JP2650298B2 - 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
- JP2650298B2 JP2650298B2 JP63027693A JP2769388A JP2650298B2 JP 2650298 B2 JP2650298 B2 JP 2650298B2 JP 63027693 A JP63027693 A JP 63027693A JP 2769388 A JP2769388 A JP 2769388A JP 2650298 B2 JP2650298 B2 JP 2650298B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- combustion chamber
- fuel
- deep
- piston
- 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
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- 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
- F02B2023/103—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 having a multi-hole nozzle for generating multiple sprays
-
- 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)
- Fuel-Injection Apparatus (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に関する。
従来、筒内噴射式火花点火機関は、特開昭62−82222
号公報または特公昭61−2765号公報、実開昭61−173728
号公報または特開昭62−162721号公報に開示されてい
る。これらのうち、特開昭62−82222号公報または特公
昭61−2765号公報は、本発明に近い、ポート、点火栓、
燃料噴射弁の配置構成を示し、実開昭61−173728号公報
または特開昭62−162721号公報は、本発明に近いピスト
ン深皿部、浅皿部構成を示している。第７図、第８図は
従来技術として特開昭62−82222号公報の機関を、第９
図は従来技術としての実開昭61−173728号公報の機関ピ
ストンを示している。
号公報または特公昭61−2765号公報、実開昭61−173728
号公報または特開昭62−162721号公報に開示されてい
る。これらのうち、特開昭62−82222号公報または特公
昭61−2765号公報は、本発明に近い、ポート、点火栓、
燃料噴射弁の配置構成を示し、実開昭61−173728号公報
または特開昭62−162721号公報は、本発明に近いピスト
ン深皿部、浅皿部構成を示している。第７図、第８図は
従来技術として特開昭62−82222号公報の機関を、第９
図は従来技術としての実開昭61−173728号公報の機関ピ
ストンを示している。
第７図、第８図の機関では、比較的大径となる点火プ
ラグ122を排気バルブ108、109間を通りかつその先端が
燃焼室の中央付近に臨むように設け、小径化の可能な噴
射ノズル123を吸気バルブ106、107を通りかつその先端
が点火プラグ先端に対向し燃焼室の中央付近に臨むよう
に設けていた。
ラグ122を排気バルブ108、109間を通りかつその先端が
燃焼室の中央付近に臨むように設け、小径化の可能な噴
射ノズル123を吸気バルブ106、107を通りかつその先端
が点火プラグ先端に対向し燃焼室の中央付近に臨むよう
に設けていた。
また、第９図のピストンでは、浅皿部221と深皿部222
を有する燃焼室220があるが、これらはピストン軸芯と
同心に形成されていて、点火栓205がピストン軸芯から
偏位している。
を有する燃焼室220があるが、これらはピストン軸芯と
同心に形成されていて、点火栓205がピストン軸芯から
偏位している。
しかし、従来技術には次の問題があった。
燃焼室がセンターにある場合、燃焼による発生熱の中
心も気筒に対して中心に位置するが、燃焼ガスの流動
（排出の際の流動）により熱は排気ポート側へ流れるた
め、気筒内の熱負荷（熱分布）は排気ポート側へ偏心す
る。すると、シリンダボアおよびピストンの変形が局部
的になり、摺動部のクリアランスが拡大し、ブローバイ
ガス量が増加してしまう。
心も気筒に対して中心に位置するが、燃焼ガスの流動
（排出の際の流動）により熱は排気ポート側へ流れるた
め、気筒内の熱負荷（熱分布）は排気ポート側へ偏心す
る。すると、シリンダボアおよびピストンの変形が局部
的になり、摺動部のクリアランスが拡大し、ブローバイ
ガス量が増加してしまう。
また、燃焼室壁温はある程度の温度は必要であるが、
過剰に温度が上昇（温度が高い）すると、燃焼室壁面に
噴射した燃料は即座に気化してしまう。このように気化
が必要以上に早くなると、燃料が拡散してしまい点火栓
近傍に濃い混合気を形成することが難しくなってしま
う。
過剰に温度が上昇（温度が高い）すると、燃焼室壁面に
噴射した燃料は即座に気化してしまう。このように気化
が必要以上に早くなると、燃料が拡散してしまい点火栓
近傍に濃い混合気を形成することが難しくなってしま
う。
本発明の目的は、燃焼ガスの排気ポートへの流動にか
かわらず気筒中心を中心とする熱分布を得ることがで
き、かつ高温時の燃料の過早の拡散を防止できる筒内噴
射式火花点火機関を提供することにある。
かわらず気筒中心を中心とする熱分布を得ることがで
き、かつ高温時の燃料の過早の拡散を防止できる筒内噴
射式火花点火機関を提供することにある。
上記本発明の課題を達成するための本発明に係る筒内
噴射式火花点火機関は、次のものから成る。
噴射式火花点火機関は、次のものから成る。
気筒軸芯に対して吸気ポート側に偏心した深皿部を有
するピストン、シリンダヘッド下面シリンダボアの壁面
によって形成される燃焼室と； 前記燃焼室に開口する２つの吸気ポートと少なくとも
１つの排気ポートと； 気筒の横断面方向ほぼ中心で前記深皿部の反偏心方向
端部に位置し、前記シリンダヘッド下面から前記燃焼室
内に突出する点火栓と； 前記深皿部の偏心方向で気筒の横断面外周部位に設け
られた燃料噴射弁と； から成る筒内噴射式火花点火機関。
するピストン、シリンダヘッド下面シリンダボアの壁面
によって形成される燃焼室と； 前記燃焼室に開口する２つの吸気ポートと少なくとも
１つの排気ポートと； 気筒の横断面方向ほぼ中心で前記深皿部の反偏心方向
端部に位置し、前記シリンダヘッド下面から前記燃焼室
内に突出する点火栓と； 前記深皿部の偏心方向で気筒の横断面外周部位に設け
られた燃料噴射弁と； から成る筒内噴射式火花点火機関。
上記機関では、燃料噴射弁から噴射された燃料はピス
トンにあたりそこで蒸発し、吸気ポートから燃焼室に導
入された吸気の燃焼室内の流れにのって点火栓に運ば
れ、点火栓によって着火されて燃焼する。
トンにあたりそこで蒸発し、吸気ポートから燃焼室に導
入された吸気の燃焼室内の流れにのって点火栓に運ば
れ、点火栓によって着火されて燃焼する。
上記機関では、燃焼ガスの流動により、熱負荷は排気
ポート側に偏心しようとするが、深皿部の吸気ポート側
への偏心により、発生熱の中心は吸気ポート側に偏心す
る。従って、この両者の相殺により高温部の中心位置は
気筒の略中央部となり、燃焼室周りの局部的な変形が防
止されるため、クリアランスの異常な拡大がなくなる。
同じ理由により、熱応力も低減する。また、深皿部が低
温の吸気ポート側に偏位しているため、過早な燃料の気
化が抑制されるので、スワール流を利用して燃料を点火
栓近傍へ燃焼室壁面を介して誘導させることができ、か
つ、過剰な混合気の拡散が抑制できるので、点火栓近傍
に濃い混合気を限局させることができ、総体としては極
めて希薄な混合気による燃焼が可能となる。
ポート側に偏心しようとするが、深皿部の吸気ポート側
への偏心により、発生熱の中心は吸気ポート側に偏心す
る。従って、この両者の相殺により高温部の中心位置は
気筒の略中央部となり、燃焼室周りの局部的な変形が防
止されるため、クリアランスの異常な拡大がなくなる。
同じ理由により、熱応力も低減する。また、深皿部が低
温の吸気ポート側に偏位しているため、過早な燃料の気
化が抑制されるので、スワール流を利用して燃料を点火
栓近傍へ燃焼室壁面を介して誘導させることができ、か
つ、過剰な混合気の拡散が抑制できるので、点火栓近傍
に濃い混合気を限局させることができ、総体としては極
めて希薄な混合気による燃焼が可能となる。
以下に、本発明に係る筒内噴射式火花点火機関の望ま
しい実施例の構成、作用を、図面を参照して説明する。
しい実施例の構成、作用を、図面を参照して説明する。
第１図は本発明実施例機関を縦断面で、第２図は平面
視で示しており、第３図ないし第６図はピストン構成と
スワール特性を示している。図中、筒内噴射式火花点火
機関のシリンダブロック12に形成されたシリンダボア14
の壁面、シリンダヘッド13の下面に形成された凹状の
面、ピストン８とによって囲まれる空間から燃焼室15は
形成される。ピストン８は、ピストン上面に浅く凹状に
形成された浅皿部10と、ピストン上面に深く凹状に形成
された（浅皿部10より更に凹まされた）深皿部９を有す
る。浅皿部10、深皿部９によって郭定される凹状空間は
燃焼室15の一部を構成している。ただし、浅皿部10の深
さは任意であり、深さが零、すなわち浅皿部10が無い場
合は、以下の説明で浅皿部10は深皿部９が形成されてい
ない部分のピストン頂面と等しい。燃焼室15には、２つ
の吸気ポート2a,2bから成る吸気ポート２が開口し、か
つ少なくとも１つの排気ポート５が開口している。図示
例では排気ポート５が２個の場合を示している。２個の
吸気ポート２にはそれぞれ吸気弁３がポートを開閉可能
に接着され、排気ポート５には排気弁４がポートを開閉
可能に装着されている。気筒の横断面方向（気筒の軸芯
と直角方向）のほぼ中央部には、点火栓１が位置し、気
筒軸芯と平行に伸びている。点火栓１はシリンダヘッド
13の下面から燃焼室15内に突出している。気筒の横断面
方向外周部位には燃焼噴射弁６が配設されている。燃焼
噴射弁６はピストン頂面に向けて、機関の軽負荷時は主
に深皿部９に、高負荷時の噴射前半は主に浅皿部10に向
けて燃料を噴射し後半は深皿部９に噴射するように、そ
の噴射時期、噴射方向が定められている。高負荷時は噴
射時期が早くかつピストンがまだ上死点直近に上ってき
ていないので、噴射前半に燃料噴射弁６から斜めに噴射
された燃料は浅皿部10にあたり、高負荷時の噴射後半と
軽負荷時はピストンが上死点直近に上ってきているの
で、燃料は深皿部９にあたる。
視で示しており、第３図ないし第６図はピストン構成と
スワール特性を示している。図中、筒内噴射式火花点火
機関のシリンダブロック12に形成されたシリンダボア14
の壁面、シリンダヘッド13の下面に形成された凹状の
面、ピストン８とによって囲まれる空間から燃焼室15は
形成される。ピストン８は、ピストン上面に浅く凹状に
形成された浅皿部10と、ピストン上面に深く凹状に形成
された（浅皿部10より更に凹まされた）深皿部９を有す
る。浅皿部10、深皿部９によって郭定される凹状空間は
燃焼室15の一部を構成している。ただし、浅皿部10の深
さは任意であり、深さが零、すなわち浅皿部10が無い場
合は、以下の説明で浅皿部10は深皿部９が形成されてい
ない部分のピストン頂面と等しい。燃焼室15には、２つ
の吸気ポート2a,2bから成る吸気ポート２が開口し、か
つ少なくとも１つの排気ポート５が開口している。図示
例では排気ポート５が２個の場合を示している。２個の
吸気ポート２にはそれぞれ吸気弁３がポートを開閉可能
に接着され、排気ポート５には排気弁４がポートを開閉
可能に装着されている。気筒の横断面方向（気筒の軸芯
と直角方向）のほぼ中央部には、点火栓１が位置し、気
筒軸芯と平行に伸びている。点火栓１はシリンダヘッド
13の下面から燃焼室15内に突出している。気筒の横断面
方向外周部位には燃焼噴射弁６が配設されている。燃焼
噴射弁６はピストン頂面に向けて、機関の軽負荷時は主
に深皿部９に、高負荷時の噴射前半は主に浅皿部10に向
けて燃料を噴射し後半は深皿部９に噴射するように、そ
の噴射時期、噴射方向が定められている。高負荷時は噴
射時期が早くかつピストンがまだ上死点直近に上ってき
ていないので、噴射前半に燃料噴射弁６から斜めに噴射
された燃料は浅皿部10にあたり、高負荷時の噴射後半と
軽負荷時はピストンが上死点直近に上ってきているの
で、燃料は深皿部９にあたる。
点火栓１は、気筒横断面方向に、２つの吸気ポート2
a,2bと少なくとも１つの排気ポート５とで囲まれた位置
にあり、燃料噴射弁６は２つの吸気ポート2a,2bの間に
位置する。点火栓１は気筒軸芯に平行に上方に延び、燃
料噴射弁６は燃焼室15の外周部位から吸気ポート2a,2b
の間を通って斜め上方、外方に延びる。点火栓１の位置
は、吸・排気ポート２、５の存在しない位置であるから
吸・排気ポート２、５に干渉せずに設けることができ
る。燃料噴射弁６は吸気ポート2a,2bの間の従来デッド
スペースであった位置を利用して、吸気ポート２に干渉
せず、かつ比較的低温の位置に設けることができる。点
火栓１の軸芯と燃料噴射弁６の軸芯とピストン軸芯と
は、ピストン軸芯を含む同一平面内にあり、燃料噴射弁
６の軸芯はピストン軸芯に対して点火栓１の軸芯と反対
側にある。
a,2bと少なくとも１つの排気ポート５とで囲まれた位置
にあり、燃料噴射弁６は２つの吸気ポート2a,2bの間に
位置する。点火栓１は気筒軸芯に平行に上方に延び、燃
料噴射弁６は燃焼室15の外周部位から吸気ポート2a,2b
の間を通って斜め上方、外方に延びる。点火栓１の位置
は、吸・排気ポート２、５の存在しない位置であるから
吸・排気ポート２、５に干渉せずに設けることができ
る。燃料噴射弁６は吸気ポート2a,2bの間の従来デッド
スペースであった位置を利用して、吸気ポート２に干渉
せず、かつ比較的低温の位置に設けることができる。点
火栓１の軸芯と燃料噴射弁６の軸芯とピストン軸芯と
は、ピストン軸芯を含む同一平面内にあり、燃料噴射弁
６の軸芯はピストン軸芯に対して点火栓１の軸芯と反対
側にある。
上記構成によって、多弁式機関と浅皿−深皿燃焼室を
組合せても点火栓１、燃料噴射弁６をスペース上無理な
く配置でき、かつ浅皿−深皿燃焼室と燃焼室内スワール
による良好な蒸発燃料燃焼特性を低下させずに済む。ま
た、点火栓１の気筒のほぼ中央位置配設は、火炎伝播距
離を最短とし、燃焼特性の向上、ノッキングの防止がは
かられる。
組合せても点火栓１、燃料噴射弁６をスペース上無理な
く配置でき、かつ浅皿−深皿燃焼室と燃焼室内スワール
による良好な蒸発燃料燃焼特性を低下させずに済む。ま
た、点火栓１の気筒のほぼ中央位置配設は、火炎伝播距
離を最短とし、燃焼特性の向上、ノッキングの防止がは
かられる。
深皿部９の中央は気筒軸芯に対して吸気ポート側に偏
心され、燃焼噴射弁６は気筒軸芯に対して深皿部偏心方
向に偏心しており、浅皿部10の中心は深皿部９と同じ方
向に少量偏心している。
心され、燃焼噴射弁６は気筒軸芯に対して深皿部偏心方
向に偏心しており、浅皿部10の中心は深皿部９と同じ方
向に少量偏心している。
上記の深皿部９の偏位構成によって、ピストンが上昇
していくときに、燃焼室15内のスワールを深皿部９の方
へと移動させることができ、外周部程強いスワールを深
皿部９へと移動させて、スワールによる燃料蒸発を促進
させ、燃焼性、着火性を向上できる。噴射時期の早い高
負荷時の前半に噴射された燃料は主に浅皿部10で燃焼さ
れるので、蒸発燃料の分散がはかられ点火栓１のくすぶ
りは防止され、高負荷時の噴射の後半および噴射時期の
遅い軽負荷時に噴射された燃料は主に深皿部９で燃焼さ
れるので、過リーン化が防止され、スワールによる燃料
蒸発による作用と協働して、着火性が向上される。
していくときに、燃焼室15内のスワールを深皿部９の方
へと移動させることができ、外周部程強いスワールを深
皿部９へと移動させて、スワールによる燃料蒸発を促進
させ、燃焼性、着火性を向上できる。噴射時期の早い高
負荷時の前半に噴射された燃料は主に浅皿部10で燃焼さ
れるので、蒸発燃料の分散がはかられ点火栓１のくすぶ
りは防止され、高負荷時の噴射の後半および噴射時期の
遅い軽負荷時に噴射された燃料は主に深皿部９で燃焼さ
れるので、過リーン化が防止され、スワールによる燃料
蒸発による作用と協働して、着火性が向上される。
深皿部と浅皿部10は、凹状の外周形状が円形であり、
浅皿部10の円形は深皿部９の円形よりも大径であり、両
円は燃料噴射弁６側で接するように互いに偏位してい
る。この構成はスワールの浅皿部10から深皿部９への移
動を確実にしている。
浅皿部10の円形は深皿部９の円形よりも大径であり、両
円は燃料噴射弁６側で接するように互いに偏位してい
る。この構成はスワールの浅皿部10から深皿部９への移
動を確実にしている。
浅皿部10は、ピストン軸芯と直角方応に延びる平坦な
底面10aと底面10aの外周部位から底面10aに対してほぼ
直角に立上る側面10bを有している。深皿部９は、ピス
トン軸芯と直角方向に延びる平坦な底面9aと底面9aの外
周部位から湾曲してなめらかに立上る側面9bを有してい
る。面10a、10b、9a、9bは燃料蒸発面である。浅皿部10
の側面10bはピストン頂面から段上に凹み、燃料がシリ
ンダボア壁面に飛散するのを防止する。深皿部９は深皿
部中心に対し燃料噴射弁６と対向する位置にポケット部
9cを有している。このポケット部9cに点火栓１の下端が
臨んでいる。
底面10aと底面10aの外周部位から底面10aに対してほぼ
直角に立上る側面10bを有している。深皿部９は、ピス
トン軸芯と直角方向に延びる平坦な底面9aと底面9aの外
周部位から湾曲してなめらかに立上る側面9bを有してい
る。面10a、10b、9a、9bは燃料蒸発面である。浅皿部10
の側面10bはピストン頂面から段上に凹み、燃料がシリ
ンダボア壁面に飛散するのを防止する。深皿部９は深皿
部中心に対し燃料噴射弁６と対向する位置にポケット部
9cを有している。このポケット部9cに点火栓１の下端が
臨んでいる。
浅皿部10は、通常は第３図、第４図に示すように１つ
の凹みから成るが、第５図、第６図に示すように２個ま
たは２個以上の凹み10A、10Bから構成されてもよい。複
数段部とすることによってスワールの移動をよりなめら
かにできる。
の凹みから成るが、第５図、第６図に示すように２個ま
たは２個以上の凹み10A、10Bから構成されてもよい。複
数段部とすることによってスワールの移動をよりなめら
かにできる。
燃焼室15に開口する２つの吸気ポート２はスワールポ
ート2aを含んでいる。スワール生成によって燃料の蒸発
性および燃焼性がよくなる。スワールポート2aは燃焼室
15に接線方向に吸気を導入するポートから成り、望まし
くは、流量が大になったときに抵抗を増すヘリカルポー
トを用いない。スワールポート2aによって燃焼室15内に
吸気抵抗を増さずにスワールを生成できる。
ート2aを含んでいる。スワール生成によって燃料の蒸発
性および燃焼性がよくなる。スワールポート2aは燃焼室
15に接線方向に吸気を導入するポートから成り、望まし
くは、流量が大になったときに抵抗を増すヘリカルポー
トを用いない。スワールポート2aによって燃焼室15内に
吸気抵抗を増さずにスワールを生成できる。
燃焼室15に開口する２つの吸気ポート２は、気筒の中
心に向かって吸気を導入するポート2bを含んでいる。ポ
ート2bから導入された吸気は、スワールポート2aから導
入された燃焼室15内で旋回するスワール流に直角にあた
るので、スワールポート2aによって生成されたスワール
を弱めずにマイクロタービュランスを生じさせることが
でき、燃焼性が向上できる。
心に向かって吸気を導入するポート2bを含んでいる。ポ
ート2bから導入された吸気は、スワールポート2aから導
入された燃焼室15内で旋回するスワール流に直角にあた
るので、スワールポート2aによって生成されたスワール
を弱めずにマイクロタービュランスを生じさせることが
でき、燃焼性が向上できる。
燃焼室15に開口する少なくとも１つの排気ポート５、
図示例では２つの排気ポート５、５は、その間に点火栓
１を位置させる必要がないので従来のように湾曲させる
必要がなく、平面視で真直に延びている。これによって
排気抵抗が減少し、エンジンの出力増大がはかられる。
図示例では２つの排気ポート５、５は、その間に点火栓
１を位置させる必要がないので従来のように湾曲させる
必要がなく、平面視で真直に延びている。これによって
排気抵抗が減少し、エンジンの出力増大がはかられる。
燃料噴射弁６は多噴孔燃料噴射弁から成っている。第
３図から第６図は４噴孔の場合を示している。多噴孔の
うち、少なくとも１つの噴孔は点火栓位置よりスワール
流の流れ方向上流側に位置する深皿部底面または側面に
軽負荷時に燃料を噴射するように指向されている。第３
図から第６図において噴射7a、7b、7c、7dのうち7c、7d
が上流側噴射となる。これによって深皿部９壁面で蒸発
した蒸発燃料は軽負荷時に深皿部９内のスワールにのっ
てポケット部9cの点火栓１へと運ばれ、効果的に着火さ
れる。多噴孔とすることによって燃料の微粒下が促進さ
れている。
３図から第６図は４噴孔の場合を示している。多噴孔の
うち、少なくとも１つの噴孔は点火栓位置よりスワール
流の流れ方向上流側に位置する深皿部底面または側面に
軽負荷時に燃料を噴射するように指向されている。第３
図から第６図において噴射7a、7b、7c、7dのうち7c、7d
が上流側噴射となる。これによって深皿部９壁面で蒸発
した蒸発燃料は軽負荷時に深皿部９内のスワールにのっ
てポケット部9cの点火栓１へと運ばれ、効果的に着火さ
れる。多噴孔とすることによって燃料の微粒下が促進さ
れている。
燃料噴射弁６は第10図に示す如く弁ボデー61の先端に
多噴孔を有し、電歪式アクチュエータ等62によってニー
ドル63を開いて燃料タンク64からの熱量を噴射する。噴
射量はニードル63開時間によって制御される。噴射時期
は、エンジンスピード、エンジン負荷を検知してその信
号をエンジンコントロールコンピュータに導き、このコ
ンピュータによって高負荷の場合は、噴射量を増すとと
もに噴射時期を早め、軽負荷時の場合は噴射量を低減す
るとともに噴射時期を遅くするように、電歪式アクチュ
エータ62の通電を制御する。これらの燃料噴射弁６の構
造自体および制御自体は、実願昭62−58756号、特願昭6
1−260621号に既に提案済のものに準じるが、構造自
体、制御自体がこの発明の趣旨ではないので、詳細は省
略する。
多噴孔を有し、電歪式アクチュエータ等62によってニー
ドル63を開いて燃料タンク64からの熱量を噴射する。噴
射量はニードル63開時間によって制御される。噴射時期
は、エンジンスピード、エンジン負荷を検知してその信
号をエンジンコントロールコンピュータに導き、このコ
ンピュータによって高負荷の場合は、噴射量を増すとと
もに噴射時期を早め、軽負荷時の場合は噴射量を低減す
るとともに噴射時期を遅くするように、電歪式アクチュ
エータ62の通電を制御する。これらの燃料噴射弁６の構
造自体および制御自体は、実願昭62−58756号、特願昭6
1−260621号に既に提案済のものに準じるが、構造自
体、制御自体がこの発明の趣旨ではないので、詳細は省
略する。
つぎに主な作用について説明する。
まず、燃焼ガスの流動により、熱負荷は排気ポート５
側に偏心しようとするが、深皿部９の吸気ポート２側へ
の偏心により、発生熱の中心は吸気ポート２側に偏心す
る。従って、この両者の相殺により高温部の中心位置は
気筒の略中心部となり、燃焼室周りの局部的な変形が防
止されるため、クリアランスの異常な拡大がなくなる。
同じ理由により、熱応力も低減する。また、深皿部９が
低温の吸気ポート２側に偏位しているため、過早な燃料
の気化が抑制されるので、スワール流を利用して燃料を
点火栓１近傍へ燃焼室壁面を介して誘導させることがで
き、かつ、過剰な混合気の拡散が抑制できるので、点火
栓１近傍に濃い混合気を限局させることができ、総体と
しては極めて希薄な混合気による燃焼が可能となる。
側に偏心しようとするが、深皿部９の吸気ポート２側へ
の偏心により、発生熱の中心は吸気ポート２側に偏心す
る。従って、この両者の相殺により高温部の中心位置は
気筒の略中心部となり、燃焼室周りの局部的な変形が防
止されるため、クリアランスの異常な拡大がなくなる。
同じ理由により、熱応力も低減する。また、深皿部９が
低温の吸気ポート２側に偏位しているため、過早な燃料
の気化が抑制されるので、スワール流を利用して燃料を
点火栓１近傍へ燃焼室壁面を介して誘導させることがで
き、かつ、過剰な混合気の拡散が抑制できるので、点火
栓１近傍に濃い混合気を限局させることができ、総体と
しては極めて希薄な混合気による燃焼が可能となる。
また、深皿部９が気筒軸芯に対して吸気ポート２側に
偏位しているため、スワールポート2aによって燃焼室15
内に生成された大きなスワール（外周部程強い流れとな
っている。）は、ピストン上昇に伴って、燃焼室中心か
ら深皿部９側へ移動する。
偏位しているため、スワールポート2aによって燃焼室15
内に生成された大きなスワール（外周部程強い流れとな
っている。）は、ピストン上昇に伴って、燃焼室中心か
ら深皿部９側へ移動する。
噴射量の多い高負荷時は、噴射時期が早いため高負荷
時の噴射前半においては主に浅皿部10に噴射され、燃焼
室15の全体に、旋回するスワール流によって蒸発される
そのスワール流にのって分散するので、点火栓１近傍に
過濃混合気を生成せず、点火栓１のくすぶりやスモーク
を発生させない。
時の噴射前半においては主に浅皿部10に噴射され、燃焼
室15の全体に、旋回するスワール流によって蒸発される
そのスワール流にのって分散するので、点火栓１近傍に
過濃混合気を生成せず、点火栓１のくすぶりやスモーク
を発生させない。
噴射量の少ない軽負荷時と高負荷時の噴射後半では、
噴射時間が遅いため十分に上昇したピストンの主に深皿
部９に噴射され、深皿部９側に移動する大きなスワール
流によって深皿部９内のスワール流は強められて蒸発を
促進され、その蒸発燃料は深皿部９の大部分溜まったま
ま深皿部９内の強くされたスワール流にのって点火栓１
に運ばれ、リーンになり過ぎることなく、良好に着火さ
れる。すなわち、高負荷時も良好な燃焼が得られる。
噴射時間が遅いため十分に上昇したピストンの主に深皿
部９に噴射され、深皿部９側に移動する大きなスワール
流によって深皿部９内のスワール流は強められて蒸発を
促進され、その蒸発燃料は深皿部９の大部分溜まったま
ま深皿部９内の強くされたスワール流にのって点火栓１
に運ばれ、リーンになり過ぎることなく、良好に着火さ
れる。すなわち、高負荷時も良好な燃焼が得られる。
本発明によれば、つぎの効果を得る。
深皿部を吸気ポート側に偏心させ、深皿部偏心方向の
気筒外周部に燃料噴射弁を設け、深皿部の長偏心方向端
部に点火栓を位置させたので、燃焼ガスの排気ポートへ
の流れによる熱負荷の偏位と深皿部偏心による熱負荷の
偏位とが相殺して、熱負荷が気筒中心に維持され、燃焼
室周りの変形、クリアランスの拡大、熱応力などが抑制
される。また、深皿部が低温部の吸気ポート側に偏位し
ているので、早過ぎる燃料の気化が抑制され、燃料の拡
散を防止でき、着火性、燃焼性を良好に保つことができ
る。
気筒外周部に燃料噴射弁を設け、深皿部の長偏心方向端
部に点火栓を位置させたので、燃焼ガスの排気ポートへ
の流れによる熱負荷の偏位と深皿部偏心による熱負荷の
偏位とが相殺して、熱負荷が気筒中心に維持され、燃焼
室周りの変形、クリアランスの拡大、熱応力などが抑制
される。また、深皿部が低温部の吸気ポート側に偏位し
ているので、早過ぎる燃料の気化が抑制され、燃料の拡
散を防止でき、着火性、燃焼性を良好に保つことができ
る。
第１図は本発明に係る筒内噴射火花点火機関の縦断面
図、 第２図は第１図の平面図、 第３図は第１図におけるピストンの平面図、 第４図は第３図のピストンの断面図、 第５図は浅皿部が複数段の凹部から成るピストンの平面
図、 第６図は第５図のピストンの断面図、 第７図、第８図はそれぞれ特開昭62−82222号公報の内
燃機関の構成図、 第９図は実開昭61−173728号公報の内燃機関の構成図、 第10図は本発明で用いられる燃料噴射弁の一例の断面
図、 である。 １……点火栓 ２……吸気ポート 2a……スワールポート ５……排気ポート ６……燃料噴射弁 ８……ピストン ９……深皿部 10……浅皿部 15……燃焼室
図、 第２図は第１図の平面図、 第３図は第１図におけるピストンの平面図、 第４図は第３図のピストンの断面図、 第５図は浅皿部が複数段の凹部から成るピストンの平面
図、 第６図は第５図のピストンの断面図、 第７図、第８図はそれぞれ特開昭62−82222号公報の内
燃機関の構成図、 第９図は実開昭61−173728号公報の内燃機関の構成図、 第10図は本発明で用いられる燃料噴射弁の一例の断面
図、 である。 １……点火栓 ２……吸気ポート 2a……スワールポート ５……排気ポート ６……燃料噴射弁 ８……ピストン ９……深皿部 10……浅皿部 15……燃焼室
Claims (1)
- 【請求項１】気筒軸芯に対して吸気ポート側に偏心した
深皿部を有するピストン、シリンダヘッド下面、シリン
ダボアの壁面によって形成される燃焼室と； 前記燃焼室に開口する２つの吸気ポートと少なくとも１
つの排気ポートと； 気筒の横断面方向ほぼ中央で前記深皿部の反偏心方向端
部に位置し、前記シリンダヘッド下面から前記燃焼室内
に突出する点火栓と； 前記深皿部の偏心方向で気筒の横断面外周部位に設けら
れた燃料噴射弁と； から成る筒内噴射式火花点火機関。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027693A JP2650298B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 筒内噴射式火花点火機関 |
| US07/303,940 US4958604A (en) | 1988-02-10 | 1989-01-30 | Direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine |
| DE3903842A DE3903842C2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-09 | Otto-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung |
| DE3943816A DE3943816C2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-09 | Otto-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027693A JP2650298B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203613A JPH01203613A (ja) | 1989-08-16 |
| JP2650298B2 true JP2650298B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=12228049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027693A Expired - Lifetime JP2650298B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650298B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7021280B2 (en) | 2004-01-14 | 2006-04-04 | Toyota Jidoshi Kabushiki Kaisha | In-cylinder fuel injection internal-combustion engine |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127379A (en) * | 1990-06-26 | 1992-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| US5140958A (en) * | 1990-06-27 | 1992-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5271362A (en) * | 1990-06-27 | 1993-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5115774A (en) * | 1990-12-26 | 1992-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| JPH04228850A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-18 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式内燃機関 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS612765A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光学部材の製造方法 |
| JPS62162721A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | Toyota Motor Corp | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63027693A patent/JP2650298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7021280B2 (en) | 2004-01-14 | 2006-04-04 | Toyota Jidoshi Kabushiki Kaisha | In-cylinder fuel injection internal-combustion engine |
| DE102005001698B4 (de) * | 2004-01-14 | 2009-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung im Zylinder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01203613A (ja) | 1989-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4958604A (en) | Direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine | |
| EP0694682B1 (en) | A spark-ignited direct fuel injection engine | |
| KR100926661B1 (ko) | 통내 분사식 불꽃 점화 내연 기관 | |
| JPH01219311A (ja) | 火花点火筒内噴射エンジン | |
| US10718258B2 (en) | Spark-ignited direct-injection engine combustion systems | |
| US6095114A (en) | Gasoline direct-injection engine | |
| JP2002188448A (ja) | 筒内噴射ガソリンエンジン | |
| EP1026377B1 (en) | Direct-fuel-injection-type spark-ignition internal combustion engine | |
| JP2650298B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH10131757A (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JP4026784B2 (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
| JP2009121251A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JPH04166612A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JP2527653Y2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH0458030A (ja) | 筒内噴射式２サイクル内燃機関 | |
| JPH085306Y2 (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 | |
| JP2569919B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JPS63215817A (ja) | エンジンの燃焼室構造 | |
| JP3820688B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火エンジン | |
| JP3852281B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2587370Y2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP3468055B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関 | |
| JP2882041B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP2002004864A (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 | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516 Year of fee payment: 11 |