JP2005201188A - 火花点火内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】 この発明は火花点火内燃機関に関し、筒内の混合気の均質性を高めることを目的とする。
【解決手段】 気筒毎に、点火プラグと、2つの吸気弁12a,12bと、筒内噴射用インジェクタ22と、ポート噴射用インジェクタ20とを配置する。均質燃焼が要求される場合には、同一の機関サイクルにおいて、筒内噴射用インジェクタ22およびポート噴射用インジェクタ20の双方に燃料を噴射させる。ポート噴射用インジェクタ20は、吸気弁12a,12bの内側領域の付近では新気36a,36bの流入のみが生ずるように、その内側領域に向かう燃料の比率に比して、吸気弁12a,12bの外側領域に向かう燃料の比率が大きくなるように設けられている。
【選択図】 図3
【解決手段】 気筒毎に、点火プラグと、2つの吸気弁12a,12bと、筒内噴射用インジェクタ22と、ポート噴射用インジェクタ20とを配置する。均質燃焼が要求される場合には、同一の機関サイクルにおいて、筒内噴射用インジェクタ22およびポート噴射用インジェクタ20の双方に燃料を噴射させる。ポート噴射用インジェクタ20は、吸気弁12a,12bの内側領域の付近では新気36a,36bの流入のみが生ずるように、その内側領域に向かう燃料の比率に比して、吸気弁12a,12bの外側領域に向かう燃料の比率が大きくなるように設けられている。
【選択図】 図3
Description
この発明は、火花点火内燃機関に係り、特に、ポート噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとを備える火花点火内燃機関に関する。
従来、例えば特開平7−293304号公報に開示されるように、内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、内燃機関の筒内に直接燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタの双方を備える火花点火内燃機関が知られている。この従来内燃機関は、低中負荷運転時には、筒内噴射により燃料を供給して成層燃焼を生じさせ、一方、高負荷運転時には、ポート噴射により燃料を供給して均質燃焼を生じさせることとしている。
筒内噴射によれば、点火プラグの近傍に燃料濃度の濃い混合気層を形成することができる。この場合、少ない燃料で確実な着火を得ることができ、リーン空燃比で安定した運転を実現することができる。一方、ポート噴射によれば、濃度の均質な混合気を筒内に流入させることができ、安定した燃焼を生じさせつつ、大きな出力を発生させることができる。このため、上記従来の内燃機関によれば、優れた燃費特性と、優れた動力特性を共に実現することができる。
しかしながら、ポート噴射された燃料は、吸気ポートの内部で完全に気化するものではなく、その一部は吸気弁や吸気ポートの壁面に付着する。そして、それらの付着燃料がどのように筒内に流入するかは、燃料の付着分布や、開弁時における空気の流れ等により成り行きに左右され易い。このため、ポート噴射を単独で行うことによっては、必ずしも筒内の混合気を十分に均質化することができない。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ポート噴射が単独で行われる場合に比して、筒内の混合気を更に均質化することのできる火花点火内燃機関を提供することを目的とする。
第1の発明は、上記の目的を達成するため、火花点火内燃機関であって、
個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に2つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
前記2つの吸気弁のそれぞれに向けて吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記2つの吸気弁の中心を結ぶ線分に対して直交し、かつ、それぞれの吸気弁の中心を通る区分線によりそれぞれの吸気弁を内側領域と外側領域に区分した場合に、前記ポート噴射用インジェクタは、前記内側領域に向かう燃料の比率に比して、前記外側領域に向かう燃料の比率が大きくなるように設けられていることを特徴とする。
個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に2つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
前記2つの吸気弁のそれぞれに向けて吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記2つの吸気弁の中心を結ぶ線分に対して直交し、かつ、それぞれの吸気弁の中心を通る区分線によりそれぞれの吸気弁を内側領域と外側領域に区分した場合に、前記ポート噴射用インジェクタは、前記内側領域に向かう燃料の比率に比して、前記外側領域に向かう燃料の比率が大きくなるように設けられていることを特徴とする。
また、第2の発明は、火花点火内燃機関であって、
個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に2つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
前記2つの吸気弁のそれぞれに向けて吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記2つの吸気弁の中心を結ぶ線分に対して直交し、かつ、それぞれの吸気弁の中心を通る区分線によりそれぞれの吸気弁を内側領域と外側領域に区分した場合に、前記ポート噴射用インジェクタは、2つの吸気弁のそれぞれに向かう燃料噴射の軸線が前記外側領域に向かうように設けられていることを特徴とする。
個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に2つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
前記2つの吸気弁のそれぞれに向けて吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記2つの吸気弁の中心を結ぶ線分に対して直交し、かつ、それぞれの吸気弁の中心を通る区分線によりそれぞれの吸気弁を内側領域と外側領域に区分した場合に、前記ポート噴射用インジェクタは、2つの吸気弁のそれぞれに向かう燃料噴射の軸線が前記外側領域に向かうように設けられていることを特徴とする。
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、前記吸気弁は、前記外側領域の中央部分を含む第1領域と、前記内側領域の中央部分を含む第2領域とを仕切るために、前記吸気弁上に凸状に形成された仕切り部材を備えることを特徴とする。
また、第4の発明は、火花点火内燃機関であって、
個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に3つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記ポート噴射用インジェクタは、個々の気筒に配置された3つの吸気弁のうち、両側に配置された2つの吸気弁に向けてのみ燃料を噴射するように設けられていることを特徴とする。
個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に3つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記ポート噴射用インジェクタは、個々の気筒に配置された3つの吸気弁のうち、両側に配置された2つの吸気弁に向けてのみ燃料を噴射するように設けられていることを特徴とする。
第1の発明によれば、筒内噴射用インジェクタは、個々の気筒の中央にリッチ層が形成されるように燃料を噴射することができる。また、ポート噴射用インジェクタは、2つの吸気弁に向けて、それぞれ内側領域に向かう燃料の比率より外側領域に向かう燃料の比率が大きくなるように、燃料を噴射することができる。吸気弁の外側領域に向かう燃料の比率がその内側領域に向かう燃料の比率より大きければ、吸気弁の開弁時には、吸気弁の外側領域付近から燃料が多量に筒内に流入し易い。このため、本発明によれば、ポート噴射を行うことで、筒内の周縁部分における燃料濃度を高めることができる。このように、本発明によれば、筒内の中央部分の燃料濃度を高める役割を筒内噴射用インジェクタに担わせ、一方、筒内の周縁部分の燃料濃度を高める役割をポート噴射用インジェクタに担わせることができる。この場合、筒内に均質な燃料分布を形成するための役割を2つのインジェクタに分担させることができるため、ポート噴射が単独で行われる場合に比して、混合気の均質性をより一層高めることができる。
第2の発明によれば、筒内噴射用インジェクタは、個々の気筒の中央にリッチ層が形成されるように燃料を噴射することができる。また、ポート噴射用インジェクタは、燃料の噴射軸が外側領域に向かうように2つの吸気弁のそれぞれに向けて燃料を噴射することができる。燃料の噴射軸が外側領域に向けられていれば、内側領域より外側領域に多くの燃料が到達し易い。外側領域に多くの燃料が到達する状況下で吸気弁が開弁すれば、ポート噴射された燃料は、内側領域の付近より外側領域の付近から筒内に多量に流入する。このため、本発明によれば、ポート噴射を行うことで、筒内の周縁部分における燃料濃度を高めることができる。このように、本発明によれば、筒内の中央部分の燃料濃度を高める役割を筒内噴射用インジェクタに担わせ、一方、筒内の周縁部分の燃料濃度を高める役割をポート噴射用インジェクタに担わせることができる。この場合、筒内に均質な燃料分布を形成するための役割を2つのインジェクタに分担させることができるため、ポート噴射が単独で行われる場合に比して、混合気の均質性をより一層高めることができる。
第3の発明によれば、吸気弁に設けられた凸状の仕切り部材により、外側領域に付着した燃料が内側領域に流れ込むのを防ぐことができる。このため、本発明によれば、ポート噴射を行うことで、筒内の周縁部分の燃料濃度を確実に高めることができる。
第4の発明によれば、筒内噴射用インジェクタは、個々の気筒の中央にリッチ層が形成されるように燃料を噴射することができる。また、ポート噴射用インジェクタは、3つの吸気弁のうち、両側に配置される吸気弁に向けてのみ燃料を噴射することができる。ポート噴射用インジェクタがこのように燃料を噴射すると、吸気弁の開弁時には、中央に配置された吸気弁の付近からは主として空気が流入し、一方、両側に配置された吸気弁の近傍からは燃料を含む濃度の濃い混合気が流入する。このため、本発明によれば、ポート噴射を行うことで、筒内の周縁部分における燃料濃度を高めることができる。このように、本発明によれば、筒内の中央部分の燃料濃度を高める役割を筒内噴射用インジェクタに担わせ、一方、筒内の周縁部分の燃料濃度を高める役割をポート噴射用インジェクタに担わせることができる。この場合、筒内に均質な燃料分布を形成するための役割を2つのインジェクタに分担させることができるため、ポート噴射が単独で行われる場合に比して、混合気の均質性をより一層高めることができる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、複数の気筒を備えているが、図1には、そのうちの一つの気筒の断面図のみを示す。内燃機関10は、個々の気筒において2つの吸気弁12a,12bおよび2つの排気弁14a,14bを備えている。内燃機関10には、2つの吸気弁12a,12bのそれぞれに連通する吸気ポート16、並びに2つの排気弁14a,14bのそれぞれに連通する排気ポート18が連通している。
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、複数の気筒を備えているが、図1には、そのうちの一つの気筒の断面図のみを示す。内燃機関10は、個々の気筒において2つの吸気弁12a,12bおよび2つの排気弁14a,14bを備えている。内燃機関10には、2つの吸気弁12a,12bのそれぞれに連通する吸気ポート16、並びに2つの排気弁14a,14bのそれぞれに連通する排気ポート18が連通している。
吸気ポート16には、その内部において燃料を噴射するためのインジェクタ、つまり、ポート噴射を行うためのポート噴射用インジェクタ20が組み付けられている。また、内燃機関10には、筒内に燃料を噴射するためのインジェクタ、つまり、筒内噴射を行うための筒内噴射用インジェクタ22が組み付けられている。更に、内燃機関10には、筒内の中央において点火火花を発生するための点火プラグ28が組み付けられている。
内燃機関10のピストン24には、その上面にキャビティ26が設けられている。筒内噴射用インジェクタ22は、所定の筒内噴射タイミングにおいて、そのキャビティ26に向けて燃料を噴射する。キャビティ26に向けて噴射された燃料は、その壁面に沿って進行方向を変化させることにより、筒内中央付近に、つまり、点火プラグ28の近傍に導かれる。このため、筒内噴射用インジェクタ22によれば、点火プラグ28の近傍に燃料濃度の濃い混合気層を形成することができる。
図2は、内燃機関10の主要な構成要素を図1に示すII矢視で表した図である。図2において、一点鎖線でしめ示す2本の直線は、吸気弁12a,12bの外側領域12a-out,12b-outと、その内側領域12a-in,12b-inとを区分する区分線30a,30bである。区分線30a,30bは、2つの吸気弁12a,12bの中心を結ぶ線分に対して直交し、それぞれ、吸気弁12a、或いは吸気弁12bの中心を通る線分である。本明細書においては、そのような区分線30a,30bを境界として、個々の気筒の内側に位置する領域を吸気弁12a,12bの「内側領域12a-in,12b-in」とし、また、個々の気筒の外側に位置する領域を吸気弁12a,12bの「外側領域12a-out,12b-out」とする。
本実施形態において、ポート噴射用インジェクタ20は、2つの吸気弁12a,12bのそれぞれに向けて燃料を噴射するための噴射孔を備えている。吸気弁12aに向けて燃料を噴射する噴射孔は、燃料の噴軸が、吸気弁12aの外側領域12a-outに向かうように設けられている。同様に、吸気弁12bに向けて燃料を噴射する噴射孔は、燃料の噴軸が、吸気弁12bの外側領域12b-outに向かうように設けられている。それらの噴射孔がこのように設けられているため、ポート噴射された燃料は、内側領域12a-in,12b-inに付着する比率に対して、十分に大きな比率で外側領域12a-out,12b-outに付着する。
図3は、内燃機関10を図1に示すIII-III直線に沿って切断することで得られる断面図、換言すると、内燃機関10の主要な構成要素を、2つの吸気弁12a,12bと正対する方向から見た場合の断面図である。
図3において、符号32a,32bを付して示す図形は、ポート噴射用インジェクタ20が、それぞれ吸気弁12a,12bに向けて噴射した燃料の流れを表している。これらの噴射燃料32a,32bは、既述した理由により、主として吸気弁12a,12bの外側領域12a-out,12b-outに付着する。
図3中に符号34a,34bを付して示す2つの矢印は、吸気弁12a,12bの開弁に伴って、外側領域12a-out,12b-outの付近から筒内に流入するガスの流れを表したものである。一方、符号36a,36bを付して示す2つの矢印は、内側領域12a-in,12b-inの付近から筒内に流入するガスの流れを表したものである。
ポート噴射された燃料は、主として吸気弁12a,12bの外側領域12a-out,12b-outに付着するため、吸気弁12a,12bが開弁すると、外側領域12a-out,12b-outの付近からは燃料濃度の高い混合気34a,34bが筒内に流入する。一方、内側領域12a-in,12b-inの付近からは、燃料を殆ど含まない新気36a,36bが流入する。このため、内燃機関10によれば、ポート噴射を行うことで、筒内の周縁部分にのみ濃度の高い混合気を導くことができる。
図3において、符号38を付して示す図形は、筒内噴射用インジェクタ22によって筒内に噴射された燃料の流れを表している。この噴射燃料38が示す通り、筒内噴射によれば、個々の気筒の中央に(つまり、点火プラグ28の近傍に)濃度の濃い混合気層を形成することができる。
内燃機関10は、均質燃焼が求められる運転領域では、単一の機関サイクルにおいて、ポート噴射用インジェクタ20および筒内噴射用インジェクタ22の双方に燃料を噴射させることができる。この場合、筒内の中央付近では、筒内噴射された噴射燃料38と、吸気弁12a,12bの開弁に伴って流入する新気36a,36bとの混じり合いにより適度な燃料濃度を有する混合気が生成され、また、筒内の周縁部分では、吸気弁12a,12bの開弁に伴い適度な燃料濃度を有する混合気34a,34bが導かれる。
上述した燃料噴射の手法によれば、筒内の中央部分の燃料濃度を高める役割を筒内噴射用インジェクタ22に担わせ、一方、筒内の周縁部分の燃料濃度を高める役割をポート噴射用インジェクタ20に担わせることができる。この場合、筒内に均質な燃料分布を形成するための役割を2つのインジェクタに分担させることができ、それら2つのインジェクタ20,22による燃料噴射割合を調整することにより、筒内中央の燃料濃度と筒内周縁の燃料濃度とを簡単に整合させることができる。
均質燃焼が要求される状況下で、ポート噴射が単独で行われる場合には、筒内中央と筒内周縁の燃料濃度をそれぞれ自由に調整することはできない。また、ポート噴射と筒内噴射を組み合わせて行うこととしても、ポート噴射により供給される燃料の多くが、内側領域12a-in,12b-inの付近から筒内中央に流れ込むような場合には、筒内中央と筒内周縁の燃料濃度を自由に調整することはできない。以下、これらの噴射手法を「通常の噴射手法」と称す。
本実施形態の燃料噴射の手法によれば、上記の如く、筒内中央と筒内周縁の燃料濃度とを簡単に整合させることが可能である。このため、本実施形態の内燃機関10は、通常の噴射手法が用いられる場合に比して、筒内の混合気の均質性を高めるうえで優れた特性を有している。
尚、上述した実施の形態1においては、内燃機関10において均質燃焼が要求される場合に、同一の機関サイクルにおいて筒内噴射用インジェクタ22およびポート噴射用インジェクタ20の双方に燃料を噴射させることにより、前記第1または第2の発明における「噴射制御手段」を実現することができる。
実施の形態2.
次に、図4乃至図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態の内燃機関10は、吸気弁12a,12bが、それぞれ仕切り板40a,40bを備えている点を除き、実施の形態1の場合と同様の構成を有している。以下、実施の形態1の場合と同一の部分については、その説明を省略または簡略して、主として本実施形態に特有な部分について説明を行う。
次に、図4乃至図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態の内燃機関10は、吸気弁12a,12bが、それぞれ仕切り板40a,40bを備えている点を除き、実施の形態1の場合と同様の構成を有している。以下、実施の形態1の場合と同一の部分については、その説明を省略または簡略して、主として本実施形態に特有な部分について説明を行う。
図4は、2つの吸気弁12a,12bと正対する方向から本実施形態の内燃機関10の主要構成要素を表した断面図である。図4に示すように、本実施形態の内燃機関10は、吸気弁12a,12bの表面上に、凸状に形成された仕切り板40a,40bを備えている。
図5は、本実施形態における吸気弁12a,12bを、図4に示すV矢視で表した図である。仕切り板40aは、吸気弁12aの表面領域を第1領域12a-1と第2領域12a-2に区分している。また、仕切り板40bは、吸気弁12bの表面領域を第1領域12b-1と第2領域12b-2に区分している。第1領域12a-1,12b-1は、それぞれ、吸気弁12a,12bの外側領域12a-out,12b-out(図2参照)の中央部分を含む領域であり、一方、第2領域12a-2,12b-2は、それぞれ、吸気弁12a,12bの内側領域12a-in,12b-in(図2参照)の中央部分を含む領域である。
図6は、仕切り板40a,40bの効果を説明するための図である。本実施形態においても、ポート噴射用インジェクタ20は、実施の形態1の場合と同様に、吸気弁12a,12bの外側領域12a-out,12b-outに向けて燃料を噴射する。より具体的には、本実施形態において、ポート噴射用インジェクタ20は、外側領域12a-out,12b-outの中央部分を含む第1領域12a-1,12b-1に向けて燃料を噴射する。
上記の噴射の結果吸気弁12a、12bに付着した燃料42a,42bは、仕切り板40a,40bが設けられていない場合は、吸気弁12a,12bの表面を伝って第1領域12a-1,12b-1から第2領域12a-2,12b-2に侵入することがある。この場合、筒内中央に吸入される新気36a,36bにポート噴射された燃料の一部が混入する事態が生じ得る。これに対して、仕切り板40a,40bが存在する場合には、そのような燃料42a,42bの侵入が阻止されるため、新気36a,36bに燃料が混入するのを防ぐことができる。
筒内に均質な燃料分布を形成するためには、筒内噴射用インジェクタ22の役割と、ポート噴射用インジェクタ20の役割とが明確に分けられていることが望ましい。つまり、ポート噴射用インジェクタ20から噴射された燃料は、筒内中央付近に流入せず、筒内周縁部分にのみ流入することが望ましい。仕切り板40a,40bによれば、そのような役割の分担を一層明確にすることができる。このため、本実施形態の内燃機関10によれば、実施の形態1の場合に比して、更に優れた精度で混合気の均質化を図ることができる。
ところで、上述した実施の形態2においては、第1領域12a-1,12b-1を第2領域12a-2,12b-2より大きくすることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、第1領域12a-1,12b-1と第2領域12a-2,12b-2とは、実施の形態1における外側領域12a-out,12b-outと内側領域12a-in,12b-inの関係と同様に、同じ大きさであってもよい。
実施の形態3.
次に、図7乃至図10を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。尚、本実施形態において、実施の形態1における場合と対応する構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略する。
次に、図7乃至図10を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。尚、本実施形態において、実施の形態1における場合と対応する構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略する。
図7は、本発明の実施の形態3の内燃機関10の構成を説明するための図である。また、図8は、本実施形態の内燃機関10の主要な構成要素を、図7に示すVIII矢視で表した図である。これらの図に示すように、本実施形態の内燃機関10は、個々の気筒において3つの吸気弁12a,12b,12cを備えている。それらの吸気弁12a、12b,12cは、ポート噴射用インジェクタ20、或いは筒内噴射用インジェクタ22から見て左右対称の配置となるように、より具体的には、吸気弁12cがそれらの中央に位置し、吸気弁12a,12bがそれらの両端側に位置するように設けられている。
図9は、本実施形態の内燃機関10を図7に示すIX-IX直線に沿って切断することで得られる断面図、換言すると、内燃機関10の主要な構成要素を、吸気弁12a,12b,12cと正対する方向から見た場合の断面図である。図9において、符号50a,50bを付して示す図形は、ポート噴射用インジェクタ20により噴射される燃料の流れを表している。この図に示すように、ポート噴射用インジェクタ20は、3つの吸気弁12a,12b,12cのうち、両側に配置される2つの吸気弁12a,12bに向けてのみ燃料50a,50bを噴射する。このため、本実施形態の内燃機関10によれば、ポート噴射された燃料は、主として両側に位置する2つの吸気弁12a,12bに付着し、中央に配置された吸気弁12cには殆ど付着しない。
図10は、本実施形態の内燃機関10において、吸気弁12a,12b,12cの開弁時に生ずるガスの流れを説明するための図である。図10において、符号52a,52bは、それぞれポート噴射の結果吸気弁12a,12bに付着した燃料を示す。また、符号54a,54b,54cは、それぞれ吸気弁12a,12bの開弁に伴って、それらの近傍から筒内に流入するガスの流れを表したものである。
吸気弁12aおよび12bには、ポート噴射された燃料が付着しているため、吸気弁12a,12bが開弁すると、それらの近傍からは、燃料を含む混合気54a,54bが筒内に流入する。一方、吸気弁12cにはポート噴射された燃料が付着していないため、吸気弁12cの近傍からは、燃料を殆ど含まない新気54cが流入する。つまり、本実施形態の内燃機関10において、吸気弁12a,12b,12cが開弁した場合には、個々の気筒の周縁に位置する吸気弁12a、12bの付近からは燃料濃度の高い混合気54a,54bが筒内に流入し、筒内中央に位置する吸気弁12cの付近からは燃料を含まない新気54cが筒内に流入する。このため、本実施形態の構成によっても、実施の形態1または2の場合と同様に、ポート噴射によれば、筒内の周縁部分にのみ濃度の高い混合気を導くことができる。
本実施形態においても、筒内噴射によれば、個々の気筒の中央に(つまり、点火プラグ28の近傍に)濃度の濃い混合気層が形成される。また、内燃機関10は、均質燃焼が求められる運転領域では、単一の機関サイクルにおいて、ポート噴射用インジェクタ20および筒内噴射用インジェクタ22の双方に燃料を噴射させる。このような燃料噴射によれば、実施の形態1または2の場合と同様に、筒内の中央部分の燃料濃度を高める役割を筒内噴射用インジェクタ22に担わせ、一方、筒内の周縁部分の燃料濃度を高める役割をポート噴射用インジェクタ20に担わせることができる。このため、本実施形態の内燃機関10によっても、実施の形態1または2の場合と同様に、筒内中央の燃料濃度と筒内周縁の燃料濃度とを簡単に整合させることができる。
尚、上述した実施の形態3においては、内燃機関10において均質燃焼が要求される場合に、同一の機関サイクルにおいて筒内噴射用インジェクタ22およびポート噴射用インジェクタ20の双方に燃料を噴射させることにより、前記第4の発明における「噴射制御手段」を実現することができる。
10 内燃機関
12a,12b,12c 吸気弁
12a-out,12b-out 外側領域
12a-in,12b-in 内側領域
14a,14b 排気弁
16 吸気ポート
20 ポート噴射用インジェクタ
22 筒内噴射用インジェクタ
28 点火プラグ
30a,30b 区分線
40a,40b 仕切り板
12a-1,12b-1 第1領域
12a-2,12b-2 第2領域
12a,12b,12c 吸気弁
12a-out,12b-out 外側領域
12a-in,12b-in 内側領域
14a,14b 排気弁
16 吸気ポート
20 ポート噴射用インジェクタ
22 筒内噴射用インジェクタ
28 点火プラグ
30a,30b 区分線
40a,40b 仕切り板
12a-1,12b-1 第1領域
12a-2,12b-2 第2領域
Claims (4)
- 個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に2つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
前記2つの吸気弁のそれぞれに向けて吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記2つの吸気弁の中心を結ぶ線分に対して直交し、かつ、それぞれの吸気弁の中心を通る区分線によりそれぞれの吸気弁を内側領域と外側領域に区分した場合に、前記ポート噴射用インジェクタは、前記内側領域に向かう燃料の比率に比して、前記外側領域に向かう燃料の比率が大きくなるように設けられていることを特徴とする火花点火内燃機関。 - 個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に2つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
前記2つの吸気弁のそれぞれに向けて吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記2つの吸気弁の中心を結ぶ線分に対して直交し、かつ、それぞれの吸気弁の中心を通る区分線によりそれぞれの吸気弁を内側領域と外側領域に区分した場合に、前記ポート噴射用インジェクタは、2つの吸気弁のそれぞれに向かう燃料噴射の軸線が前記外側領域に向かうように設けられていることを特徴とする火花点火内燃機関。 - 前記吸気弁は、前記外側領域の中央部分を含む第1領域と、前記内側領域の中央部分を含む第2領域とを仕切るために、前記吸気弁上に凸状に形成された仕切り部材を備えることを特徴とする請求項1または2記載の火花点火内燃機関。
- 個々の気筒に配置された点火プラグと、
個々の気筒に3つずつ配置された吸気弁と、
筒内の中央にリッチ層が形成されるように筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、
吸気ポート内で燃料を噴射するためのポート噴射用インジェクタと、
同一の機関サイクルにおいて前記筒内噴射用インジェクタおよび前記ポート噴射用インジェクタの双方に燃料を噴射させる噴射制御手段とを備え、
前記ポート噴射用インジェクタは、個々の気筒に配置された3つの吸気弁のうち、両側に配置された2つの吸気弁に向けてのみ燃料を噴射するように設けられていることを特徴とする火花点火内燃機関。
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