JPH04224230A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関

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Publication number
JPH04224230A
JPH04224230A JP40679490A JP40679490A JPH04224230A JP H04224230 A JPH04224230 A JP H04224230A JP 40679490 A JP40679490 A JP 40679490A JP 40679490 A JP40679490 A JP 40679490A JP H04224230 A JPH04224230 A JP H04224230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
air
valve
air blast
blast valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP40679490A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Nomura
啓 野村
Norihiko Nakamura
徳彦 中村
Kenichi Nomura
野村 憲一
Tatsuo Kobayashi
辰夫 小林
Hiroaki Nihei
裕昭 仁平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Priority to US07/736,692 priority patent/US5115774A/en
Priority to DE91112766T priority patent/DE69100803T2/de
Priority to EP91112766A priority patent/EP0496029B1/en
Publication of JPH04224230A publication Critical patent/JPH04224230A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は筒内噴射式内燃機関に関
する。
【0002】
【従来の技術】ピストン頂面上に凹溝を形成すると共に
燃料噴射弁から凹溝内に向けて燃料を噴射し、燃焼室内
にシリンダ軸線回りの旋回流を発生させてこの旋回流に
より点火栓の周りに着火可能な混合気を形成するように
した筒内噴射式内燃機関が公知である(実開平1−12
4042号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの筒内
噴射式内燃機関ではシリンダ軸線周りの旋回流を発生さ
せることが必須の要件であるのでシリンダ軸線回りの旋
回流を発生させない場合にはもはやこの噴射方法を採用
することができない。また、旋回流の強さは機関の運転
状態により変化するので点火栓周りの混合気の形成を全
面的に旋回流に依存しているとあらゆる機関の運転状態
に対して最適な混合気を点火栓の周りに形成するのは困
難であるという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によればシリンダヘッド内壁面の中心部に点
火栓を配置し、圧縮空気によって燃料を噴射するエアブ
ラスト弁をシリンダヘッド内壁面の周縁部に配置し、点
火栓の下方からエアブラスト弁の下方まで延びる凹溝を
ピストン頂面上に形成してエアブラスト弁から噴射され
た燃料噴霧が凹溝の底壁面に沿いつつ点火栓下方の凹溝
内に向かうようにエアブラスト弁から凹溝内に向けて燃
料噴霧を噴射し、エアブラスト弁と反対側において凹溝
底壁面から点火栓に向けて立ち上る凹溝端面上に凹溝端
面の上縁部よりもエアブラスト弁と反対側に後退した凹
部を形成している。
【0005】
【作用】エアブラスト弁から凹溝内に噴射された燃料噴
霧は凹溝の端面上に形成された凹部によって捕獲され、
この捕獲された燃料噴霧が点火栓によって着火せしめら
れる。
【0006】
【実施例】図1および図2を参照すると、1はシリンダ
ブロック、2はシリンダブロック1内で往復動するピス
トン、3はシリンダブロック1上に固定されたシリンダ
ヘッド、4はシリンダヘッド3の内壁面3aとピストン
2の頂面間の形成された燃焼室を夫々示す。シリンダヘ
ッド内壁面3a上には凹溝5が形成され、この凹溝5の
底壁面をなすシリンダヘッド内壁面部分3b上に一対の
給気弁6が配置される。一方、凹溝5を除くシリンダヘ
ッド内壁面部分3cは傾斜したほぼ平坦をなし、このシ
リンダヘッド内壁面部分3c上に一対の排気弁7が配置
される。シリンダヘッド内壁面部分3bとシリンダヘッ
ド内壁面部分3cは凹溝5の周壁8を介して互いに接続
されている。この凹溝周壁8は給気弁6の周縁部に極め
て近接配置されかつ給気弁6の周縁部に沿って円弧状に
延びる一対のマスク壁8aと、給気弁6間に位置する新
気ガイド壁8bと、シリンダヘッド内壁面3aの周壁と
給気弁6間に位置する一対の新気ガイド壁8cとにより
構成される。各マスク壁8aは最大リフト位置にある給
気弁6よりも下方まで燃焼室4に向けて延びており、従
って排気弁7側に位置する給気弁6周縁部と弁座9間の
開口は給気弁6の開弁期間全体に亙ってマスク壁8aに
より閉鎖されることになる。また、各新気ガイド壁8b
,8cはほぼ同一平面内に位置しており、更にこれらの
新気ガイド壁8b,8cは両給気弁6の中心を結ぶ線に
対してほぼ平行に延びている。点火栓10はシリンダヘ
ッド内壁面3aの中心に位置するようにシリンダヘッド
内壁面部分3c上に配置されている。一方、排気弁7に
対しては排気弁7と弁座11間の開口を覆うマスク壁が
設けられておらず、従って排気弁7が開弁すると排気弁
7と弁座11間に形成される開口はその全体が燃焼室4
内に開口することになる。
【0007】シリンダヘッド3内には給気弁6に対して
給気ポート12が形成され、排気弁7に対して排気ポー
ト13が形成される。一方、両給気弁6の間のシリンダ
ヘッド内壁面3aの周縁部にはエアブラスト弁14が配
置される。このエアブラスト弁14はそのハウジング1
5内に形成されかつ図示しない圧縮空気源に接続された
圧縮空気通路16と、圧縮空気通路16内に配置された
燃料噴射弁17と、図示しないソレノイドにより駆動さ
れて燃焼室4内に配置されたノズル口18の開閉作用を
行う弁体19とを具備する。圧縮空気通路16内は常時
圧縮空気で満たされており、圧縮空気通路16内の圧縮
空気中に燃料噴射弁17から燃料が噴射される。次いで
弁体19がノズル口18を開口せしめるとノズル口18
から燃料が圧縮空気と共に燃焼室4内に噴射される。
【0008】図1および図3に示されるようにピストン
2の頂面上には点火栓10の下方からエアブラスト弁1
4の先端部の下方まで延びる凹溝20が形成される。図
1および図3に示す実施例ではこの凹溝20は点火栓1
0とエアブラスト弁14とを含む垂直平面K−Kに対し
て対称的な形状を有する。図4に示されるように図1か
ら図3に示す実施例では排気弁7が給気弁6よりも先に
開弁し、排気弁7が給気弁6よりも先に閉弁する。また
、図4においてIは燃料噴射時期を示している。従って
図1および図3においてFで示されるように圧縮行程の
後半にエアブラスト弁14のノズル口18から、圧縮空
気と共に燃料が円錐状をなす燃料噴霧の形で噴射される
。このとき燃料噴霧Fはノズル口18から垂直平面K−
Kに沿って噴射されしかも凹溝20の底壁面20aに沿
いつつ点火栓10下方の凹溝20内に向けて噴射される
。図3からわかるように燃料噴射Fの軸線に対して直角
方向、即ち垂直平面K−Kに対して直角方向の凹溝20
の横巾Sは燃料噴霧Fの軸線方向、即ち垂直平面K−K
に沿う方向の凹溝20の縦巾Lよりも狹く形成されてい
る。また、凹溝20の横巾Sを画定する凹溝20の両側
壁面20bはほぼ垂直をなしており、これら両側壁面2
0bは燃料噴霧Fの外側面よりもわずかばかり外方に位
置せしめられている。また、図3に示されるようにエア
ブラスト弁14と反対側に位置する凹溝20の上縁部2
0cの輪郭形状は円弧状をなしており、エアブラスト弁
14と反対側において凹溝20の底壁面20aから点火
栓10に向けて立ち上る凹溝20の端面上には図1に示
されるように上縁部20cに対しエアブラスト弁14か
ら離れる方向に後退した断面円弧状の凹部20dが形成
される。従って凹部20dの上方部は下向きの傾斜面か
ら形成される。一方、図1に示されるように上縁部20
cに関して凹溝20と反対側のピストン2の頂面部分2
aは傾斜したほぼ平坦面から形成され、ピストン2が上
死点に達するとシリンダヘッド内壁面部分3cとピスト
ン頂面部分2a間にはスキッシュエリアが形成される。 次に図1、図3および図5を参照しつつ混合気の形成方
法について説明する。
【0009】図5に示すように給気弁6および排気弁7
が開弁すると給気弁6を介して燃焼室4内に空気が流入
する。このとき、排気弁7側の給気弁6の開口はマスク
壁8aによって覆われているので空気はマスク壁8aと
反対側の給気弁6の開口から燃焼室4内に流入する。こ
の空気は矢印Wで示すように給気弁6下方のシリンダボ
ア内壁面に沿って下降する。次いでこの空気Wの一部W
1 は凹溝20内に流入し、斯くしてこの空気W1 に
よって凹溝20が掃気される。一方、空気Wの残りの部
分W2 はピストン2の頂面に沿い進んで排気弁7下方
のシリンダボア内壁面に沿い上昇し、斯くして空気W2
 は燃焼室4内をループ状に流れることになる。このル
ープ状に流れる空気W2 によって燃焼室4内の既燃ガ
スが排気弁7を介して排出され、更にこのループ状に流
れる空気W2 によって燃焼室4内には垂直面内で旋回
する旋回流Xが発生せしめられる。次いでピストン2が
下死点BDCを過ぎて上昇を開始し、給気弁6および排
気弁7が閉弁して圧縮行程末期になると図1および図3
に示されるようにエアブラスト弁14から燃料噴霧Fが
凹溝20の底壁面20aに沿いつつ点火栓10下方の凹
溝20内に向けて噴射される。
【0010】圧縮空気を用いて燃料を噴射すると燃料が
良好に微粒化せしめられるので燃料噴霧Fはただちに着
火可能な状態となるがこの燃料噴霧Fはガス状であるた
めに燃焼室4内全体に広がりやすくなる。ところが燃料
噴霧Fが燃焼室4内全体に広がると特に燃料噴射量の少
ない低負荷運転時には点火栓10の周りに比較的濃い混
合気を集めることができないので良好な着火が得られな
いことになる。しかしながら図1および図3に示す実施
例では前述したように凹溝20の端部に凹部20dが形
成されているので凹溝20内を凹部20dに向けて進行
する燃料噴霧Fは排気弁7下方の燃焼室4内に拡散する
ことなく凹部20dによって捕獲されることになる。従
って点火栓10下方の凹部20内には混合気が集まるこ
とになり、この混合気が点火栓10によって着火せしめ
られる。斯くして点火栓20による良好な着火作用を確
保できることになる。
【0011】また、図1および図3に示す実施例では前
述したように凹溝20の横巾Sを画定する凹溝20の両
側壁面20bが円錐状をなす燃料噴霧Fの外側面よりも
わずかばかり外方に位置せしめられている。従って燃料
噴霧Fは凹溝20の両側壁面20bにより挾まれたよう
な形となり、斯くして燃料噴霧Fが横方向に拡散される
のが阻止される。従って、点火栓10下方の凹溝20内
には混合気がより一層集められることになる。また、図
5に示すように燃焼室4内には旋回流Xが発生せしめら
れ、この旋回流Xによって燃料噴霧Fの進行方向が凹溝
20内に向けて偏向せしめられる。従ってこの旋回流X
によっても混合気の拡散が阻止される。
【0012】
【発明の効果】エアブラスト弁を用いた場合において燃
料噴射量が少ない機関低負荷運転時であっても点火栓の
周りに着火可能な混合気を集めることができ、斯くして
良好な着火を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2サイクル内燃機関の側面断面図である。
【図2】シリンダヘッドの底面図である。
【図3】ピストンの平面図である。
【図4】給排気弁の開弁時期および燃料噴射時期を示す
線図である。
【図5】給排気弁が開弁したところを示す2サイクル内
燃機関の側面断面図である。
【符号の説明】
6…給気弁 7…排気弁 8a…マスク壁 10…点火栓 14…エアブラスト弁 20…凹溝 20d…凹部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  シリンダヘッド内壁面の中心部に点火
    栓を配置し、圧縮空気によって燃料を噴射するエアブラ
    スト弁をシリンダヘッド内壁面の周縁部に配置し、点火
    栓の下方からエアブラスト弁の下方まで延びる凹溝をピ
    ストン頂面上に形成してエアブラスト弁から噴射された
    燃料噴霧が凹溝の底壁面に沿いつつ点火栓下方の凹溝内
    に向かうようにエアブラスト弁から凹溝内に向けて燃料
    噴霧を噴射し、エアブラスト弁と反対側において凹溝底
    壁面から点火栓に向けて立ち上る凹溝端面上に凹溝端面
    の上縁部よりもエアブラスト弁と反対側に後退した凹部
    を形成した筒内噴射式内燃機関。
JP40679490A 1990-12-26 1990-12-26 筒内噴射式内燃機関 Pending JPH04224230A (ja)

Priority Applications (4)

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JP40679490A JPH04224230A (ja) 1990-12-26 1990-12-26 筒内噴射式内燃機関
US07/736,692 US5115774A (en) 1990-12-26 1991-07-26 Internal combustion engine
DE91112766T DE69100803T2 (de) 1990-12-26 1991-07-30 Brennkraftmaschine.
EP91112766A EP0496029B1 (en) 1990-12-26 1991-07-30 An internal combustion engine

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