JPH09280054A - 直接筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
直接筒内噴射式火花点火機関Info
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- JPH09280054A JPH09280054A JP8086351A JP8635196A JPH09280054A JP H09280054 A JPH09280054 A JP H09280054A JP 8086351 A JP8086351 A JP 8086351A JP 8635196 A JP8635196 A JP 8635196A JP H09280054 A JPH09280054 A JP H09280054A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スワール流ガス流動を形成する吸気系と、こ
のスワール流ガス流動によりピストン表面全体に分布し
た燃料を点火プラグ周りに集めるようなピストン表面形
状を形成するピストンにより、燃料噴射時期を圧縮行程
早期に設定することで、噴射された燃料の跳ね返りによ
る点火プラグへの液状燃料付着からくる失火が起こりに
くく、燃料の点火プラグ周り成層度をより一層高めた直
接筒内噴射式火花点火機関を提供すること。 【解決手段】 ピストン頂面に形成された凹部を有する
燃焼室と、燃焼室の略中央部に対応する位置のシリンダ
ヘッドに嵌装された点火プラグと、燃焼室に対し下向き
に燃料を筒内に直接噴射するようにした高圧燃料噴射弁
を有する直接筒内噴射式火花点火機関に於て、吸気ポー
ト内に機関の運転条件により開閉し、スワール流の形成
を制御するスワールコントロールバルブを設け、ピスト
ン冠面に形成された凹部を有する燃焼室は、スワール流
ガス流動によりピストン表面全体に分布した燃料を点火
プラグ周りに集めるような表面形状とした。
のスワール流ガス流動によりピストン表面全体に分布し
た燃料を点火プラグ周りに集めるようなピストン表面形
状を形成するピストンにより、燃料噴射時期を圧縮行程
早期に設定することで、噴射された燃料の跳ね返りによ
る点火プラグへの液状燃料付着からくる失火が起こりに
くく、燃料の点火プラグ周り成層度をより一層高めた直
接筒内噴射式火花点火機関を提供すること。 【解決手段】 ピストン頂面に形成された凹部を有する
燃焼室と、燃焼室の略中央部に対応する位置のシリンダ
ヘッドに嵌装された点火プラグと、燃焼室に対し下向き
に燃料を筒内に直接噴射するようにした高圧燃料噴射弁
を有する直接筒内噴射式火花点火機関に於て、吸気ポー
ト内に機関の運転条件により開閉し、スワール流の形成
を制御するスワールコントロールバルブを設け、ピスト
ン冠面に形成された凹部を有する燃焼室は、スワール流
ガス流動によりピストン表面全体に分布した燃料を点火
プラグ周りに集めるような表面形状とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直接筒内噴射式火
花点火機関に関する。
花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の直接筒内噴射式火花点火機関とし
ては、例えば図８〜１１に示すような特開平７−１０３
０７８号公報がある。
ては、例えば図８〜１１に示すような特開平７−１０３
０７８号公報がある。
【０００３】この従来例では図８〜１０に示すように、
ピストン１頂面に形成された凹状の燃焼室（キャビテ
ィ）２と、ピストン１の上昇に伴い点火時点に於て燃焼
室（キャビティ）２の中央部に挿入される点火プラグ３
と、高圧燃料噴射弁４を設置し、燃料を少なくとも特定
機関運転状態の時に凹状の燃焼室（キャビティ）２内に
噴射し、吸気ポート５から吸気弁６を介して燃焼室２に
入ってくる吸入空気が、燃焼室上面を吸気側から排気
側、そして下向きにピストン方向、更にピストン１表面
に沿って、吸気弁方向へと回転するような順方向のタン
ブル流９を用いて燃料の点火プラグ３周り成層化をし、
超希薄空燃比で運転し燃費の向上を図るものである。
ピストン１頂面に形成された凹状の燃焼室（キャビテ
ィ）２と、ピストン１の上昇に伴い点火時点に於て燃焼
室（キャビティ）２の中央部に挿入される点火プラグ３
と、高圧燃料噴射弁４を設置し、燃料を少なくとも特定
機関運転状態の時に凹状の燃焼室（キャビティ）２内に
噴射し、吸気ポート５から吸気弁６を介して燃焼室２に
入ってくる吸入空気が、燃焼室上面を吸気側から排気
側、そして下向きにピストン方向、更にピストン１表面
に沿って、吸気弁方向へと回転するような順方向のタン
ブル流９を用いて燃料の点火プラグ３周り成層化をし、
超希薄空燃比で運転し燃費の向上を図るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、こ
の噴射弁４、点火プラグ３の位置関係の場合、燃料の点
火プラグ３周り成層度は燃料噴射時期により大きく異な
り、燃料の点火プラグ３周り成層度は高い燃料噴射時期
の場合、点火プラグ３への液状燃料付着による失火が起
こり易いという問題点があった。すなわち、圧縮行程後
期燃料噴射の場合は、ピストン位置が高い状態にあるた
め噴射燃料の大半は凹状の燃焼室（キャビティ）２内に
分布し、上記ガス流動が燃料の点火プラグ３周り成層度
は高いが、凹状の燃焼室（キャビティ）２内に噴射され
た燃料の跳ね返りによる点火プラグ３への液状燃料付着
により失火が起こり易く、これに対し圧縮行程早期燃料
噴射の場合は、ピストン位置が低い状態にあるため噴射
燃料の大半は凹状の燃焼室（キャビティ）２外に分布す
るので、燃料の跳ね返りによる点火プラグ３への液状燃
料付着からくる失火は起こりにくいが、上記ガス流動の
みでは燃料の点火プラグ３周り成層度は低くなるという
問題点があった。
うな従来の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、こ
の噴射弁４、点火プラグ３の位置関係の場合、燃料の点
火プラグ３周り成層度は燃料噴射時期により大きく異な
り、燃料の点火プラグ３周り成層度は高い燃料噴射時期
の場合、点火プラグ３への液状燃料付着による失火が起
こり易いという問題点があった。すなわち、圧縮行程後
期燃料噴射の場合は、ピストン位置が高い状態にあるた
め噴射燃料の大半は凹状の燃焼室（キャビティ）２内に
分布し、上記ガス流動が燃料の点火プラグ３周り成層度
は高いが、凹状の燃焼室（キャビティ）２内に噴射され
た燃料の跳ね返りによる点火プラグ３への液状燃料付着
により失火が起こり易く、これに対し圧縮行程早期燃料
噴射の場合は、ピストン位置が低い状態にあるため噴射
燃料の大半は凹状の燃焼室（キャビティ）２外に分布す
るので、燃料の跳ね返りによる点火プラグ３への液状燃
料付着からくる失火は起こりにくいが、上記ガス流動の
みでは燃料の点火プラグ３周り成層度は低くなるという
問題点があった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、スワール流ガス流動を形成する吸
気系と、このスワール流ガス流動によりピストン表面全
体に分布した燃料を点火プラグ周りに集めるようなピス
トン表面形状を形成するピストンにより、燃料噴射時期
を圧縮行程早期に設定することで、噴射された燃料の跳
ね返りによる点火プラグへの液状燃料付着からくる失火
が起こりにくく、燃料の点火プラグ周り成層度をより一
層高めた直接筒内噴射式火花点火機関を提供することを
目的としている。
してなされたもので、スワール流ガス流動を形成する吸
気系と、このスワール流ガス流動によりピストン表面全
体に分布した燃料を点火プラグ周りに集めるようなピス
トン表面形状を形成するピストンにより、燃料噴射時期
を圧縮行程早期に設定することで、噴射された燃料の跳
ね返りによる点火プラグへの液状燃料付着からくる失火
が起こりにくく、燃料の点火プラグ周り成層度をより一
層高めた直接筒内噴射式火花点火機関を提供することを
目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、ピストン頂面に形成された凹部を有する
燃焼室と、燃焼室の略中央部に対応する位置のシリンダ
ヘッドに嵌装された点火プラグと、燃焼室に対し下向き
に燃料を筒内に直接噴射するようにした高圧燃料噴射弁
を有する直接筒内噴射式火花点火機関に於て、吸気ポー
ト内に機関の運転条件により開閉し、スワール流の形成
を制御するスワールコントロールバルブを設け、ピスト
ン冠面に形成された凹部を有する燃焼室は、スワール流
ガス流動によりピストン表面全体に分布した燃料を点火
プラグ周りに集めるような表面形状とした。
決するために、ピストン頂面に形成された凹部を有する
燃焼室と、燃焼室の略中央部に対応する位置のシリンダ
ヘッドに嵌装された点火プラグと、燃焼室に対し下向き
に燃料を筒内に直接噴射するようにした高圧燃料噴射弁
を有する直接筒内噴射式火花点火機関に於て、吸気ポー
ト内に機関の運転条件により開閉し、スワール流の形成
を制御するスワールコントロールバルブを設け、ピスト
ン冠面に形成された凹部を有する燃焼室は、スワール流
ガス流動によりピストン表面全体に分布した燃料を点火
プラグ周りに集めるような表面形状とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【０００８】（第１の実施の形態）図１〜５は、本発明
の第１の実施の形態を示す図である。
の第１の実施の形態を示す図である。
【０００９】まずこの第１の実施の形態の構成を説明す
る。図１，２に示すように、ピストン１頂面に形成され
た皿状の燃焼室２と、ピストン１の上昇に伴い点火時点
に於てこの燃焼室２の中央部に挿入される点火プラグ３
と、燃焼室２に対し下向きに高圧燃料噴射弁４を設置す
る直接筒内噴射式火花点火機関に於て、吸気ポート５内
に、スワール流１１を形成するスワールコントロールバ
ルブ１０を設け、機関の運転条件により開閉させる。
る。図１，２に示すように、ピストン１頂面に形成され
た皿状の燃焼室２と、ピストン１の上昇に伴い点火時点
に於てこの燃焼室２の中央部に挿入される点火プラグ３
と、燃焼室２に対し下向きに高圧燃料噴射弁４を設置す
る直接筒内噴射式火花点火機関に於て、吸気ポート５内
に、スワール流１１を形成するスワールコントロールバ
ルブ１０を設け、機関の運転条件により開閉させる。
【００１０】また、図３に示すように、ピストン１頂面
に形成された皿状の燃焼室２は、中央部１２に向かいそ
の深さ１４が深くなるような形状で且つ、燃焼室中央部
１２から外周部１３に向かってスワール流方向に膨らむ
数本の弓状の稜線１５とその直前に同数の谷線１６を形
成し、その稜線１５ａからスワール流方向に次の谷線１
６ａまで緩やかに傾斜する面１７を形成し、その谷線１
６ａからスワール流方向に次の稜線１５ｂまで急激に傾
斜する面１８を形成する形状で、すなわちスワール方向
の断面Ａ−Ａで見ると階段状形状となる。
に形成された皿状の燃焼室２は、中央部１２に向かいそ
の深さ１４が深くなるような形状で且つ、燃焼室中央部
１２から外周部１３に向かってスワール流方向に膨らむ
数本の弓状の稜線１５とその直前に同数の谷線１６を形
成し、その稜線１５ａからスワール流方向に次の谷線１
６ａまで緩やかに傾斜する面１７を形成し、その谷線１
６ａからスワール流方向に次の稜線１５ｂまで急激に傾
斜する面１８を形成する形状で、すなわちスワール方向
の断面Ａ−Ａで見ると階段状形状となる。
【００１１】次に本発明の実施の形態の作用を説明す
る。
る。
【００１２】機関の運転条件が、図４Ａに示すように、
低中速・低中負荷域の成層燃焼領域では、吸気ポート５
内のスワール流を形成するスワールコントロールバルブ
１０を閉じることにより、筒内のガス流動はスワール流
１１を形成し、更に圧縮行程早期から後期にかけてピス
トンが下死点から上死点に上昇するにつれて前記ピスト
ン形状により、スワール流を強めると共に燃焼室中央部
に向かう流れを形成し、燃料を圧縮行程早期に噴射する
ことで、該スワール流ガス流動によりピストン表面全体
に分布した燃料を点火プラグ周りに集め（図５参照）、
燃料の点火プラグ周り成層化をし、超希薄空燃比で運転
し燃費の向上を図る。この時、すなわち、圧縮行程早期
燃料噴射の場合は、ピストン位置が低い状態にあるため
噴射燃料の大半はピストン表面全体に分布するので、噴
射された燃料の跳ね返りにより点火プラグ３への液状燃
料付着からくる失火は起こりにくくなり、安定して運転
できるようになる。
低中速・低中負荷域の成層燃焼領域では、吸気ポート５
内のスワール流を形成するスワールコントロールバルブ
１０を閉じることにより、筒内のガス流動はスワール流
１１を形成し、更に圧縮行程早期から後期にかけてピス
トンが下死点から上死点に上昇するにつれて前記ピスト
ン形状により、スワール流を強めると共に燃焼室中央部
に向かう流れを形成し、燃料を圧縮行程早期に噴射する
ことで、該スワール流ガス流動によりピストン表面全体
に分布した燃料を点火プラグ周りに集め（図５参照）、
燃料の点火プラグ周り成層化をし、超希薄空燃比で運転
し燃費の向上を図る。この時、すなわち、圧縮行程早期
燃料噴射の場合は、ピストン位置が低い状態にあるため
噴射燃料の大半はピストン表面全体に分布するので、噴
射された燃料の跳ね返りにより点火プラグ３への液状燃
料付着からくる失火は起こりにくくなり、安定して運転
できるようになる。
【００１３】さらに機関の運転条件が、図４Ｂに示すよ
うに、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、スワールコ
ントロールバルブ１０を開くことにより、ポート面積を
大きくすると共に、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射
することで、均質混合気を作り、出力領域も十分な性能
を確保できる。
うに、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、スワールコ
ントロールバルブ１０を開くことにより、ポート面積を
大きくすると共に、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射
することで、均質混合気を作り、出力領域も十分な性能
を確保できる。
【００１４】（第２の実施の形態）図６には、第２の実
施の形態を示す。
施の形態を示す。
【００１５】本実施の形態は、図６に示すように、ピス
トン１頂面に形成された皿状の燃焼室２と、ピストン１
の上昇に伴い点火時点に於てこの燃焼室２の中央部に挿
入される点火プラグ３と、燃焼室２に対し下向きに高圧
燃料噴射弁４を設置する直接筒内噴射式火花点火機関に
於て、吸気ポート５内に、スワール流１１を形成するス
ワールコントロールバルブ１０を設け、機関の運転条件
により開閉させる。
トン１頂面に形成された皿状の燃焼室２と、ピストン１
の上昇に伴い点火時点に於てこの燃焼室２の中央部に挿
入される点火プラグ３と、燃焼室２に対し下向きに高圧
燃料噴射弁４を設置する直接筒内噴射式火花点火機関に
於て、吸気ポート５内に、スワール流１１を形成するス
ワールコントロールバルブ１０を設け、機関の運転条件
により開閉させる。
【００１６】また、ピストン１頂面に形成された皿状の
燃焼室２は、中央部１２に向かいその深さ１４が深くな
るような形状で且つ、燃焼室中央部１２から外周部１３
に向かってスワール流方向に膨らむ数本の弓状の稜線１
５とその直前に同数の谷線１６を形成し、その稜線１５
ａからスワール流方向に次の谷線１６ａまで緩やかに傾
斜する面１７を形成し、その谷線１６ａからスワール流
方向に次の稜線１５ｂまで急激に傾斜する面１８を形成
する形状である。更に、前記ピストン１頂面に形成され
た皿状の燃焼室２中央部には凹状の小さいキャビティ１
９を設けてある。
燃焼室２は、中央部１２に向かいその深さ１４が深くな
るような形状で且つ、燃焼室中央部１２から外周部１３
に向かってスワール流方向に膨らむ数本の弓状の稜線１
５とその直前に同数の谷線１６を形成し、その稜線１５
ａからスワール流方向に次の谷線１６ａまで緩やかに傾
斜する面１７を形成し、その谷線１６ａからスワール流
方向に次の稜線１５ｂまで急激に傾斜する面１８を形成
する形状である。更に、前記ピストン１頂面に形成され
た皿状の燃焼室２中央部には凹状の小さいキャビティ１
９を設けてある。
【００１７】これにより機関の運転条件が、低中速・低
中負荷域の成層燃焼領域では、スワールコントロールバ
ルブ１０を閉じることにより、スワール流１１を形成
し、更に前記ピストン形状により、スワール流を強める
と共に燃焼室中央部に向かう流れを形成し、燃料を圧縮
行程早期に噴射することで、該スワール流ガス流動によ
りピストン表面全体に分布した燃料を皿状の燃焼室中央
部の凹状の小さいキャビティ１９に集め、燃料の点火プ
ラグ周り成層度をより一層高め、超希薄空燃比で安定し
て運転し燃費の向上を図る。また、この構成によっても
前述の第１の実施の形態と同様に、成層燃焼時、すなわ
ち、圧縮行程早期燃料噴射の場合は、ピストン位置が低
い状態にあるため噴射燃料の大半はピストン表面全体に
分布するので、噴射された燃料の跳ね返りによる点火プ
ラグ３への液状燃料付着からくる失火は起こりにくくな
り、安定して運転できるようになる。
中負荷域の成層燃焼領域では、スワールコントロールバ
ルブ１０を閉じることにより、スワール流１１を形成
し、更に前記ピストン形状により、スワール流を強める
と共に燃焼室中央部に向かう流れを形成し、燃料を圧縮
行程早期に噴射することで、該スワール流ガス流動によ
りピストン表面全体に分布した燃料を皿状の燃焼室中央
部の凹状の小さいキャビティ１９に集め、燃料の点火プ
ラグ周り成層度をより一層高め、超希薄空燃比で安定し
て運転し燃費の向上を図る。また、この構成によっても
前述の第１の実施の形態と同様に、成層燃焼時、すなわ
ち、圧縮行程早期燃料噴射の場合は、ピストン位置が低
い状態にあるため噴射燃料の大半はピストン表面全体に
分布するので、噴射された燃料の跳ね返りによる点火プ
ラグ３への液状燃料付着からくる失火は起こりにくくな
り、安定して運転できるようになる。
【００１８】図７には、第３の実施の形態を示す。
【００１９】本実施の形態は、図７に示すように、ピス
トン１頂面に形成された皿状の燃焼室２と、ピストン１
の上昇に伴い点火時点に於てこの燃焼室２のおよそ中央
部に挿入される点火プラグ３と、燃焼室２に対し下向き
に高圧燃料噴射弁４を設置する直接筒内噴射式火花点火
機関に於て、吸気ポート５内に、スワール流１１を形成
するスワールコントロールバルブ１０を設け、機関の運
転条件により開閉させる。
トン１頂面に形成された皿状の燃焼室２と、ピストン１
の上昇に伴い点火時点に於てこの燃焼室２のおよそ中央
部に挿入される点火プラグ３と、燃焼室２に対し下向き
に高圧燃料噴射弁４を設置する直接筒内噴射式火花点火
機関に於て、吸気ポート５内に、スワール流１１を形成
するスワールコントロールバルブ１０を設け、機関の運
転条件により開閉させる。
【００２０】また、ピストン１頂面に形成された皿状の
燃焼室２は、前述の第１、第２の実施の形態において、
ピストン上の点火プラグ直下の位置２０に向かいその深
さ１４が深くなるような形状で且つ、ピストン上の点火
プラグ直下の位置２０から外周部１３に向かってスワー
ル流方向に膨らむ数本の弓状の稜線１５とその直前に同
数の谷線１６を形成し、その稜線１５ａからスワール流
方向に次の谷線１６ａまで緩やかに傾斜する面１７を形
成し、その谷線１６ａからスワール流方向に次の稜線１
５ｂまで急激に傾斜する面１８を形成する形状となるよ
うにしたため、成層燃焼領域で点火プラグ位置にかかわ
らず、このスワール流ガス流動によりピストン表面全体
に分布した燃料を点火プラグ周りに集め、燃料の点火プ
ラグ周り成層化をし、超希薄空燃比で運転し燃費の向上
を図る事ができる。
燃焼室２は、前述の第１、第２の実施の形態において、
ピストン上の点火プラグ直下の位置２０に向かいその深
さ１４が深くなるような形状で且つ、ピストン上の点火
プラグ直下の位置２０から外周部１３に向かってスワー
ル流方向に膨らむ数本の弓状の稜線１５とその直前に同
数の谷線１６を形成し、その稜線１５ａからスワール流
方向に次の谷線１６ａまで緩やかに傾斜する面１７を形
成し、その谷線１６ａからスワール流方向に次の稜線１
５ｂまで急激に傾斜する面１８を形成する形状となるよ
うにしたため、成層燃焼領域で点火プラグ位置にかかわ
らず、このスワール流ガス流動によりピストン表面全体
に分布した燃料を点火プラグ周りに集め、燃料の点火プ
ラグ周り成層化をし、超希薄空燃比で運転し燃費の向上
を図る事ができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、その構成をピストン頂面に形成された皿状の燃焼室
と、ピストンの上昇に伴い点火時点に於て燃焼室の中央
部に挿入される点火プラグと、燃焼室に対し下向きに高
圧燃料噴射弁を設置する直接筒内噴射式火花点火機関に
於て、吸気ポート内に、スワール流を形成するスワール
コントロールバルブを設け、機関の運転条件により開閉
させ、また、ピストン頂面に形成された皿状の燃焼室
は、スワール流ガス流動によりピストン表面全体に分布
した燃料を点火プラグ周りに集めるようなピストン表面
形状を形成し、機関の運転条件が、低中速・低中負荷域
の成層燃焼領域では、スワールコントロールバルブを閉
じ、燃料噴射時期を圧縮行程早期に設定し、機関の運転
条件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、スワール
コントロールバルブを開き、燃料噴射時期を吸気行程に
設定したため、機関の運転条件が低中速・低中負荷域の
成層燃焼領域では、スワールコントロールバルブが閉じ
るので、筒内のガス流動はスワール流を形成し、ピスト
ン形状により、スワール流を強めると共に燃焼室中央部
に向かう流れを形成し、燃料は圧縮行程早期に噴射され
るので、スワール流ガス流動によりピストン表面全体に
分布した燃料が点火プラグ周りに集まり、燃料の点火プ
ラグ周り成層化ができ、超希薄空燃比で運転し燃費の向
上が図れる。また、燃料噴射時は、ピストン位置が低い
状態にあるため噴射燃料の大半はピストン表面全体に分
布するので、噴射された燃料の跳ね返りによる点火プラ
グへの液状燃料付着からくる失火は起こりにくくなり、
安定して運転できるようになる。さらに、機関の運転条
件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、スワールコ
ントロールバルブが開くことにより、ポート面積が大き
くなり、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射すること
で、均質混合気を作り、出力領域も十分な性能を確保で
きる。
ば、その構成をピストン頂面に形成された皿状の燃焼室
と、ピストンの上昇に伴い点火時点に於て燃焼室の中央
部に挿入される点火プラグと、燃焼室に対し下向きに高
圧燃料噴射弁を設置する直接筒内噴射式火花点火機関に
於て、吸気ポート内に、スワール流を形成するスワール
コントロールバルブを設け、機関の運転条件により開閉
させ、また、ピストン頂面に形成された皿状の燃焼室
は、スワール流ガス流動によりピストン表面全体に分布
した燃料を点火プラグ周りに集めるようなピストン表面
形状を形成し、機関の運転条件が、低中速・低中負荷域
の成層燃焼領域では、スワールコントロールバルブを閉
じ、燃料噴射時期を圧縮行程早期に設定し、機関の運転
条件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、スワール
コントロールバルブを開き、燃料噴射時期を吸気行程に
設定したため、機関の運転条件が低中速・低中負荷域の
成層燃焼領域では、スワールコントロールバルブが閉じ
るので、筒内のガス流動はスワール流を形成し、ピスト
ン形状により、スワール流を強めると共に燃焼室中央部
に向かう流れを形成し、燃料は圧縮行程早期に噴射され
るので、スワール流ガス流動によりピストン表面全体に
分布した燃料が点火プラグ周りに集まり、燃料の点火プ
ラグ周り成層化ができ、超希薄空燃比で運転し燃費の向
上が図れる。また、燃料噴射時は、ピストン位置が低い
状態にあるため噴射燃料の大半はピストン表面全体に分
布するので、噴射された燃料の跳ね返りによる点火プラ
グへの液状燃料付着からくる失火は起こりにくくなり、
安定して運転できるようになる。さらに、機関の運転条
件が、高速・高負荷域の均質燃焼領域では、スワールコ
ントロールバルブが開くことにより、ポート面積が大き
くなり、燃料を少なくとも吸気行程時に噴射すること
で、均質混合気を作り、出力領域も十分な性能を確保で
きる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の作用を示す図である。
【図５】本発明の作用を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図８】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す図で
ある。
ある。
【図９】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す図で
ある。
ある。
【図１０】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す図
である。
である。
【図１１】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す図
である。
である。
１ ピストン ２ 燃焼室 ３ 点火プラグ ４ 高圧燃料噴射弁 ５ 吸気ポート ６ 吸気バルブ ７ 排気バルブ ８ 排気ポート ９ タンブル流 １０ スワールコントロールバルブ １１ スワール流 １２ 燃焼室中央部 １３ 燃焼室外周部 １４ 燃焼室中央部深さ １５ 燃焼室稜線 １６ 燃焼室谷線 １７ 燃焼室傾斜面（緩傾斜） １８ 燃焼室傾斜面（急傾斜） １９ 燃焼室中央部小キャビティ ２０ 燃焼室の点火プラグ直下位置 ２１ スワールコントロールバルブ可動アクチエータ ２２ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｃ
Claims (5)
- 【請求項１】 ピストン頂面に形成された凹部を有する
燃焼室と、該燃焼室の略中央部に対応する位置のシリン
ダヘッドに嵌装された点火プラグと、燃焼室に対し下向
きに燃料を筒内に直接噴射するようにした高圧燃料噴射
弁を有する直接筒内噴射式火花点火機関に於て、 吸気ポート内に機関の運転条件により開閉し、スワール
流の形成を制御するスワールコントロールバルブを設
け、ピストン冠面に形成された凹部を有する燃焼室は、
該スワール流ガス流動によりピストン表面全体に分布し
た燃料を点火プラグ周りに集めるような表面形状とした
ことを特徴とする直接筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項２】 機関の運転条件が低中速・低中負荷域の
成層燃焼領域ではスワールコントロールバルブを閉じ、
且つ燃料噴射時期を圧縮行程早期に設定し、一方機関の
運転条件が高速・高負荷域の均質燃焼領域ではスワール
コントロールバルブを開き、且つ燃料噴射時期を吸気行
程に設定することを特徴とする請求項１に記載の直接筒
内噴射式火花点火機関。 - 【請求項３】 スワール流ガス流動によりピストン冠面
全体に分布した燃料を点火プラグ周りに集めるピストン
表面形状であって、ピストン冠面に形成された凹状の燃
焼室は中央部に向かいその深さが深くなるような形状を
有し、且つ、ピストン冠面中央部から外周部に向かって
スワール流方向に膨らむ弓状の稜線と、該稜線のスワー
ル流方向の前後に谷線を形成し、稜線からスワール流方
向に次の谷線まで緩やかに傾斜する面を形成し、その谷
線からスワール流方向に次の稜線まで急激に傾斜する面
を有する形状としたことを特徴とする請求項１および２
に記載の直接筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項４】 スワール流ガス流動によりピストン冠面
全体に分布した燃料を点火プラグ周りに集めるピストン
表面形状であって、更に、ピストン冠面に形成された凹
状の燃焼室中央部に凹状の小さいキャビティを設けた形
状としたことを特徴とする請求項３に記載の直接筒内噴
射式火花点火機関。 - 【請求項５】 スワール流ガス流動によりピストン表面
全体に分布した燃料を点火プラグ周りに集めるピストン
冠面形状であって、ピストン冠面に形成された凹状の燃
焼室はシリンダヘッドに嵌装された点火プラグ直下の位
置に対応するピストン冠面上の位置に向かい燃焼室の深
さが次第に深くなるような形状としたことを特徴とする
請求項３および４に記載の直接筒内噴射式火花点火機
関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08635196A JP3692604B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 直接筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08635196A JP3692604B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 直接筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280054A true JPH09280054A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3692604B2 JP3692604B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=13884468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08635196A Expired - Lifetime JP3692604B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 直接筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3692604B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11132043A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-18 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内噴射式内燃機関のピストン |
| JP2010270707A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Mazda Motor Corp | 火花点火式直噴エンジンの吸気制御装置 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP08635196A patent/JP3692604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11132043A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-18 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内噴射式内燃機関のピストン |
| JP2010270707A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Mazda Motor Corp | 火花点火式直噴エンジンの吸気制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3692604B2 (ja) | 2005-09-07 |
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