JPH05280343A - 火花点火機関及びその燃料供給方法 - Google Patents
火花点火機関及びその燃料供給方法Info
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- JPH05280343A JPH05280343A JP7720692A JP7720692A JPH05280343A JP H05280343 A JPH05280343 A JP H05280343A JP 7720692 A JP7720692 A JP 7720692A JP 7720692 A JP7720692 A JP 7720692A JP H05280343 A JPH05280343 A JP H05280343A
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- Japan
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- fuel
- vicinity
- injection valves
- fuel injection
- combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 失火や熱効率低下のない層状燃焼を達成す
る、及び高負荷時において性能低下を防止する。 【構成】 複数の燃料噴射弁11,12を燃焼室13内
に臨ませて形成する。この燃料噴射弁11,12を、そ
の燃料噴霧14,15が点火プラグ16の近傍で適宜重
なるように配設する。そして低負荷時においては圧縮行
程で燃料噴射させて、燃料噴霧14,15を点火プラグ
16の近傍で衝突させて層状燃焼させる。高負荷時にお
いては吸気行程で燃料噴射させ、その燃料噴霧を吸気流
により点火プラグ16から離間するように曲げて均質燃
焼させる。
る、及び高負荷時において性能低下を防止する。 【構成】 複数の燃料噴射弁11,12を燃焼室13内
に臨ませて形成する。この燃料噴射弁11,12を、そ
の燃料噴霧14,15が点火プラグ16の近傍で適宜重
なるように配設する。そして低負荷時においては圧縮行
程で燃料噴射させて、燃料噴霧14,15を点火プラグ
16の近傍で衝突させて層状燃焼させる。高負荷時にお
いては吸気行程で燃料噴射させ、その燃料噴霧を吸気流
により点火プラグ16から離間するように曲げて均質燃
焼させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、火花点火機関及びその
燃料供給方法に関するものである。
燃料供給方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、火花点火機関(ガソリンエンジ
ン)の燃費を向上させるための技術として、点火プラグ
の近傍に濃厚な混合気を偏在させて着火性を良好に保ち
つつ、全体としては混合気を稀薄にする層状燃焼が知ら
れている(例えば特開昭63−215815号公報)。
ン)の燃費を向上させるための技術として、点火プラグ
の近傍に濃厚な混合気を偏在させて着火性を良好に保ち
つつ、全体としては混合気を稀薄にする層状燃焼が知ら
れている(例えば特開昭63−215815号公報)。
【0003】図13に示すように、従来この種の火花点
火機関は、ピストン1の頂部に形成されたキャビティ2
とシリンダヘッド3の下面4との間に区画された燃焼室
5に、その側方から点火プラグ6に向けて燃料を噴射さ
せるための燃料噴射ノズル7を設けて、点火プラグ6近
傍の燃焼室5上部に濃厚混合気を形成するようになって
いる。すなわちこの濃厚な層に対して点火プラグ6の火
花により着火させ、全体の稀薄な混合気を燃焼させるも
のである。
火機関は、ピストン1の頂部に形成されたキャビティ2
とシリンダヘッド3の下面4との間に区画された燃焼室
5に、その側方から点火プラグ6に向けて燃料を噴射さ
せるための燃料噴射ノズル7を設けて、点火プラグ6近
傍の燃焼室5上部に濃厚混合気を形成するようになって
いる。すなわちこの濃厚な層に対して点火プラグ6の火
花により着火させ、全体の稀薄な混合気を燃焼させるも
のである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成によって層状燃焼を行った場合、確実に良好な
燃料噴霧を形成することが難しく、点火プラグ6(プラ
グギャップ)近傍の混合気が稀薄になって着火できない
ケースが多く生じると共に、点火プラグ6近傍の混合気
の乱れが小さいために、初期燃焼時間が長くなって熱効
率が低下するという問題があった。
来の構成によって層状燃焼を行った場合、確実に良好な
燃料噴霧を形成することが難しく、点火プラグ6(プラ
グギャップ)近傍の混合気が稀薄になって着火できない
ケースが多く生じると共に、点火プラグ6近傍の混合気
の乱れが小さいために、初期燃焼時間が長くなって熱効
率が低下するという問題があった。
【0005】また失火を防止すべく、点火プラグ6近傍
に濃厚な混合気が形成されるように構成した場合、高負
荷時の燃料流量増加時に、空気と燃料との混合が不充分
になって、通常燃焼における性能低下やスモークの発生
が懸念されると共に、点火プラグ6周りに燃料が被って
運転不能になるおそれがある。
に濃厚な混合気が形成されるように構成した場合、高負
荷時の燃料流量増加時に、空気と燃料との混合が不充分
になって、通常燃焼における性能低下やスモークの発生
が懸念されると共に、点火プラグ6周りに燃料が被って
運転不能になるおそれがある。
【0006】そこで本発明は、上記事情に鑑み、失火や
熱効率低下のない層状燃焼を行う火花点火機関、及び高
負荷時において性能低下などが生じない燃料供給方法を
提供すべく創案されたものである。
熱効率低下のない層状燃焼を行う火花点火機関、及び高
負荷時において性能低下などが生じない燃料供給方法を
提供すべく創案されたものである。
【0007】なお他の同様な従来技術としては、「エン
ジンの燃料供給装置」(特開平1−187312号公
報)、「エンジンの燃焼室構造」(特開昭62−291
423号公報)及び「層状給気エンジン」(特開昭60
−30416号公報)がある。
ジンの燃料供給装置」(特開平1−187312号公
報)、「エンジンの燃焼室構造」(特開昭62−291
423号公報)及び「層状給気エンジン」(特開昭60
−30416号公報)がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の燃料噴
射弁を燃焼室内に臨ませて形成し、このうち少なくとも
二個の燃料噴射弁を、その燃料噴霧が点火プラグの近傍
で適宜重なるように配設したものである。
射弁を燃焼室内に臨ませて形成し、このうち少なくとも
二個の燃料噴射弁を、その燃料噴霧が点火プラグの近傍
で適宜重なるように配設したものである。
【0009】また本発明は、上記構成を使用する方法で
あって、複数の燃料噴射弁を燃焼室内に臨ませて配設し
ておき、低負荷時においては圧縮行程で燃料噴射させ
て、その燃料噴霧同士を点火プラグの近傍で衝突させて
層状燃焼させると共に、高負荷時においては吸気行程で
燃料噴射させ、その燃料噴霧を吸気流により点火プラグ
から離間するように曲げて均質燃焼させるものである。
あって、複数の燃料噴射弁を燃焼室内に臨ませて配設し
ておき、低負荷時においては圧縮行程で燃料噴射させ
て、その燃料噴霧同士を点火プラグの近傍で衝突させて
層状燃焼させると共に、高負荷時においては吸気行程で
燃料噴射させ、その燃料噴霧を吸気流により点火プラグ
から離間するように曲げて均質燃焼させるものである。
【0010】
【作用】上記構成によって、燃料噴射弁は、燃料を燃焼
室内に直接噴射して、点火プラグの近傍において噴霧同
士を衝突させ、濃厚な燃料噴霧を形成して確実に着火さ
せると共に、噴霧の乱れを増加させて初期燃焼時間を短
くする。
室内に直接噴射して、点火プラグの近傍において噴霧同
士を衝突させ、濃厚な燃料噴霧を形成して確実に着火さ
せると共に、噴霧の乱れを増加させて初期燃焼時間を短
くする。
【0011】上記方法によって、低負荷時は点火プラグ
の近傍に濃厚で乱れた噴霧が形成されて、適正な層状燃
焼が実現されると共に、高負荷時は大量の燃料噴霧が直
接点火プラグにかかることなく、空気と燃料との混合が
促進される。
の近傍に濃厚で乱れた噴霧が形成されて、適正な層状燃
焼が実現されると共に、高負荷時は大量の燃料噴霧が直
接点火プラグにかかることなく、空気と燃料との混合が
促進される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。
明する。
【0013】図1乃至図3は、本発明に係わる火花点火
機関の一実施例を示したものである。この火花点火機関
は、二個の燃料噴射弁11,12が燃焼室13内に臨む
ように形成され、その燃料噴霧14,15が点火プラグ
16の近傍で直角に交差するように配置されて構成され
ている。
機関の一実施例を示したものである。この火花点火機関
は、二個の燃料噴射弁11,12が燃焼室13内に臨む
ように形成され、その燃料噴霧14,15が点火プラグ
16の近傍で直角に交差するように配置されて構成され
ている。
【0014】燃料噴射弁11,12はそれぞれシリンダ
ヘッド17に設けられ、二個の吸気ポート18の間で斜
め下方に伸びた第一の燃料噴射弁11と、吸気ポート1
8と排気ポートと19との間に上下方向に伸びた第二の
燃料噴射弁12とで成り、そのノズル先端20,21が
燃焼室13内に突出するように保持されている。そして
噴射された燃料噴霧14,15の重なった部分22が、
点火プラグ16のプラグギャップ23に一部掛かるよう
に形成されている。
ヘッド17に設けられ、二個の吸気ポート18の間で斜
め下方に伸びた第一の燃料噴射弁11と、吸気ポート1
8と排気ポートと19との間に上下方向に伸びた第二の
燃料噴射弁12とで成り、そのノズル先端20,21が
燃焼室13内に突出するように保持されている。そして
噴射された燃料噴霧14,15の重なった部分22が、
点火プラグ16のプラグギャップ23に一部掛かるよう
に形成されている。
【0015】次に本発明に係わる火花点火機関の燃料供
給方法の一実施例を、上記構成の作用として説明する。
給方法の一実施例を、上記構成の作用として説明する。
【0016】低負荷時においては、エンジンの圧縮行程
で燃料噴射させる。すなわちピストン24が上昇する時
期において、それぞれの燃料噴射弁11,12から燃料
を噴射させて、その燃料噴霧14,15同士をプラグギ
ャップ23の近傍で衝突させる。これで点火プラグ16
の下方には他の部分より濃厚で、しかも適度に乱れた燃
料噴霧の部分22が形成され、プラグギャップ23の火
花により確実に着火されて、燃焼室13全体の稀薄な混
合気が燃焼される。
で燃料噴射させる。すなわちピストン24が上昇する時
期において、それぞれの燃料噴射弁11,12から燃料
を噴射させて、その燃料噴霧14,15同士をプラグギ
ャップ23の近傍で衝突させる。これで点火プラグ16
の下方には他の部分より濃厚で、しかも適度に乱れた燃
料噴霧の部分22が形成され、プラグギャップ23の火
花により確実に着火されて、燃焼室13全体の稀薄な混
合気が燃焼される。
【0017】また高負荷時においては、図4乃至図6に
示すように吸気行程で燃料噴射させる。すなわち噴射時
期を、負荷及びエンジン回転数に従って進角させる。例
えば図7に示すように、燃料流量の増加に従って単調に
或いは屈折変化しながら進角する特性とする、また図8
に示すように、エンジン回転数(1,000 〜3,000rpm)毎
に適合した進角特性とする、ことが考えられる。この進
角特性は連続的なものに限らず、設定した燃料流量にな
ったら吸気行程に切り換えるとしてもよいし(図9参
照)、さらに回転数毎に変える(図10参照)ようにし
てもよい。これら進角制御は、各種センサーを備えた従
来同様のコントローラにより行うことができる。
示すように吸気行程で燃料噴射させる。すなわち噴射時
期を、負荷及びエンジン回転数に従って進角させる。例
えば図7に示すように、燃料流量の増加に従って単調に
或いは屈折変化しながら進角する特性とする、また図8
に示すように、エンジン回転数(1,000 〜3,000rpm)毎
に適合した進角特性とする、ことが考えられる。この進
角特性は連続的なものに限らず、設定した燃料流量にな
ったら吸気行程に切り換えるとしてもよいし(図9参
照)、さらに回転数毎に変える(図10参照)ようにし
てもよい。これら進角制御は、各種センサーを備えた従
来同様のコントローラにより行うことができる。
【0018】そして吸気行程で燃焼室13内に噴射され
た燃料噴霧25,26は、図5及び図6に示したよう
に、吸気ポート18からピストン24側及び排気ポート
19側へと流れる空気流aにより、プラグギャップ23
から遠ざかるように下方へ曲げられる。特に第二の燃料
噴射弁12による燃料噴霧26は、平面視上の燃焼室1
3中心から逸れてシリンダー内壁側へも曲げられ(図4
参照)、プラグギャップ23の近傍には過度に濃厚な燃
料噴霧が形成されることがない。そしてこれら燃料噴霧
25,26は、燃焼室13内に形成されるスワール、タ
ンブル等の筒内空気流動により均質に混合され、均質燃
焼される。
た燃料噴霧25,26は、図5及び図6に示したよう
に、吸気ポート18からピストン24側及び排気ポート
19側へと流れる空気流aにより、プラグギャップ23
から遠ざかるように下方へ曲げられる。特に第二の燃料
噴射弁12による燃料噴霧26は、平面視上の燃焼室1
3中心から逸れてシリンダー内壁側へも曲げられ(図4
参照)、プラグギャップ23の近傍には過度に濃厚な燃
料噴霧が形成されることがない。そしてこれら燃料噴霧
25,26は、燃焼室13内に形成されるスワール、タ
ンブル等の筒内空気流動により均質に混合され、均質燃
焼される。
【0019】このように、直角に交わる燃料噴霧14,
15を噴射するように燃料噴射弁11,12を設け、低
負荷低回転のリーンバーン時に点火プラグ16近傍の混
合気のみを着火可能な空燃比にして、層状燃焼を行わせ
るようにしたので、プラグギャップ23の火花による着
火が安定し、図11に示すように、従来の層状燃焼のも
のよりも失火を減ずることができる。言い換えると、ト
ータルの空燃比をより稀薄なものにできる。またプラグ
キャップ23近傍で、流れの方向が違う燃料噴霧14,
15が衝突することで、混合気の乱れが増して、図12
に示すように燃焼速度が上がり、熱効率が向上される。
15を噴射するように燃料噴射弁11,12を設け、低
負荷低回転のリーンバーン時に点火プラグ16近傍の混
合気のみを着火可能な空燃比にして、層状燃焼を行わせ
るようにしたので、プラグギャップ23の火花による着
火が安定し、図11に示すように、従来の層状燃焼のも
のよりも失火を減ずることができる。言い換えると、ト
ータルの空燃比をより稀薄なものにできる。またプラグ
キャップ23近傍で、流れの方向が違う燃料噴霧14,
15が衝突することで、混合気の乱れが増して、図12
に示すように燃焼速度が上がり、熱効率が向上される。
【0020】そして高負荷高回転の通常燃焼時には、吸
気行程時に燃料を噴射させて、空気との混合を充分行わ
せて均質燃焼させるようにしたので、筒内噴射による最
高出力の低下及びスモークの発生が防止できる。そして
吸気流aによって燃料噴霧を曲げるようにしたことで、
点火プラグへ16の被りによる運転不能が防止できる。
また吸気ポート18を適宜形状として、適宜な方向、強
さのスワール、タンブル等の筒内空気流動を発生させる
ことにより、空気と燃料との混合が促進されるものであ
る。なお圧縮行程においてはこの空気流動は弱まるの
で、燃料噴霧14,15同士の衝突による層状燃焼が損
なわれることはない。
気行程時に燃料を噴射させて、空気との混合を充分行わ
せて均質燃焼させるようにしたので、筒内噴射による最
高出力の低下及びスモークの発生が防止できる。そして
吸気流aによって燃料噴霧を曲げるようにしたことで、
点火プラグへ16の被りによる運転不能が防止できる。
また吸気ポート18を適宜形状として、適宜な方向、強
さのスワール、タンブル等の筒内空気流動を発生させる
ことにより、空気と燃料との混合が促進されるものであ
る。なお圧縮行程においてはこの空気流動は弱まるの
で、燃料噴霧14,15同士の衝突による層状燃焼が損
なわれることはない。
【0021】なお本実施例にあっては、二個の燃料噴射
弁11,12により直交する燃料噴霧14,15を形成
させるものとしたが、燃料噴霧同士が斜めに交差する、
或いは対向するように形成してもよく、三個以上の燃料
噴射弁を設けて、そのうちの少なくとも二個の燃焼噴射
弁が適宜重なるような噴霧を形成するものとしてもよ
い。
弁11,12により直交する燃料噴霧14,15を形成
させるものとしたが、燃料噴霧同士が斜めに交差する、
或いは対向するように形成してもよく、三個以上の燃料
噴射弁を設けて、そのうちの少なくとも二個の燃焼噴射
弁が適宜重なるような噴霧を形成するものとしてもよ
い。
【0022】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【0023】(1) 請求項1記載の構成によれば、点火プ
ラグ近傍の混合比が適正化され、失火を減ずることがで
きると共に、混合気の乱れの増加により燃焼速度が上が
り、熱効率の向上が達成される。
ラグ近傍の混合比が適正化され、失火を減ずることがで
きると共に、混合気の乱れの増加により燃焼速度が上が
り、熱効率の向上が達成される。
【0024】(2) 請求項2記載の方法によれば、高負荷
時の通常燃焼における最高出力の低下、スモークの発生
及び点火プラグの被りによる運転不能が防止できる。
時の通常燃焼における最高出力の低下、スモークの発生
及び点火プラグの被りによる運転不能が防止できる。
【図1】本発明に係わる火花点火機関の一実施例を示し
た平面図である。
た平面図である。
【図2】図1中のA−A線矢視断面図である。
【図3】図1中のB−B線矢視断面図である。
【図4】本発明に係わる火花点火機関の燃料供給方法を
説明するための平面図である。
説明するための平面図である。
【図5】図4中のC−C線矢視断面図である。
【図6】図4中のD−D線矢視断面図である。
【図7】本発明の燃料供給方法の制御内容を説明するた
めの進角特性図である。
めの進角特性図である。
【図8】図7の他の制御内容を示した進角特性図であ
る。
る。
【図9】図8の他の制御内容を示した進角特性図であ
る。
る。
【図10】図9の他の制御内容を示した進角特性図であ
る。
る。
【図11】本発明の効果を説明するための空燃比とエン
ジン回転トルク変動率との関係図である。
ジン回転トルク変動率との関係図である。
【図12】本発明の効果を説明するための空燃比と熱効
率及び燃焼速度との関係図である。
率及び燃焼速度との関係図である。
【図13】従来の火花点火機関を示した側断面図であ
る。
る。
11,12 燃料噴射弁 13 燃焼室 14,15 燃料噴霧 16 点火プラグ
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の燃料噴射弁を燃焼室内に臨ませて
形成し、このうち少なくとも二個の燃料噴射弁を、その
燃料噴霧が点火プラグの近傍で適宜重なるように配設し
たことを特徴とする火花点火機関。 - 【請求項2】 複数の燃料噴射弁を燃焼室内に臨ませて
配設しておき、低負荷時においては圧縮行程で燃料噴射
させて、その燃料噴霧同士を点火プラグの近傍で衝突さ
せて層状燃焼させると共に、高負荷時においては吸気行
程で燃料噴射させ、その燃料噴霧を吸気流により点火プ
ラグから離間するように曲げて均質燃焼させることを特
徴とする火花点火機関の燃料供給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7720692A JPH05280343A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 火花点火機関及びその燃料供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7720692A JPH05280343A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 火花点火機関及びその燃料供給方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05280343A true JPH05280343A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13627361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7720692A Pending JPH05280343A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 火花点火機関及びその燃料供給方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05280343A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5908018A (en) * | 1995-08-17 | 1999-06-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Direct injected engine |
US5927245A (en) * | 1996-05-25 | 1999-07-27 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber for engine |
JP2006258014A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7720692A patent/JPH05280343A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5908018A (en) * | 1995-08-17 | 1999-06-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Direct injected engine |
US5927245A (en) * | 1996-05-25 | 1999-07-27 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber for engine |
JP2006258014A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
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