JP3982482B2 - 筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造 - Google Patents
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Description
このような筒内直接噴射式内燃機関においては、混合気を着実に点火・燃焼せしめるために、機関の回転速度、負荷に応じて、筒内に適切な大きさ、空燃比の混合気塊を、確実に成層化した状態で形成することが重要である。
例えば、燃焼室上壁中央部に燃料噴射弁を配置するとともに、ピストン上壁の中央部に深いキャビティを有し、その外周に比較的浅いバルブリセス部を有しており、運転条件に応じて噴射時期を変化させることにより、成層混合気の形成状態を変化させることを可能としており、より広い運転範囲での成層運転を可能とするものである(特許文献1参照)。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、燃焼室略中央部にピストン中心軸方向に対して傾いた噴霧をピストン上面のキャビティに向けて噴射する場合においても、適切な成層混合気が形成されるようにすることを目的とする。
火花点火燃焼を行う内燃機関において、燃焼室上面の略中央部に設置した燃料噴射弁からの燃料噴霧の中心軸を、ピストン中心軸に対して傾斜させると共に、ピストン冠面に設けられるキャビティを、内側と外側の2重形状になったそれぞれ略円形のキャビティに形成し、かつ、これら両キャビティの中心を、ピストン中心軸と直角な水平方向にずらして設置すると共に、燃焼室上方から見た場合に、前記両キャビティの中心が、前記燃料噴射弁からの燃料噴射方向側にあり、噴孔から内側キャビティ中心までの水平方向距離が、噴孔から外側キャビティ中心までの水平方向距離に対して短くなるように、両キャビティを配置した構成とした。
図1は本発明の実施形態の構成を示すものであり、この内燃機関は、燃焼室1と、該燃焼室1を形成するシリンダヘッド2と、シリンダブロック3と、ピストン4と、吸気ポート5と、排気ポート6と吸気弁7と、排気弁8と、吸気弁用カム9と、排気弁用カム10と、燃料噴射弁11と、点火プラグ12と、エンジンコントロールユニット13を備える。
図2に示すように燃焼室1上方から見た場合に、外側キャビティ14と内側キャビティ15のピストン冠面上の中心点14a、15aは、噴霧中心軸11a上に配置されており、また燃料噴射弁11に近い側に内側キャビティ中心点15a、遠い側に外側キャビティ中心点14aが位置するように配置されている。
以上の説明は、燃料噴射弁11が吸気弁側若しくは排気弁側には傾斜していない場合で説明したが、これらの側に傾斜した場合においても、その傾斜した噴霧中心軸に対して外側キャビティと内側キャビティの中心を本発明に基づいて配置することで、同様の効果が得られることは明らかである。
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
4 ピストン
11 燃料噴射弁
12 点火プラグ
Claims (6)
- 燃焼室上面の略中央部に設置した燃料噴射弁からピストン冠面に設けたキャビティに向けて燃料を噴射し、点火プラグにて火花点火燃焼を行う筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造であって、
前記燃料噴射弁からの燃料噴霧の中心軸を、ピストン中心軸に対して傾斜させると共に、前記キャビティを、内側と外側の2重形状になったそれぞれ略円形のキャビティに形成し、かつ、これら両キャビティの中心を、ピストン中心軸と直角な水平方向にずらして設置すると共に、
燃焼室上方から見た場合に、前記両キャビティの中心が、前記燃料噴射弁からの燃料噴射方向側にあり、噴孔から内側キャビティ中心までの水平方向距離が、噴孔から外側キャビティ中心までの水平方向距離に対して短くなるように、両キャビティを配置したことを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造。 - 前記両キャビティのうち少なくとも一方のキャビティの中心を、燃焼室上方から見た場合の前記燃料噴射弁からの燃料噴霧の中心軸上に配置したことを特徴とする請求項1に記載の筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造。
- 少なくとも内側キャビティの中心を、燃焼室上方から見た場合の燃料噴射弁からの燃料噴霧の中心軸上に配置したことを特徴とする請求項2に記載の筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造。
- 上記両キャビティの中心を、燃焼室上方から見た場合の燃料噴射弁からの燃料噴霧の中心軸上に配置したことを特徴とする請求項3に記載の筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造。
- 主に外側キャビティにより成層混合気を形成する燃料噴射時期範囲のピストン位置において、ピストン冠面上の外側キャビティの中心点が、前記燃料噴射弁からの噴霧中心軸と重なるように外側キャビティを配置すると共に、主に内側キャビティにより成層混合気を形成する燃料噴射時期範囲のピストン位置において、ピストン冠面上の内側キャビティの中心点が、燃料噴射弁からの噴霧中心軸と重なるように内側キャビティを配置したことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造。
- 前記外側キャビティにより成層混合気を形成する燃料噴射時期範囲は、圧縮上死点前40〜70°のクランク角範囲であり、上記内側キャビティにより成層混合気を形成する燃料噴射時期範囲は、圧縮上死点前0〜30°のクランク角範囲であることを特徴とする請求項5に記載の筒内直接噴射式内燃機関の燃焼室構造。
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