JPH10325326A - 直噴火花点火式内燃機関 - Google Patents

直噴火花点火式内燃機関

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JPH10325326A
JPH10325326A JP9137102A JP13710297A JPH10325326A JP H10325326 A JPH10325326 A JP H10325326A JP 9137102 A JP9137102 A JP 9137102A JP 13710297 A JP13710297 A JP 13710297A JP H10325326 A JPH10325326 A JP H10325326A
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intake
cross
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combustion engine
internal combustion
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Yoshihisa Jingu
宣久 神宮
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2本の吸気ポートをできる限り気筒中心寄り
に配置して、空気充填効率を改善すると共に、直噴用の
燃料噴射弁の配置を容易にする。 【解決手段】 各吸気ポート3の吸気管9取付側の断面
形状を吸気ポート3,3の並設方向に短径を有する長円
形にする(図示B,C部)。そして、これらの間に燃料
噴射弁(8)を配置する。また、スワール制御弁10
は、長円形断面の短径方向に弁軸を配置して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直噴火花点火式内
燃機関に関し、特にその吸気ポート形状に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、燃料室内に直接燃料を噴射する燃
料噴射弁を備える直噴火花点火式内燃機関が注目されて
おり、燃料噴射弁は、1気筒に2本の吸気ポートを備え
る場合、2本の吸気ポート間で、これらの吸気ポートよ
りも燃焼室周縁側に配置するのが一般的である。
【0003】ところで、従来の吸気ポートの断面形状
は、円形であり、例外的には、例えば特開平6−262
7号公報に示されるように、気筒列方向に長い長円形と
したものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直噴火
花点火式内燃機関において、直噴用の燃料噴射弁を吸気
ポート間に配置する場合、吸気ポートの断面形状が円形
であると、2本の吸気ポートを接近させるのに限界があ
り、2本の吸気ポートをできるだけ気筒中心寄り(内寄
り)として空気充填効率を改善することができないばか
りか、燃料噴射弁の取付位置が著しく制約されるという
問題点があった。
【0005】また、吸気ポートの断面形状を前記公報に
記載のような気筒列方向に長い長円形とすると、気筒中
心からのポートオフセット量が更に大きくなってしまう
ことは言うまでもない、本発明は、このような従来の問
題点に鑑み、2本の吸気ポートをできる限り気筒中心寄
りにして空気充填効率を改善できると共に、燃料噴射弁
の取付位置の自由度を向上できるようにすることを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明では、シリンダヘッドに1気筒につき2本の吸気
ポートが形成される直噴火花点火式内燃機関において、
各吸気ポートの少なくとも吸気管取付側の断面形状を吸
気ポートの並設方向に短径を有する長円形にして、これ
らの間に燃料噴射弁を配置したことを特徴とする。
【0007】請求項2に係る発明では、吸気ポートの燃
焼室側は円形断面にしたことを特徴とする。請求項3に
係る発明では、吸気管の吸気ポート接続側まで長円形断
面にしたことを特徴とする。請求項4に係る発明では、
吸気管の各気筒への分岐部の円形断面を途中から2つ割
りにして、半円形断面の2通路に分岐し、各半円形断面
を各吸気ポート側に向かって徐々に長円形断面に変化さ
せたことを特徴とする。
【0008】請求項5に係る発明では、2本の吸気ポー
トのうち一方の吸気ポートに連なる吸気管の長円形断面
の部分に、短径方向に弁軸を配置して、スワール制御弁
を設けたことを特徴とする。請求項6に係る発明では、
各吸気ポートの少なくとも吸気管取付側の断面形状であ
る長円形を、対をなす長円形と燃焼室中央部側で接近
し、燃焼室周縁部側で離れるように、傾斜させたことを
特徴とする。
【0009】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、各吸気ポ
ートの少なくとも吸気管取付側の断面形状を吸気ポート
の並設方向に短径を有する長円形にして、これらの間に
燃料噴射弁を配置することで、2本の吸気ポートを気筒
中心寄りに接近させることが可能となり、空気充填効率
の向上を図ることができると共に、燃料噴射弁の配置も
容易となる。
【0010】請求項2に係る発明によれば、吸気ポート
の燃焼室側は円形断面にするので、吸気弁等の変更を招
くことがない。請求項3に係る発明によれば、吸気管の
吸気ポート接続側まで長円形断面にするので、接続部で
段差等を生じることがない。請求項4に係る発明によれ
ば、吸気管の円形断面を途中から2つ割りにして、半円
形断面の2通路に分岐し、各半円形断面を各吸気ポート
側に向かって徐々に長円形断面に変化させたことで、無
理なく連続的に長円形断面を作ることができる。
【0011】請求項5に係る発明によれば、吸気管の長
円形断面の部分に、短径方向に弁軸を配置して、スワー
ル制御弁を設けたことで、吸気通路内でのスワール制御
弁の弁軸を短くすることができ、全開時のスワール制御
弁(弁軸)の投影面積を小さくすることができるので、
空気充填効率を更に向上させることができる。請求項6
に係る発明によれば、各吸気ポートの少なくとも吸気管
取付側の断面形状である長円形を、対をなす長円形と燃
焼室中央部側で接近し、燃焼室周縁部側で離れるよう
に、傾斜させたことで、2本の吸気ポートを更に気筒中
心寄りに配置でき、空気充填効率を更に向上できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例を示すシ
リンダヘッド及び吸気管の縦断面図であり、同時に吸気
ポート及び吸気管の各部の断面形状を示している。ま
た、図2は図1のX方向矢視図である。
【0013】シリンダヘッド1には、その下面中央部の
凹部により燃焼室2が形成されている。また、シリンダ
ヘッド1には、燃焼室2に連ねて、2本ずつ吸気ポート
3及び排気ポート4が形成され、それぞれの燃焼室開口
部に吸気弁及び排気弁が装着されるようになっている。
尚、5は吸気弁取付孔、6は排気弁取付孔である。
【0014】また、シリンダヘッド1には、燃焼室2の
略中心部に位置させて、点火栓取付孔7が形成され、こ
こに点火栓が装着されるようになっている。また、シリ
ンダヘッド1には、吸気ポート3,3の近傍に、詳しく
は、2本の吸気ポート3,3間で、吸気ポート3,3よ
り燃焼室2周縁部側に、燃料噴射弁取付孔8が形成さ
れ、ここに燃料噴射弁が装着されるようになっている。
燃料噴射弁は、この燃料噴射弁取付孔8に取付られて、
燃焼室2内に直接、斜め下向きに燃料を噴射するように
なっている。噴射時期は、均質燃焼の場合は吸気行程、
成層燃焼の場合は圧縮行程に設定される。
【0015】ここで、各吸気ポート3の吸気管9取付側
の断面形状を吸気ポート3,3の並設方向に短径を有す
る長円形にしてある(図示B,C部)。吸気ポート3の
燃焼室側は円形断面である(図示A部)。また、吸気管
9の吸気ポート3接続側まで長円形断面にしてある(図
示C部)。詳しくは、吸気管9の各気筒への分岐部の円
形断面(図示F部)を途中から2つ割りにして、半円形
断面の2通路に分岐し(図示E部)、各半円形断面を各
吸気ポート側に向かって徐々に長円形断面に変化させて
いる(図示D→C部)。
【0016】また、一方の吸気ポート3に連なる吸気管
9の長円形断面の部分に、短径方向に弁軸を配置して、
スワール制御弁10を設けてある。スワール制御弁10
は、所定の運転条件で開閉され、燃焼室2内にスワール
ガス流動を生成する。次に作用を説明する。各吸気ポー
ト3の吸気管9取付側の断面形状を吸気ポート3,3の
並設方向に短径を有する長円形にして、これらの間に燃
料噴射弁取付孔8を設けることで、2本の吸気ポート
3,3を気筒中心寄りに接近させることが可能となる。
すなわち、気筒中心からのポートオフセット量L(図
2)を従来例(図4)に比して小さくすることができ
る。これにより、空気充填効率の向上を図ることができ
る。もちろん、燃料噴射弁の配置(取付孔8の配置)も
容易となる。
【0017】また、吸気管9の長円形断面の部分に、短
径方向に弁軸を配置して、スワール制御弁10を設けた
ことで、吸気通路内でのスワール制御弁10の弁軸を短
くすることができ、全開時のスワール制御弁10の投影
面積を小さくすることができるので、空気充填効率を更
に向上させることができる。図3は他の実施例を示して
いる。
【0018】この実施例は、各吸気ポート3の吸気管9
取付側の断面形状を吸気ポート3,3の並設方向に短径
を有する長円形にすると共に、各長円形を、対をなす長
円形と燃焼室2中央部側で接近し、燃焼室2周縁部側で
離れるように、傾斜させたことを特徴とする。これによ
れば、2つの長円形断面に囲まれる三角形の領域に燃料
噴射弁取付孔8を加工して、燃料噴射弁を配置すること
で、2本の吸気ポート3、3を更に気筒中心寄りに配置
でき、空気充填効率を更に向上できる。
【0019】すなわち、図4に示すような従来の円形断
面(3’)でのポートオフセット量Lは極めて「大」で
あり、図2に示すように長円形断面とすることでポート
オフセット量Lを「中」にできるが、図3に示すように
傾斜させることでポートオフセット量Lを「小」にでき
る。そして、気筒中心からのポートオフセット量と空気
充填効率との関係は、図5に示すようであり、ポートオ
フセット量を小さくできることで、空気充填効率を更に
向上できる。
【0020】このように傾斜させた場合、スワール制御
弁の弁軸が斜めになるが、スワール制御弁はさほど隙間
精度を要求されないので、傾斜角がわずかであれば、ほ
とんど問題はない。問題があるときは、吸気管の円形断
面の部分にスワール制御弁を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すシリンダヘッド及び
吸気管の縦断面図
【図2】 図1のX方向矢視図
【図3】 他の実施例を示す図1のX方向矢視図に相当
する図
【図4】 従来例を示す図1のX方向矢視図に相当する
【図5】 ポートオフセット量と空気充填効率との関係
を示す図
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 燃焼室 3 吸気ポート 4 排気ポート 5 吸気弁取付孔 6 排気弁取付孔 7 点火栓取付孔 8 燃料噴射弁取付孔 9 吸気管 10 スワール制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02F 1/42 F02F 1/42 A F02M 35/10 101 F02M 35/10 101E 69/00 360 69/00 360C

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダヘッドに1気筒につき2本の吸気
    ポートが形成される直噴火花点火式内燃機関において、 各吸気ポートの少なくとも吸気管取付側の断面形状を吸
    気ポートの並設方向に短径を有する長円形にして、これ
    らの間に燃料噴射弁を配置したことを特徴とする直噴火
    花点火式内燃機関。
  2. 【請求項2】吸気ポートの燃焼室側は円形断面にしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の直噴火花点火式内燃機
    関。
  3. 【請求項3】吸気管の吸気ポート接続側まで長円形断面
    にしたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の直
    噴火花点火式内燃機関。
  4. 【請求項4】吸気管の各気筒への分岐部の円形断面を途
    中から2つ割りにして、半円形断面の2通路に分岐し、
    各半円形断面を各吸気ポート側に向かって徐々に長円形
    断面に変化させたことを特徴とする請求項3記載の直噴
    火花点火式内燃機関。
  5. 【請求項5】2本の吸気ポートのうち一方の吸気ポート
    に連なる吸気管の長円形断面の部分に、短径方向に弁軸
    を配置して、スワール制御弁を設けたことを特徴とする
    請求項3又は請求項4記載の直噴火花点火式内燃機関。
  6. 【請求項6】各吸気ポートの少なくとも吸気管取付側の
    断面形状である長円形を、対をなす長円形と燃焼室中央
    部側で接近し、燃焼室周縁部側で離れるように、傾斜さ
    せたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1
    つに記載の直噴火花点火式内燃機関。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2931207A1 (fr) * 2008-05-14 2009-11-20 Renault Sas Dispositif de transfert de gaz d'admission ou d'echappement
CN107002592A (zh) * 2015-01-06 2017-08-01 爱知机械工业株式会社 汽缸盖和具备该汽缸盖的内燃机以及汽缸盖的制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2931207A1 (fr) * 2008-05-14 2009-11-20 Renault Sas Dispositif de transfert de gaz d'admission ou d'echappement
CN107002592A (zh) * 2015-01-06 2017-08-01 爱知机械工业株式会社 汽缸盖和具备该汽缸盖的内燃机以及汽缸盖的制造方法

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