JPH11200867A - Cylinder fuel injection engine - Google Patents

Cylinder fuel injection engine

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JPH11200867A
JPH11200867A JP10002563A JP256398A JPH11200867A JP H11200867 A JPH11200867 A JP H11200867A JP 10002563 A JP10002563 A JP 10002563A JP 256398 A JP256398 A JP 256398A JP H11200867 A JPH11200867 A JP H11200867A
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cavity
cylinder
fuel
injection
piston
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Keiji Saneyoshi
敬二 実吉
Toshio Yamaji
敏雄 山地
Koji Morikawa
弘二 森川
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Fuji Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • 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
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion chamber structure for a cylinder fuel injection engine of simple constitution which can ensure good stratified combustion y utilizing reflection of fuel in a piston upper surface. SOLUTION: This cylinder fuel injection engine 10 has a cylinder head 14 having a vent roof type combustion chamber and a piston 18 formed with an upper surface as a plane of basic shape. In this cylinder head 14, an injection means 34 injecting fuel in a cylinder axial direction toward the piston 18 and a spark plug 30 protruded diagonally relating to a cylinder axial center direction from an intake means side are provided. An upper surface part has a cavity 36 hollowly provided to be opened in almost true circular shape, and a slope tilted so as to be opposed to a side of the spark plug 30 is formed in the cavity 36.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料をシリンダ内
に直接噴射する筒内噴射式エンジンの燃焼室に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion chamber of a direct injection type engine for directly injecting fuel into a cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エンジンの燃費を向上させる
手法として、理論熱効率の向上、ポンピングロスの低
減、フリクションの低減などが提唱されている。そのう
ち理論熱効率の向上やポンピングロスの低減を図るため
に、燃焼室内の圧縮比または膨張比を上昇させる方法の
他に、希薄燃焼制御や高EGR(exhaust gas recircul
ation )燃焼制御等を行う方法がある。これら希薄燃焼
制御や高EGR制御においては、シリンダ内にタンブ
ル、スワール、スキッシュなどのガス流動を発生させ
て、燃焼室における混合気の燃焼性の向上を図ってい
る。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a technique for improving the fuel efficiency of an engine, improvement of theoretical thermal efficiency, reduction of pumping loss, reduction of friction, and the like have been proposed. In order to improve the theoretical thermal efficiency and reduce the pumping loss, in addition to the method of increasing the compression ratio or expansion ratio in the combustion chamber, lean combustion control and high EGR (exhaust gas recircul
ation) There is a method of performing combustion control or the like. In the lean burn control and the high EGR control, a gas flow such as a tumble, a swirl, and a squish is generated in the cylinder to improve the combustibility of the air-fuel mixture in the combustion chamber.

【0003】そして、このようなエンジンは、吸気行程
において燃焼室内に均一な混合気を形成することを基本
としていたが、一方では燃料の噴射方向や噴射時期を調
整することにより燃焼室内における混合気の空燃比を局
所的に変えることも意図的に行われていた。
[0003] Such an engine is basically based on forming a uniform mixture in the combustion chamber during the intake stroke. On the other hand, the mixture in the combustion chamber is adjusted by adjusting the fuel injection direction and the injection timing. It was also intentionally performed to locally change the air-fuel ratio of the fuel cell.

【0004】すなわち、燃焼室内において局所的に空燃
比をリッチとし、あるいは局所的な部分にだけ混合気を
形成する等により、燃焼室内全体ではトータルとしてリ
ーンな空燃比で燃焼させる成層燃焼方式などが提案され
ていた。
[0004] That is, a stratified combustion system in which combustion is performed at a lean air-fuel ratio as a whole in the entire combustion chamber by making the air-fuel ratio locally rich in the combustion chamber, or forming an air-fuel mixture only in a local portion, or the like. Had been proposed.

【0005】しかしながら、従来の成層燃焼方式では、
このような燃焼室内における局所的な混合気の形成は十
分なものではなく、混合気形成の自由度の大幅な向上が
望まれていた。そこで、その対策としてシリンダ内に燃
料を直接噴射する種々の筒内噴射式エンジンが提案され
ている。
However, in the conventional stratified combustion system,
Such local formation of an air-fuel mixture in the combustion chamber is not sufficient, and it has been desired to greatly improve the degree of freedom of the air-fuel mixture formation. Therefore, various in-cylinder injection engines that directly inject fuel into the cylinder have been proposed as a countermeasure.

【0006】例えば、特開平5−1544号公報には、
吸気バルブ周りの一部に吸気ポートを通過する吸入空気
の流れを方向付けるマスク壁を設け、シリンダ内におい
て強制的に逆タンブル流を発生させ、圧縮行程時に吸気
ポートの下側に設けられた噴射手段(インジェクタ)か
らシリンダ軸方向に対して斜めに噴射される燃料を逆タ
ンブル流に乗せ、混合気を燃焼室頭頂部に設けられた点
火プラグの方向に導くようにした構成例が示されてい
る。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-1544 discloses that
A mask wall that directs the flow of intake air passing through the intake port is provided in a part around the intake valve, forcibly generating a reverse tumble flow in the cylinder, and the injection provided below the intake port during the compression stroke. A configuration example is shown in which fuel injected obliquely from the means (injector) with respect to the cylinder axis direction is placed on a reverse tumble flow, and the air-fuel mixture is guided toward a spark plug provided at the top of the combustion chamber. I have.

【0007】また、特開平6−146886号公報に
は、噴射手段を、上記特開平5−1544号公報の技術
と同様に吸気ポートの下側位置に取り付け、吸気ポート
の断面形状をその一方側半分が拡幅された構成としてい
る。そして、吸気流中心を偏心させて逆タンブル流の生
成を促進し、燃料をシリンダ軸方向に対して斜めに噴射
して逆タンブル流に乗せ、混合気を燃焼室頭頂部に設け
られた点火プラグの方向に導くようにした構成例が示さ
れている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 146886/1994, an injection means is mounted at a lower position of an intake port in the same manner as in the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-1544, and the sectional shape of the intake port is changed to one side. A half is widened. Then, the center of the intake air flow is eccentric to promote the generation of the reverse tumble flow, the fuel is injected obliquely to the cylinder axis direction, and the fuel is placed on the reverse tumble flow, and the air-fuel mixture is provided at the top of the combustion chamber at the spark plug. Is shown in the figure.

【0008】更に、特開平6−42352号公報では、
噴射手段を燃焼室の頭頂部中心位置にてシリンダ軸方向
に向けて取り付け、点火プラグを2つの吸気ポートの間
から燃焼室内に突出させて着火を行うようにした構成例
が示されている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-42352,
An example is shown in which the injection means is mounted in the cylinder axial direction at the center of the top of the combustion chamber and an ignition plug is projected from between two intake ports into the combustion chamber to perform ignition.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平5一1544号公報に開示された筒内噴射式内燃機
関では、マスク壁により強制的に逆タンブル流を発生さ
せる吸気ポートを採用しているので、高速高負荷領域に
おいて吸入抵抗が過大となるおそれがある。これによ
り、吸入空気量の不十分状態が生じ、出力性能に影響が
出るおそれがある。
However, the in-cylinder injection type internal combustion engine disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-1544 employs an intake port for forcibly generating a reverse tumble flow by a mask wall. Therefore, the suction resistance may be excessive in a high-speed and high-load region. As a result, an insufficient intake air amount occurs, which may affect the output performance.

【0010】次に、特間平6−146886号公報に開
示された技術では、上述のように吸気ポートの断面形状
の調整による逆タンブル流の生成を行い、ピストン上面
の湾曲部によりこの逆タンブル流の生成を促進するよう
にしている。しかし、湾曲部内のみが燃焼室空間を形成
する構成をとっているので圧縮比が過剰に高くなるおそ
れがある。これにより、通常の実用エンジンで用いられ
る燃料、いわゆるレギュラーガソリンに適合する圧縮比
を設定するのが困難である。
[0010] Next, in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-146886, a reverse tumble flow is generated by adjusting the cross-sectional shape of the intake port as described above, and the reverse tumble flow is generated by the curved portion on the upper surface of the piston. It promotes the generation of flow. However, since only the inside of the curved portion forms the combustion chamber space, the compression ratio may be excessively high. As a result, it is difficult to set a compression ratio suitable for a fuel used in a normal practical engine, so-called regular gasoline.

【0011】また、燃料噴射弁の噴射口と点火プラグの
電極との間に距離があるために、電極付近の局所空燃比
を詳細に制御することが難しく、燃焼の安定性や着火性
が低い。
Further, since there is a distance between the injection port of the fuel injection valve and the electrode of the ignition plug, it is difficult to control the local air-fuel ratio in the vicinity of the electrode in detail, and the combustion stability and ignitability are low. .

【0012】更に、上述の2つの公報には、噴射手段が
シリンダ軸方向に対して斜めに燃料噴射を行う旨の技術
が開示されている。しかし、燃料を斜め方向に噴射した
場合、燃料がシリンダ内周壁面上の潤滑油を洗い流すこ
とにより、潤滑性が低下し、シリンダ内周面の偏摩耗や
これに起因した圧縮漏れ等の機能障害が発生するという
不具合を有する。
Further, the above two publications disclose a technique in which the injection means injects fuel obliquely to the cylinder axis direction. However, when the fuel is injected in an oblique direction, the fuel will wash away the lubricating oil on the inner peripheral wall of the cylinder, resulting in reduced lubricity, uneven wear of the inner peripheral surface of the cylinder and resulting functional failure such as compression leakage. Has the disadvantage of generating

【0013】次に、特開平6−42352号公報の内燃
機関の燃焼室構造では、点火プラグは燃焼室頭頂部のほ
ぼ中央で真下に向けて設置され、この点火プラグの着火
部分は、噴射手段の噴射領域内に配置されている。しか
し、この従来例は、ピストンの上面に当って反射した燃
料に対して点火するよりも、噴射した燃料の後端側に着
火し、着火後の濃混合気が燃焼室中央に向かい、燃焼室
中央位置にて燃焼を行うようにすることを主眼としてい
る。
Next, in the combustion chamber structure of the internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-42352, the spark plug is installed at substantially the center of the top of the combustion chamber and directly downward, and the ignition portion of the spark plug Are arranged in the injection region. However, in this conventional example, rather than igniting the fuel reflected on the upper surface of the piston, the rear end side of the injected fuel is ignited, and the rich mixture after ignition is directed to the center of the combustion chamber, and The main purpose is to perform combustion at the center position.

【0014】しかし、この方法では、低噴射量領域にお
いては良好な成層燃焼を得ることができるが、噴射量が
増大していく場合には、スモークの発生を抑制すること
が困難となる。
However, in this method, good stratified combustion can be obtained in the low injection amount region, but it becomes difficult to suppress the generation of smoke when the injection amount increases.

【0015】本発明は、上記種々の従来技術における課
題を解決するためになされたものであり、その目的はエ
ンジンの種々の動作状態においてピストン上面での燃料
の反射を利用して、常に良好な成層燃焼を確保すること
のできる簡単な構成の筒内噴射式エンジンを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems in the above-mentioned various prior arts, and an object of the present invention is to always utilize a reflection of fuel on a piston upper surface in various operating states of an engine to obtain a good result. It is an object of the present invention to provide an in-cylinder injection engine having a simple configuration capable of ensuring stratified combustion.

【0016】[0016]

【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に係る筒内噴射式エンジンは、ペントルー
フ型、すなわち切妻屋根型に形成された燃焼室天井部を
有するシリンダヘッドと、平面形状を基本形状とする上
面部を有するピストンと、ペントルーフ型の燃焼室天井
部の中央寄り位置から所定のタイミングでシリンダ軸方
向に燃料を噴射するインジェクタを有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an in-cylinder injection type engine having a cylinder head having a pent roof type, that is, a gable roof type combustion chamber ceiling. It has a piston having an upper surface having a basic shape as a plane and an injector for injecting fuel in a cylinder axial direction at a predetermined timing from a position near a center of a pent roof type combustion chamber ceiling.

【0017】そして、ピストンの上面部には、インジェ
クタの噴射方向中心軸とほぼ同軸上の位置を中心点とし
て略真円形状に開口した凹陥部であるキャビティが設け
られている。また、燃焼室天井部の吸気側には燃焼室内
へシリンダ軸方向に対して斜め方向に突出して設けら
れ、ピストンが略上死点にある際にキャビティの内方上
部位置でかつキャビティの中心から吸気側へ偏位した位
置に着火部を有する点火プラグが設けられている。
The upper surface of the piston is provided with a cavity which is a substantially circular opening with a center point at a position substantially coaxial with the center axis in the injection direction of the injector. In addition, on the intake side of the ceiling of the combustion chamber, the piston is provided to project obliquely into the combustion chamber with respect to the cylinder axis direction. An ignition plug having an ignition portion is provided at a position deviated to the intake side.

【0018】そして、キャビティは、ピストンピンに直
交する縦断面形状が凹状に形成されつつ着火部側に対向
するよう傾斜した傾斜面を備えている。
The cavity has an inclined surface which is formed to have a concave vertical cross section perpendicular to the piston pin and which is inclined to face the ignition portion.

【0019】上記構成を有する筒内噴射式エンジンによ
れば、成層燃焼を行う中・低負荷運転領域のエンジン圧
縮行程においては、シリンダヘッド側に上昇してきたピ
ストンが上死点の手前所定位置に到達した際に、インジ
ェクタから燃料が噴射され、この噴射された燃料(以
下、単に「噴射燃料」という)は、キャビティに向かっ
て広がっていき、キャビティ内で受け止められ、反射、
這い回り、跳ね上がりにより拡散する。
According to the in-cylinder injection type engine having the above-described structure, in the engine compression stroke in the medium / low load operation region in which the stratified charge combustion is performed, the piston rising toward the cylinder head is located at a predetermined position before the top dead center. Upon arrival, fuel is injected from the injector, and the injected fuel (hereinafter, simply referred to as “injected fuel”) spreads toward the cavity, is received in the cavity, and reflected,
Crawl around and spread by jumping.

【0020】ここで、噴射燃料が傾斜面によって反射さ
れつつ成層混合気が形成されることから、吸気側に混合
気が導かれる。したがって、吸気側に偏位した位置に設
けられている点火プラグの着火部周辺に着火可能な成層
混合気を適切な時期で導くことができ、安定した着火性
を得ることができる。
Here, since the stratified mixture is formed while the injected fuel is reflected by the inclined surface, the mixture is guided to the intake side. Therefore, the ignited stratified mixture can be guided at an appropriate time around the ignition portion of the ignition plug provided at a position deviated to the intake side, and stable ignitability can be obtained.

【0021】このように、噴射燃料の拡散する方向が適
切に制御されることで、火炎伝播が不可能となる混合気
のちぎれや、オーバーリーン領域の発生が無く、急速な
燃焼が得られ、パーシャルバーン発生を防止することが
できる。
As described above, by appropriately controlling the direction in which the injected fuel spreads, rapid combustion can be obtained without generation of a mixture in which the flame cannot be propagated or generation of an over-lean region. Partial burn can be prevented from occurring.

【0022】また、広い運転領域で良好な着火性及び燃
焼安定性を得ることができ、その結果、良好な運転性、
HCの低減、燃費の向上を図ることができる。そして、
キャビティ以外にも燃焼室空間を有していることから、
圧縮比は高くならず、レギュラーガソリンを使用するこ
とができる。
In addition, good ignitability and combustion stability can be obtained in a wide operating range, and as a result, good operability,
HC can be reduced and fuel efficiency can be improved. And
Because it has a combustion chamber space other than the cavity,
The compression ratio does not increase and regular gasoline can be used.

【0023】更に、燃料はシリンダ軸方向にピストンに
向かって噴射されるので、噴射燃料の一部が直接シリン
ダの内周壁面に衝突することによって生じる冷却作用に
起因するエンジン燃焼の悪化やプラグのくすぶり、シリ
ンダとピストンとの間の潤滑性の悪化を防止することが
できる。
Further, since the fuel is injected toward the piston in the axial direction of the cylinder, a part of the injected fuel directly collides with the inner peripheral wall surface of the cylinder, thereby deteriorating the engine combustion caused by the cooling action and the plug. Smoldering and deterioration of lubrication between the cylinder and the piston can be prevented.

【0024】請求項2にかかる筒内噴射エンジンは、キ
ャビティが、その排気側部分にて上面部から所定高さ燃
焼室天井部側に延設されキャビティの中心に向かって面
する壁面部を有している。これにより、噴射燃料が反
射、這い回り、跳ね上がりする際に、排気側への拡散を
妨げ、積極的に着火部側に導く。したがって、噴射燃料
の拡散する方向及び広がりを適切に制御することができ
る。
In the cylinder injection engine according to the second aspect, the cavity has a wall portion extending from the upper surface to the ceiling of the combustion chamber at a predetermined height at the exhaust side thereof and facing the center of the cavity. doing. Accordingly, when the injected fuel is reflected, crawled around, and jumped up, it hinders diffusion to the exhaust side and actively guides it to the ignition portion side. Therefore, it is possible to appropriately control the direction and spread of the injected fuel.

【0025】請求項3にかかる筒内噴射エンジンは、キ
ャビティが、上記の略真円形状の開口に代え、インジェ
クタの噴射中心軸とほぼ同軸上の位置を中心点としてピ
ストンピンと同方向に長径を配する略楕円形状の開口を
有している。これにより、噴射量が多い場合の噴霧の広
がり空間が十分に確保され、成層燃焼可能な負荷限界が
高くなる。
According to a third aspect of the present invention, the in-cylinder injection engine is such that the cavity has a long diameter in the same direction as the piston pin centered on a position substantially coaxial with the injection center axis of the injector, instead of the substantially circular opening. It has a substantially elliptical opening to be arranged. As a result, when the injection amount is large, the space where the spray spreads is sufficiently ensured, and the load limit at which stratified combustion can be performed increases.

【0026】請求項4にかかる筒内噴射エンジンは、キ
ャビティが、上記の略真円形状の開口に代えて、ピスト
ンピンに直交する方向に長径を配する略楕円形状の開口
を有している。これにより、噴射量が少ない場合の噴霧
の広がり空間が押さえられ、噴霧の過度の拡散を抑制す
る。したがって、低負荷時に安定した成層燃焼が得られ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the cylinder injection engine, the cavity has a substantially elliptical opening having a longer diameter in a direction perpendicular to the piston pin, instead of the substantially circular opening. . Thereby, the spread space of the spray when the injection amount is small is suppressed, and excessive diffusion of the spray is suppressed. Therefore, stable stratified combustion can be obtained at low load.

【0027】請求項5にかかる筒内噴射エンジンは、噴
射燃料がインジェクタの噴射中心軸を中心として噴射方
向に漸次広がる略円すい中空形状をなすように噴射さ
れ、その円すい状の広がり角は、噴射時にキャビティ内
に噴射燃料の広がり範囲が収まるように設定されてい
る。したがって、キャビティにより成層混合気を容易か
つ確実に形成することができる。
In the cylinder injection engine according to the fifth aspect, the injected fuel is injected so as to form a substantially conical hollow shape gradually expanding in the injection direction about the injection center axis of the injector. At times, it is set so that the spread range of the injected fuel falls within the cavity. Therefore, a stratified mixture can be easily and reliably formed by the cavity.

【0028】請求項6にかかる筒内噴射式エンジンは、
インジェクタが燃料に螺旋回転方向の動きを与えて噴射
する噴射ノズルを有している。この噴射ノズルの噴射に
より、燃料噴射形状を略円すい中空形状に形成すること
ができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an in-cylinder injection engine.
The injector has an injection nozzle that imparts a spiral rotational movement to the fuel to inject the fuel. By the injection of the injection nozzle, the fuel injection shape can be formed into a substantially conical hollow shape.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態
における筒内噴射式エンジン10を概略的に説明する断
面説明図、図2は、図1のピストン18の説明図であ
る。図2中、(A)は、ピストン18の上面説明図、
(B)は、(A)のX−X線断面説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is a sectional explanatory view schematically illustrating a direct injection engine 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of a piston 18 in FIG. 2, (A) is an explanatory top view of the piston 18,
(B) is an explanatory sectional view taken along line XX of (A).

【0030】筒内噴射式エンジン10は、図1に示した
ように、ペントルーフ状に形成された燃焼室天井部(以
下、単に「天井部」という)12を有するシリンダヘッ
ド14と、上面部16が基本的に平面形状であるいわゆ
るフラット型のピストン18と、ピストン18が往復動
可能に嵌挿されるシリンダ20を有するシリンダ部22
とを基本的な構成要素としている。
As shown in FIG. 1, the in-cylinder injection engine 10 includes a cylinder head 14 having a pent roof-shaped combustion chamber ceiling (hereinafter simply referred to as a “ceiling”) 12 and an upper surface 16. A piston portion 18 having a basically planar shape, and a cylinder portion 22 having a cylinder 20 into which the piston 18 is reciprocally fitted.
Are the basic components.

【0031】天井部12は、図1に示したように、頂部
より対向して漸次拡開する2つの斜面部12a、12b
を有しており、全体的には切妻屋根に似た形状をなして
いる。斜面部12aには、シリンダヘッド14に設けら
れた吸気ポート(図示せず)と燃焼室24との間を連通
・遮断する吸気バルブ(図示せず)が2個設けられてい
る。また、斜面部12bには、排気ポート(図示せず)
と燃焼室24との間を連通・遮断する排気バルブ(図示
せず)が2個設けられている。以下、説明の便宜上、吸
気バルブ側を吸気IN側、排気バルブ側を排気EX側と
いう。
As shown in FIG. 1, the ceiling 12 has two slopes 12a and 12b that gradually expand toward the top.
And has a shape similar to a gabled roof as a whole. The slope 12 a is provided with two intake valves (not shown) for communicating and blocking between an intake port (not shown) provided in the cylinder head 14 and the combustion chamber 24. An exhaust port (not shown) is provided on the slope 12b.
There are two exhaust valves (not shown) for communicating and shutting off between the fuel cell and the combustion chamber 24. Hereinafter, for convenience of explanation, the intake valve side is referred to as an intake IN side, and the exhaust valve side is referred to as an exhaust EX side.

【0032】点火プラグ30は、図1に示したように、
シリンダヘッド14の吸気IN側に設けられシリンダ2
0の軸方向に対して傾斜して設けられ、燃焼室24側に
突出した一方端部に着火部である電極部32を有してい
る。
The spark plug 30 is, as shown in FIG.
The cylinder 2 provided on the intake IN side of the cylinder head 14
An electrode portion 32 is provided at an end protruding toward the combustion chamber 24 and is provided as an ignition portion.

【0033】更に、天井部12の上部には、インジェク
タ34が設けられている。インジェクタ34は、燃料を
所定のタイミングで所定量だけシリンダ20の軸方向ピ
ストン18に向けて、その噴射中心軸35がピストン1
8の上面部16と直交するように噴射する。
Further, an injector 34 is provided above the ceiling 12. The injector 34 directs a predetermined amount of fuel toward the axial piston 18 of the cylinder 20 at a predetermined timing.
8 is injected so as to be orthogonal to the upper surface 16.

【0034】また、インジェクタ34は、シリンダ20
の中心軸線21よりも排気EX側に所定距離だけオフセ
ットした位置に配置されている。そして、インジェクタ
34による噴射燃料fの噴射形状は噴射中心軸35を中
心として次第に広がる略円すい中空形状を形成する。
The injector 34 is connected to the cylinder 20
Is disposed at a position offset by a predetermined distance from the central axis 21 toward the exhaust EX side. Then, the injection shape of the injected fuel f by the injector 34 forms a substantially conical hollow shape gradually expanding around the injection center axis 35.

【0035】噴射燃料の略円すい中空形状は、例えば噴
射の広がり角を40度〜80度程度とする噴射角に設定
し、噴射する燃料fに対し回転成分を与えることにより
容易に形成することが可能である。具体的には、スワー
ルノズルを用いたインジェクタ34によるホローコーン
噴霧により形成することができる。
The substantially conical hollow shape of the injected fuel can be easily formed by, for example, setting the injection angle at an injection divergence angle of about 40 to 80 degrees and giving a rotational component to the injected fuel f. It is possible. Specifically, it can be formed by hollow cone spraying by the injector 34 using a swirl nozzle.

【0036】そして、吸気バルブを介して燃焼室24と
連通・遮断される吸気ポート(図示せず)の形状によ
り、燃焼室24内にはスワールガス流動及び正方向の弱
タンブルガス流動が生じるように構成されている。タン
ブル比はおよそ0.5〜2程度となるよう設定されてい
る。
The swirl gas flow and the forward weak tumble gas flow are generated in the combustion chamber 24 by the shape of the intake port (not shown) which is communicated with and shut off from the combustion chamber 24 via the intake valve. Is configured. The tumble ratio is set to be about 0.5 to 2.

【0037】ピストン18は、図1に示したように、上
面部16の形状をシリンダ中心軸線21と直交する平面
形状を基本としている。そして、上面部16には、図2
に示したように、噴射中心軸35上の位置を中心とした
略真円形の開口部39を有して凹窩するキャビティ36
が設けられている。
As shown in FIG. 1, the piston 18 basically has a top surface 16 in a plane shape perpendicular to the cylinder center axis 21. Then, on the upper surface portion 16, FIG.
As shown in FIG. 3, the cavity 36 having a substantially circular opening 39 centered on the position on the injection center axis 35 and having a concave shape.
Is provided.

【0038】キャビティ36は、凹状に形成され、基本
的には図1に示したように、底面のピストンピン42に
直交する縦断面形状が複合曲線又は曲線とされ、排気E
X側には、本発明の特徴的な構成である、点火プラグ3
0の電極部32に対向する傾斜面37が形成されてい
る。更に、図2に示したように、ピストンピン42と同
方向の縦断面形状は、シンメトリの複合曲線を形成して
いる。
The cavity 36 is formed in a concave shape, and basically, as shown in FIG. 1, the vertical cross section orthogonal to the piston pin 42 on the bottom surface is formed as a compound curve or curve, and the exhaust E
On the X side, a spark plug 3 which is a characteristic configuration of the present invention is provided.
An inclined surface 37 facing the zero electrode portion 32 is formed. Furthermore, as shown in FIG. 2, the vertical cross-sectional shape in the same direction as the piston pin 42 forms a compound curve of symmetry.

【0039】そして、キャビティ36の周縁部のうち排
気EX側には、ピストン18が上死点位置にあっても天
井部12と接触しない所定高さを有する突起部38が設
けられ、キャビティ36の排気EX側に上面部16より
も上方に延長された壁面38aを形成している。この壁
面38aは、キャビティ36の中心を中心とした略半円
弧形状をなし、キャビティ36の中心に向かって面して
いる。
On the exhaust EX side of the peripheral edge of the cavity 36, there is provided a projection 38 having a predetermined height which does not come into contact with the ceiling 12 even when the piston 18 is at the top dead center position. A wall surface 38a extending above the upper surface 16 is formed on the exhaust EX side. The wall surface 38 a has a substantially semicircular shape centered on the center of the cavity 36 and faces toward the center of the cavity 36.

【0040】開口部39の開口径は、シリンダ20の径
Dに対して30〜70%程度の大きさに設定され、キャ
ビティ36の深さは、最深部でシリンダ20の径Dの1
5%程度迄を限度として設定されている。
The diameter of the opening 39 is set to be about 30 to 70% of the diameter D of the cylinder 20, and the depth of the cavity 36 is one of the diameter D of the cylinder 20 at the deepest part.
It is set up to about 5%.

【0041】点火プラグ30の電極部32は、ピストン
18が上死点近傍位置の際に、キャビティ36内上方で
かつキャビティ36の中心から吸気IN側へオフセット
した位置となるようセッティングされており、本実施の
形態では、インジェクタ34からの噴霧に直接さらされ
ないよう配置されている。
The electrode portion 32 of the ignition plug 30 is set so as to be located above the cavity 36 and offset from the center of the cavity 36 toward the intake IN when the piston 18 is located near the top dead center. In the present embodiment, it is arranged not to be directly exposed to the spray from the injector 34.

【0042】インジェクタ34の噴射広がり角の設定
は、ピストン18が上下動作時における所定タイミング
(略上死点近傍位置)においてキャビティ36内に噴射
範囲が収まるように設定されている。
The injection divergence angle of the injector 34 is set so that the injection range falls within the cavity 36 at a predetermined timing (substantially near the top dead center) when the piston 18 moves up and down.

【0043】上記構成を有する筒内噴射式エンジンによ
れば、インジェクタ34より噴射された略円すい中空形
状の噴射燃料fは、キャビティ36底面に衝突し、略円
すい中空形状が崩壊し、反射、這い回り、跳ね上がり等
の諸動作により拡散する。
According to the in-cylinder injection engine having the above-described structure, the substantially conical hollow injection fuel f injected from the injector 34 collides with the bottom surface of the cavity 36, and the substantially conical hollow shape is collapsed, reflected and crawled. It diffuses by various operations such as turning and bouncing.

【0044】特にキャビティ36内には電極部32側に
対向する傾斜した傾斜面37が設けられていることか
ら、噴射燃料fの一部は傾斜面37により点火プラグ3
0の電極部32側へ反射し拡散する。そして、拡散によ
り混合気が形成され、その一部が電極部32にかかり、
電極部32の付近に着火性の良い最適な混合気が形成さ
れることとなる。すなわち、傾斜面37により、排気側
のシリンダ18壁側には拡散し難く、電極部32の付近
に混合気を容易に形成することができ、混合気の一部が
電極部32に確実に掛かるものである。
In particular, since the inclined surface 37 is provided in the cavity 36 so as to face the electrode portion 32, a part of the injected fuel f is formed by the inclined surface 37.
The light is reflected and diffused toward the 0 electrode portion 32 side. Then, an air-fuel mixture is formed by diffusion, and a part thereof is applied to the electrode portion 32,
An optimal mixture having good ignitability is formed in the vicinity of the electrode portion 32. That is, due to the inclined surface 37, the mixture is hardly diffused on the wall of the cylinder 18 on the exhaust side, and the air-fuel mixture can be easily formed in the vicinity of the electrode part 32, and a part of the air-fuel mixture is reliably applied to the electrode part 32 Things.

【0045】次に、本実施の形態における筒内噴射式エ
ンジン10の基本的な作用について説明する。筒内噴射
式エンジン10は、低・中負荷運転時において成層燃焼
運転を行い、高負荷運転時には均一燃焼運転を行うよう
に、燃焼噴射量、噴射タイミング、点火時期が制御され
る。
Next, the basic operation of the direct injection engine 10 in the present embodiment will be described. The in-cylinder injection engine 10 controls the amount of combustion injection, the injection timing, and the ignition timing so that the stratified combustion operation is performed during low / medium load operation and the uniform combustion operation is performed during high load operation.

【0046】高負荷運転時に行われる均一燃焼は、燃料
を燃焼室24内に吸気行程時に噴射するもので、吸気行
程時に吸気ポート内に燃料を噴射する従来のエンジンと
ほぼ同様の動作であるため、詳細な説明は省略し、ここ
では、成層燃焼運転を行う低・中負荷運転時について説
明する。
The uniform combustion performed at the time of high load operation is to inject fuel into the combustion chamber 24 during the intake stroke, and is substantially the same operation as the conventional engine in which fuel is injected into the intake port during the intake stroke. Detailed description is omitted, and here, a description will be given of a low / medium load operation in which the stratified combustion operation is performed.

【0047】圧縮行程において、ピストン18が上死点
近傍の所定位置まで上昇した時点でインジェクタ34か
ら燃料fがホローコーン形状に噴射され、更に上昇を続
けるピストン18のキャビティ36にて受け止められ
る。そして、噴射燃料fのホローコーン形状は崩壊し、
噴射燃料fはキャビティ36内で反射、這い回り、跳ね
上がりなどを起こしながら拡散する。
In the compression stroke, when the piston 18 rises to a predetermined position near the top dead center, fuel f is injected from the injector 34 into a hollow cone shape, and is received by the cavity 36 of the piston 18 that continues to rise. And the hollow cone shape of the injected fuel f collapses,
The injected fuel f diffuses in the cavity 36 while causing reflection, crawling, jumping, and the like.

【0048】ここで、キャビティ36の凹部形状は基本
的に複合曲線又は曲線で形成されているため、燃焼室内
のタンブル流は徒に乱されることがなく、次第に均質で
成層燃焼に適した成層混合気を形成していく。この際
に、傾斜面37により一部が必ず電極部32にかかる成
層燃焼に適した良好な混合気を容易に形成することがで
きる。
Here, since the concave shape of the cavity 36 is basically formed by a compound curve or curve, the tumble flow in the combustion chamber is not disturbed, and is gradually uniform and suitable for stratified combustion. A mixture is formed. At this time, a favorable air-fuel mixture suitable for stratified charge combustion in which a part always applies to the electrode portion 32 can be easily formed by the inclined surface 37.

【0049】ここで、中負荷運転時等の燃料噴射量が多
い場合には、キャビティ36及びその上部範囲に噴霧が
広がり、拡散体積が広く均質に拡散した成層混合気が形
成される。また、アイドリング等の燃料噴射量が少ない
場合には、噴霧が確実に点火プラグ30方向へ導かれ
る。
Here, when the fuel injection amount is large at the time of medium load operation or the like, the spray is spread over the cavity 36 and the upper area thereof, and a stratified mixture having a large diffusion volume and uniformly diffused is formed. Further, when the fuel injection amount such as idling is small, the spray is reliably guided toward the spark plug 30.

【0050】そして、キャビティ36の排気側には上面
部16よりも上方に延長された壁面38aが設けられて
いるため、成層混合気の排気側への拡散が阻まれ、ピス
トン周縁部40のうち排気EX方向への拡散が防止され
る。そして、噴射終了後は適当なタイミングで点火を行
い、混合気を着火燃焼させる。
Since the exhaust side of the cavity 36 is provided with the wall surface 38 a extending above the upper surface 16, diffusion of the stratified mixture to the exhaust side is prevented, and Diffusion in the exhaust EX direction is prevented. After the injection is completed, ignition is performed at an appropriate timing to ignite and burn the air-fuel mixture.

【0051】したがって、傾斜面37によって混合気を
容易に電極部32近傍に集合させることができるので、
安定した成層燃焼を得ることができる。また、火炎伝播
が不可能な混合気のちぎれやオーバーリーン領域の発生
を防ぎ、全体としてリーンな空燃比で適切かつ急速な燃
焼を得ることができ、パーシャルバーンの発生も防止す
ることができる。
Therefore, the air-fuel mixture can be easily collected near the electrode portion 32 by the inclined surface 37.
Stable stratified combustion can be obtained. In addition, it is possible to prevent the occurrence of air-fuel mixture tears and over-lean regions where flame propagation is impossible, to obtain appropriate and rapid combustion as a whole with a lean air-fuel ratio, and to prevent the occurrence of partial burn.

【0052】これにより、低・中負荷運転領域の広い運
転領域で上記のような良好な成層燃焼を得ることがで
き、その結果として良好な運転性、HC、NOX の低
減、更には燃費の向上も達成することができる。また、
燃焼室24はキャビティ36以外にも燃焼空間を有して
いることから、圧縮比は高くならず、通常の燃料、いわ
ゆるレギュラーガソリンを使用することができる。
[0052] Thus, in a wide operating range of the low-load operation region can be obtained a good stratified charge combustion, as described above, as a result good driveability, HC, reduction of NO X, even the fuel consumption Improvements can also be achieved. Also,
Since the combustion chamber 24 has a combustion space other than the cavity 36, the compression ratio does not increase, and ordinary fuel, that is, regular gasoline can be used.

【0053】また、噴霧された燃料fは、その噴射方
向、キャビティ36及び壁部38の作用によってシリン
ダ20側には拡散しにくいために、燃料fのシリンダ2
0への付着を防止でき、潤滑性の低下や、ピストン動作
における機能障害の発生も有効に防止することができ
る。同様に、噴射燃料の一部が直接シリンダ20の内周
壁面に衝突することにより生じる冷却作用が引き起こ
す、燃焼状態の悪化や点火プラグ30のくすぶり等を防
ぐことができる。
Further, since the sprayed fuel f is not easily diffused to the cylinder 20 side by the injection direction and the action of the cavity 36 and the wall portion 38, the fuel 2
0 can be prevented, and a decrease in lubricity and occurrence of a functional failure in piston operation can be effectively prevented. Similarly, it is possible to prevent the deterioration of the combustion state and the smoldering of the spark plug 30 caused by the cooling effect caused by the collision of a part of the injected fuel directly with the inner peripheral wall surface of the cylinder 20.

【0054】次に、本発明の第2の実施の形態について
以下に説明する。図3は、第2の実施の形態の断面説明
図、図4は、第2の実施の形態に用いられるピストン1
8の説明図である。図4中、(A)は、ピストン18の
上面説明図、(B)は、(A)のX−X線断面説明図で
ある。尚、図中において、第1の実施の形態と同様の構
成要素には、同一の符号を付することでその詳細な説明
を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 3 is an explanatory sectional view of the second embodiment, and FIG. 4 is a piston 1 used in the second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of FIG. 4, (A) is an explanatory top view of the piston 18, and (B) is an explanatory sectional view taken along line XX of (A). In the drawings, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0055】本実施の形態において、上述の第1の実施
の形態と異なる特徴的構成は、キャビティ36の開口形
状にある。すなわち、図4に示したように、上面部16
にはピストンピン42と同方向に伸長する略楕円形状に
開口されたキャビティ36が設けられている。この略楕
円形状の開口部の中心位置は、インジェクタ34の噴射
中心軸35とほぼ同一となるように形成されている。
In this embodiment, a characteristic configuration different from the above-described first embodiment lies in the shape of the opening of the cavity 36. That is, as shown in FIG.
Is provided with a cavity 36 which is opened in a substantially elliptical shape and extends in the same direction as the piston pin 42. The center position of the substantially elliptical opening is formed to be substantially the same as the injection center axis 35 of the injector 34.

【0056】したがって、インジェクタ34からキャビ
ティ36に向かって噴射された噴射燃料は、上記第1の
実施の形態と同様に、キャビティ36内にて反射、這い
回り、跳ね上がりなどの動作を行い拡散し、傾斜面37
により一部が必ず電極部32にかかる成層燃焼に適した
良好な混合気が容易に形成される。
Accordingly, similarly to the first embodiment, the injected fuel injected from the injector 34 toward the cavity 36 diffuses in the cavity 36 by performing operations such as reflection, crawling, and jumping. Slope 37
Thereby, a good air-fuel mixture suitable for stratified combustion partially applied to the electrode portion 32 is easily formed.

【0057】そして、キャビティ36が、第1の実施の
形態に比してピストンピン42と同方向の広がりを更に
有することから、中負荷運転状態等の燃料噴射量が多い
場合に、噴霧が広がる空間がより一層十分に確保され
る。これにより負荷限界がより高い成層燃焼を得ること
ができる。
Since the cavity 36 further has the same width as the piston pin 42 as compared with the first embodiment, the spray is spread when the fuel injection amount is large in a medium load operation state or the like. Space is more fully secured. Thereby, stratified combustion having a higher load limit can be obtained.

【0058】次に、本発明の第3の実施の形態について
以下に説明する。図5は、第3の実施の形態の断面説明
図であり、図6は、第3の実施の形態に用いられるピス
トン18の説明図である。図6中、(A)は、ピストン
18の上面説明図、(B)は、(A)のX−X線断面説
明図である。尚、図中において、第1の実施の形態と同
様の構成要素には、同一の符号を付することでその詳細
な説明を省略する。本実施の形態において、上述の実施
の形態と異なる特徴的構成は、キャビティ36の開口形
状である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described below. FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of the third embodiment, and FIG. 6 is an explanatory view of a piston 18 used in the third embodiment. 6A is an explanatory top view of the piston 18, and FIG. 6B is an explanatory sectional view taken along line XX of FIG. 6A. In the drawings, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, a characteristic configuration different from the above-described embodiment is the opening shape of the cavity 36.

【0059】開口部39の形状は、図6(A)に示した
ようピストンピン42に直交する方向に伸長する略楕円
形状をなし、開口部39の中心軸位置は、インジェクタ
34の軸心とほぼ同一に配置されている。したがって、
インジェクタ34からキャビティ36に向かって噴射さ
れた噴射燃料は、上記第1の実施の形態と同様に、キャ
ビティ36内にて反射、這い回り、跳ね上がりなどの動
作を行い拡散し、傾斜面37により一部が必ず電極部3
2にかかる成層燃焼に適した良好な混合気が容易に形成
される。
The shape of the opening 39 is a substantially elliptical shape extending in a direction perpendicular to the piston pin 42 as shown in FIG. 6A, and the center axis position of the opening 39 is in relation to the axis of the injector 34. They are arranged almost identically. Therefore,
Injected fuel injected from the injector 34 toward the cavity 36 is diffused in the cavity 36 by performing operations such as reflection, crawling, and jumping up, as in the first embodiment. Part must be electrode part 3
A good air-fuel mixture suitable for stratified combustion according to (2) is easily formed.

【0060】そして、キャビティ36が、第1の実施の
形態に比してピストンピン42と同方向の広がりを押さ
えていることから、アイドル運転状態等の燃料噴射量が
少ない場合に、噴霧の過度の拡散が抑制され確実に点火
プラグ30の電極部32に成層混合気が導かれる。これ
により、低負荷時により安定した成層燃焼を得ることが
できる。
Since the cavity 36 suppresses the expansion in the same direction as the piston pin 42 as compared with the first embodiment, when the fuel injection amount is small in an idling operation state or the like, excessive spraying is performed. Is suppressed, and the stratified mixture is reliably led to the electrode portion 32 of the ignition plug 30. Thereby, more stable stratified combustion can be obtained at low load.

【0061】なお、本発明は、上述の各実施の形態の構
成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種
々の変形が可能である。例えば、上記各実施の形態では
弱タンブル流によるガス流動が存する場合について説明
したが、キャビティ36の傾斜面37による噴霧の電極
部32方向への反射効果が強く現れる際には、タンブル
ガス流動を発生させる構成を採用しなくてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. For example, in each of the above embodiments, the case where the gas flow due to the weak tumble flow exists has been described. However, when the reflection effect of the spray toward the electrode portion 32 by the inclined surface 37 of the cavity 36 appears strongly, the tumble gas flow is reduced. It is not necessary to adopt a configuration that causes the generation.

【0062】また、上述の実施の形態では、キャビティ
の排気側に上面部16よりも上方に延長された壁面38
aを設けているが、燃焼室内に生ずるガス流動の状態に
よっては、この壁面38aを設けなくても同様の効果を
得ることができる。
In the above-described embodiment, the wall surface 38 extending above the upper surface 16 is provided on the exhaust side of the cavity.
Although a is provided, depending on the state of gas flow generated in the combustion chamber, the same effect can be obtained without providing the wall surface 38a.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る筒内
噴射エンジンによれば、インジェクタより噴射され、キ
ャビティ内の傾斜面に衝突した噴射燃料は、点火プラグ
側に反射され、拡散する。したがって、容易に点火プラ
グの着火部周辺に着火可能な成層混合気を導くことがで
き、安定した着火性を得ることができる。
As described above, according to the in-cylinder injection engine of the present invention, the injected fuel injected from the injector and colliding with the inclined surface in the cavity is reflected and diffused toward the spark plug. Therefore, a stratified mixture that can be ignited can be easily guided around the ignition portion of the ignition plug, and stable ignitability can be obtained.

【0064】また、キャビティの開口形状を、ピストン
ピン方向に長軸を有する略楕円形状に形成した場合に
は、中負荷時等の噴射量が多いときの反射燃料の拡散空
間を十分に確保することができ、成層燃焼可能な負荷限
界を高くすることができる。
When the opening shape of the cavity is formed in a substantially elliptical shape having a major axis in the direction of the piston pin, a sufficient diffusion space for the reflected fuel is ensured when the injection amount is large such as under a medium load. Thus, the load limit at which stratified combustion can be performed can be increased.

【0065】更に、キャビティの開口形状を、ピストン
ピン方向に短軸を有する略楕円形状に形成した場合に
は、低負荷時等の燃料噴射量が少ないときの反射燃料の
過度の拡散を抑制することができ、着火性の向上による
安定した成層燃焼を得ることができる。
Further, when the shape of the opening of the cavity is formed in a substantially elliptical shape having a short axis in the direction of the piston pin, excessive diffusion of the reflected fuel when the fuel injection amount is small such as at a low load is suppressed. As a result, stable stratified combustion can be obtained by improving ignitability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における筒内噴射式
エンジンを概略的に説明する断面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view schematically illustrating a direct injection engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のピストンの説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the piston of FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施の形態における筒内噴射式
エンジンを概略的に説明する断面説明図である。
FIG. 3 is a sectional view schematically illustrating a direct injection engine according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3のピストンの説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of the piston of FIG. 3;

【図5】本発明の第3の実施の形態における筒内噴射式
エンジンを概略的に説明する断面説明図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically illustrating a direct injection engine according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5のピストンの説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of the piston of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 燃焼室天井部 14 シリンダヘッド 16 上面部 18 ピストン 20 シリンダ 22 シリンダ部 24 燃焼室 30 点火プラグ 32 電極部 34 インジェクタ 36 キャビティ 37 傾斜面 f 燃料 12 Combustion chamber ceiling 14 Cylinder head 16 Upper surface 18 Piston 20 Cylinder 22 Cylinder 24 Combustion chamber 30 Spark plug 32 Electrode 34 Injector 36 Cavity 37 Slope f Fuel

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペントルーフ型に形成された燃焼室天井
部を有するシリンダヘッドと、平面を基本形状とする上
面部を有するピストンと、を備える筒内噴射式エンジン
において、 前記燃焼室天井部の中央寄り位置に配置され、所定タイ
ミングでシリンダ軸方向に燃料を噴射するインジェクタ
と、 前記インジェクタの噴射中心軸と略同軸上の位置を中心
点として前記上面部に略真円形状に開口形成されたキャ
ビティと、 前記燃焼室天井部の吸気側から前記燃焼室内へ前記シリ
ンダ軸方向に対して斜め方向に突出して設けられ、前記
ピストンが略上死点位置にある際に前記キャビティの内
方上部位置でかつ前記キャビティの中心から吸気側へ偏
位した位置に着火部を有する点火プラグと、を具備し、 前記キャビティは、ピストンピンに直交する縦断面形状
が凹状に形成されて前記着火部側に対向するよう傾斜し
た傾斜面を有することを特徴とする筒内噴射式エンジ
ン。
An in-cylinder injection engine comprising: a cylinder head having a pent roof type combustion chamber ceiling; and a piston having a top surface having a flat basic shape, wherein a center of the combustion chamber ceiling is provided. An injector that is disposed at an offset position and injects fuel in a cylinder axial direction at a predetermined timing; and a cavity that is formed in the upper surface portion in a substantially perfect circular shape with a center point at a position substantially coaxial with an injection center axis of the injector. And is provided to project obliquely from the intake side of the ceiling of the combustion chamber into the combustion chamber with respect to the cylinder axis direction, and when the piston is at a substantially top dead center position, it is located at an upper inside position of the cavity. And a spark plug having an ignition portion at a position deviated from the center of the cavity toward the intake side, wherein the cavity is orthogonal to the piston pin. Cylinder injection type engine cross section and having an inclined surface inclined so as to face the firing side is formed in a concave shape.
【請求項2】 前記キャビティは、 前記キャビティの排気側部分にて前記上面部から所定高
さ前記燃焼室天井側に延設され前記キャビティの中心に
向かって面する壁面部を有することを特徴とする請求項
1に記載の筒内噴射式エンジン。
2. The cavity has a wall portion extending at a predetermined height from the upper surface to a ceiling side of the combustion chamber at an exhaust-side portion of the cavity, and facing a center of the cavity. The in-cylinder injection engine according to claim 1.
【請求項3】 前記キャビティは、 略真円形状の開口に代え、ピストンピンと同方向に伸張
する略楕円形状の開口を有することを特徴とする請求項
1又は2に記載の筒内噴射式エンジン。
3. The direct injection engine according to claim 1, wherein the cavity has a substantially elliptical opening extending in the same direction as the piston pin, instead of the substantially circular opening. .
【請求項4】 前記キャビティは、 略真円形状の開口に代え、ピストンピンに直交する方向
に伸張する略楕円形状の開口を有することを特徴とする
請求項1又は2に記載の筒内噴射式エンジン。
4. The in-cylinder injection according to claim 1, wherein the cavity has a substantially elliptical opening extending in a direction perpendicular to the piston pin, instead of the substantially circular opening. Expression engine.
【請求項5】 前記インジェクタは、 噴射した燃料が前記インジェクタの噴射中心軸を中心と
して噴射方向に漸次広がる略円すい中空形状をなすよう
に噴射を行い、当該噴射した燃料の広がり角度は前記ピ
ストンの上下動作時における所定タイミングにおいて前
記キャビティ内に前記噴射燃料の広がり範囲が収まるよ
うに設定したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載の筒内噴射式エンジン。
5. The injector performs injection such that the injected fuel has a substantially conical hollow shape that gradually expands in an injection direction about an injection center axis of the injector, and a spread angle of the injected fuel is equal to that of the piston. The in-cylinder injection engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the spread range of the injected fuel is set to fall within the cavity at a predetermined timing during the vertical operation.
【請求項6】 前記インジェクタは、 燃料に螺旋回転方向の動きを与えて噴射する噴射ノズル
を有することを特徴とする請求項5に記載の筒内噴射式
エンジン。
6. The in-cylinder injection engine according to claim 5, wherein the injector has an injection nozzle for giving a fuel in a spiral rotation direction to inject the fuel.
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