JP3740741B2 - 直接筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接筒内噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直接筒内噴射式火花点火機関のシリンダヘッドとしては、例えば図６に示すようにその内部構造が示されている（特開平７−８３１３４号公報）。
ピストン冠面上に凹室を形成し、機関低負荷運転時には圧縮行程末期に凹室内に向けて燃料を噴射することにより点火栓周りの限られた領域にのみ混合気を形成する。
この際、直立した吸気ポートは、逆タンブル流を形成し、噴射弁の燃料噴霧の方向と相反する配置とすることにより、大幅な希薄空燃比での燃焼を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、吸気ポートを直立ポート形状とし、点火プラグを燃焼室中央に配置し、燃料を直接燃焼室に噴射できるように、燃料噴射弁をヘッド側面に組み込む構成となっていたため、
（１）吸気ポートがヘッド中央で直立した配置となっていて、インマニ・ロッカーカバー等を配置すると、エンジン全高が大幅アップする。
（２）ヘッドを前後方向から見て、吸気ポート・排気ポート・噴射弁・点火プラグ・吸排バルブステム部が集中して配置され、冷却水通路が狭くなる。
（３）現在使用している構造に対して大幅な変更を与えることとなって、コストの上昇となる。
という問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、エンジン全高を従来例のように高くすることなく、また現在使用している構造に対して、中子の変更等で対応可能のためコストの上昇も無いままに、シリンダ内に逆タンブル流を形成し、直接筒内噴射式火花点火機関における大幅な希薄空燃比領域での安定した燃焼を可能とすることができる直接筒内噴射式火花点火機関を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓、筒内直噴用燃料噴射弁先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓より一番遠い位置に配置すると共に、燃料噴射弁本体は排気ポートと相対する位置に配置し、各吸気バルブシートにつながる吸気ポートの上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポートの下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポートのシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシートとの間をＬ字型の吸気ポート形状とし、排気マニホールドと吸気マニホールドとがエンジンの同一側面側に配設され、吸気マニホールドは排気マニホールドの上側に位置し、それぞれエンジンの下方向へ湾曲すると共に、車載時において走行風が吸気マニホールドに当たり、排気マニホールドへの当たりを防ぐように、吸気マニホールドが排気マニホールドを覆うように構成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【０００８】
１はシリンダヘッドであり、燃焼室２には吸気バルブシート３と排気バルブシート４とが配置され、燃焼室の略中央付近には点火栓５が配置されている。６は吸気ポートであって、各吸気バルブシート３からインマニ取付け開口部７に向かって独立した形状となっている。
【０００９】
８は排気ポートであって、各排気バルブシート４からエキマニ取付け開口部９に向かって、途中合流した形状となっている。
【００１０】
インマニ取付け開口部７とエキマニ取付け開口部９は、ヘッド１の同一側面上に位置するように配置されている。
【００１１】
インマニ取付け開口部７と吸気バルブシート３の間は、Ｌ字型の吸気ポート形状としている。
【００１２】
次に、第１の実施の形態の作用を説明する。
すなわち、本発明の第１の実施の形態は、燃料噴射弁をシリンダヘッドに直接取り付ける構成において、１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、前記、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓５、筒内直噴用燃料噴射弁１０先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓５より一番遠い位置に配置すると共に、前記燃料噴射弁１０本体は排気ポート８と相対する位置に配置し、各吸気バルブシート３につながる吸気ポート６の上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポート８の下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポート６のシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシート３との間をＬ字型の吸気ポート形状としたことを特徴とするので、インマニを通りインマニ取付け開口部７から吸気ポートに導入された吸気は、Ｌ字型の吸気ポートを通り吸気バルブシート３よりシリンダ内に導入される。このとき、吸気は、シリンダ内に逆タンブル流を形成し、燃料噴射弁１０の燃料噴霧の方向と相反する流れを形成することで、大幅な希薄空燃比での安定した燃焼を実現することとなる。
【００１３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。
【００１４】
１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、前記吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド１、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓５、筒内直噴用燃料噴射弁１０先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓５より一番遠い位置に配置すると共に、前記燃料噴射弁１０本体は排気ポート８と相対する位置に配置し、各吸気バルブシート３につながる吸気ポート６の上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポート８の下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポート６のシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシート３との間をＬ字型の吸気ポート形状とする。さらに排気マニホールド１３と吸気マニホールド１２とはエンジンの同一側面側に配設され、吸気マニホールド１２は排気マニホールド１３の上側に位置し、それぞれエンジンの下方向へ湾曲すると共に、吸気マニホールド１２が排気マニホールド１３を覆うように構成したことにより、車載時において走行風を吸気マニホールド１２に当て、吸気温を低下させて充填効率を上げると共に、排気マニホールド１３への走行風の当たりを防ぐことができ、排気温度の低下を防いで、下流に位置する触媒の活性を妨げることを無くす。
【００１５】
（第３、第４の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図４を用いて、第４の実施の形態を図５を用いて説明する。これらの実施の形態においては、吸気ポートが排気ポート側に移動したことによって確保された箇所に燃料経路１４を配置するとしたことにより、従来必要となっていた燃料コモンレールの必要をなくすと同時に、筒内直接燃料噴射弁１０の取り付け場所、取り付け角度、噴射弁構造に対する設定自由度を大幅に向上させることが可能になる。
【００１６】
尚、本発明は、直接筒内噴射式火花点火機関であれば、直列４気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒等にも適用可能であることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、燃料噴射弁をシリンダヘッドに直接取り付ける構成において、１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、前記、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓、筒内直噴用燃料噴射弁先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓より一番遠い位置に配置すると共に、前記燃料噴射弁本体は排気ポートと相対する位置に配置し、各吸気バルブシートにつながる吸気ポートの上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポートの下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポートのシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシートとの間をＬ字型の吸気ポート形状としたことにより、エンジン全高を従来例のように高くすることなく、また現在使用している構造に対して、中子の変更等で対応可能のためコストの上昇も無いままに、シリンダ内に逆タンブル流を形成し直接筒内噴射式火花点火機関における大幅な希薄空燃比領域での安定した燃焼を可能とした。
【００１８】
さらに、他の実施の形態で示したように構成することにより、充填効率の向上や触媒活性の維持、燃料系の設計自由度の向上といった効果が得られる。
【００１９】
尚、本発明は、直接筒内噴射式火花点火機関であれば、直列４気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図６】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ 燃焼室
３ 吸気バルブシート
４ 排気バルブシート
５ 点火栓
６ 吸気ポート
７ インマニ取付け開口部
８ 排気ポート
９ エキマニ取付け開口部
１０ 燃料噴射弁
１１ ピストン
１２ 吸気マニホールド
１３ 排気マニホールド
１４ 燃料経路
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接筒内噴射式火花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直接筒内噴射式火花点火機関のシリンダヘッドとしては、例えば図６に示すようにその内部構造が示されている（特開平７−８３１３４号公報）。
ピストン冠面上に凹室を形成し、機関低負荷運転時には圧縮行程末期に凹室内に向けて燃料を噴射することにより点火栓周りの限られた領域にのみ混合気を形成する。
この際、直立した吸気ポートは、逆タンブル流を形成し、噴射弁の燃料噴霧の方向と相反する配置とすることにより、大幅な希薄空燃比での燃焼を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の直接筒内噴射式火花点火機関にあっては、吸気ポートを直立ポート形状とし、点火プラグを燃焼室中央に配置し、燃料を直接燃焼室に噴射できるように、燃料噴射弁をヘッド側面に組み込む構成となっていたため、
（１）吸気ポートがヘッド中央で直立した配置となっていて、インマニ・ロッカーカバー等を配置すると、エンジン全高が大幅アップする。
（２）ヘッドを前後方向から見て、吸気ポート・排気ポート・噴射弁・点火プラグ・吸排バルブステム部が集中して配置され、冷却水通路が狭くなる。
（３）現在使用している構造に対して大幅な変更を与えることとなって、コストの上昇となる。
という問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、エンジン全高を従来例のように高くすることなく、また現在使用している構造に対して、中子の変更等で対応可能のためコストの上昇も無いままに、シリンダ内に逆タンブル流を形成し、直接筒内噴射式火花点火機関における大幅な希薄空燃比領域での安定した燃焼を可能とすることができる直接筒内噴射式火花点火機関を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓、筒内直噴用燃料噴射弁先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓より一番遠い位置に配置すると共に、燃料噴射弁本体は排気ポートと相対する位置に配置し、各吸気バルブシートにつながる吸気ポートの上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポートの下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポートのシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシートとの間をＬ字型の吸気ポート形状とし、排気マニホールドと吸気マニホールドとがエンジンの同一側面側に配設され、吸気マニホールドは排気マニホールドの上側に位置し、それぞれエンジンの下方向へ湾曲すると共に、車載時において走行風が吸気マニホールドに当たり、排気マニホールドへの当たりを防ぐように、吸気マニホールドが排気マニホールドを覆うように構成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【０００８】
１はシリンダヘッドであり、燃焼室２には吸気バルブシート３と排気バルブシート４とが配置され、燃焼室の略中央付近には点火栓５が配置されている。６は吸気ポートであって、各吸気バルブシート３からインマニ取付け開口部７に向かって独立した形状となっている。
【０００９】
８は排気ポートであって、各排気バルブシート４からエキマニ取付け開口部９に向かって、途中合流した形状となっている。
【００１０】
インマニ取付け開口部７とエキマニ取付け開口部９は、ヘッド１の同一側面上に位置するように配置されている。
【００１１】
インマニ取付け開口部７と吸気バルブシート３の間は、Ｌ字型の吸気ポート形状としている。
【００１２】
次に、第１の実施の形態の作用を説明する。
すなわち、本発明の第１の実施の形態は、燃料噴射弁をシリンダヘッドに直接取り付ける構成において、１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、前記、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓５、筒内直噴用燃料噴射弁１０先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓５より一番遠い位置に配置すると共に、前記燃料噴射弁１０本体は排気ポート８と相対する位置に配置し、各吸気バルブシート３につながる吸気ポート６の上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポート８の下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポート６のシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシート３との間をＬ字型の吸気ポート形状としたことを特徴とするので、インマニを通りインマニ取付け開口部７から吸気ポートに導入された吸気は、Ｌ字型の吸気ポートを通り吸気バルブシート３よりシリンダ内に導入される。このとき、吸気は、シリンダ内に逆タンブル流を形成し、燃料噴射弁１０の燃料噴霧の方向と相反する流れを形成することで、大幅な希薄空燃比での安定した燃焼を実現することとなる。
【００１３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。
【００１４】
１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、前記吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド１、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓５、筒内直噴用燃料噴射弁１０先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓５より一番遠い位置に配置すると共に、前記燃料噴射弁１０本体は排気ポート８と相対する位置に配置し、各吸気バルブシート３につながる吸気ポート６の上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポート８の下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポート６のシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシート３との間をＬ字型の吸気ポート形状とする。さらに排気マニホールド１３と吸気マニホールド１２とはエンジンの同一側面側に配設され、吸気マニホールド１２は排気マニホールド１３の上側に位置し、それぞれエンジンの下方向へ湾曲すると共に、吸気マニホールド１２が排気マニホールド１３を覆うように構成したことにより、車載時において走行風を吸気マニホールド１２に当て、吸気温を低下させて充填効率を上げると共に、排気マニホールド１３への走行風の当たりを防ぐことができ、排気温度の低下を防いで、下流に位置する触媒の活性を妨げることを無くす。
【００１５】
（第３、第４の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図４を用いて、第４の実施の形態を図５を用いて説明する。これらの実施の形態においては、吸気ポートが排気ポート側に移動したことによって確保された箇所に燃料経路１４を配置するとしたことにより、従来必要となっていた燃料コモンレールの必要をなくすと同時に、筒内直接燃料噴射弁１０の取り付け場所、取り付け角度、噴射弁構造に対する設定自由度を大幅に向上させることが可能になる。
【００１６】
尚、本発明は、直接筒内噴射式火花点火機関であれば、直列４気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒等にも適用可能であることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、燃料噴射弁をシリンダヘッドに直接取り付ける構成において、１気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、前記、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓、筒内直噴用燃料噴射弁先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓より一番遠い位置に配置すると共に、前記燃料噴射弁本体は排気ポートと相対する位置に配置し、各吸気バルブシートにつながる吸気ポートの上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポートの下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、吸気ポートのシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシートとの間をＬ字型の吸気ポート形状としたことにより、エンジン全高を従来例のように高くすることなく、また現在使用している構造に対して、中子の変更等で対応可能のためコストの上昇も無いままに、シリンダ内に逆タンブル流を形成し直接筒内噴射式火花点火機関における大幅な希薄空燃比領域での安定した燃焼を可能とした。
【００１８】
さらに、他の実施の形態で示したように構成することにより、充填効率の向上や触媒活性の維持、燃料系の設計自由度の向上といった効果が得られる。
【００１９】
尚、本発明は、直接筒内噴射式火花点火機関であれば、直列４気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図６】従来の直接筒内噴射式火花点火機関を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ 燃焼室
３ 吸気バルブシート
４ 排気バルブシート
５ 点火栓
６ 吸気ポート
７ インマニ取付け開口部
８ 排気ポート
９ エキマニ取付け開口部
１０ 燃料噴射弁
１１ ピストン
１２ 吸気マニホールド
１３ 排気マニホールド
１４ 燃料経路
Claims (2)
- １気筒に１つ以上の吸気バルブと１つ以上の排気バルブを有すると共に、
前記、吸・排気バルブを駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトを配置したシリンダヘッド、吸気弁と排気弁との略中央位置に配置された点火栓、筒内直噴用燃料噴射弁先端を吸気バルブ近傍の吸気バルブを挟んで点火栓より一番遠い位置に配置すると共に、
前記燃料噴射弁本体を排気ポートと相対する位置に配置し、
各吸気バルブシートにつながる吸気ポートの上流側のシリンダヘッド側面の開口部と排気ポートの下流側のシリンダヘッド側面の開口部とがシリンダヘッド側面と同一面となるように構成し、
吸気ポートのシリンダヘッド側開口部と吸気バルブシートとの間をＬ字型の吸気ポート形状とし、排気マニホールドと吸気マニホールドとがエンジンの同一側面側に配設され、吸気マニホールドは排気マニホールドの上側に位置し、それぞれエンジンの下方向へ湾曲すると共に、車載時において走行風が吸気マニホールドに当たり、排気マニホールドへの当たりを防ぐように、吸気マニホールドが排気マニホールドを覆うように構成した
ことを特徴とする直接筒内噴射式火花点火機関。 - 燃焼室を挟んで排気ポートと相対する側のシリンダヘッド内に燃料経路を設置することを特徴とした請求項１に記載の直接筒内噴射式火花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16547696A JP3740741B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 直接筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16547696A JP3740741B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 直接筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109050A JPH109050A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3740741B2 true JP3740741B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=15813137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16547696A Expired - Lifetime JP3740741B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 直接筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3740741B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| AU2001237137B2 (en) * | 2000-03-03 | 2005-09-15 | Orbital Australia Pty Ltd | Internal combustion engines and control |
| AUPQ604000A0 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-30 | Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited | Internal combustion engines and control |
| US7189497B2 (en) * | 2002-07-24 | 2007-03-13 | Intel Corporation | Method for writing a planar waveguide having gratings of different center wavelengths |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16547696A patent/JP3740741B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH109050A (ja) | 1998-01-13 |
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