JP2010038097A - Engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インジェクタから燃焼室内に直接燃料を噴射して点火させるエンジンに関するものである。 The present invention relates to an engine that injects fuel directly from an injector into a combustion chamber and ignites it.
従来から、この種のものとしては、例えば特許文献1に記載されたようなものがある。この特許文献1には、エンジンの各気筒毎に、3つの吸気バルブ、2つのアウターバルブの計5つのバルブがシリンダヘッドに配設されており、そのシリンダヘッドの側部に設けられた3個の吸気バルブに連通する3つの吸気通路が集合する連通室と、この連通室内に燃料を噴射するインジェクタとが設けられている。
しかしながら、このような従来のものにあっては、3つの吸気バルブを有する気筒に、筒内直接噴射用のインジェクタを配置しようとすると、中央の吸気バルブの下側に配置した場合には、燃焼室の天面が必要以上に高くなってしまい、燃焼効率が低下する虞がある。 However, in such a conventional one, if it is intended to arrange an in-cylinder direct injection injector in a cylinder having three intake valves, if it is arranged below the central intake valve, combustion will occur. The top surface of the chamber may become higher than necessary, and the combustion efficiency may be reduced.
そこで、この発明は、3つの吸気バルブを有する気筒に、筒内直接噴射用のインジェクタを配置した場合でも、燃焼室の天面を必要以上に高くする必要なく、燃焼効率を向上させることができるエンジンを提供する。 Therefore, the present invention can improve the combustion efficiency without having to make the top surface of the combustion chamber higher than necessary even when an in-cylinder direct injection injector is arranged in a cylinder having three intake valves. Provide the engine.
かかる課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、1つの気筒に3つの吸気バルブが並んで配設されると共に、筒内直接噴射用のインジェクタが配設されたエンジンであって、中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとの少なくとも一方の間に前記インジェクタが1個配設されたエンジンとしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an engine in which three intake valves are arranged side by side in one cylinder, and an injector for in-cylinder direct injection is arranged. The engine is characterized in that one injector is disposed between at least one of the intake valve disposed in the center and the intake valves disposed on both sides thereof.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとのそれぞれの間に前記インジェクタが1個づつ、1気筒について計2個の前記インジェクタが配設されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, one injector is provided between the intake valve disposed at the center and the intake valves disposed on both sides thereof. A total of two injectors are provided for each cylinder.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、シリンダ軸延長線上から見た平面視において、前記インジェクタは、前記中央に配設された吸気バルブと略平行に配置されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the injector is disposed substantially parallel to the intake valve disposed at the center in a plan view as viewed from the cylinder axis extension line. It is characterized by being.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、シリンダ軸延長線上から見た平面視において、前記インジェクタは、前記中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとの略中間で、且つ、前記シリンダ軸に向けて配置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first or second aspect, the injector includes an intake valve disposed at the center and both sides of the injector in a plan view as viewed from the cylinder axis extension line. It is characterized by being arranged in the middle of the arranged intake valve and toward the cylinder shaft.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一つに記載の構成に加え、シリンダ軸延長線上から見た平面視において、前記インジェクタの噴霧方向を、前記シリンダ軸に向けるように配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the spray direction of the injector is directed toward the cylinder shaft in a plan view as viewed from the cylinder axis extension line. It is characterized by being arranged in.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れか一つに記載の構成に加え、前記インジェクタの先端の中心位置の上下方向位置を、中央に配設された吸気バルブ用の前記バルブシートの下端位置より高い位置に配置したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the vertical position of the center position of the tip of the injector is the intake valve disposed at the center. It is arranged at a position higher than the lower end position of the valve seat.
請求項1に記載の発明によれば、中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとの少なくとも一方の間にインジェクタが1個配設されたため、気筒当たり3つの吸気バルブを持つ燃焼室に、筒内直接噴射用のインジェクタの配置の自由度を向上させることができ、燃料噴射の方向を所望の方向にして、燃焼効率を向上させることができる。また、筒内直接噴射用のインジェクタを配設するに当たって、中央のバルブシートの位置を必要以上に高くする必要がなく、燃焼効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, since one injector is disposed between at least one of the intake valve disposed in the center and the intake valves disposed on both sides thereof, three injectors are provided per cylinder. In the combustion chamber having the intake valve, the degree of freedom of arrangement of the in-cylinder direct injection injector can be improved, and the fuel injection direction can be set to a desired direction to improve the combustion efficiency. Further, when the in-cylinder direct injection injector is provided, it is not necessary to raise the position of the central valve seat more than necessary, and the combustion efficiency can be improved.
請求項2に記載の発明によれば、中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとのそれぞれの間にインジェクタが1個づつ、1気筒について計2個のインジェクタが配設されているため、2個のインジェクタとすることで、燃料噴射タイミングと燃料噴射量の制御の自由度が増し、エンジンの運転状況において燃焼効率を向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, there is one injector between each of the intake valve disposed in the center and the intake valves disposed on both sides of the intake valve. Therefore, by using two injectors, the degree of freedom in controlling the fuel injection timing and the fuel injection amount is increased, and the combustion efficiency can be improved in the operating state of the engine.
請求項3に記載の発明によれば、シリンダ軸延長線上から見た平面視において、インジェクタは、中央に配設された吸気バルブと略平行に配置されているため、インジェクタの取付孔加工方向を傾ける必要が無く、加工が容易となると共に、インジェクタ2個使用の場合においては、フューエルデリバリパイプを一体化でき、組立性、加工性が良好で、小型化が可能となる。 According to the invention described in claim 3, since the injector is disposed substantially parallel to the intake valve disposed in the center in a plan view as viewed from the cylinder axis extension line, the mounting hole machining direction of the injector is determined. There is no need to incline, the processing is easy, and when two injectors are used, the fuel delivery pipe can be integrated, the assemblability and workability are good, and the size can be reduced.
請求項4に記載の発明によれば、シリンダ軸延長線上から見た平面視において、インジェクタは、中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとの略中間で、且つ、シリンダ軸に向けて配置されているため、インジェクタの配置可能エリアが最も広くなることから、インジェクタの配設の自由度がより大きくなり、インジェクタの角度の選択範囲を増加させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, in a plan view as viewed from the cylinder axis extension line, the injector is approximately halfway between the intake valve disposed in the center and the intake valves disposed on both sides thereof. And since it is arranged toward the cylinder axis, the area where the injector can be arranged becomes the largest, so that the degree of freedom of arrangement of the injector becomes greater and the selection range of the angle of the injector can be increased.
請求項5に記載の発明によれば、シリンダ軸延長線上から見た平面視において、インジェクタの噴霧方向を、シリンダ軸方向に向けるように配置されているため、燃料を筒内に略均等に噴霧でき、空気利用率が向上し、燃焼効率を向上させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the spray direction of the injector is arranged so as to be directed in the cylinder axial direction when viewed from the cylinder axis extension line, the fuel is sprayed substantially uniformly into the cylinder. The air utilization rate can be improved, and the combustion efficiency can be improved.
請求項6に記載の発明によれば、インジェクタの先端の中心位置の上下方向位置を、中央に配設された吸気バルブ用のバルブシートの下端位置より高い位置に配置したため、燃焼室の天面の高さを低く抑え、コンパクトな燃焼室のまま、インジェクタを配設できる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the vertical position of the center position of the tip of the injector is disposed at a position higher than the lower end position of the valve seat for the intake valve disposed in the center, the top surface of the combustion chamber Thus, the injector can be disposed while keeping the height of the chamber low and maintaining a compact combustion chamber.
以下、この発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
Embodiments of the present invention will be described below.
Embodiment 1 of the Invention
図1乃至図4は、この発明の実施の形態1を示す図である。 1 to 4 are diagrams showing Embodiment 1 of the present invention.
まず構成を説明すると、図2中符号11はエンジン10のシリンダブロックで、このシリンダブロック11にシリンダヘッド12が取り付けられて、複数の気筒13(図では1個所のみが開示されている)が形成され、これら気筒13内にピストン14が上下動自在に配設され、このピストン14、シリンダブロック11及びシリンダヘッド12にて、燃焼室15が形成されている。
First, the configuration will be described.
そのシリンダヘッド12には、各気筒13毎に、図1に示すように、気筒13のシリンダ軸Oを中心として略同心円上に、3つの吸気バルブ16,17,18、2つの排気バルブ19,20の、計5つのバルブ16,17,18,19,20が並んで配設されている。
As shown in FIG. 1, the
そして、それら吸気バルブ16,17,18により、図2に示す各吸気ポート21が所定のタイミングで開閉されると共に、排気バルブ19,20により、各排気ポート22が所定のタイミングで開閉されるようになっている。
The
また、このシリンダヘッド12には、各1気筒13毎に、筒内直接噴射用の2つのインジェクタ23が配設されている。
The
その中央に配設された吸気バルブ17と、この両側に配設された吸気バルブ16,18との間のそれぞれに、インジェクタ23,24が1個づつ配設されている。
One
シリンダ軸O延長線(気筒13中心)上から見た平面視(図1参照)において、インジェクタ23,24は、中央に配設された吸気バルブ17と略平行に配置されていると共に、インジェクタ23,24の噴霧X1,X2方向を、気筒13のシリンダ軸Oに向けるように配置されている。また、図2及び図4等に示すように、そのインジェクタ23の噴霧X1方向より、インジェクタ24の噴霧X2方向が下方を向くように設定されている。
In a plan view (see FIG. 1) viewed from above the cylinder axis O extension line (center of the cylinder 13), the
また、図3に示すように、インジェクタ23,24の先端の中心位置23a,24aの上下方向位置が、中央の吸気バルブ17のバルブシート26の下端位置26aより高い位置に配置されている。このバルブシート26は、吸気ポート21の開口位置に配設されている。勿論、両側の吸気バルブ16,18に対してもバルブシート25,27が、吸気ポート21の開口位置に配設されている。
Further, as shown in FIG. 3, the vertical positions of the
さらに、シリンダヘッド12には、図1,2,4に示すように、シリンダ軸O上に点火プラグ30が配設されている。
Further, the
このようなものにあっては、中央に配設された吸気バルブ17と、この両側に配設された吸気バルブ16,18との間にインジェクタ23,24が1個配設されたため、気筒13当たり3つの吸気バルブ16,17,18を持つ燃焼室15に、筒内直接噴射用のインジェクタ23,24の配置の自由度を向上させることができ、燃料噴射の方向を所望の方向にして、燃焼効率を向上させることができる。また、筒内直接噴射用のインジェクタ23,24を配設するに当たって、中央の吸気バルブ17の位置を必要以上に高くする必要がないため、シリンダヘッド12等のコンパクト化を図ることができると共に、燃焼室15の天井面を低く抑えることができ、燃焼室15をコンパクト化でき、燃焼効率を向上させることができる。
In such a case, since one
また、その中央に配設された吸気バルブ17と、この両側に配設された吸気バルブ16,18との間のそれぞれに、インジェクタ23,24を1個づつ配設することにより、各気筒13当たりの3つの吸気バルブ16,17,18を持つ燃焼室15に、筒内直接噴射用のインジェクタ23を配設するに当たって、2個のインジェクタ23,24を設けることで、燃料噴射タイミングと燃料噴射量の制御の自由度が増し、エンジン10の運転状況において燃焼効率を向上させることができる。
Further, each of the
さらに、シリンダ軸O延長線上から見た平面視において、インジェクタ23,24は、中央に配設された吸気バルブ17と略平行に配置されているため、インジェクタ23,24の取付孔加工方向を傾ける必要が無く、加工が容易となる。また、インジェクタ23,24を2個使用の場合においては、フューエルデリバリパイプを一体化でき,組立性及び加工性を向上させることができると共に、コンパクト化も図ることができる。
Further, since the
さらにまた、シリンダ軸O延長線上から見た平面視において、インジェクタ23,24の噴霧方向を、気筒13のシリンダ軸Oに向けるように配置することにより、燃料を気筒13内に略均等に噴霧でき、空気利用率が向上し、燃焼効率を向上させることができる。
Furthermore, the fuel can be sprayed substantially uniformly into the
しかも、図3に示すように、インジェクタ23,24の先端の中心位置23a,24aの上下方向位置を、中央のバルブシート26の下端位置26aより高い位置に配置したため、燃焼室15の高さを低く抑え、コンパクトな燃焼室15の状態で、インジェクタ23,24を配設できる。
[発明の実施の形態2]
Moreover, as shown in FIG. 3, the vertical positions of the
[
図5及び図6には、この発明の実施の形態2を示す。 5 and 6 show a second embodiment of the present invention.
上記実施の形態1では、1気筒13に対して2つのインジェクタ23,24が配設されているが、この実施の形態2では、図5又は図6に示すように、インジェクタ23,24がそれぞれ各気筒13毎に1本づつ設けられている。
In the first embodiment, the two
図5では、インジェクタ23が中央の吸気バルブ17と一方側の吸気バルブ16との間に配設されている。
In FIG. 5, the
図6では、インジェクタ24が中央の吸気バルブ17と他方側の吸気バルブ18との間に配設されている。
In FIG. 6, the
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので重複した説明を省略する。
[発明の実施の形態3]
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
Embodiment 3 of the Invention
図7乃至図9には、この発明の実施の形態3を示す。 7 to 9 show a third embodiment of the present invention.
この実施の形態3は、発明の実施の形態1と同様に、1気筒13に対して2つのインジェクタ33,34が配設されているが、それらインジェクタ33,34の構造が発明の実施の形態1のものと相違している。
In the third embodiment, as in the first embodiment of the invention, two
これらインジェクタ33,34は、いわゆるマルチホール式のもので、図示省略の複数の噴射孔から分散されて燃料噴射されるようになっている。
These
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので重複した説明を省略する。
[発明の実施の形態4]
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
[Embodiment 4 of the Invention]
図10及び図11には、この発明の実施の形態4を示す。 10 and 11 show a fourth embodiment of the present invention.
上記実施の形態3では、1気筒13に対して2つのインジェクタ33,34が配設されているが、この実施の形態4では、図10又は図11に示すように、インジェクタ33,34がそれぞれ各気筒13毎に1本づつ設けられている。
In the third embodiment, two
図10では、インジェクタ33が中央の吸気バルブ17と一方側の吸気バルブ16との間に配設されている。
In FIG. 10, the
図11では、インジェクタ34が中央の吸気バルブ17と他方側の吸気バルブ18との間に配設されている。
In FIG. 11, the
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので重複した説明を省略する。
[発明の実施の形態5]
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
[Embodiment 5 of the Invention]
図12乃至図15には、この発明の実施の形態5を示す。 12 to 15 show a fifth embodiment of the present invention.
上記実施の形態1では、1気筒13に対して2つのインジェクタ23,24が中心軸O方向から見て吸気バルブ17と平行に配設されているが、この実施の形態5では、2つのインジェクタ23,24の配設方向が異なっている。
In the first embodiment, two
すなわち、この実施の形態5では、シリンダ軸O延長線上から見た平面視において、インジェクタ23,24は、中央に配設された吸気バルブ17と、この両側に配設された吸気バルブ16,18との略中間で、且つ、気筒13の中心軸Oに向けて配置されている。
That is, in the fifth embodiment, the
このようなものにあっては、上記平面視で見て、インジェクタ23,24の配置可能エリアが最も広くなるため、インジェクタ23,24の配設の自由度がより大きくなり、角度を自由に選ぶことができる。
In such a case, since the area where the
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので重複した説明を省略する。
[発明の実施の形態6]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
[Sixth Embodiment of the Invention]
図16及び図17には、この発明の実施の形態6を示す。 16 and 17 show a sixth embodiment of the present invention.
上記実施の形態5では、1気筒13に対して2つのインジェクタ23,24が配設されているが、この実施の形態6では、図16又は図17に示すように、インジェクタ23,24がそれぞれ各気筒13毎に1本づつ設けられている。
In the fifth embodiment, two
図16では、インジェクタ23が中央の吸気バルブ17と一方側の吸気バルブ16との間に配設されている。
In FIG. 16, the
図17では、インジェクタ24が中央の吸気バルブ17と他方側の吸気バルブ18との間に配設されている。
In FIG. 17, the
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので重複した説明を省略する。 Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
なお、上記実施の形態では、5バルブのエンジンであったが、吸気バルブが3つであれば、6バルブ等でも良いことは勿論である。 In the above embodiment, the engine is a five-valve engine. However, as long as there are three intake valves, it is needless to say that six valves may be used.
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
13 気筒
14 ピストン
15 燃焼室
17 中央の吸気バルブ
16,18 両側の吸気バルブ
23,24,33,34,43,44 インジェクタ
23a,24a 中心位置
26 中央のバルブシート
26a 下端位置
O シリンダ軸
X1,X2 噴霧
11 Cylinder block
12 Cylinder head
13 cylinders
14 Piston
15 Combustion chamber
17 Center intake valve
16,18 Intake valves on both sides
23,24,33,34,43,44 Injector
23a, 24a Center position
26 Central valve seat
26a Bottom position O Cylinder shaft
X1, X2 spray
Claims (6)
中央に配設された吸気バルブと、この両側に配設された吸気バルブとの少なくとも一方の間に前記インジェクタが1個配設されたことを特徴とするエンジン。 An engine in which three intake valves are arranged side by side in one cylinder, and an in-cylinder direct injection injector is arranged,
An engine characterized in that one injector is disposed between at least one of an intake valve disposed in the center and intake valves disposed on both sides thereof.
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