JP3956539B2 - 筒内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】
本発明は筒内噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式火花点火機関の中には、例えば特開平８−１４４５４３号公報に示されているように、ピストン冠面の吸気弁配置側にオフセットして円弧状の凹部を形成すると共に、排気弁配置側には該凹部の縁部に連なって傾斜した平坦な凸部を形成し、成層燃焼時に燃料噴射弁から前記凹部に向けて噴射された燃料噴霧と、吸気行程で燃焼室に形成された順タンブル流との衝突拡散による混合気形成の促進を図ったものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
成層燃焼時において、順タンブル流の主流は燃焼室のほぼ中心位置を通るため、該順タンブル流と燃料噴射弁より噴射された燃料噴霧との衝突位置が丁度、燃焼室中心部の点火プラグ位置と重なり、該点火プラグ周りで燃料噴霧が順タンブル流によってクランク軸線方向に分かれて、点火プラグ周りへ行き届きにくくなって該点火プラグ周りで燃料噴霧の濃度低下を来す可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明は成層燃焼時に点火プラグ周りで燃料噴霧の濃度低下を来すことがなく、成層燃焼の安定化を図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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、燃焼室のほぼ中心位置に配設した点火プラグと、燃焼室の側部で２つの吸気弁間の近傍位置に設けられて燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストン冠面に吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状とした凹部とを備えて、圧縮行程中に燃料噴射を行って成層燃焼を行うようにした筒内噴射式火花点火機関において、２つの吸気ポートにそれぞれ順タンブル流を強化するタンブル強化手段を設け、これらタンブル強化手段により２つの吸気ポート間で燃焼室に入り込む空気の流動強さを異ならせることによって、２つの順タンブル流の合流点と燃料噴霧とが衝突する位置を、点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にオフセットさせたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にあっては、燃焼室に設けられた点火プラグと、燃焼室の側部で吸気弁近傍位置に設けられて燃焼室に直接燃料を燃焼室に吸気行程で形成される順タンブル流と燃料噴霧とが衝突する方向に噴射する燃料噴射弁と、ピストン冠面に吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状に形成した凹部とを備えて、圧縮行程中に燃料噴射を行って成層燃焼を行うようにした筒内噴射式火花点火機関において、吸気ポートに順タンブル流を強化するタンブル強化手段を設け、該タンブル強化手段により順タンブル流の主流が燃焼室のほぼ中心位置を通るようにしてある一方、前記点火プラグを燃焼室の中心位置からクランク軸線方向にオフセットした位置に設置したことを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にあっては、請求項２に記載のシリンダヘッド中心と点火プラグ中心とのクランク軸線方向の距離と、シリンダボア径との比を０．０７以下としたことを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３に記載のタンブル強化手段が、成層燃焼時に吸気ポート断面の略下半部を遮断し、均質燃焼時に開放する部分遮断弁であることを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明にあっては、請求項４に記載の吸気ポートの部分遮断弁の上側に、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明にあっては、請求項１〜５に記載の凹部底面の曲率半径を、ほぼシリンダボア半径に設定したことを特徴としている。
【００１１】
請求項７の発明にあっては、請求項１〜６に記載の円弧状の凹部の排気弁設置側の外縁と点火プラグ中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、０．２５〜０．３に設定したことを特徴としている。
【００１２】
請求項８の発明にあっては、請求項１〜７に記載の燃料噴射弁はその燃料噴霧角が大気圧下で４０〜８０度に設定され、かつ、該燃料噴射弁を水平方向に対して２０〜４０度の俯角で取付けたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ピストン冠面に設けた円弧状の凹部によって順タンブル流が保存され易くなっていることに加えて、２つの吸気ポート内にはそれぞれタンブル強化手段を設けてあるため、成層燃焼時に燃焼室に強い順タンブル流が形成され、前記円弧状の凹部によってこの強い順タンブル流が保存されることから、圧縮行程後期に亘って強い順タンブル流が衰えることがなく、従って、圧縮行程後期に噴射された燃料噴霧と順タンブル流との衝突によりピストン冠面への燃料付着が抑制されると共に燃料が微粒化され、かつ、この衝突で流体摩擦を最大限に利用できることにより燃料噴霧の気化および可燃混合気の形成が促進される。
【００１４】
一方、２つの吸気ポートからの空気の流入により燃焼室に形成される２つの順タンブル流の合流点では燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がクランク軸線方向に分かれる傾向となるが、これら２つの吸気ポート間ではタンブル強化手段によって燃焼室に入り込む空気の流動強さを異ならせて、２つの順タンブル流の合流点が燃焼室中心の点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にずれた位置に形成されるようにしてあるから、この順タンブル流の合流点と燃料噴霧との衝突により該燃料噴霧のクランク軸線方向へ分かれる位置が前記点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にオフセットし、点火プラグ周りでの燃料噴霧の濃度低下を回避することができる。
【００１５】
これらのことから、成層燃焼を安定化することができると共にピストン冠面への燃料付着に起因するスモーク，未燃ＨＣの低減化とデポジットの堆積を防止できて、成層燃焼の燃焼性の向上と排気エミッションの改善を実現することができる。
【００１６】
他方、均質燃焼時には吸気行程の途中で燃料噴射弁より燃料が噴射されるが、この場合もピストン冠面の凹部の円弧形状によって順タンブル流の保存性が高められるため、燃料噴霧と順タンブル流との衝突によるピストン冠面への燃料付着の抑制効果が得られると共に燃料の微粒化と気化の促進効果が得られ、可燃混合気が燃焼室にほぼ均一に広がって均質燃焼を良好に行わせることができ、従って、この場合もスモークや未燃ＨＣの低減化とデポジット堆積を抑制できると共に、燃焼効率および出力の向上を実現することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、吸気ポート内にタンブル強化手段を設けてあるため、成層燃焼時に燃焼室にその中心を通る強い順タンブル流が形成され、ピストン冠面に設けた円弧状の凹部によってこの強い順タンブル流が保存されることから、圧縮行程後期に亘って強い順タンブル流が衰えることがなく、従って、圧縮行程後期に噴射された燃料噴霧と順タンブル流との衝突によりピストン冠面への燃料付着が抑制されると共に燃料が微粒化され、かつ、この衝突で流体摩擦を最大限に利用できることにより燃料噴霧の気化および可燃混合気の形成が促進される。
【００１８】
一方、順タンブル流の主流と燃料噴霧との衝突により燃料噴霧が燃焼室中心位置でクランク軸線方向に分かれる傾向となるが、点火プラグは燃焼室中心からクランク軸線方向にオフセットした位置に設けてあるから、該点火プラグ周りでの燃料噴霧の濃度低下を回避することができる。
【００１９】
これらのことから、成層燃焼を安定化することができると共にピストン冠面への燃料付着に起因するスモーク，未燃ＨＣの低減化とデポジットの堆積を防止できて、成層燃焼の燃焼性の向上と排気エミッションの改善を実現することができる。
【００２０】
他方、均質燃焼時には吸気行程の途中で燃料噴射弁より燃料が噴射されるが、この場合もピストン冠面の凹部の円弧形状によって順タンブル流の保存性が高められるため、燃料噴霧と順タンブル流との衝突によるピストン冠面への燃料付着の抑制効果が得られると共に燃料の微粒化と気化の促進効果が得られ、可燃混合気が燃焼室にほぼ均一に広がって均質燃焼を良好に行わせることができ、従って、この場合もスモークや未燃ＨＣの低減化とデポジット堆積を抑制できると共に、燃焼効率および出力の向上を実現することができる。
【００２１】
また、点火プラグを燃焼室中心からクランク軸線方向にオフセットした位置に設けてあるため、特にこの均質燃焼を行う高負荷運転時に点火プラグの燃料被りによるくすぶりを回避することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、シリンダヘッド中心と点火プラグ中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、実験の結果得られた最適値に設定してあるから、点火プラグ周りの燃料噴霧の濃度低下の抑制効果を高めることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、タンブル強化手段を部分遮断弁で構成してあるため、構造が簡単でコスト的に有利に得ることができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の発明の効果に加えて、吸気ポートの部分遮断弁の上側に、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段を設けてあるため、順タンブル流をより一層強化することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、凹部底面の曲率半径を、順タンブル流の保存性の実験結果から得られた最適な半径としてあるため、更に安定した成層燃焼を行わせることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６の発明の効果に加えて、円弧状凹部の排気弁設置側の外縁と点火プラグの中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、燃料噴霧の輸送性の実験結果から得られた最適値に設定してあるから、アイドル運転等の順タンブル流が弱い運転状況であっても点火プラグ周りに所要の濃い混合気を形成することができて成層燃焼の安定化を図ることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の発明の効果に加えて、燃料噴射弁の燃料噴霧角および取付角度を、実験の結果得られた最適な角度に設定してあるから、燃焼性の向上と排気エミッションの改善とを行える理想的な成層燃焼と均質燃焼とを行わせることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００２９】
図１，２において、１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリンダヘッド、４はこれらシリンダブロック１，ピストン２，およびシリンダヘッド３とで形成されたペントルーフタイプの燃焼室を示す。
【００３０】
シリンダヘッド３は２つの吸気弁５と、該吸気弁５と対向配置した２つの排気弁６とを備え、一側の吸気ポート７から吸気して他側の排気ポート８から排気するクロスフローポート構造としてある。
【００３１】
シリンダヘッド３には燃焼室４のほぼ中心に臨む位置に点火プラグ９を配設してあると共に、燃焼室４の側部で２つの吸気弁５，５間近傍の位置に燃料噴射弁１０を配設して、該燃料噴射弁１０から直接燃焼室４に燃料噴射するようにしてある。
【００３２】
吸気ポート７，７は吸気行程で燃焼室４内に形成される筒内流動としての縦方向旋回流の中でも、図１の矢印Ａで示すように吸気が点火プラグ９の下側を通って排気弁設置側からピストン２の冠面に向かい、該ピストン冠面で反転して上方の点火プラグ９に向かう順タンブル流を形成し得るようにしてある。
【００３３】
また、吸気ポート７，７内には、成層燃焼時に吸気行程で燃焼室４内に形成される順タンブル流Ａを強化するタンブル強化手段１１を設けてある。
【００３４】
このタンブル強化手段１１は成層燃焼時に吸気ポート７の断面積の半分以上のほぼ下半部を遮断する部分遮断弁で構成してあり、また、該部分遮断弁１１の上側には、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート７の燃焼室４に臨む開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段１２を設けてある。
【００３５】
本実施形態では流動ガイド手段として、吸気ポート７内をほぼ上下に隔成して先端が吸気弁５の近くまで延びる隔壁１２ａで構成した場合を示しているが、図１の仮想線で示すように吸気弁５近傍の吸気ポート上壁より空気を噴射するサブポート１２ｂとで構成してもよく、あるいはこれら隔壁１２ａとサブポート１２ｂとを併設したものであってもよい。
【００３６】
前記２つの部分遮断弁１１，１１はそれぞれの吸気ポート７，７で開口率が異なるように制御され、これら吸気ポート７，７間で燃焼室４に入り込む空気の流動強さを異ならせることによって図２に示すように２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点が燃焼室中心からクランク軸線Ｏ方向にずれて、該合流点と燃料噴射弁１０から噴射された燃料噴霧Ｆとが衝突する位置が、燃焼室中心の点火プラグ９の配設位置よりもクランク軸線Ｏ方向にオフセットするようにしてある。
【００３７】
一方、ピストン２の冠面の中央部には吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状とした凹部１３を形成してある。
【００３８】
以上の実施形態の構造によれば、ピストン２の冠面には吸気行程で燃焼室４内に形成される順タンブル流Ａの流れ方向に円弧状とした凹部１３を設けて、該円弧状の凹部１３によって順タンブル流Ａが保存され易くなっていることに加えて、２つの吸気ポート７，７内にはそれぞれタンブル強化手段１１，１１を設けてあるため、成層燃焼時に燃焼室４内に強い順タンブル流Ａが形成され、前記円弧状の凹部１３によってこの強い順タンブル流が保存されることから、圧縮行程後期に亘って強い順タンブル流Ａの流動勢力が減衰されることがない。
【００３９】
従って、この圧縮行程後期に燃料噴射弁１０から燃料が噴射されると、燃料噴霧は図１に符号Ｆで示すように円弧状の凹部１３に指向するが、この燃料噴霧Ｆは前記強い順タンブル流Ａと衝突してピストン冠面への燃料付着が抑制されると共に燃料が微粒化され、かつ、この衝突で流体摩擦を最大限に利用することにより燃料噴霧Ｆの気化および可燃混合気の形成が促進される。
【００４０】
一方、２つの吸気ポート７，７からの空気の流入により燃焼室４内に形成される２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点では燃料噴射弁１０から噴射された燃料噴霧Ｆが図２に示すようにクランク軸線Ｏ方向に分かれる傾向となるが、これら２つの吸気ポート７，７間ではタンブル強化手段１１，１１によって燃焼室４に入り込む空気の流動強さを異ならせて、２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点が燃焼室中心の点火プラグ９の配設位置よりもクランク軸線Ｏ方向にずれた位置に形成されるようにしてあるから、この順タンブル流Ａ，Ａの合流点と燃料噴霧Ｆとの衝突により該燃料噴霧Ｆのクランク軸線Ｏ方向へ分かれる位置が前記点火プラグ９位置よりもクランク軸線Ｏ方向にオフセットし、従って、点火プラグ９周りで燃料噴霧Ｆの濃度低下を来すのを回避することができる。
【００４１】
これらのことから、成層燃焼を安定化することができると共にピストン冠面への燃料付着に起因するスモーク，未燃ＨＣの低減化とデポジットの堆積を防止できて、成層燃焼の燃焼性の向上と排気エミッションの改善を実現することができる。
【００４２】
他方、均質燃焼時には吸気行程の途中で燃料噴射弁１０より燃料が噴射されるが、この場合もピストン冠面の凹部１３の円弧形状によって順タンブル流Ａの保存性が高められるため、燃料噴霧Ｆと順タンブル流Ａ，Ａとの衝突によるピストン冠面への燃料付着の抑制効果が得られると共に燃料の微粒化と気化の促進効果が得られ、可燃混合気が燃焼室４内にほぼ均一に広がって均質燃焼を良好に行わせることができ、従って、この場合もスモークや未燃ＨＣの低減化とデポジット堆積を抑制できると共に、燃焼効率および出力の向上を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態では前述のタンブル強化手段１１として、吸気ポート７の略下半部を遮断するようにした構造が簡単で設計上有利な部分遮断弁を採用し、そして、この部分遮断弁１１の上側に流動ガイド手段１２として吸気ポート７を上下に隔成する隔壁１２ａを設けて、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート７の燃焼室４に臨む開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させるようにしてあるため、該成層燃焼時に燃焼室４内に形成される順タンブル流Ａの流動勢力を更に高めることができる。
【００４４】
図５はピストン冠面の凹部１３の底面の曲率半径ｒとシリンダボア半径Ｒとの比ｒ／Ｒが順タンブル流形成に与える影響の実験結果を示すもので、ａ〜ｄ線はそれぞれｒ／Ｒ＝１，ｒ／Ｒ＝０．９，ｒ／Ｒ＝０．８，ｒ／Ｒ＝１．８に設定した場合のタンブル流強さ（保存性）を示しており、これらの結果から凹部１３底面の曲率半径ｒをシリンダボア半径Ｒとほぼ同一に設定することにより順タンブル流を強い流動勢力のまま圧縮行程後期まで保存できることから、該曲率半径ｒとシリンダボア半径Ｒはほぼ同一に設定することが望ましい。
【００４５】
図６は前記凹部１３の排気弁６設置側の外縁Ｓ・Ｅと点火プラグ９の中心線間の距離Ｌ1 が燃料噴霧Ｆの輸送性に与える影響に関する実験結果を示すもので、該距離Ｌ1 とシリンダボア直径２Ｒとの比が０．２５〜０．３となる点で燃料噴霧Ｆの点火プラグ９周りへの輸送性が最も良好となることが確認されている。
【００４６】
また、燃料噴射弁１０についてはその燃料噴霧角を大気圧下で４０〜８０度の範囲に設定することが望ましく、該範囲よりも小さいと燃料噴霧のペネトレーションが強くピストン冠面への燃料付着量が多くなってしまい、逆に前記範囲よりも大きいと燃料噴霧の広がりが大きくシリンダヘッド３への燃料付着量が多くなると共に、点火プラグ９の燃料被りによるくすぶりを生じて燃焼性が悪化してしまう。
【００４７】
そして、このように燃料噴射弁１０の燃料噴霧角を最適値に設定しても、その取付角度を適切にすることが肝要で、燃料噴霧がピストンヘッド３に付着しないように噴霧上端が水平に位置すると共に、燃料噴射終了時に噴霧下端が直接ピストン冠面に付着しないようにする必要があり、このためには燃料噴射弁１０を水平方向に対して２０〜４０度の俯角で取付けることが望ましい。
【００４８】
図３は本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態にあっては前記図１，２に示した第１実施形態における２つの吸気ポート７，７で、成層燃焼時にそれぞれに配設した部分遮断弁１１，１１による空気の流動強さを同一にして、燃焼室４内に形成される２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点が燃焼室４のほぼ中心位置を通るようにしてある。
【００４９】
そして、点火プラグ９を燃焼室４の中心位置からクランク軸線Ｏ方向にオフセットした位置に設置してある。
【００５０】
従って、この第２実施形態の場合も成層燃焼時に、２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点と燃料噴霧Ｆとの衝突により該燃料噴霧Ｆのクランク軸線Ｏ方向へ分かれる位置と、点火プラグ９位置とがクランク軸線Ｏ方向にオフセットするから、点火プラグ９周りで燃料噴霧Ｆの濃度低下を来すのを回避することができる。
【００５１】
また、均質燃焼時には前記第１実施形態と同様の効果が得られる他、点火プラグ９を燃焼室中心からクランク軸線方向にオフセットした位置に設けてあるため、特にこの均質燃焼を行う高負荷運転時に点火プラグ９の燃料被りによるくすぶりを回避することができる。
【００５２】
本実施形態では２つの吸気ポート７，７により２つの順タンブル流Ａを形成するようにしているが、１つの吸気ポートにより１つの順タンブル流を形成するようにしたものにも適用でき、タンブル強化手段１１により強化されて燃焼室中心を通る順タンブル流の主流に対して、点火プラグ９位置をクランク軸線Ｏ方向にオフセットさせればよい。
【００５３】
また、ピストン冠面の凹部１３の底面の曲率半径、燃料噴射弁１０の燃料噴霧角と取付角度、および排気弁設置側の凹部外縁Ｓ・Ｅと点火プラグ中心線間の距離等については前記第１実施形態と同様に最適値に設定されるが、該凹部外縁Ｓ・Ｅと点火プラグ中心線間の距離設定によっては、例えば図４に示すように点火プラグ９が燃焼室中心から排気弁設置側にオフセットして配設される場合もある。
【００５４】
図７は前記点火プラグ９のシリンダヘッド中心（燃焼室中心）からのオフセット量Ｌ2 と燃料噴霧の輸送性との関係の実験結果を示し、前記オフセット量Ｌ2 とシリンダボア直径２Ｒとの比を０．０７以下として配設した場合に点火プラグ９周りへの燃料噴霧の輸送性が最もよく、該点火プラグ９周りでの燃料噴霧の濃度低下を回避できることが確認されている。
【００５５】
なお、前記各実施形態ではピストン冠面に斜面Ｓを付与したタイプを例示したが、ピストン冠面がほぼ水平なフラットタイプのものに適用して前述と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、ピストン冠面の凹部１３はクランク軸線方向に溝状に形成しているが、クランク軸線方向の両側に壁を持つキャビティ状としたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を概略的に示す断面説明図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるシリンダヘッド方向から見た平面説明図。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図２と同様の平面説明図。
【図４】本発明の第３実施形態を示す図１と同様の断面説明図。
【図５】ピストン冠面の凹部と順タンブル流との関係の実験結果を示す線図。
【図６】点火プラグ中心線と凹部外縁間の距離と燃料噴霧輸送性との関係の実験結果を示す線図。
【図７】点火プラグ中心とシリンダヘッド中心とのオフセット量と燃料噴霧輸送性との関係の実験結果を示す線図。
【符号の説明】
１ シリンダブロック
２ ピストン
３ シリンダヘッド
４ 燃焼室
５ 吸気弁
６ 排気弁
７ 吸気ポート
８ 排気ポート
９ 点火プラグ
１０ 燃料噴射弁
１１ タンブル強化手段
１２ 流動ガイド手段
１３ 凹部
Ａ 順タンブル流
Ｆ 燃料噴霧
Ｓ・Ｅ 凹部の外縁
Ｏ クランク軸線
【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。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式火花点火機関の中には、例えば特開平８−１４４５４３号公報に示されているように、ピストン冠面の吸気弁配置側にオフセットして円弧状の凹部を形成すると共に、排気弁配置側には該凹部の縁部に連なって傾斜した平坦な凸部を形成し、成層燃焼時に燃料噴射弁から前記凹部に向けて噴射された燃料噴霧と、吸気行程で燃焼室に形成された順タンブル流との衝突拡散による混合気形成の促進を図ったものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
成層燃焼時において、順タンブル流の主流は燃焼室のほぼ中心位置を通るため、該順タンブル流と燃料噴射弁より噴射された燃料噴霧との衝突位置が丁度、燃焼室中心部の点火プラグ位置と重なり、該点火プラグ周りで燃料噴霧が順タンブル流によってクランク軸線方向に分かれて、点火プラグ周りへ行き届きにくくなって該点火プラグ周りで燃料噴霧の濃度低下を来す可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明は成層燃焼時に点火プラグ周りで燃料噴霧の濃度低下を来すことがなく、成層燃焼の安定化を図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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、燃焼室のほぼ中心位置に配設した点火プラグと、燃焼室の側部で２つの吸気弁間の近傍位置に設けられて燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストン冠面に吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状とした凹部とを備えて、圧縮行程中に燃料噴射を行って成層燃焼を行うようにした筒内噴射式火花点火機関において、２つの吸気ポートにそれぞれ順タンブル流を強化するタンブル強化手段を設け、これらタンブル強化手段により２つの吸気ポート間で燃焼室に入り込む空気の流動強さを異ならせることによって、２つの順タンブル流の合流点と燃料噴霧とが衝突する位置を、点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にオフセットさせたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にあっては、燃焼室に設けられた点火プラグと、燃焼室の側部で吸気弁近傍位置に設けられて燃焼室に直接燃料を燃焼室に吸気行程で形成される順タンブル流と燃料噴霧とが衝突する方向に噴射する燃料噴射弁と、ピストン冠面に吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状に形成した凹部とを備えて、圧縮行程中に燃料噴射を行って成層燃焼を行うようにした筒内噴射式火花点火機関において、吸気ポートに順タンブル流を強化するタンブル強化手段を設け、該タンブル強化手段により順タンブル流の主流が燃焼室のほぼ中心位置を通るようにしてある一方、前記点火プラグを燃焼室の中心位置からクランク軸線方向にオフセットした位置に設置したことを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にあっては、請求項２に記載のシリンダヘッド中心と点火プラグ中心とのクランク軸線方向の距離と、シリンダボア径との比を０．０７以下としたことを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３に記載のタンブル強化手段が、成層燃焼時に吸気ポート断面の略下半部を遮断し、均質燃焼時に開放する部分遮断弁であることを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明にあっては、請求項４に記載の吸気ポートの部分遮断弁の上側に、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明にあっては、請求項１〜５に記載の凹部底面の曲率半径を、ほぼシリンダボア半径に設定したことを特徴としている。
【００１１】
請求項７の発明にあっては、請求項１〜６に記載の円弧状の凹部の排気弁設置側の外縁と点火プラグ中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、０．２５〜０．３に設定したことを特徴としている。
【００１２】
請求項８の発明にあっては、請求項１〜７に記載の燃料噴射弁はその燃料噴霧角が大気圧下で４０〜８０度に設定され、かつ、該燃料噴射弁を水平方向に対して２０〜４０度の俯角で取付けたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ピストン冠面に設けた円弧状の凹部によって順タンブル流が保存され易くなっていることに加えて、２つの吸気ポート内にはそれぞれタンブル強化手段を設けてあるため、成層燃焼時に燃焼室に強い順タンブル流が形成され、前記円弧状の凹部によってこの強い順タンブル流が保存されることから、圧縮行程後期に亘って強い順タンブル流が衰えることがなく、従って、圧縮行程後期に噴射された燃料噴霧と順タンブル流との衝突によりピストン冠面への燃料付着が抑制されると共に燃料が微粒化され、かつ、この衝突で流体摩擦を最大限に利用できることにより燃料噴霧の気化および可燃混合気の形成が促進される。
【００１４】
一方、２つの吸気ポートからの空気の流入により燃焼室に形成される２つの順タンブル流の合流点では燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧がクランク軸線方向に分かれる傾向となるが、これら２つの吸気ポート間ではタンブル強化手段によって燃焼室に入り込む空気の流動強さを異ならせて、２つの順タンブル流の合流点が燃焼室中心の点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にずれた位置に形成されるようにしてあるから、この順タンブル流の合流点と燃料噴霧との衝突により該燃料噴霧のクランク軸線方向へ分かれる位置が前記点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にオフセットし、点火プラグ周りでの燃料噴霧の濃度低下を回避することができる。
【００１５】
これらのことから、成層燃焼を安定化することができると共にピストン冠面への燃料付着に起因するスモーク，未燃ＨＣの低減化とデポジットの堆積を防止できて、成層燃焼の燃焼性の向上と排気エミッションの改善を実現することができる。
【００１６】
他方、均質燃焼時には吸気行程の途中で燃料噴射弁より燃料が噴射されるが、この場合もピストン冠面の凹部の円弧形状によって順タンブル流の保存性が高められるため、燃料噴霧と順タンブル流との衝突によるピストン冠面への燃料付着の抑制効果が得られると共に燃料の微粒化と気化の促進効果が得られ、可燃混合気が燃焼室にほぼ均一に広がって均質燃焼を良好に行わせることができ、従って、この場合もスモークや未燃ＨＣの低減化とデポジット堆積を抑制できると共に、燃焼効率および出力の向上を実現することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、吸気ポート内にタンブル強化手段を設けてあるため、成層燃焼時に燃焼室にその中心を通る強い順タンブル流が形成され、ピストン冠面に設けた円弧状の凹部によってこの強い順タンブル流が保存されることから、圧縮行程後期に亘って強い順タンブル流が衰えることがなく、従って、圧縮行程後期に噴射された燃料噴霧と順タンブル流との衝突によりピストン冠面への燃料付着が抑制されると共に燃料が微粒化され、かつ、この衝突で流体摩擦を最大限に利用できることにより燃料噴霧の気化および可燃混合気の形成が促進される。
【００１８】
一方、順タンブル流の主流と燃料噴霧との衝突により燃料噴霧が燃焼室中心位置でクランク軸線方向に分かれる傾向となるが、点火プラグは燃焼室中心からクランク軸線方向にオフセットした位置に設けてあるから、該点火プラグ周りでの燃料噴霧の濃度低下を回避することができる。
【００１９】
これらのことから、成層燃焼を安定化することができると共にピストン冠面への燃料付着に起因するスモーク，未燃ＨＣの低減化とデポジットの堆積を防止できて、成層燃焼の燃焼性の向上と排気エミッションの改善を実現することができる。
【００２０】
他方、均質燃焼時には吸気行程の途中で燃料噴射弁より燃料が噴射されるが、この場合もピストン冠面の凹部の円弧形状によって順タンブル流の保存性が高められるため、燃料噴霧と順タンブル流との衝突によるピストン冠面への燃料付着の抑制効果が得られると共に燃料の微粒化と気化の促進効果が得られ、可燃混合気が燃焼室にほぼ均一に広がって均質燃焼を良好に行わせることができ、従って、この場合もスモークや未燃ＨＣの低減化とデポジット堆積を抑制できると共に、燃焼効率および出力の向上を実現することができる。
【００２１】
また、点火プラグを燃焼室中心からクランク軸線方向にオフセットした位置に設けてあるため、特にこの均質燃焼を行う高負荷運転時に点火プラグの燃料被りによるくすぶりを回避することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、シリンダヘッド中心と点火プラグ中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、実験の結果得られた最適値に設定してあるから、点火プラグ周りの燃料噴霧の濃度低下の抑制効果を高めることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、タンブル強化手段を部分遮断弁で構成してあるため、構造が簡単でコスト的に有利に得ることができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の発明の効果に加えて、吸気ポートの部分遮断弁の上側に、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段を設けてあるため、順タンブル流をより一層強化することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、凹部底面の曲率半径を、順タンブル流の保存性の実験結果から得られた最適な半径としてあるため、更に安定した成層燃焼を行わせることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６の発明の効果に加えて、円弧状凹部の排気弁設置側の外縁と点火プラグの中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、燃料噴霧の輸送性の実験結果から得られた最適値に設定してあるから、アイドル運転等の順タンブル流が弱い運転状況であっても点火プラグ周りに所要の濃い混合気を形成することができて成層燃焼の安定化を図ることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の発明の効果に加えて、燃料噴射弁の燃料噴霧角および取付角度を、実験の結果得られた最適な角度に設定してあるから、燃焼性の向上と排気エミッションの改善とを行える理想的な成層燃焼と均質燃焼とを行わせることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００２９】
図１，２において、１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリンダヘッド、４はこれらシリンダブロック１，ピストン２，およびシリンダヘッド３とで形成されたペントルーフタイプの燃焼室を示す。
【００３０】
シリンダヘッド３は２つの吸気弁５と、該吸気弁５と対向配置した２つの排気弁６とを備え、一側の吸気ポート７から吸気して他側の排気ポート８から排気するクロスフローポート構造としてある。
【００３１】
シリンダヘッド３には燃焼室４のほぼ中心に臨む位置に点火プラグ９を配設してあると共に、燃焼室４の側部で２つの吸気弁５，５間近傍の位置に燃料噴射弁１０を配設して、該燃料噴射弁１０から直接燃焼室４に燃料噴射するようにしてある。
【００３２】
吸気ポート７，７は吸気行程で燃焼室４内に形成される筒内流動としての縦方向旋回流の中でも、図１の矢印Ａで示すように吸気が点火プラグ９の下側を通って排気弁設置側からピストン２の冠面に向かい、該ピストン冠面で反転して上方の点火プラグ９に向かう順タンブル流を形成し得るようにしてある。
【００３３】
また、吸気ポート７，７内には、成層燃焼時に吸気行程で燃焼室４内に形成される順タンブル流Ａを強化するタンブル強化手段１１を設けてある。
【００３４】
このタンブル強化手段１１は成層燃焼時に吸気ポート７の断面積の半分以上のほぼ下半部を遮断する部分遮断弁で構成してあり、また、該部分遮断弁１１の上側には、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート７の燃焼室４に臨む開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段１２を設けてある。
【００３５】
本実施形態では流動ガイド手段として、吸気ポート７内をほぼ上下に隔成して先端が吸気弁５の近くまで延びる隔壁１２ａで構成した場合を示しているが、図１の仮想線で示すように吸気弁５近傍の吸気ポート上壁より空気を噴射するサブポート１２ｂとで構成してもよく、あるいはこれら隔壁１２ａとサブポート１２ｂとを併設したものであってもよい。
【００３６】
前記２つの部分遮断弁１１，１１はそれぞれの吸気ポート７，７で開口率が異なるように制御され、これら吸気ポート７，７間で燃焼室４に入り込む空気の流動強さを異ならせることによって図２に示すように２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点が燃焼室中心からクランク軸線Ｏ方向にずれて、該合流点と燃料噴射弁１０から噴射された燃料噴霧Ｆとが衝突する位置が、燃焼室中心の点火プラグ９の配設位置よりもクランク軸線Ｏ方向にオフセットするようにしてある。
【００３７】
一方、ピストン２の冠面の中央部には吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状とした凹部１３を形成してある。
【００３８】
以上の実施形態の構造によれば、ピストン２の冠面には吸気行程で燃焼室４内に形成される順タンブル流Ａの流れ方向に円弧状とした凹部１３を設けて、該円弧状の凹部１３によって順タンブル流Ａが保存され易くなっていることに加えて、２つの吸気ポート７，７内にはそれぞれタンブル強化手段１１，１１を設けてあるため、成層燃焼時に燃焼室４内に強い順タンブル流Ａが形成され、前記円弧状の凹部１３によってこの強い順タンブル流が保存されることから、圧縮行程後期に亘って強い順タンブル流Ａの流動勢力が減衰されることがない。
【００３９】
従って、この圧縮行程後期に燃料噴射弁１０から燃料が噴射されると、燃料噴霧は図１に符号Ｆで示すように円弧状の凹部１３に指向するが、この燃料噴霧Ｆは前記強い順タンブル流Ａと衝突してピストン冠面への燃料付着が抑制されると共に燃料が微粒化され、かつ、この衝突で流体摩擦を最大限に利用することにより燃料噴霧Ｆの気化および可燃混合気の形成が促進される。
【００４０】
一方、２つの吸気ポート７，７からの空気の流入により燃焼室４内に形成される２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点では燃料噴射弁１０から噴射された燃料噴霧Ｆが図２に示すようにクランク軸線Ｏ方向に分かれる傾向となるが、これら２つの吸気ポート７，７間ではタンブル強化手段１１，１１によって燃焼室４に入り込む空気の流動強さを異ならせて、２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点が燃焼室中心の点火プラグ９の配設位置よりもクランク軸線Ｏ方向にずれた位置に形成されるようにしてあるから、この順タンブル流Ａ，Ａの合流点と燃料噴霧Ｆとの衝突により該燃料噴霧Ｆのクランク軸線Ｏ方向へ分かれる位置が前記点火プラグ９位置よりもクランク軸線Ｏ方向にオフセットし、従って、点火プラグ９周りで燃料噴霧Ｆの濃度低下を来すのを回避することができる。
【００４１】
これらのことから、成層燃焼を安定化することができると共にピストン冠面への燃料付着に起因するスモーク，未燃ＨＣの低減化とデポジットの堆積を防止できて、成層燃焼の燃焼性の向上と排気エミッションの改善を実現することができる。
【００４２】
他方、均質燃焼時には吸気行程の途中で燃料噴射弁１０より燃料が噴射されるが、この場合もピストン冠面の凹部１３の円弧形状によって順タンブル流Ａの保存性が高められるため、燃料噴霧Ｆと順タンブル流Ａ，Ａとの衝突によるピストン冠面への燃料付着の抑制効果が得られると共に燃料の微粒化と気化の促進効果が得られ、可燃混合気が燃焼室４内にほぼ均一に広がって均質燃焼を良好に行わせることができ、従って、この場合もスモークや未燃ＨＣの低減化とデポジット堆積を抑制できると共に、燃焼効率および出力の向上を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態では前述のタンブル強化手段１１として、吸気ポート７の略下半部を遮断するようにした構造が簡単で設計上有利な部分遮断弁を採用し、そして、この部分遮断弁１１の上側に流動ガイド手段１２として吸気ポート７を上下に隔成する隔壁１２ａを設けて、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート７の燃焼室４に臨む開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させるようにしてあるため、該成層燃焼時に燃焼室４内に形成される順タンブル流Ａの流動勢力を更に高めることができる。
【００４４】
図５はピストン冠面の凹部１３の底面の曲率半径ｒとシリンダボア半径Ｒとの比ｒ／Ｒが順タンブル流形成に与える影響の実験結果を示すもので、ａ〜ｄ線はそれぞれｒ／Ｒ＝１，ｒ／Ｒ＝０．９，ｒ／Ｒ＝０．８，ｒ／Ｒ＝１．８に設定した場合のタンブル流強さ（保存性）を示しており、これらの結果から凹部１３底面の曲率半径ｒをシリンダボア半径Ｒとほぼ同一に設定することにより順タンブル流を強い流動勢力のまま圧縮行程後期まで保存できることから、該曲率半径ｒとシリンダボア半径Ｒはほぼ同一に設定することが望ましい。
【００４５】
図６は前記凹部１３の排気弁６設置側の外縁Ｓ・Ｅと点火プラグ９の中心線間の距離Ｌ1 が燃料噴霧Ｆの輸送性に与える影響に関する実験結果を示すもので、該距離Ｌ1 とシリンダボア直径２Ｒとの比が０．２５〜０．３となる点で燃料噴霧Ｆの点火プラグ９周りへの輸送性が最も良好となることが確認されている。
【００４６】
また、燃料噴射弁１０についてはその燃料噴霧角を大気圧下で４０〜８０度の範囲に設定することが望ましく、該範囲よりも小さいと燃料噴霧のペネトレーションが強くピストン冠面への燃料付着量が多くなってしまい、逆に前記範囲よりも大きいと燃料噴霧の広がりが大きくシリンダヘッド３への燃料付着量が多くなると共に、点火プラグ９の燃料被りによるくすぶりを生じて燃焼性が悪化してしまう。
【００４７】
そして、このように燃料噴射弁１０の燃料噴霧角を最適値に設定しても、その取付角度を適切にすることが肝要で、燃料噴霧がピストンヘッド３に付着しないように噴霧上端が水平に位置すると共に、燃料噴射終了時に噴霧下端が直接ピストン冠面に付着しないようにする必要があり、このためには燃料噴射弁１０を水平方向に対して２０〜４０度の俯角で取付けることが望ましい。
【００４８】
図３は本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態にあっては前記図１，２に示した第１実施形態における２つの吸気ポート７，７で、成層燃焼時にそれぞれに配設した部分遮断弁１１，１１による空気の流動強さを同一にして、燃焼室４内に形成される２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点が燃焼室４のほぼ中心位置を通るようにしてある。
【００４９】
そして、点火プラグ９を燃焼室４の中心位置からクランク軸線Ｏ方向にオフセットした位置に設置してある。
【００５０】
従って、この第２実施形態の場合も成層燃焼時に、２つの順タンブル流Ａ，Ａの合流点と燃料噴霧Ｆとの衝突により該燃料噴霧Ｆのクランク軸線Ｏ方向へ分かれる位置と、点火プラグ９位置とがクランク軸線Ｏ方向にオフセットするから、点火プラグ９周りで燃料噴霧Ｆの濃度低下を来すのを回避することができる。
【００５１】
また、均質燃焼時には前記第１実施形態と同様の効果が得られる他、点火プラグ９を燃焼室中心からクランク軸線方向にオフセットした位置に設けてあるため、特にこの均質燃焼を行う高負荷運転時に点火プラグ９の燃料被りによるくすぶりを回避することができる。
【００５２】
本実施形態では２つの吸気ポート７，７により２つの順タンブル流Ａを形成するようにしているが、１つの吸気ポートにより１つの順タンブル流を形成するようにしたものにも適用でき、タンブル強化手段１１により強化されて燃焼室中心を通る順タンブル流の主流に対して、点火プラグ９位置をクランク軸線Ｏ方向にオフセットさせればよい。
【００５３】
また、ピストン冠面の凹部１３の底面の曲率半径、燃料噴射弁１０の燃料噴霧角と取付角度、および排気弁設置側の凹部外縁Ｓ・Ｅと点火プラグ中心線間の距離等については前記第１実施形態と同様に最適値に設定されるが、該凹部外縁Ｓ・Ｅと点火プラグ中心線間の距離設定によっては、例えば図４に示すように点火プラグ９が燃焼室中心から排気弁設置側にオフセットして配設される場合もある。
【００５４】
図７は前記点火プラグ９のシリンダヘッド中心（燃焼室中心）からのオフセット量Ｌ2 と燃料噴霧の輸送性との関係の実験結果を示し、前記オフセット量Ｌ2 とシリンダボア直径２Ｒとの比を０．０７以下として配設した場合に点火プラグ９周りへの燃料噴霧の輸送性が最もよく、該点火プラグ９周りでの燃料噴霧の濃度低下を回避できることが確認されている。
【００５５】
なお、前記各実施形態ではピストン冠面に斜面Ｓを付与したタイプを例示したが、ピストン冠面がほぼ水平なフラットタイプのものに適用して前述と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、ピストン冠面の凹部１３はクランク軸線方向に溝状に形成しているが、クランク軸線方向の両側に壁を持つキャビティ状としたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を概略的に示す断面説明図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるシリンダヘッド方向から見た平面説明図。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図２と同様の平面説明図。
【図４】本発明の第３実施形態を示す図１と同様の断面説明図。
【図５】ピストン冠面の凹部と順タンブル流との関係の実験結果を示す線図。
【図６】点火プラグ中心線と凹部外縁間の距離と燃料噴霧輸送性との関係の実験結果を示す線図。
【図７】点火プラグ中心とシリンダヘッド中心とのオフセット量と燃料噴霧輸送性との関係の実験結果を示す線図。
【符号の説明】
１ シリンダブロック
２ ピストン
３ シリンダヘッド
４ 燃焼室
５ 吸気弁
６ 排気弁
７ 吸気ポート
８ 排気ポート
９ 点火プラグ
１０ 燃料噴射弁
１１ タンブル強化手段
１２ 流動ガイド手段
１３ 凹部
Ａ 順タンブル流
Ｆ 燃料噴霧
Ｓ・Ｅ 凹部の外縁
Ｏ クランク軸線
Claims (8)
- 燃焼室のほぼ中心位置に配設した点火プラグと、燃焼室の側部で２つの吸気弁間の近傍位置に設けられて燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストン冠面に吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状とした凹部とを備えて、圧縮行程中に燃料噴射を行って成層燃焼を行うようにした筒内噴射式火花点火機関において、２つの吸気ポートにそれぞれ順タンブル流を強化するタンブル強化手段を設け、これらタンブル強化手段により２つの吸気ポート間で燃焼室に入り込む空気の流動強さを異ならせることによって、２つの順タンブル流の合流点と燃料噴霧とが衝突する位置を、点火プラグ位置よりもクランク軸線方向にオフセットさせたことを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。
- 燃焼室に設けられた点火プラグと、燃焼室の側部で吸気弁近傍位置に設けられて燃焼室に直接燃料を燃焼室に吸気行程で形成される順タンブル流と燃料噴霧とが衝突する方向に噴射する燃料噴射弁と、ピストン冠面に吸気行程で形成される順タンブル流の流れ方向に円弧状に形成した凹部とを備えて、圧縮行程中に燃料噴射を行って成層燃焼を行うようにした筒内噴射式火花点火機関において、吸気ポートに順タンブル流を強化するタンブル強化手段を設け、該タンブル強化手段により順タンブル流の主流が燃焼室のほぼ中心位置を通るようにする一方、前記点火プラグを燃焼室の中心位置からクランク軸線方向にオフセットした位置に設置したことを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。
- シリンダヘッド中心と点火プラグ中心とのクランク軸線方向の距離と、シリンダボア径との比を０．０７以下としたことを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射式火花点火機関。
- タンブル強化手段が、成層燃焼時に吸気ポート断面の略下半部を遮断し、均質燃焼時に開放する部分遮断弁であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の筒内噴射式火花点火機関。
- 吸気ポートの部分遮断弁の上側に、成層燃焼時に吸気の主流を吸気ポート開口部の燃焼室中心側のほぼ半部に指向させる流動ガイド手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の筒内噴射式火花点火機関。
- 凹部底面の曲率半径をほぼシリンダボア半径に設定したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の筒内噴射式火花点火機関。
- 円弧状の凹部の排気弁設置側の外縁と点火プラグ中心線との間の距離と、シリンダボア径との比を、０．２５〜０．３に設定したことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の筒内噴射式火花点火機関。
- 燃料噴射弁はその燃料噴霧角が大気圧下で４０〜８０度に設定され、かつ、該燃料噴射弁を水平方向に対して２０〜４０度の俯角で取付けたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の筒内噴射式火花点火機関。
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