JPS63208609A - Fuel injection type engine - Google Patents

Fuel injection type engine

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Publication number
JPS63208609A
JPS63208609A JP4218987A JP4218987A JPS63208609A JP S63208609 A JPS63208609 A JP S63208609A JP 4218987 A JP4218987 A JP 4218987A JP 4218987 A JP4218987 A JP 4218987A JP S63208609 A JPS63208609 A JP S63208609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
fuel
valve
combustion chamber
fuel injection
Prior art date
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Pending
Application number
JP4218987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakimi Kono
河野 誠公
Saburo Nakamura
三郎 中村
Takeshi Matsuoka
松岡 孟
Toshiyuki Terashita
寺下 敏幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP4218987A priority Critical patent/JPS63208609A/en
Publication of JPS63208609A publication Critical patent/JPS63208609A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve evaporation and combustion of fuel by leading burnt gas into a mixing chamber provided in a cylinder heat in an exhaust stroke, producing mixed gas by injecting fuel, and supplying the mixed gas from the chamber to a combustion chamber in a compression stroke. CONSTITUTION:While an engine is operating, a suction and exhaust valve 5 is opened and closed by rotation of a cam shaft 8, and an ignition plug 7 is ignited. In this case, fuel is injected from a nozzle 12 to a mixing chamber 11 from a suction stroke through a compression stroke. In a compression stroke, a piston 13 in a chamber 11 is lowered, so pressure in the chamber 11 is supplied to a communicating passage 24 so as to increase 1st valve body 27 of an opening/closing valve 25 against a spring 30. Thus fuel in the chamber 11 is pushed out into a combustion chamber 4 with gas. In an exhaust stroke, 2nd valve body 28 is moved up against a spring 33 to release the communicating passage 24. Thus part of burnt gas in the combustion chamber 4 is led into the chamber 11 through the communicating passage 24.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は燃料噴射式エンジン、特に燃焼室に連通ずるミ
キシングチャンバに燃料を噴射するようにした燃料噴射
式エンジンに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a fuel-injected engine, and more particularly to a fuel-injected engine in which fuel is injected into a mixing chamber communicating with a combustion chamber.

(従来の技術) 燃料噴射ノズルを用いて燃料を供給するようにしたエン
ジンとしては、上記燃料噴射ノズルを吸気マニホルドに
設置したものと、燃焼室に直接設置したものとがあるが
、前者はノズルから噴射された燃料が吸気ボート内壁面
や吸気バルブ等に付着し易いという問題があり、また後
者はノズルから噴射された燃料と燃焼室内の空気とのミ
キシング時間を十分に確保できないという問題がある。
(Prior art) Engines that use fuel injection nozzles to supply fuel include those in which the fuel injection nozzles are installed in the intake manifold and those in which the fuel injection nozzles are installed directly in the combustion chamber. There is a problem in that the fuel injected from the nozzle tends to adhere to the inner wall surface of the intake boat, the intake valve, etc., and the latter also has the problem that it is not possible to ensure sufficient mixing time between the fuel injected from the nozzle and the air in the combustion chamber. .

そのため、いずれの形式のものも、混合気の形成或は燃
料の気化が良好に行われない嫌いがある。
Therefore, in either type, the formation of an air-fuel mixture or the vaporization of fuel are not performed well.

これに対しては、従来、吸気ボートをヘリカル状に形成
して、吸気行程時に燃焼室内に吸気のスワールを形成す
ることにより燃料の気化ないし混合気の形成を促進する
ようにしたものが知られている。また、特開昭55−1
19911号公報によれば、ディーゼルエンジンの場合
において、燃料噴射ノズルから燃料が噴射される圧縮行
程の末期に燃焼室内に強力なスワールが形成されるよう
に構成したものが示されている。これは、シリンダブロ
ックに吸入空気の一部を高圧状態で貯留する空気貯留室
を設けると共に、該貯留室と燃焼室とを開閉弁を介して
連通させ、この開閉弁を圧縮行程時に開弁させることに
より、上記空気貯留室から燃焼室内に高圧空気を噴射さ
せて該燃焼室内にスワールを形成するようにしたもので
ある。これによれば、吸気行程時にスワールを形成する
従来のものに比較して、燃料が噴射される圧縮行程末期
に一層強力なスワールが得られることになる。
To deal with this, conventionally known methods have been known in which the intake boat is formed in a helical shape to promote the vaporization of fuel or the formation of an air-fuel mixture by forming a swirl of intake air in the combustion chamber during the intake stroke. ing. Also, JP-A-55-1
According to Japanese Patent No. 19911, a diesel engine is constructed so that a strong swirl is formed in a combustion chamber at the end of a compression stroke when fuel is injected from a fuel injection nozzle. This is done by providing an air storage chamber in the cylinder block that stores part of the intake air under high pressure, and communicating the storage chamber with the combustion chamber via an on-off valve, which is opened during the compression stroke. As a result, high-pressure air is injected into the combustion chamber from the air storage chamber to form a swirl within the combustion chamber. According to this, a stronger swirl can be obtained at the end of the compression stroke when fuel is injected, compared to the conventional system in which a swirl is formed during the intake stroke.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記の如き従来のものは、単にスワールを利用
するだけであるから、燃料の気化ないし混合気の形成が
必ずしも良好に行われるとは云えず、特に気化性の悪い
軽油を燃料とするディーゼルエンジンの場合には、燃料
が十分に気化されないため、所要の熱効率や出力性能が
得られず、また不完全燃焼により排気ガス中のHC含有
量の増大等を招いていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since the conventional methods described above simply utilize swirl, it cannot be said that the vaporization of the fuel or the formation of an air-fuel mixture is necessarily performed well. In the case of diesel engines that use light oil with poor vaporization as fuel, the fuel is not vaporized sufficiently, so the required thermal efficiency and output performance cannot be obtained, and incomplete combustion causes an increase in the HC content in the exhaust gas. was inviting.

本発明は、燃料噴射式エンジンにおける上記のような実
情に対処するもので、ガソリンエンジンもしくはスパー
クアシストディーゼルエンジン等の点火プラグを備えた
エンジンにおいて、燃焼室内の既燃ガスの有する熱エネ
ルギを有効に利用することにより、燃料の気化を促進し
て良好な混合気を形成し、もって熱効率ないし出力性能
の向上と、排気ガス中のHC含有量の低減等を図ること
を目的とする。
The present invention addresses the above-mentioned actual situation in fuel-injected engines, and effectively utilizes the thermal energy of burned gas in the combustion chamber in engines equipped with spark plugs, such as gasoline engines or spark-assist diesel engines. By utilizing this, the purpose is to promote the vaporization of fuel and form a good air-fuel mixture, thereby improving thermal efficiency or output performance, and reducing the HC content in exhaust gas.

(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成すべく本発明に係る燃料噴射式エンジ
ンは次のように構成したことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a fuel injection engine according to the present invention is characterized by being configured as follows.

即ち、シリンダヘッドに連通路を介して燃焼室に連通さ
れるミキシングチャンバを設け、該チャンバに燃料噴射
ノズルを設置すると共に、該チャンバ内にその容積を増
減させるピストンを設け、且つ上記連通路を開閉する開
閉弁を備える。そして、該開閉弁を排気行程時と圧縮行
程時とに開弁させると共に、上記燃料噴射ノズルが開閉
弁の排気行程時の開弁期間から圧縮行程時の開弁期間ま
での間の閉弁期間中にミキシングチャンバ内に燃料を噴
射するように構成し、且つ上記チャンバ内のピストンを
開閉弁の圧縮行程時の開弁期間中に該チャンバの容積が
減少する方向に移動させるように構成する。
That is, the cylinder head is provided with a mixing chamber that communicates with the combustion chamber via a communication passage, a fuel injection nozzle is installed in the chamber, a piston is provided in the chamber to increase or decrease its volume, and the communication passage is connected to the mixing chamber. Equipped with an on-off valve that opens and closes. Then, the on-off valve is opened during the exhaust stroke and the compression stroke, and the fuel injection nozzle is closed during the valve opening period of the on-off valve from the open period during the exhaust stroke to the open period during the compression stroke. The fuel injection device is configured to inject fuel into a mixing chamber, and to move a piston in the chamber in a direction in which the volume of the chamber decreases during an opening period during a compression stroke of the on-off valve.

(作  用) 上記の構成によれば、排気行程時に開閉弁が燃焼室とミ
キシングチャンバとの間の連通路を開くので、燃焼室内
の一部の既燃ガスがピストンの上動に従ってミキシング
チャンバ内に押し込められることになり、そのため、該
チャンバ内は既燃ガスの有する熱エネルギと、その押し
込みによる流れの運動エネルギとにより高エネルギ状態
となる。そして、排気行程から吸気行程に移行して上記
開閉弁が開弁された後、燃料噴射ノズルからミキシング
チャンバ内に燃料が噴射されるのであるが、この燃料は
該チャンバ内における上記既燃ガスの熱エネルギ及び運
動エネルギにより、迅速且つ確実に気化及びミキシング
されることになり、該チャンバ内に良好な混合気が形成
される。
(Function) According to the above configuration, the on-off valve opens the communication path between the combustion chamber and the mixing chamber during the exhaust stroke, so that part of the burnt gas in the combustion chamber flows into the mixing chamber as the piston moves upward. As a result, the inside of the chamber becomes a high energy state due to the thermal energy of the burnt gas and the kinetic energy of the flow caused by the pushing. Then, after the exhaust stroke shifts to the intake stroke and the on-off valve is opened, fuel is injected from the fuel injection nozzle into the mixing chamber, and this fuel is mixed with the burned gas in the chamber. Thermal energy and kinetic energy result in rapid and reliable vaporization and mixing, forming a good mixture within the chamber.

然る後、吸気行程から圧縮行程に移行すると、上記開閉
弁が再び開弁されると同時に、ミキシングチャンバ内の
ピストンが該チャンバの容積減少方向へ移動するので、
該チャンバ内に上記のようにして形成された混合気が燃
焼室に押し出されることになる。そして、この混合気は
燃焼室内で更に新気と混合した上で、圧縮行程の末期に
点火プラグにより着火され、燃焼することになる。その
場合に、このミキシングチャンバから燃焼室に押し出さ
れる混合気にあっては、燃料が既に十分に気化されてい
るから、燃焼室内で完全燃焼されることになる。
After that, when the intake stroke shifts to the compression stroke, the on-off valve is opened again and at the same time, the piston in the mixing chamber moves in the direction of decreasing the volume of the chamber.
The air-fuel mixture formed in the chamber as described above is forced into the combustion chamber. Then, this air-fuel mixture is further mixed with fresh air in the combustion chamber, and then ignited by the spark plug at the end of the compression stroke and combusted. In this case, the fuel in the air-fuel mixture pushed out from the mixing chamber into the combustion chamber is completely combusted within the combustion chamber because the fuel has already been sufficiently vaporized.

(実  施  例) 以下、本発明の実施例について説明する。(Example) Examples of the present invention will be described below.

第1図に示すように、この実施例に係るエンジンは、シ
リンダブロック1と、該ブロック1に形成されたシリン
ダ面1a内に嵌挿されたピストン2と、シリンダブロッ
ク1の上面に取り付けられなシリンダヘッド3とで画成
された燃焼室4を有し、該シリンダヘッド3に吸、排気
弁5,5を介して燃焼室4に連通ずる吸、排気ボート6
.6(一方のみ図示)が形成されている。また、該シリ
ンダへラド3には先端の着火部7aが上記燃焼室4を臨
むように点火プラグ7が装着されていると共に、該シリ
ンダヘッド3の上部にはカム軸8が配設され、該軸8に
設けられた吸、排気カム8a、8aが該軸8の回転によ
りタペット9,9を介して且つバルブスプリング10.
10に抗して上記板、排気弁5,5を夫々所定のタイミ
ングで開弁させるようになっている。
As shown in FIG. 1, the engine according to this embodiment includes a cylinder block 1, a piston 2 fitted into a cylinder surface 1a formed in the block 1, and a piston 2 that is not attached to the upper surface of the cylinder block 1. It has a combustion chamber 4 defined by a cylinder head 3, and an intake and exhaust boat 6 communicating with the combustion chamber 4 through intake and exhaust valves 5, 5 in the cylinder head 3.
.. 6 (only one shown) is formed. Further, an ignition plug 7 is mounted on the cylinder head 3 so that the ignition part 7a at the tip faces the combustion chamber 4, and a camshaft 8 is disposed in the upper part of the cylinder head 3. Suction and exhaust cams 8a, 8a provided on the shaft 8 are actuated by the rotation of the shaft 8 through the tappets 9, 9 and the valve spring 10.
10, the plates and the exhaust valves 5, 5 are opened at predetermined timings, respectively.

更に、シリンダヘッド3内にはミキシングチャンバ11
が形成されており、該チャンバ11内を臨むように燃料
噴射ノズル12が側方から装着されていると共に、該チ
ャンバ11内には上下動してその容積を増減させるピス
トン13が嵌挿されている。このピストン13は、上記
カム軸8に設けられた駆動用カム8bによりロッカアー
ム14及びブツシュロッド15を介して上下動されるよ
うになっている。つまり、このピストン13は、ロッカ
アーム14がカム8bの非リフト部に接している時は、
ブツシュロッド15の上端部に固着されたスプリングリ
テーナ16とシリンダヘッド3に固着されたカバ一部材
17との間のスプリング18により上端位置に保持され
ているが、ロツシュロッド15を介して且つ上記スプリ
ング18に抗して下動され、チャンバ11の容積を減少
させるようになっている。
Furthermore, a mixing chamber 11 is provided in the cylinder head 3.
A fuel injection nozzle 12 is installed from the side so as to face the inside of the chamber 11, and a piston 13 that moves up and down to increase and decrease the volume of the chamber 11 is fitted into the chamber 11. There is. This piston 13 is moved up and down by a driving cam 8b provided on the camshaft 8 via a rocker arm 14 and a bushing rod 15. In other words, when the rocker arm 14 is in contact with the non-lifting part of the cam 8b, the piston 13
The bushing rod 15 is held at the upper end position by a spring 18 between a spring retainer 16 fixed to the upper end and a cover member 17 fixed to the cylinder head 3. The chamber 11 is moved downwardly to reduce the volume of the chamber 11.

ここで、この実施例においては、上記ピストン13の上
端位置を規制するストッパ1つはモータ20によりビニ
オン21及びラック22を介して上下動されるようにな
っており、上記ピストン13の上端位置、換言すればチ
ャンバ11の最大容積の調整が可能とされている。尚、
ブツシュロッド15の一定位置に対してピストン13の
上端位置を可変とするため、該ブツシュロッド15とピ
ストン13との連結部にスプリング23が介設されてい
る。
In this embodiment, one stopper for regulating the upper end position of the piston 13 is moved up and down by a motor 20 via a pinion 21 and a rack 22. In other words, the maximum volume of the chamber 11 can be adjusted. still,
In order to make the upper end position of the piston 13 variable with respect to a fixed position of the bushing rod 15, a spring 23 is interposed at the connection portion between the bushing rod 15 and the piston 13.

一方、シリンダヘッド3におけるミキシングチャンバ1
1と上記燃焼室4との間には、両者を連通させる連通路
24が設けられていると共に、該連通路24を開閉させ
る開閉弁25が備えられている。この開閉弁25は、シ
リンダヘッド3に形成された弁孔26内に上下摺動可能
に嵌挿された中空状の第1弁体27と、該第1弁体27
の中空部内に同じく上下摺動可能に嵌挿された第2弁体
28とを有する。そして、第1弁体27は、その上端面
と上記弁孔26の上端に固着されたプラグ29との間に
装着されたスプリング30により下方に付勢されて、通
常は下端が弁座部材31に当接されていることにより連
通路24を閉鎖しているが、受圧面27aにチャンバ1
1@から連通路24を介して圧力が作用した時に上記ス
プリング30に抗して上動し、下端面が弁座部材31か
ら離反して連通路24を開通させるようになっている。
On the other hand, the mixing chamber 1 in the cylinder head 3
A communication passage 24 is provided between the combustion chamber 1 and the combustion chamber 4, and an on-off valve 25 is provided to open and close the communication passage 24. The on-off valve 25 includes a hollow first valve body 27 that is vertically slidably fitted into a valve hole 26 formed in the cylinder head 3;
A second valve body 28 is also fitted into the hollow portion of the valve body 28 so as to be vertically slidable. The first valve body 27 is biased downward by a spring 30 installed between its upper end surface and a plug 29 fixed to the upper end of the valve hole 26, and normally the lower end is attached to the valve seat member 31. Although the communication path 24 is closed by being in contact with the pressure receiving surface 27a, the chamber 1
When pressure is applied from 1@ through the communication path 24, it moves upward against the spring 30, and the lower end surface separates from the valve seat member 31, opening the communication path 24.

また第2弁体28は、第1弁体27の中空部に続く軸方
向の第1通孔27bと半径方向の第2通孔27cとの間
を連通、遮断するように構成されたもので、上端面と第
1弁体27の中空部上端に固着されたプラグ32との間
に装着されたスプリング33により、下端面が第1弁体
27の中空部に形成された段付部に当接されるように付
勢されており、この状態で第1弁体27における第1、
第2通孔27b、27cの間を遮断する。そして、下端
面に燃焼室4@から第1通孔27bを介して圧力が作用
した時に上記スプリング33に抗して上動されることに
より、上記第1.第2通孔27b、27cを連通させる
ようになっており、この時、第1弁体27が連通路24
を閉鎖していても、上記第1.第2通孔27b、27c
を介して連通路24が開通されるようになっている。
Further, the second valve body 28 is configured to communicate with and block communication between the first axial passage hole 27b and the second radial passage hole 27c following the hollow portion of the first valve body 27. A spring 33 installed between the upper end surface and the plug 32 fixed to the upper end of the hollow portion of the first valve body 27 causes the lower end surface to come into contact with the stepped portion formed in the hollow portion of the first valve body 27. In this state, the first valve body 27 and
The space between the second through holes 27b and 27c is blocked. When pressure is applied to the lower end surface from the combustion chamber 4 through the first through hole 27b, the first through hole is moved upward against the spring 33. The second communication holes 27b and 27c are made to communicate with each other, and at this time, the first valve body 27
Even if it is closed, the above 1. Second through holes 27b, 27c
The communication path 24 is opened through the.

次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

エンジンの運転時にカム軸8の回転により吸、排気弁5
,5が所定のタイミングで開閉され、また点火プラグ7
が所定のタイミングで点火されることにより、吸気、圧
縮、膨張、排気の各行程が実行されるのであるが、その
場合に、燃料ないし混合気は燃焼室4に次のように供給
される。
When the engine is running, the intake and exhaust valves 5 are
, 5 are opened and closed at predetermined timing, and the spark plug 7
is ignited at a predetermined timing to execute the intake, compression, expansion, and exhaust strokes. In this case, fuel or air-fuel mixture is supplied to the combustion chamber 4 as follows.

つまり、第2図に示すように吸気行程から圧縮行程の前
半にかけて、燃料噴射ノズル12からミキシングチャン
バ11内に燃料が噴射されると共に、圧縮行程時には第
2図に符号(イ)で示すようにチャンバ11内のピスト
ン13が下動して該チャンバ11の容積が減少されるこ
とにより、該チャンバ11内のガスの圧力が高まり、符
号(ロ)で示すように、その圧力が連通路24を介して
開閉弁25の第1弁体27をスプリング30に抗して上
動させるのであり、これにより上記チャンバ11内に噴
射された燃料が該チャンバ11内のガスと共に燃焼室4
に押し出されるのである。
That is, as shown in FIG. 2, fuel is injected from the fuel injection nozzle 12 into the mixing chamber 11 from the intake stroke to the first half of the compression stroke, and during the compression stroke, fuel is injected into the mixing chamber 11 as shown by the symbol (A) in FIG. As the piston 13 in the chamber 11 moves downward and the volume of the chamber 11 is reduced, the pressure of the gas in the chamber 11 increases, and as shown by the symbol (b), the pressure flows through the communication path 24. The first valve body 27 of the opening/closing valve 25 is moved upward against the spring 30 through the opening/closing valve 25, thereby causing the fuel injected into the chamber 11 to flow into the combustion chamber 4 together with the gas in the chamber 11.
It is pushed out.

然して、上記開閉弁25は、排気行程時においてピスト
ン2の上動により燃焼室4内の既燃ガスの圧力が高まっ
た時に、この圧力を受ける第2弁体28がスプリング3
3に抗して上動され、第2図に符号(ハ)で示すように
第1弁体27における第1.第2通孔27b、27cを
介して連通路24を開通させる。また、この時、符号(
ニ)で示すようにミキシングチャンバ11内のピストン
13が上動して該チャンバ11の容積が増大するので、
上記燃焼室4内の既燃ガスの一部が排気ボートから外部
に排出されることなく、上記連通路24を介してチャン
バ11内に導入されることになる。その場合に、この既
燃ガスは温度が高く且つチャンバ11内に勢いよく流入
するので、該チャンバ11内は、既燃ガスの熱エネルギ
と運動エネルギとにより高エネルギ状態となる。
However, in the on-off valve 25, when the pressure of the burnt gas in the combustion chamber 4 increases due to the upward movement of the piston 2 during the exhaust stroke, the second valve body 28 that receives this pressure is moved by the spring 3.
3 in the first valve body 27, as shown by reference numeral (C) in FIG. The communication path 24 is opened through the second communication holes 27b and 27c. Also, at this time, the sign (
As shown in (d), the piston 13 in the mixing chamber 11 moves upward and the volume of the chamber 11 increases, so
A part of the burnt gas in the combustion chamber 4 is introduced into the chamber 11 through the communication passage 24 without being discharged to the outside from the exhaust boat. In this case, this burnt gas has a high temperature and flows into the chamber 11 with great force, so that the inside of the chamber 11 becomes in a high energy state due to the thermal energy and kinetic energy of the burnt gas.

然る後、吸気行程に移行して上記開閉弁25の第2弁体
28により連通路24が遮断されると、上記のようにミ
キシングチャンバ11内に燃料噴射ノズル12から燃料
が噴射されるのであるが、この時、該燃料はチャンバ1
1内の既燃ガスの熱エネルギと運動エネルギとにより直
ちに且つ確実に気化され、該チャンバ11内に良好な混
合気が形成されることになる。そして、この混合気が圧
縮行程時に上記のようにして燃焼室4に押し出されると
共に、該燃焼室4内で更に新気と混合され且つ点火プラ
グ7により着火されて燃焼することになるが、燃料は上
記ミキシングチャンバ11内で十分に気化され且つ既燃
ガスと良好に混合されているから、燃焼室4内で完全燃
焼されることになる。これにより、熱効率ないし出力性
能が向上し、且つ排気ガス中のHC含有量が低減される
ことになる。尚、燃焼室4内での燃焼時には、排気行程
時にミキシングチャンバ11内に押し込められた既燃ガ
スが存在するので、燃焼が比較的緩かに行われることに
なり、これにより排気ガス中のNOx含有量も低減され
ることになる。
After that, when the intake stroke begins and the communication passage 24 is blocked by the second valve body 28 of the on-off valve 25, fuel is injected from the fuel injection nozzle 12 into the mixing chamber 11 as described above. However, at this time, the fuel is in chamber 1
The burnt gas in the chamber 11 is immediately and reliably vaporized by the thermal energy and kinetic energy, and a good air-fuel mixture is formed in the chamber 11. During the compression stroke, this air-fuel mixture is pushed out into the combustion chamber 4 as described above, and is further mixed with fresh air in the combustion chamber 4, and ignited by the spark plug 7 to be combusted. Since it is sufficiently vaporized in the mixing chamber 11 and well mixed with the burnt gas, it is completely combusted in the combustion chamber 4. This improves thermal efficiency or output performance, and reduces the HC content in the exhaust gas. Note that during combustion in the combustion chamber 4, there is burnt gas that was forced into the mixing chamber 11 during the exhaust stroke, so combustion occurs relatively slowly, which reduces NOx in the exhaust gas. The content will also be reduced.

ここで、この実施例では、ミキシングチャンバ11内の
ピストン13の上端位置を規制するストッパ19がモー
タ20により上下動され、エンジンの高負荷時、即ち燃
料噴射ノズル12からの燃料噴射量が多い時に、上記ス
トッパ19が上動されるようになっている。従って、高
負荷時にはピストン13が上端位置にある時のチャンバ
11の容積が低負荷時よりも増大され、該チャンバ11
内に導入される既燃ガスの量ないし該既燃ガスのエネル
ギが燃料噴射量に対応して増大されることになり、これ
により燃料が常に良好に気化され、またチャンバ11内
で形成される混合気の濃度(空燃比)もエンジンの負荷
、即ち燃料噴射量に拘らず略一定となる。
Here, in this embodiment, the stopper 19 that regulates the upper end position of the piston 13 in the mixing chamber 11 is moved up and down by the motor 20, and when the engine is under high load, that is, when the amount of fuel injected from the fuel injection nozzle 12 is large, , the stopper 19 is moved upward. Therefore, when the load is high, the volume of the chamber 11 when the piston 13 is at the upper end position is increased compared to when the load is low.
The amount of burnt gas introduced into the chamber 11 or the energy of the burnt gas increases in accordance with the fuel injection amount, so that the fuel is always well vaporized and formed in the chamber 11. The concentration of the air-fuel mixture (air-fuel ratio) is also substantially constant regardless of the engine load, that is, the fuel injection amount.

尚、上記のようにミキシングチャンバ11に設置された
燃料噴射ノズル12とは別に、吸気ボートもしくは吸気
マニホルドに補助燃料噴射ノズルを備え、第3図に示す
ように、低中回転低中負荷の領域Iではミキシングチャ
ンバ11の燃料噴射ノズル12のみから燃料を噴射する
と共に、高回転高負荷領域■では更に補助燃料噴射ノズ
ルからも燃料を供給するように構成してよい。このよう
にすれば、多量の燃料を必要とする高回転高負荷時に所
要の燃料供給量が確保されることになる。
In addition to the fuel injection nozzle 12 installed in the mixing chamber 11 as described above, an auxiliary fuel injection nozzle is provided on the intake boat or the intake manifold, as shown in FIG. In I, the fuel is injected only from the fuel injection nozzle 12 of the mixing chamber 11, and in the high rotation and high load region (2), fuel may be further supplied from the auxiliary fuel injection nozzle. In this way, the required fuel supply amount can be ensured at times of high rotation and high load, which require a large amount of fuel.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、シリンダヘッドに設けた
ミキシングチャンバに排気行程時に一部の既燃ガスを導
入すると共に、この既燃ガス中に燃料噴射ノズルから燃
料を噴射して混合気を形成し、この混合気を圧縮行程時
に上記チャンバから燃焼室に供給するようにしたから、
燃料が上記チャンバ内で既燃ガスの熱エネルギと運動エ
ネルギとにより直ちに且つ確実に気化されて良好な混合
気が形成されることになる。これにより、気化性の悪い
軽油を燃料とするスパークアシストディーゼルエンジン
等においても、燃焼室内で完全燃焼が行われることにな
り、熱効率ないし出力性能が向上すると共に、排気ガス
中のHC含有量が低減され、更に上記既燃ガスの作用で
NOx含有量も低減されることになる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, part of the burnt gas is introduced into the mixing chamber provided in the cylinder head during the exhaust stroke, and fuel is injected into the burnt gas from the fuel injection nozzle. to form a mixture, and this mixture is supplied from the chamber to the combustion chamber during the compression stroke.
The fuel is immediately and reliably vaporized in the chamber by the thermal energy and kinetic energy of the burnt gas, forming a good air-fuel mixture. As a result, even in spark-assist diesel engines that use light oil with poor vaporization as fuel, complete combustion will occur within the combustion chamber, improving thermal efficiency or output performance and reducing the HC content in exhaust gas. Furthermore, the NOx content is also reduced due to the action of the burnt gas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は燃焼室周
辺の構造を示す断面図、第2図は燃焼サイクルに対する
ミキシングチャンバの容積、開閉弁のリフト、燃料噴射
時期及び点火時期を示すタイムチャート図、第3図はエ
ンジンの運転状態に対する燃料噴射制御の一例を示すグ
ラフである。 3・・・シリンダヘッド、4・・・燃焼室、11・・・
ミキシングチャンバ、12・・・燃料噴射ノズル、13
・・・ピストン、24・・・連通路、25・・・開閉弁
The drawings show an embodiment of the present invention. Fig. 1 is a sectional view showing the structure around the combustion chamber, and Fig. 2 shows the volume of the mixing chamber, the lift of the on-off valve, the fuel injection timing, and the ignition timing in relation to the combustion cycle. The time chart shown in FIG. 3 is a graph showing an example of fuel injection control with respect to the operating state of the engine. 3... Cylinder head, 4... Combustion chamber, 11...
Mixing chamber, 12...Fuel injection nozzle, 13
...Piston, 24...Communication passage, 25...Opening/closing valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリンダヘッドに設けられ且つ連通路を介して燃
焼室に連通されたミキシングチャンバと、該チャンバ内
に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、該チャンバ内に備
えられてその容積を増減させるピストンと、上記連通路
を開閉する開閉弁とを有すると共に、上記開閉弁が排気
行程時と圧縮行程時とに開弁し、上記燃料噴射ノズルが
開閉弁の排気行程時の開弁期間と圧縮行程時の開弁期間
との間の閉弁期間中に上記チャンバ内に燃料を噴射し、
且つチャンバ内のピストンが開閉弁の圧縮行程時の開弁
期間中に該チャンバの容積減少方向へ移動するように構
成されていることを特徴とする燃料噴射式エンジン。
(1) A mixing chamber provided in the cylinder head and communicated with the combustion chamber via a communication passage, a fuel injection nozzle that injects fuel into the chamber, and a piston provided in the chamber to increase or decrease its volume. and an on-off valve that opens and closes the communication passage, the on-off valve opens during the exhaust stroke and the compression stroke, and the fuel injection nozzle opens during the exhaust stroke and the compression stroke of the on-off valve. injecting fuel into the chamber during a valve-closing period between a valve-opening period;
A fuel injection engine characterized in that a piston in the chamber is configured to move in a direction in which the volume of the chamber decreases during a valve opening period during a compression stroke of the on-off valve.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529118A (en) * 2006-03-06 2009-08-13 ライトサイド エルエルシー Diesel engine fuel processing apparatus and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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