JPS59226226A - 筒内燃料噴射式火花点火内燃機関 - Google Patents

筒内燃料噴射式火花点火内燃機関

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JPS59226226A
JPS59226226A JP58102346A JP10234683A JPS59226226A JP S59226226 A JPS59226226 A JP S59226226A JP 58102346 A JP58102346 A JP 58102346A JP 10234683 A JP10234683 A JP 10234683A JP S59226226 A JPS59226226 A JP S59226226A
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JP
Japan
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fuel
combustion chamber
air
fuel injection
injection nozzle
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JP58102346A
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Shizuo Sasaki
静夫 佐々木
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/26Pistons  having combustion chamber in piston head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other 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
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    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌に用いられる内燃機関に係り
、更に詳細には燃料噴射ノズルより燃料、特に液体燃料
を燃焼室内に直接噴射供給され、その燃料と空気との混
合気を点火プラグにより火花点火してこれの燃焼を行う
筒内燃料噴射式火花点火内燃機関に係る。
筒内燃料噴射式火花点火内燃(幾関は層状給気内燃機関
或いは成層燃焼内燃機関といわれる種類の内燃機関の一
種であり、この種の内燃機関は従来より種々の型のもの
が提案されている。筒内燃料噴射式火花点火内燃機関の
一つとして、18曲した内周壁により郭定され前記内周
壁の湾曲方向に沿った吸気流を生じせしめる燃焼室を有
し、燃料噴射ノズルにより燃料が前記燃焼室へ向けてl
1rJ剣供給され、前記燃焼室の前記吸気流で見て前記
燃料噴射ノズルより下流側の位置に火花点火ギャップを
有する点火プラグにより燃料と空気との混合気の点火が
行われるよう構成された筒内燃料噴射式火花点火内燃機
関が既に知られている。
上述の如き型の筒内燃料噴射式火花点火内燃機関に於て
は、燃料噴射ノズルにり燃焼室へ向【プで噴射された燃
料(液体燃料)が燃焼室の壁面の熱によ′り蒸発しつつ
吸気スワールの如き吸気流に粂って点火プラグの火花点
火ギャップへ向けて流れ、点火プラグの火花点火ギトツ
ブ句近に可燃空燃比の混合気層を形成し、これが火花点
火ギA7ツブに於りる火花放電により点火され−C該可
燃混合気層を中心として燃焼が進行するようになってい
る。
しかし、上述の如き型の筒内燃料噴射式火花点火内燃(
層間に於ては、低速運転時の如く、吸気流が弱い時には
前記可燃混合気の拡散が多くなり、このために点火プラ
グの火花点火ギャップ付近に可燃混合気層が形成されな
くなり、燃焼が不安定になることがある。また燃料噴射
ノズルより燃焼室内へ向けて噴射されICC液体目利蒸
発の促進が燃焼室の壁面温度の増大によって行われると
、可燃ン昆合気全体の温度−F胃を伴う結果となり、混
合気の多点自己発火が生じる虞れがある。このため従来
の11力内燃料噴射式火花点火内燃機関に於ては、液体
燃料の蒸発の促進には限曵があり、液体燃料の蒸発速度
の増大が特に必要となる高速運転域に於ける燃焼が不安
定になることがある。
本発明は、従来の筒内燃料噴射式火花点火内燃機関に於
ける上述の如き不具合に鑑み、可燃混合気の拡散を抑制
し、可燃混合気の層が点火プラグの火花点火ギャップイ
」近に確実に形成されるようにし、しかも燃料噴射ノズ
ルより燃焼室へ向(プて噴射された液体燃料の蒸発を効
果的に促進し、広い回転数域に亙って安定した燃焼を行
う改良された筒内燃料噴射式火花点火内燃機関をI是供
することを目的としている。
かかる目的(よ、本発明によれば、上述の如き型の筒内
燃料噴射式火花点火内燃(層間に於て、燃焼室内にその
周壁より隔置されこれに沿って延在し燃料噴射ノズルよ
り噴射された燃料を点火プラグの火花点火ギャップの配
設位置近傍へ案内する案内部材を有している如き筒内燃
料噴射式火花点火内燃機関によって達成される。
かかる構成によれば、燃料噴射ノズルより燃焼室へ向け
て噴射された燃料が案内部材により案内されて点火プラ
グの火花点火ギャップの近傍部へ流れることにより、吸
気流が弱い低速運転時に於ても可燃混合気の層が前記火
花点火ギャップの近1方部に確実に形成され、この可燃
混合気が火花点火ギレップに於【プる火花放電により点
火されることによって安定した燃焼が行われるようにな
る。
J、た案内部材は燃焼室の内周壁より隔置して燃焼室内
に設けられていることにより前記内周壁に比して燃焼熱
によって高湿に保たれ、これにより燃料噴射ノズルより
燃焼室内へ向けて噴射された液体燃料の蒸発が促進され
、高速運転域に於iJる燃焼性が改善される。
燃料噴射ノス′ルは前記案内部材の案内部に対し比較的
小さい角度をもって燃料を噴射するよう設りられていて
良く、この場合には燃料噴射ノズルより噴射された?I
!2体燃料が前記案内面に衝突することにより燃料の蒸
発がより一層効果的に行われる。
また、前記案内部材はその表面温度が高湿になるよう耐
熱性を備えた断熱材料により構成されていることが好ま
しい。
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。
第1図は本発明による筒内燃料噴射式火花点火内燃機関
の一つの実施例をその要部について示寸平百図、第2図
は第1図の線■−■に沿う断面図である。これらの図に
於て、1はビス1〜ンを示しており、該ピストンはその
頂部に円形の平断面形状を有する燃焼窪み2を有してい
る。燃焼室窪み2は円形に湾曲した内周壁3により郭定
されている。
4は燃料噴射ノズルを、5は点火プラグを各々示してお
り、これらは図示されていないシリンダヘッドに取付番
プられている。シリンダヘッドには吸気ポート9と排気
ボート10とが設けられており、吸気ボー1〜9より気
筒内に流入した空気の流れにより燃焼室窪み2内にその
内周壁3の湾曲方向に沿った図にて符号Aで示されてい
る如き吸気流、即ち吸気スワールが生じるようになって
いる。
燃料噴射ノズル4はその先端部に図には示されていない
燃料噴口を有しており、該噴口より液体燃料を一つの噴
霧主流をもって前記吸気流Aの流れ方向と順方向に燃焼
室窪み2内へ向けて間歇的にIIn射するようになって
いる。
点火プラグ5は燃焼室窪み2の前記吸気流Aで見て燃料
噴射ノズル4より下流側の位置に中心電体6と接地電極
7とにより火花点火ギャップ8を構成しており、該火花
点火ギャップに間歇的に火花放電を生じるようになって
いる。
ビス[〜ン1にはその燃焼室窪み2の底部にり二つの案
内壁部11及び12が各々突出形成されている。案内壁
部11及び12は各々燃焼室窪み2の内周g3より隔置
され、燃料噴射ノズル4の配設位置に対応する部分と点
火プラグ5の配設位置に対応づる部分との間にて前記内
周壁3に沿って延在しており、案内壁部11はその外側
に内周壁3ど共働して円弧状の案内通路13を郭定して
おり、また内側にもう一つの案内壁部12と共働して円
弧状の案内通路14を郭定している。案内通路13ど1
4は前記吸気流へで見て火花点火ギャップ8の配設位置
より手前にて互いに合流しており、この合流点と火花点
火ギャップ8の配設位置近傍との間には案内壁部12の
外側壁と燃焼室窪み2の内周壁3とによって案内通路1
5が郭定されている。
燃料噴射ノズル4と案内壁部11及び12とは、燃料噴
射ノズル4の燃料噴口より噴射される液体燃料の噴射主
流が案内通路14の入口部にて案内壁部11の内側壁に
比較的小ざい角度をもって衝突するよう、その三者の相
対的な配設位置を予め定められている。
ビス1〜ン1が上死点位置近傍にある時に燃料噴射ノズ
ル4がその燃料噴口より液体燃料を噴射することにより
、該液体燃料は案内壁部11の内周壁に比較的小ざい角
度をもって衝突し、案内壁部11と12とにより案内さ
れて案内通路14を流れつつ燃焼熱によって比較的高温
になっている案内壁部11及び12より加熱されて蒸鋭
しながら案内通路14と案内通路13との合流点へ向か
う。
案内通路14を流れつつ気化した液体燃料は前記合流点
にて案内通路13を流れる空気と出会って互いに混り合
い、これににより可燃空燃比の混合気が生じる。この可
燃空燃比の混合気は案内通路15に導かれて点火プラグ
5の火花点火ギャップ8へ至る。点火プラグ5は前記可
燃空燃比の混合気がその火花点火ギャップ8に到達した
時に火花点火ギャップ8にて火花放電を行う。この火花
放電により前記可燃空燃比の混合気が点火され、これを
中心どして燃焼が進行する。
上述の如く、燃料に1射ノズル4の燃料噴口よりnjl
 11J’lされた液体燃料(よ、案内壁部11と12
とに案内されて拡散り−ることなく点火プラグ5の火花
点火ギ【・ツブ8へ向りて導かれ、更にその液体燃料と
空気とによる可燃空燃比の混合気が案内壁部12ど燃焼
室窪み2の内周壁3どにより案内されつつ火花点火ギャ
ップ8へ府かれることにより火花点火ギトツプ8の近傍
部に必ず可燃空燃比の混合気が存在するようになり、こ
れの点火が確実に行われ、安定した燃焼が行われるよう
になる。また燃料噴射ノズル4の燃料噴口より噴射され
た液1本燃料は案内通路14を通過J−る際に案内壁部
11及び12より加熱されて気化を促進される。このJ
:うにして液体燃料の気化が促進されることにより燃焼
室窪み2の内周壁3の温度がさほど高くなくでも十分に
気化した液体燃料と空気とによる良好な可燃混合気が生
じ、このことによってもその混合気の点火が点火プラグ
5の火花点火ギャップ8に於ける火花放電によって確実
に行われるようになり、燃焼性が改善される、。
案内壁部11及び12は液体燃料の気化を促進すべくそ
の表面渇庶が高温に保たれるようセラミックスの如き耐
熱性を有する断熱性材料により構成されていることがよ
り2了ましい。
第3図及び第4図は本発明による筒内燃料噴射式火花点
火内燃機関の他の一つの実施例をその要部について示し
ている。尚、第3図及び第4図に於”C第1図及び第2
図に対応する部分は第1図及び第2図に付した符号と同
一の符号により示されている。かかる実施例に於ては、
燃焼室窪み2内に一つの案内壁部16が燃焼室窪み2の
内周壁3より隔置され且燃料噴射ノズル4の配設位置に
対応する部分と点火プラグ5の配設位置に対応する部分
との間にて内周壁3に沿って延在して段けられている。
案内壁部16はその外側壁と燃焼室窪み2の内周壁3と
によって燃料噴射ノズル4の配設位置に対応する部分よ
り点火プラグ5の火花点火ギャップ8の配設位置に対応
づる部分へ向りて延在する円弧状の案内通路17を郭定
している。
燃料噴射ノズル4はその燃料噴口より液体燃料を一つの
噴射主流をもって案内壁部16の前記外側壁へ向りて噴
射覆るようになっている。案内壁部16の外側壁のうち
燃料噴射ノズル4の燃料噴口よりの噴射される液体燃料
が直接衝突する部分には窪み18が形成されてるい。窪
み18は第5図(A)〜(D)に示されている如く、そ
の嵩深さが案内通路17を流れる吸気流の流れ方向に沿
つ−(徐々に浅く且その溝幅が前記吸気流の流れ方向に
沿って徐々に大きくなっている。
ピストン1が上死点位置近傍にある時に燃料噴射ノズル
4がその燃料噴口より液体燃料を噴射することにより、
この液体燃料は案内壁部16の窪み部18に比較的小さ
い角度をもって衝突し、この窪み18に捕えられてその
大部分は案内壁部16の外周面に(4着して案内通路1
7を流れる吸気流とバに点火プラグ5の火花点火ギVツ
ブ8へ向(プて流れつつ燃焼熱により比較的高温になっ
ている案内壁部16より加熱されて燕発し、案内通路1
7を流れる空気と混り合って案内通路17内に可燃空燃
比の混合気を生じる。この可燃空燃比の混合気は燃焼室
窪み2の内周壁3と案内壁部16の外側壁とに案内され
て点火プラグ5の火花点火ギャップ8へ導かれる。点火
プラグ5はその火花点火ギャップ8付近に前記可燃空燃
比の混合気が到達した時に火花点火ギャップ8にて火花
放電を1し、前記可燃空燃比の混合気の点火を行う。火
花点火ギャップ8の火花放電によって前記可燃空燃比の
混合気の点火が行われることにより該混合気を中心とし
て燃焼が進行する。
案内壁部16には、図示された実施例に於ては、上述し
た如き形状の窪み18が設けられていることにより、該
窪みへ向けて噴射された液体燃料の拡散がより一層効果
的に抑制され且案内壁部16の外側壁に付着した液体燃
料膜が案内通路17を流れる吸気流と共に点火プラグ5
の火花点火ギャップ8へ向けて良好に流れ、これにより
その液体燃料の気化が著しく促進され、壁面イ」着燃料
が低減し、1]1気ガス中の未燃焼成分が低減する。
また、第3図乃至第5図に示された実施例に於ても、突
出、壁部16はセラミックスの如き耐熱性を有する断熱
材料により構成されていることがより好ましい。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について計器1に
説明したが、本発明はこれらに限られるものではなく、
本発明の範囲内にて様々の実施例が可0ヒであることは
当業者にとつ−で明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による111内燃料噴射式火花点火内燃
機関の一つの実施例をその要部について示す平面図、第
2図は第1図の線If −11に沿う断面図、第3図は
本発明による筒内燃料噴射式火花点火内燃機関の他の一
つの実施例を(の要部について示す平面図、第4図は第
3図の線111−Hに沿う断面図、第5図は第3図及び
第4図に示された筒内燃料噴射式火花点火内燃機関の案
内壁部に設けられた窪みの形状を承りための部分的断面
図である。 1・・・ビス1〜ン、2・・・燃焼室窪み、3・・・内
周壁。 4・・・燃料噴射ノズル、5・・・自火プラグ、6・・
・中心電極、γ・・・接地電極、8・・・火花点火ギャ
ップ、9・・・吸気ボート、10・・・排気ボー1〜,
11.12・・・案内壁部、13〜15・・・案内通路
、16・・・案内壁部、17・・・案内通路、1B・・
・窪み部特 許 出 願 人  トヨタ自動車株式会社
代   理   人  弁理士  明イj 昌毅第1図 第 2 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 湾曲した内周壁により郭定され前記内周壁の湾曲方向に
    沿った吸気流を生じせしめる燃焼室を有し、燃料噴射ノ
    ズルにより燃料が前記燃焼室へ向f′jで噴射供給され
    、前記燃焼室の前記吸気流で見て前記燃料噴射ノズルよ
    り下流側の位置に火花点火ギャップを有する点火プラグ
    により燃料と空気との混合気の点火が行われるよう構成
    された筒内燃料噴04式火花点火内燃機関に於て、前記
    燃焼室内に前記内壁より隔置されこれに沿って延在し前
    記燃料噴射ノズルより噴射された燃料を前記火花点火ギ
    髪・ツブの配置位置近傍へ案内する案内部材を有する筒
    内燃料噴射式火花点火内燃機関。
JP58102346A 1983-06-07 1983-06-07 筒内燃料噴射式火花点火内燃機関 Pending JPS59226226A (ja)

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JP58102346A JPS59226226A (ja) 1983-06-07 1983-06-07 筒内燃料噴射式火花点火内燃機関

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733642A (en) * 1985-12-10 1988-03-29 Isuzu Motors Limited Combustion chamber for internal combustion engine
JPH0220722U (ja) * 1988-07-27 1990-02-13
EP0694682A1 (en) * 1994-07-27 1996-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A spark-ignited direct fuel injection engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733642A (en) * 1985-12-10 1988-03-29 Isuzu Motors Limited Combustion chamber for internal combustion engine
JPH0220722U (ja) * 1988-07-27 1990-02-13
EP0694682A1 (en) * 1994-07-27 1996-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A spark-ignited direct fuel injection engine
US5553588A (en) * 1994-07-27 1996-09-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Spark-ignited direct cylinder fuel injection engine

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