JPH05272373A - 内燃機関の燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、多様な運転条件のもとでも
確実な点火と安定した火炎伝ぱにより良好な燃焼が得ら
れ、燃焼性能の向上，排気有害成分の低減，熱効率の向
上を図り得る内燃機関の燃焼装置を提供するにある。 【構成】 本発明の内燃機関の燃焼装置は、シリンダ内
ガソリン噴射式火花点火エンジンにおいて、少くともエ
ンジンの圧縮圧力より高い圧力に燃料を蓄圧する蓄圧器
７と、該蓄圧器から送出された燃料を直接シリンダ内に
噴射する燃料噴射電磁弁１と、エンジンの運転条件に即
応して良好な燃焼が得られる燃料噴射の態様となるよう
に前記の燃料噴射電磁弁１を電子制御するコントロール
ユニット８とを有してなることを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】内燃機関、特にシリンダ内ガソリ
ン噴射式火花点火エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来のシリンダ内ガソリン噴射式
火花点火エンジンの燃焼装置の構成を示す。図において
１１は燃料噴射弁、１２は点火プラグ、１３はシリンダ
ヘッド、１４はピストン、１５は燃焼室である。前記構
成において、通常吸気行程から圧縮行程の間の定められ
た時期に燃料噴射弁１１から燃料（ガソリン）が噴射さ
れる。ピストン４の上昇によりシリンダ内の空気とガソ
リン噴霧は圧縮され温度が上昇し、ガソリン噴霧の蒸発
ならびに空気との混合が進み混合気が生成された後、点
火プラグ１２により火花点火され燃焼が進行する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の技術では次のような問題点があった。即ち、火花点火
により確実な点火と安定した燃焼の進行を得るために
は、いかなる運転状態においても、点火時に点火プラグ
近傍に十分な量の可燃混合気が存在し、且つ適正な空燃
比の混合気がその周辺に連続して分散している必要があ
る。ところで、混合気の生成に与えられる時間は、燃料
の噴射開始から点火に至るまでの時間でありこれはエン
ジンの回転数によって変化し、また燃料の噴射量によっ
て混合気生成のため必要となる時間も変化する。

【０００４】従って、従来のように燃料噴射時期が固定
されている場合、噴射時期の設定と混合気の生成の関係
については図４に示すとおりである。図４の（ａ）は噴
射時期を比較的早い時期に設定した場合で、特に低速・
低負荷域では燃料噴霧が過分散となり、混合気が希薄に
なりすぎて、確実な点火及び安定した火炎伝ぱが行なわ
れず、未燃炭化水素の排出を招くようになる。なお、そ
れを防止するため吸気を絞る必要が生じて絞り損失が増
大し、シリンダ内ガソリン噴射式エンジンの長所の一つ
としてあげられている絞り損失の軽減による高効率特性
がそこなわれる。図４の（ｂ）は噴射時期を比較的遅い
時期に設定した場合で、特に高速・高負荷域では混合が
不十分となって過濃な混合気の燃焼となり燃焼自体が悪
化して排煙濃度の増大、熱効率の低下を招くことがあ
る。前記のように、燃料噴射時期だけを運転条件に応じ
て変化させた場合でも、噴射率との関係で全運転条件で
良好な混合気生成状態が得られないという問題点があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、前述の問題点を解消し
て、多様な運転条件のもとで確実な点火と良好な燃焼が
得られ、高負荷時の排煙，炭化水素（ＨＣ）の排出等の
未燃成分の排出を抑止するとともに、低負荷時にも吸気
系の絞りが不必要で絞り損失の低減が可能であり、燃焼
性能の向上、排気有害成分の低減，熱効率の向上を図り
得る内燃機関の燃焼装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の
燃焼装置は、混合気に点火する点火プラグ２をシリンダ
ヘツドに具えたシリンダ内ガソリン噴射式火花点火エン
ジンにおいて、少なくともエンジン圧縮圧力よりも高い
圧力に燃料を蓄圧する蓄圧器７と、シリンダヘッドに装
着し前記蓄圧器から送出された燃料を直接シリンダ内に
噴射する燃料噴射電磁弁１と、吸気行程から圧縮行程の
間にかけてエンジンの回転数・負荷に応じて燃料噴射を
予め設定した分割回数及び１回当りの設定噴射量としさ
らに前記燃料噴射の終了時期を火花点火時期以前の所定
の時期に設定するよう前記燃料噴射電磁弁１を電子制御
するコントロールユニット８とを有してなることを特徴
としている。

【０００７】

【作用】本発明では前記のような構成と制御によってい
るので下記のように作用する。即ち、１サイクル当りの
燃料の噴射を複数回に分割し、またその回数及び一回当
りの噴射量を、回転数や負荷などエンジンの運転状態に
対応してコントロールユニットの電子回路によって燃料
噴射の電磁弁を制御することにより、いかなる運転状態
にあっても、点火時期には点火プラグ回りに点火可能な
適正濃度の混合気を生成すると共にシリンダ内での混合
気濃度の片寄りをなくし、確実な点火，安定した火炎伝
ぱと良好な燃焼を図ることができる。

【０００８】

【実施例】図１に本発明の実施例に係る燃焼装置の構成
図を示す。図において１は燃料噴射電磁弁、２は点火プ
ラグ、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼
室、６は燃料蓄圧ポンプ、７は蓄圧器、８はコントロー
ルユニットである。図２に本発明の実施例による１サイ
クル当りの燃料の噴射を複数回に分割し繰返し噴射とし
た場合の高負荷時における燃料噴射状況及び点火プラグ
回りの混合気濃度の時間経過を示した。

【０００９】図に見られるように複数回にわたり繰返さ
れる燃料噴射のうち、早い時期に噴射された燃料は、点
火に至るまでに時間があるので、点火の時期には比較的
濃度の薄い混合気を生成する。一方、遅い時期に噴射さ
れた燃料、特に点火時期前の予め設定された時期に行わ
れる最終回の噴射による燃料は、点火の時期に比較的濃
度の濃い混合気を生成する。従って結果的に図２に示す
ように点火時期に点火プラグ回りに確実に点火可能な適
正な濃度の混合気を生成し、且つシリンダ内燃焼領域の
全般にわたり混合気濃度の片寄り不均衡を抑止して適正
な濃度の混合気を生成する。また、エンジンの回転数・
負荷に対応して、燃料噴射を予め設定された分割噴射回
数及び１回当りの噴射量となるように制御することによ
って、前記の混合気生成状態を制御することができる。

【００１０】前述の制御の例として次のような手法が考
えられる。たとえば、エンジンの運転状態が低速・低負
荷の場合、分割噴射の回数を減らし、全体として点火時
期に近い時期に燃料を噴射する。また負荷の高いほど最
終回の燃料噴射の時期及び１回当りの噴射量は同一にし
て噴射の回数を増す、即ち最初の噴射の開始時期を早く
する。さらに高速時においては、最終回の燃料噴射の終
了時期の設定を早くし、全体の噴射時期を早めるという
制御が考えられる。但し、運転条件に対する複数回の燃
料噴射の設定、即ち１サイクル当りの分割噴射の回数及
び１回当りの噴射量の設定は、混合気生成の面から実際
のエンジンによって適正条件に相違があるので前記した
例のような手法に限定されるものではない。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、前記のような構成と制御によ
っているので下記のような効果が得られる。シリンダ内
ガソリン噴射式火花点火エンジンの点火プラグ回りに確
実に点火可能な濃度の混合気が生成され、且つシリンダ
内の燃焼領域全般にわたっても適正な濃度の混合気が生
成されるように制御することにより、全運転領域で確実
な点火と安定した火炎伝ぱにより良好な燃焼が得られ、
高負荷時の排煙，炭化水素（ＨＣ）の排出等の未燃成分
の排出を抑止すると共に、低負荷時にも吸気を絞る必要
がなく絞り損失を低減することができ、燃焼性能の向
上，排気有害成分の低減，熱効率の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るシリンダ内ガソリン噴射
式火花点火エンジンの燃焼装置の構成図

【図２】図１に示した実施例による燃料噴射及び混合気
生成状態の説明図

【図３】従来のシリンダ内ガソリン噴射式火花点火エン
ジンの燃焼装置の構成図

【図４】図３に示した装置による燃料噴射及び混合気生
成状態の説明図

【符号の説明】

１…燃料噴射電磁弁、２…点火プラグ、３…シリンダヘ
ッド、７…蓄圧器、８…コントロールユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合気に点火する点火プラグ（２）をシ
   リンダヘッド（３）に具えたシリンダ内ガソリン噴射式
   火花点火エンジンにおいて、少なくともエンジン圧縮圧
   力よりも高い圧力に燃料を蓄圧する蓄圧器（７）と、シ
   リンダヘッドに装着し前記蓄圧器から送出された燃料を
   直接シリンダ内に噴射する燃料噴射電磁弁（１）と、吸
   気行程から圧縮行程の間にかけてエンジンの回転数・負
   荷に応じて燃料噴射を予め設定した分割回数及び１回当
   りの設定噴射量としさらに前記燃料噴射の終了時期を火
   花点火時期以前の所定の時期に設定するよう前記燃料噴
   射電磁弁（１）を電子制御するコントロールユニット
   （８）とを有してなる内燃機関の燃焼装置。