JP3937650B2 - Combustion chamber of in-cylinder direct fuel injection engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンエンジンの筒内直接燃料噴射機関の燃焼室に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガソリンエンジンの筒内直接燃料噴射機関の燃焼室として、例えば、図8に示した特開平7-19054号公報に記載のものが知られている。
【0003】
図において、1はシリンダヘッド、2は点火プラグ、2aはギャップ部、3は凸部、4は噴射弁である。従来の例では噴射弁4から点火プラグ2に向かう通路に、噴霧の偏向作用を生じさせる連続的な湾曲凸部3を設け、この湾曲凸部3に沿って噴射弁4から噴射された噴霧の外形部を接触させ、その偏向作用によって噴霧を点火プラグ2側に向かわせることをねらっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の筒内直接燃料噴射機関の燃焼室にあっては、筒内直接噴射機関の場合、吸気1弁、排気1弁の構成でないと十分な偏向を生じさせる通路を作ることができない。このため、吸気2弁、排気2弁の機関に適用することは構成上困難であるという問題があった。
【0005】
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、燃焼室中心に点火プラ グを有し、燃料噴射弁が2本の吸気弁の中間部を介して燃焼室中心を指向する4弁の筒内直接燃料噴射機関において、燃料噴射弁からの燃料噴霧を確実に点火プラグ部に供給することができるようにすることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明の筒内直接燃料噴射機関の燃焼室は、請求項1記載の発明においては、燃料噴射弁と2本の吸気弁の中間部との間の燃焼室壁面に、燃料噴射弁取付孔の開口面から滑らかにつながる湾曲面を有する凸部を設け、前記湾曲面の端部が前記凸部の点火プラグ側端面にてエッジ部をなすようにして、前記エッジ部における前記湾曲面の接線の延長部が点火プラグギャップ部を指向するように構成し、円錐状の燃料噴霧の外形部と前記湾曲面とを前記湾曲面上で接するように配置した。
【0007】
請求項2記載の発明においては、前記燃料噴射弁の噴霧中心線と直交する方向での前記湾曲面の断面形状を噴霧断面と略同等の円筒面とした。
【0008】
請求項3記載の発明においては、燃料噴射弁と2本の吸気弁の中間部との間の燃焼室壁面に、燃料噴射弁取付孔の開口面から滑らかにつながる湾曲面を有する凸部を設け、前記凸部は、更に点火プラグ側へ延長されて、前記湾曲面に連なる平面を有し、前記平面は、2本の吸気弁の中間部を通って点火プラグ側に向かい、前記平面の延長が点火プラグのギャップ部を指向するように構成し、円錐状の燃料噴霧の外形部と前記湾曲面とを前記湾曲面上で接するように配置する一方、吸気弁傘部の燃焼室側の面が吸気弁着座時に前記平面と同一高さになるようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1を示す断面図、図2は実施の形態1を示す上部俯瞰図である。
【0011】
まず構成を説明すると、燃焼室17内には2本の吸気弁12が燃焼室壁面13に着座時接するように取り付けられている。一方、燃焼室壁面13の中心部には点火プラグ15が設けられており、その点火プラグギャップ部21は燃焼室17内に突き出た位置に設けられている。また、燃焼室壁面13には、燃料噴射弁18が、2本の吸気弁12の中間部に対し、点火プラグ15の反対側に設けられている。
【0012】
燃料噴射弁18と2本の吸気弁12の中間部との間の燃焼室壁面13上には、燃料噴射弁18取付孔の開口面からなめらかにつながる湾曲面22を有する凸部14がある。凸部14は点火プラグ側端面24からなめらかに燃焼室壁面13につながるとともに、湾曲面22の点火プラグ側端面24部での曲率に対する接線の延長部25は点火プラグギャップ部21を指向している。燃料噴射弁18から噴射された噴霧の上端面19(噴霧の燃焼室壁面13側部分)は凸部14の湾曲面22上の点火プラグ側端面24より燃料噴射弁18に近い接触点23で略接するように凸部形状、噴霧の外形角度、燃料噴射弁18の取付角が決定されている。
【0013】
次に作用を説明する。
【0014】
圧縮行程時に燃料噴射弁18から燃焼室17内に噴射された噴霧の上端面19は、湾曲した形状を持つ凸部14に、接触点23部で略接する。この時、噴霧の上端面19は湾曲面22に沿って燃焼室壁面13側に偏向される。
【0015】
偏向された噴霧は湾曲面22上に沿って点火プラグ側端面24部まで移動する。点火プラグ側端面24部での湾曲面の曲率に対する接線の方向は延長部25になるため、噴霧は点火プラグ側端面24以降は図1中の破線で示すような形状となり、概略接線の延長部25に沿って点火プラグ15の点火プラグギャップ部21に向かって移動する。この噴霧は、気化しながら点火プラグギャップ部21に供給されるため点火プラグ15で着火することにより燃焼する。気化した噴霧は、燃焼室17内で点火プラグまわりに固まっているため、成層燃焼を達成することができる。
【0016】
この時凸部14による偏向作用により噴霧が確実に点火プラグギャップ部21にもたらされるため、噴霧形状の個体差や燃焼室17内のガス流動のサイクルばらつきなどによる変化を受けにくく、確実な成層燃焼を達成することができる。
【0017】
(実施の形態2)
図3は実施の形態2の作用を説明したものであり、図4は要部断面図(図3のA−A断面図)である。
【0018】
この実施の形態2は図1の実施の形態1に対し、燃料噴射弁18の噴霧中心線と直交する方向での凸部14の湾曲面の断面形状を噴霧断面と略同等の円筒面30とすることにより噴霧上端面19全体を燃焼室壁面13側に偏向させるものであり、混合気を点火プラグギャップ部21に確実にもたらすことをねらいとしている。
【0019】
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3を示す断面図であり、図6はその上部俯瞰図、図7は要部断面図(図6のB−B断面図)である。
【0020】
この実施の形態3は図1の実施の形態1に対し、吸気弁12の着座時、吸気弁傘部の燃焼室17側の面を燃焼室壁面13より燃焼室17内に突き出すとともに、湾曲面22の点火プラグ側端部を着座時の吸気弁傘部の燃焼室17側の面になめらかにつなげ、点火プラグ15の近傍まで連続した凸部40を設け、形成された平面の延長が点火プラグギャップ部21にいたるように設定されている。
【0021】
このため噴霧は凸部40に沿って偏向され、点火プラグ15まで図5中の破線のように移動するため確実な成層燃焼が行われる。一方、凸部40の幅は、燃料噴射弁18先端部の2倍程度の最少限度に押さえられ、凸部側面41はなめらかに燃焼室壁面13につながっている。このため吸気ポート11から吸気弁12を通って燃焼室17内に流入する空気の静的な通路抵抗の悪化を最小限にすることができ、出力の低下を生じることはない。
【0022】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実施の筒内直接燃料噴射機関の燃焼室にあっては、燃料噴射弁から燃焼室内に供給された噴霧を確実に点火プラグ部に供給することができ、成層燃焼が安定して達成できるという効果が得られ、さらに全負荷運転のように吸気行程で噴射する場合にも、同様の噴霧偏向効果が生じ、その場合には均一に燃料と空気が混ざり高出力化が達成できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施の形態1を示す断面図である。
【図2】 本発明実施の形態1を示す上部俯瞰図である。
【図3】 本発明実施の形態2を示す上部俯瞰図である。
【図4】 本発明実施の形態2を示す要部断面図である。
【図5】 本発明実施の形態3を示す断面図である。
【図6】 本発明実施の形態3を示す上部俯瞰図である。
【図7】 本発明実施の形態3を示す要部断面図である。
【図8】 従来の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
2 点火プラグ
2a ギャップ部
3 凸部
4 噴射弁
11 吸気ポート
12 吸気弁
13 燃焼室壁面
14 凸部
15 点火プラグ
16 ピストン
17 燃焼室
18 噴射弁
19 噴霧の上端面
20 噴霧の下端面
21 点火プラグギャップ部
22 湾曲面
23 接触点
24 点火プラグ側端面
25 湾曲部端面での接線の延長部
30 円筒面
40 凸部
41 凸部側面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion chamber of an in-cylinder direct fuel injection engine of a gasoline engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a combustion chamber of a direct injection fuel injection engine of a gasoline engine, for example, one described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-19054 shown in FIG. 8 is known.
[0003]
In the figure, 1 is a cylinder head, 2 is a spark plug, 2a is a gap part, 3 is a convex part, and 4 is an injection valve. In the conventional example, a continuous
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the combustion chamber of the above-described conventional direct injection fuel injection engine, in the case of the direct injection engine, a passage that causes sufficient deflection can be created unless the configuration is an intake 1 valve and an exhaust 1 valve. Can not. For this reason, there is a problem that it is difficult to apply to an engine having two intake valves and two exhaust valves.
[0005]
The present invention has been made in view of such conventional problems, has an ignition plug in the combustion chamber center, the fuel injection valve is a combustion chamber around through the intermediate portion of the two intake valves An object of the present invention is to ensure that fuel spray from a fuel injection valve can be reliably supplied to a spark plug portion in a direct four-cylinder direct fuel injection engine .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the combustion chamber of the direct injection fuel injection engine according to the present invention is the combustion chamber wall surface between the fuel injection valve and the intermediate portion of the two intake valves. A convex portion having a curved surface smoothly connected from the opening surface of the fuel injection valve mounting hole, and the edge of the curved surface forms an edge portion at the end surface of the convex portion on the spark plug side. extension of the tangent of the curved surface in section is configured to direct the spark plug gap, they were placed in contact with the outer shape of the cone-shaped fuel spray the curved surface on the curved surface.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the curved surface in a direction orthogonal to the spray center line of the fuel injection valve is a cylindrical surface substantially equivalent to the spray cross section.
[0008]
In a third aspect of the present invention, a convex portion having a curved surface smoothly connected from the opening surface of the fuel injection valve mounting hole is provided on the combustion chamber wall surface between the fuel injection valve and the intermediate portion of the two intake valves. The convex portion is further extended to the spark plug side and has a flat surface connected to the curved surface, and the flat surface extends toward the ignition plug side through the intermediate portion of the two intake valves, and extends the flat surface. Is arranged so as to face the gap portion of the spark plug, and the conical fuel spray outer shape portion and the curved surface are arranged so as to contact each other on the curved surface, while the surface on the combustion chamber side of the intake valve umbrella portion Was set to the same height as the plane when the intake valve was seated.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0010]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top overhead view showing the first embodiment.
[0011]
First, the configuration will be described. In the
[0012]
On the combustion
[0013]
Next, the operation will be described.
[0014]
The
[0015]
The deflected spray moves along the
[0016]
Therefore the spray by deflecting action by Tokitotsu
[0017]
(Embodiment 2)
FIG. 3 illustrates the operation of the second embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part (cross-sectional view taken along line AA in FIG . 3) .
[0018]
The second embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the cross-sectional shape of the curved surface of the
[0019]
(Embodiment 3)
Figure 5 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention, FIG. 6 is the upper top view, FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view (B-B sectional view of FIG. 6).
[0020]
The third embodiment to the first embodiment of FIG. 1, when seated in the intake valve 1 2, together with the protruding into the
[0021]
Thus spray is deflected along the
[0022]
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the combustion chamber of the direct injection fuel injection engine according to the present invention, the spray supplied from the fuel injection valve into the combustion chamber can be reliably supplied to the spark plug portion, The effect that combustion can be achieved stably is obtained, and the same spray deflection effect also occurs when injecting in the intake stroke as in full load operation, in which case fuel and air are mixed uniformly and high output The effect that can be achieved is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top overhead view showing Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is an overhead view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a top overhead
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
燃料噴射弁と2本の吸気弁の中間部との間の燃焼室壁面に、燃料噴射弁取付孔の開口面から滑らかにつながる湾曲面を有する凸部を設け、
前記湾曲面の端部が前記凸部の点火プラグ側端面にてエッジ部をなすようにして、前記エッジ部における前記湾曲面の接線の延長部が点火プラグギャップ部を指向するように構成し、
円錐状の燃料噴霧の外形部と前記湾曲面とを前記湾曲面上で接するように配置することを特徴とする筒内直接燃料噴射機関の燃焼室。 Have a spark plug in the combustion chamber center, the fuel injection valves in a direct injection engine 4 valves directing the combustion chamber center through the intermediate portion of the two intake valves,
Provided on the combustion chamber wall surface between the fuel injection valve and the intermediate portion of the two intake valves is a convex portion having a curved surface smoothly connected from the opening surface of the fuel injection valve mounting hole ,
An end portion of the curved surface forms an edge portion at an end surface of the convex portion on the spark plug side, and an extension portion of the tangent line of the curved surface at the edge portion is directed to the spark plug gap portion,
Combustion chamber of a direct injection engine, characterized in that arranging the outer part of the conical fuel spray and the curved surface in contact on the curved surface.
燃料噴射弁と2本の吸気弁の中間部との間の燃焼室壁面に、燃料噴射弁取付孔の開口面から滑らかにつながる湾曲面を有する凸部を設け、
前記凸部は、更に点火プラグ側へ延長されて、前記湾曲面に連なる平面を有し、前記平面は、2本の吸気弁の中間部を通って点火プラグ側に向かい、前記平面の延長が点火プラグのギャップ部を指向するように構成し、
円錐状の燃料噴霧の外形部と前記湾曲面とを前記湾曲面上で接するように配置する一方、
吸気弁傘部の燃焼室側の面が吸気弁着座時に前記平面と同一高さになるようにしたことを特徴とする筒内直接燃料噴射機関の燃焼室。 In a four-valve direct fuel injection engine having a spark plug at the center of the combustion chamber and the fuel injection valve being directed to the center of the combustion chamber via the middle portion of the two intake valves,
Provided on the combustion chamber wall surface between the fuel injection valve and the intermediate portion of the two intake valves is a convex portion having a curved surface smoothly connected from the opening surface of the fuel injection valve mounting hole,
The convex portion is further extended to the spark plug side and has a flat surface connected to the curved surface. The flat surface passes through an intermediate portion of the two intake valves toward the spark plug side, and the flat surface extends. Configured to face the gap part of the spark plug,
While disposing the outer shape of the conical fuel spray and the curved surface in contact with each other on the curved surface,
A combustion chamber of an in-cylinder direct fuel injection engine , wherein a surface on the combustion chamber side of the intake valve umbrella portion is flush with the flat surface when the intake valve is seated .
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