JP2587370Y2 - 筒内直接噴射式火花点火機関 - Google Patents
筒内直接噴射式火花点火機関Info
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- JP2587370Y2 JP2587370Y2 JP1990044648U JP4464890U JP2587370Y2 JP 2587370 Y2 JP2587370 Y2 JP 2587370Y2 JP 1990044648 U JP1990044648 U JP 1990044648U JP 4464890 U JP4464890 U JP 4464890U JP 2587370 Y2 JP2587370 Y2 JP 2587370Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は筒内直接噴射式火花点火機関の燃焼室構造に
関する。
関する。
燃料をピストン頂部に形成された燃焼室の壁面へいっ
たん付着させ、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直接噴射式火花点火機関は、たと
えば、実開昭61−173728号公報、特開昭62−191622号公
報等により知られている。
たん付着させ、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直接噴射式火花点火機関は、たと
えば、実開昭61−173728号公報、特開昭62−191622号公
報等により知られている。
この種の内燃機関では、軽負荷時には燃料は深皿部の
みに噴射され、高負荷時には燃料は浅皿部と深皿部の両
方に噴射されるようになっている。
みに噴射され、高負荷時には燃料は浅皿部と深皿部の両
方に噴射されるようになっている。
軽負荷時に深皿部に噴射された燃料は、深皿部内でス
ワールの助けを借りて蒸発し、比較的濃い混合気とな
り、点火栓部位に導かれて燃焼される。燃料の大部分が
深皿部に滞留するので、軽負荷時の着火性、燃焼安定性
が良好となる。
ワールの助けを借りて蒸発し、比較的濃い混合気とな
り、点火栓部位に導かれて燃焼される。燃料の大部分が
深皿部に滞留するので、軽負荷時の着火性、燃焼安定性
が良好となる。
しかしながら、高負荷時には、燃料が浅皿部と深皿部
の両方に噴射される。より詳しくは、噴射初期の燃料
は、ピストンがまだ下方にあるから浅皿部に入り、噴射
後期の燃料は、ピストンが上方にあるから深皿部に入
る。浅皿部に入った燃料は、ピストンが下方にあってス
ワールが弱いから、十分に蒸発しない傾向にあり、燃料
の分散も不十分となる傾向にある。これによって、高負
荷域においては、蒸発速度の低下とそれによる混合気形
成の遅れ、分散不十分により局所的過濃混合気によるス
モークの発生、および燃焼速度の低下等の問題が生じや
すかった。
の両方に噴射される。より詳しくは、噴射初期の燃料
は、ピストンがまだ下方にあるから浅皿部に入り、噴射
後期の燃料は、ピストンが上方にあるから深皿部に入
る。浅皿部に入った燃料は、ピストンが下方にあってス
ワールが弱いから、十分に蒸発しない傾向にあり、燃料
の分散も不十分となる傾向にある。これによって、高負
荷域においては、蒸発速度の低下とそれによる混合気形
成の遅れ、分散不十分により局所的過濃混合気によるス
モークの発生、および燃焼速度の低下等の問題が生じや
すかった。
本考案は、高負荷時における浅皿部に噴射された燃料
の蒸発、拡散を促進させることを目的とする。
の蒸発、拡散を促進させることを目的とする。
上記目的を達成する本考案に係る筒内直接噴射式火花
点火機関は、深皿部と浅皿部からなる燃焼室を有し、深
皿部にも燃料を噴射する噴射パターンをもっており、浅
皿部の底面の全面を上方に向かって凸状に湾曲された凸
曲面から構成したものから成る。
点火機関は、深皿部と浅皿部からなる燃焼室を有し、深
皿部にも燃料を噴射する噴射パターンをもっており、浅
皿部の底面の全面を上方に向かって凸状に湾曲された凸
曲面から構成したものから成る。
浅皿部の底面を上方に向かって凸状に湾曲された凸曲
面としたことにより、底面がピストン軸芯に直交する平
面からなっていた従来よりも、噴霧と浅皿部底面のなす
角度が小さくなり、浅皿部底面にあたった燃料は、浅皿
部底面に沿ってより広範囲に拡がり、より薄膜となる。
薄膜となることによって燃料の壁面蒸発が促進され、広
範囲に拡がることによって拡散が促進される。したがっ
て、高負荷時に浅皿部に噴射される燃料の蒸発、分散が
促進され、スモークが抑制されるとともに燃焼性が向上
させる。
面としたことにより、底面がピストン軸芯に直交する平
面からなっていた従来よりも、噴霧と浅皿部底面のなす
角度が小さくなり、浅皿部底面にあたった燃料は、浅皿
部底面に沿ってより広範囲に拡がり、より薄膜となる。
薄膜となることによって燃料の壁面蒸発が促進され、広
範囲に拡がることによって拡散が促進される。したがっ
て、高負荷時に浅皿部に噴射される燃料の蒸発、分散が
促進され、スモークが抑制されるとともに燃焼性が向上
させる。
また、高〜中負荷域の噴射時期に噴射された燃料は、
浅皿部の凸曲面壁に浅い角度θで衝突する。噴射時期が
比較的遅い時には角度θがやや大きく、一部の燃料は空
中に飛散するが、噴射時期がさらに早くなると角度θが
小さく（θ′）なり、大部分の燃料は壁面上に拡がるた
め、特にノッキングの原因となる噴射早期の燃料の空気
中への拡散、混合、化学的活性化の開始が遅れ、混合気
が自発火する確率が低下する、すなわちノッキングが起
こりにくくなる。また、先に衝突する浅皿部外周部側ほ
ど壁面蒸発のため霧化が遅く、それより後の噴射時期に
衝突する浅皿部中央付近ほど一部空中飛散のため霧化が
早いため、ピストン径方向での霧化状態の差が小さくな
り、燃焼が安定する。
浅皿部の凸曲面壁に浅い角度θで衝突する。噴射時期が
比較的遅い時には角度θがやや大きく、一部の燃料は空
中に飛散するが、噴射時期がさらに早くなると角度θが
小さく（θ′）なり、大部分の燃料は壁面上に拡がるた
め、特にノッキングの原因となる噴射早期の燃料の空気
中への拡散、混合、化学的活性化の開始が遅れ、混合気
が自発火する確率が低下する、すなわちノッキングが起
こりにくくなる。また、先に衝突する浅皿部外周部側ほ
ど壁面蒸発のため霧化が遅く、それより後の噴射時期に
衝突する浅皿部中央付近ほど一部空中飛散のため霧化が
早いため、ピストン径方向での霧化状態の差が小さくな
り、燃焼が安定する。
以下に、本考案に係る筒内直接噴射式火花点火機関の
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
第1A図、第1B図において、１はピストンであり、ピス
トン１の頂部には、凹曲面で構成される深皿部２、深皿
部２とほぼ同心円上で、やや径の大きな外縁部３′、な
らびに底面の全面が上方に向かって凸状に湾曲された凸
曲面で構成された、大径の浅皿部３（ピストン頂面の外
周部の円形状の段差10の内側）が設けられている。深皿
部２の壁面に、後述するように、壁面に付着した燃料を
スワール流によりプラグまで導くための溝４及びエッジ
ブロック図４′が設けられている。
トン１の頂部には、凹曲面で構成される深皿部２、深皿
部２とほぼ同心円上で、やや径の大きな外縁部３′、な
らびに底面の全面が上方に向かって凸状に湾曲された凸
曲面で構成された、大径の浅皿部３（ピストン頂面の外
周部の円形状の段差10の内側）が設けられている。深皿
部２の壁面に、後述するように、壁面に付着した燃料を
スワール流によりプラグまで導くための溝４及びエッジ
ブロック図４′が設けられている。
また、溝４終了付近には、深皿部２の外周付近の位置
にプラグポケット５が設けられており、ピストン１が上
死点付近まで近づいた時に点火プラグ６の点火ギャップ
位置がプラグポケット５内に入るよう点火フラグ６の位
置が定められている。
にプラグポケット５が設けられており、ピストン１が上
死点付近まで近づいた時に点火プラグ６の点火ギャップ
位置がプラグポケット５内に入るよう点火フラグ６の位
置が定められている。
一方、シリンダヘッド７のボア外周付近には、噴射ノ
ズル８が臨んでおり、噴射ノズル８から燃料噴流9a、9
b、9cが噴射される。ピストン１が上死点に近い時期に
噴射した場合には、燃料噴流9a、9b、9cは深皿部２内の
溝部４及びエッジ部４′ならびに外縁部３′にかけての
略凹曲面内に集中するが、副流の散逸等を防止し集中を
確実にするため、深皿部２を噴射ノズル８側に偏心さ
せ、それによって噴射ノズル８の噴孔部と凹曲面との距
離を近づけ、燃料噴流9a、9b、9cの飛行距離・時間を短
縮してある。一方、ピストン１が上死点から遠い場合に
は、燃料噴流9a、9b、9cは浅皿部外周部にて浅皿部３を
形成する凸曲面に浅い角度で衝突した後、該凸曲面上に
拡がる。この場合、凸曲面の面積が広いほどできるだけ
薄い燃料フィルムを形成する観点から好ましいが、前述
のように深皿部２を噴射ノズル側に偏心させることによ
って、凸曲面の面積を広くできる。また、浅皿部３の外
周部すなわち凸曲面の終了部分には段差10が設けられ、
凸曲面上に分散した燃料のライナ部への流出が防止され
ている。
ズル８が臨んでおり、噴射ノズル８から燃料噴流9a、9
b、9cが噴射される。ピストン１が上死点に近い時期に
噴射した場合には、燃料噴流9a、9b、9cは深皿部２内の
溝部４及びエッジ部４′ならびに外縁部３′にかけての
略凹曲面内に集中するが、副流の散逸等を防止し集中を
確実にするため、深皿部２を噴射ノズル８側に偏心さ
せ、それによって噴射ノズル８の噴孔部と凹曲面との距
離を近づけ、燃料噴流9a、9b、9cの飛行距離・時間を短
縮してある。一方、ピストン１が上死点から遠い場合に
は、燃料噴流9a、9b、9cは浅皿部外周部にて浅皿部３を
形成する凸曲面に浅い角度で衝突した後、該凸曲面上に
拡がる。この場合、凸曲面の面積が広いほどできるだけ
薄い燃料フィルムを形成する観点から好ましいが、前述
のように深皿部２を噴射ノズル側に偏心させることによ
って、凸曲面の面積を広くできる。また、浅皿部３の外
周部すなわち凸曲面の終了部分には段差10が設けられ、
凸曲面上に分散した燃料のライナ部への流出が防止され
ている。
つぎに、第2A図〜第2F図を参照して本考案における混
合気形成について概略説明する。第2A図、第2B図は、噴
射時期が圧縮上死点に近い場合であり、アイドル時等の
ごとく低負荷域がこれにあたる。燃料噴流9a、9b、9cは
溝部４に付着した後、壁面からの加熱ならびに圧縮空気
からの加熱によって気化し、その後スワール流11によっ
て、空気との混合ならびにプラグポケット部５への移動
が行なわれ、ここで点火され、形成された火炎は深皿部
２内のエッジ部４′より下方の比較的小容積の部分に形
成された混合気に伝播し燃焼が完結する。第2C図、第2D
図はこれよりややピストン１が上死点より離れた場合で
あり、中〜低負荷域においては、ピストン１が第2C、2D
図〜第2A、2B図に移動する間に噴射される。第2C図、第
2D図では、燃料エッジ部４′により２方に分割される。
その内一方の燃料は、エッジ部より上方の外縁部３′内
に広くかつ薄く分散し燃料の壁面蒸発が促進されるが、
外縁部３′外への流出は側壁12によってさえぎられ、燃
料の過剰分散・過剰希薄化が防止される。また、他方の
燃料は、溝４部に広く分散し燃料の蒸発が促進され、燃
料の着火性を保つことができる。第2E図、第2F図は、ピ
ストン１がさらに下方に位置した場合であり、高〜中負
荷域の噴射時期に相当する。この時期噴射された燃料
は、浅皿部３の凸曲面壁に浅い角度θで衝突する。噴射
時期が比較的遅い時には角度θがやや大きく、一部の燃
料は空中に飛散するが、噴射時期がさらに早くなると角
度θが小さく（θ′）なり、大部分の燃料は壁面上に拡
がるため、特にノッキングの原因となる噴射早期の燃料
の空気中への拡散、混合、化学的活性化の開始が遅れ、
混合気が自発火する確率が大幅に低下する。また、凸曲
面上に形成された燃料フィルムは壁面からの加熱によっ
て、筒内の空気温度が低く空気からの加熱が期待できな
い圧縮行程前期あるいは吸気行程においても、比較的早
い気化速度が得られる。また、浅皿部３が凸曲面で構成
されることにより、燃料フィルム厚さを十分薄くできる
ため、点火時期となる圧縮上死点付近までに燃料全量を
気化させることができる。気体化し、壁付近に滞留した
燃料は、上死点前後の気流の変化（スキッシュ、スワー
ル）によって急激に空気と混合されるため、十分な火炎
伝播速度が得られる。
合気形成について概略説明する。第2A図、第2B図は、噴
射時期が圧縮上死点に近い場合であり、アイドル時等の
ごとく低負荷域がこれにあたる。燃料噴流9a、9b、9cは
溝部４に付着した後、壁面からの加熱ならびに圧縮空気
からの加熱によって気化し、その後スワール流11によっ
て、空気との混合ならびにプラグポケット部５への移動
が行なわれ、ここで点火され、形成された火炎は深皿部
２内のエッジ部４′より下方の比較的小容積の部分に形
成された混合気に伝播し燃焼が完結する。第2C図、第2D
図はこれよりややピストン１が上死点より離れた場合で
あり、中〜低負荷域においては、ピストン１が第2C、2D
図〜第2A、2B図に移動する間に噴射される。第2C図、第
2D図では、燃料エッジ部４′により２方に分割される。
その内一方の燃料は、エッジ部より上方の外縁部３′内
に広くかつ薄く分散し燃料の壁面蒸発が促進されるが、
外縁部３′外への流出は側壁12によってさえぎられ、燃
料の過剰分散・過剰希薄化が防止される。また、他方の
燃料は、溝４部に広く分散し燃料の蒸発が促進され、燃
料の着火性を保つことができる。第2E図、第2F図は、ピ
ストン１がさらに下方に位置した場合であり、高〜中負
荷域の噴射時期に相当する。この時期噴射された燃料
は、浅皿部３の凸曲面壁に浅い角度θで衝突する。噴射
時期が比較的遅い時には角度θがやや大きく、一部の燃
料は空中に飛散するが、噴射時期がさらに早くなると角
度θが小さく（θ′）なり、大部分の燃料は壁面上に拡
がるため、特にノッキングの原因となる噴射早期の燃料
の空気中への拡散、混合、化学的活性化の開始が遅れ、
混合気が自発火する確率が大幅に低下する。また、凸曲
面上に形成された燃料フィルムは壁面からの加熱によっ
て、筒内の空気温度が低く空気からの加熱が期待できな
い圧縮行程前期あるいは吸気行程においても、比較的早
い気化速度が得られる。また、浅皿部３が凸曲面で構成
されることにより、燃料フィルム厚さを十分薄くできる
ため、点火時期となる圧縮上死点付近までに燃料全量を
気化させることができる。気体化し、壁付近に滞留した
燃料は、上死点前後の気流の変化（スキッシュ、スワー
ル）によって急激に空気と混合されるため、十分な火炎
伝播速度が得られる。
第３図は本考案における燃料噴射時期の第１の実施例
である。極低負荷時には、第2A図とほぼ同じ時期に噴射
を開始し、深皿部２の中の溝部４より下の深皿部下部に
衝突する時期に噴射が終了する。ここから負荷（Ｉ）ま
ではほぼ噴射開始時期のまま噴射期間が長くなる。負荷
（Ｉ）から（II）までは負荷の増加に伴い噴射時期を進
角し、燃焼室として深皿部２の外縁部３′を含めた部分
を利用し、やや噴射量の増した場合の分散をはかる。た
だし、すべての燃料を外縁部側壁12より内側の凹曲面内
に噴射し、オーバーリーン域の発生を防止する。負荷
（II）以上の噴射量の多い場合には、噴射時期を大幅に
進角させることによって浅皿部衝突の噴射量を一定量確
保するとともに、噴射終了時期の燃料を深皿部２の溝部
４に付着させ着火を安定させる。噴射量がさらに増大す
る高負荷域では噴射時間を進め、燃料の分散と壁面から
の加熱時間を増大させ、気化を促進する一方、第2E図、
第2F図に示した衝突角θが小さくなるため、空中飛散に
伴うノック発生を防止する。
である。極低負荷時には、第2A図とほぼ同じ時期に噴射
を開始し、深皿部２の中の溝部４より下の深皿部下部に
衝突する時期に噴射が終了する。ここから負荷（Ｉ）ま
ではほぼ噴射開始時期のまま噴射期間が長くなる。負荷
（Ｉ）から（II）までは負荷の増加に伴い噴射時期を進
角し、燃焼室として深皿部２の外縁部３′を含めた部分
を利用し、やや噴射量の増した場合の分散をはかる。た
だし、すべての燃料を外縁部側壁12より内側の凹曲面内
に噴射し、オーバーリーン域の発生を防止する。負荷
（II）以上の噴射量の多い場合には、噴射時期を大幅に
進角させることによって浅皿部衝突の噴射量を一定量確
保するとともに、噴射終了時期の燃料を深皿部２の溝部
４に付着させ着火を安定させる。噴射量がさらに増大す
る高負荷域では噴射時間を進め、燃料の分散と壁面から
の加熱時間を増大させ、気化を促進する一方、第2E図、
第2F図に示した衝突角θが小さくなるため、空中飛散に
伴うノック発生を防止する。
第４図は第２の実施例である。負荷（II）までは第１
の実施例と同じであるが、負荷（II）以上の噴射量の多
い場合には噴射を２回に分割し、第２の噴射を深皿溝部
４に行なうことで着火性を確保する一方、第１の噴射を
第１実施例の噴射時期よりさらに進めることによって、
気化をさらに促進させ、高負荷時のスモーク発生、噴射
遅延を防止する。
の実施例と同じであるが、負荷（II）以上の噴射量の多
い場合には噴射を２回に分割し、第２の噴射を深皿溝部
４に行なうことで着火性を確保する一方、第１の噴射を
第１実施例の噴射時期よりさらに進めることによって、
気化をさらに促進させ、高負荷時のスモーク発生、噴射
遅延を防止する。
第５図は第３の実施例であり、高負荷時（負荷（II
I）〜（IV））、第２実施例の分割噴射時の第１噴射の
時期を吸気行程初期まで進めたものである。この場合第
１噴射は、量が少ない時には燃料を深皿部２に噴射し、
燃料の集中をはかりつつ、吸気、圧縮両行程にまたがる
長い時間を利用して気化を促進する一方、噴射量が増す
に従い噴射時期を遅らせ深皿部２の中心部への噴射量を
減らし深皿部２内でのサーマルピンチを防止する。さら
に噴射量の増す負荷（IV）以上では、シリンダ内全体の
空燃比が着火に十分なほど濃くなるため、吸気行程１回
のみとする。また、ノックが発生しやすくなるごく高負
荷域では、全燃料を浅皿部３に浅い角度で衝突させるこ
とにより、空中飛散によるノック発生を防止する。
I）〜（IV））、第２実施例の分割噴射時の第１噴射の
時期を吸気行程初期まで進めたものである。この場合第
１噴射は、量が少ない時には燃料を深皿部２に噴射し、
燃料の集中をはかりつつ、吸気、圧縮両行程にまたがる
長い時間を利用して気化を促進する一方、噴射量が増す
に従い噴射時期を遅らせ深皿部２の中心部への噴射量を
減らし深皿部２内でのサーマルピンチを防止する。さら
に噴射量の増す負荷（IV）以上では、シリンダ内全体の
空燃比が着火に十分なほど濃くなるため、吸気行程１回
のみとする。また、ノックが発生しやすくなるごく高負
荷域では、全燃料を浅皿部３に浅い角度で衝突させるこ
とにより、空中飛散によるノック発生を防止する。
深皿部２、上方に向かって凸状に湾曲された凸曲面の
底面をもつ浅皿部３をもつ燃焼室、および噴射タイミン
グを備えた筒内直接噴射式火花点火機関の作用を説明す
る。
底面をもつ浅皿部３をもつ燃焼室、および噴射タイミン
グを備えた筒内直接噴射式火花点火機関の作用を説明す
る。
浅皿部３の底面が上方に向かって凸状に湾曲された凸
曲面から構成されていることにより、高負荷時、浅皿部
３に向けて噴射された燃料噴射は浅い角度で浅皿底面に
あたり、浅皿底面に沿って広い範囲に拡がり、薄膜化さ
れる。壁面付着燃料の薄膜化は蒸発速度を増大し、混合
気形成を早め、燃料の完全蒸発を助ける。従来、壁面蒸
発にはスワール等の気流が必要であって、高負荷時のピ
ストンがまだ下方にあるときはスワールやスキッシュは
弱いから壁面蒸発が通常遅かったが、本考案では、上記
のように浅皿底面の付着燃料の薄膜化によって蒸発が促
進されるため、従来のようなスモークの発生や、点火栓
くすぶりは抑制される。また、浅い角度の衝突によっ
て、燃料は凸曲面に沿って広範囲に拡がるので、燃料の
気化潜熱によってピストン温度が低下しノックも防止さ
れる。また、噴射時期が後になるほど燃料は浅皿部のピ
ストン中心付近に衝突し、より大きい角度で衝突するた
め燃料の一部が空中に飛散して霧化が外周側での壁面蒸
発の場合よりも早まる。その結果、ピストン径方向での
霧化の完了時期が均一化し、燃焼が安定する。
曲面から構成されていることにより、高負荷時、浅皿部
３に向けて噴射された燃料噴射は浅い角度で浅皿底面に
あたり、浅皿底面に沿って広い範囲に拡がり、薄膜化さ
れる。壁面付着燃料の薄膜化は蒸発速度を増大し、混合
気形成を早め、燃料の完全蒸発を助ける。従来、壁面蒸
発にはスワール等の気流が必要であって、高負荷時のピ
ストンがまだ下方にあるときはスワールやスキッシュは
弱いから壁面蒸発が通常遅かったが、本考案では、上記
のように浅皿底面の付着燃料の薄膜化によって蒸発が促
進されるため、従来のようなスモークの発生や、点火栓
くすぶりは抑制される。また、浅い角度の衝突によっ
て、燃料は凸曲面に沿って広範囲に拡がるので、燃料の
気化潜熱によってピストン温度が低下しノックも防止さ
れる。また、噴射時期が後になるほど燃料は浅皿部のピ
ストン中心付近に衝突し、より大きい角度で衝突するた
め燃料の一部が空中に飛散して霧化が外周側での壁面蒸
発の場合よりも早まる。その結果、ピストン径方向での
霧化の完了時期が均一化し、燃焼が安定する。
また、深皿部２が噴射ノズル８側に寄せられているた
め、浅皿部３を広い面積とすることができ、上記の浅皿
底面による蒸発促進の作用を容易に得ることができる。
め、浅皿部３を広い面積とすることができ、上記の浅皿
底面による蒸発促進の作用を容易に得ることができる。
なお、第1A図、第1B図から明らかなように、現状の予
混合エンジンとほぼ同じ場所（燃焼室中央近傍）に点火
プラグ６を配置することができ、４弁構成を容易にとる
ことができる。
混合エンジンとほぼ同じ場所（燃焼室中央近傍）に点火
プラグ６を配置することができ、４弁構成を容易にとる
ことができる。
さらに、噴射タイミングから見ても、噴射時期が吸気
〜圧縮行程内にあり、高負荷時に噴射燃料の一部が浅皿
部３にあたるようにされているので、浅皿部３にあたっ
た燃料は十分な時間をかけて蒸発され、くすぶり、スモ
ーク発生が防止される。
〜圧縮行程内にあり、高負荷時に噴射燃料の一部が浅皿
部３にあたるようにされているので、浅皿部３にあたっ
た燃料は十分な時間をかけて蒸発され、くすぶり、スモ
ーク発生が防止される。
本考案によれば、浅皿部の底面の全面を上方に向かっ
て凸状に湾曲された凸曲面としたので、高負荷時に噴射
された燃料のうち浅皿部に向け噴射された燃料は、浅皿
部底面に浅い角度であたって凸曲面に沿って広範囲に拡
がり薄膜化されるので、燃料蒸発が促進され、スモーク
の発生が抑制される。
て凸状に湾曲された凸曲面としたので、高負荷時に噴射
された燃料のうち浅皿部に向け噴射された燃料は、浅皿
部底面に浅い角度であたって凸曲面に沿って広範囲に拡
がり薄膜化されるので、燃料蒸発が促進され、スモーク
の発生が抑制される。
また、高〜中負荷域の噴射時期に噴射された燃料は、
浅皿部の凸曲面壁に浅い角度θで衝突する。噴射時期が
比較的遅い時には角度θがやや大きく、一部の燃料は空
中に飛散するが、噴射時期がさらに早くなると角度θが
小さく（θ′）なり、大部分の燃料は壁面上に拡がるた
め、特にノッキングの原因となる噴射早期の燃料の空気
中への拡散、混合、化学的活性化の開始が遅れ、混合気
が自発火する確率が低下する、すなわちノッキングが起
こりにくくなる。また、噴射時期が後になるほど燃料は
浅皿部のピストン中心付近に衝突し、より大きい角度で
衝突するため燃料の空中への飛散量が増えて、霧化が外
周側での壁面蒸発の場合よりも早まる。その結果、ピス
トン径方向での霧化完了時期が均一化し、燃焼を安定さ
せることができる。
浅皿部の凸曲面壁に浅い角度θで衝突する。噴射時期が
比較的遅い時には角度θがやや大きく、一部の燃料は空
中に飛散するが、噴射時期がさらに早くなると角度θが
小さく（θ′）なり、大部分の燃料は壁面上に拡がるた
め、特にノッキングの原因となる噴射早期の燃料の空気
中への拡散、混合、化学的活性化の開始が遅れ、混合気
が自発火する確率が低下する、すなわちノッキングが起
こりにくくなる。また、噴射時期が後になるほど燃料は
浅皿部のピストン中心付近に衝突し、より大きい角度で
衝突するため燃料の空中への飛散量が増えて、霧化が外
周側での壁面蒸発の場合よりも早まる。その結果、ピス
トン径方向での霧化完了時期が均一化し、燃焼を安定さ
せることができる。
また、燃料速度も向上されるので、エンジンの高速
化、排気温低下、および排気温低下による触媒の耐久性
向上が可能になる。さらに、薄膜による完全蒸発、燃焼
の促進によりピストン壁面上でのカーボンの堆積が防止
できる。
化、排気温低下、および排気温低下による触媒の耐久性
向上が可能になる。さらに、薄膜による完全蒸発、燃焼
の促進によりピストン壁面上でのカーボンの堆積が防止
できる。
第1A図は本考案の実施例に係る筒内直接噴射式火花点火
機関の燃焼室の平面図、 第1B図は第1A図の筒内直接噴射式火花点火機関の断面
図、 第2A図は燃料噴射が深皿部に入る状態を示す燃焼室の平
面図、 第2B図は第2A図の燃焼室の断面図、 第2C図は燃料噴射が外縁部に入る状態を示す燃焼室の平
面図、 第2D図は第2C図の燃焼室の断面図、 第2E図は燃料噴射が浅皿部に当る状態を示す燃焼室の平
面図、 第2F図は第2E図の燃焼室の断面図、 第３図は本考案の第１実施例に係る噴射時期特性図、 第４図は本考案の第２実施例に係る噴射時期特性図、 第５図は本考案の第３実施例に係る噴射時期特性図、 である。 １……ピストン ２……深皿部 ３……浅皿部 ３′……外縁部 ４……溝部 ４′……エッジ部 ５……プラグポケット ６……点火プラグ ８……噴射ノズル
機関の燃焼室の平面図、 第1B図は第1A図の筒内直接噴射式火花点火機関の断面
図、 第2A図は燃料噴射が深皿部に入る状態を示す燃焼室の平
面図、 第2B図は第2A図の燃焼室の断面図、 第2C図は燃料噴射が外縁部に入る状態を示す燃焼室の平
面図、 第2D図は第2C図の燃焼室の断面図、 第2E図は燃料噴射が浅皿部に当る状態を示す燃焼室の平
面図、 第2F図は第2E図の燃焼室の断面図、 第３図は本考案の第１実施例に係る噴射時期特性図、 第４図は本考案の第２実施例に係る噴射時期特性図、 第５図は本考案の第３実施例に係る噴射時期特性図、 である。 １……ピストン ２……深皿部 ３……浅皿部 ３′……外縁部 ４……溝部 ４′……エッジ部 ５……プラグポケット ６……点火プラグ ８……噴射ノズル
Claims (1)
- 【請求項１】ピストン頂部に形成された深皿部と浅皿部
からなる燃焼室を有し、浅皿部にも燃料を噴射する噴射
パターンをもっている筒内直接噴射式火花点火機関にお
いて、前記浅皿部の底面の全面を上方に向かって凸状に
湾曲された凸曲面から構成したことを特徴とする筒内直
接噴射式火花点火機関。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990044648U JP2587370Y2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
| US07/690,588 US5109816A (en) | 1990-04-27 | 1991-04-24 | Direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine |
| EP91106686A EP0454117B1 (en) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine |
| DE91106686T DE69100552T2 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Fremdgezündeter Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990044648U JP2587370Y2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046535U JPH046535U (ja) | 1992-01-21 |
| JP2587370Y2 true JP2587370Y2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=31558141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990044648U Expired - Lifetime JP2587370Y2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587370Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5652197B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2015-01-14 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JP5564484B2 (ja) | 2011-11-25 | 2014-07-30 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316124A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-23 | Isuzu Motors Ltd | ペントル−フ形ピストン |
| JPH0228527U (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-23 | ||
| JPH0228526U (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-23 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP1990044648U patent/JP2587370Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046535U (ja) | 1992-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |