JP3500942B2 - 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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- intake port
- fuel
- combustion chamber
- ignition engine
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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
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves 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
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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
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
機関に関する。
8に示すように、シリンダヘッド1に2つの吸気弁3
と、燃焼室4の中央部分に配置した点火プラグ5と、2
つの吸気弁3,3間で燃焼室4の側部から該燃焼室4に
直接燃料を噴射する燃料噴射弁6とを備えていて、低負
荷運転域では吸気に旋回流を付与した状態で圧縮行程中
に燃料噴射弁6よりピストン7の冠面に設けたキャビテ
ィ燃焼室8に向けて燃料を噴射し、点火プラグ5周りに
のみ比較的濃い混合気を形成させることにより超稀薄な
空撚比での成層燃焼を行わせ、高負荷運転域では吸気行
程中に燃料噴射弁6より燃焼室4に燃料を噴射して混合
気の均質化を図り、比較的濃い空撚比での均質燃焼を行
わせて高出力を得るようにしている。
ト、10は排気弁、11は排気ポートを示し、図6,7
では排気弁10および排気ポート11を省略して示して
いる。
式火花点火機関にあっては、2つの吸気弁3,3間で燃
焼室4の側部から燃料噴射弁6により燃料を直接燃焼室
4に噴射するようにしているため、燃料を吸気行程噴射
して均質燃焼を行わせる高負荷運転域でも、低回転時で
は吸気ポート9から燃焼室4に流入する吸気の流速が比
較的低いため、図6に示すように燃焼噴射弁6からは燃
料Fが所定の広がり角度(約60°)で燃焼室4に適正
に噴射されるが、高回転時には回転数に比例して前記流
速が高くなって、吸気の流れは図7の矢印aで示すよう
に燃料噴射弁6に指向する流入成分の流速も高くなるた
め、燃料噴射弁6から噴射される燃料Fは噴射直後でこ
の燃料噴射弁6に指向する流速の高い吸気の流入成分a
の直撃を受けるようになって燃焼室4の略全域への広が
りが抑えられ、吸気弁3の下方のキャビティ燃焼室8側
に偏向されて集められるようになる。
しまうばかりでなく、キャビティ燃焼室8に燃料が液膜
状に付着してスモークや未撚HCの発生およびデポジッ
トの発生要因となって高回転時に要求される出力が得ら
れなくなる可能性がある。
れているように、吸気ポートの吸気弁近傍の内周に隆起
部を設けて、燃焼室内に流入する吸気に逆タンブル流、
即ち、吸気弁の略下方からピストン冠面に向かい、該ピ
ストン冠面で反転して燃焼室中央部の点火プラグ側に向
かう縦方向の旋回流を付与するようにしたものも知られ
ているが、この構成によっても高負荷高回転時には流速
の高い吸気流が燃料噴射弁から噴射された直後の燃料噴
霧を直撃してしまい、前述した問題の解決策とはなり得
ない。
も吸気流が噴射直後の燃料を直撃するのを回避できて、
燃料噴霧を燃焼室に広く拡散させて均質化を良好に行わ
せることができる筒内噴射式火花点火機関を提供するも
のである。
は、2つの吸気弁と、燃焼室中央部分に配置した点火プ
ラグと、2つの吸気弁間で燃焼室の側部から該燃焼室に
直接燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式火
花点火機関において、前記吸気弁を配置した各吸気ポー
トは、吸気弁に近接した内周面下側で、かつ、吸気ポー
ト断面中心と燃料噴射弁断面中心とを結ぶ線上に、吸気
流の剥離手段を備えていることを特徴としている。
載の吸気流の剥離手段が、吸気ポート内周面の上流側一
般面になだらかに連なり、かつ、吸気ポート下流の開口
側で立上がって隆起形成したガイド突起であることを特
徴としている。
載の吸気流の剥離手段が、吸気ポートの内周面を該吸気
ポート下流の開口側に向けて屈曲して形成した角部であ
ることを特徴としている。
に記載の吸気流の剥離手段を、吸気ポート断面中心と燃
料噴射弁断面中心とを結ぶ線を中心として該吸気ポート
断面基準円の70°〜120°の範囲で、該吸気ポート
断面内周壁に形成したことを特徴としている。
ートの吸気弁に近接した内周面下側の吸気ポート断面中
心と燃料噴射弁断面中心とを結ぶ線上に吸気流の剥離手
段を備えているため、吸気行程噴射を行う高負荷運転域
でも特に高回転時には、吸気ポート内を流れる吸気流が
燃料噴射弁配置側の側部で前記剥離手段によって吸気ポ
ート内周面から剥離して、吸気の主流が燃料噴射弁周り
を迂回して燃焼室に流入するようになる。
で燃料が吸気流の直撃を受けることがなく、燃料を比較
的広い広がり角度で燃焼室に噴射することができ、混合
気の均質化を良好に行わせることができると共に、ピス
トン冠面への燃料付着を抑制できて高負荷高回転時の出
力を高めることができる。
の発明の効果に加えて、吸気流の剥離手段を構成するガ
イド突起は、吸気ポートの開口側で立上がり、吸気ポー
ト内周面の上流側一般面になだらかに連なって突出形成
してあるため、吸気の流通をスムーズに行わせることが
できて通気抵抗を極力小さくすることができ、吸気の流
量係数の低下を抑制して充填効率の低下を回避すること
ができる。
の発明の効果に加えて、吸気流の剥離手段を、吸気ポー
トの内周面を該吸気ポートの開口側に向けて屈曲して形
成した角部としてあるため、吸気ポート内周面に吸気流
の通気抵抗となる突起がなく、吸気の流量係数の低下を
抑制して充填効率の低下を回避することができる。
〜3の発明の効果に加えて、吸気流の剥離手段を、実験
の結果得られた全負荷燃費および流量係数の悪化を回避
できる特定位置に設定してあるため、高負荷高回転時の
高出力化を図ることができる。
共に前記従来の構成と同一部分に同一符号を付して詳述
する。
つの吸気弁3と、燃焼室4の中央部分に配置した点火プ
ラグ5と、2つの吸気弁3,3間で燃焼室4の側部から
該燃焼室4に直接燃料を噴射する燃料噴射弁6とを備
え、低負荷運転域では吸気に旋回流を付与した状態で圧
縮行程中に燃料噴射弁6よりピストン7の冠面のキャビ
ティ燃焼室8に向けて燃料を噴射し、点火プラグ5周り
にのみ濃い混合気を形成して超稀薄な空撚比で成層燃焼
を行わせる一方、高負荷運転域では吸気行程中に燃料噴
射弁6より燃焼室4に燃料を噴射して混合気の均質化を
図り、比較的濃い空撚比での均質燃焼を行わせるように
してある基本的な構造は前記従来と同様である。
気ポート9,9には、吸気弁3に近接した内周面下側
で、かつ、燃料噴射弁6を配置した側に偏寄した側部、
即ち、燃料噴射弁6を配置したシリンダ中心線に偏寄し
た側部に、吸気ポート9を流通する吸気流を該吸気ポー
ト9の内周面から剥離させる吸気の剥離手段20を設け
てある。
を、吸気ポート9の上流側一般面になだらかに連なり、
かつ、吸気ポート9の開口側で立上がって隆起形成した
ガイド突起21として形成してある。
ト9の吸気弁3に近接した内周面下側の燃料噴射弁6を
配置した側に偏寄した側部には、吸気流の剥離手段20
を設けてあるため、吸気行程噴射により均質燃焼を行う
高負荷運転域でも特に高回転時には、吸気ポート9内を
流れる吸気流が燃料噴射弁6の配置側で前記剥離手段2
0によって吸気ポート9の内周面から剥離し、図1,2
の矢印aに示すように吸気の主流が燃料噴射弁6周りを
迂回して燃焼室4に流入するようになる。
後で燃料が吸気流の直撃を受けることがなく、図1に示
すように燃料Fを低回転時と略同様に比較的広い広がり
角度で燃焼室4に噴射することができ、混合気の均質化
を良好に行わせることができると共に、ピストン冠面へ
の燃料付着を抑制できて高負荷高回転時の出力を高める
ことができる。
段20として、吸気ポート9の内周面の上流側一般面に
なだらかに連なり、かつ、吸気ポート9の開口側で立上
がって隆起形成したガイド突起21として形成してある
から、吸気の流通をスムーズに行わせることができて通
気抵抗を極力小さくすることができ、吸気の流量係数の
低下を抑制して充填効率の低下を回避することができ
る。
に示すように、吸気ポート9の断面中心と燃料噴射弁6
の断面中心を結ぶ線Lを中心として吸気ポート9の断面
基準円内の所要の角度θの範囲で、該吸気ポート9の断
面内周壁に形成されるが、本発明者の実験によれば図4
に示すように、前記角度θは大きくするのに従って全負
荷燃費が良好となって約180°で全負荷燃費が略一定
となる一方、吸気の流量係数は低下してしまうことが確
認されている。
数との兼ね合いで、これら全負荷燃費と流量係数の何れ
をも大きくは損なわない70°〜120°の角度の範
囲、好ましくは90°の角度の範囲に設定することによ
って、出力と燃費の向上を図ることができる。
態を示すもので、本実施形態では該剥離手段20を、吸
気ポート9の内周面を該吸気ポート9の開口側に向けて
屈曲して形成した角部22として形成してある。
9の内周面には吸気流の通気抵抗となる隆起がなく、従
って、吸気の流量係数の低下を抑制して充填効率の低下
を回避することができる。
を示すグラフ。
状態を示す断面説明図。
状態を示す断面説明図。
Claims (4)
- 【請求項1】 2つの吸気弁と、燃焼室中央部分に配置
した点火プラグと、2つの吸気弁間で燃焼室の側部から
該燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた筒
内噴射式火花点火機関において、前記吸気弁を配置した
各吸気ポートは、吸気弁に近接した内周面下側で、か
つ、吸気ポート断面中心と燃料噴射弁断面中心とを結ぶ
線上に、吸気流の剥離手段を備えていることを特徴とす
る筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項2】 吸気流の剥離手段が、吸気ポート内周面
の上流側一般面になだらかに連なり、かつ、吸気ポート
下流の開口側で立上がって隆起形成したガイド突起であ
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。 - 【請求項3】 吸気流の剥離手段が、吸気ポートの内周
面を該吸気ポート下流の開口側に向けて屈曲して形成し
た角部であ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。 - 【請求項4】 吸気流の剥離手段を、吸気ポート断面中
心と燃料噴射弁断面中心とを結ぶ線を中心として、該吸
気ポート断面基準円の70°〜120°の範囲で、前記
吸気ポート断面内周壁に形成したことを特徴とする請求
項1〜3の何れか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 |
---|---|---|---|
JP36135297A JP3500942B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36135297A JP3500942B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11193707A JPH11193707A (ja) | 1999-07-21 |
JP3500942B2 true JP3500942B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=18473236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36135297A Expired - Lifetime JP3500942B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3500942B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6378488B1 (en) | 2000-08-29 | 2002-04-30 | Ford Global Technologies, Inc. | Direct injection spark ignition engine |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36135297A patent/JP3500942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11193707A (ja) | 1999-07-21 |
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