JPH10339244A - Cylinder direct injection type engine - Google Patents
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- JPH10339244A JPH10339244A JP9166502A JP16650297A JPH10339244A JP H10339244 A JPH10339244 A JP H10339244A JP 9166502 A JP9166502 A JP 9166502A JP 16650297 A JP16650297 A JP 16650297A JP H10339244 A JPH10339244 A JP H10339244A
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は筒内直接噴射式エン
ジンに関し、特に、低負荷時に燃焼室内に噴射した燃料
噴霧を燃焼室内部の空気流動により着火手段の近傍に誘
導して成層燃焼を行うようにした筒内直接噴射式エンジ
ンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cylinder direct injection type engine, and in particular, performs stratified combustion by inducing fuel spray injected into a combustion chamber at a low load by air flow inside the combustion chamber near an ignition means. The present invention relates to an in-cylinder direct injection engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の筒内直接噴射式ガソリンエンジン
としては、例えば、特開平８−３５４２９号公報に開示
されているもの等が知られており、この種の筒内直接噴
射式エンジンを、図９（ａ）及び（ｂ）を参照して説明
する。2. Description of the Related Art As a conventional direct-injection gasoline engine, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-35429 is known. This will be described with reference to FIGS.
【０００３】同図において、３１はシリンダブロックで
あり、シリンダブロック３１内にはピストン３２が摺動
自在に嵌挿されている。シリンダブロック３１の上部に
はシリンダヘッド３３が取り付けられており、シリンダ
ブロック３１の内壁、ピストン３２の冠面、およびシリ
ンダヘッド３３の下面により、燃焼室が画成される。In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a cylinder block, in which a piston 32 is slidably fitted. A cylinder head 33 is attached to an upper portion of the cylinder block 31, and a combustion chamber is defined by an inner wall of the cylinder block 31, a crown surface of the piston 32, and a lower surface of the cylinder head 33.
【０００４】シリンダヘッド３３には、その概略中央部
に点火プラグ（着火手段）３４が取り付けられている。
シリンダヘッド３３の点火プラグ３４の外側の位置に
は、それぞれ吸気弁３５により吸気ポート３６ａ、３６
ｂにて燃焼室に選択的に連通される一対の吸気流路３７
ａ、３７ｂが配置されている。シリンダヘッド３３に
は、排気弁（図示せず）により排気ポート３８ａ、３８
ｂにて燃焼室に選択的に連通される同じく一対の排気流
路３９が配置されている。吸気ポート３６ａ、３６ｂは
燃焼室内に直線的に吸気が流入するストレートポートで
ある。[0004] An ignition plug (ignition means) 34 is attached to the cylinder head 33 at a substantially central portion thereof.
At positions outside the ignition plug 34 of the cylinder head 33, intake ports 36a and 36
b, a pair of intake passages 37 selectively communicated with the combustion chamber.
a and 37b are arranged. The cylinder head 33 is provided with exhaust ports 38a, 38 by exhaust valves (not shown).
A pair of exhaust passages 39, which are selectively connected to the combustion chamber at b, are also arranged. The intake ports 36a and 36b are straight ports into which the intake air flows linearly into the combustion chamber.
【０００５】シリンダヘッド３３の吸気流路３７ａ、３
７ｂが配置された位置のさらに外側で、一対の吸気流路
３７ａ、３７ｂの間の部分には、燃焼室内に燃料を直接
的に噴射する燃料噴射弁４０が取り付けられている。ピ
ストン３２の冠面の一部には凹部３２ａが形成されてい
る。吸気流路３７ｂには吸気制御用の開閉弁４１が設け
られており、この開閉弁４１はエンジンの負荷状態に応
じて吸気流路３７ｂを開閉する。The intake passages 37a, 3a of the cylinder head 33,
A fuel injection valve 40 for directly injecting fuel into the combustion chamber is attached to a portion between the pair of intake passages 37a and 37b further outside the position where 7b is arranged. A recess 32 a is formed in a part of the crown surface of the piston 32. The intake passage 37b is provided with an on-off valve 41 for intake control, and the on-off valve 41 opens and closes the intake passage 37b according to the load state of the engine.
【０００６】図１０はエンジンの回転数及びトルク（又
は負荷）との関係における均質燃焼領域と成層燃焼領域
を示す図である。高負荷・高回転時には均質燃焼が行わ
れるが、このとき開閉弁４１は開いた状態とされ、吸入
空気は吸気流路３７ａ、３７ｂの双方から燃焼室内に吸
入される。FIG. 10 is a diagram showing a homogeneous combustion region and a stratified combustion region in relation to the engine speed and torque (or load). At the time of high load and high speed, homogeneous combustion is performed. At this time, the on-off valve 41 is opened, and the intake air is sucked into the combustion chamber from both the intake passages 37a and 37b.
【０００７】一方、低負荷時には成層燃焼が行われる
が、この場合には、開閉弁４１は閉じた状態とされ、吸
気流路３７ｂは閉塞される。吸気流路３７ｂが閉塞され
ると、吸入空気は吸気流路３７ａ側から燃焼室内に流入
され、これにより、燃焼室内に旋回流が生じ、吸気行程
の終了後ピストン３２が上昇するにつれて燃焼室内にス
ワール流Ｓが生成される。低負荷時においては、燃料噴
射弁４０からの燃料噴射は圧縮行程にて行われる。On the other hand, when the load is low, stratified charge combustion is performed. In this case, the on-off valve 41 is closed and the intake passage 37b is closed. When the intake passage 37b is closed, the intake air flows into the combustion chamber from the intake passage 37a side, whereby a swirling flow is generated in the combustion chamber. A swirl flow S is generated. When the load is low, the fuel injection from the fuel injection valve 40 is performed in the compression stroke.
【０００８】燃料噴霧（混合気）の燃料室内における挙
動が、図１１及び図１２に示されている。図１１は低回
転時の挙動を、図１２は高回転時の挙動を示している。The behavior of the fuel spray (air-fuel mixture) in the fuel chamber is shown in FIG. 11 and FIG. FIG. 11 shows the behavior at the time of low rotation, and FIG. 12 shows the behavior at the time of high rotation.
【０００９】低負荷時において、エンジンの回転数が低
い場合には、図１１（ａ）に示されているように、燃料
噴射弁４０から燃料噴射方向Ｄの方向に噴射される。燃
料噴射弁４０から噴射された燃料噴霧Ｆは、図１１
（ｂ）に示されているように、燃焼室内に生成されるス
ワール流Ｓが弱いために、スワール流Ｓによってその噴
射方向Ｄよりも僅かに下流側に流されるが、その貫徹力
によりほぼ直進し、ピストンの冠面（凹部３２ａ）に衝
突することにより、図１１（ｃ）に示されているように
方向転換され、、図１１（ｄ）に示されているように、
点火プラグ３４へと導かれる。At a low load, when the engine speed is low, the fuel is injected from the fuel injection valve 40 in the fuel injection direction D as shown in FIG. The fuel spray F injected from the fuel injection valve 40 is shown in FIG.
As shown in (b), since the swirl flow S generated in the combustion chamber is weak, the swirl flow S causes the swirl flow S to flow slightly downstream of the injection direction D. Then, by colliding with the crown surface of the piston (recess 32a), the direction is changed as shown in FIG. 11 (c), and as shown in FIG. 11 (d),
It is led to the spark plug 34.
【００１０】一方、低負荷時において、エンジンの回転
数が高い場合には、図１２（ａ）に示されているよう
に、エンジンの回転数が低い場合と同様に、燃料噴射弁
４０から燃料噴射方向Ｄの方向に噴射される。燃料噴射
弁４０から噴射された燃料噴霧Ｆは、図１２（ｂ）に示
されているように、強いスワール流Ｓによってその噴射
方向Ｄよりスワール流Ｓの下流側に流され、ピストン３
２の冠面の凹部３２ａの側壁に沿ってスワール流Ｓによ
って運ばれて、図１２（ｃ）に示されているように、点
火プラグ３４へと導かれる。On the other hand, when the engine speed is high at low load, as shown in FIG. 12A, the fuel is injected from the fuel injection valve 40 in the same manner as when the engine speed is low. Injection is performed in the ejection direction D. As shown in FIG. 12B, the fuel spray F injected from the fuel injection valve 40 is caused to flow downstream of the swirl flow S from the injection direction D by a strong swirl flow S, and the piston 3
It is carried by the swirl flow S along the side wall of the concave portion 32a of the second crown, and is guided to the spark plug 34 as shown in FIG.
【００１１】図１０において、成層燃焼領域におけるエ
ンジンの回転数領域を、回転数領域Ａ（低回転域）、回
転数領域Ｂ（中回転域）、回転数領域Ｃ（高回転域）に
分割した場合に、これらの回転数領域Ａ、Ｂ、Ｃでの燃
料噴霧（混合気）の燃焼室内における存在位置が、図１
３（ａ）〜（ｃ）に示されている。なお、これらの図に
おいて、横軸は時間の経過を示し、縦軸は点火プラグ周
りにおける空燃費を示している。横軸の下側には燃料
（混合気）の存在位置が示されている。In FIG. 10, the engine speed range in the stratified combustion range is divided into a speed range A (low speed range), a speed range B (medium speed range), and a speed range C (high speed range). In this case, the position of the fuel spray (air-fuel mixture) in the combustion chamber in the rotation speed regions A, B, and C is shown in FIG.
3 (a) to 3 (c). In these figures, the horizontal axis represents the passage of time, and the vertical axis represents the air-fuel efficiency around the ignition plug. The location of the fuel (air-fuel mixture) is shown below the horizontal axis.
【００１２】回転数領域Ａ（低回転域）では、図１３
（ａ）に示されているように、ピストンの上昇に対し
て、燃料噴霧の進行速度が相対的に早く、点火プラグ周
りに混合気が到達する時期が早くなり、熱発生的に最適
な点火時期（ピストンが上死点（ＴＤＣ）前の所定の角
度にあるときであり、以下、最適点火時期という）に点
火を行った場合、混合気が既に拡散してしまっており、
混合気濃度が希薄となり、燃焼安定度が悪化する。従っ
て、燃料噴射時期を遅角側（最適点火時期よりも早い時
期）に設定する必要があるが、この場合、ピストンの冠
面に燃料噴霧が衝突し、未燃焼のＨＣ（炭化水素）やス
モークの排出の原因となる。In the rotation speed region A (low rotation speed region), FIG.
As shown in (a), as the piston rises, the advance speed of the fuel spray is relatively fast, the time when the air-fuel mixture reaches around the spark plug is earlier, and the optimal ignition for heat generation is achieved. When ignition is performed at a timing (when the piston is at a predetermined angle before the top dead center (TDC), hereinafter referred to as an optimal ignition timing), the air-fuel mixture has already diffused,
The mixture concentration becomes lean, and the combustion stability deteriorates. Therefore, it is necessary to set the fuel injection timing to the retard side (earlier than the optimum ignition timing). In this case, fuel spray collides with the crown surface of the piston, causing unburned HC (hydrocarbon) or smoke. It causes the emission of.
【００１３】一方、回転数領域Ｃ（高回転域）では、図
１３（ｃ）に示されているように、ピストンの上昇に対
して、燃料噴霧の進行速度が相対的に遅く、点火プラグ
周りに混合気が到達する時期が遅くなり、最適点火時期
に点火を行った場合、混合気が未だ十分に到達しておら
ず、混合気濃度が希薄となり、燃焼安定度が悪化し、低
回転域の場合と同様に、未燃焼のＨＣが増加する。On the other hand, in the rotational speed region C (high rotational speed region), as shown in FIG. 13C, the traveling speed of the fuel spray is relatively slow as the piston rises, If the air-fuel mixture arrives at a later time and ignition is performed at the optimal ignition timing, the air-fuel mixture has not yet sufficiently reached, the air-fuel mixture concentration has become lean, the combustion stability has deteriorated, and the As in the case of, the unburned HC increases.
【００１４】このような問題点に対して、例えば、特開
平８−３５４２９号公報に記載のものでは、吸気ポート
３６ａをヘリカルポートとして、燃焼室内に吸気が流入
する際に吸気流に対して旋回運動を積極的に付与し、燃
焼室内にシリンダ中心軸に直角な強力なスワール流を生
成するとともに、スワール流の強さを可変にすること
で、低負荷時における上記の問題を緩和するようにして
いるが、このようにすると、高負荷時（例えば、アクセ
ル全開時）に開閉弁４１が開かれたときに、出力（全開
時出力）が低下するという問題があり、有効な解決策で
はない。In order to solve such a problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-35429, the intake port 36a is used as a helical port, and when the intake air flows into the combustion chamber, the intake air is swirled. By positively applying motion to generate a strong swirl flow perpendicular to the cylinder center axis in the combustion chamber, and by varying the intensity of the swirl flow, the above problem at low load is alleviated. However, in this case, when the on-off valve 41 is opened under a high load (for example, when the accelerator is fully opened), there is a problem that the output (output when fully opened) is reduced, which is not an effective solution. .
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来技術では、低負荷時に成層燃焼を行う場合におい
て、エンジンの回転数が低回転域にある場合には混合気
の点火プラグの近傍への到達が早すぎ、一方、エンジン
の回転数が高回転域にある場合には混合気の点火プラグ
の近傍への到達が遅いため、最適点火時期に点火を行う
ことができず、安定した成層希薄燃焼が行えず、未燃Ｈ
Ｃやスモークの発生を防止できないという問題点があっ
た。As described above, according to the above-mentioned prior art, when stratified combustion is performed at a low load, when the engine speed is in a low rotation range, the mixture is moved to the vicinity of the spark plug. If the engine speed is too high, but the engine speed is in the high speed range, the mixture does not reach the vicinity of the spark plug slowly, so that ignition cannot be performed at the optimal ignition timing, and stable stratification occurs. Lean combustion cannot be performed and unburned H
There was a problem that generation of C and smoke could not be prevented.
【００１６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、エンジンの回転数が低回転
域にあるか高回転域にあるかに拘わらず、最適点火時期
に混合気を点火プラグの近傍に位置せしめることによ
り、安定した成層希薄燃焼を実現し、燃焼効率を向上
し、スモーク等の発生を防止することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to mix the optimum ignition timing regardless of whether the engine speed is in a low rotation speed range or a high rotation speed range. An object of the present invention is to realize stable stratified lean combustion, improve combustion efficiency, and prevent generation of smoke and the like by positioning air near an ignition plug.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明の筒内直接噴射式エンジン
は、シリンダ内に嵌挿されたピストンの冠面と着火手段
が取り付けられたシリンダヘッドとの間に画成される燃
焼室内に燃料噴射弁により燃料を直接噴射するようにし
た筒内直接噴射式エンジンにおいて、前記エンジンの回
転数に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射方向を変更す
る噴射方向変更手段を備えたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an in-cylinder direct injection engine according to the first aspect of the present invention, wherein a piston crown inserted in the cylinder and an ignition means are attached. In a cylinder direct injection type engine in which fuel is directly injected by a fuel injection valve into a combustion chamber defined between the cylinder head and the fuel injection valve, the fuel injection of the fuel injection valve depends on the engine speed. An injection direction changing means for changing a direction is provided.
【００１８】この請求項１記載の本発明の筒内直接噴射
式エンジンによると、エンジンの回転数に応じて燃料噴
射弁の燃料噴射方向を変更する噴射方向変更手段を備え
ているから、成層燃焼を行う場合において、エンジンの
回転数が低回転域にある場合には混合気の点火プラグの
近傍への到達が適切になるように（従来よりも遅くなる
ように、又は点火プラグ周りの滞留時間が長くなるよう
に）燃料噴射方向を設定し、一方、エンジンの回転数が
高回転域にある場合には混合気の点火プラグの近傍への
到達が適切となるように（従来よりも早くなるように）
燃料噴射方向を変更・調節することが可能となる。According to the direct injection type engine of the present invention, the injection direction changing means for changing the fuel injection direction of the fuel injection valve according to the engine speed is provided. When the engine speed is in the low rotation speed range, the mixture can appropriately reach the vicinity of the spark plug (so that the mixture becomes slower than before or the residence time around the spark plug The fuel injection direction is set so that the air-fuel ratio becomes longer (when the engine speed is high), so that the mixture can appropriately reach the vicinity of the spark plug (the engine speed is faster than before). like)
It is possible to change and adjust the fuel injection direction.
【００１９】請求項２記載の本発明の筒内直接噴射式エ
ンジンは、請求項１記載の筒内直接噴射式エンジンにお
いて、前記燃料噴射弁は該燃料噴射弁の中心軸に対して
傾斜した方向に燃料を噴射し、前記噴射方向変更手段は
該燃料噴射弁を、該燃料噴射弁の中心軸を中心として回
転することにより燃料噴射方向を変更するようにしたこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a direct injection type engine according to the first aspect, wherein the fuel injection valve has a direction inclined with respect to a center axis of the fuel injection valve. The fuel injection direction is changed by rotating the fuel injection valve around a central axis of the fuel injection valve.
【００２０】この請求項２記載の本発明の筒内直接噴射
式エンジンによると、燃料噴射弁を回転することによ
り、燃料噴射方向を変更するものであるから、その構成
を極めて簡略にできるとともに、燃料噴射方向の微調整
が非常に容易である。According to the in-cylinder direct injection type engine of the present invention, the fuel injection direction is changed by rotating the fuel injection valve, so that the configuration can be extremely simplified. Fine adjustment of the fuel injection direction is very easy.
【００２１】請求項３記載の本発明の筒内直接噴射式エ
ンジンは、請求項１記載の筒内直接噴射式エンジンにお
いて、前記噴射方向変更手段は、前記エンジンの回転数
が所定の低回転域にある場合には、前記燃料噴射弁の燃
料噴射方向の前記シリンダの中心軸に直交する平面（以
下、水平面という）内における方向成分が前記着火手段
の方向となるように該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設定
し、前記エンジンの回転数が所定の高回転域にある場合
には、前記燃料噴射弁の燃料噴射方向の水平面内におけ
る方向成分が前記着火手段の方向よりも前記燃焼室内に
生成されるスワール流動の方向に沿う方向となるように
該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設定することを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, in the direct injection type engine according to the first aspect of the present invention, the injection direction changing means includes: When the fuel injection direction of the fuel injection valve is in the plane perpendicular to the central axis of the cylinder (hereinafter, referred to as the horizontal plane), the fuel component of the fuel injection valve is directed to the direction of the ignition means. When the injection direction is set and the engine speed is in a predetermined high rotation range, a direction component in the horizontal plane of the fuel injection direction of the fuel injection valve is generated in the combustion chamber more than the direction of the ignition means. The fuel injection direction of the fuel injection valve is set so as to be along the direction of the swirl flow to be performed.
【００２２】この請求項３記載の本発明の筒内直接噴射
式エンジンは、請求項１記載の筒内直接噴射式エンジン
において、低回転時と高回転時の燃料噴射方向の水平面
内での方向成分を具体的に規定したものであり、エンジ
ンの回転数が低回転域にある場合には燃料を、燃焼室内
に生成される比較的に弱いスワール流の進行方向に対し
てそれを横切るように噴射し、エンジンの回転数が高回
転域にある場合には燃料を、燃焼室内に生成される比較
的に強いスワール流の進行方向に対してそれに沿うよう
に噴射するようにしており、低回転時には混合気の点火
プラグ周りでの滞留を従来よりも長くすることができ、
高回転時には混合気の点火プラグへの到達を従来よりも
早くすることができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided the direct injection type engine according to the first aspect of the present invention, wherein the direction of fuel injection at the time of low rotation and high rotation is in the horizontal plane. The components are specified, and when the engine speed is in a low rotation range, the fuel is caused to cross the direction of the relatively weak swirl flow generated in the combustion chamber. When the engine speed is in the high rotation range, the fuel is injected along the traveling direction of the relatively strong swirl flow generated in the combustion chamber. Sometimes the mixture can stay longer around the spark plug than before.
At the time of high rotation, the mixture can reach the ignition plug earlier than before.
【００２３】請求項４記載の本発明の筒内直接噴射式エ
ンジンは、請求項１記載の筒内直接噴射式エンジンにお
いて、前記噴射方向変更手段は、前記エンジンの回転数
が所定の低回転域にある場合には、前記燃料噴射弁の燃
料噴射方向の前記シリンダの中心軸及び該燃料噴射弁の
燃料噴射点を含む平面（以下、垂直面という）内におけ
る方向成分が該燃料噴射弁の中心軸よりも前記ピストン
側の方向となるように該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設
定し、前記エンジンの回転数が所定の高回転域にある場
合には、前記燃料噴射弁の燃料噴射方向の垂直面内にお
ける方向成分が、前記エンジンの回転数が前記低回転域
にある場合の燃料噴射方向よりも該燃料噴射弁の中心軸
側の方向となるように該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設
定することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the direct injection type engine according to the first aspect of the present invention, the injection direction changing means includes a rotation speed of the engine in a predetermined low rotation range. , The direction component in a plane (hereinafter, referred to as a vertical plane) including the center axis of the cylinder in the fuel injection direction of the fuel injection valve and the fuel injection point of the fuel injection valve is the center of the fuel injection valve. The fuel injection direction of the fuel injection valve is set so as to be in the direction of the piston with respect to the shaft, and when the engine speed is in a predetermined high rotation range, the fuel injection direction of the fuel injection valve is The fuel injection direction of the fuel injection valve is set so that the direction component in the vertical plane is closer to the center axis of the fuel injection valve than the fuel injection direction when the engine speed is in the low rotation range. Features to set To.
【００２４】この請求項４記載の本発明の筒内直接噴射
式エンジンは、請求項１記載の筒内直接噴射式エンジン
において、低回転時と高回転時の燃料噴射方向の垂直面
内での方向成分を具体的に規定したものであり、エンジ
ンの回転数が低回転域にある場合には燃料を、比較的に
ゆっくり上昇するピストンの冠面に対して鋭角的に噴射
し、エンジンの回転数が高回転域にある場合には燃料
を、比較的に素早く上昇するピストンの冠面に対して鈍
角的に噴射するようにしており、低回転時には混合気の
点火プラグ周りでの滞留を従来よりも長くすることがで
き、高回転時には混合気の点火プラグへの到達を従来よ
りも早くすることができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the direct injection type engine according to the first aspect of the present invention, wherein the in-cylinder direct injection type engine according to the first aspect has a fuel injection direction in a plane perpendicular to the fuel injection direction at low rotation and high rotation. Direction component is specified, and when the engine speed is in a low rotation range, fuel is injected at an acute angle to the crown surface of the piston that rises relatively slowly, and the engine rotation speed is increased. When the number is in the high rotation range, fuel is injected at an obtuse angle to the crown surface of the piston that rises relatively quickly, and at low rotations the mixture stays around the spark plug conventionally. Thus, the mixture can reach the spark plug at a high rotation speed more quickly than before.
【００２５】[0025]
【発明の効果】請求項１記載の本発明の筒内直接噴射式
エンジンによると、燃料噴射方向を変更することによ
り、混合気の点火プラグへの到達時間をエンジンの回転
数に応じて調整できるようにしたから、低負荷時に成層
燃焼を行う場合において、エンジンの回転数の高低に拘
わらず、常に最適点火時期に点火を行うことができるよ
うになる。従って、安定した成層希薄燃焼を行うことが
でき、未燃ＨＣやスモークの発生を防止することができ
るようになる。According to the in-cylinder direct injection type engine of the present invention, the arrival time of the air-fuel mixture to the ignition plug can be adjusted according to the engine speed by changing the fuel injection direction. Thus, in the case of performing stratified combustion at a low load, ignition can always be performed at the optimum ignition timing regardless of the rotational speed of the engine. Therefore, stable stratified lean combustion can be performed, and generation of unburned HC and smoke can be prevented.
【００２６】請求項２記載の本発明の筒内直接噴射式エ
ンジンによると、燃料噴射方向の変更のための構成を極
めて簡略にすることができるとともに、燃料噴射方向の
微調整が容易である。従って、例えば、多気筒エンジン
の場合に、各気筒についての燃料噴射弁の燃料噴射方向
を一括的に且つ正確に変更することが可能である。According to the in-cylinder direct injection engine of the present invention, the configuration for changing the fuel injection direction can be extremely simplified, and the fine adjustment of the fuel injection direction is easy. Therefore, for example, in the case of a multi-cylinder engine, it is possible to collectively and accurately change the fuel injection direction of the fuel injection valve for each cylinder.
【００２７】請求項３及び４記載の本発明の筒内直接噴
射式エンジンによると、低回転時と高回転時の燃料噴射
方向を具体的に規定しており、これにより、成層燃焼を
行う場合において、最適点火時期に点火を行うことがで
き、安定した成層希薄燃焼を行うことができ、未燃ＨＣ
やスモークの発生を確実に防止することができる。According to the in-cylinder direct injection engine according to the third and fourth aspects of the present invention, the fuel injection direction at the time of low rotation and at the time of high rotation is specifically defined. At the optimum ignition timing, stable stratified lean combustion can be performed, and unburned HC
And smoke can be reliably prevented from occurring.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２は本発明の実施形態の
筒内直接噴射式ガソリンエンジンの構成を示す図であ
り、図１はエンジン低回転時を、図２はエンジン高回転
時を示している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing the configuration of a direct injection gasoline engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a low engine speed, and FIG. 2 shows a high engine speed.
【００２９】同図において、１１はシリンダブロックで
あり、シリンダブロック１１内にはピストン１２が摺動
自在に嵌挿されている。シリンダブロック１１の上部に
はシリンダヘッド１３が取り付けられており、シリンダ
ブロック１１の内壁、ピストン１２の冠面、およびシリ
ンダヘッド１３の下面により、燃焼室が画成される。In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a cylinder block, in which a piston 12 is slidably fitted. A cylinder head 13 is attached to an upper portion of the cylinder block 11, and a combustion chamber is defined by an inner wall of the cylinder block 11, a crown surface of the piston 12, and a lower surface of the cylinder head 13.
【００３０】シリンダヘッド１３には、その概略中央部
に点火プラグ（着火手段）１４が取り付けられている。
シリンダヘッド１３の点火プラグ１４の外側の位置に
は、それぞれ吸気弁（図示せず）により吸気ポート１６
ａ、１６ｂにて燃焼室に選択的に連通される一対の吸気
流路１７ａ、１７ｂが配置されているとともに、排気弁
により燃焼室に選択的に連通される同じく一対の排気流
路（図示せず）が配置されている。吸気流路１７ａ、１
７ｂのそれぞれの吸気ポート１６ａ、１６ｂは燃焼室内
に直線的に吸気が流入する通常の形状のストレートポー
トとなっている。An ignition plug (ignition means) 14 is attached to the cylinder head 13 at a substantially central portion thereof.
At positions outside the spark plug 14 of the cylinder head 13, intake ports 16 are provided by intake valves (not shown).
a and 16b, a pair of intake passages 17a and 17b selectively communicating with the combustion chamber are arranged, and a pair of exhaust passages (not shown) selectively communicating with the combustion chamber by exhaust valves. Zu) are arranged. Intake channel 17a, 1
Each intake port 16a, 16b of 7b is a straight port of a normal shape through which intake air flows straight into the combustion chamber.
【００３１】シリンダヘッド１３の吸気流路１７ａ、１
７ｂが配置された位置のさらに外側で、一対の吸気流路
１７ａ、１７ｂの間の部分には、燃焼室内に燃料を直接
的に噴射する燃料噴射弁１８が取り付けられている。ピ
ストン１２の冠面の吸気ポート１６ａ、１６ｂ側の一部
には凹部１２ａが形成されている。The intake channels 17a, 1
A fuel injection valve 18 for directly injecting fuel into the combustion chamber is attached to a portion between the pair of intake passages 17a and 17b further outside the position where 7b is arranged. A recess 12a is formed in a part of the crown surface of the piston 12 on the side of the intake ports 16a and 16b.
【００３２】吸気流路１７ａ、１７ｂには左右非対称の
吸気制御用の開閉弁１９が設けられており、この開閉弁
１９はエンジンの負荷状態に応じて吸気流路１７ａ、１
７ｂを開閉する。The intake passages 17a and 17b are provided with a left-right asymmetrical intake control opening / closing valve 19, and the opening / closing valve 19 is arranged in accordance with the load state of the engine.
Open and close 7b.
【００３３】このエンジンにおいては、エンジン低負荷
時には成層燃焼が行われるが、図１（ｂ）又は図２
（ｂ）に示されているように、開閉弁１９は吸気流路１
７ｂ側が閉じた状態となるように設定される。この状態
では、図３に示されているように、吸気流路１７ｂ側が
閉塞されることにより、吸入空気の大部分は吸気ポート
１６ａ側から燃焼室内に流入される。これにより、燃焼
室内に図１（ｂ）又は図２（ｂ）で反時計方向に旋回流
が生じ、吸気行程の終了後ピストン１２が上昇するにつ
れて燃焼室内にスワール流Ｓが生成される。低負荷時に
おいては、燃料噴射は圧縮行程にて行われる。In this engine, stratified combustion is performed when the engine is under low load.
As shown in (b), the on-off valve 19 is connected to the intake passage 1.
The setting is made so that the 7b side is closed. In this state, as shown in FIG. 3, most of the intake air flows into the combustion chamber from the intake port 16a by closing the intake passage 17b side. Thus, a swirling flow is generated in the combustion chamber in the counterclockwise direction in FIG. 1B or FIG. 2B, and a swirl flow S is generated in the combustion chamber as the piston 12 rises after the end of the intake stroke. When the load is low, the fuel injection is performed in the compression stroke.
【００３４】燃料噴射弁１８の燃料噴射口は、燃料噴射
弁１８の中心軸Ｔに対して所定の角度だけ傾斜した方向
に燃料を噴射するように形成されている。燃料噴射弁１
８はその中心軸Ｔがピストン１２の冠面の凹部１２ａを
指向した状態でシリンダヘッド１３に回転可能に取り付
けられている。The fuel injection port of the fuel injection valve 18 is formed so as to inject fuel in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the center axis T of the fuel injection valve 18. Fuel injection valve 1
Numeral 8 is rotatably attached to the cylinder head 13 with its central axis T pointing toward the recess 12a in the crown of the piston 12.
【００３５】燃料噴射弁１８は、図４に示されているよ
うに、その後端部から燃料が供給され、シリンダヘッド
１３にメカニカルシール２０を介して取り付けられてい
る。メカニカルシール２０は、バネ２１、回転接触管２
２、オーリング２３、シール部材２４等から構成され、
燃料供給部において燃料及び筒内圧を密閉する。即ち、
回転接触管２２に燃圧とバネ２１の付勢力が加わること
により燃料と筒内圧のシールを行う。なお、２５はシー
ル面である。As shown in FIG. 4, fuel is supplied from the rear end of the fuel injection valve 18, and the fuel injection valve 18 is attached to the cylinder head 13 via a mechanical seal 20. The mechanical seal 20 includes a spring 21 and a rotating contact tube 2.
2. It is composed of an O-ring 23, a sealing member 24, etc.
The fuel and the in-cylinder pressure are sealed in the fuel supply section. That is,
The fuel and the in-cylinder pressure are sealed by applying the fuel pressure and the urging force of the spring 21 to the rotary contact tube 22. In addition, 25 is a sealing surface.
【００３６】また、図１及び図２に示されているよう
に、燃料噴射弁１８の後端部には、歯車（ピニオン）２
６が燃料噴射弁１８の中心軸を中心として燃料噴射弁１
８と一体的に回転するように取り付けられており、歯車
２６に噛合するラック２７をスライドさせることによ
り、燃料噴射弁１８を回転し、燃料噴射方向を変更する
ようになっている。図５には、四気筒のエンジンの場合
が示されている。この場合には、それぞれの気筒２８に
ついての燃料噴射弁１８のそれぞれの歯車２６に単一の
ラック２７を噛合させて、各燃料噴射弁１８の燃料噴射
方向を一括的に変更するようにしている。As shown in FIGS. 1 and 2, a gear (pinion) 2 is provided at the rear end of the fuel injection valve 18.
6 is the fuel injection valve 1 with the center axis of the fuel injection valve 18 as the center.
The fuel injection valve 18 is mounted so as to rotate integrally with the gear 8, and the fuel injection valve 18 is rotated by sliding a rack 27 meshing with the gear 26 to change the fuel injection direction. FIG. 5 shows a case of a four-cylinder engine. In this case, a single rack 27 is meshed with each gear 26 of the fuel injection valve 18 for each cylinder 28 to change the fuel injection direction of each fuel injection valve 18 collectively. .
【００３７】ラック２７のスライド時期及びスライド量
は、図示しない制御手段により、エンジンの負荷及び回
転数に応じて制御される。この制御手段は、低負荷時に
おいて、エンジンの回転数が所定の低回転域（例えば、
図１０に示した回転数領域Ａ）にある場合には、図１
（ａ）及び（ｂ）に示されているように燃料噴射弁１８
の燃料噴射方向Ｄを設定する。即ち、燃料噴射弁１８の
燃料噴射方向のシリンダの中心軸に直交する平面（水平
面）内における方向成分が点火プラグ１４の方向とな
り、且つ、燃料噴射弁１８の燃料噴射方向のシリンダの
中心軸及び該燃料噴射弁１８の燃料噴射点を含む平面
（垂直面）内における方向成分が燃料噴射弁１８の中心
軸Ｔよりも角度θ１だけピストン１２側の方向となるよ
うに燃料噴射弁１８の燃料噴射方向を設定する。The slide timing and the slide amount of the rack 27 are controlled by control means (not shown) according to the load and the number of revolutions of the engine. When the engine is running at a low load, the engine speed can be adjusted to a predetermined low speed range (for example,
In the case of the rotation speed range A) shown in FIG.
(A) and (b) as shown in FIG.
Is set. That is, a direction component in a plane (horizontal plane) orthogonal to the center axis of the cylinder in the fuel injection direction of the fuel injection valve 18 becomes the direction of the spark plug 14, and the center axis of the cylinder in the fuel injection direction of the fuel injection valve 18 and The fuel injection of the fuel injection valve 18 is performed so that the direction component in a plane (vertical plane) including the fuel injection point of the fuel injection valve 18 is a direction toward the piston 12 by an angle θ1 from the center axis T of the fuel injection valve 18. Set the direction.
【００３８】一方、制御手段は、低負荷時において、エ
ンジンの回転数が所定の高回転域（例えば、図１０に示
した回転数領域Ｃ）にある場合には、図２（ａ）及び
（ｂ）に示されているように燃料噴射弁１８の燃料噴射
方向Ｄを設定する。即ち、燃料噴射弁１８の燃料噴射方
向の水平面内における方向成分が点火プラグ１４の方向
よりも燃焼室内に生成されるスワール流Ｓの方向に沿う
方向（点火プラグ１４の方向に対して角度θ２だけスワ
ール流Ｓの下流側の方向）となり、且つ、燃料噴射弁１
８の燃料噴射方向の垂直面内における方向成分がエンジ
ンの回転数が低回転域にある場合の燃料噴射方向よりも
燃料噴射弁１８の中心軸Ｔ側の方向（図２（ａ）では燃
料噴射弁１８の中心軸Ｔと一致する方向としている）と
なるように燃料噴射弁１８の燃料噴射方向を設定する。On the other hand, when the engine speed is in a predetermined high speed range (for example, the speed range C shown in FIG. 10) at a low load, the control means performs the control shown in FIGS. The fuel injection direction D of the fuel injection valve 18 is set as shown in b). That is, the direction component of the fuel injection direction of the fuel injection valve 18 in the horizontal plane is more in the direction of the swirl flow S generated in the combustion chamber than in the direction of the ignition plug 14 (only by the angle θ2 with respect to the direction of the ignition plug 14). Downstream of the swirl flow S) and the fuel injection valve 1
8 in a direction perpendicular to the fuel injection direction, the direction of the fuel injection valve 18 closer to the central axis T than the fuel injection direction when the engine speed is in the low rotation range (in FIG. The fuel injection direction of the fuel injection valve 18 is set so that the direction coincides with the central axis T of the valve 18).
【００３９】制御手段により上述のように燃料噴射方向
を制御した場合の燃料噴霧（混合気）の燃料室内におけ
る挙動が、図６及び図７に示されている。図６は低回転
時の挙動を、図７は高回転時の挙動を示している。The behavior of the fuel spray (air-fuel mixture) in the fuel chamber when the control means controls the fuel injection direction as described above is shown in FIG. 6 and FIG. FIG. 6 shows the behavior at the time of low rotation, and FIG. 7 shows the behavior at the time of high rotation.
【００４０】低負荷時において、エンジンの回転数が低
い場合には、図６（ａ）に示されているように、燃料は
点火プラグ１４側で且つ中心軸Ｔよりも下向きに噴射さ
れる。即ち、燃焼室内に生成される比較的に弱いスワー
ル流Ｓの進行方向に対してそれを横切るように、且つ、
比較的にゆっくり上昇するピストン１２の冠面（凹部１
２ａの底面）に対して鋭角的に噴射する。At low load, when the engine speed is low, fuel is injected toward the spark plug 14 and below the central axis T, as shown in FIG. That is, the swirl flow S generated in the combustion chamber crosses the traveling direction of the relatively weak swirl flow S, and
The crown surface of the piston 12 rising relatively slowly (recess 1
2a).
【００４１】低回転時はスワール流Ｓの強度が弱いた
め、燃料噴射弁１８から噴射された燃料噴霧Ｆはほぼ直
進し、図６（ｂ）に示されているように、点火プラグ１
４へ直接向かうことはなく、ピストン１２の凹部１２ａ
に確実に集められ、凹部１２ａの内部で気化しながら、
図６（ｃ）に示されているように、点火プラグ１４へと
向かい、次いで、図６（ｄ）に示されているように、点
火プラグ１４の周囲に達する。At the time of low rotation, the intensity of the swirl flow S is weak, so that the fuel spray F injected from the fuel injection valve 18 proceeds substantially straight, and as shown in FIG.
4 without going directly to the recess 12a of the piston 12.
While being vaporized inside the recess 12a,
As shown in FIG. 6 (c), it goes to the spark plug 14 and then reaches around the spark plug 14 as shown in FIG. 6 (d).
【００４２】点火プラグ１４に達した混合気はスワール
流Ｓが弱いため、図８（ａ）に示されているように、点
火プラグ１４の付近に滞留する時間が長く、点火時期の
自由度が大きく、最適点火時期に点火することができる
ようになる。なお、図８（ａ）において、横軸は時間の
経過を示し、縦軸は点火プラグ周りにおける空燃費を示
しており、従来技術の対応する場合を示す図１３（ａ）
と比較して明らかなように、混合気が点火プラグの周囲
に存在する時間が長くなっている。従って、未燃ＨＣ、
スモークの増大を招くことなく、安定した燃焼を行うこ
とができる。Since the air-fuel mixture that has reached the spark plug 14 has a weak swirl flow S, the mixture stays near the spark plug 14 for a long time as shown in FIG. It is possible to ignite at a large, optimal ignition timing. In FIG. 8A, the horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates the air-fuel efficiency around the ignition plug, and FIG. 13A shows a case corresponding to the related art.
As is clear from the comparison, the time during which the air-fuel mixture is present around the spark plug is longer. Therefore, unburned HC,
Stable combustion can be performed without increasing smoke.
【００４３】低負荷時において、エンジンの回転数が高
い場合には、図７（ａ）に示されているように、燃料は
スワール流Ｓに沿う方向で且つ低回転時よりも上向きに
噴射される。即ち、燃焼室内に生成される比較的に強い
スワール流Ｓの進行方向に対してそれに沿うように、且
つ、比較的に素早く上昇するピストン１２の冠面（凹部
１２ａの底面）に対して鈍角的に噴射する。At a low load, when the engine speed is high, as shown in FIG. 7A, the fuel is injected in a direction along the swirl flow S and more upwardly than at a low speed. You. That is, an obtuse angle is formed along the traveling direction of the relatively strong swirl flow S generated in the combustion chamber and with respect to the crown surface of the piston 12 (the bottom surface of the concave portion 12a) which rises relatively quickly. Spray.
【００４４】高回転時は低回転時よりもスワール流Ｓの
強度が強いため、スワール流Ｓに沿う方向に噴射された
燃料噴霧Ｆはスワール流Ｓに乗って進行し、図７（ｂ）
に示されているように、ピストン１２の凹部１２ａの側
壁に沿って進行し、点火プラグ１４へと向かう。Since the intensity of the swirl flow S is higher at the time of high rotation than at the time of low rotation, the fuel spray F injected in the direction along the swirl flow S advances on the swirl flow S, and FIG.
As shown in (1), the vehicle travels along the side wall of the concave portion 12a of the piston 12 and travels toward the spark plug 14.
【００４５】即ち、図７（ｃ）に示されているように、
エンジンの回転数の高回転化に伴うピストン１２の上昇
速度の上昇に伴って強くなったスワール流Ｓに乗って混
合気が素早く点火プラグ１４の周囲に到達し、図８
（ｂ）に示されているように、最適なタイミングで点火
プラグ１４の周囲に適度な混合気濃度分布を配すること
ができる。That is, as shown in FIG.
The air-fuel mixture quickly reaches the periphery of the spark plug 14 on the swirl flow S that has become stronger as the rising speed of the piston 12 rises as the engine speed increases.
As shown in (b), an appropriate mixture concentration distribution can be arranged around the ignition plug 14 at an optimal timing.
【００４６】なお、図８（ｂ）において、横軸は時間の
経過を示し、縦軸は点火プラグ周りにおける空燃費を示
しており、従来技術の対応する場合を示す図１３（ｃ）
と比較して明らかなように、混合気が点火プラグの周囲
に到達する時間が早くなっている。従って、未燃ＨＣ、
スモークの増大を招くことなく、安定した燃焼を行うこ
とができる。In FIG. 8B, the horizontal axis represents the passage of time, and the vertical axis represents the air-fuel efficiency around the spark plug, and FIG. 13C shows a case corresponding to the prior art.
As is apparent from comparison with the above, the time for the air-fuel mixture to reach around the spark plug is earlier. Therefore, unburned HC,
Stable combustion can be performed without increasing smoke.
【００４７】上述した実施形態によると、燃料噴射方向
をエンジンの回転数に応じて変更するようにしたから、
低負荷時に圧縮行程において燃料を噴射して、成層燃焼
を行う場合に、エンジンの回転の高低に拘わらず、安定
した燃焼を行うことができる。According to the above-described embodiment, the fuel injection direction is changed according to the engine speed.
When stratified combustion is performed by injecting fuel in the compression stroke at low load, stable combustion can be performed regardless of the level of engine rotation.
【００４８】また、燃料噴射弁１８を回転することによ
り燃料噴射方向を立体的に変更するようにしたから、燃
料噴射方向の変更が簡略な構成で実現できるとともに、
燃料噴射方向の変更の微調整が容易である。さらに、多
気筒エンジンの各気筒についての燃料噴射弁１８を単一
のラック２７のスライドにより一括的に行うようにした
から、各気筒間での燃料噴射方向の整合も容易であると
ともに、構成も簡略である。Further, since the fuel injection direction is three-dimensionally changed by rotating the fuel injection valve 18, the change of the fuel injection direction can be realized with a simple configuration.
Fine adjustment of the change of the fuel injection direction is easy. Further, since the fuel injection valves 18 for each cylinder of the multi-cylinder engine are collectively performed by sliding the single rack 27, the alignment of the fuel injection direction between the cylinders is easy, and the configuration is also easy. It is simple.
【００４９】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。従って、
上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore,
Each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の実施形態の低回転時の構成を示す図で
あり、（ａ）は横方向から見た断面図、（ｂ）は上方向
から見た断面図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a configuration at the time of low rotation of an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view as viewed from a lateral direction, and FIG.
【図２】本発明の実施形態の高回転時の構成を示す図で
あり、（ａ）は横方向から見た断面図、（ｂ）は上方向
から見た断面図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a configuration at the time of high rotation of the embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view as viewed from a lateral direction, and FIG.
【図３】本発明の実施形態の低負荷時の吸気の様子を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state of intake air at a low load according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施形態の燃料噴射弁の構成を示す断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施形態の多気筒エンジンの場合の燃
料噴射弁の回転の機構を示す図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図であるFIGS. 5A and 5B are diagrams showing a rotation mechanism of a fuel injection valve in the case of the multi-cylinder engine according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG.
【図６】本発明の実施形態の低回転時における燃料噴霧
（混合気）の燃焼室内での挙動を示すエンジンの断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the engine showing a behavior of a fuel spray (air-fuel mixture) in a combustion chamber at a low rotation speed according to the embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施形態の高回転時における燃料噴霧
（混合気）の燃焼室内での挙動を示すエンジンの断面図
である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an engine showing a behavior of a fuel spray (air-fuel mixture) in a combustion chamber at the time of high rotation according to the embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施形態の燃料噴霧（混合気）の燃焼
室内での挙動を模式的に示す図であり、（ａ）は低回転
時を、（ｂ）は高回転時を示している。FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically showing the behavior of the fuel spray (air-fuel mixture) in the combustion chamber according to the embodiment of the present invention, where FIG. 8A shows a low rotation speed and FIG. 8B shows a high rotation speed. I have.
【図９】従来技術の構成を示す図であり、（ａ）は横方
向から見た断面図、（ｂ）は上方向から見た断面図であ
る。9A and 9B are diagrams showing a configuration of a conventional technique, in which FIG. 9A is a cross-sectional view as viewed from a lateral direction, and FIG. 9B is a cross-sectional view as viewed from above.
【図１０】エンジンの回転数とトルク（負荷）との関係
における均質燃焼領域及び成層燃焼領域を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing a homogeneous combustion region and a stratified combustion region in the relationship between the engine speed and torque (load).
【図１１】従来技術の低回転時における燃料噴霧（混合
気）の燃焼室内での挙動を示すエンジンの断面図であ
る。FIG. 11 is a cross-sectional view of an engine showing a behavior of a fuel spray (air-fuel mixture) in a combustion chamber at the time of low rotation according to the related art.
【図１２】従来技術の高回転時における燃料噴霧（混合
気）の燃焼室内での挙動を示すエンジンの断面図であ
る。FIG. 12 is a cross-sectional view of an engine showing a behavior of a fuel spray (air-fuel mixture) in a combustion chamber at the time of high rotation according to the related art.
【図１３】従来技術の燃料噴霧（混合気）の燃焼室内で
の挙動を模式的に示す図であり、（ａ）は低回転時を、
（ｂ）は中回転時を、（ｃ）は高回転時を示している。FIG. 13 is a diagram schematically showing the behavior of a conventional fuel spray (air-fuel mixture) in a combustion chamber.
(B) shows the case of medium rotation, and (c) shows the case of high rotation.
１１…シリンダブロック １２…ピストン １２ａ…凹部 １３…シリンダヘッド １４…点火プラグ １６ａ、１６ｂ…吸気ポート １７ａ、１７ｂ…吸気流路 １８…燃料噴射弁 １９…開閉弁 ２６…歯車（ピニオン） ２７…ラック Ｄ…燃料噴射方向 Ｆ…燃料噴霧 Ｓ…スワール流 Ｔ…燃料噴射弁の中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cylinder block 12 ... Piston 12a ... Recess 13 ... Cylinder head 14 ... Ignition plug 16a, 16b ... Intake port 17a, 17b ... Intake flow path 18 ... Fuel injection valve 19 ... Open / close valve 26 ... Gear (pinion) 27 ... Rack D ... Fuel injection direction F ... Fuel spray S ... Swirl flow T ... Center axis of fuel injection valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 23/10 Ｆ０２Ｂ 23/10 Ｍ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ａ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02B 23/10 F02B 23/10 M F02D 41/02 325 F02D 41/02 325A
Claims (4)
着火手段が取り付けられたシリンダヘッドとの間に画成
される燃焼室内に燃料噴射弁により燃料を直接噴射する
ようにした筒内直接噴射式エンジンにおいて、 前記エンジンの回転数に応じて、前記燃料噴射弁の燃料
噴射方向を変更する噴射方向変更手段を備えたことを特
徴とする筒内直接噴射式エンジン。1. An in-cylinder in which fuel is directly injected by a fuel injection valve into a combustion chamber defined between a crown surface of a piston inserted into a cylinder and a cylinder head to which an ignition means is attached. An in-cylinder direct injection engine comprising: a direct injection engine; and an injection direction changing unit that changes a fuel injection direction of the fuel injection valve according to a rotation speed of the engine.
対して傾斜した方向に燃料を噴射し、前記噴射方向変更
手段は該燃料噴射弁を、該燃料噴射弁の中心軸を中心と
して回転することにより燃料噴射方向を変更するように
したことを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式エ
ンジン。2. The fuel injection valve injects fuel in a direction inclined with respect to the center axis of the fuel injection valve, and the injection direction changing means sets the fuel injection valve at a center about the center axis of the fuel injection valve. The direct injection engine according to claim 1, wherein the fuel injection direction is changed by rotating the engine.
回転数が所定の低回転域にある場合には、前記燃料噴射
弁の燃料噴射方向の前記シリンダの中心軸に直交する平
面内における方向成分が前記着火手段の方向となるよう
に該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設定し、前記エンジン
の回転数が所定の高回転域にある場合には、前記燃料噴
射弁の燃料噴射方向の前記シリンダの中心軸に直交する
平面内における方向成分が前記着火手段の方向よりも前
記燃焼室内に生成されるスワール流動の方向に沿う方向
となるように該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設定するこ
とを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式エンジ
ン。3. The injection direction changing means, when the rotation speed of the engine is in a predetermined low rotation range, a direction in a plane orthogonal to a center axis of the cylinder in a fuel injection direction of the fuel injection valve. The fuel injection direction of the fuel injection valve is set so that the component is in the direction of the ignition means, and when the engine speed is in a predetermined high rotation range, the fuel injection direction of the fuel injection valve is The fuel injection direction of the fuel injection valve is set so that a direction component in a plane orthogonal to the center axis of the cylinder is more in a direction along a direction of swirl flow generated in the combustion chamber than in a direction of the ignition means. The direct injection type engine according to claim 1, wherein:
回転数が所定の低回転域にある場合には、前記燃料噴射
弁の燃料噴射方向の前記シリンダの中心軸及び該燃料噴
射弁の燃料噴射点を含む平面内における方向成分が該燃
料噴射弁の中心軸よりも前記ピストン側の方向となるよ
うに該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設定し、前記エンジ
ンの回転数が所定の高回転域にある場合には、前記燃料
噴射弁の燃料噴射方向の前記シリンダの中心軸及び該燃
料噴射弁の燃料噴射点を含む平面内における方向成分が
前記エンジンの回転数が前記低回転域にある場合の燃料
噴射方向よりも該燃料噴射弁の中心軸側の方向となるよ
うに該燃料噴射弁の燃料噴射方向を設定することを特徴
とする請求項１記載の筒内直接噴射式エンジン。4. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the injection direction changing means is configured to control the center axis of the cylinder in the fuel injection direction of the fuel injection valve and the fuel of the fuel injection valve when the engine speed is in a predetermined low rotation range. The fuel injection direction of the fuel injection valve is set so that the direction component in the plane including the injection point is closer to the piston than the center axis of the fuel injection valve, and the engine speed is a predetermined high speed. When the engine speed is in the range, the direction component in a plane including the center axis of the cylinder in the fuel injection direction of the fuel injection valve and the fuel injection point of the fuel injection valve is such that the engine speed is in the low rotation speed range. 2. An in-cylinder direct injection engine according to claim 1, wherein the fuel injection direction of the fuel injection valve is set so as to be in a direction closer to the central axis of the fuel injection valve than the fuel injection direction in the case.
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|---|---|---|---|
| JP16650297A JP3601259B2 (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | In-cylinder direct injection engine |
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| JP16650297A JP3601259B2 (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | In-cylinder direct injection engine |
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| JPH10339244A true JPH10339244A (en) | 1998-12-22 |
| JP3601259B2 JP3601259B2 (en) | 2004-12-15 |
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ID=15832557
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16650297A Expired - Lifetime JP3601259B2 (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | In-cylinder direct injection engine |
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| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1008734A1 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-14 | Mazda Motor Corporation | Direct injection spark ignition engine |
| KR100405786B1 (en) * | 2000-12-15 | 2003-11-15 | 현대자동차주식회사 | Variable tumble flow type fuel-air injection device |
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-
1997
- 1997-06-09 JP JP16650297A patent/JP3601259B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1008734A1 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-14 | Mazda Motor Corporation | Direct injection spark ignition engine |
| KR100405786B1 (en) * | 2000-12-15 | 2003-11-15 | 현대자동차주식회사 | Variable tumble flow type fuel-air injection device |
| JP2010112233A (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device |
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| Publication number | Publication date |
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