JPH01121509A - 燃料噴射式希薄燃焼エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術とその問題点〕 本発明は燃料噴射式希薄燃焼エンジンに関するものであ
る。

〔従来の技術とその問題点〕

ガソリンエンジンの燃費向上と排気ガス対策として燃料
をインジェクタにより各気筒ごとに独立して噴射させる
形式のエンジンが知られている。

この方式は、１燃焼に必要な燃料量の噴射を各気筒ごと
に最適な噴射時期に設定できる利点がある。

しかし、従来では吸気管から吸入される空気にインジェ
クタから燃料を噴射する均一混合であったため空燃比２
４〜２５が限界で、それ以上の希薄燃焼が困難であった
。

この対策としては層状給気が必要であり、そのための手
段として、実開昭６２−１９１６１３号公報には、シリ
ンダヘッドに燃焼室に開口する凹部を形成してここにイ
ンジェクタを配する一方、凹部と燃焼室との連通を制御
する制御弁を設け、かつこれと別に各気筒に通じる連絡
通路を形成し、圧縮行程時に凹部に圧力を蓄積し、燃料
噴射と同期して制御弁を開くことにより残りの気筒から
の圧力をも使って燃焼室に向かう吸気流を生じさせ、燃
料の流入、霧化を行うようにしたものが知られている。

しかしながらこの先行技術は、基本的に燃料を吸気流に
乗せて送り込み霧化させる方式であり。

しかも吸気と燃料の噴射とが同一ボートで行われる。こ
のため、燃料の微粒化が促進されにくいと同時に燃料が
スワールに乗ってしまい、層状化が難しく、低速低負荷
時の燃焼特性を十分改善しがたいという問題があった。

また、シリンダヘッドに吸気弁、排気弁の他に専用の制
御弁を設けるため構造が複雑大型化゛し、高性能化のた
めの機器のスペース的自由度が制約されるという問題が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解決するために研究して
創案されたもので、その目的とするところは、前記難点
を生じさせることなく希薄燃焼の必要な低速低負荷時に
良好な層状給気を実現できる燃料噴射式希薄燃焼エンジ
ンを提供することにある。

この目的を達成するため本発明は、スワールコントロー
ルバルブ付きの火花点火式エンジンを用。

い、スワールコントロールバルブ全閉により空気の流入
の止められた吸気弁近傍から予め空気により微細化され
た燃料を噴射するようにしたもので。

すなわち各気筒にスワールコントロールバルブで吸気制
御される複数個の吸気弁を有する火花点火式エンジンで
あって、スワールコントロールバルブで閉じられる吸気
路側の吸気弁近傍に、噴口を点火プラグに指向させた２
流体噴射オープンノズルを設けたことを特徴とするもの
である。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第２図は本発明による燃料噴射式希薄燃焼エン
ジンの一例を示している。図面において。

１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３はシリ
ンダボア１ａを往復動するピストンであり、ピストン３
の上部とシリンダヘッド２の凹部間に燃焼室４が形成さ
れている。

５は燃焼室４に臨むようにシリンダヘッド２に所要角度
で取付けられた点火プラグであり、該点火プラグ５の取
付は部分には凹部２ａが形成されている。

６．７は２つの吸気ポート、８は吸気ポート６゜７と対
向側のひとつの排気ポートであり、それぞれ燃焼室４に
開口するとともに、吸気弁６ａ、７ａと排気弁８ａによ
り開閉されるようになっている。そして、前記吸気ポー
ト６．７はカーブを有しかつ独立した吸気路６０．７０
に通じており、片側の吸気路６０にはエンジン回転状態
に応じて開閉されるスワールコントロールバルブ９が設
けられている。すなわち、このスワールコントロールバ
ルブ９は、高速、高負荷時においては全開とされ、吸気
弁６ａ、７ａのタイミングにより両方の吸気路６０．７
０を通して吸気ポート６．７から吸気を行わしめ、低速
低負荷時には、スワールコントロールバルブ９は全閉と
され、吸気通路７０を介して吸気ポート７からだけ吸気
し、ハイスワールを発生させるようになっている。

１０は２流体噴射ノズルであり、パイプ状に構成され、
シリンダヘッド２を貫き先端のオープン型噴口１０ａが
吸気弁６ａにできるだけ接近した位置に到るように吸気
路６０の奥深く挿入され、オープン型噴口１０ａは点火
プラグ５を指向するように角度設定されている。

前記２流体噴射ノズル１０はそのまま延長されるかまた
は別の導管１０ｂにより外部の２流体噴射装置１１に接
続されている。この２流体噴射装置１１は、燃料を高圧
気体（一般的には圧縮空気）と混合し、高圧気体を搬送
担体として各気筒の２流体噴射ノズル１０に圧送する機
能を有するもので、高圧気体の動的エネルギ（剪断作用
）により燃料は微粒化される。その例としては、たとえ
ば特開昭５８−１５５２６９号公報、特開昭５８−１５
５２７６号公報に示される形式のものがある。

すなわちこの２流体噴射装置１１は模式的に示すように
、少なくとも、ヒユーエルポンプを含む燃料供給系１１
ａから送られた燃料を調量、分配する手段１１０と、高
圧気体を創成する圧縮手段１１１と、調量された燃料を
２流体噴射ノズル１０に推進させ噴射させるのに十分な
気体量を燃料に混合するための調量手段１１２と、吸入
行程中に噴射されるように噴射タイミングを制御する手
段１１３を備えている。

なお、本実施例では３弁方式であるが、吸入ポートが２
個、排気ポートが２個の４弁タイプにも適用されるのは
勿論である。

〔実施例の作用〕

図示するものにおいては、低速低負荷時にスワールコン
トロールバルブ９が全開とされ、したがって吸気弁６ａ
が開いても吸入ポート６は空気の吸入がなく、空気の吸
入は他方の吸気ポート７だけ行われ、燃焼室４はこれに
よるハイスワールａが創成される。

一方、燃料は２流体噴射装置１１において調量されると
ともに圧縮空気が混合されることにより微粒化され、吸
気行程に合致したタイミングで圧縮空気圧により２流体
噴射ノズル１０に送られる。

２流体噴射ノズル７のオープン型噴口１０ａは吸気弁６
ａに近接しかつ点火プラグ５に指向しており、したがっ
て微粒化された燃料（圧縮エアを含む）は、前記のよう
に開いている吸気弁６ａと吸入ポート６の隙間から、吸
気弁６ａに当らぬように点火プラグ５に向けて噴射され
る。

噴射された燃料は吸気ポート７からの吸気で創成された
ハイスワールａに衝突し、これによりさらに微粒化され
、一部がハイスワールａに帯同されて燃焼室４に拡散す
るが、噴射が吸気ポート６にごく近い位置から行われる
ため、噴射燃料の大部分はスワールに乗ることなく点火
プラグ５の凹み２ａ部分に滞留される。

これにより点火プラグ５の周囲に濃度の高いしかも微細
化した混合気が作られるため確実に点火され、これが火
種となって下層の希薄な混合気に火炎伝播するものであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、スワールコントロ
ールバルブで吸気制御される複数個の吸気弁を有する火
花点火式エンジンを利用し、かつ。

スワールコントロールバルブで閉じられ空気の吸入が止
められた吸気路側の吸気弁近傍から、点火プラグに向け
て高圧気体を含む微粗化した燃料を噴射するようにした
ため、多くの混合気をスワールに乗せることなく点火プ
ラグの近くに滞留させることが可能となり、低速低負荷
時に良好な層状給気による希薄燃焼を実現できる。しか
も、シリンダヘッドに各気筒の燃焼室を結ぶ連絡通路を
設ける加工や、吸気弁と排気弁以外に余分な制御弁を設
ける必要がないため１機構が簡単で、シリンダヘッドに
高性能化のための機器配置スペースを残すことができる
などの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射式希薄燃焼エンジンの一
実施例を示す断面図、第２図は同じくその概略平面図で
ある。 ４・・・燃焼室、５・・・点火プラグ、６，７・・・吸
気ポート、６ａ、７ａ・・・吸気弁、９・・・スワール
コントロールバルブ、１０・・・２流体噴射ノズル、１
０ａ・・・オープ型噴口、１１・・・２流体噴射装置特
許出願人　ヂーゼル機器株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各気筒にスワールコントロールバルブで吸気制御され
   る複数個の吸気弁を有する火花点火式エンジンであって
   、スワールコントロールバルブで閉じられる吸気路側の
   吸気弁近傍に、噴口を点火プラグに指向させた２流体噴
   射オープンノズルを設けたことを特徴とする燃料噴射式
   希薄燃焼エンジン。