JP3049730B2 - 燃料衝突拡散式エンジン - Google Patents

燃料衝突拡散式エンジン

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JP3049730B2 JP2112650A JP11265090A JP3049730B2 JP 3049730 B2 JP3049730 B2 JP 3049730B2 JP 2112650 A JP2112650 A JP 2112650A JP 11265090 A JP11265090 A JP 11265090A JP 3049730 B2 JP3049730 B2 JP 3049730B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は，燃焼室内に設けた突起体に燃料噴射ノズ
ルから噴射される燃料を直接衝突させる燃料衝突拡散式
エンジンに関する。
〔従来の技術〕
従来，エンジンの燃焼室としては，直接噴射式及び副
室式によって代表されている。直接噴射式燃焼室は、燃
料噴射ノズルより噴射された燃料の噴射エネルギー及び
燃焼室内に形成されるスワール及びスキッシュ流によっ
て燃料と空気との混合を達成し、可燃性混合気を形成し
ている。しかしながら、直接噴射式燃焼室は，スワール
生成のため，吸気効率が低下するという問題を有し，ま
た，燃料の噴霧微粒化及び貫徹力をアップさせるため，
燃料噴射ノズルを高圧化，高噴射率化に構成しなければ
ならず，構造が複雑になるという問題を有している。
また，副室式燃焼室は，副室内に形成される高スワー
ルによって燃料油滴と空気との混合を達成し，可燃性混
合気を形成している。該副室式燃焼室は，副室内に高ス
ワールを形成し，また主室と副室との総和の伝熱面積が
増大して熱損失が増加するという問題があり，更に，主
室と副室とを連通する連絡孔による絞り損失が増加する
という問題を有している。
そこで，上記問題点を解決するために，燃料の衝突噴
流を利用した直接噴射式衝突拡散層状給気式，いわゆ
る,OSKA式の燃焼室を持つエンジンが開示されている。O
SKA式エンジンは，ピストンに形成した凹部即ちキャビ
ティの底部中央から突出する衝突部を設け，該衝突部の
周囲に凹状の燃焼室を形成し，燃料噴射ノズルから噴射
された液状燃料を衝突部に衝突させ，燃料噴流の衝突部
への衝突作用によって衝突面を起点として燃料の拡散，
微粒化等を達成し，燃料と空気との良好な混合を達成さ
せるものである。上記のような燃焼室を有するエンジン
では，燃料噴射ノズルの単孔ノズルから噴射された燃料
をピストンヘッドの衝突部の平らな衝突面に衝突させて
円盤状に拡散させ，次いでピストンの上昇によって生じ
るスキッシュ流によって燃料をキャビティの下方に押し
込められながら，該燃料と空気とを混合して混合気を形
成するものである。
また，特開昭63−120815号公報には，外部点火による
燃料噴射式内燃機関が開示されている。該外部点火によ
る燃料噴射式内燃機関は，ピストン頂面にキャビティを
形成すると共に，該キャビティ内壁面上に突出部を設
け，該突出部上に断熱構造の衝突面を形成し，シリンダ
ヘッドに設けた燃料噴射弁から大部分の燃料を衝突面に
向けて噴射させ，他の領域よりも濃い混合気領域を上記
突出部周りに形成し，点火装置をこの濃い混合気領域内
に位置するようにシリンダヘッドに取付け，該点火装置
で点火時に混合気に点火するものである。該燃料噴射式
内燃機関は，上記の構成によってノッキングが発生しな
いことによって高圧縮比を可能にし，熱効率を向上させ
て燃料消費率を向上させたものである。
また，特開昭62−139921号公報には，燃料衝突反射拡
散燃焼方式の内燃機関が開示されている。該内燃機関
は，ノズルより燃焼噴流をピストン面又はキャビティ内
に噴射衝突させ，衝突面での反射拡散作用によって衝突
部を起点としてキャビティ全域に燃料の拡散分布と混合
を計り，スワールに依存するよりもスキッシュ流によっ
て空気利用率を高め，燃焼期間の短縮を図るものであ
り，衝突部をセラミック材等の耐熱性，耐摩耗性材料で
形成し，該衝突部をピストン頂面又はキャビティ内に装
着したものである。
また，特開昭63−1710号公報に開示された直噴火花点
火多種燃料内燃機関は，噴射弁よりの噴霧角を制御し，
燃料主噴流をピストン下死点近傍にあるピストンキャビ
ティ内に到達せしめるようにし，キャビティ内に予混合
気を形成し，キャビティ外に空気層を形成した層状給気
を構築するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで，上記OSKA型の燃焼室を備えたピストンを用
いたエンジンは，単孔ノズルから噴射された燃料を衝突
させる衝突面はピストンヘッドの平らな衝突面であり，
燃料が該衝突面に衝突して円盤状に拡散するが，ピスト
ンの上昇行程によって燃焼室内へのスキッシュ流が発生
し，該スキッシュ流によって薄膜円盤状の燃料と空気と
良好な混合気を生成して燃焼状態を良好にするものであ
る。しかしながら，エンジンの始動時及び部分負荷時に
は，衝突面は低温状態であり，該衝突面に燃料が衝突し
た場合には良好な円盤状燃料薄膜が形成されず，カーボ
ン付着の現象が発生し，効果的な噴霧分布が得られず，
燃焼効率が悪化するという問題がある。更に，エンジン
の始動時及び部分負荷時には，スキッシュ流では必ずし
も燃料と空気との良好な混合気形成が得られないという
問題がある。
また，前掲特開昭63−120815号公報に開示された燃料
噴射式内燃機関は，衝突面を断熱構造に構成してメタノ
ールの気化を促進するものであるが，上記と同様の問題
を解決できるものではない。
また，前掲特開昭62−139921号公報及び特開昭63−17
10号公報に開示されたものについても，上記公報に開示
されたものと同様に，効果的な噴霧分布を得て良好な混
合気形成を実現できないという問題を有している。
この発明の目的は，上記の課題を解決することであ
り，ピストンヘッドに燃焼室を形成し，該燃焼室の中央
底面から突出した突起体を配置し，該突起体の頂面に衝
突面を形成し，シリンダヘッドに２つの吸気ポートを設
け，一方の吸気ポートを開閉可能に構成し，両者を開放
した状態では燃焼室へはスキッシュ流を発生させ，また
一方を閉鎖した状態では燃焼室内にスワールを発生させ
るように構成し、更に燃料噴射ノズルを主噴孔と副噴孔
を設けたピントルタイプに構成し，エンジンの作動状態
に応じて燃料噴射ノズルからの燃料の噴射を主噴孔又は
副噴孔から行い，燃料と空気との良好な混合気を形成
し，特に，エンジンの高負荷時には燃料噴射ノズルの主
噴孔から燃料を衝突面に噴射して円盤状燃料薄膜を形成
し，両方の吸気ポートからの吸入空気でスワールを発生
させないで，燃焼室へのスキッシュ流で流入する空気と
燃料との良好な混合を実現し，また部分負荷時には燃料
噴射ノズルの副噴孔から燃焼室の気中に燃料を噴霧し，
一方の吸気ポートを閉鎖して燃焼室にスワールを発生さ
せ，該スワールによって空気と燃料との良好な混合を実
現する燃料衝突拡散式エンジンを提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は，シリンダヘッドに形成した２つの吸気ポ
ート，ピストンヘッドに形成した燃焼室，該燃焼室のほ
ぼ中央部から突出する突起体，該突起体の衝突面に液状
燃料を衝突噴射させる主噴孔と前記燃焼室の気中に燃料
を噴射させる副噴孔とを有する燃料噴射ノズル，エンジ
ンの作動状態を検出するセンサー，前記吸気ポートのう
ち一方の吸気ポートに設けられた前記吸気ポートを開閉
させるシャッター，及び前記センサーによる検出信号に
応答して前記一方の吸気ポートの開閉状態及び前記燃料
噴射ノズルの噴射状態を制御するコントローラを有し，
前記コントローラは，前記センサーによる始動又は部分
負荷検出信号に応答して前記シャッターによって前記一
方の吸気ポートを閉鎖状態にして前記燃料噴射ノズルの
前記副噴孔から前記燃料を前記燃焼室の気中に噴射さ
せ，また，高負荷検出信号に応答して前記シャッターに
よって前記一方の吸気ポートを開放状態にして前記燃料
噴射ノズルの前記主噴孔から噴射された前記燃料を前記
突起体の前記衝突面に衝突させて円盤状燃料薄膜を形成
させる制御をすることから成る燃料衝突拡散式エンジン
に関する。
この燃料衝突拡散式エンジンは，上記のように構成さ
れているので,2つの吸気ポートから空気を燃焼室に吸入
すれば，前記吸気ポートからの流入ベクトルは燃焼室で
打ち消されてスワールは発生しない。また，一方の吸気
ポートからのみ空気を燃焼室に吸入すると，その流入ベ
クトルは燃焼室で強力なスワールを発生させる。燃焼室
への空気吸入の状態を制御することで，燃焼室での可変
スワールの制御を行って燃料と空気との良好な混合気形
成を実現することができる。
この燃料衝突拡散式エンジンは，始動，部分負荷及び
高負荷の作動状態に応答して，燃焼室内に強いスワール
又は強力なスキッシュ流を発生させることができ，且つ
燃料を燃焼室の気中又は燃焼室の突起体の衝突面に噴射
させ，噴射燃料と空気との良好な混合気形成を実現する
ことができる。従って，カーボンの付着等は発生を抑制
することができ，燃焼効率を向上できる。
この燃料衝突拡散式エンジンは，エンジン高負荷時に
は，両方の吸気ポートから吸入空気を燃焼室に吸入して
スワールを弱くして強力なスキッシュ流を発生させ，燃
料噴射ノズルの針弁のリフトを大きくして燃料噴射ノズ
ルの主噴孔から燃料を噴射して突起体の衝突面に衝突さ
せて該衝突面に沿って半径方向外向きに拡散して円盤状
燃料薄膜を形成し，該円盤状燃料薄膜とスキッシュ流に
よって流入する空気との混合を促進し，衝突面に付着し
た燃料は高温になっている衝突面で速やかに気化して強
力なスキッシュ流によって空気との混合が促進され，燃
焼が遅れるようなことを防止でき，また逆スキッシュ流
によって燃焼室内に乱れが発生し，燃焼が促進され燃焼
効率を改善することができる。
また，部分負荷時には，シャッターによって一方の吸
気ポートを閉鎖し，燃焼室に強力なスワールを発生さ
せ，前記燃料噴射ノズルの針弁のリフトを小さくして燃
料噴射ノズルの副噴孔から燃焼室の気中に燃料を噴射
し，スワールによって燃料と空気との混合を促進し，良
好な混合気形成を実現し，燃焼を促進する。
〔発明の実施の形態〕
以下，図面を参照して，この発明による燃料衝突拡散
式エンジンの実施例を説明する。第１図はこの発明によ
る燃料衝突拡散式エンジンの始動時及び部分負荷時の燃
料噴射状態を示す概略図，第２図は第１図の線II−IIに
おける断面及び吸排気ポートを示す説明図，第３図はこ
の発明による燃料衝突拡散式エンジンの高負荷時の燃料
噴射状態を示す説明図，及び第４図は第３図の線IV−IV
における断面及び吸排気ポートを示す説明図である。
第１図及び第３図に示すように，この燃料衝突拡散式
エンジンは，シリンダブロック9,シリンダブロック９に
固定された吸気ポート６及び排気ポート７を備えてシリ
ンダヘッド3,ピストン15のピストンヘッド部１に形成し
た燃焼室2,シリンダブロック９の孔部に嵌合したシリン
ダライナ14,シリンダライナ14内を往復運動するピスト
ン15,及びシリンダヘッド３の下面部に噴口を開口する
燃料噴射ノズル４を有している。
ピストン15は，例えば，アルミニウム等の金属材料か
ら成り，ピストン15のピストンヘッド部１には燃焼室２
が形成されている。燃焼室２の形状は，例えば，トロイ
ダル型に形成でき，燃焼室２の開口部10の口径を強く絞
って小さくしたリエントラント型に形成できる。燃焼室
２のほぼ中央底部には，その底面から立ち上がった状態
に突起体５を配置し，突起体５の上部を平らな円形状板
体に形成し，該円形状板体板の頂面を平滑な衝突面12に
形成している。
また，第２図及び第４図に示すように，シリンダヘッ
ド３には,2つの吸気ポート６が形成され，各吸気ポート
６には吸気弁16が各々配置されている。一方の吸気ポー
ト６には，吸気ポート６を閉鎖可能なシャッター８が設
けられている。また，同様に，シリンダヘッド３には,2
つの排気ポート７が形成され，各排気ポート７には排気
弁17が各々配置されている。なお，図示していないが，
吸気ポート６に配置した吸気弁16を電磁力で開閉する電
磁力駆動バルブリフターで開閉作動するように構成した
場合には，吸気ポート６にシャッター８を設ける必要な
く，シャッター８で吸気ポート６を閉鎖する代わりに，
吸気弁16で吸気ポート６を閉鎖状態に維持するように制
御することもできる。
更に，ピストンヘッド部１に形成した燃焼室２の開口
部10に対して噴口を開口した燃料噴射ノズル４が配置さ
れている。燃料噴射ノズル４は，第５図に示すように，
ピントルノズル等のノズルから構成され，燃料を噴射す
る噴口として主噴孔11と副噴孔13とを有している。
第６図（Ａ）は，第５図の符号Ａ部分の拡大図であ
る。第６図（Ａ）に示すように，燃料噴射ノズル４にお
ける針弁18の先端部は，副噴孔13を閉鎖するテーパ面20
と主噴孔11に嵌入して主噴孔11を閉鎖するピン部19から
構成されている。従って，針弁18に低圧の開弁圧が作用
して針弁18が僅かに上方へ上昇した時には，第６図
（Ｂ）に示すように，副噴孔13のみが開弁し，少量の燃
料が副噴孔13からのみ噴射されることになる。また，針
弁18に高圧の開弁圧が作用して針弁18が大きく上方へ上
昇した時には，第６図（Ｃ）に示すように，副噴孔13及
び主噴孔11の両者が開弁し，主噴孔11から大量の燃料が
噴射されると共に，副噴孔13から少量の燃料が噴射され
ることになる。
第１図に示すように，燃料噴射ノズル４の副噴孔13か
ら噴射された燃料は，ピストン上死点付近で燃焼室２内
の気中に噴霧されるように構成されている。また，第３
図に示すように，燃料噴射ノズル４の主噴孔11から噴射
された燃料は，ピストン上死点付近で液状で突出部５の
衝突面12の中央部に衝突するように構成されている。ま
た，燃焼室２に配置された突起体５は，その周囲はエッ
ジに形成され，衝突した燃料が円盤状燃料薄膜となって
拡散するような形状に形成されている。また，突起体
は，耐熱性に富んだ高温になる窒化珪素（Si3N4）等の
セラミック材料で形成することが好ましい。また，図示
していないが，ピストンヘッド部１は，例えば，耐熱性
及び断熱性に富んだ窒化珪素（Si3N4）等のセラミック
材料から製作できる。
ピストン15の上昇によって発生する燃焼室２へのスキ
ッシュ流は，矢印のように，燃焼室２に流入する。第３
図に示すように，エンジン高負荷時には，ピストン15が
上昇して上死点近傍で燃料噴射ノズル４の針弁18に高い
開弁圧を作用させて燃料噴射ノズル４の主噴孔11から燃
料を噴射するようにする。主噴孔11から噴射された液状
燃料は，突起体５の衝突面12に衝突して衝突面12に沿っ
て円盤状燃料薄膜を形成して燃焼室２へ拡散する。一
方，エンジン高負荷時には，第４図に示すように，シャ
ッター８を開放状態に維持し,2つの吸気ポート６から吸
入空気を導入する。２つの吸気ポート６即ち両方向から
燃焼室２に空気を導入することによってスワールは弱め
られ，ピストン15の上昇によって強力なスキッシュ流が
発生することになる。そこで，燃焼室２への空気の強い
スキッシュ流と円盤状燃料薄膜とは，直交状態に交差
し，空気と燃料の混合が促進され，最適の混合気形成が
行われ，次いで着火燃焼し，引き続く逆スキッシュ流に
より乱れが生成されて燃焼が促進され，良好な燃焼状態
を確保することができる。しかも，高負荷時には燃焼室
２は高温状態であり，突起体５の衝突面12が高温になっ
ているので，燃料が衝突面12に衝突した後，衝突面12に
付着した燃料は速やかに蒸発し，強いスキッシュ流によ
って混合が促進され，燃焼が遅れることもなく，またカ
ーボンの付着が発生することもなく，常に衝突面12は平
らな面を維持することができ，衝突燃料を良好な円盤状
燃料薄膜に形成することができる。
エンジン始動時又は部分負荷時には，燃焼室２は高温
状態になっておらず，突起体も高温状態ではない。低温
状態の突起体５の衝突面12に燃料が衝突した場合には，
衝突面12に付着した燃料を速やかに蒸発させることがで
きないから，カーボン付着の原因になり，燃料と空気と
の良好な混合を期待できない。
そこで，第１図に示すように，エンジン始動時又は部
分負荷時には，シャッター８を閉鎖して一方の吸気ポー
ト６から空気を燃焼室２に導入して強いスワールを発生
させると共に，ピストン15が上昇して上死点近傍で燃料
噴射ノズル４の針弁18に低い開弁圧を作用させて燃料噴
射ノズル４の副噴孔13のみから燃料を噴射するようにす
る。副噴孔13から噴射された燃料は，突起体５の衝突面
12に衝突することなく，燃焼室２内の気中に噴射され
る。次いで，燃焼室２への空気の強いスワールと副噴孔
13からの燃料噴流とは，燃焼室２内で乱れとなって，空
気と燃料の混合が促進され，最適の混合気形成が行わ
れ，次いで着火燃焼し，良好な燃焼状態を確保すること
ができる。
特に，エンジンの作動状態に応答してコントローラの
指令によって，燃料噴射ノズル４は主噴孔11と副噴孔1
3,又は副噴孔13のみから燃料を噴射するように制御され
ると共に，吸気ポート６に設けたシャッター８の開閉作
動も制御されるものである。即ち，エンジンの負荷LEを
検出する負荷センサー（図示せず）が設けられている。
負荷センサーは，例えば，アクセルペダルの踏込み量或
いは燃料噴射ノズル４から噴射される燃料流量を検出す
るセンサーで構成することができ，エンジン負荷LEは，
上記センサーでアクセルペダルの踏込み量或いは燃料噴
射ノズル４からの燃料噴射流量を検出することによって
検出することができる。場合によっては，エンジンの負
荷状態は，燃焼室２の温度を検出することによって検出
することも可能である。負荷センサーによって検出され
た負荷LEの検出信号は，コントローラに入力される。該
コントローラは，入力された検出信号の負荷LEと予め設
定した所定の負荷L0とを比較し，その状態に応じて燃料
噴射ノズル４の噴射状態及びシャッター８の開閉作動が
制御される。
まず，エンジン負荷LEが所定の負荷L0より大きい場合
には，燃焼室２及び突起体５は高温状態であるので，燃
料噴射ノズル４の主噴孔11から燃料を噴射させ，衝突面
12に燃料を衝突させて円盤状燃料薄膜を形成させる制御
を行う。更に，燃焼室２内のスワールを弱め且つスキッ
シュ流を強力にするため，シャッター８を開放状態に維
持し，吸入空気を２つの吸気ポート６から燃焼室２に導
入するように制御する。
また，エンジン始動時又はエンジン負荷LEが所定の負
荷L0より小さい場合には，燃焼室２及び突起体５は高温
状態でないので，燃料噴射ノズル４の副噴孔13から燃焼
室２の気中に燃料を噴射させる制御を行う。更に，燃焼
室２内のスワールを強めるため，シャッター８を閉鎖状
態に維持し，吸入空気を１つの吸気ポート６から燃焼室
２に導入するように制御する。
次に，この燃料衝突拡散式エンジンの作動を，第１
図，第２図，第３図，第４図及び第７図を参照して説明
する。
この燃料衝突拡散式エンジンは，エンジンの作動状態
を検出し，該検出信号に応答して燃料噴射ノズル４の主
噴孔11又は副噴孔13から燃料を噴射するように制御す
る。エンジンの作動状態として，エンジン始動状態であ
るか否かを判断し（ステップ40），始動状態である場合
には，コントローラの指令によって，一方の吸気ポート
６に設けたシャッター８を閉鎖し（ステップ41），吸入
空気を他方の吸気ポート６から燃焼室２に導入し，燃焼
室２に強いスワールを発生させる（ステップ42）。更
に，コントローラの指令によって，燃料噴射ノズル４の
針弁18に低い開弁圧を作用させて副噴孔13のみを開弁す
るように制御し，ピストン上死点近傍で燃料噴射ノズル
４の副噴孔13から燃料を燃焼室２内に気中に噴射する
（ステップ43）。
エンジン始動状態でない場合には，負荷センサーによ
ってエンジンの負荷LEを検出する（ステップ44）。負荷
センサーによって検出された負荷LEの検出信号を，コン
トローラに入力し，コントローラによって，入力された
検出信号の負荷LEと予め設定した所定の負荷L0とを比較
し，エンジン負荷LEが所定の負荷L0より大きいか否かを
判断する（ステップ45）。
エンジン負荷LEが所定の負荷L0より大きい場合には，
コントローラの指令によって，シャッター８を開放状態
に維持し（ステップ46），両方の吸気ポート６から燃焼
室２に吸入空気を導入し，ピストン15の上昇で燃焼室２
への強力なスキッシュ流を発生させる（ステップ47）。
更に，燃焼室２が高温状態であり且つ突起体５は高温に
なっているので，コントローラの指令によって，燃料噴
射ノズル４の針弁18の高い開弁圧を作用させて主噴孔11
及び副噴孔13の両者を開弁するように制御し，ピストン
上死点近傍で燃料噴射ノズル４の主噴孔11と副噴孔13か
ら燃料を燃焼室２内に噴射し，主噴孔11から噴射された
液状燃料を突起体５の衝突面12に衝突させる。衝突面12
に噴射された液状燃料は，衝突面12に沿って拡散して円
盤状燃料薄膜を形成する。そこで，該円盤状燃料薄膜は
燃焼室２への強いスキッシュ流で流入する空気と良好な
混合気を生成して着火燃焼する（ステップ48）。
また、エンジン負荷LEが所定の負荷L0より小さい場合
には，燃焼室２は高温状態でなく且つ断熱プレート５は
高温になっていないので，コントローラの指令によっ
て，一方の吸気ポート６に設けたシャッター８を閉鎖し
（ステップ41），吸入空気を他方の吸気ポート６から燃
焼室２に導入し，燃焼室２に強いスワールを発生させる
（ステップ42）。更に，コントローラの指令によって，
燃料噴射ノズル４の針弁18に低い開弁圧を作用させて副
噴孔13のみを開弁するように制御し，ピストン上死点近
傍で燃料噴射ノズル４の副噴孔13から燃料を燃焼室２内
に気中に噴射させる。気中に噴射された燃料は，燃焼室
２の強いスワールによって空気と良好な混合気を生成し
て着火燃焼する（ステップ43）。
〔発明の効果〕
この発明による燃料衝突拡散式エンジンは，上記のよ
うに構成されているので，始動，部分負荷及び高負荷の
作動状態に応答して，コントローラの指令によってシャ
ッターを開閉作動し，吸気ポートの開閉状態を制御すれ
ば，燃焼室内にスワール又はスキッシュ流を発生させ，
主噴孔又は副噴孔から燃料を噴射することによって燃料
の噴射方向を制御でき，燃料を燃焼室の気中又は燃焼室
の突起体の衝突面に噴射させ，噴射燃料と空気との良好
な混合気形成を実現でき，カーボンの付着等がなく燃焼
効率を向上できる。
即ち，エンジン高負荷時には，コントローラの指令で
シャッターを開放状態に維持し，両方の吸気ポートから
吸入空気を燃焼室に吸入してスワールを弱くして強力な
スキッシュ流を発生させ，主噴孔から燃料を噴射して突
起体の衝突面に衝突させて円盤状燃料薄膜を形成し，該
円盤状燃料薄膜とスキッシュ流によって流入する空気と
の混合を促進し，衝突面に付着した燃料は高温になって
いる衝突面で速やかに気化して強力なスキッシュ流によ
って空気との混合が促進され，燃焼が遅れることを防止
でき，また，逆スキッシュ流によって燃焼室内に乱れが
発生し，燃焼が促進され燃焼効率を改善することができ
る。
また，部分負荷時には，コントローラの指令でシャッ
ターを閉鎖状態に維持して一方の吸気ポートを閉鎖し，
他方の吸気ポートからのみ吸入空気を燃焼室に導入し，
燃焼室に強力なスワールを発生させ，副噴孔から燃焼室
の気中に燃料を噴射し，スワールによって燃料と空気と
の混合を促進し，燃焼を促進する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの一実
施例を示し且つ始動時及び部分負荷時の作動状態の示す
説明図，第２図は第１図の線II−IIにおける断面及び吸
排気ポートを示す説明図，第３図はこの発明による燃料
衝突拡散式エンジンの一実施例を示し且つ高負荷時の作
動状態の示す説明図，第４図は第３図の線IV−IVにおけ
る断面及び吸排気ポートを示す説明図，第５図は第１図
の燃料衝突拡散式エンジンに使用できる燃料噴射ノズル
の一例を示す説明図，第６図（Ａ），第６図（Ｂ）及び
第６図（Ｃ）は第５図の燃料噴射ノズルの作動状態を説
明する説明図，並びに第７図はこの発明による燃料衝突
拡散式エンジンの作動の一例を示す処理フロー図であ
る。 １……ピストンヘッド部,2……燃焼室,3……シリンダヘ
ッド,4……燃料噴射ノズル,5……突起体,6……吸気ポー
ト,8……シャッター,10……開口部,11……主噴孔,12…
…衝突面,13……副噴孔,15……ピストン,18……針弁,19
……ピン部,20……テーパ面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/04 Ｆ０２Ｍ 61/04 Ｈ 61/18 ３５０ 61/18 ３５０Ａ (72)発明者 岸下 敬治 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内 (72)発明者 佐々木 洋士 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−148718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−139921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−1710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−120815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−200322（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−134322（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−160150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−43215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−29616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−12049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−182431（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−134729（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−111135（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−167826（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−149529（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−173555（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−183240（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−145940（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 1/00 - 23/10 F02B 31/02 F02D 41/00 - 41/40 F02M 61/00 - 61/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダヘッドに形成した２つの吸気ポー
    ト，ピストンヘッドに形成した燃焼室，該燃焼室のほぼ
    中央部から突出する突起体，該突起体の衝突面に液状燃
    料を衝突噴射させる主噴孔と前記燃焼室の気中に燃料を
    噴射させる副噴孔とを有する燃料噴射ノズル，エンジン
    の作動状態を検出するセンサー，前記吸気ポートのうち
    一方の吸気ポートに設けられた前記吸気ポートを開閉さ
    せるシャッター，及び前記センサーによる検出信号に応
    答して前記一方の吸気ポートの開閉状態及び前記燃料噴
    射ノズルの噴射状態を制御するコントローラを有し，前
    記コントローラは，前記センサーによる始動又は部分負
    荷検出信号に応答して前記シャッターによって前記一方
    の吸気ポートを閉鎖状態にして前記燃料噴射ノズルの前
    記副噴孔から前記燃料を前記燃焼室の気中に噴射させ，
    また，高負荷検出信号に応答して前記シャッターによっ
    て前記一方の吸気ポートを開放状態にして前記燃料噴射
    ノズルの前記主噴孔から噴射された前記燃料を前記突起
    体の前記衝突面に衝突させて円盤状燃料薄膜を形成させ
    る制御をすることから成る燃料衝突拡散式エンジン。
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