JPH07109925A - 筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
筒内噴射式火花点火機関Info
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- JPH07109925A JPH07109925A JP5255883A JP25588393A JPH07109925A JP H07109925 A JPH07109925 A JP H07109925A JP 5255883 A JP5255883 A JP 5255883A JP 25588393 A JP25588393 A JP 25588393A JP H07109925 A JPH07109925 A JP H07109925A
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- combustion chamber
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- ignition
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other 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
- F02B23/101—Other 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
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、筒内噴射式火花点火機関に関し、
点火栓をピストン頂面に形成された燃焼室の略中央部に
配置して燃焼速度の速い良好な燃焼を実現可能とするこ
とを目的とする。 【構成】 ピストン１頂面に形成され中央に隆起部を有
する凹状の燃焼室１０と、燃焼室１０の略中央上部に配
置された点火栓２と、圧縮行程後半に燃焼室１０の側壁
１０ｂに燃料を噴射する燃料噴射弁３とを具備し、燃焼
室１０の形状は、噴射された液状燃料がその慣性力によ
り燃焼室１０の底壁１０ｃ及び隆起部の側壁１０ｄを通
り燃焼室の略中央上部に向かうようになっていて、少な
くとも燃料噴射が開始されてから点火までの間におい
て、液状燃料の進行面と点火栓２の少なくとも点火部２
ａ，２ｂとが交差しないようになっている。
点火栓をピストン頂面に形成された燃焼室の略中央部に
配置して燃焼速度の速い良好な燃焼を実現可能とするこ
とを目的とする。 【構成】 ピストン１頂面に形成され中央に隆起部を有
する凹状の燃焼室１０と、燃焼室１０の略中央上部に配
置された点火栓２と、圧縮行程後半に燃焼室１０の側壁
１０ｂに燃料を噴射する燃料噴射弁３とを具備し、燃焼
室１０の形状は、噴射された液状燃料がその慣性力によ
り燃焼室１０の底壁１０ｃ及び隆起部の側壁１０ｄを通
り燃焼室の略中央上部に向かうようになっていて、少な
くとも燃料噴射が開始されてから点火までの間におい
て、液状燃料の進行面と点火栓２の少なくとも点火部２
ａ，２ｂとが交差しないようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気筒内に直接燃料を噴
射して形成される混合気を点火栓により着火燃焼させる
筒内噴射式火花点火機関に関する。
射して形成される混合気を点火栓により着火燃焼させる
筒内噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−７９３３１号広報には、ピス
トン頂面に凹状の燃焼室が設けられた筒内噴射式火花点
火機関が記載されている。この筒内噴射式火花点火機関
において、燃焼室は空気利用率を向上させるために中央
を隆起させた回転立体形状であり、点火栓は燃焼室の隆
起部分の真上に配置され、燃料室の外周部に配置された
燃料噴射弁から燃焼室壁及び点火栓近傍に向けて燃料を
噴射するようになっている。
トン頂面に凹状の燃焼室が設けられた筒内噴射式火花点
火機関が記載されている。この筒内噴射式火花点火機関
において、燃焼室は空気利用率を向上させるために中央
を隆起させた回転立体形状であり、点火栓は燃焼室の隆
起部分の真上に配置され、燃料室の外周部に配置された
燃料噴射弁から燃焼室壁及び点火栓近傍に向けて燃料を
噴射するようになっている。
【０００３】この筒内噴射式火花点火機関は、さらに吸
気行程において気筒内にスワールを形成する手段を有
し、圧縮行程末期において点火栓近傍を飛行する燃料を
着火させ、その後、燃料室内に形成されている混合気を
中心部からスワールを利用して良好に燃焼させることを
意図している。このような燃焼室中央部からの燃焼は、
燃焼速度の速い良好な燃焼を実現するために有利であ
る。
気行程において気筒内にスワールを形成する手段を有
し、圧縮行程末期において点火栓近傍を飛行する燃料を
着火させ、その後、燃料室内に形成されている混合気を
中心部からスワールを利用して良好に燃焼させることを
意図している。このような燃焼室中央部からの燃焼は、
燃焼速度の速い良好な燃焼を実現するために有利であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、確実な着火性を維持するためには、遅くとも着火用
に点火栓近傍に向けて噴射された燃料の後端部が点火栓
近傍を通過するまでに点火を実行しなければならない。
燃料噴射量が比較的多くなると、この間で、同時に燃焼
室壁に噴射された燃料が十分に気化した混合気を形成す
ることは不可能であり、この時に意図する良好な燃焼を
実現することができない。
て、確実な着火性を維持するためには、遅くとも着火用
に点火栓近傍に向けて噴射された燃料の後端部が点火栓
近傍を通過するまでに点火を実行しなければならない。
燃料噴射量が比較的多くなると、この間で、同時に燃焼
室壁に噴射された燃料が十分に気化した混合気を形成す
ることは不可能であり、この時に意図する良好な燃焼を
実現することができない。
【０００５】従って、本発明の目的は、点火栓をピスト
ン頂面に形成された燃焼室の略中央部に配置して燃焼速
度の速い良好な燃焼を実現すると共に、広い運転範囲に
おいて確実な着火を行うことができる筒内噴射式火花点
火機関を提供することである。
ン頂面に形成された燃焼室の略中央部に配置して燃焼速
度の速い良好な燃焼を実現すると共に、広い運転範囲に
おいて確実な着火を行うことができる筒内噴射式火花点
火機関を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による筒内噴射式
火花点火機関は、ピストン頂面に形成され中央に隆起部
を有する凹状の燃焼室と、前記燃焼室の略中央上部に配
置された点火栓と、圧縮行程後半に前記燃焼室の側壁に
燃料を噴射する燃料噴射弁とを具備し、前記燃焼室の形
状は、噴射された液状燃料がその慣性力により前記燃焼
室の底壁及び前記隆起部の側壁を通り前記燃焼室の略中
央上部に向かうようになっていて、少なくとも燃料噴射
が開始されてから点火までの間において、前記液状燃料
の進行面と前記点火栓の少なくとも点火部とが交差しな
いようになっていることを特徴とする。
火花点火機関は、ピストン頂面に形成され中央に隆起部
を有する凹状の燃焼室と、前記燃焼室の略中央上部に配
置された点火栓と、圧縮行程後半に前記燃焼室の側壁に
燃料を噴射する燃料噴射弁とを具備し、前記燃焼室の形
状は、噴射された液状燃料がその慣性力により前記燃焼
室の底壁及び前記隆起部の側壁を通り前記燃焼室の略中
央上部に向かうようになっていて、少なくとも燃料噴射
が開始されてから点火までの間において、前記液状燃料
の進行面と前記点火栓の少なくとも点火部とが交差しな
いようになっていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】前述の筒内噴射式火花点火機関において、点火
栓はピストン頂面に形成され中央に隆起部を有する凹状
の燃焼室の略中央上部に配置され、燃焼室の形状は、圧
縮行程後半に燃料噴射弁から燃焼室の側壁に向けて噴射
された液状燃料がその慣性力により燃焼室の底壁及び隆
起部の側壁を通り燃焼室の略中央上部に向かうようにな
っていて、少なくとも燃料噴射が開始されてから点火ま
での間において、液状燃料の進行面と点火栓の少なくと
も点火部とが交差しないようになっているために、燃料
噴射が開始されてから噴射された燃料が点火栓近傍に達
して着火されるまでに比較的長い時間があり、この時に
液状燃料が点火部に付着することはなく、燃焼室の他の
位置に燃料が噴射される場合においても、この燃料がこ
の時間で十分に気化することが可能である。
栓はピストン頂面に形成され中央に隆起部を有する凹状
の燃焼室の略中央上部に配置され、燃焼室の形状は、圧
縮行程後半に燃料噴射弁から燃焼室の側壁に向けて噴射
された液状燃料がその慣性力により燃焼室の底壁及び隆
起部の側壁を通り燃焼室の略中央上部に向かうようにな
っていて、少なくとも燃料噴射が開始されてから点火ま
での間において、液状燃料の進行面と点火栓の少なくと
も点火部とが交差しないようになっているために、燃料
噴射が開始されてから噴射された燃料が点火栓近傍に達
して着火されるまでに比較的長い時間があり、この時に
液状燃料が点火部に付着することはなく、燃焼室の他の
位置に燃料が噴射される場合においても、この燃料がこ
の時間で十分に気化することが可能である。
【０００８】
【実施例】図１は本発明による筒内噴射式火花点火機関
の点火時点におけるピストン頂面近傍の概略平面図であ
り、図２はそのＡ−Ａ断面図である。これらの図におい
て、１はピストンであり、その頂面には凹状の燃焼室１
０が形成されている。この燃焼室１０は中央が切頭円錐
状に隆起する回転立体形状であり、その側壁上部１０ａ
が略垂直に形成され、半径方向外側に凹む側壁下部１０
ｂから底壁１０ｃを通り隆起部の側壁１０ｄにかけて略
Ｕ字形に滑らかに形成されている。
の点火時点におけるピストン頂面近傍の概略平面図であ
り、図２はそのＡ−Ａ断面図である。これらの図におい
て、１はピストンであり、その頂面には凹状の燃焼室１
０が形成されている。この燃焼室１０は中央が切頭円錐
状に隆起する回転立体形状であり、その側壁上部１０ａ
が略垂直に形成され、半径方向外側に凹む側壁下部１０
ｂから底壁１０ｃを通り隆起部の側壁１０ｄにかけて略
Ｕ字形に滑らかに形成されている。
【０００９】点火プラグ２は燃焼室１０及びピストン１
の略中心上部に位置し、図２に示すように、点火時点に
おいて、点火ギャップ２ａ及び絶縁部２ｂを含むその先
端部が燃焼室１０内に侵入するようになっており、この
時に燃焼室１の隆起部と衝突しないように、隆起部の上
壁１０ｅは燃焼室１内の比較的低い位置とされている。
また点火プラグ２の水平及び垂直位置は、少なくとも燃
料噴射が開始されてから点火が実行されるまでの間にお
いて、少なくともその先端に設けられた点火ギャップ２
ａ及び絶縁部２ｂからなる点火部が隆起部の側壁１０ｄ
の延長面によって形成される円錐空間Ｓの外側となるよ
うに選択されている。
の略中心上部に位置し、図２に示すように、点火時点に
おいて、点火ギャップ２ａ及び絶縁部２ｂを含むその先
端部が燃焼室１０内に侵入するようになっており、この
時に燃焼室１の隆起部と衝突しないように、隆起部の上
壁１０ｅは燃焼室１内の比較的低い位置とされている。
また点火プラグ２の水平及び垂直位置は、少なくとも燃
料噴射が開始されてから点火が実行されるまでの間にお
いて、少なくともその先端に設けられた点火ギャップ２
ａ及び絶縁部２ｂからなる点火部が隆起部の側壁１０ｄ
の延長面によって形成される円錐空間Ｓの外側となるよ
うに選択されている。
【００１０】燃料噴射弁３は燃焼室１０の略中心上部に
配置され、四つの噴口を有し燃焼室の側壁に向けて略９
０°の角度間隔で斜め上方向から柱状に燃料を噴射する
ものである。吸気通路は図示されていないが、気筒内に
矢印で示す方向のスワールを形成するように構成されて
いる。
配置され、四つの噴口を有し燃焼室の側壁に向けて略９
０°の角度間隔で斜め上方向から柱状に燃料を噴射する
ものである。吸気通路は図示されていないが、気筒内に
矢印で示す方向のスワールを形成するように構成されて
いる。
【００１１】燃料噴射は圧縮行程後半に実行され、噴射
量、すなわち燃料噴射弁３の開弁時間は通常通り機関負
荷に応じて制御されるようになっている。また、燃料噴
射開始時期も機関負荷に応じて制御され、多量の燃料が
噴射される機関高負荷時は、図３（Ａ）に示すように、
噴射された燃料が燃焼室１０の側壁上部１０ａに衝突す
るピストン位置から燃料噴射が開始され、少量の燃料が
噴射される機関低負荷時は、図３（Ｂ）に示すように、
噴射された燃料が燃焼室１０の側壁下部１０ｂに衝突す
るピストン位置から燃料噴射が開始されるようになって
いる。
量、すなわち燃料噴射弁３の開弁時間は通常通り機関負
荷に応じて制御されるようになっている。また、燃料噴
射開始時期も機関負荷に応じて制御され、多量の燃料が
噴射される機関高負荷時は、図３（Ａ）に示すように、
噴射された燃料が燃焼室１０の側壁上部１０ａに衝突す
るピストン位置から燃料噴射が開始され、少量の燃料が
噴射される機関低負荷時は、図３（Ｂ）に示すように、
噴射された燃料が燃焼室１０の側壁下部１０ｂに衝突す
るピストン位置から燃料噴射が開始されるようになって
いる。
【００１２】燃料噴射弁３から四方向に噴射される燃料
には、それぞれ燃焼室１０における半径外側方向及び下
方向の慣性力αが与えられている。機関低負荷時におい
て、燃焼室１０の側壁下部１０ｂに衝突する各液状燃料
は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、衝突後に
前述の慣性力αが側壁下部１０ｂに沿う下方向の慣性力
α’と燃焼室周方向の慣性力βとに分割され、α’が比
較的大きくなりその分βが小さくなるために、ピストン
熱によって蒸発しながら、これらの慣性力α’，βによ
って徐々にその幅を広げ燃焼室１０の底壁１０ｃ上を通
り燃焼室１０の中央方向に進み、そこに位置する隆起部
の側壁１０ｄに達する液状燃料の一部がそれに沿って燃
焼室１０の中央上部に上昇し、それ以外の燃料は燃焼室
１０の底壁１０ｃでさらに広がり全て蒸発する。
には、それぞれ燃焼室１０における半径外側方向及び下
方向の慣性力αが与えられている。機関低負荷時におい
て、燃焼室１０の側壁下部１０ｂに衝突する各液状燃料
は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、衝突後に
前述の慣性力αが側壁下部１０ｂに沿う下方向の慣性力
α’と燃焼室周方向の慣性力βとに分割され、α’が比
較的大きくなりその分βが小さくなるために、ピストン
熱によって蒸発しながら、これらの慣性力α’，βによ
って徐々にその幅を広げ燃焼室１０の底壁１０ｃ上を通
り燃焼室１０の中央方向に進み、そこに位置する隆起部
の側壁１０ｄに達する液状燃料の一部がそれに沿って燃
焼室１０の中央上部に上昇し、それ以外の燃料は燃焼室
１０の底壁１０ｃでさらに広がり全て蒸発する。
【００１３】隆起部の側壁１０ｄに沿って上昇する液状
燃料は、その上壁１０ｅに達した時点で液状のままの僅
かな量が側壁１０ｄの延長面上を進行するが、シリンダ
ヘッド内壁に達する以前には大部分が気化される。この
ように燃焼室１０内を進行する液状燃料から発生する燃
料蒸気は、燃焼室１０の外周部で発生するものが、燃焼
室１０内に既に生成され、主にその外周部を旋回するス
ワールに取り込まれてそこに可燃混合気を形成し、また
中央部で発生するものが液状燃料と共に進行して、この
時に燃焼室１０内に侵入する点火プラグ１の先端部回り
に集中して濃厚な混合気を形成する。燃料室１０の中央
部は、スワールが存在しないためにこの濃厚な混合気が
飛散することはない。
燃料は、その上壁１０ｅに達した時点で液状のままの僅
かな量が側壁１０ｄの延長面上を進行するが、シリンダ
ヘッド内壁に達する以前には大部分が気化される。この
ように燃焼室１０内を進行する液状燃料から発生する燃
料蒸気は、燃焼室１０の外周部で発生するものが、燃焼
室１０内に既に生成され、主にその外周部を旋回するス
ワールに取り込まれてそこに可燃混合気を形成し、また
中央部で発生するものが液状燃料と共に進行して、この
時に燃焼室１０内に侵入する点火プラグ１の先端部回り
に集中して濃厚な混合気を形成する。燃料室１０の中央
部は、スワールが存在しないためにこの濃厚な混合気が
飛散することはない。
【００１４】この時に点火プラグ２による点火が実行さ
れると、その先端部回りの濃厚な混合気が確実に着火さ
れ、この火炎がその周囲の混合気に伝播される成層燃焼
が実現される。この燃焼において、僅かな液状燃料が燃
焼室１０の中心上部に進行するが、この進行方向である
隆起部の側壁１０ｄの延長面と点火プラグ２の点火ギャ
ップ２ａ及び絶縁部２ｂとは、燃料噴射の開始から点火
までの間において交差することがないようになっている
ために、液状燃料が点火ギャップ２ａに付着して失火す
る可能性はなく、絶縁部２ｂに付着して炭化し、絶縁不
良による点火ミスを誘発して失火する可能性もない。ま
た、点火プラグ１は燃焼室１０の略中心上部に位置し、
ここから燃焼が開始されるために、点火プラグが燃焼室
の周囲部に位置するものに比較して、火炎は燃焼室１０
内を同心円状に伝播することにより燃焼速度が速まり、
燃焼を良好なものとすることができ、スワールを利用す
ることでさらに燃焼は改善される。
れると、その先端部回りの濃厚な混合気が確実に着火さ
れ、この火炎がその周囲の混合気に伝播される成層燃焼
が実現される。この燃焼において、僅かな液状燃料が燃
焼室１０の中心上部に進行するが、この進行方向である
隆起部の側壁１０ｄの延長面と点火プラグ２の点火ギャ
ップ２ａ及び絶縁部２ｂとは、燃料噴射の開始から点火
までの間において交差することがないようになっている
ために、液状燃料が点火ギャップ２ａに付着して失火す
る可能性はなく、絶縁部２ｂに付着して炭化し、絶縁不
良による点火ミスを誘発して失火する可能性もない。ま
た、点火プラグ１は燃焼室１０の略中心上部に位置し、
ここから燃焼が開始されるために、点火プラグが燃焼室
の周囲部に位置するものに比較して、火炎は燃焼室１０
内を同心円状に伝播することにより燃焼速度が速まり、
燃焼を良好なものとすることができ、スワールを利用す
ることでさらに燃焼は改善される。
【００１５】機関高負荷時には、前述したように、噴射
された燃料が燃焼室１０の側壁上部１０ａに衝突するピ
ストン位置から燃料噴射が開始され、機関低負荷時と同
様に燃焼室１０の側壁下部１０ｂに燃料を噴射して終了
する。慣性力αを有し燃焼室１０の側壁上部１０ａに衝
突する燃料は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すよう
に、衝突後にこの慣性力αが側壁上部１０ａに沿う下方
向及び上方向の慣性力α’，α”と、燃焼室周方向の慣
性力βとに分割される。
された燃料が燃焼室１０の側壁上部１０ａに衝突するピ
ストン位置から燃料噴射が開始され、機関低負荷時と同
様に燃焼室１０の側壁下部１０ｂに燃料を噴射して終了
する。慣性力αを有し燃焼室１０の側壁上部１０ａに衝
突する燃料は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すよう
に、衝突後にこの慣性力αが側壁上部１０ａに沿う下方
向及び上方向の慣性力α’，α”と、燃焼室周方向の慣
性力βとに分割される。
【００１６】この三つの慣性力は、α”が最小であり、
α’もそれほど大きなものでないために、βの割合が大
きく、この液状燃料は燃焼室１０の側壁上部１０ａ上を
上下に広がりながら主に周方向に進行し、この燃料から
ピストン熱により発生する燃料蒸気が、燃焼室１０の側
壁下部に衝突する燃料から燃焼室１０の周囲部において
蒸発する燃料と共に、スワールに取り込まれて、機関低
負荷時には形成されなかった濃厚な混合気を燃焼室１０
の周囲部に形成する。この時、慣性力α”が存在するた
めに、燃料蒸気の一部が燃料室１０の周囲部において上
方向に進むが、圧縮行程末期においてピストン頂面から
燃焼室１０内に侵入するスキッシュ流によって燃焼室１
０内に戻される。次に、燃焼室１０の側壁下部１０ｂへ
の燃料噴射が実行され、低負荷時同様、点火プラグ２の
近傍に着火性の良好な混合気を形成して良好な成層燃焼
が実現される。
α’もそれほど大きなものでないために、βの割合が大
きく、この液状燃料は燃焼室１０の側壁上部１０ａ上を
上下に広がりながら主に周方向に進行し、この燃料から
ピストン熱により発生する燃料蒸気が、燃焼室１０の側
壁下部に衝突する燃料から燃焼室１０の周囲部において
蒸発する燃料と共に、スワールに取り込まれて、機関低
負荷時には形成されなかった濃厚な混合気を燃焼室１０
の周囲部に形成する。この時、慣性力α”が存在するた
めに、燃料蒸気の一部が燃料室１０の周囲部において上
方向に進むが、圧縮行程末期においてピストン頂面から
燃焼室１０内に侵入するスキッシュ流によって燃焼室１
０内に戻される。次に、燃焼室１０の側壁下部１０ｂへ
の燃料噴射が実行され、低負荷時同様、点火プラグ２の
近傍に着火性の良好な混合気を形成して良好な成層燃焼
が実現される。
【００１７】本実施例において、燃料噴射弁３は四つの
噴口を有するものであり、このように各機関運転状態の
必要燃料量を略等角度間隔で燃焼室１０の周囲に分割す
ることで噴射された各燃料が蒸発しやすく、また燃焼室
１０の周囲部に可燃混合気を形成しやすくなり、燃焼を
非常に良好なものとすることができるが、これは本発明
を限定するものではなく、例えば一つの噴口を有するも
のであっても、点火プラグ近傍の着火性の良好な濃厚な
混合気及びその周囲に存在する可燃混合気を形成可能で
あることは明らかである。
噴口を有するものであり、このように各機関運転状態の
必要燃料量を略等角度間隔で燃焼室１０の周囲に分割す
ることで噴射された各燃料が蒸発しやすく、また燃焼室
１０の周囲部に可燃混合気を形成しやすくなり、燃焼を
非常に良好なものとすることができるが、これは本発明
を限定するものではなく、例えば一つの噴口を有するも
のであっても、点火プラグ近傍の着火性の良好な濃厚な
混合気及びその周囲に存在する可燃混合気を形成可能で
あることは明らかである。
【００１８】燃料室１０の形状は、回転立体形状である
必要はなく、噴射された燃料が前述した挙動を取ればよ
く、例えば、燃料が衝突しない側壁部分は滑らかにＵ字
形に隆起部と接続されていなくてもよいし、また燃焼室
が全体的に楕円又は矩形であってもよい。
必要はなく、噴射された燃料が前述した挙動を取ればよ
く、例えば、燃料が衝突しない側壁部分は滑らかにＵ字
形に隆起部と接続されていなくてもよいし、また燃焼室
が全体的に楕円又は矩形であってもよい。
【００１９】
【発明の効果】このように、本発明による筒内噴射式火
花点火機関によれば、点火栓はピストン頂面に形成され
中央に隆起部を有する凹状の燃焼室の略中央上部に配置
され、燃焼室の形状は、圧縮行程後半に燃料噴射弁から
燃焼室の側壁に向けて噴射された液状燃料がその慣性力
により燃焼室の底壁及び隆起部の側壁を通り燃焼室の略
中央上部に向かうようになっていて、少なくとも燃料噴
射が開始されてから点火までの間において、液状燃料の
進行面と点火栓の少なくとも点火部とが交差しないよう
になっているために、燃料噴射が開始されてから噴射さ
れた燃料が点火栓近傍に達するまでに比較的長い時間が
あり、この時に液状燃料が点火部に付着することはない
ために失火する可能性はなく、燃焼室の他の位置に燃料
が噴射される場合においても、この燃料がこの時間で十
分に気化して燃焼室内に可燃混合気を形成可能であり、
点火栓近傍の濃厚な混合気が確実に着火され、この火炎
が燃焼室中心から同心円状に可燃化した混合気に伝播さ
れるために、燃焼速度の速い良好な成層燃焼を実現する
ことができる。
花点火機関によれば、点火栓はピストン頂面に形成され
中央に隆起部を有する凹状の燃焼室の略中央上部に配置
され、燃焼室の形状は、圧縮行程後半に燃料噴射弁から
燃焼室の側壁に向けて噴射された液状燃料がその慣性力
により燃焼室の底壁及び隆起部の側壁を通り燃焼室の略
中央上部に向かうようになっていて、少なくとも燃料噴
射が開始されてから点火までの間において、液状燃料の
進行面と点火栓の少なくとも点火部とが交差しないよう
になっているために、燃料噴射が開始されてから噴射さ
れた燃料が点火栓近傍に達するまでに比較的長い時間が
あり、この時に液状燃料が点火部に付着することはない
ために失火する可能性はなく、燃焼室の他の位置に燃料
が噴射される場合においても、この燃料がこの時間で十
分に気化して燃焼室内に可燃混合気を形成可能であり、
点火栓近傍の濃厚な混合気が確実に着火され、この火炎
が燃焼室中心から同心円状に可燃化した混合気に伝播さ
れるために、燃焼速度の速い良好な成層燃焼を実現する
ことができる。
【図１】本発明による筒内噴射式火花点火機関の点火時
点におけるピストン頂面近傍の概略平面図である。
点におけるピストン頂面近傍の概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】燃料噴射開始時期を示す図であり、（Ａ）は機
関高負荷時、（Ｂ）は機関低負荷時である。
関高負荷時、（Ｂ）は機関低負荷時である。
【図４】燃料室の側壁に噴射された燃料の挙動を示す図
であり、（Ａ）は側壁上部に衝突する燃料、（Ｂ）は側
壁下部に衝突する燃料の場合である。
であり、（Ａ）は側壁上部に衝突する燃料、（Ｂ）は側
壁下部に衝突する燃料の場合である。
１…ピストン ２…点火プラグ ２ａ…点火ギャップ ２ｂ…絶縁部 ３…燃料噴射弁 １０…燃焼室 １０ａ…側壁上部 １０ｂ…側壁下部 １０ｃ…底壁 １０ｄ…隆起部の側壁
Claims (4)
- 【請求項１】 ピストン頂面に形成され中央に隆起部を
有する凹状の燃焼室と、前記燃焼室の略中央上部に配置
された点火栓と、圧縮行程後半に前記燃焼室の側壁に燃
料を噴射する燃料噴射弁とを具備し、前記燃焼室の形状
は、噴射された液状燃料がその慣性力により前記燃焼室
の底壁及び前記隆起部の側壁を通り前記燃焼室の略中央
上部に向かうようになっていて、少なくとも燃料噴射が
開始されてから点火までの間において、前記液状燃料の
進行面と前記点火栓の少なくとも点火部とが交差しない
ようになっていることを特徴とする筒内噴射式火花点火
機関。 - 【請求項２】 前記燃焼室の側壁上部は、ここに衝突す
る燃料を前記燃焼室内の外周付近に分布させるようにな
っており、前記燃焼室の側壁下部が、ここに衝突する燃
料を前記燃焼室の略中央上部に向かわせるようになって
おり、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期は、燃料噴射量が
多い時において、噴射された燃料が前記側壁上部から前
記側壁下部にかけて衝突するピストン位置範囲であり、
燃料噴射量が少ない時において、噴射された燃料が前記
側壁下部にだけ衝突するピストン位置範囲であることを
特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項３】 前記点火栓の先端部が、点火時点におい
て前記燃焼室内に侵入することを特徴とする請求項１に
記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項４】 前記燃料噴射弁は複数の噴口を有し、必
要燃料量を略等角度間隔で分割して前記燃焼室の側壁に
向けて噴射することを特徴とする請求項１に記載の筒内
噴射式火花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255883A JPH07109925A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255883A JPH07109925A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07109925A true JPH07109925A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17284894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5255883A Pending JPH07109925A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109925A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6378486B1 (en) | 1998-08-06 | 2002-04-30 | Volkswagen Ag | Four-stroke internal combustion engine with direct injection |
| JP4087064B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2008-05-14 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射型内燃機関および内燃機関の制御方法、燃料噴射弁 |
| JP2012149607A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 内燃機関の点火装置 |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP5255883A patent/JPH07109925A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4087064B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2008-05-14 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射型内燃機関および内燃機関の制御方法、燃料噴射弁 |
| US6378486B1 (en) | 1998-08-06 | 2002-04-30 | Volkswagen Ag | Four-stroke internal combustion engine with direct injection |
| JP2012149607A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 内燃機関の点火装置 |
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