JPH085306Y2 - In-cylinder injection spark ignition engine - Google Patents

In-cylinder injection spark ignition engine

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JPH085306Y2
JPH085306Y2 JP1988017613U JP1761388U JPH085306Y2 JP H085306 Y2 JPH085306 Y2 JP H085306Y2 JP 1988017613 U JP1988017613 U JP 1988017613U JP 1761388 U JP1761388 U JP 1761388U JP H085306 Y2 JPH085306 Y2 JP H085306Y2
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fuel
piston
injection
cylinder
injected
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英次 橋本
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【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、筒内噴射式火花点火機関に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a direct injection spark ignition engine.

[従来の技術] 従来、筒内噴射式火花点火機関は、特開昭61−167116
号公報、特開昭61−87127号公報、特開昭61−87169号公
報、特開昭62−139921号公報、実開昭61−1739921号公
報に開示されている。
[Prior Art] Conventionally, a cylinder injection type spark ignition engine is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-167116.
JP-A-61-87127, JP-A-61-87169, JP-A-62-139921 and JP-A-61-1739921.

このうち、特開昭61−167116号公報、特開昭61−8712
7号公報、特開昭61−87169号公報では、燃料噴射弁の多
噴孔のうち1つは点火栓の点火ギャップへ、他はピスト
ンへ指向されており、軽負荷時の着火性の向上がはから
れている。また、特開昭62−139921号公報では、燃料噴
射弁からの噴射燃料はピストンに形成した凸部に衝突反
射して燃焼室全体に拡散され、高負荷時の燃焼性が向上
されている。さらに、実開昭61−1739921号公報では、
ピストンに浅皿部と深皿部が形成されていて、軽負荷時
には深皿部に高負荷時には浅皿部に燃料が噴射されるよ
うになっており、軽負荷時と、高負荷時の燃焼性が両立
がはかられる。
Among these, Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-167116 and 61-8712
In JP 7 and JP-A 61-87169, one of the multiple injection holes of the fuel injection valve is directed to the ignition gap of the spark plug, and the other is directed to the piston, which improves the ignitability at a light load. It's stripped. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 62-139921, the fuel injected from the fuel injection valve collides with the convex portion formed on the piston and is reflected and diffused throughout the combustion chamber to improve the combustibility at high load. Furthermore, in Japanese Utility Model Publication No. 61-1739921,
The piston has a shallow plate and a deep plate.When the load is light, the fuel is injected into the deep plate, and when the load is high, the fuel is injected into the shallow plate. Combustion at light load and high load Both sexuality are achieved.

[考案が解決しようとする課題] しかしながら、従来技術には次の問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional technology has the following problems.

まず、特開昭61−167116号公報、特開昭61−87127号
公報、特開昭61−87169号公報では、点火栓ギャップに
燃料の一部が直接噴射されるので、燃料の蒸発化が悪
く、かつ軽負荷時に良好な燃焼が得られるように合わせ
ておくと高負荷時には燃料過多になり点火栓くすぶりが
生じる。
First, in JP-A-61-167116, JP-A-61-87127, and JP-A-61-87169, since a part of fuel is directly injected into the spark plug gap, the fuel is not vaporized. If it is adjusted so that good combustion can be obtained when the load is bad and the load is light, excess fuel will be generated at the time of high load and spark smolder will occur.

また、特開昭62−139921号公報では、ピストンに形成
した小さな頂面を有する凸部にそれに対向して設けた燃
料噴射弁から噴射される燃料を衝突、拡散させるので、
ピストン壁面での燃料の蒸発促進がよくない。
Further, in JP-A-62-139921, since fuel injected from a fuel injection valve provided facing the convex portion having a small top surface formed on the piston is made to collide and diffuse,
The evaporation of fuel on the piston wall is not promoted well.

また、実開昭61−173728号公報では、点火栓が気筒中
央に設けられていないので、火炎伝幡距離が大になるこ
と、かつ点火栓、燃料噴射弁をシリンダヘッドにコンパ
クトに配設することが難しいという問題があった。
Further, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-173728, since the ignition plug is not provided in the center of the cylinder, the flame transfer distance becomes large, and the ignition plug and the fuel injection valve are compactly arranged on the cylinder head. There was a problem that it was difficult.

本考案は、高負荷域では燃料の蒸発、拡散を促進し、
軽負荷域では点火栓近傍に過濃混合気を形成して着火性
をよくし、しかも点火栓、燃料噴射弁をコンパクトに配
設した筒内噴射式火花点火機関を提供することを課題と
する。
The present invention promotes fuel evaporation and diffusion in the high load range,
An object of the present invention is to provide an in-cylinder injection spark ignition engine in which a rich mixture is formed in the vicinity of a spark plug in a light load region to improve ignitability and a spark plug and a fuel injection valve are compactly arranged. .

[課題を解決するための手段] 上記課題は、本考案によれば次の筒内噴射式火花点火
機関によって達成される。すなわち、 (1)燃料噴射弁からピストン頂部に向けて燃料を噴射
し、点火栓で蒸発燃料を着火して燃焼させる筒内噴射式
火花点火機関において、ピストン頂部のうち、軽負荷時
に燃料噴射弁から噴射された燃料があたる位置に、ピス
トン頂部にあたる燃料の噴射方向に沿って徐々に深くな
り終端近傍でなめらかに湾曲して立上る溝を形成したこ
とを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the above-mentioned problems can be achieved by the following cylinder injection type spark ignition engine. (1) In a direct injection spark ignition engine in which fuel is injected from the fuel injection valve toward the top of the piston, and evaporative fuel is ignited and burned by a spark plug, the fuel injection valve at the time of a light load in the piston top A cylinder injection type spark ignition engine characterized in that a groove that gradually deepens along the injection direction of the fuel at the top of the piston and smoothly curves and rises near the end is formed at the position where the fuel injected from .

上記(1)の筒内噴射式火花点火機関は、次の態様を
とることができる。
The cylinder injection type spark ignition engine of the above (1) can take the following modes.

(2)ピストン、シリンダヘッド下面、シリンダボアの
壁面とによって形成される燃焼室と; 前記燃焼室に開口する2つの吸気ポートと少なくとも
1つの排気ポートと; 気筒の横断面方向ほぼ中央に位置し、前記シリンダヘ
ッド下面から前記燃焼室内に突出する点火栓と; 前記気筒の横断面外周部位に設けられ、前記ピストン
頂部に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と;から成り、
前記ピストン頂部には、噴射時期の遅い軽負荷時に燃料
噴射弁から噴射される燃料の少なくとも一部があたる位
置に、あたる燃料を前記点火栓側に向けて、反射させる
溝が形成されている、(1)記載の筒内噴射式火花点火
機関。
(2) A combustion chamber formed by the piston, the lower surface of the cylinder head, and the wall surface of the cylinder bore; two intake ports and at least one exhaust port opening to the combustion chamber; An ignition plug that projects from the lower surface of the cylinder head into the combustion chamber; a fuel injection valve that is provided at an outer peripheral portion of a cross section of the cylinder and injects fuel toward the top of the piston;
A groove is formed on the top of the piston at a position where at least a part of the fuel injected from the fuel injection valve hits at the time of a light load with a late injection timing, and the hit fuel is reflected toward the spark plug side. (1) The in-cylinder injection type spark ignition engine.

(3)前記溝は、溝の延び方向と直交方向に前記点火栓
から遠い溝部分が前記点火栓に近い溝部分より高くなる
ように傾斜している(2)記載の筒内噴射式火花点火機
関。
(3) The in-cylinder injection spark ignition according to (2), wherein the groove is inclined in a direction orthogonal to the extending direction of the groove such that a groove portion farther from the spark plug is higher than a groove portion near the spark plug. organ.

(4)前記溝は複数個形成されていて、ピストン上昇に
伴ない噴射燃料が順に溝にあたり、断続的に燃焼室内に
燃料が分散する(2)記載の筒内噴射式火花点火機関。
(4) The in-cylinder injection spark ignition engine according to (2), in which a plurality of the grooves are formed, and the injected fuel sequentially hits the grooves as the piston rises, and fuel is intermittently dispersed in the combustion chamber.

(5)前記ピストンは中心がピストン軸心と一致する円
形でかつ凹状の浅皿部を有しており、この浅皿部の底面
に前記溝が形成されている(2)記載の筒内噴射式火花
点火機関。
(5) The in-cylinder injection according to (2), wherein the piston has a circular and concave shallow dish portion whose center coincides with the piston axis, and the groove is formed on the bottom surface of the shallow dish portion. Type spark ignition engine.

(6)前記ピストンの頂部のうち、噴射時期の早い高負
荷時に燃料噴射弁から噴射される燃料の少なくとも一部
があたる頂面部分は平坦な平面とされている(2)記載
の筒内噴射式火花点火機関。
(6) The in-cylinder injection according to (2), in which a top surface portion of the top portion of the piston, which is at least part of the fuel injected from the fuel injection valve at the time of high load with an early injection timing, is a flat plane. Type spark ignition engine.

(7)前記燃料噴射弁は多噴孔燃料噴射弁から成り、そ
の複数個の噴孔の一部は燃料をピストン頂部に向けて噴
射し、残りは燃料を燃焼室内空間に向けて噴射するよう
に指向されている(2)記載の筒内噴射式火花点火機
関。
(7) The fuel injection valve comprises a multi-injection fuel injection valve, and some of the plurality of injection holes inject fuel toward the top of the piston, and the rest inject fuel into the combustion chamber space. (2) The in-cylinder injection spark ignition engine described in (2).

(8)前記点火栓が、気筒横断面方向に、前記2つの吸
気ポートと前記少なくとも1つの排気ポートとで囲まれ
た位置にあり、前記燃料噴射弁が前記2つの吸気ポート
の間に位置する(1)記載の筒内噴射式火花点火機関。
(8) The spark plug is located at a position surrounded by the two intake ports and the at least one exhaust port in a cylinder cross-sectional direction, and the fuel injection valve is located between the two intake ports. (1) The in-cylinder injection type spark ignition engine.

(9)前記点火栓はピストン軸心に平行に前記燃焼室か
ら上方に延び、前記燃料噴射弁は前記燃焼室の外周部か
ら斜め上方、外方に向って延びている(1)記載の筒内
噴射式火花点火機関。
(9) The cylinder according to (1), wherein the spark plug extends upward from the combustion chamber parallel to a piston axis, and the fuel injection valve extends obliquely upward and outward from an outer peripheral portion of the combustion chamber. Internal injection spark ignition engine.

(10)前記浅皿部はピストン軸心と直角方向に延びる平
坦な底面と該底面の外周部からなめらかに湾曲して立上
がる側面とを有している(5)記載の筒内噴射式火花点
火機関。
(10) The in-cylinder injection spark as set forth in (5), wherein the shallow dish portion has a flat bottom surface extending in a direction perpendicular to the piston axis and a side surface that smoothly curves and rises from an outer peripheral portion of the bottom surface. Ignition engine.

(11)前記吸気ポートは前記燃焼室に接線方向に吸気を
導入するスワールポートを含む(2)記載の筒内噴射式
火花点火機関。
(11) The in-cylinder injection spark ignition engine according to (2), wherein the intake port includes a swirl port for introducing intake air into the combustion chamber in a tangential direction.

(12)前記吸気ポートは前記燃焼室に該燃焼室の中心に
向って吸気を導入するポートを含む(2)記載の筒内噴
射式火花点火機関。
(12) The cylinder injection type spark ignition engine according to (2), wherein the intake port includes a port for introducing intake air into the combustion chamber toward a center of the combustion chamber.

(13)前記排気ポートは平面視で真直に延びている
(2)記載の筒内噴射式火花点火機関。
(13) The cylinder injection type spark ignition engine according to (2), wherein the exhaust port extends straight in a plan view.

[作用] 筒内噴射式火花点火機関では、高負荷時には燃料の分
散を良くし、軽負荷域では燃料を分散させずに成層度を
増して燃焼させることが理想であり、これにより出力、
燃費の良好な機関を提供できるわけであるが、従来これ
らを両立させることは難しいものであった。
[Operation] In a cylinder injection type spark ignition engine, it is ideal that the fuel is dispersed well at high load and that the fuel is dispersed in the light load region without increasing the degree of stratification to burn the fuel.
Although it is possible to provide an engine with good fuel economy, it has been difficult to achieve both of them in the past.

本考案では、燃料噴射弁から噴射される燃料はピスト
ンの頂部に向う噴射燃料と燃焼室の空間に噴射される噴
射燃料からなっている。ピストン頂部に向う噴射燃料は
噴射時期が早い場合にはピストン頂部に衝突しピストン
頂面に広がり蒸発して混合気が形成される。徐々に噴射
時期を遅らすとピストンに向う噴射燃料はピストン頂部
の溝内に入って点火栓の方に方向を変えられて空中で蒸
発し、混合気を形成し、点火栓によって点火され、燃焼
が行われる。ここで、筒内噴射機関では噴射量が多い高
負荷域では、噴射時期を早くして蒸発時間を稼ぐ必要が
あり、噴射量の少ない軽負荷域では混合気の分散を防止
し成層度を上げるために噴射時期を遅くすることが必要
である。本考案では噴射量の多い高負荷域では、噴射時
期を早くしてピストン頂部に燃料を広げ蒸発面積を大き
くして混合気形成を促進することで出力を向上させ、噴
射量の少ない軽負荷域では、噴射時期を遅らし噴射され
た燃料速度が減衰する前に溝によって点火栓方向に燃料
を向け空中にて蒸発させ、これによって成層度の高い混
合気を点火栓付近に形成することができ、着火性の安定
と燃費の改善をはかることができる。
In the present invention, the fuel injected from the fuel injection valve consists of the injected fuel directed to the top of the piston and the injected fuel injected into the space of the combustion chamber. When the injection timing is early, the injected fuel toward the top of the piston collides with the top of the piston, spreads on the top surface of the piston, and evaporates to form a mixture. When the injection timing is gradually delayed, the injected fuel enters the groove at the top of the piston, changes its direction toward the spark plug, evaporates in the air, forms a mixture, is ignited by the spark plug, and burns. Done. Here, in a cylinder injection engine, in a high load region where the injection amount is large, it is necessary to advance the injection timing to gain evaporation time, and in a light load region where the injection amount is small, dispersion of the air-fuel mixture is prevented and stratification is increased. Therefore, it is necessary to delay the injection timing. In the present invention, in the high load region where the injection amount is large, the injection timing is advanced to spread the fuel to the top of the piston to increase the evaporation area and promote the formation of the air-fuel mixture, thereby improving the output, and in the light load region where the injection amount is small. In this case, the fuel can be directed toward the spark plug by the groove and evaporated in the air before the injected fuel speed is attenuated by delaying the injection timing, thereby forming a highly stratified mixture near the spark plug. It is possible to stabilize the ignitability and improve fuel efficiency.

[実施例] 以下に、本考案に係る筒内噴射式火花点火機関の望ま
しい実施例の構成、作用を、図面を参照して説明する。
[Embodiment] The construction and operation of a preferred embodiment of a direct injection spark ignition engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本考案実施例の筒内噴射式火花点火機関のピ
ストン、点火栓、燃料噴射弁、燃焼室近傍の断面視を、
第2図はピストン、燃焼噴射弁とそれから噴射された噴
射燃料の平面視を、第3図は溝の断面視を、噴射燃料の
溝による反射を含めて、それぞれ示している。また、第
4図は本考案実施例の筒内噴射式火花点火機関の断面視
を、第5図はそのシリンダヘッド部の平面視を、それぞ
れ示しており、さらに、第6図は燃料噴射弁の一例を示
している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a piston, a spark plug, a fuel injection valve, and the vicinity of a combustion chamber of a cylinder injection type spark ignition engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a plan view of a piston, a combustion injection valve and injected fuel injected from the piston, and FIG. 3 shows a sectional view of a groove, including reflection of the injected fuel by the groove. Further, FIG. 4 is a sectional view of the cylinder injection type spark ignition engine of the embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan view of the cylinder head portion thereof, and FIG. 6 is a fuel injection valve. Shows an example.

第4図、第5図中、筒内噴射式火花点火機関のシリン
ダロック12に形成されたシリンダボア14の壁面、シリン
ダヘッド13の下方に向って凹状の下面、ピストン8とに
よって囲まれる空間から燃焼室15は形成される。ピスト
ン8は、上方に向って浅く凹状に形成された外径が円形
の浅皿部10を有する。ただし、浅皿部10はなくてもよ
い。浅皿部10によって郭定される凹状空間は燃焼室15の
一部を構成している。燃焼室15には、2つの吸気ポート
2a、2bから成る吸気ポート2が開口し、かつ少くとも1
つの排気ポート5が開口している。図示例では排気ポー
ト5が2個の場合を示している。2個の吸気ポート2に
はそれぞれ吸気弁3がポートを開閉可能に装着され、排
気ポート5には排気弁4がポートを開閉可能に装着され
ている。気筒の横断面方向(気筒の軸心と直角方向)の
ほぼ中央部には、点火栓1が位置し、気筒軸心と平行に
延びている。点火栓1はシリンダヘッド13の下面から燃
焼室15内に突出している。気筒の横断面方向外周部位に
は燃料噴射弁6が配設されている。燃料噴射弁6はピス
トン頂部に向けて、機関の軽負荷時は遅く、高負荷時は
早く燃料を噴射するように、その噴射時期が定められて
いる。
In FIGS. 4 and 5, combustion is performed from the space surrounded by the wall surface of the cylinder bore 14 formed in the cylinder lock 12 of the cylinder injection type spark ignition engine, the concave lower surface toward the lower side of the cylinder head 13, and the piston 8. The chamber 15 is formed. The piston 8 has a shallow dish portion 10 having a circular outer diameter, which is formed in a shallow concave shape facing upward. However, the shallow plate portion 10 may be omitted. The concave space defined by the shallow dish portion 10 constitutes a part of the combustion chamber 15. The combustion chamber 15 has two intake ports
Intake port 2 consisting of 2a and 2b is open and at least 1
One exhaust port 5 is open. The illustrated example shows a case where there are two exhaust ports 5. An intake valve 3 is attached to each of the two intake ports 2 so that the ports can be opened and closed, and an exhaust valve 4 is attached to the exhaust port 5 so that the ports can be opened and closed. The spark plug 1 is located substantially in the center of the cross-sectional direction of the cylinder (direction perpendicular to the axis of the cylinder) and extends in parallel with the axis of the cylinder. The spark plug 1 projects from the lower surface of the cylinder head 13 into the combustion chamber 15. A fuel injection valve 6 is arranged at the outer peripheral portion of the cylinder in the cross-sectional direction. The injection timing of the fuel injection valve 6 is set so as to inject fuel toward the top of the piston late when the engine is lightly loaded and early when the engine is highly loaded.

点火栓1は、気筒横断面方向に、2つの吸気ポート2
a、2bと少なくとも1つの排気ポート5とで囲まれた位
置にあり、燃料噴射弁6は2つの吸気ポート2a、2bの間
に位置する。点火栓1は気筒軸心に平行に上方に延び、
燃料噴射弁6は燃焼室15の外周部位から吸気ポート2a、
2bの間を通って斜め上方、外方に延びる。点火栓1の位
置は、吸、排気ポート2、5の存在しない位置であるか
ら吸、排気ポート2、5に干渉せずに設けることができ
る。燃料噴射弁6は吸気ポート2a、2bの間の従来デッド
スペースであった位置を利用して、吸気ポート2に干渉
せずに、かつ比較的低温の位置に設けることができる。
気筒のほぼ中央に位置する点火栓1の軸心と外周部の燃
料噴射弁6の軸心とピストン軸心とは、気筒軸心を含む
同一平面内にあり、燃料噴射弁6の軸心はピストン軸心
に対して点火栓1の軸心と反対側にある。
The spark plug 1 has two intake ports 2 in the cylinder cross section direction.
It is located at a position surrounded by a and 2b and at least one exhaust port 5, and the fuel injection valve 6 is located between the two intake ports 2a and 2b. The spark plug 1 extends upward parallel to the cylinder axis,
The fuel injection valve 6 is provided from the outer peripheral portion of the combustion chamber 15 to the intake port 2a,
It extends diagonally upward and outward through the space between 2b. Since the position of the spark plug 1 is a position where the intake and exhaust ports 2 and 5 do not exist, it can be provided without interfering with the intake and exhaust ports 2 and 5. The fuel injection valve 6 can be provided at a relatively low temperature position without interfering with the intake port 2 by utilizing the position of the conventional dead space between the intake ports 2a and 2b.
The axial center of the spark plug 1 located substantially in the center of the cylinder, the axial center of the fuel injection valve 6 and the piston axial center of the outer peripheral portion are in the same plane including the cylinder axial center, and the axial center of the fuel injection valve 6 is It is located on the side opposite to the axis of the spark plug 1 with respect to the axis of the piston.

上記構成によって、多弁式機関において、点火栓1、
燃料噴射弁6をスペース上無理なく配置でき、かつ燃焼
室内にスワールを生成させて良好な蒸発燃料燃焼特性を
得る。また、点火栓1の気筒のほぼ中央位置配設は、火
炎伝幡距離を最短とし、燃焼特性の向上、ノッキングの
防止がはかられる。
With the above configuration, in the multi-valve engine, the spark plug 1,
The fuel injection valve 6 can be arranged reasonably in space, and swirl is generated in the combustion chamber to obtain good evaporative fuel combustion characteristics. Further, the arrangement of the spark plug 1 at substantially the center of the cylinder minimizes the flame transfer distance, improves combustion characteristics, and prevents knocking.

ピストン8の頂部の浅皿部10の底面10a(浅皿部10が
形成されない場合はピストン頂面)には、第1図、第2
図に示すように、溝20が形成されている。溝20は、機関
の軽負荷時に燃料噴射弁6から噴射される噴射燃料7a、
7b、7cのうち少なくとも1つ、図では噴射燃料7b、7cの
2個があたる位置に形成されている。噴射燃料7b、7cは
噴射時期の早い機関高負荷時には、ピストン8が十分に
上昇していないので、溝20にあたらず、ピストン8の平
坦な頂面、浅皿部10が形成される場合は浅皿部10の平坦
な底面10aに、あたる。残りの噴射燃料7aは燃焼室15内
の空間に向けて噴射される。溝20は溝20にあたった噴射
燃料7b、7cを点火栓1側に向けて反射させるスロープを
有する。
The bottom surface 10a of the shallow dish 10 on the top of the piston 8 (the piston top surface when the shallow dish 10 is not formed) is shown in FIG.
As shown in the figure, a groove 20 is formed. The groove 20 is for the injected fuel 7a injected from the fuel injection valve 6 when the engine is lightly loaded,
It is formed at a position where at least one of 7b and 7c, that is, two of the injected fuels 7b and 7c, hits in the figure. The injected fuels 7b and 7c do not hit the groove 20 when the engine is under a high load with an early injection timing, so that the flat top surface of the piston 8 and the shallow pan 10 are formed. It hits the flat bottom surface 10a of the shallow plate portion 10. The remaining injected fuel 7a is injected toward the space inside the combustion chamber 15. The groove 20 has a slope that reflects the injected fuel 7b, 7c hitting the groove 20 toward the spark plug 1 side.

さらに、具体的には、溝20は、第1図に示すように、
長手方向に、燃料の噴射方向に徐々に深くなり終端近傍
でなめらかに湾曲して立上ってピストン頂面に、浅皿部
10が形成される場合は浅皿部10の平坦な底面10aに、接
続する。また、溝20は、第3図に示すように溝長手方向
と直交する方向に、点火栓1から遠い溝部分が点火栓1
に近い溝部分より高くなるように傾斜されている。これ
は反射燃料を点火栓1側に向けることを助ける。
Further, specifically, the groove 20 is, as shown in FIG.
In the longitudinal direction, it gradually deepens in the direction of fuel injection and smoothly curves up near the end to rise to the piston top surface, and the shallow pan
When 10 is formed, it is connected to the flat bottom surface 10a of the shallow dish portion 10. Further, as shown in FIG. 3, the groove 20 has a groove portion far from the spark plug 1 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the groove.
It is inclined so that it is higher than the groove portion close to. This helps direct the reflected fuel towards the spark plug 1 side.

溝20は、第2図に示すように、ピストン頂面に、浅皿
部10が形成される場合は浅皿部10の底面10aに深数個形
成されていて、ピストン上昇に伴ない、噴射燃料7b、7c
が順に溝20にあたり、断続的に燃焼室内に燃料が分散す
るようになっている。
As shown in FIG. 2, when the shallow pan 10 is formed on the piston top surface, a plurality of grooves 20 are formed on the bottom surface 10a of the shallow pan 10 so that the injection is performed as the piston rises. Fuel 7b, 7c
In sequence to the groove 20, and fuel is intermittently dispersed in the combustion chamber.

浅皿部10はピストン軸心と直角方向に延びる平坦な底
面10aと底面10aの外周部位から底面10aに対して直角に
立上る側面10bを有している。面10a、10b、溝20の表面
は燃料蒸発面であり、とくに浅皿部10の側面10bは燃料
がシリンダボア壁面に飛散するのを防止する。
The shallow dish portion 10 has a flat bottom surface 10a extending in a direction perpendicular to the piston axis and a side surface 10b rising from the outer peripheral portion of the bottom surface 10a at a right angle to the bottom surface 10a. The surfaces 10a and 10b and the surface of the groove 20 are fuel evaporation surfaces, and in particular, the side surface 10b of the shallow dish portion 10 prevents the fuel from scattering on the wall surface of the cylinder bore.

燃焼室15に開口する2つの吸気ポート2はスワールポ
ート2aを含むことが望ましい。スワール生成によって燃
料の蒸発性および燃焼性がよくなる。スワールポート2a
は燃焼室15に接線方向に吸気を導入するポートから成
り、望ましくは、流量が大になったときに抵抗を増すヘ
リカルポートを用いない。スワールポート2aによって燃
焼室15内に吸気抵抗を増さずにスワールを生成できる。
The two intake ports 2 that open into the combustion chamber 15 preferably include swirl ports 2a. Swirl formation improves the vaporization and combustibility of the fuel. Swirl port 2a
Consists of a port that introduces intake air tangentially into the combustion chamber 15, and preferably does not use a helical port that increases resistance when the flow rate becomes large. The swirl port 2a can generate swirl in the combustion chamber 15 without increasing intake resistance.

燃焼室15に開口する2つの吸気ポート2は、気筒の中
心に向って吸気を導入するポート2bを含むことが望まし
い。ポート2bから導入された吸気は、スワールポート2a
から導入された燃焼室15内でスワールするスワール流に
直角にあたるので、スワールポート2aによって生成され
たスワールを弱めずにマイクロタービュランスを生じさ
せることができ、燃焼性が向上できる。
The two intake ports 2 that open into the combustion chamber 15 preferably include a port 2b that introduces intake air toward the center of the cylinder. The intake air introduced from port 2b is swirl port 2a.
Since it is perpendicular to the swirl flow swirling in the combustion chamber 15 introduced from, the microturbulence can be generated without weakening the swirl generated by the swirl port 2a, and the combustibility can be improved.

燃焼室15に開口する少なくとも1つの排気ポート5、
図示例では2つの排気ポート5、5は、その間に点火栓
1を位置させる必要がないので従来のように湾曲させる
必要がなく、平面視で真直に延びている。これによって
排気抵抗が湾曲ポートに比べて低減し、エンジンの出力
増大がはかられる。
At least one exhaust port 5 opening into the combustion chamber 15,
In the illustrated example, the two exhaust ports 5 and 5 do not need to be positioned between the spark plugs 1 and therefore do not need to be curved as in the conventional case, and extend straight in a plan view. As a result, the exhaust resistance is reduced as compared with the curved port, and the engine output can be increased.

燃料噴射弁6は多噴孔燃料噴射弁から成っている。第
1図、第2図は3噴孔の場合を示している。噴射7a、7
b、7cのうち7b、7cが軽負荷時に溝20にあたる噴射とな
り、噴射7aが燃焼室15内の空中に向けて噴射される燃料
噴射を示す。
The fuel injection valve 6 is composed of a multi-hole fuel injection valve. 1 and 2 show the case of three injection holes. Injection 7a, 7
Of b and 7c, 7b and 7c are injections that hit the groove 20 when the load is light, and injection 7a shows fuel injection that is injected into the air in the combustion chamber 15.

燃料噴射弁6は、第6図に示す如く弁ボデー61の先端
に多噴孔を有し、電歪式アクチュエータ等62によってニ
ードル63を開いて燃料タンク64からの燃料を噴射する。
噴射量はニードル63開時間によって制御される。噴射時
期は、エンジンスピード、エンジン負荷を検知してその
信号をエンジンコントロールコンピュータに導き、この
コンピュータによって高負荷の場合は、噴射量を増すと
ともに噴射時期を早め、軽負荷時の場合は噴射量を低減
するとともに噴射時期を遅くするように、電歪式アクチ
ュエータ62の通電を制御する。これらの燃料噴射弁6の
構造自体および制御自体は、実願昭62−58756号、特願
昭61−260621号に既に提案済みのものに準じるが、構造
自体、制御自体がこの考案の趣旨ではないので、詳述は
省略する。
The fuel injection valve 6 has multiple injection holes at the tip of a valve body 61 as shown in FIG. 6, and a needle 63 is opened by an electrostrictive actuator or the like 62 to inject fuel from a fuel tank 64.
The injection amount is controlled by the opening time of the needle 63. The injection timing detects the engine speed and engine load and guides the signal to the engine control computer, which increases the injection amount and accelerates the injection timing when the load is high, and controls the injection amount when the load is light. The energization of the electrostrictive actuator 62 is controlled so as to reduce the injection timing and reduce the injection timing. The structure and control itself of these fuel injection valves 6 are similar to those already proposed in Japanese Patent Application No. 62-58756 and Japanese Patent Application No. 61-260621, but the structure and control itself are not the purpose of this invention. Since it does not exist, detailed description is omitted.

つぎに主な作用について説明する。 Next, the main operation will be described.

噴射量の多い高負荷時は、噴射開始時期が早いため、
その噴射燃料7a、7b、7cのうちピストン頂部に向けて噴
射される燃料噴射7b、7cは、ピストンの平坦な頂面、浅
皿部10が形成される場合は浅皿部10の平坦な底面10aに
噴射され、そこで衝突して面全体に広がり燃焼室15の全
体に蒸発される。吸気ポート2がスワールポート2aを含
む場合は、スワールポート2aによって生成されたスワー
ルによって蒸発を促進され、分散されるとともに噴射燃
料7aもスワールにのって分散し点火栓1近傍に過濃混合
気を生成せず、点火栓1のくすぶりやスモークを発生さ
せない。
At high load with a large amount of injection, the injection start timing is early, so
Of the injected fuel 7a, 7b, 7c, the fuel injection 7b, 7c injected toward the top of the piston is a flat top surface of the piston, and the flat bottom surface of the shallow dish 10 when the shallow dish 10 is formed. It is injected into 10a, collides there, spreads over the entire surface, and is evaporated in the entire combustion chamber 15. When the intake port 2 includes the swirl port 2a, evaporation is promoted by the swirl generated by the swirl port 2a and dispersed, and the injected fuel 7a also disperses along the swirl and the rich mixture is generated in the vicinity of the spark plug 1. Is not generated, and smoldering and smoke of the spark plug 1 are not generated.

噴射量の少ない軽負荷時は、噴射時期が遅いため、噴
射燃料7a、7b、7cのうちピストン頂部に向けて噴射され
る燃料噴射7b、7cは、溝20にあたり、ピストン上昇につ
れて複数の溝20に断続的にあたり、溝20の傾斜によって
噴射燃料7b、7cは点火栓1側に向けて反射され、かつ蒸
発され、点火栓1近傍の混合気は過リーンにならず、良
好な着火性が得られる。
When the load is small and the load is small, the injection timing is late, so the fuel injection 7b, 7c of the injected fuel 7a, 7b, 7c that is injected toward the top of the piston is the groove 20, and as the piston moves up, the multiple grooves 20 The injected fuel 7b, 7c is reflected toward the spark plug 1 side and evaporated due to the inclination of the groove 20, and the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 1 does not become excessively lean, and good ignition performance is obtained. To be

すなわち、高負荷時も軽負荷時も良好な燃焼が得られ
る。
That is, good combustion can be obtained under both high and low loads.

また、溝を燃料噴射方向に徐々に深くし終端でなめら
かに湾曲させて立上らせたので、噴射の入射角(燃料噴
霧と溝底面とのなす角)が小さく、溝底面にあたった燃
料の大部分が燃料噴射方向に進行でき、燃料噴射方向に
逆行して溝内にとじ込められることが防止され、燃料と
じ込めの場合に生じるスモークの発生やデポジットの堆
積が防止される。
In addition, since the groove was gradually deepened in the fuel injection direction and smoothly curved at the end to rise, the injection angle of incidence (angle between the fuel spray and the groove bottom) was small, and the fuel hitting the groove bottom was small. Is prevented from being trapped in the groove in the direction opposite to the fuel injection direction, and the generation of smoke and deposit accumulation that may occur in the case of fuel confinement is prevented.

[考案の効果] 本考案によれば、次の効果を得る。[Advantage of Invention] According to the present invention, the following effects are obtained.

前記課題を解決するための手段(1)のように構成し
たので、高負荷時の点火栓1近傍の混合気の過濃防止、
軽負荷時の良好な着火性が得られる。
Since it is configured as the means (1) for solving the above problems, it is possible to prevent the air-fuel mixture from being concentrated in the vicinity of the spark plug 1 at the time of high load,
Good ignitability at light load is obtained.

また、溝を燃料噴射方向に徐々に深くし終端でなめら
かに湾曲させて立上らせたので、噴射の入射角(燃料噴
霧と溝底面とのなす角)が小さく、溝底面にあたった燃
料の大部分が燃料噴射方向に進行でき、燃料噴射方向に
逆行して溝内にとじ込められることが防止され、燃料と
じ込めの場合に生じるスモークの発生やデポジットの堆
積が防止される。
In addition, since the groove was gradually deepened in the fuel injection direction and smoothly curved at the end to rise, the injection angle of incidence (angle between the fuel spray and the groove bottom) was small, and the fuel hitting the groove bottom was small. Is prevented from being trapped in the groove in the direction opposite to the fuel injection direction, and the generation of smoke and deposit accumulation that may occur in the case of fuel confinement is prevented.

なお、課題を解決するための手段で記載した(2)か
ら(15)の各構成をとった場合には、それぞれ次の付加
的効果を得る。
When the configurations (2) to (15) described in the means for solving the problems are adopted, the following additional effects are obtained.

(2)の構成の点火栓1のほぼ気筒中央位置配設と燃料
噴射弁6の外周部配設により、エンジンのコンパクト
化、配設の円滑化が達成されるとともに、火炎伝幡距離
の最短化が達成される。
By arranging the spark plug 1 at the substantially central position of the cylinder and the outer peripheral portion of the fuel injection valve 6 having the configuration of (2), the engine can be made compact and the arrangement can be made smooth, and the flame spread distance can be minimized. Is achieved.

(3)の構成により、噴射燃料反射を円滑化できる。With the configuration of (3), it is possible to smoothly reflect the injected fuel.

(4)の構成により、軽負荷時噴射燃料反射を断続的に
継続化できる。
With the configuration of (4), it is possible to intermittently continue the injection fuel reflection under light load.

(5)の浅皿部10の形成により、燃料のシリンダボアへ
の付着を最小にできる。
By forming the shallow dish portion (5), the adhesion of fuel to the cylinder bore can be minimized.

(6)の構成により軽負荷時、高負荷時の両立を促進で
きる。
The configuration of (6) can promote compatibility between light load and high load.

(7)の構成により燃料の微粒化が促進できる。(8)
〜(13)の構成により点火栓1、燃料噴射弁6、吸気ポ
ート2、排気ポート5の配設関係をスペース上最適化で
きる。
With the configuration of (7), atomization of fuel can be promoted. (8)
With the configurations (1) to (13), the arrangement relationship between the spark plug 1, the fuel injection valve 6, the intake port 2, and the exhaust port 5 can be optimized in terms of space.

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

第1図は本考案に係る筒内噴射式火花点火機関の要部断
面図、 第2図は第1図のピストン部の平面図、 第3図は第2図のIII−III線に沿う溝近傍断面図、 第4図は本考案に係る筒内噴射式火花点火機関の縦断面
図、 第5図は第1図の平面図、 第6図は燃料噴射弁の一例の断面図、 である。 1……点火栓 2……吸気ポート 5……排気ポート 6……燃料噴射弁 8……ピストン 10……浅皿部 15……燃焼室 20……溝
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a cylinder injection type spark ignition engine according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a piston portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a groove along line III-III of FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a direct injection spark ignition engine according to the present invention, FIG. 5 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 6 is a sectional view of an example of a fuel injection valve. . 1 ... Spark plug 2 ... Intake port 5 ... Exhaust port 6 ... Fuel injection valve 8 ... Piston 10 ... Shallow pan 15 ... Combustion chamber 20 ... Groove

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】燃料噴射弁からピストン頂部に向けて燃料
を噴射し、点火栓で蒸発燃料を着火して燃焼させる筒内
噴射式火花点火機関において、ピストン頂部のうち、軽
負荷時に燃料噴射弁から噴射された燃料があたる位置
に、ピストン頂部にあたる燃料の噴射方向に沿って徐々
に深くなり終端近傍でなめらかに湾曲して立上る溝を形
成したことを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。
1. A cylinder injection type spark ignition engine in which fuel is injected from a fuel injection valve toward the top of a piston, and evaporative fuel is ignited by a spark plug to burn the fuel injection valve when the piston top has a light load. A cylinder injection type spark ignition engine characterized in that a groove that gradually deepens along the injection direction of the fuel at the top of the piston and smoothly curves and rises near the end is formed at the position where the fuel injected from .
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