JPH11257089A - 直噴式ディーゼル機関 - Google Patents
直噴式ディーゼル機関Info
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- JPH11257089A JPH11257089A JP10061382A JP6138298A JPH11257089A JP H11257089 A JPH11257089 A JP H11257089A JP 10061382 A JP10061382 A JP 10061382A JP 6138298 A JP6138298 A JP 6138298A JP H11257089 A JPH11257089 A JP H11257089A
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- 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
- F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
- F02B69/02—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel
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- 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
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- 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
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
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- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブが直立しない直噴式ディーゼル機関を
低コストで提供することを目標とする。 【解決手段】 直噴式ディーゼル機関（１０）のシリン
ダヘッド（１００）はＤＯＨＣ、４バルブのガソリン機
関のシリンダヘッドの点火栓装着穴のかわりに燃料噴射
弁装着穴を設けて、燃料噴射弁（４００）を設けただけ
である。可変位相機構を備えたカムプーリ（１５０、１
６０）を介して駆動される吸気カム（１３０）、排気カ
ム（１４０）もガソリン機関と共用され位相のみ変更し
て利用される。シリンダブロック（２００）もガソリン
機関と共用され、ピストン（３００）のシリンダボア
（２１０）摺動部はガソリン機関と同じである。
低コストで提供することを目標とする。 【解決手段】 直噴式ディーゼル機関（１０）のシリン
ダヘッド（１００）はＤＯＨＣ、４バルブのガソリン機
関のシリンダヘッドの点火栓装着穴のかわりに燃料噴射
弁装着穴を設けて、燃料噴射弁（４００）を設けただけ
である。可変位相機構を備えたカムプーリ（１５０、１
６０）を介して駆動される吸気カム（１３０）、排気カ
ム（１４０）もガソリン機関と共用され位相のみ変更し
て利用される。シリンダブロック（２００）もガソリン
機関と共用され、ピストン（３００）のシリンダボア
（２１０）摺動部はガソリン機関と同じである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直噴式ディーゼル機
関に関する。
関に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関は色々な分野に使用され
ている。例えば、小型乗用車にも使用されているが、こ
れら小型乗用車用のディーゼル機関は、副室式の機関で
あって、圧縮行程において副室内に空気を導入するため
にピストン頂面およびシリンダヘッドのピストン対向面
は平らにされ、それに応じて、吸気弁、排気弁は直立に
配置されていた。最近では、乗用車用のディーゼル機関
にも直噴式のものが出てきているが、これら直噴式ディ
ーゼル機関においても、必然性はないにもかかわらず副
室式の機関と同様に、吸気弁、排気弁は直立に配置され
ている。
ている。例えば、小型乗用車にも使用されているが、こ
れら小型乗用車用のディーゼル機関は、副室式の機関で
あって、圧縮行程において副室内に空気を導入するため
にピストン頂面およびシリンダヘッドのピストン対向面
は平らにされ、それに応じて、吸気弁、排気弁は直立に
配置されていた。最近では、乗用車用のディーゼル機関
にも直噴式のものが出てきているが、これら直噴式ディ
ーゼル機関においても、必然性はないにもかかわらず副
室式の機関と同様に、吸気弁、排気弁は直立に配置され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、ディーゼル機関
においても性能向上のためにガソリン機関と同様にＤＯ
ＨＣ化が望まれているが、ＤＯＨＣにした場合にはカム
プーリの径の関係からカムの軸線を離間配置せねばなら
ず、直立に配置したバルブをカムで直接に駆動すること
が困難であり、ロッカーアームを必要とする。その結
果、バルブ機構が複雑になるという問題もある。また、
マルチバルブにしようとした場合に、バルブ径を大きく
できないという問題もある。
においても性能向上のためにガソリン機関と同様にＤＯ
ＨＣ化が望まれているが、ＤＯＨＣにした場合にはカム
プーリの径の関係からカムの軸線を離間配置せねばなら
ず、直立に配置したバルブをカムで直接に駆動すること
が困難であり、ロッカーアームを必要とする。その結
果、バルブ機構が複雑になるという問題もある。また、
マルチバルブにしようとした場合に、バルブ径を大きく
できないという問題もある。
【０００４】また、直噴式のディーゼル機関では、ピス
トンの頂部中央に設けた燃焼室に向けて燃料を噴射する
ことが必要であり、そのために燃料噴射弁をピストンに
対向するシリンダヘッドの対向部の中央に配置せねばな
らない。ここで、バルブが直立に配置されていると隙間
が小さく、燃料噴射弁の特別な小形化を要することにな
りコストが上昇する。
トンの頂部中央に設けた燃焼室に向けて燃料を噴射する
ことが必要であり、そのために燃料噴射弁をピストンに
対向するシリンダヘッドの対向部の中央に配置せねばな
らない。ここで、バルブが直立に配置されていると隙間
が小さく、燃料噴射弁の特別な小形化を要することにな
りコストが上昇する。
【０００５】そして、バルブを直立に配置していると、
ガソリン機関の多くに採用されているペントルーフ式燃
焼室を有し傾斜したバルブを有するシリンダヘッドとの
共用ができず、通常はディーゼル機関はガソリン機関に
比べると生産数が少ないので台当たりのコストが高くな
ってしまう。この数の問題を解決するために、ガソリン
機関との共用を考えたディーゼル機関が開示されている
（実開昭６０ー５７７６０号公報参照）が、バルブが直
立したものであり、現在のマルチバルブ、ＤＯＨＣが主
流のガソリン機関には、流用できない。本発明は、上記
問題に鑑み、バルブが直立しない直噴式ディーゼル機関
を提供することを目標とし、また、ガソリン機関との共
用部品が多くして、低コストで提供できるようにするこ
とを目標とする。
ガソリン機関の多くに採用されているペントルーフ式燃
焼室を有し傾斜したバルブを有するシリンダヘッドとの
共用ができず、通常はディーゼル機関はガソリン機関に
比べると生産数が少ないので台当たりのコストが高くな
ってしまう。この数の問題を解決するために、ガソリン
機関との共用を考えたディーゼル機関が開示されている
（実開昭６０ー５７７６０号公報参照）が、バルブが直
立したものであり、現在のマルチバルブ、ＤＯＨＣが主
流のガソリン機関には、流用できない。本発明は、上記
問題に鑑み、バルブが直立しない直噴式ディーゼル機関
を提供することを目標とし、また、ガソリン機関との共
用部品が多くして、低コストで提供できるようにするこ
とを目標とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、シリンダヘッドに形成されるピストン対向部であっ
て、中央部が最も深くなるように彫り込まれた３角形断
面のピストン対向部と、シリンダヘッドに形成された３
角形断面のピストン対向部に開口する吸気ポートを開閉
する傘部を有する複数の吸気バルブであって、バルブス
テムが傘部から遠くなるのにしたがってピストンの中心
軸線から離間するように外側に傾斜している吸気バルブ
と、シリンダヘッドに形成された３角形断面のピストン
対向部に開口する排気ポートを開閉する傘部を有する複
数の排気バルブであって、バルブステムが傘部から遠く
なるのにしたがってピストンの中心軸線から吸気バルブ
と反対側に離間するように外側に傾斜している排気バル
ブと、圧縮行程時に３角形断面のピストン対向部と所定
の隙間で対向する傾斜面を有し、中央に凹状燃焼室が形
成されたピストンと、シリンダヘッドの吸気バルブと排
気バルブの間に配置 され、所定のタイミングでピスト
ンの凹部に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、を有す
る直噴式ディーゼル機関が提供される。この様に構成さ
れた直噴式ディーゼル機関では、シリンダヘッド内のバ
ルブ機構が外側に拡がるように配置され燃料噴射弁を配
置するピストンの中心軸線上のスペースが大きい。
ば、シリンダヘッドに形成されるピストン対向部であっ
て、中央部が最も深くなるように彫り込まれた３角形断
面のピストン対向部と、シリンダヘッドに形成された３
角形断面のピストン対向部に開口する吸気ポートを開閉
する傘部を有する複数の吸気バルブであって、バルブス
テムが傘部から遠くなるのにしたがってピストンの中心
軸線から離間するように外側に傾斜している吸気バルブ
と、シリンダヘッドに形成された３角形断面のピストン
対向部に開口する排気ポートを開閉する傘部を有する複
数の排気バルブであって、バルブステムが傘部から遠く
なるのにしたがってピストンの中心軸線から吸気バルブ
と反対側に離間するように外側に傾斜している排気バル
ブと、圧縮行程時に３角形断面のピストン対向部と所定
の隙間で対向する傾斜面を有し、中央に凹状燃焼室が形
成されたピストンと、シリンダヘッドの吸気バルブと排
気バルブの間に配置 され、所定のタイミングでピスト
ンの凹部に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、を有す
る直噴式ディーゼル機関が提供される。この様に構成さ
れた直噴式ディーゼル機関では、シリンダヘッド内のバ
ルブ機構が外側に拡がるように配置され燃料噴射弁を配
置するピストンの中心軸線上のスペースが大きい。
【０００７】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、シリンダヘッドが、バルブステムが傘部から
遠くなるのにしたがってピストンの中心軸線から離間す
るように外側に傾斜している複数の吸気バルブおよび複
数の排気バルブを有するＤＯＨＣ型のバルブ機構とペン
トルーフ型燃焼室と、ピストン対向部の各バルブの傘部
にかこまれる中央に配置された点火栓を有するガソリン
機関用のシリンダヘッドと共通のシリンダヘッドであっ
て、点火栓装着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加工し
たシリンダヘッドとされている直噴式ディーゼル機関が
提供される。この様に構成された直噴式ディーゼル機関
では、傾斜したＤＯＨＣ型のバルブ機構とペントルーフ
燃焼室を有するガソリン機関用のシリンダヘッドの点火
栓装着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加工したシリン
ダヘッドに燃料噴射弁が装着される。なお、その他に
も、細部については、必要に応じて、ディーゼル機関用
にチューニングされる。
において、シリンダヘッドが、バルブステムが傘部から
遠くなるのにしたがってピストンの中心軸線から離間す
るように外側に傾斜している複数の吸気バルブおよび複
数の排気バルブを有するＤＯＨＣ型のバルブ機構とペン
トルーフ型燃焼室と、ピストン対向部の各バルブの傘部
にかこまれる中央に配置された点火栓を有するガソリン
機関用のシリンダヘッドと共通のシリンダヘッドであっ
て、点火栓装着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加工し
たシリンダヘッドとされている直噴式ディーゼル機関が
提供される。この様に構成された直噴式ディーゼル機関
では、傾斜したＤＯＨＣ型のバルブ機構とペントルーフ
燃焼室を有するガソリン機関用のシリンダヘッドの点火
栓装着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加工したシリン
ダヘッドに燃料噴射弁が装着される。なお、その他に
も、細部については、必要に応じて、ディーゼル機関用
にチューニングされる。
【０００８】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
において、吸気バルブを開閉する吸気カムシャフト、排
気バルブを開閉する排気カムシャフトが、それぞれ可変
位相機構を備えるガソリン機関と共通のカムシャフトで
あって、制御パラメータを変更してガソリン機関と位相
を変えている直噴式ディーゼル機関が提供される。この
様に構成された直噴式ディーゼル機関では可変位相機構
を備えるガソリン機関用のカムシャフトを制御パラメー
タを変更して位相を変えて使用される。
において、吸気バルブを開閉する吸気カムシャフト、排
気バルブを開閉する排気カムシャフトが、それぞれ可変
位相機構を備えるガソリン機関と共通のカムシャフトで
あって、制御パラメータを変更してガソリン機関と位相
を変えている直噴式ディーゼル機関が提供される。この
様に構成された直噴式ディーゼル機関では可変位相機構
を備えるガソリン機関用のカムシャフトを制御パラメー
タを変更して位相を変えて使用される。
【０００９】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
において、シリンダブロックがガソリン機関と共用にさ
れていることを特徴とする請求項１に記載の直噴式ディ
ーゼル機関が提供される。この様に構成された直噴式デ
ィーゼル機関ではシリンダブロックがガソリン機関と共
用にされている。
において、シリンダブロックがガソリン機関と共用にさ
れていることを特徴とする請求項１に記載の直噴式ディ
ーゼル機関が提供される。この様に構成された直噴式デ
ィーゼル機関ではシリンダブロックがガソリン機関と共
用にされている。
【００１０】請求項５の発明によれば、請求項１の発明
において、ピストンのシリンダボアと摺動する部分がガ
ソリン機関と共用化されている直噴式ディーゼル機関が
提供される。この様に構成された直噴式ディーゼル機関
ではピストンのシリンダボアと摺動する部分がガソリン
機関と共用化されている。
において、ピストンのシリンダボアと摺動する部分がガ
ソリン機関と共用化されている直噴式ディーゼル機関が
提供される。この様に構成された直噴式ディーゼル機関
ではピストンのシリンダボアと摺動する部分がガソリン
機関と共用化されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明による直噴式ディ
ーゼル機関１０の構造を示す図であって、この図１の直
噴式ディーゼル機関１０は、図２に示すガソリン機関２
０をもとにして作られたものである。以下、各部分毎
に、ガソリン機関２０と対比しながら説明する。図１を
参照するとシリンダヘッド１００は吸気ポート１０１の
出口を開閉する吸気バルブ１１０、排気ポート１０２の
入口を開閉する排気バルブ１２０を備えるが吸気バルブ
１１０と排気バルブ１２０の駆動機構は所謂ＤＯＨＣタ
イプである。吸気バルブ１１０はバルブスプリング１１
１により常時閉方向に付勢されていて、バルブリフタ１
１２を介して吸気カム１３０により開弁せしめられ、同
様に、排気バルブ１２０はバルブスプリング１２１によ
り常時閉方向に付勢されていて、バルブリフタ１２２を
介して排気カム１４０により開弁せしめられる。なお、
吸気バルブ１１０と排気バルブ１２０はそれぞれ２個ず
つ配置されていて、この機関はいわゆる４バルブエンジ
ンである。また、吸気カム１３０、排気カム１４０は、
それぞれ可変位相機構を有するカムプーリ１５０、１６
０を介してクランク軸により１／２の回転比で駆動され
る。
実施の形態を説明する。図１は本発明による直噴式ディ
ーゼル機関１０の構造を示す図であって、この図１の直
噴式ディーゼル機関１０は、図２に示すガソリン機関２
０をもとにして作られたものである。以下、各部分毎
に、ガソリン機関２０と対比しながら説明する。図１を
参照するとシリンダヘッド１００は吸気ポート１０１の
出口を開閉する吸気バルブ１１０、排気ポート１０２の
入口を開閉する排気バルブ１２０を備えるが吸気バルブ
１１０と排気バルブ１２０の駆動機構は所謂ＤＯＨＣタ
イプである。吸気バルブ１１０はバルブスプリング１１
１により常時閉方向に付勢されていて、バルブリフタ１
１２を介して吸気カム１３０により開弁せしめられ、同
様に、排気バルブ１２０はバルブスプリング１２１によ
り常時閉方向に付勢されていて、バルブリフタ１２２を
介して排気カム１４０により開弁せしめられる。なお、
吸気バルブ１１０と排気バルブ１２０はそれぞれ２個ず
つ配置されていて、この機関はいわゆる４バルブエンジ
ンである。また、吸気カム１３０、排気カム１４０は、
それぞれ可変位相機構を有するカムプーリ１５０、１６
０を介してクランク軸により１／２の回転比で駆動され
る。
【００１２】吸気バルブ１１０のバルブステム１１３は
傘部１１４から遠くなるにつれてピストン３００の中心
軸線から遠くなるように傾斜し、排気バルブ１２０のバ
ルブステム１２３も傘部１２４から遠くなるにつれてピ
ストン３００の中心軸線から遠くなるように傾斜してい
る。その結果、吸気バルブ１１０の傘部１１４、排気バ
ルブ１２０の傘部１２４もピストン３００の軸線に対し
て傾斜し、両傘部１１４、１２４を受け、ピストン３０
０に対向するシリンダヘッド１００のピストン対向面１
０５の断面は３角形を成している。
傘部１１４から遠くなるにつれてピストン３００の中心
軸線から遠くなるように傾斜し、排気バルブ１２０のバ
ルブステム１２３も傘部１２４から遠くなるにつれてピ
ストン３００の中心軸線から遠くなるように傾斜してい
る。その結果、吸気バルブ１１０の傘部１１４、排気バ
ルブ１２０の傘部１２４もピストン３００の軸線に対し
て傾斜し、両傘部１１４、１２４を受け、ピストン３０
０に対向するシリンダヘッド１００のピストン対向面１
０５の断面は３角形を成している。
【００１３】上記のシリンダヘッドの主要部分のうち、
吸・排気ポート１０１、１０２、吸・排気バルブ１１
０、１２０およびバルブスプリング１１１、１２１、ま
たバルブリフタ１１２、１２２はガソリン機関２０のも
のと同じにされている。吸気カム１３０と排気カム１４
０も、可変位相機構を備えるカムプーリ１５０、１６０
を介して駆動されるので、ガソリン機関２０に対して制
御パラメータを変えて位相を変えるだけでよい。また、
ピストン対向面１０５も同一であって、ガソリン機関２
０の場合においてペントルーフ型燃焼室の上面を形成し
ている部分がそのまま利用される。
吸・排気ポート１０１、１０２、吸・排気バルブ１１
０、１２０およびバルブスプリング１１１、１２１、ま
たバルブリフタ１１２、１２２はガソリン機関２０のも
のと同じにされている。吸気カム１３０と排気カム１４
０も、可変位相機構を備えるカムプーリ１５０、１６０
を介して駆動されるので、ガソリン機関２０に対して制
御パラメータを変えて位相を変えるだけでよい。また、
ピストン対向面１０５も同一であって、ガソリン機関２
０の場合においてペントルーフ型燃焼室の上面を形成し
ている部分がそのまま利用される。
【００１４】吸気バルブ１１０のバルブステム１１１
と、排気バルブ１２０のバルブステム１２１の間にＶ字
形の空間Ｖが形成され、そこに燃料噴射ノズル４００が
配置されている。燃料噴射ノズル４００はピストン対向
面１０５の各バルブの傘部１１２、１２２の中央から燃
料を噴射する（図３参照）。ガソリン機関２０の場合
は、この部位には点火栓５００が配置されている。図４
は図１のIV-IV 線に沿ってみた断面図、図５は図２のV-
V 線に沿ってみた断面図である。但し、燃料噴射ノズル
４００、点火栓５００はそれぞれ、断面で示していな
い。図４に示される直噴式ディーゼル機関１０用の燃料
噴射ノズル４００と、図５に示されるガソリン機関２０
用の点火栓５００は取り付けネジ部の形状が若干異なる
ので、直噴式ディーゼル機関１０の場合は、図６に示さ
れるようにネジ部を加工し、ガソリン機関２０の場合は
図７に示されるようにネジ部を加工する。しかし、ねじ
部加工前のシリンダヘッドは同じである。
と、排気バルブ１２０のバルブステム１２１の間にＶ字
形の空間Ｖが形成され、そこに燃料噴射ノズル４００が
配置されている。燃料噴射ノズル４００はピストン対向
面１０５の各バルブの傘部１１２、１２２の中央から燃
料を噴射する（図３参照）。ガソリン機関２０の場合
は、この部位には点火栓５００が配置されている。図４
は図１のIV-IV 線に沿ってみた断面図、図５は図２のV-
V 線に沿ってみた断面図である。但し、燃料噴射ノズル
４００、点火栓５００はそれぞれ、断面で示していな
い。図４に示される直噴式ディーゼル機関１０用の燃料
噴射ノズル４００と、図５に示されるガソリン機関２０
用の点火栓５００は取り付けネジ部の形状が若干異なる
ので、直噴式ディーゼル機関１０の場合は、図６に示さ
れるようにネジ部を加工し、ガソリン機関２０の場合は
図７に示されるようにネジ部を加工する。しかし、ねじ
部加工前のシリンダヘッドは同じである。
【００１５】一方、図１、２においてシリンダヘッド１
００とヘッドボルト（図示せず）によって結合されるシ
リンダブロック２００が示されているが、このシリンダ
ブロック２００は直噴式ディーゼル機関１０とガソリン
機関２０で共通とされている。そして、シリンダブロッ
ク２００内のシリンダボア２１０内をピストンが摺動す
る。
００とヘッドボルト（図示せず）によって結合されるシ
リンダブロック２００が示されているが、このシリンダ
ブロック２００は直噴式ディーゼル機関１０とガソリン
機関２０で共通とされている。そして、シリンダブロッ
ク２００内のシリンダボア２１０内をピストンが摺動す
る。
【００１６】図２のガソリン機関２０のピストン３００
は頂面が平らにされ圧縮時にシリンダヘッド１００のピ
ストン対向部１０５との間で所謂ペントルーフ型の燃焼
室を形成するようにされている。図１の直噴式ディーゼ
ル機関１０のピストンは、上記のガソリン機関１０用の
ピストンに比して、上部はシリンダヘッド１００のピス
トン対向面１０５に合うように外周側から中央部分に向
かって盛り上がっており、盛り上がった中央部分には、
シリンダヘッド１００側に向いた開口３１１を有する燃
焼室３１０が形成されていて、シリンダ１００に前述の
ように取り付けられた燃料噴射ノズル４００はこの開口
３１１の中心に向けて燃料を噴射する。一方、シリンダ
ボア２１０と摺動する部分は同じであって、ピストンリ
ングはガソリン機関と同じものを使用することができ
る。
は頂面が平らにされ圧縮時にシリンダヘッド１００のピ
ストン対向部１０５との間で所謂ペントルーフ型の燃焼
室を形成するようにされている。図１の直噴式ディーゼ
ル機関１０のピストンは、上記のガソリン機関１０用の
ピストンに比して、上部はシリンダヘッド１００のピス
トン対向面１０５に合うように外周側から中央部分に向
かって盛り上がっており、盛り上がった中央部分には、
シリンダヘッド１００側に向いた開口３１１を有する燃
焼室３１０が形成されていて、シリンダ１００に前述の
ように取り付けられた燃料噴射ノズル４００はこの開口
３１１の中心に向けて燃料を噴射する。一方、シリンダ
ボア２１０と摺動する部分は同じであって、ピストンリ
ングはガソリン機関と同じものを使用することができ
る。
【００１７】図８は図１の本発明による傾斜したバルブ
を有する直噴式ディーゼル機関１０のピストンであっ
て、図９は図８のピストンと同じ外径を有し、また同じ
深さの燃焼室を有する直立したバルブを有する直噴式デ
ィーゼル機関用のピストンである。両者を比較すると図
８の本発明の直噴式ディーゼル機関用のピストンは図９
の直立したバルブを有する直噴式ディーゼル機関用のピ
ストンに比べて破線で囲んだ部分Ａが少なくその分重量
が軽い。
を有する直噴式ディーゼル機関１０のピストンであっ
て、図９は図８のピストンと同じ外径を有し、また同じ
深さの燃焼室を有する直立したバルブを有する直噴式デ
ィーゼル機関用のピストンである。両者を比較すると図
８の本発明の直噴式ディーゼル機関用のピストンは図９
の直立したバルブを有する直噴式ディーゼル機関用のピ
ストンに比べて破線で囲んだ部分Ａが少なくその分重量
が軽い。
【００１８】
【発明の効果】各請求項の発明によれば、バルブステム
が傘部から遠くなるにつれて、互いに反対方向に、ピス
トンの中心軸線から遠くなるように配置された吸気弁と
排気弁を有し、その間に燃料噴射弁が配置されてて、圧
縮行程時に３角形断面のピストン対向部と所定の隙間で
対向する傾斜面を有し中央に凹状燃焼室が形成されたピ
ストンを有する直噴式ディーゼル機関が提供され、バル
ブを直立に配置した直噴式ディーゼル機関に比して、ピ
ストンの重量が低減され軽量化され、ピストンの上下動
に起因する振動が小さくなる。また、バルブの径を大き
くとることもでき性能を向上することができる。また、
吸気ポート、排気ポート、並びに、シリンダヘッドの冷
却のための冷却水通路の設計の自由度が大きくなる。特
に請求項２の発明によれば、シリンダヘッドが点火栓装
着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加工したり、細部を
必要に応じてディーゼル機関用にチューニングしたりす
る以外はガソリン機関のシリンダヘッドと同じとされ、
シリンダヘッドの製造コストが安くなる。特に請求項３
の発明によれば、吸気カムシャフト、排気カムシャフト
が可変位相機構を備えるガソリン機関と共通のカムシャ
フトとされ、制御パラメータを変更してガソリン機関と
位相を変えるだけなのでカムシャフトの製造コストが安
い。特に請求項４の発明によれば、シリンダブロックが
ガソリン機関と共用にされているのでシリンダブロック
の製造コストが安い。特に請求項５の発明によれば、ピ
ストンのシリンダボアと摺動する部分がガソリン機関と
共用化されているのでピストンリングをガソリン機関と
共用することができコストが安い。
が傘部から遠くなるにつれて、互いに反対方向に、ピス
トンの中心軸線から遠くなるように配置された吸気弁と
排気弁を有し、その間に燃料噴射弁が配置されてて、圧
縮行程時に３角形断面のピストン対向部と所定の隙間で
対向する傾斜面を有し中央に凹状燃焼室が形成されたピ
ストンを有する直噴式ディーゼル機関が提供され、バル
ブを直立に配置した直噴式ディーゼル機関に比して、ピ
ストンの重量が低減され軽量化され、ピストンの上下動
に起因する振動が小さくなる。また、バルブの径を大き
くとることもでき性能を向上することができる。また、
吸気ポート、排気ポート、並びに、シリンダヘッドの冷
却のための冷却水通路の設計の自由度が大きくなる。特
に請求項２の発明によれば、シリンダヘッドが点火栓装
着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加工したり、細部を
必要に応じてディーゼル機関用にチューニングしたりす
る以外はガソリン機関のシリンダヘッドと同じとされ、
シリンダヘッドの製造コストが安くなる。特に請求項３
の発明によれば、吸気カムシャフト、排気カムシャフト
が可変位相機構を備えるガソリン機関と共通のカムシャ
フトとされ、制御パラメータを変更してガソリン機関と
位相を変えるだけなのでカムシャフトの製造コストが安
い。特に請求項４の発明によれば、シリンダブロックが
ガソリン機関と共用にされているのでシリンダブロック
の製造コストが安い。特に請求項５の発明によれば、ピ
ストンのシリンダボアと摺動する部分がガソリン機関と
共用化されているのでピストンリングをガソリン機関と
共用することができコストが安い。
【図１】本発明による直噴式ディーゼル機関の構造を示
す図である。
す図である。
【図２】図１の直噴式ディーゼル機関が共通部分を有す
るガソリン機関の構造を示す図である。
るガソリン機関の構造を示す図である。
【図３】燃料噴射弁が各バルブの中央に配置されている
ことを示す図である。
ことを示す図である。
【図４】図１のIV-IV 線にそって見た燃料噴射弁の取り
付けを示す断面図である。
付けを示す断面図である。
【図５】図２のV-V 線にそって見た点火栓の取り付けを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】図４より燃料噴射弁を除去し取り付け穴の様子
を示した図である。
を示した図である。
【図７】図５より点火栓を除去し取り付け穴の様子を示
した図である。
した図である。
【図８】本発明による直噴式ディーゼル機関のピストン
を示した図である。
を示した図である。
【図９】直立したバルブ機構を有する直噴式ディーゼル
機関のピストンを示した図である。
機関のピストンを示した図である。
１００…シリンダヘッド １０５…ピストン対向面 １１０…吸気バルブ １２０…排気バルブ １３０…吸気カム １４０…排気カム １５０…吸気カムプーリ（可変位相機構付） １６０…排気カムプーリ（可変位相機構付） ２００…シリンダブロック ３００…ピストン ３１０…燃焼室 ４００…燃料噴射弁 ５００…点火栓
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｈ
Claims (5)
- 【請求項１】 シリンダヘッドに形成されるピストン対
向部であって、中央部が最も深くなるように彫り込まれ
た３角形断面のピストン対向部と、 シリンダヘッドに形成された３角形断面のピストン対向
部に開口する吸気ポートを開閉する傘部を有する複数の
吸気バルブであって、バルブステムが傘部から遠くなる
のにしたがってピストンの中心軸線から離間するように
外側に傾斜している吸気バルブと、 シリンダヘッドに形成された３角形断面のピストン対向
部に開口する排気ポートを開閉する傘部を有する複数の
排気バルブであって、バルブステムが傘部から遠くなる
のにしたがってピストンの中心軸線から吸気バルブと反
対側に離間するように外側に傾斜している排気バルブ
と、 圧縮行程時に３角形断面のピストン対向部と所定の隙間
で対向する傾斜面を有し、中央に凹状燃焼室が形成され
たピストンと、 シリンダヘッドの吸気バルブと排気バルブの間に配置さ
れ、所定のタイミングでピストンの凹部に向けて燃料を
噴射する燃料噴射弁と、 を有する直噴式ディーゼル機関。 - 【請求項２】 シリンダヘッドが、バルブステムが傘部
から遠くなるのにしたがってピストンの中心軸線から離
間するように外側に傾斜している複数の吸気バルブおよ
び複数の排気バルブを有するＤＯＨＣ型のバルブ機構と
ペントルーフ型燃焼室と、ピストン対向部の各バルブの
傘部にかこまれる中央に配置された点火栓を有するガソ
リン機関用のシリンダヘッドと共通のシリンダヘッドで
あって、点火栓装着穴のかわりに燃料噴射弁装着穴を加
工したシリンダヘッドであることを特徴とする請求項１
に記載の直噴式ディーゼル機関。 - 【請求項３】 吸気バルブを開閉する吸気カムシャフ
ト、排気バルブを開閉する排気カムシャフトが、それぞ
れ可変位相機構を備えるガソリン機関と共通のカムシャ
フトであって、制御パラメータを変更してガソリン機関
と位相を変えていることを特徴とする請求項２に記載の
直噴式ディーゼル機関。 - 【請求項４】 シリンダブロックがガソリン機関と共用
にされていることを特徴とする請求項１に記載の直噴式
ディーゼル機関。 - 【請求項５】 ピストンのシリンダボアと摺動する部分
がガソリン機関と共用化されていることを特徴とする請
求項１に記載の直噴式ディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061382A JPH11257089A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 直噴式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061382A JPH11257089A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 直噴式ディーゼル機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257089A true JPH11257089A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13169580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10061382A Pending JPH11257089A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 直噴式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11257089A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138838A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| CN100422544C (zh) * | 2002-09-27 | 2008-10-01 | 本田技研工业株式会社 | 四冲程直喷发动机 |
| JP2013072321A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| WO2014087519A1 (ja) | 2012-12-06 | 2014-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | シリンダヘッドの予成形品、シリンダヘッドおよびシリンダヘッドの製造方法 |
| WO2014106903A1 (ja) | 2013-01-07 | 2014-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| WO2014106904A1 (ja) | 2013-01-07 | 2014-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JP2014152665A (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火式内燃機関 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP10061382A patent/JPH11257089A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100422544C (zh) * | 2002-09-27 | 2008-10-01 | 本田技研工业株式会社 | 四冲程直喷发动机 |
| JP2007138838A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| JP2013072321A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| WO2014087519A1 (ja) | 2012-12-06 | 2014-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | シリンダヘッドの予成形品、シリンダヘッドおよびシリンダヘッドの製造方法 |
| US10100776B2 (en) | 2012-12-06 | 2018-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Preformed article for cylinder head, cylinder head, and method for manufacturing cylinder head |
| WO2014106903A1 (ja) | 2013-01-07 | 2014-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| WO2014106904A1 (ja) | 2013-01-07 | 2014-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JP2014152665A (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火式内燃機関 |
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