JPH10331643A - 筒内噴射式内燃機関のピストン構造 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関のピストン構造Info
- Publication number
- JPH10331643A JPH10331643A JP9144925A JP14492597A JPH10331643A JP H10331643 A JPH10331643 A JP H10331643A JP 9144925 A JP9144925 A JP 9144925A JP 14492597 A JP14492597 A JP 14492597A JP H10331643 A JPH10331643 A JP H10331643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cavity
- piston
- combustion chamber
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
-
- 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
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 均質燃焼運転時における排気性状及び燃焼効
率を向上させる。 【解決手段】 ピストン頂面１０ａとシリンダヘッド１
１下面との間に形成された燃焼室１２の吸気側壁面に配
設された燃料噴射弁１７により燃焼室１２内に燃料噴霧
を直接噴射し、燃焼室１２のピストン頂面１０ａと対向
する壁面の略中央部に配設された点火プラグ１８によっ
て火花点火を行う筒内噴射式内燃機関のピストン構造に
おいて、ピストン頂面１０ａの燃料噴射弁１７と点火プ
ラグ１８とを結ぶ線下の位置に、開口部１９ａが上面に
形成された略円柱形状のキャビティ１９を形成すると共
に、キャビティ１９周縁部のうち、均質燃焼運転時に燃
焼室１２内に発生する順タンブル流がキャビティ１９に
流入する部分にのみ、所定半径ｒを有するＲ形状部１９
ｂを形成する。
率を向上させる。 【解決手段】 ピストン頂面１０ａとシリンダヘッド１
１下面との間に形成された燃焼室１２の吸気側壁面に配
設された燃料噴射弁１７により燃焼室１２内に燃料噴霧
を直接噴射し、燃焼室１２のピストン頂面１０ａと対向
する壁面の略中央部に配設された点火プラグ１８によっ
て火花点火を行う筒内噴射式内燃機関のピストン構造に
おいて、ピストン頂面１０ａの燃料噴射弁１７と点火プ
ラグ１８とを結ぶ線下の位置に、開口部１９ａが上面に
形成された略円柱形状のキャビティ１９を形成すると共
に、キャビティ１９周縁部のうち、均質燃焼運転時に燃
焼室１２内に発生する順タンブル流がキャビティ１９に
流入する部分にのみ、所定半径ｒを有するＲ形状部１９
ｂを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内に燃料噴霧を
直接噴射して点火プラグによって火花点火を行う筒内噴
射式内燃機関のピストン構造において、特に、均質燃焼
運転時における排気性状及び燃焼効率を向上させる技術
に関する。
直接噴射して点火プラグによって火花点火を行う筒内噴
射式内燃機関のピストン構造において、特に、均質燃焼
運転時における排気性状及び燃焼効率を向上させる技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、筒内噴射式内燃機関としては、例
えば、特開平６−２０７５４２号公報に開示されるよう
に、成層燃焼運転時には、圧縮行程末期に燃料噴霧をピ
ストン頂面のキャビティに向けて噴射し、筒内のスワー
ル流の作用とキャビティ側壁のガイド作用との相乗作用
によって、燃料噴霧が点火プラグ下方に効率良く移送さ
れるようにして可燃混合気の成層化を図り、成層燃焼を
可能としたものが知られている。かかる筒内噴射式内燃
機関では、ピストン頂面のキャビティ内に噴射された燃
料噴霧が周囲に洩れにくいように、キャビティ周縁部が
鋭い角度に形成されていた。
えば、特開平６−２０７５４２号公報に開示されるよう
に、成層燃焼運転時には、圧縮行程末期に燃料噴霧をピ
ストン頂面のキャビティに向けて噴射し、筒内のスワー
ル流の作用とキャビティ側壁のガイド作用との相乗作用
によって、燃料噴霧が点火プラグ下方に効率良く移送さ
れるようにして可燃混合気の成層化を図り、成層燃焼を
可能としたものが知られている。かかる筒内噴射式内燃
機関では、ピストン頂面のキャビティ内に噴射された燃
料噴霧が周囲に洩れにくいように、キャビティ周縁部が
鋭い角度に形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、筒内噴射式
内燃機関では、機関が高回転或いは高負荷条件下で運転
される均質燃焼運転時には、吸気行程中に燃料噴霧を筒
内に噴射し、筒内の順タンブル流を利用して燃料噴霧の
気化を促進し、筒内に略均一な可燃混合気を形成して均
質燃焼を行っている。この場合、吸気行程中に噴射され
た燃料噴霧は、その一部がピストン頂面のキャビティ内
に入り込み、順タンブル流によってキャビティから搬出
される。
内燃機関では、機関が高回転或いは高負荷条件下で運転
される均質燃焼運転時には、吸気行程中に燃料噴霧を筒
内に噴射し、筒内の順タンブル流を利用して燃料噴霧の
気化を促進し、筒内に略均一な可燃混合気を形成して均
質燃焼を行っている。この場合、吸気行程中に噴射され
た燃料噴霧は、その一部がピストン頂面のキャビティ内
に入り込み、順タンブル流によってキャビティから搬出
される。
【０００４】しかしながら、キャビティ周縁部が鋭い角
度に形成されているため、順タンブル流がキャビティ内
に導入されにくく、キャビティ内に燃料噴霧の液滴が残
り、排気性状及び燃焼効率が向上しないという問題点を
抱えていた。そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、ピストン頂面に形成されたキャビティの形状
を見直すことによって、均質燃焼運転時における排気性
状及び燃焼効率を向上させた筒内噴射式内燃機関のピス
トンの構造を提供することを目的とする。
度に形成されているため、順タンブル流がキャビティ内
に導入されにくく、キャビティ内に燃料噴霧の液滴が残
り、排気性状及び燃焼効率が向上しないという問題点を
抱えていた。そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、ピストン頂面に形成されたキャビティの形状
を見直すことによって、均質燃焼運転時における排気性
状及び燃焼効率を向上させた筒内噴射式内燃機関のピス
トンの構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、ピストン頂面とシリンダヘッド下面との間に
形成された燃焼室の吸気側壁面に配設された燃料噴射弁
により燃焼室内に燃料噴霧を直接噴射し、燃焼室のピス
トン頂面と対向する壁面の略中央部に配設された点火プ
ラグによって火花点火を行う筒内噴射式内燃機関のピス
トン構造において、前記ピストン頂面の燃料噴射弁と点
火プラグとを結ぶ線下の位置に、開口部が上面に形成さ
れた略円柱形状のキャビティを形成すると共に、該キャ
ビティ周縁部に、均質燃焼運転時に燃焼室内に発生する
順タンブル流を、キャビティ内に導入する導入部を形成
した。
の発明は、ピストン頂面とシリンダヘッド下面との間に
形成された燃焼室の吸気側壁面に配設された燃料噴射弁
により燃焼室内に燃料噴霧を直接噴射し、燃焼室のピス
トン頂面と対向する壁面の略中央部に配設された点火プ
ラグによって火花点火を行う筒内噴射式内燃機関のピス
トン構造において、前記ピストン頂面の燃料噴射弁と点
火プラグとを結ぶ線下の位置に、開口部が上面に形成さ
れた略円柱形状のキャビティを形成すると共に、該キャ
ビティ周縁部に、均質燃焼運転時に燃焼室内に発生する
順タンブル流を、キャビティ内に導入する導入部を形成
した。
【０００６】かかる構成によれば、均質燃焼運転を行う
場合には、吸入行程中に、燃料噴射弁から燃料噴霧を燃
焼室内に噴射する。燃焼室内に噴射された燃料噴霧は、
燃焼室内の空気或いはピストン壁面との熱交換によって
気化し、その大部分が可燃混合気となり、キャビティ内
に入り込む。キャビティ内に入り込んだ燃料噴霧は、導
入部を介してキャビティ内に導入された順タンブル流に
よって気化が促進され、可燃混合気の形成が促進され
る。これと略同時に、キャビティ内の可燃混合気は、順
タンブル流によってキャビティから追い出され、燃焼室
全体に略均一な可燃混合気が形成される。そして、機関
運転条件に応じた点火時期に、点火プラグによって可燃
混合気が火花点火され、均質燃焼が行われる。
場合には、吸入行程中に、燃料噴射弁から燃料噴霧を燃
焼室内に噴射する。燃焼室内に噴射された燃料噴霧は、
燃焼室内の空気或いはピストン壁面との熱交換によって
気化し、その大部分が可燃混合気となり、キャビティ内
に入り込む。キャビティ内に入り込んだ燃料噴霧は、導
入部を介してキャビティ内に導入された順タンブル流に
よって気化が促進され、可燃混合気の形成が促進され
る。これと略同時に、キャビティ内の可燃混合気は、順
タンブル流によってキャビティから追い出され、燃焼室
全体に略均一な可燃混合気が形成される。そして、機関
運転条件に応じた点火時期に、点火プラグによって可燃
混合気が火花点火され、均質燃焼が行われる。
【０００７】即ち、キャビティ周縁部に導入部を形成し
たことにより、均質燃焼運転時にキャビティ内に導入さ
れる順タンブル流が増大するので、キャビティ内の燃料
噴霧の気化が促進され、排気中のＨＣ及びスモークが減
少し、排気性状が改善する。また、燃焼されずに排出さ
れる燃料が減少することにより、有効利用される燃料が
増えて、燃焼効率が改善する。
たことにより、均質燃焼運転時にキャビティ内に導入さ
れる順タンブル流が増大するので、キャビティ内の燃料
噴霧の気化が促進され、排気中のＨＣ及びスモークが減
少し、排気性状が改善する。また、燃焼されずに排出さ
れる燃料が減少することにより、有効利用される燃料が
増えて、燃焼効率が改善する。
【０００８】請求項２記載の発明は、前記導入部は、前
記キャビティ周縁部のうち、均質燃焼運転時に順タンブ
ル流がキャビティに流入する部分にのみ形成される構成
とした。請求項３記載の発明は、前記導入部は、前記キ
ャビティ周縁部のうち、前記点火プラグ近傍に位置する
部分にのみ形成される構成とした。
記キャビティ周縁部のうち、均質燃焼運転時に順タンブ
ル流がキャビティに流入する部分にのみ形成される構成
とした。請求項３記載の発明は、前記導入部は、前記キ
ャビティ周縁部のうち、前記点火プラグ近傍に位置する
部分にのみ形成される構成とした。
【０００９】請求項４記載の発明は、前記導入部は、前
記キャビティ周縁部のうち、前記燃焼室の略中央部に位
置する部分にのみ形成される構成とした。請求項２〜４
のいずれかの構成によれば、キャビティ周縁部に形成さ
れる導入部は、必要最小限の範囲に限定して形成される
ので、成層燃焼運転時において、燃料噴霧がキャビティ
から洩れることが抑制され、燃焼効率が低下することが
極力抑制される。従って、成層燃焼と均質燃焼とを、高
次元で両立させることができ、広範囲な運転領域で燃焼
効率が改善される。
記キャビティ周縁部のうち、前記燃焼室の略中央部に位
置する部分にのみ形成される構成とした。請求項２〜４
のいずれかの構成によれば、キャビティ周縁部に形成さ
れる導入部は、必要最小限の範囲に限定して形成される
ので、成層燃焼運転時において、燃料噴霧がキャビティ
から洩れることが抑制され、燃焼効率が低下することが
極力抑制される。従って、成層燃焼と均質燃焼とを、高
次元で両立させることができ、広範囲な運転領域で燃焼
効率が改善される。
【００１０】請求項５記載の発明は、前記導入部は、前
記キャビティ周縁部の横断面が略円弧形状に形成される
構成とした。かかる構成によれば、キャビティ周縁部に
形成される導入部は、極めて単純な形状から構成される
ため、ピストンの強度低下及び重量増加が防止される。
請求項６記載の発明は、前記導入部は、前記キャビティ
周縁部の横断面が斜めに切断された面取形状に形成され
る構成とした。
記キャビティ周縁部の横断面が略円弧形状に形成される
構成とした。かかる構成によれば、キャビティ周縁部に
形成される導入部は、極めて単純な形状から構成される
ため、ピストンの強度低下及び重量増加が防止される。
請求項６記載の発明は、前記導入部は、前記キャビティ
周縁部の横断面が斜めに切断された面取形状に形成され
る構成とした。
【００１１】かかる構成によれば、請求項５記載の発明
の作用に加えて、ピストン加工がさらに簡単になるた
め、ピストン製造に伴うコスト上昇が極力抑制される。
の作用に加えて、ピストン加工がさらに簡単になるた
め、ピストン製造に伴うコスト上昇が極力抑制される。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、均質燃焼運転時における排気中のＨＣ，ス
モークが減少して排気性状が改善すると共に、有効利用
される燃料が増えて燃焼効率が改善する。請求項２〜４
記載の発明によれば、成層燃焼と均質燃焼とを、高次元
で両立させることができ、広範囲な運転領域で燃焼効率
を改善することができる。
明によれば、均質燃焼運転時における排気中のＨＣ，ス
モークが減少して排気性状が改善すると共に、有効利用
される燃料が増えて燃焼効率が改善する。請求項２〜４
記載の発明によれば、成層燃焼と均質燃焼とを、高次元
で両立させることができ、広範囲な運転領域で燃焼効率
を改善することができる。
【００１３】請求項５記載の発明によれば、ピストンの
強度低下及び重量増加を防止することができる。請求項
６記載の発明によれば、ピストン製造に伴うコスト上昇
を極力抑制することができる。
強度低下及び重量増加を防止することができる。請求項
６記載の発明によれば、ピストン製造に伴うコスト上昇
を極力抑制することができる。
【００１４】
【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は、本発明に係る筒内噴射式内
燃機関のピストンを組み込んだ燃焼室構造の一実施形態
を示している。ピストン１０の頂面（以下「ピストン頂
面」という）１０ａとシリンダヘッド１１の下面との間
には、所定容積を有する燃焼室１２が形成される。燃焼
室１２の上部に位置するシリンダヘッド１１の壁面、即
ち、シリンダヘッド１１の下部に形成されたシリンダヘ
ッド燃焼室１２ａの壁面には、吸気弁１３によって開閉
される吸気ポート１４、及び、排気弁１５によって開閉
される排気ポート１６が、夫々並列して２つ形成され
る。
本発明を詳述する。図１は、本発明に係る筒内噴射式内
燃機関のピストンを組み込んだ燃焼室構造の一実施形態
を示している。ピストン１０の頂面（以下「ピストン頂
面」という）１０ａとシリンダヘッド１１の下面との間
には、所定容積を有する燃焼室１２が形成される。燃焼
室１２の上部に位置するシリンダヘッド１１の壁面、即
ち、シリンダヘッド１１の下部に形成されたシリンダヘ
ッド燃焼室１２ａの壁面には、吸気弁１３によって開閉
される吸気ポート１４、及び、排気弁１５によって開閉
される排気ポート１６が、夫々並列して２つ形成され
る。
【００１５】シリンダヘッド１１の両吸気ポート１４間
には、燃料噴霧を噴射する燃料噴射弁１７がピストン頂
面１０ａに対して所定角度を有するように配設される。
また、シリンダヘッド燃焼室１２ａの壁面の略中央部に
は、燃料と空気との可燃混合気を火花点火する点火プラ
グ１８が配設される。ピストン１０には、図２に示すよ
うに、ピストン頂面１０ａの燃料噴射弁１７と点火プラ
グ１８とを結ぶ線下の位置に、略円形の開口部１９ａが
上面に形成された略円柱形状のキャビティ１９が形成さ
れる。キャビティ１９は、その周縁部のうち、均質燃焼
運転時に燃焼室１２内に発生する順タンブル流がキャビ
ティ１９に流入する部分にのみ、所定半径ｒを有するＲ
形状部１９ｂ（導入部）に形成される。即ち、別の観点
から見れば、Ｒ形状部１９ｂは、キャビティ１９周縁部
のうち、点火プラグ１８近傍に位置する部分にのみ、或
いは、燃焼室１２の略中央部に位置する部分にのみ形成
される。
には、燃料噴霧を噴射する燃料噴射弁１７がピストン頂
面１０ａに対して所定角度を有するように配設される。
また、シリンダヘッド燃焼室１２ａの壁面の略中央部に
は、燃料と空気との可燃混合気を火花点火する点火プラ
グ１８が配設される。ピストン１０には、図２に示すよ
うに、ピストン頂面１０ａの燃料噴射弁１７と点火プラ
グ１８とを結ぶ線下の位置に、略円形の開口部１９ａが
上面に形成された略円柱形状のキャビティ１９が形成さ
れる。キャビティ１９は、その周縁部のうち、均質燃焼
運転時に燃焼室１２内に発生する順タンブル流がキャビ
ティ１９に流入する部分にのみ、所定半径ｒを有するＲ
形状部１９ｂ（導入部）に形成される。即ち、別の観点
から見れば、Ｒ形状部１９ｂは、キャビティ１９周縁部
のうち、点火プラグ１８近傍に位置する部分にのみ、或
いは、燃焼室１２の略中央部に位置する部分にのみ形成
される。
【００１６】なお、かかるＲ形状部１９ｂの所定半径ｒ
は、成層燃焼運転時にキャビティ１９から可燃混合気が
洩れず、成層燃焼運転に差し支えない寸法に形成され、
具体的には、燃焼実験を行って排気性状及び燃焼効率が
最良となる寸法に設定される。次に、かかる構成からな
る筒内噴射式内燃機関のピストン構造の作用について、
図３及び図４を参照しつつ説明する。
は、成層燃焼運転時にキャビティ１９から可燃混合気が
洩れず、成層燃焼運転に差し支えない寸法に形成され、
具体的には、燃焼実験を行って排気性状及び燃焼効率が
最良となる寸法に設定される。次に、かかる構成からな
る筒内噴射式内燃機関のピストン構造の作用について、
図３及び図４を参照しつつ説明する。
【００１７】図３は、成層燃焼運転時における可燃混合
気の形成過程を示している。内燃機関の圧縮行程末期
に、燃料噴射弁１７から燃料噴霧Ｆをピストン１０のキ
ャビティ１９に向けて噴射する（図３(a) 参照）。キャ
ビティ１９内に噴射された燃料噴霧Ｆは、燃焼室１２内
の空気或いはピストン１０壁面との熱交換によって気化
し、その大部分が可燃混合気Ｍとなる。そして、可燃混
合気Ｍは、燃焼室１２内のスワール流Ｓとキャビティ１
９側壁のガイド作用との相乗作用により、キャビティ１
９外への拡散が最小限に抑えられつつ、点火プラグ１８
の下方まで移送され、点火プラグ１８の下方にのみ、可
燃混合気Ｍが形成される（図３(b) 及び(c) 参照）。
気の形成過程を示している。内燃機関の圧縮行程末期
に、燃料噴射弁１７から燃料噴霧Ｆをピストン１０のキ
ャビティ１９に向けて噴射する（図３(a) 参照）。キャ
ビティ１９内に噴射された燃料噴霧Ｆは、燃焼室１２内
の空気或いはピストン１０壁面との熱交換によって気化
し、その大部分が可燃混合気Ｍとなる。そして、可燃混
合気Ｍは、燃焼室１２内のスワール流Ｓとキャビティ１
９側壁のガイド作用との相乗作用により、キャビティ１
９外への拡散が最小限に抑えられつつ、点火プラグ１８
の下方まで移送され、点火プラグ１８の下方にのみ、可
燃混合気Ｍが形成される（図３(b) 及び(c) 参照）。
【００１８】その後、機関運転条件に応じた点火時期
に、点火プラグ１８によって可燃混合気Ｍが火花点火さ
れ、成層燃焼が行われる。図４は、均質燃焼運転時にお
ける可燃混合気の形成過程を示している。内燃機関の吸
入行程中に、燃料噴射弁１７から燃料噴霧Ｆを燃焼室１
２内に噴射する（図４(a) 参照）。
に、点火プラグ１８によって可燃混合気Ｍが火花点火さ
れ、成層燃焼が行われる。図４は、均質燃焼運転時にお
ける可燃混合気の形成過程を示している。内燃機関の吸
入行程中に、燃料噴射弁１７から燃料噴霧Ｆを燃焼室１
２内に噴射する（図４(a) 参照）。
【００１９】燃焼室１２内に噴射された燃料噴霧Ｆは、
燃焼室１２内の空気或いはピストン１０壁面との熱交換
によって気化し、その大部分が可燃混合気Ｍとなり、キ
ャビティ１９内に入り込む。キャビティ１９内に入り込
んだ燃料噴霧Ｆは、キャビティ１９内に流入した順タン
ブル流Ｔによって気化が促進され、可燃混合気Ｍの形成
が促進される。これと同時に、キャビティ１９内の可燃
混合気Ｍは、順タンブル流Ｔによってキャビティ１９か
ら追い出され、燃焼室１２全体に略均一な可燃混合気Ｍ
が形成される（図４(b) 及び(c) 参照）。
燃焼室１２内の空気或いはピストン１０壁面との熱交換
によって気化し、その大部分が可燃混合気Ｍとなり、キ
ャビティ１９内に入り込む。キャビティ１９内に入り込
んだ燃料噴霧Ｆは、キャビティ１９内に流入した順タン
ブル流Ｔによって気化が促進され、可燃混合気Ｍの形成
が促進される。これと同時に、キャビティ１９内の可燃
混合気Ｍは、順タンブル流Ｔによってキャビティ１９か
ら追い出され、燃焼室１２全体に略均一な可燃混合気Ｍ
が形成される（図４(b) 及び(c) 参照）。
【００２０】その後、機関運転条件に応じた点火時期
に、点火プラグ１８によって可燃混合気Ｍが火花点火さ
れ、均質燃焼が行われる。かかる均質燃焼運転時におい
ては、キャビティ１９の周縁部に形成されたＲ形状部１
９ｂによって、従来のものより、キャビティ１９内に流
入するタンブル流Ｔが増大するので、キャビティ１９内
に残留する燃料噴霧Ｆの気化が促進されると共に、キャ
ビティ１９内の可燃混合気Ｍの拡散が促進される。従っ
て、燃焼されずに排出される液滴としての燃料噴霧Ｆが
減少するので、排気中のＨＣ及びスモークが減少して排
気性状が改善されると共に、有効利用される燃料が増え
て燃焼効率が改善される。
に、点火プラグ１８によって可燃混合気Ｍが火花点火さ
れ、均質燃焼が行われる。かかる均質燃焼運転時におい
ては、キャビティ１９の周縁部に形成されたＲ形状部１
９ｂによって、従来のものより、キャビティ１９内に流
入するタンブル流Ｔが増大するので、キャビティ１９内
に残留する燃料噴霧Ｆの気化が促進されると共に、キャ
ビティ１９内の可燃混合気Ｍの拡散が促進される。従っ
て、燃焼されずに排出される液滴としての燃料噴霧Ｆが
減少するので、排気中のＨＣ及びスモークが減少して排
気性状が改善されると共に、有効利用される燃料が増え
て燃焼効率が改善される。
【００２１】図５は、機関の所定運転条件下における主
燃焼期間とトルク向上率（ポート内噴射機関に対する向
上率）との関係を示す実験データであり、キャビティ１
９にＲ形状部１９ｂを形成することにより、図のａ点か
らｂ点へ燃焼効率が改善される。即ち、Ｒ形状部１９ｂ
を形成することで、主燃焼期間が約２°短くなり、それ
に伴ってトルクも約１．２％向上しており、ピストン頂
面１０ａに変更による可燃混合気の均一化改善の効果が
確認できる。
燃焼期間とトルク向上率（ポート内噴射機関に対する向
上率）との関係を示す実験データであり、キャビティ１
９にＲ形状部１９ｂを形成することにより、図のａ点か
らｂ点へ燃焼効率が改善される。即ち、Ｒ形状部１９ｂ
を形成することで、主燃焼期間が約２°短くなり、それ
に伴ってトルクも約１．２％向上しており、ピストン頂
面１０ａに変更による可燃混合気の均一化改善の効果が
確認できる。
【００２２】図６は、本発明に係る筒内噴射式内燃機関
のピストン構造の他の実施形態を示している。即ち、先
の一実施形態では、ピストン１０のキャビティ１９に所
定半径ｒを有するＲ形状部１９ｂが形成されているのに
対し、本実施形態では、キャビティ１９に面取形状部１
９ｂ’（導入部）が形成されている。
のピストン構造の他の実施形態を示している。即ち、先
の一実施形態では、ピストン１０のキャビティ１９に所
定半径ｒを有するＲ形状部１９ｂが形成されているのに
対し、本実施形態では、キャビティ１９に面取形状部１
９ｂ’（導入部）が形成されている。
【００２３】かかる構成によれば、先の一実施形態にお
ける作用・効果に加えて、ピストン１０の加工が簡単と
なり、コスト上昇が極力抑制されるという効果がある。
ける作用・効果に加えて、ピストン１０の加工が簡単と
なり、コスト上昇が極力抑制されるという効果がある。
【図１】 本発明のピストンを組み込んだ燃焼室の実施
形態を示す構成図
形態を示す構成図
【図２】 同上のピストン構造の一実施形態を示し、
(a) は上面図、(b) は(a) 中のＡ−Ａ断面図
(a) は上面図、(b) は(a) 中のＡ−Ａ断面図
【図３】 同上の成層燃焼運転時における作用を説明
し、(a) は燃料噴霧を噴射した直後を示す図、(b) は燃
料噴霧の気化及び搬送状態を示す図、(c) は可燃混合気
が火花点火される直前を示す図
し、(a) は燃料噴霧を噴射した直後を示す図、(b) は燃
料噴霧の気化及び搬送状態を示す図、(c) は可燃混合気
が火花点火される直前を示す図
【図４】 同上の均質燃焼運転時における作用を説明
し、(a) は燃料噴霧を噴射した直後を示す図、(b) は燃
料噴霧の気化及び搬送状態を示す図、(c) は可燃混合気
が火花点火される直前を示す図
し、(a) は燃料噴霧を噴射した直後を示す図、(b) は燃
料噴霧の気化及び搬送状態を示す図、(c) は可燃混合気
が火花点火される直前を示す図
【図５】 同上の効果としての主燃焼期間とトルク向上
率との関係を示す線図
率との関係を示す線図
【図６】 同上のピストン構造の他の実施形態を示し、
(a) は上面図、(b)は(a) 中のＢ−Ｂ断面図
(a) は上面図、(b)は(a) 中のＢ−Ｂ断面図
１０ ピストン １０ａ ピストン頂面 １１ シリンダヘッド １２ 燃焼室 １２ａ シリンダヘッド燃焼室 １７ 燃料噴射弁 １８ 点火プラグ １９ キャビティ １９ｂ Ｒ形状部 １９ｂ’ 面取形状部
Claims (6)
- 【請求項１】ピストン頂面とシリンダヘッド下面との間
に形成された燃焼室の吸気側壁面に配設された燃料噴射
弁により燃焼室内に燃料噴霧を直接噴射し、燃焼室のピ
ストン頂面と対向する壁面の略中央部に配設された点火
プラグによって火花点火を行う筒内噴射式内燃機関のピ
ストン構造において、 前記ピストン頂面の燃料噴射弁と点火プラグとを結ぶ線
下の位置に、開口部が上面に形成された略円柱形状のキ
ャビティを形成すると共に、該キャビティ周縁部に、均
質燃焼運転時に燃焼室内に発生する順タンブル流を、キ
ャビティ内に導入する導入部を形成したことを特徴とす
る筒内噴射式内燃機関のピストン構造。 - 【請求項２】前記導入部は、前記キャビティ周縁部のう
ち、均質燃焼運転時に順タンブル流がキャビティに流入
する部分にのみ形成される構成である請求項１記載の筒
内噴射式内燃機関のピストン構造。 - 【請求項３】前記導入部は、前記キャビティ周縁部のう
ち、前記点火プラグ近傍に位置する部分にのみ形成され
る構成である請求項１記載の筒内噴射式内燃機関のピス
トン構造。 - 【請求項４】前記導入部は、前記キャビティ周縁部のう
ち、前記燃焼室の略中央部に位置する部分にのみ形成さ
れる構成である請求項１記載の筒内噴射式内燃機関のピ
ストン構造。 - 【請求項５】前記導入部は、前記キャビティ周縁部の横
断面が略円弧形状に形成される構成である請求項１〜４
のいずれか１つに記載の筒内噴射式内燃機関のピストン
構造。 - 【請求項６】前記導入部は、前記キャビティ周縁部の横
断面が斜めに切断された面取形状に形成される構成であ
る請求項１〜４のいずれか１つに記載の筒内噴射式内燃
機関のピストン構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144925A JPH10331643A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 筒内噴射式内燃機関のピストン構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144925A JPH10331643A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 筒内噴射式内燃機関のピストン構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331643A true JPH10331643A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15373414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9144925A Pending JPH10331643A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 筒内噴射式内燃機関のピストン構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10331643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100400818C (zh) * | 2003-12-30 | 2008-07-09 | 现代自动车株式会社 | 直喷式发动机 |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP9144925A patent/JPH10331643A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100400818C (zh) * | 2003-12-30 | 2008-07-09 | 现代自动车株式会社 | 直喷式发动机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7814883B2 (en) | Internal combustion engine with auxiliary combustion chamber | |
| US6612282B2 (en) | Combustion chamber for DISI engine | |
| JP2002276373A (ja) | 直接噴射式内燃機関 | |
| JP2001263067A (ja) | 圧縮自己着火式ガソリン機関 | |
| JPH10317975A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP2000008913A (ja) | 火花点火機関の可変混合気濃度分布制御方法 | |
| JP2003065056A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2003049650A (ja) | 圧縮自己着火式内燃機関 | |
| JP2006257921A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置および制御方法 | |
| JP2004108161A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JPH10331643A (ja) | 筒内噴射式内燃機関のピストン構造 | |
| US10590898B2 (en) | Internal combustion engine with injection device arranged in the cylinder barrel, and method for operating an internal combustion engine of said type | |
| JP3695145B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置 | |
| JP3428372B2 (ja) | 直接筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JPH05187326A (ja) | 内燃機関の排気還流装置 | |
| JPH1136959A (ja) | 火花点火式筒内噴射型内燃機関 | |
| JP2011226335A (ja) | 内燃機関の排気還流装置 | |
| JPH11182249A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関 | |
| JP3644199B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JP7424732B2 (ja) | 筒内直噴エンジンの制御装置 | |
| JPH10141065A (ja) | 直接筒内噴射式火花点火エンジン | |
| JPH06241055A (ja) | 気体燃料エンジン | |
| JPH1026054A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関 | |
| JPH06317161A (ja) | 直噴層状燃焼機関ならびに多段噴射燃焼方式 | |
| JP2005155395A (ja) | 筒内直接噴射式内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051108 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060523 |