JPH11324681A - 直接噴射火花点火4ストロ―ク内燃エンジン - Google Patents

直接噴射火花点火4ストロ―ク内燃エンジン

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JPH11324681A
JPH11324681A JP11083719A JP8371999A JPH11324681A JP H11324681 A JPH11324681 A JP H11324681A JP 11083719 A JP11083719 A JP 11083719A JP 8371999 A JP8371999 A JP 8371999A JP H11324681 A JPH11324681 A JP H11324681A
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engine
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料消費を低減させる。 【解決手段】 内燃エンジンは、ピストン10、シリン
ダ、およびシリンダヘッドによって画定されている燃焼
室4と、吸気弁9と組み合わされている吸気管7と、排
気弁6と協働する排気管1と、吸気弁9の付近に配置さ
れている第1の点火手段3とを少なくとも有している。
内燃エンジンは、第1の点火手段3の付近に配置されて
いる燃料噴射要素2をさらに有し、吸気管7、燃料噴射
要素2、および第1の点火手段3が、車両の前側の同じ
シリンダの半体内に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火4ストロ
ーク内燃エンジンの分野に関し、特に、燃焼室内への直
接燃料噴射を伴う火花点火4ストローク内燃エンジンに
関する。
【0002】このタイプのエンジンでは、燃料が燃焼室
内に直接に噴射され、他のエンジンのように吸気管内に
は噴射されない。直接燃料噴射は、燃料噴射ノズルがエ
ンジンサイクルに従って応答しかつ制御されることが可
能である限りにおいて、より良好に燃焼を制御すること
を可能にする。
【0003】
【従来の技術】この目的のために様々なエンジンが既に
設計されている。例えば、シリンダの軸線に対して実質
的に平行に配置され延びている吸気管を有しているシリ
ンダの長手方向の軸線上にあるシリンダヘッド内にスパ
ークプラグが配置され、かつ燃料噴射ノズルが吸気弁の
真下の位置でシリンダ内に開口している、シリンダ毎に
4つの弁を有する公知の火花点火4ストロークエンジン
がある。
【0004】これらのエンジンと組み合わされるピスト
ンは、噴射ノズル噴流を導きかつ燃焼室内での気体の運
動を強めることを意図した独特の凹みを一般に有してい
る。
【0005】また、ピストンが、上死点において燃料噴
射ノズルおよびスパークプラグにちょうど向かい合う位
置に配置されている球形の窪み(または凹み)を有する
公知のエンジンがある。欧州特許出願公開第EP−A1
−0,558,072号公報明細書は、この特徴を備え
たエンジンを示している。
【0006】これらのエンジンは全て、大きな容積(8
0mmを優に越えるシリンダ内径)を有し、かつ、シリ
ンダ毎に4個の弁を一般に有している。
【0007】また、シリンダ毎に3個の弁を備えた同じ
タイプの公知のエンジンがある。本出願人によるEN特
許出願第97/06,731号は、このようなエンジン
の具体例を示している。
【0008】これらのエンジンは、低負荷における成層
モードおよび高負荷におけるいわゆる均質燃焼の少なく
とも一方での燃焼を可能にする。
【0009】低負荷において、燃焼室のある区域が燃焼
室のその他の部分よりも濃厚な混合気を含むときに、燃
焼が「成層されている」と呼ばれる。このことは、燃料
が濃厚な区域が全体的にスパークプラグの付近にあるの
で、混合気のより容易な点火を可能にする。
【0010】高負荷では、いわゆる均質燃焼が推奨され
ている。この場合には、混合気が燃焼室全体内において
非常に均質でなければならない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】直接噴射エンジンは、
一般に成層モードと均質モードとのどちらでも正確に機
能する。しかしながら、これらの両方の作動モードを調
和させることは一般的に困難である。
【0012】そこで、本発明の目的は、燃料消費を低減
させることができる直接噴射火花点火4ストローク内燃
エンジンを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のタイプ
のエンジンに関し、いくつかの関連する問題点を解決す
ることを可能にする。
【0014】さらに明確には、本発明は、圧送動作を減
らすことによって燃料消費を低減させることを可能にす
る。さらに、燃焼室内および燃焼室周囲における熱伝達
が、本発明によって大きく減少させられる。
【0015】本発明は、特に、小型のシリンダ、2つの
弁、および中央弁作動機構を有する成層燃焼直接噴射エ
ンジンに関する。
【0016】本発明の対象は、例えば、ピストン、シリ
ンダ、およびシリンダヘッドによって画定されている燃
焼室と、吸気弁と組み合わされている吸気管と、排気弁
と協働する排気管と、吸気弁の付近に配置されている第
1の点火手段とを少なくとも有する、直接噴射火花点火
4ストローク内燃エンジンである。
【0017】本発明によれば、上記のエンジンが第1の
点火手段の付近に配置されている燃料噴射要素をさらに
有し、吸気管、燃料噴射要素、および第1の点火手段
が、車両の前側の同じシリンダの半体内に配置されてい
る。
【0018】さらに、ピストンの上面の輪郭がシリンダ
ヘッドの下面の輪郭に類似しており、ピストンが、第1
の点火手段が上に開口している領域の付近に配置された
凹みを有している。
【0019】特に、ピストンにおける凹みが球形または
半球形の形状を有している。
【0020】本発明によれば、吸気弁と排気弁とが正反
対に向かい合っている。
【0021】上記噴射要素の軸線が、シリンダの長手方
向の軸線を含む平面から60°未満に好ましくは配置さ
れている。
【0022】本発明の他の実施態様によれば、エンジン
が第2の点火手段をさらに有している。
【0023】第2の点火手段は、例えば排気弁を含むシ
リンダの半体内に配置されている。
【0024】さらに明確には、第2の点火手段は排気弁
の隣りに配置されている。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴、詳細、および
利点が、以下に非限定的な実施例として示される説明を
添付図面を参照して理解することによって、明らかにな
るであろう。
【0026】図1(a)は、排気管1、燃料噴射ノズル
2、および第1の点火手段3を通る平面に沿った断面図
である。これら3つの要素は、シリンダヘッド、ピスト
ンの上面、およびシリンダ(不図示)によって従来通り
に画定されている燃焼室4の上部の中に開口している。
【0027】排気管1がポート5を通って燃焼室4の中
に開口しており、このポート5は弁6のような手段によ
って断続的に封止される。
【0028】さらに、本発明は、特定のポート8を通っ
て燃焼室内に開口している吸気管7を有している。弁の
ような断続的封止要素9が吸気ポート8に組み合わせら
れている。
【0029】本発明によれば、吸気管7、燃料噴射ノズ
ル2、および第1の点火手段3は、車両の前側の同じシ
リンダの半体内に配置されている。このことは、燃料噴
射ノズル2および点火手段3の容易な取り外しを可能に
する。
【0030】さらに、このレイアウトは、「スワール」
と呼ばれる運動、すなわちシリンダの軸線を中心とした
気流の回転を燃焼室4内に生じさせることを可能にす
る。
【0031】図1(b)は、組み合わされるピストン1
0の上部の輪郭を示す。
【0032】この輪郭は、図2の斜視図においても見る
ことが可能である。
【0033】このように、ピストン10の上面は、縁1
3の付近における上部で接する2つの斜面11,12を
有している。この形状はシリンダヘッドの下面の形状と
実質的に一致しており、また、2つの傾斜側部を持つ屋
根のように形成されている。
【0034】排気管1は、車両の後側において斜面11
の一方の上に開口している。
【0035】上記のように同じシリンダの半体に属して
いる吸気管7、燃料噴射ノズル2、および第1の点火手
段3は、車両の前側において、第2の斜面12の上に開
口している。
【0036】燃料噴射ノズル2の軸線は、シリンダの長
手方向の軸線を含む平面から60°未満に好ましくは配
置されている。この配置がシリンダの軸線に対して「接
近している」と見なされる。火炎と燃焼室の壁との間の
接触が最少となるので、燃焼室のより中央で燃焼が発生
することが可能となり、したがってより高い燃焼効率が
得られる。
【0037】さらに、球形部14がピストン10の上面
に掘り込まれている。より明確には、点火動作後期の間
中に燃焼室内において燃料と空気との混合気の成層化を
促進するように、すなわち燃焼上死点の付近での噴射を
促進するように、この凹み14が燃料噴射ノズル2と第
1の点火手段3とに向かい合って配置されている。
【0038】本発明は、したがって、均質燃焼モードと
成層燃焼モードとの両方で動作することが可能である、
吸気弁と排気弁との2つの弁を有する内燃エンジンを提
案する。このことは、かなりの燃料消費の向上を可能に
する。
【0039】本発明は、より詳細には、小容積の車両を
目標としている。
【0040】不図示のカムシャフトが中央にあり、すな
わちカムシャフトは燃焼室4の頂部の概ね上方に配置さ
れている。
【0041】さらに、点火手段3の軸線はシリンダの軸
線を含む平面に「近接している」ことが好ましく、その
点火手段自体がシリンダの中央の直ぐ近くに配置される
ことが可能であり、このことが燃焼を改善する方策であ
る。
【0042】本発明の他の実施形態によれば、第2の点
火手段15が備えられる。
【0043】図3および図4はこの実施形態を示してい
る。
【0044】第2の点火手段15は、吸気管7、燃料噴
射ノズル2、および第1の点火手段3を含まない第2の
シリンダの半体の中に開口していることが好ましい。し
たがって、第2の点火手段15は、車両の後側におい
て、排気管1と同様に同じシリンダ半体の中に開口して
いる。
【0045】第2の点火手段15は燃焼が改善されるこ
とを可能にする。第2の点火手段15は、高エンジン負
荷時におけるノッキング現象を防止するために使用され
ることが好ましく、したがって、第2の点火手段はエン
ジン効率を向上させる高圧縮比を可能にする。この第2
の点火手段が燃焼室の中央での点火を促進する。
【0046】第2の点火手段15は、化学量的な条件下
で部分負荷動作中の燃焼を改善するために高度の点火を
用いることも可能にする。
【0047】図4は、2つの点火手段(3および5)を
有する、本発明の第2の実施形態のレイアウトを示す。
【0048】ピストン10の上面が上記の輪郭を有する
ことが好ましいが、この輪郭が備えられることは必ずし
も必要であるというわけではない。
【0049】燃料噴射ノズル2が小さな噴射角、すなわ
ち約40°の噴射角を有することが好ましい。しかし、
オフセットジェットノズルの場合、すなわち燃料噴射ノ
ズルがその外部本体の軸線とは異なった主軸線を有する
場合には、シリンダ壁の濡れという問題によって噴射角
が制限されることはない。したがって、燃料噴流が、燃
焼室の中央または点火手段の一方に対して、有利に方向
付けられることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】同図(a)は本発明による燃焼室の上部の概略
的な断面図、同図(b)はピストンの上部の断面図であ
る。
【図2】本発明の第1の実施形態によるピストン区域の
シリンダヘッド上部の概略的な斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施形態の平面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の、シリンダヘッド側
の概略的な斜視図である。
【符号の説明】
1 排気管 2 燃料噴射ノズル 3 第1の点火手段 4 燃焼室 5,8 ポート 6 排気弁 7 吸気管 9 吸気弁 10 ピストン 11,12 斜面 13 縁 14 球形部(凹み) 15 第2の点火手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストン(10)、シリンダ、およびシ
    リンダヘッドによって画定されている燃焼室(4)と、
    吸気弁(9)と組み合わされている吸気管(7)と、排
    気弁(6)と協働する排気管(1)と、前記吸気弁
    (9)の付近に配置されている第1の点火手段(3)と
    を少なくとも有する、直接噴射火花点火4ストローク内
    燃エンジンにおいて、 前記第1の点火手段(3)の付近かつ下方に配置されて
    いる燃料噴射要素(2)をさらに有し、前記吸気管
    (7)、前記燃料噴射要素(2)、および前記第1の点
    火手段(3)が、車両の前側の同じシリンダの半体内に
    配置されていることを特徴とする、直接噴射火花点火4
    ストローク内燃エンジン。
  2. 【請求項2】 前記ピストン(10)の上面が前記シリ
    ンダヘッドの下面の輪郭に類似した輪郭を有し、前記ピ
    ストンが、前記第1の点火手段(3)が上に開口してい
    る領域の付近に配置された凹み(14)を有している請
    求項1に記載のエンジン。
  3. 【請求項3】 前記ピストンにおける前記凹み(14)
    が球形または半球形の形状を有している請求項2に記載
    のエンジン。
  4. 【請求項4】 前記吸気弁(9)と前記排気弁(6)と
    が正反対に向かい合っている請求項1から3のいずれか
    1項に記載のエンジン。
  5. 【請求項5】 前記噴射要素の軸線が、前記シリンダの
    長手方向の軸線を含む平面から60°未満に配置されて
    いる請求項1から4のいずれか1項に記載のエンジン。
  6. 【請求項6】 第2の点火手段(15)をさらに有して
    いる請求項1から5のいずれか1項に記載のエンジン。
  7. 【請求項7】 前記第2の点火手段(15)が前記排気
    弁(6)を含む前記シリンダの半体内に配置されている
    請求項6に記載のエンジン。
  8. 【請求項8】 前記第2の点火手段(15)が前記排気
    弁(6)の隣りに配置されている請求項6または7に記
    載のエンジン。
JP11083719A 1998-03-26 1999-03-26 直接噴射火花点火4ストロ―ク内燃エンジン Pending JPH11324681A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR98/03880 1998-03-26
FR9803880A FR2776708B1 (fr) 1998-03-26 1998-03-26 Nouveau moteur a combustion interne a quatre temps, allumage commande et injection directe

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JPH11324681A true JPH11324681A (ja) 1999-11-26

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JP11083719A Pending JPH11324681A (ja) 1998-03-26 1999-03-26 直接噴射火花点火4ストロ―ク内燃エンジン

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US (1) US6076498A (ja)
EP (1) EP0945604B1 (ja)
JP (1) JPH11324681A (ja)
KR (1) KR19990078188A (ja)
AT (1) ATE307274T1 (ja)
DE (1) DE69927730T2 (ja)
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