JPH0649851Y2 - 火花点火筒内噴射エンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、低負荷時の着火安定性を維持したまま高負荷
時の燃料分散性と空気利用率を向上させた火花点火筒内
噴射エンジンに関する。

〔従来の技術〕

従来、低負荷時には燃料を、分散を抑えて点火栓近傍に
供給するために、圧縮行程時後期に噴射し、高負荷時に
は燃料の分散化、空気利用率の向上をはかるために吸気
行程時に筒内に向けて噴射する、火花点火筒内噴射エン
ジンは知られている（特開昭60-30420号公報、特開昭62
-191622号公報、特開昭62-191623号公報）。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、従来の火花点火筒内噴射エンジンには次の問題
があった。

たとえばピストンにキャビティ（燃焼室の一部）を設け
てそこに低負荷時、圧縮行程後期に燃料を噴射しキャビ
ティに大部分の燃料を滞留させて成層化をはかりピスト
ンの上昇に合せて点火栓部位に持上げ、着火させるエン
ジンでは、キャビティ内に燃料を集中させる必要がある
ため、噴霧の分散が少ない貫徹力の強い噴射とする必要
がある。しかし、噴霧の分散が少ない貫徹力の強い噴射
では、高負荷時吸気行程で噴射を行っても燃料が燃焼室
内に、十分、分散せずそれ程空気利用率が高くならな
い。これを解決する手段としては、吸気行程で噴射する
場合のみ噴霧の貫徹力を弱めることが考えられるが、噴
射系の機構が複雑となるという問題が生じていた。

本考案は、低負荷時には圧縮行程後期において、高負荷
時には少なくとも一部の燃料を吸気行程に、噴射する火
花点火筒内噴射エンジンに、特別な噴射可変機構を設け
ることなく、燃料噴射ノズル、吸気弁、の相互配置関係
を設定するのみで、低負荷時の着火安定性を保持したま
ま、高負荷時の良好な燃焼分散と高い空気利用率が得ら
れるようにすることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、本考案によれば、次の火花点火筒内噴射エ
ンジンによって、達成される。すなわち、低負荷時には
圧縮行程後期で、高負荷時には吸気行程で燃料を噴射す
る火花点火筒内噴射エンジンにおいて、燃料噴射弁から
の燃料噴霧が、吸気弁着座時には吸気弁に当らずに、吸
気弁リフト時にはリフトしている吸気弁に当たるよう
に、燃料噴射弁の位置および噴射方向、吸気弁位置、が
設定されていることを特徴とする火花点火筒内噴射エン
ジン。

〔作用〕

上記本考案の火花点火筒内噴射エンジンでは、低負荷時
には圧縮行程後期に燃料が噴射されるから、この時には
吸気弁は着座しており、噴霧は吸気弁に当らずに直接筒
内に供給されることにより成層化がはかられ、比較的濃
い状態が維持される部分が点火栓で着火されるので、着
火性が安定する。

高負荷時には燃料が吸気行程で噴射されるから、この時
には吸気弁はリフトしており、噴霧は吸気弁に当って飛
散し、筒内の燃料分散が促進され、高い空気利用率が得
られる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る火花点火筒内噴射エンジンの望ま
しい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本考案の第１実施例（キャビティ
がピストンに形成されたもの）を示し、第３図および第
４図は本考案の第２実施例（キャビティがシリンダヘッ
ドに形成されたもの）を示している。

まず、第１実施例と第２実施例の共通構成を説明する。

共通構成 シリンダブロックに形成されたシリンダボアにはピスト
ン４が摺動自在に挿入され、シリンダボアの上方はシリ
ンダヘッドにて覆われ、シリンダボア壁面、シリンダヘ
ッド下面、ピストン４は燃焼室７を郭定する。

シリンダヘッドには、吸気弁３が吸気ポート８を開閉可
能に装着され、かつ点火栓６がその下端部を燃焼室７に
臨ませて装着される。燃料噴射弁１は燃焼室７に臨まさ
れており、筒内に直接、燃料２を噴射するようになって
いる。筒内に噴射された燃料２は、点火栓６にて着火さ
れる。燃焼室７はその一部として、キャビティ５を有す
る。

燃料噴射弁１の燃料噴射のタイミングと吸気弁３の開閉
のタイミングは、第５図かまたは第６図のように設定さ
れる。

第５図のタイミングにおいては、高負荷時には、すべて
の燃料を、吸気行程、したがって吸気弁３がリフトして
弁座から離れている時に、噴射する。噴射の方向はリフ
ト中の吸気弁３に噴霧が当たる方向である。中、低負荷
時には、すべての燃料を圧縮行程で噴射する。噴射の方
向は、直接キャビティ５に向かう方向である。

第６図のタイミングにおいては、中、高負荷時には、噴
射時期を２回に分割し、そのうちの１つの噴射タイミン
グは吸気行程で吸気弁３の弁リフト時に設定され、他の
１つの噴射タイミングは圧縮行程で吸気弁３が閉じてい
る時に設定される。低負荷時においては、すべての燃料
が圧縮行程後期で、すなわち吸気弁３が閉じている時
に、噴射される。

つぎに、第１、第２実施例で互いに異なる構成について
説明する。

第１実施例 第１図、第２図に示す如く、キャビティ５はピストン４
に形成される。キャビティ５は上方に開口し、ピストン
４のほぼ中央部に形成される。燃料噴射弁１はシリンダ
ヘッドに装着され、吸気弁３の弁リフト時には吸気弁３
の傘部背面に噴霧が当たるように、弁閉時にはキャビテ
ィ５内に噴霧が直接入るように、位置と指向方向（斜め
下方）が設定されている。点火栓６はキャビティ５の端
部の上方に垂直に配設される。

第２実施例 第３図、第４図に示す如く、キャビティ５はシリンダヘ
ッドに形成される。キャビティ５は下方に開口し、吸気
弁３に対し燃料噴射弁１と反対側に形成されている。燃
料噴射弁１はシリンダブロックに装着され、吸気弁３の
弁リフト時には吸気弁３の表て側面に噴霧が当たるよう
に、弁閉時にはキャビティ５内に噴霧が直接入るよう
に、位置と指向方向（斜め上方）が設定されている。点
火栓６はキャビティ５の端部（燃料噴射弁１から遠い側
の端部）近傍にほぼ水平方向に臨ませて配設される。

次に作用を説明する。

第５図にタイミングをとるとき、低、中負荷時は、第
１、第２実施例とも圧縮行程で噴射が行なわれ、吸気弁
３は着座しているので、燃料噴射弁１から噴射されて飛
行する燃料噴霧２は、吸気弁３に当らずに、直接、キャ
ビティ５内に入り、キャビティ５の表面で一部蒸発し、
キャビティ５には濃混合気が成層され、点火栓６で着火
されて成層燃焼が行なわれる。このため、着火性は極め
て良好となる。また、高負荷時には、第１、第２実施例
とも、吸気行程で噴射が行なわれ、このときは吸気弁３
はリフトしているので、燃料噴射弁１から噴射されて飛
行する燃料噴霧２は吸気弁３に当たり、分散され、点火
栓６で着火され、予混合燃焼が行なわれる。十分な混合
が行なわれるので、燃焼性は良く、かつ高い空気利用率
が得られる。

第６図のタイミングをとるとき、低負荷時は、第１、第
２実施例とも圧縮行程で噴射が行なわれ、吸気弁３は着
座しているので、燃料噴射弁１から噴射されて飛行する
燃料噴霧２は吸気弁３に当らずに、直接キャビティ５内
に入り、キャビティ５の表面で一部蒸発し、キャビティ
５には濃混合気が成層され、点火栓６で着火されて成層
燃焼が行なわれる。このため、着火性は極めて良好にな
る。また、中、高負荷時には第１、第２実施例とも、噴
射時期を２回に分割され、それぞれの噴射量割合、なら
びに噴射時期を変化させることによって成層度をコント
ロールし、高負荷・弱成層、中負荷・中成層、低負荷・
強成層を行なわせるようになっており、このうち弁リフ
ト時に噴射されるものは吸気弁３にあたり予混合燃焼が
促進される。したがって空気利用率は高い。

〔考案の効果〕

本考案によるときは、次の効果が得られる。

噴霧は吸気弁の弁閉時には吸気弁３に当たらずに、弁リ
フト時には吸気弁３に当たるようになっているので、低
負荷時に圧縮行程後期に、高負荷時には燃料の全部また
は一部を吸入行程時に噴射することにより、噴射系の機
構を複雑とすることなく、低負荷時の着火安定性、高負
荷時の燃料分散と高い空気利用率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る火花点火筒内噴射エ
ンジンの吸気弁リフト時の断面図、 第２図は第１図にて吸気弁着座時の断面図、 第３図は本考案の第２実施例に係る火花点火筒内噴射エ
ンジンの吸気弁リフト時の断面図、 第４図は第３図にて吸気弁着座時の断面図、 第５図は本考案における噴射タイミングの一例を示すタ
イミング図、 第６図は本考案における噴射タイミングの別の例を示す
タイミング図、 である。 １……燃料噴射弁 ２……燃料噴霧 ３……吸気弁 ４……ピストン ５……キャビティ ６……点火栓

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】低負荷時には圧縮行程後期で、高負荷時に
   は吸気行程で燃料を噴射する火花点火筒内噴射エンジン
   において、燃料噴射弁からの燃料噴霧が、吸気弁着座時
   には吸気弁に当たらずに、吸気弁リフト時にはリフトし
   ている吸気弁に当たるように、燃料噴射弁の位置および
   噴射方向、吸気弁位置、が設定されていることを特徴と
   する火花点火筒内噴射エンジン。