JPH09317475A - 筒内直接燃料噴射内燃機関 - Google Patents
筒内直接燃料噴射内燃機関Info
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- JPH09317475A JPH09317475A JP8131587A JP13158796A JPH09317475A JP H09317475 A JPH09317475 A JP H09317475A JP 8131587 A JP8131587 A JP 8131587A JP 13158796 A JP13158796 A JP 13158796A JP H09317475 A JPH09317475 A JP H09317475A
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- combustion chamber
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- fuel injection
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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
- F02B23/104—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 a side position of the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した燃焼を行うことができる筒内直接燃
料噴射内燃機関を提供すること。 【解決手段】 シリンダブロックのシリンダ内壁面とシ
リンダ内に嵌装されるピストンの上面とシリンダヘッド
下面とで定められた燃焼室と、燃焼室の上壁となるシリ
ンダヘッド下面のほぼ中心に着火手段を有し、シリンダ
ヘッド部燃焼室の一方側に配設された吸気開口部を有す
る吸気ポートと、吸気開口部を開閉する吸気弁と吸気開
口部と相対するシリンダヘッド部燃焼室の他の一方側に
配設された排気開口部を有する排気ポートと、排気開口
部を開閉する排気弁と吸気弁は各々２個である４弁式弁
配置の燃焼室構造であり、２つの吸気開口部のほぼ中心
付近に排気開口側に向けて配設された筒内直接燃料噴射
弁と、ピストン上面にシリンダ中心軸線を含み燃焼室の
吸気開口部から排気開口部へ向かう軸線に垂直な平面に
対しエンジン上側から見て反時計方向に９０度以下の角
度をなす平面と平行で、かつ燃焼室中心より吸気開口部
側へ寄った稜線を有する凸部と、その稜線から排気開口
側に至るピストン冠面部分には凹部を有する。
料噴射内燃機関を提供すること。 【解決手段】 シリンダブロックのシリンダ内壁面とシ
リンダ内に嵌装されるピストンの上面とシリンダヘッド
下面とで定められた燃焼室と、燃焼室の上壁となるシリ
ンダヘッド下面のほぼ中心に着火手段を有し、シリンダ
ヘッド部燃焼室の一方側に配設された吸気開口部を有す
る吸気ポートと、吸気開口部を開閉する吸気弁と吸気開
口部と相対するシリンダヘッド部燃焼室の他の一方側に
配設された排気開口部を有する排気ポートと、排気開口
部を開閉する排気弁と吸気弁は各々２個である４弁式弁
配置の燃焼室構造であり、２つの吸気開口部のほぼ中心
付近に排気開口側に向けて配設された筒内直接燃料噴射
弁と、ピストン上面にシリンダ中心軸線を含み燃焼室の
吸気開口部から排気開口部へ向かう軸線に垂直な平面に
対しエンジン上側から見て反時計方向に９０度以下の角
度をなす平面と平行で、かつ燃焼室中心より吸気開口部
側へ寄った稜線を有する凸部と、その稜線から排気開口
側に至るピストン冠面部分には凹部を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直接燃料噴射
内燃機関に関する。
内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の筒内直接燃料噴射内燃機関として
は、例えば図５に示すような、特開平６−８１６５１号
公報に開示されている。この従来例では図５において、
４ａは吸気ポート、２はピストン、２０は着火手段、１
８は燃料噴射弁であり、Ｃが燃料噴霧、Ｖｆが筒内のガ
ス流動である。
は、例えば図５に示すような、特開平６−８１６５１号
公報に開示されている。この従来例では図５において、
４ａは吸気ポート、２はピストン、２０は着火手段、１
８は燃料噴射弁であり、Ｃが燃料噴霧、Ｖｆが筒内のガ
ス流動である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒内直接燃料噴射内燃機関にあっては、吸気
ポートを燃焼室に対して垂直に近い角度でレイアウト
し、圧縮行程後半に燃料噴射弁から着火手段へと向かい
ピストン上面を這うガス流動を形成し、ピストン凹部に
直接燃料を衝突させ、前記ガス流動により燃料を着火手
段に輸送する構造となっていたため、ピストン上面にて
反射した霧化していない燃料噴霧が直接点火栓に輸送さ
れ、点火栓がくすぶるという問題点があった。
うな従来の筒内直接燃料噴射内燃機関にあっては、吸気
ポートを燃焼室に対して垂直に近い角度でレイアウト
し、圧縮行程後半に燃料噴射弁から着火手段へと向かい
ピストン上面を這うガス流動を形成し、ピストン凹部に
直接燃料を衝突させ、前記ガス流動により燃料を着火手
段に輸送する構造となっていたため、ピストン上面にて
反射した霧化していない燃料噴霧が直接点火栓に輸送さ
れ、点火栓がくすぶるという問題点があった。
【０００４】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、ピストン上面に吸気ポートからの
空気流からの進入方向に対し、反時計方向に０度以上９
０度以下の角度をなし吸気弁側に寄った位置に稜線を有
する凸部と排気弁側に寄った位置に凹部を設けることで
吸気ポートからの空気流の方向を筒内にて偏向し、シリ
ンダ中心軸に対して、斜めの旋回流を形成し、ピストン
上面の凹部に燃料噴射することにより、安定した燃焼を
行うことができる、筒内直接燃料噴射内燃機関を提供す
ることを目的としている。
してなされたもので、ピストン上面に吸気ポートからの
空気流からの進入方向に対し、反時計方向に０度以上９
０度以下の角度をなし吸気弁側に寄った位置に稜線を有
する凸部と排気弁側に寄った位置に凹部を設けることで
吸気ポートからの空気流の方向を筒内にて偏向し、シリ
ンダ中心軸に対して、斜めの旋回流を形成し、ピストン
上面の凹部に燃料噴射することにより、安定した燃焼を
行うことができる、筒内直接燃料噴射内燃機関を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【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、シリンダブロックのシリンダ内壁面とシ
リンダ内に嵌装されるピストンの上面とシリンダヘッド
下面とで定められた燃焼室と、燃焼室の上壁となるシリ
ンダヘッド下面のほぼ中心に着火手段を有し、シリンダ
ヘッド部燃焼室の一方側に配設された吸気開口部を有す
る吸気ポートと、吸気開口部を開閉する吸気弁と吸気開
口部と相対するシリンダヘッド部燃焼室の他の一方側に
配設された排気開口部を有する排気ポートと、排気開口
部を開閉する排気弁と吸気弁は各々２個である４弁式弁
配置の燃焼室構造であり、２つの吸気開口部のほぼ中心
付近に排気開口側に向けて配設された筒内直接燃料噴射
弁と、ピストン上面にシリンダ中心軸線を含み燃焼室の
吸気開口部から排気開口部へ向かう軸線に垂直な平面に
対しエンジン上側から見て反時計方向に９０度以下の角
度をなす平面と平行で、かつ燃焼室中心より吸気開口部
側へ寄った稜線を有する凸部と、その稜線から排気開口
側に至るピストン冠面部分には凹部を有する。
決するために、シリンダブロックのシリンダ内壁面とシ
リンダ内に嵌装されるピストンの上面とシリンダヘッド
下面とで定められた燃焼室と、燃焼室の上壁となるシリ
ンダヘッド下面のほぼ中心に着火手段を有し、シリンダ
ヘッド部燃焼室の一方側に配設された吸気開口部を有す
る吸気ポートと、吸気開口部を開閉する吸気弁と吸気開
口部と相対するシリンダヘッド部燃焼室の他の一方側に
配設された排気開口部を有する排気ポートと、排気開口
部を開閉する排気弁と吸気弁は各々２個である４弁式弁
配置の燃焼室構造であり、２つの吸気開口部のほぼ中心
付近に排気開口側に向けて配設された筒内直接燃料噴射
弁と、ピストン上面にシリンダ中心軸線を含み燃焼室の
吸気開口部から排気開口部へ向かう軸線に垂直な平面に
対しエンジン上側から見て反時計方向に９０度以下の角
度をなす平面と平行で、かつ燃焼室中心より吸気開口部
側へ寄った稜線を有する凸部と、その稜線から排気開口
側に至るピストン冠面部分には凹部を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００７】図１及び図２は、本発明の一実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【０００８】まず構成を説明すると、図１に示すように
燃焼室４のほぼ中心に点火栓２が設けられており、吸気
ポート６は２つの吸気弁５を介して燃焼室４に開口して
いる。燃焼室４の吸気ポート６と相対する位置に排気ポ
ート１５が排気弁１４を介して燃焼室４に開口してい
る。燃焼室内の吸気ポート下部の２つの吸気ポートの中
間に排気弁１４方向に向けて燃料噴射弁１が配設されて
いる。
燃焼室４のほぼ中心に点火栓２が設けられており、吸気
ポート６は２つの吸気弁５を介して燃焼室４に開口して
いる。燃焼室４の吸気ポート６と相対する位置に排気ポ
ート１５が排気弁１４を介して燃焼室４に開口してい
る。燃焼室内の吸気ポート下部の２つの吸気ポートの中
間に排気弁１４方向に向けて燃料噴射弁１が配設されて
いる。
【０００９】シリンダブロック９内に嵌装され、上下動
するピストン３の上面にシリンダ中心軸１２を含有し吸
気弁５から排気弁１４へ向かう軸線に垂直な平面ｐに対
し、エンジン上面から見て反時計方向に９０度以下の角
度θ回転させた仮想平面ｆに平行で燃焼室中心より吸気
弁側へ寄った稜線ｍを有する凸部１０とその稜線から排
気弁側に至るピストン上面部分に凹部１３を設けてい
る。
するピストン３の上面にシリンダ中心軸１２を含有し吸
気弁５から排気弁１４へ向かう軸線に垂直な平面ｐに対
し、エンジン上面から見て反時計方向に９０度以下の角
度θ回転させた仮想平面ｆに平行で燃焼室中心より吸気
弁側へ寄った稜線ｍを有する凸部１０とその稜線から排
気弁側に至るピストン上面部分に凹部１３を設けてい
る。
【００１０】次に本発明の実施の形態の作用を説明す
る。
る。
【００１１】図３に示すように、吸気弁より流入する空
気は排気弁１４方向に向かうがピストン上面の凹凸によ
り、シリンダ内の仮想平面ｆに垂直な方向に偏向され、
シリンダ内を斜めに旋回する。ピストン３が上動する圧
縮行程後半に噴射弁１より排気弁１４側に向けて燃料を
噴射する。噴射された燃料１６は、排気弁１４側のピス
トン凹部１３に集中しシリンダ室１１内及び燃焼室４内
に形成された斜めスワール流１８によりピストン上面凹
部１３からピストン上面凸部１０に斜めに添って燃焼室
上部に輸送される。この時、燃料噴射弁１から噴射され
た燃料１６は排気弁１４側のピストン上面凹部１３にて
十分気化した後に、点火栓周辺まで輸送され、濃混合気
１７が点火栓２の周辺に配されることになる。これによ
って低負荷時に良好な希薄燃焼が可能となる。
気は排気弁１４方向に向かうがピストン上面の凹凸によ
り、シリンダ内の仮想平面ｆに垂直な方向に偏向され、
シリンダ内を斜めに旋回する。ピストン３が上動する圧
縮行程後半に噴射弁１より排気弁１４側に向けて燃料を
噴射する。噴射された燃料１６は、排気弁１４側のピス
トン凹部１３に集中しシリンダ室１１内及び燃焼室４内
に形成された斜めスワール流１８によりピストン上面凹
部１３からピストン上面凸部１０に斜めに添って燃焼室
上部に輸送される。この時、燃料噴射弁１から噴射され
た燃料１６は排気弁１４側のピストン上面凹部１３にて
十分気化した後に、点火栓周辺まで輸送され、濃混合気
１７が点火栓２の周辺に配されることになる。これによ
って低負荷時に良好な希薄燃焼が可能となる。
【００１２】一方、図４に示すように、高負荷時は、ピ
ストン３が下動する吸気行程中に燃料を噴射する。燃料
噴射弁１より噴射された燃料は、貫徹力によりピストン
上面凸部１０に衝突し、シリンダ内に燃料を広く拡散す
ることが出来、かつタンブル流１９がピストンにより斜
めスワール流１８に変換されるため、半径方向のガス流
動によって、さらに燃料が拡散する。その結果、ガス流
動を強化する手段を特別に設けなくても燃料の拡散が容
易になされ、混合気の均質化によりサイクル変動に影響
されない安定した燃焼を行うことが出来る。
ストン３が下動する吸気行程中に燃料を噴射する。燃料
噴射弁１より噴射された燃料は、貫徹力によりピストン
上面凸部１０に衝突し、シリンダ内に燃料を広く拡散す
ることが出来、かつタンブル流１９がピストンにより斜
めスワール流１８に変換されるため、半径方向のガス流
動によって、さらに燃料が拡散する。その結果、ガス流
動を強化する手段を特別に設けなくても燃料の拡散が容
易になされ、混合気の均質化によりサイクル変動に影響
されない安定した燃焼を行うことが出来る。
【００１３】
【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、ピストン上面に、シリンダ中心軸線を
含み吸気開口から排気開口へ向かう軸線に垂直な平面と
反時計方向に９０度以下の角度をなす平面に対し吸気開
口側に寄った位置に稜線を有する凸部と前記凸部より排
気開口側に向かう位置に凹部を有するピストンを有し、
燃焼室上壁の中心位置に点火栓を配設し、燃焼室外周部
の２つの吸気弁のほぼ中央に燃料噴射弁を設けたため、
ピストンにてタンブル流をスワール流に変換し、低負荷
時に点火栓をくすぶらせることなく、混合気の成層化を
成立させ、高負荷時には混合気の均質化を促進できると
言う効果が得られる。
ば、その構成を、ピストン上面に、シリンダ中心軸線を
含み吸気開口から排気開口へ向かう軸線に垂直な平面と
反時計方向に９０度以下の角度をなす平面に対し吸気開
口側に寄った位置に稜線を有する凸部と前記凸部より排
気開口側に向かう位置に凹部を有するピストンを有し、
燃焼室上壁の中心位置に点火栓を配設し、燃焼室外周部
の２つの吸気弁のほぼ中央に燃料噴射弁を設けたため、
ピストンにてタンブル流をスワール流に変換し、低負荷
時に点火栓をくすぶらせることなく、混合気の成層化を
成立させ、高負荷時には混合気の均質化を促進できると
言う効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態における低負荷時の燃料及
び混合気の動きを表す模式図である。
び混合気の動きを表す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態における高負荷時の燃料及
び混合気の動きを表す模式図である。
び混合気の動きを表す模式図である。
【図５】従来の筒内直接燃料噴射装置を示す図である。
１ 燃料噴射弁 ２ 着火手段 ３ ピストン ４ 燃焼室 ５ 吸気弁 ６ 吸気ポート ９ シリンダブロック １０ ピストン上面凸部 １１ シリンダ室 １２ シリンダ中心軸 １３ ピストン上面凹部 １４ 排気弁 １５ 排気ポート １６ 燃料噴霧 １７ 濃混合気 １８ スワール流 １９ タンブル流 ｆ 仮想平面 ｍ 凸部稜線
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダブロックのシリンダ内壁面と該
シリンダ内に嵌装されるピストンの上面とシリンダヘッ
ド下面とで定められた燃焼室と、該燃焼室の上壁となる
シリンダヘッド下面のほぼ中心に着火手段を有し、該シ
リンダヘッド部燃焼室の一方側に配設された吸気開口部
を有する吸気ポートと、前記吸気開口部を開閉する吸気
弁と前記吸気開口部と相対するシリンダヘッド部燃焼室
の他の一方側に配設された排気開口部を有する排気ポー
トと、前記排気開口部を開閉する排気弁と前記吸気弁は
各々２個である４弁式弁配置の燃焼室構造であり、前記
２つの吸気開口部のほぼ中心付近に排気開口側に向けて
配設された筒内直接燃料噴射弁と、前記ピストン上面に
シリンダ中心軸線を含み燃焼室の吸気開口部から排気開
口部へ向かう軸線に垂直な平面に対しエンジン上側から
見て反時計方向に９０度以下の角度をなす平面と平行
で、かつ燃焼室中心より吸気開口部側へ寄った稜線を有
する凸部と、その稜線から排気開口側に至るピストン冠
面部分には凹部を有することを特徴とした筒内直接燃料
噴射内燃機関。 - 【請求項２】 前記燃料噴射弁より燃料を噴射する時期
を、低負荷時は圧縮行程とし、高負荷時は吸気行程とす
ることを特徴とする上記請求項１に記載の筒内直接燃料
噴射内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13158796A JP3689974B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 筒内直接燃料噴射内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13158796A JP3689974B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 筒内直接燃料噴射内燃機関 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004224402A Division JP4059234B2 (ja) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | 筒内直接燃料噴射内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317475A true JPH09317475A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3689974B2 JP3689974B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=15061549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13158796A Expired - Lifetime JP3689974B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 筒内直接燃料噴射内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3689974B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT2538U1 (de) * | 1998-01-13 | 1998-12-28 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine mit zumindest einer einspritzvorrichtung pro zylinder |
| JPH11182251A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内噴射式内燃機関のピストン |
| JPH11257078A (ja) * | 1998-01-06 | 1999-09-21 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴火花点火式内燃機関 |
| KR20030021307A (ko) * | 2001-09-05 | 2003-03-15 | 현대자동차주식회사 | 연소 성능 향상을 위한 엔진 구조 |
| US6634333B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-10-21 | Hitachi, Ltd. | Direct injection type internal combustion engine |
| US6722340B1 (en) | 1999-06-11 | 2004-04-20 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection engine and fuel injection nozzle used for the engine |
| 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
- 1996-05-27 JP JP13158796A patent/JP3689974B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11182251A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内噴射式内燃機関のピストン |
| JPH11257078A (ja) * | 1998-01-06 | 1999-09-21 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴火花点火式内燃機関 |
| AT2538U1 (de) * | 1998-01-13 | 1998-12-28 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine mit zumindest einer einspritzvorrichtung pro zylinder |
| US6158410A (en) * | 1998-01-13 | 2000-12-12 | Avl List Gmbh | Internal combustion engine with at least one injection device per cylinder |
| US6722340B1 (en) | 1999-06-11 | 2004-04-20 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection engine and fuel injection nozzle used for the engine |
| US6634333B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-10-21 | Hitachi, Ltd. | Direct injection type internal combustion engine |
| US7077099B2 (en) | 2000-02-28 | 2006-07-18 | Hitachi, Ltd. | Direct injection type internal combustion engine |
| KR20030021307A (ko) * | 2001-09-05 | 2003-03-15 | 현대자동차주식회사 | 연소 성능 향상을 위한 엔진 구조 |
| 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 |
|---|---|
| JP3689974B2 (ja) | 2005-08-31 |
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