JP2002089267A - ガソリン直噴エンジン - Google Patents
ガソリン直噴エンジンInfo
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- combustion chamber
- direct injection
- injection engine
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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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- 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
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- F02B2023/102—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 spark plug being placed offset the cylinder centre axis
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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
- 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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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 着火安定性を損なわずに済むように構成され
たガソリン直噴エンジンを提供する。 【解決手段】 シリンダヘッド（ＣＨ）とピストン
（５）の頂部との間に形成される燃焼室（１）と、燃焼
室に燃料を噴射するノズル（２）と、ピストンの頂部に
凹設されたキャビティ（６）と、キャビティに臨んで設
けられた点火プラグの電極（３）と、ピストンの頂面に
おけるキャビティの周辺に形成された盛り上げ面（７）
とを有するガソリン直噴エンジンにおいて、燃焼室の天
井面のシリンダ軸に直交する平面に対する角度よりも小
さな角度の斜面を盛り上げ面に設けることとする。これ
により、盛り上げ面と燃焼室天井面との間の隙間の変化
を緩やかにし得るので、キャビティ内へのスワール流の
直接的な流入が抑制されて点火プラグ回りの混合気が保
持されるので、着火安定性が損なわれずに済む。
たガソリン直噴エンジンを提供する。 【解決手段】 シリンダヘッド（ＣＨ）とピストン
（５）の頂部との間に形成される燃焼室（１）と、燃焼
室に燃料を噴射するノズル（２）と、ピストンの頂部に
凹設されたキャビティ（６）と、キャビティに臨んで設
けられた点火プラグの電極（３）と、ピストンの頂面に
おけるキャビティの周辺に形成された盛り上げ面（７）
とを有するガソリン直噴エンジンにおいて、燃焼室の天
井面のシリンダ軸に直交する平面に対する角度よりも小
さな角度の斜面を盛り上げ面に設けることとする。これ
により、盛り上げ面と燃焼室天井面との間の隙間の変化
を緩やかにし得るので、キャビティ内へのスワール流の
直接的な流入が抑制されて点火プラグ回りの混合気が保
持されるので、着火安定性が損なわれずに済む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、その頂部にキャビ
ティを凹設してなるピストンを有するガソリン直噴エン
ジンに関するものである。
ティを凹設してなるピストンを有するガソリン直噴エン
ジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室内にスワール流を形成するように
したガソリン直噴エンジンとして、ピストンの頂部にキ
ャビティを凹設すると共に、圧縮比設定用の盛り上げ面
をピストンの頂面のキャビティ周辺に設けたものが、特
開２０００−３４９２５号公報に開示されている。これ
によると、ペントルーフ型燃焼室と盛り上げ面との互い
の対向面が概ね平行をなすようにされている。
したガソリン直噴エンジンとして、ピストンの頂部にキ
ャビティを凹設すると共に、圧縮比設定用の盛り上げ面
をピストンの頂面のキャビティ周辺に設けたものが、特
開２０００−３４９２５号公報に開示されている。これ
によると、ペントルーフ型燃焼室と盛り上げ面との互い
の対向面が概ね平行をなすようにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
開示された構造によると、盛り上げ面と燃焼室天井面と
が圧縮行程後期に最接近すると、盛り上げ面と燃焼室天
井面との間の隙間が急減するため、スワール流がこの部
分を通過し難くなり、行き場を失ったスワール流がキャ
ビティ内に直接的に流入することとなる。その結果、点
火プラグ回りに生成された混合気が吹き飛ばされてしま
い、着火性が悪化する心配があった。
開示された構造によると、盛り上げ面と燃焼室天井面と
が圧縮行程後期に最接近すると、盛り上げ面と燃焼室天
井面との間の隙間が急減するため、スワール流がこの部
分を通過し難くなり、行き場を失ったスワール流がキャ
ビティ内に直接的に流入することとなる。その結果、点
火プラグ回りに生成された混合気が吹き飛ばされてしま
い、着火性が悪化する心配があった。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
着火安定性を損なわずに済むように構成されたガソリン
直噴エンジンを提供することにある。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
着火安定性を損なわずに済むように構成されたガソリン
直噴エンジンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明の請求項１では、シリンダヘッド（Ｃ
Ｈ）とピストン（５）の頂部との間に形成される燃焼室
（１）と、燃焼室に燃料を噴射するノズル（２）と、ピ
ストンの頂面に凹設されたキャビティ（６）と、キャビ
ティに臨んで設けられた点火プラグの電極（３）と、ピ
ストンの頂面におけるキャビティの周辺に形成された盛
り上げ面（７）とを有するガソリン直噴エンジンにおい
て、前記燃焼室の天井面のシリンダ軸に直交する平面に
対する角度よりも小さな角度の斜面を前記盛り上げ面に
設けることとした。
ために、本発明の請求項１では、シリンダヘッド（Ｃ
Ｈ）とピストン（５）の頂部との間に形成される燃焼室
（１）と、燃焼室に燃料を噴射するノズル（２）と、ピ
ストンの頂面に凹設されたキャビティ（６）と、キャビ
ティに臨んで設けられた点火プラグの電極（３）と、ピ
ストンの頂面におけるキャビティの周辺に形成された盛
り上げ面（７）とを有するガソリン直噴エンジンにおい
て、前記燃焼室の天井面のシリンダ軸に直交する平面に
対する角度よりも小さな角度の斜面を前記盛り上げ面に
設けることとした。
【０００６】このようにすれば、盛り上げ面と燃焼室天
井面との間の隙間の変化を緩やかにし得るので、キャビ
ティ内へのスワール流の直接的な流入が抑制されて点火
プラグ回りの混合気が保持されるので、着火安定性が損
なわれずに済む。
井面との間の隙間の変化を緩やかにし得るので、キャビ
ティ内へのスワール流の直接的な流入が抑制されて点火
プラグ回りの混合気が保持されるので、着火安定性が損
なわれずに済む。
【０００７】そして請求項２では、上記の構成に加え
て、キャビティの周縁部にスワール遮断壁（１０）を設
け、ピストン上昇時に点火プラグの電極を逃げる切欠部
（１１）を遮断壁に設けることとした。
て、キャビティの周縁部にスワール遮断壁（１０）を設
け、ピストン上昇時に点火プラグの電極を逃げる切欠部
（１１）を遮断壁に設けることとした。
【０００８】このようにすれば、上記の作用に加えて、
キャビティ内へのスワール流の直接的な流入がスワール
遮断壁で遮られ、かつ点火プラグ逃げ用の切欠部からの
キャビティ内へのスワール流の流入をも抑制し得る。
キャビティ内へのスワール流の直接的な流入がスワール
遮断壁で遮られ、かつ点火プラグ逃げ用の切欠部からの
キャビティ内へのスワール流の流入をも抑制し得る。
【０００９】また請求項３では、少なくとも成層希薄燃
焼モード域にあっては、燃料噴射時期のピストン位置に
おけるキャビティ内に円錐状をなすガソリン噴霧が全て
収まるように円錐噴霧の頂角を設定することとした。
焼モード域にあっては、燃料噴射時期のピストン位置に
おけるキャビティ内に円錐状をなすガソリン噴霧が全て
収まるように円錐噴霧の頂角を設定することとした。
【００１０】このようにすれば、成層希薄燃焼モード域
においてはキャビティ内のみに燃料噴霧が到達するの
で、キャビティ内の空燃比が適正に保たれて安定した燃
焼を実現でき、しかも全運転モード域においてシリンダ
の内面に対するガソリンの付着を低減できるので、排気
性状の悪化やガソリンによる潤滑油希釈を抑制し得る。
においてはキャビティ内のみに燃料噴霧が到達するの
で、キャビティ内の空燃比が適正に保たれて安定した燃
焼を実現でき、しかも全運転モード域においてシリンダ
の内面に対するガソリンの付着を低減できるので、排気
性状の悪化やガソリンによる潤滑油希釈を抑制し得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明について詳細に説明する。
明について詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明に基づき構成されたガソリ
ン直噴エンジンの燃焼室回りを示している。このエンジ
ンのシリンダヘッドＣＨに形成された燃焼室１は、ペン
トルーフ型をなし、その略中央部に燃料噴射弁のノズル
２が配置され、２つの排気ポート（図示せず）で挟まれ
た位置に点火プラグの電極３が突出している。またノズ
ル２の中心は、シリンダ４の中心に対して点火プラグの
電極３側に幾分か偏倚している。
ン直噴エンジンの燃焼室回りを示している。このエンジ
ンのシリンダヘッドＣＨに形成された燃焼室１は、ペン
トルーフ型をなし、その略中央部に燃料噴射弁のノズル
２が配置され、２つの排気ポート（図示せず）で挟まれ
た位置に点火プラグの電極３が突出している。またノズ
ル２の中心は、シリンダ４の中心に対して点火プラグの
電極３側に幾分か偏倚している。
【００１３】ピストン５の頂面にはキャビティ６が凹設
されている。このキャビティ６の容積は、キャビティ６
を含む燃焼室１の全容積の２０〜３０％程度となるよう
に設定されている。キャビティ容積比をこの範囲にする
ことにより、ピストン５が上死点にある時にキャビティ
６内の排気ポート側に寄った位置に若干入り込ませてい
る点火プラグの電極３による着火性を確保するためにキ
ャビティ６内の空燃比が点火時期に理論空燃比（１４．
７）となるようにコントロールされている時には、燃焼
室１のキャビティ６外の部分にはキャビティ容積の２〜
４倍程度の新気が存在することになり、総合空燃比が４
５〜７０程度という超希薄燃焼を実現し得る。
されている。このキャビティ６の容積は、キャビティ６
を含む燃焼室１の全容積の２０〜３０％程度となるよう
に設定されている。キャビティ容積比をこの範囲にする
ことにより、ピストン５が上死点にある時にキャビティ
６内の排気ポート側に寄った位置に若干入り込ませてい
る点火プラグの電極３による着火性を確保するためにキ
ャビティ６内の空燃比が点火時期に理論空燃比（１４．
７）となるようにコントロールされている時には、燃焼
室１のキャビティ６外の部分にはキャビティ容積の２〜
４倍程度の新気が存在することになり、総合空燃比が４
５〜７０程度という超希薄燃焼を実現し得る。
【００１４】またキャビティ６は、排気ポート側、すな
わち点火プラグの電極３側に偏倚しており、キャビティ
６のできるだけ中央部に電極３が位置するようにしてい
る。これにより、キャビティ６の中央部は、周辺部に比
して設定空燃比のずれが小さいので、良好な燃焼を得る
ことができる。
わち点火プラグの電極３側に偏倚しており、キャビティ
６のできるだけ中央部に電極３が位置するようにしてい
る。これにより、キャビティ６の中央部は、周辺部に比
して設定空燃比のずれが小さいので、良好な燃焼を得る
ことができる。
【００１５】因みに、上記キャビティ容積比が小さな値
になるに従って高負荷域では小容積のキャビティ６に対
して多くの燃料を噴射することになるためにキャビティ
内空燃比がリッチ傾向となり、この逆にキャビティ容積
比が大きな値になるに従って低負荷域では大容積のキャ
ビティ６に対して少ない燃料を噴射することになるため
にキャビティ内空燃比がリーン傾向となる。つまり、図
２に示すように、燃料消費率が最良となるキャビティ容
積比は負荷によって変化するので、常用運転域で多用さ
れる負荷に対応してキャビティ容積比を設定することに
より、車両の実走行燃費を最良とすることができる。図
２の例では、キャビティ容積比を２５％程度とするのが
最良と言える。
になるに従って高負荷域では小容積のキャビティ６に対
して多くの燃料を噴射することになるためにキャビティ
内空燃比がリッチ傾向となり、この逆にキャビティ容積
比が大きな値になるに従って低負荷域では大容積のキャ
ビティ６に対して少ない燃料を噴射することになるため
にキャビティ内空燃比がリーン傾向となる。つまり、図
２に示すように、燃料消費率が最良となるキャビティ容
積比は負荷によって変化するので、常用運転域で多用さ
れる負荷に対応してキャビティ容積比を設定することに
より、車両の実走行燃費を最良とすることができる。図
２の例では、キャビティ容積比を２５％程度とするのが
最良と言える。
【００１６】ピストン５の頂面Ｔには、図３及び図４に
示すように、圧縮比設定のために盛り上げ面７が形成さ
れている。この盛り上げ面７の排気ポート側には、ピス
トン頂面Ｔから盛り上げ面７に緩やかにつなげるよう
に、斜面８ａ・８ｂが形成されている。ピストン頂面Ｔ
（シリンダ軸に直交する平面）に対するこの斜面８の角
度γは、燃焼室１のペントルーフ型天井面９の排気ポー
ト側のピストン頂面Ｔに対する角度βよりも小さくされ
ている（β＞γ）。
示すように、圧縮比設定のために盛り上げ面７が形成さ
れている。この盛り上げ面７の排気ポート側には、ピス
トン頂面Ｔから盛り上げ面７に緩やかにつなげるよう
に、斜面８ａ・８ｂが形成されている。ピストン頂面Ｔ
（シリンダ軸に直交する平面）に対するこの斜面８の角
度γは、燃焼室１のペントルーフ型天井面９の排気ポー
ト側のピストン頂面Ｔに対する角度βよりも小さくされ
ている（β＞γ）。
【００１７】一方、キャビティ６の周縁部には、図５に
示すように、略全周に渡って盛り上げ面７から更に３〜
５mm程度高く、かつ幅が３〜８mm程度のスワール遮断壁
１０が設けられている。このスワール遮断壁１０には、
ピストン５が上死点に達した時に点火プラグの電極３と
干渉しないようにするために、逃げとしての切欠部１１
が形成されている。
示すように、略全周に渡って盛り上げ面７から更に３〜
５mm程度高く、かつ幅が３〜８mm程度のスワール遮断壁
１０が設けられている。このスワール遮断壁１０には、
ピストン５が上死点に達した時に点火プラグの電極３と
干渉しないようにするために、逃げとしての切欠部１１
が形成されている。
【００１８】さて、ここで仮に盛り上げ面７の排気ポー
ト側端の傾斜角γがペントルーフ型天井面９の傾斜角β
と等しかったとすると（β＝γ）、盛り上げ面７の排気
ポート側端の部分のペントルーフ型天井面９との間の隙
間が圧縮行程後期において急激に減少するため、燃焼室
１内を旋回するスワール流（図３中の矢印Ｓ）がこの部
分を通過し難くなる。すると行き場を失ったスワール流
は、点火プラグの電極３を逃げるためにスワール遮断壁
１０に形成した切欠部１１からキャビティ６内に流入し
てしまう。そしてこの流速の高いスワール流は電極３近
傍の混合気を吹き飛ばして着火を困難にしてしまう。
ト側端の傾斜角γがペントルーフ型天井面９の傾斜角β
と等しかったとすると（β＝γ）、盛り上げ面７の排気
ポート側端の部分のペントルーフ型天井面９との間の隙
間が圧縮行程後期において急激に減少するため、燃焼室
１内を旋回するスワール流（図３中の矢印Ｓ）がこの部
分を通過し難くなる。すると行き場を失ったスワール流
は、点火プラグの電極３を逃げるためにスワール遮断壁
１０に形成した切欠部１１からキャビティ６内に流入し
てしまう。そしてこの流速の高いスワール流は電極３近
傍の混合気を吹き飛ばして着火を困難にしてしまう。
【００１９】それが上記の如き構成、つまり点火プラグ
の電極３を逃げる切欠部１１のスワール流の上流側の斜
面８ａと下流側の斜面８ｂとを、燃焼室１の天井面９の
シリンダ軸に直交する平面に対する角度よりも小さな角
度（β＞γ）とすれば、ペントルーフ型天井面９との間
に形成されるスワール流の通路断面積を緩やかに変化さ
せ、キャビティ６内へ高速のスワール流が直接的に流入
することを防ぐことができる。これにより、燃料量の比
較的少ない低負荷域にあっては、点火プラグの電極３近
傍の空燃比が適正に保たれるので、安定した着火が可能
となる。
の電極３を逃げる切欠部１１のスワール流の上流側の斜
面８ａと下流側の斜面８ｂとを、燃焼室１の天井面９の
シリンダ軸に直交する平面に対する角度よりも小さな角
度（β＞γ）とすれば、ペントルーフ型天井面９との間
に形成されるスワール流の通路断面積を緩やかに変化さ
せ、キャビティ６内へ高速のスワール流が直接的に流入
することを防ぐことができる。これにより、燃料量の比
較的少ない低負荷域にあっては、点火プラグの電極３近
傍の空燃比が適正に保たれるので、安定した着火が可能
となる。
【００２０】そして燃料量の比較的多い高負荷域におい
ては、上記と同様にキャビティ６内の適正空燃比を確保
すると同時に、キャビティ６から溢れ出た燃料霧をキャ
ビティ６外のスワール流によって新気に混ぜ合わせるこ
とができるので、点火プラグの電極３近傍の混合気が過
濃となるのを防いで安定燃焼を実現できると共に、スモ
ーク発生も抑えることができる。
ては、上記と同様にキャビティ６内の適正空燃比を確保
すると同時に、キャビティ６から溢れ出た燃料霧をキャ
ビティ６外のスワール流によって新気に混ぜ合わせるこ
とができるので、点火プラグの電極３近傍の混合気が過
濃となるのを防いで安定燃焼を実現できると共に、スモ
ーク発生も抑えることができる。
【００２１】スワール遮断壁１０が無いと、高負荷域以
外での安定燃焼は不可能となるが、スワール遮断壁１０
を設けることで全域に渡って安定燃焼が可能となり、し
かも燃費も良くなることが図６に示されている。
外での安定燃焼は不可能となるが、スワール遮断壁１０
を設けることで全域に渡って安定燃焼が可能となり、し
かも燃費も良くなることが図６に示されている。
【００２２】ところで、燃料の噴霧形状が略円錐形をな
すように燃料噴射弁のノズル２が設定されることが一般
的であるが、その円錐噴霧の頂角（噴霧角）は、過大で
あると成層希薄燃焼モード域においてガソリン噴霧の一
部がキャビティ６外へ飛散するためにキャビティ６内の
空燃比がリーン化して燃焼悪化を招く。また噴霧角がさ
らに大きくなると、全運転モード域においてシリンダ４
の内面にガソリンが付着するために排気性状の悪化を招
くと共に、ガソリンにより潤滑油が希釈されるおそれが
ある。
すように燃料噴射弁のノズル２が設定されることが一般
的であるが、その円錐噴霧の頂角（噴霧角）は、過大で
あると成層希薄燃焼モード域においてガソリン噴霧の一
部がキャビティ６外へ飛散するためにキャビティ６内の
空燃比がリーン化して燃焼悪化を招く。また噴霧角がさ
らに大きくなると、全運転モード域においてシリンダ４
の内面にガソリンが付着するために排気性状の悪化を招
くと共に、ガソリンにより潤滑油が希釈されるおそれが
ある。
【００２３】そこで、燃料噴射時期でのピストン位置に
おいて、ノズル中心に近い側のキャビティ内周縁とノズ
ル中心とを結ぶ直線と、ノズル２の中心軸とのなす角度
をαとした時に、少なくとも成層希薄燃焼モード域での
噴霧角が２α以内となるように設定すると良い（図７参
照）。
おいて、ノズル中心に近い側のキャビティ内周縁とノズ
ル中心とを結ぶ直線と、ノズル２の中心軸とのなす角度
をαとした時に、少なくとも成層希薄燃焼モード域での
噴霧角が２α以内となるように設定すると良い（図７参
照）。
【００２４】上記の角度（２α）以内に噴霧角を設定す
ることにより、成層希薄燃焼モード域において燃料噴霧
をキャビティ６内のみに到達させることができる。すな
わち全運転モード域においてシリンダ４の内面にガソリ
ンが付着することを抑制し得るので、上記の問題が回避
され、排気性状が良好で安定した燃焼を実現することが
できる。
ることにより、成層希薄燃焼モード域において燃料噴霧
をキャビティ６内のみに到達させることができる。すな
わち全運転モード域においてシリンダ４の内面にガソリ
ンが付着することを抑制し得るので、上記の問題が回避
され、排気性状が良好で安定した燃焼を実現することが
できる。
【００２５】なお、図８に示すように、ピストン下死点
において、ノズル中心に近い側のキャビティ内周縁とノ
ズル中心とを結ぶ直線と、ノズル２の中心軸とのなす角
度をδとした時に、噴霧角が２δ以内となるように設定
すれば、通常の成層希薄燃焼モードでは下死点よりもや
や上昇した位置で燃料噴射が開始されるため、キャビテ
ィ６内のみに燃料噴霧を確実に到達させることができ、
しかもピストン５がどの位置にあろうとも燃料噴霧はキ
ャビティ６内のみに衝突するので、キャビティ６内の空
燃比のリーン化やシリンダ４の内面へのガソリン付着が
確実に回避される。
において、ノズル中心に近い側のキャビティ内周縁とノ
ズル中心とを結ぶ直線と、ノズル２の中心軸とのなす角
度をδとした時に、噴霧角が２δ以内となるように設定
すれば、通常の成層希薄燃焼モードでは下死点よりもや
や上昇した位置で燃料噴射が開始されるため、キャビテ
ィ６内のみに燃料噴霧を確実に到達させることができ、
しかもピストン５がどの位置にあろうとも燃料噴霧はキ
ャビティ６内のみに衝突するので、キャビティ６内の空
燃比のリーン化やシリンダ４の内面へのガソリン付着が
確実に回避される。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、キャビティ内へのスワール流の直接的な流入
が抑制されて点火プラグ回りの混合気が保持されるの
で、着火安定性を確保する上に大きな効果を奏すること
ができる。
によれば、キャビティ内へのスワール流の直接的な流入
が抑制されて点火プラグ回りの混合気が保持されるの
で、着火安定性を確保する上に大きな効果を奏すること
ができる。
【００２７】また請求項２によれば、キャビティ内への
スワール流の直接的な流入がスワール遮断壁で遮られ、
かつ点火プラグ逃げ用の切欠部からのキャビティ内への
スワール流の流入も抑制されるので、着火安定性をより
一層高める上に効果的である。
スワール流の直接的な流入がスワール遮断壁で遮られ、
かつ点火プラグ逃げ用の切欠部からのキャビティ内への
スワール流の流入も抑制されるので、着火安定性をより
一層高める上に効果的である。
【００２８】そして請求項３によれば、成層希薄燃焼モ
ード域においてはキャビティ内のみに燃料噴霧が到達す
るので、キャビティ内の空燃比が適正に保たれて安定し
た燃焼を実現でき、しかも全運転モード域においてシリ
ンダの内面へのガソリン付着が低減するので、排ガス性
状の悪化やガソリンによる潤滑油希釈を招かずに済む。
ード域においてはキャビティ内のみに燃料噴霧が到達す
るので、キャビティ内の空燃比が適正に保たれて安定し
た燃焼を実現でき、しかも全運転モード域においてシリ
ンダの内面へのガソリン付着が低減するので、排ガス性
状の悪化やガソリンによる潤滑油希釈を招かずに済む。
【図１】本発明が適用された直噴エンジンの燃焼室回り
の縦断面図
の縦断面図
【図２】キャビティ容積比と燃料消費率との関係を示す
グラフ
グラフ
【図３】本発明によるピストンの上面図
【図４】燃焼室とピストン頂部との関係を示す要部縦断
面図
面図
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿って一部切除して示すピス
トンの正面図
トンの正面図
【図６】正味仕事（エンジン負荷）と燃料消費率との関
係を示すグラフ
係を示すグラフ
【図７】ある燃料噴射時期での燃焼室回りの縦断面図
【図８】ピストン下死点位置での燃焼室回りの縦断面図
１ 燃焼室 ２ 燃料噴射弁のノズル ３ スパークプラグの電極 ４ シリンダ ５ ピストン ６ キャビティ ７ 盛り上げ面 ８ 斜面 ９ 燃焼室の天井面 １０ スワール遮断壁 １１ 切欠部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０Ｊ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０３ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０３Ｚ (72)発明者 高芝 和弘 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G019 AA09 KA12 KA15 3G023 AA08 AB03 AC05 AD01 AD09 AG01 3G024 AA02 AA04 BA00 DA01 FA00 3G066 AA02 AA03 AA05 AB02 AD12 BA14 CC34 CC48
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダヘッドとピストンの頂部との間
に形成される燃焼室と、前記燃焼室に燃料を噴射するノ
ズルと、前記ピストンの頂面に凹設されたキャビティ
と、前記キャビティに臨んで設けられた点火プラグの電
極と、前記ピストンの頂面における前記キャビティの周
辺に形成された盛り上げ面とを有するガソリン直噴エン
ジンであって、 前記燃焼室の天井面のシリンダ軸に直交する平面に対す
る角度よりも小さな角度の斜面を前記盛り上げ面に設け
たことを特徴とするガソリン直噴エンジン。 - 【請求項２】 シリンダヘッドとピストンの頂部との間
に形成される燃焼室と、前記燃焼室に燃料を噴射するノ
ズルと、前記ピストンの頂面に凹設されたキャビティ
と、前記キャビティに臨んで設けられた点火プラグの電
極と、前記ピストンの頂面における前記キャビティの周
辺に形成された盛り上げ面とを有するガソリン直噴エン
ジンであって、 前記燃焼室の天井面のシリンダ軸に直交する平面に対す
る角度よりも小さな角度の斜面を前記盛り上げ面に設
け、 前記キャビティの周縁部にスワール遮断壁を設け、 ピストン上昇時に前記点火プラグの電極を逃げる切欠部
を前記遮断壁に設けたことを特徴とするガソリン直噴エ
ンジン。 - 【請求項３】 少なくとも成層希薄燃焼モード域にあっ
ては、燃料噴射時期のピストン位置における前記キャビ
ティ内に円錐状をなすガソリン噴霧が全て収まるように
円錐噴霧の頂角を設定したことを特徴とする請求項１若
しくは２に記載のガソリン直噴エンジン。
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