KR20070086929A - 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관 - Google Patents

통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관 Download PDF

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KR20070086929A
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조지 마츠바라
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

피스톤(6)의 정상면에, 저면(32)이 배기측을 향하여 하방으로 경사하고, 중앙부로부터 흡기측의 벽면을 향하여 솟아오른 볼록부(32a)를 갖는 캐비티(30)를 마련하고, 해당 캐비티에 의해, 인젝터(12)로부터 분사되어 점화 플러그(14)의 전극부(14a) 부근을 통과한 후의 연소 분무(I5)를 혼합기(I5a)로서 재차 점화 플러그의 전극부의 부근으로 안내한다.

Description

통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관{CYLINDER INJECTION SPARK IGNITION TYPE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관에 관한 것으로, 상세하게는 혼합기의 형성 수법에 관한 것이다.
연소실 내에 직접 연료를 분사하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관에 있어서, 인젝터를 연소실 상벽의 중앙부에 배설함과 함께, 점화 플러그를 전극부가 연료 분사 영역 또는 연료 분사 영역 부근에 위치하도록 배설하고, 인젝터로부터 분사된 연료가 일부 기화한 연료분무에 직접 점화하여 성층연소를 행하는 이른바 스프레이 가이드 방식이라고 불리는 기술이 알려져 있다.
이와 같은 스프레이 가이드 방식의 성층 희박 연소에서는, 연료 분사 기간중에 점화를 행하기 때문에, 연료 분사가 행하여지는 압축 행정중에 연소가 시작된다. 이와 같이 연료 분사중 또는 직후에 연소가 시작되면, 연료분무 내에 부분적으로 지나치게 농도가 진한 혼합기가 형성되고, 그곳에서의 연소가 고온으로 되어, NOx의 발생량이 증가한다.
또한, 스프레이 가이드 방식에서는, 연료분무가 점화 플러그로부터 멀어지도록 진행하고, 점화 플러그에 의한 착화 후의 화염은 연료분무를 뒤쫓아가도록 전파하여 연소실 내로 확산하여 가기 때문에, 연소는 비교적 완만한 것으로 된다. 이와 같이 연소가 완만하면, EGR 가스 도입량의 허용 한계가 낮아져서, NOx를 저감시키는 것이 곤란해진다.
또한, 연소가 완만하면, 연료의 기화가 진행하여 혼합기가 과확산한 때에 화염이 뒤쫓아가지 못하여 소염(消炎)되어, 미연소 HC가 발생한다는 문제도 있다.
또한, 특히 저부하시의 성층연소에서는, 연료 분사량이 적고, 그 때문에 분사기간도 짧고, 스프레이 가이드 방식에서는 점화할 수 있는 시기가 짧은 기간으로 한정된다. 따라서, 저부하 시에서는 안정 연소 영역이 좁고, 연소의 안정성이 부족하다는 문제가 있다.
그래서, 이와 같은 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관에 있어서, 안정된 성층연소를 발생시키기 위해, 흡기 포트로부터 유입하는 흡입 공기를 피스톤 정상면에 형성한 캐비티에 의해 텀블류로서 상승시키고, 해당 텀블류가 상승하는 측으로 연료를 분사시키는 기술이 개발되어 있다(일본국 특개평11-210472호 공보 참조).
그러나, 상기 공보에 개시된 기술의 경우, 흡입 공기에 의해 생성되는 텀블류는 유동의 세력이 비교적 약하고, 해당 텀블류에 의해 연료분무를 유도하고 성층연소를 안정시키는 것은 실제로는 곤란하다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 성층연소의 안정성을 충분히 향상시키며 또한 NOx나 HC의 발생을 저감할 수 있는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관에서는, 실린더 헤드 하면, 실린더 및 피스톤 윗면에 의해 형성된 연소실과, 상기 피스톤의 정상면에 오목하게 마련되고, 저면이 한쪽의 연부로부터 다른쪽의 연부를 향하여 하방으로 경사함과 함께, 해당 저면의 주연에 상방을 향하여 경사한 요면이 형성된 캐비티와, 상기 실린더 헤드 하면의 상기 한쪽의 연부측에 마련되고, 상기 연소실 내로 연료를 직접 분사하는 인젝터와, 상기 실린더 헤드 하면의 상기 다른쪽의 연부측에 마련되고, 전극부가 그 인젝터로부터 분사되는 연료 분사 영역중 또는 해당 연료 분사 영역 부근에 위치하는 점화 플러그를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이로써, 인젝터로부터 분사되는 연료는, 점화 플러그의 전극부 부근을 통과하고, 캐비티 내로 진입하는데, 캐비티의 저면의 경사에 의해 점화 플러그측의 벽면에 안내된 후 해당 벽면에 따라 상방으로 말려올라가, 재차 전극부 주변으로 모여진다.
이로써, 인젝터로부터 분사된 연료가 연료 분사중뿐만 아니라 연료 분사 후에도 기화가 진행한 혼합기로서 점화 플러그의 부근에 존재하는 것으로 되고, 따라서 성층연소가 성립하는 점화 시기의 범위가 크게 확대하기 때문에, 저부하 상태에서 연료 분사량이 적고 연료 분사 기간이 짧은 경우라도, 연소의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 연료 분사중에 점화를 행하면, 화염은 연료분무를 뒤쫓아가 전파되는 한편, 연료분무의 선단이, 캐비티에 의해 말려올려져서 기화가 진행한 혼합기로서 해당 화염을 향하여 오기 때문에, 연소가 급격하게 되고, EGR 가스 도입량의 허용 한계를 높게 할 수 있고, 대량의 EGR 가스를 도입하여 NOx를 저감시킬 수 있다.
또한, 연료 분사 후 캐비티에 의해 말려올려져 전극부 주변에 모인 혼합기에 점화를 행하는 경우에는, 상사점 부근에서 연소가 일어나기 때문에, 열효율이 향상하고 효과적으로 토오크를 발생시킬 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 상기 인젝터는, 상기 점화 플러그의 전극부측 및 상기 캐비티에 연료를 분사하도록 지향하고 있고, 또한 해당 인젝터로부터 분사되는 연료를 상기 점화 플러그측으로 편의(偏倚)하도록 구성되는 것이 좋다.
또한, 상기 인젝터는, 해당 인젝터로부터 분사되는 연료가 상기 캐비티로 안내되어 상기 점화 플러그에 공급되도록 구성되는 것이 좋다.
이로써, 인젝터로부터 분사되는 연료가, 점화 플러그의 전극부의 근방을 통과하기 쉬워지는데다가, 캐비티에 의해 점화 플러그의 전극부 주변으로 안내되기 쉬워지기 때문에, 혼합기가 양호하게 점화 플러그의 전극부 주변으로 안내된다.
또한, 연료 분사 후에 혼합기가 해당 화염을 향하여 오는 것에 더하여, 인젝터로부터 분사하는 연료를 점화 플러그측으로 치우치게 함으로써, 특히 저부하시에 있어서, 혼합기의 과확산을 방지하여 미연소 HC의 생성을 억제할 수 있다.
그리고, 상기 인젝터는 상기 연소실을 형성하는 상기 실린더 헤드 하면의 개략 중앙부에 마련되고, 상기 점화 플러그는 해당 연소실 해당 실린더 헤드 하면의 개략 중앙부에 해당 인젝터에 인접하여 마련되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저면의 중앙부로부터 상기 한쪽의 연부를 향하여 주위보다도 솟아오른 볼록부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이로써, 캐비티의 저면의 중앙부로부터 인젝터의 배설측을 향하여 볼록부가 마련되어 있고, 저면의 주연에는 경사한 벽면이 형성되어 있기 때문에, 연료분무가 해당 볼록부에 의해 저면의 주연에 가깝게 된 상태에서 벽면에 따라 경사 상방으로 혼합기로서 말려올려지고, 따라서 혼합기의 중앙 부분 나아가서는 점화 플러그의 전극부 부근의 혼합기가 지나치게 농도가 진하게 되는 것을 억제할 수 있고, 전극부의 그을음을 방지할 수 있다.
또한, 상기 볼록부는, 해당 볼록부 이외의 상기 저면의 오목부분이 윗면을 보아 개략 U자 형상이 되도록 형성되어 있는 것이 좋다.
이로써, 캐비티에 의해 말려올려지는 혼합기의 형상을 최적의 것으로 할 수 있고, 전극부의 그을음을 방지하면서 성층연소의 안정성을 충분히 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 캐비티는, 개구 면적이 상기 점화 플러그측을 향하여 좁게 되어 있는 것이 바람직하다.
이로써, 연료가 보다 점화 플러그의 전극부 주변으로 안내되기 쉬워지고, 혼합기를 더욱 양호하게 점화 플러그의 전극부 주변으로 안내할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 연소실의 종단면도,
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도 ,
도 3은 도 1의 피스톤의 윗면을 본 평면도 ,
도 4는 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 연료 분사중의 연료분무상태를 도시하는 연소실의 단면도,
도 5는 도 4의 B-B선에 따른 단면도 ,
도 6은 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 연료 분사 후의 연료의 기화가 진행한 혼합기체 상태를 도시하는 연소실의 단면도 ,
도 7은 도 6의 C-C선에 따른 단면도.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1을 참조하면 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 연소실의 종단면도가 도시되어 있고, 도 2를 참조하면 도 1의 A-A선에 따른 단면도가 도시되어 있고, 도 3을 참조하면 도 1의 피스톤의 윗면을 본 평면도가 도시되어 있다. 이하, 도 1 내지 3에 의거하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 연소실(1)은, 실린더 블록(2)에 형성되어 있는 원통형상의 실린더(4)와, 해당 실린더(4)에 상하 활주 자유롭게 감삽되어 있는 피 스톤(6)의 정상면과, 실린더 블록(2)에 재치되어 있는 실린더 헤드(8)의 하면에 둘러싸여 형성되어 있다.
연소실(1)의 상벽을 형성하고 있는 실린더 헤드(8)의 하면은, 2개의 사면(10a, 10b)이 둔각(鈍角)을 이루고 마주 대한 이른바 벤트류프 형상을 나타내고 있다.
또한, 연소실(1)의 상벽의 중앙 부분에서, 한쪽의 사면(10a)에는 인젝터(12)가 마련되어 있고, 다른쪽의 사면(10b)에는 점화 플러그(14)가 마련되어 있다.
인젝터(12)는 곧바로 아래 방향보다도 약간 점화 플러그(14)의 전극부(14a)측으로 연료를 분사하도록 지향(指向)하여 배설되어 있다. 또한, 인젝터(12)는, 해당 인젝터(12)로부터 분사되는 연료가 점화 플러그(14)측으로 편의하도록 구성되어 있다.
점화 플러그(14)도 곧바로 아래 방향보다도 약간 인젝터(12)측으로 방전하도록 지향하여 있다. 그리고, 점화 플러그(14)는, 전극부(14a)가 인젝터(12)로부터 분사되는 연료의 분사 영역 즉 연료분무(15)중 또는 그 부근에 위치하도록 배설되어 있다.
또한, 한쪽의 사면(10a)에는, 인젝터(12)의 양측에 위치하여 2개의 흡기 밸브(16a, 16b)가 각각 마련되어 있고, 다른쪽의 경사면(10b)에는, 점화 플러그(14)의 양측에 위치하여 2개의 배기 밸브(18a, 18b)가 각각 마련되어 있다.
이들 흡기 밸브(16a, 16b) 및 배기 밸브(18a, 18b)는, 상하 활주함으로써 각각 실린더 헤드(8) 내에 형성된 흡기 포트(20) 및 배기 포트(22)와 연소실(1)과의 연통과 차단을 행하도록 구성되어 있다.
이하, 연소실(1)에 있어서, 인젝터(12)의 선단과 점화 플러그(14)의 선단을 포함하는 평면을 평면(P)으로 하고, 인젝터(12)나 흡기 밸브(16a, 16b)가 마련되어 있는 사면(10a)측을 흡기측, 점화 플러그(14)나 배기 밸브(18a, 18b)가 마련되어 있는 사면(10b)측을 배기측으로 하여 설명한다.
연소실(1)의 저면을 형성하고 있는 피스톤(6)의 정상면에는, 캐비티(30)가 형성되어 있다.
해당 캐비티(30)는, 저면(32)과 벽면(34)으로 구성된 오목형상을 하고 있다.
상세하게는, 캐비티(30)의 저면(32)은, 전체로서 배기측을 향하여 하방으로 경사하고 있다. 그리고, 저면(32)에는, 해당 저면(32)의 중앙부로부터 평면(P)에 따라 흡기측의 벽면(34)까지 늘어나고 주위보다 솟아오른 볼록부(32a)가 형성되어 있다. 이로써, 해당 볼록부(32a)를 둘러싸도록 하여 오목부(32b)가 형성되어 있고, 해당 오목부(32b)는 윗면면에서 보아 개략 U자 형상을 하고 있다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 해당 캐비티(30)는, 주연이 배기측으로 감에 따라 평면(P)에 가깝게 되어 있고, 즉 개구 면적이 배기측으로 감에 따라 좁아지고 있다.
그리고, 캐비티(30)의 벽면(34)은 저면(32)의 주연으로부터 매끈하게 상방으로 경사한 형상을 하고 있다.
이하 이렇게 구성된 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 작용에 관해 설명한다.
도 4를 참조하면 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 연료 분사중의 연료분무 상태가 연소실의 단면도로 도시되어 있고, 도 5를 참조하면 도 4의 B-B선에 따른 단면도가 도시되어 있고, 도 6을 참조하면 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 연료 분사 후의 연료의 기화가 진행한 혼합기체 상태가 도 4와 마찬가지로 단면도로 도시되어 있고, 도 7을 참조하면 도 6의 C-C선에 따른 단면도가 도시되어 있고, 이하 도 4 내지 7에 의거하여 설명한다.
도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 피스톤(6)이 압축행정 후반에 있을 때, 인젝터(12)의 선단부터 점화 플러그(14)측으로 치우쳐 연료가 분사된다. 그리고, 분사된 연료는 연료분무(15)로 되어 점화 플러그(14)의 전극부(14a)의 부근을 통과하고, 피스톤(6) 정상면의 캐비티(30) 내의 주로 배기측으로 진입한다. 여기에, 인젝터(12)로부터의 연료 분사에 의해 형성되는 연료분무(15)의 형상은, 중공(中空)상태인 것이 바람직하고, 예를 들면 중공의 콘 형상으로 되지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
캐비티(30) 내로 진입한 연료분무(15)는, 캐비티(30)의 저면(32)이 배기측을 향하여 하방으로 경사하고, 또한 해당 연료분무(15)가 점화 플러그(14)측으로 치우쳐 있기 때문에, 캐비티(30)의 저면(32)에 충돌하면 배기측으로 양호하게 안내되고 기화가 진행한다. 또한, 연료분무(15)는, 저면(32)에 형성된 볼록부(32a)에 충돌하면, 해당 볼록부(32a)의 양측 또는 배기측으로 분산시켜진다.
그리고, 도 6, 7에 도시하는 바와 같이, 연료분무(15)는 저면(32)의 형상에 따라 안내되고, 배기측의 벽면(34)을 향함과 함께 벽면(34)에 따라 상방으로 안내 되고, 안내에 수반하여 기화가 진행하고 혼합기(15a)로서 캐비티(30) 내로부터 이탈한다.
이와 같이 캐비티(30) 내를 이탈한 혼합기(15a)는, 점화 플러그(14)의 전극부(14a)의 주위를 둘러싸도록 말려올라간다. 이로써, 전극부(14a)의 주위에는 비교적 진한 혼합기가 존재한 것이 된다.
실제로는, 연료분무(15)는, 중공상태임과 함께, 캐비티(30)의 저면(32)의 볼록부(32a)에 의해 양측으로 분산시키지고, 저면(32)의 주연에 가깝게 되도록 하여 연소실(1) 중으로 말려올라가기 때문에, 형성된 혼합기(15a)는 중앙 부분에서는 연료가 적게 되어 있다. 이로써, 전극부(14a) 부분에서는, 혼합기(15a)가 지나치게 농도가 진한 상태로 되지 않는다.
이상과 같이 인젝터(12)로부터 연료가 분사되면, 점화 시기로서는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같은 연소 분사중의 연료분무(15)에 직접 점화를 행하는 이른바 스프레이 가이드 방식과, 도 6, 7에 도시하는 바와 같은 캐비티(30)로부터 이탈하여 전극부(14a) 주변에 모인 혼합기(15a)에 점화하는 이른바 월 가이드 방식의 2개의 경우가 고려된다.
예를 들면, 스프레이 가이드 방식에서는, 연료 분사중의 후반에 점화를 행하도록 한다. 이와 같이 하면, 연료분무(15)의 후단측부터 화염이 연료분무(15)를 뒤쫓아가도록 전파하여 가는 한편, 연소 분무(15)의 선단측은 캐비티(30)에 안내되어 혼합기(15a)로 되고 전극부(14a) 주변에 재차 모여 오기 때문에, 혼합기(15a)가 전파되어 온 화염과 충돌하게 되어, 연소가 급격한 것으로 된다.
이와 같이, 연소가 급격하게 되면, EGR 가스의 도입량의 허용 한계가 높아지고, 대량의 EGR 가스를 도입함으로써 NOx를 저감시킬 수 있다.
또한, 혼합기(15a)가 전파하여 온 화염과 충돌하는 것에 더하여, 여기서는 연료분무(15)를 점화 플러그(14)측으로 치우치게 하고 있기 때문에, 특히 저부하시에 있어서 혼합기의 과확산을 방지할 수 있어서, 미연소 HC의 생성을 억제할 수 있다.
한편, 월 가이드 방식에서는, 연료 분사 후의 전극부(14a) 주변에 모인 혼합기(15a)에 대해 점화를 행하도록 한다. 이와 같이 하면, 상사점 부근에서 연소를 일으키는 것이 가능하고, 효과적으로 토오크를 발생시킬 수 있다.
또한, 이때, 캐비티(30)의 저면(32)에 형성된 볼록부(32a)의 상기 작용에 의거하여, 전극부(14a) 부분의 혼합기(15a)는 지나치게 농도가 진한 상태로 되지 않기 때문에, 전극부(14a)의 그을음을 회피하는 것이 가능하다.
또한, 스프레이 가이드 방식으로 착화하지 않는 경우나, 스프레이 가이드 방식으로의 착화 후, 화염 전파가 도중에 끊긴 경우라도, 그 후 월 가이드 방식으로 점화하여, 연소를 완결시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관에서는, 점화 시기가 연료 분사 중일 뿐만 아니라, 연료 분사 후도 가능하기 때문에, 예를 들면, 스프레이 가이드 방식과 월 가이드 방식의 2회 점화를 행하거나, 스프레이 가이드 방식에서의 실화(失火)를 검출하고, 해당 실화를 검출한 경우에 월 가이드 방식으로의 점화를 행하는 것이 가능하다. 이로써, 상기 NOx의 저감이나 미연소 HC의 억제 등의 각 효과에 더하여, 안정 연소 영역을 확대시킬 수 있고, 예를 들면 내연기관이 저부하 상태에서 연료 분사량이 적고 연료 분사 기간이 짧은 경우라도, 성층연소의 안정성을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관의 실시 형태에 관한 설명을 마치지만, 실시 형태는 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 캐비티(30)의 오목부(32b)는 상면을 보아 개략 U자 형상이지만, 점화 플러그(14)측으로 연료분무(15)를 향하게 하고 또한 중앙 부분에서 혼합기가 지나치게 농도가 진하게 되지 않도록 혼합기(15a)를 분산 가능한 형상이라면 어떤 형상이라도 상관없다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 연소실(1)의 상벽의 형상은 벤트 루프 형상이지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 그 밖의 형상의 상벽이라도 상관없다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 피스톤(6)의 정상면은 예를 들면 플랫한 형상이지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 연소실(1) 상벽의 벤트 루프 형상에 맞추어, 피스톤(6)의 주연을 원추형상의 테이퍼면 등으로 구성하여도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 인젝터(12)의 양측에 흡기 밸브(16a, 16b)가 마련되고, 점화 플러그(14)의 양측에 배기 밸브(18a, 18b)가 마련된 구성으로 하였지만, 이 구성으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 평면(P)을 끼우고 한쪽에 흡기 밸브(16a, 16b)를 마련하고, 다른쪽에 배기 밸브(18a, 18b)를 마련하여도 상관없다.

Claims (6)

  1. 실린더 헤드 하면, 실린더 및 피스톤 윗면에 의해 형성된 연소실과,
    상기 피스톤의 정상면에 오목하게 마련되고, 저면이 한쪽의 연부로부터 다른쪽의 연부를 향하여 하방으로 경사함과 함께, 해당 저면의 주연에 상방을 향하여 경사한 벽면이 형성된 캐비티와,
    상기 실린더 헤드 하면의 상기 한쪽의 연부측에 마련되고, 상기 연소실 내로 연료를 직접 분사하는 인젝터와,
    상기 실린더 헤드 하면의 상기 다른쪽의 연부측에 마련되고, 전극부가 해당 인젝터로부터 분사되는 연료 분사 영역중 또는 해당 연료 분사 영역 부근에 위치하는 점화 플러그를 구비하고,
    상기 저면의 중앙부로부터 상기 한쪽의 연부를 향하여 주위보다도 솟아오른 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인젝터는, 상기 점화 플러그의 전극부측 및 상기 캐비티에 연료를 분사하도록 지향하여 있고, 또한 해당 인젝터로부터 분사되는 연료를 상기 점화 플러그측으로 치우치도록 구성된 것을 특징으로 하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인젝터는, 해당 인젝터로부터 분사되는 연료가 상기 캐비티로 안내되어 상기 점화 플러그에 공급되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인젝터는 상기 연소실을 형성하는 상기 실린더 헤드 하면의 개략 중앙부에 마련되고, 상기 점화 플러그는 해당 연소실 해당 실린더 헤드 하면의 개략 중앙부에 해당 인젝터에 인접하여 마련된 것을 특징으로 하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관.
  5. 제 1항 있어서,
    상기 볼록부는, 해당 볼록부 이외의 상기 저면의 오목부분이 윗면을 보아 개략 U자 형상이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관.
  6. 제 1항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비티는, 개구 면적이 상기 인젝터측으로부터 상기 점화 플러그측을 향하여 좁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 통내 분사형 불꽃 점화식 내연기관.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979243B1 (ko) * 2008-04-29 2010-08-31 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 제조방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4941664B2 (ja) * 2007-09-27 2012-05-30 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
JP5549083B2 (ja) * 2009-02-04 2014-07-16 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式内燃機関のピストン
US20110277718A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine including valve geometry relative to bore size
US9732665B2 (en) * 2013-06-20 2017-08-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compression ignition internal combustion engine
CN105378246A (zh) * 2013-06-20 2016-03-02 丰田自动车株式会社 压燃式内燃机
JP6056775B2 (ja) * 2014-01-22 2017-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6056840B2 (ja) * 2014-12-25 2017-01-11 マツダ株式会社 直噴エンジンの燃焼室構造
JP6432788B2 (ja) 2015-07-29 2018-12-05 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造
JP6337877B2 (ja) * 2015-12-10 2018-06-06 マツダ株式会社 内燃機関の燃焼室構造
JP2018003752A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP6565999B2 (ja) * 2017-06-02 2019-08-28 マツダ株式会社 エンジン

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2936804B2 (ja) 1991-07-01 1999-08-23 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式内燃機関
JPH09144544A (ja) 1995-11-24 1997-06-03 Isuzu Motors Ltd 筒内直接噴射式火花点火機関
CA2221696A1 (en) * 1996-03-19 1997-09-25 Peter W. Brown Two-stroke engine piston bowl configurations
DE19643886C2 (de) * 1996-10-30 2002-10-17 Ficht Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP3743896B2 (ja) * 1996-10-31 2006-02-08 富士重工業株式会社 筒内噴射式エンジン
JPH1193676A (ja) 1997-09-25 1999-04-06 Daihatsu Motor Co Ltd 筒内燃料噴射式内燃機関
JP3325232B2 (ja) * 1997-09-29 2002-09-17 マツダ株式会社 筒内噴射式エンジン
JP3781537B2 (ja) * 1997-12-17 2006-05-31 富士重工業株式会社 筒内噴射式エンジンの燃焼室構造
JP4026784B2 (ja) * 1998-01-08 2007-12-26 富士重工業株式会社 筒内噴射式エンジン
JPH11210472A (ja) 1998-01-28 1999-08-03 Fuji Heavy Ind Ltd 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室構造
JP3353709B2 (ja) * 1998-07-08 2002-12-03 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
GB9821052D0 (en) * 1998-09-28 1998-11-18 Ricardo Consulting Eng Direct injection gasoline engines
DE59806643D1 (de) * 1998-11-23 2003-01-23 Ford Global Tech Inc Otto-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
JP3598880B2 (ja) * 1999-06-07 2004-12-08 日産自動車株式会社 直噴火花点火式内燃機関
JP2001073778A (ja) * 1999-08-30 2001-03-21 Fuji Heavy Ind Ltd 筒内噴射エンジンの燃焼室構造
DE19962293A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Fev Motorentech Gmbh Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung über einen einlassseitig angeordneten Injektor
JP3920526B2 (ja) * 2000-03-08 2007-05-30 トヨタ自動車株式会社 火花点火式成層燃焼内燃機関
JP2002188448A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Yamaha Motor Co Ltd 筒内噴射ガソリンエンジン
JP3838346B2 (ja) * 2001-11-26 2006-10-25 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP3997781B2 (ja) * 2002-01-09 2007-10-24 日産自動車株式会社 筒内直噴エンジン
JP2003269176A (ja) 2002-01-09 2003-09-25 Nissan Motor Co Ltd 筒内直噴エンジン
JP4023239B2 (ja) 2002-07-10 2007-12-19 トヨタ自動車株式会社 混合気を圧縮自着火させる内燃機関、および内燃機関の制御方法
JP3928716B2 (ja) * 2002-10-21 2007-06-13 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火内燃機関
JP4048937B2 (ja) 2002-12-10 2008-02-20 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式内燃機関
US6892693B2 (en) * 2003-02-12 2005-05-17 Bombardier Recreational Products, Inc. Piston for spark-ignited direct fuel injection engine
US6725828B1 (en) * 2003-06-17 2004-04-27 Ford Global Technologies, Llc Vortex-induced stratification combustion for direct injection spark ignition engines

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979243B1 (ko) * 2008-04-29 2010-08-31 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 제조방법
US7994561B2 (en) 2008-04-29 2011-08-09 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor device for preventing the leaning of storage nodes
US8114733B2 (en) 2008-04-29 2012-02-14 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor device for preventing the leaning of storage nodes and method for manufacturing the same

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