JPH1193675A - 筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
筒内噴射式火花点火機関Info
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- JPH1193675A JPH1193675A JP9252503A JP25250397A JPH1193675A JP H1193675 A JPH1193675 A JP H1193675A JP 9252503 A JP9252503 A JP 9252503A JP 25250397 A JP25250397 A JP 25250397A JP H1193675 A JPH1193675 A JP H1193675A
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- swirl
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other 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
- F02B23/104—Other 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 a side position of the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- 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 Device For Special Equipments (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブリセスを設けることなく吸気弁とピス
トン冠面との干渉回避を行えて吸気弁の可変動弁特性に
よる機関出力の向上を図る。 【解決手段】 ピストン２の冠面に設けられるキャビテ
ィ燃焼室１３を、２つの吸気弁５，５の投影面を包含す
る所要の面積範囲でそれぞれ凹設されて互いに連通する
第１スワール室１４と第２スワール室１５とで構成する
ことにより、可変動弁特性の吸気弁５としてあってもピ
ストン冠面との干渉が回避される。
トン冠面との干渉回避を行えて吸気弁の可変動弁特性に
よる機関出力の向上を図る。 【解決手段】 ピストン２の冠面に設けられるキャビテ
ィ燃焼室１３を、２つの吸気弁５，５の投影面を包含す
る所要の面積範囲でそれぞれ凹設されて互いに連通する
第１スワール室１４と第２スワール室１５とで構成する
ことにより、可変動弁特性の吸気弁５としてあってもピ
ストン冠面との干渉が回避される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼室に直接燃料を
噴霧する筒内噴射式火花点火機関に関する。
噴霧する筒内噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内噴射式火花点火機関は、例えば特開
平８−３５４２９号公報に示されているように、高負荷
運転域（以下、単に高負荷域と称する）では燃焼室に略
均質な空燃比の混合気を形成して所謂均質燃焼を行わせ
る一方、低負荷運転域（以下、単に低負荷域と称する）
では点火プラグ周りにのみ比較的濃い混合気を形成し、
平均的な空燃比を非常に大きく（稀薄化）して所謂成層
燃焼を行わせるようにしたものである。
平８−３５４２９号公報に示されているように、高負荷
運転域（以下、単に高負荷域と称する）では燃焼室に略
均質な空燃比の混合気を形成して所謂均質燃焼を行わせ
る一方、低負荷運転域（以下、単に低負荷域と称する）
では点火プラグ周りにのみ比較的濃い混合気を形成し、
平均的な空燃比を非常に大きく（稀薄化）して所謂成層
燃焼を行わせるようにしたものである。
【０００３】このような筒内噴射式火花点火機関は、ペ
ントルーフタイプの燃焼室を形成するシリンダヘッドの
一側部に２つの吸気弁を、および他側部に２つの排気弁
を配設し、燃焼室中央に点火プラグを配設すると共に燃
焼室側部の２つの吸気ポート開口部間近傍に燃料噴射弁
を配設する一方、ピストン冠面は燃焼室のペントルーフ
形状に合わせて山形に形成して、該ピストン冠面の吸気
弁配置側の一側部に偏寄して、前記点火プラグのプラグ
電極を受容できる範囲に非円形のキャビティ燃焼室を凹
設してある。
ントルーフタイプの燃焼室を形成するシリンダヘッドの
一側部に２つの吸気弁を、および他側部に２つの排気弁
を配設し、燃焼室中央に点火プラグを配設すると共に燃
焼室側部の２つの吸気ポート開口部間近傍に燃料噴射弁
を配設する一方、ピストン冠面は燃焼室のペントルーフ
形状に合わせて山形に形成して、該ピストン冠面の吸気
弁配置側の一側部に偏寄して、前記点火プラグのプラグ
電極を受容できる範囲に非円形のキャビティ燃焼室を凹
設してある。
【０００４】吸気弁をそれぞれ配設した吸気ポートは例
えばサイヤミズドポートとしてそれぞれ独立ポートに形
成し、そのうちの一方の吸気ポートは燃焼室で吸気に強
いスワールを付与し得るようにヘリカルポートとして構
成している。
えばサイヤミズドポートとしてそれぞれ独立ポートに形
成し、そのうちの一方の吸気ポートは燃焼室で吸気に強
いスワールを付与し得るようにヘリカルポートとして構
成している。
【０００５】そして、低負荷域では圧縮行程でピストン
上死点付近において前記燃料噴射弁から、キャビティ燃
焼室に生成された吸気のスワール（以下、単にスワール
と称する）の上流側に向けて燃料を噴霧することにより
前述した成層燃焼を可能としている。
上死点付近において前記燃料噴射弁から、キャビティ燃
焼室に生成された吸気のスワール（以下、単にスワール
と称する）の上流側に向けて燃料を噴霧することにより
前述した成層燃焼を可能としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】機関の出力を高めるた
めに吸気弁の作動角やバルブリフトを大きくしたり、あ
るいは吸排気弁のバルブオーバーラップを大きくしたり
する要請があるが、このような弁特性を設定する場合前
述のピストン冠面には吸気弁との干渉を避けるためにバ
ルブリセスを形成する必要がある。
めに吸気弁の作動角やバルブリフトを大きくしたり、あ
るいは吸排気弁のバルブオーバーラップを大きくしたり
する要請があるが、このような弁特性を設定する場合前
述のピストン冠面には吸気弁との干渉を避けるためにバ
ルブリセスを形成する必要がある。
【０００７】一方、前述したキャビティ燃焼室は圧縮比
との兼ね合いで非円形の開口面積をむやみに大きくする
ことはできず、自ずとその開口形成エリアが制限される
ことから該ピストン冠面にバルブリセスを設けようとす
ると、該バルブリセスがキャビティ燃焼室の開口縁に部
分的に跨るようになってしまう。
との兼ね合いで非円形の開口面積をむやみに大きくする
ことはできず、自ずとその開口形成エリアが制限される
ことから該ピストン冠面にバルブリセスを設けようとす
ると、該バルブリセスがキャビティ燃焼室の開口縁に部
分的に跨るようになってしまう。
【０００８】この結果、成層燃焼時にキャビティ燃焼室
に強いスワールを生成してもその一部がバルブリセスか
らキャビティ燃焼室外へ逃げてしまい、また、燃料噴射
弁からキャビティ燃焼室に向けて噴霧された燃料も、そ
の一部がバルブリセスからキャビティ燃焼室外へ逃げて
しまうことから、点火プラグ周りでの濃い混合気の形成
が不十分となってしまい、結果的には平均的な空燃比を
非常に大きく（稀薄化）することができなくなってしま
う。
に強いスワールを生成してもその一部がバルブリセスか
らキャビティ燃焼室外へ逃げてしまい、また、燃料噴射
弁からキャビティ燃焼室に向けて噴霧された燃料も、そ
の一部がバルブリセスからキャビティ燃焼室外へ逃げて
しまうことから、点火プラグ周りでの濃い混合気の形成
が不十分となってしまい、結果的には平均的な空燃比を
非常に大きく（稀薄化）することができなくなってしま
う。
【０００９】そこで、本発明は成層燃焼の安定性や機関
圧縮比を損なうことなく吸気弁とピストン冠面との干渉
を回避できて、可変動弁機構等による吸気弁の弁特性を
可変とすることができる筒内噴射式火花点火機関を提供
するものである。
圧縮比を損なうことなく吸気弁とピストン冠面との干渉
を回避できて、可変動弁機構等による吸気弁の弁特性を
可変とすることができる筒内噴射式火花点火機関を提供
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、複数の吸気弁と、燃焼室中央に配置した点火プラ
グ、および燃焼室に直接燃料を噴霧する燃料噴射弁等と
を備えると共に、ピストン冠面にキャビティ燃焼室を備
え、吸気にスワールを付与した状態で圧縮行程中に前記
キャビティ燃焼室に向けて燃料噴射を行うことにより成
層燃焼を行わせるようにした筒内噴射式火花点火機関に
おいて、前記キャビティ燃焼室を、複数の吸気弁の投影
面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ凹設されて互い
に連通する複数の凹部で構成したことを特徴としてい
る。
は、複数の吸気弁と、燃焼室中央に配置した点火プラ
グ、および燃焼室に直接燃料を噴霧する燃料噴射弁等と
を備えると共に、ピストン冠面にキャビティ燃焼室を備
え、吸気にスワールを付与した状態で圧縮行程中に前記
キャビティ燃焼室に向けて燃料噴射を行うことにより成
層燃焼を行わせるようにした筒内噴射式火花点火機関に
おいて、前記キャビティ燃焼室を、複数の吸気弁の投影
面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ凹設されて互い
に連通する複数の凹部で構成したことを特徴としてい
る。
【００１１】請求項２の発明にあっては、２つの吸気弁
と、燃焼室中央に配置した点火プラグ、および燃焼室に
直接燃料を噴霧する燃料噴射弁等とを備えると共に、ピ
ストン冠面に点火プラグとの干渉を避けるプラグ逃げ溝
を有するキャビティ燃焼室を備え、吸気にスワールを付
与した状態で圧縮行程中に前記キャビティ燃焼室に向け
て燃料噴射を行うことにより成層燃焼を行わせるように
した筒内噴射式火花点火機関において、前記キャビティ
燃焼室を、２つの吸気弁の投影面を包含する所要の面積
範囲でそれぞれ凹設されて互いに連通する略円形の第１
スワール室と第２スワール室とで構成したことを特徴と
している。
と、燃焼室中央に配置した点火プラグ、および燃焼室に
直接燃料を噴霧する燃料噴射弁等とを備えると共に、ピ
ストン冠面に点火プラグとの干渉を避けるプラグ逃げ溝
を有するキャビティ燃焼室を備え、吸気にスワールを付
与した状態で圧縮行程中に前記キャビティ燃焼室に向け
て燃料噴射を行うことにより成層燃焼を行わせるように
した筒内噴射式火花点火機関において、前記キャビティ
燃焼室を、２つの吸気弁の投影面を包含する所要の面積
範囲でそれぞれ凹設されて互いに連通する略円形の第１
スワール室と第２スワール室とで構成したことを特徴と
している。
【００１２】請求項３の発明にあっては、請求項２に記
載の第１スワール室と第２スワール室は、それぞれ吸気
弁の投影面部に最深部を備えていることを特徴としてい
る。
載の第１スワール室と第２スワール室は、それぞれ吸気
弁の投影面部に最深部を備えていることを特徴としてい
る。
【００１３】請求項４の発明にあっては、請求項３に記
載の最深部の底面を平坦に形成したことを特徴としてい
る。
載の最深部の底面を平坦に形成したことを特徴としてい
る。
【００１４】請求項５の発明にあっては、請求項２〜４
に記載のキャビティ燃焼室は、燃料噴射弁から噴霧され
た燃料を該キャビティ燃焼室内にガイドする噴霧ガイド
溝を備えていることを特徴としている。
に記載のキャビティ燃焼室は、燃料噴射弁から噴霧され
た燃料を該キャビティ燃焼室内にガイドする噴霧ガイド
溝を備えていることを特徴としている。
【００１５】請求項６の発明にあっては、請求項３〜５
に記載の第１スワール室と第２スワール室の両最深部の
隣接部分に、底面をこれら最深部の底面と整合して同一
面に形成した連設部を設けて、該連設部によって前記両
最深部を連通したことを特徴としている。
に記載の第１スワール室と第２スワール室の両最深部の
隣接部分に、底面をこれら最深部の底面と整合して同一
面に形成した連設部を設けて、該連設部によって前記両
最深部を連通したことを特徴としている。
【００１６】請求項７の発明にあっては、請求項３〜５
に記載の第１スワール室と第２スワール室の両最深部の
隣接部分に、底面をプラグ逃げ溝の底面と整合して同一
面に形成した連設部を設けて、該連設部によってプラグ
逃げ溝を前記両最深部と連通したことを特徴としてい
る。
に記載の第１スワール室と第２スワール室の両最深部の
隣接部分に、底面をプラグ逃げ溝の底面と整合して同一
面に形成した連設部を設けて、該連設部によってプラグ
逃げ溝を前記両最深部と連通したことを特徴としてい
る。
【００１７】請求項８の発明にあっては、請求項７に記
載のプラグ逃げ溝の底面と連設部の底面を、第１スワー
ル室と第２スワール室の両最深部の底面と整合して同一
面に形成したことを特徴としている。
載のプラグ逃げ溝の底面と連設部の底面を、第１スワー
ル室と第２スワール室の両最深部の底面と整合して同一
面に形成したことを特徴としている。
【００１８】請求項９の発明にあっては、請求項７，８
に記載の第１スワール室および第２スワール室の両最深
部の周壁とプラグ逃げ溝の周壁との連設部分を、これら
第１スワール室および第２スワール室で生成される吸気
のスワールの略接線方向に直線的に形成したことを特徴
としている。
に記載の第１スワール室および第２スワール室の両最深
部の周壁とプラグ逃げ溝の周壁との連設部分を、これら
第１スワール室および第２スワール室で生成される吸気
のスワールの略接線方向に直線的に形成したことを特徴
としている。
【００１９】請求項１０の発明にあっては、請求項２〜
９に記載の第１スワール室と第２スワール室を、それぞ
れピストン冠面の吸気弁と対向配置した排気弁設置側に
向けて略楕円形状に拡大して形成したことを特徴として
いる。
９に記載の第１スワール室と第２スワール室を、それぞ
れピストン冠面の吸気弁と対向配置した排気弁設置側に
向けて略楕円形状に拡大して形成したことを特徴として
いる。
【００２０】請求項１１の発明にあっては、請求項１０
に記載の第１スワール室と第２スワール室の両最深部
を、それぞれピストン冠面の排気弁設置側に向けて略楕
円形状に拡大して形成したことを特徴としている。
に記載の第１スワール室と第２スワール室の両最深部
を、それぞれピストン冠面の排気弁設置側に向けて略楕
円形状に拡大して形成したことを特徴としている。
【００２１】請求項１２の発明にあっては、請求項７又
は９〜１１に記載の第１スワール室の最深部とプラグ逃
げ溝および連設部の各底面を、第２スワール室の最深部
の底面よりも一段下げて形成したことを特徴としてい
る。
は９〜１１に記載の第１スワール室の最深部とプラグ逃
げ溝および連設部の各底面を、第２スワール室の最深部
の底面よりも一段下げて形成したことを特徴としてい
る。
【００２２】請求項１３の発明にあっては、請求項７又
は９〜１１に記載の第２スワール室の最深部とプラグ逃
げ溝および連設部の各底面を、第１スワール室の最深部
の底面よりも一段下げて形成したことを特徴としてい
る。
は９〜１１に記載の第２スワール室の最深部とプラグ逃
げ溝および連設部の各底面を、第１スワール室の最深部
の底面よりも一段下げて形成したことを特徴としてい
る。
【００２３】請求項１４の発明にあっては、請求項７又
は９〜１１に記載のプラグ逃げ溝と連設部の両底面を、
第１スワール室および第２スワール室の両最深部の底面
よりも一段下げて形成したことを特徴としている。
は９〜１１に記載のプラグ逃げ溝と連設部の両底面を、
第１スワール室および第２スワール室の両最深部の底面
よりも一段下げて形成したことを特徴としている。
【００２４】請求項１５の発明にあっては、請求項２〜
１４に記載の第１スワール室および第２スワール室の各
プラグ逃げ溝に隣接する側の周壁をリエントラント形状
に形成したことを特徴としている。
１４に記載の第１スワール室および第２スワール室の各
プラグ逃げ溝に隣接する側の周壁をリエントラント形状
に形成したことを特徴としている。
【００２５】請求項１６の発明にあっては、請求項２〜
１５に記載の第１スワール室に対応する吸気弁を配設し
た第１吸気ポート、および第２スワール室に対応する吸
気弁を配設した第２吸気ポートをそれぞれ独立したスト
レートポートとして構成し、これら吸気ポートの一方に
は成層燃焼時に該一方の吸気ポートを遮蔽し、均質燃焼
時に該一方の吸気ポートを開放する遮蔽弁を設けたこと
を特徴としている。
１５に記載の第１スワール室に対応する吸気弁を配設し
た第１吸気ポート、および第２スワール室に対応する吸
気弁を配設した第２吸気ポートをそれぞれ独立したスト
レートポートとして構成し、これら吸気ポートの一方に
は成層燃焼時に該一方の吸気ポートを遮蔽し、均質燃焼
時に該一方の吸気ポートを開放する遮蔽弁を設けたこと
を特徴としている。
【００２６】請求項１７の発明にあっては、請求項２〜
１６に記載の吸気弁は、機関の運転条件に合わせて開閉
特性を変化させる可変動弁機構を備えていることを特徴
としている。
１６に記載の吸気弁は、機関の運転条件に合わせて開閉
特性を変化させる可変動弁機構を備えていることを特徴
としている。
【００２７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ピスト
ン冠面のキャビティ燃焼室を構成する複数の凹部は、各
吸気弁の投影面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ凹
設してあるため、機関の出力向上を目的として吸気弁の
作動角，バルブリフト等の弁特性を可変とした場合に、
該吸気弁がピストン冠面と干渉するのを回避することが
できる。
ン冠面のキャビティ燃焼室を構成する複数の凹部は、各
吸気弁の投影面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ凹
設してあるため、機関の出力向上を目的として吸気弁の
作動角，バルブリフト等の弁特性を可変とした場合に、
該吸気弁がピストン冠面と干渉するのを回避することが
できる。
【００２８】そして、ピストン冠面にはキャビティ燃焼
室に跨るバルブリセスを設けていないため、成層燃焼時
にスワールおよび燃料がキャビティ燃焼室外へ逃げるよ
うなことがなく、従って、強いスワールを生成できて成
層燃焼の安定性を維持することができ、しかも、キャビ
ティ燃焼室の開口面積を必要以上に拡大することもない
ので機関圧縮比の低下を回避することができる。
室に跨るバルブリセスを設けていないため、成層燃焼時
にスワールおよび燃料がキャビティ燃焼室外へ逃げるよ
うなことがなく、従って、強いスワールを生成できて成
層燃焼の安定性を維持することができ、しかも、キャビ
ティ燃焼室の開口面積を必要以上に拡大することもない
ので機関圧縮比の低下を回避することができる。
【００２９】更に、成層燃焼時に圧縮行程中にキャビテ
ィ燃焼室の凹部に向けて噴霧された燃料は当該凹部で生
成された強いスワールに乗って、燃焼室中央の点火プラ
グ周りに集合して、該点火プラグ周りに濃い混合気が形
成されるため良好な着火性を維持することができる。
ィ燃焼室の凹部に向けて噴霧された燃料は当該凹部で生
成された強いスワールに乗って、燃焼室中央の点火プラ
グ周りに集合して、該点火プラグ周りに濃い混合気が形
成されるため良好な着火性を維持することができる。
【００３０】請求項２に記載の発明によれば、ピストン
冠面のキャビティ燃焼室を構成する第１スワール室と第
２スワール室は、各吸気弁の投影面を包含する所要の面
積範囲でそれぞれ略円形に凹設してあるため、機関の出
力向上を目的として吸気弁の作動角，バルブリフト等の
弁特性を可変とした場合に、該吸気弁がピストン冠面と
干渉するのを回避することができる。
冠面のキャビティ燃焼室を構成する第１スワール室と第
２スワール室は、各吸気弁の投影面を包含する所要の面
積範囲でそれぞれ略円形に凹設してあるため、機関の出
力向上を目的として吸気弁の作動角，バルブリフト等の
弁特性を可変とした場合に、該吸気弁がピストン冠面と
干渉するのを回避することができる。
【００３１】そして、ピストン冠面にはキャビティ燃焼
室に跨るバルブリセスを設けていないため、成層燃焼時
にスワールおよび燃料がキャビティ燃焼室外へ逃げるよ
うなことがなく、従って、強いスワールを生成できて成
層燃焼の安定性を維持することができ、しかも、キャビ
ティ燃焼室の開口面積を必要以上に拡大することもない
ので機関圧縮比の低下を回避することができる。
室に跨るバルブリセスを設けていないため、成層燃焼時
にスワールおよび燃料がキャビティ燃焼室外へ逃げるよ
うなことがなく、従って、強いスワールを生成できて成
層燃焼の安定性を維持することができ、しかも、キャビ
ティ燃焼室の開口面積を必要以上に拡大することもない
ので機関圧縮比の低下を回避することができる。
【００３２】更に、成層燃焼時に圧縮行程中にキャビテ
ィ燃焼室の第１スワール室又は第２スワール室に向けて
噴霧された燃料は当該スワール室で生成された強いスワ
ールに乗って、これら第１スワール室と第２スワール室
との中間部分のプラグ逃げ溝に集合して、点火プラグ周
りに濃い混合気が形成されるため良好な着火性を維持す
ることができる。
ィ燃焼室の第１スワール室又は第２スワール室に向けて
噴霧された燃料は当該スワール室で生成された強いスワ
ールに乗って、これら第１スワール室と第２スワール室
との中間部分のプラグ逃げ溝に集合して、点火プラグ周
りに濃い混合気が形成されるため良好な着火性を維持す
ることができる。
【００３３】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の発明の効果に加えて、第１スワール室および第２スワ
ール室には、それぞれ対応する吸気弁の投影面部に最深
部を設定してあるため、キャビティ燃焼室をその開口面
積をピストン冠面の制約された面積範囲内で吸気弁と干
渉することなく極力小さくし、かつ、最適な機関圧縮比
が得られる容積として形成することができる。
の発明の効果に加えて、第１スワール室および第２スワ
ール室には、それぞれ対応する吸気弁の投影面部に最深
部を設定してあるため、キャビティ燃焼室をその開口面
積をピストン冠面の制約された面積範囲内で吸気弁と干
渉することなく極力小さくし、かつ、最適な機関圧縮比
が得られる容積として形成することができる。
【００３４】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
の発明の効果に加えて、第１スワール室および第２スワ
ール室の各最深部の底面を平坦に形成してあるため、こ
れら最深部の底面にデポジットが生じるのを回避できる
と共に、燃料の壁面付着を回避して燃焼性を向上できる
ためスモークの発生をなくしてＨＣの低減を実現するこ
とができる。
の発明の効果に加えて、第１スワール室および第２スワ
ール室の各最深部の底面を平坦に形成してあるため、こ
れら最深部の底面にデポジットが生じるのを回避できる
と共に、燃料の壁面付着を回避して燃焼性を向上できる
ためスモークの発生をなくしてＨＣの低減を実現するこ
とができる。
【００３５】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
〜４の発明の効果に加えて、成層燃焼時に圧縮行程のピ
ストン上死点付近でキャビティ燃焼室に向けて噴霧され
た燃料は、噴霧ガイド溝によって全キャビティ燃焼室に
供給され、噴霧燃料の一部がピストン冠面に当ってキャ
ビティ燃焼室へ逃げるのを回避できるため、成層燃焼の
安定性向上と燃費の向上を実現することができる。
〜４の発明の効果に加えて、成層燃焼時に圧縮行程のピ
ストン上死点付近でキャビティ燃焼室に向けて噴霧され
た燃料は、噴霧ガイド溝によって全キャビティ燃焼室に
供給され、噴霧燃料の一部がピストン冠面に当ってキャ
ビティ燃焼室へ逃げるのを回避できるため、成層燃焼の
安定性向上と燃費の向上を実現することができる。
【００３６】請求項６に記載の発明によれば、請求項３
〜５の発明の効果に加えて、第１スワール室と第２スワ
ール室の両最深部は、底面がこれら両最深部の底面と整
合して同一面に形成された連設部で連通しているため、
これら両最深部でも燃料の相互移動がスムーズに行われ
て燃料の混合，拡散と気化促進を良好に行え、しかも、
燃焼期間中における燃料の壁面付着を回避できるため、
成層燃焼の安定性向上とスモークの発生をなくしてＨＣ
の低減を実現することができる。
〜５の発明の効果に加えて、第１スワール室と第２スワ
ール室の両最深部は、底面がこれら両最深部の底面と整
合して同一面に形成された連設部で連通しているため、
これら両最深部でも燃料の相互移動がスムーズに行われ
て燃料の混合，拡散と気化促進を良好に行え、しかも、
燃焼期間中における燃料の壁面付着を回避できるため、
成層燃焼の安定性向上とスモークの発生をなくしてＨＣ
の低減を実現することができる。
【００３７】請求項７に記載の発明によれば、請求項３
〜５の発明の効果に加えて、プラグ逃げ溝は底面を該プ
ラグ逃げ溝の底面と同一面に整合して形成した連設部を
介して第１スワール室と第２スワール室の両最深部と連
通しているため、これら両最深部でもそれらの周面に沿
うスワールに乗って流動する燃料をプラグ逃げ溝に集め
て点火プラグ周りに濃い混合気を形成できるため、着火
性を高められて成層燃焼の安定性向上と燃費の向上とを
実現することができる。
〜５の発明の効果に加えて、プラグ逃げ溝は底面を該プ
ラグ逃げ溝の底面と同一面に整合して形成した連設部を
介して第１スワール室と第２スワール室の両最深部と連
通しているため、これら両最深部でもそれらの周面に沿
うスワールに乗って流動する燃料をプラグ逃げ溝に集め
て点火プラグ周りに濃い混合気を形成できるため、着火
性を高められて成層燃焼の安定性向上と燃費の向上とを
実現することができる。
【００３８】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
の発明の効果に加えて、プラグ逃げ溝の底面と連設部の
底面は、第１スワール室と第２スワール室の両最深部の
底面と同一面に整合してあるから、前記燃料のプラグ逃
げ溝への集合をスムーズに行えて着火性をより一層高め
られることと併せて燃料の壁面付着を回避できることに
よって、成層燃焼の安定性と燃費を更に向上できると共
に、スモークの発生をなくしてＨＣの低減を実現するこ
とができる。
の発明の効果に加えて、プラグ逃げ溝の底面と連設部の
底面は、第１スワール室と第２スワール室の両最深部の
底面と同一面に整合してあるから、前記燃料のプラグ逃
げ溝への集合をスムーズに行えて着火性をより一層高め
られることと併せて燃料の壁面付着を回避できることに
よって、成層燃焼の安定性と燃費を更に向上できると共
に、スモークの発生をなくしてＨＣの低減を実現するこ
とができる。
【００３９】請求項９に記載の発明によれば、請求項
７，８の発明の効果に加えて、第１スワール室および第
２スワール室の両最深部の周壁とプラグ逃げ溝の周壁と
の連設部分を、これら第１スワール室および第２スワー
ル室で生成されるスワールの略接線方向に直線的に形成
してあるため、前記燃料のプラグ逃げ溝への集合をより
一層スムーズに行わせることができる。
７，８の発明の効果に加えて、第１スワール室および第
２スワール室の両最深部の周壁とプラグ逃げ溝の周壁と
の連設部分を、これら第１スワール室および第２スワー
ル室で生成されるスワールの略接線方向に直線的に形成
してあるため、前記燃料のプラグ逃げ溝への集合をより
一層スムーズに行わせることができる。
【００４０】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
２〜９の発明の効果に加えて、第１スワール室と第２ス
ワール室を、それぞれピストン冠面の排気弁設置側に向
けて略楕円形状に拡大して形成してあるため、これら第
１スワール室および第２スワール室の容積を広げられて
成層燃焼時における燃料のキャビティ燃焼室外への逃げ
を可及的に抑えることができて、成層燃焼の安定性と燃
費をより一層向上できると共にスモークの発生をなくし
てＨＣの低減を実現することができる。
２〜９の発明の効果に加えて、第１スワール室と第２ス
ワール室を、それぞれピストン冠面の排気弁設置側に向
けて略楕円形状に拡大して形成してあるため、これら第
１スワール室および第２スワール室の容積を広げられて
成層燃焼時における燃料のキャビティ燃焼室外への逃げ
を可及的に抑えることができて、成層燃焼の安定性と燃
費をより一層向上できると共にスモークの発生をなくし
てＨＣの低減を実現することができる。
【００４１】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１０の発明の効果に加えて、第１スワール室と第２スワ
ール室の両最深部も、それぞれピストン冠面の排気弁設
置側に向けて略楕円形状に拡大して形成してあるため、
第１スワール室，第２スワール室の容積の拡大化をピス
トンの構造上無理なく実現できて、成層燃焼の安定性等
を更に向上することができる。
１０の発明の効果に加えて、第１スワール室と第２スワ
ール室の両最深部も、それぞれピストン冠面の排気弁設
置側に向けて略楕円形状に拡大して形成してあるため、
第１スワール室，第２スワール室の容積の拡大化をピス
トンの構造上無理なく実現できて、成層燃焼の安定性等
を更に向上することができる。
【００４２】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
７又は９〜１１の発明の効果に加えて、第１スワール室
の最深部とプラグ逃げ溝および連設部の各底面を、第２
スワール室の最深部の底面よりも一段下げて形成してあ
るため、成層燃焼時に第１スワール室側に向けて燃料を
噴霧した場合に、該第１スワール室側とプラグ逃げ溝と
に燃料を溜めて気化を促進させ、点火プラグ周りに濃い
混合気を確実に形成できるため、成層燃焼の安定性等を
更に向上することができる。
７又は９〜１１の発明の効果に加えて、第１スワール室
の最深部とプラグ逃げ溝および連設部の各底面を、第２
スワール室の最深部の底面よりも一段下げて形成してあ
るため、成層燃焼時に第１スワール室側に向けて燃料を
噴霧した場合に、該第１スワール室側とプラグ逃げ溝と
に燃料を溜めて気化を促進させ、点火プラグ周りに濃い
混合気を確実に形成できるため、成層燃焼の安定性等を
更に向上することができる。
【００４３】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
７又は９〜１１の発明の効果に加えて、第２スワール室
の最深部とプラグ逃げ溝および連設部の各底面を、第１
スワール室の最深部の底面よりも一段下げて形成してあ
るため、成層燃焼時に第１スワール室側に向けて燃料を
噴霧した場合に、第１スワール室から速かにプラグ逃げ
溝へ燃料を集合させて気化を促進させ、点火プラグ周り
に濃い混合気を確実に形成できて着火性を向上できると
共に、第２スワール室側への火陥伝播を速かに行え、か
つ、燃焼の後期に燃料のキャビティ燃焼室外への逃げを
抑えて成層燃焼の安定性向上と燃費の向上とを実現する
ことができる。
７又は９〜１１の発明の効果に加えて、第２スワール室
の最深部とプラグ逃げ溝および連設部の各底面を、第１
スワール室の最深部の底面よりも一段下げて形成してあ
るため、成層燃焼時に第１スワール室側に向けて燃料を
噴霧した場合に、第１スワール室から速かにプラグ逃げ
溝へ燃料を集合させて気化を促進させ、点火プラグ周り
に濃い混合気を確実に形成できて着火性を向上できると
共に、第２スワール室側への火陥伝播を速かに行え、か
つ、燃焼の後期に燃料のキャビティ燃焼室外への逃げを
抑えて成層燃焼の安定性向上と燃費の向上とを実現する
ことができる。
【００４４】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
７又は９〜１１の発明の効果に加えて、プラグ逃げ溝と
連設部の両底面を、第１スワール室および第２スワール
室の両最深部の底面よりも一段下げて形成してあるた
め、成層燃焼時に第１スワール室，第２スワール室のス
ワールに乗った燃料を連設部からプラグ逃げ溝へより速
かに集合させて気化を促進させ、点火プラグ周りに濃い
混合気を形成できて成層燃焼の安定性等を更に向上する
ことができる。
７又は９〜１１の発明の効果に加えて、プラグ逃げ溝と
連設部の両底面を、第１スワール室および第２スワール
室の両最深部の底面よりも一段下げて形成してあるた
め、成層燃焼時に第１スワール室，第２スワール室のス
ワールに乗った燃料を連設部からプラグ逃げ溝へより速
かに集合させて気化を促進させ、点火プラグ周りに濃い
混合気を形成できて成層燃焼の安定性等を更に向上する
ことができる。
【００４５】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
２〜１４の発明の効果に加えて、第１スワール室および
第２スワール室の各プラグ逃げ溝に隣接する側の周壁を
リエントラント形状に形成してあるため、キャビティ燃
焼室の容積を拡大できることと相俟ってキャビティ燃焼
室外へのスワールおよび燃料の逃げをなくして点火プラ
グ周りに確実に濃い混合気を形成できて、成層燃焼の安
定性を更に向上することができる。
２〜１４の発明の効果に加えて、第１スワール室および
第２スワール室の各プラグ逃げ溝に隣接する側の周壁を
リエントラント形状に形成してあるため、キャビティ燃
焼室の容積を拡大できることと相俟ってキャビティ燃焼
室外へのスワールおよび燃料の逃げをなくして点火プラ
グ周りに確実に濃い混合気を形成できて、成層燃焼の安
定性を更に向上することができる。
【００４６】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
２〜１５の発明の効果に加えて、第１吸気ポートと第２
吸気ポートの何れも独立したストレートポートとして構
成し、一方の吸気ポートは遮蔽弁により成層燃焼時には
該吸気ポートを遮蔽し、均質燃焼時には該吸気ポートを
開放するようにしてあるため、成層燃焼時に該一方の吸
気ポートを遮蔽して他方の吸気ポートからのみ吸気を行
わせることによって良好にスワールを生成することがで
き、従来のようにスワール生成のため一方の吸気ポート
をヘリカルポートとしてポート径を絞らなくてもよいか
ら充填効率を高めて機関出力を高めることができる。
２〜１５の発明の効果に加えて、第１吸気ポートと第２
吸気ポートの何れも独立したストレートポートとして構
成し、一方の吸気ポートは遮蔽弁により成層燃焼時には
該吸気ポートを遮蔽し、均質燃焼時には該吸気ポートを
開放するようにしてあるため、成層燃焼時に該一方の吸
気ポートを遮蔽して他方の吸気ポートからのみ吸気を行
わせることによって良好にスワールを生成することがで
き、従来のようにスワール生成のため一方の吸気ポート
をヘリカルポートとしてポート径を絞らなくてもよいか
ら充填効率を高めて機関出力を高めることができる。
【００４７】請求項１７に記載の発明によれば、請求項
２〜１６発明の効果に加えて、２つの吸気弁は可変動弁
機構によって機関運転条件に合わせて開閉特性を変化さ
せるようにしてあるから、成層燃焼を行う低負荷域およ
び均質燃焼を行う高負荷域のそれぞれの運転状態に合わ
せて作動角やバルブリフト等の弁特性を最適に制御でき
て、安定した燃焼性と出力の向上とを図ることができ
る。
２〜１６発明の効果に加えて、２つの吸気弁は可変動弁
機構によって機関運転条件に合わせて開閉特性を変化さ
せるようにしてあるから、成層燃焼を行う低負荷域およ
び均質燃焼を行う高負荷域のそれぞれの運転状態に合わ
せて作動角やバルブリフト等の弁特性を最適に制御でき
て、安定した燃焼性と出力の向上とを図ることができ
る。
【００４８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。
共に詳述する。
【００４９】図１，２において、１はシリンダブロッ
ク、２はピストン、３はシリンダヘッド、４はこれらシ
リンダブロック１，ピストン２およびシリンダヘッド３
とで形成された燃焼室を示す。
ク、２はピストン、３はシリンダヘッド、４はこれらシ
リンダブロック１，ピストン２およびシリンダヘッド３
とで形成された燃焼室を示す。
【００５０】燃焼室４はペントルーフタイプの燃焼室形
状に形成してあって、前記ピストン２の冠面はこの燃焼
室４のペントルーフ形状に合わせて冠面中央部に分水嶺
を持つ山形に形成して周縁部にスキッシュエリアＳを形
成してある。
状に形成してあって、前記ピストン２の冠面はこの燃焼
室４のペントルーフ形状に合わせて冠面中央部に分水嶺
を持つ山形に形成して周縁部にスキッシュエリアＳを形
成してある。
【００５１】シリンダヘッド３は２つの吸気弁５，５
と、該吸気弁５，５と対向配置した２つの排気弁６，６
を備え、一側の吸気ポート７から吸気して他側の排気ポ
ート８から排気するクロスフローポート構造としてあ
る。
と、該吸気弁５，５と対向配置した２つの排気弁６，６
を備え、一側の吸気ポート７から吸気して他側の排気ポ
ート８から排気するクロスフローポート構造としてあ
る。
【００５２】吸気弁５，５を配設した第１吸気ポート７
Ａと第２吸気ポート７Ｂは、何れも独立したストレート
ポートとして構成してあり、下流側を２股に分岐させて
サイヤミズド構造とした吸気マニホールド９に連通接続
してある。
Ａと第２吸気ポート７Ｂは、何れも独立したストレート
ポートとして構成してあり、下流側を２股に分岐させて
サイヤミズド構造とした吸気マニホールド９に連通接続
してある。
【００５３】第２吸気ポート７Ｂには成層燃焼を行う低
負荷域では該第２吸気ポート７Ｂを遮蔽し、均質燃焼を
行う高負荷域では運転状態に合わせて弁開度が制御され
て該第２吸気ポート７Ｂを開放する遮蔽弁１０を配設し
てあり、成層燃焼時にスワールが生成されるようにして
ある。
負荷域では該第２吸気ポート７Ｂを遮蔽し、均質燃焼を
行う高負荷域では運転状態に合わせて弁開度が制御され
て該第２吸気ポート７Ｂを開放する遮蔽弁１０を配設し
てあり、成層燃焼時にスワールが生成されるようにして
ある。
【００５４】また、シリンダヘッド３には燃焼室４の略
中央部にプラグ電極１１ａを臨ませて点火プラグ１１を
配設してあると共に、燃焼室４の側部の２つの吸気ポー
ト７Ａ，７Ｂの開口部間近傍に後述するキャビティ燃焼
室１３に燃料噴射方向が指向する所用の俯角で燃料噴射
弁１２を設けて、該燃料噴射弁１２から直接燃料を燃焼
室４に噴霧するようにしてある。
中央部にプラグ電極１１ａを臨ませて点火プラグ１１を
配設してあると共に、燃焼室４の側部の２つの吸気ポー
ト７Ａ，７Ｂの開口部間近傍に後述するキャビティ燃焼
室１３に燃料噴射方向が指向する所用の俯角で燃料噴射
弁１２を設けて、該燃料噴射弁１２から直接燃料を燃焼
室４に噴霧するようにしてある。
【００５５】ピストン冠面にはその頂部の稜線から前記
吸気弁５，５を設置した側に偏寄した略半部にキャビテ
ィ燃焼室１３を形成してある。
吸気弁５，５を設置した側に偏寄した略半部にキャビテ
ィ燃焼室１３を形成してある。
【００５６】このキャビティ燃焼室１３は図３〜５にも
示すように、前記第１吸気ポート７Ａの吸気弁５および
第２吸気ポート７Ｂの吸気弁５の投影面を包含する所要
の面積範囲でそれぞれ凹設されて互いに連通する略円形
（楕円形を含む）の第１スワール室１４と第２スワール
室１５とで構成している。
示すように、前記第１吸気ポート７Ａの吸気弁５および
第２吸気ポート７Ｂの吸気弁５の投影面を包含する所要
の面積範囲でそれぞれ凹設されて互いに連通する略円形
（楕円形を含む）の第１スワール室１４と第２スワール
室１５とで構成している。
【００５７】第１スワール室１４および第２スワール室
１５は何れも互いにラップする部分で相互に連通する円
形に形成してあり、これら第１スワール室１４，第２ス
ワール室１５は、それぞれ吸気弁５，５の投影面部に底
面を平坦に形成した最深部１６，１７を備えている。
１５は何れも互いにラップする部分で相互に連通する円
形に形成してあり、これら第１スワール室１４，第２ス
ワール室１５は、それぞれ吸気弁５，５の投影面部に底
面を平坦に形成した最深部１６，１７を備えている。
【００５８】隣接する最深部１６，１７は中央の突縁部
１８で区画され、他の周側壁は傾斜して立上がるキャビ
ティ傾斜面１９として形成してある。
１８で区画され、他の周側壁は傾斜して立上がるキャビ
ティ傾斜面１９として形成してある。
【００５９】キャビティ燃焼室１３は点火プラグ１１の
プラグ電極１１ａとの干渉を避けるためピストン冠面に
凹設されたプラグ逃げ溝２０を含んでいて、このプラグ
逃げ溝２０は第１スワール室１４と第２スワール室１５
のピストン冠面中心側の交点部分に形成してある。
プラグ電極１１ａとの干渉を避けるためピストン冠面に
凹設されたプラグ逃げ溝２０を含んでいて、このプラグ
逃げ溝２０は第１スワール室１４と第２スワール室１５
のピストン冠面中心側の交点部分に形成してある。
【００６０】第１スワール室１４および第２スワール室
１５は何れも全体として吸気弁５，５の位置よりもピス
トン冠面中心側に偏心して形成してあり、前記キャビテ
ィ傾斜面１９の傾斜角度がプラグ逃げ溝２０を設けた部
分が他の部分よりも緩傾斜となって、後述する噴霧燃料
がプラグ逃げ溝２０に集合し易く、かつ、点火プラグ１
１のプラグ電極１１ａに向けて上昇し易いようにしてあ
る。
１５は何れも全体として吸気弁５，５の位置よりもピス
トン冠面中心側に偏心して形成してあり、前記キャビテ
ィ傾斜面１９の傾斜角度がプラグ逃げ溝２０を設けた部
分が他の部分よりも緩傾斜となって、後述する噴霧燃料
がプラグ逃げ溝２０に集合し易く、かつ、点火プラグ１
１のプラグ電極１１ａに向けて上昇し易いようにしてあ
る。
【００６１】前記燃料噴射弁１２は燃料が第１スワール
室１４側で図３の矢印で示す流れ方向に生成されるスワ
ールに沿って噴霧されるように噴霧角度が任意に設定さ
れている。
室１４側で図３の矢印で示す流れ方向に生成されるスワ
ールに沿って噴霧されるように噴霧角度が任意に設定さ
れている。
【００６２】また、第１スワール室１４と第２スワール
室１５のピストン冠面周縁側の交点部分（燃料噴射弁１
２の下方位置となる部分）には、キャビティ燃焼室４側
に向けて傾斜する噴霧ガイド溝２１を設けてあり、成層
燃焼時に圧縮行程のピストン上死点付近で燃料噴射弁１
２から噴霧される燃料の一部がピストン冠面に当ってキ
ャビティ燃焼室４外へ逃げることなく、この噴霧ガイド
溝２１に沿って全ての燃料がキャビティ燃焼室４に供給
され得るようにしてある。
室１５のピストン冠面周縁側の交点部分（燃料噴射弁１
２の下方位置となる部分）には、キャビティ燃焼室４側
に向けて傾斜する噴霧ガイド溝２１を設けてあり、成層
燃焼時に圧縮行程のピストン上死点付近で燃料噴射弁１
２から噴霧される燃料の一部がピストン冠面に当ってキ
ャビティ燃焼室４外へ逃げることなく、この噴霧ガイド
溝２１に沿って全ての燃料がキャビティ燃焼室４に供給
され得るようにしてある。
【００６３】一方、前記吸気弁５，５は可変動弁機構３
０によって、機関の運転条件に合わせて開閉特性が制御
されるようになっている。
０によって、機関の運転条件に合わせて開閉特性が制御
されるようになっている。
【００６４】この可変動弁機構３０として、例えば吸気
弁５，５のリフトカーブを切り換え制御する公知（特開
平５−３３２１１２号公報，特開平６−１２３２０７号
公報参照）の可変バルブリフト装置を用いることができ
る。
弁５，５のリフトカーブを切り換え制御する公知（特開
平５−３３２１１２号公報，特開平６−１２３２０７号
公報参照）の可変バルブリフト装置を用いることができ
る。
【００６５】図２７〜２９はこの可変バルブリフト装置
３０を示すもので２つの吸気弁５，５に対応して平面略
方形の単一のメインロッカーアーム３１が設けられてい
る。
３０を示すもので２つの吸気弁５，５に対応して平面略
方形の単一のメインロッカーアーム３１が設けられてい
る。
【００６６】このメインロッカーアーム３１の基端はロ
ッカーシャフト３２を介してシリンダヘッド３に揺動自
在に支持され、その先端には吸気弁５，５のステム頂部
を当接させるアジャストスクリュー３３を配設してあ
る。
ッカーシャフト３２を介してシリンダヘッド３に揺動自
在に支持され、その先端には吸気弁５，５のステム頂部
を当接させるアジャストスクリュー３３を配設してあ
る。
【００６７】吸気弁駆動用カムシャフト３４には低速用
カム３５と高速用カム３６とが設けられ、機関の低回転
時と高回転時において要求されるバルブリフト特性を満
足するように異なる形状（大きさが異なる相似形も含
む）に形成されており、高速用カム３６は低速用カム３
５と較べせてバルブリフト量を大きくするカムプロフィ
ルを有している。
カム３５と高速用カム３６とが設けられ、機関の低回転
時と高回転時において要求されるバルブリフト特性を満
足するように異なる形状（大きさが異なる相似形も含
む）に形成されており、高速用カム３６は低速用カム３
５と較べせてバルブリフト量を大きくするカムプロフィ
ルを有している。
【００６８】メインロッカーアーム３１には低速用カム
３５に対応する位置にローラー３７を回転自在に軸支し
て、該ローラー３７を低速用カム３５に転接させてい
る。
３５に対応する位置にローラー３７を回転自在に軸支し
て、該ローラー３７を低速用カム３５に転接させてい
る。
【００６９】メインロッカーアーム３１の高速用カム３
６に対応する位置にはサブロッカーアーム３８を支軸４
３を介してメインロッカーアーム３１と相対回転可能に
軸支してある。
６に対応する位置にはサブロッカーアーム３８を支軸４
３を介してメインロッカーアーム３１と相対回転可能に
軸支してある。
【００７０】このサブロッカーアーム３８は吸気弁５，
５に当接する部位は持たず、その先端上面には高速用カ
ム３６に当接するカムフォロワ３９を設けてあり、その
下側には該カムフォロワ３９を高速用カム３６に押し付
けるロストモーションスプリング４０を配設してある。
５に当接する部位は持たず、その先端上面には高速用カ
ム３６に当接するカムフォロワ３９を設けてあり、その
下側には該カムフォロワ３９を高速用カム３６に押し付
けるロストモーションスプリング４０を配設してある。
【００７１】また、サブロッカーアーム３８の先端には
サブロッカーアーム３８のメインロッカーアーム３１に
対する相対回転を停止（ロック）させるための連結手段
４１を設けてある。
サブロッカーアーム３８のメインロッカーアーム３１に
対する相対回転を停止（ロック）させるための連結手段
４１を設けてある。
【００７２】この連結手段４１はサブロッカーアーム３
８とメインロッカーアーム３１とに跨って同軸上に隣接
配置した複数個のプランジャを備え、ロッカーシャフト
３２の中心部に設けたオイルギャラリ４２を介して該プ
ランジャ連の一端側に作動油圧が供給されることにより
ロック作動してサブロッカーアーム３８の相対回転を停
止（ロック）し、作動油圧が解除されることによってロ
ック解除作動するもので、この作動油圧の切換制御は図
外のソレノイドバルブによって行われ、機関の高回転時
には前記連結手段４１への油圧供給を行い、機関の低回
転時には油圧解除を行わせるようにしてある。
８とメインロッカーアーム３１とに跨って同軸上に隣接
配置した複数個のプランジャを備え、ロッカーシャフト
３２の中心部に設けたオイルギャラリ４２を介して該プ
ランジャ連の一端側に作動油圧が供給されることにより
ロック作動してサブロッカーアーム３８の相対回転を停
止（ロック）し、作動油圧が解除されることによってロ
ック解除作動するもので、この作動油圧の切換制御は図
外のソレノイドバルブによって行われ、機関の高回転時
には前記連結手段４１への油圧供給を行い、機関の低回
転時には油圧解除を行わせるようにしてある。
【００７３】即ち、この可変バルブリフト装置３０は機
関の高回転時にはサブロッカーアーム３８が連結手段４
１によってロックされることにより、低速用カム３５と
高速用カム３６のうち該高速用カム３６による２つの吸
気弁５，５の開閉作動が優先され（ローラー３７は低速
用カム３５から離間する）、該高速用カム３６のカムプ
ロフィルによって２つの吸気弁５，５のバルブリフト量
が拡大される。
関の高回転時にはサブロッカーアーム３８が連結手段４
１によってロックされることにより、低速用カム３５と
高速用カム３６のうち該高速用カム３６による２つの吸
気弁５，５の開閉作動が優先され（ローラー３７は低速
用カム３５から離間する）、該高速用カム３６のカムプ
ロフィルによって２つの吸気弁５，５のバルブリフト量
が拡大される。
【００７４】そして、機関の低回転時には前記連結手段
４１がロック解除作動することによってサブロッカーア
ーム３８の相対回転が許容されるから、高速用カム３６
の回転によってもサブロッカーアーム３８が空振り回転
するだけで、２つの吸気弁５，５は低速用カム３５のカ
ムプロフィルで設定されたバルブリフト量に切り換えら
れ、以て、吸気弁５，５を機関の高回転時と低回転時と
でそれぞれ適切なリフトカーブに切り換えて出力の向上
を図ることができる。
４１がロック解除作動することによってサブロッカーア
ーム３８の相対回転が許容されるから、高速用カム３６
の回転によってもサブロッカーアーム３８が空振り回転
するだけで、２つの吸気弁５，５は低速用カム３５のカ
ムプロフィルで設定されたバルブリフト量に切り換えら
れ、以て、吸気弁５，５を機関の高回転時と低回転時と
でそれぞれ適切なリフトカーブに切り換えて出力の向上
を図ることができる。
【００７５】以上の実施形態の構造によれば、成層燃焼
を行う低負荷域では第２吸気ポート７Ｂが遮蔽弁１０に
よって遮蔽されて第１吸気ポート７Ａからのみ図３の矢
印で示すように吸気が行われるため、燃焼室４内には同
図矢印で示すようにスワールが生成されると共に、圧縮
行程でキャビティ燃焼室１３の第１スワール室および第
２スワール室１５で強いスワールが生成される。
を行う低負荷域では第２吸気ポート７Ｂが遮蔽弁１０に
よって遮蔽されて第１吸気ポート７Ａからのみ図３の矢
印で示すように吸気が行われるため、燃焼室４内には同
図矢印で示すようにスワールが生成されると共に、圧縮
行程でキャビティ燃焼室１３の第１スワール室および第
２スワール室１５で強いスワールが生成される。
【００７６】この圧縮行程のピストン上死点付近で燃料
噴射弁１２により第１スワール室１４に向けて該第１ス
ワール室１４のスワールに沿って燃料が噴射されると、
燃料は該第１スワール室１４のスワールに乗ってプラグ
逃げ溝２０側に移動し、第２スワール室１５のスワール
と共に混合と拡散が行われ、壁面の熱により気化が促進
されながら燃料の一部がプラグ逃げ溝２０に集合するよ
うになり、点火プラグ１１のプラグ電極１１ａ周りに濃
い混合気が形成される。
噴射弁１２により第１スワール室１４に向けて該第１ス
ワール室１４のスワールに沿って燃料が噴射されると、
燃料は該第１スワール室１４のスワールに乗ってプラグ
逃げ溝２０側に移動し、第２スワール室１５のスワール
と共に混合と拡散が行われ、壁面の熱により気化が促進
されながら燃料の一部がプラグ逃げ溝２０に集合するよ
うになり、点火プラグ１１のプラグ電極１１ａ周りに濃
い混合気が形成される。
【００７７】従って、該点火プラグ１１による着火が確
実に行われると共に、第２スワール室１５で燃焼が継続
されるようになり、この結果、平均的な空燃比を非常に
大きく（稀薄化）しても安定した成層燃焼が行われる。
実に行われると共に、第２スワール室１５で燃焼が継続
されるようになり、この結果、平均的な空燃比を非常に
大きく（稀薄化）しても安定した成層燃焼が行われる。
【００７８】ここで、キャビティ燃焼室１３を構成する
第１スワール室１４と第２スワール室１５は、吸気弁
５，５の投影面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ円
形に凹設してあるため、吸気弁５，５を可変動弁機構３
０によって機関の運転条件に合わせて開閉特性を可変と
してあっても、これら吸気弁５，５がピストン冠面と干
渉するようなことがなく、従って、成層燃焼を行う低負
荷域および均質燃焼を行う高負荷域のそれぞれの運転状
態に合わせて該可変動弁機構３０により吸気弁５，５の
弁特性を最適に制御できて、安定した燃焼性と出力の向
上とを図ることができる。
第１スワール室１４と第２スワール室１５は、吸気弁
５，５の投影面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ円
形に凹設してあるため、吸気弁５，５を可変動弁機構３
０によって機関の運転条件に合わせて開閉特性を可変と
してあっても、これら吸気弁５，５がピストン冠面と干
渉するようなことがなく、従って、成層燃焼を行う低負
荷域および均質燃焼を行う高負荷域のそれぞれの運転状
態に合わせて該可変動弁機構３０により吸気弁５，５の
弁特性を最適に制御できて、安定した燃焼性と出力の向
上とを図ることができる。
【００７９】そして、キャビティ燃焼室４を前述の特定
の形状構造とすることによって、ピストン冠面にはキャ
ビティ燃焼室４に跨るバルブリセスを設ける必要がない
ため、前記成層燃焼時にスワールおよび燃料がキャビテ
ィ燃焼室４外へ逃げるようなことがなく、第１スワール
室１４および第２スワール室１５で強いスワールを生成
できて成層燃焼の安定性を維持することができる。
の形状構造とすることによって、ピストン冠面にはキャ
ビティ燃焼室４に跨るバルブリセスを設ける必要がない
ため、前記成層燃焼時にスワールおよび燃料がキャビテ
ィ燃焼室４外へ逃げるようなことがなく、第１スワール
室１４および第２スワール室１５で強いスワールを生成
できて成層燃焼の安定性を維持することができる。
【００８０】しかもキャビティ燃焼室４の開口面積を吸
気バルブ５，５との干渉回避のため必要以上に大きくす
ることもないので機関圧縮比の低下を回避することがで
きる。
気バルブ５，５との干渉回避のため必要以上に大きくす
ることもないので機関圧縮比の低下を回避することがで
きる。
【００８１】特に、本実施形態では、第１スワール室１
４および第２スワール室１５には、それぞれ対応する吸
気弁５，５の投影面部に最深部１６，１７を設定してあ
るため、キャビティ燃焼室４はその開口面積をピストン
冠面の制約された面積範囲内で吸気弁５，５と干渉する
ことなく極力小さくして、かつ、最適な機関圧縮比が得
られる容積として形成することができる。
４および第２スワール室１５には、それぞれ対応する吸
気弁５，５の投影面部に最深部１６，１７を設定してあ
るため、キャビティ燃焼室４はその開口面積をピストン
冠面の制約された面積範囲内で吸気弁５，５と干渉する
ことなく極力小さくして、かつ、最適な機関圧縮比が得
られる容積として形成することができる。
【００８２】また、この最深部１６，１７はその底面を
平坦に形成してあるため、該底面にデポジットが生じる
のを回避できると共に、燃料の壁面付着を回避して燃焼
性を向上できるため失火や不完全燃焼によるスモークの
発生をなくしてＨＣの低減を実現することができる。
平坦に形成してあるため、該底面にデポジットが生じる
のを回避できると共に、燃料の壁面付着を回避して燃焼
性を向上できるため失火や不完全燃焼によるスモークの
発生をなくしてＨＣの低減を実現することができる。
【００８３】しかも、キャビティ燃焼室４には成層燃焼
時に圧縮行程のピストン上死点付近で燃料噴射弁１２か
ら噴霧された燃料を該キャビティ燃焼室４へガイドする
噴霧ガイド溝２１を設けてあるため、噴霧燃料の一部が
ピストン冠面に当ってキャビティ燃焼室４外へ逃げるこ
とがなく、燃料の全てをキャビティ燃焼室４へ供給でき
るため成層燃焼の安定性向上と燃費の向上とを実現する
ことができる。
時に圧縮行程のピストン上死点付近で燃料噴射弁１２か
ら噴霧された燃料を該キャビティ燃焼室４へガイドする
噴霧ガイド溝２１を設けてあるため、噴霧燃料の一部が
ピストン冠面に当ってキャビティ燃焼室４外へ逃げるこ
とがなく、燃料の全てをキャビティ燃焼室４へ供給でき
るため成層燃焼の安定性向上と燃費の向上とを実現する
ことができる。
【００８４】更に、本実施形態ではキャビティ燃焼室４
の第１スワール室１４に対応した吸気弁５を配設した第
１吸気ポート７Ａ、および第２スワール室１５に対応し
た吸気弁５を配設した第２吸気ポート７Ｂの何れも独立
したストレートポートとして構成し、この第２吸気ポー
ト７Ｂを遮蔽弁１０により成層燃焼時には遮蔽し、均質
燃焼時には開放するようにしてあるため、成層燃焼時に
第１吸気ポート１４からのみ吸気を行わせることによっ
て良好にスワールを発生させることができ、従来のよう
に第１吸気ポート１４をスワール生成のためヘリカルポ
ートとしてポート径を絞らなくてもよいから充填効率を
高めて機関出力を高めることができる。
の第１スワール室１４に対応した吸気弁５を配設した第
１吸気ポート７Ａ、および第２スワール室１５に対応し
た吸気弁５を配設した第２吸気ポート７Ｂの何れも独立
したストレートポートとして構成し、この第２吸気ポー
ト７Ｂを遮蔽弁１０により成層燃焼時には遮蔽し、均質
燃焼時には開放するようにしてあるため、成層燃焼時に
第１吸気ポート１４からのみ吸気を行わせることによっ
て良好にスワールを発生させることができ、従来のよう
に第１吸気ポート１４をスワール生成のためヘリカルポ
ートとしてポート径を絞らなくてもよいから充填効率を
高めて機関出力を高めることができる。
【００８５】図６〜２６はキャビティ燃焼室１３の各異
なる例を示すもので、これらは何れも第１スワール室１
４の最深部１６と第２スワール室１５の最深部１７とを
連設部２２によって連通して形成してある。
なる例を示すもので、これらは何れも第１スワール室１
４の最深部１６と第２スワール室１５の最深部１７とを
連設部２２によって連通して形成してある。
【００８６】図６〜８に示す実施形態にあっては、第１
スワール室１４の最深部１６と第２スワール室１５の最
深部１７とを区画していた突縁部１８を切除して連設部
２２を設け、該連設部２２によって前記両最深部１６，
１７を連通している。
スワール室１４の最深部１６と第２スワール室１５の最
深部１７とを区画していた突縁部１８を切除して連設部
２２を設け、該連設部２２によって前記両最深部１６，
１７を連通している。
【００８７】この連設部２２はその底面を最深部１６，
１７の底面と整合して同一面に形成してキャビティ燃焼
室１３の底面全体を平坦に形成してある。
１７の底面と整合して同一面に形成してキャビティ燃焼
室１３の底面全体を平坦に形成してある。
【００８８】従って、この実施形態の構造によれば、第
１スワール室１４の最深部１６と第２スワール室１５の
最深部１７との間でも連設部２２を通してスワールの相
互移動がスムーズに行われるため、燃料の混合，拡散と
気化促進を良好に行わせることができると共に、燃焼期
間中における燃料の壁面付着を回避できて、成層燃焼の
安定性向上とスモークの発生をなくしてＨＣの低減を実
現することができる。
１スワール室１４の最深部１６と第２スワール室１５の
最深部１７との間でも連設部２２を通してスワールの相
互移動がスムーズに行われるため、燃料の混合，拡散と
気化促進を良好に行わせることができると共に、燃焼期
間中における燃料の壁面付着を回避できて、成層燃焼の
安定性向上とスモークの発生をなくしてＨＣの低減を実
現することができる。
【００８９】図９〜１１に示す実施形態は、第１スワー
ル室１４と第２スワール室１５の両最深部１６，１７の
隣接部分に、底面をプラグ逃げ溝２０の底面と整合して
同一面に形成した連設部２２を設けて、該連設部２２に
よってプラグ逃げ溝２０を前記最深部１６，１７と連通
してある。
ル室１４と第２スワール室１５の両最深部１６，１７の
隣接部分に、底面をプラグ逃げ溝２０の底面と整合して
同一面に形成した連設部２２を設けて、該連設部２２に
よってプラグ逃げ溝２０を前記最深部１６，１７と連通
してある。
【００９０】本実施形態ではプラグ逃げ溝２０の底面と
連設部２２の底面を、前記最深部１６，１７の底面と整
合して同一面に形成して、このプラグ逃げ溝２０の底面
を含めてキャビティ燃焼室１３の底面全体を平坦に形成
してある。
連設部２２の底面を、前記最深部１６，１７の底面と整
合して同一面に形成して、このプラグ逃げ溝２０の底面
を含めてキャビティ燃焼室１３の底面全体を平坦に形成
してある。
【００９１】この実施形態の構造によれば、プラグ逃げ
溝２０がその底面部で連設部２２を介して最深部１６，
１７と連通しているため、これら最深部１６，１７の部
分でもそれらの周面に沿うスワールに乗って流動する燃
料をプラグ逃げ溝２０に集合させ易くなって、点火プラ
グ１１周りに濃い混合気を確実に形成できるようにな
り、従って、着火性を高められて成層燃焼の安定性向上
と燃費の向上とを実現することができる。
溝２０がその底面部で連設部２２を介して最深部１６，
１７と連通しているため、これら最深部１６，１７の部
分でもそれらの周面に沿うスワールに乗って流動する燃
料をプラグ逃げ溝２０に集合させ易くなって、点火プラ
グ１１周りに濃い混合気を確実に形成できるようにな
り、従って、着火性を高められて成層燃焼の安定性向上
と燃費の向上とを実現することができる。
【００９２】特に、本実施形態では前述のようにプラグ
逃げ溝２０の底面を含めてキャビティ燃焼室１３の底面
全体を平坦に形成してあるから、前記燃料のプラグ逃げ
溝２０への集合をスムーズに行えて着火性をより一層高
めることができることと併せて燃料の壁面付着を回避で
きることによって、成層燃焼の安定性と燃費を更に向上
できると共に、スモークの発生をなくしてＨＣの低減を
実現することができる。
逃げ溝２０の底面を含めてキャビティ燃焼室１３の底面
全体を平坦に形成してあるから、前記燃料のプラグ逃げ
溝２０への集合をスムーズに行えて着火性をより一層高
めることができることと併せて燃料の壁面付着を回避で
きることによって、成層燃焼の安定性と燃費を更に向上
できると共に、スモークの発生をなくしてＨＣの低減を
実現することができる。
【００９３】このように本実施形態では、スワール室１
４と第２スワール室１５の両最深部１６，１７からプラ
グ逃げ溝２０に亘る連続した平坦な底面部構造によっ
て、点火プラグ１１の周囲に濃い混合気が形成され易く
なるが、均質燃焼が行われる高負荷域では燃料噴射弁１
２の燃料噴射タイミングが適切に制御されるため、均質
燃焼に特に問題となるようなことはなく、むしろ、該均
質燃焼時にあっても点火プラグ１１周りに濃い燃焼混合
気が形成されるため、着火性が良好となって均質燃焼の
安定性を向上することもできる。
４と第２スワール室１５の両最深部１６，１７からプラ
グ逃げ溝２０に亘る連続した平坦な底面部構造によっ
て、点火プラグ１１の周囲に濃い混合気が形成され易く
なるが、均質燃焼が行われる高負荷域では燃料噴射弁１
２の燃料噴射タイミングが適切に制御されるため、均質
燃焼に特に問題となるようなことはなく、むしろ、該均
質燃焼時にあっても点火プラグ１１周りに濃い燃焼混合
気が形成されるため、着火性が良好となって均質燃焼の
安定性を向上することもできる。
【００９４】図１２に示す実施形態は前記第３実施形態
に示したキャビティ燃焼室１３の構造を基本構造とし
て、第１スワール室１４および第２スワール室１５の両
最深部１６，１７の周壁とプラグ逃げ溝２０の周壁との
周壁連設部分を、これら第１スワール室１４および第２
スワール室１５で生成されるスワールの略接線方向に直
線的に形成してある。
に示したキャビティ燃焼室１３の構造を基本構造とし
て、第１スワール室１４および第２スワール室１５の両
最深部１６，１７の周壁とプラグ逃げ溝２０の周壁との
周壁連設部分を、これら第１スワール室１４および第２
スワール室１５で生成されるスワールの略接線方向に直
線的に形成してある。
【００９５】従って、この実施形態の構造によれば、前
記第３実施形態の構造と較べて、プラグ逃げ溝２０がテ
ーパ状に広がって最深部１６，１７に連通しているため
スワールに乗った燃料のプラグ逃げ溝２０への集合がよ
りスムーズに行われて着火性を更に高めることができる
と共に、着火後に第２スワール室１５で燃焼が継続され
る際の火陥伝播が速かに行われるようになって成層燃焼
の安定性を更に高めることができる。
記第３実施形態の構造と較べて、プラグ逃げ溝２０がテ
ーパ状に広がって最深部１６，１７に連通しているため
スワールに乗った燃料のプラグ逃げ溝２０への集合がよ
りスムーズに行われて着火性を更に高めることができる
と共に、着火後に第２スワール室１５で燃焼が継続され
る際の火陥伝播が速かに行われるようになって成層燃焼
の安定性を更に高めることができる。
【００９６】図１３〜１５に示す実施形態は前記第３実
施形態に示したキャビティ燃焼室１３の構造を基本構造
として、第１スワール室１４と第２スワール室１５をそ
れぞれピストン冠面の排気弁６を設置した側に向けて拡
大したもので、具体的にはこれら第１スワール室１４と
第２スワール室１５の各キャビティ傾斜面１９，１９を
前記ピストン冠面の排気弁設置側に向けて略楕円形状に
拡大して形成してある。
施形態に示したキャビティ燃焼室１３の構造を基本構造
として、第１スワール室１４と第２スワール室１５をそ
れぞれピストン冠面の排気弁６を設置した側に向けて拡
大したもので、具体的にはこれら第１スワール室１４と
第２スワール室１５の各キャビティ傾斜面１９，１９を
前記ピストン冠面の排気弁設置側に向けて略楕円形状に
拡大して形成してある。
【００９７】この実施形態の構造によれば、第１スワー
ル室１４および第２スワール室１５の容積を広げられる
ため、成層燃焼時における燃料のキャビティ燃焼室１３
外への逃げを可及的に抑えることができて、成層燃焼の
安定性と燃費をより一層向上できると共に、スモークの
発生をなくしてＨＣの低減を実現することができる。
ル室１４および第２スワール室１５の容積を広げられる
ため、成層燃焼時における燃料のキャビティ燃焼室１３
外への逃げを可及的に抑えることができて、成層燃焼の
安定性と燃費をより一層向上できると共に、スモークの
発生をなくしてＨＣの低減を実現することができる。
【００９８】図１６示す実施形態は図１３〜１５に示し
た前記第５実施形態のキャビティ燃焼室４の構造を基本
構造として、第１スワール室１４および第２スワール室
１５の各最深部１６，１７も、それぞれピストン冠面の
排気弁設置側に向けて略楕円形状に拡大して形成したも
ので、この構造よればキャビティ燃焼室１３の開口面積
の拡大を抑えて第１スワール室１４および第２スワール
室１５の容積の拡大化をピストン２の構造上無理なく実
現することができる。
た前記第５実施形態のキャビティ燃焼室４の構造を基本
構造として、第１スワール室１４および第２スワール室
１５の各最深部１６，１７も、それぞれピストン冠面の
排気弁設置側に向けて略楕円形状に拡大して形成したも
ので、この構造よればキャビティ燃焼室１３の開口面積
の拡大を抑えて第１スワール室１４および第２スワール
室１５の容積の拡大化をピストン２の構造上無理なく実
現することができる。
【００９９】図１７〜１９に示す実施形態は、スワール
室１４の底面とプラグ逃げ溝２０の底面および連設部２
２の底面とを整合して同一面に形成すると共に、これら
の底面を第２スワール室１５の底面よりも一段下げて形
成してある。
室１４の底面とプラグ逃げ溝２０の底面および連設部２
２の底面とを整合して同一面に形成すると共に、これら
の底面を第２スワール室１５の底面よりも一段下げて形
成してある。
【０１００】この実施形態の構造によれば、成層燃焼時
に燃料噴射弁１２から第１スワール室１４のスワールの
流れに沿って燃料が噴霧されると、この燃料は第１スワ
ール室１４から連設部２２を経由してプラグ逃げ溝２０
に溜められて気化が促進されるようになり、点火プラグ
１１周りに濃い混合気をより確実に形成できるようにな
って成層燃焼の安定性および燃費を更に向上することが
できる。
に燃料噴射弁１２から第１スワール室１４のスワールの
流れに沿って燃料が噴霧されると、この燃料は第１スワ
ール室１４から連設部２２を経由してプラグ逃げ溝２０
に溜められて気化が促進されるようになり、点火プラグ
１１周りに濃い混合気をより確実に形成できるようにな
って成層燃焼の安定性および燃費を更に向上することが
できる。
【０１０１】図２０，２１に示す実施形態は前記第７実
施形態とは逆に、第２スワール室１５の底面とプラグ逃
げ溝２０の底面および連設部２２の底面とを整合して同
一面に形成すると共に、これらの底面を第１スワール室
１４の底面よりも一段下げて形成してある。
施形態とは逆に、第２スワール室１５の底面とプラグ逃
げ溝２０の底面および連設部２２の底面とを整合して同
一面に形成すると共に、これらの底面を第１スワール室
１４の底面よりも一段下げて形成してある。
【０１０２】この実施形態の場合は、成層燃焼時に燃料
噴射弁１２から第１スワール室１４のスワールの流れに
沿って燃料が噴霧されると、該第１スワール室１４から
速かにプラグ逃げ溝２０へ燃料を集合させて気化を促進
させ、点火プラグ１１周りに濃い混合気を確実に形成で
きて着火性を向上できると共に、第２スワール室１５側
への火陥伝播を速やかに行え、かつ、燃焼の後期に燃料
のキャビティ燃焼室１３外への逃げを抑えて成層燃焼の
安定性向上と燃費の向上とを実現することができる。
噴射弁１２から第１スワール室１４のスワールの流れに
沿って燃料が噴霧されると、該第１スワール室１４から
速かにプラグ逃げ溝２０へ燃料を集合させて気化を促進
させ、点火プラグ１１周りに濃い混合気を確実に形成で
きて着火性を向上できると共に、第２スワール室１５側
への火陥伝播を速やかに行え、かつ、燃焼の後期に燃料
のキャビティ燃焼室１３外への逃げを抑えて成層燃焼の
安定性向上と燃費の向上とを実現することができる。
【０１０３】図２２〜２４に示す実施形態にあっては、
連設部２２をプラグ逃げ溝２０と同一幅にしてそれらの
底面を整合して同一面に形成すると共に、これらプラグ
逃げ溝２０と連設部２２の両底面を、第１スワール室１
４および第２スワール室１５の両最深部１６，１７の底
面よりも一段下げて形成してある。
連設部２２をプラグ逃げ溝２０と同一幅にしてそれらの
底面を整合して同一面に形成すると共に、これらプラグ
逃げ溝２０と連設部２２の両底面を、第１スワール室１
４および第２スワール室１５の両最深部１６，１７の底
面よりも一段下げて形成してある。
【０１０４】この実施形態の構造によれば、成層燃焼時
に第１スワール室１４および第２スワール室１５のスワ
ールに乗った燃料を連設部２２からプラグ逃げ溝２０へ
より速かに集合させて気化を促進させ、点火プラグ１１
周りに濃い混合気を形成できて成層燃焼の安定性の向上
と燃費の向上とを実現することができる。
に第１スワール室１４および第２スワール室１５のスワ
ールに乗った燃料を連設部２２からプラグ逃げ溝２０へ
より速かに集合させて気化を促進させ、点火プラグ１１
周りに濃い混合気を形成できて成層燃焼の安定性の向上
と燃費の向上とを実現することができる。
【０１０５】図２５，２６に示す実施形態は前記図９〜
１１に示した第３実施形態のキャビティ燃焼室１３の底
部構造を基本構造として、第１スワール室１４および第
２スワール室１５の各プラグ逃げ溝２０に隣接する側の
周壁をリエントラント形状に形成してある。
１１に示した第３実施形態のキャビティ燃焼室１３の底
部構造を基本構造として、第１スワール室１４および第
２スワール室１５の各プラグ逃げ溝２０に隣接する側の
周壁をリエントラント形状に形成してある。
【０１０６】従って、この実施形態の構造によれば、第
１スワール室１４，第２スワール室１５の周壁のリエン
トラント形状により、キャビティ燃焼室１３の容積を拡
大できることと、キャビティ燃焼室１３外へのスワール
および燃料の逃げをなくして点火プラグ１１周りに確実
に濃い混合気を形成できることによって、成層燃焼の安
定性、燃費を更に向上することができると共に、スモー
クの発生をなくしてＨＣを低減することができる。
１スワール室１４，第２スワール室１５の周壁のリエン
トラント形状により、キャビティ燃焼室１３の容積を拡
大できることと、キャビティ燃焼室１３外へのスワール
および燃料の逃げをなくして点火プラグ１１周りに確実
に濃い混合気を形成できることによって、成層燃焼の安
定性、燃費を更に向上することができると共に、スモー
クの発生をなくしてＨＣを低減することができる。
【０１０７】なお、前述の実施形態では吸気ポート７の
第１吸気ポート７Ａおよび第２吸気ポート７Ｂを何れも
独立したストレートポートとして、第２吸気ポート７Ｂ
に遮蔽弁１０を設けた構造を示したが、従来のように第
１吸気ポート７Ａをヘリカルポートとし、ストレートポ
ートの第２吸気ポート７Ｂにスワールコントロールバル
ブを設けた吸気系構造をとしても所期の目的を達成する
ことができる。
第１吸気ポート７Ａおよび第２吸気ポート７Ｂを何れも
独立したストレートポートとして、第２吸気ポート７Ｂ
に遮蔽弁１０を設けた構造を示したが、従来のように第
１吸気ポート７Ａをヘリカルポートとし、ストレートポ
ートの第２吸気ポート７Ｂにスワールコントロールバル
ブを設けた吸気系構造をとしても所期の目的を達成する
ことができる。
【０１０８】また、キャビティ燃焼室１３の底面部構造
は前記各実施形態のものに限定されることはなく、請求
項に記載した範囲で任意に組合わせることができる。
は前記各実施形態のものに限定されることはなく、請求
項に記載した範囲で任意に組合わせることができる。
【０１０９】更に、可変動弁機構３０として吸気弁５の
リフトカーブを可変にする可変バルブリフト装置を例示
したが、この他、吸気弁５のバルブタイミングを可変に
する可変バルブタイミング装置を用いることもできる。
リフトカーブを可変にする可変バルブリフト装置を例示
したが、この他、吸気弁５のバルブタイミングを可変に
する可変バルブタイミング装置を用いることもできる。
【０１１０】また前記実施形態では２つの吸気弁を持つ
機関を例示したが、３つ以上の吸気弁を持つ機関に適用
して前述と同様の効果を得ることができる。
機関を例示したが、３つ以上の吸気弁を持つ機関に適用
して前述と同様の効果を得ることができる。
【図１】本発明に係る筒内噴射式火花点火機関を示す断
面図。
面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図。
【図３】キャビティ燃焼室の第１実施形態を示す平面
図。
図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図６】キャビティ燃焼室の第２実施形態を示す平面
図。
図。
【図７】図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図８】図６のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【図９】キャビティ燃焼室の第３実施形態を示す平面
図。
図。
【図１０】図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図。
【図１１】図９のＧ−Ｇ線に沿う断面図。
【図１２】キャビティ燃焼室の第４実施形態を示す平面
図。
図。
【図１３】キャビティ燃焼室の第５実施形態を示す平面
図。
図。
【図１４】図１３のＨ−Ｈ線に沿う断面図。
【図１５】図１３のＩ−Ｉ線に沿う断面図。
【図１６】キャビティ燃焼室の第６実施形態を示す平面
図。
図。
【図１７】キャビティ燃焼室の第７実施形態を示す平面
図。
図。
【図１８】図１７のＪ−Ｊ線に沿う断面図。
【図１９】図１７のＫ−Ｋ線に沿う断面図。
【図２０】キャビティ燃焼室の第８実施形態を示す平面
図。
図。
【図２１】図２０のＬ−Ｌ線に沿う断面図。
【図２２】キャビティ燃焼室の第９実施形態を示す平面
図。
図。
【図２３】図２２のＭ−Ｍ線に沿う断面図。
【図２４】図２２のＮ−Ｎ線に沿う断面図。
【図２５】キャビティ燃焼室の第１０実施形態を示す平
面図。
面図。
【図２６】図２５のＯ−Ｏ線に沿う断面図。
【図２７】可変動弁機構の一例を示す平面図。
【図２８】図２７のＰ−Ｐ線に沿う断面図。
【図２９】図２７のＱ−Ｑ線に沿う断面図。
２ ピストン ４ 燃焼室 ５ 吸気弁 ６ 排気弁 ７Ａ 第１吸気ポート ７Ｂ 第２吸気ポート １０ 遮蔽弁 １１ 点火プラグ １２ 燃料噴射弁 １３ キャビティ燃焼室 １４ 第１スワール室 １５ 第２スワール室 １６ 第１スワール室の最深部 １７ 第２スワール室の最深部 ２０ プラグ逃げ溝 ２１ 噴霧ガイド溝 ２２ 連設部 ３０ 可変動弁機構
Claims (17)
- 【請求項１】 複数の吸気弁と、燃焼室中央部分に配置
した点火プラグ、および燃焼室に直接燃料を噴霧する燃
料噴射弁等とを備えると共に、ピストン冠面にキャビテ
ィ燃焼室を備え、吸気にスワールを付与した状態で圧縮
行程中に前記キャビティ燃焼室に向けて燃料噴射を行う
ことにより成層燃焼を行わせるようにした筒内噴射式火
花点火機関において、前記キャビティ燃焼室を、複数の
吸気弁の投影面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ凹
設されて互いに連通する複数の凹部で構成したことを特
徴とする筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項２】２つの吸気弁と、燃焼室中央部分に配置し
た点火プラグ、および燃焼室に直接燃料を噴霧する燃料
噴射弁等とを備えると共に、ピストン冠面に点火プラグ
との干渉を避けるプラグ逃げ溝を有するキャビティ燃焼
室を備え、吸気にスワールを付与した状態で圧縮行程中
に前記キャビティ燃焼室に向けて燃料噴射を行うことに
より成層燃焼を行わせるようにした筒内噴射式火花点火
機関において、前記キャビティ燃焼室を、２つの吸気弁
の投影面を包含する所要の面積範囲でそれぞれ凹設され
て互いに連通する略円形の第１スワール室と第２スワー
ル室とで構成したことを特徴とする筒内噴射式火花点火
機関。 - 【請求項３】 第１スワール室と第２スワール室は、そ
れぞれ吸気弁の投影面部に最深部を備えていることを特
徴とする請求項２に記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項４】 最深部の底面を平坦に形成したことを特
徴とする請求項３に記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項５】 キャビティ燃焼室は、燃料噴射弁から噴
霧された燃料を該キャビティ燃焼室内にガイドする噴霧
ガイド溝を備えていることを特徴とする請求項２〜４の
何れかに記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項６】 第１スワール室と第２スワール室の両最
深部の隣接部分に、底面をこれら最深部の底面と整合し
て同一面に形成した連設部を設けて、該連設部によって
前記両最深部を連通したことを特徴とする請求項３〜５
の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項７】 第１スワール室と第２スワール室の両最
深部の隣接部分に、底面をプラグ逃げ溝の底面と整合し
て同一面に形成した連設部を設けて、該連設部によって
プラグ逃げ溝を前記両最深部と連通したことを特徴とす
る請求項３〜５の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機
関。 - 【請求項８】 プラグ逃げ溝の底面と連設部の底面を、
第１スワール室と第２スワール室の両最深部の底面と整
合して同一面に形成したことを特徴とする請求項７に記
載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項９】 第１スワール室および第２スワール室の
両最深部の周壁とプラグ逃げ溝の周壁との連設部分を、
これら第１スワール室および第２スワール室で生成され
る吸気のスワールの略接線方向に直線的に形成したこと
を特徴とする請求項７，８に記載の筒内噴射式火花点火
機関。 - 【請求項１０】 第１スワール室と第２スワール室を、
それぞれピストン冠面の吸気弁と対向配置した排気弁設
置側に向けて略楕円形状に拡大して形成したことを特徴
とする請求項２〜９の何れかに記載の筒内噴射式火花点
火機関。 - 【請求項１１】 第１スワール室と第２スワール室の両
最深部を、それぞれピストン冠面の排気弁設置側に向け
て略楕円形状に拡大して形成したことを特徴とする請求
項１０に記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項１２】 第１スワール室の最深部とプラグ逃げ
溝および連設部の各底面を、第２スワール室の最深部の
底面よりも一段下げて形成したことを特徴とする請求項
７又は９〜１１の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機
関。 - 【請求項１３】 第２スワール室の最深部とプラグ逃げ
溝および連設部の各底面を、第１スワール室の最深部の
底面よりも一段下げて形成したことを特徴とする請求項
７又は９〜１１の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機
関。 - 【請求項１４】 プラグ逃げ溝と連設部の両底面を、第
１スワール室および第２スワール室の両最深部の底面よ
りも一段下げて形成したことを特徴とする請求項７又は
９〜１１の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項１５】 第１スワール室および第２スワール室
の各プラグ逃げ溝に隣接する側の周壁をリエントラント
形状に形成したことを特徴とする請求項２〜１４の何れ
かに記載の筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項１６】 第１スワール室に対応する吸気弁を配
設した第１吸気ポート、および第２スワール室に対応す
る吸気弁を配設した第２吸気ポートをそれぞれ独立した
ストレートポートとして構成し、これら吸気ポートの一
方には成層燃焼時に該一方の吸気ポートを遮蔽し、均質
燃焼時に該一方の吸気ポートを開放する遮蔽弁を設けた
ことを特徴とする請求項２〜１５の何れかに記載の筒内
噴射式火花点火機関。 - 【請求項１７】 吸気弁は機関の運転条件に合わせて開
閉特性を変化させる可変動弁機構を備えていることを特
徴とする請求項２〜１６の何れかに記載の筒内噴射式火
花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25250397A JP3988218B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25250397A JP3988218B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193675A true JPH1193675A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3988218B2 JP3988218B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=17238289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25250397A Expired - Lifetime JP3988218B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3988218B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155748A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| JP2010180728A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式内燃機関のピストン |
| EP1659273A3 (en) * | 2004-11-18 | 2011-06-08 | Hitachi, Ltd. | Direct injection engine and controller for the same |
| CN103046996A (zh) * | 2011-10-17 | 2013-04-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有多路燃料喷射感应涡旋的发动机的燃烧系统 |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP25250397A patent/JP3988218B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155748A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
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| CN103046996A (zh) * | 2011-10-17 | 2013-04-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 具有多路燃料喷射感应涡旋的发动机的燃烧系统 |
| US9267422B2 (en) | 2011-10-17 | 2016-02-23 | GM Global Technology Operations LLC | Combustion system for an engine having multiple fuel spray induced vortices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3988218B2 (ja) | 2007-10-10 |
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