JP5029211B2 - In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は筒内噴射式火花点火内燃機関に関し、特に、燃焼室内に生成されるタンブル流を維持するための装置に関する。   The present invention relates to a direct injection spark ignition internal combustion engine, and more particularly, to an apparatus for maintaining a tumble flow generated in a combustion chamber.

筒内噴射式火花点火内燃機関において混合気の均質燃焼を実現するために、燃焼室内に供給される吸気によってタンブル流を形成することが知られている。タンブル流が圧縮行程末期まで持続されると、点火時期においてタンブル流の崩壊により発生する乱れによって均質混合気が生成され、燃焼速度が高められて良好な均質燃焼が実現される。   In order to achieve homogeneous combustion of an air-fuel mixture in an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine, it is known to form a tumble flow by the intake air supplied into the combustion chamber. When the tumble flow is maintained until the end of the compression stroke, a homogeneous air-fuel mixture is generated by the turbulence generated by the collapse of the tumble flow at the ignition timing, and the combustion speed is increased to achieve good homogeneous combustion.

タンブル流は、吸気ポート側では上昇し排気ポート側では下降するように旋回する渦であり、このタンブル渦はピストンの上昇によって点火時期よりも早期に崩壊しやすい。特許文献１、２には、ピストン頂面にキャビティを形成することによって、圧縮行程においてタンブル流を維持することを試みる提案がされている。
特開平１０−２２０２２９号公報 特開２００５−１９５００１号公報 The tumble flow is a vortex that swirls so that it rises on the intake port side and descends on the exhaust port side, and this tumble vortex tends to collapse earlier than the ignition timing due to the rise of the piston. Patent Documents 1 and 2 propose to try to maintain a tumble flow in the compression stroke by forming a cavity on the top surface of the piston.
JP-A-10-220229 JP-A-2005-195001

圧縮行程末期ではピストンの上昇速度が低下することに伴い、ピストン頂面の近傍のタンブル流に上向きの慣性力が働くため、タンブル流の下向き成分が多い排気ポート側において流速が大きく低下し、これによりタンブル渦の中心が排気ポート側に変位してタンブル渦が早期に崩壊しやすい。この現象は、特にエンジン回転数が相対的に低い状態で発生しやすいが、従来の構成は圧縮行程で燃料噴射を行う成層燃焼を意図したものであり、均質燃焼におけるタンブル渦の早期崩壊については対処していなかった。   At the end of the compression stroke, the upward velocity of the tumble flow near the piston top surface acts as the piston rises at a lower speed.Therefore, the flow velocity greatly decreases on the exhaust port side where there are many downward components in the tumble flow. As a result, the center of the tumble vortex is displaced toward the exhaust port, and the tumble vortex tends to collapse early. This phenomenon is likely to occur especially when the engine speed is relatively low, but the conventional configuration is intended for stratified combustion in which fuel injection is performed in the compression stroke. It was not dealt with.

本発明は、タンブル流をできるだけ長く維持してタンブル流の崩壊を点火時期まで遅らせ、常に良好な均質燃焼を実現できる筒内噴射式火花点火内燃機関を得ることを目的としている。   An object of the present invention is to obtain a direct injection spark ignition internal combustion engine that can maintain tumble flow as long as possible, delay tumble flow collapse until the ignition timing, and always realize good homogeneous combustion.

本発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関は、燃焼室内において吸気ポート側では上昇し、排気ポート側では下降するように旋回するタンブル流を、ピストンが吸気行程の下死点付近にあるときに燃焼室内の排気ポート側に向かって燃料を噴射することにより増速させる燃料噴射弁と、ピストンの頂面に、その中央付近を吸気側と排気側とに同等に延在するように形成され、圧縮行程の末期において排気ポート側が低くなるように傾斜するタンブル流の楕円形状に沿ったキャビティとを備えることを特徴としている。 The in-cylinder spark-ignition internal combustion engine according to the present invention has a tumble flow that swirls so that it rises on the intake port side and descends on the exhaust port side in the combustion chamber when the piston is near the bottom dead center of the intake stroke. A fuel injection valve that accelerates fuel by injecting fuel toward the exhaust port side in the combustion chamber, and a top surface of the piston so as to extend in the vicinity of the center equally between the intake side and the exhaust side. And a cavity along an elliptical shape of a tumble flow that inclines so that the exhaust port side becomes lower at the end of the compression stroke.

いわゆる中央噴射であって、燃料噴射弁が燃焼室の上部中心から前記排気ポート側にずれた位置に配置され、かつ排気ポート側に向かって燃料を噴射するように構成されている場合、燃焼室の中心軸線と燃料噴射弁の取付け軸を含む平面を断面とするキャビティの形状は、中心軸線よりも排気ポート側に曲率中心を有し、かつ燃焼室のボア半径と同じ曲率半径を有する円弧と、円弧に接し、かつ吸気ポート側に向かって上昇する直線とによって形成される、と定義することができる。燃料噴射弁から排気ポート側に噴射された燃料によりタンブル流が増速されるが、圧縮行程では、ピストンが上死点に近づくに従って、タンブル渦が扁平になるとともに、渦の中心が排気ポート側に偏ってタンブル渦の楕円形状がキャビティに沿って傾き、これによりタンブル渦の早期崩壊が防止される。   When the fuel injection valve is so-called center injection, the fuel injection valve is arranged at a position shifted from the upper center of the combustion chamber to the exhaust port side, and is configured to inject fuel toward the exhaust port side, the combustion chamber The shape of the cavity whose cross section is a plane including the central axis of the fuel injection valve and the mounting axis of the fuel injection valve is an arc having a center of curvature closer to the exhaust port than the central axis and having the same radius of curvature as the bore radius of the combustion chamber. , And a straight line that touches the arc and rises toward the intake port side. The tumble flow is accelerated by the fuel injected from the fuel injection valve to the exhaust port side. In the compression stroke, the tumble vortex becomes flat as the piston approaches top dead center, and the center of the vortex is on the exhaust port side. The elliptical shape of the tumble vortex is inclined along the cavity, thereby preventing the tumble vortex from prematurely collapsing.

いわゆるサイド噴射であって、燃料噴射弁が、吸気ポートよりも下側から、水平面に対して所定角だけ下側を向く噴射軸線に沿って燃料を噴射するように配置されている場合、ピストンが下死点にある状態において、燃焼室の中心軸線と噴射軸線を含む平面を断面とするキャビティの形状は、燃焼室のボア半径と同じ曲率半径を有し、かつ噴射軸線がほぼ接する円の一部である円弧と、この円弧に接し、かつ吸気ポート側に向かって上昇する直線とによって形成される、と定義される。中央噴射と比べて、燃料噴射の方向が異なるが、タンブル渦を維持するための作用は基本的に同様である。   In the case of so-called side injection, when the fuel injection valve is arranged so as to inject fuel from the lower side of the intake port along the injection axis directed downward by a predetermined angle with respect to the horizontal plane, the piston is In the state at the bottom dead center, the shape of the cavity whose cross section is the plane including the central axis of the combustion chamber and the injection axis is the same as that of the circle having the same radius of curvature as the bore radius of the combustion chamber and substantially in contact with the injection axis. And a straight line that is in contact with the circular arc and rises toward the intake port side. Compared to the central injection, the direction of fuel injection is different, but the operation for maintaining the tumble vortex is basically the same.

本発明によれば、タンブル流が長く維持されて点火時期まで崩壊することがなく、良好な均質燃焼を実現することができる。   According to the present invention, the tumble flow is maintained for a long time and does not collapse until the ignition timing, and good homogeneous combustion can be realized.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の筒内噴射式火花点火内燃機関の第１の実施形態を示す縦断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine of the present invention.

シリンダブロック１１に形成されたシリンダボア１２内にはピストン１３が摺動自在に設けられ、シリンダブロック１１の上に設けられたシリンダヘッド１４には吸気ポート１５と排気ポート１６が２つずつ形成される。吸気ポート１５は吸気弁１７によって開閉され、排気ポート１６は排気弁１８によって開閉される。ピストン頂面１９には、タンブル流を維持するための、後述するキャビティ２０が形成されている。   A piston 13 is slidably provided in a cylinder bore 12 formed in the cylinder block 11, and two intake ports 15 and two exhaust ports 16 are formed in a cylinder head 14 provided on the cylinder block 11. . The intake port 15 is opened and closed by an intake valve 17, and the exhaust port 16 is opened and closed by an exhaust valve 18. The piston top surface 19 is formed with a cavity 20 described later for maintaining a tumble flow.

シリンダヘッド１４において、その中心から若干排気ポート１６側にずれた位置には燃料噴射弁２１が配設され、また燃料噴射弁２１の排気ポート１６側には点火プラグ２２が設けられる。燃料噴射弁２１の先端部において、排気ポート１６側のみに噴射孔が形成されている。すなわち燃料噴射弁２１は燃焼室１０内に直接臨んでおり、排気ポート１６側に向かって燃料を噴射するように構成されている。燃料噴射弁２１には、燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料が燃料噴射ポンプ（図示せず）により加圧されて供給される。   In the cylinder head 14, a fuel injection valve 21 is provided at a position slightly shifted from the center toward the exhaust port 16, and an ignition plug 22 is provided on the exhaust port 16 side of the fuel injection valve 21. At the tip of the fuel injection valve 21, an injection hole is formed only on the exhaust port 16 side. That is, the fuel injection valve 21 directly faces the combustion chamber 10 and is configured to inject fuel toward the exhaust port 16 side. The fuel stored in a fuel tank (not shown) is pressurized and supplied to the fuel injection valve 21 by a fuel injection pump (not shown).

図２はピストン１３を上から見た斜視図であり、図３はピストン頂面１９を示す平面図である。なお図２、３において、一点鎖線Ｌ１は凸状の角を示し、二点鎖線Ｌ２は凹状の角を示す。また破線Ｌ３、Ｌ４は凹陥部２０を構成する３つの面の境界を示し、これについては後に詳述する。   FIG. 2 is a perspective view of the piston 13 as viewed from above, and FIG. 3 is a plan view showing the piston top surface 19. 2 and 3, the alternate long and short dash line L1 indicates a convex corner, and the alternate long and two short dashes line L2 indicates a concave corner. Dashed lines L3 and L4 indicate boundaries between three surfaces constituting the recessed portion 20, and will be described in detail later.

ピストン頂面１９の外周縁部２３は、ほぼ全周にわたってピストン１３の外周面側が低くなるように傾斜しており、外周縁部２３の内側は、凹球面状の凹陥部２４となっている。凹陥部２４の内側部分はさらに窪んでキャビティ２０が形成されており、キャビティ２０は図３において、胴部が括れた盃を横に倒したような形状を呈している。キャビティ２０の端部には、吸気弁１７あるいは排気弁１８が干渉しないように、三日月状の窪み２５、２６が２つずつ形成されている。   The outer peripheral edge portion 23 of the piston top surface 19 is inclined so that the outer peripheral surface side of the piston 13 is lowered over substantially the entire circumference, and the inner side of the outer peripheral edge portion 23 is a concave spherical concave portion 24. An inner portion of the recessed portion 24 is further depressed to form a cavity 20, and the cavity 20 has a shape like that shown in FIG. Two crescent-shaped depressions 25 and 26 are formed at the end of the cavity 20 so that the intake valve 17 or the exhaust valve 18 does not interfere.

図４を参照してキャビティ２０の断面形状を説明する。この断面は燃焼室１０の中心軸線Ｓ１と燃料噴射弁２１の取付け軸Ｓ２を含む平面であり、また、この図においてピストン１３は下死点に位置している。キャビティ２０の断面形状は２つの円弧Ａ１、Ａ２と直線Ａ３によって形成される。円弧Ａ１は、取付け軸Ｓ２の上すなわち中心軸線Ｓ１よりも排気ポート１６側に曲率中心Ｃ１を有し、かつ燃焼室１０のボア半径（ｄ／２）と同じ曲率半径を有している。円弧Ａ２は、中心軸線Ｓ１上であって燃焼室１０の上部に曲率中心Ｃ２を有し、かつ燃焼室１０のボア径ｄを曲率半径とする円の一部である。直線Ａ３は、これらの円弧Ａ１、Ａ２に接している。円弧Ａ２に対する直線Ａ３の接点（図２、３における符号Ｌ４に対応する）は、中心軸線Ｓ１に関して、燃料噴射弁２１の噴射軸線（噴霧の中心線）Ｓ３の対称線Ｓ４と円弧Ａ２との交点である。なお、円弧Ａ２は非常に短く、直線と見なすこともできるので、円弧Ａ２と直線Ａ３を合わせて、吸気ポート１５側に向かって上昇する方向に傾斜する直線であると見なすこともできる。   The sectional shape of the cavity 20 will be described with reference to FIG. This cross section is a plane including the central axis S1 of the combustion chamber 10 and the mounting axis S2 of the fuel injection valve 21, and in this figure, the piston 13 is located at the bottom dead center. The cross-sectional shape of the cavity 20 is formed by two arcs A1 and A2 and a straight line A3. The arc A1 has a center of curvature C1 on the attachment axis S2, that is, closer to the exhaust port 16 than the center axis S1, and has the same radius of curvature as the bore radius (d / 2) of the combustion chamber 10. The arc A2 is a part of a circle having a center of curvature C2 on the central axis S1 and above the combustion chamber 10 and having the bore diameter d of the combustion chamber 10 as the radius of curvature. The straight line A3 is in contact with these arcs A1 and A2. The point of contact of the straight line A3 with respect to the arc A2 (corresponding to the symbol L4 in FIGS. 2 and 3) is the intersection of the arc A2 with the symmetry line S4 of the injection axis (spray centerline) S3 of the fuel injection valve 21 with respect to the center axis S1. It is. Since the arc A2 is very short and can be regarded as a straight line, the arc A2 and the straight line A3 can be regarded as a straight line inclined in the direction of rising toward the intake port 15 side.

図４の例では、キャビティ２０は３つの面から成り、図２、３を参照すると、破線Ｌ３よりも窪み２６側（すなわち排気ポート側）にある第１の円筒面と、破線Ｌ４よりも外側にある第２の円筒面と、破線Ｌ３、Ｌ４の間にある平面とから構成される。第１および第２の円筒面の中心軸線は図４において紙面に垂直である。キャビティ２０の形状すなわち深さは、圧縮比が所定値になるように定められ、ここに示した設計法は一例に過ぎず、多様な方法が可能である。要は、排気ポート側の深さが吸気ポート側よりも大きく、全体的に排気ポート側が低くなっていればよい。   In the example of FIG. 4, the cavity 20 includes three surfaces. Referring to FIGS. 2 and 3, the first cylindrical surface on the depression 26 side (that is, the exhaust port side) from the broken line L3 and the outer side from the broken line L4. And the plane between the broken lines L3 and L4. The central axes of the first and second cylindrical surfaces are perpendicular to the paper surface in FIG. The shape or depth of the cavity 20 is determined so that the compression ratio becomes a predetermined value, and the design method shown here is merely an example, and various methods are possible. In short, it is only necessary that the depth on the exhaust port side is larger than that on the intake port side and the exhaust port side is generally lower.

図５は吸気行程の下死点付近において実行される燃料噴射とタンブル流Ｔ１を示し、図６は圧縮行程の上死点前（圧縮行程の末期）におけるタンブル流Ｔ２を示している。
吸気行程において吸気ポート１５から供給された空気によって、燃焼室１０内には、吸気ポート１５側では上昇し排気ポート１６側では下降するように旋回するタンブル流Ｔ１が形成される。吸気行程の下死点付近になると燃料噴射が実行される。燃料噴射弁２１の噴射孔は排気ポート１６側のみに形成されているので、燃料は図５に示されるように燃焼室１０の中心軸線Ｓ１よりも排気ポート１６側のみに高圧噴射される。すなわち燃料噴射の方向は、ピストン頂面１９の排気ポート１６に対向する部分を向いており、燃料噴射により、タンブル流Ｔが増速される。またピストン頂面１９には、タンブル流に沿った形状を有するキャビティ２０が形成されており、これによりタンブル流の増速効果が高められる。 FIG. 5 shows the fuel injection and the tumble flow T1 executed near the bottom dead center of the intake stroke, and FIG. 6 shows the tumble flow T2 before the top dead center of the compression stroke (the end of the compression stroke).
By the air supplied from the intake port 15 in the intake stroke, a tumble flow T1 is formed in the combustion chamber 10 that swirls so as to rise on the intake port 15 side and descend on the exhaust port 16 side. When the intake stroke is near the bottom dead center, fuel injection is performed. Since the injection hole of the fuel injection valve 21 is formed only on the exhaust port 16 side, the fuel is injected at a higher pressure only on the exhaust port 16 side than the central axis S1 of the combustion chamber 10 as shown in FIG. That is, the direction of fuel injection is directed to the portion of the piston top surface 19 facing the exhaust port 16, and the tumble flow T is increased by the fuel injection. A cavity 20 having a shape along the tumble flow is formed on the piston top surface 19, thereby enhancing the speed-up effect of the tumble flow.

燃料噴射の後、ピストン１３が上昇して、燃焼室１０内の混合気は圧縮される。この圧縮行程においてタンブル流Ｔ２の渦は、ピストン１３が上死点に近づくに従って、扁平になる。これとともに、凹陥部２４上のタンブル流に働く上向きの慣性力によって、タンブル流の下向き成分が多い排気ポート１６側の下降流の流速が低下する。この場合、タンブル流Ｔ２の渦は、排気ポート１６側（破線Ｂ１で囲まれた部分）が低くなるように傾斜していると、楕円形状を持続しやすくなる。本実施形態では、ピストン頂面１９に、このように傾斜するタンブル流の楕円形状に沿ったキャビティ２０が形成されているので、タンブル流Ｔ２の流れが阻害されることはなく、したがってタンブル渦が早期に崩壊することが防止され、点火時期の直前まで維持される。 After fuel injection, the piston 13 rises and the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 is compressed. In this compression stroke, the vortex of the tumble flow T2 becomes flat as the piston 13 approaches the top dead center. At the same time, the upward inertia force acting on the tumble flow on the recessed portion 24 reduces the flow velocity of the downflow on the exhaust port 16 side where the downward component of the tumble flow is large. In this case , if the vortex of the tumble flow T2 is inclined so that the exhaust port 16 side (the portion surrounded by the broken line B1) is lowered , it becomes easy to maintain an elliptical shape. In the present embodiment, since the cavity 20 along the elliptical shape of the tumble flow inclined in this way is formed on the piston top surface 19, the flow of the tumble flow T2 is not hindered, and therefore the tumble vortex is not generated. It is prevented from collapsing early and is maintained until just before the ignition timing.

以上のように本実施形態では、圧縮行程においてタンブル流が上死点直前まで維持されるので、点火時期にタンブル流の大きな渦が崩壊して乱れ（小さな多数の渦）に変化し、混合気が均一になって火炎の伝播速度が高められ、燃焼効率が改善される。   As described above, in the present embodiment, since the tumble flow is maintained until just before the top dead center in the compression stroke, a large vortex of the tumble flow collapses at the ignition timing and changes to turbulence (a large number of small vortices). Becomes uniform, flame propagation speed is increased, and combustion efficiency is improved.

図７は第２の実施形態の構成を示し、図８は吸気行程の下死点付近において実行される燃料噴射とタンブル流Ｔ１を示している。第１の実施形態との違いは燃料噴射弁２１がシリンダヘッド１４において吸気ポート１５よりも下側から燃料を噴射するように取付けられている点である。また燃料噴射弁２１の噴射軸線Ｓ５は燃焼室１０内において水平線に対して所定角αだけ下側を向いている。   FIG. 7 shows the configuration of the second embodiment, and FIG. 8 shows the fuel injection and the tumble flow T1 executed near the bottom dead center of the intake stroke. The difference from the first embodiment is that the fuel injection valve 21 is attached so as to inject fuel from below the intake port 15 in the cylinder head 14. Further, the injection axis S5 of the fuel injection valve 21 is directed downward by a predetermined angle α with respect to the horizontal line in the combustion chamber 10.

図９を参照して、第２の実施形態におけるキャビティ２０の断面形状を説明する。この断面形状は第１の実施形態と同じであるが、定義が異なる。すなわち、断面は燃焼室１０の中心軸線Ｓ１と噴射軸線Ｓ５を含む平面であり、また、この図においてピストン１３は下死点に位置している。この状態において、キャビティ２０の断面形状は２つの円弧Ａ１、Ａ２と直線Ａ３によって形成される。円弧Ａ１は、燃焼室１０のボア半径（２／ｄ）と同じ曲率半径を有し、かつ噴射軸線Ｓ５にほぼ接する円Ａ１０の一部である。円弧Ａ２は、中心軸線Ｓ１上であって燃焼室１０の上部に曲率中心Ｃ２を有し、かつ燃焼室１０のボア径ｄを曲率半径とする円の一部である。直線Ａ３は、これらの円弧Ａ１、Ａ２に接しており、また噴射軸線Ｓ５に平行である。円弧Ａ２に対する直線Ａ３の接点（図２、３における符号Ｌ４に対応する）は、中心軸線Ｓ１から所定角αだけ吸気ポート１５側に傾斜した直線Ｓ６と円弧Ａ２との交点である。なお、円弧Ａ２は非常に短く、直線と見なすこともできるので、円弧Ａ２と直線Ａ３を合わせて、吸気ポート１５側に向かって上昇する方向に傾斜する直線であると見なすこともできる。   With reference to FIG. 9, the cross-sectional shape of the cavity 20 in 2nd Embodiment is demonstrated. This cross-sectional shape is the same as in the first embodiment, but the definition is different. That is, the cross section is a plane including the central axis S1 and the injection axis S5 of the combustion chamber 10, and in this figure, the piston 13 is located at the bottom dead center. In this state, the cross-sectional shape of the cavity 20 is formed by two arcs A1 and A2 and a straight line A3. The arc A1 is a part of a circle A10 having the same radius of curvature as the bore radius (2 / d) of the combustion chamber 10 and substantially in contact with the injection axis S5. The arc A2 is a part of a circle having a center of curvature C2 on the central axis S1 and above the combustion chamber 10 and having the bore diameter d of the combustion chamber 10 as the radius of curvature. The straight line A3 is in contact with these arcs A1 and A2, and is parallel to the injection axis S5. A contact point of the straight line A3 with respect to the circular arc A2 (corresponding to the reference symbol L4 in FIGS. 2 and 3) is an intersection of the straight line S6 inclined to the intake port 15 side by a predetermined angle α from the central axis S1 and the circular arc A2. Since the arc A2 is very short and can be regarded as a straight line, the arc A2 and the straight line A3 can be regarded as a straight line inclined in the direction of rising toward the intake port 15 side.

なお、上述のように噴射軸線Ｓ５は、円Ａ１０に対する厳密な接線ではなく、接線に近い角度で傾斜しており、円Ａ１０に対する２つの交点が比較的近接しているような直線である。   As described above, the injection axis S5 is not a strict tangent to the circle A10, but is a straight line that is inclined at an angle close to the tangent and the two intersections with the circle A10 are relatively close to each other.

第２の実施形態におけるキャビティ２０の形状は第１の実施形態と同じであり、したがって作用効果も第１の実施形態と同様である。   The shape of the cavity 20 in the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the function and effect are the same as those of the first embodiment.

本発明の筒内噴射式火花点火内燃機関の第１の実施形態を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a direct injection spark ignition internal combustion engine of the present invention. ピストンを上から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the piston from the top. ピストン頂面を示す平面図である。It is a top view which shows a piston top surface. 第１の実施形態におけるキャビティの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the cavity in 1st Embodiment. 吸気行程の下死点付近において実行される燃料噴射とタンブル流を示す図である。It is a figure which shows the fuel injection and tumble flow which are performed in the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke. 圧縮行程の上死点直前におけるタンブル流を示す図である。It is a figure which shows the tumble flow just before the top dead center of a compression stroke. 本発明の第２の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd Embodiment of this invention. 吸気行程の下死点付近において実行される燃料噴射とタンブル流を示す図である。It is a figure which shows the fuel injection and tumble flow which are performed in the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke. 第２の実施形態におけるキャビティの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the cavity in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 燃焼室
１３ ピストン
１５ 吸気ポート
１６ 排気ポート
２０ キャビティ
２３ 燃料噴射弁
Ｔ１、Ｔ２ タンブル流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Combustion chamber 13 Piston 15 Intake port 16 Exhaust port 20 Cavity 23 Fuel injection valve T1, T2 Tumble flow

Claims (1)

燃焼室内において吸気ポート側では上昇し、排気ポート側では下降するように旋回するタンブル流を、ピストンが吸気行程の下死点付近にあるときに前記燃焼室内の前記排気ポート側に向かって燃料を噴射することにより増速させる燃料噴射弁と、
前記ピストンの頂面に、その中央付近を吸気側と排気側とに同等に延在するように形成され、圧縮行程の末期において前記排気ポート側が低くなるように傾斜するタンブル流の楕円形状に沿ったキャビティとを備え、
前記燃料噴射弁が、前記吸気ポートよりも下側から、水平面に対して所定角だけ下側を向く噴射軸線に沿って燃料を噴射するように配置され、前記ピストンが下死点にある状態において、前記燃焼室の中心軸線と前記噴射軸線を含む平面を断面とする前記キャビティの形状が、前記燃焼室のボア半径と同じ曲率半径を有し、かつ前記噴射軸線がほぼ接する円の一部である円弧と、前記円弧に接し、かつ前記吸気ポート側に向かって上昇する直線とによって形成されることを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関。 In the combustion chamber, a tumble flow that rises on the intake port side and descends on the exhaust port side is swirled.When the piston is near the bottom dead center of the intake stroke, fuel is directed toward the exhaust port side in the combustion chamber. A fuel injection valve that accelerates by injecting; and
The top surface of the piston is formed so that its central portion extends equally to the intake side and the exhaust side, and follows the elliptical shape of the tumble flow that inclines so that the exhaust port side becomes lower at the end of the compression stroke With a cavity ,
The fuel injection valve is arranged so as to inject fuel from a lower side than the intake port along an injection axis directed downward by a predetermined angle with respect to a horizontal plane, and the piston is at a bottom dead center. The shape of the cavity whose cross section is a plane including the central axis of the combustion chamber and the injection axis is a part of a circle having the same radius of curvature as the bore radius of the combustion chamber and substantially in contact with the injection axis. there arc and the arc contact, and direct injection spark ignition internal combustion engine you characterized by being formed by a straight line that rises toward the intake port side.
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