WO2003072934A1 - Moteur a combustion interne a injection du carburant dans le cylindre - Google Patents

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WO2003072934A1
WO2003072934A1 PCT/JP2003/002392 JP0302392W WO03072934A1 WO 2003072934 A1 WO2003072934 A1 WO 2003072934A1 JP 0302392 W JP0302392 W JP 0302392W WO 03072934 A1 WO03072934 A1 WO 03072934A1
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cylinder
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internal combustion
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Daijiro Tanaka
Yuichi Suzuki
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Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an in-cylinder fuel injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder bore by a fuel injection valve.
  • an intake passage is formed on one side of the cylinder head, and an exhaust passage is formed on the other side.
  • a fuel injection valve is provided which is capable of injecting fuel obliquely downward from the outer end of the one side of the cylinder head toward the cylinder hole ⁇ .
  • an ignition plug whose discharge portion faces the cylinder hole substantially on the axis of the cylinder hole is provided.
  • the fuel injected by the fuel injection valve during the compression stroke collides with the upper surface of the piston and then flows to the discharge portion. Is done. That is, according to the internal combustion engine, a rich mixture layer is directed to the discharge section, and more reliable ignition is obtained. This is called a stratified combustion method.
  • the fuel efficiency is improved by the above-described reliable ignition. Is improved.
  • the fuel injected from the fuel injection valve is directed to the axial center side (center side) of the cylinder hole.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylinder hole increases, and the air-fuel mixture tends to become lean.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and has a large average air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in a cylinder hole, such as when the internal combustion engine is under a low load, and the air-fuel mixture is averagely lean. Even in such cases, the purpose is to enable the compression ratio to be set higher and to improve the fuel economy more reliably. Disclosure of the invention
  • an intake passage is formed on one side of a cylinder head and an exhaust passage is formed on the other side in a side view of the cylinder.
  • a fuel injection valve for injecting fuel obliquely downward from the outer end of the one side of the head toward the inside of the cylinder hole is provided, and the cylinder hole is provided substantially on the axis of the cylinder hole.
  • the fuel injected by the fuel injection valve has an eight-shaped shape sandwiching the discharge portion in a plan view of the cylinder, and the fuel injection valve is caused to inject the fuel during the suction stroke. Things.
  • the internal combustion engine may include a variable pulp timing device that changes a timing of an opening / closing operation of at least one of an intake valve and an exhaust valve.
  • a variable valve lift device that changes the lift of one of the exhaust valves and the lift of one of the valves may be provided.
  • the internal combustion engine may include at least one of the two devices.
  • the fuel in the side view of the cylinder, the fuel may be injected by the fuel injection valve.
  • the fuel to be used may have a fan shape.
  • FIG. 1 is a partial side sectional view of an internal combustion engine.
  • FIG. 2 is a plan view of the piston.
  • FIG. 3 is a front view of the tip of the fuel injection valve. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • reference numeral 1 denotes an internal combustion engine mounted on a vehicle such as a motorcycle or an automobile, and the internal combustion engine 1 is a parallel multi-cylinder four-cycle internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 1 includes a crankcase supported by a stationary member such as a vehicle body and supporting a crankshaft (not shown), and a cylinder protruding upward from the crankcase.
  • the cylinder 2 has a cylinder body 5 that projects upward from the crankcase and has a cylinder hole 4 whose axis 3 coincides with a vertical line.
  • the cylinder 2 is detachably fastened to the upper end of the cylinder body 5 and A cylinder head 6 that closes the upper end opening of the hole 4, a cylinder head cover 7 that is fastened to the upper surface side of the cylinder head 6, and is fitted into the cylinder hole 4 so as to be slidable in the axial direction.
  • a piston 8 and a connecting rod 9 for interlocking the piston 8 and the crankshaft to each other are provided.
  • the space surrounded by the inner peripheral surface of the cylinder hole 4, the lower surface of the cylinder head 6, and the upper surface 10 of the piston 8 near the top dead center is defined as a combustion chamber 11.
  • the direction extending in one horizontal direction perpendicular to the axis 3 is defined as the front (arrow F r).
  • the front arrow F r.
  • An intake passage 15 communicating with the combustion chamber 11 from outside is formed.
  • a pair of left and right intake valves 16 supported by the cylinder head 6 to open and close a pair of left and right openings 15a of the intake passage 15 to the combustion chamber 11 are provided.
  • a spring 17 is provided for elastically biasing the intake valves 16 so that the intake valves 16 close the openings 15a from the combustion chamber 11 side.
  • an exhaust passage 19 communicating from the combustion chamber 11 to the outside of the cylinder head 6 is formed on the other side (front side) of the cylinder head 6 .
  • a pair of left and right exhaust valves 20 which are supported by the cylinder head 6 and open and close a pair of left and right openings 19a of the exhaust passage 19 to the combustion chamber 11 are provided.
  • a spring 21 is provided to elastically urge each of the exhaust valves 20 so that each of the exhaust valves 20 closes each of the openings 19a from the combustion chamber 11 side.
  • a valve operating mechanism 23 is provided for operating the intake valve 16 and the exhaust valve 20 to open and close at a predetermined crank angle in conjunction with the crankshaft.
  • the valve operating mechanism 23 has shaft centers 24 and 25 arranged side by side in front and rear and extending to the left and right.
  • the intake and exhaust cam shafts 26 and 27, and these cam shafts 26 and 27 are respectively Bearings 28 and 29 supported on the cylinder head 6 so as to be rotatable around the cores 24 and 25, and a chain winding type in which the camshafts 26 and 27 are linked to the crankshaft.
  • the valve operating mechanism 23 includes a known variable pulp timing device 36 that varies the timing (crank angle) of the opening and closing of the intake valve 16.
  • the variable carrying device 36 electronically controls the hydraulic variable mechanism 37 interposed between the intake force shaft 26 and the power transmission means 30 and the variable mechanism 37. Control means 38 are provided.
  • the valve operating mechanism 23 includes a known variable valve lift device 40 that makes the lift dimension of the intake valve 16 variable.
  • the variable pulp lift device 40 electronically controls the variable mechanism 41 for making the state of cam engagement between the intake valve 16 and the intake camshaft 26 variable, and the variable mechanism 41 electronically.
  • Control means 42 are provided. When the variable mechanism 41 is actuated by the control of the control means 42, the lift dimension of the intake valve 16 engaging with the intake force shaft 26 cam is reduced so as to increase. Is also adjusted.
  • a fuel injection valve 45 for injecting fuel 44 obliquely downward from the outer end of the one side portion (rear portion) of the cylinder head 6 into the cylinder hole 4 is provided.
  • the valve 45 is supported by the cylinder head 6.
  • a spark plug 47 is provided on the combustion chamber 11 in the cylinder hole 4 substantially on the axis 3 of the cylinder hole 4 so that the discharge portion 46 faces the spark plug 47.
  • the spark plug 47 is also supported by the cylinder head 6. Is held.
  • An engine control device (not shown) for electronically and automatically controlling the control means 38, 42, the fuel injection valve 45, and the ignition plug 47 is provided.
  • a pair of left and right injection nozzles 49 for injecting the fuel 44 are provided, and the openings of each of the injection nozzles 49 have a rectangular shape that is long vertically.
  • the pair of injection flows of the fuel 44 injected by the injection nozzles 49 have a figure-eight shape sandwiching the discharge portion 46 in a plan view of the cylinder 2 (FIG. 2).
  • the width W of each of the above-mentioned firing nozzles 49 is preferably 100 to 200 m.
  • the intersection angle ⁇ between the center lines of the two fuels 44 is approximately 35 °, but the preferred range is 30-50 °.
  • each injection nozzle 49 since the width dimension W of each injection nozzle 49 is extremely narrow, 100 to 200 ⁇ m, the fuel 44 injected through each injection nozzle 49 has a high injection speed. Become. Therefore, first, the fuel 44 becomes finer and the ignition performance is improved. Secondly, the directivity that the fuel 44 injected to a desired position in the cylinder hole 4 is directed is improved, and the injected fuel 44 reaches the desired position more reliably.
  • the shape of the injection flow of the fuel 44 injected by the fuel injection valve 45 is a flat fan shape.
  • the divergence angle i3 of the injected fuel 44 is set to be approximately 75 °, but a preferable range is 60 to 80 °.
  • the compressed air-fuel mixture is ignited by the discharge portion 46 of the ignition plug 47 and is burned in the combustion chamber 11.
  • the combustion gas generated by this combustion is discharged to the outside as the exhaust gas 51 through the exhaust passage 19.
  • the driving force of the internal combustion engine 1 generated by the combustion in the combustion chamber 11 is used for running the vehicle via the crankshaft.
  • variable pulp timing device 36 In the operation of the internal combustion engine 1, in order to improve the output, when the speed is high, the timing (crank angle) of the opening and closing operation of the intake valve 16 is advanced by the variable pulp timing device 36. Can be In addition, the variable valve lift device 40 increases the lift dimension of the intake valve 16, thereby increasing the amount of air 50 flowing into the cylinder hole 4. Note that a variable valve timing device 36 or a variable valve lift device 40 may be provided for the exhaust valve 20 instead of or together with the intake valve 16.
  • the fuel injection valve 45 when viewed from the side of the cylinder 2 (FIG. 1), the fuel injection valve 45 is inserted into the cylinder hole 4 from the side of the intake passage 15 through which air 50 flows into the cylinder hole 4. Injects fuel 4 4 toward it. Therefore, the fuel 44 injected by the fuel injection valve 45 passes through the intake passage 15 and enters the cylinder hole 4. It is prevented from being disturbed against the inflowing air 50, and travels while maintaining a predetermined shape in the direction of injection.
  • the fuel 44 injected from the fuel injection valve 45 has an eight-shaped shape sandwiching the discharge portion 46, and the piston 8 descends from the top dead center during the intake stroke of the internal combustion engine 1.
  • the direction of movement of the piston 8 and the direction of injection of the fuel 44 by the fuel injection valve 45 are both downward and the same direction.
  • the guide is guided by these surfaces and the fuel 44, respectively.
  • the portions are located along the inner peripheral surface of the cylinder hole 4 and are made to approach each other in the circumferential direction (two-dot chain line in FIG. 2).
  • the other portions of the fuels 44 are along the inner peripheral surface of the cylinder hole 4 and are separated from each other in the circumferential direction.
  • the thin air-fuel mixture layer 53 is the suction stroke And the compression stroke, and over a large crank angle, the air-fuel ratio in the thin air-fuel mixture layer 53 is larger than that in the above-described rich air-fuel mixture layer 52. It is prevented that the size increases unilaterally.
  • the thin air-fuel mixture layer 53 an air-fuel ratio of a somewhat small value is secured, and ignition in the thin air-fuel mixture layer 53 is more reliably performed.
  • a dense air-fuel mixture 52 having a lower air-fuel ratio than the thin air-fuel mixture 53 exists around the thin air-fuel mixture layer 53. Therefore, this dense mixture layer 52 is rapidly burned by fast flame propagation.
  • the internal combustion engine 1 includes a variable valve timing device 36 for varying the opening / closing valve operation timing of at least one of the intake valve 16 and the exhaust valve 20, and the intake valve 1. 6 and a variable valve lift device 40 that makes the lift of at least one of the exhaust valve 20 and the shift valve variable. Further, the internal combustion engine 1 includes at least one of the two devices 36 and 40.
  • the upper surface 10 of the piston 8 near the top dead center is on the other hand, the operation of each of the valves 16 and 20 is controlled by the above-described variable pulp timing device 36 and variable valve lift device 40 so that the lower ends of the intake valve 16 and the exhaust valve 20 that operate as an on-off valve do not contact each other.
  • the upper surface 10 of the piston 8 has a flatter and simpler shape, for example, the depth dimension of the recess 33 formed on the upper surface 10 of the piston 8 can be made smaller. Can be done. Therefore, when the fuel 44 injected by the fuel injection valve 45 is guided by the upper surface 10 of the piston 8 to form a doughnut-shaped dense mixture layer 52, the upper surface 10 of the piston 8 is formed.
  • the fuel mixture 44 can be made flatter and simpler, the fuel 44 can be more accurately guided by the upper surface 10, and the dense mixture layer 52 can have a desired donut shape. For this reason, the occurrence of the knocking described above is more reliably prevented, and the compression ratio can be set higher by that amount, so that the improvement in fuel efficiency is more reliably achieved.
  • the volume of the recess 33 can be reduced, and the combustion chamber 1 when the piston 8 reaches the top dead center can be reduced.
  • the volume of 1 can be made smaller. For this reason, the compression ratio can be set higher, and in this respect as well, the improvement in fuel efficiency is more reliably achieved.
  • the shape of the injection flow of the fuel 44 injected by the fuel injection valve 45 is a flat fan shape.
  • the fuel 44 injected from the fuel injection valve 45 has, for example, a more uniform air-fuel ratio with respect to each portion of the inner peripheral surface of the cylinder hole 4 as compared to simply forming the fuel 44 into a conical shape. It tends to be along.
  • the dense mixture layer 52 can be more reliably formed into a desired donut shape by that amount, and therefore, the occurrence of the knocking is more reliably prevented, and the improvement in fuel efficiency is more reliably achieved. Is achieved.
  • the axis 3 of the cylinder 2 in the actual internal combustion engine 1 may be inclined with respect to the vertical line.
  • the present invention may be achieved by appropriately combining the individual components described above.

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Description

筒内燃料噴射式内燃機関 技術分野
本発明は、 シリンダ孔内に向って直接に燃料噴射弁により燃料を噴射するよう にした筒内燃料噴射式内燃機関に関する。 背景技休了
上記内燃機関には、 従来、 日本国公開特許公報 2 0 0 0— 3 4 5 9 4 4で示さ れるものがある。
上記公報の内燃機関によれば、 そのシリンダへッドのー側部に吸気通路が形成 される一方、 他側部に排気通路が形成されている。 上記シリンダヘッドの上記一 側部の外端部側から上記シリンダ孔內に向い斜め下方に向って燃料を噴射可能と する燃料噴射弁が設けられている。 また、 上記シリンダ孔のほぼ軸心上で上記シ リンダ孔内に放電部が臨む点火プラグが設けられている。
上記内燃機関の運転時には、 特に、 上記公報の図 7 , 8で示されるように、 圧 縮行程中に燃料噴射弁で噴射された燃料は、 ピストンの上面に衝突した後、 放電 部に向わされる。 つまり、 上記内燃機関によれば、 濃い混合気層が上記放電部に 向わされて、 より確実な点火が得られるのであり、 これは成層燃焼法といわれて いる。
そして、 上記成層燃焼法によれば、 低負荷時など、 シリンダ孔內における混合 気の全体の平均空燃比が大きくて、 混合気が平均して希薄な場合でも、 上記した 確実な点火により、 燃費が向上させられる。
ところで、 上記従来の技術では、 燃料噴射弁から噴射された燃料はシリンダ孔 の軸心側 （中央側） に向わされる。 このため、 このシリンダ孔の内周面の近傍域 における混合気の空燃比は大きくなつて、 この混合気は希薄になりがちとなる。 この結果、 上記したシリンダ孔の内周面の近傍域での火炎伝播には時間がかかり 、 この内周面の近傍域ではノッキングが生じ易くなるおそれがある。 よって、 ノ ッキングの発生を避ける上で、 圧縮比を高く設定することはできず、 これは燃費 を低下させる原因となるものであって好ましくない。
本発明は、 上記のような事情に注目してなされたもので、 内燃機関の低負荷時 など、 シリンダ孔内における混合気の全体の平均空燃比が大きくて、 混合気が平 均して希薄な場合でも、 圧縮比を高く設定できるようにして、 燃費をより確実に 向上させるようにすることを目的としている。 発明の開示
本発明は、 シリンダ孔の軸心を鉛直線に一致させた場合のシリンダの側面視で 、 シリンダヘッドの一側部に吸気通路を形成する一方、 他側部に排気通路を形成 し、 上記シリンダへッドの上記一側部の外端部側から上記シリンダ孔内に向い斜 め下方に向って燃料を噴射可能とする燃料噴射弁を設け、 上記シリンダ孔のほぼ 軸心上で上記シリンダ孔内に放電部が臨む点火ブラグを設けた筒内燃料噴射式内 燃機関において、
上記燃料噴射弁により噴射される燃料が、 上記シリンダの平面視で、 上記放電 部を挟む八の字形状となるようにし、 吸入行程で、 上記燃料噴射弁に上記燃料の 噴射をさせるようにしたものである。
なお、 上記発明において、 上記内燃機関が、 吸気弁と排気弁のうちの少なくと もいずれか一方の弁の開閉弁動作のタイミングを可変とする可変パルプタイミン グ装置、 およぴ上記吸気弁と排気弁のうちの少なくとも 1/ヽずれ力、一方の弁のリフ トを可変とする可変バルブリフト装置を備えてもよい。 また、 上記内燃機関は、 上記両装置のうちの少なくともいずれか一方の装置を備えてもよい。
また、 上記発明において、 上記シリンダの側面視で、 上記燃料噴射弁で噴射さ れる燃料の形状が扇形状となるようにしてもよい。
図面の簡単な説明
図 1は、 内燃機関の部分側面断面図である。
図 2は、 ピストンの平面図である。
図 3は、 燃料噴射弁の先端の正面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、 添付の図面に従ってこれを説明する。 図において、 符号 1は自動二輪車や自動車等車両搭載の内燃機関であり、 この 内燃機関 1は並列多気筒の 4サイクル内燃機関とされている。
上記内燃機関 1は、 車体など静止側部材に支持され不図示のクランク軸を支承 するクランクケースと、 このクランクケースから上方に向って突出するシリンダ
2とを備えている。
上記シリンダ 2は、 上記クランクケースから上方に向つて突出して軸心 3が鉛 直線と一致するシリンダ孔 4を有するシリンダ本体 5、 このシリンダ本体 5の上 端部に着脱自在に締結されて上記シリンダ孔 4の上端開口を閉じるシリンダへッ ド 6、 このシリンダへッド 6の上面側に締結されるシリンダへッドカバー 7、 上 記シリンダ孔 4にその軸方向に摺動自在となるよう嵌入されるビストン 8、 およ ぴこのビストン 8と上記クランク軸とを互いに連動連結させる連接棒 9を備えて いる。 上記シリンダ孔 4の内周面、 上記シリンダヘッド 6の下面、 およぴ上死点 近傍の上記ビストン 8の上面 1 0で囲まれた空間が燃焼室 1 1とされている。 ここで、 上記シリンダ 2の側面視 （図 1 ) で、 上記軸心 3と直交して水平な一 方向に延びる方向を前方 （矢印 F r ) とし、 下記する左右とは上記前方に向って の方向とする。
上記シリンダ 2の側面視 （図 1 ) で、 上記シリンダヘッド 6の一側部 （後側部 ) には、 その外部から上記燃焼室 1 1に連通する吸気通路 1 5が形成されている 。 上記シリンダへッド 6に支承され上記吸気通路 1 5の上記燃焼室 1 1への左右 一対の開口 1 5 aを開閉自在とする左右一対の吸気弁 1 6が設けられている。 ま た、 上記各吸気弁 1 6が上記各開口 1 5 aを上記燃焼室 1 1側から閉じるよう、 上記各吸気弁 1 6を弾性的に付勢するばね 1 7が設けられている。
上記シリンダヘッド 6の他側部 （前側部） には、 上記燃焼室 1 1から上記シリ ンダへッド 6の外部にまで連通する排気通路 1 9が形成されている。 上記シリン ダへッド 6に支承され上記排気通路 1 9の上記燃焼室 1 1への左右一対の開口 1 9 aを開閉自在とする左右一対の排気弁 2 0が設けられている。 また、 上記各排 気弁 2 0が上記各開口 1 9 aを上記燃焼室 1 1側から閉じるよう、 上記各 気弁 2 0を弾性的に付勢するばね 2 1が設けられている。
上記クランク軸に連動して上記吸気弁 1 6と排気弁 2 0とを所定のクランク角 で開閉弁動作させる動弁機構 2 3が設けられている。
上記動弁機構 2 3は、 前後に並設されて左右に延びる軸心 2 4 , 2 5を有する 吸、 排気カム軸 2 6， 2 7、 これら各カム軸 2 6 , 2 7をそれぞれその軸心 2 4 ， 2 5回りに回転自在となるよう上記シリンダへッド 6に支承させる軸受 2 8 , 2 9、 上記各カム軸 2 6， 2 7を上記クランク軸に連動連結させるチェーン卷掛 式の動力伝達手段 3 0、 および上記吸気弁 1 6と排気弁 2 0とをそれぞれ上記吸 気カム軸 2 6と排気カム軸 2 7とにカム係合させるロッカアーム 3 1， 3 2を備 えている。
上記クランク軸が駆動するとき、 これに上記動力伝達手段 3 0を介し上記各力 ム軸 2 6 , 2 7が連動して回転する。 すると、 これら各カム軸 2 6， 2 7にロッ 力アーム 3 1， 3 2を介しカム係合する吸、 排気弁 1 6 , 2 0が所定のクランク 角で開閉弁動作させられる。 上記内燃機関 1における圧縮比を向上させるため、 上記シリンダへッド 6の下 面と、 上死点のピストン 8の上面 1 0との間の容量が小さくされている。 つまり 、 上記シリンダヘッド 6の下面と、 上死点のピストン 8の上面 1 0とが互いに接 近させられている。 この場合、 上死点近傍のピストン 8の上面 1 0と、 上記開閉 弁動作する吸、 排気弁 1 6， 2 0の各下端部 （弁体部） とが互いに接触しないよ う、 上記ビストン 8の上面 1 0には、 上記各弁 1 6， 2 0の下端部に対応する部 分にのみ、 これら下端部を嵌入可能とさせる浅い凹部 3 3が形成されている。 上記動弁機構 2 3は、 上記吸気弁 1 6の開閉弁動作のタイミング （クランク角 ) を可変とする公知の可変パルプタイミング装置 3 6を備えている。 この可変パ ルブタィミング装置 3 6は、 上記吸気力ム軸 2 6と動力伝達手段 3 0との間に介 設される油圧式の可変機構 3 7、 およびこの可変機構 3 7を電子的に制御する制 御手段 3 8を備えている。 この制御手段 3 8による制御により、 上記可変機構 3 7を作動させると、 上記吸気カム軸 2 6とカム係合する上記吸気弁 1 6の開、 閉 弁のそれぞれの動作のタイミングが進角、 もしくは遅角するよう調整される。 上記動弁機構 2 3は、 上記吸気弁 1 6のリフト寸法を可変とする公知の可変パ ルブリフト装置 4 0を備えている。 この可変パルプリフト装置 4 0は、 上記吸気 弁 1 6と吸気カム軸 2 6とのカム係合の状態を可変とさせる可変機構 4 1、 およ ぴこの可変機構 4 1を電子的に制御する制御手段 4 2を備えている。 この制御手 段 4 2による制御により、 上記可変機構 4 1を作動させると、 上記吸気力ム軸 2 6とカム係合する上記吸気弁 1 6のリフト寸法が大きくなるようにも、 小さくな るようにも調整される。
上記シリンダヘッド 6の上記一側部 （後部） の外端部側から上記シリンダ孔 4 内に向い斜め下方に向って燃料 4 4を噴射可能とする燃料噴射弁 4 5が設けられ 、 この燃料噴射弁 4 5は上記シリンダヘッド 6に支持されている。 また、 上記シ リンダ孔 4のほぼ軸心 3上で上記シリンダ孔 4内の燃焼室 1 1に放電部 4 6が臨 む点火プラグ 4 7が設けられ、 この点火プラグ 4 7も上記シリンダへッド 6に支 持されている。 上記各制御手段 3 8 , 4 2、 燃料噴射弁 4 5、 および点火プラグ 4 7を電子的に自動制御する不図示のエンジン制御装置が設けられている。 上記燃料噴射弁 4 5において、 燃料 4 4を噴射する噴射ノズル 4 9は左右一対 設けられ、 これら各噴射ノズル 4 9の開口はそれぞれ上下に長い長方形状とされ ている。 そして、 これら噴射ノズル 4 9により噴射される燃料 4 4の一対の噴射 流は、 上記シリンダ 2の平面視 （図 2 ) で、 上記放電部 4 6を挟む八の字形状と されている。 つまり、 上記両噴射流は、 その下流側に向うに従い互いに離れる形 状とされている。 上記各嘖射ノズル 4 9の幅寸法 Wは 1 0 0— 2 0 0 mが好ま しい。 また、 上記両嘖射燃料 4 4の中心線同士の交角 αはほぼ 3 5 ° とされてい るが、 好ましい範囲は 3 0— 5 0 ° である。
上記したように、 各噴射ノズル 4 9の幅寸法 Wは 1 0 0— 2 0 0 μ mと極めて 狭いため、 上記各噴射ノズル 4 9を通り噴射された燃料 4 4は、 その噴射速度が 大きくなる。 よって、 第 1に、 燃料 4 4がより微粒子化して点火性能が向上する 。 また、 第 2に、 上記シリンダ孔 4内の所望位置に噴射された燃料 4 4が向う、 という指向性が向上すると共に、 上記噴射された燃料 4 4は所望位置へより確実 に到達する。
上記シリンダ 2の側面視 （図 1 ) で、 上記燃料噴射弁 4 5で噴射される燃料 4 4の噴射流の形状は偏平な扇形状とされている。 この場合の噴射燃料 4 4の拡が り角 i3はほぼ 7 5 ° とされているが、 好ましい範囲は 6 0— 8 0 ° である。 上記内燃機関 1の運転時、 上記クランク軸の駆動に上記動弁機構 2 3を介し連 動して上記吸、 排気弁 1 6 , 2 0が開閉弁動作する。 この開閉弁動作に基づく、 上記内燃機関 1の吸入行程で上記吸気通路 1 5を通し大気側の空気 5 0がシリン ダ孔 4内に吸入されると共に、 上記燃料噴射弁 4 5の噴射により燃料 4 4が供給 されて混合気が生成され、 この混合気は次の圧縮行程で圧縮される。
次に、 上記圧縮された混合気が、 上記点火プラグ 4 7の放電部 4 6により点火 させられ、 燃焼室 1 1で燃焼させられる。 この燃焼により生じた燃焼ガスは排気 5 1として上記排気通路 1 9を通し外部に排出される。 上記燃焼室 1 1での燃焼 により生じた内燃機関 1の駆動力は上記クランク軸を介し車両の走行用に供され る。
上記内燃機関 1の運転において、 その出力向上を図るため、 高速である場合に は、 上記可変パルプタイミング装置 3 6により、 吸気弁 1 6の開閉弁動作のタイ ミング （クランク角） が進角させられる。 また、 上記可変バルブリフト装置 4 0 により、 吸気弁 1 6のリフト寸法がより大きくされて、 上記シリンダ孔 4内への 空気 5 0の流入量がより多くされる。 なお、 上記吸気弁 1 6に代えて、 もしくは 、 これと共に排気弁 2 0に対し可変バルブタイミング装置 3 6や可変バルブリフ ト装置 4 0を設けてもよい。
上記した内燃機関 1の運転につき、 より詳しく説明すると、 吸入行程で、 上記 ピストン 8が上死点近傍にあるとき、 もしくは上死点から下降し始めた直後のと き、 上記シリンダ孔 4内の燃焼室 1 1に向つて上記燃料噴射弁 4 5から燃料 4 4 が噴射され始める （図 1， 2中実線） 。 この燃料噴射弁 4 5による燃料 4 4の噴 射は、 上記ピストン 8が上死点から下死点に向う下降の途中まで連続的に続けら れる。
ここで、 上記したように、 シリンダ 2の側面視 （図 1 ) で、 上記燃料噴射弁 4 5は、 空気 5 0をシリンダ孔 4内に流入させる吸気通路 1 5側から上記シリンダ 孔 4内に向って燃料 4 4を噴射するようになっている。 このため、 上記燃料噴射 弁 4 5により噴射された燃料 4 4は、 上記吸気通路 1 5を通りシリンダ孔 4内に 流入させられる空気 5 0に逆らって乱れる、 ということが防止され、 噴射された 方向に向って所定形状を保ちながら進行する。
しかも、 上記燃料噴射弁 4 5から噴射される燃料 4 4は放電部 4 6を挟む八の 字形状であり、 かつ、 内燃機関 1の吸入行程では上記ビストン 8は上死点から下 降するのであって、 このピストン 8の移動の方向と、 上記燃料噴射弁 4 5による 燃料 4 4の噴射の方向とはいずれも下方であって同じ方向である。
このため、 上記燃料噴射弁 4 5カゝら噴射された燃料 4 4は上記放電部 4 6の各 外側方を進行すると共に、 上記ピストン 8の上面 1 0と勢いよく衝突するという ことが防止される。 よって、 上記噴射された燃料 4 4は、 その噴射された方向に 向って円滑に進行する （図 1， 2中一点鎖線） 。
そして、 上記噴射された燃料 4 4の各噴射流のそれぞれ先端部が上記シリンダ 孔 4の内周面やビストン 8の上面 1 0に達すると、 これら各面に案内されて上記 燃料 4 4のそれぞれ一部分同士は上記シリンダ孔 4の内周面に沿い、 その周方向 で互いに接近させられる （図 2中二点鎖線） 。 また、 その一方、 上記各燃料 4 4 のそれぞれ他部分は上記シリンダ孔 4の内周面に沿い、 その周方向で互いに離反 させられる。
すると、 吸入行程、 およびこれに続く圧縮行程において、 上記シリンダ孔 4内 に噴射された燃料 4 4の多くはこのシリンダ孔 4の内周面の近傍域に集められ、 かつ、 その周方向で濃度が互いにほぼ均一となるよう集められる。 つまり、 この シリンダ孔 4内では、 シリンダ 2の平面視 （図 1 ) で、 シリンダ孔 4の軸心 3を ほぼ中心とするドーナツ形状の濃い混合気層 5 2と、 この濃い混合気層 5 2で囲 まれて上記放電部 4 6の近傍に位置する薄い混合気層 5 3とが成形される。 次に、 上記圧縮行程の終段で、 上記薄い混合気層 5 3が上記点火プラグ 4 7の 放電部 4 6によって点火させられる。 ここで、 上記薄い混合気層 5 3は吸入行程 と圧縮行程とに跨って、 しかも、 大きいクランク角の間で時間をかけて生成され るものであることから、 この薄い混合気層 5 3における空燃比が上記濃い混合気 層 5 2に比べて一方的に大きくなる、 ということは防止される。
よって、 上記薄い混合気層 5 3において、 ある程度小さい値の空燃比が確保さ れて、 この薄い混合気層 5 3での点火がより確実に行われる。 この薄い混合気層 5 3が点火させられると、 この薄い混合気層 5 3の回りにはこの薄い混合気層 5 3よりも空燃比が小さい濃い混合気層 5 2が存在しており、 このため、 この濃い 混合気層 5 2は速い火炎伝播により急速に燃焼させられる。
よって、 上記濃い混合気層 5 2はエンドガス部に相当するが、 この濃い混合気 層 5 2にノッキングが生じるということは防止される。 このため、 内燃機関 1の 低負荷時など、 シリンダ孔 4内における混合気の全体の平均空燃比が大きくて、 混合気が平均して希薄な場合でも、 燃費をより確実に向上させることができる。 また、 内燃機関 1は、 吸気弁 1 6と排気弁 2 0のうちの少なくともいずれか一 方の弁の開閉弁動作のタイミングを可変とする可変バルブタイミング装置 3 6、 およぴ上記吸気弁 1 6と排気弁 2 0のうちの少なくともレ、ずれか一方の弁のリフ トを可変とする可変バルブリフト装置 4 0を備えている。 また、 上記内燃機関 1 は、 上記両装置 3 6 , 4 0のうちの少なくともいずれか一方の装置を備えている このため、 内燃機関 1の運転時に、 上死点近傍のピストン 8の上面 1 0に対し 、 開閉弁動作する吸気弁 1 6と排気弁 2 0の各下端部が接触しないようこれら各 弁 1 6， 2 0の各動作を上記可変パルプタイミング装置 3 6や可変バルブリフト 装置 4 0によって制御してやれば、 その分、 上記ビストン 8の上面 1 0に成形さ れる凹部 3 3の深さ寸法をより小さくさせることができるなど、 上記ピストン 8 の上面 1 0をより平坦で単純な形状にさせることができる。 よって、 上記燃料噴射弁 4 5で噴射された燃料 4 4を上記ピストン 8の上面 1 0で案内させてドーナツ形状の濃い混合気層 5 2を成形しょうとするとき、 上記 ピストン 8の上面 1 0をより平坦で単純にできる分、 この上面 1 0による上記燃 料 4 4の案内がより正確になされて、 上記濃い混合気層 5 2を所望のドーナツ形 状にできる。 このため、 前記したノッキングの発生がより確実に防止されて、 そ の分、 圧縮比をより高く設定できることから、 燃費の向上がより確実に達成され る。
しかも、 上記したように、 凹部 3 3の深さ寸法を小さくさせることができる分 、 この凹部 3 3の容積を小さくさせることができて、 ピストン 8が上死点に達し たときの燃焼室 1 1の容積をより小さくさせることができる。 このため、 圧縮比 を更に高く設定でき、 この点でも、 燃費の向上が更に確実に達成される。
また、 前記したように、 上記シリンダ 2の側面視 （図 1 ) で、 上記燃料噴射弁 4 5で噴射される燃料 4 4の噴射流の形状が偏平な扇形状となるようにしてある このため、 上記燃料噴射弁 4 5から噴射される燃料 4 4は、 例えば、 これを単 に円錐形状にすることに比べて、 上記シリンダ孔 4の内周面の各部に対しより均 一な空燃比で沿いがちとなる。
よって、 その分、 上記濃い混合気層 5 2を所望のドーナツ形状にさせることが より確実にできるのであり、 このため、 前記したノッキングの発生が更に確実に 防止されて、 燃費の向上が更に確実に達成される。
なお、 以上は図示の例によるが、 実際の内燃機関 1におけるシリンダ 2の軸心 3は鉛直線に対し傾斜していてもよレ、。
また、 本発明は、 前記した個々の構成部材を適宜組み合わせることによって、 達成されるものであってもよレ、。

Claims

請求の範囲
1. シリンダ孔 （4) の軸心 （3) を鉛直線に一致させた場合のシリンダ （2 ) の側面視で、 シリンダヘッド （6) の一側部に吸気通路 （15) を形成する一 方、 他側部に排気通路 （19) を形成し、 上記シリンダヘッド （6) の上記一側 部の外端部側から上記シリンダ孔 （4) 内に向い斜め下方に向って燃料 （44) を噴射可能とする燃料噴射弁 （45) を設け、 上記シリンダ孔 (4) のほぼ軸心
(3) 上で上記シリンダ孔 （4) 内に放電部 （46) が臨む点火プラグ （47) を設けた筒内燃料噴射式内燃機関において、
上記燃料噴射弁 （45) により噴射される燃料 （44) ί 上記シリンダ （2 ) の平面視で、 上記放電部 （46) を挟む八の字形状となるようにし、 吸入行程 で、 上記燃料噴射弁 （45) に上記燃料 （44) の噴射をさせるようにしたこと を特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関。
2. 吸気弁 （16) と排気弁 （20) のうちの少なくともいずれか一方の弁の 開閉弁動作のタイミングを可変とする可変バルブタイミング装置 （36) 、 およ ぴ上記吸気弁 （16) と排気弁 （20) のうちの少なくともいずれか一方の弁の リフトを可変とする可変パルプリフト装置 （40) を備え、 もしくは、 上記両装 置 （36) (40) のうちの少なくともいずれか一方の装置を備えたことを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関。
3. 上記シリンダ （2) の側面視で、 上記燃料噴射弁 （45) で噴射される燃 料 （44) の形状が扇形状となるようにしたことを特徴とする請求の範囲第 1項
、 もしくは第 2項に記載の筒内燃料噴射式內燃機関。
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