JP2828093B2 - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関Info
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 90
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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
-
- 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
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- 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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒内噴射式内燃機関
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室頂部のほぼ中央部に点火栓を配置
し、燃焼室内に燃料を噴射するようにした筒内噴射式内
燃機関において燃料噴射量の少ない機関低負荷運転時に
噴射燃料を良好に着火燃焼せしめるには噴射燃料を点火
栓周りに集める必要がある。そこで燃焼室頂部のほぼ中
央部に点火栓を配置し、燃焼室頂部の周縁部に燃料噴射
弁を配置し、燃料噴射弁の下方から点火栓の下方まで延
びる円形浅皿状の凹溝をピストン頂面上に形成し、燃焼
室内にシリンダ軸線回りの旋回流を発生させてこの旋回
流により浅皿状凹溝内に凹溝の周壁面に沿って旋回する
旋回流を発生させ、燃料噴射弁から浅皿状凹溝の一側に
噴射された燃料を旋回流により浅皿状凹溝の周壁面に沿
って浅皿状凹溝の他側に位置する点火栓周りに運び、点
火栓周りに運ばれた噴射燃料を点火栓により着火せしめ
るようにした筒内噴射式内燃機関が公知である（実開平
１−１２４０４２号公報参照）。
し、燃焼室内に燃料を噴射するようにした筒内噴射式内
燃機関において燃料噴射量の少ない機関低負荷運転時に
噴射燃料を良好に着火燃焼せしめるには噴射燃料を点火
栓周りに集める必要がある。そこで燃焼室頂部のほぼ中
央部に点火栓を配置し、燃焼室頂部の周縁部に燃料噴射
弁を配置し、燃料噴射弁の下方から点火栓の下方まで延
びる円形浅皿状の凹溝をピストン頂面上に形成し、燃焼
室内にシリンダ軸線回りの旋回流を発生させてこの旋回
流により浅皿状凹溝内に凹溝の周壁面に沿って旋回する
旋回流を発生させ、燃料噴射弁から浅皿状凹溝の一側に
噴射された燃料を旋回流により浅皿状凹溝の周壁面に沿
って浅皿状凹溝の他側に位置する点火栓周りに運び、点
火栓周りに運ばれた噴射燃料を点火栓により着火せしめ
るようにした筒内噴射式内燃機関が公知である（実開平
１−１２４０４２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの公知の筒
内噴射式内燃機関とは異なり、シリンダ軸線を含む平面
内において旋回する旋回流を発生させ、この旋回流によ
り、より一層確実に点火栓周りに噴射燃料を集めるよう
にした筒内噴射式内燃機関を提供することにある。
内噴射式内燃機関とは異なり、シリンダ軸線を含む平面
内において旋回する旋回流を発生させ、この旋回流によ
り、より一層確実に点火栓周りに噴射燃料を集めるよう
にした筒内噴射式内燃機関を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち、１番目の発明によ
れば、燃焼室頂部のほぼ中央部に点火栓を配置すると共
に燃焼室頂部の周縁部に燃料噴射弁を配置し、燃料噴射
弁の下方から点火栓の下方まで延びる凹溝をピストン頂
面上に形成し、燃料噴射弁下方のシリンダ内壁面に沿っ
て下降した後ピストン頂面上において向きを変え次いで
排気弁下方において上昇する旋回流を燃焼室内に発生さ
せ、燃料噴射弁から凹溝内に向けて噴射された燃料を凹
溝の底壁面により案内して点火栓の下方から点火栓周り
に向かわせるようにしている。即ち、噴射燃料は凹溝の
底壁面に沿いつつ点火栓の下方から点火栓に向かい、点
火栓周りに形成された混合気が点火栓により着火燃焼せ
しめられる。
れば、燃焼室頂部のほぼ中央部に点火栓を配置すると共
に燃焼室頂部の周縁部に燃料噴射弁を配置し、燃料噴射
弁の下方から点火栓の下方まで延びる凹溝をピストン頂
面上に形成し、燃料噴射弁下方のシリンダ内壁面に沿っ
て下降した後ピストン頂面上において向きを変え次いで
排気弁下方において上昇する旋回流を燃焼室内に発生さ
せ、燃料噴射弁から凹溝内に向けて噴射された燃料を凹
溝の底壁面により案内して点火栓の下方から点火栓周り
に向かわせるようにしている。即ち、噴射燃料は凹溝の
底壁面に沿いつつ点火栓の下方から点火栓に向かい、点
火栓周りに形成された混合気が点火栓により着火燃焼せ
しめられる。
【０００５】２番目の発明では１番目の発明において、
燃料噴射弁と点火栓を含みシリンダ軸線に沿って延びる
平面内における凹溝の断面形状を下に凸のほぼ円弧状に
形成すると共にこの平面と直交する平面内における凹溝
中央部の横断面形状を下に凸のほぼ円弧状に形成してい
る。３番目の発明では２番目の発明において、凹溝がほ
ぼ球面状をなす。
燃料噴射弁と点火栓を含みシリンダ軸線に沿って延びる
平面内における凹溝の断面形状を下に凸のほぼ円弧状に
形成すると共にこの平面と直交する平面内における凹溝
中央部の横断面形状を下に凸のほぼ円弧状に形成してい
る。３番目の発明では２番目の発明において、凹溝がほ
ぼ球面状をなす。
【０００６】４番目の発明では１番目の発明において、
ピストンが上死点に達したときにシリンダ軸線に関し凹
溝と反対側のピストン頂面部分とシリンダヘッド内壁面
間にスキッシュエリアが形成される。５番目の発明では
１番目の発明において、一対の給気弁を具備し、給気弁
と給気弁との間の下方に燃料噴射弁を配置している。
ピストンが上死点に達したときにシリンダ軸線に関し凹
溝と反対側のピストン頂面部分とシリンダヘッド内壁面
間にスキッシュエリアが形成される。５番目の発明では
１番目の発明において、一対の給気弁を具備し、給気弁
と給気弁との間の下方に燃料噴射弁を配置している。
【０００７】６番目の発明では１番目の発明において、
吸入空気を給気弁から給気弁下方のシリンダ内壁面に沿
うように燃焼室内に流入させることによって旋回流を発
生せしめるようにしている。
吸入空気を給気弁から給気弁下方のシリンダ内壁面に沿
うように燃焼室内に流入させることによって旋回流を発
生せしめるようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１から図３は本発明を筒内噴射
式２サイクル機関に適用した場合を示している。図１お
よび図３を参照すると、１はシリンダブロック、２はシ
リンダブロック１内で往復動するピストン、３はシリン
ダブロック１上に固定されたシリンダヘッド、４はシリ
ンダヘッド３の内壁面３ａとピストン２の頂面間に形成
された燃焼室を夫々示す。シリンダヘッド内壁面３ａ上
には凹溝５が形成され、この凹溝５の底壁面をなすシリ
ンダヘッド内壁面部分３ｂ上に一対の給気弁６が配置さ
れる。一方、凹溝５を除くシリンダヘッド内壁面部分３
ｃは傾斜したほぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁
面部分３ｃ上に一対の排気弁７が配置される。シリンダ
ヘッド内壁面部分３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３ｃ
は凹溝５の周壁８を介して互いに接続されている。この
凹溝周壁８は給気弁６の周縁部に極めて近接配置されか
つ給気弁６の周縁部に沿って円弧状に延びる一対のマス
ク壁８ａと、給気弁６間に位置する新気ガイド壁８ｂ
と、シリンダヘッド内壁面３ａの周壁と給気弁６間に位
置する一対の新気ガイド壁８ｃとにより構成される。各
マスク壁８ａは最大リフト位置にある給気弁６よりも下
方まで燃焼室４に向けて延びており、従って排気弁７側
に位置する給気弁６周縁部と弁座９間の開口は給気弁６
の開弁期間全体に亙ってマスク壁８ａにより閉鎖される
ことになる。また、各新気ガイド壁８ｂ，８ｃはほぼ同
一平面内に位置しており、更にこれらの新気ガイド壁８
ｂ，８ｃは両給気弁６の中心を結ぶ線に対してほぼ平行
に延びている。点火栓10はシリンダヘッド内壁面３ａの
中心に位置するようにシリンダヘッド内壁面部分３ｃ上
に配置されている。一方、排気弁７に対しては排気弁７
と弁座１１間の開口を覆うマスク壁が設けられておら
ず、従って排気弁７が開弁すると排気弁７と弁座１１間
に形成される開口はその全体が燃焼室４内に開口するこ
とになる。
式２サイクル機関に適用した場合を示している。図１お
よび図３を参照すると、１はシリンダブロック、２はシ
リンダブロック１内で往復動するピストン、３はシリン
ダブロック１上に固定されたシリンダヘッド、４はシリ
ンダヘッド３の内壁面３ａとピストン２の頂面間に形成
された燃焼室を夫々示す。シリンダヘッド内壁面３ａ上
には凹溝５が形成され、この凹溝５の底壁面をなすシリ
ンダヘッド内壁面部分３ｂ上に一対の給気弁６が配置さ
れる。一方、凹溝５を除くシリンダヘッド内壁面部分３
ｃは傾斜したほぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁
面部分３ｃ上に一対の排気弁７が配置される。シリンダ
ヘッド内壁面部分３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３ｃ
は凹溝５の周壁８を介して互いに接続されている。この
凹溝周壁８は給気弁６の周縁部に極めて近接配置されか
つ給気弁６の周縁部に沿って円弧状に延びる一対のマス
ク壁８ａと、給気弁６間に位置する新気ガイド壁８ｂ
と、シリンダヘッド内壁面３ａの周壁と給気弁６間に位
置する一対の新気ガイド壁８ｃとにより構成される。各
マスク壁８ａは最大リフト位置にある給気弁６よりも下
方まで燃焼室４に向けて延びており、従って排気弁７側
に位置する給気弁６周縁部と弁座９間の開口は給気弁６
の開弁期間全体に亙ってマスク壁８ａにより閉鎖される
ことになる。また、各新気ガイド壁８ｂ，８ｃはほぼ同
一平面内に位置しており、更にこれらの新気ガイド壁８
ｂ，８ｃは両給気弁６の中心を結ぶ線に対してほぼ平行
に延びている。点火栓10はシリンダヘッド内壁面３ａの
中心に位置するようにシリンダヘッド内壁面部分３ｃ上
に配置されている。一方、排気弁７に対しては排気弁７
と弁座１１間の開口を覆うマスク壁が設けられておら
ず、従って排気弁７が開弁すると排気弁７と弁座１１間
に形成される開口はその全体が燃焼室４内に開口するこ
とになる。
【０００９】シリンダヘッド３内には給気弁６に対して
給気ポート１２が形成され、排気弁７に対して排気ポー
ト１３が形成される。一方、両給気弁６の間の下方に位
置するシリンダヘッド内壁面３ａの周縁部には燃料噴射
弁１４が配置され、この燃料噴射弁１４から燃料が燃焼
室４内に向けて噴射される。図１および図２に示される
ようにピストン２の頂面上には点火栓１０の下方から燃
料噴射弁１４の先端部の下方まで延びる凹溝１５が形成
される。図１および図２に示される実施例ではこの凹溝
１５は点火栓１０と燃料噴射弁１４とを含む垂直平面Ｋ
−Ｋに対して対称なほぼ球面状をなす。また、ピストン
２の頂面の中心部には凹溝１５よりも曲率の小さな球面
状をなす凹所１６が形成される。この凹所１６も垂直平
面Ｋ−Ｋ上に形成されており、この凹所１６は凹溝１５
の凹状内壁面の上方部に開口している。図１に示すよう
に、ピストン２が上死点に達すると点火栓１０が凹所１
６内に侵入する。一方、凹所１６に関して凹溝１５と反
対側のピストン２の頂面部分２ａは傾斜したほぼ平坦面
から形成され、図１に示すようにピストン２が上死点に
達するとシリンダヘッド内壁面部分３ｃとピストン頂面
部分２ａ間にはスキッシュエリア１７が形成される。
給気ポート１２が形成され、排気弁７に対して排気ポー
ト１３が形成される。一方、両給気弁６の間の下方に位
置するシリンダヘッド内壁面３ａの周縁部には燃料噴射
弁１４が配置され、この燃料噴射弁１４から燃料が燃焼
室４内に向けて噴射される。図１および図２に示される
ようにピストン２の頂面上には点火栓１０の下方から燃
料噴射弁１４の先端部の下方まで延びる凹溝１５が形成
される。図１および図２に示される実施例ではこの凹溝
１５は点火栓１０と燃料噴射弁１４とを含む垂直平面Ｋ
−Ｋに対して対称なほぼ球面状をなす。また、ピストン
２の頂面の中心部には凹溝１５よりも曲率の小さな球面
状をなす凹所１６が形成される。この凹所１６も垂直平
面Ｋ−Ｋ上に形成されており、この凹所１６は凹溝１５
の凹状内壁面の上方部に開口している。図１に示すよう
に、ピストン２が上死点に達すると点火栓１０が凹所１
６内に侵入する。一方、凹所１６に関して凹溝１５と反
対側のピストン２の頂面部分２ａは傾斜したほぼ平坦面
から形成され、図１に示すようにピストン２が上死点に
達するとシリンダヘッド内壁面部分３ｃとピストン頂面
部分２ａ間にはスキッシュエリア１７が形成される。
【００１０】図４に示されるように図１から図３に示す
実施例では排気弁７が給気弁６よりも先に開弁し、排気
弁７が給気弁６よりも先に閉弁する。また、図４におい
てＩ l は機関低負荷運転時における燃料噴射時期を示し
ており、Ｉh1およびＩh2は機関高負荷運転時における燃
料噴射時期を示している。従って図４から機関高負荷運
転時には２回に分けて燃料噴射が行われることがわか
る。更に図４に示されるように機関高負荷運転時におけ
る第１回目の燃料噴射Ｉh1は排気弁７が閉弁したとき、
或いは排気弁７が閉弁する前後において行われ、第２回
目の燃料噴射Ｉh2は上死点ＴＤＣ前５０度から８０度程
度において行われることがわかる。また、機関低負荷運
転時における燃料噴射時期Ｉl は機関高負荷運転時にお
ける第２回目の燃料噴射時期Ｉh2よりも遅いことがわか
る。
実施例では排気弁７が給気弁６よりも先に開弁し、排気
弁７が給気弁６よりも先に閉弁する。また、図４におい
てＩ l は機関低負荷運転時における燃料噴射時期を示し
ており、Ｉh1およびＩh2は機関高負荷運転時における燃
料噴射時期を示している。従って図４から機関高負荷運
転時には２回に分けて燃料噴射が行われることがわか
る。更に図４に示されるように機関高負荷運転時におけ
る第１回目の燃料噴射Ｉh1は排気弁７が閉弁したとき、
或いは排気弁７が閉弁する前後において行われ、第２回
目の燃料噴射Ｉh2は上死点ＴＤＣ前５０度から８０度程
度において行われることがわかる。また、機関低負荷運
転時における燃料噴射時期Ｉl は機関高負荷運転時にお
ける第２回目の燃料噴射時期Ｉh2よりも遅いことがわか
る。
【００１１】次に図５から図１０を参照しつつ低負荷運
転時および高負荷運転時における噴射方法について説明
する。図５に示すように給気弁６および排気弁７が開弁
すると給気弁６を介して燃焼室４内に空気が流入する。
このとき、排気弁７側の給気弁６の開口はマスク壁８ａ
によって覆われているので空気はマスク壁８ａと反対側
の給気弁６の開口から燃焼室４内に流入する。この空気
は矢印Ｗで示すように給気弁６下方のシリンダボア内壁
面に沿い下降し、次いでピストン２の頂面に沿い進んで
排気弁７下方のシリンダボア内壁面に沿い上昇し、斯く
して空気は燃焼室４内をループ状に流れることになる。
このループ状に流れる空気Ｗによって燃焼室４内の既燃
ガスが排気弁７を介して排出され、更にこのループ状に
流れる空気Ｗによって燃焼室４内には垂直面内で旋回す
る旋回流Ｘが発生せしめられる。次いでピストン２が下
死点ＢＤＣを過ぎて上昇を開始し、給気弁６および排気
弁７が閉弁すると燃料噴射弁１４からの燃料噴射が行わ
れる。
転時および高負荷運転時における噴射方法について説明
する。図５に示すように給気弁６および排気弁７が開弁
すると給気弁６を介して燃焼室４内に空気が流入する。
このとき、排気弁７側の給気弁６の開口はマスク壁８ａ
によって覆われているので空気はマスク壁８ａと反対側
の給気弁６の開口から燃焼室４内に流入する。この空気
は矢印Ｗで示すように給気弁６下方のシリンダボア内壁
面に沿い下降し、次いでピストン２の頂面に沿い進んで
排気弁７下方のシリンダボア内壁面に沿い上昇し、斯く
して空気は燃焼室４内をループ状に流れることになる。
このループ状に流れる空気Ｗによって燃焼室４内の既燃
ガスが排気弁７を介して排出され、更にこのループ状に
流れる空気Ｗによって燃焼室４内には垂直面内で旋回す
る旋回流Ｘが発生せしめられる。次いでピストン２が下
死点ＢＤＣを過ぎて上昇を開始し、給気弁６および排気
弁７が閉弁すると燃料噴射弁１４からの燃料噴射が行わ
れる。
【００１２】図６および図７は機関低負荷運転時を示し
ており、図８、図９および図１０は機関高負荷運転時を
示している。図６に示されるように燃料噴射弁１４から
は凹溝１５の凹状内壁面に向けて燃料が噴射される。図
１から図３に示す実施例ではこの噴射燃料の噴霧は図６
に示されるように例えば円錐状をなしており、この噴射
燃料の噴射軸線Ｚは図２に示す垂直平面Ｋ−Ｋ内に位置
している。
ており、図８、図９および図１０は機関高負荷運転時を
示している。図６に示されるように燃料噴射弁１４から
は凹溝１５の凹状内壁面に向けて燃料が噴射される。図
１から図３に示す実施例ではこの噴射燃料の噴霧は図６
に示されるように例えば円錐状をなしており、この噴射
燃料の噴射軸線Ｚは図２に示す垂直平面Ｋ−Ｋ内に位置
している。
【００１３】機関低負荷運転時には図６に示されるよう
に噴射軸線Ｚに沿う噴射燃料が鋭角θをなして斜めに凹
溝１５の凹状内壁面状に衝突する。このように噴射燃料
が凹溝１５の凹状内壁面上に斜めに衝突すると衝突した
燃料は図７においてＦ1 で示されるように慣性力によっ
て凹溝１５の凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓１０の
下方に進み、次いで凹所１６内に送り込まれて点火栓１
０の下方から点火栓１０に向かう。機関低負荷運転時に
は噴射量が少ないがこのとき大部分の噴射燃料が点火栓
１０の周りに運ばれるので点火栓１０の周りには着火可
能な混合気が形成されることになる。また、図５に示さ
れるように燃焼室４内に発生した旋回流Ｘはピストン２
が上昇するにつれて減衰しつつ旋回半径が次第に小さく
なり、ピストン２が上死点に近づくと図６に示されるよ
うに凹溝１５の凹状内壁面に沿う旋回流Ｘとなる。噴射
燃料はこの旋回流Ｘによっても点火栓１０の下方に向か
う力が与えられる。また、ピストン２が更に上死点に近
づくと図７において矢印Ｓで示すようにスキッシュエリ
ア１７からスキッシュ流が噴出し、このスキッシュ流Ｓ
も凹溝１５の凹状内壁面に沿って進む。従って噴射燃料
はこのスキッシュ流Ｓによっても点火栓１０の下方に向
かう力が与えられる。また、凹溝１５の凹状内壁面に沿
い点火栓１０の下方に向かう燃料は旋回流Ｘおよびスキ
ッシュ流Ｓによって気化せしめられ、斯くして点火栓１
０の周りには十分に気化した可燃混合気が集まることに
なる。斯くして噴射量が少ない機関低負荷運転時であっ
ても良好な着火と、それに続く良好な燃焼が得られるこ
とになる。
に噴射軸線Ｚに沿う噴射燃料が鋭角θをなして斜めに凹
溝１５の凹状内壁面状に衝突する。このように噴射燃料
が凹溝１５の凹状内壁面上に斜めに衝突すると衝突した
燃料は図７においてＦ1 で示されるように慣性力によっ
て凹溝１５の凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓１０の
下方に進み、次いで凹所１６内に送り込まれて点火栓１
０の下方から点火栓１０に向かう。機関低負荷運転時に
は噴射量が少ないがこのとき大部分の噴射燃料が点火栓
１０の周りに運ばれるので点火栓１０の周りには着火可
能な混合気が形成されることになる。また、図５に示さ
れるように燃焼室４内に発生した旋回流Ｘはピストン２
が上昇するにつれて減衰しつつ旋回半径が次第に小さく
なり、ピストン２が上死点に近づくと図６に示されるよ
うに凹溝１５の凹状内壁面に沿う旋回流Ｘとなる。噴射
燃料はこの旋回流Ｘによっても点火栓１０の下方に向か
う力が与えられる。また、ピストン２が更に上死点に近
づくと図７において矢印Ｓで示すようにスキッシュエリ
ア１７からスキッシュ流が噴出し、このスキッシュ流Ｓ
も凹溝１５の凹状内壁面に沿って進む。従って噴射燃料
はこのスキッシュ流Ｓによっても点火栓１０の下方に向
かう力が与えられる。また、凹溝１５の凹状内壁面に沿
い点火栓１０の下方に向かう燃料は旋回流Ｘおよびスキ
ッシュ流Ｓによって気化せしめられ、斯くして点火栓１
０の周りには十分に気化した可燃混合気が集まることに
なる。斯くして噴射量が少ない機関低負荷運転時であっ
ても良好な着火と、それに続く良好な燃焼が得られるこ
とになる。
【００１４】一方、機関高負荷運転時には前述したよう
に排気弁７が閉弁する前後において燃料噴射弁１４から
第１回目の燃料噴射Ｉh1が行われる。このように第１回
目の燃料噴射Ｉh1は排気弁７が閉弁する前後において行
われるので噴射燃料が排気弁７を介して排気ポート１３
内に吹き抜けることがない。また、第１回目の燃料噴射
Ｉh1が行われるときには図８に示されるようにピストン
２の位置が低く、従って噴射燃料はピストン２頂面の広
い範囲に亘って衝突せしめられることになる。このとき
ピストン２は噴射燃料によって冷却され、噴射燃料はピ
ストン２から熱を受けるために噴射燃料の気化が促進さ
れることになる。また、このとき燃焼室４内には図５に
示すような強力な旋回流Ｘが発生しているので噴射燃料
と空気とが良好にミキシングされ、また噴射時期が早い
ために噴射燃料に対して燃料が気化するのに十分な時間
が与えられる。従って点火栓１０による点火が行われる
以前に燃焼室４内に均一の混合気が形成されることにな
る。なお、燃料噴射が２回に分けて行われるので第１回
目の燃料噴射Ｉh1によって燃焼室４内に形成される混合
気はかなり稀薄な混合気であり、従って燃焼室４内には
かなり稀薄な均一混合気が形成される。この混合気は燃
焼室４内に残留する高温の既燃ガスによって加熱される
が混合気が稀薄であるために燃料密度が小さく、従って
この混合気は自己着火するに至らない。即ち、自己着火
して燃焼騒音が発生することもなく、またノッキングが
発生することもない。
に排気弁７が閉弁する前後において燃料噴射弁１４から
第１回目の燃料噴射Ｉh1が行われる。このように第１回
目の燃料噴射Ｉh1は排気弁７が閉弁する前後において行
われるので噴射燃料が排気弁７を介して排気ポート１３
内に吹き抜けることがない。また、第１回目の燃料噴射
Ｉh1が行われるときには図８に示されるようにピストン
２の位置が低く、従って噴射燃料はピストン２頂面の広
い範囲に亘って衝突せしめられることになる。このとき
ピストン２は噴射燃料によって冷却され、噴射燃料はピ
ストン２から熱を受けるために噴射燃料の気化が促進さ
れることになる。また、このとき燃焼室４内には図５に
示すような強力な旋回流Ｘが発生しているので噴射燃料
と空気とが良好にミキシングされ、また噴射時期が早い
ために噴射燃料に対して燃料が気化するのに十分な時間
が与えられる。従って点火栓１０による点火が行われる
以前に燃焼室４内に均一の混合気が形成されることにな
る。なお、燃料噴射が２回に分けて行われるので第１回
目の燃料噴射Ｉh1によって燃焼室４内に形成される混合
気はかなり稀薄な混合気であり、従って燃焼室４内には
かなり稀薄な均一混合気が形成される。この混合気は燃
焼室４内に残留する高温の既燃ガスによって加熱される
が混合気が稀薄であるために燃料密度が小さく、従って
この混合気は自己着火するに至らない。即ち、自己着火
して燃焼騒音が発生することもなく、またノッキングが
発生することもない。
【００１５】次いで図９に示されるように機関低負荷運
転時に比べてピストン２が低い位置にあるときに第２回
目の燃料噴射Ｉh2が開始される。このときには図９に示
されるように噴射軸線Ｚに沿う噴射燃料は凹溝１５の凹
状内壁面上にほぼ垂直に衝突する。このように噴射燃料
が凹溝１５の凹状内壁面上にほぼ垂直に衝突すると衝突
した燃料は図１０においてＦ2 で示されるように噴射軸
線Ｚに沿う噴射燃料の衝突点を中心として凹溝１５の凹
状内壁面上を四方に広がることになる。従ってこの場合
には衝突した噴射燃料のほんの一部が点火栓１０の下方
に進み、次いで凹所１６内に送り込まれる。このように
噴射量の多い機関高負荷運転時には噴射燃料のほんの一
部が点火栓１０の周りに送り込まれるので点火栓１０の
周りに形成される混合気は過濃とならず、斯くして点火
栓１０の周りには良好に着火可能な混合気が形成され
る。また、機関高負荷運転時には噴射燃料が高温の凹溝
１５の凹状内壁面上に広範囲に分散されるので噴射燃料
の気化が促進され、しかも２回に分けて噴射されている
ために凹溝１５内に噴射される燃料量が少ないので噴射
燃料は十分に気化せしめられる。従って凹溝１５内に噴
射された燃料は十分な空気の存在下で燃焼せしめられる
のでスモークが発生することがない。また、機関高負荷
運転時にも図６に示すような旋回流Ｘおよび図７に示す
ようなスキッシュ流Ｓが発生し、従ってこれら旋回流Ｘ
およびスキッシュ流Ｓによって噴射燃料Ｉh2と空気とが
十分にミキシングされるのでスモークが発生することの
ない良好な燃焼を得ることができる。
転時に比べてピストン２が低い位置にあるときに第２回
目の燃料噴射Ｉh2が開始される。このときには図９に示
されるように噴射軸線Ｚに沿う噴射燃料は凹溝１５の凹
状内壁面上にほぼ垂直に衝突する。このように噴射燃料
が凹溝１５の凹状内壁面上にほぼ垂直に衝突すると衝突
した燃料は図１０においてＦ2 で示されるように噴射軸
線Ｚに沿う噴射燃料の衝突点を中心として凹溝１５の凹
状内壁面上を四方に広がることになる。従ってこの場合
には衝突した噴射燃料のほんの一部が点火栓１０の下方
に進み、次いで凹所１６内に送り込まれる。このように
噴射量の多い機関高負荷運転時には噴射燃料のほんの一
部が点火栓１０の周りに送り込まれるので点火栓１０の
周りに形成される混合気は過濃とならず、斯くして点火
栓１０の周りには良好に着火可能な混合気が形成され
る。また、機関高負荷運転時には噴射燃料が高温の凹溝
１５の凹状内壁面上に広範囲に分散されるので噴射燃料
の気化が促進され、しかも２回に分けて噴射されている
ために凹溝１５内に噴射される燃料量が少ないので噴射
燃料は十分に気化せしめられる。従って凹溝１５内に噴
射された燃料は十分な空気の存在下で燃焼せしめられる
のでスモークが発生することがない。また、機関高負荷
運転時にも図６に示すような旋回流Ｘおよび図７に示す
ようなスキッシュ流Ｓが発生し、従ってこれら旋回流Ｘ
およびスキッシュ流Ｓによって噴射燃料Ｉh2と空気とが
十分にミキシングされるのでスモークが発生することの
ない良好な燃焼を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】噴射燃料を点火栓の下方から点火栓に向
かわせることによって噴射燃料を確実に点火栓周りに集
めることができるので燃料噴射量の少ない機関低負荷運
転時であっても噴射燃料を容易に着火燃焼せしめること
ができる。
かわせることによって噴射燃料を確実に点火栓周りに集
めることができるので燃料噴射量の少ない機関低負荷運
転時であっても噴射燃料を容易に着火燃焼せしめること
ができる。
【図１】２サイクル内燃機関の側面断面図である。
【図２】図１のピストンの平面図である。
【図３】図１のシリンダヘッドの底面図である。
【図４】給排気弁の開弁時期および燃料噴射時期を示す
線図である。
線図である。
【図５】機関運転中の燃焼室内の様子を説明するための
図である。
図である。
【図６】低負荷運転時の燃焼室内の様子を説明するため
の図である。
の図である。
【図７】低負荷運転時の燃焼室内の様子を説明するため
の図である。
の図である。
【図８】高負荷運転時の燃焼室内の様子を説明するため
の図である。
の図である。
【図９】高負荷運転時の燃焼室内の様子を説明するため
の図である。
の図である。
【図１０】高負荷運転時の燃焼室内の様子を説明するた
めの図である。
めの図である。
２…ピストン ４…燃焼室 ６…給気弁 ７…排気弁 １０…点火栓 １４…燃料噴射弁 １５…凹溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ ３１０Ｓ (56)参考文献 特開 昭62−191622（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16360（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49923（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−125911（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203613（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−138316（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−124042（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−160172（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−126026（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02B 1/00 - 23/10
Claims (6)
- 【請求項１】 燃焼室頂部のほぼ中央部に点火栓を配置
すると共に燃焼室頂部の周縁部に燃料噴射弁を配置し、
燃料噴射弁の下方から点火栓の下方まで延びる凹溝をピ
ストン頂面上に形成し、燃料噴射弁下方のシリンダ内壁
面に沿って下降した後ピストン頂面上において向きを変
え次いで排気弁下方において上昇する旋回流を燃焼室内
に発生させ、燃料噴射弁から凹溝内に向けて噴射された
燃料を凹溝の底壁面により案内して点火栓の下方から点
火栓周りに向かわせるようにした筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項２】 燃料噴射弁と点火栓を含みシリンダ軸線
に沿って延びる平面内における上記凹溝の断面形状を下
に凸のほぼ円弧状に形成すると共に該平面と直交する平
面内における該凹溝中央部の横断面形状を下に凸のほぼ
円弧状に形成した請求項１に記載の筒内噴射式内燃機
関。 - 【請求項３】 上記凹溝がほぼ球面状をなす請求項２に
記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項４】 ピストンが上死点に達したときにシリン
ダ軸線に関し上記凹溝と反対側のピストン頂面部分とシ
リンダヘッド内壁面間にスキッシュエリアが形成される
請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項５】 一対の給気弁を具備し、給気弁と給気弁
との間の下方に燃料噴射弁を配置した請求項１に記載の
筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項６】 吸入空気を給気弁から給気弁下方のシリ
ンダ内壁面に沿うように燃焼室内に流入させることによ
って上記旋回流を発生せしめるようにした請求項１に記
載の筒内噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9118428A JP2828093B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 筒内噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9118428A JP2828093B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 筒内噴射式内燃機関 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2166880A Division JP2841748B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 筒内噴射式２サイクル内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054247A JPH1054247A (ja) | 1998-02-24 |
| JP2828093B2 true JP2828093B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=14736409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9118428A Expired - Lifetime JP2828093B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 筒内噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828093B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3695251B2 (ja) | 1999-10-01 | 2005-09-14 | 日産自動車株式会社 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
-
1997
- 1997-05-08 JP JP9118428A patent/JP2828093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1054247A (ja) | 1998-02-24 |
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Legal Events
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