JPH0681654A - 筒内直噴式エンジンの燃焼室構造 - Google Patents
筒内直噴式エンジンの燃焼室構造Info
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- JPH0681654A JPH0681654A JP4254224A JP25422492A JPH0681654A JP H0681654 A JPH0681654 A JP H0681654A JP 4254224 A JP4254224 A JP 4254224A JP 25422492 A JP25422492 A JP 25422492A JP H0681654 A JPH0681654 A JP H0681654A
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- combustion chamber
- combustion
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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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/02—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with positive ignition
-
- 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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
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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
- F02B23/101—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 or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
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- 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
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
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- 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)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｖ型エンジンにも適用可能であって、低負荷
での安定した成層燃焼と、高負荷での良好な均一燃焼と
を両立して低燃費高出力のワイドレンジ化を達成できる
筒内直噴式エンジンの燃焼室構造を提供する。 【構成】 シリンダブロックのデッキ面１ａから頂部６
ａまでの距離Ａが長い壷型または円錐型の燃焼室６と、
この燃焼室６の底部周囲に連続するスキッシュエリア６
ｂと、上記燃焼室６の中央部に向けて燃料を噴射するよ
うに噴射口８ａを燃焼室６の頂部６ａに臨ませて設置さ
れた成層燃焼用の第１のインジェクタ８と、電極部１０
ａが斜め下に位置する姿勢でスパークギャップ１０ｂを
上記第１のインジェクタ８の燃料噴射方向前方に臨ませ
て設置された点火プラグ１０と、シリンダボア４内の中
央部に向けて燃料を噴射するように噴射口９ａを上記ス
キッシュエリア６ｂに臨ませて設置された均一燃焼用の
第２のインジェクタ９とを備えた筒内直噴式エンジンの
燃焼室構造。
での安定した成層燃焼と、高負荷での良好な均一燃焼と
を両立して低燃費高出力のワイドレンジ化を達成できる
筒内直噴式エンジンの燃焼室構造を提供する。 【構成】 シリンダブロックのデッキ面１ａから頂部６
ａまでの距離Ａが長い壷型または円錐型の燃焼室６と、
この燃焼室６の底部周囲に連続するスキッシュエリア６
ｂと、上記燃焼室６の中央部に向けて燃料を噴射するよ
うに噴射口８ａを燃焼室６の頂部６ａに臨ませて設置さ
れた成層燃焼用の第１のインジェクタ８と、電極部１０
ａが斜め下に位置する姿勢でスパークギャップ１０ｂを
上記第１のインジェクタ８の燃料噴射方向前方に臨ませ
て設置された点火プラグ１０と、シリンダボア４内の中
央部に向けて燃料を噴射するように噴射口９ａを上記ス
キッシュエリア６ｂに臨ませて設置された均一燃焼用の
第２のインジェクタ９とを備えた筒内直噴式エンジンの
燃焼室構造。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼室内に直接燃料を
噴射するインジェクタを備えた筒内直噴式エンジンの燃
焼室構造に関し、詳しくは、低負荷での安定した成層燃
焼と、高負荷での良好な均一燃焼とを両立して低燃費高
出力のワイドレンジ化を達成するように改良された筒内
直噴式エンジンの燃焼室構造に関する。
噴射するインジェクタを備えた筒内直噴式エンジンの燃
焼室構造に関し、詳しくは、低負荷での安定した成層燃
焼と、高負荷での良好な均一燃焼とを両立して低燃費高
出力のワイドレンジ化を達成するように改良された筒内
直噴式エンジンの燃焼室構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェ
クタを備えた筒内直噴式エンジンの燃焼室構造として、
インジェクタの燃料噴射方向前方にスパークギャップを
臨ませて点火プラグを設置したものが従来知られている
（特開昭６２−５８０１３号公報参照）。そしてこの種
の筒内直噴式エンジンでは、燃料の噴射タイミング及び
点火時期を適宜制御することで、燃焼方式を成層燃焼と
均一燃焼とに切換可能である。
クタを備えた筒内直噴式エンジンの燃焼室構造として、
インジェクタの燃料噴射方向前方にスパークギャップを
臨ませて点火プラグを設置したものが従来知られている
（特開昭６２−５８０１３号公報参照）。そしてこの種
の筒内直噴式エンジンでは、燃料の噴射タイミング及び
点火時期を適宜制御することで、燃焼方式を成層燃焼と
均一燃焼とに切換可能である。
【０００３】ここで成層燃焼は、インジェクタの燃料噴
射タイミングを点火時期の直前に制御し、点火プラグの
スパークギャップ近傍に濃混合気であるクラウドが生成
された時点でこれに着火して火炎伝播させる燃焼方式で
あり、失火の無い安定した燃焼が得られるためエンジン
の低、中負荷運転領域における燃焼方式として好適であ
る。また均一燃焼は、燃料噴射タイミングを点火時期よ
り相対的に大きく進角させ、燃焼室内に均一濃度の混合
気を生成してこれに着火する燃焼方式であり、高出力が
得られるためエンジンの高負荷運転領域における燃焼方
式として好適である。
射タイミングを点火時期の直前に制御し、点火プラグの
スパークギャップ近傍に濃混合気であるクラウドが生成
された時点でこれに着火して火炎伝播させる燃焼方式で
あり、失火の無い安定した燃焼が得られるためエンジン
の低、中負荷運転領域における燃焼方式として好適であ
る。また均一燃焼は、燃料噴射タイミングを点火時期よ
り相対的に大きく進角させ、燃焼室内に均一濃度の混合
気を生成してこれに着火する燃焼方式であり、高出力が
得られるためエンジンの高負荷運転領域における燃焼方
式として好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
燃焼方式を成層燃焼と均一燃焼とに切り換える筒内直噴
式エンジンにおいては、インジェクタは、所要量の燃料
を極めて短時間内に噴射しなければならず、単位時間当
たりの噴射量の多い、噴射率の高いことが要求される。
しかも、低負荷での成層燃焼時には燃料噴射量が少な
く、高負荷での均一燃焼時には燃料噴射量が多いことか
ら、インジェクタには最小流量と最大流量との比率であ
るダイナミックレンジが大きいことが要求される。
燃焼方式を成層燃焼と均一燃焼とに切り換える筒内直噴
式エンジンにおいては、インジェクタは、所要量の燃料
を極めて短時間内に噴射しなければならず、単位時間当
たりの噴射量の多い、噴射率の高いことが要求される。
しかも、低負荷での成層燃焼時には燃料噴射量が少な
く、高負荷での均一燃焼時には燃料噴射量が多いことか
ら、インジェクタには最小流量と最大流量との比率であ
るダイナミックレンジが大きいことが要求される。
【０００５】しかし、現在のところインジェクタのダイ
ナミックレンジには一定の限界があり、１０以上のダイ
ナミックレンジを実現するのはかなり困難である。この
ため、低負荷での安定した成層燃焼と高負荷での良好な
均一燃焼とを両立して低燃費高出力のワイドレンジ化を
達成するにも一定の限界があった。
ナミックレンジには一定の限界があり、１０以上のダイ
ナミックレンジを実現するのはかなり困難である。この
ため、低負荷での安定した成層燃焼と高負荷での良好な
均一燃焼とを両立して低燃費高出力のワイドレンジ化を
達成するにも一定の限界があった。
【０００６】この限界を越える手段として、成層燃焼用
のインジェクタと均一燃焼用のインジェクタとの２本の
インジェクタを使用することも考えられるが、この場合
には、２本のインジェクタと１本の点火プラグを燃焼室
に対してどのように配置して設けるかが問題であり、そ
の配置や燃焼室形状が不適当な場合には、次のような問
題が生じる。即ち、成層燃焼用のインジェクタの噴射口
とシリンダブロックのデッキ面との距離が充分に確保で
きないと、噴射された燃料がピストン頂面に衝突してＨ
Ｃ（炭化水素）の発生が増大したり燃費が悪化したりす
る。また、シリンダ軸線が大きく傾斜したＶ型エンジン
では、点火プラグがシリンダ軸線に対し大きく傾斜して
設置されると、電極部が若干上に向く姿勢となることが
あり、この場合には液滴燃料が溜り易くなって点火の際
にくすぶりが生じ、あるいは燃料かぶりを生じて確実な
着火が得られない。さらに、均一燃焼用のインジェクタ
がシリンダ軸線に対し大きく傾斜して設置されると、噴
射燃料がシリンダ壁面に付着してＨＣ（炭化水素）の発
生が増大し、あるいは燃費の悪化や出力の低下を来す。
のインジェクタと均一燃焼用のインジェクタとの２本の
インジェクタを使用することも考えられるが、この場合
には、２本のインジェクタと１本の点火プラグを燃焼室
に対してどのように配置して設けるかが問題であり、そ
の配置や燃焼室形状が不適当な場合には、次のような問
題が生じる。即ち、成層燃焼用のインジェクタの噴射口
とシリンダブロックのデッキ面との距離が充分に確保で
きないと、噴射された燃料がピストン頂面に衝突してＨ
Ｃ（炭化水素）の発生が増大したり燃費が悪化したりす
る。また、シリンダ軸線が大きく傾斜したＶ型エンジン
では、点火プラグがシリンダ軸線に対し大きく傾斜して
設置されると、電極部が若干上に向く姿勢となることが
あり、この場合には液滴燃料が溜り易くなって点火の際
にくすぶりが生じ、あるいは燃料かぶりを生じて確実な
着火が得られない。さらに、均一燃焼用のインジェクタ
がシリンダ軸線に対し大きく傾斜して設置されると、噴
射燃料がシリンダ壁面に付着してＨＣ（炭化水素）の発
生が増大し、あるいは燃費の悪化や出力の低下を来す。
【０００７】そこで本発明は、Ｖ型エンジンにも適用可
能であって、低負荷での安定した成層燃焼と、高負荷で
の良好な均一燃焼とを両立して低燃費高出力のワイドレ
ンジ化を達成できる筒内直噴式エンジンの燃焼室構造を
提供することを目的とする。
能であって、低負荷での安定した成層燃焼と、高負荷で
の良好な均一燃焼とを両立して低燃費高出力のワイドレ
ンジ化を達成できる筒内直噴式エンジンの燃焼室構造を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
による筒内直噴式エンジンの燃焼室構造は、シリンダブ
ロックのデッキ面から頂部までの距離が長い壷型または
円錐型の燃焼室と、この燃焼室の底部周囲に連続するス
キッシュエリアと、上記燃焼室の中央部に向けて燃料を
噴射するように噴射口を燃焼室の頂部に臨ませて設置さ
れた成層燃焼用の第１のインジェクタと、電極部が斜め
下に位置する姿勢でスパークギャップを上記第１のイン
ジェクタの燃料噴射方向前方に臨ませて設置された点火
プラグと、シリンダボア内の中央部に向けて燃料を噴射
するように噴射口を上記スキッシュエリアに臨ませて設
置された均一燃焼用の第２のインジェクタとを備えたこ
とを手段としている。
による筒内直噴式エンジンの燃焼室構造は、シリンダブ
ロックのデッキ面から頂部までの距離が長い壷型または
円錐型の燃焼室と、この燃焼室の底部周囲に連続するス
キッシュエリアと、上記燃焼室の中央部に向けて燃料を
噴射するように噴射口を燃焼室の頂部に臨ませて設置さ
れた成層燃焼用の第１のインジェクタと、電極部が斜め
下に位置する姿勢でスパークギャップを上記第１のイン
ジェクタの燃料噴射方向前方に臨ませて設置された点火
プラグと、シリンダボア内の中央部に向けて燃料を噴射
するように噴射口を上記スキッシュエリアに臨ませて設
置された均一燃焼用の第２のインジェクタとを備えたこ
とを手段としている。
【０００９】
【作用】このような手段を採用した筒内直噴式エンジン
の燃焼室構造によれば、低、中負荷運転時において点火
時期の直前に第１のインジェクタから燃焼室の中央部に
向けて燃料が噴射される。そしてこの噴射燃料が空気を
巻き込んで濃混合気のクラウドを点火プラグのスパーク
ギャップ近傍に生成すると、これに点火プラグが着火す
ることで、火炎伝播を伴う成層燃焼が行われる。また、
高負荷運転時においては点火時期より相対的に大きく進
角したタイミングで第２のインジェクタからシリンダボ
ア内の中央部に向けて燃料が噴射される。そしてこの噴
射燃料が空気と充分に予混合されて均一濃度の混合気が
生成されると、これに点火プラグが着火することで均一
燃焼が行われる。
の燃焼室構造によれば、低、中負荷運転時において点火
時期の直前に第１のインジェクタから燃焼室の中央部に
向けて燃料が噴射される。そしてこの噴射燃料が空気を
巻き込んで濃混合気のクラウドを点火プラグのスパーク
ギャップ近傍に生成すると、これに点火プラグが着火す
ることで、火炎伝播を伴う成層燃焼が行われる。また、
高負荷運転時においては点火時期より相対的に大きく進
角したタイミングで第２のインジェクタからシリンダボ
ア内の中央部に向けて燃料が噴射される。そしてこの噴
射燃料が空気と充分に予混合されて均一濃度の混合気が
生成されると、これに点火プラグが着火することで均一
燃焼が行われる。
【００１０】ここで、燃焼室はシリンダブロックのデッ
キ面から頂部までの距離が長い壷型または円錐型であ
り、成層燃焼用の第１のインジェクタはその噴射口を上
記燃焼室の頂部に臨ませているので、成層燃焼時に噴射
燃料がピストン頂面に付着することがなく、ＨＣ（炭化
水素）の発生が増大したり燃費が悪化したりする事態が
未然に回避される。
キ面から頂部までの距離が長い壷型または円錐型であ
り、成層燃焼用の第１のインジェクタはその噴射口を上
記燃焼室の頂部に臨ませているので、成層燃焼時に噴射
燃料がピストン頂面に付着することがなく、ＨＣ（炭化
水素）の発生が増大したり燃費が悪化したりする事態が
未然に回避される。
【００１１】また、均一燃焼用の第２のインジェクタ
は、シリンダボア内の中央部に向けて燃料を噴射するよ
うに噴射口をスキッシュエリアに臨ませているので、均
一燃焼時に噴射燃料がシリンダ壁面に付着することがな
く、ＨＣ（炭化水素）の発生が増大したり、燃費の悪化
や出力の低下を来すという事態が未然に回避される。
は、シリンダボア内の中央部に向けて燃料を噴射するよ
うに噴射口をスキッシュエリアに臨ませているので、均
一燃焼時に噴射燃料がシリンダ壁面に付着することがな
く、ＨＣ（炭化水素）の発生が増大したり、燃費の悪化
や出力の低下を来すという事態が未然に回避される。
【００１２】さらに、点火プラグはその電極部が斜め下
に位置する姿勢で設置されているので、液滴燃料が溜り
難く、点火の際にくすぶりが生じたり燃料かぶりを生じ
ることがなく、確実に着火する。
に位置する姿勢で設置されているので、液滴燃料が溜り
難く、点火の際にくすぶりが生じたり燃料かぶりを生じ
ることがなく、確実に着火する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付の図面を参照し
て具体的に説明する。図１は第１実施例による燃焼室構
造を備えた筒内直噴式エンジンの概略構成を示してい
る。このエンジンは、図示省略した掃気ポンプにより強
制掃気される２サイクルガソリンエンジンであり、シリ
ンダブロック１には掃気ポート２及び排気ポート３が開
口したシリンダボア４が形成され、このシリンダボア４
にピストン５が往復摺動自在に嵌挿されている。
て具体的に説明する。図１は第１実施例による燃焼室構
造を備えた筒内直噴式エンジンの概略構成を示してい
る。このエンジンは、図示省略した掃気ポンプにより強
制掃気される２サイクルガソリンエンジンであり、シリ
ンダブロック１には掃気ポート２及び排気ポート３が開
口したシリンダボア４が形成され、このシリンダボア４
にピストン５が往復摺動自在に嵌挿されている。
【００１４】また、前記シリンダブロック１には燃焼室
６を形成するシリンダヘッド７が接合され、このシリン
ダヘッド７には燃焼室６内に燃料を噴射する成層燃焼用
の第１のインジェクタ８と、シリンダボア４内に燃料を
噴射する均一燃焼用の第２のインジェクタ９と、点火プ
ラグ１０とが設置されている。そしてこれら第１のイン
ジェクタ８、第２のインジェクタ９、および点火プラグ
１０には、制御ユニット１１からの燃料噴射信号および
点火信号が入力するようになっている。
６を形成するシリンダヘッド７が接合され、このシリン
ダヘッド７には燃焼室６内に燃料を噴射する成層燃焼用
の第１のインジェクタ８と、シリンダボア４内に燃料を
噴射する均一燃焼用の第２のインジェクタ９と、点火プ
ラグ１０とが設置されている。そしてこれら第１のイン
ジェクタ８、第２のインジェクタ９、および点火プラグ
１０には、制御ユニット１１からの燃料噴射信号および
点火信号が入力するようになっている。
【００１５】ここで前記燃焼室６は、シリンダブロック
１のデッキ面１ａから頂部６ａまでの距離Ａが長い壷型
であり、シリンダボア４の中心から片側に偏心して配置
されている。そしてこの燃焼室６の底部周囲にはスキッ
シュエリア６ｂが連続して形成され、このスキッシュエ
リア６ｂの幅は燃焼室６が偏心配置されている片側が狭
く、反対側が広くなっている。
１のデッキ面１ａから頂部６ａまでの距離Ａが長い壷型
であり、シリンダボア４の中心から片側に偏心して配置
されている。そしてこの燃焼室６の底部周囲にはスキッ
シュエリア６ｂが連続して形成され、このスキッシュエ
リア６ｂの幅は燃焼室６が偏心配置されている片側が狭
く、反対側が広くなっている。
【００１６】また、前記第１のインジェクタ８は、ペネ
トレーションが弱く、噴射口８ａの近傍にクラウドを生
成するタイプのものであり、燃焼室６の軸線上に設置さ
れてその噴射口８ａを燃焼室６の頂部６ａ中央に臨ませ
ており、燃焼室６の中央部に向けて燃料をホローコーン
状に噴射するようになっている。一方、前記第２のイン
ジェクタ９は、噴射率が高く、噴射角は狭く、ペネトレ
ーションがやや強いもので、シリンダボア４の中心と燃
焼室６の中心とを結ぶ図２のＢ線上に設置されてその噴
射口９ａを前記スキッシュエリア６ｂの最も幅の広い部
分に臨ませており、シリンダボア４内の中央部に向けて
燃料を噴射するようになっている。
トレーションが弱く、噴射口８ａの近傍にクラウドを生
成するタイプのものであり、燃焼室６の軸線上に設置さ
れてその噴射口８ａを燃焼室６の頂部６ａ中央に臨ませ
ており、燃焼室６の中央部に向けて燃料をホローコーン
状に噴射するようになっている。一方、前記第２のイン
ジェクタ９は、噴射率が高く、噴射角は狭く、ペネトレ
ーションがやや強いもので、シリンダボア４の中心と燃
焼室６の中心とを結ぶ図２のＢ線上に設置されてその噴
射口９ａを前記スキッシュエリア６ｂの最も幅の広い部
分に臨ませており、シリンダボア４内の中央部に向けて
燃料を噴射するようになっている。
【００１７】さらに、前記点火プラグ１０は電極部１０
ａが斜め下に位置する姿勢で燃焼室６の周囲に設置さ
れ、そのスパークギャップ１０ｂを前記第１のインジェ
クタ８の燃料噴射方向前方に臨ませている。
ａが斜め下に位置する姿勢で燃焼室６の周囲に設置さ
れ、そのスパークギャップ１０ｂを前記第１のインジェ
クタ８の燃料噴射方向前方に臨ませている。
【００１８】ここで、Ｖ型エンジンのようにシリンダボ
ア４の軸線が前記Ｂ線に沿って第２のインジェクタ９が
下側に位置する方向に略４５度傾斜する場合にも、点火
プラグ１０が電極部１０ａを斜め下にした姿勢を維持で
きるように、点火プラグ１０は図２の斜線で示す範囲内
に設置されている。即ち、図２において燃焼室６の中心
Ｏを通り、かつＢ線と直交する線をＣ線とするとき、Ｏ
を中心としてＣ線から第２のインジェクタ９の配置側に
それぞれ略４５度の角度範囲内に上記点火プラグ１０が
設置されている。
ア４の軸線が前記Ｂ線に沿って第２のインジェクタ９が
下側に位置する方向に略４５度傾斜する場合にも、点火
プラグ１０が電極部１０ａを斜め下にした姿勢を維持で
きるように、点火プラグ１０は図２の斜線で示す範囲内
に設置されている。即ち、図２において燃焼室６の中心
Ｏを通り、かつＢ線と直交する線をＣ線とするとき、Ｏ
を中心としてＣ線から第２のインジェクタ９の配置側に
それぞれ略４５度の角度範囲内に上記点火プラグ１０が
設置されている。
【００１９】次に、このように構成された本発明の第１
実施例につき、その作用を説明する。エンジンの低、中
負荷運転時においては、制御ユニット１１からの燃料噴
射信号により第１のインジェクタ８のみが点火時期の直
前に燃料を燃焼室６の中央部に向けて噴射する。そして
この噴射燃料が空気を巻き込んで濃混合気のクラウドが
点火プラグ１０のスパークギャップ１０ｂ近傍に生成さ
れると、制御ユニット１１から点火信号を受けた点火プ
ラグ１０がこのクラウドに着火することで、火炎伝播を
伴う成層燃焼が行われる。
実施例につき、その作用を説明する。エンジンの低、中
負荷運転時においては、制御ユニット１１からの燃料噴
射信号により第１のインジェクタ８のみが点火時期の直
前に燃料を燃焼室６の中央部に向けて噴射する。そして
この噴射燃料が空気を巻き込んで濃混合気のクラウドが
点火プラグ１０のスパークギャップ１０ｂ近傍に生成さ
れると、制御ユニット１１から点火信号を受けた点火プ
ラグ１０がこのクラウドに着火することで、火炎伝播を
伴う成層燃焼が行われる。
【００２０】ここで、燃焼室６はシリンダブロック１の
デッキ面１ａから頂部６ａまでの距離Ａが長い壷型であ
り、第１のインジェクタ８は上記頂部６ａに噴射口８ａ
を臨ませているので、成層燃焼時に噴射燃料がピストン
５の頂面に付着することがなく、ＨＣ（炭化水素）の発
生が増大したり燃費が悪化したりする事態が未然に回避
される。また、点火プラグ１０はその電極部１０ａが斜
め下に位置する姿勢で設置され、Ｖ型エンジンのように
シリンダボア４の軸線が前記Ｂ線に沿って第２のインジ
ェクタ９が下側に位置する方向に略４５度傾斜する場合
にも、その姿勢を維持するので、点火プラグ１０には液
滴燃料が溜り難い。このため、点火プラグ１０は点火の
際にくすぶりが生じたり燃料かぶりを生じることがな
く、確実にクラウドに着火するのであり、安定した成層
燃焼が行われる。
デッキ面１ａから頂部６ａまでの距離Ａが長い壷型であ
り、第１のインジェクタ８は上記頂部６ａに噴射口８ａ
を臨ませているので、成層燃焼時に噴射燃料がピストン
５の頂面に付着することがなく、ＨＣ（炭化水素）の発
生が増大したり燃費が悪化したりする事態が未然に回避
される。また、点火プラグ１０はその電極部１０ａが斜
め下に位置する姿勢で設置され、Ｖ型エンジンのように
シリンダボア４の軸線が前記Ｂ線に沿って第２のインジ
ェクタ９が下側に位置する方向に略４５度傾斜する場合
にも、その姿勢を維持するので、点火プラグ１０には液
滴燃料が溜り難い。このため、点火プラグ１０は点火の
際にくすぶりが生じたり燃料かぶりを生じることがな
く、確実にクラウドに着火するのであり、安定した成層
燃焼が行われる。
【００２１】また、エンジンの高負荷運転時において
は、制御ユニット１１からの燃料噴射信号により第２の
インジェクタ９のみが点火時期より相対的に大きく進角
したタイミングで燃料をシリンダボア４内の中央部に向
けて噴射する。そしてこの噴射燃料が空気と充分に予混
合されて均一濃度の混合気が燃焼室６内に生成される
と、制御ユニット１１から点火信号を受けた点火プラグ
１０がこの均一濃度の混合気に着火することで、均一燃
焼が行われる。
は、制御ユニット１１からの燃料噴射信号により第２の
インジェクタ９のみが点火時期より相対的に大きく進角
したタイミングで燃料をシリンダボア４内の中央部に向
けて噴射する。そしてこの噴射燃料が空気と充分に予混
合されて均一濃度の混合気が燃焼室６内に生成される
と、制御ユニット１１から点火信号を受けた点火プラグ
１０がこの均一濃度の混合気に着火することで、均一燃
焼が行われる。
【００２２】ここで、均一燃焼用の第２のインジェクタ
９は、シリンダボア４内の中央部に向けて燃料を噴射す
るように噴射口９ａをスキッシュエリア６ｂに臨ませて
いるので、均一燃焼時に噴射燃料がシリンダボア４の内
壁面に付着することがなく、ＨＣ（炭化水素）の発生が
増大したり、燃費の悪化や出力の低下を来すという事態
が未然に回避されるから、良好な均一燃焼が得られる。
９は、シリンダボア４内の中央部に向けて燃料を噴射す
るように噴射口９ａをスキッシュエリア６ｂに臨ませて
いるので、均一燃焼時に噴射燃料がシリンダボア４の内
壁面に付着することがなく、ＨＣ（炭化水素）の発生が
増大したり、燃費の悪化や出力の低下を来すという事態
が未然に回避されるから、良好な均一燃焼が得られる。
【００２３】従って、この第１実施例によれば、Ｖ型エ
ンジンに適用した場合でも低負荷での安定した成層燃焼
と、高負荷での良好な均一燃焼とを両立して低燃費高出
力のワイドレンジ化を達成することができる。
ンジンに適用した場合でも低負荷での安定した成層燃焼
と、高負荷での良好な均一燃焼とを両立して低燃費高出
力のワイドレンジ化を達成することができる。
【００２４】図３は本発明の第２実施例による燃焼室構
造を備えた筒内直噴式エンジンの概略構成を示してい
る。この第２実施例は前記壷型の燃焼室６を円錐型の燃
焼室１２に変更し、これに対応して前記第２のインジェ
クタ９および点火プラグ１０の配置をそれぞれ変更した
ものであり、その他の構造には変更がないから、前記第
１実施例と対応する部分は同一符号を付してその詳細な
説明を省略する。
造を備えた筒内直噴式エンジンの概略構成を示してい
る。この第２実施例は前記壷型の燃焼室６を円錐型の燃
焼室１２に変更し、これに対応して前記第２のインジェ
クタ９および点火プラグ１０の配置をそれぞれ変更した
ものであり、その他の構造には変更がないから、前記第
１実施例と対応する部分は同一符号を付してその詳細な
説明を省略する。
【００２５】ここで、点火プラグ１０は燃焼室１２の周
囲において燃焼室１２の偏心方向と反対側であり、シリ
ンダボア４の中心と燃焼室１２の中心とを結ぶ図４のＢ
線上に配置されている。そしてこの点火プラグ１０は、
燃焼室１２の軸線に対して４５度以下の傾斜角を以って
設置され、斜め下に位置する電極部１０ａのスパークギ
ャップ１０ｂが第１のインジェクタ８の燃料噴射方向前
方に臨んでいる。
囲において燃焼室１２の偏心方向と反対側であり、シリ
ンダボア４の中心と燃焼室１２の中心とを結ぶ図４のＢ
線上に配置されている。そしてこの点火プラグ１０は、
燃焼室１２の軸線に対して４５度以下の傾斜角を以って
設置され、斜め下に位置する電極部１０ａのスパークギ
ャップ１０ｂが第１のインジェクタ８の燃料噴射方向前
方に臨んでいる。
【００２６】また、第２のインジェクタ９は、図４の斜
線で示す範囲内、即ち、Ｏを中心としてＣ線から点火プ
ラグ１０の配置側にそれぞれ略６０度の角度範囲内に設
置されてその噴射口９ａをスキッシュエリア６ｂの比較
的幅の広い部分に臨ませており、シリンダボア４内の中
央部に向けて燃料を噴射するようになっている。
線で示す範囲内、即ち、Ｏを中心としてＣ線から点火プ
ラグ１０の配置側にそれぞれ略６０度の角度範囲内に設
置されてその噴射口９ａをスキッシュエリア６ｂの比較
的幅の広い部分に臨ませており、シリンダボア４内の中
央部に向けて燃料を噴射するようになっている。
【００２７】このように構成された第２実施例において
も、点火プラグ１０はその電極部１０ａが斜め下に位置
する姿勢に設置され、この姿勢はＶ型エンジンのように
シリンダボア４の軸線がＢ線に沿って点火プラグ１０が
下側に位置する方向に略４５度傾斜する場合にも維持さ
れるので、点火プラグ１０には液滴燃料が溜り難い。ま
た、第１のインジェクタ８および第２のインジェクタ９
はそれぞれ前記第１実施例の場合と同様に最適状態で燃
料を噴射する。従って、この第２実施例においても、前
記第１実施例と略同様の作用効果が得られる。
も、点火プラグ１０はその電極部１０ａが斜め下に位置
する姿勢に設置され、この姿勢はＶ型エンジンのように
シリンダボア４の軸線がＢ線に沿って点火プラグ１０が
下側に位置する方向に略４５度傾斜する場合にも維持さ
れるので、点火プラグ１０には液滴燃料が溜り難い。ま
た、第１のインジェクタ８および第２のインジェクタ９
はそれぞれ前記第１実施例の場合と同様に最適状態で燃
料を噴射する。従って、この第２実施例においても、前
記第１実施例と略同様の作用効果が得られる。
【００２８】なお、本発明は２サイクルガソリンエンジ
ンに限らず、４サイクルエンジンあるいはアルコールな
どを燃料とするエンジンにも適用可能である。
ンに限らず、４サイクルエンジンあるいはアルコールな
どを燃料とするエンジンにも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明においては、
低、中負荷運転時において点火時期の直前に第１のイン
ジェクタから燃焼室の中央部に向けて燃料が噴射され
る。そしてこの噴射燃料が空気を巻き込んで濃混合気の
クラウドを点火プラグのスパークギャップ近傍に生成す
ると、これに点火プラグが着火することで、火炎伝播を
伴う成層燃焼が行われる。また、高負荷運転時において
は点火時期より相対的に大きく進角したタイミングで第
２のインジェクタからシリンダボア内の中央部に向けて
燃料が噴射される。そしてこの噴射燃料が空気と充分に
予混合されて均一濃度の混合気が生成されると、これに
点火プラグが着火することで均一燃焼が行われる。
低、中負荷運転時において点火時期の直前に第１のイン
ジェクタから燃焼室の中央部に向けて燃料が噴射され
る。そしてこの噴射燃料が空気を巻き込んで濃混合気の
クラウドを点火プラグのスパークギャップ近傍に生成す
ると、これに点火プラグが着火することで、火炎伝播を
伴う成層燃焼が行われる。また、高負荷運転時において
は点火時期より相対的に大きく進角したタイミングで第
２のインジェクタからシリンダボア内の中央部に向けて
燃料が噴射される。そしてこの噴射燃料が空気と充分に
予混合されて均一濃度の混合気が生成されると、これに
点火プラグが着火することで均一燃焼が行われる。
【００３０】ここで、燃焼室はシリンダブロックのデッ
キ面から頂部までの距離が長い壷型または円錐型であ
り、成層燃焼用の第１のインジェクタはその噴射口を上
記燃焼室の頂部に臨ませているので、成層燃焼時に噴射
燃料がピストン頂面に付着することがなく、ＨＣ（炭化
水素）の発生が増大したり燃費が悪化したりする事態が
未然に回避される。
キ面から頂部までの距離が長い壷型または円錐型であ
り、成層燃焼用の第１のインジェクタはその噴射口を上
記燃焼室の頂部に臨ませているので、成層燃焼時に噴射
燃料がピストン頂面に付着することがなく、ＨＣ（炭化
水素）の発生が増大したり燃費が悪化したりする事態が
未然に回避される。
【００３１】また、均一燃焼用の第２のインジェクタ
は、シリンダボア内の中央部に向けて燃料を噴射するよ
うに噴射口をスキッシュエリアに臨ませているので、均
一燃焼時に噴射燃料がシリンダ壁面に付着することがな
く、ＨＣ（炭化水素）の発生が増大したり、燃費の悪化
や出力の低下を来すという事態が未然に回避される。
は、シリンダボア内の中央部に向けて燃料を噴射するよ
うに噴射口をスキッシュエリアに臨ませているので、均
一燃焼時に噴射燃料がシリンダ壁面に付着することがな
く、ＨＣ（炭化水素）の発生が増大したり、燃費の悪化
や出力の低下を来すという事態が未然に回避される。
【００３２】さらに、点火プラグはその電極部が斜め下
に位置する姿勢で設置されているので、液滴燃料が溜り
難く、点火の際にくすぶりが生じたり燃料かぶりを生じ
ることがなく、確実に着火する。
に位置する姿勢で設置されているので、液滴燃料が溜り
難く、点火の際にくすぶりが生じたり燃料かぶりを生じ
ることがなく、確実に着火する。
【００３３】従って本発明によれば、Ｖ型エンジンに適
用した場合でも低負荷での安定した成層燃焼と、高負荷
での良好な均一燃焼とを両立して低燃費高出力のワイド
レンジ化を達成することができる。
用した場合でも低負荷での安定した成層燃焼と、高負荷
での良好な均一燃焼とを両立して低燃費高出力のワイド
レンジ化を達成することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面矢視図である。
１ シリンダブロック １ａ デッキ面 ２ 掃気ポート ３ 排気ポート ４ シリンダボア ５ ピストン ６ 燃焼室 ６ａ 頂部 ６ｂ スキッシュエリア ７ シリンダヘッド ８ 第１のインジェクタ ８ａ 噴射口 ９ 第２のインジェクタ ９ａ 噴射口 １０ 点火プラグ １０ａ 電極部 １０ｂ スパークギャップ １１ 制御ユニット １２ 燃焼室
Claims (1)
- 【請求項１】 シリンダブロックのデッキ面から頂部ま
での距離が長い壷型または円錐型の燃焼室と、この燃焼
室の底部周囲に連続するスキッシュエリアと、上記燃焼
室の中央部に向けて燃料を噴射するように噴射口を燃焼
室の頂部に臨ませて設置された成層燃焼用の第１のイン
ジェクタと、電極部が斜め下に位置する姿勢でスパーク
ギャップを上記第１のインジェクタの燃料噴射方向前方
に臨ませて設置された点火プラグと、シリンダボア内の
中央部に向けて燃料を噴射するように噴射口を上記スキ
ッシュエリアに臨ませて設置された均一燃焼用の第２の
インジェクタとを備えたことを特徴とする筒内直噴式エ
ンジンの燃焼室構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254224A JPH0681654A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 筒内直噴式エンジンの燃焼室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254224A JPH0681654A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 筒内直噴式エンジンの燃焼室構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681654A true JPH0681654A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17261990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4254224A Pending JPH0681654A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 筒内直噴式エンジンの燃焼室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681654A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756075A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-01-29 | Outboard Marine Corporation | Fuel-injected internal combustion engine with improved combustion |
| AU710928B2 (en) * | 1995-07-25 | 1999-09-30 | Outboard Marine Corporation | Fuel injected internal combustion engine with improved combustion |
| JP2003049651A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直噴式エンジン |
| WO2013120607A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | Daimler Ag | Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen kraftwagen, sowie verfahren zum betreiben einer solchen verbrennungskraftmaschine |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4254224A patent/JPH0681654A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756075A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-01-29 | Outboard Marine Corporation | Fuel-injected internal combustion engine with improved combustion |
| AU710928B2 (en) * | 1995-07-25 | 1999-09-30 | Outboard Marine Corporation | Fuel injected internal combustion engine with improved combustion |
| JP2003049651A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直噴式エンジン |
| WO2013120607A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | Daimler Ag | Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen kraftwagen, sowie verfahren zum betreiben einer solchen verbrennungskraftmaschine |
| WO2013120585A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | Daimler Ag | Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen kraftwagen |
| CN104114829A (zh) * | 2012-02-14 | 2014-10-22 | 戴姆勒股份公司 | 尤其用于车辆的内燃机以及用于运行这种内燃机的方法 |
| JP2015507141A (ja) * | 2012-02-14 | 2015-03-05 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ | 特に自動車用の内燃機関及びそのような内燃機関の作動方法 |
| US9605585B2 (en) | 2012-02-14 | 2017-03-28 | Daimler Ag | Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and a method for operating such an internal combustion engine |
| CN104114829B (zh) * | 2012-02-14 | 2017-08-22 | 戴姆勒股份公司 | 尤其用于车辆的内燃机以及用于运行这种内燃机的方法 |
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