JPH11200867A

JPH11200867A - 筒内噴射式エンジン

Info

Publication number: JPH11200867A
Application number: JP10002563A
Authority: JP
Inventors: Keiji Saneyoshi; 敬二実吉; Toshio Yamaji; 敏雄山地; Koji Morikawa; 弘二森川
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1999-07-27
Anticipated expiration: 2018-01-08
Also published as: JP4026784B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ピストン上面での燃料の反射を利用して良好
な成層燃焼を確保することのできる簡単な構成の筒内噴
射式エンジンの燃焼室構造を得ること。【解決手段】筒内噴射式エンジンは、ペントルーフ型
の燃焼室を有するシリンダヘッド１１と上面が平面を基
本形状としたピストン１８とを有する。また、シリンダ
ヘッド１１にピストン１８を向けてシリンダ軸方向に燃
料を噴射する噴射手段３４と、吸気手段側からシリンダ
軸芯方向に対し斜めに突出する点火プラグ３０とを備え
ている。そして、上面部は、略真円状に開口したキャビ
ティ３６を凹設して有しており、キャビティ３６内には
点火プラグ３０側に対向するように傾斜した傾斜面３７
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料をシリンダ内
に直接噴射する筒内噴射式エンジンの燃焼室に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの燃費を向上させる
手法として、理論熱効率の向上、ポンピングロスの低
減、フリクションの低減などが提唱されている。そのう
ち理論熱効率の向上やポンピングロスの低減を図るため
に、燃焼室内の圧縮比または膨張比を上昇させる方法の
他に、希薄燃焼制御や高ＥＧＲ（exhaust gas recircul
ation ）燃焼制御等を行う方法がある。これら希薄燃焼
制御や高ＥＧＲ制御においては、シリンダ内にタンブ
ル、スワール、スキッシュなどのガス流動を発生させ
て、燃焼室における混合気の燃焼性の向上を図ってい
る。

【０００３】そして、このようなエンジンは、吸気行程
において燃焼室内に均一な混合気を形成することを基本
としていたが、一方では燃料の噴射方向や噴射時期を調
整することにより燃焼室内における混合気の空燃比を局
所的に変えることも意図的に行われていた。

【０００４】すなわち、燃焼室内において局所的に空燃
比をリッチとし、あるいは局所的な部分にだけ混合気を
形成する等により、燃焼室内全体ではトータルとしてリ
ーンな空燃比で燃焼させる成層燃焼方式などが提案され
ていた。

【０００５】しかしながら、従来の成層燃焼方式では、
このような燃焼室内における局所的な混合気の形成は十
分なものではなく、混合気形成の自由度の大幅な向上が
望まれていた。そこで、その対策としてシリンダ内に燃
料を直接噴射する種々の筒内噴射式エンジンが提案され
ている。

【０００６】例えば、特開平５−１５４４号公報には、
吸気バルブ周りの一部に吸気ポートを通過する吸入空気
の流れを方向付けるマスク壁を設け、シリンダ内におい
て強制的に逆タンブル流を発生させ、圧縮行程時に吸気
ポートの下側に設けられた噴射手段（インジェクタ）か
らシリンダ軸方向に対して斜めに噴射される燃料を逆タ
ンブル流に乗せ、混合気を燃焼室頭頂部に設けられた点
火プラグの方向に導くようにした構成例が示されてい
る。

【０００７】また、特開平６−１４６８８６号公報に
は、噴射手段を、上記特開平５−１５４４号公報の技術
と同様に吸気ポートの下側位置に取り付け、吸気ポート
の断面形状をその一方側半分が拡幅された構成としてい
る。そして、吸気流中心を偏心させて逆タンブル流の生
成を促進し、燃料をシリンダ軸方向に対して斜めに噴射
して逆タンブル流に乗せ、混合気を燃焼室頭頂部に設け
られた点火プラグの方向に導くようにした構成例が示さ
れている。

【０００８】更に、特開平６−４２３５２号公報では、
噴射手段を燃焼室の頭頂部中心位置にてシリンダ軸方向
に向けて取り付け、点火プラグを２つの吸気ポートの間
から燃焼室内に突出させて着火を行うようにした構成例
が示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５一１５４４号公報に開示された筒内噴射式内燃機
関では、マスク壁により強制的に逆タンブル流を発生さ
せる吸気ポートを採用しているので、高速高負荷領域に
おいて吸入抵抗が過大となるおそれがある。これによ
り、吸入空気量の不十分状態が生じ、出力性能に影響が
出るおそれがある。

【００１０】次に、特間平６−１４６８８６号公報に開
示された技術では、上述のように吸気ポートの断面形状
の調整による逆タンブル流の生成を行い、ピストン上面
の湾曲部によりこの逆タンブル流の生成を促進するよう
にしている。しかし、湾曲部内のみが燃焼室空間を形成
する構成をとっているので圧縮比が過剰に高くなるおそ
れがある。これにより、通常の実用エンジンで用いられ
る燃料、いわゆるレギュラーガソリンに適合する圧縮比
を設定するのが困難である。

【００１１】また、燃料噴射弁の噴射口と点火プラグの
電極との間に距離があるために、電極付近の局所空燃比
を詳細に制御することが難しく、燃焼の安定性や着火性
が低い。

【００１２】更に、上述の２つの公報には、噴射手段が
シリンダ軸方向に対して斜めに燃料噴射を行う旨の技術
が開示されている。しかし、燃料を斜め方向に噴射した
場合、燃料がシリンダ内周壁面上の潤滑油を洗い流すこ
とにより、潤滑性が低下し、シリンダ内周面の偏摩耗や
これに起因した圧縮漏れ等の機能障害が発生するという
不具合を有する。

【００１３】次に、特開平６−４２３５２号公報の内燃
機関の燃焼室構造では、点火プラグは燃焼室頭頂部のほ
ぼ中央で真下に向けて設置され、この点火プラグの着火
部分は、噴射手段の噴射領域内に配置されている。しか
し、この従来例は、ピストンの上面に当って反射した燃
料に対して点火するよりも、噴射した燃料の後端側に着
火し、着火後の濃混合気が燃焼室中央に向かい、燃焼室
中央位置にて燃焼を行うようにすることを主眼としてい
る。

【００１４】しかし、この方法では、低噴射量領域にお
いては良好な成層燃焼を得ることができるが、噴射量が
増大していく場合には、スモークの発生を抑制すること
が困難となる。

【００１５】本発明は、上記種々の従来技術における課
題を解決するためになされたものであり、その目的はエ
ンジンの種々の動作状態においてピストン上面での燃料
の反射を利用して、常に良好な成層燃焼を確保すること
のできる簡単な構成の筒内噴射式エンジンを提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る筒内噴射式エンジンは、ペントルー
フ型、すなわち切妻屋根型に形成された燃焼室天井部を
有するシリンダヘッドと、平面形状を基本形状とする上
面部を有するピストンと、ペントルーフ型の燃焼室天井
部の中央寄り位置から所定のタイミングでシリンダ軸方
向に燃料を噴射するインジェクタを有する。

【００１７】そして、ピストンの上面部には、インジェ
クタの噴射方向中心軸とほぼ同軸上の位置を中心点とし
て略真円形状に開口した凹陥部であるキャビティが設け
られている。また、燃焼室天井部の吸気側には燃焼室内
へシリンダ軸方向に対して斜め方向に突出して設けら
れ、ピストンが略上死点にある際にキャビティの内方上
部位置でかつキャビティの中心から吸気側へ偏位した位
置に着火部を有する点火プラグが設けられている。

【００１８】そして、キャビティは、ピストンピンに直
交する縦断面形状が凹状に形成されつつ着火部側に対向
するよう傾斜した傾斜面を備えている。

【００１９】上記構成を有する筒内噴射式エンジンによ
れば、成層燃焼を行う中・低負荷運転領域のエンジン圧
縮行程においては、シリンダヘッド側に上昇してきたピ
ストンが上死点の手前所定位置に到達した際に、インジ
ェクタから燃料が噴射され、この噴射された燃料（以
下、単に「噴射燃料」という）は、キャビティに向かっ
て広がっていき、キャビティ内で受け止められ、反射、
這い回り、跳ね上がりにより拡散する。

【００２０】ここで、噴射燃料が傾斜面によって反射さ
れつつ成層混合気が形成されることから、吸気側に混合
気が導かれる。したがって、吸気側に偏位した位置に設
けられている点火プラグの着火部周辺に着火可能な成層
混合気を適切な時期で導くことができ、安定した着火性
を得ることができる。

【００２１】このように、噴射燃料の拡散する方向が適
切に制御されることで、火炎伝播が不可能となる混合気
のちぎれや、オーバーリーン領域の発生が無く、急速な
燃焼が得られ、パーシャルバーン発生を防止することが
できる。

【００２２】また、広い運転領域で良好な着火性及び燃
焼安定性を得ることができ、その結果、良好な運転性、
ＨＣの低減、燃費の向上を図ることができる。そして、
キャビティ以外にも燃焼室空間を有していることから、
圧縮比は高くならず、レギュラーガソリンを使用するこ
とができる。

【００２３】更に、燃料はシリンダ軸方向にピストンに
向かって噴射されるので、噴射燃料の一部が直接シリン
ダの内周壁面に衝突することによって生じる冷却作用に
起因するエンジン燃焼の悪化やプラグのくすぶり、シリ
ンダとピストンとの間の潤滑性の悪化を防止することが
できる。

【００２４】請求項２にかかる筒内噴射エンジンは、キ
ャビティが、その排気側部分にて上面部から所定高さ燃
焼室天井部側に延設されキャビティの中心に向かって面
する壁面部を有している。これにより、噴射燃料が反
射、這い回り、跳ね上がりする際に、排気側への拡散を
妨げ、積極的に着火部側に導く。したがって、噴射燃料
の拡散する方向及び広がりを適切に制御することができ
る。

【００２５】請求項３にかかる筒内噴射エンジンは、キ
ャビティが、上記の略真円形状の開口に代え、インジェ
クタの噴射中心軸とほぼ同軸上の位置を中心点としてピ
ストンピンと同方向に長径を配する略楕円形状の開口を
有している。これにより、噴射量が多い場合の噴霧の広
がり空間が十分に確保され、成層燃焼可能な負荷限界が
高くなる。

【００２６】請求項４にかかる筒内噴射エンジンは、キ
ャビティが、上記の略真円形状の開口に代えて、ピスト
ンピンに直交する方向に長径を配する略楕円形状の開口
を有している。これにより、噴射量が少ない場合の噴霧
の広がり空間が押さえられ、噴霧の過度の拡散を抑制す
る。したがって、低負荷時に安定した成層燃焼が得られ
る。

【００２７】請求項５にかかる筒内噴射エンジンは、噴
射燃料がインジェクタの噴射中心軸を中心として噴射方
向に漸次広がる略円すい中空形状をなすように噴射さ
れ、その円すい状の広がり角は、噴射時にキャビティ内
に噴射燃料の広がり範囲が収まるように設定されてい
る。したがって、キャビティにより成層混合気を容易か
つ確実に形成することができる。

【００２８】請求項６にかかる筒内噴射式エンジンは、
インジェクタが燃料に螺旋回転方向の動きを与えて噴射
する噴射ノズルを有している。この噴射ノズルの噴射に
より、燃料噴射形状を略円すい中空形状に形成すること
ができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態
における筒内噴射式エンジン１０を概略的に説明する断
面説明図、図２は、図１のピストン１８の説明図であ
る。図２中、（Ａ）は、ピストン１８の上面説明図、
（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘ線断面説明図である。

【００３０】筒内噴射式エンジン１０は、図１に示した
ように、ペントルーフ状に形成された燃焼室天井部（以
下、単に「天井部」という）１２を有するシリンダヘッ
ド１４と、上面部１６が基本的に平面形状であるいわゆ
るフラット型のピストン１８と、ピストン１８が往復動
可能に嵌挿されるシリンダ２０を有するシリンダ部２２
とを基本的な構成要素としている。

【００３１】天井部１２は、図１に示したように、頂部
より対向して漸次拡開する２つの斜面部１２ａ、１２ｂ
を有しており、全体的には切妻屋根に似た形状をなして
いる。斜面部１２ａには、シリンダヘッド１４に設けら
れた吸気ポート（図示せず）と燃焼室２４との間を連通
・遮断する吸気バルブ（図示せず）が２個設けられてい
る。また、斜面部１２ｂには、排気ポート（図示せず）
と燃焼室２４との間を連通・遮断する排気バルブ（図示
せず）が２個設けられている。以下、説明の便宜上、吸
気バルブ側を吸気ＩＮ側、排気バルブ側を排気ＥＸ側と
いう。

【００３２】点火プラグ３０は、図１に示したように、
シリンダヘッド１４の吸気ＩＮ側に設けられシリンダ２
０の軸方向に対して傾斜して設けられ、燃焼室２４側に
突出した一方端部に着火部である電極部３２を有してい
る。

【００３３】更に、天井部１２の上部には、インジェク
タ３４が設けられている。インジェクタ３４は、燃料を
所定のタイミングで所定量だけシリンダ２０の軸方向ピ
ストン１８に向けて、その噴射中心軸３５がピストン１
８の上面部１６と直交するように噴射する。

【００３４】また、インジェクタ３４は、シリンダ２０
の中心軸線２１よりも排気ＥＸ側に所定距離だけオフセ
ットした位置に配置されている。そして、インジェクタ
３４による噴射燃料ｆの噴射形状は噴射中心軸３５を中
心として次第に広がる略円すい中空形状を形成する。

【００３５】噴射燃料の略円すい中空形状は、例えば噴
射の広がり角を４０度〜８０度程度とする噴射角に設定
し、噴射する燃料ｆに対し回転成分を与えることにより
容易に形成することが可能である。具体的には、スワー
ルノズルを用いたインジェクタ３４によるホローコーン
噴霧により形成することができる。

【００３６】そして、吸気バルブを介して燃焼室２４と
連通・遮断される吸気ポート（図示せず）の形状によ
り、燃焼室２４内にはスワールガス流動及び正方向の弱
タンブルガス流動が生じるように構成されている。タン
ブル比はおよそ０．５〜２程度となるよう設定されてい
る。

【００３７】ピストン１８は、図１に示したように、上
面部１６の形状をシリンダ中心軸線２１と直交する平面
形状を基本としている。そして、上面部１６には、図２
に示したように、噴射中心軸３５上の位置を中心とした
略真円形の開口部３９を有して凹窩するキャビティ３６
が設けられている。

【００３８】キャビティ３６は、凹状に形成され、基本
的には図１に示したように、底面のピストンピン４２に
直交する縦断面形状が複合曲線又は曲線とされ、排気Ｅ
Ｘ側には、本発明の特徴的な構成である、点火プラグ３
０の電極部３２に対向する傾斜面３７が形成されてい
る。更に、図２に示したように、ピストンピン４２と同
方向の縦断面形状は、シンメトリの複合曲線を形成して
いる。

【００３９】そして、キャビティ３６の周縁部のうち排
気ＥＸ側には、ピストン１８が上死点位置にあっても天
井部１２と接触しない所定高さを有する突起部３８が設
けられ、キャビティ３６の排気ＥＸ側に上面部１６より
も上方に延長された壁面３８ａを形成している。この壁
面３８ａは、キャビティ３６の中心を中心とした略半円
弧形状をなし、キャビティ３６の中心に向かって面して
いる。

【００４０】開口部３９の開口径は、シリンダ２０の径
Ｄに対して３０〜７０％程度の大きさに設定され、キャ
ビティ３６の深さは、最深部でシリンダ２０の径Ｄの１
５％程度迄を限度として設定されている。

【００４１】点火プラグ３０の電極部３２は、ピストン
１８が上死点近傍位置の際に、キャビティ３６内上方で
かつキャビティ３６の中心から吸気ＩＮ側へオフセット
した位置となるようセッティングされており、本実施の
形態では、インジェクタ３４からの噴霧に直接さらされ
ないよう配置されている。

【００４２】インジェクタ３４の噴射広がり角の設定
は、ピストン１８が上下動作時における所定タイミング
（略上死点近傍位置）においてキャビティ３６内に噴射
範囲が収まるように設定されている。

【００４３】上記構成を有する筒内噴射式エンジンによ
れば、インジェクタ３４より噴射された略円すい中空形
状の噴射燃料ｆは、キャビティ３６底面に衝突し、略円
すい中空形状が崩壊し、反射、這い回り、跳ね上がり等
の諸動作により拡散する。

【００４４】特にキャビティ３６内には電極部３２側に
対向する傾斜した傾斜面３７が設けられていることか
ら、噴射燃料ｆの一部は傾斜面３７により点火プラグ３
０の電極部３２側へ反射し拡散する。そして、拡散によ
り混合気が形成され、その一部が電極部３２にかかり、
電極部３２の付近に着火性の良い最適な混合気が形成さ
れることとなる。すなわち、傾斜面３７により、排気側
のシリンダ１８壁側には拡散し難く、電極部３２の付近
に混合気を容易に形成することができ、混合気の一部が
電極部３２に確実に掛かるものである。

【００４５】次に、本実施の形態における筒内噴射式エ
ンジン１０の基本的な作用について説明する。筒内噴射
式エンジン１０は、低・中負荷運転時において成層燃焼
運転を行い、高負荷運転時には均一燃焼運転を行うよう
に、燃焼噴射量、噴射タイミング、点火時期が制御され
る。

【００４６】高負荷運転時に行われる均一燃焼は、燃料
を燃焼室２４内に吸気行程時に噴射するもので、吸気行
程時に吸気ポート内に燃料を噴射する従来のエンジンと
ほぼ同様の動作であるため、詳細な説明は省略し、ここ
では、成層燃焼運転を行う低・中負荷運転時について説
明する。

【００４７】圧縮行程において、ピストン１８が上死点
近傍の所定位置まで上昇した時点でインジェクタ３４か
ら燃料ｆがホローコーン形状に噴射され、更に上昇を続
けるピストン１８のキャビティ３６にて受け止められ
る。そして、噴射燃料ｆのホローコーン形状は崩壊し、
噴射燃料ｆはキャビティ３６内で反射、這い回り、跳ね
上がりなどを起こしながら拡散する。

【００４８】ここで、キャビティ３６の凹部形状は基本
的に複合曲線又は曲線で形成されているため、燃焼室内
のタンブル流は徒に乱されることがなく、次第に均質で
成層燃焼に適した成層混合気を形成していく。この際
に、傾斜面３７により一部が必ず電極部３２にかかる成
層燃焼に適した良好な混合気を容易に形成することがで
きる。

【００４９】ここで、中負荷運転時等の燃料噴射量が多
い場合には、キャビティ３６及びその上部範囲に噴霧が
広がり、拡散体積が広く均質に拡散した成層混合気が形
成される。また、アイドリング等の燃料噴射量が少ない
場合には、噴霧が確実に点火プラグ３０方向へ導かれ
る。

【００５０】そして、キャビティ３６の排気側には上面
部１６よりも上方に延長された壁面３８ａが設けられて
いるため、成層混合気の排気側への拡散が阻まれ、ピス
トン周縁部４０のうち排気ＥＸ方向への拡散が防止され
る。そして、噴射終了後は適当なタイミングで点火を行
い、混合気を着火燃焼させる。

【００５１】したがって、傾斜面３７によって混合気を
容易に電極部３２近傍に集合させることができるので、
安定した成層燃焼を得ることができる。また、火炎伝播
が不可能な混合気のちぎれやオーバーリーン領域の発生
を防ぎ、全体としてリーンな空燃比で適切かつ急速な燃
焼を得ることができ、パーシャルバーンの発生も防止す
ることができる。

【００５２】これにより、低・中負荷運転領域の広い運
転領域で上記のような良好な成層燃焼を得ることがで
き、その結果として良好な運転性、ＨＣ、ＮＯ_X の低
減、更には燃費の向上も達成することができる。また、
燃焼室２４はキャビティ３６以外にも燃焼空間を有して
いることから、圧縮比は高くならず、通常の燃料、いわ
ゆるレギュラーガソリンを使用することができる。

【００５３】また、噴霧された燃料ｆは、その噴射方
向、キャビティ３６及び壁部３８の作用によってシリン
ダ２０側には拡散しにくいために、燃料ｆのシリンダ２
０への付着を防止でき、潤滑性の低下や、ピストン動作
における機能障害の発生も有効に防止することができ
る。同様に、噴射燃料の一部が直接シリンダ２０の内周
壁面に衝突することにより生じる冷却作用が引き起こ
す、燃焼状態の悪化や点火プラグ３０のくすぶり等を防
ぐことができる。

【００５４】次に、本発明の第２の実施の形態について
以下に説明する。図３は、第２の実施の形態の断面説明
図、図４は、第２の実施の形態に用いられるピストン１
８の説明図である。図４中、（Ａ）は、ピストン１８の
上面説明図、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘ線断面説明図で
ある。尚、図中において、第１の実施の形態と同様の構
成要素には、同一の符号を付することでその詳細な説明
を省略する。

【００５５】本実施の形態において、上述の第１の実施
の形態と異なる特徴的構成は、キャビティ３６の開口形
状にある。すなわち、図４に示したように、上面部１６
にはピストンピン４２と同方向に伸長する略楕円形状に
開口されたキャビティ３６が設けられている。この略楕
円形状の開口部の中心位置は、インジェクタ３４の噴射
中心軸３５とほぼ同一となるように形成されている。

【００５６】したがって、インジェクタ３４からキャビ
ティ３６に向かって噴射された噴射燃料は、上記第１の
実施の形態と同様に、キャビティ３６内にて反射、這い
回り、跳ね上がりなどの動作を行い拡散し、傾斜面３７
により一部が必ず電極部３２にかかる成層燃焼に適した
良好な混合気が容易に形成される。

【００５７】そして、キャビティ３６が、第１の実施の
形態に比してピストンピン４２と同方向の広がりを更に
有することから、中負荷運転状態等の燃料噴射量が多い
場合に、噴霧が広がる空間がより一層十分に確保され
る。これにより負荷限界がより高い成層燃焼を得ること
ができる。

【００５８】次に、本発明の第３の実施の形態について
以下に説明する。図５は、第３の実施の形態の断面説明
図であり、図６は、第３の実施の形態に用いられるピス
トン１８の説明図である。図６中、（Ａ）は、ピストン
１８の上面説明図、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘ線断面説
明図である。尚、図中において、第１の実施の形態と同
様の構成要素には、同一の符号を付することでその詳細
な説明を省略する。本実施の形態において、上述の実施
の形態と異なる特徴的構成は、キャビティ３６の開口形
状である。

【００５９】開口部３９の形状は、図６（Ａ）に示した
ようピストンピン４２に直交する方向に伸長する略楕円
形状をなし、開口部３９の中心軸位置は、インジェクタ
３４の軸心とほぼ同一に配置されている。したがって、
インジェクタ３４からキャビティ３６に向かって噴射さ
れた噴射燃料は、上記第１の実施の形態と同様に、キャ
ビティ３６内にて反射、這い回り、跳ね上がりなどの動
作を行い拡散し、傾斜面３７により一部が必ず電極部３
２にかかる成層燃焼に適した良好な混合気が容易に形成
される。

【００６０】そして、キャビティ３６が、第１の実施の
形態に比してピストンピン４２と同方向の広がりを押さ
えていることから、アイドル運転状態等の燃料噴射量が
少ない場合に、噴霧の過度の拡散が抑制され確実に点火
プラグ３０の電極部３２に成層混合気が導かれる。これ
により、低負荷時により安定した成層燃焼を得ることが
できる。

【００６１】なお、本発明は、上述の各実施の形態の構
成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種
々の変形が可能である。例えば、上記各実施の形態では
弱タンブル流によるガス流動が存する場合について説明
したが、キャビティ３６の傾斜面３７による噴霧の電極
部３２方向への反射効果が強く現れる際には、タンブル
ガス流動を発生させる構成を採用しなくてもよい。

【００６２】また、上述の実施の形態では、キャビティ
の排気側に上面部１６よりも上方に延長された壁面３８
ａを設けているが、燃焼室内に生ずるガス流動の状態に
よっては、この壁面３８ａを設けなくても同様の効果を
得ることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る筒内
噴射エンジンによれば、インジェクタより噴射され、キ
ャビティ内の傾斜面に衝突した噴射燃料は、点火プラグ
側に反射され、拡散する。したがって、容易に点火プラ
グの着火部周辺に着火可能な成層混合気を導くことがで
き、安定した着火性を得ることができる。

【００６４】また、キャビティの開口形状を、ピストン
ピン方向に長軸を有する略楕円形状に形成した場合に
は、中負荷時等の噴射量が多いときの反射燃料の拡散空
間を十分に確保することができ、成層燃焼可能な負荷限
界を高くすることができる。

【００６５】更に、キャビティの開口形状を、ピストン
ピン方向に短軸を有する略楕円形状に形成した場合に
は、低負荷時等の燃料噴射量が少ないときの反射燃料の
過度の拡散を抑制することができ、着火性の向上による
安定した成層燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における筒内噴射式
エンジンを概略的に説明する断面説明図である。

【図２】図１のピストンの説明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における筒内噴射式
エンジンを概略的に説明する断面説明図である。

【図４】図３のピストンの説明図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態における筒内噴射式
エンジンを概略的に説明する断面説明図である。

【図６】図５のピストンの説明図である。

【符号の説明】

１２燃焼室天井部１４シリンダヘッド１６上面部１８ピストン２０シリンダ２２シリンダ部２４燃焼室３０点火プラグ３２電極部３４インジェクタ３６キャビティ３７傾斜面ｆ燃料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペントルーフ型に形成された燃焼室天井
部を有するシリンダヘッドと、平面を基本形状とする上
面部を有するピストンと、を備える筒内噴射式エンジン
において、前記燃焼室天井部の中央寄り位置に配置され、所定タイ
ミングでシリンダ軸方向に燃料を噴射するインジェクタ
と、前記インジェクタの噴射中心軸と略同軸上の位置を中心
点として前記上面部に略真円形状に開口形成されたキャ
ビティと、前記燃焼室天井部の吸気側から前記燃焼室内へ前記シリ
ンダ軸方向に対して斜め方向に突出して設けられ、前記
ピストンが略上死点位置にある際に前記キャビティの内
方上部位置でかつ前記キャビティの中心から吸気側へ偏
位した位置に着火部を有する点火プラグと、を具備し、前記キャビティは、ピストンピンに直交する縦断面形状
が凹状に形成されて前記着火部側に対向するよう傾斜し
た傾斜面を有することを特徴とする筒内噴射式エンジ
ン。
【請求項２】前記キャビティは、前記キャビティの排気側部分にて前記上面部から所定高
さ前記燃焼室天井側に延設され前記キャビティの中心に
向かって面する壁面部を有することを特徴とする請求項
１に記載の筒内噴射式エンジン。
【請求項３】前記キャビティは、略真円形状の開口に代え、ピストンピンと同方向に伸張
する略楕円形状の開口を有することを特徴とする請求項
１又は２に記載の筒内噴射式エンジン。
【請求項４】前記キャビティは、略真円形状の開口に代え、ピストンピンに直交する方向
に伸張する略楕円形状の開口を有することを特徴とする
請求項１又は２に記載の筒内噴射式エンジン。
【請求項５】前記インジェクタは、噴射した燃料が前記インジェクタの噴射中心軸を中心と
して噴射方向に漸次広がる略円すい中空形状をなすよう
に噴射を行い、当該噴射した燃料の広がり角度は前記ピ
ストンの上下動作時における所定タイミングにおいて前
記キャビティ内に前記噴射燃料の広がり範囲が収まるよ
うに設定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の筒内噴射式エンジン。
【請求項６】前記インジェクタは、燃料に螺旋回転方向の動きを与えて噴射する噴射ノズル
を有することを特徴とする請求項５に記載の筒内噴射式
エンジン。