JPH0681655A - 筒内噴射式内燃機関の燃焼室 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関の燃焼室Info
- Publication number
- JPH0681655A JPH0681655A JP4230296A JP23029692A JPH0681655A JP H0681655 A JPH0681655 A JP H0681655A JP 4230296 A JP4230296 A JP 4230296A JP 23029692 A JP23029692 A JP 23029692A JP H0681655 A JPH0681655 A JP H0681655A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- top surface
- fuel injection
- piston
- injection valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
保する。 【構成】 シリンダヘッド内壁面の周縁部に燃料噴射弁
8を配置して燃料噴射弁8からピストン2の頂面に向け
て斜めに燃料を噴射する。ピストン2の頂面上に突条1
0を形成すると共に要求される全ての燃料噴射時期に対
して噴射燃料の主流を突条10の頂面11に衝突させ
る。燃料噴射弁8に近い側の頂面11の横断面形状を下
に凸の円孤状とし、燃料噴射弁8から離れた側の頂面1
1を平坦面から形成する。
Description
焼室に関する。
射弁を配置し、ピストン頂面上に凹溝を形成し、燃料噴
射弁から凹溝内に向けて燃料を噴射すると共にこの噴射
燃料により形成された混合気を点火栓により着火せしめ
るようにした筒内噴射式内燃機関が公知である(特開平
2−169834号公報参照)。この内燃機関では噴射
燃料を凹溝の内壁面上に衝突させることによって噴射燃
料を液状の形で凹溝内壁面上の広い領域に亘って拡散さ
せ、それにより噴射燃料の気化を促進させて混合気を形
成するようにしている。
をなす燃料を気化させるには或る程度の時間を要するた
めに上述の如く噴射燃料を液状の形で凹溝内壁面上に拡
散させても噴射燃料をただちに気化させるのは困難であ
る。特に機関始動時のようにピストン温度が低いときに
は凹溝内壁面に付着した液状燃料はなかなか気化せず、
かなりの量の液状燃料が凹溝内壁面に付着した状態で燃
焼が行われるために多量の未燃HCが発生するという問
題を生ずる。
めに本発明によれば、シリンダヘッド内壁面の周縁部に
燃料噴射弁を配置して燃料噴射弁からピストン頂面に向
けて斜めに燃料を噴射し、燃料噴射時期を変化させると
ピストン頂面上における噴射燃料の衝突位置が一直線に
沿って変化する筒内噴射式内燃機関において、ピストン
頂面上に上述の一直線に沿って延びる突条を形成して要
求される全ての燃料噴射時期に対して噴射燃料の主流を
突条の頂面に衝突させるようにしている。
ために、突条の頂面の横断面内における曲率を上述の一
直線に沿って変化せしめるようにしている。
面に衝突させることによって噴射燃料が微粒子の形で燃
焼室内に拡散される。請求項2に記載の発明では噴射燃
料の衝突位置が変化すると微粒子の飛散方向が変化する
ので燃焼室内の広い範囲に亘って微粒子が拡散される。
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2上に固定されたシリンダ
ヘッド、4はピストン2とシリンダヘッド3間に形成さ
れた燃焼室、5は一対の吸気弁、6は一対の排気弁、7
はシリンダヘッド3の内壁面中央部に配置された点火
栓、8は一対の吸気弁5側のシリンダヘッド内壁面周縁
部に配置された燃料噴射弁を夫々示し、この燃料噴射弁
8からピストン2の頂面上に斜めに燃料が噴射される。
の頂面上には浅皿状の凹部9が形成され、この凹部9の
底壁面上に突条10が形成される。この突条10は図2
に示されるようにシリンダ軸線と燃料噴射弁8とを含む
垂直平面K−Kに沿って延びている。更にこの突条10
は垂直平面K−Kに沿って延びる頂面11を有し、この
頂面11は凹部9のほぼ中心から燃料噴射弁8の下方に
向けて延びている。この頂面11は図1に示されるよう
にその長手方向における断面が下に凸の湾曲形状をなし
ており、更に図2に示されるようにこの頂面11はその
横巾が燃料噴射弁8に向けて次第に広くなるように形成
されている。
部9の中央部領域では頂面11は平坦面に形成されてお
り、図2および図4からわかるように燃料噴射弁8側の
凹部9の端部領域では頂面11は下に凹の円孤状断面形
状を有する。即ち、頂面11はその長手方向に沿って横
断面内における曲率が変化している。また、凹部9の中
心側の頂面11の端部には頂面11から上方に延びる頂
面端部壁12が形成されている。
と燃料噴射弁8からの燃料噴射時期I1 ,I2 ,IL,
IHを示している。I1 およびI2 は暖機完了前におけ
る燃料噴射時期を示しており、ILは暖機完了後におけ
る低負荷運転時の燃料噴射時期を示しており、IHは暖
機完了後における高負荷運転時の燃料噴射時期を示して
いる。また、図8は暖機完了前における燃料噴射時間I
1 ,I2 を示している。
機関負荷Q/Nが低いときには一回だけ燃料噴射I2 が
行われ、図7に示されるようにこのときには圧縮行程の
上死点前90度程度で燃料噴射I2 が開始される。一
方、暖機完了前において機関負荷Q/Nが高いときには
図8からわかるように二回に分けて燃料噴射I1 ,I2
が行われる。即ち、吸気行程の上死点後70度程度で第
一回目の燃料噴射I1 が開始され、圧縮行程の上死点前
90度程度で第二回目の燃料噴射I2 が開始される。
るように吸気行程中に一回だけ燃料噴射IL,IHが行
われる。このときには機関負荷にかかわらずに上死点後
70度程度で燃料噴射が開始され、機関負荷が高くなる
ほど噴射期間が長くなる。この場合、図7からわかるよ
うに機関高負荷運転時には噴射期間IHは下死点BDC
を越える。
度程度で行われる燃料噴射を示している。燃料噴射弁8
からは図2のK−K平面に沿って斜め下向きに燃料が噴
射される。この実施例では燃料噴射弁8はホールノズル
タイプの燃料噴射弁からなり、従って燃料噴射弁8から
噴射された燃料は大部分の燃料が集まっている主流F 1
と主流F1 周りの微料化した噴霧F2 からなる。
き主流F1 は燃料噴射弁8側の突条頂面11の端部に衝
突する。この突条頂面11の端部は前述したように下に
凸の断面形状を有しているので頂面11に衝突した噴射
燃料は図11に示されるように頂面11の両側縁部の接
線方向、即ち斜め上方に向かう。また、このとき主流F
1 は図9に示されるように頂面11に対して鋭角をなし
て衝突するので衝突した噴射燃料は慣性力によって図1
0の矢印Xで示されるように全体として斜め前方に向か
う。また、衝突した一部の燃料は図10において矢印Y
で示すように頂面11上を流れて頂面端部壁12に向か
い、次いで頂面端部壁12により案内されて上方に向か
う。このように吸気行程の上死点後70度程度で噴射さ
れた燃料は頂面11に衝突して微粒化し、全体として燃
焼室4の上方領域に向かう。
で行われる燃料噴射を示している。このときには噴射燃
料の主流F1 は凹部9の中心側の突条頂面11の端部に
衝突する。この突条頂面11の端部は前述したように平
坦面に形成されており、しかもこのとき主流F1 は図1
2からわかるように頂面11上にほぼ垂直に衝突する。
従ってこのとき衝突した噴射燃料は図13において矢印
Zで示すように互いに反対方向に飛散し、しかも図14
に示されるようにほぼ水平方向に飛散する。従って吸気
行程の下死点付近で噴射された燃料は頂面11に衝突し
て微粒化し、全体として燃焼室4の下方領域に拡散す
る。
から下死点付近まで継続して行われると噴射燃料の主流
F1 は衝突位置がその都度変化するが噴射期間中に突条
頂面11に衝突し続ける。また、図7においてI2 で示
されるように圧縮行程の上死点前90度程度で燃料噴射
が開始されたときにもほぼ図9に示される状態と同じ状
態で主流F1 が頂面11に衝突する。即ち、本発明では
要求される全ての噴射時期に対して主流F1 が頂面11
上に衝突することになる。頂面11に衝突した燃料は微
粒化して燃焼室4内に飛散し、従ってピストン2の頂面
上に燃料が液状の形で付着することはない。斯くしてピ
ストン2の温度が低いときであっても良好な燃焼が得ら
れることになる。
められるが頂面11から飛び出すときにも頂面11の角
部において微粒化せしめられる。この場合、頂面11の
両側の角部が鋭い角度をなすほど微粒化が促進される。
従って頂面11に衝突した燃料が液状の形で凹部9上に
流れるのを阻止するためにも、頂面11から飛び出す燃
料の微粒化を促進するためにもこれまで述べた実施例に
示すように頂面11の両側は鋭い角部から形成すること
が好ましい。
おいてILで示されるように吸気行程の上死点後70度
程度から短かい期間、燃料噴射が行われるのでこのとき
には図9から図11に示されるように頂面11に衝突し
た主流F1 は全体として燃焼室4の上方領域に拡散され
る。従って噴射燃料量の少ない機関低負荷運転時であっ
ても点火栓7周りに噴射燃料が集まるので良好な着火を
確保することができる。
図7においてIHで示されるように吸気行程の上死点後
70度程度から下死点付近まで燃料噴射が継続して行わ
れ、従ってこの間に頂面11に衝突した燃料の飛散方向
が変化する。即ち、噴射初期には図9から図11に示さ
れるように頂面11に衝突した燃料は燃焼室4の上方領
域に拡散され、噴射後期には図12から図14に示され
るように頂面11に衝突した燃料は燃焼室4の下方領域
に拡散される。即ち、燃料噴射量の多い機関高負荷運転
時には頂面11に衝突した燃料が燃焼室4内全体に分散
されるので燃焼室4内には一様な混合気が形成され、斯
くして良好な燃焼が得られることになる。
においてI2 で示されるように圧縮行程の上死点前90
度程度で燃料噴射が行われる。このときには図9から図
11に示されるように頂面11に衝突した燃料は燃焼室
4の上部領域に向かうが燃料噴射から点火までの時間が
短かいために燃料が燃焼室4の上部領域全体に拡散する
前に点火が行われる。即ち、燃焼室4の上部領域に向か
った燃料が広範囲に拡散することなく点火栓7の周りに
集まっている状態のときに点火が行われる。斯くして良
好な着火を確保することができることになる。なお、こ
の場合、噴射燃料の気化に要する時間を考えると圧縮行
程末期まで噴射を継続することはできないので要求噴射
量が多くなった場合には噴射開始時期が早められる。こ
の場合、これまで述べた実施例では要求噴射量が多くな
ったとき、即ち機関負荷Q/Nが高くなったときには燃
料噴射を二回に分け、第一回目の燃料噴射I1 を吸気行
程時に行うようにしている。
を得るために点火栓7をシリンダヘッド内壁面の中央部
に配置することが好ましく、この場合吸気弁5および排
気弁6を夫々複数にすると燃料噴射弁8をシリンダヘッ
ド内壁面の周縁部に配置せざるを得なくなる。本発明は
このような場合において良好な燃焼を得ようとしたとき
に特に効果的である。
得ることができる。
の拡大断面図である。
大断面図である。
線図である。
る。
る。
側面断面図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダヘッド内壁面の周縁部に燃料噴
射弁を配置して燃料噴射弁からピストン頂面に向けて斜
めに燃料を噴射し、燃料噴射時期を変化させるとピスト
ン頂面上における噴射燃料の衝突位置が一直線に沿って
変化する筒内噴射式内燃機関において、ピストン頂面上
に上記一直線に沿って延びる突条を形成して要求される
全ての燃料噴射時期に対して噴射燃料の主流を該突条の
頂面に衝突させるようにした筒内噴射式内燃機関の燃焼
室。 - 【請求項2】 上記突条の頂面の横断面内における曲率
を上記一直線に沿って変化せしめた請求項1に記載の筒
内噴射式内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4230296A JPH0681655A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 筒内噴射式内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4230296A JPH0681655A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 筒内噴射式内燃機関の燃焼室 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0681655A true JPH0681655A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16905603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4230296A Pending JPH0681655A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 筒内噴射式内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0681655A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5720253A (en) * | 1995-09-11 | 1998-02-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct-injection type spark-ignition internal combustion engine |
EP0875670A2 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-04 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Direct injection type internal combustion engine |
JP2007192186A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関およびそのピストン |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4230296A patent/JPH0681655A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5720253A (en) * | 1995-09-11 | 1998-02-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct-injection type spark-ignition internal combustion engine |
EP0875670A2 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-04 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Direct injection type internal combustion engine |
EP0875670A3 (en) * | 1997-04-30 | 1999-07-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Direct injection type internal combustion engine |
US6035822A (en) * | 1997-04-30 | 2000-03-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber for direct injected engine |
US6116211A (en) * | 1997-04-30 | 2000-09-12 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Injection control for direct injected engine |
JP2007192186A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関およびそのピストン |
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Legal Events
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