JPH0712668Y2 - Spark ignition direct injection engine - Google Patents

Spark ignition direct injection engine

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JPH0712668Y2
JPH0712668Y2 JP2372488U JP2372488U JPH0712668Y2 JP H0712668 Y2 JPH0712668 Y2 JP H0712668Y2 JP 2372488 U JP2372488 U JP 2372488U JP 2372488 U JP2372488 U JP 2372488U JP H0712668 Y2 JPH0712668 Y2 JP H0712668Y2
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spark plug
spray
combustion chamber
spark
cylinder head
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大作 沢田
静夫 佐々木
英次 橋本
善行 玉城
正記 光安
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Toyota Motor Corp
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は火花点火筒内直接噴射式エンジン(以下、火花
点火直噴エンジンという)に関し、とくに点火栓近傍に
安定した濃混合気ゾーンを形成するための構造に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a spark ignition direct injection engine (hereinafter referred to as a spark ignition direct injection engine), and in particular, forms a stable rich mixture zone near the spark plug. The structure for doing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

火花点火直噴エンジンにおいて、実開昭55-97129号公報
は、噴霧を燃焼室壁面に沿わせて点火栓に導き点火栓に
直接あてる構造を示している。この場合、点火栓はスワ
ール中心から外れている。
In a spark ignition direct injection engine, Japanese Utility Model Laid-Open No. 55-97129 discloses a structure in which spray is guided along a wall surface of a combustion chamber to a spark plug and directly applied to the spark plug. In this case, the spark plug is off the center of the swirl.

実開昭56-65217号公報は、ピストン凹部の壁面に沿わせ
てスワールに載せながら点火栓に導き噴霧の大部分を点
火栓にあてる構造を示している。
Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-65217 discloses a structure in which most of the spray is directed to the spark plug while being placed on the swirl along the wall surface of the piston recess and directed to the spark plug.

米国特許第3195520号明細書は、噴霧をいったんピスト
ン側に形成した凸部にあて、その反射を点火栓に直接あ
てる構造を示している。
U.S. Pat. No. 3,195,520 shows a structure in which the spray is once applied to a convex portion formed on the piston side and the reflection is directly applied to the spark plug.

実開昭57-43323号は直噴式エンジンではないが点火プラ
グ近傍のシリンダヘッド下面に、燃料だれ防止用のそり
返り部を形成した燃焼室を示している。
Although No. 57-43323 is not a direct injection engine, it shows a combustion chamber in which a warped portion for preventing fuel dripping is formed on the lower surface of the cylinder head near the spark plug.

実開昭62-87169号公報、特開昭61-167116号公報、実開
昭62-87127号公報は、多噴孔のうち1つからの噴霧を直
接点火栓にあてる構造を示している。
Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-87169, Japanese Patent Laid-Open No. 61-167116, and Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-87127 show a structure in which spray from one of the multiple injection holes is directly applied to the ignition plug.

実開昭62-90980号公報は、多噴孔のうち点火栓側に向か
う噴孔を他の噴孔より大とした燃料噴射弁を示してい
る。
Japanese Utility Model Laid-Open No. Sho 62-90980 discloses a fuel injection valve in which the injection holes of the multiple injection holes toward the spark plug side are larger than the other injection holes.

これらの従来技術は、整理すると、次の3つの何れかに
分類される。
These prior arts are classified into any of the following three, when sorted out.

(イ)噴射弁から噴射された噴霧に直接点火するもの…
実開昭62-87169号、特開昭61-167116号、実開昭62-8712
7号、実開昭62-90980号、(他に特開昭62-168951号、特
開昭62-139924号もある。) (ロ)衝突壁にぶつけた時にできた衝突微粒化噴霧に点
火するもの…U.S.P3195520号、(他に特開昭62-139921
号もある。) (ハ)壁面に燃料液膜を作り、気化した蒸気に点火する
もの…実開昭56-65217号(他に特開昭54-89111号、特開
昭57-11341号、特開昭59-192823号もある。) (考案が解決しようとする課題〕 しかし、上記3つに分類される従来技術には、それぞれ
次の問題点があった。
(A) Those that directly ignite the spray injected from the injection valve ...
JP 62-87169, JP 61-167116, JP 62-8712
No. 7, Jitsukai Sho 62-90980, (In addition, there are JP-A-62-168951 and JP-A-62-139924.) (B) Ignition of collision atomization spray produced when hitting a collision wall What to do ... USP 3195520, (Other Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-139921
There are also issues. (C) A fuel liquid film is formed on the wall surface and the vaporized vapor is ignited ... Jitsukai Sho 56-65217 (in addition, JP-A-54-89111, JP-A-57-11341, and JP-A-59) (There is also No. 192823.) (Problems to be solved by the invention) However, each of the conventional techniques classified into the above three has the following problems.

上記(イ)に分類されるものに対しては、噴霧の慣徹
力、気流により、噴霧の形成位置が変化しやすく、着火
不安定、プラグくすぶりを起しやすい。
For those classified as (a) above, the formation position of the spray is likely to change due to the penetration force of the spray and the air flow, and ignition instability and plug smoldering are likely to occur.

上記(ロ)に分類されるものに対しては、噴射量を絞っ
た時に微粒化が悪化し、着火不安定、プラグくすぶりを
起す。
For those classified into (b) above, atomization deteriorates when the injection amount is reduced, and ignition instability and plug smoldering occur.

上記(ハ)に分類されるものに対しては、燃料蒸気を移
動させるための気流を設定する必要があり、燃料室構成
上の制約が多いエンジン、たとえば4弁エンジン等、に
は不向きである。
For those classified into (c) above, it is necessary to set the air flow for moving the fuel vapor, and it is not suitable for engines with many restrictions on the fuel chamber structure, such as 4-valve engine. .

本考案は、上記問題点を解決するために、点火栓くすぶ
り等の不具合を発生させずに、点火栓近傍に着実に安定
した着火用混合気を形成できる火花点火直噴エンジンを
提供することを目的とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a spark ignition direct injection engine capable of steadily forming a stable air-fuel mixture in the vicinity of a spark plug without causing a problem such as spark plug smoldering. To aim.

〔課題を達成するための手段〕[Means for achieving the task]

上記課題は、次の(1)に記載の火花点火筒内直噴エン
ジンによって達成される。
The above problems can be achieved by the spark ignition in-cylinder direct injection engine described in (1) below.

(1)燃焼室に臨む点火栓と; 前記燃焼室に直接燃料を噴射し、噴孔のうち少なくとも
1つがそれから噴射される噴霧がシリンダヘッド面にあ
たるようにかつ前記点火栓側に向けられている燃料噴射
弁と; シリンダヘッド下面のうち前記噴霧があたる部分より前
記点火栓側でかつ前記燃料噴射弁と前記点火栓との間で
前記点火栓側に近い部位に設けられ、延長が前記点火栓
の下方を通過するように傾斜された壁面を有する、前記
燃焼室内に向って突出する突出部と; を有することを特徴とする火花点火直噴エンジン。
(1) A spark plug facing the combustion chamber; fuel is directly injected into the combustion chamber, and at least one of the injection holes is directed toward the spark plug so that the spray injected from the injection hole hits the cylinder head surface. A fuel injection valve; provided on the ignition plug side of the portion of the lower surface of the cylinder head where the spray hits, and between the fuel injection valve and the ignition plug near the ignition plug side, and extending the ignition plug And a projecting portion projecting toward the combustion chamber, the projecting portion having a wall surface inclined so as to pass below the spark ignition direct injection engine.

上記(1)の火花点火直噴エンジンは、次の態様をとる
ことができる。
The spark ignition direct injection engine of the above (1) can take the following modes.

(2)シリンダボア壁面とシリンダヘッド下面とピスト
ン上面で郭定されている燃焼室と; 前記燃焼室に臨むようにシリンダヘッドに取付けられた
点火栓と; 前記燃焼室に臨むように配設され、複数個の噴孔を有
し、該複数の噴孔のうち少なくとも1個の噴孔はそれか
ら噴射される噴霧がシリンダヘッド面にあたるように前
記シリンダヘッド下面に向けてかつ前記点火栓方向に燃
料を噴射するようにその噴射方向が指向されている、燃
料噴射弁と; 前記シリンダヘッド下面のうち前記噴霧があたる部分よ
りも前記点火栓側でかつ前記点火栓と前記燃料噴射弁と
の間でかつ前記点火栓に近い側の部位に形成され、延長
が前記点火栓の下側を通過するように傾斜された、噴霧
の流れ方向を制御するための、流れ制御壁面を有する、
前記燃料室内に向けて突出する突出部と;を備えている
ことを特徴とする火花点火直噴エンジン。
(2) A combustion chamber defined by a cylinder bore wall surface, a cylinder head lower surface, and a piston upper surface; an ignition plug attached to the cylinder head so as to face the combustion chamber; and an ignition plug arranged so as to face the combustion chamber. There is a plurality of injection holes, and at least one injection hole of the plurality of injection holes directs fuel toward the lower surface of the cylinder head and toward the spark plug so that the spray injected from the injection holes hits the cylinder head surface. A fuel injection valve, the injection direction of which is directed so as to inject; and a portion of the lower surface of the cylinder head that is closer to the spark plug than a portion where the spray hits, and between the spark plug and the fuel injection valve, and A flow control wall surface for controlling the flow direction of the spray, which is formed at a portion close to the spark plug and whose extension is inclined so as to pass under the spark plug;
A spark ignition direct injection engine, comprising: a protrusion protruding toward the fuel chamber.

(3)前記突出部は、前記流れ制御壁面の、噴霧流れ方
向下流側の端部に、前記流れ制御壁面に沿って流れてき
た噴霧を該流れ制御壁面から離脱させるエッジ部を有す
る(2)記載の火花点火直噴エンジン。
(3) The protruding portion has an edge portion at the end of the flow control wall surface on the downstream side in the spray flow direction, for separating the spray flowing along the flow control wall surface from the flow control wall surface (2) Spark ignition direct injection engine described.

(4)前記流れ制御壁面は、噴霧流れ方向上流側で、な
めらかに湾曲する曲面を介して、前記シリンダヘッド下
面に接続する(2)記載の火花点火直噴エンジン。
(4) The spark ignition direct injection engine according to (2), wherein the flow control wall surface is connected to the lower surface of the cylinder head via a smoothly curved curved surface on the upstream side in the spray flow direction.

(5)前記燃料噴射弁の複数の噴孔のうち、前記シリン
ダヘッド下面に向けて燃料を噴射する少なくとも1個の
噴孔は、浅い角度で燃料をシリンダヘッド下面に向けて
噴射する(2)記載の火花点火直噴エンジン。
(5) Of the plurality of injection holes of the fuel injection valve, at least one injection hole for injecting fuel toward the lower surface of the cylinder head injects fuel toward the lower surface of the cylinder head at a shallow angle (2). Spark ignition direct injection engine described.

(6)前記燃料噴射弁の複数の噴孔のうち、前記シリン
ダヘッド下面に向けて燃料を噴射する噴孔の径は、他の
噴孔の径より大とされている(2)記載の火花点火直噴
エンジン。
(6) Of the plurality of injection holes of the fuel injection valve, the diameter of the injection hole for injecting fuel toward the lower surface of the cylinder head is larger than the diameter of the other injection holes. Ignition direct injection engine.

(7)前記燃料噴射弁の複数の噴孔のうち、前記シリン
ダヘッド下面に向けて燃料を噴射する噴孔以外の噴孔
は、噴射方向をピストン頂面に向けられている(2)記
載の火花点火直噴エンジン。
(7) Among the plurality of injection holes of the fuel injection valve, the injection holes other than the injection holes for injecting fuel toward the lower surface of the cylinder head have the injection direction directed to the piston top surface. Spark ignition direct injection engine.

(8)前記点火栓が前記燃焼室の中央部にあり、前記燃
料噴射弁が前記燃焼室の外周部に配設されている(2)
記載の火花点火直噴エンジン。
(8) The spark plug is located in a central portion of the combustion chamber, and the fuel injection valve is arranged on an outer peripheral portion of the combustion chamber (2)
Spark ignition direct injection engine described.

(9)前記点火栓が前記燃焼室の中央部から外れた位置
にある(2)記載の火花点火直噴エンジン。
(9) The spark ignition direct injection engine according to (2), wherein the spark plug is located at a position deviated from a central portion of the combustion chamber.

〔作用〕[Action]

複数噴孔から噴射された噴霧のうちシリンダヘッド下面
に向う噴霧は、シリンダヘッド下面にあたってシリンダ
ヘッド下面に沿って点火栓に向って流れ、点火栓と燃料
噴射弁の間の突出部に到り、突出部の傾斜された壁面に
沿って流れの中心の向きを点火栓下方に向かうように変
えられる。点火栓下方に流れた噴霧はそこで拡がり、気
流の有無に拘らず、境界域の安定した濃混合気ゾーンを
点火栓近傍に形成でき、着火性が向上される。また、噴
霧は点火栓ギャップに直接ふきかけられないので、点火
栓のくすぶりは生じない。このような安定した濃混合気
ゾーンは従来のものでは形成できない。何となれば点火
栓に向けて強く噴くと慣徹力で外周部迄飛行してしまい
点火栓近傍にとどまるように弱く噴くと境界が不安定に
なってしまうからである。
Of the sprays injected from the plurality of injection holes, the spray directed toward the lower surface of the cylinder head flows toward the spark plug along the lower surface of the cylinder head when reaching the lower surface of the cylinder head, and reaches the protrusion between the spark plug and the fuel injection valve. The direction of the center of the flow can be changed along the inclined wall surface of the protruding portion so as to be directed toward the lower portion of the spark plug. The spray flowing below the spark plug spreads there, and a stable rich mixture zone in the boundary region can be formed near the spark plug regardless of the presence or absence of air flow, and the ignitability is improved. Further, since the spray cannot be directly sprayed on the spark plug gap, smoldering of the spark plug does not occur. Such a stable rich mixture zone cannot be formed by a conventional one. This is because if the jet is strongly blown toward the spark plug, it will fly to the outer peripheral portion by the force of inertia, and if it is jetted weakly so as to stay near the spark plug, the boundary becomes unstable.

複数噴孔のうちシリンダヘッド下面に向けられて噴射さ
れないものは、ほぼ柱状となって強い慣徹力でスワール
の外周部位に飛行していき、スワールの外周部の強い流
れにのって分散し、燃焼完全域に拡がり、良好な燃焼性
が得られ、出力を向上させる。
Of the multiple injection holes, those that are not injected toward the lower surface of the cylinder head form a columnar shape and fly to the outer peripheral part of the swirl with a strong penetration force and disperse along the strong flow of the outer peripheral part of the swirl. , Spreads to the complete combustion range, good combustibility is obtained, and the output is improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本考案に係る火花点火直噴エンジンの望ましい
実施例を、図面を参照して説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of a spark ignition direct injection engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、複数の実施例の共通構成を説明する。First, a common configuration of a plurality of embodiments will be described.

第1図、第3図、第4図において、燃焼室14は、シリン
ダヘッド15の下面16、シリンダボア壁面1、ピストン2
の上面17に囲まれて郭定される。燃焼室14には点火栓4
と燃料噴射弁5が臨み、燃料噴射弁5は筒内に直接燃料
を噴射し、かくして火花点火直噴エンジンが構成され
る。
1, 3, and 4, the combustion chamber 14 includes a lower surface 16 of a cylinder head 15, a cylinder bore wall surface 1, and a piston 2.
Surrounded by the upper surface 17 of the. Spark plug 4 in combustion chamber 14
The fuel injection valve 5 faces the fuel injection valve 5, and the fuel injection valve 5 directly injects fuel into the cylinder, thus forming a spark ignition direct injection engine.

燃料噴射弁5は先端に複数の噴孔を有し、そのうちの少
なくとも1つは、噴射の方向がシリンダヘッド下面16に
向けられており、他の噴孔はピストン頂面17または燃焼
室内方向に向けられている。図中18aがシリンダヘッド
下面に向けられた噴孔からの噴霧を示し、18b、18cは残
りの噴孔からの噴霧を示す。
The fuel injection valve 5 has a plurality of injection holes at its tip, and at least one of them has its injection direction directed toward the lower surface 16 of the cylinder head, and the other injection holes are directed toward the piston top surface 17 or the combustion chamber. It is directed. In the figure, 18a shows the spray from the injection hole directed to the lower surface of the cylinder head, and 18b and 18c show the spray from the remaining injection holes.

シリンダヘッド下面16のうち、噴霧18aがあたる部分よ
り点火栓4側で、かつ、点火栓4と燃料噴射弁5との間
でかつ点火栓4に近い側の部位には、燃焼室14内に向け
て突出する突出部19が形成されている。突出部19は、噴
霧18aの流れの方向を制御するための壁面11(以下、流
れ制御壁面という)を有しており、流れ制御壁面11はそ
の延長が点火栓4の下側を通過するようにその傾斜が定
められている。このように傾斜を特定するのは噴霧18a
の中心線Cが点火栓ギャップ部20に向わないようにする
ためである。
Within the combustion chamber 14, a portion of the lower surface 16 of the cylinder head, which is closer to the spark plug 4 than the spray 18a is, and between the spark plug 4 and the fuel injection valve 5 and close to the spark plug 4. A protruding portion 19 that protrudes toward the front is formed. The protrusion 19 has a wall surface 11 (hereinafter, referred to as a flow control wall surface) for controlling the flow direction of the spray 18a, and the extension of the flow control wall surface 11 passes below the spark plug 4. The inclination is set in. In this way, the inclination is specified by the spray 18a.
This is to prevent the center line C of the above from facing the spark plug gap portion 20.

突出部19は、流れ制御壁面11の噴霧18a流れ方向下流側
の端部に、流れ制御壁面11に沿って流れてきた噴霧を流
れ制御壁面11から離脱させるように角をつけられたエッ
ジ部12を有する。このようにエッジ部12を設けたのは噴
霧18aの中心線Cが、コアンダ効果によって壁面に付着
して流れて点火栓ギャップ部20の方に向かわないように
するためである。
The protruding portion 19 has an edge portion 12 at the end of the flow control wall surface 11 on the downstream side in the flow direction of the spray 18a, which is angled so as to separate the spray flowing along the flow control wall surface 11 from the flow control wall surface 11. Have. The edge portion 12 is provided in this manner so that the center line C of the spray 18a does not adhere to the wall surface due to the Coanda effect and flow toward the spark plug gap portion 20.

流れ制御壁面11は、噴霧18a流れ方向上流側で、なめら
かに湾曲する曲面13を介して、シリンダヘッド下面16の
うち、噴霧18aがあたって沿流れする壁面3になめらか
に接続している。面3、13、11をなめらかに接続させた
理由は、面11が噴霧18aの流れの向きを変えるために働
き、噴霧18aを衝突させて微粒化させるための面ではな
いからである。
The flow control wall surface 11 is smoothly connected to the wall surface 3 of the lower surface 16 of the cylinder head, which is on the upstream side in the flow direction of the spray 18a, and which is sprayed with the spray 18a and flows along the curved surface 13. The reason why the surfaces 3, 13, 11 are connected smoothly is that the surface 11 works to change the direction of the flow of the spray 18a and is not a surface for colliding the spray 18a and atomizing it.

燃料噴射弁5からの噴霧のうち、シリンダヘッド下面16
の壁面3に向かう噴霧18aは、浅い角度(約30°以下の
角度で小さい程よい)で壁面3に接触するように、噴霧
18aに対応する噴孔の角度が定められている。浅い角度
としたのは、壁面3にあたったときに燃料が極度に微粒
化して飛散しないためであり、点火栓4近傍に効率よく
噴霧18aの大半を誘導するためである。
Of the spray from the fuel injection valve 5, the cylinder head lower surface 16
18a toward the wall surface 3 of the spray is sprayed so as to contact the wall surface 3 at a shallow angle (the smaller the angle is about 30 ° or less, the better).
The angle of the nozzle hole corresponding to 18a is defined. The reason why the angle is shallow is that the fuel is extremely atomized and does not scatter when it hits the wall surface 3, and most of the spray 18a is efficiently guided to the vicinity of the spark plug 4.

つぎに各実施例について相違する構成について説明す
る。
Next, different configurations of the respective embodiments will be described.

第1図、第2図は本考案の第1実施例を示す。第1実施
例において、点火栓4は、燃焼室14の中央部に位置し、
点火栓ギャップ部20を含み下端部は燃焼室14内に突出し
ている。また、燃料噴射弁5は燃焼室14の外周部に設け
られている。点火栓4の中央配設は、火炎伝播距離を最
小にして燃焼性を向上させる他、ポート6、弁7、ステ
ム8、ウォータジャケット等とのスペース上のとり合い
を容易にしている。また、点火栓4の中央配設は、ポー
ト6が吸気のスワールポートを含む場合燃焼室14内に吸
気スワールが形成されるが、スワールは外周程流れが強
く中心が弱いので、点火栓4近傍に形成される濃混合気
ゾーン21を乱さないのにも寄与する。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the spark plug 4 is located in the center of the combustion chamber 14,
The lower end portion including the spark plug gap portion 20 projects into the combustion chamber 14. Further, the fuel injection valve 5 is provided on the outer peripheral portion of the combustion chamber 14. The central disposition of the spark plug 4 minimizes the flame propagation distance to improve the combustibility, and facilitates the space connection with the port 6, the valve 7, the stem 8, the water jacket, and the like. Further, in the central disposition of the spark plug 4, when the port 6 includes a swirl port for intake air, an intake swirl is formed in the combustion chamber 14, but since the swirl has a strong flow near the outer periphery and a weak center, the vicinity of the spark plug 4 is considered. It also contributes to not disturbing the rich mixture zone 21 formed in the.

燃焼室14の外周部に臨ませて設けた燃料噴射弁5は、点
火栓4に比べて比較的小径構造をとることができるの
で、ポートが通る外周部に設けられても比較的困難を伴
なわずに配設できる。ピストン2には燃料噴射弁5との
干渉を防ぐために切り欠き10が形成されている。なお9
はガスケットである。
Since the fuel injection valve 5 provided so as to face the outer peripheral portion of the combustion chamber 14 can have a relatively small diameter structure as compared with the spark plug 4, it is relatively difficult even if it is provided at the outer peripheral portion through which the port passes. It can be arranged without touching. A notch 10 is formed in the piston 2 to prevent interference with the fuel injection valve 5. 9
Is a gasket.

第2図は噴霧18aが突出部19のエッジ部12から離脱した
ときの流れ分布を時間経過を追って示す。第2図からわ
かるように噴霧18aの分布に対応して形成される濃混合
気ゾーンAの点火栓4側の境界域Bは、時間経過に拘ら
ずほぼ一定線上にあり、この位置は、噴霧中心線Cの上
側にあって、噴射後の時間経過によらずほぼ一定である
ばかりでなく、スワールの有無、燃料噴射量の大小にも
ほとんど左右されずに一定である。すなわち、非常に安
定した濃混合気ゾーンAの境界域Bを形成できる。突出
部19を設けた目的はこの安定した境界域Bを形成するた
めであり、この境界域Bに点火栓ギャップ部20を配設す
るようにする。この境界域Bに点火栓ギャップ部20を設
ける理由は、噴射と点火のタイミング設定を比較的自由
にでき、かつ他の因子に左右されにくい安定した良好な
着火を得るためである。
FIG. 2 shows the flow distribution when the spray 18a is separated from the edge portion 12 of the protruding portion 19 over time. As can be seen from FIG. 2, the boundary region B on the spark plug 4 side of the rich mixture zone A formed corresponding to the distribution of the spray 18a is on a substantially constant line regardless of the passage of time, and this position is On the upper side of the center line C, it is not only substantially constant regardless of the time elapsed after injection, but is also substantially independent of the presence or absence of swirl and the magnitude of the fuel injection amount. That is, it is possible to form a very stable boundary region B of the rich air-fuel mixture zone A. The purpose of providing the protruding portion 19 is to form the stable boundary area B, and the spark plug gap portion 20 is arranged in the boundary area B. The reason why the spark plug gap portion 20 is provided in the boundary area B is that the timing of injection and ignition can be set relatively freely, and stable and favorable ignition that is not affected by other factors can be obtained.

第3図は本考案の第2実施例を示す。第2実施例は、第
1実施例において、シリンダヘッド下面16の壁面3に向
けて噴射される噴霧18aを噴出する噴孔を、他の噴孔よ
り、大径としたものであり、他の構成は第1実施例に準
じる。大径とした理由は、点火栓4近傍に十分な燃料量
を供給するためである。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the nozzle hole for ejecting the spray 18a injected toward the wall surface 3 of the cylinder head lower surface 16 has a larger diameter than the other nozzle holes. The configuration is similar to that of the first embodiment. The reason for using a large diameter is to supply a sufficient amount of fuel near the spark plug 4.

第4図は本考案の第3実施例を示す。第3実施例におい
ては、点火栓4は燃焼室14の中央部から外れた位置に設
けられている。このように設けると、点火栓部位のスワ
ールが第1、第2実施例に比べて強くなるが、第2図で
説明した如く、境界域Bは非常に安定しているので、若
干のスワールがあってもそれに大きく左右されずに、安
定した着火性が得られる。第3実施例では、ポート21、
22はシリンダボア部に開口している。その他の構成は第
1、第2実施例に準じる。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the spark plug 4 is provided at a position off the center of the combustion chamber 14. With this arrangement, the swirl of the spark plug portion becomes stronger than in the first and second embodiments, but as described with reference to FIG. 2, the boundary area B is very stable, so some swirl may occur. Even if it is present, stable ignition performance is obtained without being greatly affected by it. In the third embodiment, port 21,
22 is open to the cylinder bore. Other configurations are similar to those of the first and second embodiments.

つぎに、各実施例共通の作用について説明する。Next, the operation common to each embodiment will be described.

シリンダヘッド下面16に突出部19を形成することによ
り、シリンダヘッド下面の壁面3にあたって沿って流れ
た噴霧18aは突出部19の流れ制御壁面11によって流れの
中心線Cの向きを点火栓4下方に向かうように変えら
れ、エッジ部12によって突出部19から離れて点火栓4下
方に向かい、点火栓近傍に濃混合気ゾーンAを形成し、
濃混合気ゾーンAの点火栓4に近い側の境界域Bは噴射
開始時期からの経過時間に鈍感でほぼ一定の領域に形成
され、この境界域Bに点火栓ギャップ部20が位置してい
ることにより、噴射タイミングの変化によらず、かつ気
流の有無に拘らず、常に安定した着火が得られる。この
場合、点火栓ギャップ部20に直接噴きかけられるもので
はないので、点火栓くすぶりは生じない。
By forming the protruding portion 19 on the lower surface 16 of the cylinder head, the spray 18a flowing along the wall surface 3 of the lower surface of the cylinder head is directed toward the downward direction of the spark plug 4 by the flow control wall surface 11 of the protruding portion 19. Is changed so as to face toward the lower portion of the spark plug 4 away from the protruding portion 19 by the edge portion 12 to form a rich mixture zone A in the vicinity of the spark plug,
The boundary region B of the rich mixture zone A on the side close to the spark plug 4 is formed in a substantially constant region insensitive to the elapsed time from the injection start timing, and the spark plug gap portion 20 is located in this boundary region B. As a result, stable ignition can always be obtained regardless of changes in the injection timing and regardless of the presence or absence of air flow. In this case, since the spark plug gap 20 is not directly sprayed, spark plug smolder does not occur.

ピストン頂部17に向けて噴射された噴霧18b、18c、(18
d)は、柱状で強い慣徹力を有し、燃焼室14の外周部に
飛行し、そこで外周程強いスワールにのって燃焼室14内
に分散し、微粒化し、良好な燃焼と出力が得られる。
Sprays 18b, 18c, (18
d) is columnar and has a strong penetration force, and flies to the outer periphery of the combustion chamber 14, where it is dispersed in the combustion chamber 14 along a swirl that is stronger toward the outer periphery, atomizes, and good combustion and output are obtained. can get.

次に各実施例の特有の作用について説明する。Next, the operation peculiar to each embodiment will be described.

第1、第2実施例においては、点火栓4の燃焼室14に対
する中央配設は、径を小さくすることの難しい点火栓4
を、ポート6で囲まれた従来デッドスペースであった部
位を利用して無理なく配設することができ、スペースの
取合いを容易にする。また、点火栓4の中央配設は、火
炎伝播距離を最小にするので、良好な燃焼性を得るのに
役立つ。また、ピストン頂面17は外周にほぼ上方に立上
る壁を有しており、ピストン頂面17に噴射された噴霧18
b、18cがシリンダボア壁面へと流れるのを阻止できる。
In the first and second embodiments, the central arrangement of the spark plug 4 with respect to the combustion chamber 14 makes it difficult to reduce the diameter of the spark plug 4.
Can be arranged without difficulty by utilizing the part which was a conventional dead space surrounded by the port 6, and facilitates the space arrangement. Further, the central arrangement of the spark plugs 4 minimizes the flame propagation distance, which helps to obtain good flammability. Further, the piston top surface 17 has a wall that rises almost upward on the outer circumference, and the spray 18 injected onto the piston top surface 17
It is possible to prevent b and 18c from flowing to the wall surface of the cylinder bore.

第2実施例のように、シリンダヘッド下面の壁面3に向
かう噴霧18aを噴射する噴孔の径を大としたものは、点
火栓4の近傍に、より濃い混合気ゾーンAを形成するの
に役立つ。
In the case where the diameter of the injection hole for injecting the spray 18a toward the wall surface 3 on the lower surface of the cylinder head is large as in the second embodiment, a denser mixture zone A is formed in the vicinity of the spark plug 4. Be useful.

第3実施例のように、点火栓4の位置を燃焼室14の中央
部から外れた位置としたものは、点火栓4近傍にもスワ
ールを働かさせることができ、必要に応じてこのような
配置をとることも可能である。
When the spark plug 4 is located outside the center of the combustion chamber 14 as in the third embodiment, the swirl can be made to work in the vicinity of the spark plug 4 as well. Arrangement is also possible.

〔考案の効果〕[Effect of device]

本考案によれば、点火栓4と燃焼噴射弁5との間に突出
部19を設けたので、複数噴孔のうちの少なくとも1つか
らの噴霧18aを点火栓下方に向けて点火栓4の近傍に安
定した境界域Bを有する濃混合気ゾーンAを形成するこ
とができ、良好で、かつ点火タイミングと噴射タイミン
グとの変化に鈍感な、かつ気流の有無にあまり左右され
ない、安定した着火性を得ることができる。また、噴霧
18aが直接点火栓ギャップ部20に噴きかけられないの
で、点火栓くすぶりは生じない。
According to the present invention, since the protruding portion 19 is provided between the spark plug 4 and the combustion injection valve 5, the spray 18a from at least one of the plurality of injection holes is directed toward the lower side of the spark plug 4. It is possible to form a rich mixture zone A having a stable boundary area B in the vicinity, which is good, is insensitive to changes in ignition timing and injection timing, and is not significantly affected by the presence or absence of air flow, and stable ignitability. Can be obtained. Also spray
Since 18a cannot be sprayed directly on the spark plug gap portion 20, spark plug smolder does not occur.

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

第1図は本考案の第1実施例に係る火花点火直噴エンジ
ンの要部断面図、 第2図は第1図の突出部近傍の濃混合気ゾーンの形成状
態を示す部分拡大断面図、 第3図は本考案の第2実施例に係る火花点火直噴エンジ
ンの要部断面図、 第4図は本考案の第3実施例に係る火花点火直噴エンジ
ンの要部断面図、 である。 4……点火栓 5……燃料噴射弁 11……流れ制御壁面 12……エッジ部 13……曲面 16……シリンダヘッド下面 18a、18b、18c……噴霧 19……突出部 A……濃混合気ゾーン B……(安定した)境界域
1 is a sectional view of a main part of a spark ignition direct injection engine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing a formation state of a rich mixture zone in the vicinity of a protrusion in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of an essential part of a spark ignition direct injection engine according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of an essential part of a spark ignition direct injection engine according to a third embodiment of the present invention. . 4 …… Ignition plug 5 …… Fuel injection valve 11 …… Flow control wall 12 …… Edge 13 …… Curved surface 16 …… Cylinder head bottom surface 18a, 18b, 18c …… Spray 19 …… Projection A …… Dense mixing Qi Zone B ... (Stable) boundary area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 玉城 善行 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 光安 正記 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiyuki Tamaki 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor, Masaaki Koyasu 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】燃焼室に臨む点火栓と; 前記燃焼室に直接燃料を噴射し、噴孔のうち少なくとも
1つがそれから噴射される噴霧がシリンダヘッド面にあ
たるようにかつ前記点火栓側に向けられている燃料噴射
弁と; シリンダヘッド下面のうち前記噴霧があたる部分より前
記点火栓側でかつ前記燃料噴射弁と前記点火栓との間で
前記点火栓側に近い部位に設けられ、延長が前記点火栓
の下方を通過するように傾斜された壁面を有する、前記
燃焼室内に向って突出する突出部と; を有することを特徴とする火花点火直噴エンジン。
1. A spark plug facing a combustion chamber; fuel is directly injected into the combustion chamber, and at least one of the injection holes is directed toward the spark plug so that the spray injected from the injection hole hits a cylinder head surface. A fuel injection valve provided on the ignition plug side of a portion of the lower surface of the cylinder head on which the spray hits, and between the fuel injection valve and the ignition plug near the ignition plug side. A spark ignition direct injection engine, comprising: a protrusion having a wall surface inclined so as to pass below the spark plug and protruding toward the combustion chamber.
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