JP3694963B2 - 直接筒内噴射式火花点火エンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて吸気系の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点火栓の近傍に燃料を集める混合気の成層化をはかるため、気筒内にインジェクタ（燃料噴射弁）を臨ませ、気筒内に直接に燃料を噴射するようにした直接筒内噴射式火花点火エンジンがある。
【０００３】
従来の直接筒内噴射式火花点火エンジンとして、例えば特開平６−２０７５４２号公報に開示しているように、吸気ポートをシリンダ壁に沿って直立させるものがある。
【０００４】
直立した吸気ポートから気筒内に流入した吸気は、シリンダ壁に沿って下降した後、ピストン頂面に沿って旋回する逆タンブルを生起する。
【０００５】
インジェクタから気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって旋回する過程で、その微粒化および気化が進み、点火栓に液状燃料が付着することを防止し、失火を無くして安定した燃焼性が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の直接筒内噴射式火花点火エンジンにあっては、直立した吸気ポートがシリンダヘッドの上部に貫通して設けられる構造のため、インテークマニホールドをシリンダヘッドの上部に接続する必要があり、エンジンの全高が大きくなるという問題点が考えられる。
【０００７】
また、シリンダヘッドに直立する吸気ポートを備えるため、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度が小さくなるという問題点が考えられる。
【０００８】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、直接筒内噴射式火花点火エンジンに適した吸気ポートの構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、
気筒内に吸気を導入する吸気ポートと、
気筒内から排気を排出する排気ポートと、
気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、
気筒内の混合気に点火する点火栓と、
を備える直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、
前記吸気ポートを順タンブルポート部と逆タンブルポート部に仕切る隔壁を形成し、
順タンブルポート部を気筒内に流入した吸気流が順タンブルポート部に対向する燃焼室天井壁を経てシリンダ壁を下降した後にピストン頂面へと進む順タンブルを生起するポート形状とし、
逆タンブルポート部を気筒内に流入した吸気流が逆タンブルポート部の直下に位置するシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進む逆タンブルを生起するポート形状とし、
順タンブルポート部から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段を備える。
【００１０】
請求項２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１に記載の発明において、
前記順タンブルポート部を排気ポート側のシリンダ壁に対向するように傾斜させ、
逆タンブルポート部の下流端部を吸気ポート側のシリンダ壁に沿って直立するように湾曲させる。
【００１１】
請求項３に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１または２に記載の発明において、
前記逆タンブルポート部の位置が吸気ポートの上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移るように隔壁を捩って形成する。
【００１２】
請求項４に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１または２に記載の発明において、
前記逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の下方に位置するように隔壁を形成し、
隔壁の下流端部をシリンダ中心線と略平行になるように湾曲させて形成する。
【００１３】
請求項５に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、
前記各気筒の順タンブルポート部が連通する第一コレクタ部と、
各気筒の逆タンブルポート部が連通する第二コレクタ部と、
タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブと、
を備える。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、順タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流は、気筒内で順タンブルポート部に対向した燃焼室天井壁を経てシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面へと進んで旋回する順タンブルを生起する。
【００１５】
一方、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流は、吸気ポート側のシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進んで旋回する逆タンブルを生起する。
【００１６】
タンブル調節手段により順タンブルポート部が閉じられる運転状態で、インジェクタから気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって吸気ポート側のシリンダ壁に沿って一旦下降するため、点火栓に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止できる。
【００１７】
タンブル調節手段により順タンブルポート部が開かれる運転状態で、吸気は順タンブルポート部と逆タンブルポート部に分流して気筒内に吸入されるため、ポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められるとともに、順タンプルポート部と逆タンプルポート部それぞれ通って気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
【００１８】
請求項２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、逆タンブルポート部は、その途中で大きく湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッドの側壁部に開口させて、インテークマニホールドをシリンダヘッドの側壁部に接続することができる。
【００１９】
この結果、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を大きくすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、隔壁が捩られて、逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移る構造により、逆タンブルポート部の通路中心は正面図上において大きく湾曲し、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００２１】
請求項４に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、逆タンブルポート部の下流端部はシリンダ壁に沿って直立しているため、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００２２】
請求項５に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブを備える構造により、コントロールバルブを各気筒毎に設ける必要がなく、部品数を削減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図２に示すように、ペントルーフ型に傾斜する燃焼室天井壁２０には２つの吸気ポート５と２つの排気ポート２３が互いに対向して開口している。
【００２５】
図１にも示すように、燃焼室３の中央部に点火栓４が臨み、点火栓４を挟むようにして２つの吸気バルブ７と２つの排気バルブ（図示せず）が互いに対向して設けられる。
【００２６】
燃焼室天井壁２０の側部から燃焼室３に臨むインジェクタ６が設けられる。インジェクタ６は２つの吸気バルブ７の側方で、かつ両吸気バルブ７の中間に位置して燃焼室３に臨んでいる。
【００２７】
インジェクタ６はピストン１の頂面２１に対して傾斜するよう配置される。インジェクタ６の噴口から噴射される燃料噴霧の中心線は水平線に対して所定角度で下向きに傾斜するように配置される。
【００２８】
ピストン１が上昇する圧縮行程で、インジェクタ６の噴口から噴射された燃料噴霧は、その大部分が各吸気バルブ７の間を通ってピストン頂面２１の方に向かうとともに、その一部が各吸気バルブ７の傘裏部に当たるようになっている。
【００２９】
各吸気バルブ７が開かれるのに伴って各吸気ポート５から気筒内に空気が吸入される。ピストン１が上昇する圧縮行程中にインジェクタ６が開弁し、燃焼室３に燃料が噴射される。気筒内に吸入された空気がピストンで圧縮された状態で点火栓４を介して燃料を着火燃焼させる。燃焼したガスはピストン１を下降させてクランクシャフトを介して回転力を取り出した後、ピストン１が上昇する排気行程中に排気バルブが開かれるのに伴って各排気ポートから排出される。これらの各行程が連続して繰り返される。
【００３０】
各吸気ポート５は、その上流端がシリンダヘッド１９の側壁部に開口し、その途中から中央隔壁２７を介してＶ字形に分岐し、各下流端が燃焼室天井壁２０に開口している。
【００３１】
各吸気ポート５は、順タンブルポート部１１と逆タンブルポート部１２に隔壁１０を介してそれぞれ仕切られる。
【００３２】
順タンブルポート部１１は、その通路中心が図１の正面図上において直線状に延び、各排気ポート２３が開口した側の燃焼室天井壁２０およびシリンダ壁１４に対向している。順タンブルポート部１１は逆タンブルポート部１２よりシリンダ中心線に対して大きく傾斜している。
【００３３】
逆タンブルポート部１２は、その通路中心が図１の正面図上において下方に向けて大きく湾曲し、その下流端部が吸気ポート５が開口する側のシリンダ壁１４に沿って直立するように形成される。
【００３４】
隔壁１０の下流端部に吸気ポート５が開口する側のシリンダ壁１４に向けて突出する突起部１８が形成される。逆タンブルポート部１２の下流端部は、この突起部１８を介してシリンダ壁１４に沿って直立する。
【００３５】
隔壁１０は、その上流端部から下流端部にかけて１８０度対称的に捩られて形成される。これにより、逆タンブルポート部１２の位置が吸気ポート５の上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部１１の上方から下方へと移り、その通路中心が図１の正面図上において下方に向けて大きく湾曲する。
【００３６】
図４に示すように、吸気ポート５の上流端では、隔壁１０の断面が略水平に延び、逆タンブルポート部１２が順タンブルポート部１１の上方に位置している。
【００３７】
図５に示すように、吸気ポート５の途中では、２つに分岐した逆タンブルポート部１２が、同じく２つに分岐した順タンブルポート部１１の内側に位置ししている。各隔壁１０の断面は円弧形に湾曲し、順タンブルポート部１１は三日月形の断面を持っている。
【００３８】
図６に示すように、吸気ポート５の下流端では、逆タンブルポート部１２が順タンブルポート部１１の下方に位置している。隔壁１０の断面はくの字形に曲折し、逆タンブルポート部１２が燃焼室３の中央部寄りに面して開口するように画成される。
【００３９】
隔壁１０の下流端は閉弁位置にある吸気バルブ７の傘裏部に近接し、逆タンブルポート部１２の通路長が最大限に確保される。
【００４０】
順タンブルポート部１１から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段として、順タンブルポート部１１の入口部を開閉するバタフライ式のコントロールバルブ１５が設けられる。
【００４１】
図３に示すように、長円形をしたコントロールバルブ１５は、インテークマニホールド２５に形成された順タンブルポート部１１に対する入口部２６にシャフト２７を介して回転可能に収装される。シャフト２７はアクチュエータ１６を介して回動する。
【００４２】
コントロールユニット１７は、所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５を全閉し、所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開する制御を行う。
【００４３】
ピストン１の頂面２０には球状に窪むキャビティ２が形成される。キャビティ２は逆タンブルポート部１２に対向するようにシリンダ中心線に対してオフセットして形成され、逆タンブルポート部１２から気筒内に流入する吸気流を点火栓４の近傍に案内するようになっている。
【００４４】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４５】
所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５が全閉すると、吸気の大部分は逆タンブルポート部１２を通って気筒内に吸入される。逆タンブルポート部１２を通って気筒内に流入する吸気流は、図７に白抜き矢印で示すように、シリンダ壁１４に沿ってピストン１の方に下降した後、ピストン１の頂面２０に窪むキャビティ２に沿って燃焼室３の中央部へと上昇して旋回する逆タンブルを生起する。
【００４６】
隔壁１０が１８０度対称的に捩られて、逆タンブルポート部１２がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部１１の上方から下方へと移る構造により、逆タンブルポート部１２は図１の正面図上において大きく湾曲し、逆タンブルポート部１２を通って気筒内に流入する吸気流に与えるシリンダ壁１４に沿って下降する速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００４７】
こうして気筒内に強い逆タンブルが生起されることにより、インジェクタ６から気筒内に噴射された燃料を点火栓４の近傍に集める混合気の成層化がはかれるとともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が促される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
【００４８】
インジェクタ６から気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって一旦下降するため、点火栓４に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止できる。すなわち、気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによってピストン１のキャビティ２に沿って旋回する過程でピストン１によって加熱され、その微粒化および気化が進み、燃料を点火栓４の近傍に集める混合気の成層化がはかれる
また、コントロールバルブ１５が閉弁する運転状態では、吸気の大部分が逆タンブルポート部１２から気筒内に流入することにより吸気流速を高められる。このため、インジェクタ６から噴射された燃料噴霧のうち各吸気バルブ７の傘裏部に付着した燃料は高速吸気流により吹き飛ばされ、燃料と空気の混合がはかれる。
【００４９】
所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開すると、吸気は順タンブルポート部１１と逆タンブルポート部１２に略均等に分流して気筒内に吸入される。したがって、ポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められる。
【００５０】
順タンブルポート部１１を通って気筒内に流入する吸気流は、図８に黒矢印で示すように、排気ポート２３側の燃焼室天井壁２０を経てシリンダ壁１４に沿って下降した後にピストン頂面２１上へと進んで旋回する順タンブルを生起する。一方、逆タンブルポート部１２を通って気筒内に流入する吸気流は、図８に白抜き矢印で示すように、吸気ポート５側のシリンダ壁１４に沿って下降した後にピストン１の方に進み、ピストン１の頂面２０に窪むキャビティ２に沿って燃焼室３の中央部へと上昇して旋回する逆タンブルを生起する。こうして気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
【００５１】
逆タンブルポート部１２は、その途中で大きく湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁１４に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッド１９の側壁部に開口させて、インテークマニホールド２５をシリンダヘッド１９の側壁部に接続することができる。この結果、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を大きくすることができる。
【００５２】
次に、図９に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００５３】
シリンダヘッド１９の側壁部にインテークマニホールド３０が接続される。インテークマニホールド３０は隔壁３３を介して第一コレクタ部３１と第二コレクタ部３２に仕切られる。
【００５４】
図１０に示すように、４気筒エンジンに備えられる第一コレクタ部３１には各気筒の順タンブルポート部１１が連通している。第二コレクタ部３２には各気筒の逆タンブルポート部１２が連通している。
【００５５】
インテークマニホールド３０の入口にはスロットルバルブ３４が介装される。スロットルバルブ３４はアクセルペダルに連動して吸気を絞る。
【００５６】
順タンブルポート部１１から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段として、第一コレクタ部３１の入口部３６を開閉するバタフライ式のコントロールバルブ１５が設けられる。
【００５７】
長円形をしたコントロールバルブ１５は、インテークマニホールド２５に形成された第一コレクタ部３１の入口部３６にシャフト２７を介して回転可能に収装される。シャフト２７はアクチュエータ１６を介して回動する。
【００５８】
コントロールユニット１７は、所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５を全閉し、所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開する制御を行う。
【００５９】
この場合、コントロールバルブ１５を各気筒毎に設ける必要がなく、部品数を削減することができる。
【００６０】
次に、図１１、図１２に示す実施形態について説明する。なお、図１、図２との対応部分には同一符号を付す。
【００６１】
各吸気ポート５は順タンブルポート部５１と逆タンブルポート部５２に隔壁５０を介してそれぞれ仕切られる。
【００６２】
順タンブルポート部５１はその通路中心が図１１の正面図上において直線状に延び、各排気ポート２３が開口した側の燃焼室天井壁２０およびシリンダ壁１４に対向している。
【００６３】
この実施形態では、隔壁５０は捩られることなく、その断面が略水平に延びている。逆タンブルポート部５２は順タンブルポート部５１の下方に位置している。
【００６４】
隔壁５０の下流端部５３は、シリンダ中心線と略平行になるように湾曲している。これにより、逆タンブルポート部５２は、その通路中心が図１１の正面図上において下方に向けて大きく湾曲し、その下流端部が吸気ポート５が開口する側のシリンダ壁１４に沿って直立するように形成される。
【００６５】
順タンブルポート部５１から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段として、順タンブルポート部５１の入口部を開閉するバタフライ式のコントロールバルブ１５が設けられる。
【００６６】
図１３に示すように、長円形をしたコントロールバルブ１５は、インテークマニホールド２５に形成された順タンブルポート部５１に対する入口部２６にシャフト２７を介して回転可能に収装される。シャフト２７はアクチュエータ１６を介して回動する。
【００６７】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００６８】
所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５が全閉すると、吸気の大部分は逆タンブルポート部５２を通って気筒内に吸入される。逆タンブルポート部５２を通って気筒内に流入する吸気流は、図７に白抜き矢印で示すように、シリンダ壁１４に沿ってピストン１の方に下降した後、ピストン１の頂面２０に窪むキャビティ２に沿って燃焼室３の中央部へと上昇して旋回する逆タンブルを生起する。
【００６９】
逆タンブルポート部５２の下流端部５３はシリンダ壁１４に沿って直立しているため、逆タンブルポート部５２を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００７０】
こうして気筒内に強い逆タンブルが生起されることにより、インジェクタ６から気筒内に噴射された燃料を点火栓４の近傍に集める混合気の成層化がはかれるとともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が促される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
【００７１】
所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開すると、吸気は順タンブルポート部５１と逆タンブルポート部５２に略均等に分流して気筒内に吸入される。こうしてポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められるとともに、気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、順タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流が、気筒内で順タンブルポート部に対向した燃焼室天井壁を経てシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面へと進んで旋回する順タンブルを生起する一方、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流は、吸気ポート側のシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進んで旋回する逆タンブルを生起するため、タンブル調節手段により順タンブルポート部が閉じられる運転状態で点火栓に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止できるとともに、タンブル調節手段により順タンブルポート部が開かれる運転状態で、ポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められるとともに、順タンプルポート部と逆タンプルポート部それぞれ通って気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。また、シリンダヘッドに対して吸気ポートの配置を変更する必要がなく、隔壁を追加することで容易に実施することができる。
【００７３】
請求項２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、逆タンブルポート部がその途中で大きく湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッドの側壁部に開口させて、インテークマニホールドをシリンダヘッドの側壁部に接続することができ、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を大きくすることができる。
【００７４】
請求項３に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、隔壁が捩られて、逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移る構造とするため、逆タンブルポート部の通路中心は正面図上において大きく湾曲し、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００７５】
請求項４に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、逆タンブルポート部の下流端部はシリンダ壁に沿って直立しているため、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００７６】
請求項５に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブを備える構造とするため、コントロールバルブを各気筒毎に設ける必要がなく、部品数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す吸気ポート等の断面図。
【図２】同じく燃焼室天井壁等の平面図。
【図３】同じくコントロールバルブの構成図。
【図４】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う吸気ポートの断面図。
【図５】同じく図１のＢ−Ｂ線に沿う吸気ポートの断面図。
【図６】同じく図１のＣ−Ｃ線に沿う吸気ポートの断面図。
【図７】同じくコントロールバルブの閉弁時における吸気の流れを示す説明図。
【図８】同じくコントロールバルブの開弁時における吸気の流れを示す説明図。
【図９】他の実施形態を示す吸気ポートおよびインテークマニホールド等の断面図。
【図１０】同じく図９のＤ−Ｄ線に沿うインテークマニホールドの断面図。
【図１１】さらに他の実施形態を示す吸気ポート等の断面図。
【図１２】同じく燃焼室天井壁等の平面図。
【図１３】同じくコントロールバルブの構成図。
【符号の説明】
１ ピストン
２ キャビティ
３ 燃焼室
４ 点火栓
５ 吸気ポート
６ インジェクタ
７ 吸気バルブ
１０ 隔壁
１１ 順タンブルポート部
１２ 逆タンブルポート部
１５ コントロールバルブ
１８ 突起部
１９ シリンダヘッド
２０ 燃焼室天井壁
２１ ピストン頂面
２５ インテークマニホールド
３０ インテークマニホールド
３１ 第一コレクタ部
３２ 第二コレクタ部
５０ 隔壁
５１ 順タンブルポート部
５２ 逆タンブルポート部
５３ 隔壁下流端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて吸気系の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点火栓の近傍に燃料を集める混合気の成層化をはかるため、気筒内にインジェクタ（燃料噴射弁）を臨ませ、気筒内に直接に燃料を噴射するようにした直接筒内噴射式火花点火エンジンがある。
【０００３】
従来の直接筒内噴射式火花点火エンジンとして、例えば特開平６−２０７５４２号公報に開示しているように、吸気ポートをシリンダ壁に沿って直立させるものがある。
【０００４】
直立した吸気ポートから気筒内に流入した吸気は、シリンダ壁に沿って下降した後、ピストン頂面に沿って旋回する逆タンブルを生起する。
【０００５】
インジェクタから気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって旋回する過程で、その微粒化および気化が進み、点火栓に液状燃料が付着することを防止し、失火を無くして安定した燃焼性が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の直接筒内噴射式火花点火エンジンにあっては、直立した吸気ポートがシリンダヘッドの上部に貫通して設けられる構造のため、インテークマニホールドをシリンダヘッドの上部に接続する必要があり、エンジンの全高が大きくなるという問題点が考えられる。
【０００７】
また、シリンダヘッドに直立する吸気ポートを備えるため、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度が小さくなるという問題点が考えられる。
【０００８】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、直接筒内噴射式火花点火エンジンに適した吸気ポートの構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、
気筒内に吸気を導入する吸気ポートと、
気筒内から排気を排出する排気ポートと、
気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、
気筒内の混合気に点火する点火栓と、
を備える直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、
前記吸気ポートを順タンブルポート部と逆タンブルポート部に仕切る隔壁を形成し、
順タンブルポート部を気筒内に流入した吸気流が順タンブルポート部に対向する燃焼室天井壁を経てシリンダ壁を下降した後にピストン頂面へと進む順タンブルを生起するポート形状とし、
逆タンブルポート部を気筒内に流入した吸気流が逆タンブルポート部の直下に位置するシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進む逆タンブルを生起するポート形状とし、
順タンブルポート部から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段を備える。
【００１０】
請求項２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１に記載の発明において、
前記順タンブルポート部を排気ポート側のシリンダ壁に対向するように傾斜させ、
逆タンブルポート部の下流端部を吸気ポート側のシリンダ壁に沿って直立するように湾曲させる。
【００１１】
請求項３に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１または２に記載の発明において、
前記逆タンブルポート部の位置が吸気ポートの上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移るように隔壁を捩って形成する。
【００１２】
請求項４に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１または２に記載の発明において、
前記逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の下方に位置するように隔壁を形成し、
隔壁の下流端部をシリンダ中心線と略平行になるように湾曲させて形成する。
【００１３】
請求項５に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンは、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、
前記各気筒の順タンブルポート部が連通する第一コレクタ部と、
各気筒の逆タンブルポート部が連通する第二コレクタ部と、
タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブと、
を備える。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、順タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流は、気筒内で順タンブルポート部に対向した燃焼室天井壁を経てシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面へと進んで旋回する順タンブルを生起する。
【００１５】
一方、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流は、吸気ポート側のシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進んで旋回する逆タンブルを生起する。
【００１６】
タンブル調節手段により順タンブルポート部が閉じられる運転状態で、インジェクタから気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって吸気ポート側のシリンダ壁に沿って一旦下降するため、点火栓に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止できる。
【００１７】
タンブル調節手段により順タンブルポート部が開かれる運転状態で、吸気は順タンブルポート部と逆タンブルポート部に分流して気筒内に吸入されるため、ポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められるとともに、順タンプルポート部と逆タンプルポート部それぞれ通って気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
【００１８】
請求項２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、逆タンブルポート部は、その途中で大きく湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッドの側壁部に開口させて、インテークマニホールドをシリンダヘッドの側壁部に接続することができる。
【００１９】
この結果、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を大きくすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、隔壁が捩られて、逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移る構造により、逆タンブルポート部の通路中心は正面図上において大きく湾曲し、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００２１】
請求項４に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、逆タンブルポート部の下流端部はシリンダ壁に沿って直立しているため、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００２２】
請求項５に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブを備える構造により、コントロールバルブを各気筒毎に設ける必要がなく、部品数を削減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図２に示すように、ペントルーフ型に傾斜する燃焼室天井壁２０には２つの吸気ポート５と２つの排気ポート２３が互いに対向して開口している。
【００２５】
図１にも示すように、燃焼室３の中央部に点火栓４が臨み、点火栓４を挟むようにして２つの吸気バルブ７と２つの排気バルブ（図示せず）が互いに対向して設けられる。
【００２６】
燃焼室天井壁２０の側部から燃焼室３に臨むインジェクタ６が設けられる。インジェクタ６は２つの吸気バルブ７の側方で、かつ両吸気バルブ７の中間に位置して燃焼室３に臨んでいる。
【００２７】
インジェクタ６はピストン１の頂面２１に対して傾斜するよう配置される。インジェクタ６の噴口から噴射される燃料噴霧の中心線は水平線に対して所定角度で下向きに傾斜するように配置される。
【００２８】
ピストン１が上昇する圧縮行程で、インジェクタ６の噴口から噴射された燃料噴霧は、その大部分が各吸気バルブ７の間を通ってピストン頂面２１の方に向かうとともに、その一部が各吸気バルブ７の傘裏部に当たるようになっている。
【００２９】
各吸気バルブ７が開かれるのに伴って各吸気ポート５から気筒内に空気が吸入される。ピストン１が上昇する圧縮行程中にインジェクタ６が開弁し、燃焼室３に燃料が噴射される。気筒内に吸入された空気がピストンで圧縮された状態で点火栓４を介して燃料を着火燃焼させる。燃焼したガスはピストン１を下降させてクランクシャフトを介して回転力を取り出した後、ピストン１が上昇する排気行程中に排気バルブが開かれるのに伴って各排気ポートから排出される。これらの各行程が連続して繰り返される。
【００３０】
各吸気ポート５は、その上流端がシリンダヘッド１９の側壁部に開口し、その途中から中央隔壁２７を介してＶ字形に分岐し、各下流端が燃焼室天井壁２０に開口している。
【００３１】
各吸気ポート５は、順タンブルポート部１１と逆タンブルポート部１２に隔壁１０を介してそれぞれ仕切られる。
【００３２】
順タンブルポート部１１は、その通路中心が図１の正面図上において直線状に延び、各排気ポート２３が開口した側の燃焼室天井壁２０およびシリンダ壁１４に対向している。順タンブルポート部１１は逆タンブルポート部１２よりシリンダ中心線に対して大きく傾斜している。
【００３３】
逆タンブルポート部１２は、その通路中心が図１の正面図上において下方に向けて大きく湾曲し、その下流端部が吸気ポート５が開口する側のシリンダ壁１４に沿って直立するように形成される。
【００３４】
隔壁１０の下流端部に吸気ポート５が開口する側のシリンダ壁１４に向けて突出する突起部１８が形成される。逆タンブルポート部１２の下流端部は、この突起部１８を介してシリンダ壁１４に沿って直立する。
【００３５】
隔壁１０は、その上流端部から下流端部にかけて１８０度対称的に捩られて形成される。これにより、逆タンブルポート部１２の位置が吸気ポート５の上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部１１の上方から下方へと移り、その通路中心が図１の正面図上において下方に向けて大きく湾曲する。
【００３６】
図４に示すように、吸気ポート５の上流端では、隔壁１０の断面が略水平に延び、逆タンブルポート部１２が順タンブルポート部１１の上方に位置している。
【００３７】
図５に示すように、吸気ポート５の途中では、２つに分岐した逆タンブルポート部１２が、同じく２つに分岐した順タンブルポート部１１の内側に位置ししている。各隔壁１０の断面は円弧形に湾曲し、順タンブルポート部１１は三日月形の断面を持っている。
【００３８】
図６に示すように、吸気ポート５の下流端では、逆タンブルポート部１２が順タンブルポート部１１の下方に位置している。隔壁１０の断面はくの字形に曲折し、逆タンブルポート部１２が燃焼室３の中央部寄りに面して開口するように画成される。
【００３９】
隔壁１０の下流端は閉弁位置にある吸気バルブ７の傘裏部に近接し、逆タンブルポート部１２の通路長が最大限に確保される。
【００４０】
順タンブルポート部１１から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段として、順タンブルポート部１１の入口部を開閉するバタフライ式のコントロールバルブ１５が設けられる。
【００４１】
図３に示すように、長円形をしたコントロールバルブ１５は、インテークマニホールド２５に形成された順タンブルポート部１１に対する入口部２６にシャフト２７を介して回転可能に収装される。シャフト２７はアクチュエータ１６を介して回動する。
【００４２】
コントロールユニット１７は、所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５を全閉し、所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開する制御を行う。
【００４３】
ピストン１の頂面２０には球状に窪むキャビティ２が形成される。キャビティ２は逆タンブルポート部１２に対向するようにシリンダ中心線に対してオフセットして形成され、逆タンブルポート部１２から気筒内に流入する吸気流を点火栓４の近傍に案内するようになっている。
【００４４】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００４５】
所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５が全閉すると、吸気の大部分は逆タンブルポート部１２を通って気筒内に吸入される。逆タンブルポート部１２を通って気筒内に流入する吸気流は、図７に白抜き矢印で示すように、シリンダ壁１４に沿ってピストン１の方に下降した後、ピストン１の頂面２０に窪むキャビティ２に沿って燃焼室３の中央部へと上昇して旋回する逆タンブルを生起する。
【００４６】
隔壁１０が１８０度対称的に捩られて、逆タンブルポート部１２がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部１１の上方から下方へと移る構造により、逆タンブルポート部１２は図１の正面図上において大きく湾曲し、逆タンブルポート部１２を通って気筒内に流入する吸気流に与えるシリンダ壁１４に沿って下降する速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００４７】
こうして気筒内に強い逆タンブルが生起されることにより、インジェクタ６から気筒内に噴射された燃料を点火栓４の近傍に集める混合気の成層化がはかれるとともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が促される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
【００４８】
インジェクタ６から気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって一旦下降するため、点火栓４に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止できる。すなわち、気筒内に噴射された燃料は、この逆タンブルによってピストン１のキャビティ２に沿って旋回する過程でピストン１によって加熱され、その微粒化および気化が進み、燃料を点火栓４の近傍に集める混合気の成層化がはかれる
また、コントロールバルブ１５が閉弁する運転状態では、吸気の大部分が逆タンブルポート部１２から気筒内に流入することにより吸気流速を高められる。このため、インジェクタ６から噴射された燃料噴霧のうち各吸気バルブ７の傘裏部に付着した燃料は高速吸気流により吹き飛ばされ、燃料と空気の混合がはかれる。
【００４９】
所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開すると、吸気は順タンブルポート部１１と逆タンブルポート部１２に略均等に分流して気筒内に吸入される。したがって、ポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められる。
【００５０】
順タンブルポート部１１を通って気筒内に流入する吸気流は、図８に黒矢印で示すように、排気ポート２３側の燃焼室天井壁２０を経てシリンダ壁１４に沿って下降した後にピストン頂面２１上へと進んで旋回する順タンブルを生起する。一方、逆タンブルポート部１２を通って気筒内に流入する吸気流は、図８に白抜き矢印で示すように、吸気ポート５側のシリンダ壁１４に沿って下降した後にピストン１の方に進み、ピストン１の頂面２０に窪むキャビティ２に沿って燃焼室３の中央部へと上昇して旋回する逆タンブルを生起する。こうして気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
【００５１】
逆タンブルポート部１２は、その途中で大きく湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁１４に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッド１９の側壁部に開口させて、インテークマニホールド２５をシリンダヘッド１９の側壁部に接続することができる。この結果、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を大きくすることができる。
【００５２】
次に、図９に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００５３】
シリンダヘッド１９の側壁部にインテークマニホールド３０が接続される。インテークマニホールド３０は隔壁３３を介して第一コレクタ部３１と第二コレクタ部３２に仕切られる。
【００５４】
図１０に示すように、４気筒エンジンに備えられる第一コレクタ部３１には各気筒の順タンブルポート部１１が連通している。第二コレクタ部３２には各気筒の逆タンブルポート部１２が連通している。
【００５５】
インテークマニホールド３０の入口にはスロットルバルブ３４が介装される。スロットルバルブ３４はアクセルペダルに連動して吸気を絞る。
【００５６】
順タンブルポート部１１から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段として、第一コレクタ部３１の入口部３６を開閉するバタフライ式のコントロールバルブ１５が設けられる。
【００５７】
長円形をしたコントロールバルブ１５は、インテークマニホールド２５に形成された第一コレクタ部３１の入口部３６にシャフト２７を介して回転可能に収装される。シャフト２７はアクチュエータ１６を介して回動する。
【００５８】
コントロールユニット１７は、所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５を全閉し、所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開する制御を行う。
【００５９】
この場合、コントロールバルブ１５を各気筒毎に設ける必要がなく、部品数を削減することができる。
【００６０】
次に、図１１、図１２に示す実施形態について説明する。なお、図１、図２との対応部分には同一符号を付す。
【００６１】
各吸気ポート５は順タンブルポート部５１と逆タンブルポート部５２に隔壁５０を介してそれぞれ仕切られる。
【００６２】
順タンブルポート部５１はその通路中心が図１１の正面図上において直線状に延び、各排気ポート２３が開口した側の燃焼室天井壁２０およびシリンダ壁１４に対向している。
【００６３】
この実施形態では、隔壁５０は捩られることなく、その断面が略水平に延びている。逆タンブルポート部５２は順タンブルポート部５１の下方に位置している。
【００６４】
隔壁５０の下流端部５３は、シリンダ中心線と略平行になるように湾曲している。これにより、逆タンブルポート部５２は、その通路中心が図１１の正面図上において下方に向けて大きく湾曲し、その下流端部が吸気ポート５が開口する側のシリンダ壁１４に沿って直立するように形成される。
【００６５】
順タンブルポート部５１から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段として、順タンブルポート部５１の入口部を開閉するバタフライ式のコントロールバルブ１５が設けられる。
【００６６】
図１３に示すように、長円形をしたコントロールバルブ１５は、インテークマニホールド２５に形成された順タンブルポート部５１に対する入口部２６にシャフト２７を介して回転可能に収装される。シャフト２７はアクチュエータ１６を介して回動する。
【００６７】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００６８】
所定の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバルブ１５が全閉すると、吸気の大部分は逆タンブルポート部５２を通って気筒内に吸入される。逆タンブルポート部５２を通って気筒内に流入する吸気流は、図７に白抜き矢印で示すように、シリンダ壁１４に沿ってピストン１の方に下降した後、ピストン１の頂面２０に窪むキャビティ２に沿って燃焼室３の中央部へと上昇して旋回する逆タンブルを生起する。
【００６９】
逆タンブルポート部５２の下流端部５３はシリンダ壁１４に沿って直立しているため、逆タンブルポート部５２を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００７０】
こうして気筒内に強い逆タンブルが生起されることにより、インジェクタ６から気筒内に噴射された燃料を点火栓４の近傍に集める混合気の成層化がはかれるとともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が促される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
【００７１】
所定の高速・高負荷域の均質燃焼領域でコントロールバルブ１５を全開すると、吸気は順タンブルポート部５１と逆タンブルポート部５２に略均等に分流して気筒内に吸入される。こうしてポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められるとともに、気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、順タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流が、気筒内で順タンブルポート部に対向した燃焼室天井壁を経てシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面へと進んで旋回する順タンブルを生起する一方、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流は、吸気ポート側のシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進んで旋回する逆タンブルを生起するため、タンブル調節手段により順タンブルポート部が閉じられる運転状態で点火栓に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止できるとともに、タンブル調節手段により順タンブルポート部が開かれる運転状態で、ポート面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められるとともに、順タンプルポート部と逆タンプルポート部それぞれ通って気筒内に生起されるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。また、シリンダヘッドに対して吸気ポートの配置を変更する必要がなく、隔壁を追加することで容易に実施することができる。
【００７３】
請求項２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、逆タンブルポート部がその途中で大きく湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッドの側壁部に開口させて、インテークマニホールドをシリンダヘッドの側壁部に接続することができ、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を大きくすることができる。
【００７４】
請求項３に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、隔壁が捩られて、逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移る構造とするため、逆タンブルポート部の通路中心は正面図上において大きく湾曲し、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００７５】
請求項４に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、逆タンブルポート部の下流端部はシリンダ壁に沿って直立しているため、逆タンブルポート部を通って気筒内に流入する吸気流に与える下降方向の速度成分を強め、逆タンブルの勢力を強化することができる。
【００７６】
請求項５に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブを備える構造とするため、コントロールバルブを各気筒毎に設ける必要がなく、部品数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す吸気ポート等の断面図。
【図２】同じく燃焼室天井壁等の平面図。
【図３】同じくコントロールバルブの構成図。
【図４】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う吸気ポートの断面図。
【図５】同じく図１のＢ−Ｂ線に沿う吸気ポートの断面図。
【図６】同じく図１のＣ−Ｃ線に沿う吸気ポートの断面図。
【図７】同じくコントロールバルブの閉弁時における吸気の流れを示す説明図。
【図８】同じくコントロールバルブの開弁時における吸気の流れを示す説明図。
【図９】他の実施形態を示す吸気ポートおよびインテークマニホールド等の断面図。
【図１０】同じく図９のＤ−Ｄ線に沿うインテークマニホールドの断面図。
【図１１】さらに他の実施形態を示す吸気ポート等の断面図。
【図１２】同じく燃焼室天井壁等の平面図。
【図１３】同じくコントロールバルブの構成図。
【符号の説明】
１ ピストン
２ キャビティ
３ 燃焼室
４ 点火栓
５ 吸気ポート
６ インジェクタ
７ 吸気バルブ
１０ 隔壁
１１ 順タンブルポート部
１２ 逆タンブルポート部
１５ コントロールバルブ
１８ 突起部
１９ シリンダヘッド
２０ 燃焼室天井壁
２１ ピストン頂面
２５ インテークマニホールド
３０ インテークマニホールド
３１ 第一コレクタ部
３２ 第二コレクタ部
５０ 隔壁
５１ 順タンブルポート部
５２ 逆タンブルポート部
５３ 隔壁下流端部
Claims (5)
- 気筒内に吸気を導入する吸気ポートと、
気筒内から排気を排出する排気ポートと、
気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、
気筒内の混合気に点火する点火栓と、
を備える直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、
前記吸気ポートを順タンブルポート部と逆タンブルポート部に仕切る隔壁を形成し、
順タンブルポート部を気筒内に流入した吸気流が順タンブルポート部に対向する燃焼室天井壁を経てシリンダ壁を下降した後にピストン頂面へと進む順タンブルを生起するポート形状とし、
逆タンブルポート部を気筒内に流入した吸気流が逆タンブルポート部の直下に位置するシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進む逆タンブルを生起するポート形状とし、
順タンブルポート部から気筒内に導入される吸気量を調節するタンブル調節手段を備えたことを特徴とする直接筒内噴射式火花点火エンジン。 - 前記順タンブルポート部を排気ポート側のシリンダ壁に対向するように傾斜させ、
逆タンブルポート部の下流端部を吸気ポート側のシリンダ壁に沿って直立するように湾曲させたことを特徴とする請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジン。 - 前記逆タンブルポート部の位置が吸気ポートの上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の上方から下方へと移るように隔壁を捩って形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジン。
- 前記逆タンブルポート部がその上流端部から下流端部にかけて順タンブルポート部の下方に位置するように隔壁を形成し、
隔壁の下流端部をシリンダ中心線と略平行になるように湾曲させて形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の直接筒内噴射式火花点火エンジン。 - 前記各気筒の順タンブルポート部が連通する第一コレクタ部と、
各気筒の逆タンブルポート部が連通する第二コレクタ部と、
タンブル調節手段として第一コレクタ部の入口部を開閉するコントロールバルブと、
を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の直接筒内噴射式火花点火エンジン。
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