JPH0412117A - 燃料衝突拡散式エンジン - 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】 （産業上の利用分野〕 この発明は、燃焼室内に設けた突起体に燃料噴射ノズル
から噴射される燃料を直接衝突させる燃料衝突拡散式エ
ンジンに関する。

［従来の技術］ 従来、エンジンの燃焼室としては、直接噴射式及び副室
式によって代表されている。

直接噴射式燃焼室は、燃料噴射ノズルより噴射された燃
料の噴射エネルギー及び燃焼室内に形成されるスワール
及びスキノソユ流によって燃料と空気との混合を達成し
、可燃性混合気を形成している。しかしながら、該直接
噴射式燃焼室は、スワール生成のため、吸気効率が低下
するという間題を有しており、また、燃料の１１ｉ霧微
粒化及び貫徹力をアップさせるため、燃料噴射ノズルを
高圧化、高噴射率化に構成しなければならず、構造が？
ＪＩＨになるという問題を有している。

また、副室式燃焼室は、副室内に形成される高スツール
によって燃料油滴と空気との混合を達成し、可燃性混合
気を形成している。該副室式燃焼室は、副室内に高スワ
ールを形成し、また主室と副室との総和の伝熱面積が増
大して熱損失が増加するという問題があり、更に、王室
と副室とを連通ずる連絡孔による絞り損失が増加すると
いう問題を有している。

そこで、上記問題点を解決するために、燃料の衝突噴流
を利用した直接噴射式衝突拡散層状給気式、いわゆる、
０３ＫＡ式の燃焼室を持つエンジンが開示されている。

この０３ＫＡ式エンジンは、ピストンに形成した凹部即
ちキャビティの底部中央から突出す８衝突部を設け、該
衝突部の周囲に凹状の燃焼室を形成し、燃料噴射ノズル
から噴射された液状燃料を衝突部に衝突させ、燃料噴流
の衝突部への衝突作用によって衝突面を起点として燃料
の拡散、微粒化等を達成し、燃料と空気との良好な混合
を達成させるものである。上記のような燃焼室を有する
エンジンでは、燃料噴射ノズルの単孔ノズルから噴射さ
れた燃料をピストンヘッドの衝突部の平らな衝突面に衝
突させて円盤状に拡散させ、次いでピストンの上昇によ
って生しるスキッシュ流によって燃料をキャビティの下
方に押し込められながら、該燃料と空気とを混合して混
合気を形成するものである。

また、特開昭６３−１２０８１５号公報には、外部点火
による燃料噴射式内燃ＩＩ間が開示されている。該外部
点火による燃料噴射式内燃機関は、ピストン頂面にキャ
ビティを形成すると共に、該キャビティ内壁面上に突出
部を設け、該突出部上に断熱構造の衝突面を形成し、シ
リンダヘッドに設けた燃料噴射弁がら大部分の燃料を衝
突面に向けて噴射させ、他の領域よりも濃い混合気領域
を上記突出部周りに形成し、点火装置をこの濃い混合気
領域内に位置するようにシリンダヘッドに取付け、該点
火装置で点火時に混合気に点火するものである。該燃料
噴射式内燃機関は、上記の構成によってノッキングが発
生しないことによって高圧縮比を可能にし、熱効率を向
上させて燃料消費率を向上させたものである。

また、特開昭６２−１３９９２１号公報には、燃料衝突
反射拡散燃焼方式の内燃機関が開示されている。該内燃
機関は、ノズルより燃料噴流をピストン面又はキャビテ
ィ内に噴射衝突させ、衝突面での反射拡散作用によって
衝突部を起点としてキャビティ全域に燃料の拡散分布と
混合を計り、スワールに依存するよりもスキンシュ流に
よって空気利用率を高め、燃焼期間の短縮を図るもので
あり、衝突部をセラミック材等の耐熱性、耐摩耗性材料
で形成し、該衝突部をピストン頂面又はキャビティ内に
装着したものである。

また、特開昭６３−１７１．０号公報に開示された直噴
火花点火多種燃料内燃機関は、噴射弁よりの噴霧角を制
御し、燃料主噴流をピストン下死点近傍にあるピストン
キャビティ内に到達せしめるよつニジ、キャビティ内に
予混合気を形成し、キャビテイ外に空ス層を形成した層
状給気を構築するものである。

（発明が解決しようとする＆ｌ！題〕 ところで、上記０３ＫＡ型の燃焼室を備えたピストンを
用いたエンジンは、単孔ノズルがら噴射された燃料を衝
突させる衝突面ばピストンへノドの平らな衝突面であり
、燃料が該衝突面に衝突して円盤状に拡散するが、ピス
トンの上昇行程によって燃焼室内へのスキンツユ流が発
生し、該スキッシュ流によって薄膜円盤状の燃料と空気
と良好な混合気を生成して燃焼状態を良好にするもので
ある。しかしながら、エンジンの始動時及び部分負荷時
には、衝突面は低温状態であり、該衝突面に燃料が衝突
した場合には良好な円盤状燃料薄膜が形成されず、カー
ボン付着の現象が発生し、効果的な噴霧分布が得られず
、燃焼効率が悪化するという問題がある。更に、エンジ
ンの始動時及び部分負荷時には、スキンツユ流では必ず
しも燃料と空気との良好な混合気形成が得られないとい
う問題がある。

また、前掲特開昭６３−１２０８１５号公報に開示され
た燃料噴射式内燃機関は、衝突面を断熱構造に構成して
メタノールの気化を促進するものであるが、上記と同様
の問題を解決できるものではない。

また、前掲特開昭６２−１３９９２１号公報及び特開昭
６３−１７１０号公報に開示されたものについても、上
記公報に開示されたものと同様に、効果的な噴霧分布を
得て良好な混合気形成を実現できないという問題を有し
ている。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
ピストンヘッドに燃焼室を形成し、該燃焼室の中央底面
から突出した突起体を配置し、該突起体の頂面に衝突面
を形成し、シリンダへ・ンドに２つの吸気ポートを設け
、一方の吸気ポートを開閉可能に構成し、両者を開放し
た状態では燃焼室へはスキ、シュ流を発生させ、また一
方を閉鎖した状態では燃焼室内にスワールを発生させる
ように構成し、更に燃料噴射ノズルを主噴孔と副噴孔を
設けたビントルタイプに構成し、エンジンの作動状態に
応して燃料噴射ノズルからの燃料の噴射を主噴孔又は副
噴孔から行い、燃料と空気との良好な混合気を形成する
燃料衝突拡散式エンジンを提供することである。

特に、エンジンの高負荷時には燃料噴射ノスルの主噴孔
から燃料を衝突面に噴射して円盤状燃料薄膜を形成し、
両方の吸気ポートからの吸入空気でスワールを発生させ
ないで、燃焼室へのスキンシュ流で流入する空気と燃料
との良好な混合を実現し、また部分負荷時には燃料噴射
ノズルの副噴孔から燃焼室の気中に燃料を噴霧し、一方
の吸気ポートを閉鎖して燃焼室にスワールを発生させ、
該スワールによって空気と燃料との良好な混合を実現す
る燃料衝突拡散式エンジンを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、シリンダヘッドに形成
した２つの吸気ポート、ピストンヘッドに形成した燃焼
室、該燃焼室のほぼ中央部から突出する突起体、該突起
体に対して液状燃料を噴射する主噴孔と前記燃焼室のス
キに燃料を噴射する副噴孔を有する燃料噴射ノズル、エ
ンジンの作動状態を検出するセンサー、及び該センサに
よる検出信号に応答して一方の吸気ポートの開閉状態及
び前記燃料噴射ノズルの噴射状態を制御するコントロー
ラを有する燃料衝突拡散式エンジンに関する。

また、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記吸気
ポートの一方に該吸気ポートを閉鎖状態に維持できるシ
ャッターを設け、該ンヤンターを前記コントローラの指
令で開閉作動させるものである。

更に、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記コン
トローラは前記センサーによる始動又は部分負荷検出信
号に応答して前記噴射ノズルの前記副噴孔から燃料を噴
射させ且つ一方の前記吸気ポートを閉鎖状態にし、また
、高負荷検出信号に応答して前記燃料噴射ノズルの前記
主噴孔から燃料を噴射させ且つ前記各吸気ポートを開放
状態に制御するものである。

〔作用］ この発明による燃料衝突拡散式エンジンは、上記のよう
に構成され、次のように作用する。即ち、この燃料衝突
拡散式エンジンは、ノリンダヘノドに形成した２つの吸
気ポート、ピストンへンドに形成した燃焼室に突起体及
び咳突起体に対して液状燃料を噴射する主噴孔と前記燃
焼室の気中に燃料を噴射する副噴孔を有する燃料噴射ノ
ズルを設け、エンジンの作動状態を検出するセンサーに
よる検出信号に応答して一方の吸気ポートの開閉状態及
び前記燃料噴射ノズルの噴射状態を制御するコントロー
ラを有するので、２つの吸気ポートがら空気を燃焼室に
吸入すれば、前記吸気ポートからの流入ベクトルは燃焼
室で打ち消されてスワールは発生しない、また、一方の
吸気ポートからのみ空気を燃焼室に吸入すると、その流
入ヘクトルは燃焼室で強力なスワールを発生させる。即
ち、燃焼室への空気唆人の状態を制御することで、燃焼
室での可変スワールの制御を行って燃料と空気との良好
な混合気形成を実現することができる。

即ち、始動、部分負荷及び高負荷の作動状態に応答して
、燃焼室、内に強いスワール又は強力なスキツシユ流を
発生させることができ、且つ燃料を燃焼室の気中又は燃
焼室の突起体の衝突面に噴射させ、噴射燃料と空気との
良好な混合気形成を実現することができる。従って、カ
ーボンの付着等は発生を抑制することができ、燃焼効率
を向上できる。

即ち、エンジン高負荷時には、両方の吸気ポートから吸
入空気を燃焼室に吸入してスワールを弱くして強力なス
キンシュ流を発生させ、燃料噴射ノズルの針弁のリフト
を大きくして燃料噴射ノズルの主噴孔から燃料を噴射し
て突起体の衝突面に衝突させて該衝突面に沿って半径方
向外向きに拡散して円盤状燃料薄膜を形成し、該円盤状
燃料薄膜とスキッシュ流によって流入する空気との混合
を促進し、衝突面に付着した燃料は高温になっている衝
突面で速やかに気化して強力なスキノンユ１、ｉｔＢこ
よって空気との混合が促進され、燃焼が遅れるようなこ
とを防止でき、また逆スキンシュ流によって燃焼室内に
乱れが発生し、燃焼が促進され燃焼効率を改善すること
ができる。

また、部分負荷時には、ンＡｙ　ツタ−によって一方の
吸気ポートを閉鎖し、燃焼室二こ強力なスワールを発生
させ、前記燃料噴射ノズルの針弁のリフトを小さくして
燃料噴射ノズルの副噴孔から燃焼室の気中に燃料を噴射
し、スワールによって燃料と空気との混合を促進し、良
好な混合気形成を実現し、燃焼を促進する。

〔実施例］ 以下、図面を参照して、この発明による燃料衝突拡散式
エンジンの実施例を説明する。

第１図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの始動
時及び部分負荷時の燃料噴射状態を示す概略図、第２図
は第１図の線■−Ｈにおける断面及び吸排気ポートを示
す説明図、第３図はこの発明による燃料衝突拡散式エン
ジンの高負荷時の燃料噴射状態を示す説明図、及１び第
４図は第３図の線ＩＶ−ＩＶにおける断面及びＥ＆排気
ポートを示す説明ノである。

第１図及び第３図に示すように、この燃料衝突拡散式エ
ンジンは、ソリンダフロノク９、該ンリンタブロνり９
に固定された吸気ポート６及び排気ポート７を備えてシ
リンダヘッド３、ピストン１５のピストンヘッド部１に
形成した燃焼室２、ンＩＪンタブロック９の孔部に嵌合
したシリンダライナ１４、該シリンダライナ】４内を往
復運動するピストン１５、及びシリンダヘッド３の下面
部に噴口を開口する燃料噴射ノズル４を有している。

この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、ピストン１５は
、例えば、アルミニウム等の金属材料から成り、ピスト
ン１５のピストンヘッド部ｌには燃焼室２が形成されて
いる。この燃焼室２の形状は、例えば、トロイダル型に
形成でき、該燃焼室２の開口部１０の口径を強く絞って
小さくしたりエンドラント型に形成できる。この燃焼室
２のほぼ中央底部には、その底面から立ち上がった状態
に突起体５を配置し、該突起体５の上部を平らな円形状
板体に形成し、該円形状板体板の頂面を平滑な衝突面＋
２５こ形成している。

また、第２図及び第、１図に示すように、この燃料衝突
拡散式エンジンにおいて、シリンダヘッド３には、２つ
の吸気ポート６が形成され、各吸気ポート６には吸気弁
１６が各々配置されている。

一方の吸気ポート６には、該吸気ポート６を閉鎖可能な
ンヤノタ−８が設けられている。また、同様に、シリン
ダヘッド３には、２つの排気ポート７が形成さら、各排
気ポート７には排気弁Ｉ７が各々配置されている。なお
、開示していないが、吸気ポート６に配置した吸気弁１
６を電磁力で開閉する！磁力駆動バルブリフターで開閉
作動するように構成した場合には、吸気ポート６にシャ
ッター８を設ける必要な（、シャッター８で吸気ポート
６を閉鎖する代わりに、吸気弁１６で吸気ポート６を閉
鎖状態に維持するように制御することも可能である。

更に、ピストンヘッド部１に形成した燃焼室２の開口部
１０に対して噴口を開口した燃料噴射）ズル４が配置さ
れている。この燃料噴射ノズル４は、第５図に示すよう
に、ピントルノスル等のノズルから構成され、燃料を噴
射する噴口として主噴孔１１と副噴孔１３とを有してい
る。第６図（Ａ、　）は、第５図の符号Ａ部分の拡大図
である。

第６図（Ａ）に示すように、燃料噴射ノズル４における
針弁１８の先端部は、副噴孔１３を閉鎖するテーバ面２
０と主噴孔１１に嵌入して主噴孔１１を閉鎖するビン部
１９から構成されている。従って、針弁１８に低圧の開
弁圧が作用して針弁１８が僅かに上方へ上昇した時には
、第６図ＣＢ）に示すように、副噴孔１３のみが開弁じ
、少量の燃料が副噴孔１３からのみ噴射されることにな
る。

また、針弁１８に高圧の開弁圧が作用して針弁１８が大
きく上方へ上昇した時には、第６図（Ｃ）に示すように
、副噴孔１３及び主噴孔１１の両者が開弁し、主噴孔１
１から大量の燃料が噴射されると共に、副噴孔１３から
少量の燃料が噴射されることになる。

この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、第１図に示すよ
うに、燃料噴射ノズル４の副噴孔１３から噴射された燃
料は、ピストン上死点付近で燃焼室２内の気中に噴霧さ
れるように構成されている。

また、第３図に示すように、燃料噴射ノズル４の主噴孔
１１から噴射された燃料は、ピストン上死点付近で液状
で突出部５の衝突面１２の中央部に衝突するように構成
されている。

また、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、燃焼室２
に配置された突起体５は、その周囲はエンジに形成され
、衝突した燃料が円盤状燃料薄膜となって拡散するよう
な形状に形成されている。

また、突起体は、耐熱性に冨んだ高温になる窒化珪素（
Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミック材料で形成することが好ま
しい。また、図示していないが、ピストンヘンド部１は
、例えば、耐熱性及び断熱性に冨んだ窒化珪素（ＳＩ３
Ｎ４）等のセラミック材料から製作できるものである。

この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、ピストン１５の
上昇によって発生する燃焼室２へのスキンシュ流は、矢
印のように、燃焼室２に流入する。

第３図に示すように、エンジン高ｇＬ荷時には、ピスト
ン１５が上昇して上死点近傍で燃料噴射ノズル４の針弁
Ｉ８に高い開弁圧を作用させて燃料噴射ノズル４の主噴
孔１１から燃料を噴射するようにする。主噴孔１１から
噴射された液状燃料は、突起体５の衝突面１２に衝突し
て衝突面１２に沿って円盤状燃料薄膜を形成して燃焼室
２へ拡散する。一方、エンジン高負荷時には、第４図に
示すように、シャッター８を開放状態に維持し、２つの
吸気ポート６から吸入空気を導入する。２つの吸気ポー
ト６即ち両方向から燃焼室２に空気を導入することによ
ってスワールは弱められ、ピストン１５の上昇によって
強力なスキッシュ流が発生することになる。そこで、燃
焼室２への空気の強いスキッシュ流と円盤状燃料薄膜と
は、直交状態Ｇこ交差し、空気と燃料の混合が促進され
、最適の混合気形成が行われ、次いで着火燃焼し、引き
続く逆スキンツユ流により乱れが生成されて燃焼が促進
され、良好な燃焼状態を確保することができる。しかも
、高負荷時には燃焼室２は高温状態であり、突起体５の
衝突面Ｉ２が高温二ニなっているので、燃料が衝突面１
２に衝突した後、該衝突面１２に付着した燃料は速やか
に痕発し、強いスキノソユ流によって混合が促進され、
燃焼が遅れることもなく、またカーボンの付着が発生ず
ることもなく、常に衝突面１２は平らな面を維持するこ
とができ、衝突燃料を良好な円盤状燃料薄膜に形成する
ことができる。

ところで、エンノン始動時又は部分負荷時には、燃焼室
２は高温状態になっておらず、突起体も高温状態ではな
い。低温状態の突起体５の衝突面１２に燃料が衝突した
場合には、衝突面１２に付着した燃料を速やかに薫発さ
せることができないから、カーボン付着の原因になり、
燃料と空気との良好な混合を期待できない。

そこで、第１図に示すように、エンジン始動時又は部分
負荷時には、シャッター８を閉鎖して一方の吸気ポート
６がら空気を燃焼室２に導入して強いスワールを発生さ
せると共に、ピストン１５が上昇して上死点近傍で燃料
噴射ノズル４の針弁ｌ８に低い開弁圧を作用させて燃料
噴射ノズル４の副噴孔１３のみから燃料を噴射するよう
にする。

副噴孔１３から噴射された燃料は、突起体５の衝突面１
２に衝突することなく、燃焼室２内の気中に噴射される
。次いで、燃焼室２への空気の強いスワ一ルと副噴孔１
３からの燃料噴流とは、燃焼室２内で乱れとなって、空
気と燃料の混合が促進され、最適の混合気形成が行われ
、次いで着火燃焼し、良好な燃焼状態を確保することが
できる。

特に、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、エンジン
の作動状態に応答してコントローラの指令によって、燃
料噴射ノズル４は主噴孔１１と副噴孔Ｉ３、又は副噴孔
１３のみから燃料を噴射するように制御されると共に、
吸気ポート６に設けたシャッター８の開閉作動も制御さ
れるものである。即ち、この燃料衝突拡散式エンジンに
は、エンジンの負（Ｊ　Ｌ　ｔを検出する負荷センサー
（図示せず）が設けられている。この負荷センサーは、
例えば、アクセルペダルの踏込み量或いは燃料噴射ノズ
ル４から噴射される燃料流量を検出するセンサーで構成
することができ、エンジン負荷Ｌｔは、上記センサーで
アクセルペダルの踏込みｔａいは燃料噴射ノズル４から
の燃料噴射／Ｊｔｌを検出することによって検出するこ
とができる。場合によっては、エンジンの負荷状態は、
燃焼室２の温度を検出することによって検出することも
可能である。負荷センサーによって検出された負ＲＬＥ
の検出信号は、コントローラに入力される。該コントロ
ーラは、入力された検出信号の負荷Ｌ４と予め設定した
所定の負荷Ｌ０とを比較し、その状態に応して燃料噴射
ノズル４の噴射状態及びシャッター８の開閉作動が制御
される。

まず、エンジン負荷り、が所定の負荷Ｌ０より大きい場
合には、燃焼室２及び突起体５ば高温状態であるので、
燃料噴射ノズル４の主噴孔１１から燃料を噴射させ、衝
突面１２に燃料を衝突させて円盤状燃料ｆ！膜を形成さ
せる制御を行う。更に、燃焼室２内のスヮー・ルを弱め
且つスキノソユ流を強力にするため、ンヤ、ター８を開
放状態に維持し、投入空気を２つの吸気ポート６から燃
焼室２に導入するように布制御する。

また、エンノン始動時又はエンジン負荷り、が所定の負
荷Ｌ０より小さい場合には、燃焼室２及び突起体５は高
温状態でないので、燃料噴射ノズル４の副噴ＦＬ　ｌ　
３から燃焼室２の気中に燃料を噴射させる制御を行う。

更に、燃焼室２内のスワールを強めるため、ソヤンター
８を閉ｕｔ状７ＬＩｉ二二維持し、吸入空気を１つの吸
気ポート６から燃焼室２に導入するように制御する。

次に、この発明による燃料衝突拡散式エンジンの作動を
、第１図、第２圀、第３図、第４図及び第７図を参照し
て説明する。

この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、エンジンの作動
ａ″態を検出し、該検出信号に応答して燃料噴射ノズル
４の主噴孔１１又は副噴孔１３がら燃料を噴射するよう
に制御する。エンジンの作動状態として、エンジン始動
状態であるか否かを判断しくステップ４０）、始動状態
である場合には、コントローラの指令によって、一方の
吸気ポート６に設けたツヤツタ−８を閉鎖しくステップ
４１）−１１人空買を他方の吸気ポート６がら燃焼室２
に導入し、燃焼室２に強いスワールを発生させる（ステ
ップ４２）。更に、コントローラの指令によって、燃料
噴射ノスル４の針弁１８に低い開弁圧を作用させて副噴
孔１３のみを開弁するように制御し、ピストン上死点近
傍で燃料噴射ノズル４の副噴孔１３がら燃料を燃焼室２
内に気中に噴射する（ステップ４３）。

エンジン始動状態でない場合には、負荷センサによって
エンジンの負荷ＬＥを検出する（ステップ４４）。負荷
センサーによって検出された負荷Ｌεの検出信号を、コ
ントローラに人力し、コントローラによって、入力され
た検出信号の負荷Ｌｔ　と予め設定した所定の負荷Ｌ０
とを比較し、エンジン負荷Ｌ４が所定の負荷Ｌ０より大
きいが否かを判断する（ステップ４５）。

エンジン負荷ＬＥが所定の負荷Ｌ０より大きい４　合に
は、コントローラの指令によって、ツヤツタ−８を開放
状態に維持しくステップ４６）、両方の吸気ポート６か
ら燃焼室２に吸入空気を導入し、ビストノ１５の上昇で
燃焼室２への強力なスキンツユ流を発生させる（ステッ
プ４７）。更に、燃焼室２が高温状態であり且つ突起体
５は高温になっているので、コントローラの指令によっ
て、燃料噴射ノスル４の針弁１８に高い開弁圧を作用さ
せて主噴孔１１及び副噴孔１３の両者を開弁するように
制御し、ピストン上死点近傍で燃料噴射ノスル４の主噴
孔１１と副噴孔１３から燃料を燃焼室２内に噴射し、主
噴孔１１から噴射された液状燃料を突起体５の衝突面１
２に衝突させる。衝突面１２に噴射された液状燃料は、
衝突面１２に沿って拡散して円盤状燃料薄膜を形成する
。そこで、該円盤状燃料薄膜は燃焼室２への強いスキン
ツユ流で流入する空気と良好な混合気を生成して着火燃
焼する（ステップ４日）。

また、エンジン負荷り、が所定の負荷Ｌ０より小さい場
合には、燃焼室２は高温状態でなく且つ断熱プレート５
は高温になっていないので、コントローラの指令によっ
て、一方の吸気ポート６に設けたンヤ、ター８を閉鎖し
くステップ４１．）、吸入空気を他方の吸気ポート６か
ら燃焼室２に導入し、燃焼室２に強いスワールを発生さ
せる（ステップ４２）。更に、コントローラの指令によ
って、燃料噴射ノズル４の針弁１８に低い開弁圧を作用
させて副噴孔１３のみを開弁するように制御し、ピスト
ン上死点近傍で燃料噴射ノズル４の副噴孔１３から燃料
を燃焼室２内に気中に噴射させる。気中に噴射された燃
料は、燃焼室２の強いスワールによって空気と良好な混
合気を生成して着火燃焼する（ステップ４３）。

〔発明の効果〕

この発明による燃料衝突拡散式エンジンは二上記のよう
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の燃料衝突拡散式エンジンは、シリンダヘッドに形成し
た２つの吸気ポート、ピストンヘッドに形成した燃焼室
、該燃焼室のほぼ中央部から突出する突起体、該突起体
に対して液状燃料を噴射する主噴孔と前記燃焼室の気中
に燃料を噴射する副噴孔を有する燃料噴射ノズル、エン
ジンの作動状態を検出するセンサー、及び該センサー己
こよる検出信号（こ応答して一方の吸気ポートの開閉状
態及び前記燃料噴射ノズルの噴射状態を制（卸するコン
トローラを有するので、始動、部分負荷及び高負荷の作
動状態に応答して、前記コントしＩ−ラの指令によって
例えば、ツヤツタ−の開閉作動で前記吸気ボー１−の開
閉状態を制御すれば、前記燃焼室内にスワール又はスキ
ッシュ流を発生させることができ、且つ前記燃料噴射ノ
ズルの前記主噴孔又は前記副噴孔から燃料を噴射するこ
とによって燃料の噴射方向を制御することができ、燃料
を前記燃焼室の気中又は前記燃焼室の前記突起体の前記
衝突面に噴射させ、噴射燃料と空気との良好な混合気形
成を実現することができる。従って、カーボンの付着等
は発生することがなく、燃焼効率を向上できる。

即ち、エンジン高負荷時には、前記コントローラの指令
によって、前記ツヤツタ−を開放状態に維持し、両方の
吸気ポートから吸入空気を前記燃焼室に吸入してスワー
ルを弱くして強力なスキンツユ流を発生させると共に、
前記燃料噴射ノズルの萌記玉噴孔から燃料を噴射して前
記突起体の前記南突面シこ衝突させて円盤状燃料薄膜を
形成し、該円盤状燃料薄膜とスキッシュ流によって流入
する空気との混合を促進し、前記衝突面に付着した燃ボ
４は売温になっている前記衝突面で速やかに気化して強
力なスキンツユ流によって空気との混合か促進され、燃
焼が遅れるようなことを防止でき、また逆スキッシュ流
によって前記燃焼室内に乱れが発生し、燃焼が促進され
燃焼効率を改善することかできる。

また、部分負荷時には、前記コントローラの指令によっ
て前記ツヤツタ−を閉鎖状態に維持して一方の吸気ポー
トを閉鎖し、他方の吸気ポートからのみ吸入空気を前記
燃焼室に導入し、前記燃焼室に強力なスワールを発生さ
せると共に、前記燃料噴射ノズルの前記副噴孔がら前記
燃焼室の気中に燃料を噴射し、スワールによって燃料と
空気との混合を促進し、燃焼を促進する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの一実
施例を示し且つ始動時及び部分負荷時の作動状態の示す
説明図、第２図は第１図の線■口における断面及び吸排
気ポートを示す説明図、第３図はこの発明による燃料衝
突拡散式エンジンの一実施例を示し且つ高負荷時の作動
状態の示す説明図、第４図は第３図の線ＩＶ−ＩＶにお
ける断面及び吸排気ポートを示す説明図、第５図は第１
図の燃料衝突拡散式エンジンに使用できる燃料噴射ノズ
ルの一例を示す説明図、第６図（Ａ）、第６図（Ｂ）及
び第６図（Ｃ）は第５図の燃料噴射ノズルの作動状態を
説明する説明図、並びに第７図はこの発明による燃料衝
突拡散式エンジンの作動の一例を示す処理フロー図であ
る。 １・−一−−−−ピストンヘッド部、２−一一−燃焼室
、３−・シリンダヘンド、４−一−−−・燃料噴射ノズ
ル、５突起体、６−−−−−−吸気ポート、８・・−−
−−シャッター１　（Ｌ−−−一関口部、１１−・−主
噴孔、１２−−一−−−衝突面、ｌ　３−−−−−一副
噴孔、１５−−−−−−ピストン、１８針弁、１９−−
−−−ビン部、２０−　　テーバ面。 第 図 第 図（Ａ） 図（Ｂ） 図（Ｃ） 員

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダヘッドに形成した２つの吸気ポート、ピ
   ストンヘッドに形成した燃焼室、該燃焼室のほぼ中央部
   から突出する突起体、該突起体に対して液状燃料を噴射
   する主噴孔と前記燃焼室の気中に燃料を噴射する副噴孔
   を有する燃料噴射ノズル、エンジンの作動状態を検出す
   るセンサー、及び該センサーによる検出信号に応答して
   一方の吸気ポートの開閉状態及び前記燃料噴射ノズルの
   噴射状態を制御するコントローラを有する燃料衝突拡散
   式エンジン。
2. （２）前記吸気ポートの一方に該吸気ポートを閉鎖状態
   に維持できるシャッターを設け、該シャッターを前記コ
   ントローラの指令で開閉作動させる請求項１に記載の燃
   料衝突拡散式エンジン。
3. （３）前記コントローラは前記センサーによる始動又は
   部分負荷検出信号に応答して前記噴射ノズルの前記副噴
   孔から燃料を噴射させ且つ一方の前記吸気ポートを閉鎖
   状態にし、また、高負荷検出信号に応答して前記燃料噴
   射ノズルの前記主噴孔から燃料を噴射させ且つ前記各吸
   気ポートを開放状態に制御する請求項１に記載の燃料衝
   突拡散式エンジン。