JPS63230920A - 筒内ガソリン噴射エンジン - Google Patents

筒内ガソリン噴射エンジン

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JPS63230920A
JPS63230920A JP6274887A JP6274887A JPS63230920A JP S63230920 A JPS63230920 A JP S63230920A JP 6274887 A JP6274887 A JP 6274887A JP 6274887 A JP6274887 A JP 6274887A JP S63230920 A JPS63230920 A JP S63230920A
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JP
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exhaust valve
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gasoline
valve
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Katsuhiko Kiyota
清田 雄彦
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 (産業上の利用分野) この発明は、内燃エンジンの筒内にガソリンを直接噴射
供給する筒内ガソリン噴射エンジンに関する。
(従来の技術及びその問題点) 内燃エンジンの筒内にガソリンを直接噴射供給するエン
ジンとしては、TEXACO社のTCC3方式エンジン
、FORD社のPROCO方式エンジン等が知られてい
る。これらのエンジンは、ガソリンを気筒内壁に沿って
層状に噴射供給(層状給気)することによりノンキング
を防ぎ、高圧縮比を実現して燃費の向上を図ろうとする
ものであるが、これらの層状給気方式エンジンはエンジ
ンの圧縮行程後期にガソリンを噴射しており、このため
噴射された燃料が気化するための十分な時間的余裕がな
く、未燃炭化水素(HC)やスモークの排出量が多いと
いう問題がある。又、高圧力の筒内に燃料噴射するため
には燃料噴射弁の噴射圧を高める必要があり、潤滑性の
低いガソリンを高圧で噴射させると燃料ポンプや燃料噴
射弁にスカッフィング等が生じてこれらの燃料ポンプ等
の耐久性に問題があり、これらのエンジンは市販車とし
て未だ量産レベルに至っていない。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するためになされた
もので、筒内にガソリンを直接噴射供給してもノンキン
グが生ぜず、排気ガス特性、燃費特性等の向上が図れ、
然も長期の使用に耐えるに十分な耐久性を有する筒内ガ
ソリン噴射エンジンを提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上述の目的を達成するために本発明の筒内ガソリン噴射
エンジンは、排気弁を有するエンジンの筒内に臨み、前
記排気弁に対向する位置に配設され、前記排気弁に向け
てガソリンを直接噴射する燃料噴射弁を備えてなること
を特徴とする。
(作用) 本発明の筒内ガソリン噴射エンジンは、従来のものと異
なり、ガソリンを筒内壁に沿って層状に噴射供給するの
ではなく、排気弁の対向位置に燃料噴射弁を配設し、排
気弁に向けて直接噴射するものであり、高温燃焼ガスに
曝される排気弁が噴射燃料により冷却されると共に、燃
料の気化潜熱により給気が冷却され、充填効率が向上す
る。又、好ましくは排気弁が実質的に閉弁された時点か
ら圧縮行程における筒内の圧力が所定値に達する時点ま
での間に燃料噴射弁によるガソリン噴射を行うことによ
り低い燃料噴射圧で燃料の噴射供給が行われる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明に係る筒内ガソリン噴射エンジンの要部
断面構成図であり、エンジン1のシリンダブロック10
上にシリンダヘッド12が重合固定され、シリンダブロ
ックlOのシリンダ10a内にはピストン25が嵌挿さ
れている。そして、シリンダ10a、ピストン25の上
面、及びシリンダヘッド12の内壁により気筒内空間(
燃焼室)13が画成されている。シリンダヘッド12に
は燃焼室13に連通ずる排気ポー)14及び吸気ポー)
16が形成されており、排気ポート14には排気管14
aが、吸気ポー)16には吸気管16aが夫々接続され
ている。そして、排気ボート14の燃焼室13に臨む開
口には排気弁15が、吸気ポート16の燃焼室13に臨
む開口には吸気弁17が夫々装着されてこれらの開口を
開閉している。
シリンダへフド12の、シリンダブロック10の上端面
に重合される基端部12aには、前記排気弁15に対向
する位置に、略水平方向に燃焼室13に臨むメインイン
ジェクタ取付用ねじ穴12bが穿設されており、このね
じ穴12bにメインインジェクタ22が螺着されている
。このメインインジェクタ22のノズル先端部は上述の
通り燃焼室13に臨んで取り付けられているので、メイ
ンインジェクタ22の燃料通路に高圧の燃焼ガスが侵入
することを防止するために、好ましくは外開ゝき式のピ
ントル弁タイプのものを使用するのが良い、第2図は、
外開き式ピントル弁タイプ燃料噴射弁22のノズル先端
部近傍の要部拡大断面図を示し、燃料噴射弁22のノズ
ル先端部22aは、その軸線に沿って燃料通路22bが
形成されており、燃料通路22bにはニードル22Cが
軸方向に移動可能に嵌挿されている。そして、燃料通路
22bの先端開口部にはテーパ状の弁座22bが形成さ
れる一方、ニードル22cの先端部が先端に向かうてテ
ーパ状に拡径し、ニードル22cの閉弁時にニードル2
2cのテーパ状先端部が弁座22dに当接着座して燃料
ガスの侵入を防止するようになっている。
吸気ポート16近傍の吸気管16aにはサブインジェク
タ(マクロジェクタ)21が、その噴射方向を吸気弁1
7に向けて取り付けられている。
このサブインジェクタ21はアイドルや低負荷運転時に
エンジンlに燃料を噴射供給するもので、噴射容量的に
はメインインジェクタ22より小さいものが使用される
。尚、第1図符号23は点火栓である。
次に、上述のように構成される本発明の筒内ガソリン噴
射エンジンの作用を説明する。
メインインジェクタ22及びサブインジェクタ21には
図示しない燃料ポンプから燃料が供給されており、この
燃料ポンプから供給される燃料は所定の燃圧、例えば4
kg/ajに調圧されている。
この燃圧は通常のガソリンエンジンにおいて吸気ポート
に燃料を噴射供給する場合に使用される燃料噴射弁の燃
圧と同じ程度の値であり、従つて、燃料ポンプとしてデ
ィーゼルエンジンに使用されるような高圧の燃料を吐出
する燃料ポンプは必要としない。
本発明の筒内ガソリン噴射エンジンに使用されるメイン
インジェクタ22が低燃圧タイプのものであるから、メ
インインジェクタ22の燃料噴射は、第3図に示す噴射
期間中に行われる。即ち、第3図(alはピストン25
のクランク角度位置の時間変化を、同図(b)は圧縮行
程から膨張行程にかけての燃焼室13内圧力(筒内圧力
)の時間変化を、同図(e)は排気弁15及び吸気弁1
7の各リフト量の時間変化を夫々示し、メインインジェ
クタ22による燃料噴射は排気弁15が実質的に閉弁さ
れる時点(第3図(elのt1時点)から圧縮行程にお
ける燃焼室13内圧力が所定値、即ち、メインインジェ
クタ22に供給される燃圧(燃焼室13と大気との差圧
)に対応する値ΔPに達する時点(第3図(C1のt2
時点、圧縮行程上死点TBG前の60゜クランク角度近
傍位置)までの噴射期間内に行われる。tI時点以前で
は排気弁15が開弁されているので、燃料が排気ポート
14に排出されてしまい、燃焼室13内圧力が燃圧より
高くなる12時点以降ではメインインジェクタ22から
燃焼室13に燃料を噴射することが出来ない。
そして、メインインジェクタ22からの燃料噴射は排気
弁15に向かってこれに燃料が直接衝突するように行わ
れる。排気弁15近傍は常に高温の燃焼ガスに曝される
ので、これに燃料を噴射すると排気弁15近傍が冷却さ
れ、排気弁15近傍でのノックの発生が防止される。燃
料を直接排気弁15を目掛けて噴射するので、排気弁I
5近傍のホットスポットの冷却が効果的に行われる。従
って、高負荷高速運転時に吸気ポートに過剰の燃料を噴
射供給して燃焼室のホットスポットを冷却する方法や点
火時期を遅角させる方法等の従来行われていたノック防
止策を採用する必要がなくなり、エンジン1に供給され
る空燃比が理論空燃比に近い値15でもノックの発生の
虞がなく全負荷高速(MTB)運転が可能になり、高速
運転時の燃費の改善が図られる。又、燃焼室13に燃料
を直接噴射するので燃料が有する気化潜熱を燃焼室I3
内で総て有効に利用することかで−き、耐ノツク性の向
上と共に吸気冷却による充填効率の向上が図られ、出力
が向上する。
メインインジェクタ22からエンジン1に供給される燃
料量は第3図に示す燃料噴射期間中にメインインジェク
タ22により噴射供給出来る量に制限されることになり
、メインインジェクタ22だけでは燃料供給量が不足す
る場合にはサブインジェクタ21からエンジン1に不足
燃料量が補充供給される。尚、アイドル等の低負荷運転
時にはメインインジェクタ22から燃料を噴射供給せず
にサブインジェクタ21から吸気ポート16に噴射供給
するようにしてもよい、又、メインインジェクタ22を
大きい噴射容量のものに設計するとサブインジェクタ2
1を省略することができるが、メインインジェクタ22
の良好な噴射特性を確保してグイナミフクレンジを拡大
するためにはメインインジェクタ22に加えサブインジ
ェクタ21を併用したほうが有利である。
本発明の筒内ガソリン噴射エンジンは単気筒エンジンに
限らず多気筒エンジンにも広く適用出来ることは勿論の
ことである。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の筒内ガソリン噴射エンジ
ンに依れば、排気弁を有するエンジンの筒内に臨み、排
気弁に対向する位置に燃料噴射弁を配設し、排気弁に向
けてガソリンを直接噴射するようにしたので排気弁近傍
が効率よく冷却され、耐ノツク性が向上すると共に燃料
の気化潜熱が総て筒内で有効に利用されるために吸気の
冷却が行われて充填効率が向上し、出力特性や燃費が向
上する。又、必要に応じて筒内へのガソリン噴射を排気
弁が実質的に閉弁された時点から圧縮行程における前記
筒内の圧力が所定値に達する時点までの間に行うように
すれば、燃料噴射弁の燃料噴射圧力を無闇に大きくする
必要がなくなり、燃料ポンプや燃料噴射弁の耐久性の向
上を図ることが出来るという種々の優れた効果を奏する
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る筒内ガソリン噴射エンジンの要
部断面構成図、第2図は、第1図に示すメインインジェ
クタ22の先端ノズル部の要部拡大図、第3図は、第1
図に示すメインインジェクタ22の燃料噴射期間を説明
するためのタイミングチャートである。 l・・・エンジン、10・・・シリンタフロック、12
・・・シリンダヘッド、14・・・排気ポート、15・
・・排気弁、16・・・吸気ポート、17・・・吸気弁
、21・・・サブインジェクタ、22・・・メインイン
ジェクタ(外開き式ビントル弁)。 出願人  三菱自動車工業株式会社 代理人  弁理士  長 門 侃 二 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)排気弁を有するエンジンの筒内に臨み、前記排気
    弁に対向する位置に配設され、前記排気弁に向けてガソ
    リンを直接噴射する燃料噴射弁を備えてなることを特徴
    とする筒内ガソリン噴射エンジン。
  2. (2)前記燃料噴射弁によるガソリン噴射は、前記排気
    弁が実質的に閉弁された時点から圧縮行程における前記
    筒内の圧力が所定値に達する時点までの間に行われるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の筒内ガソリ
    ン噴射エンジン。
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