JPH11210469A - 筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
筒内噴射式火花点火機関Info
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- JPH11210469A JPH11210469A JP10010120A JP1012098A JPH11210469A JP H11210469 A JPH11210469 A JP H11210469A JP 10010120 A JP10010120 A JP 10010120A JP 1012098 A JP1012098 A JP 1012098A JP H11210469 A JPH11210469 A JP H11210469A
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- ignition engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other 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
- F02B23/104—Other 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】成層燃焼を意図する筒内噴射式火花点火機関に
おいて、点火プラグのくすぶりとすすの生成を防止す
る。 【解決手段】気筒上部中心に点火プラグ８、気筒周縁部
に燃料噴射弁５，ピストン４頂面に凹溝１，吸気管に旋
回流生成手段を設けた筒内噴射式火花点火機関におい
て、凹溝１の排気管側に、傾斜面１３ａ，１３ｃと垂直
面１３ｂを持つ凸部１３を設ける。圧縮行程の後期にお
いて、凸部１３の垂直面１３ｂを跨ぐように、凹溝１内
に燃料を噴射する。 【効果】凸部上面に噴射された燃料により、点火プラグ
周りに着火性の良い混合気を生成するとともに、凸部よ
り吸気管側に噴射された燃料が凹溝内に拡散し、点火プ
ラグのくすぶりやすすの生成が防止される。
おいて、点火プラグのくすぶりとすすの生成を防止す
る。 【解決手段】気筒上部中心に点火プラグ８、気筒周縁部
に燃料噴射弁５，ピストン４頂面に凹溝１，吸気管に旋
回流生成手段を設けた筒内噴射式火花点火機関におい
て、凹溝１の排気管側に、傾斜面１３ａ，１３ｃと垂直
面１３ｂを持つ凸部１３を設ける。圧縮行程の後期にお
いて、凸部１３の垂直面１３ｂを跨ぐように、凹溝１内
に燃料を噴射する。 【効果】凸部上面に噴射された燃料により、点火プラグ
周りに着火性の良い混合気を生成するとともに、凸部よ
り吸気管側に噴射された燃料が凹溝内に拡散し、点火プ
ラグのくすぶりやすすの生成が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に成層燃焼時の点
火プラグのくすぶりと排気エミッションを低減する筒内
噴射式火花点火機関に関する。
火プラグのくすぶりと排気エミッションを低減する筒内
噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】火花点火式内燃機関では燃費の向上と排
気ガスの低公害化を目的として、気筒内に直接燃料を噴
射する筒内噴射方式が注目されている。図１９に代表的
な筒内噴射機関の構成図を示す。この方式では点火プラ
グ８は通常気筒６の上部中央に配置し、ピストン４の頂
部の吸気管９ａ，９ｂ側には凹溝１を設ける。凹溝１の
排気管側壁面１ａの位置は、点火プラグ８の下方に設置
される。燃料噴射弁５は気筒６の上部の吸気管側に設置
される。吸気管９ｂにはスワールコントロールバルブ２
が設けてあり、このバルブはエンジンの負荷に応じて駆
動機構(図示せず)により開閉可能となっている。エンジ
ン負荷が低負荷または中負荷の場合、スワールコントロ
ールバルブ２が駆動機構により閉じられ、吸気行程で吸
気管９ａからのみ空気が気筒６内に導入され、この結果
気筒６内には気筒軸周りの旋回流が発生する。圧縮行程
の後期で燃料噴射弁５より直径数＋μｍに微粒化した燃
料が凹溝１内へ向かって噴射される。このときの燃料噴
射量は、吸入した空気質量に対し、概ね１／２５〜１／
５０である。燃料は旋回流の働きによって気化されつつ
凹溝１内を回転し、点火プラグ８の近傍に運ばれる。こ
の結果、点火プラグ周りに比較的燃料濃度の高い混合気
が形成され、平均空燃比２５〜５０の希薄混合気であっ
ても、安定に着火し、燃焼させることができる。このよ
うな方式の筒内噴射式火花点火機関は例えば特開平4−9
4416号，特開平5−18245号，特開平5−256137号に記載
されている。
気ガスの低公害化を目的として、気筒内に直接燃料を噴
射する筒内噴射方式が注目されている。図１９に代表的
な筒内噴射機関の構成図を示す。この方式では点火プラ
グ８は通常気筒６の上部中央に配置し、ピストン４の頂
部の吸気管９ａ，９ｂ側には凹溝１を設ける。凹溝１の
排気管側壁面１ａの位置は、点火プラグ８の下方に設置
される。燃料噴射弁５は気筒６の上部の吸気管側に設置
される。吸気管９ｂにはスワールコントロールバルブ２
が設けてあり、このバルブはエンジンの負荷に応じて駆
動機構(図示せず)により開閉可能となっている。エンジ
ン負荷が低負荷または中負荷の場合、スワールコントロ
ールバルブ２が駆動機構により閉じられ、吸気行程で吸
気管９ａからのみ空気が気筒６内に導入され、この結果
気筒６内には気筒軸周りの旋回流が発生する。圧縮行程
の後期で燃料噴射弁５より直径数＋μｍに微粒化した燃
料が凹溝１内へ向かって噴射される。このときの燃料噴
射量は、吸入した空気質量に対し、概ね１／２５〜１／
５０である。燃料は旋回流の働きによって気化されつつ
凹溝１内を回転し、点火プラグ８の近傍に運ばれる。こ
の結果、点火プラグ周りに比較的燃料濃度の高い混合気
が形成され、平均空燃比２５〜５０の希薄混合気であっ
ても、安定に着火し、燃焼させることができる。このよ
うな方式の筒内噴射式火花点火機関は例えば特開平4−9
4416号，特開平5−18245号，特開平5−256137号に記載
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
筒内噴射式火花点火機関では、低負荷または中負荷運転
時に圧縮行程後期で燃料を噴射するために燃料の気化時
間が短く、点火時期において充分に気化した混合気を得
るためには、非常に細かく微粒化した燃料を筒内に供給
しなければならない。また、燃料の噴射期間もできるだ
け短く取る必要があるため、燃料の噴射速度は従来のポ
ート噴射方式に比べ高速となる。この場合、空気との混
合が充分になされず非常に燃料濃度の高い混合気が点火
プラグ近傍に到達することになり、点火時期の制御性の
悪化や、点火プラグのくすぶり，すすなどが発生する恐
れがある。
筒内噴射式火花点火機関では、低負荷または中負荷運転
時に圧縮行程後期で燃料を噴射するために燃料の気化時
間が短く、点火時期において充分に気化した混合気を得
るためには、非常に細かく微粒化した燃料を筒内に供給
しなければならない。また、燃料の噴射期間もできるだ
け短く取る必要があるため、燃料の噴射速度は従来のポ
ート噴射方式に比べ高速となる。この場合、空気との混
合が充分になされず非常に燃料濃度の高い混合気が点火
プラグ近傍に到達することになり、点火時期の制御性の
悪化や、点火プラグのくすぶり，すすなどが発生する恐
れがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を克服するた
めに本発明における第一の筒内噴射式火花点火機関で
は、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火プラグの下方
に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配置し、凹溝の
排気管側底面に凸部を設ける。凸部の吸気管側を垂直な
壁面とし、凸部の旋回流上流側及び下流側を凹溝となだ
らかに繋がる斜面で構成する。低負荷，中負荷運転時に
圧縮行程の後期で、凸部の吸気管側壁面を跨るように燃
料噴射弁の噴射方向を定める。
めに本発明における第一の筒内噴射式火花点火機関で
は、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火プラグの下方
に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配置し、凹溝の
排気管側底面に凸部を設ける。凸部の吸気管側を垂直な
壁面とし、凸部の旋回流上流側及び下流側を凹溝となだ
らかに繋がる斜面で構成する。低負荷，中負荷運転時に
圧縮行程の後期で、凸部の吸気管側壁面を跨るように燃
料噴射弁の噴射方向を定める。
【０００５】また、本発明における第二の筒内噴射式火
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、凹溝の吸気管側底面に凸部を設ける。凸部の旋回
流上流側及び下流側を凹溝となだらかに繋がる斜面で構
成する。低負荷，中負荷運転時に圧縮行程の後期で、凸
部の排気側と凹溝の境界を跨るように燃料噴射弁の噴射
方向を定める。
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、凹溝の吸気管側底面に凸部を設ける。凸部の旋回
流上流側及び下流側を凹溝となだらかに繋がる斜面で構
成する。低負荷，中負荷運転時に圧縮行程の後期で、凸
部の排気側と凹溝の境界を跨るように燃料噴射弁の噴射
方向を定める。
【０００６】また、本発明における第三の筒内噴射式火
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、凹溝の吸気管側底面に凸部を設ける。凸部の旋回
流上流側及び下流側を凹溝となだらかに繋がる斜面で構
成する。凸部の排気管側に凸部表面近傍の空気の吸気管
側から排気管側に向けての空気の流れを遮蔽する構造を
設ける。低負荷，中負荷運転時に圧縮行程の後期で、凸
部の排気側と凹溝の境界を跨るように燃料噴射弁の噴射
方向を定める。
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、凹溝の吸気管側底面に凸部を設ける。凸部の旋回
流上流側及び下流側を凹溝となだらかに繋がる斜面で構
成する。凸部の排気管側に凸部表面近傍の空気の吸気管
側から排気管側に向けての空気の流れを遮蔽する構造を
設ける。低負荷，中負荷運転時に圧縮行程の後期で、凸
部の排気側と凹溝の境界を跨るように燃料噴射弁の噴射
方向を定める。
【０００７】また、本発明における第四の筒内噴射式火
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、凹溝の吸気管側底面に凹部を設ける。凹部の旋回
流上流側及び下流側を凹溝となだらかに繋がる斜面で構
成する。低負荷，中負荷運転時に圧縮行程の後期で、凹
部の排気側と凹溝の境界を跨るように燃料噴射弁の噴射
方向を定める。
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、凹溝の吸気管側底面に凹部を設ける。凹部の旋回
流上流側及び下流側を凹溝となだらかに繋がる斜面で構
成する。低負荷，中負荷運転時に圧縮行程の後期で、凹
部の排気側と凹溝の境界を跨るように燃料噴射弁の噴射
方向を定める。
【０００８】また、本発明における第五の筒内噴射式火
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、圧縮行程の後期に噴射した燃料が凹溝の底面に向
かうように噴射弁の噴射方向を定める。凹溝壁面に沿っ
て点火プラグ方向へ上昇する燃料が、気筒の中心軸に平
行でかつ点火プラグと燃料噴射弁を通る平面に垂直な軸
周りに循環する流れを生成する手段を設ける。
花点火機関では、ピストンの凹溝の排気管側壁面を点火
プラグの下方に、吸気管側壁面を燃料噴射弁の下方に配
置し、圧縮行程の後期に噴射した燃料が凹溝の底面に向
かうように噴射弁の噴射方向を定める。凹溝壁面に沿っ
て点火プラグ方向へ上昇する燃料が、気筒の中心軸に平
行でかつ点火プラグと燃料噴射弁を通る平面に垂直な軸
周りに循環する流れを生成する手段を設ける。
【０００９】前述の第一の筒内噴射式火花点火機関で
は、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期で、ピ
ストンの凹溝の排気管側に設けられた凸部の吸気管側壁
面を跨ぐように燃料噴射弁より燃料が噴射される。凸部
の上面に向けて噴射された燃料は、気筒軸周りの旋回流
によって気化しつつ点火プラグ近傍に運ばれる。一方、
凸部より吸気管側に噴射された燃料は、凹溝の底面に沿
って凸部の吸気管側壁面に衝突し、ここで旋回流の上流
側，下流側に向かい、凹溝内に広く分散する。これによ
って、点火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混合気が
生成されるのを防止できる。
は、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期で、ピ
ストンの凹溝の排気管側に設けられた凸部の吸気管側壁
面を跨ぐように燃料噴射弁より燃料が噴射される。凸部
の上面に向けて噴射された燃料は、気筒軸周りの旋回流
によって気化しつつ点火プラグ近傍に運ばれる。一方、
凸部より吸気管側に噴射された燃料は、凹溝の底面に沿
って凸部の吸気管側壁面に衝突し、ここで旋回流の上流
側，下流側に向かい、凹溝内に広く分散する。これによ
って、点火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混合気が
生成されるのを防止できる。
【００１０】また、前述の第二の筒内噴射式火花点火機
関では、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期
で、ピストンの凹溝の吸気管側に設けられた凸部の排気
管側と凹溝底面の境界を跨ぐように燃料噴射弁より燃料
が噴射される。凹溝の排気管側に向けて噴射された燃料
は、気筒軸周りの旋回流によって気化しつつ点火プラグ
近傍に運ばれる。一方、凸部に噴射された燃料は、旋回
流の上流側，下流側に分かれ凹溝内に広く分散する。こ
れによって、点火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混
合気が生成されるのを防止できる。
関では、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期
で、ピストンの凹溝の吸気管側に設けられた凸部の排気
管側と凹溝底面の境界を跨ぐように燃料噴射弁より燃料
が噴射される。凹溝の排気管側に向けて噴射された燃料
は、気筒軸周りの旋回流によって気化しつつ点火プラグ
近傍に運ばれる。一方、凸部に噴射された燃料は、旋回
流の上流側，下流側に分かれ凹溝内に広く分散する。こ
れによって、点火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混
合気が生成されるのを防止できる。
【００１１】また、前述の第三の筒内噴射式火花点火機
関では、前述の第二の筒内噴射式火花点火機関と同様の
作用に加え、凸部の表面近傍を吸気管側から排気管側に
向かって流れる燃料蒸気が、凸部の排気管側に設けた流
れ遮蔽構造によって、旋回流の上流側，下流側に分散
し、点火プラグに過度に燃料濃度の高い混合気が生成さ
れるのを防止できる。
関では、前述の第二の筒内噴射式火花点火機関と同様の
作用に加え、凸部の表面近傍を吸気管側から排気管側に
向かって流れる燃料蒸気が、凸部の排気管側に設けた流
れ遮蔽構造によって、旋回流の上流側，下流側に分散
し、点火プラグに過度に燃料濃度の高い混合気が生成さ
れるのを防止できる。
【００１２】また、前述の第四の筒内噴射式火花点火機
関では、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期
で、ピストンの凹溝の吸気管側に設けられた凹部の排気
管側と凹溝底面の境界を跨ぐように燃料噴射弁より燃料
が噴射される。凹溝の排気管側に向けて噴射された燃料
は、気筒軸周りの旋回流によって気化しつつ点火プラグ
近傍に運ばれる。一方、凹部に噴射された燃料は、旋回
流の上流側，下流側に分かれ凹溝内に広く分散する。こ
れによって、点火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混
合気が生成されるのを防止できる。
関では、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期
で、ピストンの凹溝の吸気管側に設けられた凹部の排気
管側と凹溝底面の境界を跨ぐように燃料噴射弁より燃料
が噴射される。凹溝の排気管側に向けて噴射された燃料
は、気筒軸周りの旋回流によって気化しつつ点火プラグ
近傍に運ばれる。一方、凹部に噴射された燃料は、旋回
流の上流側，下流側に分かれ凹溝内に広く分散する。こ
れによって、点火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混
合気が生成されるのを防止できる。
【００１３】また、前述の第五の筒内噴射式火花点火機
関では、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期
で、ピストンの凹溝に向けて燃料噴射弁より燃料が噴射
される。凹溝内の燃料は気筒軸周りの旋回流によって気
化しつつ凹溝壁面に沿って点火プラグ方向へ上昇し、気
筒の中心軸に平行でかつ点火プラグと燃料噴射弁を通る
平面に垂直な軸周りに循環する。これにより、点火プラ
グの下方で燃料と空気の混合が促進されるとともに、ピ
ストンから点火プラグ方向へ向かう流れが抑制され、点
火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混合気が生成され
るのを防止できる。
関では、低負荷または中負荷運転時に圧縮行程の後期
で、ピストンの凹溝に向けて燃料噴射弁より燃料が噴射
される。凹溝内の燃料は気筒軸周りの旋回流によって気
化しつつ凹溝壁面に沿って点火プラグ方向へ上昇し、気
筒の中心軸に平行でかつ点火プラグと燃料噴射弁を通る
平面に垂直な軸周りに循環する。これにより、点火プラ
グの下方で燃料と空気の混合が促進されるとともに、ピ
ストンから点火プラグ方向へ向かう流れが抑制され、点
火プラグ周りに過度に燃料濃度の高い混合気が生成され
るのを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下図面により、本発明の実施例
を説明する。図１は本発明による筒内噴射式火花点火機
関の第一実施例を示す縦断面図であり、図２はその概略
平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面を吸気管側から
見た断面図である。本エンジンの概略構成は図１９に示
すように、２本の吸気管９ａ、９ｂと２本の排気管１０
が気筒６の上部にあり、それぞれの吸気管と排気管に吸
気バルブ１１と排気バルブ１２が設けられた４弁エンジ
ンとなっている。吸気管９ｂにはスワールコントロール
バルブ２が設けられている。このスワールコントロール
バルブは駆動機構（図示せず）によって、低負荷または
中負荷運転時には閉じ、高負荷運転時には開くようにな
っている。気筒６の中心上部には、点火プラグ８が設け
られ、吸気管９ａ，９ｂの間に燃料噴射弁５が設けられ
ている。この燃料噴射弁５は、燃料を数十μｍの大きさ
に微粒化して、気筒６内に円錐状に噴射するものであ
る。ピストン４の頂面の吸気管側寄りには、円形の凹溝
１が設けられている。凹溝１の排気管側壁面１ａは凹溝
底面に対して鈍角を成す斜面で構成され、凹溝１の他の
側面は凹溝底面に対しほぼ直角となっている。本発明で
は、図１〜図３に示すように、凹溝１の底面の排気管１
０側に凸部１３が設けられている。この凸部１３の吸気
管側壁面１３ｂは凹溝のほぼ中央部で、凹溝底面に対し
ほぼ直角の角度を成している。一方、凸部１３の側面１
３ａ、１３ｃはなだらかな勾配を持つ斜面によって、凹
溝１の底面と繋がっている。凸部１３の排気管側は凹溝
１の排気管側壁面１ａに繋がっている。また、凸部１３
の上面は平面となっている。燃料噴射弁５の燃料噴射方
向は、図４に示すように、圧縮行程の後期において燃料
噴射弁５から噴射された円錐形状の燃料噴霧１４が、凸
部１３の吸気管側壁面１３ｂを跨いで、凸部１３の上面
と凹溝１の吸気管側底面の双方に供給されるように定め
られている。
を説明する。図１は本発明による筒内噴射式火花点火機
関の第一実施例を示す縦断面図であり、図２はその概略
平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面を吸気管側から
見た断面図である。本エンジンの概略構成は図１９に示
すように、２本の吸気管９ａ、９ｂと２本の排気管１０
が気筒６の上部にあり、それぞれの吸気管と排気管に吸
気バルブ１１と排気バルブ１２が設けられた４弁エンジ
ンとなっている。吸気管９ｂにはスワールコントロール
バルブ２が設けられている。このスワールコントロール
バルブは駆動機構（図示せず）によって、低負荷または
中負荷運転時には閉じ、高負荷運転時には開くようにな
っている。気筒６の中心上部には、点火プラグ８が設け
られ、吸気管９ａ，９ｂの間に燃料噴射弁５が設けられ
ている。この燃料噴射弁５は、燃料を数十μｍの大きさ
に微粒化して、気筒６内に円錐状に噴射するものであ
る。ピストン４の頂面の吸気管側寄りには、円形の凹溝
１が設けられている。凹溝１の排気管側壁面１ａは凹溝
底面に対して鈍角を成す斜面で構成され、凹溝１の他の
側面は凹溝底面に対しほぼ直角となっている。本発明で
は、図１〜図３に示すように、凹溝１の底面の排気管１
０側に凸部１３が設けられている。この凸部１３の吸気
管側壁面１３ｂは凹溝のほぼ中央部で、凹溝底面に対し
ほぼ直角の角度を成している。一方、凸部１３の側面１
３ａ、１３ｃはなだらかな勾配を持つ斜面によって、凹
溝１の底面と繋がっている。凸部１３の排気管側は凹溝
１の排気管側壁面１ａに繋がっている。また、凸部１３
の上面は平面となっている。燃料噴射弁５の燃料噴射方
向は、図４に示すように、圧縮行程の後期において燃料
噴射弁５から噴射された円錐形状の燃料噴霧１４が、凸
部１３の吸気管側壁面１３ｂを跨いで、凸部１３の上面
と凹溝１の吸気管側底面の双方に供給されるように定め
られている。
【００１５】本実施例において、低負荷，中負荷運転時
には、スワールコントロールバルブ２が閉じられ、吸気
管９ａから気筒６内へ空気が導入される。この結果、気
筒６内には気筒の軸周りの旋回流が発生する。ピストン
の表面近傍では、この旋回流は図５に示すようにピスト
ン頂面の凹溝１内で旋回する流れＳとなる。凸部１３の
旋回流上流側に当たる側面（壁面）１３ａ及び下流側に
当たる側面（壁面）１３ｃは、凹溝１の底面からなだら
かに傾斜しているため、凸部１３による旋回流Ｓの乱れ
は小さく、圧縮行程の後期においても旋回流Ｓは消滅す
ることなく凹溝１内に存在し続ける。
には、スワールコントロールバルブ２が閉じられ、吸気
管９ａから気筒６内へ空気が導入される。この結果、気
筒６内には気筒の軸周りの旋回流が発生する。ピストン
の表面近傍では、この旋回流は図５に示すようにピスト
ン頂面の凹溝１内で旋回する流れＳとなる。凸部１３の
旋回流上流側に当たる側面（壁面）１３ａ及び下流側に
当たる側面（壁面）１３ｃは、凹溝１の底面からなだら
かに傾斜しているため、凸部１３による旋回流Ｓの乱れ
は小さく、圧縮行程の後期においても旋回流Ｓは消滅す
ることなく凹溝１内に存在し続ける。
【００１６】吸気に引き続いて圧縮行程の後期に、燃料
噴射弁５より、凸部１３の吸気管側壁面１３ｂを跨い
で、凸部１３の上面と、凹溝１の吸気管側底面に向かっ
て、吸入空気質量に対し１／２５〜１／５０の量の燃料
が噴射される。図５に示すように凸部１３の上面に向け
て噴射した燃料Ｆ１は、気化しながら噴射時の慣性力に
よって凹溝１内を排気管側に進みつつ、旋回流Ｓによっ
て凹溝１の周方向に運ばれ、気筒中心近傍に到達する。
一方、凸部１３の吸気管側壁面１３ｂより吸気管側に向
けて噴射した燃料の一部Ｆ２１は、気化しつつ噴射時の
慣性力によって凹溝１の底面近傍を排気管側に向かって
進み、凸部の吸気管側壁面１３ｂに衝突する。凸部の吸
気管側壁面１３ｂは凹溝１の底面に対し垂直となってい
るため、この壁面に衝突した燃料Ｆ２１は減速しつつ該
壁面１３ｂを乗り越え、凸部１３の上面を通って気筒６
の中心近傍へ到達する。また、凸部１３の吸気管側壁面
13ｂより吸気管側に向けて噴射した燃料の一部Ｆ２２
は、気化しつつ噴射時の慣性力によって凹溝１の底面近
傍を排気管側に向かって進み、凸部の吸気管側壁面13ｂ
に衝突する。この壁面に衝突した燃料Ｆ２２は減速しつ
つ該壁面１３ｂを乗り越え、凸部１３の旋回流下流側に
当たる側面（壁面）１３ｃに到達し、さらに旋回流Ｓに
よって該壁面１３ｃを下降し、凹溝１の吸気管側に向か
う。
噴射弁５より、凸部１３の吸気管側壁面１３ｂを跨い
で、凸部１３の上面と、凹溝１の吸気管側底面に向かっ
て、吸入空気質量に対し１／２５〜１／５０の量の燃料
が噴射される。図５に示すように凸部１３の上面に向け
て噴射した燃料Ｆ１は、気化しながら噴射時の慣性力に
よって凹溝１内を排気管側に進みつつ、旋回流Ｓによっ
て凹溝１の周方向に運ばれ、気筒中心近傍に到達する。
一方、凸部１３の吸気管側壁面１３ｂより吸気管側に向
けて噴射した燃料の一部Ｆ２１は、気化しつつ噴射時の
慣性力によって凹溝１の底面近傍を排気管側に向かって
進み、凸部の吸気管側壁面１３ｂに衝突する。凸部の吸
気管側壁面１３ｂは凹溝１の底面に対し垂直となってい
るため、この壁面に衝突した燃料Ｆ２１は減速しつつ該
壁面１３ｂを乗り越え、凸部１３の上面を通って気筒６
の中心近傍へ到達する。また、凸部１３の吸気管側壁面
13ｂより吸気管側に向けて噴射した燃料の一部Ｆ２２
は、気化しつつ噴射時の慣性力によって凹溝１の底面近
傍を排気管側に向かって進み、凸部の吸気管側壁面13ｂ
に衝突する。この壁面に衝突した燃料Ｆ２２は減速しつ
つ該壁面１３ｂを乗り越え、凸部１３の旋回流下流側に
当たる側面（壁面）１３ｃに到達し、さらに旋回流Ｓに
よって該壁面１３ｃを下降し、凹溝１の吸気管側に向か
う。
【００１７】以上の蒸気挙動を縦断面で示すと図６のよ
うになる。凸部１３の上部に向けて噴射された燃料Ｆ１
が速やかに点火プラグ８の電極位置近傍に到達すること
によって、点火プラグ近傍に燃料濃度の高い混合気が生
成され、混合気へ確実に着火できる。一方、凹溝１の吸
気管側に向けて噴射された燃料Ｆ２１は、凸部の吸気管
側壁面に衝突することによって、排気管側方向に向かう
速度が大きく減速し、凸部１の上部に向けて噴射された
燃料Ｆ１より遅れて気筒の中心へ向かう。この結果、点
火プラグ８に向かう燃料蒸気は図６のＦで示すように長
い帯状の分布となる。また、図５で示したように凹溝１
の吸気管側に向けて噴射された燃料の一部は、気筒中心
に向かわず、旋回流によって、凹溝１の吸気管側へ拡散
していくため、点火プラグ８に向かう蒸気濃度は比較的
低くなる。一方、凸部１３がなく凹溝１の底面が平坦で
ある従来法の場合には、図７に示すように凹溝１の底面
に向けて噴射された燃料の殆どが短時間で点火プラグ８
の電極部に到達する。この結果、蒸気は図７のＦ′で示
すように点火プラグの近傍に局所的に集中した分布とな
る。図８に点火プラグの電極部近傍の混合気の燃空比の
クランク角度に対する変化を示す。従来法では、点火プ
ラグの電極部に集中した蒸気が到達するため、時間の経
過と共に急速に燃空比が高くなり、理論混合比を大きく
超えてしまう。さらに上死点に近づくと、集中した蒸気
が点火プラグの電極部を通り過ぎるため、急速に燃空比
が下がる。一般的に燃焼速度は理論混合比近傍で最も速
くなるため、着火性とその後の火炎伝播性を良くするに
は、点火プラグ近傍の混合気が理論混合比であるときに
点火するのが望ましいが、従来法では点火プラグ近傍の
燃空比が図８のように急激に変化するため、着火時期の
制御が非常に困難となる。また、何らかの原因で着火が
遅れた場合には、点火プラグの電極部に非常に濃度の高
い混合気が生成され点火プラグのくすぶりやすすの発生
などの原因となる。一方、本発明では点火プラグへ向か
う蒸気が帯状の分布となり、かつ、凸部によって凹溝内
への蒸気拡散が促進されるため、点火プラグ周りの混合
気の燃空比は図８に示すように、クランク角度に対し緩
やかに変化する。このため、点火時期の制御が容易にな
り、また点火プラグのくすぶりやすすの発生を防止でき
るなどの効果がある。
うになる。凸部１３の上部に向けて噴射された燃料Ｆ１
が速やかに点火プラグ８の電極位置近傍に到達すること
によって、点火プラグ近傍に燃料濃度の高い混合気が生
成され、混合気へ確実に着火できる。一方、凹溝１の吸
気管側に向けて噴射された燃料Ｆ２１は、凸部の吸気管
側壁面に衝突することによって、排気管側方向に向かう
速度が大きく減速し、凸部１の上部に向けて噴射された
燃料Ｆ１より遅れて気筒の中心へ向かう。この結果、点
火プラグ８に向かう燃料蒸気は図６のＦで示すように長
い帯状の分布となる。また、図５で示したように凹溝１
の吸気管側に向けて噴射された燃料の一部は、気筒中心
に向かわず、旋回流によって、凹溝１の吸気管側へ拡散
していくため、点火プラグ８に向かう蒸気濃度は比較的
低くなる。一方、凸部１３がなく凹溝１の底面が平坦で
ある従来法の場合には、図７に示すように凹溝１の底面
に向けて噴射された燃料の殆どが短時間で点火プラグ８
の電極部に到達する。この結果、蒸気は図７のＦ′で示
すように点火プラグの近傍に局所的に集中した分布とな
る。図８に点火プラグの電極部近傍の混合気の燃空比の
クランク角度に対する変化を示す。従来法では、点火プ
ラグの電極部に集中した蒸気が到達するため、時間の経
過と共に急速に燃空比が高くなり、理論混合比を大きく
超えてしまう。さらに上死点に近づくと、集中した蒸気
が点火プラグの電極部を通り過ぎるため、急速に燃空比
が下がる。一般的に燃焼速度は理論混合比近傍で最も速
くなるため、着火性とその後の火炎伝播性を良くするに
は、点火プラグ近傍の混合気が理論混合比であるときに
点火するのが望ましいが、従来法では点火プラグ近傍の
燃空比が図８のように急激に変化するため、着火時期の
制御が非常に困難となる。また、何らかの原因で着火が
遅れた場合には、点火プラグの電極部に非常に濃度の高
い混合気が生成され点火プラグのくすぶりやすすの発生
などの原因となる。一方、本発明では点火プラグへ向か
う蒸気が帯状の分布となり、かつ、凸部によって凹溝内
への蒸気拡散が促進されるため、点火プラグ周りの混合
気の燃空比は図８に示すように、クランク角度に対し緩
やかに変化する。このため、点火時期の制御が容易にな
り、また点火プラグのくすぶりやすすの発生を防止でき
るなどの効果がある。
【００１８】図９は本発明による筒内噴射式火花点火機
関の第二実施例を示す縦断面図であり、図１０はその概
略平面図、図１１は図９におけるＡ−Ａ断面を吸気管側
から見た断面図である。本エンジンの概略構成は、第一
実施例と同様であり、第一実施例との違いは凹溝１内に
設けた凸部１３の形状と燃料噴射弁５の噴射方向のみで
ある。本実施例では、図９，図１０に示すように凸部１
３は凹溝１の吸気管側に設けられている。凸部１３の断
面は図１１に示すように三角形の形状となっており、側
面１３ａ，１３ｃは凹溝１の底面に対し緩やかな勾配と
なっている。
関の第二実施例を示す縦断面図であり、図１０はその概
略平面図、図１１は図９におけるＡ−Ａ断面を吸気管側
から見た断面図である。本エンジンの概略構成は、第一
実施例と同様であり、第一実施例との違いは凹溝１内に
設けた凸部１３の形状と燃料噴射弁５の噴射方向のみで
ある。本実施例では、図９，図１０に示すように凸部１
３は凹溝１の吸気管側に設けられている。凸部１３の断
面は図１１に示すように三角形の形状となっており、側
面１３ａ，１３ｃは凹溝１の底面に対し緩やかな勾配と
なっている。
【００１９】本実施例において、低負荷，中負荷運転時
には、第一の実施例と同様にスワールコントロールバル
ブが閉じられ、気筒内には気筒の軸周りの旋回流が発生
する。凸部の側面１３ａと１３ｃは凹溝１の底面に対し
緩やかに傾斜しているため、凸部１３による旋回流Ｓの
乱れは小さく、圧縮行程の後期においても旋回流Ｓは消
滅することなく凹溝１内に存在し続ける。
には、第一の実施例と同様にスワールコントロールバル
ブが閉じられ、気筒内には気筒の軸周りの旋回流が発生
する。凸部の側面１３ａと１３ｃは凹溝１の底面に対し
緩やかに傾斜しているため、凸部１３による旋回流Ｓの
乱れは小さく、圧縮行程の後期においても旋回流Ｓは消
滅することなく凹溝１内に存在し続ける。
【００２０】吸気に引き続いて圧縮行程の後期に、燃料
噴射弁５より、凸部１３の排気管側壁面１３ｄを跨い
で、凸部１３と凹溝１の排気管側底面に向かって、吸入
空気質量に対し１／２５〜１／５０の量の燃料が噴射さ
れる。図１２に示すように凹溝１の排気管側に向けて噴
射された燃料Ｆ１は、気化しながら噴射時の慣性力によ
って凹溝１内を排気管側に進みつつ、旋回流Ｓによって
凹溝１の周方向に運ばれ、気筒中心近傍に到達する。一
方、凸部１３に衝突した燃料は、凸部が三角形の断面を
有するため、旋回流上流側へ向かう燃料Ｆ２１と旋回流
下流側へ向かう燃料Ｆ２２に分かれる。旋回流上流側へ
向かった燃料Ｆ２１は気化しつつ旋回流Ｓによって凹溝
１の周方向に運ばれ気筒の中心近傍に到達する。一方、
旋回流下流側に向かった燃料Ｆ２２は、旋回流Ｓによっ
て、凹溝１の吸気管側に運ばれる。この結果、燃料蒸気
の分布は図１３に示すように、凸部１３近傍で、旋回流
の上流及び下流側に広がった分布となる。凹溝１の排気
管側に向けて噴射した燃料Ｆ１が速やかに点火プラグ近
傍に到達することによって、点火プラグに燃料濃度の高
い混合気を生成し、混合気に確実に着火することができ
る。一方、凸部１３に衝突した燃料が旋回流の上流及び
下流側に拡散することによって、点火プラグ近傍に過度
に蒸気濃度の高い混合気が集中するのを防止できる。な
お、本実施例においては、凸部１３の断面形状を三角形
としたが、台形や五角形または半円形状などであって
も、本実施例と同様の効果を得ることができる。
噴射弁５より、凸部１３の排気管側壁面１３ｄを跨い
で、凸部１３と凹溝１の排気管側底面に向かって、吸入
空気質量に対し１／２５〜１／５０の量の燃料が噴射さ
れる。図１２に示すように凹溝１の排気管側に向けて噴
射された燃料Ｆ１は、気化しながら噴射時の慣性力によ
って凹溝１内を排気管側に進みつつ、旋回流Ｓによって
凹溝１の周方向に運ばれ、気筒中心近傍に到達する。一
方、凸部１３に衝突した燃料は、凸部が三角形の断面を
有するため、旋回流上流側へ向かう燃料Ｆ２１と旋回流
下流側へ向かう燃料Ｆ２２に分かれる。旋回流上流側へ
向かった燃料Ｆ２１は気化しつつ旋回流Ｓによって凹溝
１の周方向に運ばれ気筒の中心近傍に到達する。一方、
旋回流下流側に向かった燃料Ｆ２２は、旋回流Ｓによっ
て、凹溝１の吸気管側に運ばれる。この結果、燃料蒸気
の分布は図１３に示すように、凸部１３近傍で、旋回流
の上流及び下流側に広がった分布となる。凹溝１の排気
管側に向けて噴射した燃料Ｆ１が速やかに点火プラグ近
傍に到達することによって、点火プラグに燃料濃度の高
い混合気を生成し、混合気に確実に着火することができ
る。一方、凸部１３に衝突した燃料が旋回流の上流及び
下流側に拡散することによって、点火プラグ近傍に過度
に蒸気濃度の高い混合気が集中するのを防止できる。な
お、本実施例においては、凸部１３の断面形状を三角形
としたが、台形や五角形または半円形状などであって
も、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２１】図１４は本発明による筒内噴射式火花点火
機関の第三実施例を示す概略平面図であり、図１５は図
１４のＡ−Ａ断面図を示している。本実施例は、前述し
た第二の実施例に対し、凸部１３の排気管側側面に流れ
遮蔽板１７を設けたものである。図１４に示すように、
流れ遮蔽板１７は、凸部１３の表面近傍を、吸気管側か
ら排気管側に向かう燃料の方向を、旋回流Ｓの上流側及
び下流側に偏向させる働きがある。これによって、凸部
１３に向けて噴射された燃料を確実に拡散し、点火プラ
グ近傍へ過度に燃料濃度の高い混合気が到達するのを防
止できる。
機関の第三実施例を示す概略平面図であり、図１５は図
１４のＡ−Ａ断面図を示している。本実施例は、前述し
た第二の実施例に対し、凸部１３の排気管側側面に流れ
遮蔽板１７を設けたものである。図１４に示すように、
流れ遮蔽板１７は、凸部１３の表面近傍を、吸気管側か
ら排気管側に向かう燃料の方向を、旋回流Ｓの上流側及
び下流側に偏向させる働きがある。これによって、凸部
１３に向けて噴射された燃料を確実に拡散し、点火プラ
グ近傍へ過度に燃料濃度の高い混合気が到達するのを防
止できる。
【００２２】図１６は本発明による筒内噴射式火花点火
機関の第四実施例を示す概略平面図であり、図１７は図
１６のＡ−Ａ断面図を示している。本実施例は、前述し
た第二の実施例の凸部１３を凹部１８に変更したもので
ある。図１７に示すように凹部１８の断面形状は三角形
となっており、凹部１８の側面１８ａ，１８ｂは凹溝１
の底面に対し緩やかな傾斜となっている。また、凹部１
８の排気管側壁面18ｃは凹溝１の底面に対し垂直となっ
ている。本実施例においては前述の第二の実施例と同様
に、低負荷，中負荷運転時に筒内に旋回流Ｓを生成した
うえで、圧縮行程の後期で、凹部１８の排気管側壁面１
８ｃを跨ぐように、燃料噴射弁５より燃料を噴射する。
図１８に示すように、凹溝１の排気管側に向けて噴射し
た燃料Ｆ１が速やかに点火プラグ近傍に到達することに
よって、点火プラグに燃料濃度の高い混合気を生成し、
確実に着火することができる。一方、凹部１８に衝突し
た燃料は排気管側壁面１８ｃに衝突し、旋回流の上流及
び下流側に拡散する。これにより点火プラグ近傍に過度
に蒸気濃度の高い混合気が集中するのを防止できる。な
お、本実施例においては、凹部１８の断面形状を三角形
としたが、台形や五角形または半円形状などであって
も、本実施例と同様の効果を得ることができる。
機関の第四実施例を示す概略平面図であり、図１７は図
１６のＡ−Ａ断面図を示している。本実施例は、前述し
た第二の実施例の凸部１３を凹部１８に変更したもので
ある。図１７に示すように凹部１８の断面形状は三角形
となっており、凹部１８の側面１８ａ，１８ｂは凹溝１
の底面に対し緩やかな傾斜となっている。また、凹部１
８の排気管側壁面18ｃは凹溝１の底面に対し垂直となっ
ている。本実施例においては前述の第二の実施例と同様
に、低負荷，中負荷運転時に筒内に旋回流Ｓを生成した
うえで、圧縮行程の後期で、凹部１８の排気管側壁面１
８ｃを跨ぐように、燃料噴射弁５より燃料を噴射する。
図１８に示すように、凹溝１の排気管側に向けて噴射し
た燃料Ｆ１が速やかに点火プラグ近傍に到達することに
よって、点火プラグに燃料濃度の高い混合気を生成し、
確実に着火することができる。一方、凹部１８に衝突し
た燃料は排気管側壁面１８ｃに衝突し、旋回流の上流及
び下流側に拡散する。これにより点火プラグ近傍に過度
に蒸気濃度の高い混合気が集中するのを防止できる。な
お、本実施例においては、凹部１８の断面形状を三角形
としたが、台形や五角形または半円形状などであって
も、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２３】図２０は本発明による筒内噴射式火花点火
機関の第五実施例を示す縦断面図であり、図２１はその
概略平面図である。本実施例では、凹溝１の底面が平面
で構成され、凹溝１の排気管側壁面に段部１５が設けら
れている。図２２に段部１５の拡大図を示す。段部１５
の吸気管側壁面１５ａは凹溝１の底面に対し垂直な面と
なっており、段部１５の上面は、凹溝１の底面に平行な
面となっている。本実施例においては前述の第一の実施
例と同様に、低負荷，中負荷運転時に筒内に旋回流Ｓを
生成したうえで、圧縮行程の後期で、凹溝１の底面のほ
ぼ中央に向けて燃料噴射弁５より燃料を噴射する。図２
１に示すように凹溝１に噴射された燃料Ｆ１は気化しな
がら、噴射時の慣性力によって凹溝１内を排気管方向に
移動しつつ、旋回流Ｓによって、凹溝１の周方向に運ば
れる。やがて、燃料は段部１５の側面１５ｂに衝突し、
上向きに流れ方向を変える。図２２に示すように、燃料
は段部１５のエッジ部１６を過ぎても慣性力によりさら
に上部に向かおうとするが、エッジ部１６の排気管側の
圧力が低下するため、エッジ部１６で剥離渦が生成さ
れ、蒸気は段部１５上で循環する。これにより、燃料と
空気との混合と、燃料の気化が促進されるとともに、図
７に示したような点火プラグへ向かって上昇する蒸気の
流れが弱くなる。この結果、過度に燃料蒸気濃度の高い
混合気が、点火プラグ近傍へ到達することを防止でき
る。
機関の第五実施例を示す縦断面図であり、図２１はその
概略平面図である。本実施例では、凹溝１の底面が平面
で構成され、凹溝１の排気管側壁面に段部１５が設けら
れている。図２２に段部１５の拡大図を示す。段部１５
の吸気管側壁面１５ａは凹溝１の底面に対し垂直な面と
なっており、段部１５の上面は、凹溝１の底面に平行な
面となっている。本実施例においては前述の第一の実施
例と同様に、低負荷，中負荷運転時に筒内に旋回流Ｓを
生成したうえで、圧縮行程の後期で、凹溝１の底面のほ
ぼ中央に向けて燃料噴射弁５より燃料を噴射する。図２
１に示すように凹溝１に噴射された燃料Ｆ１は気化しな
がら、噴射時の慣性力によって凹溝１内を排気管方向に
移動しつつ、旋回流Ｓによって、凹溝１の周方向に運ば
れる。やがて、燃料は段部１５の側面１５ｂに衝突し、
上向きに流れ方向を変える。図２２に示すように、燃料
は段部１５のエッジ部１６を過ぎても慣性力によりさら
に上部に向かおうとするが、エッジ部１６の排気管側の
圧力が低下するため、エッジ部１６で剥離渦が生成さ
れ、蒸気は段部１５上で循環する。これにより、燃料と
空気との混合と、燃料の気化が促進されるとともに、図
７に示したような点火プラグへ向かって上昇する蒸気の
流れが弱くなる。この結果、過度に燃料蒸気濃度の高い
混合気が、点火プラグ近傍へ到達することを防止でき
る。
【００２４】なお、図２３に示すように、段部１５のエ
ッジ部１６を鋭角にすることによって、より確実に段部
１５上の循環流を生成することができる。また、図２４
に示すように、凹溝１の底面に突起部１９を設けること
でも同様の効果を得ることができる。
ッジ部１６を鋭角にすることによって、より確実に段部
１５上の循環流を生成することができる。また、図２４
に示すように、凹溝１の底面に突起部１９を設けること
でも同様の効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、低負荷，中負荷運転時
において、点火プラグの電極部に適切な濃度の混合気を
安定に供給することができ、着火性の改善，点火プラグ
のくすぶりやすすの低減，点火時期の制御性の改善など
を図ることができる。
において、点火プラグの電極部に適切な濃度の混合気を
安定に供給することができ、着火性の改善，点火プラグ
のくすぶりやすすの低減，点火時期の制御性の改善など
を図ることができる。
【図１】本発明の第一実施例を示す筒内噴射式火花点火
機関の縦断面図。
機関の縦断面図。
【図２】本発明の第一実施例を示す筒内噴射式火花点火
機関の概略平面図。
機関の概略平面図。
【図３】本発明の第一実施例を示す筒内噴射式火花点火
機関のピストン断面図。
機関のピストン断面図。
【図４】本発明の第一実施例における燃料噴射の状況を
示す図。
示す図。
【図５】本発明の第一実施例における燃料挙動を示す
図。
図。
【図６】本発明の第一実施例における燃料挙動を示す
図。
図。
【図７】従来法における燃料挙動を示す図。
【図８】従来法と本発明における点火プラグ周りの燃空
比の変化を示す図。
比の変化を示す図。
【図９】本発明の第二実施例を示す筒内噴射式火花点火
機関の縦断面図。
機関の縦断面図。
【図１０】本発明の第二実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関の概略平面図。
火機関の概略平面図。
【図１１】本発明の第二実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関のピストン断面図。
火機関のピストン断面図。
【図１２】本発明の第二実施例における燃料挙動を示す
図。
図。
【図１３】本発明の第二実施例における燃料挙動を示す
図。
図。
【図１４】本発明の第三実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関の概略平面図。
火機関の概略平面図。
【図１５】本発明の第三実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関のピストン断面図。
火機関のピストン断面図。
【図１６】本発明の第四実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関の概略平面図。
火機関の概略平面図。
【図１７】本発明の第四実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関のピストン断面図。
火機関のピストン断面図。
【図１８】本発明の第四実施例における燃料挙動を示す
図。
図。
【図１９】本発明の第一実施例から第五実施例における
筒内噴射式火花点火機関の概略構成図。
筒内噴射式火花点火機関の概略構成図。
【図２０】本発明の第五実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関の縦断面図。
火機関の縦断面図。
【図２１】本発明の第五実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関の概略平面図。
火機関の概略平面図。
【図２２】本発明の第五実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関のピストン断面の拡大図。
火機関のピストン断面の拡大図。
【図２３】本発明の第五実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関のピストン断面の拡大図。
火機関のピストン断面の拡大図。
【図２４】本発明の第五実施例を示す筒内噴射式火花点
火機関のピストン断面の拡大図。
火機関のピストン断面の拡大図。
１…凹溝、４…ピストン、５…燃料噴射弁、８…点火プ
ラグ、１３…凸部、１３ａ…凸部の旋回流上流側に当た
る側面、１３ｂ…凸部の吸気管側壁面、13ｃ…凸部の旋
回流下流側に当たる側面、１５…段部、１５ａ…段部の
吸気管側壁面、１６…段部のエッジ部、１７…流れ遮蔽
板、１８…凹部、１９…突起部。
ラグ、１３…凸部、１３ａ…凸部の旋回流上流側に当た
る側面、１３ｂ…凸部の吸気管側壁面、13ｃ…凸部の旋
回流下流側に当たる側面、１５…段部、１５ａ…段部の
吸気管側壁面、１６…段部のエッジ部、１７…流れ遮蔽
板、１８…凹部、１９…突起部。
フロントページの続き (72)発明者 野木 利治 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 川部 隆平 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】気筒上部の略中央に点火プラグを有し、気
筒上部周縁の吸気側に燃料噴射弁を有し、ピストン頂面
の一部に凹溝を有し、該凹溝の排気管側壁面の一部が点
火プラグの略下方に位置し、該凹溝の吸気管側壁面の一
部が燃料噴射弁の略下方に位置し、吸気・圧縮行程にお
いて気筒の中心軸周りの旋回流が生成されるように構成
された筒内噴射式火花点火機関において、前記凹溝の排
気管側底面の一部に凸部を設け、該凸部の吸気管側壁面
を垂直壁面で構成し、該凸部の旋回流上流側に当たる側
面及び旋回流下流側にあたる側面を前記凹溝底面に対し
緩やかな勾配の斜面で構成し、該凸部の上面を平面で構
成し、少なくとも低負荷または中負荷運転時の圧縮行程
の後期に前記凸部の吸気管側壁面を跨るように燃料噴射
弁の燃料噴射方向を定めたことを特徴とする筒内噴射式
火花点火機関。 - 【請求項２】気筒上部の略中央に点火プラグを有し、気
筒上部周縁の吸気側に燃料噴射弁を有し、ピストン頂面
の一部に凹溝を有し、該凹溝の排気管側壁面の一部が点
火プラグの略下方に位置し、該凹溝の吸気管側壁面の一
部が燃料噴射弁の略下方に位置し、吸気・圧縮行程にお
いて気筒の中心軸周りの旋回流が生成されるように構成
された筒内噴射式火花点火機関において、前記凹溝の吸
気管側底面に凸部を設け、該凸部の旋回流上流側に当た
る側面及び旋回流下流側に当たる側面を前記凹溝底面に
対し緩やかな勾配の斜面で構成し、少なくとも低負荷ま
たは中負荷運転時の圧縮行程の後期に前記凸部の排気管
側壁面と凹溝底面との境界を跨るように燃料噴射弁の燃
料噴射方向を定めたことを特徴とする筒内噴射式火花点
火機関。 - 【請求項３】請求項２に記載の筒内噴射式火花点火機関
において、前記凸部表面近傍の吸気管側から排気管側に
向けての空気の流れを遮蔽する手段を備えたことを特徴
とする筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項４】気筒上部の略中央に点火プラグを有し、気
筒上部周縁の吸気側に燃料噴射弁を有し、ピストン頂面
の一部に凹溝を有し、該凹溝の排気管側壁面の一部が点
火プラグの略下方に位置し、該凹溝の吸気管側壁面の一
部が燃料噴射弁の略下方に位置し、吸気・圧縮行程にお
いて気筒の中心軸周りの旋回流が生成されるように構成
された筒内噴射式火花点火機関において、前記凹溝の吸
気管側底面に凹部を設け、該凹部の旋回流上流側に当た
る側面及び旋回流下流側に当たる側面を前記凹溝底面に
対し緩やかな勾配の斜面で構成し、少なくとも低負荷ま
たは中負荷運転時の圧縮行程の後期に前記凹部の排気管
側壁面と凹溝底面との境界を跨るように燃料噴射弁の燃
料噴射方向を定めたことを特徴とする筒内噴射式火花点
火機関。 - 【請求項５】気筒上部の略中央に点火プラグを有し、気
筒上部周縁の吸気側に燃料噴射弁を有し、ピストン頂面
の一部に凹溝を有し、該凹溝の排気管側壁面の一部が点
火プラグの略下方に位置し、該凹溝の吸気管側壁面の一
部が燃料噴射弁の略下方に位置し、吸気・圧縮行程にお
いて気筒の中心軸周りの旋回流が生成されるように構成
された筒内噴射式火花点火機関において、圧縮行程の後
期に燃料噴射弁から噴射された燃料が前記凹溝の底面に
向かうように燃料噴射弁の噴射方向を定め、少なくとも
低負荷または中負荷運転時の圧縮行程の後期に該燃料噴
射弁より噴射された燃料が該凹溝壁面に沿って前記点火
プラグ方向へと上昇し気筒の中心軸に平行でかつ点火プ
ラグと燃料噴射弁の中心軸を通る平面に垂直な軸周りに
循環し、その循環方向が燃焼室上部で吸気管から排気管
方向への流れを生成する手段を備えたことを特徴とする
筒内噴射式火花点火機関。 - 【請求項６】請求項５に記載の筒内噴射式火花点火機関
において、前記凹溝の排気管側壁面と凹溝底面との間に
段部を設けたことを特徴とする筒内噴射式火花点火機
関。 - 【請求項７】請求項６に記載の筒内噴射式火花点火機関
において、前記段部の上面と前記凹溝の吸気管側側面と
の接合部を鋭角のエッジで構成したことを特徴とする筒
内噴射式火花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10010120A JPH11210469A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10010120A JPH11210469A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210469A true JPH11210469A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11741451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10010120A Pending JPH11210469A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11210469A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006144647A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 筒内噴射式エンジン及びその制御装置 |
| JP2009257336A (ja) * | 2009-08-03 | 2009-11-05 | Hitachi Ltd | 筒内噴射式エンジンの制御装置 |
| JP2010180728A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式内燃機関のピストン |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP10010120A patent/JPH11210469A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006144647A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 筒内噴射式エンジン及びその制御装置 |
| JP4541846B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2010-09-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 筒内噴射式エンジン |
| JP2010180728A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式内燃機関のピストン |
| JP2009257336A (ja) * | 2009-08-03 | 2009-11-05 | Hitachi Ltd | 筒内噴射式エンジンの制御装置 |
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