JP4601401B2 - 直接噴射式エンジン - Google Patents
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Description
また、両吸気バルブポケットの間が段差部分54によって区画されているので、カーボンが堆積され、火炎伝播時に妨害物として作用して、ノッキング発生の原因になるという問題点がある(図9参照)。
また、吸気バルブポケットを一つの凹んだ形状にすることにより、カーボン堆積の原因が解消して、点火時の火炎伝播の妨害物が除去され、燃焼効率を上げることができる。
このような作用で燃料インジェクターから噴射された燃料がピストンのボウル面に衝突せずに圧縮空気上で急速に完全に気化されることによって、カーボンの生成、炭化水素物の排出を低減させることができる。
図1は、本発明の実施例によるエンジンの内部を示した縦断面図である。エンジン本体は、シリンダーヘッド102とシリンダーブロック104から構成され、シリンダーブロック104にはシリンダー106が形成され、ピストン108が上下にスライド可能に配置される。
シリンダーヘッド102には、吸気ポート110、排気ポート112が形成される。吸気ポート110と排気ポート112の個数は、適用される吸気バルブ114及び排気バルブ116の個数によって異なる。
吸気バルブ側傾斜上面132と排気バルブ側傾斜上面134からなるペントルーフ形状の突出部138の頂上部分は、一定の曲率の曲面となり、中央部分にはクランクシャフトの軸線方向と直交する方向に凹んだ形状で形成されるボウル140が形成されている。ボウル140は、図4に示されているように上から見るとほぼ楕円形または両辺が直線でない所定の曲率を有する曲線形状台形からなり、長軸方向がクランクシャフトの軸線方向と直交する方向に位置している。ボウル140は、排気側端部が開放されて、かつ全体的に排気側が吸気側より幅が広く吸気バルブ側に徐々に狭くなる形状で、これにより吸気が円滑にボウル140内に流入されるようになる。
8; ピストン
10; 吸気ポート
12; 排気ポート
14; 吸気バルブ
16; 排気バルブ
18; スプリットウォール
20; 上側流路
22; 下側流路
24; バルブ
26; 燃焼室
28; 吸気バルブ側傾斜面
30; 排気バルブ側傾斜面
32; 吸気バルブ側傾斜上面
34; 排気バルブ側傾斜上面
36; 燃料インジェクター
38; 突出部分
40; ボウル
42; 底面
44; 吸気側ランプ部分
46; 点火プラグ
50; 曲面突出部
52; 平坦部分
54; 段差部分
102; シリンダーヘッド
104; シリンダーブロック
106; シリンダー
108; ピストン
110; 吸気ポート
112; 排気ポート
114; 吸気バルブ
116; 排気バルブ
118; スプリットウォール
120; 上側流路
122; 下側流路
124; バルブ
126; 燃焼室
128; 吸気バルブ側傾斜面
130; 排気バルブ側傾斜面
132; 吸気バルブ側傾斜上面
134; 排気バルブ側傾斜上面
136; 燃料インジェクター
138; ペントルーフ形状の突出部
140; ボウル
142; 底面
144; (ピストンヘッド面上排気バルブ側傾斜面の)開始部
146; ピストンヘッド面
148; 吸気側端を形成するランプ部分
150; 吸気バルブポケット
Claims (8)
- ペントルーフ形状に形成されたシリンダーヘッドの底面と、前記シリンダーヘッドの底面の形状に対応するペントルーフ形状の突出部を有するピストンヘッドの上面との間に形成される燃焼室と、
前記シリンダーヘッドに形成された吸気ポート及び排気ポートのそれぞれに配置された吸気バルブ及び排気バルブと、
前記シリンダーヘッドに配置された点火プラグと、
前記燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料インジェクターと、を含んでなる直接噴射式エンジンにおいて、
前記ピストンヘッドの突出部は、シリンダーの中心軸から排気側に偏心して形成され、
前記突出部には、クランクシャフトの軸線方向と直交する方向に凹んだボウルが形成され、
前記ボウルは、排気側が開放されているとともに、排気側の幅が吸気側の幅より広く、両側面が外側に凹んだ球面状に形成され、
前記ボウルの底面は排気側から吸気側へ次第に深くなる傾斜面を含んで成り、ボウルの前記傾斜面とピストンヘッドの平坦面との境界を成す前記傾斜面の排気側先端部分は、前記突出部がピストンヘッドの前記平坦面から起ち上がる部位である排気バルブ側傾斜上面の開始部より吸気側に位置し前記ピストンヘッドの前記平坦面とスムースな曲面で連なっており、
前記吸気ポートは、吸気が前記ボウルの排気側部分に向かって流入するように形成されることを特徴とする直接噴射式エンジン。 - 前記ボウルの両側面は、上側部分が拡開された形状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の直接噴射式エンジン。
- 前記ボウルの両側面は、全体的に曲線からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の直接噴射式エンジン。
- 前記ボウルの吸気側には、上側が拡開される形状にランプ部分が形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の直接噴射式エンジン。
- 前記ピストンヘッドの突出部の頂上部分は、曲面でなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の直接噴射式エンジン。
- 前記ピストンヘッドの突出部の吸気バルブ側傾斜上面には、吸気バルブポケットが凹んだ形状に形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の直接噴射式エンジン。
- 前記吸気バルブポケットは、前記燃焼室が全ての吸気バルブを収容することができるように単一溝から形成されることを特徴とする請求項6に記載の直接噴射式エンジン。
- 前記吸気ポートは、スプリットウォールが配置され、前記スプリットウォールの上側流路はタンブル流路になるようにし、前記スプリットウォールの下側流路の入口部には前記下側流路を選択的に開閉するバルブが配置されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の直接噴射式エンジン。
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