JPH02125911A - 筒内直接噴射内燃機関 - Google Patents
筒内直接噴射内燃機関Info
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- JPH02125911A JPH02125911A JP63277413A JP27741388A JPH02125911A JP H02125911 A JPH02125911 A JP H02125911A JP 63277413 A JP63277413 A JP 63277413A JP 27741388 A JP27741388 A JP 27741388A JP H02125911 A JPH02125911 A JP H02125911A
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- Japan
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- fuel
- intake
- piston
- combustion chamber
- swirl
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- 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
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
- F02B2023/108—Swirl flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is vertical
-
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/0015—Controlling intake air for engines with means for controlling swirl or tumble flow, e.g. by using swirl valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
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- 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
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)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は機関気筒内に燃料を直接噴射する内燃機関に関
する。
する。
特開昭６０−３０４２０号公報には、点火栓に向けて燃
料噴射弁を配置すると共にこの燃料噴射弁からの噴射燃
料に干渉する方向に空気を噴射する空気噴射弁を配置し
、機関低負荷運転時には吸気行程後半から圧縮行程の所
定時期に燃料および空気を噴射せしめ、機関高負荷運転
時にはほぼ吸気行程ｎｉｔ半の所定期間に燃料および空
気を噴射せしめると共に空気噴射量を減少せしめるよう
にした内燃機関が開示されている。
料噴射弁を配置すると共にこの燃料噴射弁からの噴射燃
料に干渉する方向に空気を噴射する空気噴射弁を配置し
、機関低負荷運転時には吸気行程後半から圧縮行程の所
定時期に燃料および空気を噴射せしめ、機関高負荷運転
時にはほぼ吸気行程ｎｉｔ半の所定期間に燃料および空
気を噴射せしめると共に空気噴射量を減少せしめるよう
にした内燃機関が開示されている。
この内燃機関では、機関低負荷運転時においては点火栓
付近に燃料が供給され、また空気噴射弁から噴射された
空気が噴射燃料に混入し°ζ短時間で効率良く燃料の霧
化、気化が行われるため着火性が向上し、機関高負荷運
転時においては、燃料噴射時期を早めることによって燃
料の拡散を向上させて空気利用率を高めている。
付近に燃料が供給され、また空気噴射弁から噴射された
空気が噴射燃料に混入し°ζ短時間で効率良く燃料の霧
化、気化が行われるため着火性が向上し、機関高負荷運
転時においては、燃料噴射時期を早めることによって燃
料の拡散を向上させて空気利用率を高めている。
〔発明が解決しようとする課題］
機関高負荷運転時に高出力を得るため、燃料を十分に拡
散して空気利用率を高める必要がある。
散して空気利用率を高める必要がある。
しかし、燃料の拡散を向」−せしめるため燃料噴射時期
を早めるとノンキングが発生ずるという問題がある。
を早めるとノンキングが発生ずるという問題がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば、機関気筒
内に発生するスワールの強さを制御するためのスワール
制御手段を備え、気筒内に往復動可能に配設されたピス
トン頂部に凹状燃焼室を形成し、この凹状燃焼室の周縁
部と対応する位置に点火栓を配置すると共に気筒内に燃
料噴射弁を配置し、機関低負荷運転時にはスワール制御
手段によってスワールを強めると共に燃料噴射弁によっ
て凹状燃焼室内に燃料を噴射せしめ、機関高負荷運転時
にはスワール制御手段によってスワールを弱めると共に
燃料噴射弁によってピストンの頂面上に燃料を噴射せし
めるようにしている。
内に発生するスワールの強さを制御するためのスワール
制御手段を備え、気筒内に往復動可能に配設されたピス
トン頂部に凹状燃焼室を形成し、この凹状燃焼室の周縁
部と対応する位置に点火栓を配置すると共に気筒内に燃
料噴射弁を配置し、機関低負荷運転時にはスワール制御
手段によってスワールを強めると共に燃料噴射弁によっ
て凹状燃焼室内に燃料を噴射せしめ、機関高負荷運転時
にはスワール制御手段によってスワールを弱めると共に
燃料噴射弁によってピストンの頂面上に燃料を噴射せし
めるようにしている。
本発明は上記した構成によって、機関低負荷運転時には
、燃料は凹状燃焼室内に噴射せしめられ、強力なスワー
ルによって凹状燃焼室周縁部に比較的リッチな混合気が
形成され、この混合気が点火栓によって着火される。一
方、高負荷運転時には、燃料はピストン頂面に噴射せし
められ、この燃料はピストン頂面付近に滞留する。また
スワールは弱いため、ピストンが上死点に近づくまでは
燃料と空気との混合が抑制される。ピストンが上死点に
近づくと空気流動により急激に混合気が形成され、均質
な混合気が形成される。
、燃料は凹状燃焼室内に噴射せしめられ、強力なスワー
ルによって凹状燃焼室周縁部に比較的リッチな混合気が
形成され、この混合気が点火栓によって着火される。一
方、高負荷運転時には、燃料はピストン頂面に噴射せし
められ、この燃料はピストン頂面付近に滞留する。また
スワールは弱いため、ピストンが上死点に近づくまでは
燃料と空気との混合が抑制される。ピストンが上死点に
近づくと空気流動により急激に混合気が形成され、均質
な混合気が形成される。
第３図は本発明の一実施例を採用した４気筒ガソリン機
関の構成図を示す。同図において、１は機関本体、２は
サージタンク、３はエアクリーナ、４はサージタンク２
とエアクリーナ３とを連結する吸気管、５は各気筒内に
燃料噴射する電歪式の燃料噴射弁を夫々示す。各燃料噴
射弁５は蔚圧室６を介して吐出圧制御可能な燃料供給ポ
ンプ７に連結される。燃料供給ポンプ７の吸込口は燃料
ポンプ８の吐出口に連結され、この燃料ポンプ８の吸込
口は燃料リザーバタンク９に連結される。また、各燃料
噴射弁５は燃料返戻導管ｌＯを介して燃料リザーバタン
ク９に連結される。燃料ポンプ８は燃料リザーバタンク
９内の燃料供給ポンプ７内に送り込むために設けられて
おり、燃料ポンプ８がなくても燃料供給ポンプ７内に燃
料を吸込むことが可能な場合には燃料ポンプ８を特に設
ける必要はない。これに対して燃料供給ポンプ７は高圧
の燃料を吐出するために設けられており、燃料供給ポン
プ７から吐出された高圧の燃料は蓄圧室６内に晶積され
る。
関の構成図を示す。同図において、１は機関本体、２は
サージタンク、３はエアクリーナ、４はサージタンク２
とエアクリーナ３とを連結する吸気管、５は各気筒内に
燃料噴射する電歪式の燃料噴射弁を夫々示す。各燃料噴
射弁５は蔚圧室６を介して吐出圧制御可能な燃料供給ポ
ンプ７に連結される。燃料供給ポンプ７の吸込口は燃料
ポンプ８の吐出口に連結され、この燃料ポンプ８の吸込
口は燃料リザーバタンク９に連結される。また、各燃料
噴射弁５は燃料返戻導管ｌＯを介して燃料リザーバタン
ク９に連結される。燃料ポンプ８は燃料リザーバタンク
９内の燃料供給ポンプ７内に送り込むために設けられて
おり、燃料ポンプ８がなくても燃料供給ポンプ７内に燃
料を吸込むことが可能な場合には燃料ポンプ８を特に設
ける必要はない。これに対して燃料供給ポンプ７は高圧
の燃料を吐出するために設けられており、燃料供給ポン
プ７から吐出された高圧の燃料は蓄圧室６内に晶積され
る。
第１図および第２図を参照すると、１１はシリンダブロ
ック、１２はピストン、１３はシリンダヘッド、１４は
シリンダ室、１５および１６は第１および第２吸気弁、
１７および１８は第１および第２吸気弁１５および１６
に対応する第１および第２吸気ボート、１９および２０
は一対の排気弁、２１および２２は各排気弁１９および
２０に夫々対応する一対の排気ポートを夫々示す。第１
図に示されるように、第１および第２吸気弁１５および
１６は、シリンダ室１４の直径Ｘの左側に配設され、か
つ直径Ｘに垂直な直径Ｙに対して瓦いに対称に配置され
る。第１吸気ポー）１７は直径Ｙの延長線に沿って延び
、第１吸気ポー）１７内には第１吸気ポー）１７の上壁
面から下壁面に向けて延びる隔壁２３が配置される。こ
の隔壁２３は第１吸気弁１５の弁ステム１５ａから第１
吸気ボート１７の軸線に沿い上流に向けて延びる。
ック、１２はピストン、１３はシリンダヘッド、１４は
シリンダ室、１５および１６は第１および第２吸気弁、
１７および１８は第１および第２吸気弁１５および１６
に対応する第１および第２吸気ボート、１９および２０
は一対の排気弁、２１および２２は各排気弁１９および
２０に夫々対応する一対の排気ポートを夫々示す。第１
図に示されるように、第１および第２吸気弁１５および
１６は、シリンダ室１４の直径Ｘの左側に配設され、か
つ直径Ｘに垂直な直径Ｙに対して瓦いに対称に配置され
る。第１吸気ポー）１７は直径Ｙの延長線に沿って延び
、第１吸気ポー）１７内には第１吸気ポー）１７の上壁
面から下壁面に向けて延びる隔壁２３が配置される。こ
の隔壁２３は第１吸気弁１５の弁ステム１５ａから第１
吸気ボート１７の軸線に沿い上流に向けて延びる。
第１吸気ボート１７の内部はこの隔壁２３によってヘリ
カル通路２４とバイパス通路２５とに分割される。ヘリ
カル通路２４の幅は第１吸気弁１５に向けて徐々に狭く
なり、一方バイパス通路２５はほぼ−様な幅を有する。
カル通路２４とバイパス通路２５とに分割される。ヘリ
カル通路２４の幅は第１吸気弁１５に向けて徐々に狭く
なり、一方バイパス通路２５はほぼ−様な幅を有する。
バイパス通路２５内にはバタフライ弁の形をした第１吸
気制御弁２６が配置される。第２吸気ポート１８は−様
な幅を有するストレートポートであり、第１吸気ボート
１７と平行に延びる。第２吸気ボート１８内にはバタフ
ライ弁の形をした第２吸気制御弁２７が配置される。第
１および第２吸気制御弁２６および２７はアクチュエー
タ２８によって同期して開度制御される。第１吸気制御
弁２６がバイパス通路２５を全閉しかつ第２吸気制御弁
２７が第２吸気ボーＩ〜１８を全閉しているとき全ての
吸入空気はヘリカル通路２４を介してシリンダ室１４内
に供給される。ヘリカル通路２４内を流れる吸入空気は
第１吸気弁１５に近づくに従って徐々に増速され、次い
で第１吸気弁１５の弁ステム１５ａの周りを旋回してシ
リンダ室１４内に流入する。その結果、第１吸気制御弁
２６がバイパス通路２５を閉鎖しかつ第２吸気制御弁２
７が第２吸気ポート１８を閉鎖しているときには強力な
スワールがシリンダ室１４内に形成される。一方、第１
および第２吸気制御弁２６および２７が全開していると
き、ヘリカル通路２４内に流入して吸気弁１５の弁ステ
ム１５ａ周りを旋回する吸入空気流はバイパス通路２５
および第２吸気ボート１８から流入した吸入空気流と衝
突し、斯くして吸入空気流の旋回運動が弱められる。第
１および第２吸気制御弁２６および２７は全閉から全開
まで任意の位置に制御することができ、これによってシ
リンダ室１４内に発生するスワールを、第１および第２
吸気制御弁２６および２７を全閉したときの最も強いス
ワールから第１および第２吸気制御弁２６および２７を
全開したときの最も弱いスワールまで制御することがで
きる。
気制御弁２６が配置される。第２吸気ポート１８は−様
な幅を有するストレートポートであり、第１吸気ボート
１７と平行に延びる。第２吸気ボート１８内にはバタフ
ライ弁の形をした第２吸気制御弁２７が配置される。第
１および第２吸気制御弁２６および２７はアクチュエー
タ２８によって同期して開度制御される。第１吸気制御
弁２６がバイパス通路２５を全閉しかつ第２吸気制御弁
２７が第２吸気ボーＩ〜１８を全閉しているとき全ての
吸入空気はヘリカル通路２４を介してシリンダ室１４内
に供給される。ヘリカル通路２４内を流れる吸入空気は
第１吸気弁１５に近づくに従って徐々に増速され、次い
で第１吸気弁１５の弁ステム１５ａの周りを旋回してシ
リンダ室１４内に流入する。その結果、第１吸気制御弁
２６がバイパス通路２５を閉鎖しかつ第２吸気制御弁２
７が第２吸気ポート１８を閉鎖しているときには強力な
スワールがシリンダ室１４内に形成される。一方、第１
および第２吸気制御弁２６および２７が全開していると
き、ヘリカル通路２４内に流入して吸気弁１５の弁ステ
ム１５ａ周りを旋回する吸入空気流はバイパス通路２５
および第２吸気ボート１８から流入した吸入空気流と衝
突し、斯くして吸入空気流の旋回運動が弱められる。第
１および第２吸気制御弁２６および２７は全閉から全開
まで任意の位置に制御することができ、これによってシ
リンダ室１４内に発生するスワールを、第１および第２
吸気制御弁２６および２７を全閉したときの最も強いス
ワールから第１および第２吸気制御弁２６および２７を
全開したときの最も弱いスワールまで制御することがで
きる。
ピストン１２の頂面にはほぼ半球状の凹状燃焼室２９が
形成される。燃焼室２９は、第１図において直径Ｘに対
して左側に偏倚しかつ直径Ｙに対して対称となるように
配置される。直径Ｙ上の燃焼室２９周縁部には、ピスト
ン１２頂面上の燃焼室２９外周から第１図において右方
に突出する円筒状の点火栓孔３０が形成される。シリン
ダ室１４内には点火栓孔３０に対応する位置に点火栓３
１が配置される。
形成される。燃焼室２９は、第１図において直径Ｘに対
して左側に偏倚しかつ直径Ｙに対して対称となるように
配置される。直径Ｙ上の燃焼室２９周縁部には、ピスト
ン１２頂面上の燃焼室２９外周から第１図において右方
に突出する円筒状の点火栓孔３０が形成される。シリン
ダ室１４内には点火栓孔３０に対応する位置に点火栓３
１が配置される。
燃料噴射弁５は直径Ｙ上でシリンダ室１４内に配置され
る。燃料噴射弁５は例えばピエゾ圧電素子によって駆動
され、２つの噴１」を有し、広がり角の小さい棒状の燃
料を噴射する。燃料噴射弁５は、燃料噴射進角を犬きく
すると噴射燃料は燃焼室２９内にほとんど入らないでピ
ストン１２頂面上に噴射され、燃料噴射進角を小さくす
ると燃料は燃焼室２９内に噴射されるように配設される
。
る。燃料噴射弁５は例えばピエゾ圧電素子によって駆動
され、２つの噴１」を有し、広がり角の小さい棒状の燃
料を噴射する。燃料噴射弁５は、燃料噴射進角を犬きく
すると噴射燃料は燃焼室２９内にほとんど入らないでピ
ストン１２頂面上に噴射され、燃料噴射進角を小さくす
ると燃料は燃焼室２９内に噴射されるように配設される
。
シリンダヘッド１３にはスキッシュエリアが形成されζ
おり、上死点直前において強い空気流動を発生させる。
おり、上死点直前において強い空気流動を発生させる。
第４図および第５図は吐出圧制御可能な燃料供給ポンプ
７の一例を示す。第４図を参照すると燃料供給ポンプ７
はポンプケーシング５０により固定支持された固定軸５
１と、固定軸５１周りで回転するロータ５２と、ピボッ
トピン５３を介してポンプケーシング５０に揺動可能に
取付けられたステータ５４と、ステータ５４内において
軸受５５を介して回転可能に支持されたリング５６とを
有する。ロータ５２は放射状に配置された多数個のラジ
アルピストン５７を具備し、各ラジアルビスＩ・ン５７
はリング５６との間にはラジアルピストン５７と共に回
転するシ、−Ｌ−５８が挿入される。ロータ５２が回転
するとそれに伴ってラジアルピストン５７も回転し、こ
のときシュー５８がリング５６の内周面を摺動すると共
にシュー５８との摩擦力によってリング５６も回転する
。固定軸５１には吸込口５９と吐出口６０とが形成され
、吸込口５９は燃料ポンプ８（第３図）へ、吐出「１６
０は蓄圧室６（第３図）へ夫々連結される。各ラジアル
ピストン５７のシリンダ室６１は吸込口５９および吐出
口６０と交互に連通ずる。シリンダ室６１が吸込口５９
と連通したときにラジアルピストン５７が半径方向外方
に移動するためにシリンダ室６１内に燃料が吸込まれ、
シリンダ室６１が吐出口６０と連通したときに圧縮され
た燃料がシリンダ室６１から吐出口６０に排出される。
７の一例を示す。第４図を参照すると燃料供給ポンプ７
はポンプケーシング５０により固定支持された固定軸５
１と、固定軸５１周りで回転するロータ５２と、ピボッ
トピン５３を介してポンプケーシング５０に揺動可能に
取付けられたステータ５４と、ステータ５４内において
軸受５５を介して回転可能に支持されたリング５６とを
有する。ロータ５２は放射状に配置された多数個のラジ
アルピストン５７を具備し、各ラジアルビスＩ・ン５７
はリング５６との間にはラジアルピストン５７と共に回
転するシ、−Ｌ−５８が挿入される。ロータ５２が回転
するとそれに伴ってラジアルピストン５７も回転し、こ
のときシュー５８がリング５６の内周面を摺動すると共
にシュー５８との摩擦力によってリング５６も回転する
。固定軸５１には吸込口５９と吐出口６０とが形成され
、吸込口５９は燃料ポンプ８（第３図）へ、吐出「１６
０は蓄圧室６（第３図）へ夫々連結される。各ラジアル
ピストン５７のシリンダ室６１は吸込口５９および吐出
口６０と交互に連通ずる。シリンダ室６１が吸込口５９
と連通したときにラジアルピストン５７が半径方向外方
に移動するためにシリンダ室６１内に燃料が吸込まれ、
シリンダ室６１が吐出口６０と連通したときに圧縮され
た燃料がシリンダ室６１から吐出口６０に排出される。
吐出口６０に排出される燃料の圧力はラジアルピストン
５７のストロークに依存しており、ラジアルピストン５
７のストロークはステータ５４の位置によって定まる。
５７のストロークに依存しており、ラジアルピストン５
７のストロークはステータ５４の位置によって定まる。
従ってステータ５４のピボ、。
トビ７５３周りに揺動せしめることによって燃料供給ポ
ンプ７の吐出圧を制御することができる。
ンプ７の吐出圧を制御することができる。
第４図および第５図を参照するとポンプケーシング５０
のＦ部には固定軸５１の軸線方向に摺動可能な制御レバ
ー６２が配置される。この制御レバー６２は制御レバー
６２の軸線に対して傾斜した長溝６：３を有し、この長
溝６３内にステータ５４の下部に形成されたアーム６４
が摺動可能に挿入される。従って制御レバー６２をその
軸線方向に移動させるとステータ５４が揺動し、それに
よって燃料供給ポンプ７の吐出圧が制御される。
のＦ部には固定軸５１の軸線方向に摺動可能な制御レバ
ー６２が配置される。この制御レバー６２は制御レバー
６２の軸線に対して傾斜した長溝６：３を有し、この長
溝６３内にステータ５４の下部に形成されたアーム６４
が摺動可能に挿入される。従って制御レバー６２をその
軸線方向に移動させるとステータ５４が揺動し、それに
よって燃料供給ポンプ７の吐出圧が制御される。
制御レバー６２は減速機構６５を介して駆動装置６６に
連結される。この実施例では駆動装Ｎ ６６はステップ
モータから形成されるが必ずしもステップモータを使用
する必要はなく、例えば駆動装置６６としてリニアソレ
ノイドその他の手段を用いることができる。駆動装置６
６により制御レバー６２はその軸線方向に移動せしめら
れ、従って燃料供給ポンプ７の吐出圧は駆動装置６６に
よって制御され、斯くして燃料噴射弁５の燃料噴射圧力
が制御される。
連結される。この実施例では駆動装Ｎ ６６はステップ
モータから形成されるが必ずしもステップモータを使用
する必要はなく、例えば駆動装置６６としてリニアソレ
ノイドその他の手段を用いることができる。駆動装置６
６により制御レバー６２はその軸線方向に移動せしめら
れ、従って燃料供給ポンプ７の吐出圧は駆動装置６６に
よって制御され、斯くして燃料噴射弁５の燃料噴射圧力
が制御される。
再び第３図を参照すると、各燃料噴射弁５、アクチュエ
ータ２８および駆動装置６６（第５図）を制御するため
の電子制御ユニット７０が設けられる。蓄圧室６には蓄
圧室６内の燃料圧を検出する燃料圧センサ７１が取付け
られる。燃料圧センサ７１は蓄圧室６内の燃料圧に比例
した出力電圧を発生し、この出力電圧は電子制御ユニン
ト７０に入力される。また電子制御ユニット７０には、
機関回転数Ｎｅに比例した出力パルスを発生ずるクラン
ク角センサ７２に出力パルスおよびアクセル開度に比例
した出力電圧を発生するアクセル開度センサ７３の出力
電圧が入力される。
ータ２８および駆動装置６６（第５図）を制御するため
の電子制御ユニット７０が設けられる。蓄圧室６には蓄
圧室６内の燃料圧を検出する燃料圧センサ７１が取付け
られる。燃料圧センサ７１は蓄圧室６内の燃料圧に比例
した出力電圧を発生し、この出力電圧は電子制御ユニン
ト７０に入力される。また電子制御ユニット７０には、
機関回転数Ｎｅに比例した出力パルスを発生ずるクラン
ク角センサ７２に出力パルスおよびアクセル開度に比例
した出力電圧を発生するアクセル開度センサ７３の出力
電圧が入力される。
燃料噴射弁５の燃料噴射量Ｑは、機関回転数Ｎｅとアク
セル開度との２次元マツプから求められる。
セル開度との２次元マツプから求められる。
最大燃料噴射量Ｑ１１ｍＸは第６図に示されるように機
関回転数Ｎｅとの関係から求められる。このＱｓｍｘは
機関の各回転数で機関に吸入される空気量に対して燃焼
可能な最大燃料量を示しており、本実施例では中速回転
域で最大充填効率となるよう設計された機関の場合を示
している。
関回転数Ｎｅとの関係から求められる。このＱｓｍｘは
機関の各回転数で機関に吸入される空気量に対して燃焼
可能な最大燃料量を示しており、本実施例では中速回転
域で最大充填効率となるよう設計された機関の場合を示
している。
筒内噴射式の内燃機関では成層燃焼により空気過剰状態
でも燃焼が可能であるため本実施例の第６図では吸入空
気量を絞らない場合を図示したが、例えばアイドリング
近傍での振動騒音を低減するために一部の領域で吸気を
絞る場合には、その時の吸気充填効率吸入空気量特性に
対応したマツプが用意される。
でも燃焼が可能であるため本実施例の第６図では吸入空
気量を絞らない場合を図示したが、例えばアイドリング
近傍での振動騒音を低減するために一部の領域で吸気を
絞る場合には、その時の吸気充填効率吸入空気量特性に
対応したマツプが用意される。
第１および第２吸気制御弁２６および２７の開度は第７
図に示されるようにＱ／Ｑ、、、との関係で制御される
。Ｑ／Ｑ、、、は燃料噴射量Ｑと最大燃料噴射量Ｑ□８
との比であり負荷に相当し、均質混合気を形成した場合
の空燃比に対応している。
図に示されるようにＱ／Ｑ、、、との関係で制御される
。Ｑ／Ｑ、、、は燃料噴射量Ｑと最大燃料噴射量Ｑ□８
との比であり負荷に相当し、均質混合気を形成した場合
の空燃比に対応している。
Ｑｓｍｘは上述のように吸入空気量に対応しているため
Ｑ、□の代わりに吸入空気量を用いても同等の特性が得
られる。また、Ｑ□８の特性は予め設定されるものであ
るからＱｎ ａ ｘの変化を考慮しておけば、Ｑ／Ｑ、
、、の代わりにＱあるいはアクセル開度を用いることも
可能であり（但し特性線の傾斜は変わる）、本件発明の
負荷は少なくとも燃料噴射量Ｑを代表していればよい。
Ｑ、□の代わりに吸入空気量を用いても同等の特性が得
られる。また、Ｑ□８の特性は予め設定されるものであ
るからＱｎ ａ ｘの変化を考慮しておけば、Ｑ／Ｑ、
、、の代わりにＱあるいはアクセル開度を用いることも
可能であり（但し特性線の傾斜は変わる）、本件発明の
負荷は少なくとも燃料噴射量Ｑを代表していればよい。
吸気制御弁２６および２７の開度はＱ／Ｑ□８の増大に
伴って増大する。すなわち負荷の増大に伴っ“ζ吸気制
御弁２６および２７の開度は大きくなり、スワールの旋
回運動が弱められる。
伴って増大する。すなわち負荷の増大に伴っ“ζ吸気制
御弁２６および２７の開度は大きくなり、スワールの旋
回運動が弱められる。
一方、燃料噴射弁５の燃料噴射圧力は第８図に示される
ように、Ｑ／Ｑカ１、の増大に伴って低下せしめられる
。また、第９図に示されるように、燃料噴射進角はＱ／
Ｑ、、、の増大に伴って増大せしめられる。
ように、Ｑ／Ｑカ１、の増大に伴って低下せしめられる
。また、第９図に示されるように、燃料噴射進角はＱ／
Ｑ、、、の増大に伴って増大せしめられる。
再び第１図および第２図を参照すると、Ｑ／Ｑ、、Ｘが
小さい場合、すなわち低負荷の場合、燃料噴射弁５の燃
料噴射進角は小さくなるよう制御されるため、ピストン
１２が上死点に近い位置で燃料が噴射される。このため
燃料は燃焼室２９内を指向して噴射される。燃料噴射弁
５の燃料噴射圧力は高く、燃料噴射弁５から噴射された
燃料は燃焼室２９の壁面と小さな角度で衝突するため、
燃料は凹状燃焼室２９壁面上に広（分布する。一方、シ
リンダ室１４内に形成された強いスワールは上死点付近
で燃焼室２９内に入り、このスワールはさらに強められ
る。この強力なスワールによって燃焼室２９の周縁部に
は比較的リンチな混合気が形成される。着火時には、点
火栓３１は点火栓孔３０内に入り、したがって点火栓の
周りには比較的リンチな混合気が形成されており、この
ため良好な着火を得ることができる。この着火により発
生した火炎Ｂは強いスワールに乗って燃え広がる（第１
０図参照）ので、燃焼速度を向上することができる。
小さい場合、すなわち低負荷の場合、燃料噴射弁５の燃
料噴射進角は小さくなるよう制御されるため、ピストン
１２が上死点に近い位置で燃料が噴射される。このため
燃料は燃焼室２９内を指向して噴射される。燃料噴射弁
５の燃料噴射圧力は高く、燃料噴射弁５から噴射された
燃料は燃焼室２９の壁面と小さな角度で衝突するため、
燃料は凹状燃焼室２９壁面上に広（分布する。一方、シ
リンダ室１４内に形成された強いスワールは上死点付近
で燃焼室２９内に入り、このスワールはさらに強められ
る。この強力なスワールによって燃焼室２９の周縁部に
は比較的リンチな混合気が形成される。着火時には、点
火栓３１は点火栓孔３０内に入り、したがって点火栓の
周りには比較的リンチな混合気が形成されており、この
ため良好な着火を得ることができる。この着火により発
生した火炎Ｂは強いスワールに乗って燃え広がる（第１
０図参照）ので、燃焼速度を向上することができる。
次に、第１１図および第１２図を参照すると、Ｑ／Ｑ、
、、が大きい場合、すなわち高負荷の場合、燃料噴射弁
５の燃料噴射進角は大きくなるように制御されるため、
ピストン１２が上死点から遠い位置で燃料が噴射される
。このため燃料はピストン１２頂面を指向して噴射され
る。噴射された燃料はピストン１２頂面に衝突するが、
燃料噴射弁５の燃料噴射圧力は低いため、大部分の燃料
ははね返ることなくピストン１２頂面上に滞留する。
、、が大きい場合、すなわち高負荷の場合、燃料噴射弁
５の燃料噴射進角は大きくなるように制御されるため、
ピストン１２が上死点から遠い位置で燃料が噴射される
。このため燃料はピストン１２頂面を指向して噴射され
る。噴射された燃料はピストン１２頂面に衝突するが、
燃料噴射弁５の燃料噴射圧力は低いため、大部分の燃料
ははね返ることなくピストン１２頂面上に滞留する。
またこのとき、第１および第２吸気制御井２６および２
７は全開弁状態であるためシリンダ室１４内にはスワー
ルはほとんど発生しない。このためピストン１２が上死
点に近づくまで、ピストン１２頂面上に滞留した燃料は
徐々に蒸発・霧化が進行するものの空気との混合は抑制
されノッキングが抑制される。ピストン１２が十死点に
近づくとスキッシュ流Ｋにより急激に空気流動が発生し
、このため燃料と空気との混合が促進され均質な混合気
が形成される。本実施例ではピストン頂面の燃料衝突部
を強いスキッシュ流が通過するよう燃料衝突部やその近
傍にスキンシュエリアを設けたためいっそう効果的であ
る。これにより、空気利用率を高めて高出力を得ること
ができる。また、燃料噴射時期を早めることによりスモ
ークを抑制することができる。
７は全開弁状態であるためシリンダ室１４内にはスワー
ルはほとんど発生しない。このためピストン１２が上死
点に近づくまで、ピストン１２頂面上に滞留した燃料は
徐々に蒸発・霧化が進行するものの空気との混合は抑制
されノッキングが抑制される。ピストン１２が十死点に
近づくとスキッシュ流Ｋにより急激に空気流動が発生し
、このため燃料と空気との混合が促進され均質な混合気
が形成される。本実施例ではピストン頂面の燃料衝突部
を強いスキッシュ流が通過するよう燃料衝突部やその近
傍にスキンシュエリアを設けたためいっそう効果的であ
る。これにより、空気利用率を高めて高出力を得ること
ができる。また、燃料噴射時期を早めることによりスモ
ークを抑制することができる。
以上のように本発明によれば、機関低負荷運転時におい
ては凹状燃焼室周縁部に比較的リンチな混合気が形成さ
れ、凹状燃焼室周縁部と対応する位置に配設された点火
栓によって良好な着火が得られる。一方機関高負荷運転
時には、ピストンが上死点に近づくまでは燃料と空気と
の混合が抑制され、ピストンが上死点に近づくと急速に
燃料と空気とが混合されて均質な混合気が形成されるた
めノッキングを抑制しながら高出力を得ることができる
。
ては凹状燃焼室周縁部に比較的リンチな混合気が形成さ
れ、凹状燃焼室周縁部と対応する位置に配設された点火
栓によって良好な着火が得られる。一方機関高負荷運転
時には、ピストンが上死点に近づくまでは燃料と空気と
の混合が抑制され、ピストンが上死点に近づくと急速に
燃料と空気とが混合されて均質な混合気が形成されるた
めノッキングを抑制しながら高出力を得ることができる
。
第１図は内燃機関の平面断面図、第２図は第１図の直径
Ｙに沿った縦断面図、第３図は全体構成図、第４図は燃
料供給ポンプの側面断面図、第５図は第４図の制御レバ
ーおよびその駆動装置の平面図、第６図は機関回転数と
最大燃料噴射量との関係を示す線図、第７図はＱ／Ｑ、
、、と吸気制御弁開度との関係を示す線図、第８図はＱ
／Ｑ、□と燃料噴射圧力との関係を示す線図、第９図は
Ｑ／Ｑ、、、と噴射進角との関係を示す線図、第１０図
は機関低負荷運転時の燃焼状態を示す略図、第１１図お
よび第１２図は、それぞれ第１図および第２図と同様の
図であり機関高負荷運転状態を示す図、第１３図は第１
２図と同様の図でピストンが上死点にある状態を示す図
である。 ５・・・燃料噴射弁、 １４・・・シリンダ室、 ２４・・・ヘリカル通路、 ２６・・・第１吸気制御弁、 ２８・・・アクチュエータ、 ３１・・・点火栓、 ７０・・・電子制御ユニット。 １２・・・ピストン、 １８・・・第２吸気ボート、 ２５・・・バイパス通路、 ２７・・・第２吸気制御弁、 ２９・・・燃焼室、
Ｙに沿った縦断面図、第３図は全体構成図、第４図は燃
料供給ポンプの側面断面図、第５図は第４図の制御レバ
ーおよびその駆動装置の平面図、第６図は機関回転数と
最大燃料噴射量との関係を示す線図、第７図はＱ／Ｑ、
、、と吸気制御弁開度との関係を示す線図、第８図はＱ
／Ｑ、□と燃料噴射圧力との関係を示す線図、第９図は
Ｑ／Ｑ、、、と噴射進角との関係を示す線図、第１０図
は機関低負荷運転時の燃焼状態を示す略図、第１１図お
よび第１２図は、それぞれ第１図および第２図と同様の
図であり機関高負荷運転状態を示す図、第１３図は第１
２図と同様の図でピストンが上死点にある状態を示す図
である。 ５・・・燃料噴射弁、 １４・・・シリンダ室、 ２４・・・ヘリカル通路、 ２６・・・第１吸気制御弁、 ２８・・・アクチュエータ、 ３１・・・点火栓、 ７０・・・電子制御ユニット。 １２・・・ピストン、 １８・・・第２吸気ボート、 ２５・・・バイパス通路、 ２７・・・第２吸気制御弁、 ２９・・・燃焼室、
Claims (1)
- 機関気筒内に発生するスワールの強さを制御するために
スワール制御手段を備え、前記気筒内に往復動可能に配
設されたピストン頂部に凹状燃焼室を形成し、該凹状燃
焼室の周縁部と対応する位置に点火栓を配置すると共に
前記気筒内に燃料噴射弁を配置し、機関低負荷運転時に
は前記スワール制御手段によってスワールを強めると共
に前記燃料噴射弁によって前記凹状燃焼室内に燃料を噴
射せしめ、機関高負荷運転時には前記スワール制御手段
によってスワールを弱めると共に前記燃料噴射弁によっ
て前記ピストンの頂面上に燃料を噴射せしめるようにし
た筒内直接噴射内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63277413A JPH02125911A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 筒内直接噴射内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63277413A JPH02125911A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 筒内直接噴射内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125911A true JPH02125911A (ja) | 1990-05-14 |
Family
ID=17583203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63277413A Pending JPH02125911A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 筒内直接噴射内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02125911A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127379A (en) * | 1990-06-26 | 1992-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| US5140958A (en) * | 1990-06-27 | 1992-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5271362A (en) * | 1990-06-27 | 1993-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5850816A (en) * | 1996-04-05 | 1998-12-22 | Hitachi, Ltd. | Method for stratifying air-fuel mixture in direct fuel injection internal combustion engine and electronic system engine control apparatus using above method |
| EP0894957A2 (en) | 1997-07-31 | 1999-02-03 | Nissan Motor Company, Limited | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| EP0879943A3 (en) * | 1997-05-21 | 1999-06-16 | Nissan Motor Company, Limited | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| EP0875672A3 (en) * | 1997-04-28 | 1999-06-23 | Mazda Motor Corporation | Direct fuel injection ignition engine |
| WO2000049279A1 (de) * | 1999-02-20 | 2000-08-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Luftansaugsystem für eine brennkraftmaschine |
| EP0750102B1 (fr) * | 1995-06-19 | 2002-03-27 | Institut Français du Pétrole | Procédé et dispositif de contrôle de l'air à l'admission d'un moteur 4 temps à allumage commandé |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282222A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-15 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃焼室構造 |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP63277413A patent/JPH02125911A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282222A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-15 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃焼室構造 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127379A (en) * | 1990-06-26 | 1992-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| US5140958A (en) * | 1990-06-27 | 1992-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| US5271362A (en) * | 1990-06-27 | 1993-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two-stroke engine |
| EP0750102B1 (fr) * | 1995-06-19 | 2002-03-27 | Institut Français du Pétrole | Procédé et dispositif de contrôle de l'air à l'admission d'un moteur 4 temps à allumage commandé |
| US5850816A (en) * | 1996-04-05 | 1998-12-22 | Hitachi, Ltd. | Method for stratifying air-fuel mixture in direct fuel injection internal combustion engine and electronic system engine control apparatus using above method |
| EP0875672A3 (en) * | 1997-04-28 | 1999-06-23 | Mazda Motor Corporation | Direct fuel injection ignition engine |
| EP0879943A3 (en) * | 1997-05-21 | 1999-06-16 | Nissan Motor Company, Limited | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| US6006719A (en) * | 1997-05-21 | 1999-12-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| EP0894957A3 (en) * | 1997-07-31 | 1999-07-21 | Nissan Motor Company, Limited | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| US6006718A (en) * | 1997-07-31 | 1999-12-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| EP0894957A2 (en) | 1997-07-31 | 1999-02-03 | Nissan Motor Company, Limited | Cylinder direct injection spark-ignition engine |
| WO2000049279A1 (de) * | 1999-02-20 | 2000-08-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Luftansaugsystem für eine brennkraftmaschine |
| US6705280B1 (en) * | 1999-02-20 | 2004-03-16 | Volkswagen Ag | Air intake system for internal combustion engine |
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