, the fuel injection period T FI is set to a period ranging from a timing t 1 to timing t 2 late in the compression stroke.

なお、図１１に示すように、本実施形態に係るエンジン１では、燃料噴射を連続的に１回行うのではなく、間欠的に複数回行う（燃料噴射ＦＩ１，ＦＩ２，ＦＩ３）。本実施形態では、３回の燃料噴射を間欠的に行うこととしている。 As shown in FIG. 11, in the engine 1 according to this embodiment, the fuel injection is not performed continuously once but intermittently a plurality of times (fuel injection FI 1 , FI 2 , FI 3 ). In the present embodiment, three fuel injections are performed intermittently.

本実施形態に係るエンジン１では、燃料噴射を複数回に分けて間欠的に行うことにより、噴射される燃料の速度を抑制することができる。即ち、連続的に燃料を噴射する場合に比べて、間欠的に複数回の燃料噴射を行うことで、後続の燃料噴射ＦＩ２，ＦＩ３により全体としての噴射燃料の速度が増速されるのを抑制することができる。 In the engine 1 according to the present embodiment, the speed of the injected fuel can be suppressed by performing the fuel injection intermittently in a plurality of times. That is, compared with the case of continuously injecting fuel, the fuel injection as a whole is accelerated by the subsequent fuel injections FI 2 and FI 3 by intermittently injecting the fuel multiple times. Can be suppressed.

なお、燃料の噴射については、２回に分けて間欠的に行うようにしてもよいし、４回以上に分けて間欠的に行うようにしてもよい。   The fuel injection may be performed intermittently in two times, or may be intermittently performed in four or more times.

１０．キャビティ５ａに対する噴射燃料ＩＦ
キャビティ５ａに対する噴射燃料ＩＦの形態について、図１２を用い説明する。図１２は、キャビティ５ａに対する噴射燃料ＩＦの状態を示す模式図である。 10. Injection fuel I F against the cavity 5a
The form of the injected fuel I F against the cavity 5a, will be described with reference to FIG. 12. Figure 12 is a schematic view showing a state of the injected fuel I F against the cavity 5a.

上記のように間欠的に３回噴射された燃料（噴射燃料ＩＦ）は、ピストン５のキャビティ５ａの内方に収容される。図１２のＤ部に示すように、噴射燃料ＩＦとピストン５の冠面５ｂにおけるキャビティ５ａの底面との間には、空気層ＬＡが形成される。 The fuel (injected fuel I F ) intermittently injected three times as described above is accommodated inside the cavity 5 a of the piston 5. As shown in D of FIG. 12, between the bottom surface of the cavity 5a in the injected fuel I F and crown surface 5b of the piston 5, the air layer L A is formed.

このように本実施形態に係るエンジン１では、噴射燃料ＩＦがピストン５の冠面５ｂに接触する前に燃焼させるようにしているので、冷却損失の低減を図ることができる。 In the engine 1 thus according to this embodiment, since as to burn before the injected fuel I F is brought into contact with the crown surface 5b of the piston 5, it is possible to reduce cooling loss.

［実施形態２］
実施形態２に係る直噴エンジンの構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、上記実施形態１の図２に対応する図であって、直噴エンジンにおける気筒１９ａの構成を示す模式平面図である。 [Embodiment 2]
The structure of the direct injection engine which concerns on Embodiment 2 is demonstrated using FIG. FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the first embodiment and is a schematic plan view showing the configuration of the cylinder 19a in the direct injection engine.

なお、本実施形態に係る直噴エンジンは、上記実施形態１に係る直噴エンジン１に対して、吸気ポート２０の構成が異なっていることを除いて、上記実施形態１に係る直噴エンジン１と同じ構成を有する。よって、以下では、吸気ポート２０の構成についてのみ説明する。   The direct injection engine 1 according to the present embodiment is different from the direct injection engine 1 according to the first embodiment except that the configuration of the intake port 20 is different. Has the same configuration. Therefore, only the configuration of the intake port 20 will be described below.

図１３に示すように、吸気ポート２０は、独立吸気ポート２０１と独立吸気ポート２０２との組み合わせを以って構成されている。本実施形態に係る直噴エンジンにおいては、吸気ポート２０の構成に集合吸気ポートは含まれていない。   As shown in FIG. 13, the intake port 20 is configured by a combination of an independent intake port 201 and an independent intake port 202. In the direct injection engine according to this embodiment, the configuration of the intake port 20 does not include a collective intake port.

独立吸気ポート２０１は、燃焼室１０に対して吸気ポート開口部２０ａで連続され、独立吸気ポート２０２は、燃焼室１０に対して吸気ポート開口部２０ｂで連続されている。吸気ポート開口部２０ａは、仮想線Ａｘ１９Ｘに対してＯＰ１側に設けられており、吸気ポート開口部２０ｂは、仮想線Ａｘ１９Ｘに対してＯＰ２側に設けられている。 The independent intake port 201 is continuous with the combustion chamber 10 at the intake port opening 20a, and the independent intake port 202 is continuous with the combustion chamber 10 at the intake port opening 20b. The intake port opening 20a is provided on the OP 1 side with respect to the virtual line Ax 19X , and the intake port opening 20b is provided on the OP 2 side with respect to the virtual line Ax 19X .

このため、独立吸気ポート２０１は、仮想線Ａｘ１９Ｘに対してＯＰ１側に設けられ、独立吸気ポート２０２は、仮想線Ａｘ１９Ｘに対してＯＰ２側に設蹴られている。 Therefore, the independent intake port 201 is provided on the OP 1 side with respect to the virtual line Ax 19X , and the independent intake port 202 is kicked on the OP 2 side with respect to the virtual line Ax 19X .

図１３に示すように、本実施形態においても、気筒軸Ａｘ１９ａから吸排気方向（Ｉｎ−Ｅｘ方向）に仮想線Ａｘ１９Ｘを引く。このとき、独立吸気ポート２０１は、その中心軸Ａｘ２０１が仮想線Ａｘ１９Ｘに対して角度θ２０１を以って傾いた状態で設けられている。換言すると、本実施形態でも、独立吸気ポート２０１の中心軸Ａｘ２０１を、Ｉｎ側から吸気ポート開口部２０ａの側に向けて、気筒１９ａの断面径方向の外側（ＯＰ１側）に向けて指向するように積極的に（意図的に）構成している。 As shown in FIG. 13, also in the present embodiment, an imaginary line Ax 19X is drawn from the cylinder axis Ax 19a in the intake / exhaust direction (In-Ex direction). At this time, the independent intake port 201 is provided in a state in which the central axis Ax 201 is inclined at an angle θ 201 with respect to the virtual line Ax 19X . In other words, in this embodiment, the central axis Ax 201 independent intake port 201, toward the In side the side of the intake port openings 20a, toward the cross section radially of the outer cylinder 19a (OP 1 side) oriented It is structured positively (intentionally).

一方、独立吸気ポート２０２は、その中心軸Ａｘ２０２が仮想線Ａｘ１９Ｘに対して角度θ２０２を以って傾いた状態で設けられている。換言すると、本実施形態でも、独立吸気ポート２０２の中心軸Ａｘ２０２を、Ｉｎ側から吸気ポート開口部２０ｂの側に向けて、気筒１９ａの断面径方向の外側（ＯＰ２側）に向けて指向するように積極的に（意図的に）構成している。 On the other hand, the independent intake port 202 is provided in a state where the central axis Ax 202 is inclined at an angle θ 202 with respect to the virtual line Ax 19X . In other words, in this embodiment, the central axis Ax 202 independent intake port 202, toward the In side the side of the intake port openings 20b, toward the cross section radially of the outer cylinder 19a (OP 2 side) oriented It is structured positively (intentionally).

以上のような配設形態の独立吸気ポート２０１，２０２を有する直噴エンジンでは、吸気バルブ１１が開状態であるときに、図１３の矢印Ｆ４〜Ｆ１３，Ｆ５１〜Ｆ５３で示すような空気の流れが形成される。即ち、独立吸気ポート２０１および独立吸気ポート２０２を流れてきた空気Ｆ５１は、各独立吸気ポート２０１，２０２の向きに沿って流れる（Ｆ５２，Ｆ５３）。即ち、独立吸気ポート２０１の空気Ｆ５２は、中心軸Ａｘ２０１に沿って吸気ポート開口部２０ａに向けて流れる。同様に、独立吸気ポート２０２の空気Ｆ５３は、中心軸Ａｘ２０２に沿って吸気ポート開口部２０ｂに向けて流れる。 In the direct injection engine having the independent intake ports 201 and 202 having the above arrangement, when the intake valve 11 is in the open state, as indicated by arrows F 4 to F 13 and F 51 to F 53 in FIG. Air flow is formed. That is, the air F 51 that has flowed through the independent intake port 201 and the independent intake port 202 flows along the direction of each independent intake port 201, 202 (F 52 , F 53 ). That is, the air F 52 in the independent intake port 201 flows along the central axis Ax 201 toward the intake port opening 20a. Similarly, the air F 53 of the independent intake port 202 flows toward the intake port opening 20b along the central axis Ax 202 .

吸気ポート開口部２０ａに達した空気Ｆ５２は、吸気バルブ１１の傘部１１ａの上面に沿って、燃焼室１０に対して一部は排気側（Ｅｘ側）へと導出され（Ｆ４）、一部は逆側（Ｉｎ側）へと導出される（Ｆ８）。同様に、吸気ポート開口部２０ｂに達した空気Ｆ５３は、吸気バルブ１１の傘部１１ａの上面に沿って、燃焼室１０に対して一部は排気側（Ｅｘ側）へと導出され（Ｆ９）、一部は逆側（Ｉｎ側）へと導出される（Ｆ１３）。 A portion of the air F 52 that has reached the intake port opening 20a is led to the exhaust side (Ex side) with respect to the combustion chamber 10 along the upper surface of the umbrella portion 11a of the intake valve 11 (F 4 ). A part is derived to the reverse side (In side) (F 8 ). Similarly, part of the air F 53 that has reached the intake port opening 20b is led to the exhaust side (Ex side) with respect to the combustion chamber 10 along the upper surface of the umbrella portion 11a of the intake valve 11 (F side) (F). 9 ), a part is derived to the reverse side (In side) (F 13 ).

燃焼室１０内に導入された空気の流れについては、上記実施形態１と同様である。   The flow of air introduced into the combustion chamber 10 is the same as in the first embodiment.

上記のよな構成を有する直噴エンジンにおいても、上記実施形態１に係る直噴エンジン１と同様の効果を奏することができる。   Even in the direct injection engine having the above-described configuration, the same effects as those of the direct injection engine 1 according to the first embodiment can be obtained.

［変形例］
上記実施形態１，２では、気筒１ａ，１９ａに対して２つの独立吸気ポート６１，６２，２０１，２０２を接続することとしたが、本発明は、これに限定受けるものではない。例えば、気筒に対して１つの独立排気ポートを接続する形態や、気筒に対して３つ以上の独立吸気ポートを接続する形態などを採用することもできる。同様に、排気ポートについても、気筒に対して１つ接続する形態や、３つ以上接続する形態等を採用することもできる。 [Modification]
In the first and second embodiments, the two independent intake ports 61, 62, 201, 202 are connected to the cylinders 1a, 19a. However, the present invention is not limited to this. For example, a form in which one independent exhaust port is connected to the cylinder, a form in which three or more independent intake ports are connected to the cylinder, and the like can be adopted. Similarly, with respect to the exhaust port, it is also possible to adopt a form in which one exhaust port is connected to the cylinder, a form in which three or more exhaust ports are connected, and the like.

また、上記実施形態１，２では、エンジン１の形式などについての具体例については特に言及しなかったが、種々の形式を採用することができる。例えば、単気筒エンジンや、２気筒以上のマルチ気筒エンジンなどに適用することができる。また、エンジンの形式に関し、直列タイプのエンジンだけでなく、Ｖ型やＷ型、さらには水平対向型のエンジンを採用することもできる。   In the first and second embodiments, specific examples of the format of the engine 1 and the like are not particularly mentioned, but various formats can be adopted. For example, the present invention can be applied to a single cylinder engine or a multi-cylinder engine having two or more cylinders. Further, regarding the form of the engine, not only an in-line type engine but also a V-type, W-type, or horizontally opposed engine can be employed.

また、上記実施形態１，２では、シリンダブロック２にシリンダライナ４が嵌入された形態を一例としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、シリンダブロックに開けられたボア内面に溶射層が設けられたような形態を採用することもできる。   In the first and second embodiments, the cylinder liner 4 is inserted into the cylinder block 2 as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a form in which a sprayed layer is provided on the inner surface of the bore opened in the cylinder block may be employed.

１ 直噴エンジン
１ａ，１９ａ 気筒
３ シリンダヘッド
３ａ 天井面
３ｄ 吸気側傾斜面
３ｅ 排気側傾斜面
４ シリンダライナ
４ａ 内壁面
５ ピストン
５ａ キャビティ
５ｋ 吸気側斜面部
５ｌ 排気側斜面部
６，２０ 吸気ポート
６ａ 吸気側開口部（第１吸気側開口部）
６ｂ 吸気側開口部（第２吸気側開口部）
６ｅ 傾斜面
７ 排気ポート
７ａ 排気側開口部（第１排気側開口部）
７ｂ 排気側開口部（第２排気側開口部）
１０ 燃焼室
１１ 吸気バルブ
１２ 排気バルブ
６１，２０１ 独立吸気ポート（第１独立吸気ポート）
６２，２０２ 独立吸気ポート（第２独立吸気ポート）
７１ 独立排気ポート（第１独立排気ポート）
７２ 独立排気ポート（第２独立排気ポート） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direct injection engine 1a, 19a Cylinder 3 Cylinder head 3a Ceiling surface 3d Intake side inclined surface 3e Exhaust side inclined surface 4 Cylinder liner 4a Inner wall surface 5 Piston 5a Cavity 5k Intake side inclined surface part 5l Exhaust side inclined surface part 6,20 Intake port 6a Intake side opening (first intake side opening)
6b Intake side opening (second intake side opening)
6e Inclined surface 7 Exhaust port 7a Exhaust side opening (first exhaust side opening)
7b Exhaust side opening (second exhaust side opening)
10 Combustion chamber 11 Intake valve 12 Exhaust valve 61, 201 Independent intake port (first independent intake port)
62,202 Independent intake port (second independent intake port)
71 Independent exhaust port (first independent exhaust port)
72 Independent exhaust port (second independent exhaust port)

Claims (8)

燃焼室を構成する気筒を有する直噴エンジンであって、
頂部から吸気側に傾斜してなる吸気側傾斜面と、排気側に傾斜してなる排気側傾斜面とを有するペントルーフ形の面で構成され、前記燃焼室の天井を構成する天井面と、
前記気筒内を、気筒軸方向に摺動し、冠面が前記燃焼室の前記気筒軸方向の下面を構成するとともに、前記冠面における前記気筒軸が交差する領域に前記気筒軸方向下側に凹んだキャビティを有するピストンと、
前記吸気側傾斜面に開口された吸気側開口部を有し、当該吸気側開口部で前記燃焼室に連続する吸気ポートと、
前記排気側傾斜面に開口された排気側開口部を有し、当該排気側開口部で前記燃焼室に連続する排気ポートと、
前記天井から前記燃焼室を臨むように設けられた燃料噴射弁と、
を備え、
前記吸気ポートを前記気筒軸方向から平面視するとき、当該吸気ポートの中心軸は、前記吸気側開口部から空気の流れ方向の上流側における所定領域が、前記気筒の中心軸を通り吸排気方向に沿う軸線に対して前記気筒の径方向外側を向くように配設されており、
前記気筒軸に対して直交する仮想平面を仮定するとき、当該仮想平面に対して前記排気側傾斜面がなす傾斜角は、前記仮想平面に対して前記吸気側傾斜面がなす傾斜角よりも小さくなっており、
前記燃料噴射弁からは、所定のエンジン負荷領域において、圧縮行程の後期で前記燃焼室内に燃料が噴射される、
直噴エンジン。 A direct injection engine having cylinders constituting a combustion chamber,
A pent roof-shaped surface having an intake side inclined surface inclined from the top to the intake side and an exhaust side inclined surface inclined to the exhaust side; and a ceiling surface constituting the ceiling of the combustion chamber;
The cylinder slides in the cylinder axial direction, the crown surface forms the lower surface of the combustion chamber in the cylinder axis direction, and the cylinder axis on the crown surface intersects the region below the cylinder axis. A piston with a recessed cavity;
An intake port having an intake side opening that is opened in the intake side inclined surface, and an intake port that is continuous with the combustion chamber at the intake side opening;
An exhaust port having an exhaust side opening that is opened in the exhaust side inclined surface, and an exhaust port continuing to the combustion chamber at the exhaust side opening;
A fuel injection valve provided to face the combustion chamber from the ceiling;
With
When the intake port is viewed in plan from the cylinder axial direction, the central axis of the intake port is a predetermined region on the upstream side in the air flow direction from the intake side opening, and the intake / exhaust direction passes through the central axis of the cylinder. Is disposed so as to face the outside in the radial direction of the cylinder with respect to the axis along
When a virtual plane orthogonal to the cylinder axis is assumed, an inclination angle formed by the exhaust-side inclined surface with respect to the virtual plane is smaller than an inclination angle formed by the intake-side inclined surface with respect to the virtual plane. And
From the fuel injection valve, fuel is injected into the combustion chamber at a later stage of the compression stroke in a predetermined engine load region.
Direct injection engine. 請求項１に記載の直噴エンジンであって、
前記ピストンの前記冠面は、前記キャビティの周縁であって、前記吸気側傾斜面に対向し、前記仮想平面に対して傾斜した吸気側斜面部と、前記排気側傾斜面に対向し、前記仮想平面に対して傾斜した排気側斜面部と、を有し、
前記仮想平面に対して前記排気側斜面部がなす傾斜角は、前記仮想平面に対して前記吸気側斜面部がなす傾斜角よりも小さい、
直噴エンジン。 The direct injection engine according to claim 1,
The crown surface of the piston is a peripheral edge of the cavity, is opposed to the intake side inclined surface, is inclined with respect to the virtual plane, is opposed to the exhaust side inclined surface, and is An exhaust side slope portion inclined with respect to a plane,
An inclination angle formed by the exhaust side inclined surface portion with respect to the virtual plane is smaller than an inclination angle formed by the intake side inclined surface portion with respect to the virtual plane.
Direct injection engine. 請求項２に記載の直噴エンジンであって、
前記ピストンの前記冠面における前記吸気側斜面部は、前記天井面における前記吸気側傾斜面に沿っており、
前記ピストンの前記冠面における前記排気側斜面部は、前記天井面における前記排気側傾斜面に沿っている、
直噴エンジン。 The direct injection engine according to claim 2,
The intake side inclined surface portion of the crown surface of the piston is along the intake side inclined surface of the ceiling surface,
The exhaust-side inclined surface portion of the crown surface of the piston is along the exhaust-side inclined surface of the ceiling surface,
Direct injection engine. 請求項１から請求項３の何れかに記載の直噴エンジンであって、
前記燃料噴射弁からは、前記所定のエンジン負荷領域において、前記圧縮行程の後期で前記燃焼室内に対して燃料が間欠的に複数回噴射される、
直噴エンジン。 A direct injection engine according to any one of claims 1 to 3,
From the fuel injection valve, fuel is intermittently injected a plurality of times into the combustion chamber in the later stage of the compression stroke in the predetermined engine load region.
Direct injection engine. 請求項１から請求項４の何れかに記載の直噴エンジンであって、
前記吸気側開口部の開閉を行う吸気バルブを更に備え、
前記吸気バルブは、前記吸気ポートの上壁を挿通し、当該吸気ポート内に挿入された軸部と、前記軸部の前記燃焼室側の先端部に設けられた傘部と、を有し、
前記吸気ポートにおける前記上壁の内面は、前記吸気バルブの前記軸部が挿通した部分に対して前記空気の流れ方向の上流側に隣接する部分が、前記吸気側開口部側を指向するよう傾斜面を以って構成されている、
直噴エンジン。 A direct injection engine according to any one of claims 1 to 4,
An intake valve that opens and closes the intake side opening;
The intake valve has a shaft portion inserted through the upper wall of the intake port and inserted into the intake port, and an umbrella portion provided at a tip portion of the shaft portion on the combustion chamber side,
The inner surface of the upper wall of the intake port is inclined so that the portion adjacent to the upstream side in the air flow direction is directed toward the intake side opening side with respect to the portion through which the shaft portion of the intake valve is inserted. Composed of planes,
Direct injection engine. 請求項５に記載の直噴エンジンであって、
前記吸気ポートにおける前記内面の前記傾斜面を以って構成された部分は、当該部分よりも前記空気の流れ方向の上流側の部分に対して滑らかな曲面で接続されている、
直噴エンジン。 The direct injection engine according to claim 5,
The portion configured by the inclined surface of the inner surface of the intake port is connected with a smooth curved surface to a portion on the upstream side in the air flow direction from the portion.
Direct injection engine. 請求項１から請求項６の何れかに記載の直噴エンジンであって、
前記吸気ポートは、
前記吸気側傾斜面に開口された第１吸気側開口部で前記燃焼室に連続する第１独立吸気ポートと、
前記吸気側傾斜面に対して前記第１吸気側開口部とは間隔を空けて開口された第２吸気側開口部で前記燃焼室に連続する第２独立吸気ポートと、
を有し、
前記第１独立吸気ポートおよび前記第２独立吸気ポートを前記気筒軸方向から平面視するとき、
前記第１独立吸気ポートの中心軸は、空気の流れ方向の上流側から前記第１吸気側開口部にかけての領域が、前記気筒の中心軸を通り吸排気方向に沿う軸線に対して前記気筒の径方向における一方の外側を向くように配設されており、
前記第２独立吸気ポートの中心軸は、空気の流れ方向の上流側から前記第２吸気側開口部にかけての領域が、前記気筒の中心軸を通り吸排気方向に沿う軸線に対して前記気筒の径方向における他方の外側を向くように配設されている、
直噴エンジン。 A direct injection engine according to any one of claims 1 to 6,
The intake port is
A first independent intake port that is continuous with the combustion chamber at a first intake side opening that is opened in the intake side inclined surface;
A second independent intake port continuing to the combustion chamber at a second intake side opening that is spaced apart from the first intake side opening with respect to the intake side inclined surface;
Have
When the first independent intake port and the second independent intake port are viewed in plan from the cylinder axis direction,
The central axis of the first independent intake port is such that the region from the upstream side in the air flow direction to the first intake side opening passes through the central axis of the cylinder and extends along the intake / exhaust direction. It is arranged to face one outer side in the radial direction,
The central axis of the second independent intake port is such that the region from the upstream side in the air flow direction to the second intake side opening passes through the central axis of the cylinder and extends along the intake / exhaust direction. Arranged to face the other outside in the radial direction,
Direct injection engine. 請求項７に記載の直噴エンジンであって、
前記排気ポートは、
前記排気側傾斜面に開口された第１排気側開口部で前記燃焼室に連続する第１独立排気ポートと、
前記排気側傾斜面に対して前記第１排気側開口部とは間隔を空けて開口された第２排気側開口部で前記燃焼室に連続する第２独立排気ポートと、
を有し、
前記ピストンの前記冠面は、
前記第１吸気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、前記第２吸気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、の間の領域に、前記仮想平面に沿う吸気バルブ間平面部と、
前記第１排気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、前記第２排気側開口部に対して前記気筒軸方向の下方の部分と、の間の領域に、前記仮想平面に沿う排気バルブ間平面部と、
を有する、
直噴エンジン。 The direct injection engine according to claim 7,
The exhaust port is
A first independent exhaust port that is continuous with the combustion chamber at a first exhaust side opening that is open in the exhaust side inclined surface;
A second independent exhaust port continuous to the combustion chamber at a second exhaust side opening that is spaced from the first exhaust side opening with respect to the exhaust side inclined surface;
Have
The crown surface of the piston is
In a region between the lower portion in the cylinder axial direction with respect to the first intake side opening and the lower portion in the cylinder axial direction with respect to the second intake side opening, the virtual plane Along the plane between the intake valves,
In the region between the lower portion in the cylinder axial direction with respect to the first exhaust side opening and the lower portion in the cylinder axial direction with respect to the second exhaust side opening, the virtual plane Along the plane between the exhaust valves,
Having
Direct injection engine.
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