JPH10299486A - 筒内燃料噴射式エンジン - Google Patents

筒内燃料噴射式エンジン

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JPH10299486A
JPH10299486A JP9128089A JP12808997A JPH10299486A JP H10299486 A JPH10299486 A JP H10299486A JP 9128089 A JP9128089 A JP 9128089A JP 12808997 A JP12808997 A JP 12808997A JP H10299486 A JPH10299486 A JP H10299486A
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cylinder
combustion chamber
fuel injection
fuel
piston
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JP9128089A
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Yuichi Suzuki
裕一 鈴木
Daijiro Tanaka
大二郎 田中
Uitake Uchiyama
又一丈 内山
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Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Priority to DE69811558T priority patent/DE69811558T2/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 火炎伝播を速くさせ、圧縮比を大きくさせ、
熱損失を小さくさせ、着火性を向上させることにより、
エンジン性能を向上させる。 【解決手段】 シリンダ２がシリンダ本体４と、このシ
リンダ本体４の上端に取り付けられるシリンダヘッド７
とを備える。燃焼室１１に向って燃料２５を噴射して供
給する棒形状の燃料噴射弁２６を設ける。上記燃焼室１
１内の燃料２５を着火させる棒形状の点火プラグ３７を
設ける。この点火プラグ３７がその一端部に上記燃焼室
１１に臨む放電部３９を有する。上記点火プラグ３７を
上記シリンダ２の軸心３にほぼ平行にさせると共に、上
記点火プラグ３７をその放電部３９と共に同上軸心３の
近傍に位置させる。側面視で、上記放電部３９を、上記
シリンダ本体４とシリンダヘッド７との接合部の近傍に
位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン性能を向
上させるために、所望の燃焼室構造を得るようにした筒
内燃料噴射式エンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記筒内燃料噴射式エンジンには、従
来、特開平６‐８１６５１号公報で示されたものがあ
る。
【０００３】これによれば、上記エンジンのシリンダが
シリンダ孔を有するシリンダ本体と、上記シリンダ孔の
軸心を垂直にみたときこのシリンダ孔の上端を閉じるよ
う上記シリンダ本体の上端に取り付けられるシリンダヘ
ッドとを備えている。上記シリンダ孔に嵌入されてその
軸心上で摺動自在とされるピストンが設けられ、上記シ
リンダ孔の上部から上記シリンダヘッドの下面にかけて
の空間が燃焼室とされている。
【０００４】上記シリンダのある水平な一方向を前方と
したとき、上記シリンダヘッドの外部を上記燃焼室の前
部に連通させる吸気通路が上記シリンダヘッドに形成さ
れ、上記吸気通路の上記燃焼室への開口部が吸気開口部
とされている。一方、上記燃焼室の後部を上記シリンダ
ヘッドの外部に連通させる排気通路が同上シリンダヘッ
ドに形成され、上記排気通路の上記燃焼室への開口部が
排気開口部とされている。
【０００５】上記吸気開口部を開閉自在とする吸気弁が
設けられ、この吸気弁は、上記吸気開口部と同じ軸心上
に位置してその軸方向に移動自在となるよう上記シリン
ダヘッドに支承される弁棒と、この弁棒と同じ軸心上で
この弁棒の下端に固着されると共にこの弁棒の上記移動
に伴って上記吸気開口部をその下側から開閉する弁本体
とで構成されている。一方、上記排気通路を開閉自在と
する排気弁が設けられ、この排気弁は、上記排気開口部
と同じ軸心上に位置してその軸方向に移動自在となるよ
う上記シリンダヘッドに支承される弁棒と、この弁棒と
同じ軸心上でこの弁棒の下端に固着されると共にこの弁
棒の上記移動に伴って上記排気開口部をその下側から開
閉する弁本体とで構成されている。
【０００６】上記燃焼室に向って燃料を噴射して供給す
る棒形状の燃料噴射弁が設けられ、この燃料噴射弁はそ
の一端部の軸心上に上記燃料を噴射する燃料噴射ノズル
を有している。また、上記燃焼室内の燃料を着火させる
棒形状の点火プラグが設けられ、この点火プラグがその
一端部に上記燃焼室に臨む放電部を有している。
【０００７】そして、上記エンジンの運転時には、吸入
行程で、上記吸気通路を通して外部の空気が上記シリン
ダ孔内の燃焼室に吸入される。また、上記吸入行程で、
上記燃焼室に対し、上記燃料噴射弁から燃料が噴射さ
れ、この燃料と上記空気とが混合させられて混合気が生
成される。この混合気の燃料は、次の圧縮行程を経た爆
発行程で、上記燃焼室で燃焼させられて、この燃焼によ
る熱エネルギーが動力に変換され、この動力はクランク
軸を介して出力される。
【０００８】また、次の排気行程で、上記燃焼により生
じた燃焼ガスが排気として、上記排気通路を通り外部に
排出される。
【０００９】以下、上記各行程が繰り返されて、エンジ
ンの運転が続けられるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術によれば、点火プラグは、シリンダの軸心に対し大
きく傾斜しているため、上記点火プラグとの干渉を避け
ようとして、吸気弁や排気弁の各弁棒も傾斜させられ、
これら両弁棒は上方に向うに従い互いに離れるように傾
斜させられている。
【００１１】このため、上記各弁棒に固着された各弁本
体が上記シリンダの軸心に対し互いに逆方向に傾斜する
姿勢となり、これに伴い、上記吸気開口部と排気開口部
も互いに逆方向に傾斜することとなり、これにより、上
記燃焼室に対応するシリンダヘッドの下面である燃焼室
の天井面は、側面視でほぼ三角形状とされている。
【００１２】よって、上記燃焼室の天井面が、深い凹形
状となって、次のような不都合が生じるおそれがある。
【００１３】第１に、上記燃焼室で燃料が燃焼させられ
るときの火炎伝播が遅くなり、エンジン性能の向上が阻
害されることとなる。
【００１４】第２に、上記ピストンが上死点に達したと
き、このピストンの頂面と、上記燃焼室の天井面との間
の空間は、大きい容積となる。
【００１５】よって、圧縮比が十分には大きくできない
ことから、この点でも、エンジン性能の向上が阻害され
る。
【００１６】第３に、Ｓ／Ｖの値（Ｓ：燃焼室の表面
積、Ｖ：燃焼室の容積）が大きくなり、よって、熱損失
が大きくなって、この点でもエンジン性能の向上が阻害
される。
【００１７】第４に、前記したように、シリンダの軸心
に対し、上記吸気弁や排気弁と点火プラグとが大きく傾
斜しているため、これらとの干渉を避けるために、上記
燃料噴射弁も大きく傾斜させられている。
【００１８】このため、ピストンが上昇する圧縮行程
で、上記燃料噴射弁により燃料を噴射させた場合におい
て、この噴射された燃料が上記ピストンの頂面に衝突し
たとき、このピストンの頂面に対する噴射燃料の入射角
は小さいことから、この頂面への衝突後の燃料は上方に
は向わず、つまり、点火プラグの放電部には向わされな
いことから、着火性が低下してエンジン性能の向上が阻
害される。
【００１９】そこで、上記第１〜第４の不都合に鑑み、
ピストンの頂面を側面視で、三角形状となるよう上方に
突出させ、このピストンが上死点に達したときに、この
ピストンの三角形状の頂面を上記燃焼室の天井面の凹形
状の内部に嵌入させることが考えられる。
【００２０】そして、このようにすれば、上記ピストン
が上死点に達したとき、このピストンの頂面と上記燃焼
室の天井面との間の空間は、容積が小さくなって、その
分、圧縮比が向上すると共に、上記ピストンの頂面と、
燃焼室の天井面との間に挟まれた空気が上記点火プラグ
の放電部に向わされて、着火性が向上することとなる。
【００２１】しかし、上記したように、ピストンの頂面
を上方に突出させると、その分、このピストンの重心が
高くなり、このため、特に、爆発行程で、上記ピストン
が燃焼室側から衝撃力を受けたときには、上記ピストン
を枢支させている連接棒の上端に対し、上記ピストンが
首振状の回動を繰り返すこととなって、騒音を発するお
それがある。
【００２２】本発明は、上記のような事情に注目してな
されたもので、火炎伝播を速くさせること、圧縮比を大
きくさせること、熱損失を小さくさせること、着火性を
向上させること、の少なくともいずれかにより、エンジ
ン性能を向上させることを課題とする。
【００２３】また、上記したように、エンジン性能を向
上させた場合でも、エンジンに騒音が生じないようにす
ることを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の筒内燃料噴射式エンジンは、次の如くであ
る。
【００２５】請求項１の発明は、シリンダ２がシリンダ
孔６を有するシリンダ本体４と、上記シリンダ孔６の軸
心３を垂直にみたときこのシリンダ孔６の上端を閉じる
よう上記シリンダ本体４の上端に取り付けられるシリン
ダヘッド７とを備え、上記シリンダ孔６に嵌入されてそ
の軸心３上で摺動自在とされるピストン９を設け、上記
シリンダ孔６の上部から上記シリンダヘッド７の下面に
かけての空間を燃焼室１１とし、上記シリンダ２のある
水平な一方向を前方としたとき、上記シリンダヘッド７
の外部を上記燃焼室１１の前部に連通させる吸気通路１
３を上記シリンダヘッド７に形成し、上記吸気通路１３
の上記燃焼室１１への開口部を吸気開口部１４とし、一
方、上記燃焼室１１の後部を上記シリンダヘッド７の外
部に連通させる排気通路１６を同上シリンダヘッド７に
形成し、上記排気通路１６の上記燃焼室１１への開口部
を排気開口部１７とし、上記吸気開口部１４を開閉自在
とする吸気弁１９を設け、上記排気通路１６を開閉自在
とする排気弁２１を設け、上記燃焼室１１に向って燃料
２５を噴射して供給する棒形状の燃料噴射弁２６を設
け、この燃料噴射弁２６がその一端部の軸心上に上記燃
料２５を噴射する燃料噴射ノズル３３を有し、上記燃焼
室１１内の燃料２５を着火させる棒形状の点火プラグ３
７を設け、この点火プラグ３７がその一端部に上記燃焼
室１１に臨む放電部３９を有した場合において、
【００２６】上記点火プラグ３７を上記シリンダ２の軸
心３にほぼ平行にさせると共に、上記点火プラグ３７を
その放電部３９と共に同上軸心３の近傍に位置させ、
【００２７】側面視で、上記放電部３９を、上記シリン
ダ本体４とシリンダヘッド７との接合部の近傍に位置さ
せたものである。
【００２８】請求項２の発明は、請求項１の発明に加え
て、上記燃料噴射弁２６の一端部が上記シリンダ本体４
の上部に位置するようこのシリンダ本体４に上記燃料噴
射弁２６を取り付け、上記燃料噴射ノズル３３が上記燃
焼室１１の傾斜下方に向って開口するよう仮想水平面に
対する上記燃料噴射弁２６の軸心２７の傾斜角θを３０
〜４５°としたものである。
【００２９】請求項３の発明は、請求項１、もしくは２
の発明に加えて、上記ピストン９の頂面９ｂの一部に上
記燃焼室１１に向って開口する凹所１２を形成し、この
凹所１２をその内面が上記燃料噴射弁２６から噴射され
た燃料２５を上記放電部３９側に案内するよう形成した
ものである。
【００３０】請求項４の発明は、請求項１から３のうち
いずれか１つの発明に加えて、上記凹所１２の周壁のう
ち、水平方向で、上記燃料噴射ノズル３３と対向する部
分を縦壁１２ｂにし、この縦壁１２ｂをその上下方向の
中途部がその上部よりも水平方向で凹む円弧凹面とした
ものである。
【００３１】請求項５の発明は、請求項３、もしくは４
の発明に加えて、上記ピストン９が上死点に達したと
き、上記点火プラグ３７の放電部３９の少なくとも下端
が上記凹所１２に入り込むようにしたものである。
【００３２】請求項６の発明は、請求項１から５のうち
いずれか１つの発明に加えて、上記ピストン９が上死点
に達したとき、側面視で、上記ピストン９の頂面９ｂ
と、上記燃焼室１１の天井面１１ａとで挟まれたこの燃
焼室１１における上記シリンダ２の軸心３側の幅寸法Ｌ
1 よりも、この軸心３の径方向外端側の幅寸法Ｌ2 を大
きくしたものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
【００３４】（第１の実施の形態）
【００３５】図１〜１３は、第１の実施の形態を示して
いる。
【００３６】図において、符号１は内燃機関である４サ
イクルエンジンであり、説明の便宜上、図中矢印Ｆｒの
方向（特許請求の範囲でいう「ある水平な一方向」に相
当する）を前方とし、また、下記する左右とは上記前方
に向っての水平方向をいうものとする。なお、図例で
は、上記エンジン１は単気筒のものを示したが、多気筒
であってもよい。
【００３７】図１、２において、上記エンジン１は、軸
心が左右に延びるクランク軸を支承するクランクケース
と、このクランクケースから上方に突出するシリンダ２
とを備えている。このシリンダ２は垂直の軸心３を有す
るシリンダ本体４と、同上軸心３上で上記シリンダ本体
４に形成されるシリンダ孔６と、このシリンダ孔６の上
端を閉じるように上記シリンダ本体４の上部の突出端で
ある上端に取り付けられるシリンダヘッド７と、このシ
リンダヘッド７の上面を開閉自在に閉じるシリンダヘッ
ドカバー８とを備えている。また、上記シリンダ本体４
はシリンダ本体基部４ａと、このシリンダ本体基部４ａ
に嵌入されてその内部が上記シリンダ孔６であるスリー
ブ４ｂとで構成されている。
【００３８】上記シリンダ孔６には、その軸方向でピス
トン９が上下方向に摺動自在に嵌入され、上記ピストン
９はピストンピン９ａにより前記クランク軸に連接棒１
０により連結されている。上記シリンダ孔６内の上部か
ら上記シリンダヘッド７の下面にかけての空間が燃焼室
１１であり、上記ピストン９の頂面９ｂの一部には、上
記燃焼室１１に向って開口する凹所１２が形成されてい
る。
【００３９】上記エンジン１は５バルブを有している。
【００４０】即ち、特に、上記シリンダ２の側面視（図
１）で、上記シリンダヘッド７の前上方の外部を上記燃
焼室１１の前部に連通させる吸気通路１３が上記シリン
ダヘッド７に形成されている。上記吸気通路１３はその
上流側が一つの主通路１３ａとされ、下流側は上記主通
路１３ａの下流端から複数（三つ）に分岐する分岐通路
１３ｂとされている。上記主通路１３ａの上流端は不図
示のスロットル弁やエアクリーナを通して大気側である
外部に連通させられている。一方、上記各分岐通路１３
ｂの上記燃焼室１１の前部に向って開く各開口部がそれ
ぞれ吸気開口部１４とされ、これら各吸気開口部１４
は、その各軸心はほぼ垂直ではあるが、それぞれ後下方
に向って開口している。
【００４１】上記燃焼室１１の後部を上記シリンダヘッ
ド７の後方の外部に連通させる排気通路１６が上記シリ
ンダヘッド７に形成されている。上記排気通路１６はそ
の上流側が複数（二つ）の分岐通路１６ａとされ、下流
側は上記両分岐通路１６ａ，１６ａの下流端を集合させ
る主通路１６ｂとされている。上記各分岐通路１６ａの
上記燃焼室１１の後部への開口部がそれぞれ排気開口部
１７とされている。一方、上記各主通路１６ｂの下流端
は、不図示のサイレンサ等を通して大気側である外部に
開放されている。
【００４２】上記各吸気開口部１４をそれぞれ開閉させ
る複数（三つ）の吸気弁１９が設けられている。これら
各吸気弁１９は縦長形状とされて、上記吸気開口部１４
の軸心上で上下に移動自在となるよう上記シリンダヘッ
ド７に支承されている。より具体的には、上記吸気弁１
９は、上記吸気開口部１４と同じ軸心上に位置してその
軸方向に移動自在となるよう上記シリンダヘッド７に支
承される弁棒１９ａと、この弁棒１９ａと同じ軸心上で
この弁棒１９ａの下端に固着されると共にこの弁棒１９
ａの上記移動に伴って上記吸気開口部１４をその下側か
ら開閉する弁本体１９ｂとで構成されている。また、上
記各吸気弁１９は、その弁本体１９ｂが上記各吸気開口
部１４を閉じるようそれぞればね２０で付勢されてい
る。
【００４３】一方、上記各排気開口部１７をそれぞれ開
閉させる複数（二つ）の排気弁２１が設けられている。
これら各排気弁２１は縦長形状とされて、上記排気開口
部１７の軸心上で上下に移動自在となるよう上記シリン
ダヘッド７に支承されている。より具体的には、上記排
気弁２１は、上記排気開口部１７と同じ軸心上に位置し
てその軸方向に移動自在となるよう上記シリンダヘッド
７に支承される弁棒２１ａと、この弁棒２１ａと同じ軸
心上でこの弁棒２１ａの下端に固着されると共にこの弁
棒２１ａの上記移動に伴って上記排気開口部１７をその
下側から開閉する弁本体２１ｂとで構成されている。ま
た、上記各排気弁２１は上記各排気開口部１７を閉じる
ようそれぞればね２２で付勢されている。
【００４４】前記クランク軸に連動し、かつ、上記各ば
ね２０，２２に対抗して上記各吸気弁１９と排気弁２１
とを所定のクランク角で開動作させる動弁機構２３が設
けられている。この動弁機構２３は、上記シリンダヘッ
ド７とシリンダヘッドカバー８との間に形成された動弁
室２３ａと、この動弁室２３ａに収納されて上記クラン
ク軸に連動する吸気カム軸２３ｂおよび排気カム軸２３
ｃとを有し、上記吸気カム軸２３ｂは上記吸気弁１９に
カム係合し、上記排気カム軸２３ｃは上記排気弁２１に
カム係合させられている。
【００４５】そして、上記各ばねと、上記クランク軸に
連動した上記動弁機構２３の吸気カム軸２３ｂ、排気カ
ム軸２３ｃとにより各吸気弁１９と各排気弁２１が開閉
動作して、上記各吸気開口部１４と各排気開口部１７と
が、それぞれ所定のクランク角で開閉させられるように
なっている。
【００４６】図１、２において、上記シリンダ孔６内の
燃焼室１１に対し、ガソリンである燃料２５を噴射して
供給可能とする燃料噴射弁２６が、上記吸気通路１３の
下側で上記シリンダ本体４のスリーブ４ｂの上部に取り
付けられている。
【００４７】上記燃料噴射弁２６は、その軸心２７が直
線的に延びる棒形状をなしている。上記燃料噴射弁２６
は、その一端部の軸心２７上に、上記燃料２５を噴射す
る燃料噴射ノズル３３を有している。この燃料噴射ノズ
ル３３を有する上記燃料噴射弁２６の一端部が上記シリ
ンダ本体４の上部に位置させられている。上記燃料噴射
ノズル３３は上記燃焼室１１の前上部から後下方の傾斜
下方に向って開口している。このため、上記燃料噴射弁
２６により噴射される燃料２５は、燃焼室１１の前上部
から後下部に向って噴射させられる。上記の場合、仮想
水平面に対する燃料噴射弁２６の軸心２７の傾斜角θは
３０〜４５°とされている。また、上記燃料噴射弁２６
の一端部の位置は、ピストン９の頂面９ｂのクランク角
位置にして、ＡＴＤＣ６０°付近である。
【００４８】上記燃焼室１１内の燃料２５を着火して燃
焼させる棒形状の点火プラグ３７が設けられている。こ
の点火プラグ３７は上記シリンダヘッド７に取り付けら
れた本体部３８と、この本体部３８の一端部に取り付け
られて上記燃焼室１１に臨む放電部３９とで構成されて
いる。上記点火プラグ３７は上記シリンダ２の軸心３に
ほぼ平行とされており、また、上記点火プラグ３７はそ
の放電部３９と共に同上軸心３の近傍に位置させられて
いる。また、側面視で、上記放電部３９は上記シリンダ
本体４とシリンダヘッド７の接合部の近傍に位置させら
れている。
【００４９】上記した接合部の近傍とは、側面視で、放
電部３９の下端を基準として、上下方向で、本体部３８
からの放電部３９の突出寸法の範囲内をいうものとす
る。
【００５０】図１、３〜５において、前記したように、
ピストン９の頂面９ｂの一部に上記燃焼室１１に向って
開口する凹所１２が形成されている。この凹所１２の内
面は、上記シリンダ孔６に対する上記ピストン９の上下
摺動の中途部で、上記燃料噴射弁２６から噴射された燃
料２５を上記点火プラグ３７の放電部３９側に案内する
よう形成されている。
【００５１】上記凹所１２の内面は、ほぼ水平に平坦に
延びる底面１２ａと、この底面１２ａの外縁部から上方
に延びて上記頂面９ｂに達する周壁とを有している。こ
の周壁のうち、水平方向（前後方向）で、上記燃料噴射
ノズル３３と対向する部分が縦壁１２ｂとされている。
この縦壁１２ｂはその上下方向の中途部がその上部より
も水平方向で前方に凹む円弧凹面とされている。また、
上記周壁のうち、水平方向（左右方向）の左右側壁１２
ｃ，１２ｃはその上下方向の中途部がその上部よりも水
平方向で左右外側方に凹む円弧凹面とされている。
【００５２】上記エンジン１を電子的に制御するエンジ
ン制御装置が設けられ、この制御装置は、図１０で示す
マップを有している。このマップは、エンジン回転数
と、エンジン負荷とにより、エンジン１の運転モードＡ
〜Ｃを定めるものである。
【００５３】図１、２、１０、１１において、上記エン
ジン１は、その運転モードＡ〜Ｃがいずれであっても、
基本的には次のように運転される。なお、図１１中、Ｂ
ＤＣはピストン９が下死点にあることを示し、ＴＤＣは
ピストン９が上死点にあることを示している。
【００５４】エンジン１の吸入行程では、ピストン９が
下降すると共に、吸気弁１９が開弁動作して、各吸気開
口部１４が開かれる。すると、上記吸気通路１３を通し
て外部の空気４２が上記シリンダ孔６内に吸入される。
なお、図１１中一点鎖線で示すように、上記吸気弁１９
の開弁開始時期は調整可能とされている。
【００５５】また、上記吸入行程で、上記シリンダ孔６
内に対し、燃料噴射弁２６から燃料２５が噴射され、こ
の燃料２５と上記空気４２とが混合させられて噴霧であ
る混合気４３が生成される。この混合気４３の燃料２５
は、その後の圧縮行程を経た爆発行程で、上記シリンダ
孔６内で燃焼させられて、この燃焼による熱エネルギー
が動力に変換され、この動力は上記クランク軸を介して
出力される。
【００５６】また、上記爆発行程に続く排気行程では、
上記排気弁２１が開弁動作して、各排気開口部１７が開
かれる。すると、上記燃焼により生じた燃焼ガスが排気
４４として、前記排気通路１６を通り外部に排出され
る。なお、上記燃料噴射弁２６による燃料２５の噴射
は、上記吸入行程に代えて、圧縮行程で行われることも
ある。
【００５７】以下、上記各行程が繰り返されて、エンジ
ン１の運転が続けられる。
【００５８】図１、１０、１１において、前記エンジン
１の運転モードＡ〜Ｃにつき説明する。
【００５９】図１０において、エンジン１のエンジン回
転数が低、高速のいずれの速度であるとしても、エンジ
ン負荷が高負荷であるときには、前記制御装置のマップ
によって、運転モードＡが自動的に選定される。
【００６０】上記運転モードＡによるエンジン１の運転
時には、図１１で示すように、上記吸入行程で、燃料噴
射弁２６による燃料２５の噴射が行われ、その噴射時期
と期間はエンジン負荷に応じて定められる。
【００６１】上記吸入行程で、吸気通路１３を通って外
部の空気４２がシリンダ孔６内に吸入されるとき、上記
空気４２のうち、上記前部隙間４６を通った第１分流４
２ａよりも、上記後部隙間４７を通った第２分流４２ｂ
の方が流量が多くなる。そして、この第２分流４２ｂ
は、上記後部隙間４７を通ってシリンダ孔６内の空間を
後方に流れた後、このシリンダ孔６の後部内周面６ａに
案内されて、一旦下方に向った後、ピストン９の頂面に
案内されて、前方に反転して勢いよく流れる反転流４２
ｃ（タンブル流）となる。
【００６２】一方、上記吸入行程で、上記燃料噴射弁２
６により燃料２５が噴射されたとき、この燃料２５の噴
霧（混合気４３）の先端部は、上記噴射の方向である後
下方に向って延び、これはシリンダ孔６の後部内周面６
ａに直線的（即ち、直接的）に向おうとする。
【００６３】しかし、上記した後下方に向おうとする燃
料２５は、前記第２分流４２ｂの反転流４２ｃと衝突し
て、上記燃料２５が上記シリンダ孔６の後部内周面６ａ
に直線的に向おうとすることを規制し、上記噴射された
燃料２５を上記シリンダ孔６内の前部側と、ピストン９
の凹所１２側に向わせ、この凹所１２内に濃い混合気４
３が押し込められる。
【００６４】図６、７において、エンジン１の圧縮行程
の終了時で、ピストン９が上死点に達するときには、上
記ピストン９の頂面９ｂと、燃焼室１１の天井面１１ａ
との間に挟まれた空気がスキッシュ流４６として燃焼室
１１の外側部から凹所１２側に向って流れ、この点で
も、上記凹所１２内に濃い混合気４３が押し込められ
る。
【００６５】このため、ピストン９の上死点近傍での点
火プラグ３７による放電で、上記混合気４３が確実に着
火させられ、つまり、着火性能が向上する。
【００６６】また、前記したように、点火プラグ３７は
シリンダ２の軸心３にほぼ平行とされ、かつ、その放電
部３９と共に同上軸心３の近傍に位置させられている。
このため、上記吸気弁１９、排気弁２１、および点火プ
ラグ３７は前後に分散して並設されると共に、上記点火
プラグ３７はほぼ垂直姿勢となることから、この点火プ
ラグ３７に干渉することなく、上記吸気弁１９や排気弁
２１の各弁棒１９ａ，２１ａもほぼ垂直姿勢とされてい
る。
【００６７】よって、上記各弁棒１９ａ，２１ａに固着
された各弁本体１９ｂ，２１ｂが上記シリンダ２の軸心
３にそれぞれほぼ直交する姿勢となり、これに伴い、上
記吸気開口部１４と排気開口部１７も上記シリンダ２の
軸心３にそれぞれほぼ直交することとなり、これによ
り、上記燃焼室１１に対応するシリンダヘッド７の下面
である燃焼室１１の天井面１１ａは、全体的に、ほぼ水
平で、より平坦な面とされている。
【００６８】しかも、側面視で、上記放電部３９は、上
記シリンダ本体４とシリンダヘッド７の接合部の近傍に
位置させられているため、上記放電部３９が従来よりも
低く位置し、これに伴い上記燃焼室１１の天井面１１ａ
が、全体的に上記シリンダ本体４の上面に接近すること
となる。
【００６９】よって、第１に、上記燃焼室１１の天井面
１１ａが平坦なため、上記燃焼室１１で燃料２５が燃焼
させられるときの火炎伝播が速くなり、エンジン性能が
向上する。
【００７０】第２に、上記ピストン９が上死点に達した
とき、このピストン９の頂面９ｂと上記燃焼室１１の天
井面１１ａとの間の空間は、小さい容積となって、圧縮
比が大きくなり、エンジン性能が向上する。
【００７１】第３に、上記燃焼室１１の天井面１１ａが
平坦になることから、その分、燃焼室１１の表面積が小
さくなり、Ｓ／Ｖの値が小さくなり、よって、熱損失が
小さく抑制されて、エンジン性能が向上する。
【００７２】図６、７において、上記ピストン９が上死
点に達したとき、上記点火プラグ３７の放電部３９の少
なくとも下端は上記凹所１２に入り込むこととされてい
る。
【００７３】このため、上記ピストン９が上死点に達し
たとき、上記点火プラグ３７の放電部３９に邪魔されず
に、上記燃焼室１１の天井面１１ａに上記ピストン９の
頂面９ｂが十分に接近することとなり、その分、このピ
ストン９の頂面９ｂと、上記燃焼室１１の天井面１１ａ
との間のこの燃焼室１１の空間は、より小さい容積とな
り、圧縮比が更に大きくされる。また、上記凹所１２が
形成されていないピストン９の頂面９ｂの他部と、この
他部に対面する上記燃焼室１１の天井面１１ａとの間に
挟まれた空気がより強いスキッシュ流４６となって、こ
れにより、上記燃料噴射弁２６から噴射された燃料２５
のうち、濃い混合気４３が上記凹所１２により確実に押
し込められることとなる。
【００７４】よって、上記ピストン９が上死点近傍に位
置したとき、上記凹所１２内の燃料２５が上記点火プラ
グ３７の放電部３９により、より確実に着火させられる
こととなって、エンジン性能が向上する。
【００７５】また、上記したように、ピストン９が上死
点に達したとき、上記燃焼室１１の天井面１１ａに上記
ピストン９の頂面９ｂは十分に接近するが、上記燃焼室
１１の天井面１１ａは、前記したように、上記シリンダ
本体４の上端の近傍に位置するよう元々低く設定されて
いるため、上記ピストン９の重心は低いままに保たれ
る。
【００７６】よって、特に爆発行程で、上記ピストン９
が燃焼室１１側から衝撃力を受けたとしても、上記ピス
トン９が首振状の回動を繰り返すことは抑制されて、騒
音の発生が防止される。
【００７７】同上図６、７で示すように、上記ピストン
９が上死点に達したとき、上記ピストン９の頂面９ｂ
と、上記燃焼室１１の天井面１１ａとで挟まれたこの燃
焼室１１では、上記軸心３周りの少なくとも一部である
左右排気開口部１７，１７の間の側面視（図６）で、上
記燃焼室１１の軸心３側の幅寸法Ｌ1 よりも、この軸心
３の径方向外端側の幅寸法Ｌ2 が大きくされている。
【００７８】このため、上記ピストン９が上死点に達し
たときでも、上記シリンダ２の軸心３の径方向における
燃焼室１１の外側部には、比較的大きい空間が残存し
て、この空間に燃料２５が残されることとなる。
【００７９】よって、次の爆発行程で、上記ピストン９
が下降し始めると、上記点火プラグ３７の放電部３９で
着火されて燃焼が開始されたシリンダ２の軸心３の近傍
の火炎は、上記残された燃料２５により、燃焼室１１の
外側部にも速やかに伝播され、これにより、燃焼室１１
における火炎伝播が均一に速められて、エンジン性能が
向上する。
【００８０】この結果、図１２中、仮想線で示すよう
に、例えば、５５００ｒ．ｐ．ｍ以上の高速全負荷運転
では、従来、ＴＤＣでシリンダ孔６内の圧力が十分上昇
しなかったが、これに比べて、実線で示すように十分に
上昇することとなった。
【００８１】また、図１３中、仮想線で示すように、従
来、排気４４の温度が急上昇したが、これに比べて、実
線で示すように、排気４４の温度上昇が抑制された。
【００８２】一方、図１０において、上記エンジン１の
エンジン回転数が高速で、エンジン負荷が低負荷である
ときには、前記制御装置のマップによって、運転モード
Ｂが自動的に選定される。
【００８３】この運転モードＢは、前記運転モードＡに
よるエンジン１の運転の場合と同じである。
【００８４】図１０において、上記エンジン１の回転数
が低速で、エンジン負荷が低負荷であるときには、前記
制御装置のマップによって、運転モードＣが自動的に選
定される。
【００８５】図８、９において、上記運転モードＣで
は、エンジン１の圧縮行程で、ピストン９が上昇すると
きに、上記燃料噴射弁２６によって、燃料２５が噴射さ
れるようになっている。上記燃料２５の噴射は、圧縮Ｔ
ＤＣ前のクランク角６０〜９０°のタイミングで行われ
る。
【００８６】ここで、前記したように、点火プラグ３７
と共に、吸気弁１９や排気弁２１はそれぞれほぼ垂直姿
勢とされているため、これらに干渉することなく、上記
シリンダ２の軸心３に対する燃料噴射弁２６の傾斜角θ
も小さくされている。
【００８７】よって、上記ピストン９が上昇する圧縮行
程で、上記燃料噴射弁２６による燃料２５を噴射させた
場合で、この噴射された燃料２５が上記ピストン９の頂
面９ｂに衝突したときには、このピストン９の頂面９ｂ
に対する燃料２５の入射角が大きいことから、この頂面
９ｂへの衝突後の燃料２５は上方に向って勢いよく反射
させられ、つまり、点火プラグ３７の放電部３９に円滑
に向わされて着火性が向上し、これにより、エンジン性
能が向上する。
【００８８】しかも、前記したように、放電部３９は上
記シリンダ本体４とシリンダヘッド７の接合部の近傍に
位置して、従来よりも低く位置させられているため、上
記ピストン９の頂面９ｂに押し上げられて上昇してくる
混合気４３を捉え易く、よって、着火性が更に向上する
（図９）。
【００８９】上記燃料噴射ノズル３３を有する上記燃料
噴射弁２６の一端部が、上記シリンダ本体４の上部に位
置するようこのシリンダ本体４に上記燃料噴射弁２６が
取り付けられている。上記燃料噴射ノズル３３が上記燃
焼室１１の傾斜下方に向って開口するよう仮想水平面に
対する上記燃料噴射弁２６の軸心２７の傾斜角θが３０
〜４５°とされている。
【００９０】このため、上記ピストン９が上昇する圧縮
行程で、上記燃料噴射弁２６により燃料２５を噴射させ
た場合で、この噴射された燃料２５が上記ピストン９の
頂面９ｂに衝突したときには、このピストン９の頂面９
ｂに対する燃料２５の入射角がある程度大きくされる。
【００９１】よって、上記頂面９ｂへの衝突後の燃料２
５は上方に向って勢いよく反射させられ、つまり、点火
プラグ３７の放電部３９により円滑に向わされて着火性
が向上し、これによりエンジン性能が向上する。
【００９２】そして、上記構成では、上記シリンダ本体
４に燃料噴射弁２６を取り付けたため、上記シリンダヘ
ッド７に対しそれぞれ複数の吸気弁１９や排気弁２１を
取り付けた場合のように、上記シリンダヘッド７に燃料
噴射弁２６を取り付けるスペースを確保し難い場合にと
って、有益である。
【００９３】前記したように、ピストン９の頂面９ｂの
一部には上記燃焼室１１に向って開口する凹所１２が形
成され、この凹所１２の内面が上記燃料噴射弁２６から
噴射された燃料２５を上記放電部３９側に案内すること
とされている。
【００９４】このため、特に、上記ピストン９が上昇す
る圧縮行程で、上記燃料噴射弁２６により燃料２５を噴
射させた場合には、この噴射された燃料２５は上記凹所
１２内に一旦入り込んだ後、この凹所１２の内面に案内
されて上記放電部３９側に案内される。
【００９５】よって、上記噴射された燃料２５は、より
確実に上記放電部３９に向わされて着火性がより向上
し、エンジン性能がより向上する。
【００９６】図３〜５に基づき、前記したように、凹所
１２の内面の周壁のうち、水平方向で、上記燃料噴射ノ
ズル３３と対向する部分が縦壁１２ｂとされ、この縦壁
１２ｂはその上下方向の中途部がその上部よりも水平方
向で凹む円弧凹面とされている。
【００９７】このため、特に、上記ピストン９が上昇す
る圧縮行程で、上記燃料噴射弁２６により燃料２５を噴
射させた場合に、仮に、仮想水平面に対する上記燃料噴
射弁２６の傾斜角θが小さくても、上記燃料噴射弁２６
から噴射された燃料２５は、上記凹所１２により、確実
に、上記放電部３９側に案内される。
【００９８】よって、上記噴射された燃料２５は、更に
確実に上記放電部３９に向わされて着火性がより確実に
向上し、エンジン性能が向上する。
【００９９】また、上記したように、噴射された燃料２
５が凹所１２により放電部３９側に案内されるとき、上
記各側壁１２ｃは、上記凹所１２内に入り込んだ燃料２
５が左右の方向に拡散することを防止し、これにより、
上記燃料２５は、より確実に放電部３９に向わされるこ
ととなる。
【０１００】図３、４において、ピストン９の頂面９ｂ
の一般面から上側の縦壁１２ｂの高さａは、ボア径Ｄの
６〜９％とされる。この６％未満であると、噴射された
燃料２５が上記凹所１２内に衝突したとき、その噴霧が
上記縦壁１２ｂを容易に乗り越えて拡散し、凹所１２内
に十分には押し込めることができない。
【０１０１】また、上記ピストン９の頂面９ｂの一般面
から下側の縦壁１２ｂの高さｂは、ボア径Ｄの７〜１２
％とされる。この１２％を越えると、上記噴霧が上記凹
所１２内に入り込んでしまい。点火プラグ３７の放電部
３９へ反射させにくくなる。
【０１０２】また、上記縦壁１２ｂの上部からみた底部
の深さｃは、ボア径Ｄの１〜２％である。この２％を越
えると、上記縦壁１２ｂの底部内に噴霧が集合し、粒径
の大きな噴霧が新たに形成されて、燃焼が阻害され、Ｈ
Ｃ排出、スス排出につながる。
【０１０３】なお、上記ピストン９が上死点に達したと
きの作用は、前記図６、７で説明したものと同様であ
る。
【０１０４】（第２の実施の形態）
【０１０５】図１４〜１９は、第２の実施の形態を示し
ている。この実施の形態は、前記第１の実施の形態と構
成、作用において多くの点で共通している。そこで、こ
れら共通するものについては、図面に共通の符号を付し
てその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明
する。
【０１０６】図１４において、上記吸気通路１３におけ
る主通路１３ａ内の下部を開閉自在とする吸気制御弁３
５が設けられ、この吸気制御弁３５はサーボモータなど
のアクチュエータによって開閉弁動作させられるように
なっている。
【０１０７】図１４〜１６において、前記運転モードＡ
の制御によるエンジン１の運転時には、特に、図１４中
一点鎖線で示すように、吸気制御弁３５が開弁動作せら
れる。このため、上記吸気通路１３の断面積が大きくさ
れ、吸入行程で、この吸気通路１３を通って多量の空気
４２がシリンダ孔６内に円滑に吸入されると共に、燃料
噴射弁２６により、燃料２５が噴射される。
【０１０８】一方、前記運転モードＢの制御によるエン
ジン１の運転時には、特に、図１４中実線で示すよう
に、吸気制御弁３５は閉弁動作させられる。このため、
上記吸気通路１３を通る空気４２は、上記吸気制御弁３
５を避け、上記吸気通路１３内の上部内面に沿って勢い
よく流れることとなる。また、この際、燃料噴射弁２６
により燃料２５が噴射される。このため、この運転モー
ドＢでは上記吸気通路１３を通る空気４２の流量は少な
くされるが、前記第１分流４２ａに比べて第２分流４２
ｂの方は更に多くなり、前記運転モードＡによるエンジ
ン１の運転の場合と同じく、反転流４２ｃは強力なタン
ブル流としても作用する。
【０１０９】他の作用は、上記運転モードＡによるエン
ジン１の運転の場合と同じである。
【０１１０】図１７、１８において、前記運転モードＣ
の制御によるエンジン１の運転時には、上記図１４中実
線で示したように、吸気制御弁３５は閉弁動作させられ
る。このため、この運転モードＣでは上記吸気通路１３
を通る空気４２の流量は更に少なくされるが、上記吸気
通路１３を通る空気４２は、上記吸気制御弁３５を避
け、上記吸気通路１３の上部内面に沿って勢いよく流れ
ることとなる。このため、前記第１分流４２ａに比べて
第２分流４２ｂの方がより多くなり、前記運転モードＡ
によるエンジン１の運転の場合と同じく、反転流４２ｃ
は強力なタンブル流としても作用する。
【０１１１】そして、この場合には、上記したように空
気４２の量は少ないために、上記タンブル流によって、
成層燃焼が得られることとなる。
【０１１２】図１９は、この第２の実施の形態におい
て、上記ピストン９についての変形例を示している。
【０１１３】平面視で、上記凹所１２を取り囲んでいる
上記ピストン９の頂面９ｂのうち燃料噴射弁２６に近い
部分（前部）の頂面９ｂ′において、この頂面９ｂ′に
おける凹所１２側の先端Ｐは、シリンダ２の軸心３の近
傍にまで延長されている。そして、上記ピストン９の上
死点前（ＢＴＤＣ）のクランク角６０〜９０°で、上記
燃料噴射弁２６により燃料２５が噴射されたとき、この
噴射燃料２５の中心は、上記頂面９ｂ′と交点Ｑで交わ
ることとされている。つまり、上記頂面９ｂ′の先端Ｐ
は、上記交点Ｑよりも上記軸心３側に位置させられるこ
ととなっている。
【０１１４】また、上記凹所１２において、底面１２ａ
から縦壁１２ｂの上端に至る高さｈ1 （第１の実施の形
態で、図３のａ＋ｂに相当する）に対し、上記頂面９
ｂ′から上記縦壁１２ｂの上端に至る高さｈ2 はほぼ５
０％とされている。
【０１１５】上記構成によれば、圧縮行程中で、燃焼室
１１の雰囲気圧力がほぼ３ｂａｒ以上のとき、上記クラ
ンク角で、燃料噴射弁２６が燃料２５を噴射すれば、こ
の燃料２５は、一旦、上記頂面９ｂ′に衝突して上記縦
壁１２ｂに向わされ、この縦壁１２ｂに案内されて放電
部３９に向わされ、つまり、濃い混合気４３が放電部３
９に向わされることとなる。
【０１１６】そして、上記の場合、一旦、頂面９ｂ′に
衝突してから上記縦壁１２ｂに向う濃い混合気４３の多
くは、上記凹所１２内に押し込められはするが、この濃
い混合気４３と、底面１２ａや縦壁１２ｂの下部との間
には上記凹所１２内に存在する薄い混合気４３の層が介
在することとなって、上記濃い混合気４３が上記底面１
２ａや縦壁１２ｂに直接的に衝突することは防止され
る。
【０１１７】このため、上記燃料２５が直接的に上記底
面１２ａや縦壁１２ｂに衝突することに比べて、これら
底面１２ａや縦壁１２ｂの表面に燃料２５による大粒の
液滴が生じることは抑制される。
【０１１８】よって、噴射された燃料２５の霧化が十分
に促進されて、未燃物質の発生が防止されたり、火炎伝
播が速くなるなど、エンジン性能が向上する。
【０１１９】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果がある。
【０１２０】請求項１の発明は、シリンダがシリンダ孔
を有するシリンダ本体と、上記シリンダ孔の軸心を垂直
にみたときこのシリンダ孔の上端を閉じるよう上記シリ
ンダ本体の上端に取り付けられるシリンダヘッドとを備
え、上記シリンダ孔に嵌入されてその軸心上で摺動自在
とされるピストンを設け、上記シリンダ孔の上部から上
記シリンダヘッドの下面にかけての空間を燃焼室とし、
上記シリンダのある水平な一方向を前方としたとき、上
記シリンダヘッドの外部を上記燃焼室の前部に連通させ
る吸気通路を上記シリンダヘッドに形成し、上記吸気通
路の上記燃焼室への開口部を吸気開口部とし、一方、上
記燃焼室の後部を上記シリンダヘッドの外部に連通させ
る排気通路を同上シリンダヘッドに形成し、上記排気通
路の上記燃焼室への開口部を排気開口部とし、上記吸気
開口部を開閉自在とする吸気弁を設け、上記排気通路を
開閉自在とする排気弁を設け、上記燃焼室に向って燃料
を噴射して供給する棒形状の燃料噴射弁を設け、この燃
料噴射弁がその一端部の軸心上に上記燃料を噴射する燃
料噴射ノズルを有し、上記燃焼室内の燃料を着火させる
棒形状の点火プラグを設け、この点火プラグがその一端
部に上記燃焼室に臨む放電部を有した筒内燃料噴射式エ
ンジンにおいて、
【０１２１】上記点火プラグを上記シリンダの軸心にほ
ぼ平行にさせると共に、上記点火プラグをその放電部と
共に同上軸心の近傍に位置させてある。
【０１２２】このため、上記吸気弁、排気弁、および点
火プラグは前後に分散して並設されると共に、上記点火
プラグはほぼ垂直となることから、この点火プラグに干
渉することなく、上記吸気弁や排気弁もほぼ垂直にさせ
ることができる。
【０１２３】よって、これに伴い、上記吸気開口部と排
気開口部も上記シリンダの軸心にそれぞれほぼ直交する
こととなり、これにより、上記燃焼室に対応するシリン
ダヘッドの下面である燃焼室の天井面は、全体的に、ほ
ぼ水平で、より平坦な面となる。
【０１２４】しかも、側面視で、上記放電部を、上記シ
リンダ本体とシリンダヘッドとの接合部の近傍に位置さ
せてある。
【０１２５】このため、上記放電部が従来よりも低く位
置し、これに伴い上記燃焼室の天井面も、全体的に上記
シリンダ本体の上面に接近することとなる。
【０１２６】よって、第１に、上記燃焼室の天井面が平
坦なため、上記燃焼室で燃料が燃焼させられるときの火
炎伝播が速くなり、エンジン性能が向上する。
【０１２７】第２に、上記ピストンが上死点に達したと
き、このピストンの頂面と上記燃焼室の天井面との間の
空間は、小さい容積となる。
【０１２８】よって、圧縮比を大きくできて、エンジン
性能が向上する。
【０１２９】第３に、上記燃焼室の天井面が平坦になる
ことから、その分、燃焼室の表面積が小さくなり、Ｓ／
Ｖの値が小さくなり、よって、熱損失が小さく抑制され
て、エンジン性能が向上する。
【０１３０】第４に、上記点火プラグと共に、吸気弁や
排気弁をそれぞれほぼ垂直姿勢にできるため、これらに
干渉することなく、上記シリンダの軸心に対する燃料噴
射弁の傾斜角も小さくできる。
【０１３１】よって、上記ピストンが上昇する圧縮行程
で、上記燃料噴射弁による燃料を噴射させた場合で、こ
の噴射された燃料が上記ピストンの頂面に衝突したとき
には、このピストンの頂面に対する燃料の入射角が大き
いことから、この頂面への衝突後の燃料は上方に向って
勢いよく反射させられ、つまり、点火プラグの放電部に
向わされて着火性が向上し、これにより、エンジン性能
が向上する。
【０１３２】しかも、前記したように、放電部は上記シ
リンダ本体とシリンダヘッドの接合部の近傍に位置し
て、従来よりも低く位置することになるため、上記ピス
トンの頂面に押し上げられて上昇してくる混合気を捉え
易く、よって、着火性が更に向上する。
【０１３３】請求項２の発明は、上記燃料噴射弁の一端
部が上記シリンダ本体の上部に位置するようこのシリン
ダ本体に上記燃料噴射弁を取り付け、上記燃料噴射ノズ
ルが上記燃焼室の傾斜下方に向って開口するよう仮想水
平面に対する上記燃料噴射弁の軸心の傾斜角を３０〜４
５°としてある。
【０１３４】このため、上記ピストンが上昇する圧縮行
程で、上記燃料噴射弁により燃料を噴射させた場合で、
この噴射された燃料が上記ピストンの頂面に衝突したと
きには、このピストンの頂面に対する燃料の入射角をあ
る程度大きくできる。
【０１３５】よって、上記頂面への衝突後の燃料は上方
に向って勢いよく反射させられ、つまり、点火プラグの
放電部により円滑に向わされて着火性が向上し、これに
よりエンジン性能が向上する。
【０１３６】そして、上記構成では、上記シリンダ本体
に燃料噴射弁を取り付けたため、上記シリンダヘッドに
対しそれぞれ複数の吸気弁や排気弁を取り付けた場合の
ように、上記シリンダヘッドに燃料噴射弁を取り付ける
スペースを確保し難い場合にとって、有益である。
【０１３７】請求項３の発明は、上記ピストンの頂面の
一部に上記燃焼室に向って開口する凹所を形成し、この
凹所をその内面が上記燃料噴射弁から噴射された燃料を
上記放電部側に案内するよう形成してある。
【０１３８】このため、特に、上記ピストンが上昇する
圧縮行程で、上記燃料噴射弁により燃料を噴射させた場
合には、この噴射された燃料は上記凹所に案内されて上
記放電部側に案内される。
【０１３９】よって、上記噴射された燃料は、より確実
に上記放電部に向わされて着火性がより向上し、エンジ
ン性能がより向上する。
【０１４０】また、請求項１の発明で説明したように、
上記ピストンが上死点に達したとき、このピストンの頂
面と燃焼室の天井面との間の空間は、小さい容積となる
ため、上記ピストンが上死点に接近するときには、上記
ピストンの頂面の他部と、この他部に対面する上記燃焼
室の天井面との間に挟まれた空気がスキッシュ流となっ
て、これにより、上記燃料噴射弁から噴射された燃料が
上記凹所に押し込められることとなる。
【０１４１】よって、上記ピストンが上死点近傍に位置
したとき、上記凹所内の燃料が上記点火プラグの放電部
により、確実に着火させられることとなって、エンジン
性能が向上する。
【０１４２】請求項４の発明は、上記凹所の周壁のう
ち、水平方向で、上記燃料噴射ノズルと対向する部分を
縦壁にし、この縦壁をその上下方向の中途部がその上部
よりも水平方向で凹む円弧凹面としてある。
【０１４３】このため、特に、上記ピストンが上昇する
圧縮行程で、上記燃料噴射弁により燃料を噴射させた場
合に、仮に、仮想水平面に対する上記燃料噴射弁の傾斜
角が小さくても、上記燃料噴射弁から噴射された燃料
は、上記凹所により、確実に、上記放電部側に案内され
る。
【０１４４】よって、上記噴射された燃料は、更に確実
に上記放電部に向わされて着火性がより確実に向上し、
エンジン性能が向上する。
【０１４５】請求項５の発明は、上記ピストンが上死点
に達したとき、上記点火プラグの放電部の少なくとも下
端が上記凹所に入り込むようにしてある。
【０１４６】このため、上記ピストンが上死点に達した
とき、上記点火プラグの放電部に邪魔されずに、上記燃
焼室の天井面に上記ピストンの頂面を十分に接近させる
ことができ、その分、このピストンの頂面と、上記燃焼
室の天井面との間の空間は、より小さい容積となり、圧
縮比を更に大きくできると共に、上記凹所が形成されて
いないピストンの頂面の他部と、この他部に対面する上
記燃焼室の天井面との間に挟まれた空気がより強いスキ
ッシュ流となって、これにより、上記燃料噴射弁から噴
射された燃料のうち、濃い混合気が上記凹所により確実
に押し込められることとなる。
【０１４７】よって、上記ピストンが上死点近傍に位置
したとき、上記凹所内の燃料が上記点火プラグの放電部
により、より確実に着火させられることとなって、エン
ジン性能が向上する。
【０１４８】また、上記したように、ピストンが上死点
に達したとき、上記燃焼室の天井面に上記ピストンの頂
面は十分に接近するが、上記燃焼室の天井面は、請求項
１の発明で説明したように、上記シリンダ本体の上端の
近傍に位置するよう元々低く設定されているため、上記
ピストンの重心は低いままに保たれる。
【０１４９】よって、特に爆発行程で、上記ピストンが
燃焼室側から衝撃力を受けたとしても、上記ピストンが
首振状の回動を繰り返すことは抑制されて、騒音の発生
が防止される。
【０１５０】請求項６の発明は、上記ピストンが上死点
に達したとき、側面視で、上記ピストンの頂面と、上記
燃焼室の天井面とで挟まれたこの燃焼室における上記シ
リンダの軸心側の幅寸法よりも、この軸心の径方向外端
側の幅寸法を大きくしてある。
【０１５１】このため、上記ピストンが上死点に達した
ときでも、上記シリンダの軸心の径方向における燃焼室
の外側部には、比較的大きい空間が残存して、この空間
に燃料が残されることとなる。
【０１５２】よって、次の爆発行程で、上記ピストンが
下降し始めると、上記点火プラグの放電部で着火されて
燃焼が開始されたシリンダの軸心の近傍の火炎は、上記
残された燃料により、燃焼室の外側部にも速やかに伝播
され、これにより、燃焼室における火炎伝播が均一に速
められて、エンジン性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態で、図２の１‐１線矢視断面
であって、吸気行程で燃料を噴射させるようにしたエン
ジンの全体側面図である。
【図２】第１の実施の形態で、シリンダヘッドの底面図
である。
【図３】第１の実施の形態で、ピストンの側面断面図で
ある。
【図４】第１の実施の形態で、図３の４‐４線矢視断面
図である。
【図５】第１の実施の形態で、ピストンの平面図であ
る。
【図６】第１の実施の形態で、図１に相当する図であっ
て、ピストンが上死点に達したときのエンジンの側面断
面図である。
【図７】第１の実施の形態で、図６の７‐７線矢視断面
図である。
【図８】第１の実施の形態で、図１に相当する図であっ
て、圧縮行程で燃料を噴射させるようにした図１の一部
に相当する図である。
【図９】第１の実施の形態で、図１に相当する図であっ
て、図８に関連して作用を説明する図である。
【図１０】エンジン回転数と、エンジン負荷とによりエ
ンジンの運転モードを定めるためのマップ図である。
【図１１】吸、排気弁の開閉時期と、燃料噴射弁による
噴射時期とを対比させた図である。
【図１２】第１の実施の形態で、クランク角度とシリン
ダ孔内圧力の関係を示すグラフ図である。
【図１３】第１の実施の形態で、エンジン回転数と排気
温度の関係を示すグラフ図である。
【図１４】第２の実施の形態で、図１５の１４‐１４線
矢視図であって、吸気行程で燃料を噴射させるようにし
たエンジンの全体側面図である。
【図１５】第２の実施の形態で、図２に相当する図であ
る。
【図１６】第２の実施の形態で、図１４の部分拡大断面
図である。
【図１７】第２の実施の形態で、圧縮行程で燃料を噴射
させるようにした図１６に相当する図である。
【図１８】第２の実施の形態で、図１６に相当する図で
ある。
【図１９】第２の実施の形態で、ピストンについての変
形例を示し、図１７に相当する図である。
【符号の説明】
１ エンジン ２ シリンダ ３ 軸心 ４ シリンダ本体 ６ シリンダ孔 ７ シリンダヘッド ９ ピストン ９ｂ 頂面 １１ 燃焼室 １１ａ 天井面 １２ 凹所 １２ａ 底面 １２ｂ 縦壁 １２ｃ 側壁 １３ 吸気通路 １４ 吸気開口部 １６ 排気通路 １７ 排気開口部 １９ 吸気弁 １９ａ，２１ａ 弁棒 １９ｂ，２１ｂ 弁本体 ２１ 排気弁 ２５ 燃料 ２６ 燃料噴射弁 ２７ 軸心 ３３ 燃料噴射ノズル ３７ 点火プラグ ３９ 放電部 ４２ 空気 ４３ 混合気 ４４ 排気 ４６ スキッシュ流 θ 傾斜角

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダがシリンダ孔を有するシリンダ
    本体と、上記シリンダ孔の軸心を垂直にみたときこのシ
    リンダ孔の上端を閉じるよう上記シリンダ本体の上端に
    取り付けられるシリンダヘッドとを備え、上記シリンダ
    孔に嵌入されてその軸心上で摺動自在とされるピストン
    を設け、上記シリンダ孔の上部から上記シリンダヘッド
    の下面にかけての空間を燃焼室とし、上記シリンダのあ
    る水平な一方向を前方としたとき、上記シリンダヘッド
    の外部を上記燃焼室の前部に連通させる吸気通路を上記
    シリンダヘッドに形成し、上記吸気通路の上記燃焼室へ
    の開口部を吸気開口部とし、一方、上記燃焼室の後部を
    上記シリンダヘッドの外部に連通させる排気通路を同上
    シリンダヘッドに形成し、上記排気通路の上記燃焼室へ
    の開口部を排気開口部とし、上記吸気開口部を開閉自在
    とする吸気弁を設け、上記排気通路を開閉自在とする排
    気弁を設け、上記燃焼室に向って燃料を噴射して供給す
    る棒形状の燃料噴射弁を設け、この燃料噴射弁がその一
    端部の軸心上に上記燃料を噴射する燃料噴射ノズルを有
    し、上記燃焼室内の燃料を着火させる棒形状の点火プラ
    グを設け、この点火プラグがその一端部に上記燃焼室に
    臨む放電部を有した筒内燃料噴射式エンジンにおいて、 上記点火プラグを上記シリンダの軸心にほぼ平行にさせ
    ると共に、上記点火プラグをその放電部と共に同上軸心
    の近傍に位置させ、 側面視で、上記放電部を、上記シリンダ本体とシリンダ
    ヘッドとの接合部の近傍に位置させた筒内燃料噴射式エ
    ンジン。
  2. 【請求項２】 上記燃料噴射弁の一端部が上記シリンダ
    本体の上部に位置するようこのシリンダ本体に上記燃料
    噴射弁を取り付け、上記燃料噴射ノズルが上記燃焼室の
    傾斜下方に向って開口するよう仮想水平面に対する上記
    燃料噴射弁の軸心の傾斜角を３０〜４５°とした請求項
    １に記載の筒内燃料噴射式エンジン。
  3. 【請求項３】 上記ピストンの頂面の一部に上記燃焼室
    に向って開口する凹所を形成し、この凹所をその内面が
    上記燃料噴射弁から噴射された燃料を上記放電部側に案
    内するよう形成した請求項１、もしくは２に記載の筒内
    燃料噴射式エンジン。
  4. 【請求項４】 上記凹所の周壁のうち、水平方向で、上
    記燃料噴射ノズルと対向する部分を縦壁にし、この縦壁
    をその上下方向の中途部がその上部よりも水平方向で凹
    む円弧凹面とした請求項１から３のうちいずれか１つに
    記載の筒内燃料噴射式エンジン。
  5. 【請求項５】 上記ピストンが上死点に達したとき、上
    記点火プラグの放電部の少なくとも下端が上記凹所に入
    り込むようにした請求項３、もしくは４に記載の筒内燃
    料噴射式エンジン。
  6. 【請求項６】 上記ピストンが上死点に達したとき、側
    面視で、上記ピストンの頂面と、上記燃焼室の天井面と
    で挟まれたこの燃焼室における上記シリンダの軸心側の
    幅寸法よりも、この軸心の径方向外端側の幅寸法を大き
    くした請求項１から５のうちいずれか１つに記載の筒内
    燃料噴射式エンジン。
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