JPH06101482A - Direct cylinder injection type engine - Google Patents

Direct cylinder injection type engine

Info

Publication number
JPH06101482A
JPH06101482A JP25461092A JP25461092A JPH06101482A JP H06101482 A JPH06101482 A JP H06101482A JP 25461092 A JP25461092 A JP 25461092A JP 25461092 A JP25461092 A JP 25461092A JP H06101482 A JPH06101482 A JP H06101482A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
fuel
cylinder
spark plug
combustion chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP25461092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shizo Kariyama
四三 苅山
Yoichi Kuji
洋一 久慈
Akira Kageyama
明 陰山
Shigeru Sakurai
茂 櫻井
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP25461092A priority Critical patent/JPH06101482A/en
Publication of JPH06101482A publication Critical patent/JPH06101482A/en
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
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve ignitability during stratified charge and to reduce an amount of discharged toxic component in exhaust gas by featuring arrangement of the fuel injection valve and the ignition plug of a direct fuel injection type engine. CONSTITUTION:Regarding the direction of a swirl flow, an injector A30, an injector B31, and an ignition plug 40 are arranged in a combustion chamber, in order, from the upper coarse. At the same time a radius extending from the central line of a cylinder is arranged short in order.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は筒内直接燃料噴射式エン
ジンに係わり、特に層状給気式エンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct cylinder fuel injection engine, and more particularly to a stratified charge engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エンジンの燃費および出力向
上のために圧縮比を上げて燃焼効率を向上させる方向が
提案されてきた。しかし、例えばガソリンエンジンでは
圧縮比が10前後の高い圧縮比になるとノッキングと呼
ばれる異常燃焼を生じて出力低下、騒音増大、ピストン
溶損等を招く問題があり、圧縮比を上げるのには限界が
あった。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a method of increasing a compression ratio to improve combustion efficiency in order to improve fuel efficiency and output of an engine. However, for example, in a gasoline engine, when the compression ratio becomes a high compression ratio of about 10, there is a problem that abnormal combustion called knocking occurs, resulting in output reduction, noise increase, piston melting loss, etc., and there is a limit to increasing the compression ratio. there were.

【0003】しかしながら、エンジンの基本行程である
吸入、圧縮、膨脹、排気のうち、吸入行程において空気
だけを吸入して点火直前に燃焼室内に燃料を燃料噴射弁
を用いて直接噴射する直接燃料噴射式エンジンでは、前
記したノッキングを回避できるばかりでなく、上記燃料
噴射弁より噴射される燃料噴霧を点火プラグ近傍に供給
することで層状給気を比較的簡単に実現でき、該層状給
気に伴なう混合気の空燃比を理論空燃比、例えばガソリ
ンでは14.7より大幅に増大していわゆるリーンな混
合気への点火・燃焼が可能であり、一般にリーンバーン
と呼ばれる稀薄燃焼をも比較的簡単に実現可能である。
However, of the basic strokes of the engine, which are intake, compression, expansion, and exhaust, only the air is sucked in the intake stroke and the fuel is directly injected into the combustion chamber immediately before ignition by using the fuel injection valve. In the engine of the type, not only the knocking described above can be avoided, but also the stratified charge can be realized relatively easily by supplying the fuel spray injected from the fuel injection valve to the vicinity of the spark plug. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is greatly increased from the theoretical air-fuel ratio, for example, 14.7 for gasoline, so that a so-called lean mixture can be ignited and burned, and a lean burn generally called lean burn is relatively performed. It is easily feasible.

【0004】[0004]

【発明が解決するための課題】ところが、上記直接燃料
噴射式エンジンでは燃料噴射弁より燃料噴射してから点
火プラグより火花点火するまでの所要時間が短く、燃料
の気化・霧化が火花点火までに十分に行なわれないため
に不完全燃焼を生じて未燃燃料等の有害な排気ガスの排
出量増大や、混合気の着火安定性の悪化を招く問題を生
じている。
However, in the above direct fuel injection type engine, the time required from the fuel injection from the fuel injection valve to the spark ignition from the spark plug is short, and the vaporization and atomization of the fuel until the spark ignition. Insufficient combustion occurs, resulting in increased emission of harmful exhaust gas such as unburned fuel and deterioration of ignition stability of air-fuel mixture.

【0005】上述した問題に対して、実開昭62−93
164号公報では、点火プラグを燃焼室内のスワール流
れに関して点火用燃料噴射弁よりスワール下流側に配置
した構成を開示しており、点火プラグに燃料噴霧を指向
して該点火プラグ近傍に燃料噴霧を集中させて着火性を
向上させるものがある。燃焼室内に設けられた燃料噴射
弁から噴射される燃料噴霧をスワール流れに乗せること
で、スワール流れによる攪乱を利用して燃料噴霧の気化
・霧化を促進しつつ燃料噴霧自体を帯状に形成して燃料
噴霧の拡散を防止でき、層状給気を比較的容易に実現で
きる。しかし、燃料噴霧を点火プラグに指向させるため
にスワール流れを利用しており、しかもスワール速度は
シリンダ壁面に沿って流れるために燃料噴霧にはシリン
ダ半径方向にズレを生じるばかりでなく、燃料噴霧の一
部はシリンダ内壁に付着してブローバイガス増大の一因
となる問題を有している。すなわち、上記の公報に開示
された構成では着火性を向上させる効果があるものの、
その代償として排気ガス中の未燃燃料成分割合が増大す
る問題を有している。
In order to solve the above-mentioned problems, the actual construction of Sho 62-93
Japanese Patent No. 164 discloses a configuration in which a spark plug is arranged on the swirl downstream side of a fuel injection valve for ignition with respect to a swirl flow in a combustion chamber, and the fuel spray is directed to the spark plug to inject fuel spray in the vicinity of the spark plug. There is a thing which concentrates and improves ignition performance. By placing the fuel spray injected from the fuel injection valve installed in the combustion chamber on the swirl flow, the disturbance caused by the swirl flow is used to promote vaporization and atomization of the fuel spray while forming the fuel spray itself into a band shape. Therefore, diffusion of fuel spray can be prevented, and stratified charge can be realized relatively easily. However, the swirl flow is used to direct the fuel spray toward the spark plug, and since the swirl velocity flows along the cylinder wall surface, not only the fuel spray deviates in the cylinder radial direction, but also the fuel spray Some of them have a problem that they adhere to the inner wall of the cylinder and contribute to the increase of blow-by gas. That is, although the configuration disclosed in the above publication has the effect of improving ignitability,
As a compensation, there is a problem that the proportion of unburned fuel components in the exhaust gas increases.

【0006】本発明はこのような事情に鑑みて構成され
たものであり、燃料の気化・霧化を良好にしつつ、最適
な位置に層状給気を形成することで未燃燃料成分の低減
と着火性の改善との両立を目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce unburned fuel components by forming stratified charge at an optimum position while improving vaporization and atomization of fuel. The purpose is to achieve both improvement of ignitability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本願の構成した手段は、
[Means for Solving the Problems] Means for constructing the present invention in order to solve the above problems are as follows.

【0008】請求項1記載の構成によると、シリンダ内
に形成された燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁
と、上記燃焼室内の混合気に点火する点火プラグとを設
ける筒内直接噴射式エンジンにおいて、
According to the first aspect of the present invention, a cylinder direct injection type in which a fuel injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber formed in the cylinder and an ignition plug for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber are provided. In the engine,

【0009】上記燃料噴射弁をシリンダ中心線に対して
半径方向に第1の所定距離離れた位置に設け、上記燃焼
室内のスワール流れに沿って下流側に点火プラグをシリ
ンダ中心線に対して半径方向に第1の所定距離より長い
第2の所定距離離れた位置に設けるとともに、上記燃焼
室内に形成されるスワール流れに沿ってスワール上流側
に配した燃料噴射弁から下流側に配した点火プラグまで
の距離であるスワール方向距離が長くなるのに従って第
2の所定距離が長くなるように燃焼室内への燃料噴射弁
と点火プラグとを配置することを特徴とするもの。
The fuel injection valve is provided at a position spaced a first predetermined distance in the radial direction with respect to the cylinder center line, and a spark plug is provided downstream with respect to the cylinder center line along the swirl flow in the combustion chamber. Spark plug provided at a position separated by a second predetermined distance longer than the first predetermined distance in the direction, and arranged downstream from the fuel injection valve arranged upstream of the swirl along the swirl flow formed in the combustion chamber. The fuel injection valve and the spark plug are arranged in the combustion chamber so that the second predetermined distance becomes longer as the distance in the swirl direction, which is the distance to the.

【0010】請求項2記載の構成によると、1気筒あた
り2つの燃料噴射弁と1つの点火プラグとを有し、シリ
ンダ内に形成された燃焼室内のスワール流れに対して点
火プラグより上流側に上記2つの燃料噴射弁を配置する
ものであり、燃焼室内に配置した点火プラグと、上記燃
焼室内のスワール流れ方向の上流側に関して上記スワー
ル方向距離が点火プラグに近い側の第1の燃料噴射弁
と、スワール方向距離が点火プラグに遠い側の第2の燃
料噴射弁の順にシリンダ中心線に対する半径が長くなる
位置に配置したことを特徴とする、請求項1記載のも
の。
According to the second aspect of the present invention, each cylinder has two fuel injection valves and one spark plug, and is located upstream of the spark plug with respect to the swirl flow in the combustion chamber formed in the cylinder. The two fuel injection valves are arranged, and the first fuel injection valve on the side where the distance in the swirl direction is closer to the spark plug arranged in the combustion chamber and the upstream side in the swirl flow direction in the combustion chamber. And the second fuel injection valve whose distance in the swirl direction is farther from the spark plug is arranged in the order of increasing radius with respect to the cylinder center line.

【0011】請求項3記載の構成によると、上記第1の
燃料噴射弁には上記第2の燃料噴射弁より燃料噴霧の微
粒化特性が優れたものを用いることを特徴とする、請求
項2記載のもの。
According to a third aspect of the present invention, the first fuel injection valve has a better atomization characteristic of fuel spray than the second fuel injection valve is used. The ones listed.

【0012】請求項4記載の構成によると、燃料噴射弁
から噴射される燃料噴霧の粒径が小さくなるのに応じ
て、上記第1の所定距離と第2の所定距離との差を減じ
るように設定する設定手段を有することを特徴とする、
請求項2ないし3記載のもの。
According to the structure of claim 4, the difference between the first predetermined distance and the second predetermined distance is reduced as the particle size of the fuel spray injected from the fuel injection valve becomes smaller. Characterized by having setting means for setting to,
The thing of Claim 2 thru | or 3.

【0013】[0013]

【作用】直接燃料噴射式エンジンでは、燃料の気化・霧
化を急速に実現するために燃焼室内に生じるスワール流
れを利用して燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧を攪乱
するものがある。このとき、燃料噴霧はスワール流れ方
向に沿って運動するためにシリンダ中心線より半径外側
方向の遠心力を受けてシリンダ側面方向へと移動して、
燃料噴霧の主流部が点火プラグよりシリンダ壁面側にそ
れて点火プラグ上に到達しないために着火性を低下させ
たり、あるいはシリンダ壁面に燃料噴霧の一部が付着し
て未燃燃料の排出量が増大するという問題をも有してい
る。
Some direct fuel injection engines use a swirl flow generated in the combustion chamber to disturb the fuel spray injected from the fuel injection valve in order to rapidly realize vaporization and atomization of the fuel. At this time, since the fuel spray moves along the swirl flow direction, it receives centrifugal force radially outward from the cylinder center line and moves toward the cylinder side surface,
The main flow part of the fuel spray deviates to the cylinder wall surface side from the spark plug and does not reach the spark plug, which lowers the ignitability, or a part of the fuel spray adheres to the cylinder wall surface and the amount of unburned fuel discharged It also has the problem of increasing.

【0014】燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の平均
粒径は燃料噴射圧力および燃料噴射弁噴口部形状、特に
噴口径によりほぼ決定される。すなわち、上記燃料噴射
圧力および噴口部形状はいずれも一般には設計段階で定
められる設計事項であり、エンジン運転中には変更され
ない要件であることからエンジンの運転条件に関わらず
に燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の平均粒径を低減
するためには燃料噴射圧力を増すか、あるいは噴口径を
絞ることで達成できるが、前者の噴射圧力を増大する手
段では燃料噴射装置の大型化を伴なうために自ずと限界
があり、後者の噴口径を絞る手段では燃料の噴射率が減
少するために燃料噴射時間が限られる直接燃料噴射式エ
ンジンでは噴射量に限界を生じる。
The average particle diameter of the fuel spray injected from the fuel injection valve is substantially determined by the fuel injection pressure and the shape of the fuel injection valve injection port, especially the injection port diameter. That is, the fuel injection pressure and the shape of the injection port are both design items that are generally determined at the design stage, and are requirements that do not change during engine operation, so injection from the fuel injection valve is performed regardless of engine operating conditions. In order to reduce the average particle size of the fuel spray, it can be achieved by increasing the fuel injection pressure or by narrowing the injection port diameter. However, the former means for increasing the injection pressure is accompanied by an increase in the size of the fuel injection device. Therefore, in the latter means for reducing the diameter of the injection port, the fuel injection rate is reduced, and therefore the direct fuel injection type engine in which the fuel injection time is limited causes the injection amount to be limited.

【0015】また、上記燃焼室内に生じるスワール流れ
の流速は、エンジンの回転数が低回転時には低く、また
高回転時には高くなるためにエンジン回転数とスワール
流速との比であるスワール比はあまり変化せず、エンジ
ン回転数の増大に伴なって燃料噴射弁が燃料噴霧を噴射
開始してから点火プラグが電気放電を開始するまでの時
間が短縮されるとともに、エンジン回転数の増大に伴な
ってある所定の平均粒径をなす燃料噴霧が噴射開始後か
ら点火プラグでの電気放電開始までの間にスワール流れ
より遠心力を受けてシリンダ壁面方向へと移動する移動
速度は増大する。すなわち、燃料噴霧がスワール流れよ
り遠心力を受けてシリンダ壁面方向へと移動する移動距
離はエンジンの回転数に関わらずにほぼ一定となる。し
たがって、
Further, since the flow velocity of the swirl flow generated in the combustion chamber is low when the engine speed is low and is high when the engine speed is high, the swirl ratio, which is the ratio between the engine speed and the swirl flow velocity, changes too much. Without increasing the engine speed, the time from the fuel injection valve injecting fuel spray to the spark plug starting electrical discharge is shortened, and the engine speed is increased. During the period from the start of injection to the start of electric discharge at the spark plug, the fuel spray having a certain average particle size receives a centrifugal force from the swirl flow and moves toward the cylinder wall surface at an increased moving speed. That is, the moving distance that the fuel spray receives the centrifugal force from the swirl flow and moves toward the cylinder wall surface becomes substantially constant regardless of the engine speed. Therefore,

【0016】請求項1記載の構成によると、所定の平均
粒径の燃料噴霧を噴射する燃料噴射弁の燃焼室内への取
付位置としては、シリンダ中心線より所定半径だけ離れ
た位置に設けられた燃料噴射弁の取付位置に対して、該
所定半径より上記移動距離だけシリンダ壁面側にオフセ
ットした位置に点火プラグを設けることにより、燃料噴
霧の主流部が点火プラグに確実に接触して着火性を確保
するとともに、シリンダ壁面への未燃燃料が付着する問
題を燃料噴射弁と点火プラグとの配置の最適化により比
較的簡単に改善する事ができる。
According to the first aspect of the invention, the fuel injection valve for injecting the fuel spray having a predetermined average particle size is provided at a position separated from the cylinder center line by a predetermined radius as a mounting position in the combustion chamber. By disposing the spark plug at a position offset from the predetermined radius to the cylinder wall surface side by the above moving distance with respect to the mounting position of the fuel injection valve, the mainstream portion of the fuel spray is surely brought into contact with the spark plug to improve ignitability. The problem of the unburned fuel adhering to the wall surface of the cylinder can be relatively easily alleviated by optimizing the arrangement of the fuel injection valve and the spark plug while securing the same.

【0017】請求項2記載の構成によると、複数の燃料
噴射弁を点火プラグよりスワール流れ方向の上流側に配
置するとき、いずれの燃料噴射弁から噴射される燃料噴
霧も点火プラグ近傍に確実に集合でき、複数の燃料噴射
弁のスワール流れ方向距離をそれぞれ変えることによ
り、点火プラグに対して遠い位置に設けた燃料噴射弁を
均一混合気用とし、点火プラグに対して近い位置に設け
た燃料噴射弁を層状給気用とすることで低負荷から高負
荷までいずれの運転状態でも燃焼安定性を確保しつつ燃
費改善と排気ガス中の有害成分低減効果とを併せ持つも
のである。
According to the second aspect of the present invention, when the plurality of fuel injection valves are arranged on the upstream side of the spark plug in the swirl flow direction, the fuel spray injected from any of the fuel injection valves is surely provided in the vicinity of the spark plug. Fuel injection valves installed at positions far from the spark plug can be used for uniform air-fuel mixture by changing the swirl flow direction distances of multiple fuel injection valves. By using the injection valve for stratified charge, it has both fuel efficiency improvement and harmful component reduction in exhaust gas while ensuring combustion stability under any operating conditions from low load to high load.

【0018】請求項3記載の構成によると、燃料噴霧の
微粒化特性が異なる燃料噴射弁を同一気筒に設け、スワ
ール流れ方向距離に関して点火プラグに近い側の燃料噴
射弁には微粒化特性のよいものを用いることで、低負荷
時やアイドリング時のような燃焼安定性の悪い運転領域
でも燃焼安定性を確保しつつ層状給気による燃費改善お
よび排気ガス中の有害成分低減効果を得ることができ
る。
According to the third aspect of the invention, the fuel injection valves having different atomization characteristics of the fuel spray are provided in the same cylinder, and the atomization characteristics are good for the fuel injection valve on the side closer to the spark plug with respect to the swirl flow direction distance. By using a fuel cell, it is possible to obtain the effect of improving fuel efficiency and reducing harmful components in exhaust gas by ensuring stratified charge while ensuring combustion stability even in an operating range where combustion stability is poor, such as during low load or idling. .

【0019】請求項4記載の構成によると、燃料噴射弁
の微粒化特性に応じて第1の所定距離と第2の所定距離
との差を減じるように設定する設定手段を設けること
で、設計時の点火プラグおよび燃料噴射弁の燃焼室に対
する配置を定めることが容易となり、設計時間の短縮に
繋がる。
According to the fourth aspect of the present invention, the design means is provided by setting the setting means for reducing the difference between the first predetermined distance and the second predetermined distance according to the atomization characteristics of the fuel injection valve. At this time, it becomes easy to determine the arrangement of the spark plug and the fuel injection valve with respect to the combustion chamber, which leads to a reduction in design time.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1には本発明を適用することができる直接燃料
噴射式エンジンの概略構造が示されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic structure of a direct fuel injection type engine to which the present invention can be applied.

【0021】本例の直接燃料噴射式エンジン1は、給気
通路2と、エアクリーナ3と、エアフローセンサ4と、
吸気温度センサ5と、スロットルバルブ6と、サージタ
ンク7と、圧力センサ8と、スロットル開度センサ9
と、過給機10と、バイパス通路11と、バイパスバル
ブ12と、バイパスバルブ開度センサ13と、水温セン
サ14と、排気通路20と、触媒21と、インジェクタ
A30と、インジェクタB31と、燃圧制御弁32と、
フュエルポンプ33と、燃圧センサ34と、点火プラグ
40と、点火コイル41と、コントロールユニット50
より構成されている。
The direct fuel injection engine 1 of this embodiment includes an air supply passage 2, an air cleaner 3, an air flow sensor 4,
Intake air temperature sensor 5, throttle valve 6, surge tank 7, pressure sensor 8, throttle opening sensor 9
, Supercharger 10, bypass passage 11, bypass valve 12, bypass valve opening sensor 13, water temperature sensor 14, exhaust passage 20, catalyst 21, injector A30, injector B31, and fuel pressure control Valve 32,
The fuel pump 33, the fuel pressure sensor 34, the spark plug 40, the ignition coil 41, and the control unit 50.
It is composed of

【0022】図2および図3は、エンジン1の燃焼室に
対するインジェクタA30、インジェクタB31、およ
び点火プラグ40の配置を示している。エンジン1に配
設された吸気通路2を介してエンジン1の燃焼室内に吸
入される吸気はシリンダ中心線に対して予め偏向した流
れであるために、圧縮行程中には上昇するピストンの影
響を受けてシリンダ中心線の近傍かつ略平行な軸を中心
として吸気が高速で回転して燃焼室内にスワール流れと
呼ばれる渦を形成する。このスワール流れ方向に対して
略同方向に燃料噴霧を噴射するようにインジェクタA3
0およびインジェクタB31が配設されている。すなわ
ち、上記燃焼室内に生成されるスワール流れの最も流速
が高いスワール主流の流線近傍部に上記各インジェクタ
および点火プラグ40は配置されており、スワール流れ
の上流側からスワール流れ方向に対して、インジェクタ
A30、インジェクタB31、点火プラグ40の順番に
配置されている。上記インジェクタA30およびインジ
ェクタB31にはフュエルポンプ33により加圧された
燃料が燃圧制御弁32を介して所定の燃料圧力に制御さ
れた燃料が供給されている。
2 and 3 show the arrangement of the injector A30, the injector B31, and the spark plug 40 with respect to the combustion chamber of the engine 1. The intake air taken into the combustion chamber of the engine 1 through the intake passage 2 arranged in the engine 1 is a flow that is pre-deflected with respect to the cylinder center line, so that the influence of the rising piston during the compression stroke is affected. Upon receipt, the intake air rotates at high speed around an axis that is near and parallel to the cylinder center line and forms a vortex called a swirl flow in the combustion chamber. The injector A3 is configured to inject the fuel spray in substantially the same direction as the swirl flow direction.
0 and injector B31 are provided. That is, the injectors and the spark plugs 40 are arranged in the vicinity of the streamline of the swirl main flow having the highest flow velocity of the swirl flow generated in the combustion chamber, and the swirl flow direction from the upstream side to the swirl flow direction, The injector A30, the injector B31, and the spark plug 40 are arranged in this order. The fuel pressurized by the fuel pump 33 is supplied to the injector A30 and the injector B31 through the fuel pressure control valve 32 so that the fuel is controlled to a predetermined fuel pressure.

【0023】点火プラグ40はコントロールユニット5
0からの点火信号により点火コイル41で高電圧が誘電
されて火花放電を開始する。また、点火プラグ40が火
花放電を開始する時期はエンジンの運転状態に応じて任
意に変更される。点火プラグ40の放電時期には点火プ
ラグ近傍に混合気が存在しなければ該混合気に着火でき
ないために、上記インジェクタA30およびインジェク
タB31に燃料噴射信号をコントロールユニット50よ
り発信後、インジェクタA30およびインジェクタB3
1より噴射された燃料が上記スワール流れにより点火プ
ラグ近傍に供給されるまでの所定の時間経過後にコント
ロールユニット50から点火コイル41に点火信号が発
信される。
The spark plug 40 is the control unit 5
A high voltage is induced in the ignition coil 41 by the ignition signal from 0, and spark discharge is started. Further, the timing when the spark plug 40 starts the spark discharge is arbitrarily changed according to the operating state of the engine. Since the air-fuel mixture cannot be ignited if there is no air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug at the discharge timing of the spark plug 40, the fuel injection signal is transmitted from the control unit 50 to the injector A30 and the injector B31. B3
An ignition signal is transmitted from the control unit 50 to the ignition coil 41 after a lapse of a predetermined time until the fuel injected from No. 1 is supplied to the vicinity of the ignition plug by the swirl flow.

【0024】図3に示すように、エンジン1の燃焼室に
対してインジェクタA30、インジェクタB31、およ
び点火プラグ40が配されており、インジェクタA30
と点火プラグ40とのスワール流れ流線に関するスワー
ル方向距離をl1 、インジェクタB31と点火プラグ4
0とのスワール流れ流線に関するスワール方向距離をl
2 、シリンダ中心線ないしスワール中心線のいずれかと
インジェクタA30、インジェクタB31、点火プラグ
40のそれぞれとがなす半径をD1 、D2 、D3 と定め
る。このとき、l1 とl2 との比h1 に対して、(D1
−D3 )と(D2 −D3 )との比h2 は略同じ数値を示
すとともに、上記h1 およびh2 の絶対値は1より大き
くなるようにインジェクタA30と、インジェクタB3
1と、点火プラグ40とのそれぞれを燃焼室に配置して
いる。また、上記h2 の絶対値は主にスワール流速vお
よびインジェクタからの燃料噴霧の平均粒径dに応じて
決定されており、上記vが大きい値となる程、ないしは
上記dが大きい値となるのにしたがってh2 の絶対値は
大きい値に設定される。
As shown in FIG. 3, an injector A30, an injector B31, and an ignition plug 40 are arranged in the combustion chamber of the engine 1, and the injector A30.
The distance in the swirl direction with respect to the swirl flow line between the engine and the spark plug 40 is l 1 , the injector B31 and the spark plug 4
The distance in the swirl direction with respect to the swirl flow streamline with 0 is l
2, the injector A30 and one of the cylinder center line to swirl the center line, the injector B31, defining a radius formed between each of the spark plugs 40 and D 1, D 2, D 3 . At this time, for the ratio h 1 of l 1 and l 2 , (D 1
The ratio h 2 between −D 3 ) and (D 2 −D 3 ) has substantially the same numerical value, and the injector A 30 and the injector B 3 are set so that the absolute values of h 1 and h 2 are larger than 1.
1 and the spark plug 40 are arranged in the combustion chamber. The absolute value of h 2 is mainly determined according to the swirl flow velocity v and the average particle diameter d of the fuel spray from the injector. The larger the value of v, or the larger the value of d. The absolute value of h 2 is set to a large value according to.

【0025】図3ではインジェクタB31は2つの排気
弁の間に配設されており、インジェクタB31およびそ
の燃料噴霧が高熱の排気弁から受ける熱により燃料噴霧
の帰化が促進されて着火性の向上と未燃燃料の排出量低
減につながる。また、インジェクタA30から噴射され
る燃料噴霧も点火プラグ40に達するまでにスワール流
れの流線に従うために排気弁近傍部を通過して燃料噴霧
の気化促進に繋がる。図4はインジェクタA30、イン
ジェクタB31、および点火プラグ40への制御信号に
関する制御フローチャートである。
In FIG. 3, the injector B31 is disposed between the two exhaust valves, and the heat received by the injector B31 and its fuel spray from the hot exhaust valve promotes the naturalization of the fuel spray and improves the ignitability. This leads to a reduction in unburned fuel emissions. Further, the fuel spray injected from the injector A30 also follows the streamline of the swirl flow before reaching the ignition plug 40, and therefore passes through the vicinity of the exhaust valve, which promotes the vaporization of the fuel spray. FIG. 4 is a control flowchart regarding control signals to the injector A30, the injector B31, and the spark plug 40.

【0026】S1でエンジンの運転状態を判定するため
にコントロールユニット50が、エンジン回転数と、ス
ロットル開度と、吸入空気量と、クランク角度とを検出
する。S2でエンジンの運転状態に応じて要求される基
本燃料噴射量を上記の検出結果から判定する。S3では
エンジンの負荷を上記の検出結果から検出して、S4で
所定の負荷以上かどうかを判定して、エンジンが高負荷
のときにはエンジンの運転状態に応じてS5およびS6
で上記S2のときに判定された基本燃料噴射量に基づい
てインジェクタA30ないしインジェクタB31のそれ
ぞれの燃料噴射量を決定する。すなわち、エンジンが高
負荷運転時には燃焼室内の混合気は層状給気よりも均一
給気とする必要があり、そのために図5に示すように点
火プラグ40までのスワール方向距離が長いインジェク
タA30の燃料噴射量をインジェクタB31よりも増量
している。ここで、図5は、インジェクタA30の噴射
量QAないしインジェクタB31の噴射量QBがインジ
ェクタA30およびインジェクタB31を合計した噴射
量Qに対する割合を縦軸にとり、エンジン負荷を横軸に
とるときのそれぞれの関係を示した線図である。また、
上記S4でエンジンが所定の負荷以下であると判定した
ときには上記S5およびS6と同様にS7およびS8に
よりインジェクタA30ないしインジェクタB31のそ
れぞれの燃料噴射量を決定したのちにS9でエンジンの
失火判定を行ない、S10でエンジンが失火したと判定
したときには上記S8で求められたインジェクタB31
の燃料噴射量の増量をS11で実行する。すなわち、特
に軽負荷運転時には基本燃料噴射量が少ないために、点
火プラグ40近傍の混合気の空燃比が理論空燃比よりリ
ーンとなるために失火しやすくなるので、エンジン回転
数の変動等から失火判定して、エンジン失火時には点火
プラグ40へのスワール方向距離が短いインジェクタB
31の燃料噴射割合を増大している。
In S1, the control unit 50 detects the engine speed, the throttle opening, the intake air amount, and the crank angle in order to determine the operating state of the engine. In S2, the basic fuel injection amount required according to the operating state of the engine is determined from the above detection result. In S3, the load of the engine is detected from the above detection result, and in S4, it is determined whether or not the load is equal to or more than a predetermined load. When the engine has a high load, S5 and S6
Then, the fuel injection amount of each of the injectors A30 to B31 is determined based on the basic fuel injection amount determined in S2. That is, when the engine is operating under a high load, the air-fuel mixture in the combustion chamber needs to be more uniformly supplied than the stratified supply, and as a result, the fuel of the injector A30 having a long swirl direction distance to the spark plug 40 as shown in FIG. The injection amount is larger than that of the injector B31. Here, in FIG. 5, the ratio of the injection amount QA of the injector A30 or the injection amount QB of the injector B31 to the total injection amount Q of the injector A30 and the injector B31 is plotted on the vertical axis, and the engine load is plotted on the horizontal axis. It is the diagram which showed the relationship. Also,
When it is determined in S4 that the engine is under a predetermined load, the engine misfire determination is performed in S9 after determining the fuel injection amount of each of the injectors A30 to B31 in S7 and S8 as in S5 and S6 above. , S10, when it is determined that the engine has misfired, the injector B31 obtained in S8 is determined.
The fuel injection amount is increased in step S11. That is, particularly during light load operation, the basic fuel injection amount is small, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 40 becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, so that misfire easily occurs. When the engine misfires, the injector B having a short swirl distance to the spark plug 40 is judged.
The fuel injection rate of 31 is increased.

【0027】なお、インジェクタB31の噴射開始時期
をエンジンが膨脹行程中にまで遅らせることにより、い
わゆる後燃え燃焼を促進して排出ガス中のHC、CO、
Nox等の有害成分の低減を図ることもできる。
By delaying the injection start timing of the injector B31 even during the expansion stroke of the engine, so-called post-combustion combustion is promoted, and HC, CO, etc. in the exhaust gas,
It is also possible to reduce harmful components such as Nox.

【0028】[0028]

【発明の効果】本願の発明によれば、直接噴射式エンジ
ンの燃料噴射弁と点火プラグとの配置を特徴づけること
で層状給気時の着火性と排気ガス中の有害成分排出量低
減とを両立するものである。
According to the invention of the present application, by arranging the fuel injection valve and the spark plug of a direct injection type engine, the ignitability at the time of stratified charge and the reduction of the emission of harmful components in the exhaust gas are reduced. It is compatible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願を適用できる直接燃料噴射式エンジンの概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a direct fuel injection engine to which the present application can be applied.

【図2】直接燃料噴射式エンジンの燃焼室に関する概略
正面図である。
FIG. 2 is a schematic front view of a combustion chamber of a direct fuel injection engine.

【図3】直接燃料噴射式エンジンの燃焼室に関する概略
平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of a combustion chamber of a direct fuel injection engine.

【図4】燃料噴射弁の制御に関するフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart regarding control of a fuel injection valve.

【図5】インジェクタAとインジェクタBとの燃料噴射
割合とエンジン負荷との関係を示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a fuel injection ratio of injector A and injector B and an engine load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

エンジン…1、給気通路…2、エアクリーナ…3、エア
フローセンサ…4、吸気温度センサ…5、スロットルバ
ルブ…6、サージタンク…7、圧力センサ…8、スロッ
トル開度センサ…9、過給機…10、バイパス通路…1
1、バイパスバルブ…12、バイパスバルブ開度センサ
…13、水温センサ…14、排気通路…20、触媒…2
1、インジェクタA…30、インジェクタB…31、燃
圧制御弁…32、フュエルポンプ…33、燃圧センサ…
34、点火プラグ…40、点火コイル…41、コントロ
ールユニット…50
Engine ... 1, Air supply passage ... 2, Air cleaner ... 3, Air flow sensor ... 4, Intake air temperature sensor ... 5, Throttle valve ... 6, Surge tank ... 7, Pressure sensor ... 8, Throttle opening sensor ... 9, Supercharger … 10, bypass passage… 1
1, bypass valve ... 12, bypass valve opening sensor ... 13, water temperature sensor ... 14, exhaust passage ... 20, catalyst ... 2
1, injector A ... 30, injector B ... 31, fuel pressure control valve ... 32, fuel pump ... 33, fuel pressure sensor ...
34, spark plug ... 40, ignition coil ... 41, control unit ... 50

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 茂 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Sakurai 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Motor Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリンダ内に形成された燃焼室内に燃料を
直接噴射する燃料噴射弁と、上記燃焼室内の混合気に点
火する点火プラグとを設ける筒内直接噴射式エンジンに
おいて、 上記燃料噴射弁をシリンダ中心線に対して半径方向に第
1の所定距離離れた位置に設け、上記燃焼室内のスワー
ル流れに沿って下流側に点火プラグをシリンダ中心線に
対して半径方向に第1の所定距離より長い第2の所定距
離離れた位置に設けるとともに、上記燃焼室内に形成さ
れるスワール流れに沿ってスワール上流側に配した燃料
噴射弁から下流側に配した点火プラグまでの距離である
スワール方向距離が長くなるのに従って第2の所定距離
が長くなるように燃焼室内への燃料噴射弁と点火プラグ
とを配置することを特徴とする、筒内直接噴射式エンジ
ン。
1. A direct injection engine in a cylinder, comprising: a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber formed in a cylinder; and a spark plug for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber. Is provided at a position spaced apart from the cylinder centerline by a first predetermined distance in the radial direction, and a spark plug is provided downstream in the radial direction with respect to the cylinder centerline along the swirl flow in the combustion chamber. A swirl direction, which is a distance from a fuel injection valve disposed upstream of the swirl along with a swirl flow formed in the combustion chamber to a spark plug disposed downstream of the fuel injection valve, which is disposed at a longer second predetermined distance. An in-cylinder direct injection engine characterized in that a fuel injection valve and an ignition plug into the combustion chamber are arranged such that the second predetermined distance becomes longer as the distance becomes longer.
【請求項2】1気筒あたり2つの燃料噴射弁と1つの点
火プラグとを有し、シリンダ内に形成された燃焼室内の
スワール流れに対して点火プラグより上流側に上記2つ
の燃料噴射弁を配置するものであり、燃焼室内に配置し
た点火プラグと、上記燃焼室内のスワール流れ方向の上
流側に関して上記スワール方向距離が点火プラグに近い
側の第1の燃料噴射弁と、スワール方向距離が点火プラ
グに遠い側の第2の燃料噴射弁の順にシリンダ中心線に
対する半径が長くなる位置に配置したことを特徴とす
る、請求項1記載の筒内直接噴射式エンジンの構造。
2. A cylinder having two fuel injection valves and one spark plug, wherein the two fuel injection valves are provided upstream of the spark plug with respect to a swirl flow in a combustion chamber formed in the cylinder. And a first fuel injection valve on the side where the swirl distance is closer to the spark plug with respect to the upstream side in the swirl flow direction in the combustion chamber, and the spark plug is disposed in the combustion chamber. The structure of a direct injection engine for a cylinder according to claim 1, wherein the second fuel injection valve on the side farther from the plug is arranged at a position where the radius with respect to the cylinder center line becomes longer in order.
【請求項3】上記第1の燃料噴射弁には上記第2の燃料
噴射弁より燃料噴霧の微粒化特性が優れたものを用いる
ことを特徴とする、請求項2記載の筒内直接噴射式エン
ジン。
3. The in-cylinder direct injection type according to claim 2, wherein the first fuel injection valve has a better atomization characteristic of fuel spray than the second fuel injection valve. engine.
【請求項4】燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の粒径
が小さくなるのに応じて、上記第1の所定距離と第2の
所定距離との差を減じるように設定する設定手段を有す
ることを特徴とする、請求項2ないし3記載の筒内直接
噴射式エンジン。
4. A setting means is provided for setting such that the difference between the first predetermined distance and the second predetermined distance is reduced as the particle size of the fuel spray injected from the fuel injection valve becomes smaller. The in-cylinder direct injection engine according to claim 2 or 3, characterized in that.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924402A1 (en) 1997-12-18 1999-06-23 Nissan Motor Company, Limited Arrangement for spark-igniting direct-injection internal combustion engine
JP2014240644A (en) * 2013-06-12 2014-12-25 三菱自動車工業株式会社 Internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924402A1 (en) 1997-12-18 1999-06-23 Nissan Motor Company, Limited Arrangement for spark-igniting direct-injection internal combustion engine
US6167864B1 (en) 1997-12-18 2001-01-02 Nissan Motor Co., Ltd. Arrangement for spark-igniting direct-injection internal combustion engine
JP2014240644A (en) * 2013-06-12 2014-12-25 三菱自動車工業株式会社 Internal combustion engine

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