JPH09317477A - 筒内噴射式エンジン - Google Patents
筒内噴射式エンジンInfo
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- JPH09317477A JPH09317477A JP8160991A JP16099196A JPH09317477A JP H09317477 A JPH09317477 A JP H09317477A JP 8160991 A JP8160991 A JP 8160991A JP 16099196 A JP16099196 A JP 16099196A JP H09317477 A JPH09317477 A JP H09317477A
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- JP
- Japan
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- injector
- combustion chamber
- piston
- piston cavity
- engine
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ピストンキャビティをインジェク
タと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセットさせ
て設け、インジェクタのベネトレーションを利用してス
ワールを起こし、ピストンキャビティ内の新気とインジ
ェクタからの燃料とを混合し、部分負荷域の燃費及び排
気ガスを改善し得ることを目的としている。 【構成】 このため、エンジンのシリンダブロックとシ
リンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室に直
接燃料を噴射するインジェクタを有する筒内噴射式エン
ジンにおいて、ピストンの上面に凹形状のピストンキャ
ビティを設けるとともに、ピストンキャビティの周囲の
少なくとも一部にインジェクタからの噴霧を旋回させる
ガイド部を設け、ピストンキャビティをインジェクタと
燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセットさせて設
けている。
タと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセットさせ
て設け、インジェクタのベネトレーションを利用してス
ワールを起こし、ピストンキャビティ内の新気とインジ
ェクタからの燃料とを混合し、部分負荷域の燃費及び排
気ガスを改善し得ることを目的としている。 【構成】 このため、エンジンのシリンダブロックとシ
リンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室に直
接燃料を噴射するインジェクタを有する筒内噴射式エン
ジンにおいて、ピストンの上面に凹形状のピストンキャ
ビティを設けるとともに、ピストンキャビティの周囲の
少なくとも一部にインジェクタからの噴霧を旋回させる
ガイド部を設け、ピストンキャビティをインジェクタと
燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセットさせて設
けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は筒内噴射式エンジ
ンに係り、特にピストンキャビティをインジェクタと燃
焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセットさせて設
け、インジェクタのベネトレーションを利用してスワー
ルを起こし、ピストンキャビティ内の新気とインジェク
タからの燃料とを混合し、部分負荷域の燃費及び排気ガ
スを改善し得る筒内噴射式エンジンに関する。
ンに係り、特にピストンキャビティをインジェクタと燃
焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセットさせて設
け、インジェクタのベネトレーションを利用してスワー
ルを起こし、ピストンキャビティ内の新気とインジェク
タからの燃料とを混合し、部分負荷域の燃費及び排気ガ
スを改善し得る筒内噴射式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンには、シリンダブロックとシリ
ンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室にイン
ジェクタによって直接燃料を噴射する筒内噴射式のもの
がある。
ンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼室にイン
ジェクタによって直接燃料を噴射する筒内噴射式のもの
がある。
【０００３】そして、例えば４ストローク・ダイレクト
インジェクション（ＤＩ）・エンジンは、部分負荷で噴
射時期を遅らせ、ピストンの上面に凹形状に形成される
キャビティ内に燃料を噴射させ、混合気の層状化を可能
とし、希薄燃焼域で燃費が低減されることが知られてい
る。また、ピストンボールについては様々な形状が提案
されている。
インジェクション（ＤＩ）・エンジンは、部分負荷で噴
射時期を遅らせ、ピストンの上面に凹形状に形成される
キャビティ内に燃料を噴射させ、混合気の層状化を可能
とし、希薄燃焼域で燃費が低減されることが知られてい
る。また、ピストンボールについては様々な形状が提案
されている。
【０００４】前記筒内噴射式エンジンとしては、特開平
５−７１３５０号公報に開示されるものがある。この公
報に開示される筒内噴射式内燃機関は、ピストン頂面上
に浅皿部を形成するとともに浅皿部の中央部に深皿部を
形成し、浅皿部と深皿部の接続部に形成される角部に向
けて燃焼室内に配置された燃料噴射弁から燃料を噴射す
るようにした筒内噴射式内燃機関において、角部により
振り分けられて浅皿部表面に沿い流れる噴射燃料が到達
する浅皿部周壁面部分を断熱部材により形成し、噴射燃
料の蒸発を促進させ、良好な燃焼を確保している。
５−７１３５０号公報に開示されるものがある。この公
報に開示される筒内噴射式内燃機関は、ピストン頂面上
に浅皿部を形成するとともに浅皿部の中央部に深皿部を
形成し、浅皿部と深皿部の接続部に形成される角部に向
けて燃焼室内に配置された燃料噴射弁から燃料を噴射す
るようにした筒内噴射式内燃機関において、角部により
振り分けられて浅皿部表面に沿い流れる噴射燃料が到達
する浅皿部周壁面部分を断熱部材により形成し、噴射燃
料の蒸発を促進させ、良好な燃焼を確保している。
【０００５】また、特開平５−７９９６１号公報に開示
されるものがある。
されるものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の筒内
噴射式エンジンにおいては、図１１に示す如く、エンジ
ン１０２は、シリンダブロック１０４と図示しないシリ
ンダヘッドとピストン（図示せず）とによって燃焼室１
０８を形成し、燃焼室１０８の頂部中央部位に図示しな
い点火プラグを配設している。
噴射式エンジンにおいては、図１１に示す如く、エンジ
ン１０２は、シリンダブロック１０４と図示しないシリ
ンダヘッドとピストン（図示せず）とによって燃焼室１
０８を形成し、燃焼室１０８の頂部中央部位に図示しな
い点火プラグを配設している。
【０００７】また、前記燃焼室１０８にインジェクタ１
２０を配設する際に、このインジェクタ１２０を、燃焼
室１０８に直接燃料を噴射すべく、つまり燃焼室１０８
に指向、例えば燃焼室１０８中央部位且つ少許下方向に
指向させて配設している。
２０を配設する際に、このインジェクタ１２０を、燃焼
室１０８に直接燃料を噴射すべく、つまり燃焼室１０８
に指向、例えば燃焼室１０８中央部位且つ少許下方向に
指向させて配設している。
【０００８】そして、前記ピストン上面に凹形状のピス
トンキャビティ１２２を設けるとともに、このピストン
キャビティ１２２の右側部位にインジェクタ１２０から
の噴霧を旋回させるガイド部１２４を設けている。
トンキャビティ１２２を設けるとともに、このピストン
キャビティ１２２の右側部位にインジェクタ１２０から
の噴霧を旋回させるガイド部１２４を設けている。
【０００９】このとき、前記ピストンキャビティ１２２
は、インジェクタ１２０と燃焼室１０８の中心部位とを
結ぶ線分Ｘ−Ｘ上にピストンキャビティ１２２の中心を
一致させるべく形成されている。
は、インジェクタ１２０と燃焼室１０８の中心部位とを
結ぶ線分Ｘ−Ｘ上にピストンキャビティ１２２の中心を
一致させるべく形成されている。
【００１０】前記インジェクタ１２０から燃焼室１０８
内に燃料が噴霧された際には、図１１に示す如く、噴霧
がピストンキャビティ１２２内に流入した後に、ガイド
部１２４によって２つに分流されることとなり、ピスト
ンキャビティ１２２内の燃料と新気とを短時間で混合す
ることは困難となる。
内に燃料が噴霧された際には、図１１に示す如く、噴霧
がピストンキャビティ１２２内に流入した後に、ガイド
部１２４によって２つに分流されることとなり、ピスト
ンキャビティ１２２内の燃料と新気とを短時間で混合す
ることは困難となる。
【００１１】この結果、局所的に過濃あるいは過薄な領
域が生じ、排気ガス及び燃費性能が悪化するという不都
合がある。
域が生じ、排気ガス及び燃費性能が悪化するという不都
合がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室に直接燃料を噴射するインジェクタを有する筒内噴射
式エンジンにおいて、前記ピストンの上面に凹形状のピ
ストンキャビティを設けるとともにこのピストンキャビ
ティの周囲の少なくとも一部にインジェクタからの噴霧
を旋回させるガイド部を設け、前記ピストンキャビティ
を前記インジェクタと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分か
らオフセットさせて設けたことを特徴とする。
述不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとピストンとにより形成される燃焼
室に直接燃料を噴射するインジェクタを有する筒内噴射
式エンジンにおいて、前記ピストンの上面に凹形状のピ
ストンキャビティを設けるとともにこのピストンキャビ
ティの周囲の少なくとも一部にインジェクタからの噴霧
を旋回させるガイド部を設け、前記ピストンキャビティ
を前記インジェクタと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分か
らオフセットさせて設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】上述の如く発明したことにより、
インジェクタから燃焼室内に燃料が噴霧された際には、
インジェクタと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフ
セットさせたピストンキャビティによってインジェクタ
のベネトレーションを利用してスワールを起こし、ピス
トンキャビティ内の新気とインジェクタからの燃料とを
混合し、部分負荷域の燃費及び排気ガスを改善してい
る。
インジェクタから燃焼室内に燃料が噴霧された際には、
インジェクタと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフ
セットさせたピストンキャビティによってインジェクタ
のベネトレーションを利用してスワールを起こし、ピス
トンキャビティ内の新気とインジェクタからの燃料とを
混合し、部分負荷域の燃費及び排気ガスを改善してい
る。
【００１４】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】図１〜図６はこの発明の第１実施例を示す
ものである。図１において、２は筒内噴射式エンジンで
ある。
ものである。図１において、２は筒内噴射式エンジンで
ある。
【００１６】このエンジン２は、シリンダブロック４と
図示しないシリンダヘッドとピストン６とによって燃焼
室８を形成し、燃焼室８の頂部中央部位に点火プラグ１
０を配設している。
図示しないシリンダヘッドとピストン６とによって燃焼
室８を形成し、燃焼室８の頂部中央部位に点火プラグ１
０を配設している。
【００１７】また、前記シリンダブロック４には、２本
の第１、第２吸気ポート（図示せず）を形成し、これら
の第１、第２吸気ポートの下流側端部に第１、第２吸気
バルブ１２、１４（図２には「ＩＮ」と夫々記載されて
いる。）を設けるとともに、前記燃焼室８に連絡する図
示しない２本の第１、第２排気ポートには第１、第２排
気バルブ１６、１８（図２には「ＥＸ」と夫々記載され
ている。）を設ける。
の第１、第２吸気ポート（図示せず）を形成し、これら
の第１、第２吸気ポートの下流側端部に第１、第２吸気
バルブ１２、１４（図２には「ＩＮ」と夫々記載されて
いる。）を設けるとともに、前記燃焼室８に連絡する図
示しない２本の第１、第２排気ポートには第１、第２排
気バルブ１６、１８（図２には「ＥＸ」と夫々記載され
ている。）を設ける。
【００１８】前記燃焼室８にインジェクタ２０を配設す
る。このとき、インジェクタ２０を、燃焼室８に直接燃
料を噴射すべく、つまり燃焼室８に指向、例えば燃焼室
８中央部位且つ少許下方向に指向させて配設する。
る。このとき、インジェクタ２０を、燃焼室８に直接燃
料を噴射すべく、つまり燃焼室８に指向、例えば燃焼室
８中央部位且つ少許下方向に指向させて配設する。
【００１９】そして、前記ピストン６の上面たる頂面６
ａに凹形状のピストンキャビティ２２を設けるととも
に、このピストンキャビティ２２の周囲の少なくとも一
部にインジェクタ２０からの噴霧を旋回させるガイド部
２４を設け、前記ピストンキャビティ２２を前記インジ
ェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ−Ｘか
らオフセットさせて設ける構成とする。
ａに凹形状のピストンキャビティ２２を設けるととも
に、このピストンキャビティ２２の周囲の少なくとも一
部にインジェクタ２０からの噴霧を旋回させるガイド部
２４を設け、前記ピストンキャビティ２２を前記インジ
ェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ−Ｘか
らオフセットさせて設ける構成とする。
【００２０】詳述すれば、前記ピストンキャビティ２２
を形成する際に、図１に示す如く、前記インジェクタ２
０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ−Ｘからいずれ
か一方側、例えば図１において下側にオフセットさせ
る。
を形成する際に、図１に示す如く、前記インジェクタ２
０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ−Ｘからいずれ
か一方側、例えば図１において下側にオフセットさせ
る。
【００２１】また、前記ガイド部２４は、図１において
ピストンキャビティ２２の右上部位に円弧状に形成され
る。
ピストンキャビティ２２の右上部位に円弧状に形成され
る。
【００２２】そして、前記インジェクタ２０からの噴霧
をガイド部２４により図１において時計回り方向に旋回
させるものである。
をガイド部２４により図１において時計回り方向に旋回
させるものである。
【００２３】ここで、前記ピストンキャビティ２２のオ
フセット量について説明する。
フセット量について説明する。
【００２４】ピストンキャビティ２２のレイアウトは、
インジェクタ２０の取付位置や噴射角度（「コーンアン
グル」とも言う）、ピストン６の頂面６ａ高さによって
決定される。
インジェクタ２０の取付位置や噴射角度（「コーンアン
グル」とも言う）、ピストン６の頂面６ａ高さによって
決定される。
【００２５】図４に示す如く、インジェクタ２０のコー
ンの外側線をＬ１及びＬ２と表した際に、ピストンキャ
ビティ２２の形成位置は外側線Ｌ１に接していることが
条件となる。
ンの外側線をＬ１及びＬ２と表した際に、ピストンキャ
ビティ２２の形成位置は外側線Ｌ１に接していることが
条件となる。
【００２６】このときのインジェクタ２０のコーンの外
側線Ｌ１、Ｌ２間の開き角度θは、以下の式によって求
められる（式中の記号については図５参照）。 θ＝２ｔａｎ-1（ｔａｎβ／ｃｏｓα）
側線Ｌ１、Ｌ２間の開き角度θは、以下の式によって求
められる（式中の記号については図５参照）。 θ＝２ｔａｎ-1（ｔａｎβ／ｃｏｓα）
【００２７】また、図４に示す如く、ピストン６の平面
図において、点火プラグ１０がピストンキャビティ２２
の内側にあることも重要である。
図において、点火プラグ１０がピストンキャビティ２２
の内側にあることも重要である。
【００２８】以下に、上述の式の算出式を記載する。図
６において、インジェクタ２０の噴出口をＡ、ピストン
６の頂面６ａ上の中心Ｂとし、∠ＡＣＢ＝９０度となる
点Ｃをシリンダ中心線Ｍ上に決定するとともに、∠ＡＢ
Ｄ＝９０度となる点Ｄをピストン６の頂面６ａ上に決定
する。そして、線分ＡＣ＝ａ、線分ＢＣ＝ｂ、線分ＡＢ
＝ｃ、線部ＢＤ＝ｄとすると、 ｔａｎβ＝ｄ／ｃ となり、 ｃｏｓα＝ａ／ｃ となる。このため、 ｔａｎβ／ｃｏｓα＝ｄ／ａ となる。そして、ｄ／ａは噴霧を平面視した際にθ／２
の角度に相当する。
６において、インジェクタ２０の噴出口をＡ、ピストン
６の頂面６ａ上の中心Ｂとし、∠ＡＣＢ＝９０度となる
点Ｃをシリンダ中心線Ｍ上に決定するとともに、∠ＡＢ
Ｄ＝９０度となる点Ｄをピストン６の頂面６ａ上に決定
する。そして、線分ＡＣ＝ａ、線分ＢＣ＝ｂ、線分ＡＢ
＝ｃ、線部ＢＤ＝ｄとすると、 ｔａｎβ＝ｄ／ｃ となり、 ｃｏｓα＝ａ／ｃ となる。このため、 ｔａｎβ／ｃｏｓα＝ｄ／ａ となる。そして、ｄ／ａは噴霧を平面視した際にθ／２
の角度に相当する。
【００２９】次に作用について説明する。
【００３０】前記インジェクタ２０から燃焼室８内に燃
料が噴霧された際には、図１に示す如く、ピストンキャ
ビティ２２のガイド部２４に至る。
料が噴霧された際には、図１に示す如く、ピストンキャ
ビティ２２のガイド部２４に至る。
【００３１】このとき、ピストンキャビティ２２を前記
インジェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ
−Ｘから図１において下側にオフセットさせていること
により、インジェクタ２０から噴霧された全ての燃料は
時計回り方向のスワールとなる。
インジェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ
−Ｘから図１において下側にオフセットさせていること
により、インジェクタ２０から噴霧された全ての燃料は
時計回り方向のスワールとなる。
【００３２】これにより、インジェクタ２０と燃焼室８
の中心部位とを結ぶ線分Ｘ−Ｘからオフセットさせたピ
ストンキャビティ２２によってインジェクタ２０のベネ
トレーションを利用してスワールを起こすことができ、
ピストンキャビティ２２内の新気とインジェクタ２０か
らの燃料とを混合し得て、部分負荷域の燃費及び排気ガ
スを改善できる。
の中心部位とを結ぶ線分Ｘ−Ｘからオフセットさせたピ
ストンキャビティ２２によってインジェクタ２０のベネ
トレーションを利用してスワールを起こすことができ、
ピストンキャビティ２２内の新気とインジェクタ２０か
らの燃料とを混合し得て、部分負荷域の燃費及び排気ガ
スを改善できる。
【００３３】また、部分負荷域の燃費及び排気ガスの改
善においては、図３に示す如く、希薄域の燃費やＴＨＣ
を改善することができる。
善においては、図３に示す如く、希薄域の燃費やＴＨＣ
を改善することができる。
【００３４】図７及び図８はこの発明の第２実施例を示
すものである。この第２実施例において、上述第１実施
例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明す
る。
すものである。この第２実施例において、上述第１実施
例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明す
る。
【００３５】この第２実施例の特徴とするところは、ピ
ストンキャビティ２２の形成位置から離間する側の吸気
バルブ３２により開閉される吸気ポート３４を排気ガス
の一部を還流させるＥＧＲポートとして使用した点にあ
る。
ストンキャビティ２２の形成位置から離間する側の吸気
バルブ３２により開閉される吸気ポート３４を排気ガス
の一部を還流させるＥＧＲポートとして使用した点にあ
る。
【００３６】すなわち、図７に示す如く、エンジン２の
シリンダブロック４に、２本の第１、第２吸気ポート３
４、３６を形成し、これらの第１、第２吸気ポート３
４、３６の下流側端部に第１、第２吸気バルブ３２、３
８（図７には「ＩＮ１」、「ＩＮ２」と記載されてい
る。）を設ける。
シリンダブロック４に、２本の第１、第２吸気ポート３
４、３６を形成し、これらの第１、第２吸気ポート３
４、３６の下流側端部に第１、第２吸気バルブ３２、３
８（図７には「ＩＮ１」、「ＩＮ２」と記載されてい
る。）を設ける。
【００３７】前記第１、第２吸気ポート３４、３６間に
インジェクタ２０を配設するとともに、このインジェク
タ２０を、燃焼室８に直接燃料を噴射すべく、燃焼室８
に指向、例えば燃焼室８中央部位且つ少許下方向に指向
させて配設する。そして、ピストンキャビティ２２を、
前記インジェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線
分Ｘ−Ｘからオフセットさせて設ける。なお符号２４は
図７においてピストンキャビティ２２の右上部位に円弧
状に形成されるガイド部である。
インジェクタ２０を配設するとともに、このインジェク
タ２０を、燃焼室８に直接燃料を噴射すべく、燃焼室８
に指向、例えば燃焼室８中央部位且つ少許下方向に指向
させて配設する。そして、ピストンキャビティ２２を、
前記インジェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線
分Ｘ−Ｘからオフセットさせて設ける。なお符号２４は
図７においてピストンキャビティ２２の右上部位に円弧
状に形成されるガイド部である。
【００３８】そして、前記ピストンキャビティ２２の形
成位置から離間する側の吸気バルブ、つまり第１吸気バ
ルブ３２により開閉される第１吸気ポート３４を排気ガ
スの一部を還流させるＥＧＲポートとして使用するもの
である。
成位置から離間する側の吸気バルブ、つまり第１吸気バ
ルブ３２により開閉される第１吸気ポート３４を排気ガ
スの一部を還流させるＥＧＲポートとして使用するもの
である。
【００３９】さすれば、前記ピストンキャビティ２２か
ら離間する第１吸気ポート３４をＥＧＲポートとして使
用することにより、混合気と残留ガスとを２層化するこ
とができ、高ＥＧＲ化が可能である。つまり、ピストン
キャビティ２２よりも遠い側の第１吸気ポート３４を排
気ガスの一部を還流させるＥＧＲポートとして使用し、
ピストンキャビティ２２の外側の残留ガス濃度を高める
ことにより、高ＥＧＲ化が可能となるものである。
ら離間する第１吸気ポート３４をＥＧＲポートとして使
用することにより、混合気と残留ガスとを２層化するこ
とができ、高ＥＧＲ化が可能である。つまり、ピストン
キャビティ２２よりも遠い側の第１吸気ポート３４を排
気ガスの一部を還流させるＥＧＲポートとして使用し、
ピストンキャビティ２２の外側の残留ガス濃度を高める
ことにより、高ＥＧＲ化が可能となるものである。
【００４０】また、高ＥＧＲ状態においても、安定した
燃焼が得られることにより、図８に示す如く、ＮＯｘを
低減できるとともに、燃費と排気ガスとを両立させるこ
とができる。
燃焼が得られることにより、図８に示す如く、ＮＯｘを
低減できるとともに、燃費と排気ガスとを両立させるこ
とができる。
【００４１】なお、この発明は上述第１及び第２実施例
に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能であ
る。
に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能であ
る。
【００４２】例えば、この発明の第２実施例において
は、ピストンキャビティ２２の形成位置から離間する側
の吸気バルブ３２により開閉される吸気ポート３４を排
気ガスの一部を還流させるＥＧＲポートとして使用し、
吸気の片側にＥＧＲをかける構成としたが、排気の片側
のバルブタイミングの位相を遅らせて、上述第２実施例
と同様の効果を得ることもできる。
は、ピストンキャビティ２２の形成位置から離間する側
の吸気バルブ３２により開閉される吸気ポート３４を排
気ガスの一部を還流させるＥＧＲポートとして使用し、
吸気の片側にＥＧＲをかける構成としたが、排気の片側
のバルブタイミングの位相を遅らせて、上述第２実施例
と同様の効果を得ることもできる。
【００４３】すなわち、図９に示す如く、前記エンジン
２のシリンダブロック４に、図示しない２本の第１、第
２吸気ポートを形成し、これらの第１、第２吸気ポート
の下流側端部に第１、第２吸気バルブ４２、４４（図９
には「ＩＮ１」、「ＩＮ２」と記載されている。）を設
ける。
２のシリンダブロック４に、図示しない２本の第１、第
２吸気ポートを形成し、これらの第１、第２吸気ポート
の下流側端部に第１、第２吸気バルブ４２、４４（図９
には「ＩＮ１」、「ＩＮ２」と記載されている。）を設
ける。
【００４４】これらの第１、第２吸気ポート間にインジ
ェクタ２０を配設するとともに、このインジェクタ２０
を、燃焼室８に直接燃料を噴射すべく、燃焼室８に指
向、例えば燃焼室８中央部位且つ少許下方向に指向させ
て配設する。そして、ピストンキャビティ２２を、前記
インジェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ
−Ｘからオフセットさせて設ける。なお符号２４は図９
においてピストンキャビティ２２の右上部位に円弧状に
形成されるガイド部である。
ェクタ２０を配設するとともに、このインジェクタ２０
を、燃焼室８に直接燃料を噴射すべく、燃焼室８に指
向、例えば燃焼室８中央部位且つ少許下方向に指向させ
て配設する。そして、ピストンキャビティ２２を、前記
インジェクタ２０と燃焼室８の中心部位とを結ぶ線分Ｘ
−Ｘからオフセットさせて設ける。なお符号２４は図９
においてピストンキャビティ２２の右上部位に円弧状に
形成されるガイド部である。
【００４５】また、前記燃焼室８に連絡する図示しない
第１、第２排気ポートには第１、第２排気バルブ４６、
４８（図９には「ＥＸ１」、「ＥＸ２」と記載されてい
る。）を設け、図１０に示す如く、第１排気バルブ４６
のバルブタイミングの位相を遅らせるものである。
第１、第２排気ポートには第１、第２排気バルブ４６、
４８（図９には「ＥＸ１」、「ＥＸ２」と記載されてい
る。）を設け、図１０に示す如く、第１排気バルブ４６
のバルブタイミングの位相を遅らせるものである。
【００４６】これにより、排気バルブの一方たる第１排
気バルブ４６のバルブタイミングの位相を遅らせること
によって、ピストンキャビティ２２の外側の残留ガス濃
度を高めることができ、高ＥＧＲ化が可能となる。
気バルブ４６のバルブタイミングの位相を遅らせること
によって、ピストンキャビティ２２の外側の残留ガス濃
度を高めることができ、高ＥＧＲ化が可能となる。
【００４７】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室に直接燃料を噴射する
インジェクタを有する筒内噴射式エンジンにおいて、ピ
ストンの上面に凹形状のピストンキャビティを設けると
ともに、ピストンキャビティの周囲の少なくとも一部に
インジェクタからの噴霧を旋回させるガイド部を設け、
ピストンキャビティをインジェクタと燃焼室の中心部位
とを結ぶ線分からオフセットさせて設けたので、フセッ
トさせたピストンキャビティによってインジェクタのベ
ネトレーションを利用してスワールを起こすことがで
き、ピストンキャビティ内の新気とインジェクタからの
燃料とを混合し得て、部分負荷域の燃費及び排気ガスを
改善できるものである。
ば、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとピ
ストンとにより形成される燃焼室に直接燃料を噴射する
インジェクタを有する筒内噴射式エンジンにおいて、ピ
ストンの上面に凹形状のピストンキャビティを設けると
ともに、ピストンキャビティの周囲の少なくとも一部に
インジェクタからの噴霧を旋回させるガイド部を設け、
ピストンキャビティをインジェクタと燃焼室の中心部位
とを結ぶ線分からオフセットさせて設けたので、フセッ
トさせたピストンキャビティによってインジェクタのベ
ネトレーションを利用してスワールを起こすことがで
き、ピストンキャビティ内の新気とインジェクタからの
燃料とを混合し得て、部分負荷域の燃費及び排気ガスを
改善できるものである。
【図１】この発明の第１実施例を示す筒内噴射式エンジ
ンの概略平面図である。
ンの概略平面図である。
【図２】筒内噴射式エンジンの概略斜視図である。
【図３】燃費と排気ガスとの比較を示す図である。
【図４】筒内噴射式エンジンのピストンキャビティの形
成位置を示す概略平面図である。
成位置を示す概略平面図である。
【図５】筒内噴射式エンジンの概略正面図である。
【図６】インジェクタとピストンの頂面との関係を示す
図である。
図である。
【図７】この発明の第２実施例を示す筒内噴射式エンジ
ンの概略平面図である。
ンの概略平面図である。
【図８】燃費と排気ガスとの比較を示す図である。
【図９】この発明の他の実施例を示す筒内噴射式エンジ
ンの概略平面図である。
ンの概略平面図である。
【図１０】吸排気バルブの開閉状態を示す図である。
【図１１】この発明の従来技術を示す筒内噴射式エンジ
ンの概略平面図である。
ンの概略平面図である。
２ 筒内噴射式エンジン ４ シリンダブロック ６ ピストン ８ 燃焼室 １０ 点火プラグ １２ 第１吸気バルブ １４ 第２吸気バルブ １６ 第１排気バルブ １８ 第２排気バルブ ２０ インジェクタ ２２ ピストンキャビティ ２４ ガイド部
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンのシリンダブロックとシリンダ
ヘッドとピストンとにより形成される燃焼室に直接燃料
を噴射するインジェクタを有する筒内噴射式エンジンに
おいて、前記ピストンの上面に凹形状のピストンキャビ
ティを設けるとともにこのピストンキャビティの周囲の
少なくとも一部にインジェクタからの噴霧を旋回させる
ガイド部を設け、前記ピストンキャビティを前記インジ
ェクタと燃焼室の中心部位とを結ぶ線分からオフセット
させて設けたことを特徴とする筒内噴射式エンジン。 - 【請求項２】 前記エンジンは、夫々２個の吸気バルブ
と排気バルブとが配設され、ピストンキャビティの形成
位置から離間する側の吸気バルブにより開閉される吸気
ポートを排気ガスの一部を還流させるＥＧＲポートとし
て使用するエンジンである特許請求の範囲の請求項１に
記載の筒内噴射式エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8160991A JPH09317477A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 筒内噴射式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8160991A JPH09317477A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 筒内噴射式エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317477A true JPH09317477A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=15726506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8160991A Pending JPH09317477A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 筒内噴射式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09317477A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
| EP0971109A1 (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP8160991A patent/JPH09317477A/ja active Pending
Cited By (3)
| 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 |
| EP0971109A1 (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| US6186113B1 (en) | 1998-07-08 | 2001-02-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |