JP2503487B2 - 筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
筒内噴射式火花点火機関Info
- Publication number
- JP2503487B2 JP2503487B2 JP62058782A JP5878287A JP2503487B2 JP 2503487 B2 JP2503487 B2 JP 2503487B2 JP 62058782 A JP62058782 A JP 62058782A JP 5878287 A JP5878287 A JP 5878287A JP 2503487 B2 JP2503487 B2 JP 2503487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- injection
- shallow
- shallow dish
- deep
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
- F02B23/105—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder the fuel is sprayed directly onto or close to the spark plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B2023/102—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the spark plug being placed offset the cylinder centre axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B2023/108—Swirl flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is vertical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、筒内噴射式火花点火機関の燃焼室および該
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁の構造に関する。
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁の構造に関する。
［従来の技術］ 燃料をピストン頂部に形成された燃焼室の壁面へ一旦
付着させ、その後の壁面からの蒸発によって燃焼が律速
される方式の筒内噴射式火花点火機関は、燃費、騒音に
対して比較的有利である。このような方式の機関におい
ては、着火に至るまでに、燃焼室内で燃料の良好な蒸発
および拡散が望まれ、蒸発、拡散状態を改善するため
に、従来から、燃焼室内に高温の蒸発用壁を設けたり、
壁面を粗面にして蒸発しやすいようにしたり、燃焼室内
にスワール流等を生成させたりする等、各種の構造が提
案されている（特開昭57−113412号公報、特開昭54−89
111号公報、特開昭59−192823号公報、特開昭59−22622
6号公報、実開昭57−20528号公報、実開昭57−22626号
公報等）。
付着させ、その後の壁面からの蒸発によって燃焼が律速
される方式の筒内噴射式火花点火機関は、燃費、騒音に
対して比較的有利である。このような方式の機関におい
ては、着火に至るまでに、燃焼室内で燃料の良好な蒸発
および拡散が望まれ、蒸発、拡散状態を改善するため
に、従来から、燃焼室内に高温の蒸発用壁を設けたり、
壁面を粗面にして蒸発しやすいようにしたり、燃焼室内
にスワール流等を生成させたりする等、各種の構造が提
案されている（特開昭57−113412号公報、特開昭54−89
111号公報、特開昭59−192823号公報、特開昭59−22622
6号公報、実開昭57−20528号公報、実開昭57−22626号
公報等）。
しかし、従来の燃焼室の形状は、ピストン頂部に単に
凹部（たとえば球面状の形状）を形成しただけのもので
あったので、つぎのような問題がある。
凹部（たとえば球面状の形状）を形成しただけのもので
あったので、つぎのような問題がある。
すなわち、とくに高負荷域においては、燃料噴射時期
を早くし噴射から点火までの時間を長くすると、燃料の
蒸発、拡散を十分に行うことが可能となるが、着火後の
燃焼が衝撃的となり、騒音ならびに燃焼最高圧力上昇に
伴なう機関の重量増大という問題が生じる。逆に、噴射
時期を遅くすると、蒸発、拡散が不十分となるおそれが
あり、局所的に空燃比が過濃となって、適正なレベルを
逸脱してスモークが増大するという問題がある。
を早くし噴射から点火までの時間を長くすると、燃料の
蒸発、拡散を十分に行うことが可能となるが、着火後の
燃焼が衝撃的となり、騒音ならびに燃焼最高圧力上昇に
伴なう機関の重量増大という問題が生じる。逆に、噴射
時期を遅くすると、蒸発、拡散が不十分となるおそれが
あり、局所的に空燃比が過濃となって、適正なレベルを
逸脱してスモークが増大するという問題がある。
一方、軽負荷域においては、少ない噴射量の燃料が燃
焼室内に拡散されるので、空燃比が過薄になるおそれが
あり、HCの低域、燃焼速度の向上が困難になるおそれが
ある。また、比較的広い燃焼室内に少ない燃料が拡散し
てしまうので、点火プラグによる着火性が問題となる。
焼室内に拡散されるので、空燃比が過薄になるおそれが
あり、HCの低域、燃焼速度の向上が困難になるおそれが
ある。また、比較的広い燃焼室内に少ない燃料が拡散し
てしまうので、点火プラグによる着火性が問題となる。
着火性を向上するために、燃料室内の点火プラグ近傍
に、周囲の燃料噴霧を集めるようにした混合気集合部材
を設ける提案もなされているが（実開昭61−39428号公
報）、上述の如く、軽負荷域では燃焼室内の空燃比が過
薄になっているので、着火性向上には限度があり、ま
た、燃焼室内に壁状部材を設けることは、着火後の火炎
伝播の面から好ましくない。
に、周囲の燃料噴霧を集めるようにした混合気集合部材
を設ける提案もなされているが（実開昭61−39428号公
報）、上述の如く、軽負荷域では燃焼室内の空燃比が過
薄になっているので、着火性向上には限度があり、ま
た、燃焼室内に壁状部材を設けることは、着火後の火炎
伝播の面から好ましくない。
上述の問題に対し、先に本出願人により、燃料噴射弁
の噴霧が１本の筒内噴射式火花点火機関において、ピス
トン頂部の燃焼室を形成する凹部を浅皿部と深皿部との
二重構造とし、高負荷域においては、浅皿部に十分に燃
料を拡散させ深皿部で着火して火炎を良好に伝播させる
とともに、軽負荷域においては、噴射時期を遅らせて深
皿部に集中して燃料噴霧を噴射し、比較的容積の小さい
深皿部内の空燃比を十分に高くして着火性を向上するよ
うにした構造が提案されている（実開昭61−173728号公
報）。
の噴霧が１本の筒内噴射式火花点火機関において、ピス
トン頂部の燃焼室を形成する凹部を浅皿部と深皿部との
二重構造とし、高負荷域においては、浅皿部に十分に燃
料を拡散させ深皿部で着火して火炎を良好に伝播させる
とともに、軽負荷域においては、噴射時期を遅らせて深
皿部に集中して燃料噴霧を噴射し、比較的容積の小さい
深皿部内の空燃比を十分に高くして着火性を向上するよ
うにした構造が提案されている（実開昭61−173728号公
報）。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記実開昭61−173728号公報に示された構造
には、以下の問題点が残されている。
には、以下の問題点が残されている。
すなわち、上記提案構造においては、高負荷域では、
燃料噴射弁からの燃料はまず浅皿部に噴射され、ピスト
ン上昇に伴なって続いて深皿部へと噴射される。浅皿部
内に噴射された燃料が広範囲に拡散するまでには比較的
時間がかかる。そのため、噴射時期を早くすることによ
り、燃料を浅皿部内に十分に広く拡散させることが好ま
しい。しかし、噴射時期を早くしすぎると、燃料の噴射
が深皿部に対して行われる前に終ってしまう可能性があ
り、そうなると深皿部内での着火が行われない。したが
って、高負荷域において、浅皿部での十分な燃料の拡散
と、深皿部での良好な着火性の両立が困難となる。
燃料噴射弁からの燃料はまず浅皿部に噴射され、ピスト
ン上昇に伴なって続いて深皿部へと噴射される。浅皿部
内に噴射された燃料が広範囲に拡散するまでには比較的
時間がかかる。そのため、噴射時期を早くすることによ
り、燃料を浅皿部内に十分に広く拡散させることが好ま
しい。しかし、噴射時期を早くしすぎると、燃料の噴射
が深皿部に対して行われる前に終ってしまう可能性があ
り、そうなると深皿部内での着火が行われない。したが
って、高負荷域において、浅皿部での十分な燃料の拡散
と、深皿部での良好な着火性の両立が困難となる。
本発明は、ピストン頂部の燃焼室を浅皿部と深皿部と
の二重構造にすることによる効果を維持しつつ、とくに
高負荷域における、燃料の良好な拡散と着火性とを両立
させることを目的とする。
の二重構造にすることによる効果を維持しつつ、とくに
高負荷域における、燃料の良好な拡散と着火性とを両立
させることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この目的を達成する本発明の筒内噴射式火花点火機関
は、ピストン頂部に凹部を設けることにより燃焼室を形
成し、該燃焼室を、浅皿部と、該浅皿部の中央部に形成
された浅皿部よりも小径の深皿部との二重構造とし、深
皿部に点火プラグを臨ませて、深皿部の燃料蒸発用側壁
からの蒸発燃料を点火するようにした筒内噴射式火花点
火機関において、上記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃
料噴射弁を、複数の噴孔を有する燃料噴射弁から構成
し、ピストン上下動を利用して、燃料噴射弁からの燃料
噴射の方向を、噴射時期が早い場合には、一部の噴孔か
らの燃料噴霧が浅皿部に、残りの一つ以上の噴孔からの
燃料噴霧が燃料蒸発用側壁を含む深皿部に向けて噴射さ
れるように設定するとともに、噴射時期が遅い場合に
は、すべての噴孔からの燃料噴霧が深皿部に向けて噴射
され、その中の少なくとも一つが上記燃料蒸発用側壁に
当たるように設定したものからなる。
は、ピストン頂部に凹部を設けることにより燃焼室を形
成し、該燃焼室を、浅皿部と、該浅皿部の中央部に形成
された浅皿部よりも小径の深皿部との二重構造とし、深
皿部に点火プラグを臨ませて、深皿部の燃料蒸発用側壁
からの蒸発燃料を点火するようにした筒内噴射式火花点
火機関において、上記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃
料噴射弁を、複数の噴孔を有する燃料噴射弁から構成
し、ピストン上下動を利用して、燃料噴射弁からの燃料
噴射の方向を、噴射時期が早い場合には、一部の噴孔か
らの燃料噴霧が浅皿部に、残りの一つ以上の噴孔からの
燃料噴霧が燃料蒸発用側壁を含む深皿部に向けて噴射さ
れるように設定するとともに、噴射時期が遅い場合に
は、すべての噴孔からの燃料噴霧が深皿部に向けて噴射
され、その中の少なくとも一つが上記燃料蒸発用側壁に
当たるように設定したものからなる。
また、深皿部の開口部を、該開口部の径を深皿部内部
の径に対して絞ったスキッシュリップ構造に構成し、さ
らに浅皿開口部も、該開口部の径を浅皿部内部の径に対
し絞ったスキッシュリップ構造に構成することが望まし
い。
の径に対して絞ったスキッシュリップ構造に構成し、さ
らに浅皿開口部も、該開口部の径を浅皿部内部の径に対
し絞ったスキッシュリップ構造に構成することが望まし
い。
［作用］ 上記本発明の筒内噴射式火花点火機関においては、燃
料噴射弁の噴孔が複数とされ、高負荷域では、噴射当初
から浅皿部と深皿部（とくに燃料蒸発用側壁）の両方に
向けて燃料噴霧が噴射されるので、浅皿部における良好
な燃料の拡散が確保されるとともに、深皿部においても
着火に必要な蒸発燃料濃度が十分に確保される。したが
って、たとえ噴射時期を早めても深皿部の空燃比が確保
され、点火プラグにより良好に着火される。そして、高
負荷域においては、噴射時期が長くなるため浅皿部と深
皿部の両方に燃料が噴射され、十分に広い蒸発面積によ
り燃焼室全体にわたって十分な燃料の蒸発と拡散が得ら
れ、局所的に空燃比が過濃となることが防止されてスモ
ークが低減される。また、着火後の燃焼は深皿部から浅
皿部へと順に行われるため、一気に燃焼が進むことはな
く、燃焼衝撃が緩和される。
料噴射弁の噴孔が複数とされ、高負荷域では、噴射当初
から浅皿部と深皿部（とくに燃料蒸発用側壁）の両方に
向けて燃料噴霧が噴射されるので、浅皿部における良好
な燃料の拡散が確保されるとともに、深皿部においても
着火に必要な蒸発燃料濃度が十分に確保される。したが
って、たとえ噴射時期を早めても深皿部の空燃比が確保
され、点火プラグにより良好に着火される。そして、高
負荷域においては、噴射時期が長くなるため浅皿部と深
皿部の両方に燃料が噴射され、十分に広い蒸発面積によ
り燃焼室全体にわたって十分な燃料の蒸発と拡散が得ら
れ、局所的に空燃比が過濃となることが防止されてスモ
ークが低減される。また、着火後の燃焼は深皿部から浅
皿部へと順に行われるため、一気に燃焼が進むことはな
く、燃焼衝撃が緩和される。
また、軽負荷域においては、噴孔からの全ての燃料が
深皿部に集中して噴射され、少量の噴射燃料が小さな容
積内で蒸発され、過薄とならないよう局所的に空燃比が
適正なレベルに保たれて、着火性が確保されるたとも
に、HCの低減および燃焼速度の増大がはかられる。
深皿部に集中して噴射され、少量の噴射燃料が小さな容
積内で蒸発され、過薄とならないよう局所的に空燃比が
適正なレベルに保たれて、着火性が確保されるたとも
に、HCの低減および燃焼速度の増大がはかられる。
［実施例］ 以下に本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第１図ないし第３図は、本発明の第１実施例を示して
おり、第２図および第３図は、作動の状態を順に示した
ものである。
おり、第２図および第３図は、作動の状態を順に示した
ものである。
図中、１はピストンを示しており、ピストン１の頂部
には、凹部を有することにより燃料室２が形成されてい
る。この燃焼室２には、複数の噴孔をもつ、本実施例で
は４噴孔を有する、燃料噴射弁３から燃料噴霧4a、4b、
4c、4dが噴射され、蒸発、拡散された燃料が点火プラグ
５によって着火される。
には、凹部を有することにより燃料室２が形成されてい
る。この燃焼室２には、複数の噴孔をもつ、本実施例で
は４噴孔を有する、燃料噴射弁３から燃料噴霧4a、4b、
4c、4dが噴射され、蒸発、拡散された燃料が点火プラグ
５によって着火される。
燃焼室２は、上部側の大径の浅皿部６と、浅皿部６の
中央部に形成された下部側の深皿部７との二重構造に構
成され、深皿部７は浅皿部６よりも小径に形成されてい
る。
中央部に形成された下部側の深皿部７との二重構造に構
成され、深皿部７は浅皿部６よりも小径に形成されてい
る。
深皿部７の内周面には、燃料噴射弁３からの噴射燃料
を点火プラグ５のギャップ位置へと導くためのエッジ８
が設けられている。また、深皿部７の開口部は、該開口
部の径を深皿部７内部の径に対し、若干絞った、つまり
開口部における内周面が半径方向内側へ若干張り出した
スキッシュリップ部９に形成されている。浅皿部６の開
口部においても、略同様のスキッシュリップ部10が形成
されている。
を点火プラグ５のギャップ位置へと導くためのエッジ８
が設けられている。また、深皿部７の開口部は、該開口
部の径を深皿部７内部の径に対し、若干絞った、つまり
開口部における内周面が半径方向内側へ若干張り出した
スキッシュリップ部９に形成されている。浅皿部６の開
口部においても、略同様のスキッシュリップ部10が形成
されている。
燃料噴射弁３とピストン１との相対位置関係は、ピス
トン１の上下動に伴なって変化するが、噴射時期が早い
場合には第１図の位置Ａから燃料噴射が開始され、噴射
時期が遅い場合には位置Ｂにて噴射される。
トン１の上下動に伴なって変化するが、噴射時期が早い
場合には第１図の位置Ａから燃料噴射が開始され、噴射
時期が遅い場合には位置Ｂにて噴射される。
この燃料噴射弁３には、前述の如く４つの噴孔が設け
られているが、そのうち少なくとも一つの噴孔の燃料噴
射方向が、常に、つまり図の位置Ａにおいても位置Ｂに
おいても、深皿部７の燃料蒸発用側壁11に噴射燃料4bが
付着される方向に設定されている。残りの噴孔の噴射燃
料のうち、燃料4cの噴射方向は深皿部７内に向けられて
おり、燃料4a、4dの噴射方向は、噴射初期において浅皿
部６内に向くように設定されている。噴射後期において
は、ピストン１が上方に移動するため、全ての燃料噴霧
4a、4b、4c、4dが深皿部７内に向けられ、かつその中の
１つ、たとえば噴霧4aが燃料蒸発用側壁11に当てられ
る。
られているが、そのうち少なくとも一つの噴孔の燃料噴
射方向が、常に、つまり図の位置Ａにおいても位置Ｂに
おいても、深皿部７の燃料蒸発用側壁11に噴射燃料4bが
付着される方向に設定されている。残りの噴孔の噴射燃
料のうち、燃料4cの噴射方向は深皿部７内に向けられて
おり、燃料4a、4dの噴射方向は、噴射初期において浅皿
部６内に向くように設定されている。噴射後期において
は、ピストン１が上方に移動するため、全ての燃料噴霧
4a、4b、4c、4dが深皿部７内に向けられ、かつその中の
１つ、たとえば噴霧4aが燃料蒸発用側壁11に当てられ
る。
上記のように構成された実施例装置の作用について以
下に説明する。
下に説明する。
燃料噴射時期が比較的早い場合（第１図の位置Ａ）で
は、噴射4a、4dはスワール流12あるいはスキッシュ流13
とともに浅皿部６内において空気と混合し、また噴霧4b
は燃料蒸発用壁面11に沿って点火プラグ５のギャップ位
置に導かれ、噴霧4cは深皿部７内で拡散する。一方噴射
時期が遅い場合（第１図位置Ｂ）では、噴霧4aが燃料蒸
発用側壁11に沿って点火プラグ５のギャップ位置に導か
れ、噴霧4b、4c、4dが深皿部７内で拡散する。
は、噴射4a、4dはスワール流12あるいはスキッシュ流13
とともに浅皿部６内において空気と混合し、また噴霧4b
は燃料蒸発用壁面11に沿って点火プラグ５のギャップ位
置に導かれ、噴霧4cは深皿部７内で拡散する。一方噴射
時期が遅い場合（第１図位置Ｂ）では、噴霧4aが燃料蒸
発用側壁11に沿って点火プラグ５のギャップ位置に導か
れ、噴霧4b、4c、4dが深皿部７内で拡散する。
第２図および第３図は、本装置における高負荷域での
作用を順に示したものである。第２図の（イ）ないし
（ホ）は、第３図の（イ）ないし（ホ）に対応してい
る。第２図（イ）および第３図（イ）は、噴射初期の状
態に示したものであり、燃料噴射弁３から噴射された燃
料のうち4a、4dは浅皿部６に向けて噴射され、ここでス
ワール12とともに蒸発、拡散、混合する。また噴霧4b、
4cは、深皿部７内に設けて噴射され、そのうち噴霧4bは
燃料蒸発用側壁11に付着し、スワール流12とともに点火
プラグ５のギャップ部まで移動する。次に第２図（ロ）
および第３図（ロ）に示すように、クランク回転に伴な
いピストン１が矢印14で示す方向に移動する間に、噴霧
4a、4dにより形成された混合気15は浅皿部６内におい
て、スキッシュ流13及びスワール流12とともに拡散さ
れ、混合気の均質化を進行させる。また一方、噴射後期
に噴射される一部の燃料は、深皿部７の側壁によって行
く手をさえぎられるため、深皿部７内に拡散する。な
お、噴射時期が遅く、第２図（ロ）のピストン位置から
混合気形成が開始される場合には、噴霧4aが蒸発面11に
付着する相対位置関係となるため、噴霧4aの燃料が噴火
プラグ５のギャップ位置まで運ばれる。
作用を順に示したものである。第２図の（イ）ないし
（ホ）は、第３図の（イ）ないし（ホ）に対応してい
る。第２図（イ）および第３図（イ）は、噴射初期の状
態に示したものであり、燃料噴射弁３から噴射された燃
料のうち4a、4dは浅皿部６に向けて噴射され、ここでス
ワール12とともに蒸発、拡散、混合する。また噴霧4b、
4cは、深皿部７内に設けて噴射され、そのうち噴霧4bは
燃料蒸発用側壁11に付着し、スワール流12とともに点火
プラグ５のギャップ部まで移動する。次に第２図（ロ）
および第３図（ロ）に示すように、クランク回転に伴な
いピストン１が矢印14で示す方向に移動する間に、噴霧
4a、4dにより形成された混合気15は浅皿部６内におい
て、スキッシュ流13及びスワール流12とともに拡散さ
れ、混合気の均質化を進行させる。また一方、噴射後期
に噴射される一部の燃料は、深皿部７の側壁によって行
く手をさえぎられるため、深皿部７内に拡散する。な
お、噴射時期が遅く、第２図（ロ）のピストン位置から
混合気形成が開始される場合には、噴霧4aが蒸発面11に
付着する相対位置関係となるため、噴霧4aの燃料が噴火
プラグ５のギャップ位置まで運ばれる。
次に、燃料蒸発用側壁11に導かれた混合気は、第２図
（ハ）および第３図（ハ）に示すように、点火プラグ５
によって点火された火炎16を発生させる。次に第２図
（ニ）および第３図（ニ）に示すように、点火により発
生した火炎16は、スワール12によって深皿部７内を拡散
する一方、その一部は矢印17で示す方向へのピストン１
の移動に伴なって発生する逆スキッシュ18の作用によ
り、浅皿部６に導かれる。その結果、初期に噴射され、
浅皿部６内に拡散した混合気に火炎が伝播し、深皿部内
の混合気19が燃焼を開始し、第２図（ホ）および第３図
（ホ）に示すように、浅皿部６においても深皿部７と同
様の空気流動を伴なう火炎の拡散が行われ、一部は、燃
焼室外へ出てデッドボリューム内の空気も利用しながら
燃料を完了する。このように高負荷域においては、燃料
噴射機関が噴射量に応じて比較的長くとられるが、浅皿
部６への噴射燃料による浅皿部６内での十分な拡散を維
持しつつ、噴射当初から深皿部７、とくにその燃料蒸発
用側壁11に向けて燃料が噴射されるため、深皿部７内で
の十分な蒸発燃料濃度も同時に確保され、噴射時期を早
めた場合にも点火プラグ５による着火が確実に確保され
る。燃料の十分な拡散により、燃焼室２内で局所的に空
燃比過濃となることも防止され、スモークの発生が抑制
される。また、着火後の火炎の伝幡も、燃焼室２内全域
に一気に行われるものではなく、深皿部７から浅皿部６
へと順に行われるので、燃焼衝撃も緩和される。
（ハ）および第３図（ハ）に示すように、点火プラグ５
によって点火された火炎16を発生させる。次に第２図
（ニ）および第３図（ニ）に示すように、点火により発
生した火炎16は、スワール12によって深皿部７内を拡散
する一方、その一部は矢印17で示す方向へのピストン１
の移動に伴なって発生する逆スキッシュ18の作用によ
り、浅皿部６に導かれる。その結果、初期に噴射され、
浅皿部６内に拡散した混合気に火炎が伝播し、深皿部内
の混合気19が燃焼を開始し、第２図（ホ）および第３図
（ホ）に示すように、浅皿部６においても深皿部７と同
様の空気流動を伴なう火炎の拡散が行われ、一部は、燃
焼室外へ出てデッドボリューム内の空気も利用しながら
燃料を完了する。このように高負荷域においては、燃料
噴射機関が噴射量に応じて比較的長くとられるが、浅皿
部６への噴射燃料による浅皿部６内での十分な拡散を維
持しつつ、噴射当初から深皿部７、とくにその燃料蒸発
用側壁11に向けて燃料が噴射されるため、深皿部７内で
の十分な蒸発燃料濃度も同時に確保され、噴射時期を早
めた場合にも点火プラグ５による着火が確実に確保され
る。燃料の十分な拡散により、燃焼室２内で局所的に空
燃比過濃となることも防止され、スモークの発生が抑制
される。また、着火後の火炎の伝幡も、燃焼室２内全域
に一気に行われるものではなく、深皿部７から浅皿部６
へと順に行われるので、燃焼衝撃も緩和される。
軽負荷域においては、噴射開始時期が遅いので、燃料
噴射弁３からの燃料は全て深皿部７内に噴射され、少な
い噴射量であってもその全量が深皿部７内に集中される
ことにより深皿部７内は十分に濃い蒸発燃料濃度とさ
れ、良好の着火性が確保される。
噴射弁３からの燃料は全て深皿部７内に噴射され、少な
い噴射量であってもその全量が深皿部７内に集中される
ことにより深皿部７内は十分に濃い蒸発燃料濃度とさ
れ、良好の着火性が確保される。
また、本実施例ではスキッシュリップ部９を設けたた
め、深皿部７内からの蒸発燃料の散逸が抑制され、混合
気形成が促進されて、一層着火性は向上される。また、
浅皿部６に対してスキッシュリップ部10を設けることに
より、浅皿部６内での混合気形成も促進される。
め、深皿部７内からの蒸発燃料の散逸が抑制され、混合
気形成が促進されて、一層着火性は向上される。また、
浅皿部６に対してスキッシュリップ部10を設けることに
より、浅皿部６内での混合気形成も促進される。
つぎに、第４図および第５図に本発明の第２実施例を
示す。第４図の（イ）ないし（ホ）は、第５図の（イ）
ないし（ホ）に対応している。
示す。第４図の（イ）ないし（ホ）は、第５図の（イ）
ないし（ホ）に対応している。
本実施例においては、燃料噴射弁21が３噴孔タイプの
噴射弁とされ、噴孔からの噴射燃料のうちの一つが深皿
部７の燃料蒸発用側壁に指向されている。その他の構成
は、実質的に第１実施例と同一であるので、第４図およ
び第５図の第２図および第３図と対応する部位に、第２
図および第３図と同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
噴射弁とされ、噴孔からの噴射燃料のうちの一つが深皿
部７の燃料蒸発用側壁に指向されている。その他の構成
は、実質的に第１実施例と同一であるので、第４図およ
び第５図の第２図および第３図と対応する部位に、第２
図および第３図と同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
このように、燃料噴射弁21の噴孔の数は、２つ以上で
あれば、エンジンの回転範囲、スワール比、燃料噴射弁
の配置の制約等に応じて任意の数に設定できる。ただし
３噴孔以上とし、その内２噴孔以上を浅皿部６に向ける
ことにより、高負荷域の噴射初期において浅皿部６内で
のより均一な拡散を達成できる。
あれば、エンジンの回転範囲、スワール比、燃料噴射弁
の配置の制約等に応じて任意の数に設定できる。ただし
３噴孔以上とし、その内２噴孔以上を浅皿部６に向ける
ことにより、高負荷域の噴射初期において浅皿部６内で
のより均一な拡散を達成できる。
［発明の効果］ 本発明の筒内噴射式火花点火機関によれば、燃焼室を
浅皿部と深皿部との二重構造とし、燃料噴射弁の噴孔を
複数にして、ピストン上下動を利用して、前記燃料噴射
弁の燃料噴射の方向を、噴射時期が早い場合には、一部
の噴孔からの燃料噴霧が前記浅皿部に、残りの一つ以上
の噴孔からの燃料噴霧が前記燃料蒸発用側壁を含む前記
深皿部に向けて噴射されるように設定するとともに、噴
射時期が遅い場合には、すべての噴孔からの燃料噴霧が
前記深皿部に向けて噴射され、その中の少なくとも一つ
が前記燃料蒸発用側壁に当たるように設定したので、と
くに高負荷域における。燃焼室内全域にわたる良好で均
一な燃料の拡散と、深皿部における良好な着火性との両
方を達成することができる。多噴孔とすることにより、
燃焼室内の水平方向および浅皿部と深皿部との２層とす
ることによる垂直方向の十分な燃料の拡散効果を得るこ
とができ、局所的過濃域の発生を回避し、スモークリミ
ットを向上させることができるとともに、燃焼を深皿部
から浅皿部へ段階的に行わせることができるので、多噴
霧燃焼特有の燃焼の衝撃性を緩和することができる。
浅皿部と深皿部との二重構造とし、燃料噴射弁の噴孔を
複数にして、ピストン上下動を利用して、前記燃料噴射
弁の燃料噴射の方向を、噴射時期が早い場合には、一部
の噴孔からの燃料噴霧が前記浅皿部に、残りの一つ以上
の噴孔からの燃料噴霧が前記燃料蒸発用側壁を含む前記
深皿部に向けて噴射されるように設定するとともに、噴
射時期が遅い場合には、すべての噴孔からの燃料噴霧が
前記深皿部に向けて噴射され、その中の少なくとも一つ
が前記燃料蒸発用側壁に当たるように設定したので、と
くに高負荷域における。燃焼室内全域にわたる良好で均
一な燃料の拡散と、深皿部における良好な着火性との両
方を達成することができる。多噴孔とすることにより、
燃焼室内の水平方向および浅皿部と深皿部との２層とす
ることによる垂直方向の十分な燃料の拡散効果を得るこ
とができ、局所的過濃域の発生を回避し、スモークリミ
ットを向上させることができるとともに、燃焼を深皿部
から浅皿部へ段階的に行わせることができるので、多噴
霧燃焼特有の燃焼の衝撃性を緩和することができる。
また、深皿部を比較的小径とすることによって、軽負
荷域の燃料の過度の分散を避け、噴霧間の火炎伝播を容
易にすることができ、軽負荷域での燃焼の安定性向上な
らびに燃焼効率の向上をはかることができ、HC等の低減
をはかることができる。
荷域の燃料の過度の分散を避け、噴霧間の火炎伝播を容
易にすることができ、軽負荷域での燃焼の安定性向上な
らびに燃焼効率の向上をはかることができ、HC等の低減
をはかることができる。
さらに、着火用として燃料蒸発用側壁に付着させる燃
料を噴射する噴孔を、噴射方向の異なる複数個とするこ
ともできるので、着火可能な噴射時期範囲が広がり、エ
ンジンへの適合が容易になるという効果も得られる。
料を噴射する噴孔を、噴射方向の異なる複数個とするこ
ともできるので、着火可能な噴射時期範囲が広がり、エ
ンジンへの適合が容易になるという効果も得られる。
第１図は本発明の第１実施例に係る筒内噴射式火花点火
機関の燃焼室の一部切り欠いて示した斜視図、 第２図は第１図の装置の縦断面図で、（イ）ないし
（ホ）は高負荷域の燃料噴射から燃焼後期までの状態を
順に示した図、 第３図は第２図の装置の平面図で、（イ）ないし（ホ）
は第２図の（イ）ないし（ホ）にそれぞれ対応した状態
を順に示した図、 第４図は本発明の第２実施例に係る筒内噴射式火花点火
機関の部分断面図で、（イ）ないし（ホ）は高負荷域の
燃料噴射から燃焼後期までの状態を順に示した図、 第５図は第４図の装置の平面図で、（イ）ないし（ホ）
は第４図の（イ）ないし（ホ）にそれぞれ対応した状態
を順に示した図、 である。 １……ピストン ２……燃焼室 ３……燃料噴射弁 4a、4b、4c、4d……噴射燃料 ５……点火プラグ ６……浅皿部 ７……深皿部 ８……エッジ ９、10……スキッシュリップ部 11……燃料蒸発用側壁 12……スワール流 13……スキッシュ流
機関の燃焼室の一部切り欠いて示した斜視図、 第２図は第１図の装置の縦断面図で、（イ）ないし
（ホ）は高負荷域の燃料噴射から燃焼後期までの状態を
順に示した図、 第３図は第２図の装置の平面図で、（イ）ないし（ホ）
は第２図の（イ）ないし（ホ）にそれぞれ対応した状態
を順に示した図、 第４図は本発明の第２実施例に係る筒内噴射式火花点火
機関の部分断面図で、（イ）ないし（ホ）は高負荷域の
燃料噴射から燃焼後期までの状態を順に示した図、 第５図は第４図の装置の平面図で、（イ）ないし（ホ）
は第４図の（イ）ないし（ホ）にそれぞれ対応した状態
を順に示した図、 である。 １……ピストン ２……燃焼室 ３……燃料噴射弁 4a、4b、4c、4d……噴射燃料 ５……点火プラグ ６……浅皿部 ７……深皿部 ８……エッジ ９、10……スキッシュリップ部 11……燃料蒸発用側壁 12……スワール流 13……スキッシュ流
Claims (3)
- 【請求項１】ピストン頂部に凹部を設けることにより燃
焼室を形成し、該燃焼室を、浅皿部と、該浅皿部の中央
部に形成された浅皿部よりも小径の深皿部との二重構造
とし、前記深皿部に点火プラグを臨ませて、前記深皿部
の燃料蒸発用側壁からの蒸発燃料に点火するようにした
筒内噴射式火花点火機関において、前記燃焼室に向けて
燃料を噴射する燃料噴射弁を、複数の噴孔を有する燃料
噴射弁から構成し、ピストン上下動を利用して、前記燃
料噴射弁の燃料噴射の方向を、噴射時期が早い場合に
は、一部の噴孔からの燃料噴霧が前記浅皿部に、残りの
一つ以上の噴孔からの燃料噴霧が前記燃料蒸発用側壁を
含む前記深皿部に向けて噴射されるように設定するとと
もに、噴射時期が遅い場合には、すべての噴孔からの燃
料噴霧が前記深皿部に向けて噴射され、その中の少なく
とも一つが前記燃料蒸発用側壁に当たるように設定した
ことを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項２】前記深皿部の開口部を、該開口部の径を深
皿部内部の径に対して絞ったスキッシュリップ構造に構
成した特許請求の範囲第１項記載の筒内噴射式火花点火
機関。 - 【請求項３】前記浅皿部の開口部も、該開口部の径を浅
皿部内部の径に対し絞ったスキッシュリップ構造に構成
した特許請求の範囲第２項記載の筒内噴射式火花点火機
関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058782A JP2503487B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058782A JP2503487B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63227920A JPS63227920A (ja) | 1988-09-22 |
| JP2503487B2 true JP2503487B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=13094140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058782A Expired - Lifetime JP2503487B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503487B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035102A1 (en) * | 1996-03-19 | 1997-09-25 | Outboard Marine Corporation | Two-stroke engine piston bowl configurations |
| US6739309B2 (en) * | 2002-06-04 | 2004-05-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection internal combustion engine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196521U (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 直接噴射式内燃機関 |
| JPH051627Y2 (ja) * | 1985-04-17 | 1993-01-18 |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP62058782A patent/JP2503487B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63227920A (ja) | 1988-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH01219311A (ja) | 火花点火筒内噴射エンジン | |
| JP3186373B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP2006291839A (ja) | 筒内直接燃料噴射型エンジン，当該エンジンの制御方法，当該エンジンに用いるピストン及び当該エンジンに用いる燃料噴射弁 | |
| JP3389873B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JPH10131757A (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JP3548688B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2503487B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH07102976A (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH051627Y2 (ja) | ||
| JP2751626B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP2000282873A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2569919B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JPH01203613A (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP3921973B2 (ja) | 筒内直噴式ガソリン機関 | |
| JP2587370Y2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JPS60147526A (ja) | 直噴式デイ−ゼルエンジン | |
| JPH0645626Y2 (ja) | デイ−ゼル機関の燃焼室構造 | |
| JP2560337B2 (ja) | 直噴式ディ−ゼル機関 | |
| JPH05231155A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JP2882041B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JPH085306Y2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH08490Y2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP2004332554A (ja) | 直憤式火花点火機関 | |
| JP3651467B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2008088920A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |