[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP3903200B2 - 筒内噴射式火花点火内燃機関 - Google Patents

筒内噴射式火花点火内燃機関 Download PDF

Info

Publication number
JP3903200B2
JP3903200B2 JP13267297A JP13267297A JP3903200B2 JP 3903200 B2 JP3903200 B2 JP 3903200B2 JP 13267297 A JP13267297 A JP 13267297A JP 13267297 A JP13267297 A JP 13267297A JP 3903200 B2 JP3903200 B2 JP 3903200B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
intake
intake port
fuel
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP13267297A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10317972A (ja
Inventor
博史 宮窪
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP13267297A priority Critical patent/JP3903200B2/ja
Publication of JPH10317972A publication Critical patent/JPH10317972A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3903200B2 publication Critical patent/JP3903200B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/48Tumble motion in gas movement in cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • 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
    • 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
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリンダヘッドに配置した燃料噴射弁からシリンダ内に直接燃料を噴射する筒内噴射式内燃機関、特にガソリン機関に代表される筒内噴射式火花点火内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料噴射弁によってシリンダ内に直接燃料を噴射し、その混合気に点火プラグにより点火するようにした筒内噴射式火花点火内燃機関においては、一般に、特開昭63−230920号公報に記載されているように、噴射された燃料がシリンダを直径方向に横切るようにシリンダ側壁寄りのシリンダヘッド下面部に燃料噴射弁が配置される場合が多い。そして、各気筒毎に一対の吸気弁を備えた吸気2弁式機関においては、このシリンダ側壁寄りのシリンダヘッド下面部に設けられる燃料噴射弁を、一対の吸気弁の中間位置に配置した構成が一般的なレイアウトとなっている。つまり、シリンダ中心軸に直交するシリンダ水平平面において見た場合には、燃料噴射弁の噴霧中心線が、シリンダの略中心部に位置する点火プラグを指向している。
【0003】
また、機関低負荷時の希薄燃焼を可能とするために、吸気2弁式機関において、吸気ポート上流に、各吸気弁へ向かう新気の流量割合を可変制御する空気制御弁を配設し、機関低負荷時には、主に一方の吸気弁からシリンダ内に新気を導入して、シリンダ内に強い旋回流(スワール)を発生させる一方、機関高負荷時には、一対の吸気弁の双方からシリンダ内に新気を導入することによりシリンダ内に強い縦渦(タンブル)を発生させるようにした燃焼改善技術も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにシリンダ内に直接燃料を噴射する筒内噴射式火花点火内燃機関においては、機関の全負荷時には、通常、混合気の均質化を図るために、吸気行程中に燃料噴射が行われるのであるが、上述したような従来の吸気2弁式機関のレイアウトでは、吸気弁がリフトしている状態でシリンダヘッド下面部の燃料噴射弁から燃料が噴射されると、燃料噴霧の一部が吸気弁の傘部裏面に衝突し、かつ反射して点火プラグ側に向かうため、点火プラグ周辺の混合気が部分的に過濃となる。そのため、点火プラグがくすぶり、燃焼安定性が損なわれるという問題がある。特に、この機関全負荷時には、燃料供給量そのものが多いため、燃料が点火プラグに集中すると、くすぶりが発生し易い。
【0005】
また、吸気2弁式機関においては、一対の吸気弁の双方からシリンダ内に新気を導入した際にシリンダ内に縦渦(タンブル)が生じるように吸気ポートを構成した場合に、燃焼安定化のためにこの縦渦を強化したとしても、ピストン冠面近くの排気弁側シリンダ壁面寄りの部分は、縦渦の外側となるため、流れの弱い淀み点となる。上述した一般的な燃料噴射弁のレイアウトでは、機関の全負荷時に吸気行程中に噴射された燃料は、シリンダを直径方向に横切ってピストン冠面の排気弁側に到達するため、この淀み点となる部分に一部の燃料が滞留してしまい、空気と十分に混合せずに燃焼効率の低下を招くという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、各気筒毎に、気筒列方向に並んだ2つの吸気弁および2つの排気弁を有し、かつこれらの4個の弁の略中央位置に点火プラグが配置され、2つの吸気弁の間でかつシリンダ側壁寄りのシリンダヘッド下面部に配置された燃料噴射弁からシリンダ内に直接燃料が噴射される筒内噴射式火花点火内燃機関において、
吸気弁の一方に対応する第1吸気ポートと他方に対応する第2吸気ポートとが、互いに独立して構成されているとともに、シリンダ中心軸に直交するシリンダ水平平面へ投影した各吸気ポートの中心線が、第1吸気ポートは気筒列方向に対し略垂直な形状に、第2吸気ポートはシリンダの略中心を指向するように内向した形状に、それぞれ構成されており、上記燃料噴射弁の先端位置が、2つの吸気弁の間の中央位置から上記第2吸気ポート寄りに片寄って配置されているとともに、この燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧を上記シリンダ水平平面に投影したときの噴霧中心線が、該シリンダ水平平面に投影した上記第2吸気ポートの中心線と略平行に構成され、さらにピストンの冠面における上記の2つの排気弁に対向する部分が、気筒列方向に、上記第1吸気ポート側から上記第2吸気ポート側へ向かって、徐々に低く形成されていることを特徴としている。
【0007】
例えば機関の全負荷時には、シリンダ内に均質な混合気を確保するために、燃料は、吸気行程中に噴射される。従って、吸気弁のリフト中に燃料が噴射されるので、燃料噴霧の一部は吸気弁傘部の裏面に衝突し、ここで反射することがあるが、シリンダ中心軸に直交するシリンダ水平平面において、噴霧中心線は、第2吸気ポートの中心線と略平行となるように傾いているので、吸気弁傘部裏面で反射した燃料は点火プラグ付近には集中しない。つまり、吸気弁リフト中に燃料噴射が行われても、点火プラグ近傍が部分的に過濃となることがない。
【0008】
また、燃料噴霧の進行方向は、第1吸気ポートから流入した新気の進行方向とは平行にならず、シリンダ水平平面において、互いに交差するようになるため、燃料噴霧と新気との相対速度が大きく得られ、気化拡散が促進されて混合気の均質化が促進される。
【0009】
さらに、第1吸気ポートの中心線が気筒列方向に対し略垂直であるのに対し、第2吸気ポートの中心線はシリンダの略中心を指向するように内向しているため、両吸気ポートから同時にシリンダ内に新気が流入すると、シリンダ内には、斜め方向に傾いた縦渦が発生する。そのため、吸気行程後半から圧縮行程にかけてピストン冠面の排気バルブ側部分を流れる流動場成分が存在し、ここに到達した燃料を拡散することが可能となる。これにより、シリンダ内の混合気の均質化が進み、燃焼効率が改善される。また、ピストンの冠面における上記の2つの排気弁に対向する部分が、気筒列方向に、上記第1吸気ポート側から上記第2吸気ポート側へ向かって、徐々に低く形成されている。この構成では、前述したようにシリンダ内に斜め方向に傾いた縦渦が発生した際に、この縦渦がピストン冠面の排気弁側に一層積極的に導入されるようになり、この部分の燃料の拡散が一層促進される。
【0010】
次に、請求項2の発明では、上記第1吸気ポートのシリンダ軸方向の高さが、第2吸気ポートのシリンダ軸方向の高さよりも高く設定されている。
【0011】
このような構成では、両吸気ポートから同時に新気が流入してシリンダ内に縦渦が生成される際に、その縦渦が一層強化される。これにより均質燃焼時にピストン冠面の排気弁側に存在する燃料に対するかきあげ効果が増加し、混合気の均質性が改善される。また、点火時期におけるみだれも増加するため、燃焼効率の改善および熱効率の改善が図れる。
【0014】
上記燃料噴射弁は、一般に略円筒状をなしているが、その中心軸の軸線方向に沿って燃料が噴射される場合には、この燃料噴射弁自体をシリンダヘッドに気筒列方向に対し斜めに取り付ける必要がある。
【0015】
これに対し、請求項に係る発明は、略円筒状をなす燃料噴射弁の中心軸に対して燃料噴霧の中心軸が傾斜しており、燃料噴射弁自体は、その中心軸が気筒列方向に直交する姿勢で取り付けられている。
【0016】
また請求項に係る発明は、上記第2吸気ポートの上流に、該吸気ポートを開閉する吸気制御弁が配設されているとともに、ピストン冠部に、凹部状の燃焼室が形成されており、成層希薄燃焼時に上記吸気制御弁を閉として主に第1吸気ポートから新気を導入するようにしたことを特徴としている。
【0017】
第1吸気ポートは、上述したようにその中心線がシリンダ水平平面において気筒列方向に対し略垂直に構成されているので、成層希薄燃焼時に主に第1吸気ポートから新気を導入することにより、シリンダ内に水平方向の旋回流(スワール)が効果的に生成される。この成層希薄燃焼時には、燃料は、一般に圧縮行程後半に噴射される。このように圧縮行程後半に噴射された燃料は、ピストン冠部の凹部状の燃焼室内で適度に新気と混合し、かつスワール旋回流によって点火プラグ付近に集められる。これにより確実な着火が可能となる。ここで、上記燃料噴射弁の先端位置は、2つの吸気弁の間の中央位置から第2吸気ポート寄りに片寄って配置されているので、点火プラグに対し、上記燃焼室に生成される旋回流の一層上流側へ向かって燃料が噴射されることになる。従って、燃料噴霧が点火プラグ近傍に到達するまでの時間が増加し、燃料と新気との混合状態が改善される。これにより一層高負荷域まで成層燃焼を広げることが可能となる。
【0018】
さらに請求項の発明は、均質燃焼時には上記吸気制御弁を開として両吸気ポートから新気を導入するようにしたことを特徴としている。
【0019】
このように両吸気ポートから新気を導入することにより、上述したように斜め方向に傾いたタンブルが生成される。
【0020】
【発明の効果】
この発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関においては、機関の全負荷時等において吸気行程中に燃料噴射が行われる場合に、噴射された燃料が点火プラグ近傍に集中することがなく、点火プラグのくすぶりが抑制でき、安定した燃焼が可能となる。また、両吸気ポートから流入する新気によってシリンダ内に生成される縦渦が斜め方向に傾いたものとなり、その結果、ピストン冠面の排気弁側に生じる淀みが少なくなり、シリンダ内混合気の一層の均質化が図れ、燃焼効率が向上する。さらに、燃料噴霧と新気との混合および燃料の気化促進が促進され、混合気の均質化が促進される。
【0021】
また請求項2の構成によれば、均質燃焼時における混合気の均質性が一層向上し、燃焼効率および熱効率が改善される。
【0022】
また請求項の構成によれば、燃料噴射弁自体は、気筒列方向に直交する姿勢で取り付けられるので、シリンダヘッド側面における噴射弁取付孔の加工や取付作業が容易となる。
【0023】
また請求項および請求項の構成によれば、成層希薄燃焼から均質燃焼に亙る広範囲の燃焼性能を改善することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0025】
図1〜図4は、この発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関の第1実施例を示している。図4に示すように、シリンダブロック1には、複数のシリンダ3が直列に配置されており、その上面を覆うように、シリンダヘッド2が固定されている。上記シリンダ3内には、ピストン4が摺動可能に嵌合している。また、上記シリンダヘッド2によって形成されるシリンダ3の頂面3aは、いわゆるペントルーフ型に構成されており、その一方の傾斜面に一対の吸気弁5a,5bが、他方の傾斜面に一対の排気弁6a,6bがそれぞれ配置されている。そして、図1に示すように、これらの一対の吸気弁5a,5bおよび一対の排気弁6a,6bによって囲まれたシリンダ3の略中心位置に、点火プラグ7が配置されている。尚、図1,図2において、符号Lは、気筒列方向に沿ったエンジンセンターラインを示しており、一対の吸気弁5a,5bは、このエンジンセンターラインLに沿って並んでいる。同様に一対の排気弁6a,6bも、エンジンセンターラインLに沿って並んでいる。
【0026】
上記シリンダヘッド2には、一方の吸気弁5aに対応する第1吸気ポート8aと他方の吸気弁5bに対応する第2吸気ポート8bとが、互いに独立して構成されている。つまり、これらの第1,第2吸気ポート8a,8bは、シリンダヘッド2内で合流せず、それぞれシリンダヘッド2側面において独立して開口している。また上記排気弁6a,6bに対応して排気ポート9が形成されている。(図4参照)。
【0027】
略円筒状をなす電磁式燃料噴射弁10は、図4に示すように、吸気弁5a,5b側のシリンダ3側壁寄りのシリンダヘッド2下面部に配置されており、その中心軸が斜め下方へ向かった姿勢で取り付けられている。特に、図1に示すように、上記燃料噴射弁10は、2つの吸気弁5a,5bの間に配置されている。
【0028】
上記シリンダ3内に配置されたピストン4の冠面は、図4に示すように、吸気弁5a,5bに向かう傾斜面11と、排気弁6a,6bへ向かう傾斜面12とを備えており、かつ吸気弁5a,5b側に偏心した位置に、円形の凹部状の燃焼室13が形成されている。
【0029】
図1に示すように、各吸気ポート8a,8bの形状をシリンダ3の中心軸に直交するシリンダ水平平面へ投影した場合に、第1吸気ポート8aの中心線M1は、気筒列方向つまりエンジンセンターラインLに対し略垂直となっている。これに対し、第2吸気ポート8bの中心線M2は、シリンダ3の略中心を指向するように内向している。つまり、エンジンセンターラインLに対し直交しておらず、僅かに傾いている。そして、燃料噴射弁10における噴霧の中心線Fは、図1に示すように、上記シリンダ水平平面に投影した場合に、上記第2吸気ポート8bの中心線M2と略平行となっている。この実施例では、燃料噴射弁10の噴霧中心線Fは、略円筒状をなす燃料噴射弁10の中心軸に沿ったものとなっており、従って、上述した噴霧中心線Fに沿うように燃料噴射弁10自体がシリンダヘッド2に取り付けられている。また、上記燃料噴射弁10の先端の噴孔位置は、図1に示すように、両吸気弁5a,5bの間の中央位置から吸気弁5bつまり第2吸気ポート8b寄りに片寄って配置されている。
【0030】
上記の第1,第2吸気ポート8a,8bは、それぞれ吸気マニホルド側に独立して形成された吸気通路14a,14bに接続されている。そして、上記第2吸気ポート8bに接続された吸気通路14b内には、第2吸気ポート8bを開閉するバタフライバルブ型の空気制御弁15が介装されている。この空気制御弁15は、図示せぬ駆動機構により機関運転条件に応じて開閉制御される。
【0031】
次に上記内燃機関の作用について説明する。
【0032】
先ず、機関の全負荷時あるいは希薄燃焼域の中でも比較的空燃比が小さな領域では、シリンダ3内に均質な混合気を形成して点火する均質燃焼が行われる。この均質燃焼時には、上記空気制御弁15は、開状態に制御され、一対の吸気ポート8a,8bの双方からシリンダ3内へ新気が導入される。また、燃料は、吸気行程、特にその前半からシリンダ3内に噴射供給される。
【0033】
このように燃料噴射弁10から吸気弁5a,5bのリフト中に燃料が噴射されると、その一部は吸気弁5a,5bの傘部裏面に衝突し、かつ反射する。しかし、本発明では、図2に示すように、燃料噴霧の中心線Fが点火プラグ7を指向していないので、吸気弁5a,5bの傘部裏面に衝突した燃料は、図2に矢印で示すように進行することになり、点火プラグ7には集中しない。従って、点火プラグ7のくすぶりが抑制でき、安定した燃焼が可能となる。
【0034】
また、図2に明らかなように、燃料噴射弁10から噴射された燃料の進行方向は、第1吸気ポート8aから流入した新気の進行方向とは平行にならず、互いに交差する。そのため、燃料噴霧と新気との相対速度が増加し、燃料の気化拡散が促進される。これにより均質燃焼時に必要な混合気の均質化が促進される。
【0035】
また、第1吸気ポート8aがエンジンセンターラインLに直交するのに対し、第2吸気ポート8bは内側に傾斜しているため、両吸気ポート8a,8bから流入する新気によってシリンダ3内に生成される縦渦(タンブル)は、図3に矢印で示すように、斜め方向に傾いたものとなる。つまり、縦渦がエンジンセンターラインLに沿って広がったものとなる。そのため、吸気行程後半から圧縮行程にかけてピストン4の排気弁6a,6b側の冠面外周部付近を流れる流動場成分が存在する。すなわち、図4に符号Aとして示す領域の淀みが少なくなり、燃料噴射弁10からこのA部に到達した燃料が、ここに滞留せずに積極的に拡散され、シリンダ3内の混合気の均質化が進む。これにより燃焼効率が向上する。従って、均質燃焼時に、点火プラグ7のくすぶりを抑制しつつ燃焼効率に優れた安定した燃焼が可能となる。
【0036】
一方、低負荷域で、かつ空燃比を非常に大きくする希薄燃焼域では、混合気の成層化により確実な着火を可能とする成層希薄燃焼を行う。この成層希薄燃焼時には、上記空気制御弁15が閉じられ、第1吸気ポート8aのみからシリンダ3内に新気が流入する。これにより、シリンダ3内には、水平方向に沿った旋回流(スワール)が生成される。ここで、上記第1吸気ポート8aはエンジンセンターラインLに直交する略直線状をなしているので、シリンダ3内にスワール旋回流が効率良く生成される。つまり、ヘリカルポートのような吸気抵抗の大きなポート形状とせずに十分なスワールを生成できる。
【0037】
そして、この成層希薄燃焼の際には、燃料は、圧縮行程の後半において燃料噴射弁10から噴射される。この噴射された燃料は、ピストン4冠部の凹部状の燃焼室13内に封じ込められたスワールに乗って点火プラグ7側へ移動し、点火プラグ7周辺に着火可能な混合気を形成する。ここで、上記構成では、燃料噴射弁10の先端噴孔位置が、吸気弁5b寄りに片寄って配置されているので、燃焼室13内におけるスワールの方向について見ると、点火プラグ7に対しスワールの一層上流側に向かって燃料が噴射供給されることになる。そのため、スワールによって移動する燃料噴霧が点火プラグ7近傍に到達するまでの時間が増加することになり、燃料と新気との混合状態が改善される。従って、一層高負荷側の領域まで成層燃焼を拡大することが可能となる。
【0038】
次に、図5は、この発明の第2実施例を示している。この実施例においては、上記第1吸気ポート8aのシリンダ軸方向の高さが、第2吸気ポート8bのシリンダ軸方向の高さよりも高く設定されている。つまり、シリンダヘッド2の下面を基準とした場合の第1吸気ポート8aの高さHaが、第2吸気ポート8bの高さHbよりも高くなっている。これにより、第2吸気ポート8bから流入する新気によって発生する縦渦が強化される。従って、両吸気ポート8a,8bから新気が導入される均質燃焼時に、ピストン4の排気側の傾斜面12の上に存在する燃料に対するかきあげ効果が増加し、混合気の均質性がさらに改善される。また点火時期におけるシリンダ3内のみだれも増加し、燃焼効率および熱効率が改善される。
【0039】
次に、図6,図7は、この発明の第3実施例を示している。この実施例においては、ピストン4冠面の排気弁側つまり傾斜面12の高さが、気筒列方向に沿って、第1吸気ポート8a側から第2吸気ポート8b側へ向かって徐々に低くなるように形成されている。さらに、この実施例では、この傾斜面12に、比較的浅い凹部16が気筒列方向にほぼ沿って細長く形成されている。
【0040】
この実施例においては、両吸気ポート8a,8bから新気が導入される均質燃焼時において、図3に示したようにシリンダ3内に生成される傾いた斜め縦渦が、ピストン4の上部の排気側外周部に一層積極的に案内されるようになり、この部分に到達した燃料の拡散が促進される。従って、均質燃焼時の燃焼が一層良好なものとなる。
【0041】
また図8は、この発明の第4実施例を示している。この実施例においては、燃料噴射弁10は、略円筒状をなす該燃料噴射弁10の中心軸に対して燃料噴霧の中心軸Fが傾斜した構成となっている。これにより、燃料噴射弁10自体は、シリンダ水平平面上で見た場合に、その中心軸がエンジセンターラインLに直交する姿勢で取り付けられており、燃料噴霧の方向のみが前述した各実施例と同様のものとなっている。
【0042】
従って、この実施例においては、シリンダヘッド2における燃料噴射弁取付孔の加工や取付作用が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関の第1実施例を示す平面図。
【図2】この第1実施例において吸気行程中に噴射された燃料噴霧の方向を示す説明図。
【図3】シリンダ内に生成される縦渦の様子を示す斜視図。
【図4】この第1実施例の断面図。
【図5】この発明の第2実施例を示す断面図。
【図6】この発明の第3実施例を示す平面図。
【図7】図6の矢印B−B線に沿った断面図。
【図8】この発明の第4実施例を示す平面図。
【符号の説明】
3…シリンダ
5a,5b…吸気弁
6a,6b…排気弁
7…点火プラグ
8a…第1吸気ポート
8b…第2吸気ポート
10…燃料噴射弁
13…燃焼室

Claims (5)

  1. 各気筒毎に、気筒列方向に並んだ2つの吸気弁および2つの排気弁を有し、かつこれらの4個の弁の略中央位置に点火プラグが配置され、2つの吸気弁の間でかつシリンダ側壁寄りのシリンダヘッド下面部に配置された燃料噴射弁からシリンダ内に直接燃料が噴射される筒内噴射式火花点火内燃機関において、
    吸気弁の一方に対応する第1吸気ポートと他方に対応する第2吸気ポートとが、互いに独立して構成されているとともに、シリンダ中心軸に直交するシリンダ水平平面へ投影した各吸気ポートの中心線が、第1吸気ポートは気筒列方向に対し略垂直な形状に、第2吸気ポートはシリンダの略中心を指向するように内向した形状に、それぞれ構成されており、上記燃料噴射弁の先端位置が、2つの吸気弁の間の中央位置から上記第2吸気ポート寄りに片寄って配置されているとともに、この燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧を上記シリンダ水平平面に投影したときの噴霧中心線が、該シリンダ水平平面に投影した上記第2吸気ポートの中心線と略平行に構成され、さらにピストンの冠面における上記の2つの排気弁に対向する部分が、気筒列方向に、上記第1吸気ポート側から上記第2吸気ポート側へ向かって、徐々に低く形成されていることを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関。
  2. 上記第1吸気ポートのシリンダ軸方向の高さが、第2吸気ポートのシリンダ軸方向の高さよりも高く設定されていることを特徴とする請求項1記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
  3. 略円筒状をなす燃料噴射弁の中心軸に対して燃料噴霧の中心軸が傾斜しており、燃料噴射弁自体は、その中心軸が気筒列方向に直交する姿勢で取り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
  4. 上記第2吸気ポートの上流に、該吸気ポートを開閉する吸気制御弁が配設されているとともに、ピストン冠部に、凹部状の燃焼室が形成されており、成層希薄燃焼時に上記吸気制御弁を閉として主に第1吸気ポートから新気を導入するようにしたことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
  5. 均質燃焼時には上記吸気制御弁を開として両吸気ポートから新気を導入するようにしたことを特徴とする請求項記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
JP13267297A 1997-05-23 1997-05-23 筒内噴射式火花点火内燃機関 Expired - Lifetime JP3903200B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13267297A JP3903200B2 (ja) 1997-05-23 1997-05-23 筒内噴射式火花点火内燃機関

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13267297A JP3903200B2 (ja) 1997-05-23 1997-05-23 筒内噴射式火花点火内燃機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10317972A JPH10317972A (ja) 1998-12-02
JP3903200B2 true JP3903200B2 (ja) 2007-04-11

Family

ID=15086807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13267297A Expired - Lifetime JP3903200B2 (ja) 1997-05-23 1997-05-23 筒内噴射式火花点火内燃機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3903200B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258021A (ja) 2005-03-18 2006-09-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP7196405B2 (ja) * 2018-03-13 2022-12-27 マツダ株式会社 直噴エンジン

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10317972A (ja) 1998-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2591384B2 (ja) エンジンの吸気系構造
US6065444A (en) Direct-injection spark-ignition engine
EP1111216A2 (en) Combustion chamber for DISI engines with swirl airflows
JP3327168B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JP3903200B2 (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP3689974B2 (ja) 筒内直接燃料噴射内燃機関
JP3767125B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JP3559130B2 (ja) 筒内噴射エンジン
JP2004353463A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3635730B2 (ja) 内燃機関の吸気構造
JP3591141B2 (ja) 筒内直接噴射式火花点火内燃機関
JP3817910B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JP2501556Y2 (ja) 内燃機関の吸気装置
JP3030413B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関
JPH04112944A (ja) 燃料噴射式内燃機関
JPH06213081A (ja) エンジンのegr装置
JP3721761B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
KR100303979B1 (ko) 3밸브의직분식가솔린엔진
JP3284922B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JP3826491B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JPS60111021A (ja) 燃料噴射装置を有する3弁式内燃機関
JP3644230B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JP3644359B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JP3903567B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のピストン
JPH08121173A (ja) 筒内噴射式火花点火機関

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060905

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060908

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061031

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140119

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term