JP3175611B2 - 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
- JP3175611B2 JP3175611B2 JP32894496A JP32894496A JP3175611B2 JP 3175611 B2 JP3175611 B2 JP 3175611B2 JP 32894496 A JP32894496 A JP 32894496A JP 32894496 A JP32894496 A JP 32894496A JP 3175611 B2 JP3175611 B2 JP 3175611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- ignition
- injection valve
- mixture
- valve
- 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 - Fee Related
Links
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
- F02B2023/085—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition using several spark plugs 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
- 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
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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、ピストンの頂部に
キャビティを形成し、このキャビティ内に燃料を噴射し
て点火栓近傍に可燃混合気を成層に形成するようにして
いる。
された筒内噴射式火花点火機関では、ピストンの頂部に
キャビティを形成し、このキャビティ内に燃料を噴射し
て点火栓近傍に可燃混合気を成層に形成するようにして
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】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の筒内噴射式火花点火機関では、キャビティがピスト
ンの頂部の限定された領域に存在することに由来して、
成層燃焼の可否はピストン位置（クランク角）に大きく
影響を受け、噴射タイミング及び噴射期間が限定され
る。したがって、機関回転数の上昇及び負荷の上昇に対
応して噴射量を増大させた場合には、噴射タイミングは
クランク角で上死点（以下、ＴＤＣと略す）から遠ざか
り、噴射期間も増加するため、燃料の噴霧の分散が進行
して均質に近い状態となり、結果的に成層燃焼を達成で
きず、機関運転状態において成層燃焼可能な領域が限定
されるという不利益がある。
来の筒内噴射式火花点火機関では、キャビティがピスト
ンの頂部の限定された領域に存在することに由来して、
成層燃焼の可否はピストン位置（クランク角）に大きく
影響を受け、噴射タイミング及び噴射期間が限定され
る。したがって、機関回転数の上昇及び負荷の上昇に対
応して噴射量を増大させた場合には、噴射タイミングは
クランク角で上死点（以下、ＴＤＣと略す）から遠ざか
り、噴射期間も増加するため、燃料の噴霧の分散が進行
して均質に近い状態となり、結果的に成層燃焼を達成で
きず、機関運転状態において成層燃焼可能な領域が限定
されるという不利益がある。
【０００６】尚、図７はピストン頂部にキャビティが形
成された従来の筒内噴射式火花点火機関の燃焼パターン
を示す図である。図中、Ａは成層燃焼領域を示し、Ｂは
均質リーンバーン領域を示し、Ｃは均質燃焼領域を示
す。
成された従来の筒内噴射式火花点火機関の燃焼パターン
を示す図である。図中、Ａは成層燃焼領域を示し、Ｂは
均質リーンバーン領域を示し、Ｃは均質燃焼領域を示
す。
【０００７】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、ピストン頂部にキャビティを設けず、筒内空間
に混合気を形成し、複数設けた点火栓を使い分けて確実
な着火を実現することにより、成層燃焼領域の拡大を図
り、燃費改善を可能にすることにある。
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、ピストン頂部にキャビティを設けず、筒内空間
に混合気を形成し、複数設けた点火栓を使い分けて確実
な着火を実現することにより、成層燃焼領域の拡大を図
り、燃費改善を可能にすることにある。
【０００８】
【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。本発明は、シリン
ダ内の上部空間を燃焼室とし、この燃焼室に燃料噴射弁
から燃料を噴射するとともに、吸気弁を備えた吸気口か
ら空気を導入し混合気を形成して点火栓で点火して成層
燃焼を行い、排気を排気弁を備えた排気口から排出する
筒内噴射式火花点火機関において、前記燃料噴射弁はそ
の噴射軸線方向をシリンダ径方向にほぼ沿わせて設置さ
れ、燃料噴射弁の噴射軸線方向に沿って複数の点火栓が
互いに離間して配列されており、燃料噴射弁から遠い点
火栓は噴射弁に対し前記排気弁を挟んだ対向位置に配置
されており、成層燃焼領域では、機関回転数の低いとき
には燃料噴射弁に近い点火栓により混合気に点火し、機
関回転数の上昇にしたがって燃料噴射弁から遠い点火栓
により混合気に点火す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。本発明は、シリン
ダ内の上部空間を燃焼室とし、この燃焼室に燃料噴射弁
から燃料を噴射するとともに、吸気弁を備えた吸気口か
ら空気を導入し混合気を形成して点火栓で点火して成層
燃焼を行い、排気を排気弁を備えた排気口から排出する
筒内噴射式火花点火機関において、前記燃料噴射弁はそ
の噴射軸線方向をシリンダ径方向にほぼ沿わせて設置さ
れ、燃料噴射弁の噴射軸線方向に沿って複数の点火栓が
互いに離間して配列されており、燃料噴射弁から遠い点
火栓は噴射弁に対し前記排気弁を挟んだ対向位置に配置
されており、成層燃焼領域では、機関回転数の低いとき
には燃料噴射弁に近い点火栓により混合気に点火し、機
関回転数の上昇にしたがって燃料噴射弁から遠い点火栓
により混合気に点火することを特徴とする筒内噴射式火
花点火機関である。
【０００９】点火栓の数は複数であって、二つに限るも
のではなく、三つ以上配列してもよい。また燃料噴射弁
から遠い点火栓は噴射弁に対し前記排気弁を挟んだ対向
位置に配置されており、排気弁の近傍は燃焼室の中でも
一番の高温部であり、この高温部に配された点火栓に向
かって燃料が噴射される場合は、その点火栓に接近する
にしたがって燃料の蒸発が促進される。その結果、混合
気が点火栓の近傍に達する時には燃料は十分に気化する
ので、確実に着火することができ、成層燃焼が可能とな
る。
のではなく、三つ以上配列してもよい。また燃料噴射弁
から遠い点火栓は噴射弁に対し前記排気弁を挟んだ対向
位置に配置されており、排気弁の近傍は燃焼室の中でも
一番の高温部であり、この高温部に配された点火栓に向
かって燃料が噴射される場合は、その点火栓に接近する
にしたがって燃料の蒸発が促進される。その結果、混合
気が点火栓の近傍に達する時には燃料は十分に気化する
ので、確実に着火することができ、成層燃焼が可能とな
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る筒内噴射式火
花点火機関の実施の形態を図１から図６の図面に基いて
説明する。
花点火機関の実施の形態を図１から図６の図面に基いて
説明する。
【００１１】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
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１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３か
らなるシリンダ４と、このシリンダ４の内部に設けられ
た円筒状の空間（以下、シリンダ室と称す）５を軸線方
向に摺動可能なピストン６とを備えている。ピストン６
の頂部は平坦面に形成されており、ピストン６がＴＤＣ
に達したときに、シリンダ室５の上部空間にバスタブ型
の燃焼室７が形成される。このピストン６がコンロッド
（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）を
回転する。
サイクルガソリンエンジン（以下、エンジンという）１
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１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３か
らなるシリンダ４と、このシリンダ４の内部に設けられ
た円筒状の空間（以下、シリンダ室と称す）５を軸線方
向に摺動可能なピストン６とを備えている。ピストン６
の頂部は平坦面に形成されており、ピストン６がＴＤＣ
に達したときに、シリンダ室５の上部空間にバスタブ型
の燃焼室７が形成される。このピストン６がコンロッド
（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）を
回転する。
【００１２】シリンダヘッド３の内壁頂面は略半分が水
平面からなる水平部８に形成され、残る略半分が傾斜面
からなる傾斜部９に形成されており、この内壁頂面の周
縁から周壁１０が垂直下方に延びている。
平面からなる水平部８に形成され、残る略半分が傾斜面
からなる傾斜部９に形成されており、この内壁頂面の周
縁から周壁１０が垂直下方に延びている。
【００１３】シリンダヘッド３の水平部８には２つの排
気ポートが燃焼室７に向けて開口しており、各排気ポー
トはそれぞれ排気弁１１，１１により開閉可能にされて
いる。また、シリンダヘッド３の傾斜部９には２つの吸
気ポートが燃焼室７に向けて開口しており、各吸気ポー
トはそれぞれ吸気弁１２，１２により開閉可能にされて
いる。
気ポートが燃焼室７に向けて開口しており、各排気ポー
トはそれぞれ排気弁１１，１１により開閉可能にされて
いる。また、シリンダヘッド３の傾斜部９には２つの吸
気ポートが燃焼室７に向けて開口しており、各吸気ポー
トはそれぞれ吸気弁１２，１２により開閉可能にされて
いる。
【００１４】シリンダヘッド３の傾斜部９には、両吸気
弁１２，１２から等距離に位置し且つシリンダブロック
２寄りに偏位した位置に、燃料噴射弁１３がその噴射軸
線をほぼ水平にし且つシリンダ室５の軸心と交差するよ
うに取り付けられている。換言すれば、燃料噴射弁１３
の噴射軸線はシリンダ室５の径方向に沿って配置されて
いる。
弁１２，１２から等距離に位置し且つシリンダブロック
２寄りに偏位した位置に、燃料噴射弁１３がその噴射軸
線をほぼ水平にし且つシリンダ室５の軸心と交差するよ
うに取り付けられている。換言すれば、燃料噴射弁１３
の噴射軸線はシリンダ室５の径方向に沿って配置されて
いる。
【００１５】この燃料噴射弁１３には、スワールの旋回
力を強めたり、噴孔のＬ／Ｄ（噴孔の長さＬと噴口径Ｄ
との比）を小さくして、燃料の高分散微粒化が可能で低
貫徹力の噴霧が可能な噴射弁を採用する。
力を強めたり、噴孔のＬ／Ｄ（噴孔の長さＬと噴口径Ｄ
との比）を小さくして、燃料の高分散微粒化が可能で低
貫徹力の噴霧が可能な噴射弁を採用する。
【００１６】シリンダヘッド３の水平部８には、両排気
弁１１，１１から等距離に位置し且つシリンダ室５の軸
心よりも燃料噴射弁１３から離間する側に寄った位置
に、第１点火栓１４がその発火部を燃焼室７に臨ませて
取り付けられている。
弁１１，１１から等距離に位置し且つシリンダ室５の軸
心よりも燃料噴射弁１３から離間する側に寄った位置
に、第１点火栓１４がその発火部を燃焼室７に臨ませて
取り付けられている。
【００１７】また、シリンダヘッド３の周壁１０には、
燃料噴射弁１３の噴射軸線のほぼ延長線上に、第２点火
栓１５がその発火部を燃焼室に臨ませて取り付けられて
いる。
燃料噴射弁１３の噴射軸線のほぼ延長線上に、第２点火
栓１５がその発火部を燃焼室に臨ませて取り付けられて
いる。
【００１８】このエンジン１では運転条件によって、成
層燃焼と、均質燃焼と、均質リーンバーンの三つの燃焼
パターンを使い分けている。即ち、図５において成層燃
焼領域Ａでは圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼を行
い、均質燃焼領域Ｃでは吸気行程で燃料を噴射して均質
燃焼を行い、均質リーンバーン領域Ｂでは吸気行程で燃
料を噴射して均質リーンバーンを行い成層燃焼と均質燃
焼との間をつないでいる。
層燃焼と、均質燃焼と、均質リーンバーンの三つの燃焼
パターンを使い分けている。即ち、図５において成層燃
焼領域Ａでは圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼を行
い、均質燃焼領域Ｃでは吸気行程で燃料を噴射して均質
燃焼を行い、均質リーンバーン領域Ｂでは吸気行程で燃
料を噴射して均質リーンバーンを行い成層燃焼と均質燃
焼との間をつないでいる。
【００１９】ところで、良好な成層燃焼の実現には、シ
リンダ室５に噴射した燃料を極力早く蒸発させて流入新
気と混合させ、その混合気をシリンダ室５内に拡散させ
ずに点火栓近傍に導き、タイミング良く点火する必要が
ある。
リンダ室５に噴射した燃料を極力早く蒸発させて流入新
気と混合させ、その混合気をシリンダ室５内に拡散させ
ずに点火栓近傍に導き、タイミング良く点火する必要が
ある。
【００２０】ここで、燃料の蒸発時間は雰囲気温度に大
きく影響を受け、雰囲気温度が高いほど蒸発時間が短く
なることが知られている。エンジン１においてこの雰囲
気温度とはシリンダ室５内の温度にほかならず、このシ
リンダ室５内の温度はピストン６の往復動により大きく
変化する。ピストン６の位置をクランク角で表した場
合、シリンダ室５内の温度は図６に示すようにＴＤＣ近
傍で最大となり、ＴＤＣから離間するにしたがって下が
っていく。
きく影響を受け、雰囲気温度が高いほど蒸発時間が短く
なることが知られている。エンジン１においてこの雰囲
気温度とはシリンダ室５内の温度にほかならず、このシ
リンダ室５内の温度はピストン６の往復動により大きく
変化する。ピストン６の位置をクランク角で表した場
合、シリンダ室５内の温度は図６に示すようにＴＤＣ近
傍で最大となり、ＴＤＣから離間するにしたがって下が
っていく。
【００２１】したがって、ピストン６がＴＤＣから遠い
タイミングで噴射された燃料はＴＤＣに近いタイミング
で噴射された燃料よりも蒸発時間を長く必要とする。こ
のことを踏まえて、本エンジン１では、成層燃焼領域に
おいても運転条件によって二つの点火栓１４，１５を使
い分け、成層燃焼が実現可能な領域の拡大を図ってい
る。以下、これについて詳述する。
タイミングで噴射された燃料はＴＤＣに近いタイミング
で噴射された燃料よりも蒸発時間を長く必要とする。こ
のことを踏まえて、本エンジン１では、成層燃焼領域に
おいても運転条件によって二つの点火栓１４，１５を使
い分け、成層燃焼が実現可能な領域の拡大を図ってい
る。以下、これについて詳述する。
【００２２】（ａ）低回転低負荷領域 低回転低負荷領域では、ピストン６がＴＤＣに比較的に
近付いてから燃料噴射弁１３から燃料が噴射されるが、
この場合にはシリンダ室５内の温度が極めて高いので、
噴射された燃料が第１点火栓１４の近傍に達するまでの
時間があれば燃料は十分に蒸発することができる。
近付いてから燃料噴射弁１３から燃料が噴射されるが、
この場合にはシリンダ室５内の温度が極めて高いので、
噴射された燃料が第１点火栓１４の近傍に達するまでの
時間があれば燃料は十分に蒸発することができる。
【００２３】そこで、この領域では、図１に示すように
混合気２０が第１点火栓１４の近傍に達した時を点火タ
イミングとして第１点火栓１４を点火し混合気２０に着
火し、第２点火栓１５は点火しない。
混合気２０が第１点火栓１４の近傍に達した時を点火タ
イミングとして第１点火栓１４を点火し混合気２０に着
火し、第２点火栓１５は点火しない。
【００２４】この領域では、シリンダ室５内の圧力が極
めて高くなってから燃料が噴射され、しかも、燃料噴射
開始から点火までのインターバルが短いので、噴霧の分
散が少ない混合気を形成することができ、極めて良好な
成層燃焼を実現することができる。
めて高くなってから燃料が噴射され、しかも、燃料噴射
開始から点火までのインターバルが短いので、噴霧の分
散が少ない混合気を形成することができ、極めて良好な
成層燃焼を実現することができる。
【００２５】（ｂ）低回転高負荷領域 低回転高負荷域では、噴射量の増大に伴い、燃料噴射弁
１３からの燃料の噴射時間が長くなるので、混合気が噴
射方向に長くなる。したがって、噴射後期の燃料が蒸発
して混合気となり第１点火栓１４の近傍に達する時には
噴射初期の燃料は第１点火栓１４を通り越して第２点火
栓１５に接近することとなる。
１３からの燃料の噴射時間が長くなるので、混合気が噴
射方向に長くなる。したがって、噴射後期の燃料が蒸発
して混合気となり第１点火栓１４の近傍に達する時には
噴射初期の燃料は第１点火栓１４を通り越して第２点火
栓１５に接近することとなる。
【００２６】そこで、この領域では、図３に示すように
混合気２０の先端部分が第２点火栓１５近傍に達した時
を点火タイミングとして、第１点火栓１４と第２点火栓
１５の両方を同時に点火し、混合気２０に着火する。
混合気２０の先端部分が第２点火栓１５近傍に達した時
を点火タイミングとして、第１点火栓１４と第２点火栓
１５の両方を同時に点火し、混合気２０に着火する。
【００２７】このようにすると、燃料噴射開始から点火
までのインターバルが前記低回転低負荷領域のときに比
べて長くなるので噴霧の分散が若干進行するが、混合気
の先端部と後端部の両方から同時に着火するので急速な
燃焼が可能となり、従来は難しいとされていたこの領域
でも成層燃焼を実現することができる。
までのインターバルが前記低回転低負荷領域のときに比
べて長くなるので噴霧の分散が若干進行するが、混合気
の先端部と後端部の両方から同時に着火するので急速な
燃焼が可能となり、従来は難しいとされていたこの領域
でも成層燃焼を実現することができる。
【００２８】（ｃ）高回転低負荷領域 高回転域であって比較的に噴射量が少ない低負荷域で
は、回転数の関係からピストン６がＴＤＣよりも遠く手
前に位置している状態から燃料噴射弁１３から燃料が噴
射される。したがって、シリンダ室５内の温度が比較的
に低いため燃料が蒸発しにくく、噴射された燃料が第１
点火栓１４の近傍に達するまでの時間では蒸発時間が不
足する。
は、回転数の関係からピストン６がＴＤＣよりも遠く手
前に位置している状態から燃料噴射弁１３から燃料が噴
射される。したがって、シリンダ室５内の温度が比較的
に低いため燃料が蒸発しにくく、噴射された燃料が第１
点火栓１４の近傍に達するまでの時間では蒸発時間が不
足する。
【００２９】そこで、この領域では、燃料を十分に蒸発
させるために、図４に示すように混合気２０が第２点火
栓１５の近傍に達した時を点火タイミングとして第２点
火栓１５を点火し混合気２０に着火し、第１点火栓１４
は点火しない。
させるために、図４に示すように混合気２０が第２点火
栓１５の近傍に達した時を点火タイミングとして第２点
火栓１５を点火し混合気２０に着火し、第１点火栓１４
は点火しない。
【００３０】このようにすると、燃料噴射開始から点火
までのインターバルが長くなるので蒸発時間を稼ぐこと
ができる。しかも、排気弁１１の近傍はシリンダ室５の
中でも一番の高温部であり、この高温部に配された第２
点火栓１５に向かって燃料が噴射されるので、第２点火
栓１５に接近するにしたがって燃料の蒸発が促進され
る。その結果、混合気が第２点火栓１５の近傍に達する
時には燃料は十分に気化した状態にあり、第２点火栓１
５により確実に着火することができ、成層燃焼が可能と
なる。
までのインターバルが長くなるので蒸発時間を稼ぐこと
ができる。しかも、排気弁１１の近傍はシリンダ室５の
中でも一番の高温部であり、この高温部に配された第２
点火栓１５に向かって燃料が噴射されるので、第２点火
栓１５に接近するにしたがって燃料の蒸発が促進され
る。その結果、混合気が第２点火栓１５の近傍に達する
時には燃料は十分に気化した状態にあり、第２点火栓１
５により確実に着火することができ、成層燃焼が可能と
なる。
【００３１】このように、このエンジン１では、ピスト
ンに設けられたキャビティに燃料を噴射して点火栓近傍
に混合気を導き成層燃焼を行う従来のエンジンに比べ
て、成層燃焼時における燃料の噴射タイミングや噴射期
間がピストン位置の影響を余り大きく受けず自由度が広
がるので、成層燃焼領域が拡大する。
ンに設けられたキャビティに燃料を噴射して点火栓近傍
に混合気を導き成層燃焼を行う従来のエンジンに比べ
て、成層燃焼時における燃料の噴射タイミングや噴射期
間がピストン位置の影響を余り大きく受けず自由度が広
がるので、成層燃焼領域が拡大する。
【００３２】また、このエンジン１では、ピストン６の
頂面を平坦にすることができるので、ピストン頂面にキ
ャビティを有する従来のエンジンよりもピストン頂面の
受熱面積が減少し、ノッキングを抑制することができ
る。
頂面を平坦にすることができるので、ピストン頂面にキ
ャビティを有する従来のエンジンよりもピストン頂面の
受熱面積が減少し、ノッキングを抑制することができ
る。
【００３３】尚、均質リーンバーン領域Ｂと均質燃焼領
域Ｃでは吸気行程で燃料を燃料噴射弁１３から噴射し、
第１点火栓１４と第２点火栓１５の両方を同時に点火
し、混合気に着火する。この二つの点火栓１４，１５に
よる同時点火は急速燃焼を可能にし、これによって均質
リーンバーン及び均質燃焼において高い動力特性を生み
出すことができる。
域Ｃでは吸気行程で燃料を燃料噴射弁１３から噴射し、
第１点火栓１４と第２点火栓１５の両方を同時に点火
し、混合気に着火する。この二つの点火栓１４，１５に
よる同時点火は急速燃焼を可能にし、これによって均質
リーンバーン及び均質燃焼において高い動力特性を生み
出すことができる。
【００３４】また、均質リーンバーンにおける二つの点
火栓１４，１５による同時点火はリーンリミットを大幅
に向上させ、成層燃焼と均質燃焼との間をスムーズにつ
なぐことができる。
火栓１４，１５による同時点火はリーンリミットを大幅
に向上させ、成層燃焼と均質燃焼との間をスムーズにつ
なぐことができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料噴射弁をその噴射軸線方向が燃焼室におけるシリン
ダ径方向にほぼ沿わせて設置し、燃料噴射弁の噴射軸線
方向に沿って複数の点火栓を互いに離間して配列し、成
層燃焼領域では、機関回転数の低いときには燃料噴射弁
に近い点火栓により混合気に点火し、機関回転数の上昇
にしたがって燃料噴射弁から遠く、高温の排気弁に近接
した点火栓により混合気に点火しているので、燃料の蒸
発が促進され成層燃焼領域を大幅に拡大することができ
るという優れた効果が奏される。また、成層燃焼領域が
拡大される結果、燃費の良い筒内噴射式火花点火機関を
得ることができる。
燃料噴射弁をその噴射軸線方向が燃焼室におけるシリン
ダ径方向にほぼ沿わせて設置し、燃料噴射弁の噴射軸線
方向に沿って複数の点火栓を互いに離間して配列し、成
層燃焼領域では、機関回転数の低いときには燃料噴射弁
に近い点火栓により混合気に点火し、機関回転数の上昇
にしたがって燃料噴射弁から遠く、高温の排気弁に近接
した点火栓により混合気に点火しているので、燃料の蒸
発が促進され成層燃焼領域を大幅に拡大することができ
るという優れた効果が奏される。また、成層燃焼領域が
拡大される結果、燃費の良い筒内噴射式火花点火機関を
得ることができる。
【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り、低回転低負荷時の点火タイミン
グを示す。
ジンの縦断面図であり、低回転低負荷時の点火タイミン
グを示す。
【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
ジンの縦断面図であり、低回転高負荷時の点火タイミン
グを示す。
ジンの縦断面図であり、低回転高負荷時の点火タイミン
グを示す。
【図４】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの縦断面図であり、高回転低負荷時の点火タイミン
グを示す。
ジンの縦断面図であり、高回転低負荷時の点火タイミン
グを示す。
【図５】 本発明の一実施の形態におけるガソリンエン
ジンの燃焼パターン図である。
ジンの燃焼パターン図である。
【図６】 ピストン位置を示すクランク角とシリンダ室
内温度との関係を示す図である。
内温度との関係を示す図である。
【図７】 従来の筒内噴射式火花点火機関の燃焼パター
ン図である。
ン図である。
１ ガソリンエンジン（筒内噴射式火花点火機関） ４ シリンダ ７ 燃焼室 １３ 燃料噴射弁 １４ 第１点火栓 １５ 第２点火栓 ２０ 混合気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 平２−169834（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−365928（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−246878（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−26024（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 23/00 - 23/10 F02P 15/02 - 15/08
Claims (1)
- 【請求項１】 シリンダ内の上部空間を燃焼室とし、こ
の燃焼室に燃料噴射弁から燃料を噴射するとともに、吸
気弁を備えた吸気口から空気を導入し混合気を形成して
点火栓で点火して成層燃焼を行い、排気を排気弁を備え
た排気口から排出する筒内噴射式火花点火機関におい
て、 前記燃料噴射弁はその噴射軸線方向をシリンダ径方向に
ほぼ沿わせて設置され、燃料噴射弁の噴射軸線方向に沿
って複数の点火栓が互いに離間して配列されており、燃
料噴射弁から遠い点火栓は噴射弁に対し前記排気弁を挟
んだ対向位置に配置されており、成層燃焼領域では、機
関回転数の低いときには燃料噴射弁に近い点火栓により
混合気に点火し、機関回転数の上昇にしたがって燃料噴
射弁から遠い点火栓により混合気に点火することを特徴
とする筒内噴射式火花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32894496A JP3175611B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32894496A JP3175611B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10169446A JPH10169446A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3175611B2 true JP3175611B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=18215848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32894496A Expired - Fee Related JP3175611B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175611B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11834983B2 (en) | 2019-07-15 | 2023-12-05 | The Research Foundation For The State University Of New York | Method for control of advanced combustion through split direct injection of high heat of vaporization fuel or water fuel mixtures |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3852310B2 (ja) | 2000-08-07 | 2006-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| JP4529764B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-08-25 | マツダ株式会社 | 車両用４サイクル火花点火式エンジンの制御装置 |
| JP6084076B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2017-02-22 | 大阪瓦斯株式会社 | 多点点火式エンジン |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP32894496A patent/JP3175611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11834983B2 (en) | 2019-07-15 | 2023-12-05 | The Research Foundation For The State University Of New York | Method for control of advanced combustion through split direct injection of high heat of vaporization fuel or water fuel mixtures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10169446A (ja) | 1998-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5941207A (en) | Direct injection spark ignition engine | |
| US5617823A (en) | Spark-ignited reciprocating piston engine having a subdivided combustion chamber | |
| JP6432788B2 (ja) | エンジンの燃焼室構造 | |
| JP2002188447A (ja) | 筒内直接噴射式内燃機関 | |
| CA2297615C (en) | Direct-fuel-injection-type spark-ignition internal combustion engine | |
| JP7430805B2 (ja) | 自動車両の、特に自動車の内燃機関の運転方法 | |
| US11199155B2 (en) | Piston crown for a combustion system and an associated method thereof | |
| JP4258935B2 (ja) | 火花点火式往復動型エンジン | |
| JP6508240B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| US6267096B1 (en) | Three-valve cylinder head system | |
| JP3175611B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP3627546B2 (ja) | 直接筒内噴射式火花点火機関 | |
| US7152572B2 (en) | Internal combustion engine | |
| JP2007162631A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP2001207890A (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
| JP3166636B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP2004162577A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP3978965B2 (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
| JP2008169695A (ja) | 内燃機関 | |
| WO2024201932A1 (ja) | 副燃焼室付内燃機関 | |
| JP2008088920A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP4082277B2 (ja) | 筒内直噴ｃｎｇエンジン | |
| JPH10220229A (ja) | 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室 | |
| JPH07109925A (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP3316025B2 (ja) | ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |