JPH1026024A - 筒内直接噴射式火花点火内燃機関 - Google Patents
筒内直接噴射式火花点火内燃機関Info
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- JPH1026024A JPH1026024A JP8179145A JP17914596A JPH1026024A JP H1026024 A JPH1026024 A JP H1026024A JP 8179145 A JP8179145 A JP 8179145A JP 17914596 A JP17914596 A JP 17914596A JP H1026024 A JPH1026024 A JP H1026024A
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、均
質混合気形成と成層混合気形成の両方を可能にしつつ、
従来生起していた問題点を解決することを課題とする。 【解決手段】 機関運転状態に応じて燃料噴射時期を可
変することにより、燃焼室１２内の燃料濃度分布が均質
な均質混合気形成と、燃料濃度分布が不均質な成層混合
気形成と、に選択的に切り換え可能な筒内直接噴射式火
花点火内燃機関において、燃料噴射弁４を、その先端噴
孔４ａが燃焼室１２に対応するシリンダヘッド１下面の
略中央部において燃焼室１２内に露出し、かつ燃料噴霧
の中心線がシリンダ中心軸に略平行となるように配設す
る一方、第１点火プラグ６を、その先端の電極６ａが吸
気バルブ１０と排気バルブ１１間位置で、排気バルブ１
１側の燃料噴射弁４近傍位置において、燃焼室１２内に
露出するように配設し、第２点火プラグ７を、その先端
の電極７ａが吸気バルブ１０間位置の燃焼室１２周縁部
において、燃焼室１２内に露出するように配設し、ピス
トン冠面３Ａの吸気側に内面が凹曲面の凹所３ａを形成
した。
質混合気形成と成層混合気形成の両方を可能にしつつ、
従来生起していた問題点を解決することを課題とする。 【解決手段】 機関運転状態に応じて燃料噴射時期を可
変することにより、燃焼室１２内の燃料濃度分布が均質
な均質混合気形成と、燃料濃度分布が不均質な成層混合
気形成と、に選択的に切り換え可能な筒内直接噴射式火
花点火内燃機関において、燃料噴射弁４を、その先端噴
孔４ａが燃焼室１２に対応するシリンダヘッド１下面の
略中央部において燃焼室１２内に露出し、かつ燃料噴霧
の中心線がシリンダ中心軸に略平行となるように配設す
る一方、第１点火プラグ６を、その先端の電極６ａが吸
気バルブ１０と排気バルブ１１間位置で、排気バルブ１
１側の燃料噴射弁４近傍位置において、燃焼室１２内に
露出するように配設し、第２点火プラグ７を、その先端
の電極７ａが吸気バルブ１０間位置の燃焼室１２周縁部
において、燃焼室１２内に露出するように配設し、ピス
トン冠面３Ａの吸気側に内面が凹曲面の凹所３ａを形成
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内に燃料噴射弁
により燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火
を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関し、特に、
燃料の噴射時期により、均質混合気形成と成層混合気形
成とに切り換える筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関
する。
により燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火
を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関し、特に、
燃料の噴射時期により、均質混合気形成と成層混合気形
成とに切り換える筒内直接噴射式火花点火内燃機関に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の筒内直接噴射式火花点火
内燃機関の構造としては、図８に示すようなものがある
（特開平５−２４００４４号公報参照）。即ち、このも
のは、ピストン２０冠面とシリンダヘッド２１の下面と
の間に燃焼室２２を形成し、シリンダの中心に沿ったシ
リンダ軸線２３を含む平面を挟んでシリンダヘッド２１
の一側に吸気ポート２４と他側に排気ポート２５とを夫
々備えると共に、各ポート２４，２５は夫々吸気バルブ
２６と排気バルブ２７を介して燃焼室２２に連通され
る。
内燃機関の構造としては、図８に示すようなものがある
（特開平５−２４００４４号公報参照）。即ち、このも
のは、ピストン２０冠面とシリンダヘッド２１の下面と
の間に燃焼室２２を形成し、シリンダの中心に沿ったシ
リンダ軸線２３を含む平面を挟んでシリンダヘッド２１
の一側に吸気ポート２４と他側に排気ポート２５とを夫
々備えると共に、各ポート２４，２５は夫々吸気バルブ
２６と排気バルブ２７を介して燃焼室２２に連通され
る。
【０００３】又、吸気ポート２４側のシリンダヘッド２
１側壁には、燃料噴射弁２８が取り付けられ、該燃料噴
射弁２８の先端噴孔２８ａが燃焼室２２の周縁部から該
燃焼室２２内に臨まされ、吸気ポート２４と排気ポート
２５間のシリンダヘッド２１下部壁には、点火プラグ２
９が取り付けられ、該点火プラグ２９の先端の電極２９
ａは燃焼室２２の中央部付近から該燃焼室２２内に臨ま
される。
１側壁には、燃料噴射弁２８が取り付けられ、該燃料噴
射弁２８の先端噴孔２８ａが燃焼室２２の周縁部から該
燃焼室２２内に臨まされ、吸気ポート２４と排気ポート
２５間のシリンダヘッド２１下部壁には、点火プラグ２
９が取り付けられ、該点火プラグ２９の先端の電極２９
ａは燃焼室２２の中央部付近から該燃焼室２２内に臨ま
される。
【０００４】更に、燃焼室２２内における、吸気ポート
２４からの吸気の逆タンブル渦流３０の発生を助長する
ため、ピストン２０冠面の一側（例えば吸気側）部分
に、下に凸の曲面を有した凹所２０ａが形成されると共
に、この凹所２０ａからなだらかに隆起してピストン２
０の上死点においてシリンダヘッド２１下面に近接する
隆起部２０ｂが形成される。
２４からの吸気の逆タンブル渦流３０の発生を助長する
ため、ピストン２０冠面の一側（例えば吸気側）部分
に、下に凸の曲面を有した凹所２０ａが形成されると共
に、この凹所２０ａからなだらかに隆起してピストン２
０の上死点においてシリンダヘッド２１下面に近接する
隆起部２０ｂが形成される。
【０００５】かかる機関においては、負荷の高い運転領
域では、吸気行程付近の速い時期で燃料を噴射して、で
きるだけ均質な混合気を形成する一方、負荷の低い運転
領域では、圧縮行程付近の遅い時期で点火プラグ２９の
電極２９ａ方向に向いた燃料噴射弁２８から噴射された
燃料を直立した吸気ポート２４によるガス流動で輸送す
ることにより、点火プラグ２９付近にのみ着火可能な空
燃比の混合気を選択的に形成して、燃焼室２２内の他の
部分には希薄な混合気を形成するようにしている。
域では、吸気行程付近の速い時期で燃料を噴射して、で
きるだけ均質な混合気を形成する一方、負荷の低い運転
領域では、圧縮行程付近の遅い時期で点火プラグ２９の
電極２９ａ方向に向いた燃料噴射弁２８から噴射された
燃料を直立した吸気ポート２４によるガス流動で輸送す
ることにより、点火プラグ２９付近にのみ着火可能な空
燃比の混合気を選択的に形成して、燃焼室２２内の他の
部分には希薄な混合気を形成するようにしている。
【０００６】このように、従来の機関は、燃料噴射時期
を機関の運転状態に応じて変更することにより、高負荷
域の出力性能と低負荷域の燃費性能とを両立する構成と
なっている。
を機関の運転状態に応じて変更することにより、高負荷
域の出力性能と低負荷域の燃費性能とを両立する構成と
なっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の筒内
直接噴射式火花点火内燃機関にあっては、上述したよう
に、負荷の低い運転領域では圧縮行程の遅い時期にて燃
料噴射弁２８から噴射した燃料を点火プラグ２９付近に
輸送するガス流動を生成するべく、吸気ポート２４を直
立させる構成となっている。
直接噴射式火花点火内燃機関にあっては、上述したよう
に、負荷の低い運転領域では圧縮行程の遅い時期にて燃
料噴射弁２８から噴射した燃料を点火プラグ２９付近に
輸送するガス流動を生成するべく、吸気ポート２４を直
立させる構成となっている。
【０００８】即ち、燃焼室２２に流入する吸気流を、そ
の旋回方向が、吸気バルブ２６→ピストン２０→排気バ
ルブ２７という順序となる、所謂逆タンブル渦流とする
ため、吸気ポート２４の燃焼室２２に対する連通方向を
シリンダヘッド２１上方からとしている。このため、吸
気ポート２４の燃焼室２２に対する連通方向がシリンダ
ヘッド２１側方からである一般的なレイアウトと比較し
て、機関の全高が高くなる等の問題点があり、機関の車
両搭載性が悪化し、又、一般的な従来の機関に対して大
幅な変更が必要になるため、生産性の悪化を来すという
問題点がある。
の旋回方向が、吸気バルブ２６→ピストン２０→排気バ
ルブ２７という順序となる、所謂逆タンブル渦流とする
ため、吸気ポート２４の燃焼室２２に対する連通方向を
シリンダヘッド２１上方からとしている。このため、吸
気ポート２４の燃焼室２２に対する連通方向がシリンダ
ヘッド２１側方からである一般的なレイアウトと比較し
て、機関の全高が高くなる等の問題点があり、機関の車
両搭載性が悪化し、又、一般的な従来の機関に対して大
幅な変更が必要になるため、生産性の悪化を来すという
問題点がある。
【０００９】更に、負荷の高い運転領域では均質な混合
気を形成する必要があるが、燃料噴射弁２８の噴孔２８
ａが燃焼室２２の周縁部から燃焼室２２に臨む構成で
は、均質な混合気の形成が困難である。又、燃料噴射弁
２８の噴孔２８ａは、シリンダ内壁近くに設置されてお
り、ピストン２０によってシリンダ内壁に付着している
潤滑油がかき上げられた場合、これが燃料噴射弁２８の
噴孔２８ａに付着し、デポジットとなって燃料噴射弁２
８の特性に悪影響を与えるという問題点もある。
気を形成する必要があるが、燃料噴射弁２８の噴孔２８
ａが燃焼室２２の周縁部から燃焼室２２に臨む構成で
は、均質な混合気の形成が困難である。又、燃料噴射弁
２８の噴孔２８ａは、シリンダ内壁近くに設置されてお
り、ピストン２０によってシリンダ内壁に付着している
潤滑油がかき上げられた場合、これが燃料噴射弁２８の
噴孔２８ａに付着し、デポジットとなって燃料噴射弁２
８の特性に悪影響を与えるという問題点もある。
【００１０】つまり、筒内直接噴射式火花点火内燃機関
において、均質混合気形成と成層混合気形成の両方を可
能にするためには、吸気ポート２４の形態並びに点火プ
ラグ２９と燃料噴射弁２８との関係において、次の点を
考慮する必要がある。即ち、成層混合気を形成するに
は、逆タンブル流を形成する必要があり、このために
は、吸気ポート２４の燃焼室２２に対する連通方向をシ
リンダヘッド２１上方からとする直立した吸気ポート形
態が必要がある。
において、均質混合気形成と成層混合気形成の両方を可
能にするためには、吸気ポート２４の形態並びに点火プ
ラグ２９と燃料噴射弁２８との関係において、次の点を
考慮する必要がある。即ち、成層混合気を形成するに
は、逆タンブル流を形成する必要があり、このために
は、吸気ポート２４の燃焼室２２に対する連通方向をシ
リンダヘッド２１上方からとする直立した吸気ポート形
態が必要がある。
【００１１】又、均質混合気を形成するためには、点火
プラグ２９がシリンダヘッド２１の略中央部に配置され
ているのが望ましい一方で、成層混合気を形成するため
には、燃料噴射弁２８から噴射された燃料がシリンダヘ
ッド２１の略中央部に配置されている点火プラグ２９に
対して直接ではなく間接的に向かうように、燃料噴射弁
２８の噴孔２８ａ位置を設定する必要がある。
プラグ２９がシリンダヘッド２１の略中央部に配置され
ているのが望ましい一方で、成層混合気を形成するため
には、燃料噴射弁２８から噴射された燃料がシリンダヘ
ッド２１の略中央部に配置されている点火プラグ２９に
対して直接ではなく間接的に向かうように、燃料噴射弁
２８の噴孔２８ａ位置を設定する必要がある。
【００１２】従って、以上のような、吸気ポート２４の
形態並びに点火プラグ２９と燃料噴射弁２８との関係ゆ
えに、上述した種々の問題点が生起するのである。そこ
で、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、筒内直
接噴射式火花点火内燃機関において、ピストン冠面の形
態並びに点火プラグと燃料噴射弁との関係等において工
夫を凝らすことにより、均質混合気形成と成層混合気形
成の両方を可能にしつつ、従来生起していた問題点を解
決することを課題とする。
形態並びに点火プラグ２９と燃料噴射弁２８との関係ゆ
えに、上述した種々の問題点が生起するのである。そこ
で、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、筒内直
接噴射式火花点火内燃機関において、ピストン冠面の形
態並びに点火プラグと燃料噴射弁との関係等において工
夫を凝らすことにより、均質混合気形成と成層混合気形
成の両方を可能にしつつ、従来生起していた問題点を解
決することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダ
ボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃
焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点
火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であって、機
関運転状態に応じて燃料噴射時期を可変することによ
り、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質混合気形成
と、燃料濃度分布が不均質な成層混合気形成と、に選択
的に切り換え可能な筒内直接噴射式火花点火内燃機関に
おいて、前記燃料噴射弁を、その先端噴孔が燃焼室に対
応するシリンダヘッド下面の略中央部において該燃焼室
内に露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸に
略平行となるように、燃焼室壁に配設する一方、前記点
火プラグを２つ設け、一方の第１点火プラグを、その先
端の電極が各気筒毎に２つずつ設けられた吸気バルブと
排気バルブ間位置で、該排気バルブ側の前記燃料噴射弁
近傍位置において、燃焼室内に露出するように、燃焼室
壁に配設し、他方の第２点火プラグを、その先端の電極
が前記吸気バルブ間位置の燃焼室周縁部において、該燃
焼室内に露出するように、燃焼室壁に配設し、前記ピス
トン冠面の吸気側に内面が凹曲面の凹所を形成した。
る発明は、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダ
ボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃
焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点
火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であって、機
関運転状態に応じて燃料噴射時期を可変することによ
り、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質混合気形成
と、燃料濃度分布が不均質な成層混合気形成と、に選択
的に切り換え可能な筒内直接噴射式火花点火内燃機関に
おいて、前記燃料噴射弁を、その先端噴孔が燃焼室に対
応するシリンダヘッド下面の略中央部において該燃焼室
内に露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸に
略平行となるように、燃焼室壁に配設する一方、前記点
火プラグを２つ設け、一方の第１点火プラグを、その先
端の電極が各気筒毎に２つずつ設けられた吸気バルブと
排気バルブ間位置で、該排気バルブ側の前記燃料噴射弁
近傍位置において、燃焼室内に露出するように、燃焼室
壁に配設し、他方の第２点火プラグを、その先端の電極
が前記吸気バルブ間位置の燃焼室周縁部において、該燃
焼室内に露出するように、燃焼室壁に配設し、前記ピス
トン冠面の吸気側に内面が凹曲面の凹所を形成した。
【００１４】かかる請求項１に係る発明において、吸気
は、往復運動されるピストン動作によって吸入され、吸
気ポートを通り燃焼室内に流入する。燃焼室内のガス流
動は、吸気行程中には燃焼室内に流れ、圧縮行程中に
は、ピストン冠面の凹所内底面に沿って第２点火プラグ
の電極方向へ向かう流れとなる。
は、往復運動されるピストン動作によって吸入され、吸
気ポートを通り燃焼室内に流入する。燃焼室内のガス流
動は、吸気行程中には燃焼室内に流れ、圧縮行程中に
は、ピストン冠面の凹所内底面に沿って第２点火プラグ
の電極方向へ向かう流れとなる。
【００１５】ここで、例えば、機関負荷の高い運転領域
では、吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射し、噴射燃
料と吸気とが均質に混合するようにして、燃焼室内の燃
料濃度分布が均質な混合気を形成する（均質混合気形
成）。この場合、燃焼室の中心付近に電極が位置する第
１点火プラグにより燃焼室内混合気の中心付近に着火
し、混合気を良好に燃焼させる。
では、吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射し、噴射燃
料と吸気とが均質に混合するようにして、燃焼室内の燃
料濃度分布が均質な混合気を形成する（均質混合気形
成）。この場合、燃焼室の中心付近に電極が位置する第
１点火プラグにより燃焼室内混合気の中心付近に着火
し、混合気を良好に燃焼させる。
【００１６】一方、例えば、機関負荷の低い運転領域で
は、圧縮行程付近の遅い時期で燃料を噴射することで、
燃焼室内のガス流動が、前述したように、ピストン冠面
の凹所内底面に沿って第２点火プラグの電極方向へ向か
う流れとなるようにし、第２点火プラグの電極付近にの
みに、着火可能な燃料濃度となるような成層混合気を形
成する（成層混合気形成）。
は、圧縮行程付近の遅い時期で燃料を噴射することで、
燃焼室内のガス流動が、前述したように、ピストン冠面
の凹所内底面に沿って第２点火プラグの電極方向へ向か
う流れとなるようにし、第２点火プラグの電極付近にの
みに、着火可能な燃料濃度となるような成層混合気を形
成する（成層混合気形成）。
【００１７】即ち、先端の電極が吸気バルブ間位置の燃
焼室周縁部において、該燃焼室内に露出する第２点火プ
ラグにより成層混合気に着火して燃焼させる。尚、この
場合、燃料噴射弁から噴射された燃料が第２点火プラグ
の電極を直撃する構成であると、燃料のくすぶり等を生
じてしまうため、噴射燃料が間接的に第２点火プラグの
電極に向かうことが望ましく、本請求項１に係る発明の
ように、燃料噴射弁の噴孔と第２点火プラグの電極とが
離れた構成が有効である。
焼室周縁部において、該燃焼室内に露出する第２点火プ
ラグにより成層混合気に着火して燃焼させる。尚、この
場合、燃料噴射弁から噴射された燃料が第２点火プラグ
の電極を直撃する構成であると、燃料のくすぶり等を生
じてしまうため、噴射燃料が間接的に第２点火プラグの
電極に向かうことが望ましく、本請求項１に係る発明の
ように、燃料噴射弁の噴孔と第２点火プラグの電極とが
離れた構成が有効である。
【００１８】請求項２に係る発明は、前記第１点火プラ
グ並びに燃料噴射弁の配設位置に代えて、前記第１点火
プラグを、その先端の電極が燃焼室に対応するシリンダ
ヘッド下面の略中央部において該燃焼室内に露出するよ
うに、燃焼室壁に配設する一方、前記燃料噴射弁を、そ
の先端噴孔が吸気バルブと排気バルブ間位置で、該排気
バルブ側の前記第１点火プラグ近傍位置において、燃焼
室内に露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸
と所定の角度を持つように、燃焼室壁に配設した。
グ並びに燃料噴射弁の配設位置に代えて、前記第１点火
プラグを、その先端の電極が燃焼室に対応するシリンダ
ヘッド下面の略中央部において該燃焼室内に露出するよ
うに、燃焼室壁に配設する一方、前記燃料噴射弁を、そ
の先端噴孔が吸気バルブと排気バルブ間位置で、該排気
バルブ側の前記第１点火プラグ近傍位置において、燃焼
室内に露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸
と所定の角度を持つように、燃焼室壁に配設した。
【００１９】かかる請求項２に係る発明において、燃焼
室内のガス流動は、圧縮行程中にはピストン冠面の凹所
内底面に沿って第２点火プラグの電極方向へ向かう流れ
となる。この発明においても、機関負荷の高い運転領域
では、吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射し、噴射燃
料と吸気とが均質に混合するようにして、燃焼室内の燃
料濃度分布が均質な混合気を形成する（均質混合気形
成）。
室内のガス流動は、圧縮行程中にはピストン冠面の凹所
内底面に沿って第２点火プラグの電極方向へ向かう流れ
となる。この発明においても、機関負荷の高い運転領域
では、吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射し、噴射燃
料と吸気とが均質に混合するようにして、燃焼室内の燃
料濃度分布が均質な混合気を形成する（均質混合気形
成）。
【００２０】この場合、燃焼室の中心付近に電極が位置
する第１点火プラグにより燃焼室内混合気の中心付近に
着火し、混合気を良好に燃焼させる。一方、機関負荷の
低い運転領域では、圧縮行程付近の遅い時期で燃料を噴
射することで、燃焼室内のガス流動が、前述したよう
に、ピストン冠面の凹所内底面に沿って第２点火プラグ
の電極方向へ向かう流れとなるようにし、第２点火プラ
グの電極付近にのみに、着火可能な燃料濃度となるよう
な成層混合気を形成する（成層混合気形成）。
する第１点火プラグにより燃焼室内混合気の中心付近に
着火し、混合気を良好に燃焼させる。一方、機関負荷の
低い運転領域では、圧縮行程付近の遅い時期で燃料を噴
射することで、燃焼室内のガス流動が、前述したよう
に、ピストン冠面の凹所内底面に沿って第２点火プラグ
の電極方向へ向かう流れとなるようにし、第２点火プラ
グの電極付近にのみに、着火可能な燃料濃度となるよう
な成層混合気を形成する（成層混合気形成）。
【００２１】尚、この発明の場合にも、燃料噴射弁の噴
孔と第２点火プラグの電極とが離れた構成であるから、
噴射燃料が間接的に第２点火プラグの電極に向い、燃料
のくすぶり等を生じる虞がない。請求項３に係る発明
は、前記燃料噴射弁を、燃料噴霧の中心線が前記吸気バ
ルブが配設されるシリンダヘッドの吸気ポートの中心軸
に対して略直角をなすように、燃焼室壁に配設した。
孔と第２点火プラグの電極とが離れた構成であるから、
噴射燃料が間接的に第２点火プラグの電極に向い、燃料
のくすぶり等を生じる虞がない。請求項３に係る発明
は、前記燃料噴射弁を、燃料噴霧の中心線が前記吸気バ
ルブが配設されるシリンダヘッドの吸気ポートの中心軸
に対して略直角をなすように、燃焼室壁に配設した。
【００２２】かかる請求項３に係る発明において、吸気
行程中において、燃料噴霧に対して吸気の流れが直交す
るため、燃料の気化がより促進される。又、燃料噴射弁
は、排気バルブ側に傾いて配設されるが、吸気行程噴射
では、吸気の流れにより燃料噴霧が排気バルブ側で燃焼
室内に均一に拡がる方向に曲げられる。
行程中において、燃料噴霧に対して吸気の流れが直交す
るため、燃料の気化がより促進される。又、燃料噴射弁
は、排気バルブ側に傾いて配設されるが、吸気行程噴射
では、吸気の流れにより燃料噴霧が排気バルブ側で燃焼
室内に均一に拡がる方向に曲げられる。
【００２３】請求項４に係る発明は、前記第１及び第２
の点火プラグを、機関運転状態に応じて可変される燃料
噴射時期によって使用が切り換えられ、夫々機関運転状
態に対応して異なる耐久性を持つように構成した。請求
項５に係る発明は、前記第１点火プラグよりも、第２点
火プラグを小型なものとした。
の点火プラグを、機関運転状態に応じて可変される燃料
噴射時期によって使用が切り換えられ、夫々機関運転状
態に対応して異なる耐久性を持つように構成した。請求
項５に係る発明は、前記第１点火プラグよりも、第２点
火プラグを小型なものとした。
【００２４】請求項６に係る発明は、燃焼室内に燃料を
直接噴射して火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内
燃機関であって、機関運転状態に応じて燃料噴射時期を
可変することにより、少なくとも、燃焼室内の燃料濃度
分布が均質な均質混合気形成と、燃料濃度分布が不均質
な成層混合気形成と、に選択的に切り換え可能な筒内直
接噴射式火花点火内燃機関において、前記夫々の混合気
形成に適する位置に設置される点火プラグを複数設け、
前記成層混合気形成時には、該成層混合気形成に適した
点火プラグに噴射燃料を向かわしめる燃焼室内ガス流動
を形成するようなピストン冠面形状とした。
直接噴射して火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内
燃機関であって、機関運転状態に応じて燃料噴射時期を
可変することにより、少なくとも、燃焼室内の燃料濃度
分布が均質な均質混合気形成と、燃料濃度分布が不均質
な成層混合気形成と、に選択的に切り換え可能な筒内直
接噴射式火花点火内燃機関において、前記夫々の混合気
形成に適する位置に設置される点火プラグを複数設け、
前記成層混合気形成時には、該成層混合気形成に適した
点火プラグに噴射燃料を向かわしめる燃焼室内ガス流動
を形成するようなピストン冠面形状とした。
【００２５】
【発明の効果】請求項１及び２に係る発明によれば、吸
気ポートの燃焼室に対する連通方向がシリンダヘッド側
方からである一般的なレイアウトにしつつ、均質混合気
形成と成層混合気形成とによる、高負荷域の出力性能向
上と低負荷域の燃費性能との両立を図れ、機関の全高が
高くなる等の問題点がなくなって、機関の車両搭載性が
良好となり、又、一般的な従来の機関に対して大幅な変
更が不要になるため、生産性の向上を図ることができ
る。
気ポートの燃焼室に対する連通方向がシリンダヘッド側
方からである一般的なレイアウトにしつつ、均質混合気
形成と成層混合気形成とによる、高負荷域の出力性能向
上と低負荷域の燃費性能との両立を図れ、機関の全高が
高くなる等の問題点がなくなって、機関の車両搭載性が
良好となり、又、一般的な従来の機関に対して大幅な変
更が不要になるため、生産性の向上を図ることができ
る。
【００２６】又、燃料噴射弁の噴孔がシリンダ内壁から
離れた位置に配置されているため、運転領域にかかわら
ず、ピストンによってシリンダ内壁に付着している潤滑
油がかき上げられた場合、これが燃料噴射弁の噴孔に付
着する虞がなくなり、デポジットによる燃料噴射弁の特
性に悪影響を与えるという問題点を解消することができ
る。
離れた位置に配置されているため、運転領域にかかわら
ず、ピストンによってシリンダ内壁に付着している潤滑
油がかき上げられた場合、これが燃料噴射弁の噴孔に付
着する虞がなくなり、デポジットによる燃料噴射弁の特
性に悪影響を与えるという問題点を解消することができ
る。
【００２７】請求項３に係る発明によれば、均質な混合
気濃度分布となり、均質混合気形成をより確実なものと
できる。請求項４及び５に係る発明によれば、例えば、
第１点火プラグよりも、耐久性が低くとも良い第２点火
プラグを小型なものとすることができ、これにより、点
火プラグが配設されるシリンダヘッドの設計自由度を高
くすることが可能となる。
気濃度分布となり、均質混合気形成をより確実なものと
できる。請求項４及び５に係る発明によれば、例えば、
第１点火プラグよりも、耐久性が低くとも良い第２点火
プラグを小型なものとすることができ、これにより、点
火プラグが配設されるシリンダヘッドの設計自由度を高
くすることが可能となる。
【００２８】請求項６に係る発明によれば、ピストン冠
面の形態並びに点火プラグと燃料噴射弁との関係等にお
いて工夫を凝らすことにより、均質混合気形成と成層混
合気形成の両方を可能にしつつ、従来生起していた問題
点を解決することができる。
面の形態並びに点火プラグと燃料噴射弁との関係等にお
いて工夫を凝らすことにより、均質混合気形成と成層混
合気形成の両方を可能にしつつ、従来生起していた問題
点を解決することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１，図２及び図３は、夫々本発明
の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の一実施形態である
４サイクル内燃機関を示す断面図及び平面図であり、図
１は、機関が吸気行程中（上死点と下死点の中間付近）
のときを示し、図３は、機関が圧縮行程中（上死点付
近）のときを示している。
本発明を詳述する。図１，図２及び図３は、夫々本発明
の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の一実施形態である
４サイクル内燃機関を示す断面図及び平面図であり、図
１は、機関が吸気行程中（上死点と下死点の中間付近）
のときを示し、図３は、機関が圧縮行程中（上死点付
近）のときを示している。
【００３０】かかる本発明の筒内直接噴射式火花点火内
燃機関は、機関運転状態に応じて燃料噴射時期を可変す
ることにより、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質混
合気形成と、燃料濃度分布が不均質な成層混合気形成
と、に選択的に切り換え可能な構成となっている。これ
らの図において、シリンダブロック２のシリンダボア２
Ａ内にて往復運動されるピストン３の冠面３Ａとシリン
ダボア２Ａ内周面とシリンダヘッド１下面との間には燃
焼室１２が形成され、この燃焼室１２の上部のシリンダ
ヘッド１壁、即ち、シリンダヘッド１下部に形成された
シリンダヘッド燃焼室１２Ａの壁には並列する２つの吸
気ポート８と並列する２つの排気ポート９とが設けら
れ、各吸気ポート８には吸気バルブ１０が、各排気ポー
ト９には排気バルブ１１が、夫々配設され、各吸気ポー
ト８及び各排気ポート９には、夫々図示しない吸気マニ
ホールド及び排気マニホールドが接続される。
燃機関は、機関運転状態に応じて燃料噴射時期を可変す
ることにより、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質混
合気形成と、燃料濃度分布が不均質な成層混合気形成
と、に選択的に切り換え可能な構成となっている。これ
らの図において、シリンダブロック２のシリンダボア２
Ａ内にて往復運動されるピストン３の冠面３Ａとシリン
ダボア２Ａ内周面とシリンダヘッド１下面との間には燃
焼室１２が形成され、この燃焼室１２の上部のシリンダ
ヘッド１壁、即ち、シリンダヘッド１下部に形成された
シリンダヘッド燃焼室１２Ａの壁には並列する２つの吸
気ポート８と並列する２つの排気ポート９とが設けら
れ、各吸気ポート８には吸気バルブ１０が、各排気ポー
ト９には排気バルブ１１が、夫々配設され、各吸気ポー
ト８及び各排気ポート９には、夫々図示しない吸気マニ
ホールド及び排気マニホールドが接続される。
【００３１】ここで、燃料噴射弁４は、燃料ギャラリ５
から供給される燃料を燃焼室１２内に直接噴射するもの
であり、その先端噴孔４ａが燃焼室１２に対応するシリ
ンダヘッド１下面の略中央部において該燃焼室１２内に
露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸に略平
行となるように、燃焼室１２のピストン３の冠面３Ａと
対向するシリンダヘッド１壁、即ち、シリンダヘッド燃
焼室１２Ａの壁に配設される。
から供給される燃料を燃焼室１２内に直接噴射するもの
であり、その先端噴孔４ａが燃焼室１２に対応するシリ
ンダヘッド１下面の略中央部において該燃焼室１２内に
露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸に略平
行となるように、燃焼室１２のピストン３の冠面３Ａと
対向するシリンダヘッド１壁、即ち、シリンダヘッド燃
焼室１２Ａの壁に配設される。
【００３２】点火プラグは２つ（６，７）設けられてい
る。一方の第１点火プラグ６は、その先端の電極６ａが
前記吸気バルブ１０と排気バルブ１１間位置で、該排気
バルブ１１側の前記燃料噴射弁４近傍位置において、燃
焼室１２内に露出するように、シリンダヘッド燃焼室１
２Ａの壁に配設される。
る。一方の第１点火プラグ６は、その先端の電極６ａが
前記吸気バルブ１０と排気バルブ１１間位置で、該排気
バルブ１１側の前記燃料噴射弁４近傍位置において、燃
焼室１２内に露出するように、シリンダヘッド燃焼室１
２Ａの壁に配設される。
【００３３】他方の第２点火プラグ７は、その先端の電
極７ａが前記吸気バルブ１０間位置の燃焼室１２周縁部
において、該燃焼室１２内に露出するように、シリンダ
ヘッド燃焼室１２Ａの壁に配設される。前記ピストン３
の冠面３Ａは、機関が圧縮行程中（上死点付近）のとき
において、燃料噴射弁４から吸気側に噴射された燃料の
噴霧を受けて、該燃料噴霧が第２点火プラグ７の電極７
ａ方向に向かわしめる形状に形成される。
極７ａが前記吸気バルブ１０間位置の燃焼室１２周縁部
において、該燃焼室１２内に露出するように、シリンダ
ヘッド燃焼室１２Ａの壁に配設される。前記ピストン３
の冠面３Ａは、機関が圧縮行程中（上死点付近）のとき
において、燃料噴射弁４から吸気側に噴射された燃料の
噴霧を受けて、該燃料噴霧が第２点火プラグ７の電極７
ａ方向に向かわしめる形状に形成される。
【００３４】具体的には、ピストン３の冠面３Ａの吸気
側に内面が凹曲面の凹所３ａが形成される。次に、かか
る構成の作用について説明する。吸気は、シリンダブロ
ック２のシリンダボア２Ａ内にて往復運動されるピスト
ン３動作によって吸入され、吸気マニホールドから吸気
ポート８を通り燃焼室１２内に流入する。燃焼室１２内
のガス流動は、吸気行程中には図１の矢印１３で示す流
れとなり、圧縮行程中には図３の矢印１３で示すよう
に、ピストン３の冠面３Ａの凹所３ａ内底面に沿って第
２点火プラグ７の電極７ａ方向へ向かう流れとなる。
側に内面が凹曲面の凹所３ａが形成される。次に、かか
る構成の作用について説明する。吸気は、シリンダブロ
ック２のシリンダボア２Ａ内にて往復運動されるピスト
ン３動作によって吸入され、吸気マニホールドから吸気
ポート８を通り燃焼室１２内に流入する。燃焼室１２内
のガス流動は、吸気行程中には図１の矢印１３で示す流
れとなり、圧縮行程中には図３の矢印１３で示すよう
に、ピストン３の冠面３Ａの凹所３ａ内底面に沿って第
２点火プラグ７の電極７ａ方向へ向かう流れとなる。
【００３５】ここで、機関負荷の高い運転領域では、図
１に示すような吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射
し、噴射燃料と吸気とが均質に混合するようにして、燃
焼室１２内の燃料濃度分布が均質な混合気を形成する
（均質混合気形成）。この場合、燃焼室１２の中心付近
に電極６ａが位置する第１点火プラグ６により燃焼室１
２内混合気の中心付近に着火し、混合気を良好に燃焼さ
せる。
１に示すような吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射
し、噴射燃料と吸気とが均質に混合するようにして、燃
焼室１２内の燃料濃度分布が均質な混合気を形成する
（均質混合気形成）。この場合、燃焼室１２の中心付近
に電極６ａが位置する第１点火プラグ６により燃焼室１
２内混合気の中心付近に着火し、混合気を良好に燃焼さ
せる。
【００３６】一方、機関負荷の低い運転領域では、図３
に示すような圧縮行程付近の遅い時期で燃料を噴射する
ことで、燃焼室１２内のガス流動が、前述したように、
ピストン３の冠面３Ａの凹所３ａ内底面に沿って第２点
火プラグ７の電極７ａ方向へ向かう流れとなるように
し、第２点火プラグ７の電極７ａ付近にのみに、着火可
能な燃料濃度となるような成層混合気を形成する（成層
混合気形成）。
に示すような圧縮行程付近の遅い時期で燃料を噴射する
ことで、燃焼室１２内のガス流動が、前述したように、
ピストン３の冠面３Ａの凹所３ａ内底面に沿って第２点
火プラグ７の電極７ａ方向へ向かう流れとなるように
し、第２点火プラグ７の電極７ａ付近にのみに、着火可
能な燃料濃度となるような成層混合気を形成する（成層
混合気形成）。
【００３７】即ち、先端の電極７ａが吸気バルブ１０間
位置の燃焼室１２周縁部において、該燃焼室１２内に露
出する第２点火プラグ７により成層混合気に着火して燃
焼させる。尚、この場合、燃料噴射弁４から噴射された
燃料が第２点火プラグ７の電極７ａを直撃する構成であ
ると、燃料のくすぶり等を生じてしまうため、噴射燃料
が間接的に第２点火プラグ７の電極７ａに向かうことが
望ましく、本構成のように、燃料噴射弁４の噴孔３ａと
第２点火プラグ７の電極７ａとが離れた構成が有効であ
る。
位置の燃焼室１２周縁部において、該燃焼室１２内に露
出する第２点火プラグ７により成層混合気に着火して燃
焼させる。尚、この場合、燃料噴射弁４から噴射された
燃料が第２点火プラグ７の電極７ａを直撃する構成であ
ると、燃料のくすぶり等を生じてしまうため、噴射燃料
が間接的に第２点火プラグ７の電極７ａに向かうことが
望ましく、本構成のように、燃料噴射弁４の噴孔３ａと
第２点火プラグ７の電極７ａとが離れた構成が有効であ
る。
【００３８】以上説明した実施形態によると、燃料の噴
射時期により均質混合気形成と成層混合気形成とを切り
換える筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、燃料
噴射弁４位置に対して、夫々の混合気形成時に適する位
置に配置した２つの点火プラグ６，７を設け、成層混合
気形成に適したピストン冠面３Ａ形状とするようにした
から、吸気ポート８の燃焼室１２に対する連通方向がシ
リンダヘッド１側方からである一般的なレイアウトにし
つつ、均質混合気形成と成層混合気形成とによる、高負
荷域の出力性能向上と低負荷域の燃費性能との両立を図
れ、機関の全高が高くなる等の問題点がなくなって、機
関の車両搭載性が良好となり、又、一般的な従来の機関
に対して大幅な変更が不要になるため、生産性の向上を
図ることができる。
射時期により均質混合気形成と成層混合気形成とを切り
換える筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、燃料
噴射弁４位置に対して、夫々の混合気形成時に適する位
置に配置した２つの点火プラグ６，７を設け、成層混合
気形成に適したピストン冠面３Ａ形状とするようにした
から、吸気ポート８の燃焼室１２に対する連通方向がシ
リンダヘッド１側方からである一般的なレイアウトにし
つつ、均質混合気形成と成層混合気形成とによる、高負
荷域の出力性能向上と低負荷域の燃費性能との両立を図
れ、機関の全高が高くなる等の問題点がなくなって、機
関の車両搭載性が良好となり、又、一般的な従来の機関
に対して大幅な変更が不要になるため、生産性の向上を
図ることができる。
【００３９】又、燃料噴射弁４の噴孔４ａがシリンダ内
壁から離れた位置に配置されているため、運転領域にか
かわらず、ピストン３によってシリンダ内壁に付着して
いる潤滑油がかき上げられた場合、これが燃料噴射弁４
の噴孔４ａに付着する虞がなくなり、デポジットによる
燃料噴射弁４の特性に悪影響を与えるという問題点を解
消することができる。
壁から離れた位置に配置されているため、運転領域にか
かわらず、ピストン３によってシリンダ内壁に付着して
いる潤滑油がかき上げられた場合、これが燃料噴射弁４
の噴孔４ａに付着する虞がなくなり、デポジットによる
燃料噴射弁４の特性に悪影響を与えるという問題点を解
消することができる。
【００４０】尚、上記の各実施形態の説明から明らかな
ように、第１点火プラグ６は、機関負荷の高い運転領域
で用られ、第２点火プラグ７は、機関負荷の低い運転領
域で用られる。このため、第１及び第２の点火プラグ６
及び７は、夫々機関運転状態に対応して異なる耐久性を
持つように構成しても良い。
ように、第１点火プラグ６は、機関負荷の高い運転領域
で用られ、第２点火プラグ７は、機関負荷の低い運転領
域で用られる。このため、第１及び第２の点火プラグ６
及び７は、夫々機関運転状態に対応して異なる耐久性を
持つように構成しても良い。
【００４１】即ち、図４及び図５に示すように、第１点
火プラグ６よりも、耐久性が低くとも良い第２点火プラ
グ７を小型なものとすることができ、これにより、点火
プラグ６，７が配設されるシリンダヘッド１の設計自由
度を高くすることが可能となる。図６及び図７は、夫々
本発明の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の他の実施形
態である４サイクル内燃機関を示す断面図及び平面図で
あり、図６は、機関が圧縮行程中（上死点付近）のとき
を示している。
火プラグ６よりも、耐久性が低くとも良い第２点火プラ
グ７を小型なものとすることができ、これにより、点火
プラグ６，７が配設されるシリンダヘッド１の設計自由
度を高くすることが可能となる。図６及び図７は、夫々
本発明の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の他の実施形
態である４サイクル内燃機関を示す断面図及び平面図で
あり、図６は、機関が圧縮行程中（上死点付近）のとき
を示している。
【００４２】この実施形態においては、第１点火プラグ
６を、その先端の電極６ａが燃焼室１２に対応するシリ
ンダヘッド１下面の略中央部において該燃焼室１２内に
露出するように、シリンダヘッド燃焼室１２Ａの壁に配
設する。又、燃料噴射弁４を、その先端噴孔４ａが吸気
バルブ１０と排気バルブ１１間位置で、該排気バルブ１
１側の前記第１点火プラグ６近傍位置において、燃焼室
１２内に露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心
軸と所定の角度を持つように、シリンダヘッド燃焼室１
２Ａの壁に配設する。
６を、その先端の電極６ａが燃焼室１２に対応するシリ
ンダヘッド１下面の略中央部において該燃焼室１２内に
露出するように、シリンダヘッド燃焼室１２Ａの壁に配
設する。又、燃料噴射弁４を、その先端噴孔４ａが吸気
バルブ１０と排気バルブ１１間位置で、該排気バルブ１
１側の前記第１点火プラグ６近傍位置において、燃焼室
１２内に露出し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心
軸と所定の角度を持つように、シリンダヘッド燃焼室１
２Ａの壁に配設する。
【００４３】この場合、燃料噴射弁４は、その燃料噴霧
の中心軸が吸気バルブ１０が配設されるシリンダヘッド
１の吸気ポート８の中心軸に対して略直角をなすように
配設される。尚、この実施形態においても、第１点火プ
ラグ６よりも、耐久性が低くとも良い第２点火プラグ７
を小型なものとして、点火プラグ６，７が配設されるシ
リンダヘッド１の設計自由度を高く効果を得るようにし
ている。
の中心軸が吸気バルブ１０が配設されるシリンダヘッド
１の吸気ポート８の中心軸に対して略直角をなすように
配設される。尚、この実施形態においても、第１点火プ
ラグ６よりも、耐久性が低くとも良い第２点火プラグ７
を小型なものとして、点火プラグ６，７が配設されるシ
リンダヘッド１の設計自由度を高く効果を得るようにし
ている。
【００４４】次に、かかる実施形態の作用について説明
する。燃焼室１２内のガス流動は、圧縮行程中には図の
矢印１３で示すように、ピストン冠面３Ａの凹所３ａ内
底面に沿って第２点火プラグ７の電極７ａ方向へ向かう
流れとなる。この実施形態においても、機関負荷の高い
運転領域では、吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射
し、噴射燃料と吸気とが均質に混合するようにして、燃
焼室１２内の燃料濃度分布が均質な混合気を形成する
（均質混合気形成）。
する。燃焼室１２内のガス流動は、圧縮行程中には図の
矢印１３で示すように、ピストン冠面３Ａの凹所３ａ内
底面に沿って第２点火プラグ７の電極７ａ方向へ向かう
流れとなる。この実施形態においても、機関負荷の高い
運転領域では、吸気行程付近の早い時期で燃料を噴射
し、噴射燃料と吸気とが均質に混合するようにして、燃
焼室１２内の燃料濃度分布が均質な混合気を形成する
（均質混合気形成）。
【００４５】この場合、燃焼室１２の中心付近に電極６
ａが位置する第１点火プラグ６により燃焼室内混合気の
中心付近に着火し、混合気を良好に燃焼させる。一方、
機関負荷の低い運転領域では、図６に示すような圧縮行
程付近の遅い時期で燃料を噴射することで、燃焼室１２
内のガス流動が、前述したように、ピストン冠面３Ａの
凹所３ａ内底面に沿って第２点火プラグ７の電極７ａ方
向へ向かう流れとなるようにし、第２点火プラグ７の電
極７ａ付近にのみに、着火可能な燃料濃度となるような
成層混合気を形成する（成層混合気形成）。
ａが位置する第１点火プラグ６により燃焼室内混合気の
中心付近に着火し、混合気を良好に燃焼させる。一方、
機関負荷の低い運転領域では、図６に示すような圧縮行
程付近の遅い時期で燃料を噴射することで、燃焼室１２
内のガス流動が、前述したように、ピストン冠面３Ａの
凹所３ａ内底面に沿って第２点火プラグ７の電極７ａ方
向へ向かう流れとなるようにし、第２点火プラグ７の電
極７ａ付近にのみに、着火可能な燃料濃度となるような
成層混合気を形成する（成層混合気形成）。
【００４６】尚、この実施形態の場合にも、燃料噴射弁
４の噴孔４ａと第２点火プラグ７の電極７ａとが離れた
構成であるから、噴射燃料が間接的に第２点火プラグ７
の電極７ａに向い、燃料のくすぶり等を生じる虞がな
い。かかる実施形態においても、吸気ポート８の燃焼室
１２に対する連通方向がシリンダヘッド１側方からであ
る一般的なレイアウトにしつつ、均質混合気形成と成層
混合気形成とによる、高負荷域の出力性能向上と低負荷
域の燃費性能との両立を図れ、機関の車両搭載性向上並
びに生産性の向上を図ることができる。
４の噴孔４ａと第２点火プラグ７の電極７ａとが離れた
構成であるから、噴射燃料が間接的に第２点火プラグ７
の電極７ａに向い、燃料のくすぶり等を生じる虞がな
い。かかる実施形態においても、吸気ポート８の燃焼室
１２に対する連通方向がシリンダヘッド１側方からであ
る一般的なレイアウトにしつつ、均質混合気形成と成層
混合気形成とによる、高負荷域の出力性能向上と低負荷
域の燃費性能との両立を図れ、機関の車両搭載性向上並
びに生産性の向上を図ることができる。
【００４７】又、デポジットによる燃料噴射弁４の特性
に悪影響を与えるという問題点を解消することができ
る。特に、この実施形態においては、燃料噴射弁４の燃
料噴霧の中心軸が吸気ポート８の中心軸に対して略直角
をなすようにしたから、吸気行程中において、燃料噴霧
に対して吸気の流れが直交するため、燃料の気化がより
促進される。
に悪影響を与えるという問題点を解消することができ
る。特に、この実施形態においては、燃料噴射弁４の燃
料噴霧の中心軸が吸気ポート８の中心軸に対して略直角
をなすようにしたから、吸気行程中において、燃料噴霧
に対して吸気の流れが直交するため、燃料の気化がより
促進される。
【００４８】又、燃料噴射弁４は、排気バルブ１１側に
傾いて配設されるが、吸気行程噴射では、吸気の流れに
より燃料噴霧が排気バルブ１１側で燃焼室１２内に均一
に拡がる方向に曲げられる。従って，これらにより、均
質な混合気濃度分布となり、均質混合気形成をより確実
なものとできる。
傾いて配設されるが、吸気行程噴射では、吸気の流れに
より燃料噴霧が排気バルブ１１側で燃焼室１２内に均一
に拡がる方向に曲げられる。従って，これらにより、均
質な混合気濃度分布となり、均質混合気形成をより確実
なものとできる。
【図１】 本発明の筒内直接噴射式火花点火内燃機関の
一実施形態を示す断面図（機関が吸気行程中）
一実施形態を示す断面図（機関が吸気行程中）
【図２】 同上の実施形態を示すシリンダヘッドの平面
図
図
【図３】 同上の断面図（機関が圧縮行程中）
【図４】 他の実施形態を示す断面図
【図５】 同上の実施形態を示すシリンダヘッドの平面
図
図
【図６】 更に他の実施形態を示す断面図
【図７】 同上の実施形態を示すシリンダヘッドの平面
図
図
【図８】 従来の筒内直接噴射式火花点火内燃機関を示
す断面図
す断面図
１ シリンダヘッド ２Ａ シリンダボア ３ ピストン ３Ａ ピストン冠面 ３ａ 凹所 ４ 燃料噴射弁 ４ａ 噴孔 ６ 第１点火プラグ ６ａ 電極 ７ 第２点火プラグ ７ａ 電極 ８ 吸気ポート ９ 排気ポート １０ 吸気バルブ １１ 排気バルブ １２ 燃焼室
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０１ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０１Ｊ
Claims (6)
- 【請求項１】燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリン
ダボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された
燃焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花
点火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であって、
機関運転状態に応じて燃料噴射時期を可変することによ
り、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質混合気形成
と、燃料濃度分布が不均質な成層混合気形成と、に選択
的に切り換え可能な筒内直接噴射式火花点火内燃機関に
おいて、 前記燃料噴射弁を、その先端噴孔が燃焼室に対応するシ
リンダヘッド下面の略中央部において該燃焼室内に露出
し、かつ燃料噴霧の中心線がシリンダ中心軸に略平行と
なるように、燃焼室壁に配設する一方、 前記点火プラグを２つ設け、 一方の第１点火プラグを、その先端の電極が各気筒毎に
２つずつ設けられた吸気バルブと排気バルブ間位置で、
該排気バルブ側の前記燃料噴射弁近傍位置において、燃
焼室内に露出するように、燃焼室壁に配設し、 他方の第２点火プラグを、その先端の電極が前記吸気バ
ルブ間位置の燃焼室周縁部において、該燃焼室内に露出
するように、燃焼室壁に配設し、 前記ピストン冠面の吸気側に内面が凹曲面の凹所を形成
したことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火内燃機
関。 - 【請求項２】前記第１点火プラグ並びに燃料噴射弁の配
設位置に代えて、 前記第１点火プラグを、その先端の電極が燃焼室に対応
するシリンダヘッド下面の略中央部において該燃焼室内
に露出するように、燃焼室壁に配設する一方、 前記燃料噴射弁を、その先端噴孔が吸気バルブと排気バ
ルブ間位置で、該排気バルブ側の前記第１点火プラグ近
傍位置において、燃焼室内に露出し、かつ燃料噴霧の中
心線がシリンダ中心軸と所定の角度を持つように、燃焼
室壁に配設した、 ことを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式火花点
火内燃機関。 - 【請求項３】前記燃料噴射弁は、燃料噴霧の中心線が前
記吸気バルブが配設されるシリンダヘッドの吸気ポート
の中心軸に対して略直角をなすように、燃焼室壁に配設
したことを特徴とする請求項２記載の筒内直接噴射式火
花点火内燃機関。 - 【請求項４】前記第１及び第２の点火プラグは、機関運
転状態に応じて可変される燃料噴射時期によって使用が
切り換えられ、夫々機関運転状態に対応して異なる耐久
性を持つように構成されたことを特徴とする請求項１〜
３のうちいずれか１つに記載の筒内直接噴射式火花点火
内燃機関。 - 【請求項５】前記第１点火プラグよりも、第２点火プラ
グを小型なものとしたことを特徴とする請求項４記載の
筒内直接噴射式火花点火内燃機関。 - 【請求項６】燃焼室内に燃料を直接噴射して火花点火を
行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であって、機関運
転状態に応じて燃料噴射時期を可変することにより、少
なくとも、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質混合気
形成と、燃料濃度分布が不均質な成層混合気形成と、に
選択的に切り換え可能な筒内直接噴射式火花点火内燃機
関において、 燃料噴射弁の位置に対して、夫々の混合気形成に適する
位置に設置される点火プラグを複数設け、 前記成層混合気形成時には、該成層混合気形成に適した
点火プラグに噴射燃料を向かわしめる燃焼室内ガス流動
を形成するようなピストン冠面形状としたことを特徴と
する筒内直接噴射式火花点火内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17914596A JP3777660B2 (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17914596A JP3777660B2 (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026024A true JPH1026024A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3777660B2 JP3777660B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=16060765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17914596A Expired - Lifetime JP3777660B2 (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3777660B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000077359A1 (fr) * | 1999-06-11 | 2000-12-21 | Hitachi, Ltd. | Moteur a injection directe et procede de combustion destine audit moteur |
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| US6651615B2 (en) | 2000-08-07 | 2003-11-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct fuel injection-type spark-ignition internal combustion engine |
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-
1996
- 1996-07-09 JP JP17914596A patent/JP3777660B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3777660B2 (ja) | 2006-05-24 |
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