JP3163979B2 - 筒内噴射式エンジン - Google Patents
筒内噴射式エンジンInfo
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- head
- combustion chamber
- top surface
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- 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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
-
- 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)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は筒内噴射式エンジ
ンに係り、特に、キャビティ内の燃料と新気とを急速に
混合して均一な混合気の生成を促進し得て、混合気の燃
焼による火炎の形成を支援し得て、部分負荷時の希薄域
における燃焼を安定させ得て、部分負荷時の希薄域にお
ける燃料消費率及び排気有害成分値を改善し得る筒内噴
射式エンジンに関する。
ンに係り、特に、キャビティ内の燃料と新気とを急速に
混合して均一な混合気の生成を促進し得て、混合気の燃
焼による火炎の形成を支援し得て、部分負荷時の希薄域
における燃焼を安定させ得て、部分負荷時の希薄域にお
ける燃料消費率及び排気有害成分値を改善し得る筒内噴
射式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両等に搭載されるエンジンには、燃焼
室に直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁を設けた４サイ
クルの筒内噴射式エンジンがある。筒内噴射式エンジン
は、部分負荷時に燃料の噴射時期を遅らせ、ピストン頂
面のキャビティ内に燃料を噴射させることにより混合気
の層状化を実現し、希薄域における燃料消費の低減を図
ることができる。
室に直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁を設けた４サイ
クルの筒内噴射式エンジンがある。筒内噴射式エンジン
は、部分負荷時に燃料の噴射時期を遅らせ、ピストン頂
面のキャビティ内に燃料を噴射させることにより混合気
の層状化を実現し、希薄域における燃料消費の低減を図
ることができる。
【０００３】このような筒内噴射式エンジンとしては、
特開昭６３−２１５８１６号公報、特開平１−２１９３
１１号公報に開示されるものがある。
特開昭６３−２１５８１６号公報、特開平１−２１９３
１１号公報に開示されるものがある。
【０００４】特開昭６３−２１５８１６号公報に開示さ
れる筒内噴射式エンジンは、ピストン頂面に形成したキ
ャビティとシリンダヘッド下面とにより燃焼室を形成す
るとともに、点火プラグの先端部をシリンダヘッド面か
ら前記燃焼室に臨ませて配置したエンジンにおいて、燃
焼室上層部に濃い混合気層を形成する成層化手段を設け
る一方、シリンダヘッド下面とキャビティ以外のピスト
ン頂面とで構成しスキッシュ流を形成するスキッシュゾ
ーンを設け、前記スキッシュ流を点火プラグ方向に向け
る突起を前記キャビティ内に設けたものである。
れる筒内噴射式エンジンは、ピストン頂面に形成したキ
ャビティとシリンダヘッド下面とにより燃焼室を形成す
るとともに、点火プラグの先端部をシリンダヘッド面か
ら前記燃焼室に臨ませて配置したエンジンにおいて、燃
焼室上層部に濃い混合気層を形成する成層化手段を設け
る一方、シリンダヘッド下面とキャビティ以外のピスト
ン頂面とで構成しスキッシュ流を形成するスキッシュゾ
ーンを設け、前記スキッシュ流を点火プラグ方向に向け
る突起を前記キャビティ内に設けたものである。
【０００５】特開平１−２１９３１１号公報に開示され
る筒内噴射式エンジンは、燃焼室に臨む点火プラグと、
ピストン頂面の一部及びシリンダヘッド下面の一部から
成る２つのスキッシュ部郭定面間に郭成され、開放端部
と閉鎖端部とを有し、前記開放端部が前記点火プラグの
近傍まで拡大されているスキッシュ部と、前記スキッシ
ュ部の閉鎖端部近傍に設けられ、ピストン上死点位置近
傍で噴射する燃料の一部または全部を前記２つのスキッ
シュ部郭定面の何れか一方に向けて噴射する燃料噴射弁
と、を有するものである。
る筒内噴射式エンジンは、燃焼室に臨む点火プラグと、
ピストン頂面の一部及びシリンダヘッド下面の一部から
成る２つのスキッシュ部郭定面間に郭成され、開放端部
と閉鎖端部とを有し、前記開放端部が前記点火プラグの
近傍まで拡大されているスキッシュ部と、前記スキッシ
ュ部の閉鎖端部近傍に設けられ、ピストン上死点位置近
傍で噴射する燃料の一部または全部を前記２つのスキッ
シュ部郭定面の何れか一方に向けて噴射する燃料噴射弁
と、を有するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、筒内噴射式
エンジンのピストン頂面に形成されるキャビティについ
ては、様々な形状が提案されている。燃料噴射弁から噴
射される燃料は、キャビティ内において新気と混合され
て混合気を生成する。
エンジンのピストン頂面に形成されるキャビティについ
ては、様々な形状が提案されている。燃料噴射弁から噴
射される燃料は、キャビティ内において新気と混合され
て混合気を生成する。
【０００７】しかし、従来の筒内噴射式エンジンにおい
ては、キャビティ内に噴射された燃料と新気とを短時間
で均一に混合することが困難である。この結果、キャビ
ティ内には、不均一な混合気が生成され、局所的に過濃
あるいは過薄な領域が発生する不都合がある。
ては、キャビティ内に噴射された燃料と新気とを短時間
で均一に混合することが困難である。この結果、キャビ
ティ内には、不均一な混合気が生成され、局所的に過濃
あるいは過薄な領域が発生する不都合がある。
【０００８】このため、従来の筒内噴射式エンジンは、
部分負荷時の希薄域における燃焼が不安定になり、燃料
消費率及び排気有害成分値が悪化する不都合がある。
部分負荷時の希薄域における燃焼が不安定になり、燃料
消費率及び排気有害成分値が悪化する不都合がある。
【０００９】このような不都合に対しては、前記公報に
開示されるように、シリンダヘッド下面とキャビティ以
外のピストン頂面とでスキッシュ流を形成するスキッシ
ュゾーンを設けたもの（特開昭６３−２１５８１６号公
報）や、ピストン頂面の一部とシリンダヘッド下面の一
部とによりスキッシュ部を設けたもの（特開平１−２１
９３１１号公報）がある。
開示されるように、シリンダヘッド下面とキャビティ以
外のピストン頂面とでスキッシュ流を形成するスキッシ
ュゾーンを設けたもの（特開昭６３−２１５８１６号公
報）や、ピストン頂面の一部とシリンダヘッド下面の一
部とによりスキッシュ部を設けたもの（特開平１−２１
９３１１号公報）がある。
【００１０】しかし、これら公報に開示される筒内噴射
式エンジンは、シリンダヘッド下面の一部とキャビティ
以外のピストン頂面の一部とでスキッシュ流を発生させ
ていることにより、キャビティ内に指向するスキッシュ
流を発生させることが困難な問題がある。
式エンジンは、シリンダヘッド下面の一部とキャビティ
以外のピストン頂面の一部とでスキッシュ流を発生させ
ていることにより、キャビティ内に指向するスキッシュ
流を発生させることが困難な問題がある。
【００１１】このため、これら公報に開示される筒内噴
射式エンジンは、キャビティ内において燃料と新気とを
短時間で均一に混合することが困難となり、キャビティ
内に局所的に過濃あるいは過薄な領域が発生し、部分負
荷時の希薄域における燃焼が不安定になり、燃料消費率
及び排気有害成分値が悪化する不都合がある。
射式エンジンは、キャビティ内において燃料と新気とを
短時間で均一に混合することが困難となり、キャビティ
内に局所的に過濃あるいは過薄な領域が発生し、部分負
荷時の希薄域における燃焼が不安定になり、燃料消費率
及び排気有害成分値が悪化する不都合がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そこで、上述の不都合を
除去するために、この発明は、シリンダヘッドのヘッド
側窪面とピストンのピストン頂面との間に燃焼室を形成
して設け、前記ヘッド側窪面に吸気口及び排気口を開口
して設け、これら吸気口及び排気口を開閉する吸気弁及
び排気弁を設け、前記燃焼室の中心に臨ませて点火プラ
グを設け、前記吸気口の外縁側に臨ませて且つ前記燃焼
室の中心に指向させてこの燃焼室に直接的に燃料を噴射
する燃料噴射弁を設け、前記ヘッド側窪面に前記吸気口
を囲むようにヘッド側突出体を突出させて設け、このヘ
ッド側突出体に対向するよう前記ピストン頂面にピスト
ン側突出体を突出させて設け、このピストン側突出体よ
りも前記吸気口側の前記ピストン頂面に前記燃料噴射弁
からの燃料が噴射されるキャビティを形成して設け、前
記燃焼室の中心から離間し前記吸気口を両側から挟むよ
うに前記ヘッド側突出体及びピストン側突出体にピスト
ン上死点近傍において近接して前記燃焼室の両外縁側か
らキャビティ内に指向するスキッシュ流を発生させるヘ
ッド側スキッシュ部及びピストン側スキッシュ部を夫々
形成して設けたことを特徴とする。
除去するために、この発明は、シリンダヘッドのヘッド
側窪面とピストンのピストン頂面との間に燃焼室を形成
して設け、前記ヘッド側窪面に吸気口及び排気口を開口
して設け、これら吸気口及び排気口を開閉する吸気弁及
び排気弁を設け、前記燃焼室の中心に臨ませて点火プラ
グを設け、前記吸気口の外縁側に臨ませて且つ前記燃焼
室の中心に指向させてこの燃焼室に直接的に燃料を噴射
する燃料噴射弁を設け、前記ヘッド側窪面に前記吸気口
を囲むようにヘッド側突出体を突出させて設け、このヘ
ッド側突出体に対向するよう前記ピストン頂面にピスト
ン側突出体を突出させて設け、このピストン側突出体よ
りも前記吸気口側の前記ピストン頂面に前記燃料噴射弁
からの燃料が噴射されるキャビティを形成して設け、前
記燃焼室の中心から離間し前記吸気口を両側から挟むよ
うに前記ヘッド側突出体及びピストン側突出体にピスト
ン上死点近傍において近接して前記燃焼室の両外縁側か
らキャビティ内に指向するスキッシュ流を発生させるヘ
ッド側スキッシュ部及びピストン側スキッシュ部を夫々
形成して設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の筒内噴射式エンジン
は、シリンダヘッドのヘッド側窪面に吸気口を囲むよう
に突出させて設けたヘッド側突出体及びこのヘッド側突
出体に対向するようピストン頂面に突出させて設けたピ
ストン側突出体に、燃焼室の中心から離間し吸気口を両
側から挟むように、ピストン上死点近傍において近接し
てキャビティ内に指向するスキッシュ流を発生させるヘ
ッド側スキッシュ部及びピストン側スキッシュ部を夫々
形成して設けたことにより、ピストン上死点近傍におい
てキャビティ内に向かうスキッシュ流を発生させること
ができ、このスキッシュ流によってキャビティ内の燃料
と新気とを急速に混合して均一な混合気の生成を促進す
ることができる。
は、シリンダヘッドのヘッド側窪面に吸気口を囲むよう
に突出させて設けたヘッド側突出体及びこのヘッド側突
出体に対向するようピストン頂面に突出させて設けたピ
ストン側突出体に、燃焼室の中心から離間し吸気口を両
側から挟むように、ピストン上死点近傍において近接し
てキャビティ内に指向するスキッシュ流を発生させるヘ
ッド側スキッシュ部及びピストン側スキッシュ部を夫々
形成して設けたことにより、ピストン上死点近傍におい
てキャビティ内に向かうスキッシュ流を発生させること
ができ、このスキッシュ流によってキャビティ内の燃料
と新気とを急速に混合して均一な混合気の生成を促進す
ることができる。
【００１４】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明
する。図１〜図１１は、この発明の実施例を示すもので
ある。図１〜図３において、２は筒内噴射式エンジン、
４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はピス
トンである。筒内噴射式エンジン２は、シリンダブロッ
ク４のシリンダ１０にピストン８を内蔵し、シリンダヘ
ッド６の下側に形成したヘッド側窪面１２とピストン８
のピストン頂面１４との間に燃焼室１６を形成して設け
ている。
する。図１〜図１１は、この発明の実施例を示すもので
ある。図１〜図３において、２は筒内噴射式エンジン、
４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はピス
トンである。筒内噴射式エンジン２は、シリンダブロッ
ク４のシリンダ１０にピストン８を内蔵し、シリンダヘ
ッド６の下側に形成したヘッド側窪面１２とピストン８
のピストン頂面１４との間に燃焼室１６を形成して設け
ている。
【００１５】シリンダヘッド６のヘッド側窪面１２に
は、燃焼室１６に連通する吸気ポート１８の吸気口２０
及び排気ポート２２の排気口２４を開口して設け、これ
ら吸気口２０及び排気口２４を開閉する吸気弁２６及び
排気弁２８を設けている。この実施例においては、吸気
ポート１８の吸気口２０及び排気ポート２２の排気口２
４を夫々２つずつ設け、これら吸気口２０及び排気口２
４を各々開閉する吸気弁２６及び排気弁２８を夫々２つ
ずつ設けている。
は、燃焼室１６に連通する吸気ポート１８の吸気口２０
及び排気ポート２２の排気口２４を開口して設け、これ
ら吸気口２０及び排気口２４を開閉する吸気弁２６及び
排気弁２８を設けている。この実施例においては、吸気
ポート１８の吸気口２０及び排気ポート２２の排気口２
４を夫々２つずつ設け、これら吸気口２０及び排気口２
４を各々開閉する吸気弁２６及び排気弁２８を夫々２つ
ずつ設けている。
【００１６】また、シリンダヘッド６には、燃焼室１６
の中心に臨ませて混合気を点火燃焼させる点火プラグ３
０を設け、２つの吸気口２０の間の燃焼室１６の外縁４
４側に臨ませて且つ燃焼室１６の中心に指向させて、こ
の燃焼室１６に直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁３２
を設けている。
の中心に臨ませて混合気を点火燃焼させる点火プラグ３
０を設け、２つの吸気口２０の間の燃焼室１６の外縁４
４側に臨ませて且つ燃焼室１６の中心に指向させて、こ
の燃焼室１６に直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁３２
を設けている。
【００１７】この筒内噴射式エンジン２は、シリンダヘ
ッド６のヘッド側窪面１２にヘッド側突出体３４を突出
させて設け、このヘッド側突出体３４に対向するようピ
ストン頂面１４にピストン側突出体３６を突出させて設
けている。このピストン側突出体３６よりも吸気口２０
側のピストン頂面１４には、前記燃料噴射弁３２からの
燃料が噴射されるキャビティ３８を窪ませて形成して設
けている。
ッド６のヘッド側窪面１２にヘッド側突出体３４を突出
させて設け、このヘッド側突出体３４に対向するようピ
ストン頂面１４にピストン側突出体３６を突出させて設
けている。このピストン側突出体３６よりも吸気口２０
側のピストン頂面１４には、前記燃料噴射弁３２からの
燃料が噴射されるキャビティ３８を窪ませて形成して設
けている。
【００１８】前記ヘッド側突出体３４は、図２に示す如
く、前記吸気口２０と点火プラグ３０との間のヘッド側
窪面１２に、前記吸気口２０を囲むよう略３字形状に形
成して設けている。前記ピストン側突出体３６は、図３
に示す如く、ピストン頂面１４にキャビティ３８を囲む
よう略Ｃ字形状に形成して設けている。なお、ピストン
側突出体３６は、図５〜図７に示す如く、ピストン８と
別体に形成してピストン頂面１４にキャビティ３８を囲
むよう取付ネジ等によって取付けて設けることもでき
る。
く、前記吸気口２０と点火プラグ３０との間のヘッド側
窪面１２に、前記吸気口２０を囲むよう略３字形状に形
成して設けている。前記ピストン側突出体３６は、図３
に示す如く、ピストン頂面１４にキャビティ３８を囲む
よう略Ｃ字形状に形成して設けている。なお、ピストン
側突出体３６は、図５〜図７に示す如く、ピストン８と
別体に形成してピストン頂面１４にキャビティ３８を囲
むよう取付ネジ等によって取付けて設けることもでき
る。
【００１９】前記ヘッド側突出体３４及びピストン側突
出体３６には、図２・図３に夫々斜線で示すように、ピ
ストン８の上死点近傍において近接して、キャビティ３
８内に指向するスキッシュ流（矢印）を発生させるヘッ
ド側スキッシュ部４０及びピストン側スキッシュ部４２
を夫々形成して設けている。
出体３６には、図２・図３に夫々斜線で示すように、ピ
ストン８の上死点近傍において近接して、キャビティ３
８内に指向するスキッシュ流（矢印）を発生させるヘッ
ド側スキッシュ部４０及びピストン側スキッシュ部４２
を夫々形成して設けている。
【００２０】前記ヘッド側突出体３４には、図２に斜線
で示す如く、ヘッド側スキッシュ部４０を形成して設け
ている。前記ピストン側突出体３６には、図３に斜線で
示す如く、ピストン側スキッシュ部４２を形成して設け
ている。ヘッド側スキッシュ部４０及びピストン側スキ
ッシュ部４２は、図２・図３に斜線で示す如く、燃焼室
１６の中心から離間する両外縁４４側のヘッド側突出体
３４及びピストン側突出体３６に、前記吸気口２０を両
側から挟むよう形成して設けている。
で示す如く、ヘッド側スキッシュ部４０を形成して設け
ている。前記ピストン側突出体３６には、図３に斜線で
示す如く、ピストン側スキッシュ部４２を形成して設け
ている。ヘッド側スキッシュ部４０及びピストン側スキ
ッシュ部４２は、図２・図３に斜線で示す如く、燃焼室
１６の中心から離間する両外縁４４側のヘッド側突出体
３４及びピストン側突出体３６に、前記吸気口２０を両
側から挟むよう形成して設けている。
【００２１】これらヘッド側スキッシュ部４０及びピス
トン側スキッシュ部４２は、ピストン８の上死点近傍に
おいて近接し、燃焼室１６の両外縁４４側からキャビテ
ィ３８内に指向するスキッシュ流（矢印）を発生する。
トン側スキッシュ部４２は、ピストン８の上死点近傍に
おいて近接し、燃焼室１６の両外縁４４側からキャビテ
ィ３８内に指向するスキッシュ流（矢印）を発生する。
【００２２】次に作用を説明する。
【００２３】この筒内噴射式エンジン２は、吸気行程に
おいて吸気口２０から燃焼室１６に新気を吸入する。燃
焼室１６に吸入される新気は、吸気口２０を囲むよう形
成したヘッド側突出体３４により、流れ方向を一方向に
規制され、キャビティ３８方向に指向される。
おいて吸気口２０から燃焼室１６に新気を吸入する。燃
焼室１６に吸入される新気は、吸気口２０を囲むよう形
成したヘッド側突出体３４により、流れ方向を一方向に
規制され、キャビティ３８方向に指向される。
【００２４】また、筒内噴射式エンジン２は、図８・図
９に示す如く、圧縮行程において燃料噴射弁３２から燃
焼室１６のキャビティ３８内に直接的に燃料を噴射し、
キャビティ３８内において前記吸入された新気と混合し
て混合気を生成する。
９に示す如く、圧縮行程において燃料噴射弁３２から燃
焼室１６のキャビティ３８内に直接的に燃料を噴射し、
キャビティ３８内において前記吸入された新気と混合し
て混合気を生成する。
【００２５】筒内噴射式エンジン２は、図１０・図１１
に示す如く、圧縮行程の終期にピストン８が上死点に近
づくと、ヘッド側突出体３４のヘッド側スキッシュ部４
０及びピストン側突出体３６のピストン側スキッシュ部
４２が近接し、両部４０・４２間の新気が押し出されて
キャビティ３８内に指向するスキッシュ流（矢印）を発
生する（図３参照）。
に示す如く、圧縮行程の終期にピストン８が上死点に近
づくと、ヘッド側突出体３４のヘッド側スキッシュ部４
０及びピストン側突出体３６のピストン側スキッシュ部
４２が近接し、両部４０・４２間の新気が押し出されて
キャビティ３８内に指向するスキッシュ流（矢印）を発
生する（図３参照）。
【００２６】これにより、キャビティ３８内の燃料の液
滴と新気とは、スキッシュ流によって急速に混合され、
均一な混合気の生成を促進することができる。生成され
た混合気は、点火プラグ３０の火花により点火燃焼さ
れ、膨張行程においてピストン８を押下し、排気行程に
おいて排気口２４から排気ポート２２に排出される。
滴と新気とは、スキッシュ流によって急速に混合され、
均一な混合気の生成を促進することができる。生成され
た混合気は、点火プラグ３０の火花により点火燃焼さ
れ、膨張行程においてピストン８を押下し、排気行程に
おいて排気口２４から排気ポート２２に排出される。
【００２７】このように、この筒内噴射式エンジン２
は、シリンダヘッド６のヘッド側窪面１２に吸気口２０
を囲むようにヘッド側突出体３４を突出させて設け、こ
のヘッド側突出体３４に対向するようにピストン８のピ
ストン頂面１４にピストン側突出体３６を突出させて設
け、燃焼室１６の中心から離間し吸気口２０を両側から
挟むようにヘッド側突出体３４及びピストン側突出体３
６に、ピストン８の上死点近傍において近接して、燃焼
室１６の両外縁４４側からキャビティ３８内に指向する
スキッシュ流を発生させるヘッド側スキッシュ部４０及
びピストン側スキッシュ部４２を夫々形成したことによ
り、キャビティ３８内の燃料と新気とを急速に混合して
均一な混合気の生成を促進することができ、混合気の燃
焼による火炎の形成を支援し得て、部分負荷時の希薄域
における燃焼を安定させることができる。
は、シリンダヘッド６のヘッド側窪面１２に吸気口２０
を囲むようにヘッド側突出体３４を突出させて設け、こ
のヘッド側突出体３４に対向するようにピストン８のピ
ストン頂面１４にピストン側突出体３６を突出させて設
け、燃焼室１６の中心から離間し吸気口２０を両側から
挟むようにヘッド側突出体３４及びピストン側突出体３
６に、ピストン８の上死点近傍において近接して、燃焼
室１６の両外縁４４側からキャビティ３８内に指向する
スキッシュ流を発生させるヘッド側スキッシュ部４０及
びピストン側スキッシュ部４２を夫々形成したことによ
り、キャビティ３８内の燃料と新気とを急速に混合して
均一な混合気の生成を促進することができ、混合気の燃
焼による火炎の形成を支援し得て、部分負荷時の希薄域
における燃焼を安定させることができる。
【００２８】この結果、この筒内噴射式エンジン２は、
燃料噴射弁３２の噴射時期を遅らせても、希薄状態で安
定した燃焼を得ることができ、図４に示す如く、部分負
荷時の希薄域における燃料消費率（ＢＳＦＣ）及び排気
有害成分値（ＢＳＴＨＣ）を改善することができる。
燃料噴射弁３２の噴射時期を遅らせても、希薄状態で安
定した燃焼を得ることができ、図４に示す如く、部分負
荷時の希薄域における燃料消費率（ＢＳＦＣ）及び排気
有害成分値（ＢＳＴＨＣ）を改善することができる。
【００２９】なお、この筒内噴射式エンジン２は、上述
実施例に限定されるものではなく、種々応用改変が可能
である。
実施例に限定されるものではなく、種々応用改変が可能
である。
【００３０】例えば、図１２・図１３に示す如く、ヘッ
ド側突出体３４及びピストン側突出体３６は、排気口２
４と点火プラグ３０との間のヘッド側窪面１２及びピス
トン頂面１４に、点火プラグ３０を囲むよう略Ｃ字形状
に夫々形成して設けることもできる。これらヘッド側突
出体３４及びピストン側突出体３６には、ピストン８の
上死点近傍において近接して、キャビティ３８内及び点
火プラグ３０方向に指向するスキッシュ流（矢印）を発
生する斜線で示すヘッド側スキッシュ部４０及びピスト
ン側スキッシュ部４２を夫々形成して設けている。
ド側突出体３４及びピストン側突出体３６は、排気口２
４と点火プラグ３０との間のヘッド側窪面１２及びピス
トン頂面１４に、点火プラグ３０を囲むよう略Ｃ字形状
に夫々形成して設けることもできる。これらヘッド側突
出体３４及びピストン側突出体３６には、ピストン８の
上死点近傍において近接して、キャビティ３８内及び点
火プラグ３０方向に指向するスキッシュ流（矢印）を発
生する斜線で示すヘッド側スキッシュ部４０及びピスト
ン側スキッシュ部４２を夫々形成して設けている。
【００３１】このように、排気口２４と点火プラグ３０
との間のヘッド側窪面１２及びピストン頂面１４に、点
火プラグ３０を囲むよう夫々ヘッド側突出体３４及びピ
ストン側突出体３６を形成した筒内噴射式エンジン２
は、スキッシュ流をキャビティ３８内のみならず点火プ
ラグ３０方向へ向けることができることにより、前述実
施例の効果に加えて、点火プラグ３０に新気を与えて燃
焼を促進させることができる。
との間のヘッド側窪面１２及びピストン頂面１４に、点
火プラグ３０を囲むよう夫々ヘッド側突出体３４及びピ
ストン側突出体３６を形成した筒内噴射式エンジン２
は、スキッシュ流をキャビティ３８内のみならず点火プ
ラグ３０方向へ向けることができることにより、前述実
施例の効果に加えて、点火プラグ３０に新気を与えて燃
焼を促進させることができる。
【００３２】また、図１４・図１５に示す如く、ヘッド
側突出体３４及びピストン側突出体３６は、燃焼室１６
の中心から離間する一外縁４４側に偏らせてヘッド側窪
面１２及びピストン頂面１４に、１つの吸気口２０を囲
むように夫々形成して設けることもできる。これらヘッ
ド側突出体３４及びピストン側突出体３６には、ピスト
ン８の上死点近傍において近接して、前記１つの吸気口
２０側に偏らせたキャビティ３８内及び燃焼室１６中心
の点火プラグ３０方向に指向するスキッシュ流（矢印）
を発生する斜線で示すヘッド側スキッシュ部４０及びピ
ストン側スキッシュ部４２を設けている。
側突出体３４及びピストン側突出体３６は、燃焼室１６
の中心から離間する一外縁４４側に偏らせてヘッド側窪
面１２及びピストン頂面１４に、１つの吸気口２０を囲
むように夫々形成して設けることもできる。これらヘッ
ド側突出体３４及びピストン側突出体３６には、ピスト
ン８の上死点近傍において近接して、前記１つの吸気口
２０側に偏らせたキャビティ３８内及び燃焼室１６中心
の点火プラグ３０方向に指向するスキッシュ流（矢印）
を発生する斜線で示すヘッド側スキッシュ部４０及びピ
ストン側スキッシュ部４２を設けている。
【００３３】このように、排気口２４と点火プラグ３０
との間のヘッド側窪面１２及びピストン頂面１４に、燃
焼室１６中心から離間する一外縁４４側に偏らせて１つ
の吸気口２０を囲むように夫々ヘッド側突出体３４及び
ピストン側突出体３６を形成して設けた筒内噴射式エン
ジン２は、スキッシュ流を偏らせて図１４の太い矢印に
示すようスワール流（ハッチング）を発生させることが
できることにより、前述実施例の効果に加えて、スワー
ル流によって燃焼を促進させることができる。
との間のヘッド側窪面１２及びピストン頂面１４に、燃
焼室１６中心から離間する一外縁４４側に偏らせて１つ
の吸気口２０を囲むように夫々ヘッド側突出体３４及び
ピストン側突出体３６を形成して設けた筒内噴射式エン
ジン２は、スキッシュ流を偏らせて図１４の太い矢印に
示すようスワール流（ハッチング）を発生させることが
できることにより、前述実施例の効果に加えて、スワー
ル流によって燃焼を促進させることができる。
【００３４】なお、ヘッド側突出体３４及びピストン側
突出体３６に設けたヘッド側スキッシュ部４０及びピス
トン側スキッシュ部４２は、図１６・図１７に示す如
く、燃焼室１６内において対向する角度や配設される位
置を設定することによりスキッシュ流の方向を変化させ
ることが可能であり、燃料噴射弁３２の噴霧特性とキャ
ビティ３８とのマッチングに有効である。
突出体３６に設けたヘッド側スキッシュ部４０及びピス
トン側スキッシュ部４２は、図１６・図１７に示す如
く、燃焼室１６内において対向する角度や配設される位
置を設定することによりスキッシュ流の方向を変化させ
ることが可能であり、燃料噴射弁３２の噴霧特性とキャ
ビティ３８とのマッチングに有効である。
【００３５】
【発明の効果】このように、この発明の筒内噴射式エン
ジンは、ピストン上死点近傍においてピストン頂面のキ
ャビティ内に向かうスキッシュ流を発生させることがで
き、このスキッシュ流によってキャビティ内の燃料と新
気とを急速に混合して均一な混合気の生成を促進するこ
とができる。
ジンは、ピストン上死点近傍においてピストン頂面のキ
ャビティ内に向かうスキッシュ流を発生させることがで
き、このスキッシュ流によってキャビティ内の燃料と新
気とを急速に混合して均一な混合気の生成を促進するこ
とができる。
【００３６】このため、この発明の筒内噴射式エンジン
は、キャビティ内の燃料と新気とを急速に混合して均一
な混合気の生成を促進し得て、混合気の燃焼による火炎
の形成を支援し得て、部分負荷時の希薄域における燃焼
を安定させ得て、この結果、部分負荷時の希薄域におけ
る燃料消費率及び排気有害成分値を改善することができ
る。
は、キャビティ内の燃料と新気とを急速に混合して均一
な混合気の生成を促進し得て、混合気の燃焼による火炎
の形成を支援し得て、部分負荷時の希薄域における燃焼
を安定させ得て、この結果、部分負荷時の希薄域におけ
る燃料消費率及び排気有害成分値を改善することができ
る。
【図１】この発明の実施例を示す筒内噴射式エンジンの
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のシリンダヘッドの底面図である。
【図３】図１のピストンの平面図である。
【図４】スキッシュ有無による燃料消費率及び排気有害
成分値の関係を示す図である。
成分値の関係を示す図である。
【図５】ピストン側突出体の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線による断面図である。
【図７】ピストン側突出体の正面図である。
【図８】燃料噴射時の筒内噴射式エンジンの断面図であ
る。
る。
【図９】図８におけるピストンの平面図である。
【図１０】ピストン上死点近傍時の筒内噴射式エンジン
の断面図である。
の断面図である。
【図１１】図１０におけるピストンの平面図である。
【図１２】別の実施例を示す筒内噴射式エンジンの燃焼
室の平面図である。
室の平面図である。
【図１３】図１２における筒内噴射式エンジンの斜視図
である。
である。
【図１４】さらに別の実施例を示す筒内噴射式エンジン
の燃焼室の平面図である。
の燃焼室の平面図である。
【図１５】図１４における筒内噴射式エンジンの斜視図
である。
である。
【図１６】スキッシュ流をヘッド側窪面と平行する方向
に指向させた筒内噴射式エンジンの断面図である。
に指向させた筒内噴射式エンジンの断面図である。
【図１７】スキッシュ流をピストン頂面と平行する方向
に指向させた筒内噴射式エンジンの断面図である。
に指向させた筒内噴射式エンジンの断面図である。
２ 筒内噴射式エンジン ４ シリンダブロック ６ シリンダヘッド ８ ピストン １０ シリンダ １２ ヘッド側窪面 １４ ピストン頂面 １６ 燃焼室 １８ 吸気ポート ２０ 吸気口 ２２ 排気ポート ２４ 排気口 ２６ 吸気弁 ２８ 排気弁 ３０ 点火プラグ ３２ 燃料噴射弁 ３４ ヘッド側突出体 ３６ ピストン側突出体 ３８ キャビティ ４０ ヘッド側スキッシュ部 ４２ ピストン側スキッシュ部 ４４ 外縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 23/10 F02B 17/00
Claims (5)
- 【請求項１】 シリンダヘッドのヘッド側窪面とピスト
ンのピストン頂面との間に燃焼室を形成して設け、前記
ヘッド側窪面に吸気口及び排気口を開口して設け、これ
ら吸気口及び排気口を開閉する吸気弁及び排気弁を設
け、前記燃焼室の中心に臨ませて点火プラグを設け、前
記吸気口の外縁側に臨ませて且つ前記燃焼室の中心に指
向させてこの燃焼室に直接的に燃料を噴射する燃料噴射
弁を設け、前記ヘッド側窪面に前記吸気口を囲むように
ヘッド側突出体を突出させて設け、このヘッド側突出体
に対向するよう前記ピストン頂面にピストン側突出体を
突出させて設け、このピストン側突出体よりも前記吸気
口側の前記ピストン頂面に前記燃料噴射弁からの燃料が
噴射されるキャビティを形成して設け、前記燃焼室の中
心から離間し前記吸気口を両側から挟むように前記ヘッ
ド側突出体及びピストン側突出体にピストン上死点近傍
において近接して前記燃焼室の両外縁側からキャビティ
内に指向するスキッシュ流を発生させるヘッド側スキッ
シュ部及びピストン側スキッシュ部を夫々形成して設け
たことを特徴とする筒内噴射式エンジン。 - 【請求項２】 前記吸気口は２つ設けられるとともに前
記燃料噴射弁は該２つの吸気口の間の燃焼室の外縁側に
臨ませて且つ燃焼室の中心に指向させて設けたことを特
徴とする請求項１に記載の筒内噴射式エンジン。 - 【請求項３】 前記ヘッド側突出体は、前記吸気口と前
記点火プラグとの間の前記ヘッド側窪面に前記吸気口を
囲むように形成して設け、前記ピストン側突出体は、前
記排気口と前記点火プラグとの間の前記ヘッド側窪面と
対向する前記ピストン頂面に前記点火プラグを囲むよう
に形成して設けたことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の筒内噴射式エンジン。 - 【請求項４】 前記ヘッド側突出体及びピストン側突出
体は、前記排気口と前記点火プラグとの間の前記ヘッド
側窪面及びピストン頂面に前記点火プラグを囲むよう夫
々形成して設けたことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の筒内噴射式エンジン。 - 【請求項５】 前記ヘッド側突出体及びピストン側突出
体は、前記燃焼室中心から離間する一外縁側に偏らせて
前記ヘッド側窪面及びピストン頂面に夫々形成して設け
たことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の筒内
噴射式エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16099296A JP3163979B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 筒内噴射式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16099296A JP3163979B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 筒内噴射式エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317478A JPH09317478A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3163979B2 true JP3163979B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=15726524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16099296A Expired - Fee Related JP3163979B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 筒内噴射式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163979B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI290191B (en) * | 2003-10-24 | 2007-11-21 | Mitsubishi Motors Corp | Combustion chamber structure in an internal combustion engine |
| JP6229109B1 (ja) * | 2017-04-04 | 2017-11-08 | 康仁 矢尾板 | ４弁式燃焼室 |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP16099296A patent/JP3163979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09317478A (ja) | 1997-12-09 |
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