JP6020856B2 - エンジンの燃焼室構造 - Google Patents
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Description
このように構成された本発明においては、所定の燃料噴射開始時期から所定の点火時期までの間に燃料を含む混合気が輸送される噴霧輸送距離が、燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気がキャビティを介して点火プラグに到達するまでの噴霧輸送経路長以上となるように、キャビティ径やキャビティ深さや点火プラグの位置を設定するので、所定の燃料噴射開始時期で噴射された燃料を所定の点火時期で確実に着火させることができる。よって、燃焼安定性を確保しつつ、所定の燃料噴射開始時期及び所定の点火時期を適切に実現することが可能となる。
また、適切に規定された噴霧輸送経路長を用いることで、噴霧輸送距離が噴霧輸送経路長以上となるようなキャビティ径やキャビティ深さや点火プラグの位置を、より正確に設定することができる。
L1=Dc(1−sinα)/cosα+2Rc−Rs 式(1)
このように構成された本発明によれば、所定の条件を満たすべく設定された目標燃料噴射開始時期及び目標点火時期に基づき規定された噴霧輸送距離を用いることで、そのような所定の条件を適切に満たしつつ、目標燃料噴射開始時期で噴射された燃料を目標点火時期で確実に着火させることが可能となる。
L2=k・P0.5・t2 式(2)
L11=Dc/cosα 式(3)
L12=Rc−Dc・sinα/cosα 式(4)
L13=Rc−Rs 式(5)
L1=Dc(1−sinα)/cosα+2Rc−Rs 式(6)
L2=k・P0.5・t2 式(7)
また、燃圧Pとしては、プリイグニッションなどの異常燃焼を抑制すべく、燃料噴射開始時期から点火時期までの時間を短くするように、つまり燃料噴射開始時期を遅角して点火までの反応時間を短くするように、比較的大きな燃圧を適用するとよい。例えば、最大の燃圧を適用するとよい。1つの例では、燃圧Pには、「120Mpa」が適用される。
また、所定の係数kには、実験やシミュレーションや所定の演算式などから事前に求められた値が適用される。
k・P0.5・t2≧Dc(1−sinα)/cosα+2Rc−Rs 式(8)
2A、2B 排気バルブ
3 燃料噴射弁
4A 第1点火プラグ
4B 第2点火プラグ
10 ピストン
11 キャビティ
30 シリンダヘッド
Claims (4)
- 所定の運転領域において、圧縮行程の後半以降に燃料を噴射して、圧縮上死点後に点火を行うエンジンの燃焼室構造であって、
下方に凹んだキャビティが上面の中央部に形成されたピストンと、
上記ピストンの上方で、且つ上記ピストンの中心軸線上に設けられた燃料噴射弁であって、上記ピストンのキャビティに向けて燃料を噴射する上記燃料噴射弁と、
上記ピストンのキャビティの上方に設けられ、上記燃料噴射弁に対してピストン径方向に離間された点火プラグと、を有し、
上記燃料噴射弁による燃料噴射開始時期から上記点火プラグによる点火時期までの間に燃料を含む混合気が輸送される距離である噴霧輸送距離が、上記燃料噴射弁から噴射された燃料が上記キャビティを介して上記点火プラグに到達するまでの経路の長さである噴霧輸送経路長と等しいか又はそれよりも大きくなるように、キャビティ径、キャビティ深さ、及び上記点火プラグの位置が設定され、
上記ピストンが圧縮上死点に位置するときに、燃焼室側の上記点火プラグの先端部が、上記キャビティにより形成される空間に対して上方に離間した位置に配置され、
上記噴霧輸送経路長は、(1)上記燃料噴射弁が設けられた位置から、上記燃料噴射弁から所定の噴射角で噴射された燃料が上記キャビティの表面に衝突する位置までの距離と、(2)燃料が上記キャビティの表面に衝突する位置から上記キャビティの外縁部までの距離と、(3)上記キャビティの外縁部から上記点火プラグが設けられた位置までの距離と、を加算した長さである、ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。 - 上記噴霧輸送経路長を「L1」とし、上記キャビティ径を「Rc」とし、上記キャビティ深さを「Dc」とし、上記燃料噴射弁と上記点火プラグとの距離を「Rs」とし、上記燃料噴射弁からの燃料の噴射角を「α」とすると、上記噴霧輸送経路長L1は、以下の式(1)によって表される、請求項1に記載のエンジンの燃焼室構造。
L1=Dc(1−sinα)/cosα+2Rc−Rs 式(1) - 上記噴霧輸送距離は、上記燃料噴射弁から噴射させる燃料の燃圧と、事前に定められた、上記燃料噴射弁による目標燃料噴射開始時期及び上記点火プラグによる目標点火時期と、に基づいて定められる、請求項1又は2に記載のエンジンの燃焼室構造。
- 上記噴霧輸送距離を「L2」とし、上記燃料噴射弁から噴射させる燃料の燃圧を「P」とし、上記目標燃料噴射開始時期から上記目標点火時期までの時間を「t」とし、所定の係数を「k」とすると、上記噴霧輸送距離L2は、以下の式(2)によって表される、請求項3に記載のエンジンの燃焼室構造。
L2=k・P0.5・t2 式(2)
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