JP2019173689A

JP2019173689A - Internal combustion engine

Info

Publication number: JP2019173689A
Application number: JP2018064384A
Authority: JP
Inventors: 祥平濱田; Shohei Hamada; 彰彦樋口; Akihiko Higuchi; 慎司吉岡; Shinji Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-10

Abstract

To provide an internal combustion engine which is improved so as to suppress the adhesion of fuel to a cylinder liner inner wall face.SOLUTION: A distance from a first injection hole up to an inner wall face or a virtual extension inner wall face of a cylinder liner is set as a first distance, and a distance from a second injection hole up to the inner wall face of the cylinder liner is set as a second distance. At this time, since the first distance is set longer than the second distance, a spray injected from the first injection hole is made to hardly arrive at the cylinder liner inner wall face. Furthermore, by setting a first hole diameter larger than a second hole diameter, the first injection hole injects a large quantity of fuel more than the second injection hole. By this constitution, a large quantity of fuel injection can be shared to the first injection hole from which the fuel hardly arrives at the cylinder liner wall face.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine.

従来、例えば、特開平５−３０６６１８号公報に開示されているように、燃焼室天井面に直噴インジェクタを設置した内燃機関が知られている。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-306618, an internal combustion engine in which a direct injection injector is installed on the ceiling surface of a combustion chamber is known.

特開平５−３０６６１８号公報JP-A-5-306618 特公平８−００６５９３号公報Japanese Patent Publication No. 8-006593 特開２０１５−５２９３０４号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-529304 特公平７−１２２４０５号公報Japanese Patent Publication No. 7-122405

上記従来の技術では、直噴インジェクタのノズルに設けられた複数の噴射孔から、複数の放射状噴霧が噴射される。複数の噴射孔は、ノズル先端に異なる方向を向けて設けられている。これにより、燃焼室内において、シリンダ中心軸周りに複数の放射状噴霧が分散して放たれる。 In the above conventional technique, a plurality of radial sprays are injected from a plurality of injection holes provided in a nozzle of a direct injection injector. The plurality of injection holes are provided in different directions toward the nozzle tip. As a result, a plurality of radial sprays are dispersed and released around the center axis of the cylinder in the combustion chamber.

一部の噴射孔は、シリンダ中心軸に対して小さな角度で燃料を噴射する。この一部の噴射孔からの噴霧は、シリンダライナに付着しにくい。これに対し、他の噴射孔はシリンダ中心軸に対して大きな角度を持つ方向へと燃料を噴射する。このような他の噴射孔を用いた燃料噴射は、シリンダライナの内壁面への燃料付着を増大させてしまう。シリンダ内壁面への燃料付着量が多くなると、エミッション悪化などの問題が生ずるので、好ましくない。 Some injection holes inject fuel at a small angle with respect to the cylinder central axis. The spray from some of the injection holes is difficult to adhere to the cylinder liner. On the other hand, the other injection holes inject fuel in a direction having a large angle with respect to the cylinder central axis. Fuel injection using such other injection holes increases fuel adhesion to the inner wall surface of the cylinder liner. If the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder increases, problems such as emission deterioration occur, which is not preferable.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、シリンダライナ内壁面への燃料付着を抑制するように改良された内燃機関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 an object of the present invention is to provide an internal combustion engine improved so as to suppress fuel adhesion to the inner wall surface of a cylinder liner.

本発明にかかる内燃機関は、
シリンダ中心軸を持つ筒状のシリンダライナと、
前記シリンダライナの内部に設けられたピストンと、
前記シリンダライナの上方に設けられ、前記ピストンの上面とともに燃焼室を形成する燃焼室天井面を備えたシリンダヘッドと、
前記燃焼室天井面の中央部に設けられた点火プラグと、
前記燃焼室天井面の前記中央部において前記点火プラグの隣に設けられた直噴インジェクタと、
を備え、
前記燃焼室天井面における前記直噴インジェクタの配設位置は、前記シリンダ中心軸と前記燃焼室天井面との交点からずらされており、
前記直噴インジェクタのノズル中心軸が、前記シリンダ中心軸に対して傾けられており、
前記直噴インジェクタのノズル先端には、第一孔径を有する第一噴射孔および第二孔径を有する第二噴射孔が設けられ、
前記第一噴射孔は第一方向軸を中心軸とする放射状燃料噴霧を噴射し、前記第一方向軸は前記ノズル中心軸に対して傾けられ、
前記第二噴射孔は第二方向軸を中心軸とする放射状燃料噴霧を噴射し、前記第二方向軸は前記ノズル中心軸に対して前記第一方向軸とは異なる角度で傾けられて前記シリンダライナの内壁面と交差し、
前記第一方向軸が前記シリンダライナの内壁面または前記内壁面を仮想的に延長した仮想延長内壁面と交差する点と前記第一噴射孔との間の距離を、第一距離とし、
前記第二方向軸が前記シリンダライナの前記内壁面に交差する点と前記第二噴射孔との間の距離を、第二距離とし、
前記第一距離は、前記第二距離よりも大きく、
前記第一孔径は、前記第二孔径よりも大きい。 An internal combustion engine according to the present invention is
A cylindrical cylinder liner having a cylinder central axis;
A piston provided inside the cylinder liner;
A cylinder head provided above the cylinder liner and having a combustion chamber ceiling surface that forms a combustion chamber together with the upper surface of the piston;
A spark plug provided at the center of the combustion chamber ceiling;
A direct injection injector provided next to the spark plug in the central portion of the ceiling surface of the combustion chamber;
With
The arrangement position of the direct injection injector on the combustion chamber ceiling surface is shifted from the intersection of the cylinder central axis and the combustion chamber ceiling surface,
The nozzle central axis of the direct injection injector is inclined with respect to the cylinder central axis;
A nozzle tip of the direct injection injector is provided with a first injection hole having a first hole diameter and a second injection hole having a second hole diameter,
The first injection hole injects a radial fuel spray having a first direction axis as a central axis, and the first direction axis is inclined with respect to the nozzle central axis,
The second injection hole injects a radial fuel spray having a second direction axis as a central axis, and the second direction axis is inclined at an angle different from the first direction axis with respect to the nozzle central axis. Intersects the inner wall of the liner,
A distance between the first injection hole and the point where the first direction axis intersects the inner wall surface of the cylinder liner or a virtual extended inner wall surface virtually extending the inner wall surface is defined as a first distance,
A distance between a point where the second direction axis intersects the inner wall surface of the cylinder liner and the second injection hole is a second distance,
The first distance is greater than the second distance,
The first hole diameter is larger than the second hole diameter.

第一噴射孔からシリンダライナの内壁面または仮想延長内壁面までの距離を第一距離とし、第二噴射孔からシリンダライナの内壁面までの距離を第二距離とする。このとき第一距離が第二距離よりも大きくされているので、第一噴射孔から噴射された噴霧をシリンダライナ内壁面に対して到達しにくくすることができる。さらに、第一孔径を第二孔径よりも大きくすることで、第一噴射孔が第二噴射孔よりも多量の燃料を噴射する。このようにすることで、燃料がシリンダライナ壁面に到達しにくい第一噴射孔に、多量の燃料噴射を分担させることができる。これとともに、第一噴射孔と比べて燃料がシリンダライナ壁面に到達しやすい第二噴射孔に対しては、第一噴射孔よりも少量の燃料噴射を分担させることができる。複数の噴射孔からシリンダライナ内壁面への噴霧の到達しやすさに応じて複数の噴射孔に燃料噴射量を適切に配分することで、シリンダライナ内壁面への燃料付着を抑制することができる。 A distance from the first injection hole to the inner wall surface of the cylinder liner or the virtual extension inner wall surface is a first distance, and a distance from the second injection hole to the inner wall surface of the cylinder liner is a second distance. At this time, since the first distance is larger than the second distance, it is possible to make it difficult for the spray injected from the first injection hole to reach the inner wall surface of the cylinder liner. Furthermore, by making the first hole diameter larger than the second hole diameter, the first injection hole injects a larger amount of fuel than the second injection hole. By doing in this way, a large amount of fuel injection can be shared by the 1st injection hole from which a fuel does not reach a cylinder liner wall surface easily. At the same time, it is possible to share a smaller amount of fuel injection than the first injection hole for the second injection hole where the fuel easily reaches the cylinder liner wall surface as compared with the first injection hole. By appropriately allocating the fuel injection amount to the plurality of injection holes in accordance with the ease of spraying from the plurality of injection holes to the inner surface of the cylinder liner, it is possible to suppress fuel adhesion to the inner surface of the cylinder liner. .

実施の形態にかかる内燃機関を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing an internal combustion engine according to an embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関をＸ矢印方向に見て得られる下面視を表す図である。It is a figure showing the bottom view obtained by seeing the internal combustion engine concerning an embodiment in the X arrow direction. 実施の形態にかかる内燃機関の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the internal combustion engine concerning embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the internal combustion engine concerning embodiment. 実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the internal combustion engine concerning the comparative example with respect to embodiment. 実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the internal combustion engine concerning the comparative example with respect to embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the internal combustion engine concerning embodiment. 実施の形態にかかる内燃機関の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the internal combustion engine concerning embodiment.

図１は、実施の形態にかかる内燃機関１０を示す側断面図である。図２は、実施の形態にかかる内燃機関１０をＸ矢印方向に見て得られる下面視を表す図である。内燃機関１０は、筒状のシリンダライナ１２と、シリンダライナ１２の内部に設けられたピストン１３と、シリンダヘッド１４と、点火プラグ２３と、直噴インジェクタ２０と、吸気ポート１５および排気ポート１６と、吸気ポート１５を開閉する吸気バルブ２１と、排気ポート１６を開閉する排気バルブ２２と、を備えている。 FIG. 1 is a side sectional view showing an internal combustion engine 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a bottom view obtained when the internal combustion engine 10 according to the embodiment is viewed in the X arrow direction. The internal combustion engine 10 includes a cylindrical cylinder liner 12, a piston 13 provided inside the cylinder liner 12, a cylinder head 14, a spark plug 23, a direct injection injector 20, an intake port 15 and an exhaust port 16. The intake valve 21 for opening and closing the intake port 15 and the exhaust valve 22 for opening and closing the exhaust port 16 are provided.

シリンダヘッド１４は、シリンダライナ１２の上方に設けられている。シリンダヘッド１４は、ピストン１３の上面とともに燃焼室を形成する燃焼室天井面１４ａを備えている。点火プラグ２３は、燃焼室天井面１４ａの中央部に設けられている。直噴インジェクタ２０は、燃焼室天井面１４ａの中央部において点火プラグ２３の隣に設けられている。吸気ポート１５および排気ポート１６は、シリンダヘッド１４に設けられて燃焼室天井面１４ａに連通する。 The cylinder head 14 is provided above the cylinder liner 12. The cylinder head 14 includes a combustion chamber ceiling surface 14 a that forms a combustion chamber together with the upper surface of the piston 13. The spark plug 23 is provided at the center of the combustion chamber ceiling surface 14a. The direct injection injector 20 is provided next to the spark plug 23 at the center of the combustion chamber ceiling surface 14a. The intake port 15 and the exhaust port 16 are provided in the cylinder head 14 and communicate with the combustion chamber ceiling surface 14a.

図１に示すように、筒状のシリンダライナ１２は、シリンダ中心軸Ａ_ＣＬを持っている。燃焼室天井面１４ａにおける直噴インジェクタ２０の配設位置は、シリンダ中心軸Ａ_ＣＬと燃焼室天井面１４ａとの交点からずらされている。直噴インジェクタ２０のノズル中心軸Ａ_ＮＺが、シリンダ中心軸Ａ_ＣＬに対して傾けられている。これは、点火プラグ２３に対して直噴インジェクタ２０のノズル先端を近づけるためである。触媒暖機時の燃焼安定性を高めるために、点火プラグ２３の付近で燃料を噴射することができる。 As shown in FIG. 1, the cylindrical cylinder liner 12 has a cylinder center axis _AC . The arrangement position of the direct injection injector 20 on the combustion chamber ceiling surface 14a is shifted from the intersection of the cylinder center axis _AC and the combustion chamber ceiling surface 14a. Nozzle center axis _{A NZ} of the direct injector 20 is inclined with respect to the cylinder center axis _{A CL.} This is to bring the nozzle tip of the direct injection injector 20 closer to the spark plug 23. In order to improve combustion stability when the catalyst is warmed up, fuel can be injected in the vicinity of the spark plug 23.

直噴インジェクタ２０は、図２に示す「Ｆｒ−Ｒｒ方向」に見て対称に配置された６つの噴射孔を有する。６つの噴射孔は、直噴インジェクタ２０のノズル先端に設けられている。６つの噴射孔は、第一孔径を有する二つの第一噴射孔と、第二孔径を有する二つの第二噴射孔と、第三孔径を有する二つの第三噴射孔とを含む。これらの第一〜第三噴射孔は、筒内での燃料均質性を高めるために放射状の燃料噴霧を噴射する。 The direct injection injector 20 has six injection holes arranged symmetrically when viewed in the “Fr-Rr direction” shown in FIG. 2. The six injection holes are provided at the nozzle tip of the direct injection injector 20. The six injection holes include two first injection holes having a first hole diameter, two second injection holes having a second hole diameter, and two third injection holes having a third hole diameter. These first to third injection holes inject radial fuel sprays in order to improve the fuel homogeneity in the cylinder.

第一噴射孔は、第一方向軸Ａ_１を中心軸とする第一放射状燃料噴霧３１を噴射する。第一方向軸Ａ_１はノズル中心軸Ａ_ＮＺに対して、第一角度θ_１だけ傾けられている。 The first injection hole to inject a first radial fuel spray 31 to the central axis of the first axis A _1. The first axis A ₁ is with respect to the nozzle central axis A _NZ, inclined by a first angle theta _1.

第二噴射孔は、第二方向軸Ａ_２を中心軸とする第二放射状燃料噴霧３２を噴射する。第二方向軸Ａ_２は、ノズル中心軸Ａ_ＮＺに対して第二角度θ_２で傾けられている。第二方向軸Ａ_２は、シリンダライナ１２の内壁面と交差している。 The second injection holes to inject the second radial fuel spray 32 to the central axis of the second axis A _2. Second direction axis A ₂ is inclined at a second angle theta ₂ with respect to the nozzle central axis A _NZ. The second direction axis A ₂ intersects the inner wall surface of the cylinder liner 12.

第三噴射孔は、第三方向軸Ａ_３を中心軸とする第三放射状燃料噴霧３３を噴射する。第三方向軸Ａ_３は、ノズル中心軸Ａ_ＮＺに対して第三角度θ_３で傾けられている。第三方向軸Ａ_３は、シリンダライナ１２の内壁面と交差している。 The third injection hole to inject a third radial fuel spray 33 to the third axis A ₃ with the central axis. Third axis A ₃ is inclined at a third angle theta ₃ with respect to the nozzle central axis A _NZ. The third direction axis A ₃ intersects the inner wall surface of the cylinder liner 12.

第二噴射孔は、排気バルブ２２の設けられた側に向けて第二放射状燃料噴霧３２を噴射する。第三噴射孔は、吸気バルブ２１の設けられた側に向けて第三放射状燃料噴霧３３を噴射する。第一噴射孔は、第二噴射孔の噴射方向と第三噴射孔の噴射方向との間に挟まれるように第一放射状燃料噴霧３１を噴射する。 The second injection hole injects the second radial fuel spray 32 toward the side where the exhaust valve 22 is provided. The third injection hole injects the third radial fuel spray 33 toward the side where the intake valve 21 is provided. The first injection hole injects the first radial fuel spray 31 so as to be sandwiched between the injection direction of the second injection hole and the injection direction of the third injection hole.

図１は、図２のＹ−Ｙ線に沿って内燃機関１０を切断したときの断面視である。図１は、シリンダ中心軸Ａ_ＣＬを含みシリンダ中心軸Ａ_ＣＬと平行な仮想平面に沿って内燃機関１０を切断したときの断面に対して、第一放射状燃料噴霧３１、第二放射状燃料噴霧３２、および第三放射状燃料噴霧３３を投影したものである。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the internal combustion engine 10 taken along the line YY of FIG. 1, to the cross section obtained by cutting the internal combustion engine 10 along the cylinder central axis A _CL and an imaginary plane in parallel comprises a cylinder center axis A _CL, first radial fuel spray 31, the second radial fuel spray 32 , And a projection of the third radial fuel spray 33.

仮想延長内壁面１２ａは、シリンダライナ１２の内壁面を仮想的に延長したものである。第一方向軸Ａ_１が仮想延長内壁面１２ａと交差する点を、第一交点Ｐ_１とする。第二方向軸Ａ_２がシリンダライナ１２の内壁面に交差する点を、第二交点Ｐ_２とする。第三方向軸Ａ_３がシリンダライナ１２の内壁面に交差する点を、第三交点Ｐ_３とする。 The virtual extension inner wall surface 12 a is a virtual extension of the inner wall surface of the cylinder liner 12. The point at which the first axis A ₁ intersects the virtual extension inner wall surface 12a, and first intersection point P _1. A point where the second direction axis A ₂ intersects the inner wall surface of the cylinder liner 12 is defined as a second intersection point P ₂ . A point where the third direction axis A ₃ intersects the inner wall surface of the cylinder liner 12 is defined as a third intersection point P ₃ .

第一交点Ｐ_１と、第一放射状燃料噴霧３１を噴射する第一噴射孔との間の距離を、「第一距離」とする。第二交点Ｐ_２と、第二放射状燃料噴霧３２を噴射する第二噴射孔との間の距離を、「第二距離」とする。第三交点Ｐ_３と、第三放射状燃料噴霧３３を噴射する第三噴射孔との間の距離を、「第三距離」とする。 A first intersection point P _1, the distance between the first injection hole for injecting a first radial fuel spray 31, the "first distance". A second intersection point P _2, the distance between the second injection hole for injecting a second radial fuel spray 32, the "second distance." A third intersection point P _3, the distance between the third injection hole for injecting a third radial fuel spray 33, the "third distance".

第一角度θ_１は、第二角度θ_２および第三角度θ_３よりも小さくされている。また、第一距離＞第三距離＞第二距離の順に距離が長くされている。さらに、第一孔径＞第三孔経＞第二孔径の順に孔径が大きくされ、この順に燃料噴射量が多くなるように直噴インジェクタ２０が構築されている。つまり、排気バルブの側の第二噴射孔からの第二放射状燃料噴霧３２の燃料量が最も少ない。その次に、排気バルブの側の第三噴射孔からの第三放射状燃料噴霧３３の燃料量が二番目に少ない。第一噴射孔からの第一放射状燃料噴霧３１の燃料量が、最も多い。 The first angle θ ₁ is smaller than the second angle θ ₂ and the third angle θ ₃ . Further, the distance is increased in the order of the first distance> the third distance> the second distance. Furthermore, the diameter of the hole is increased in the order of the first hole diameter> the third hole diameter> the second hole diameter, and the direct injection injector 20 is constructed so that the fuel injection amount increases in this order. That is, the fuel amount of the second radial fuel spray 32 from the second injection hole on the exhaust valve side is the smallest. Next, the amount of fuel of the third radial fuel spray 33 from the third injection hole on the exhaust valve side is the second smallest. The amount of fuel of the first radial fuel spray 31 from the first injection hole is the largest.

排気バルブ２２の設けられた側へ第二放射状燃料噴霧３２を噴射する第二噴射孔の孔径を絞ることで、シリンダライナへの燃料付着量を抑制することができる。また、上述したように第二噴射孔と第三噴射孔との中間に位置する第一噴射孔の噴射角度（すなわち第一角度θ_１）は、第二噴射孔および第三噴射孔の噴射角度（すなわち第二角度θ_２および第三角度θ_３）よりも小さくされている。これにより、第一放射状燃料噴霧３１とシリンダライナ１２との間の距離を大きく確保することができる。排気バルブ２２の設けられた側の第二噴射孔について流量を絞った分、第一噴射孔が噴射する燃料流量を増加させることで、シリンダライナ１２に到達するまでに気化を促進し、燃料付着を抑制することができる。 By restricting the diameter of the second injection hole for injecting the second radial fuel spray 32 to the side where the exhaust valve 22 is provided, the amount of fuel adhering to the cylinder liner can be suppressed. Further, as described above, the injection angle of the first injection hole located between the second injection hole and the third injection hole (that is, the first angle θ ₁ ) is the injection angle of the second injection hole and the third injection hole. (Ie, the second angle θ ₂ and the third angle θ ₃ ). Thereby, a large distance between the first radial fuel spray 31 and the cylinder liner 12 can be secured. By increasing the flow rate of the fuel injected from the first injection hole by the amount reduced in the second injection hole on the side where the exhaust valve 22 is provided, vaporization is promoted until reaching the cylinder liner 12 and the fuel adheres. Can be suppressed.

図５は、実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関１１０を示す側断面図である。比較例にかかる内燃機関１１０では、直噴インジェクタ１２０が、燃料の等流量分配を行うように構築されている。つまり、比較例では、第一噴射孔〜第三噴射孔の孔径を同じ大きさとすることで、第一放射状燃料噴霧１３１、排気バルブ２２の側の第二放射状燃料噴霧１３２、および吸気バルブ２１の側の第三放射状燃料噴霧１３３が等しい流量となっている。図６は、実施の形態に対する比較例にかかる内燃機関１１０の作用効果を説明するための図である。図６と図４とを比較すると、図６の比較例の構造では、破線枠Ｃで示すように、実施の形態よりも燃料付着が多くなってしまうという問題がある。 FIG. 5 is a side sectional view showing an internal combustion engine 110 according to a comparative example with respect to the embodiment. In the internal combustion engine 110 according to the comparative example, the direct injection injector 120 is constructed so as to distribute fuel at an equal flow rate. That is, in the comparative example, by setting the diameters of the first injection hole to the third injection hole to the same size, the first radial fuel spray 131, the second radial fuel spray 132 on the exhaust valve 22 side, and the intake valve 21 The third radial fuel spray 133 on the side has an equal flow rate. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation and effect of the internal combustion engine 110 according to the comparative example with respect to the embodiment. When FIG. 6 is compared with FIG. 4, the structure of the comparative example of FIG. 6 has a problem that the fuel adhesion is larger than that of the embodiment as indicated by the broken line frame C.

燃料付着の問題を更に説明する。内燃機関１０が特に過給エンジンである場合には、内燃機関１０の排気系に設置された排気触媒の排気ガス浄化率向上のために、急速触媒暖機時の熱量を確保する必要がある。この熱量確保は燃焼室天井面１４ａの中央に直噴インジェクタ２０を配置することで実現されるが、このような中央配置の直噴インジェクタ２０ではシリンダライナ１２の内壁面への燃料付着が増加してしまうおそれがある。すなわち、燃焼室天井面１４ａの中央に直噴インジェクタ２０が配置されると、各噴射方向において噴射孔からシリンダライナ１２までの距離が近くなる。その結果、シリンダライナ１２の内壁面への燃料付着量が増加してしまうおそれがある。 The problem of fuel adhesion will be further described. When the internal combustion engine 10 is a supercharged engine in particular, it is necessary to ensure the amount of heat when the rapid catalyst warms up in order to improve the exhaust gas purification rate of the exhaust catalyst installed in the exhaust system of the internal combustion engine 10. This heat quantity can be ensured by arranging the direct injection injector 20 at the center of the combustion chamber ceiling surface 14a. However, in such a direct injection injector 20 arranged in the center, fuel adhesion to the inner wall surface of the cylinder liner 12 increases. There is a risk that. That is, when the direct injection injector 20 is arranged at the center of the combustion chamber ceiling surface 14a, the distance from the injection hole to the cylinder liner 12 in each injection direction becomes close. As a result, the amount of fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder liner 12 may increase.

例えば、排気バルブ２２の設けられた側の第二噴射孔は、シリンダライナ１２に対して燃料付着量が多くなりがちである。そこで、排気バルブ２２の設けられた側の第二噴射孔の孔径を小さくして流量を絞ることで、シリンダライナ１２への燃料付着量を低減することが考えられる。しかし、燃料噴射量の合計量を一定にする条件を満たすためには、一部の噴射孔の流量を絞ると他の噴射孔の流量が増加することになる。第二噴射孔の流量を絞った分だけ、シリンダライナ１２の内壁面における他の部位への燃料付着量が増加してしまうおそれがある。 For example, the amount of fuel adhering to the cylinder liner 12 tends to increase in the second injection hole on the side where the exhaust valve 22 is provided. Therefore, it is conceivable to reduce the amount of fuel adhering to the cylinder liner 12 by reducing the diameter of the second injection hole on the side where the exhaust valve 22 is provided and reducing the flow rate. However, in order to satisfy the condition for making the total amount of fuel injection constant, if the flow rate of some injection holes is reduced, the flow rate of other injection holes will increase. There is a risk that the amount of fuel adhering to other parts on the inner wall surface of the cylinder liner 12 will increase by the amount of flow of the second injection hole.

この点、実施の形態では、複数の噴射孔からシリンダライナ１２内壁面への噴霧の到達しやすさに応じて、複数の噴射孔に燃料噴射量を適切に配分している。これにより、シリンダライナ１２の内壁面への燃料付着を抑制することができる。 In this regard, in the embodiment, the fuel injection amount is appropriately distributed to the plurality of injection holes in accordance with the ease with which the spray reaches the inner wall surface of the cylinder liner 12 from the plurality of injection holes. Thereby, fuel adhesion to the inner wall surface of the cylinder liner 12 can be suppressed.

図３および図４は、実施の形態にかかる内燃機関１０の作用効果を説明するための図である。前述したように、第一交点Ｐ_１と第一噴射孔との間の距離が第一距離であり、第二交点Ｐ_２と第二噴射孔との間の距離が第二距離である。実施の形態では第一距離が第二距離よりも大きくされているので、第一噴射孔から噴射された噴霧をシリンダライナ１２内壁面に対して到達しにくくすることができる。 FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining the function and effect of the internal combustion engine 10 according to the embodiment. As described above, the distance between the first intersection point P ₁ and the first injection hole is a first distance, the distance between the second intersection point P ₂ and the second injection hole is a second distance. In the embodiment, since the first distance is larger than the second distance, it is possible to make it difficult for the spray injected from the first injection hole to reach the inner wall surface of the cylinder liner 12.

さらに、実施の形態では、第一孔径を第二孔径よりも大きくすることで、第一噴射孔が第二噴射孔よりも多量の燃料を噴射する。このようにすることで、燃料がシリンダライナ１２の内壁面に到達しにくい第一噴射孔に、多量の燃料噴射を分担させることができる。これとともに、第一噴射孔と比べて燃料がシリンダライナ１２の内壁面に到達しやすい第二噴射孔に対しては、第一噴射孔よりも少量の燃料噴射を分担させることができる。複数の噴射孔からシリンダライナ１２内壁面への噴霧の到達しやすさに応じて複数の噴射孔に燃料噴射量を適切に配分することで、シリンダライナ１２内壁面への燃料付着を抑制することができる。これにより図４の破線枠Ｂに示すように燃料付着を抑制することができる。 Furthermore, in the embodiment, the first injection hole injects a larger amount of fuel than the second injection hole by making the first hole diameter larger than the second hole diameter. By doing so, a large amount of fuel injection can be shared by the first injection holes where the fuel hardly reaches the inner wall surface of the cylinder liner 12. At the same time, a smaller amount of fuel injection than the first injection hole can be shared with the second injection hole where the fuel easily reaches the inner wall surface of the cylinder liner 12 as compared with the first injection hole. Suppressing fuel adhesion to the inner wall surface of the cylinder liner 12 by appropriately allocating the fuel injection amount to the plurality of injection holes according to the ease of spraying from the plurality of injection holes to the inner wall surface of the cylinder liner 12. Can do. As a result, fuel adhesion can be suppressed as indicated by a broken line frame B in FIG.

図７および図８は、実施の形態にかかる内燃機関１０の作用効果を説明するための図である。シリンダライナ１２の内壁面までの距離の近い第二噴射孔の孔径を絞ることおよび気化の促進により、図７に示すように比較例に比べて壁面燃料付着量を抑制することができる。燃料付着量の低減効果によって、筒内の燃料付着に起因するＰＮ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＮｕｍｂｅｒ）も図８に示すように低減することができる。 7 and 8 are diagrams for explaining the operation and effect of the internal combustion engine 10 according to the embodiment. By reducing the diameter of the second injection hole that is close to the inner wall surface of the cylinder liner 12 and promoting vaporization, the amount of wall surface fuel deposition can be suppressed as compared with the comparative example as shown in FIG. Due to the effect of reducing the fuel adhesion amount, PN (Particulate Number) caused by fuel adhesion in the cylinder can also be reduced as shown in FIG.

１０、１１０内燃機関
１２シリンダライナ
１２ａ仮想延長内壁面
１３ピストン
１４シリンダヘッド
１４ａ燃焼室天井面
１５吸気ポート
１６排気ポート
２０、１２０直噴インジェクタ
２１吸気バルブ
２２排気バルブ
２３点火プラグ
３１、１３１第一放射状燃料噴霧
３２、１３２第二放射状燃料噴霧
３３、１３３第三放射状燃料噴霧
Ａ_１第一方向軸
Ａ_２第二方向軸
Ａ_３第三方向軸
Ａ_ＣＬシリンダ中心軸
Ａ_ＮＺノズル中心軸
Ｐ_１第一交点
Ｐ_２第二交点
Ｐ_３第三交点
θ_１第一角度
θ_２第二角度
θ_３第三角度 10, 110 Internal combustion engine 12 Cylinder liner 12a Virtual extension inner wall surface 13 Piston 14 Cylinder head 14a Combustion chamber ceiling surface 15 Intake port 16 Exhaust port 20, 120 Direct injection injector 21 Intake valve 22 Exhaust valve 23 Spark plugs 31, 131 First radial Fuel spray 32, 132 Second radial fuel spray 33, 133 Third radial fuel spray A ₁ First direction axis A ₂ Second direction axis A ₃ Third direction axis A _CL cylinder central axis A _NZ nozzle central axis P ₁ 1st Intersection P ₂ Second intersection P ₃ Third intersection θ ₁ First angle θ ₂ Second angle θ ₃ Third angle

Claims

A cylindrical cylinder liner having a cylinder central axis;
A piston provided inside the cylinder liner;
A cylinder head provided above the cylinder liner and having a combustion chamber ceiling surface that forms a combustion chamber together with the upper surface of the piston;
A spark plug provided at the center of the combustion chamber ceiling;
A direct injection injector provided next to the spark plug in the central portion of the ceiling surface of the combustion chamber;
With
The arrangement position of the direct injection injector on the combustion chamber ceiling surface is shifted from the intersection of the cylinder central axis and the combustion chamber ceiling surface,
The nozzle central axis of the direct injection injector is inclined with respect to the cylinder central axis;
A nozzle tip of the direct injection injector is provided with a first injection hole having a first hole diameter and a second injection hole having a second hole diameter,
The first injection hole injects a radial fuel spray having a first direction axis as a central axis, and the first direction axis is inclined with respect to the nozzle central axis,
The second injection hole injects a radial fuel spray having a second direction axis as a central axis, and the second direction axis is inclined at an angle different from the first direction axis with respect to the nozzle central axis. Intersects the inner wall of the liner,
A distance between the first injection hole and the point where the first direction axis intersects the inner wall surface of the cylinder liner or a virtual extended inner wall surface virtually extending the inner wall surface is defined as a first distance,
A distance between a point where the second direction axis intersects the inner wall surface of the cylinder liner and the second injection hole is a second distance,
The first distance is greater than the second distance,
The internal combustion engine in which the first hole diameter is larger than the second hole diameter.