JP3601184B2 - 筒内直接噴射式火花点火機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直接噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の筒内直接噴射式火花点火機関としては、例えば図６に示すような特開平６−２０７５４２号公報にその内部構造が示されている。
【０００３】
この従来の筒内直接噴射式火花点火機関は、図６においてピストン冠面上に凹室１５を形成し、機関低負荷運転時には圧縮行程末期に凹室１５内に向けて燃料を噴射することにより点火栓１０周りの限られた領域内にのみ混合気Ｇを形成する。
【０００４】
クランキング開始後機関回転数があらかじめ定められた回転数まで上昇する間は成層行程と圧縮行程末期の２回に分けて燃料を噴霧し、機関回転数があらかじめ定められた回転数を越えた後は圧縮行程末期に１回燃料を噴射するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の筒内直接噴射式火花点火機関にあっては、燃料噴射弁１４ａは排気ポートとシリンダヘッド下面の間に横置きに配置され、燃料噴霧は噴射弁センタラインより下側に偏向噴霧した構成となっていたため、燃料噴射弁が極めて寝ていて、噴霧方向を敢えて、偏向噴霧タイプとしており、他エンジンとの共用化が出来ず、一般噴射弁として位置づけが難しく、コスト高となり、一般の噴射弁に比べ、偏向噴霧タイプはカーボン付着・取付誤差・加工精度等により、信頼性が劣り、組立方向指定があり、組立性が極めて劣るという問題点があった。
【０００６】
また、単に偏向噴射弁をストレートな噴射弁に代えるだけでは、噴霧がリフト中に吸気弁に接し、低回転ではＨＣ等のエミッション増加をまねくなどの問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、安価で高信頼性を有し、低回転−高負荷域でＨＣやデポ生成しやすくなるのを改善できる筒内直接噴射式火花点火機関を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点を解決するために、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けた筒内直接噴射式火花点火機関において、一気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とを有すると共に、前記２つの吸気弁と２つの排気弁との略中央に点火栓を配置し、前記燃料噴射弁を吸気ポートとシリンダヘッド下面との間に設け、前記２つの吸気弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁よりも早く開弁し、かつ早く閉弁するように設定し、前記早く開弁し早く閉弁する一方の吸気弁の最大リフト近傍で、当該吸気弁に前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触し、かつ前記他方の吸気弁にはそのリフト中前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接しないように、前記燃料噴射弁を配置した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
まず、構成を説明すると、図１に示すように１はシリンダヘッドであって燃焼室１ａの略中央には点火プラグ２と、吸気バルブ（吸気弁）３ａ，３ｂと、排気バルブ（排気弁）４ａ，４ｂが配置されている。筒内直接噴射弁５を吸気ポート６とシリンダヘッド下面１ａとの間に設けられ、その噴射弁５の向きが吸気弁３ｂの方を向くように、後述するシリンダセンタラインに対して傾けて配置される。そして、吸気弁３ａ，３ｂの一方の吸気弁３ｂを早く開弁し、且つ早く閉弁する様に配設すると共に、筒内直接噴射弁５の先端５ａが、吸気弁３ａより早く開弁し、且つ早く閉弁する一方の吸気弁３ｂが最大リフト域近傍で、当該吸気弁３ｂに噴射弁５からの噴霧７が接する様に配置され、他方の吸気弁３ａにはリフト中、噴射弁５からの噴霧７が接しない構成とした。
【００１２】
次に第１の実施の形態の作用を説明する。
【００１３】
まず、従来の筒内直接噴射式火花点火機関の問題点の詳細を図７に示す。
【００１４】
横軸クランク回転角に対し縦軸に吸気弁間流速と吸気弁リフトを示し、従来エンジンによる弁リフトと吸気弁間流速をプロットすると共に、吸気弁リフト途中で、筒内直接噴射弁からの噴霧が接する範囲と弁間流速の低い所を区切ると、弁リフト中に共存する範囲が現れる。この範囲は低回転−高負荷でＨＣやデポ生成しやすくなる。
【００１５】
これに対し、本実施の形態では図３に示すように、横軸クランク回転角に対し縦軸に吸気弁間流速と吸気弁リフトを示し、本実施の形態におけるエンジンによる吸気弁３ａ，３ｂのリフトと吸気弁間流速をプロットすると共に、吸気弁リフト途中で、筒内直接噴射弁からの噴霧が接する範囲と弁間流速の低い所を区切ると、吸気弁３ａリフトは初めから噴霧の接触を避けた構成であり、吸気弁３ｂリフトは早開き側に移動した構成となっており、弁間流速が低速で燃料噴霧と接触する範囲が現れず、本実施の形態では低回転−高負荷域でＨＣやデポ生成しやすくなるのを改善できる。
【００１６】
（第２の実施の形態）図４は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００１７】
まず、構成を説明すると、図４に示すように１はシリンダヘッドであって燃焼室１ａの中央には点火プラグ２と、吸気バルブ（吸気弁）３ａ，３ｂと、排気バルブ（排気弁）４ａ，４ｂが配置されている。筒内直接噴射弁５を吸気ポート６とシリンダヘッド下面１ａとの略中央に配置され、吸気弁３ａ，３ｂの一方の吸気弁３ｂを他の一方の吸気弁３ａより早く開弁し、且つ早く閉弁する様に配設すると共に、筒内直接噴射弁５の先端５ａを他の一方の吸気弁３ａより早く開弁し、且つ早く閉弁する吸気弁３ｂが最大リフト域近傍で噴射弁５からの噴霧７が接する様に配置し、このときもう一方の吸気弁３ａにはリフト中、噴射弁５からの噴霧７が接しない構成とすると共に、この噴射弁５をエンジンのクランク軸方向のセンタライン７に直交するシリンダセンタライン８と、筒内直接噴射弁５の中心線５ｂを平行に、吸気弁３ｂ側にオフセットした構成としたもので、加工ライン上による特殊加工角度調整部を低減できる。
【００１８】
（第３の実施の形態）図５は本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【００１９】
図５には、横軸クランク回転角に対し縦軸に吸気弁間流速と吸気弁リフトを示す。図においては、本実施の形態におけるエンジンによる吸気弁３ａ，３ｂのリフトと吸気弁間流速をプロットすると共に、吸気弁リフト途中で、筒内直接噴射弁からの噴霧燃料の一部が吸気弁に接する範囲と、弁間流速の低い所を区切って、示されている。吸気弁３ａのリフトは初めから噴霧の接触を避けた構成であり、吸気弁３ｂのリフトは、他方の吸気弁３ａと同等の開弁時期で、ただし、少作動角と少弁リフトにした構成となっており、低回転−高負荷域でＨＣやデポ生成しやすくなるのを改善できる。すなわち、吸気弁３ｂリフト中の弁間流速が低いときは、燃料噴霧と接触しないようになっている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、その構成を筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けた筒内直接噴射式火花点火機関において、一気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とを有すると共に、前記２つの吸気弁と２つの排気弁との略中央に点火栓を配置し、前記燃料噴射弁を吸気ポートとシリンダヘッド下面との間に設け、前記２つの吸気弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁よりも早く開弁し、かつ早く閉弁するように設定し、前記早く開弁し早く閉弁する一方の吸気弁の最大リフト近傍で、当該吸気弁に前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触し、かつ前記他方の吸気弁にはそのリフト中前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接しないように、前記燃料噴射弁を配置したことにより、一般の噴射弁を用いてもＨＣ低減やカーボン低減が図れ、さらに、加工・組立形状の改善が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における作用を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図６】従来の筒内直接噴射式火花点火機関の構造を示した図である。
【図７】従来例の問題点の詳細を説明した図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
１ａ 燃焼室
１ｂ シリンダヘッド下面
２ 点火プラグ
３ａ，３ｂ 吸気バルブ（弁）
４ａ，４ｂ 排気弁
５ 筒内直接噴射弁
５ａ 筒内直接噴射弁先端部
５ｂ 筒内直接噴射弁センタライン
６ 吸気ポート
７ エンジンセンタライン
８ シリンダセンタライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直接噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の筒内直接噴射式火花点火機関としては、例えば図６に示すような特開平６−２０７５４２号公報にその内部構造が示されている。
【０００３】
この従来の筒内直接噴射式火花点火機関は、図６においてピストン冠面上に凹室１５を形成し、機関低負荷運転時には圧縮行程末期に凹室１５内に向けて燃料を噴射することにより点火栓１０周りの限られた領域内にのみ混合気Ｇを形成する。
【０００４】
クランキング開始後機関回転数があらかじめ定められた回転数まで上昇する間は成層行程と圧縮行程末期の２回に分けて燃料を噴霧し、機関回転数があらかじめ定められた回転数を越えた後は圧縮行程末期に１回燃料を噴射するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の筒内直接噴射式火花点火機関にあっては、燃料噴射弁１４ａは排気ポートとシリンダヘッド下面の間に横置きに配置され、燃料噴霧は噴射弁センタラインより下側に偏向噴霧した構成となっていたため、燃料噴射弁が極めて寝ていて、噴霧方向を敢えて、偏向噴霧タイプとしており、他エンジンとの共用化が出来ず、一般噴射弁として位置づけが難しく、コスト高となり、一般の噴射弁に比べ、偏向噴霧タイプはカーボン付着・取付誤差・加工精度等により、信頼性が劣り、組立方向指定があり、組立性が極めて劣るという問題点があった。
【０００６】
また、単に偏向噴射弁をストレートな噴射弁に代えるだけでは、噴霧がリフト中に吸気弁に接し、低回転ではＨＣ等のエミッション増加をまねくなどの問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、安価で高信頼性を有し、低回転−高負荷域でＨＣやデポ生成しやすくなるのを改善できる筒内直接噴射式火花点火機関を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点を解決するために、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けた筒内直接噴射式火花点火機関において、一気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とを有すると共に、前記２つの吸気弁と２つの排気弁との略中央に点火栓を配置し、前記燃料噴射弁を吸気ポートとシリンダヘッド下面との間に設け、前記２つの吸気弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁よりも早く開弁し、かつ早く閉弁するように設定し、前記早く開弁し早く閉弁する一方の吸気弁の最大リフト近傍で、当該吸気弁に前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触し、かつ前記他方の吸気弁にはそのリフト中前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接しないように、前記燃料噴射弁を配置した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
まず、構成を説明すると、図１に示すように１はシリンダヘッドであって燃焼室１ａの略中央には点火プラグ２と、吸気バルブ（吸気弁）３ａ，３ｂと、排気バルブ（排気弁）４ａ，４ｂが配置されている。筒内直接噴射弁５を吸気ポート６とシリンダヘッド下面１ａとの間に設けられ、その噴射弁５の向きが吸気弁３ｂの方を向くように、後述するシリンダセンタラインに対して傾けて配置される。そして、吸気弁３ａ，３ｂの一方の吸気弁３ｂを早く開弁し、且つ早く閉弁する様に配設すると共に、筒内直接噴射弁５の先端５ａが、吸気弁３ａより早く開弁し、且つ早く閉弁する一方の吸気弁３ｂが最大リフト域近傍で、当該吸気弁３ｂに噴射弁５からの噴霧７が接する様に配置され、他方の吸気弁３ａにはリフト中、噴射弁５からの噴霧７が接しない構成とした。
【００１２】
次に第１の実施の形態の作用を説明する。
【００１３】
まず、従来の筒内直接噴射式火花点火機関の問題点の詳細を図７に示す。
【００１４】
横軸クランク回転角に対し縦軸に吸気弁間流速と吸気弁リフトを示し、従来エンジンによる弁リフトと吸気弁間流速をプロットすると共に、吸気弁リフト途中で、筒内直接噴射弁からの噴霧が接する範囲と弁間流速の低い所を区切ると、弁リフト中に共存する範囲が現れる。この範囲は低回転−高負荷でＨＣやデポ生成しやすくなる。
【００１５】
これに対し、本実施の形態では図３に示すように、横軸クランク回転角に対し縦軸に吸気弁間流速と吸気弁リフトを示し、本実施の形態におけるエンジンによる吸気弁３ａ，３ｂのリフトと吸気弁間流速をプロットすると共に、吸気弁リフト途中で、筒内直接噴射弁からの噴霧が接する範囲と弁間流速の低い所を区切ると、吸気弁３ａリフトは初めから噴霧の接触を避けた構成であり、吸気弁３ｂリフトは早開き側に移動した構成となっており、弁間流速が低速で燃料噴霧と接触する範囲が現れず、本実施の形態では低回転−高負荷域でＨＣやデポ生成しやすくなるのを改善できる。
【００１６】
（第２の実施の形態）図４は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００１７】
まず、構成を説明すると、図４に示すように１はシリンダヘッドであって燃焼室１ａの中央には点火プラグ２と、吸気バルブ（吸気弁）３ａ，３ｂと、排気バルブ（排気弁）４ａ，４ｂが配置されている。筒内直接噴射弁５を吸気ポート６とシリンダヘッド下面１ａとの略中央に配置され、吸気弁３ａ，３ｂの一方の吸気弁３ｂを他の一方の吸気弁３ａより早く開弁し、且つ早く閉弁する様に配設すると共に、筒内直接噴射弁５の先端５ａを他の一方の吸気弁３ａより早く開弁し、且つ早く閉弁する吸気弁３ｂが最大リフト域近傍で噴射弁５からの噴霧７が接する様に配置し、このときもう一方の吸気弁３ａにはリフト中、噴射弁５からの噴霧７が接しない構成とすると共に、この噴射弁５をエンジンのクランク軸方向のセンタライン７に直交するシリンダセンタライン８と、筒内直接噴射弁５の中心線５ｂを平行に、吸気弁３ｂ側にオフセットした構成としたもので、加工ライン上による特殊加工角度調整部を低減できる。
【００１８】
（第３の実施の形態）図５は本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【００１９】
図５には、横軸クランク回転角に対し縦軸に吸気弁間流速と吸気弁リフトを示す。図においては、本実施の形態におけるエンジンによる吸気弁３ａ，３ｂのリフトと吸気弁間流速をプロットすると共に、吸気弁リフト途中で、筒内直接噴射弁からの噴霧燃料の一部が吸気弁に接する範囲と、弁間流速の低い所を区切って、示されている。吸気弁３ａのリフトは初めから噴霧の接触を避けた構成であり、吸気弁３ｂのリフトは、他方の吸気弁３ａと同等の開弁時期で、ただし、少作動角と少弁リフトにした構成となっており、低回転−高負荷域でＨＣやデポ生成しやすくなるのを改善できる。すなわち、吸気弁３ｂリフト中の弁間流速が低いときは、燃料噴霧と接触しないようになっている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、その構成を筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けた筒内直接噴射式火花点火機関において、一気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とを有すると共に、前記２つの吸気弁と２つの排気弁との略中央に点火栓を配置し、前記燃料噴射弁を吸気ポートとシリンダヘッド下面との間に設け、前記２つの吸気弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁よりも早く開弁し、かつ早く閉弁するように設定し、前記早く開弁し早く閉弁する一方の吸気弁の最大リフト近傍で、当該吸気弁に前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触し、かつ前記他方の吸気弁にはそのリフト中前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接しないように、前記燃料噴射弁を配置したことにより、一般の噴射弁を用いてもＨＣ低減やカーボン低減が図れ、さらに、加工・組立形状の改善が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における作用を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図６】従来の筒内直接噴射式火花点火機関の構造を示した図である。
【図７】従来例の問題点の詳細を説明した図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
１ａ 燃焼室
１ｂ シリンダヘッド下面
２ 点火プラグ
３ａ，３ｂ 吸気バルブ（弁）
４ａ，４ｂ 排気弁
５ 筒内直接噴射弁
５ａ 筒内直接噴射弁先端部
５ｂ 筒内直接噴射弁センタライン
６ 吸気ポート
７ エンジンセンタライン
８ シリンダセンタライン
Claims (4)
- 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けた筒内直接噴射式火花点火機関において、
一気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とを有すると共に、
前記２つの吸気弁と２つの排気弁との略中央に点火栓を配置し、
前記燃料噴射弁を吸気ポートとシリンダヘッド下面との間に設け、
前記２つの吸気弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁よりも早く開弁し、かつ早く閉弁するように設定し、
前記早く開弁し早く閉弁する一方の吸気弁の最大リフト近傍で、当該吸気弁に前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触し、かつ前記他方の吸気弁にはそのリフト中前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接しないように、前記燃料噴射弁を配置した
ことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火機関。 - 前記燃料噴射弁は、エンジンのクランク軸方向のセンタラインと直交する方向のシリンダセンタラインに対して、前記一方の吸気弁に向けて、傾いて配置される請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火機関。
- 前記燃料噴射弁は、エンジンのクランク軸方向のセンタラインと直交する方向のシリンダセンタラインに対して平行、かつ前記一方の吸気弁側にオフセットして配置される請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火機関。
- 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けた筒内直接噴射式火花点火機関において、
一気筒に２つの吸気弁と２つの排気弁とを有すると共に、
前記２つの吸気弁と２つの排気弁との略中央に点火栓を配置し、
前記燃料噴射弁を吸気ポートとシリンダヘッド下面との間に設け、
前記２つの吸気弁の開弁時期を同一とし、一方の吸気弁を他方の吸気弁よりも小作動角、かつ小リフトに設定し、
前記小作動角、小リフトの一方の吸気弁が最大リフト近傍で、当該吸気弁に前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接触し、かつ前記他方の吸気弁にはそのリフト中前記燃料噴射弁からの燃料噴霧が接しないように、前記燃料噴射弁を配置した
ことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13156796A JP3601184B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13156796A JP3601184B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317605A JPH09317605A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3601184B2 true JP3601184B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=15061089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13156796A Expired - Lifetime JP3601184B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 筒内直接噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3601184B2 (ja) |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13156796A patent/JP3601184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09317605A (ja) | 1997-12-09 |
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