JPH08260986A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関Info
- Publication number
- JPH08260986A JPH08260986A JP7067956A JP6795695A JPH08260986A JP H08260986 A JPH08260986 A JP H08260986A JP 7067956 A JP7067956 A JP 7067956A JP 6795695 A JP6795695 A JP 6795695A JP H08260986 A JPH08260986 A JP H08260986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- combustion chamber
- swirl
- engine
- spark plug
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02B2023/103—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 having a multi-hole nozzle for generating multiple sprays
-
- 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
- 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】 本発明は、筒内噴射式内燃機関に関し、機関
中負荷時の燃焼を良好にして、この時の燃費及び排気エ
ミッションの悪化を防止することを目的とする。 【構成】 ピストン頂面に形成された凹状の燃焼室３，
４と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プラグ
５と、気筒内にスワールを生成するためのスワール生成
手段と、燃焼室の側面上部における点火プラグの進入位
置よりスワール直上流側に形成され、供給された燃料を
その慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるための壁面
を有する段部７と、圧縮行程後半のピストン位置におい
て燃焼室の点火プラグの進入位置よりスワール上流側に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁８と、機関中負荷時におい
て、燃料が段部から燃焼室にかけて噴射されるように燃
料噴射弁８の噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手
段、とを具備する。
中負荷時の燃焼を良好にして、この時の燃費及び排気エ
ミッションの悪化を防止することを目的とする。 【構成】 ピストン頂面に形成された凹状の燃焼室３，
４と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プラグ
５と、気筒内にスワールを生成するためのスワール生成
手段と、燃焼室の側面上部における点火プラグの進入位
置よりスワール直上流側に形成され、供給された燃料を
その慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるための壁面
を有する段部７と、圧縮行程後半のピストン位置におい
て燃焼室の点火プラグの進入位置よりスワール上流側に
燃料を噴射可能な燃料噴射弁８と、機関中負荷時におい
て、燃料が段部から燃焼室にかけて噴射されるように燃
料噴射弁８の噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手
段、とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料を直接気筒内へ噴
射する燃料噴射弁と、ピストン頂面に形成された凹状の
燃焼室と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プ
ラグとを具備する筒内噴射式内燃機関に関する。
射する燃料噴射弁と、ピストン頂面に形成された凹状の
燃焼室と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プ
ラグとを具備する筒内噴射式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような筒内噴射式内燃機関は、圧縮
行程後半に燃料を噴射することにより燃焼室内の点火プ
ラグ近傍だけに燃料を集中させて着火性の良好な混合気
を形成し、これを着火燃焼させる成層燃焼を実現するこ
とにより、燃焼室全体として理論空燃比よりリーンな混
合気を燃焼させることが可能となり、燃費を低減するこ
とができる。しかしながら、機関中負荷時となって燃料
噴射量がある程度多くなると、点火プラグ近傍に形成さ
れる混合気が濃厚となり過ぎて、逆に着火性が悪化した
り、燃焼時にスモークが発生する。
行程後半に燃料を噴射することにより燃焼室内の点火プ
ラグ近傍だけに燃料を集中させて着火性の良好な混合気
を形成し、これを着火燃焼させる成層燃焼を実現するこ
とにより、燃焼室全体として理論空燃比よりリーンな混
合気を燃焼させることが可能となり、燃費を低減するこ
とができる。しかしながら、機関中負荷時となって燃料
噴射量がある程度多くなると、点火プラグ近傍に形成さ
れる混合気が濃厚となり過ぎて、逆に着火性が悪化した
り、燃焼時にスモークが発生する。
【０００３】この問題を解決するために、特開平５−２
４００５２号公報に記載されている筒内噴射式内燃機関
は、機関中負荷時において、一部の燃料を吸気行程に噴
射して点火までに気筒内に均一混合気を形成することに
より、圧縮行程後半に噴射する燃料量が少なくなり、点
火プラグ近傍に形成される混合気の着火性の悪化及びス
モークの発生を防止し、こうして点火プラグ近傍で確実
に着火させた火炎を燃焼室内の均一混合気に伝播させる
ようになっている。
４００５２号公報に記載されている筒内噴射式内燃機関
は、機関中負荷時において、一部の燃料を吸気行程に噴
射して点火までに気筒内に均一混合気を形成することに
より、圧縮行程後半に噴射する燃料量が少なくなり、点
火プラグ近傍に形成される混合気の着火性の悪化及びス
モークの発生を防止し、こうして点火プラグ近傍で確実
に着火させた火炎を燃焼室内の均一混合気に伝播させる
ようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような機関中負荷
時の燃焼において、特に、負荷が比較的小さく燃料噴射
量が比較的少ない時には、吸気行程で噴射される燃料量
が非常に少なくなり、燃焼室内に形成される均一混合気
は非常に希薄で燃焼し難くいものとなり、点火プラグ近
傍の火炎がこの均一混合気に伝播するが、その一部が燃
焼せずに未燃燃料と排出されるために、燃費及び排気エ
ミッションが悪化する。
時の燃焼において、特に、負荷が比較的小さく燃料噴射
量が比較的少ない時には、吸気行程で噴射される燃料量
が非常に少なくなり、燃焼室内に形成される均一混合気
は非常に希薄で燃焼し難くいものとなり、点火プラグ近
傍の火炎がこの均一混合気に伝播するが、その一部が燃
焼せずに未燃燃料と排出されるために、燃費及び排気エ
ミッションが悪化する。
【０００５】従って、本発明の目的は、機関中負荷時の
燃焼を良好にして、この時の燃費及び排気エミッション
を改善することができる筒内噴射式内燃機関を提供する
ことである。
燃焼を良好にして、この時の燃費及び排気エミッション
を改善することができる筒内噴射式内燃機関を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による筒内噴射式
内燃機関は、ピストン頂面に形成された凹状の燃焼室
と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プラグ
と、気筒内にスワールを生成するためのスワール生成手
段と、前記燃焼室の側面上部における前記点火プラグの
進入位置よりスワール直上流側に形成され、供給された
燃料をその慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるため
の壁面を有する段部と、圧縮行程後半のピストン位置に
おいて前記燃焼室の前記点火プラグの進入位置よりスワ
ール上流側に燃料を噴射可能な燃料噴射弁と、機関中負
荷時において、燃料が前記段部から前記燃焼室にかけて
噴射されるように前記燃料噴射弁の噴射時期を制御する
燃料噴射時期制御手段、とを具備することを特徴とす
る。
内燃機関は、ピストン頂面に形成された凹状の燃焼室
と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プラグ
と、気筒内にスワールを生成するためのスワール生成手
段と、前記燃焼室の側面上部における前記点火プラグの
進入位置よりスワール直上流側に形成され、供給された
燃料をその慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるため
の壁面を有する段部と、圧縮行程後半のピストン位置に
おいて前記燃焼室の前記点火プラグの進入位置よりスワ
ール上流側に燃料を噴射可能な燃料噴射弁と、機関中負
荷時において、燃料が前記段部から前記燃焼室にかけて
噴射されるように前記燃料噴射弁の噴射時期を制御する
燃料噴射時期制御手段、とを具備することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】前述の筒内噴射式内燃機関は、ピストン頂面に
形成された燃焼室の側面上部における前記点火プラグの
進入位置よりスワール直上流側に段部が形成され、燃料
噴射時期制御手段が、機関中負荷時において、燃料がこ
の段部から燃焼室にかけて噴射されるように燃料噴射弁
の噴射時期を制御するために、この時に噴射される燃料
量の一部が段部に供給され、このようにして段部に供給
された液状燃料は、その一部がピストン熱により段部上
で気化され、残りが段部の壁面によってそのほぼ真上に
向けられ、シリンダヘッドに衝突して気化することによ
って、気筒内全体に広がることなく段部上に十分に燃焼
可能な濃度の混合気を形成し、この混合気がスワールに
よって点火時点で燃焼室外の点火プラグ隣接位置に移動
する。一方、燃焼室内へ供給された燃料は、燃焼室内の
点火プラグ近傍に着火性の良好な混合気を形成する。
形成された燃焼室の側面上部における前記点火プラグの
進入位置よりスワール直上流側に段部が形成され、燃料
噴射時期制御手段が、機関中負荷時において、燃料がこ
の段部から燃焼室にかけて噴射されるように燃料噴射弁
の噴射時期を制御するために、この時に噴射される燃料
量の一部が段部に供給され、このようにして段部に供給
された液状燃料は、その一部がピストン熱により段部上
で気化され、残りが段部の壁面によってそのほぼ真上に
向けられ、シリンダヘッドに衝突して気化することによ
って、気筒内全体に広がることなく段部上に十分に燃焼
可能な濃度の混合気を形成し、この混合気がスワールに
よって点火時点で燃焼室外の点火プラグ隣接位置に移動
する。一方、燃焼室内へ供給された燃料は、燃焼室内の
点火プラグ近傍に着火性の良好な混合気を形成する。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明による筒内噴射式内燃機関に
おけるピストン上部の平面図であり、図２はその点火時
期における縦断面図である。これらの図において、１は
ピストンであり、その頂面には偏心した位置に凹状の燃
焼室が形成されている。吸気ポートは図示されていない
が、ピストン１の頂面及び燃焼室内に矢印で示した方向
のスワールを生成するように形成されている。
おけるピストン上部の平面図であり、図２はその点火時
期における縦断面図である。これらの図において、１は
ピストンであり、その頂面には偏心した位置に凹状の燃
焼室が形成されている。吸気ポートは図示されていない
が、ピストン１の頂面及び燃焼室内に矢印で示した方向
のスワールを生成するように形成されている。
【０００９】燃焼室は、深皿部３とその側面３ａのピス
トン中心側に形成された燃料ガイド通路として機能する
略Ｌ字形の浅皿部４とから構成され、浅皿部４の底面４
ｂは、点火時期のピストン位置において点火プラグ５の
先端部との間にわずかな隙間が存在するようになってお
り、また寸法誤差等によっても両者が衝突しないように
するために、点火プラグ５の先端部に対向する位置には
部分球形状のリセス６が形成されている。
トン中心側に形成された燃料ガイド通路として機能する
略Ｌ字形の浅皿部４とから構成され、浅皿部４の底面４
ｂは、点火時期のピストン位置において点火プラグ５の
先端部との間にわずかな隙間が存在するようになってお
り、また寸法誤差等によっても両者が衝突しないように
するために、点火プラグ５の先端部に対向する位置には
部分球形状のリセス６が形成されている。
【００１０】ピストン１の頂面には、さらに、燃焼室の
浅皿部４の側面４ａ上部における点火プラグ５の進入位
置よりスワール直上流側に、浅皿部４に沿って段部７が
形成されている。この段部７は、底面７ａと、略垂直な
スワール下流側端面７ｂ及び側面７ｃ及びスワール上流
側端面７ｄとを有している。底面７ａは、図３に示すよ
うに、側面７ｃ方向に深くなるように斜めに形成され、
側面７ｃと円弧によって滑らかに接続されており、ま
た、図示されていないがスワール下流側端面７ｂとも同
様に滑らかに接続されている。
浅皿部４の側面４ａ上部における点火プラグ５の進入位
置よりスワール直上流側に、浅皿部４に沿って段部７が
形成されている。この段部７は、底面７ａと、略垂直な
スワール下流側端面７ｂ及び側面７ｃ及びスワール上流
側端面７ｄとを有している。底面７ａは、図３に示すよ
うに、側面７ｃ方向に深くなるように斜めに形成され、
側面７ｃと円弧によって滑らかに接続されており、ま
た、図示されていないがスワール下流側端面７ｂとも同
様に滑らかに接続されている。
【００１１】８は点火プラグ５よりスワール上流側に燃
料を噴射するための燃料噴射弁であり、点火プラグ５と
略対向する位置において燃焼室２の周囲上部に配置され
ている。燃料噴射弁８は四つの噴口から斜め下方向に燃
料を柱状に噴射するものであり、図１に示すように、各
噴口の向きは、それぞれ燃料噴射弁８の先端部及び気筒
中心を通る垂直平面に対して異なる鋭角度となってお
り、また、図２に示すように、燃料噴射弁８の先端部を
通る水平平面に対しても異なる鋭角度となっており、前
述の垂直平面に対する角度が小さい噴口ほど、前述の水
平平面に対する角度が小さくなっている。
料を噴射するための燃料噴射弁であり、点火プラグ５と
略対向する位置において燃焼室２の周囲上部に配置され
ている。燃料噴射弁８は四つの噴口から斜め下方向に燃
料を柱状に噴射するものであり、図１に示すように、各
噴口の向きは、それぞれ燃料噴射弁８の先端部及び気筒
中心を通る垂直平面に対して異なる鋭角度となってお
り、また、図２に示すように、燃料噴射弁８の先端部を
通る水平平面に対しても異なる鋭角度となっており、前
述の垂直平面に対する角度が小さい噴口ほど、前述の水
平平面に対する角度が小さくなっている。
【００１２】機関低負荷時における燃料噴射は、圧縮行
程後半において、前述の水平平面に対して最小の角度と
なる噴口から噴射される燃料が、図３（Ａ）に示すよう
に、燃焼室の浅皿部４の側面４ａに衝突する時期から開
始され、全噴口によって必要燃料量を噴射した時点で終
了するようになっている。このようにして各噴口から噴
射された燃料は、燃焼室の各側面３ａ，４ａに対して鋭
角に向けられているために、各側面３ａ，４ａとの衝突
時点で全て点火プラグ方向への慣性力が与えられ、それ
により、燃焼室の熱によって蒸発しながら点火プラグ５
方向に進行する。
程後半において、前述の水平平面に対して最小の角度と
なる噴口から噴射される燃料が、図３（Ａ）に示すよう
に、燃焼室の浅皿部４の側面４ａに衝突する時期から開
始され、全噴口によって必要燃料量を噴射した時点で終
了するようになっている。このようにして各噴口から噴
射された燃料は、燃焼室の各側面３ａ，４ａに対して鋭
角に向けられているために、各側面３ａ，４ａとの衝突
時点で全て点火プラグ方向への慣性力が与えられ、それ
により、燃焼室の熱によって蒸発しながら点火プラグ５
方向に進行する。
【００１３】いずれの機関回転数であっても、点火時期
において、燃料ガイド通路として機能する浅皿部４上を
進行する液状燃料の先頭部は、少なくとも点火プラグ５
の先端近傍までは達している。この時、点火プラグ５の
先端部が浅皿部４の底面４ｂに対して離間されているた
めに、液状燃料が点火プラグ５の先端部に付着して失火
がもたらされることはない。燃焼室の浅皿部４上には、
その側面４ａ及び底面４ｂから蒸発する燃料が合わさっ
て着火性の良好な濃度の混合気が形成される。蒸発燃料
は、慣性力が失われてその場に留まるが、点火時期にお
いて液状燃料は前述したように点火プラグ５の先端近傍
に達しているために、点火プラグ５によってこの混合気
の確実な着火が保証される。また、深皿部３の側面３ａ
に供給される燃料も同様に蒸発して、浅皿部４に隣接す
る深皿部３の側面３ａ近傍に混合気を形成する。燃焼室
内に形成されるスワールは、浅皿部４上及び深皿部３の
側面３ａ近傍における点火プラグ３の進入位置のスワー
ル上流側に形成された混合気を点火プラグ３の先端近傍
に移動させるように機能し、それにより、点火プラグ３
の先端近傍に混合気を集中させ、さらに着火性を改善す
ることができる。
において、燃料ガイド通路として機能する浅皿部４上を
進行する液状燃料の先頭部は、少なくとも点火プラグ５
の先端近傍までは達している。この時、点火プラグ５の
先端部が浅皿部４の底面４ｂに対して離間されているた
めに、液状燃料が点火プラグ５の先端部に付着して失火
がもたらされることはない。燃焼室の浅皿部４上には、
その側面４ａ及び底面４ｂから蒸発する燃料が合わさっ
て着火性の良好な濃度の混合気が形成される。蒸発燃料
は、慣性力が失われてその場に留まるが、点火時期にお
いて液状燃料は前述したように点火プラグ５の先端近傍
に達しているために、点火プラグ５によってこの混合気
の確実な着火が保証される。また、深皿部３の側面３ａ
に供給される燃料も同様に蒸発して、浅皿部４に隣接す
る深皿部３の側面３ａ近傍に混合気を形成する。燃焼室
内に形成されるスワールは、浅皿部４上及び深皿部３の
側面３ａ近傍における点火プラグ３の進入位置のスワー
ル上流側に形成された混合気を点火プラグ３の先端近傍
に移動させるように機能し、それにより、点火プラグ３
の先端近傍に混合気を集中させ、さらに着火性を改善す
ることができる。
【００１４】機関低負荷時には、このようにして、点火
プラグ５の先端部近傍に着火性の良好な混合気が形成さ
れ、これを確実に着火させ、低燃費の成層燃焼が実現さ
れる。機関低負荷時においては、燃料噴射量が比較的少
ないために、このような成層燃焼を問題なく実現可能で
あり、図４に示すように、燃料噴射開始時期は同一クラ
ンク角度θ１であり、燃料噴射量に応じて燃料噴射終了
時期が変化するようになっている。
プラグ５の先端部近傍に着火性の良好な混合気が形成さ
れ、これを確実に着火させ、低燃費の成層燃焼が実現さ
れる。機関低負荷時においては、燃料噴射量が比較的少
ないために、このような成層燃焼を問題なく実現可能で
あり、図４に示すように、燃料噴射開始時期は同一クラ
ンク角度θ１であり、燃料噴射量に応じて燃料噴射終了
時期が変化するようになっている。
【００１５】さらに、機関負荷が増大して機関中負荷時
となると、図４に示すように、燃料噴射量の増加に伴っ
て、前述の水平平面に対して最小の角度となる噴口から
噴射される燃料がピストン頂面に衝突しないクランク角
度まで、燃料噴射開始時期を徐々に早め、図３（Ｂ）に
示すように一部の燃料を段部７に供給するようになって
いる。
となると、図４に示すように、燃料噴射量の増加に伴っ
て、前述の水平平面に対して最小の角度となる噴口から
噴射される燃料がピストン頂面に衝突しないクランク角
度まで、燃料噴射開始時期を徐々に早め、図３（Ｂ）に
示すように一部の燃料を段部７に供給するようになって
いる。
【００１６】それにより、燃焼室内に供給された燃料
は、機関低負荷時と同様に着火性の良好な混合気を点火
プラグ５の先端部近傍に形成する。一方、段部７に供給
された液状燃料は、燃料開始時期によっては、底面７ａ
だけに衝突し、スワール下流側に広がりピストン熱によ
って底面７ａを蒸発しながら側面７ｃ及びスワール下流
側端面７ｂに達し、この液状燃料は、側面７ｃ及びスワ
ール下流側端面７ｂによってピストン頂面に流出するこ
となく上方向に向けられ、シリンダヘッドに衝突して気
化し、前述の蒸発燃料と共に気筒内全体に広がらずに段
部７上に浮遊して混合気を形成する。また、燃料噴射開
始時期によっては、直接的に側面７ｃに衝突する燃料も
存在するが、この燃料は、燃料噴射弁８の燃料噴射方向
が側面７ｃに対してスワール下流側に鋭角となっている
ために、その多くは側面７ｃに沿ってスワール下流側に
進行した後、スワール下流側端面７ｂ上を進行し、燃焼
室の浅皿部４に達する以前にピストン熱によって全て気
化し、前述したように、その後に底面７ａに噴射されて
気化する燃料と共に、段部７上に浮遊して混合気を形成
する。このようにして段部７上に形成された混合気は、
スワールによって点火時点において燃焼室外側で点火プ
ラグ５に隣接する位置に移動する。
は、機関低負荷時と同様に着火性の良好な混合気を点火
プラグ５の先端部近傍に形成する。一方、段部７に供給
された液状燃料は、燃料開始時期によっては、底面７ａ
だけに衝突し、スワール下流側に広がりピストン熱によ
って底面７ａを蒸発しながら側面７ｃ及びスワール下流
側端面７ｂに達し、この液状燃料は、側面７ｃ及びスワ
ール下流側端面７ｂによってピストン頂面に流出するこ
となく上方向に向けられ、シリンダヘッドに衝突して気
化し、前述の蒸発燃料と共に気筒内全体に広がらずに段
部７上に浮遊して混合気を形成する。また、燃料噴射開
始時期によっては、直接的に側面７ｃに衝突する燃料も
存在するが、この燃料は、燃料噴射弁８の燃料噴射方向
が側面７ｃに対してスワール下流側に鋭角となっている
ために、その多くは側面７ｃに沿ってスワール下流側に
進行した後、スワール下流側端面７ｂ上を進行し、燃焼
室の浅皿部４に達する以前にピストン熱によって全て気
化し、前述したように、その後に底面７ａに噴射されて
気化する燃料と共に、段部７上に浮遊して混合気を形成
する。このようにして段部７上に形成された混合気は、
スワールによって点火時点において燃焼室外側で点火プ
ラグ５に隣接する位置に移動する。
【００１７】この混合気は、段部７に供給される燃料量
が非常に少なくても、燃焼室全体に均一化させる時ほど
希薄とはならず、機関低負荷時と同様に点火プラグ近傍
で良好に着火した火炎が、この混合気に伝播され素早く
燃焼するために、機関中負荷時においても良好な成層燃
焼を実現することができる。段部７は、前述したよう
に、底面７ａが側面７ｃ方向に徐々に深くなっているた
めに、両者を接続する円弧の半径を大きくすることがで
き、この接続部に液状燃料が溜まりスモークが発生する
ことが防止される。
が非常に少なくても、燃焼室全体に均一化させる時ほど
希薄とはならず、機関低負荷時と同様に点火プラグ近傍
で良好に着火した火炎が、この混合気に伝播され素早く
燃焼するために、機関中負荷時においても良好な成層燃
焼を実現することができる。段部７は、前述したよう
に、底面７ａが側面７ｃ方向に徐々に深くなっているた
めに、両者を接続する円弧の半径を大きくすることがで
き、この接続部に液状燃料が溜まりスモークが発生する
ことが防止される。
【００１８】このようにして、機関中負荷時において、
点火プラグ近傍の混合気が濃厚となり過ぎて、着火性が
悪化したり、スモークが発生したり、また、排気ガス再
循環を行う場合においてスモークが発生しないまでも酸
素不足による不完全燃焼によって一酸化炭素が多量に発
生したりすることは防止され、また、一部の燃料によっ
て燃焼室全体に均一混合気を形成する場合のように、点
火プラグ近傍で着火した火炎が、この均一混合気の希薄
過ぎによってそれに良好に伝播せずに、この均一混合気
の一部が未燃燃料として排出され、燃費及び排気エミッ
ションが悪化することは防止される。
点火プラグ近傍の混合気が濃厚となり過ぎて、着火性が
悪化したり、スモークが発生したり、また、排気ガス再
循環を行う場合においてスモークが発生しないまでも酸
素不足による不完全燃焼によって一酸化炭素が多量に発
生したりすることは防止され、また、一部の燃料によっ
て燃焼室全体に均一混合気を形成する場合のように、点
火プラグ近傍で着火した火炎が、この均一混合気の希薄
過ぎによってそれに良好に伝播せずに、この均一混合気
の一部が未燃燃料として排出され、燃費及び排気エミッ
ションが悪化することは防止される。
【００１９】さらに機関負荷が増大して燃料噴射量が増
加すると、燃焼室内の点火プラグ５近傍に着火性の良好
な混合気を形成する以外の燃料量で燃焼室２全体に良好
に燃焼する濃度の均一混合気を形成可能となり、この時
には、図４に示すように、圧縮行程後半の燃料噴射開始
時期を低負荷時と同様なクランク角度θ１として、この
時に噴射される以外の燃料を吸気行程に噴射するように
なっている。
加すると、燃焼室内の点火プラグ５近傍に着火性の良好
な混合気を形成する以外の燃料量で燃焼室２全体に良好
に燃焼する濃度の均一混合気を形成可能となり、この時
には、図４に示すように、圧縮行程後半の燃料噴射開始
時期を低負荷時と同様なクランク角度θ１として、この
時に噴射される以外の燃料を吸気行程に噴射するように
なっている。
【００２０】また、機関高負荷時には、圧縮行程の燃料
噴射は行われず、全ての燃料を吸気行程に噴射し、点火
時点において、燃焼室内に均一混合気を形成することに
より、高出力を得るのに有利な均一燃焼を実施するよう
になっている。
噴射は行われず、全ての燃料を吸気行程に噴射し、点火
時点において、燃焼室内に均一混合気を形成することに
より、高出力を得るのに有利な均一燃焼を実施するよう
になっている。
【００２１】本実施例において、機関中負荷時の高負荷
側領域で圧縮及び吸気行程での燃料を噴射を実施するよ
うになっているが、もちろん、燃焼室３，４及び段部７
の大きさ及び形状によっては、圧縮行程後半だけでの燃
料噴射が可能となり、高負荷時の吸気行程噴射を含め二
回に分けた燃料噴射が不要となり、燃料噴射制御を簡素
化することができる。
側領域で圧縮及び吸気行程での燃料を噴射を実施するよ
うになっているが、もちろん、燃焼室３，４及び段部７
の大きさ及び形状によっては、圧縮行程後半だけでの燃
料噴射が可能となり、高負荷時の吸気行程噴射を含め二
回に分けた燃料噴射が不要となり、燃料噴射制御を簡素
化することができる。
【００２２】
【発明の効果】このように、本発明による筒内噴射式内
燃機関によれば、燃焼室の側面上部における点火プラグ
の進入位置よりスワール直上流側に、供給された燃料を
その慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるための壁面
を有する段部が形成され、燃料噴射時期制御手段が、機
関中負荷時において、燃料が段部から燃焼室にかけて噴
射されるように燃料噴射弁の噴射時期を制御するため
に、段部に供給された燃料は、その一部がピストン熱に
より段部上で気化され、残りが段部の壁面によってその
ほぼ真上に向けられてシリンダヘッドに衝突して気化
し、段部上に十分に燃焼可能な濃度の混合気を形成し、
この混合気がスワールによって点火時点で燃焼室外の点
火プラグ隣接位置に移動すると共に、燃焼室内へ供給さ
れた燃料は、燃焼室内の点火プラグ近傍に着火性の良好
な混合気を形成するために、点火プラグ近傍で確実に着
火した火炎が、燃焼室外の点火プラグ隣接位置に移動し
た混合気に伝播し、これを良好に燃焼させることが可能
となる。
燃機関によれば、燃焼室の側面上部における点火プラグ
の進入位置よりスワール直上流側に、供給された燃料を
その慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるための壁面
を有する段部が形成され、燃料噴射時期制御手段が、機
関中負荷時において、燃料が段部から燃焼室にかけて噴
射されるように燃料噴射弁の噴射時期を制御するため
に、段部に供給された燃料は、その一部がピストン熱に
より段部上で気化され、残りが段部の壁面によってその
ほぼ真上に向けられてシリンダヘッドに衝突して気化
し、段部上に十分に燃焼可能な濃度の混合気を形成し、
この混合気がスワールによって点火時点で燃焼室外の点
火プラグ隣接位置に移動すると共に、燃焼室内へ供給さ
れた燃料は、燃焼室内の点火プラグ近傍に着火性の良好
な混合気を形成するために、点火プラグ近傍で確実に着
火した火炎が、燃焼室外の点火プラグ隣接位置に移動し
た混合気に伝播し、これを良好に燃焼させることが可能
となる。
【００２３】このように、燃焼室内の点火プラグ近傍に
集中させるには濃厚となり過ぎる中負荷時に、燃料噴射
量の一部を燃焼室外の点火プラグ隣接位置に集中させる
ことにより、言わば、燃焼室外を含め点火プラグの近傍
に広範囲に着火燃焼性を良好な混合気を形成することに
なり、それにより、機関中負荷時まで圧縮行程後半だけ
の燃料噴射によって低燃費に加えて排気エミッションの
良好な成層燃焼を実現することが可能となる。
集中させるには濃厚となり過ぎる中負荷時に、燃料噴射
量の一部を燃焼室外の点火プラグ隣接位置に集中させる
ことにより、言わば、燃焼室外を含め点火プラグの近傍
に広範囲に着火燃焼性を良好な混合気を形成することに
なり、それにより、機関中負荷時まで圧縮行程後半だけ
の燃料噴射によって低燃費に加えて排気エミッションの
良好な成層燃焼を実現することが可能となる。
【図１】本発明による筒内噴射式内燃機関のピストン上
部の平面図である。
部の平面図である。
【図２】図１の点火時期における縦断面図である。
【図３】各機関負荷時における燃料の衝突位置を説明す
る燃焼室及び段部の縦断面図であり、（Ａ）は機関低負
荷時、（Ｂ）は機関中負荷時である。
る燃焼室及び段部の縦断面図であり、（Ａ）は機関低負
荷時、（Ｂ）は機関中負荷時である。
【図４】機関負荷に対する圧縮行程における燃料噴射開
始時期を示すグラフである。
始時期を示すグラフである。
１…ピストン ３…深皿部 ４…浅皿部 ５…点火プラグ ７…段部 ８…燃料噴射弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 23/08 Ｆ０２Ｂ 23/08 Ｅ Ｆ０２Ｄ 41/34 9523−3Ｇ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストン頂面に形成された凹状の燃焼室
と、点火時期において燃焼室内へ進入する点火プラグ
と、気筒内にスワールを生成するためのスワール生成手
段と、前記燃焼室の側面上部における前記点火プラグの
進入位置よりスワール直上流側に形成され、供給された
燃料をその慣性力を利用してほぼ真上に向かわせるため
の壁面を有する段部と、圧縮行程後半のピストン位置に
おいて前記燃焼室の前記点火プラグの進入位置よりスワ
ール上流側に燃料を噴射可能な燃料噴射弁と、機関中負
荷時において、燃料が前記段部から前記燃焼室にかけて
噴射されるように前記燃料噴射弁の噴射時期を制御する
燃料噴射時期制御手段、とを具備することを特徴とする
筒内噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067956A JPH08260986A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 筒内噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067956A JPH08260986A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 筒内噴射式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260986A true JPH08260986A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13359927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7067956A Pending JPH08260986A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 筒内噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08260986A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971108A3 (en) * | 1998-07-08 | 2000-03-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| JP4087064B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2008-05-14 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射型内燃機関および内燃機関の制御方法、燃料噴射弁 |
| CN110392771A (zh) * | 2017-03-17 | 2019-10-29 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | 用于内燃机的活塞 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP7067956A patent/JPH08260986A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4087064B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2008-05-14 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射型内燃機関および内燃機関の制御方法、燃料噴射弁 |
| EP0971108A3 (en) * | 1998-07-08 | 2000-03-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| EP1050671A3 (en) * | 1998-07-08 | 2001-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| US6336437B1 (en) | 1998-07-08 | 2002-01-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| EP1223313A1 (en) * | 1998-07-08 | 2002-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| US6615794B2 (en) | 1998-07-08 | 2003-09-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| US6629518B2 (en) | 1998-07-08 | 2003-10-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| US6840210B2 (en) | 1998-07-08 | 2005-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct cylinder injection-type spark ignition internal combustion engine |
| CN110392771A (zh) * | 2017-03-17 | 2019-10-29 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | 用于内燃机的活塞 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3163906B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| US7926463B2 (en) | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
| JP4501832B2 (ja) | 火花点火式直噴エンジン | |
| US6460509B1 (en) | Direct-fuel-injection-type spark-ignition internal combustion engine | |
| CN101099031B (zh) | 缸内喷射型火花点火式内燃机 | |
| JPS5851130B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室構造 | |
| US4019473A (en) | Stratified combustion type engine | |
| JPH09280055A (ja) | 直接筒内噴射式火花点火エンジン | |
| JP2003049650A (ja) | 圧縮自己着火式内燃機関 | |
| JP3537347B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| US6070566A (en) | Piston for direct injection combustion chamber used in internal combustion engine | |
| JP3627546B2 (ja) | 直接筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH08246878A (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| US7055490B2 (en) | In-cylinder injection, spark ignited internal combustion engine | |
| JPH08260986A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JP2009121251A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| US4116234A (en) | Internal combustion engine with an auxiliary combustion chamber | |
| JP3879155B2 (ja) | 直接筒内噴射式火花点火エンジン | |
| JP3175598B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JP2882041B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JP3651467B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2000303844A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JPH05214940A (ja) | 直噴式火花点火機関 | |
| JPH04187815A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火機関 | |
| JPS63179123A (ja) | 内燃機関 |