JP3166636B2 - 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
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- 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
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/02—Arrangements having two or more sparking plugs
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- 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
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- 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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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒内噴射式火花点火
機関に関するものである。
機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より筒内噴射式火花点火機関につい
ては、燃焼室壁面に燃料を噴射し衝突させて燃料の蒸発
を促進し、筒内のガス流動を活用して点火栓近傍に局所
的な可燃混合気を形成し、成層燃焼を実現させる手法が
数多く案出されている。
ては、燃焼室壁面に燃料を噴射し衝突させて燃料の蒸発
を促進し、筒内のガス流動を活用して点火栓近傍に局所
的な可燃混合気を形成し、成層燃焼を実現させる手法が
数多く案出されている。
【０００３】例えば、特開平２−１６９８３４号に開示
された筒内噴射式火花点火機関では、シリンダ室の頂部
の周縁近傍に燃料噴射弁を配置し、中央に点火栓を配置
し、ピストンの頂部に１つのキャビティを形成して構成
されている。
された筒内噴射式火花点火機関では、シリンダ室の頂部
の周縁近傍に燃料噴射弁を配置し、中央に点火栓を配置
し、ピストンの頂部に１つのキャビティを形成して構成
されている。
【０００４】このように構成された従来の筒内噴射式火
花点火機関では、ピストンの頂部に形成されたキャビテ
ィにより、限定された空間内に混合気を容易に形成する
ことができる。
花点火機関では、ピストンの頂部に形成されたキャビテ
ィにより、限定された空間内に混合気を容易に形成する
ことができる。
【０００５】この筒内噴射式火花点火機関においては、
成層燃焼領域では燃料噴射弁から燃料をピストンのキャ
ビティ内に噴射して点火栓近傍に成層混合気を形成して
成層燃焼を行っており、均質燃焼領域では吸気行程に燃
料を噴射して空気とのミキシングを十分に確保し良好な
燃焼を行っている。
成層燃焼領域では燃料噴射弁から燃料をピストンのキャ
ビティ内に噴射して点火栓近傍に成層混合気を形成して
成層燃焼を行っており、均質燃焼領域では吸気行程に燃
料を噴射して空気とのミキシングを十分に確保し良好な
燃焼を行っている。
【０００６】さらに、均質燃焼と成層燃焼とをつなぐ領
域では、吸気行程初期と圧縮行程のそれぞれにおいてキ
ャビティ内に燃料を噴射し弱成層化を実現して弱成層燃
焼を行っている。
域では、吸気行程初期と圧縮行程のそれぞれにおいてキ
ャビティ内に燃料を噴射し弱成層化を実現して弱成層燃
焼を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の筒内噴射式
火花点火機関では、成層燃焼領域においては、燃料噴射
量が増加するに従い噴射時期を早めていくことで燃料の
気化時間を確保すると共に混合気体積を増加させて混合
気の過濃部分の発生を防止し、成層燃焼に良好な混合気
を形成している。
火花点火機関では、成層燃焼領域においては、燃料噴射
量が増加するに従い噴射時期を早めていくことで燃料の
気化時間を確保すると共に混合気体積を増加させて混合
気の過濃部分の発生を防止し、成層燃焼に良好な混合気
を形成している。
【０００８】しかしながら、この筒内噴射式火花点火機
関では、キャビティが１つであるが故に、キャビティ内
に燃料を噴射できる噴射時期に制約がある。したがっ
て、制約された燃料噴射のタイミングで噴射量を更に増
加して燃料を噴射すると、燃料の気化時間を確保するこ
とが不可能となり、過濃混合気となって燃焼が悪化し、
スモークが発生する等の問題が生じる。
関では、キャビティが１つであるが故に、キャビティ内
に燃料を噴射できる噴射時期に制約がある。したがっ
て、制約された燃料噴射のタイミングで噴射量を更に増
加して燃料を噴射すると、燃料の気化時間を確保するこ
とが不可能となり、過濃混合気となって燃焼が悪化し、
スモークが発生する等の問題が生じる。
【０００９】したがって、前記従来の筒内噴射式火花点
火機関には、成層燃焼可能な機関運転領域が狭い範囲に
限定されるという不具合があった。また、均質燃焼領域
と成層燃焼領域とのつなぎの弱成層燃焼領域では、吸気
行程初期に噴射された燃料の拡散時間が十分にあり過ぎ
るため、未燃ＨＣが発生し易く、十分に効率のよい燃焼
を行うことが難しかった。
火機関には、成層燃焼可能な機関運転領域が狭い範囲に
限定されるという不具合があった。また、均質燃焼領域
と成層燃焼領域とのつなぎの弱成層燃焼領域では、吸気
行程初期に噴射された燃料の拡散時間が十分にあり過ぎ
るため、未燃ＨＣが発生し易く、十分に効率のよい燃焼
を行うことが難しかった。
【００１０】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、燃焼室を２つ設けるとともに各燃焼室に臨む点
火栓をそれぞれ独立して設け、各燃焼室に燃料を噴き分
けると共に各点火栓を使い分けることにより、成層燃焼
領域の拡大を図ることにある。
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、燃焼室を２つ設けるとともに各燃焼室に臨む点
火栓をそれぞれ独立して設け、各燃焼室に燃料を噴き分
けると共に各点火栓を使い分けることにより、成層燃焼
領域の拡大を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。 （１） 本発明は、シリンダ室の頂部の周縁近傍に燃料
噴射弁を備え、前記シリンダ室を摺動するピストンの頂
部には前記燃料噴射弁に接近した部位と離間した部位に
第１キャビティと第２キャビティがそれぞれ独立して設
けられ、ピストンが上死点に達したときに第１キャビテ
ィ内と第２キャビティ内がそれぞれ第１燃焼室と第２燃
焼室となり、さらに前記シリンダ室の頂部には第１燃焼
室に臨む第１点火栓と第２燃焼室に臨む第２点火栓が設
けられており、低負荷低回転領域では燃料が前記燃料噴
射弁から第１キャビティに噴射され第１点火栓により着
火されて成層燃焼が行われ、低負荷高回転領域では燃料
が前記燃料噴射弁から第２キャビティに噴射され第２点
火栓により着火されて成層燃焼が行われることを特徴と
する筒内噴射式火花点火機関である。
するために、以下の手段を採用した。 （１） 本発明は、シリンダ室の頂部の周縁近傍に燃料
噴射弁を備え、前記シリンダ室を摺動するピストンの頂
部には前記燃料噴射弁に接近した部位と離間した部位に
第１キャビティと第２キャビティがそれぞれ独立して設
けられ、ピストンが上死点に達したときに第１キャビテ
ィ内と第２キャビティ内がそれぞれ第１燃焼室と第２燃
焼室となり、さらに前記シリンダ室の頂部には第１燃焼
室に臨む第１点火栓と第２燃焼室に臨む第２点火栓が設
けられており、低負荷低回転領域では燃料が前記燃料噴
射弁から第１キャビティに噴射され第１点火栓により着
火されて成層燃焼が行われ、低負荷高回転領域では燃料
が前記燃料噴射弁から第２キャビティに噴射され第２点
火栓により着火されて成層燃焼が行われることを特徴と
する筒内噴射式火花点火機関である。
【００１２】（２） また、本発明は、前記（１）の発
明の構成に加えて、中負荷領域では、初めに前記燃料噴
射弁から第２キャビティに燃料が噴射され、その後前記
燃料噴射弁から第１キャビティに燃料が噴射され、各キ
ャビティに噴射された燃料は第１点火栓と第２点火栓で
着火され成層燃焼が行われることを特徴とする筒内噴射
式火花点火機関である。
明の構成に加えて、中負荷領域では、初めに前記燃料噴
射弁から第２キャビティに燃料が噴射され、その後前記
燃料噴射弁から第１キャビティに燃料が噴射され、各キ
ャビティに噴射された燃料は第１点火栓と第２点火栓で
着火され成層燃焼が行われることを特徴とする筒内噴射
式火花点火機関である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る筒内噴射式火
花点火機関の一実施の形態を図１から図７の図面に基い
て説明する。
花点火機関の一実施の形態を図１から図７の図面に基い
て説明する。
【００１４】図１は筒内噴射式火花点火機関としての４
サイクルガソリンエンジン（以下、エンジンという）１
００の縦断面図であり、図２は同平面配置図である。こ
のエンジン１００は、シリンダブロック１とシリンダヘ
ッド２からなるシリンダ３と、このシリンダ３の内部に
設けられた円筒状のシリンダ室４を軸線方向へ摺動可能
で且つ周方向へ回動不能なピストン５とを備えている。
ピストン５はコンロッド（図示せず）を介してクランク
シャフト（図示せず）を回転せしめる。
サイクルガソリンエンジン（以下、エンジンという）１
００の縦断面図であり、図２は同平面配置図である。こ
のエンジン１００は、シリンダブロック１とシリンダヘ
ッド２からなるシリンダ３と、このシリンダ３の内部に
設けられた円筒状のシリンダ室４を軸線方向へ摺動可能
で且つ周方向へ回動不能なピストン５とを備えている。
ピストン５はコンロッド（図示せず）を介してクランク
シャフト（図示せず）を回転せしめる。
【００１５】シリンダ室４の頂部を構成するシリンダヘ
ッド２の内面はペントルーフ形状をなしており、このシ
リンダヘッド２には、ノズル先端をシリンダ室４の上部
周縁に臨ませた燃料噴射弁６と、発火部をシリンダ室４
の上部中央に臨ませた第１点火栓７Ａと、燃料噴射弁６
からシリンダ室４の周方向１８０゜離間した部位に設置
されて発火部をシリンダ室４の上部周縁に臨ませた第２
点火栓７Ｂと、が取り付けられている。この実施の形態
における燃料噴射弁６は、図示しない高圧燃料ポンプか
ら蓄熱室に供給された高圧燃料を開弁時間の制御により
燃料噴射量を可変とするものである。
ッド２の内面はペントルーフ形状をなしており、このシ
リンダヘッド２には、ノズル先端をシリンダ室４の上部
周縁に臨ませた燃料噴射弁６と、発火部をシリンダ室４
の上部中央に臨ませた第１点火栓７Ａと、燃料噴射弁６
からシリンダ室４の周方向１８０゜離間した部位に設置
されて発火部をシリンダ室４の上部周縁に臨ませた第２
点火栓７Ｂと、が取り付けられている。この実施の形態
における燃料噴射弁６は、図示しない高圧燃料ポンプか
ら蓄熱室に供給された高圧燃料を開弁時間の制御により
燃料噴射量を可変とするものである。
【００１６】また、シリンダヘッド２の内面における燃
料噴射弁６側に位置する部位には、燃料噴射弁６から等
距離離れた位置に一対の吸気ポートが設けられており、
各吸気ポートはそれぞれ吸気弁１０，１０により開閉可
能にされている。
料噴射弁６側に位置する部位には、燃料噴射弁６から等
距離離れた位置に一対の吸気ポートが設けられており、
各吸気ポートはそれぞれ吸気弁１０，１０により開閉可
能にされている。
【００１７】さらに、シリンダヘッド２の内面における
第２点火栓７Ｂ側に位置する部位には、第２点火栓７Ｂ
から等距離離れた位置に一対の排気ポートが設けられて
おり、各排気ポートはそれぞれ排気弁１２，１２により
開閉可能にされている。
第２点火栓７Ｂ側に位置する部位には、第２点火栓７Ｂ
から等距離離れた位置に一対の排気ポートが設けられて
おり、各排気ポートはそれぞれ排気弁１２，１２により
開閉可能にされている。
【００１８】一方、ピストン５の頂部には第１キャビテ
ィ１３Ａと第２キャビティ１３Ｂが設けられている。第
１キャビティ１３Ａは、ピストン５の頂部において燃料
噴射弁６に近い側の略半円部分に設けられていて、平面
視は略楕円形をなしている。第２キャビティ１３Ｂは、
ピストン５の頂部において第２点火栓７Ｂに近い側の略
半円部分に設けられて、平面視は略三日月形をなしてい
る。
ィ１３Ａと第２キャビティ１３Ｂが設けられている。第
１キャビティ１３Ａは、ピストン５の頂部において燃料
噴射弁６に近い側の略半円部分に設けられていて、平面
視は略楕円形をなしている。第２キャビティ１３Ｂは、
ピストン５の頂部において第２点火栓７Ｂに近い側の略
半円部分に設けられて、平面視は略三日月形をなしてい
る。
【００１９】図１に示すように、ピストン５が上死点に
位置したときに、第１キャビティ１３Ａ内が第１燃焼室
２１Ａとなり、第２キャビティ１３Ｂ内が第２燃焼室２
１Ｂとなる。この第１燃焼室２１Ａに燃料噴射弁６のノ
ズル先端と第１点火栓７Ａの発火部が臨んでおり、第２
燃焼室２１Ｂに第２点火栓７Ｂの発火部が臨んでいる。
位置したときに、第１キャビティ１３Ａ内が第１燃焼室
２１Ａとなり、第２キャビティ１３Ｂ内が第２燃焼室２
１Ｂとなる。この第１燃焼室２１Ａに燃料噴射弁６のノ
ズル先端と第１点火栓７Ａの発火部が臨んでおり、第２
燃焼室２１Ｂに第２点火栓７Ｂの発火部が臨んでいる。
【００２０】尚、第１燃焼室２１Ａと第２燃焼室２１Ｂ
とはピストン５が上死点に位置した時に完全に分離され
るわけではなく、ピストン５とシリンダヘッド２及び排
気弁１２との間に形成される隙間を介して連通する。
とはピストン５が上死点に位置した時に完全に分離され
るわけではなく、ピストン５とシリンダヘッド２及び排
気弁１２との間に形成される隙間を介して連通する。
【００２１】このエンジン１００では、図３に示すよう
に、エンジン１００の運転条件によって均質燃焼と成層
燃焼の二つの燃焼パターンを使い分け、さらに成層燃焼
領域では運転条件によって燃料の噴射タイミングを変え
て燃焼室を使い分けるとともに点火栓を使い分ける。
に、エンジン１００の運転条件によって均質燃焼と成層
燃焼の二つの燃焼パターンを使い分け、さらに成層燃焼
領域では運転条件によって燃料の噴射タイミングを変え
て燃焼室を使い分けるとともに点火栓を使い分ける。
【００２２】即ち、低負荷領域及び中負荷領域では燃料
を圧縮行程で噴射して成層燃焼を行い、高負荷領域では
燃料を吸気行程で噴射して均質燃焼を行う。さらに、成
層燃焼領域については、低回転低負荷領域では成層化し
た燃料を第１燃焼室２１Ａで捕らえて第１点火栓７Ａで
着火し、低負荷高回転領域では成層化した燃料を第２燃
焼室２１Ｂで捕らえて第２点火栓７Ｂで着火し、中負荷
領域では前後２回に分けて燃料を噴射し、最初に噴射さ
れた燃料を第２燃焼室２１Ｂで捕らえ後から噴射された
燃料を第１燃焼室２１Ａで捕らえて、第１点火栓７Ａと
第２点火栓７Ｂによりほぼ同時に着火する。
を圧縮行程で噴射して成層燃焼を行い、高負荷領域では
燃料を吸気行程で噴射して均質燃焼を行う。さらに、成
層燃焼領域については、低回転低負荷領域では成層化し
た燃料を第１燃焼室２１Ａで捕らえて第１点火栓７Ａで
着火し、低負荷高回転領域では成層化した燃料を第２燃
焼室２１Ｂで捕らえて第２点火栓７Ｂで着火し、中負荷
領域では前後２回に分けて燃料を噴射し、最初に噴射さ
れた燃料を第２燃焼室２１Ｂで捕らえ後から噴射された
燃料を第１燃焼室２１Ａで捕らえて、第１点火栓７Ａと
第２点火栓７Ｂによりほぼ同時に着火する。
【００２３】換言すれば、このような使い分けが可能な
ように、第１キャビティ１３Ａ及び第２キャビティ１３
Ｂの大きさや設置位置を設定し、燃料噴射弁６の噴射方
向を設定する。
ように、第１キャビティ１３Ａ及び第２キャビティ１３
Ｂの大きさや設置位置を設定し、燃料噴射弁６の噴射方
向を設定する。
【００２４】
【実施例】以下、このエンジン１００の運転条件と燃焼
パターンについての一例を図４から図９の図面を参照し
て具体的に詳述する。
パターンについての一例を図４から図９の図面を参照し
て具体的に詳述する。
【００２５】尚、図６及び図９は、クランク角をパラメ
ータとして燃料噴射タイミングを示した作動図であり、
図中、ＴＤＣは上死点、ＢＤＣは下死点であり、Ｓ点は
点火タイミングを示している。
ータとして燃料噴射タイミングを示した作動図であり、
図中、ＴＤＣは上死点、ＢＤＣは下死点であり、Ｓ点は
点火タイミングを示している。
【００２６】＜成層燃焼領域＞初めに、成層燃焼領域に
ついて説明する。図３に示す燃焼パターン例では、Ｉ
（Ａ）とＩ（Ｂ）とＩ（Ａ＋Ｂ）の領域が成層燃焼領域
である。
ついて説明する。図３に示す燃焼パターン例では、Ｉ
（Ａ）とＩ（Ｂ）とＩ（Ａ＋Ｂ）の領域が成層燃焼領域
である。
【００２７】（１）低負荷低回転領域 図３においてＩ（Ａ）で示す低負荷低回転領域では、図
６に示すタイミングで燃料を噴射する。尚、図６
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、低負荷低回転領域
の中でエンジン運転条件を異にするＱ1点、Ｑ2点、Ｑ3
点での噴射タイミングを示しており、図中、ａ1，ａ2，
ａ3は噴射開始タイミングを示し、ｂ1，ｂ2，ｂ3は噴射
終了タイミングを示している。
６に示すタイミングで燃料を噴射する。尚、図６
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、低負荷低回転領域
の中でエンジン運転条件を異にするＱ1点、Ｑ2点、Ｑ3
点での噴射タイミングを示しており、図中、ａ1，ａ2，
ａ3は噴射開始タイミングを示し、ｂ1，ｂ2，ｂ3は噴射
終了タイミングを示している。
【００２８】低負荷低回転領域ではＱ1点、Ｑ2点、Ｑ3
点のいずれにおいても圧縮行程後半に燃料噴射弁６から
燃料を噴射する。噴射された燃料はピストン５の第１キ
ャビティ１３Ａに向かって飛翔し、第１キャビティ１３
Ａに衝突して方向を変え第１点火栓７Ａの発火部近傍に
移動する。そして、この燃料は第１点火栓７Ａの発火部
近傍に至るまでに気化し、第１点火栓７Ａの発火部近傍
において層状化した混合気となり、ピストン５が上死点
に至ったときには第１燃焼室２１Ａ内に収まる（図１参
照）。
点のいずれにおいても圧縮行程後半に燃料噴射弁６から
燃料を噴射する。噴射された燃料はピストン５の第１キ
ャビティ１３Ａに向かって飛翔し、第１キャビティ１３
Ａに衝突して方向を変え第１点火栓７Ａの発火部近傍に
移動する。そして、この燃料は第１点火栓７Ａの発火部
近傍に至るまでに気化し、第１点火栓７Ａの発火部近傍
において層状化した混合気となり、ピストン５が上死点
に至ったときには第１燃焼室２１Ａ内に収まる（図１参
照）。
【００２９】その後、Ｓ点で第１点火栓７Ａが点火さ
れ、第１燃焼室２１Ａ内の層状化した前記混合気が着火
される。これにより、低負荷低回転領域では良好な成層
燃焼が行われる。尚、低負荷低回転領域においては第２
点火栓７Ｂを点火しない。
れ、第１燃焼室２１Ａ内の層状化した前記混合気が着火
される。これにより、低負荷低回転領域では良好な成層
燃焼が行われる。尚、低負荷低回転領域においては第２
点火栓７Ｂを点火しない。
【００３０】次に、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の相違
について説明する。Ｑ1点とＱ2点との運転条件の相違は
エンジン回転数にある。即ち、エンジン負荷については
Ｑ1点とＱ2点で同一であり、エンジン回転数については
Ｑ1点よりもＱ2点の方が高い。
について説明する。Ｑ1点とＱ2点との運転条件の相違は
エンジン回転数にある。即ち、エンジン負荷については
Ｑ1点とＱ2点で同一であり、エンジン回転数については
Ｑ1点よりもＱ2点の方が高い。
【００３１】この場合には、燃料噴射量は同一である
が、エンジン回転数がＱ1点よりＱ2点の方が高いので、
燃料噴射期間をクランク角で表した場合にはＱ1点より
もＱ2点の方が角度は大きくなる。また、噴射開始タイ
ミング、噴射終了タイミング、点火タイミングをクラン
ク角で表した場合、これらはいずれもＱ1点よりもＱ2点
の方をＢＤＣに接近する側に移行する。
が、エンジン回転数がＱ1点よりＱ2点の方が高いので、
燃料噴射期間をクランク角で表した場合にはＱ1点より
もＱ2点の方が角度は大きくなる。また、噴射開始タイ
ミング、噴射終了タイミング、点火タイミングをクラン
ク角で表した場合、これらはいずれもＱ1点よりもＱ2点
の方をＢＤＣに接近する側に移行する。
【００３２】Ｑ1点とＱ3点との運転条件の相違はエンジ
ン負荷にある。即ち、エンジン回転数についてはＱ1点
とＱ3点で同一であり、エンジン負荷についてはＱ1点よ
りもＱ3点の方が大きい。
ン負荷にある。即ち、エンジン回転数についてはＱ1点
とＱ3点で同一であり、エンジン負荷についてはＱ1点よ
りもＱ3点の方が大きい。
【００３３】この場合には、噴射開始タイミングをＱ1
点よりもＱ3点の方をＢＤＣに接近する側に移行するこ
とにより、燃料噴射期間（時間）を延ばす。ただし、エ
ンジン回転数が同一であるので、噴射終了タイミングと
点火タイミングについてはクランク角で表した場合にも
Ｑ1点とＱ3点でほぼ同一となる。
点よりもＱ3点の方をＢＤＣに接近する側に移行するこ
とにより、燃料噴射期間（時間）を延ばす。ただし、エ
ンジン回転数が同一であるので、噴射終了タイミングと
点火タイミングについてはクランク角で表した場合にも
Ｑ1点とＱ3点でほぼ同一となる。
【００３４】尚、図４は、噴射開始タイミングをＴＤＣ
前９０゜としたときの噴射開始時のピストン５の位置を
示しており、この実施例ではこれが第１キャビティ１３
Ａに燃料を噴射できる限界点となる。但し、この限界点
は種々の条件設定（例えば、第１キャビティ１３Ａの形
状、寸法、ピストン５における位置や、燃料噴射弁６の
噴射角度等）により変わり得る。
前９０゜としたときの噴射開始時のピストン５の位置を
示しており、この実施例ではこれが第１キャビティ１３
Ａに燃料を噴射できる限界点となる。但し、この限界点
は種々の条件設定（例えば、第１キャビティ１３Ａの形
状、寸法、ピストン５における位置や、燃料噴射弁６の
噴射角度等）により変わり得る。
【００３５】（２）低負荷高回転領域 図３においてＩ（Ｂ）で示す低負荷高回転領域では、図
７に示すタイミングで燃料を噴射する。尚、図７
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、低負荷高回転領域
の中でエンジン運転条件を異にするＱ4点、Ｑ5点、Ｑ6
点での噴射タイミングを示しており、図中、ｃ1，ｃ2，
ｃ3は噴射開始タイミングを示し、ｄ1，ｄ2，ｄ3は噴射
終了タイミングを示している。
７に示すタイミングで燃料を噴射する。尚、図７
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、低負荷高回転領域
の中でエンジン運転条件を異にするＱ4点、Ｑ5点、Ｑ6
点での噴射タイミングを示しており、図中、ｃ1，ｃ2，
ｃ3は噴射開始タイミングを示し、ｄ1，ｄ2，ｄ3は噴射
終了タイミングを示している。
【００３６】低負荷高回転領域ではＱ4点、Ｑ5点、Ｑ6
点のいずれにおいても圧縮行程前半に燃料噴射弁６から
燃料を噴射する。噴射された燃料はピストン５の第２キ
ャビティ１３Ｂに向かって飛翔し、第２キャビティ１３
Ｂに衝突して方向を変えシリンダ３の内壁面に沿って第
２点火栓７Ｂの発火部近傍に移動する。そして、この燃
料は第２点火栓７Ｂの発火部近傍に至るまでに気化し、
第２点火栓７Ｂの発火部近傍において層状化した混合気
となり、ピストン５が上死点に至ったときに第２燃焼室
２１Ｂ内に収まる（図１参照）。
点のいずれにおいても圧縮行程前半に燃料噴射弁６から
燃料を噴射する。噴射された燃料はピストン５の第２キ
ャビティ１３Ｂに向かって飛翔し、第２キャビティ１３
Ｂに衝突して方向を変えシリンダ３の内壁面に沿って第
２点火栓７Ｂの発火部近傍に移動する。そして、この燃
料は第２点火栓７Ｂの発火部近傍に至るまでに気化し、
第２点火栓７Ｂの発火部近傍において層状化した混合気
となり、ピストン５が上死点に至ったときに第２燃焼室
２１Ｂ内に収まる（図１参照）。
【００３７】その後、Ｓ点で第２点火栓７Ｂが点火さ
れ、第２燃焼室２１Ｂ内の層状化した前記混合気が着火
される。これにより、低負荷高回転領域でも良好な成層
燃焼が行われる。尚、低負荷高回転領域においては第１
点火栓７Ａを点火しない。但し、両点火栓７Ａ，７Ｂを
同時に点火するようにしてもよい。
れ、第２燃焼室２１Ｂ内の層状化した前記混合気が着火
される。これにより、低負荷高回転領域でも良好な成層
燃焼が行われる。尚、低負荷高回転領域においては第１
点火栓７Ａを点火しない。但し、両点火栓７Ａ，７Ｂを
同時に点火するようにしてもよい。
【００３８】次に、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の相違
について説明する。Ｑ4点とＱ5点との運転条件の相違は
エンジン回転数にある。即ち、エンジン負荷については
Ｑ4点とＱ5点で同一であり、エンジン回転数については
Ｑ4点よりもＱ5点の方が高い。
について説明する。Ｑ4点とＱ5点との運転条件の相違は
エンジン回転数にある。即ち、エンジン負荷については
Ｑ4点とＱ5点で同一であり、エンジン回転数については
Ｑ4点よりもＱ5点の方が高い。
【００３９】この場合には、燃料噴射量は同一である
が、エンジン回転数がＱ4点よりＱ5点の方が高いので、
燃料噴射期間をクランク角で表した場合にはＱ4点より
もＱ5点の方が角度は大きくなる。また、噴射開始タイ
ミング、噴射終了タイミング、点火タイミングをクラン
ク角で表した場合、これらはいずれもＱ4点よりもＱ5点
の方をＢＤＣに接近する側に移行する。
が、エンジン回転数がＱ4点よりＱ5点の方が高いので、
燃料噴射期間をクランク角で表した場合にはＱ4点より
もＱ5点の方が角度は大きくなる。また、噴射開始タイ
ミング、噴射終了タイミング、点火タイミングをクラン
ク角で表した場合、これらはいずれもＱ4点よりもＱ5点
の方をＢＤＣに接近する側に移行する。
【００４０】Ｑ4点とＱ6点との運転条件の相違はエンジ
ン負荷にある。即ち、エンジン回転数についてはＱ4点
とＱ6点で同一であり、エンジン負荷についてはＱ4点よ
りもＱ6点の方が大きい。
ン負荷にある。即ち、エンジン回転数についてはＱ4点
とＱ6点で同一であり、エンジン負荷についてはＱ4点よ
りもＱ6点の方が大きい。
【００４１】この場合には、噴射開始タイミングをＱ4
点よりもＱ6点の方をＢＤＣに接近する側に移行するこ
とにより、燃料噴射期間（時間）を延ばす。ただし、エ
ンジン回転数が同一であるので、噴射終了タイミングと
点火タイミングについてはクランク角で表した場合にも
Ｑ4点とＱ6点でほぼ同一となる。
点よりもＱ6点の方をＢＤＣに接近する側に移行するこ
とにより、燃料噴射期間（時間）を延ばす。ただし、エ
ンジン回転数が同一であるので、噴射終了タイミングと
点火タイミングについてはクランク角で表した場合にも
Ｑ4点とＱ6点でほぼ同一となる。
【００４２】尚、図５は、噴射開始タイミングをＢＤＣ
としたときの噴射開始時のピストン５の位置を示してい
る。但し、この実施例において低負荷高回転領域での第
２キャビティ１３Ｂに燃料を噴射できる限界点は、ＢＤ
Ｃよりも若干手前であり、この限界点は種々の条件設定
（例えば、第１キャビティ１３Ａの形状、寸法、ピスト
ン５における位置や、燃料噴射弁６の噴射角度等）によ
り変わり得る。
としたときの噴射開始時のピストン５の位置を示してい
る。但し、この実施例において低負荷高回転領域での第
２キャビティ１３Ｂに燃料を噴射できる限界点は、ＢＤ
Ｃよりも若干手前であり、この限界点は種々の条件設定
（例えば、第１キャビティ１３Ａの形状、寸法、ピスト
ン５における位置や、燃料噴射弁６の噴射角度等）によ
り変わり得る。
【００４３】このエンジン１００では、燃焼室を第１燃
焼室２１Ａと第２燃焼室２１Ｂの二つに分け、一燃焼室
当たりの容積を小さくしており、且つ、低負荷領域では
いずれか一方の燃焼室で燃焼を行っているので、燃料噴
射量を最小にした場合でも安定した燃焼が可能である。
焼室２１Ａと第２燃焼室２１Ｂの二つに分け、一燃焼室
当たりの容積を小さくしており、且つ、低負荷領域では
いずれか一方の燃焼室で燃焼を行っているので、燃料噴
射量を最小にした場合でも安定した燃焼が可能である。
【００４４】（３）中負荷領域 図３においてＩ（Ａ＋Ｂ）で示す中低負領域では、図８
に示すタイミングで燃料を噴射する。尚、図８（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ、中負荷領域の中でエンジン運転条件
を異にするＱ7点、Ｑ8点での噴射タイミングを示してい
る。
に示すタイミングで燃料を噴射する。尚、図８（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ、中負荷領域の中でエンジン運転条件
を異にするＱ7点、Ｑ8点での噴射タイミングを示してい
る。
【００４５】中負荷領域ではＱ7点、Ｑ8点のいずれにお
いても燃料を二回に分割して噴射し、最初の燃料噴射
（以下、第１噴射という）を主に圧縮行程前半で行い、
後の燃料噴射（以下、第２噴射という）を圧縮行程後半
で行う。
いても燃料を二回に分割して噴射し、最初の燃料噴射
（以下、第１噴射という）を主に圧縮行程前半で行い、
後の燃料噴射（以下、第２噴射という）を圧縮行程後半
で行う。
【００４６】第１噴射で噴射された燃料は、ピストン５
の第２キャビティ１３Ｂに向かって飛翔し、第２キャビ
ティ１３Ｂに衝突して方向を変えシリンダ３の内壁面に
沿って第２点火栓７Ｂの発火部近傍に移動する。この燃
料は第２点火栓７Ｂの発火部近傍に至るまでに気化し、
第２点火栓７Ｂの発火部近傍において層状化した混合気
となり、ピストン５が上死点に至ったときに第２燃焼室
２１Ｂ内に収まる。
の第２キャビティ１３Ｂに向かって飛翔し、第２キャビ
ティ１３Ｂに衝突して方向を変えシリンダ３の内壁面に
沿って第２点火栓７Ｂの発火部近傍に移動する。この燃
料は第２点火栓７Ｂの発火部近傍に至るまでに気化し、
第２点火栓７Ｂの発火部近傍において層状化した混合気
となり、ピストン５が上死点に至ったときに第２燃焼室
２１Ｂ内に収まる。
【００４７】一方、第２噴射で噴射された燃料は、ピス
トン５の第１キャビティ１３Ａに向かって飛翔し、第１
キャビティ１３Ａに衝突して方向を変え第１点火栓７Ａ
の発火部近傍に移動する。そして、この燃料は第１点火
栓７Ａの発火部近傍に至るまでに気化し、第１点火栓７
Ａの発火部近傍において層状化した混合気となり、ピス
トン５が上死点に至ったときには第１燃焼室２１Ａ内に
収まる。
トン５の第１キャビティ１３Ａに向かって飛翔し、第１
キャビティ１３Ａに衝突して方向を変え第１点火栓７Ａ
の発火部近傍に移動する。そして、この燃料は第１点火
栓７Ａの発火部近傍に至るまでに気化し、第１点火栓７
Ａの発火部近傍において層状化した混合気となり、ピス
トン５が上死点に至ったときには第１燃焼室２１Ａ内に
収まる。
【００４８】そして、Ｓ点において第１点火栓７Ａと第
２点火栓７Ｂの両方が点火され、第１燃焼室２１Ａ内の
層状化した前記混合気が第１点火栓７Ａによって着火さ
れると共に、第２燃焼室２１Ｂ内の層状化した前記混合
気が第２点火栓７Ｂによって着火される。これにより、
中負荷領域においては、第１燃焼室２１Ａと第２燃焼室
２１Ｂの両方の燃焼室で成層燃焼が行われる。
２点火栓７Ｂの両方が点火され、第１燃焼室２１Ａ内の
層状化した前記混合気が第１点火栓７Ａによって着火さ
れると共に、第２燃焼室２１Ｂ内の層状化した前記混合
気が第２点火栓７Ｂによって着火される。これにより、
中負荷領域においては、第１燃焼室２１Ａと第２燃焼室
２１Ｂの両方の燃焼室で成層燃焼が行われる。
【００４９】次に、図８（Ａ）、（Ｂ）の相違について
説明する。図８において、ｅ1，ｅ3は第１噴射の噴射開
始タイミングを示し、ｆ1，ｆ3は第１噴射の噴射終了タ
イミングを示し、ｅ2，ｅ４は第２噴射の噴射開始タイ
ミングを示し、ｆ2，ｆ4は第２噴射の噴射終了タイミン
グを示している。
説明する。図８において、ｅ1，ｅ3は第１噴射の噴射開
始タイミングを示し、ｆ1，ｆ3は第１噴射の噴射終了タ
イミングを示し、ｅ2，ｅ４は第２噴射の噴射開始タイ
ミングを示し、ｆ2，ｆ4は第２噴射の噴射終了タイミン
グを示している。
【００５０】Ｑ7点とＱ8点との運転条件の相違はエンジ
ン回転数にある。即ち、エンジン負荷についてはＱ7点
とＱ8点で同一であり、エンジン回転数についてはＱ7点
よりもＱ8点の方が高い。
ン回転数にある。即ち、エンジン負荷についてはＱ7点
とＱ8点で同一であり、エンジン回転数についてはＱ7点
よりもＱ8点の方が高い。
【００５１】この場合には、第１噴射の燃料噴射量はＱ
7点とＱ8点で同一であり、第２噴射の燃料噴射量はＱ7
点とＱ8点で同一であるが、エンジン回転数がＱ7点より
Ｑ8点の方が高いので、燃料噴射期間をクランク角で表
した場合にはＱ7点よりもＱ8点の方が角度は大きくな
る。
7点とＱ8点で同一であり、第２噴射の燃料噴射量はＱ7
点とＱ8点で同一であるが、エンジン回転数がＱ7点より
Ｑ8点の方が高いので、燃料噴射期間をクランク角で表
した場合にはＱ7点よりもＱ8点の方が角度は大きくな
る。
【００５２】また、第１噴射及び第２噴射の噴射開始タ
イミング、噴射終了タイミング、点火タイミングをクラ
ンク角で表した場合、これらはいずれもＱ7点よりもＱ8
点の方をＢＤＣに接近する側に移行する。図８（Ｂ）か
ら明らかなように、中負荷高回転領域では第１噴射の噴
射開始タイミングは吸気行程後期に設定する。
イミング、噴射終了タイミング、点火タイミングをクラ
ンク角で表した場合、これらはいずれもＱ7点よりもＱ8
点の方をＢＤＣに接近する側に移行する。図８（Ｂ）か
ら明らかなように、中負荷高回転領域では第１噴射の噴
射開始タイミングは吸気行程後期に設定する。
【００５３】このように、このエンジン１００において
は中負荷領域で燃料を時間差を設けて噴き分けている
が、第１噴射も吸気行程後期から圧縮行程前半において
行っているので、従来の分割噴射の如く最初の燃料噴射
を吸気行程前半に行い弱成層燃焼させるものと比較し
て、燃料の拡散を少なくでき、混合気の層状化を確実に
でき、第１噴射で噴射された燃料も確実に成層燃焼せし
めることができる。
は中負荷領域で燃料を時間差を設けて噴き分けている
が、第１噴射も吸気行程後期から圧縮行程前半において
行っているので、従来の分割噴射の如く最初の燃料噴射
を吸気行程前半に行い弱成層燃焼させるものと比較し
て、燃料の拡散を少なくでき、混合気の層状化を確実に
でき、第１噴射で噴射された燃料も確実に成層燃焼せし
めることができる。
【００５４】したがって、従来よりも成層燃焼領域を大
幅に拡大することができ、燃費を大幅に向上することが
できる。また、中負荷領域での噴射時期を圧縮行程から
吸気行程後期まで連続して使用できるため、均質燃焼領
域とのトルク段差が解消され、トルク段差のないスムー
ズなトルク特性を得ることができる。
幅に拡大することができ、燃費を大幅に向上することが
できる。また、中負荷領域での噴射時期を圧縮行程から
吸気行程後期まで連続して使用できるため、均質燃焼領
域とのトルク段差が解消され、トルク段差のないスムー
ズなトルク特性を得ることができる。
【００５５】尚、第１噴射で第２キャビティ１３Ｂに向
けて噴射された燃料は飛行距離が長くなるため若干分散
し易くなるが、分散しても燃焼可能な燃料量を第１噴射
で噴射することにより、安定した成層燃焼を行わせるこ
とができる。そのために、第１噴射の燃料噴射量を第２
噴射の燃料噴射量よりも多くする。
けて噴射された燃料は飛行距離が長くなるため若干分散
し易くなるが、分散しても燃焼可能な燃料量を第１噴射
で噴射することにより、安定した成層燃焼を行わせるこ
とができる。そのために、第１噴射の燃料噴射量を第２
噴射の燃料噴射量よりも多くする。
【００５６】また、中負荷領域においては、第１噴射で
噴射された燃料がシリンダ３の排気側高温部を冷却する
ので、耐ノック性が向上する。さらに、中負荷領域にお
いては、２つの点火栓７Ａ，７Ｂによって混合気が着火
されるため、火炎伝播時間が短縮される。その結果、熱
効率が向上して出力が向上するとともに、燃焼安定性が
増し、エンジン性能が向上する。
噴射された燃料がシリンダ３の排気側高温部を冷却する
ので、耐ノック性が向上する。さらに、中負荷領域にお
いては、２つの点火栓７Ａ，７Ｂによって混合気が着火
されるため、火炎伝播時間が短縮される。その結果、熱
効率が向上して出力が向上するとともに、燃焼安定性が
増し、エンジン性能が向上する。
【００５７】＜均質燃焼領域＞次に、均質燃焼領域につ
いて説明する。図３に示す燃焼パターン例では、II（Ａ
＋Ｂ）の領域が均質燃焼領域である。
いて説明する。図３に示す燃焼パターン例では、II（Ａ
＋Ｂ）の領域が均質燃焼領域である。
【００５８】均質燃焼領域では、図９に示すタイミング
で燃料を噴射する。尚、図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞ
れ、均質燃焼領域の中でエンジン運転条件を異にするＱ
9点、Ｑ10点での噴射タイミングを示しており、ｈ1，ｈ
2は噴射開始タイミングを示し、ｇ1，ｇ2は噴射終了タ
イミングを示している。
で燃料を噴射する。尚、図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞ
れ、均質燃焼領域の中でエンジン運転条件を異にするＱ
9点、Ｑ10点での噴射タイミングを示しており、ｈ1，ｈ
2は噴射開始タイミングを示し、ｇ1，ｇ2は噴射終了タ
イミングを示している。
【００５９】均質燃焼領域ではＱ9点、Ｑ10点のいずれ
においても主に吸気行程において燃料噴射弁６から燃料
を噴射し、両点火栓７Ａ，７Ｂを同時に点火して着火す
る。この場合には吸気行程で燃料を噴射しているので十
分なミキシング時間が確保され、良好な均質燃焼が行わ
れる。
においても主に吸気行程において燃料噴射弁６から燃料
を噴射し、両点火栓７Ａ，７Ｂを同時に点火して着火す
る。この場合には吸気行程で燃料を噴射しているので十
分なミキシング時間が確保され、良好な均質燃焼が行わ
れる。
【００６０】また、均質燃焼領域で理論混合気よりリー
ンな混合気で運転する場合にも、第１キャビティ１３Ａ
と第２キャビティ１３Ｂの両方を使用し、且つ第１点火
栓７Ａと第２点火栓７Ｂの両方で点火するので、着火性
が向上し、トルク変動も低く抑えることができ、燃費も
向上する。
ンな混合気で運転する場合にも、第１キャビティ１３Ａ
と第２キャビティ１３Ｂの両方を使用し、且つ第１点火
栓７Ａと第２点火栓７Ｂの両方で点火するので、着火性
が向上し、トルク変動も低く抑えることができ、燃費も
向上する。
【００６１】さらに、２つの点火栓７Ａ，７Ｂによって
混合気が点火されるため、高負荷領域においても火炎伝
播時間が短縮される。その結果、熱効率が向上して出力
が向上するとともに、燃焼安定性が増し、エンジン性能
が向上する。
混合気が点火されるため、高負荷領域においても火炎伝
播時間が短縮される。その結果、熱効率が向上して出力
が向上するとともに、燃焼安定性が増し、エンジン性能
が向上する。
【００６２】次に、図９（Ａ）、（Ｂ）の相違について
説明する。Ｑ9点とＱ10点との運転条件の相違はエンジ
ン回転数にある。即ち、エンジン負荷についてはＱ9点
とＱ10点のいずれも全負荷であり、エンジン回転数につ
いてはＱ9点よりもＱ10点の方が高い。
説明する。Ｑ9点とＱ10点との運転条件の相違はエンジ
ン回転数にある。即ち、エンジン負荷についてはＱ9点
とＱ10点のいずれも全負荷であり、エンジン回転数につ
いてはＱ9点よりもＱ10点の方が高い。
【００６３】この場合には、燃料噴射量はＱ9点とＱ10
点で同一であるが、エンジン回転数がＱ9点よりＱ10点
の方が高くなるので、燃料噴射期間をクランク角で表し
た場合にはＱ9点よりもＱ10点の方が角度は大きくな
る。
点で同一であるが、エンジン回転数がＱ9点よりＱ10点
の方が高くなるので、燃料噴射期間をクランク角で表し
た場合にはＱ9点よりもＱ10点の方が角度は大きくな
る。
【００６４】また、噴射開始タイミングをクランク角で
表した場合、Ｑ9点よりもＱ10点の方をＴＤＣに接近す
る側に移行する。尚、図９に示す噴射タイミング例で
は、必要とされる燃料の全量を１回の噴射で行っている
が、複数回に分割して噴射することも可能である。
表した場合、Ｑ9点よりもＱ10点の方をＴＤＣに接近す
る側に移行する。尚、図９に示す噴射タイミング例で
は、必要とされる燃料の全量を１回の噴射で行っている
が、複数回に分割して噴射することも可能である。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピストンの頂部に第１燃焼室を形成する第１キャビティ
と第２燃焼室を形成する第２キャビティをそれぞれ独立
して設け、前記シリンダ室の頂部に第１燃焼室に臨む第
１点火栓と第２燃焼室に臨む第２点火栓を設け、低負荷
低回転領域では燃料を第１キャビティに噴射し第１点火
栓で着火して成層燃焼を行い、低負荷高回転領域では燃
料を第２キャビティに噴射し第２点火栓で着火して成層
燃焼を行っているので、低負荷領域において成層燃焼可
能な回転域を大幅に拡げることができるという優れた効
果が奏される。
ピストンの頂部に第１燃焼室を形成する第１キャビティ
と第２燃焼室を形成する第２キャビティをそれぞれ独立
して設け、前記シリンダ室の頂部に第１燃焼室に臨む第
１点火栓と第２燃焼室に臨む第２点火栓を設け、低負荷
低回転領域では燃料を第１キャビティに噴射し第１点火
栓で着火して成層燃焼を行い、低負荷高回転領域では燃
料を第２キャビティに噴射し第２点火栓で着火して成層
燃焼を行っているので、低負荷領域において成層燃焼可
能な回転域を大幅に拡げることができるという優れた効
果が奏される。
【００６６】しかも、一燃焼室当たりの容積が小さくな
り、低負荷成層燃焼領域ではいずれか一方の燃焼室で燃
焼を行っているので、燃料噴射量を最小にした場合でも
安定した成層燃焼が可能になる。
り、低負荷成層燃焼領域ではいずれか一方の燃焼室で燃
焼を行っているので、燃料噴射量を最小にした場合でも
安定した成層燃焼が可能になる。
【００６７】また、中負荷領域において、初めに第２キ
ャビティに燃料を噴射し、その後第１キャビティに燃料
を噴射し、これら燃料を第１点火栓と第２点火栓で着火
して成層燃焼させるようにすると、成層燃焼可能な負荷
域を大幅に拡げることができ、均質燃焼領域とのトルク
段差のないスムーズなトルク特性を得ることができると
いう優れた効果が奏される。
ャビティに燃料を噴射し、その後第１キャビティに燃料
を噴射し、これら燃料を第１点火栓と第２点火栓で着火
して成層燃焼させるようにすると、成層燃焼可能な負荷
域を大幅に拡げることができ、均質燃焼領域とのトルク
段差のないスムーズなトルク特性を得ることができると
いう優れた効果が奏される。
【００６８】また、中負荷成層燃焼領域において第２キ
ャビティに向けて噴射された燃料は排気側高温部を冷却
するので、耐ノック性も向上する。さらに、中負荷成層
燃焼領域においては二つの点火栓によって燃料を着火す
るので火炎伝播時間が短縮され、その結果、熱効率の向
上、機関出力の向上、エンジン性能の向上を図ることが
できる。
ャビティに向けて噴射された燃料は排気側高温部を冷却
するので、耐ノック性も向上する。さらに、中負荷成層
燃焼領域においては二つの点火栓によって燃料を着火す
るので火炎伝播時間が短縮され、その結果、熱効率の向
上、機関出力の向上、エンジン性能の向上を図ることが
できる。
【図１】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの縦断面図である。
ジンの縦断面図である。
【図２】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの平面配置図である。
ジンの平面配置図である。
【図３】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの燃焼パターン図である。
ジンの燃焼パターン図である。
【図４】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの低負荷低回転での燃料噴射の様子を示す図であ
る。
ジンの低負荷低回転での燃料噴射の様子を示す図であ
る。
【図５】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの低負荷高回転での燃料噴射の様子を示す図であ
る。
ジンの低負荷高回転での燃料噴射の様子を示す図であ
る。
【図６】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの低負荷低回転での噴射タイミング例をクランク角
で示した図である。
ジンの低負荷低回転での噴射タイミング例をクランク角
で示した図である。
【図７】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの低負荷高回転での噴射タイミング例をクランク角
で示した図である。
ジンの低負荷高回転での噴射タイミング例をクランク角
で示した図である。
【図８】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの中負荷での噴射タイミング例をクランク角で示し
た図である。
ジンの中負荷での噴射タイミング例をクランク角で示し
た図である。
【図９】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの均質燃焼領域での噴射タイミング例をクランク角
で示した図である。
ジンの均質燃焼領域での噴射タイミング例をクランク角
で示した図である。
４ シリンダ室 ５ ピストン ６ 燃料噴射弁 ７Ａ 第一点火栓 ７Ｂ 第２点火栓 １３Ａ 第１キャビティ １３Ｂ 第２キャビティ ２１Ａ 第１燃焼室 ２１Ｂ 第２燃焼室
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ ３１０Ｓ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２Ｚ 15/08 ３０１ 15/08 ３０１Ｂ ３０１Ｅ ３０１Ｆ ３０２ ３０２Ａ (72)発明者 友田 晃利 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 北東 宏之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−121825（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−169834（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−26024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−182422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−244821（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 23/10 F02B 17/00 F02P 15/08
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダ室の頂部の周縁近傍に燃料噴射
弁を備え、前記シリンダ室を摺動するピストンの頂部に
は前記燃料噴射弁に接近した部位と離間した部位に第１
キャビティと第２キャビティがそれぞれ独立して設けら
れ、ピストンが上死点に達したときに第１キャビティ内
と第２キャビティ内がそれぞれ第１燃焼室と第２燃焼室
となり、さらに前記シリンダ室の頂部には第１燃焼室に
臨む第１点火栓と第２燃焼室に臨む第２点火栓が設けら
れており、 低負荷低回転領域では燃料が前記燃料噴射弁から第１キ
ャビティに噴射され第１点火栓により着火されて成層燃
焼が行われ、低負荷高回転領域では燃料が前記燃料噴射
弁から第２キャビティに噴射され第２点火栓により着火
されて成層燃焼が行われることを特徴とする筒内噴射式
火花点火機関。 - 【請求項２】 中負荷領域では、初めに前記燃料噴射弁
から第２キャビティに燃料が噴射され、その後前記燃料
噴射弁から第１キャビティに燃料が噴射され、各キャビ
ティに噴射された燃料は第１点火栓と第２点火栓で着火
され成層燃焼が行われることを特徴とする請求項１に記
載の筒内噴射式火花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31651296A JP3166636B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31651296A JP3166636B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10159567A JPH10159567A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3166636B2 true JP3166636B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=18077940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31651296A Expired - Fee Related JP3166636B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166636B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108590871A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-28 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 重油发动机的缸头及航空发动机 |
| CN108590875A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-28 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 重油航空发动机及航空器 |
| CN108590876A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-28 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 重油发动机活塞及航空发动机 |
| CN108468587A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-08-31 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 复合喷射的航空重油发动机及航空器 |
| CN108590877A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-28 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 重油航空发动机及航空器 |
-
1996
- 1996-11-27 JP JP31651296A patent/JP3166636B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10159567A (ja) | 1998-06-16 |
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