JPH10339151A - 筒内直接噴射式火花点火エンジン - Google Patents
筒内直接噴射式火花点火エンジンInfo
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- JPH10339151A JPH10339151A JP9153839A JP15383997A JPH10339151A JP H10339151 A JPH10339151 A JP H10339151A JP 9153839 A JP9153839 A JP 9153839A JP 15383997 A JP15383997 A JP 15383997A JP H10339151 A JPH10339151 A JP H10339151A
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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
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
成層燃焼領域を拡大する。 【解決手段】 筒内直接噴射式火花点火エンジンにおい
て、吸気ポート２１からシリンダ５内に流入する吸気に
スワールを生起するコントロールバルブ２６を備え、イ
ンジェクタの４燃料噴射方向を吸気ポート２１における
吸気の流れ方向と略同一方向に設定し、成層燃焼領域に
てエンジン回転数が所定値を超えて上昇するのに伴って
シリンダ５内に生起されるスワールの勢力を弱める構成
とした。
成層燃焼領域を拡大する。 【解決手段】 筒内直接噴射式火花点火エンジンにおい
て、吸気ポート２１からシリンダ５内に流入する吸気に
スワールを生起するコントロールバルブ２６を備え、イ
ンジェクタの４燃料噴射方向を吸気ポート２１における
吸気の流れ方向と略同一方向に設定し、成層燃焼領域に
てエンジン回転数が所定値を超えて上昇するのに伴って
シリンダ５内に生起されるスワールの勢力を弱める構成
とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内直接噴射式火
花点火エンジンにおいて燃焼室の改良に関するものであ
る。
花点火エンジンにおいて燃焼室の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】点火プラグの近傍に燃料を集める混合気
の成層化をはかるため、シリンダ内にインジェクタ（燃
料噴射弁）を臨ませ、シリンダ内に直接燃料を噴射する
ようにした筒内直接噴射式火花点火エンジンがある。
の成層化をはかるため、シリンダ内にインジェクタ（燃
料噴射弁）を臨ませ、シリンダ内に直接燃料を噴射する
ようにした筒内直接噴射式火花点火エンジンがある。
【０００３】従来の筒内直接噴射式火花点火エンジンと
して、例えば特開平６−８１６５１号公報に開示してい
るように、吸気ポートをシリンダ壁に沿って直立させる
ものがある。
して、例えば特開平６−８１６５１号公報に開示してい
るように、吸気ポートをシリンダ壁に沿って直立させる
ものがある。
【０００４】直立した吸気ポートからシリンダ内に流入
した吸気は、シリンダ壁に沿って下降した後、ピストン
冠部に沿って旋回する逆タンブルを生起するようになっ
ている。
した吸気は、シリンダ壁に沿って下降した後、ピストン
冠部に沿って旋回する逆タンブルを生起するようになっ
ている。
【０００５】また、従来の筒内直接噴射式火花点火エン
ジンとして、例えば特開平８−３５４２９号公報に開示
されたものは、吸気ポートを渦巻き状に湾曲させてい
る。
ジンとして、例えば特開平８−３５４２９号公報に開示
されたものは、吸気ポートを渦巻き状に湾曲させてい
る。
【０００６】渦巻き状に湾曲した吸気ポートからシリン
ダ内に流入した吸気は、シリンダに沿って旋回する強い
スワールを生起するようになっている。
ダ内に流入した吸気は、シリンダに沿って旋回する強い
スワールを生起するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒内直接噴射式火花点火エンジンにあって
は、エンジンの高速域では吸入から点火までの時間が短
くなるため、シリンダ内に生起される吸気旋回流によっ
て燃料を点火プラグの近傍に集めることが難しい。この
ため、安定した成層燃焼性が確保される回転数域が狭ま
るという問題点があった。
うな従来の筒内直接噴射式火花点火エンジンにあって
は、エンジンの高速域では吸入から点火までの時間が短
くなるため、シリンダ内に生起される吸気旋回流によっ
て燃料を点火プラグの近傍に集めることが難しい。この
ため、安定した成層燃焼性が確保される回転数域が狭ま
るという問題点があった。
【０００８】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
成層燃焼領域を拡大することを目的とする。
のであり、筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
成層燃焼領域を拡大することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の筒内直
接噴射式火花点火エンジンは、シリンダ内に吸気を導入
する吸気ポートと、シリンダ内に燃料を噴射するインジ
ェクタと、シリンダ内の混合気に点火する点火プラグ
と、シリンダ内から排気を排出する排気ポートと、ピス
トンの冠部に燃料噴霧を受けるように窪むキャビティ
と、吸気ポートからシリンダ内に流入する吸気にスワー
ルを生起するスワール生起手段とを備え、インジェクタ
の燃料噴射時期を吸気行程とする均質燃焼領域と、イン
ジェクタの燃料噴射時期を圧縮行程とする成層燃焼領域
を設定した筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
インジェクタの燃料噴射方向を吸気ポートにおける吸気
の流れ方向と略同一方向に設定し、前記成層燃焼領域に
てエンジン回転数が所定値を超えて上昇するのに伴って
シリンダ内に生起されるスワールの勢力を弱める構成と
した。
接噴射式火花点火エンジンは、シリンダ内に吸気を導入
する吸気ポートと、シリンダ内に燃料を噴射するインジ
ェクタと、シリンダ内の混合気に点火する点火プラグ
と、シリンダ内から排気を排出する排気ポートと、ピス
トンの冠部に燃料噴霧を受けるように窪むキャビティ
と、吸気ポートからシリンダ内に流入する吸気にスワー
ルを生起するスワール生起手段とを備え、インジェクタ
の燃料噴射時期を吸気行程とする均質燃焼領域と、イン
ジェクタの燃料噴射時期を圧縮行程とする成層燃焼領域
を設定した筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
インジェクタの燃料噴射方向を吸気ポートにおける吸気
の流れ方向と略同一方向に設定し、前記成層燃焼領域に
てエンジン回転数が所定値を超えて上昇するのに伴って
シリンダ内に生起されるスワールの勢力を弱める構成と
した。
【００１０】請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジンは、請求項１に記載の発明において、前記シリ
ンダの中心線を含みクランクシャフトの回転中心軸と直
交する平面をシリンダ中心面Ｃと定義し、インジェクタ
と２本の吸気ポートおよび点火プラグをシリンダ中心面
Ｃについて略対称的に配置し、点火プラグをキャビティ
に対してインジェクタから最も離れた位置に臨ませ、ス
ワール生起手段として一つの吸気ポートに吸気を集める
バタフライ式のコントロールバルブを備え、成層燃焼領
域にてエンジン回転数が所定値を超えて上昇するのに伴
ってコントロールバルブを全開してスワールの勢力を弱
める構成とした。
エンジンは、請求項１に記載の発明において、前記シリ
ンダの中心線を含みクランクシャフトの回転中心軸と直
交する平面をシリンダ中心面Ｃと定義し、インジェクタ
と２本の吸気ポートおよび点火プラグをシリンダ中心面
Ｃについて略対称的に配置し、点火プラグをキャビティ
に対してインジェクタから最も離れた位置に臨ませ、ス
ワール生起手段として一つの吸気ポートに吸気を集める
バタフライ式のコントロールバルブを備え、成層燃焼領
域にてエンジン回転数が所定値を超えて上昇するのに伴
ってコントロールバルブを全開してスワールの勢力を弱
める構成とした。
【００１１】請求項３に記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジンは、請求項１または２に記載の発明において、
前記成層燃焼領域にてコントロールバルブの開度をエン
ジン回転数が上昇するのに伴って次第に大きくする構成
とした。
エンジンは、請求項１または２に記載の発明において、
前記成層燃焼領域にてコントロールバルブの開度をエン
ジン回転数が上昇するのに伴って次第に大きくする構成
とした。
【００１２】請求項４に記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジンは、請求項１から３のいずれか一つに記載の発
明において、前記インジェクタの燃料噴射圧を調節する
手段を備え、成層燃焼領域にてコントロールバルブの開
度が大きくなるのに伴って燃料噴射圧を高める構成とし
た。
エンジンは、請求項１から３のいずれか一つに記載の発
明において、前記インジェクタの燃料噴射圧を調節する
手段を備え、成層燃焼領域にてコントロールバルブの開
度が大きくなるのに伴って燃料噴射圧を高める構成とし
た。
【００１３】
【発明の作用および効果】請求項１に記載の筒内直接噴
射式火花点火エンジンにおいて、成層燃焼領域では、吸
気ポートを通ってシリンダ内に吸入された空気がピスト
ンで圧縮された状態で、燃料がインジェクタから燃焼室
に噴射され、点火プラグを介して燃料を着火燃焼させ
る。
射式火花点火エンジンにおいて、成層燃焼領域では、吸
気ポートを通ってシリンダ内に吸入された空気がピスト
ンで圧縮された状態で、燃料がインジェクタから燃焼室
に噴射され、点火プラグを介して燃料を着火燃焼させ
る。
【００１４】成層燃焼領域における低速域では、シリン
ダ内に強いスワールが生起される。このとき、インジェ
クタから噴射される燃料噴霧は、スワールによってキャ
ビティ内に集められる。キャビティ内に集められた燃料
噴霧は、ピストンが上死点に近づくのにしたがって、ス
ワールとともにキャビティ内で旋回しながら点火プラグ
が近づき、混合気の成層化がはかれる。
ダ内に強いスワールが生起される。このとき、インジェ
クタから噴射される燃料噴霧は、スワールによってキャ
ビティ内に集められる。キャビティ内に集められた燃料
噴霧は、ピストンが上死点に近づくのにしたがって、ス
ワールとともにキャビティ内で旋回しながら点火プラグ
が近づき、混合気の成層化がはかれる。
【００１５】しかし、成層燃焼領域における高速域で
は、吸入から点火までの時間が短くなるため、シリンダ
内に強いスワールを生起しても、スワールとともにキャ
ビティ内で旋回する燃料噴霧が点火プラグに到達するの
に必要な時間が足りず、点火前までに燃料を点火プラグ
の近傍に集めることが難しい。
は、吸入から点火までの時間が短くなるため、シリンダ
内に強いスワールを生起しても、スワールとともにキャ
ビティ内で旋回する燃料噴霧が点火プラグに到達するの
に必要な時間が足りず、点火前までに燃料を点火プラグ
の近傍に集めることが難しい。
【００１６】本発明はこれに対処して、成層燃焼領域に
おける高速域でシリンダ内に生起されるスワールの勢力
を弱めることにより、スワールを生起せず、吸気ポート
からシリンダ内へと直進する吸気とともに燃料噴霧を短
時間のうちに点火プラグの近傍に到達させ、混合気の成
層化がはかれ、安定した成層燃焼が行われる。このた
め、成層燃焼性が確保される最高回転数を高められ、燃
費の低減がはかれる。
おける高速域でシリンダ内に生起されるスワールの勢力
を弱めることにより、スワールを生起せず、吸気ポート
からシリンダ内へと直進する吸気とともに燃料噴霧を短
時間のうちに点火プラグの近傍に到達させ、混合気の成
層化がはかれ、安定した成層燃焼が行われる。このた
め、成層燃焼性が確保される最高回転数を高められ、燃
費の低減がはかれる。
【００１７】請求項２に記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジンにおいて、インジェクタと２本の吸気ポートお
よび点火プラグをシリンダ中心面Ｃについて略対称的に
配置することにより、コントロールバルブが全開する成
層燃焼領域における高速域において、各吸気ポートから
シリンダ内へと直進する吸気とともに燃料噴霧を点火プ
ラグの近傍に集められ、混合気の成層化がはかれる。
エンジンにおいて、インジェクタと２本の吸気ポートお
よび点火プラグをシリンダ中心面Ｃについて略対称的に
配置することにより、コントロールバルブが全開する成
層燃焼領域における高速域において、各吸気ポートから
シリンダ内へと直進する吸気とともに燃料噴霧を点火プ
ラグの近傍に集められ、混合気の成層化がはかれる。
【００１８】請求項３に記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジンにおいて、成層燃焼領域にてコントロールバル
ブの開度をエンジン回転数が上昇するのに伴って次第に
大きくすることにより、加減速時にトルク段差が発生す
ることを防止できる。
エンジンにおいて、成層燃焼領域にてコントロールバル
ブの開度をエンジン回転数が上昇するのに伴って次第に
大きくすることにより、加減速時にトルク段差が発生す
ることを防止できる。
【００１９】請求項４に記載の筒内直接噴射式火花点火
エンジンにおいて、成層燃焼領域にてコントロールバル
ブの開度が大きくなるのに伴って燃料噴射圧を高めるこ
とにより、インジェクタから噴射された燃料噴霧が直進
して点火プラグの近傍に到達する短時間のうちに、燃料
噴霧の微粒化および気化が十分に行われ、着火が確実に
行われる。
エンジンにおいて、成層燃焼領域にてコントロールバル
ブの開度が大きくなるのに伴って燃料噴射圧を高めるこ
とにより、インジェクタから噴射された燃料噴霧が直進
して点火プラグの近傍に到達する短時間のうちに、燃料
噴霧の微粒化および気化が十分に行われ、着火が確実に
行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００２１】図１、図３に示すように、シリンダヘッド
に形成された燃焼室天井壁２０とピストン１の間に燃焼
室３が画成される。ピストン１のシリンダ５における往
復運動はコンロッド（図示せず）を介してクランクシャ
フト（図示せず）の連続回転運動に変換される。
に形成された燃焼室天井壁２０とピストン１の間に燃焼
室３が画成される。ピストン１のシリンダ５における往
復運動はコンロッド（図示せず）を介してクランクシャ
フト（図示せず）の連続回転運動に変換される。
【００２２】ペントルーフ型に傾斜する燃焼室天井壁２
０には２本に分岐する吸気ポート２１と２本の排気ポー
ト（図示せず）が互いに対向して開口している。すなわ
ち、燃焼室天井壁２０は、各吸気ポート２１が開口する
吸気ポート側傾斜面２３と各排気ポートが開口する排気
ポート側傾斜面２４によって構成される。
０には２本に分岐する吸気ポート２１と２本の排気ポー
ト（図示せず）が互いに対向して開口している。すなわ
ち、燃焼室天井壁２０は、各吸気ポート２１が開口する
吸気ポート側傾斜面２３と各排気ポートが開口する排気
ポート側傾斜面２４によって構成される。
【００２３】図１において、線分Ｏはシリンダ５の中心
線である。点火プラグ４はシリンダ５の中心線Ｏと同軸
上に配置され、各吸気バルブ７と各排気バルブの間に位
置して燃焼室３に臨んでいる。点火プラグ４を挟むよう
にして２つの吸気バルブ７と２つの排気バルブ（図示せ
ず）が互いに対向して設けられる。図１において、Ｉは
吸気バルブ７の中心線であり、Ｅは排気バルブの中心線
である。
線である。点火プラグ４はシリンダ５の中心線Ｏと同軸
上に配置され、各吸気バルブ７と各排気バルブの間に位
置して燃焼室３に臨んでいる。点火プラグ４を挟むよう
にして２つの吸気バルブ７と２つの排気バルブ（図示せ
ず）が互いに対向して設けられる。図１において、Ｉは
吸気バルブ７の中心線であり、Ｅは排気バルブの中心線
である。
【００２４】各吸気ポート２１はシリンダ５の中心線に
対して大きく傾斜して設けられる。このため、インテー
クマニホールド（図示せず）の取付け位置が高くなるこ
とを抑えられ、エンジンのコンパクト化がはかれる。ま
た、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウ
ォータジャケット（図示せず）の配置自由度が高くな
り、エンジンの冷却性を高められる。
対して大きく傾斜して設けられる。このため、インテー
クマニホールド（図示せず）の取付け位置が高くなるこ
とを抑えられ、エンジンのコンパクト化がはかれる。ま
た、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに形成されるウ
ォータジャケット（図示せず）の配置自由度が高くな
り、エンジンの冷却性を高められる。
【００２５】燃焼室天井壁２０にはその側部から燃焼室
３に臨むインジェクタ（燃料噴射弁）６と、その中央部
から燃焼室３に臨む点火プラグ４がそれぞれ設けられ
る。
３に臨むインジェクタ（燃料噴射弁）６と、その中央部
から燃焼室３に臨む点火プラグ４がそれぞれ設けられ
る。
【００２６】インジェクタ６が開弁するのに伴ってシリ
ンダ５内に噴射される燃料は、各吸気バルブ７が開かれ
るのに伴って吸気ポート２１から吸入される空気と混合
する。シリンダ５内に形成された混合気はピストン１で
圧縮された状態で点火プラグ４を介して燃料が着火燃焼
する。燃焼したガスはピストン１を下降させてクランク
シャフトを介して回転力を取り出した後、ピストン１が
上昇する排気行程中に排気バルブ８が開かれるのに伴っ
て各排気ポートから排出される。これらの各行程が連続
して繰り返される。
ンダ５内に噴射される燃料は、各吸気バルブ７が開かれ
るのに伴って吸気ポート２１から吸入される空気と混合
する。シリンダ５内に形成された混合気はピストン１で
圧縮された状態で点火プラグ４を介して燃料が着火燃焼
する。燃焼したガスはピストン１を下降させてクランク
シャフトを介して回転力を取り出した後、ピストン１が
上昇する排気行程中に排気バルブ８が開かれるのに伴っ
て各排気ポートから排出される。これらの各行程が連続
して繰り返される。
【００２７】インジェクタ６は各吸気バルブ７の側方
で、かつ各吸気バルブ７の間に位置して燃焼室３に臨ん
でいる。
で、かつ各吸気バルブ７の間に位置して燃焼室３に臨ん
でいる。
【００２８】図４に示すように、ピストン１の冠部１０
には、その中央部にルーフ状に隆起する凸部３１が形成
されるとともに、皿状に窪むキャビティ１１が形成され
る。キャビティ１１は、シリンダ５の中心線Ｏと直交す
る平面状をしたキャビティ底面１５と、キャビティ底面
１５の外周から逆円錐面状に拡がるキャビティ側壁１６
によって画成される。
には、その中央部にルーフ状に隆起する凸部３１が形成
されるとともに、皿状に窪むキャビティ１１が形成され
る。キャビティ１１は、シリンダ５の中心線Ｏと直交す
る平面状をしたキャビティ底面１５と、キャビティ底面
１５の外周から逆円錐面状に拡がるキャビティ側壁１６
によって画成される。
【００２９】キャビティ底面１５はシリンダ５の中心線
Ｏに直交する水平線Ｌと平行な平面状に形成される。
Ｏに直交する水平線Ｌと平行な平面状に形成される。
【００３０】キャビティ側壁１６はそのシリンダ５の中
心線Ｏに対する傾斜角度が０°から４５°の範囲となる
ように形成される。
心線Ｏに対する傾斜角度が０°から４５°の範囲となる
ように形成される。
【００３１】図３、図４において、シリンダ中心面Ｃは
シリンダ５の中心線Ｏを含み図示しないクランクシャフ
トの回転中心軸と直交する平面である。キャビティ１１
をはじめピストン１と燃焼室天井壁２０と各吸気ポート
２１および各排気ポートは、シリンダ中心面Ｃについて
対称的に形成される。これにより、各吸気ポート２１に
均等に分流してシリンダ５内に流入する吸気流は、シリ
ンダ５の中心線Ｏと直交する軸を中心に旋回するタンブ
ルを生起する。
シリンダ５の中心線Ｏを含み図示しないクランクシャフ
トの回転中心軸と直交する平面である。キャビティ１１
をはじめピストン１と燃焼室天井壁２０と各吸気ポート
２１および各排気ポートは、シリンダ中心面Ｃについて
対称的に形成される。これにより、各吸気ポート２１に
均等に分流してシリンダ５内に流入する吸気流は、シリ
ンダ５の中心線Ｏと直交する軸を中心に旋回するタンブ
ルを生起する。
【００３２】キャビティ１１はシリンダ５の中心線Ｏに
ついてインジェクタ６側に偏心した円形の断面を持ち、
インジェクタ６に近接するように配置される。
ついてインジェクタ６側に偏心した円形の断面を持ち、
インジェクタ６に近接するように配置される。
【００３３】シリンダ中心面Ｃ上に配置された点火プラ
グ４は、キャビティ１１に対してインジェクタ６から最
も離れた位置に対向するように臨む。
グ４は、キャビティ１１に対してインジェクタ６から最
も離れた位置に対向するように臨む。
【００３４】ピストン１の冠部１０は凸部３１によって
燃焼室天井壁２０に沿って傾斜する。すなわち、凸部３
１は燃焼室天井壁２０の吸気ポート側傾斜面２３の下方
に位置する吸気ポート側傾斜面３５と、燃焼室天井壁２
０の排気ポート側傾斜面２４の下方に位置する排気ポー
ト側傾斜面３６によって構成される。凸部３１の突出端
となる稜線３３はシリンダ列方向に沿って延びている。
これにより、ピストン１が上死点に到達するとき、ピス
トン１と燃焼室天井壁２０の間に画成される燃焼室３の
容積をキャビティ１１に集中させて、高い圧縮比が得ら
れる。
燃焼室天井壁２０に沿って傾斜する。すなわち、凸部３
１は燃焼室天井壁２０の吸気ポート側傾斜面２３の下方
に位置する吸気ポート側傾斜面３５と、燃焼室天井壁２
０の排気ポート側傾斜面２４の下方に位置する排気ポー
ト側傾斜面３６によって構成される。凸部３１の突出端
となる稜線３３はシリンダ列方向に沿って延びている。
これにより、ピストン１が上死点に到達するとき、ピス
トン１と燃焼室天井壁２０の間に画成される燃焼室３の
容積をキャビティ１１に集中させて、高い圧縮比が得ら
れる。
【００３５】凸部３１の稜線３３はシリンダ５の中心線
Ｏと交わるシリンダ列方向の中心線に沿って形成され、
シリンダ５の中心線Ｏ上に配置される点火プラグ４に近
づけられる。これにより、点火プラグ４の近傍に位置す
るキャビティ側壁１６の高さが確保され、後述するよう
に、燃料噴霧を点火プラグ４の近傍に有効に集められ
る。
Ｏと交わるシリンダ列方向の中心線に沿って形成され、
シリンダ５の中心線Ｏ上に配置される点火プラグ４に近
づけられる。これにより、点火プラグ４の近傍に位置す
るキャビティ側壁１６の高さが確保され、後述するよう
に、燃料噴霧を点火プラグ４の近傍に有効に集められ
る。
【００３６】キャビティ１１は凸部３１の稜線３３の中
央部を削除するようにして窪んでいる。凸部３１が設け
られることにより、キャビティ側壁１６を点火プラグ４
の近傍に位置するキャビティ側壁１６の高さが確保さ
れ、後述するように、燃料噴霧を点火プラグ４の近傍に
集めるようになっている。
央部を削除するようにして窪んでいる。凸部３１が設け
られることにより、キャビティ側壁１６を点火プラグ４
の近傍に位置するキャビティ側壁１６の高さが確保さ
れ、後述するように、燃料噴霧を点火プラグ４の近傍に
集めるようになっている。
【００３７】インジェクタ６の燃料噴射方向は各吸気ポ
ート２１を流れる吸気の流れ方向と略同一方向に設定さ
れる。インジェクタ６はシリンダ中心面Ｃ上に配置さ
れ、インジェクタ６の燃料噴霧の中心線Ｆがシリンダ中
心面Ｃ上に配置される。
ート２１を流れる吸気の流れ方向と略同一方向に設定さ
れる。インジェクタ６はシリンダ中心面Ｃ上に配置さ
れ、インジェクタ６の燃料噴霧の中心線Ｆがシリンダ中
心面Ｃ上に配置される。
【００３８】インジェクタ６から噴射される燃料噴霧を
その頂角が４０°から８０°の範囲にある円錐状に拡が
る構成とし、ピストン１が下降する吸入行程で、インジ
ェクタ６の噴口から噴射された燃料噴霧の大部分がキャ
ビティ１１内に納まるようになっている。
その頂角が４０°から８０°の範囲にある円錐状に拡が
る構成とし、ピストン１が下降する吸入行程で、インジ
ェクタ６の噴口から噴射された燃料噴霧の大部分がキャ
ビティ１１内に納まるようになっている。
【００３９】インジェクタ６の燃料噴射方向はキャビテ
ィ１１に対向し、点火プラグ４に対向しないように配置
される。すなわち、インジェクタ６から噴射される燃料
噴霧の中心線Ｆは水平線Ｌに対して所定角度θｆをもっ
て下向きに傾斜するように配置され、円錐状に拡がる燃
料噴霧が点火プラグに当たらない構成とする。
ィ１１に対向し、点火プラグ４に対向しないように配置
される。すなわち、インジェクタ６から噴射される燃料
噴霧の中心線Ｆは水平線Ｌに対して所定角度θｆをもっ
て下向きに傾斜するように配置され、円錐状に拡がる燃
料噴霧が点火プラグに当たらない構成とする。
【００４０】インジェクタ６はその開弁時期（燃料噴射
時期）と開弁期間（燃料噴射量）がコントロールユニッ
トにより運転状態に応じて制御される。
時期）と開弁期間（燃料噴射量）がコントロールユニッ
トにより運転状態に応じて制御される。
【００４１】コントロールユニットは、図示しない各セ
ンサによって検出された吸入空気量Ｑａとエンジン回転
数Ｎとに基づいて基本噴射量Ｔｐを次式で算出する。
ンサによって検出された吸入空気量Ｑａとエンジン回転
数Ｎとに基づいて基本噴射量Ｔｐを次式で算出する。
【００４２】 Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎ ‥‥（１） ただし、Ｋ；定数 そして、所定の均質燃焼領域で空燃比が理論空燃比を中
心とした狭い範囲に収める一方、所定の成層燃焼領域で
希薄混合気による成層燃焼を実現するための空燃比とな
るように最終的な燃料噴射量Ｔｉを次式で算出して燃料
噴射量をフィードバック制御する。
心とした狭い範囲に収める一方、所定の成層燃焼領域で
希薄混合気による成層燃焼を実現するための空燃比とな
るように最終的な燃料噴射量Ｔｉを次式で算出して燃料
噴射量をフィードバック制御する。
【００４３】 Ｔｉ＝Ｔｐ×α×ＣＯＥＦ＋Ｔｓ …（２） ただし、αは空燃比フィードバック補正係数、ＣＯＥＦ
は冷却水温度補正係数、および成層燃焼のための補正係
数等をパラメータとした各種補正係数の和、Ｔｓは無効
噴射パルス幅である。
は冷却水温度補正係数、および成層燃焼のための補正係
数等をパラメータとした各種補正係数の和、Ｔｓは無効
噴射パルス幅である。
【００４４】コントロールユニットは演算された燃料噴
射量Ｔｉに対応するパルス信号をインジェクタ６の駆動
回路（図示せず）に出力し、後述するようにインジェク
タ６の燃料噴射制御を行う。
射量Ｔｉに対応するパルス信号をインジェクタ６の駆動
回路（図示せず）に出力し、後述するようにインジェク
タ６の燃料噴射制御を行う。
【００４５】図示しないフューエルタンクに貯溜された
燃料は、燃料ポンプを介して吸い上げられ、燃料ポンプ
から吐出される高圧燃料は蓄圧室へと送られ、蓄圧室か
ら各気筒のインジェクタへと圧送される。燃料ポンプか
ら蓄圧室に送られる余剰燃料はプレッシャレギュレータ
（燃料噴射圧調節手段）を介してフューエルタンクへと
戻される。コントロールユニットはプレッシャレギュレ
ータの設定圧を調節し、後述するように運転条件に応じ
てインジェクタ１４の燃料噴射圧を制御する。
燃料は、燃料ポンプを介して吸い上げられ、燃料ポンプ
から吐出される高圧燃料は蓄圧室へと送られ、蓄圧室か
ら各気筒のインジェクタへと圧送される。燃料ポンプか
ら蓄圧室に送られる余剰燃料はプレッシャレギュレータ
（燃料噴射圧調節手段）を介してフューエルタンクへと
戻される。コントロールユニットはプレッシャレギュレ
ータの設定圧を調節し、後述するように運転条件に応じ
てインジェクタ１４の燃料噴射圧を制御する。
【００４６】スワール生起手段として、一方の吸気ポー
ト２１からシリンダ５内に導入される吸気量を調節する
コントロールバルブ２６が設けられる。
ト２１からシリンダ５内に導入される吸気量を調節する
コントロールバルブ２６が設けられる。
【００４７】吸気通路には各吸気ポート２１の分岐点よ
り上流側にコントロールバルブ２６が介装される。バタ
フライ式のコントロールバルブ２６は回転軸２７を介し
て回動する。
り上流側にコントロールバルブ２６が介装される。バタ
フライ式のコントロールバルブ２６は回転軸２７を介し
て回動する。
【００４８】図２に示すように、半円盤状をしたコント
ロールバルブ２６は半円形の切欠き部２８を有する。切
欠き部２８は、コントロールバルブ２６の閉弁位置で一
方の吸気ポート２１より他方の吸気ポート２１に大きく
対峙するように回転軸２７と同方向にオフセットして開
口される。これにより、コントロールバルブ２６は図１
に示すようにその全閉時に一方の吸気ポート２１を通っ
てシリンダ５に吸入される吸気流を絞り、他方の吸気ポ
ート２１からシリンダ５に流入する吸気量の割合を増や
し、シリンダ５に図４において白抜き矢印で示すように
反時計回り方向に旋回する旋回流を生起するようになっ
ている。コントロールバルブ２６は図５に示すようにそ
の全開時に各吸気ポート２１に吸気を均等に分流し、シ
リンダ５内において燃焼室天井壁２０の排気ポート側傾
斜面２４とこれに連接するシリンダ５の壁面に沿って下
降して旋回するタンブルを生起するようになっている。
ロールバルブ２６は半円形の切欠き部２８を有する。切
欠き部２８は、コントロールバルブ２６の閉弁位置で一
方の吸気ポート２１より他方の吸気ポート２１に大きく
対峙するように回転軸２７と同方向にオフセットして開
口される。これにより、コントロールバルブ２６は図１
に示すようにその全閉時に一方の吸気ポート２１を通っ
てシリンダ５に吸入される吸気流を絞り、他方の吸気ポ
ート２１からシリンダ５に流入する吸気量の割合を増や
し、シリンダ５に図４において白抜き矢印で示すように
反時計回り方向に旋回する旋回流を生起するようになっ
ている。コントロールバルブ２６は図５に示すようにそ
の全開時に各吸気ポート２１に吸気を均等に分流し、シ
リンダ５内において燃焼室天井壁２０の排気ポート側傾
斜面２４とこれに連接するシリンダ５の壁面に沿って下
降して旋回するタンブルを生起するようになっている。
【００４９】各吸気ポート２１の通路中心線Ｐがシリン
ダ５の中心線Ｏに直交する水平線Ｌに対して為す吸気ポ
ート流入角度θｉは、０°から９０°の間で任意に設定
される。
ダ５の中心線Ｏに直交する水平線Ｌに対して為す吸気ポ
ート流入角度θｉは、０°から９０°の間で任意に設定
される。
【００５０】シリンダ５に生起される旋回流はシリンダ
５の中心線Ｏに対して所定角度をもって傾斜する軸を中
心に旋回し、シリンダ５の中心線Ｏを中心に旋回するス
ワールの成分と、シリンダ５の中心線Ｏと直交する軸を
中心に旋回するタンブルの成分を有する。
５の中心線Ｏに対して所定角度をもって傾斜する軸を中
心に旋回し、シリンダ５の中心線Ｏを中心に旋回するス
ワールの成分と、シリンダ５の中心線Ｏと直交する軸を
中心に旋回するタンブルの成分を有する。
【００５１】本実施形態では、スワール比を略３以上に
設定し、スワール比をタンブル比の略１．５倍以上に設
定する。ここで、スワール比とタンブル比はクランクシ
ャフトが１回転する間における各旋回流の回転数と定義
する。
設定し、スワール比をタンブル比の略１．５倍以上に設
定する。ここで、スワール比とタンブル比はクランクシ
ャフトが１回転する間における各旋回流の回転数と定義
する。
【００５２】コントロールバルブ２６の回転軸２７にア
クチューエータ（図示せず）が連結される。アクチュエ
ータの作動を制御するコントロールユニットは予め設定
されたマップに基づいてエンジンの負荷および回転数が
所定値以下の成層燃焼領域ではコントロールバルブ２６
を閉弁し、成層燃焼領域以外ではコントロールバルブ２
６を開弁する。
クチューエータ（図示せず）が連結される。アクチュエ
ータの作動を制御するコントロールユニットは予め設定
されたマップに基づいてエンジンの負荷および回転数が
所定値以下の成層燃焼領域ではコントロールバルブ２６
を閉弁し、成層燃焼領域以外ではコントロールバルブ２
６を開弁する。
【００５３】コントロールユニットは、予め設定された
マップに基づいてエンジンの負荷および回転数が所定値
以下の成層燃焼領域で、シリンダ５に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比より希薄側に制御する。エンジン
の負荷または回転数が所定値を超えて上昇する均質燃焼
領域で、シリンダ５に供給される混合気の空燃比を理論
空燃比またはリッチ側に制御する。
マップに基づいてエンジンの負荷および回転数が所定値
以下の成層燃焼領域で、シリンダ５に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比より希薄側に制御する。エンジン
の負荷または回転数が所定値を超えて上昇する均質燃焼
領域で、シリンダ５に供給される混合気の空燃比を理論
空燃比またはリッチ側に制御する。
【００５４】インジェクタ６の開弁時期である燃料噴射
時期は、成層燃焼領域でピストン１が上昇する圧縮行程
の後半に設定され、均質燃焼領域でピストン１が下降す
る吸気行程に設定されている。
時期は、成層燃焼領域でピストン１が上昇する圧縮行程
の後半に設定され、均質燃焼領域でピストン１が下降す
る吸気行程に設定されている。
【００５５】コントロールバルブ２６は、均質燃焼領域
でタンブルを生起する一方、成層燃焼領域の低中速域で
全閉されてスワールを生起し、成層燃焼領域の高速域で
全開されてタンブルを生起する。すなわち、成層燃焼領
域におけるコントロールバルブ２６の開度は、図６に示
すように、低中速域で全閉に設定され、エンジン回転数
が所定値Ｎ2を超えて上昇する高速域で全開に設定され
る。これにより、成層燃焼領域において、低中速域でス
ワールが生起され、高速域でタンブルが生起される。
でタンブルを生起する一方、成層燃焼領域の低中速域で
全閉されてスワールを生起し、成層燃焼領域の高速域で
全開されてタンブルを生起する。すなわち、成層燃焼領
域におけるコントロールバルブ２６の開度は、図６に示
すように、低中速域で全閉に設定され、エンジン回転数
が所定値Ｎ2を超えて上昇する高速域で全開に設定され
る。これにより、成層燃焼領域において、低中速域でス
ワールが生起され、高速域でタンブルが生起される。
【００５６】成層燃焼領域における燃料噴射圧は、図６
に示すように、低中速域でＰ1に調節され、エンジン回
転数が所定値Ｎ2を超えて上昇する高速域でＰ1より高い
Ｐ2に調節される。インジェクタ４の燃料噴射圧は前述
したようにプレッシャレギュレータを介して調節され
る。
に示すように、低中速域でＰ1に調節され、エンジン回
転数が所定値Ｎ2を超えて上昇する高速域でＰ1より高い
Ｐ2に調節される。インジェクタ４の燃料噴射圧は前述
したようにプレッシャレギュレータを介して調節され
る。
【００５７】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００５８】各吸気バルブ７が開かれるのに伴って各吸
気ポート２１からシリンダ５内に空気が吸入される。均
質燃焼領域ではピストン１が下降する吸入行程でインジ
ェクタ６が開弁し、成層燃焼領域ではピストン１が上昇
する圧縮行程の後半にインジェクタ６が開弁し、インジ
ェクタ６から燃料噴霧が燃焼室３に噴射される。
気ポート２１からシリンダ５内に空気が吸入される。均
質燃焼領域ではピストン１が下降する吸入行程でインジ
ェクタ６が開弁し、成層燃焼領域ではピストン１が上昇
する圧縮行程の後半にインジェクタ６が開弁し、インジ
ェクタ６から燃料噴霧が燃焼室３に噴射される。
【００５９】各吸気ポート２１を通ってシリンダ５内に
吸入された空気がピストン１で圧縮された状態で、点火
プラグ４を介して燃料を着火燃焼させる。燃焼したガス
はピストン１を下降させてクランクシャフトを介して回
転力を取り出した後、ピストン１が上昇する排気行程中
に排気バルブ８が開かれるのに伴って各排気ポートから
排出される。これらの各行程が連続して繰り返される。
吸入された空気がピストン１で圧縮された状態で、点火
プラグ４を介して燃料を着火燃焼させる。燃焼したガス
はピストン１を下降させてクランクシャフトを介して回
転力を取り出した後、ピストン１が上昇する排気行程中
に排気バルブ８が開かれるのに伴って各排気ポートから
排出される。これらの各行程が連続して繰り返される。
【００６０】エンジンの負荷または回転数が所定値を超
えて上昇する均質燃焼領域で、コントロールバルブ２６
が全開し、吸気は２本の吸気ポート２１に略均等に分流
してシリンダ５内に吸入される。したがって、ポート面
積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められる。
えて上昇する均質燃焼領域で、コントロールバルブ２６
が全開し、吸気は２本の吸気ポート２１に略均等に分流
してシリンダ５内に吸入される。したがって、ポート面
積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められる。
【００６１】均質燃焼領域では、各吸気ポート２１を通
ってシリンダ５内に流入する吸気流が互いに衝突し、シ
リンダ５内に生起されるスワールの勢力は弱まるが、シ
リンダ５に供給される混合気の空燃比が理論空燃比また
はリッチ側に調節され、ピストン１が下降する吸入行程
でインジェクタ６から燃料が噴射されることにより、ピ
ストン１が上昇して点火時期を迎えるまでに燃焼室３に
均質な混合気が形成され、着火が確実に行われるととも
に、火炎の伝播が促される。
ってシリンダ５内に流入する吸気流が互いに衝突し、シ
リンダ５内に生起されるスワールの勢力は弱まるが、シ
リンダ５に供給される混合気の空燃比が理論空燃比また
はリッチ側に調節され、ピストン１が下降する吸入行程
でインジェクタ６から燃料が噴射されることにより、ピ
ストン１が上昇して点火時期を迎えるまでに燃焼室３に
均質な混合気が形成され、着火が確実に行われるととも
に、火炎の伝播が促される。
【００６２】エンジンの負荷が所定値以下の成層燃焼領
域で、エンジン回転数が所定値Ｎ2以下の低中速域にお
いて、コントロールバルブ２６が閉弁し、各吸気バルブ
７が開かれるのに伴って吸気の大部分が一方の吸気ポー
ト２１を通ってシリンダ５内に吸入され、シリンダ５お
よびキャビティ１１の側面１６に沿って旋回するスワー
ルが生起される。
域で、エンジン回転数が所定値Ｎ2以下の低中速域にお
いて、コントロールバルブ２６が閉弁し、各吸気バルブ
７が開かれるのに伴って吸気の大部分が一方の吸気ポー
ト２１を通ってシリンダ５内に吸入され、シリンダ５お
よびキャビティ１１の側面１６に沿って旋回するスワー
ルが生起される。
【００６３】ピストン１が上昇する圧縮行程の後半にイ
ンジェクタ６から噴射された燃料噴霧は、その大部分が
キャビティ１１内に向かい、スワールによってキャビテ
ィ１１内で旋回する。キャビティ１１内に集められた燃
料噴霧は、ピストン１によって加熱され、その微粒化お
よび気化が進み、高濃度の混合気がキャビティ１１内に
溜まる。ピストン１が上死点に近づくのにしたがって、
キャビティ１１内の高濃度の混合気に点火プラグ４が近
づき、混合気の成層化がはかれ、着火が確実に行われ
る。
ンジェクタ６から噴射された燃料噴霧は、その大部分が
キャビティ１１内に向かい、スワールによってキャビテ
ィ１１内で旋回する。キャビティ１１内に集められた燃
料噴霧は、ピストン１によって加熱され、その微粒化お
よび気化が進み、高濃度の混合気がキャビティ１１内に
溜まる。ピストン１が上死点に近づくのにしたがって、
キャビティ１１内の高濃度の混合気に点火プラグ４が近
づき、混合気の成層化がはかれ、着火が確実に行われ
る。
【００６４】インジェクタ６から噴射される燃料は、ピ
ストン１の冠部１０に窪むキャビティ１１に拡がること
により、ピストン１の冠部１０に当たって点火プラグ４
に跳ね返ることが抑えられ、点火プラグ４に液状燃料が
直接的に付着して失火が起きることを回避できる。
ストン１の冠部１０に窪むキャビティ１１に拡がること
により、ピストン１の冠部１０に当たって点火プラグ４
に跳ね返ることが抑えられ、点火プラグ４に液状燃料が
直接的に付着して失火が起きることを回避できる。
【００６５】しかし、成層燃焼領域におけるエンジンの
高速域では、吸入から点火までの時間が短くなるため、
シリンダ５内に強いスワールを生起しても、スワールと
ともにキャビティ１１内で旋回する燃料噴霧が点火プラ
グ４に近づくのに必要な時間が足りず、点火前に確実に
燃料を点火プラグ４の近傍に集めることが難しい。
高速域では、吸入から点火までの時間が短くなるため、
シリンダ５内に強いスワールを生起しても、スワールと
ともにキャビティ１１内で旋回する燃料噴霧が点火プラ
グ４に近づくのに必要な時間が足りず、点火前に確実に
燃料を点火プラグ４の近傍に集めることが難しい。
【００６６】本発明はこれに対処して、成層燃焼領域に
おけるエンジンの高速域でコントロールバルブ２６を全
開する。これにより、吸気は２本の吸気ポート２１に略
均等に分流してシリンダ５内に吸入される。シリンダ５
に流入する吸気は各吸気ポート２１から直進し、燃料噴
霧を吸入から点火までの短時間のうちに点火プラグ４の
近傍に到達させ、混合気の成層化がはかれる。
おけるエンジンの高速域でコントロールバルブ２６を全
開する。これにより、吸気は２本の吸気ポート２１に略
均等に分流してシリンダ５内に吸入される。シリンダ５
に流入する吸気は各吸気ポート２１から直進し、燃料噴
霧を吸入から点火までの短時間のうちに点火プラグ４の
近傍に到達させ、混合気の成層化がはかれる。
【００６７】この成層燃焼領域の高速域において、コン
トロールバルブ２６が全開されるのに伴って燃料噴射圧
がＰ1からＰ2へと高められる。燃料噴射圧が高められる
ことにより、燃料噴霧が短時間のうちに点火プラグ４の
近傍に到達するのにもかかわらず、燃料噴霧の微粒化お
よび気化が促進され、着火が確実に行われる。
トロールバルブ２６が全開されるのに伴って燃料噴射圧
がＰ1からＰ2へと高められる。燃料噴射圧が高められる
ことにより、燃料噴霧が短時間のうちに点火プラグ４の
近傍に到達するのにもかかわらず、燃料噴霧の微粒化お
よび気化が促進され、着火が確実に行われる。
【００６８】この結果、成層燃焼性が確保される最高回
転数を高められる。成層燃焼領域でシリンダ５に供給さ
れる混合気の空燃比を希薄化することにより、エンジン
のポンピング損失を低減し、燃費の低減がはかれる。ま
た、冷間時において燃料噴射量を増やす必要がなく、エ
ミッションを改善することができる。
転数を高められる。成層燃焼領域でシリンダ５に供給さ
れる混合気の空燃比を希薄化することにより、エンジン
のポンピング損失を低減し、燃費の低減がはかれる。ま
た、冷間時において燃料噴射量を増やす必要がなく、エ
ミッションを改善することができる。
【００６９】また、各吸気ポート２が直線状に延びるた
め、全開出力運転時における出力が損なわれない。ま
た、コントロールバルブ２６の開閉により運転条件に応
じた流動場を供給できる。例えば、成層燃焼と均質燃焼
の切換時に同一空燃比で運転が可能となるため、この切
換時にトルク段差を解消することができる。
め、全開出力運転時における出力が損なわれない。ま
た、コントロールバルブ２６の開閉により運転条件に応
じた流動場を供給できる。例えば、成層燃焼と均質燃焼
の切換時に同一空燃比で運転が可能となるため、この切
換時にトルク段差を解消することができる。
【００７０】他の実施形態として、成層燃焼領域におけ
るコントロールバルブ２６の開度は、図７に示すよう
に、エンジン回転数が所定値Ｎ1以下の低速域で全閉に
設定され、エンジン回転数が所定値Ｎ1を超えかつ所定
値Ｎ2以下の中速域でエンジン回転数が上昇するのに伴
って漸次大きく設定され、エンジン回転数が所定値Ｎ2
を超えて上昇する高速域で全開に設定される。これによ
り、成層燃焼領域において、低速域で強いスワールが生
起され、中速域でスワールの勢力がエンジン回転数が上
昇するのに伴って次第に小さくなり、高速域で強いタン
ブルが生起される。
るコントロールバルブ２６の開度は、図７に示すよう
に、エンジン回転数が所定値Ｎ1以下の低速域で全閉に
設定され、エンジン回転数が所定値Ｎ1を超えかつ所定
値Ｎ2以下の中速域でエンジン回転数が上昇するのに伴
って漸次大きく設定され、エンジン回転数が所定値Ｎ2
を超えて上昇する高速域で全開に設定される。これによ
り、成層燃焼領域において、低速域で強いスワールが生
起され、中速域でスワールの勢力がエンジン回転数が上
昇するのに伴って次第に小さくなり、高速域で強いタン
ブルが生起される。
【００７１】成層燃焼領域における燃料噴射圧は、図７
に示すように、コントロールバルブ２６が全閉される低
速域でＰ1に調節され、エンジン回転数が所定値Ｎ1を超
えかつ所定値Ｎ2以下の中速域でエンジン回転数が上昇
するのに伴って漸次高く設定され、コントロールバルブ
２６が全開する高速域でＰ2に調節される。すなわち、
エンジンの中速域では、コントロールバルブ２６が開弁
するのに伴って燃料噴射圧が次第に高められる。インジ
ェクタ４の燃料噴射圧は前述したようにプレッシャレギ
ュレータを介して調節される。
に示すように、コントロールバルブ２６が全閉される低
速域でＰ1に調節され、エンジン回転数が所定値Ｎ1を超
えかつ所定値Ｎ2以下の中速域でエンジン回転数が上昇
するのに伴って漸次高く設定され、コントロールバルブ
２６が全開する高速域でＰ2に調節される。すなわち、
エンジンの中速域では、コントロールバルブ２６が開弁
するのに伴って燃料噴射圧が次第に高められる。インジ
ェクタ４の燃料噴射圧は前述したようにプレッシャレギ
ュレータを介して調節される。
【００７２】この場合、成層燃焼領域にてコントロール
バルブ２６の開度をエンジン回転数が上昇するのに伴っ
て次第に大きくすることにより、加減速時にトルク段差
が発生することを防止できる。また、濃混合気を点火プ
ラグ４の近傍へと有効に集められ、燃焼性が確保される
希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
バルブ２６の開度をエンジン回転数が上昇するのに伴っ
て次第に大きくすることにより、加減速時にトルク段差
が発生することを防止できる。また、濃混合気を点火プ
ラグ４の近傍へと有効に集められ、燃焼性が確保される
希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
【図１】本発明の実施形態を示すエンジンの概略断面
図。
図。
【図２】同じく吸気ポートの断面図。
【図３】同じく燃焼室天井壁の概略平面図。
【図４】同じくピストンの概略平面図。
【図５】同じくエンジン回転数に対するコントロールバ
ルブ開度と燃料噴射圧の関係を示す特性図。
ルブ開度と燃料噴射圧の関係を示す特性図。
【図６】同じくコントロールバルブの全開時を示すエン
ジンの概略断面図。
ジンの概略断面図。
【図７】他の実施形態におけるエンジン回転数に対する
コントロールバルブ開度と燃料噴射圧の関係を示す特性
図。
コントロールバルブ開度と燃料噴射圧の関係を示す特性
図。
１ ピストン ３ 燃焼室 ４ 点火プラグ ５ シリンダ ６ インジェクタ １０ ピストン冠部 １１ キャビティ ２１ 吸気ポート ２６ コントロールバルブ ２８ 切欠き部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３１０Ｇ ３３５ ３３５ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｊ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｃ 69/04 69/04 Ｐ
Claims (4)
- 【請求項１】シリンダ内に吸気を導入する吸気ポート
と、 シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、 シリンダ内の混合気に点火する点火プラグと、 シリンダ内から排気を排出する排気ポートと、 ピストンの冠部に燃料噴霧を受けるように窪むキャビテ
ィと、 吸気ポートからシリンダ内に流入する吸気にスワールを
生起するスワール生起手段とを備え、 インジェクタの燃料噴射時期を吸気行程とする均質燃焼
領域と、 インジェクタの燃料噴射時期を圧縮行程とする成層燃焼
領域を設定した筒内直接噴射式火花点火エンジンにおい
て、 インジェクタの燃料噴射方向を吸気ポートにおける吸気
の流れ方向と略同一方向に設定し、 前記成層燃焼領域にてエンジン回転数が所定値を超えて
上昇するのに伴ってシリンダ内に生起されるスワールの
勢力を弱める構成としたことを特徴とする筒内直接噴射
式火花点火エンジン。 - 【請求項２】前記シリンダの中心線を含みクランクシャ
フトの回転中心軸と直交する平面をシリンダ中心面Ｃと
定義し、 インジェクタと２本の吸気ポートおよび点火プラグをシ
リンダ中心面Ｃについて略対称的に配置し、 点火プラグをキャビティに対してインジェクタから最も
離れた位置に臨ませ、 スワール生起手段として一つの吸気ポートに吸気を集め
るバタフライ式のコントロールバルブを備え、 成層燃焼領域にてエンジン回転数が所定値を超えて上昇
するのに伴ってコントロールバルブを全開してスワール
の勢力を弱める構成としたことを特徴とする請求項１に
記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。 - 【請求項３】前記成層燃焼領域にてコントロールバルブ
の開度をエンジン回転数が上昇するのに伴って次第に大
きくする構成としたことを特徴とする請求項１または２
に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。 - 【請求項４】前記インジェクタの燃料噴射圧を調節する
手段を備え、 成層燃焼領域にてコントロールバルブの開度が大きくな
るのに伴って燃料噴射圧を高める構成としたことを特徴
とする請求項１から３のいずれか一つに記載の筒内直接
噴射式火花点火エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15383997A JP3820681B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 筒内直接噴射式火花点火エンジン |
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| JP15383997A Expired - Lifetime JP3820681B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 筒内直接噴射式火花点火エンジン |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341591B1 (en) * | 1998-12-02 | 2002-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct fuel injection-type spark ignition internal combustion engine |
| JP2004225601A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直噴火花点火式内燃機関の制御装置 |
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-
1997
- 1997-06-11 JP JP15383997A patent/JP3820681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341591B1 (en) * | 1998-12-02 | 2002-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct fuel injection-type spark ignition internal combustion engine |
| JP2004225601A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直噴火花点火式内燃機関の制御装置 |
| WO2018221076A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射弁及びエンジンシステム |
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| JP3820681B2 (ja) | 2006-09-13 |
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