JP3852310B2 - 筒内噴射式火花点火内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射式火花点火内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気筒内へ直接的に燃料を噴射することにより、点火時点において点火プラグ近傍だけに着火性の良好な混合気（以下、可燃混合気）を形成し、気筒内全体としては希薄な混合気の燃焼を可能にする成層燃焼が公知である。成層燃焼を実施する際には、一般的に、燃料噴射弁は、圧縮行程後半に燃料を噴射する。こうして噴射された燃料は、ピストン頂面に形成された凹状のキャビティ内へ進入し、キャビティ形状によって点火プラグ方向へ偏向され、点火プラグ近傍に可燃混合気を形成することが意図されている。
【０００３】
特開平１１−２２３１２７号公報に開示されている筒内噴射式火花点火内燃機関では、点火プラグは気筒上部略中心に配置され、燃料噴射弁は、噴射燃料が気筒内の高温高圧の吸気と十分に接触して気化し易くなるように、燃料を厚さの薄い略扇形状に噴射するものであり、気筒上部周囲に配置されている。キャビティは、ピストン頂面略中央部から燃料噴射弁側のピストン頂面周囲部へ延在しており、底壁と、点火プラグ側側壁と、燃料噴射弁側側壁とを有している。斜め上方からキャビティ内に噴射された燃料は、キャビティの底壁に衝突した後に、底壁に沿って点火プラグ側側壁方向に進行し、その後、点火プラグ側側壁によって点火プラグ方向に偏向されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような筒内噴射式火花点火内燃機関において、噴射燃料がキャビティの底壁へ衝突すれば、点火プラグ近傍に比較的良好に可燃混合気を形成することができる。しかしながら、燃料噴射弁の噴射方向は、斜め下向きの一方向に固定されているために、このような燃料噴射を可能とするピストン位置範囲は比較的狭く、燃料噴射時間が制限されて比較的少量の燃料しか噴射することができない。それにより、燃費効率の高い成層燃焼は低負荷運転域に限定されている。また、機関高回転時には、燃料噴射可能な時間は非常に短くなるために、実質的に、成層燃焼は不可能とされていた。
【０００５】
従って、本発明の目的は、成層燃焼に際して、可燃混合気を形成するための燃料噴射の時間を延長可能とし、成層燃焼運転域を高回転高負荷側へ拡大することができる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、比較的厚さの薄い略扇形状噴霧として燃料を噴射する燃料噴射弁と、点火プラグと、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具備し、前記燃料噴射弁は気筒上部中心近傍又は気筒上部周囲の排気ポート側に配置され、前記キャビティは細長い溝形状であり、前記略扇形状噴霧はピストン中心軸線と略平行となるように前記燃料噴射弁から噴射されて前記キャビティ内に衝突し、前記点火プラグは前記キャビティを臨み気筒上部に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による請求項２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項１に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記略扇形状噴霧が衝突する前記キャビティの底壁は、前記キャビティの幅方向において凹状に湾曲していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項３に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項１又は２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記略扇形状噴霧が衝突する前記キャビティの底壁は、前記キャビティの長手方向において凹状に湾曲しており、前記点火プラグは前記キャビティの長手方向中央部を臨み気筒上部に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による請求項４に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項１又は２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記燃料噴射弁は複数の前記略扇形状噴霧として燃料を噴射するものであり、複数の前記略扇形状噴霧はピストン中心軸線と略平行となるように前記燃料噴射弁から噴射されて前記キャビティ内に衝突することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による請求項５に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項４に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記略扇形状噴霧が衝突する前記キャビティの底壁は、前記キャビティの幅方向中央において前記キャビティの長手方向に延在する***部を有し、前記底壁における前記***部の両側にはそれぞれ前記略扇形状噴霧が衝突することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による請求項６に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項１又は２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記キャビティは、深さの大きな内側部と前記内側部を取り囲む深さの小さな外側部とを有し、前記略扇形状噴霧は前記キャビティの前記内側部内に衝突することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による請求項７に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記略扇形状噴霧は前記キャビティの幅方向中央に対して偏倚して前記キャビティ内に衝突し、前記点火プラグは前記キャビティの幅方向中央に対して前記略扇形状噴霧の衝突位置の反対側に偏倚して前記キャビティを臨んでいることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による請求項８に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項１から７のいずれかに記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記キャビティは前記ピストン頂面を吸気ポート側から排気ポート側へ略横断する細長い溝形状であり、前記点火プラグは前記キャビティの長手方向中央部を臨み、もう一つの点火プラグが吸気ポート側において前記キャビティを臨み気筒上部に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による請求項９に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項８に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、成層燃焼を実施する際に、機関負荷が設定機関負荷より低く機関回転数が設定回転数より高い時には、前記もう一つの点火プラグによって混合気を着火させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による請求項１０に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関は、請求項１から３のいずれかに記載の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記ピストン頂面における前記キャビティの幅方向隣接部の少なくとも一方には、前記キャビティの長手方向に延在してスキッシュ流が前記キャビティ内へ侵入することを防止するための突出壁が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第一実施形態を示す概略縦断面図であり、図２は図１におけるピストンの平面図である。これらの図において、１は吸気ポート、２は排気ポートである。吸気ポート１は吸気弁３を介して、排気ポート２は排気弁４を介して、それぞれ気筒内へ通じている。５はピストンであり、キャビティ８がピストン頂面に形成されている。６は気筒上部中心近傍に配置された点火プラグである。７は気筒上部中心近傍に点火プラグ６と隣接配置された燃料噴射弁である。
【００１７】
燃料噴射弁７は、スリット状の噴孔を有し、比較的厚さの薄い略扇形状噴霧１０として燃料を噴射するものである。燃料噴射弁７の噴孔は、噴射された略扇形状噴霧１０がピストン中心軸線と略平行となるように、すなわち、略扇形状噴霧１０の厚さ方向の中央平面がピストン中心軸線と略平行となるように配向されている。キャビティ８は、ピストン頂面の中心を通りピストン頂面を略横断する細長い溝形状であり、略扇形状噴霧１０の幅方向に、すなわち、噴霧が扇状に展開する方向に延在している。こうして、略扇形状噴霧１０の扇夾角を適当に選択することにより、吸気行程末期、圧縮行程初期、又は、圧縮行程中期のようなピストンが比較的低い位置にある時にも、略扇形状噴霧１０の全てをキャビティ８内へ進入させることができる。
【００１８】
比較的厚さの薄い略扇形状噴霧は、飛行中において気筒内の高温の吸気と良好に接触して十分に受熱すると共に微粒化される。こうして、成層燃焼時において、圧縮行程初期、圧縮行程中期、又は、場合によっては吸気行程末期から燃料噴射を開始しても、噴射された全ての燃料は、気化し易い状態でピストン頂面のキャビティ８内へ進入し、キャビティ８からのさらなる受熱によって完全に気化し、圧縮行程末期には、図４にドットで示すように、キャビティ８内及びキャビティ８上方に一塊の可燃混合気を形成する。点火プラグ６は、キャビティ８を臨むように配置されているために、こうして形成された可燃混合気を良好に着火燃焼させることが可能である。このようにして、成層燃焼時における燃料噴射開始時期を比較的自由に設定することができ、これは、成層燃焼時の燃料噴射時間を延長させることを可能とし、比較的多量の燃料噴射が可能となるために、燃費効率の高い成層燃焼の運転域を低負荷域に限定することなく、高回転高負荷側へ拡大することが可能となる。
【００１９】
本実施形態において、略扇形状噴霧１０は、ピストン位置に係わらずに、厚さ中心をキャビティ８の幅中心にほぼ一致させて噴射される。略扇形状噴霧１０の厚さは比較的薄いものであるが、圧縮行程初期のようにピストン位置が低くて飛行距離が長くなると、噴霧先端では、厚さ方向にある程度拡がることとなる。本実施形態では、略扇形状噴霧１０が衝突するキャビティ８の底壁８ａは、図３に示すように、キャビティ８の幅方向において凹状に湾曲している。それにより、底壁８ａへの衝突後の燃料は、キャビティ８の幅中央方向（矢印方向）へ集合するようになっており、キャビティ８内で気化した燃料がキャビティ８の幅方向外側へ分散し難くなっている。こうして可燃混合気を確実にキャビティ８内及びキャビティ８上方に一塊に位置させることができ、キャビティ８を臨む点火プラグ６によって確実に着火燃焼させることができる。
【００２０】
本実施形態において、点火プラグ６の位置は、気筒上部中心近傍とされているために、キャビティ形状同様に細長く形成された可燃混合気は、中央部で着火して両側へ同時に火炎伝播する。それにより、燃焼速度の速い良好な成層燃焼が可能となる。しかしながら、これは、本発明を限定するものではない。点火プラグ６は、いずれの位置でもキャビティ８に臨んでいれば、燃焼速度は多少遅くなっても、キャビティ８内及びキャビティ８上方に形成された一塊の可燃混合気を確実に着火燃焼させることが可能となる。
【００２１】
また、本実施形態において、燃料噴射弁７の位置は、気筒上部中心近傍としたが、これも本発明を限定するものではない。例えば、気筒上部周囲に配置されていても、略扇形状噴霧をピストン中心軸線と略平行に噴射可能であり、こうして、低く位置するピストンに対しても略扇形状噴霧を溝形状キャビティ内へ確実に進入させることができ、前述同様な効果を得ることができる。
【００２２】
溝形状キャビティ８は、幅中心とピストン頂面の直径とを一致させて形成したが、点火プラグ６及び燃料噴射弁７の位置を含めて、それ程大幅でなければ、現位置から平行移動させることも可能である。また、キャビティ８は、ピストン頂面を略横断して形成することにより、長さが大きくなり、前述したように、低く位置するピストンに対しても、略扇形状噴霧を確実にキャビティ内へ進入させることが可能となる。しかしながら、キャビティがピストン頂面を完全に横断していると、キャビティ内へ噴射された燃料がピストン周囲へ流出する可能性があるために、これはあまり好ましいことではない。
【００２３】
図５は、第一実施形態の変形例を示す図２に相当する平面図である。本変形例では、燃料噴射弁７は気筒上部略中心に位置しており、二つの点火プラグ６ａ及び６ｂが、気筒上部における燃料噴射弁７の両側にキャビティ８を臨んで配置されている。燃料噴射弁７のこのような配置によって、略扇形状噴霧の幅及び厚さの中心軸線をピストンの中心軸線と一致させることが可能となり、キャビティ８内及びキャビティ８上方に一塊に位置する可燃混合気を、キャビティ長手中央を境に濃度的及び形状的に対称に形成することができる。こうして、二つの点火プラグ６ａ及び６ｂによって、これら対称の可燃混合気部分を同時に着火燃焼させ、第一実施形態と比較して単純には燃焼速度を二倍にすることが可能であり、成層燃焼をさらに良好なものとすることができる。
【００２４】
図６は、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第二実施形態を示す概略縦断面図である。第一実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態においてピストン頂面に形成されたキャビティ８１は、長手方向に凹状に湾曲する底壁８１ａを有している。それにより、底壁８１ａに衝突した燃料は、キャビティ８１の長手中央方向（矢印方向）へ集合するようになっている。こうして、圧縮行程末期には、図７にドットで示すように、キャビティ８１内中央部及びキャビティ８１中央部上方に一塊の可燃混合気を形成する。特に、点火プラグ６は、キャビティ８１中央部を臨むように配置されているために、こうして形成された可燃混合気を良好に着火燃焼させることが可能である。本実施形態では、このようにして、キャビティ８１内で気化した燃料をさらに点火プラグ６近傍に集合させることが可能であり、さらに確実な着火燃焼を保証することができる。
【００２５】
本実施形態において、第一実施形態と同様に、キャビティ８１の底壁８１ａは、幅方向にも凹状に湾曲させることが可能であり、それにより、底壁８１ａに衝突した燃料は、キャビティの８１の幅中央方向へも集合させられ、キャビティ８１内で気化した燃料を、キャビティ８１の幅方向外側へ分散し難くすることもでき、可燃混合気の着火燃焼をさらに良好なものとすることができる。
【００２６】
前述の第一及び第二実施形態において、点火プラグ、燃料噴射弁、及びキャビティの位置関係は、特に、吸気ポート及び排気ポートの位置には関係ない。例えば、平面視においてキャビティが吸気ポートと排気ポートとの間を延在するようにして、それに合わせて点火プラグ及び燃料噴射弁を配置しても良い。
【００２７】
図８は、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第三実施形態を示す概略縦断面図である。第一実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態において、ピストン５２頂面に形成された溝形状キャビティ８２は、平面視において、吸気ポート１と排気ポート２との間に延在している。また、キャビティ８２は、第一実施形態のキャビティ８に比較して幅広とされている。
【００２８】
本実施形態では、吸気ポート１の形状等が工夫され、吸気行程において気筒内へ導入される吸気は、シリンダボアの排気ポート２側を下降して吸気ポート１側を上昇するタンブル流を生成するようになっている。このタンブル流は、圧縮行程においても持続し、圧縮行程後半となると、一点鎖線矢印で示すように、ピストン上昇に伴ってキャビティ８２内へ進入してキャビティ８２内で縦方向に旋回する渦を形成する。本実施形態のキャビティ８２は、第一実施形態と同様に、幅方向において凹状に湾曲する底壁を有するが、この底壁形状は、タンブル流がキャビティ８２内へ進入した時に旋回し易くするガイドとしても機能する。
【００２９】
燃料噴射弁７は、キャビティ８２の延在方向に略扇形状噴霧の幅方向を一致させて、キャビティ８２内へ燃料を噴射する。こうして噴射された燃料は、キャビティ８２内の縦方向の渦と共に旋回し、十分に攪拌されて気化すると共に、分散することなく点火プラグ６近傍に可燃混合気を形成する。それにより、可燃混合気を確実に着火燃焼させ、良好な成層燃焼を実現することができる。
【００３０】
図９は、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第四実施形態を示す概略縦断面図である。第二実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態において、ピストン５３頂面に形成された溝形状キャビティ８３は、第二実施形態のキャビティ８１に比較して、幅広とされると共に長さが短くされ、ピストン頂面の中央部分に形成されている。本実施形態の筒内噴射式火花点火内燃機関も、第三実施形態と同様にタンブル流を圧縮行程後半においてキャビティ８３内へ進入させて縦方向の渦を形成するようになっている。キャビティ８３内に形成された一点鎖線矢印で示す縦方向の渦は、略扇形状噴霧の燃料を十分に攪拌して気化させると共に、分散を防止することができ、第三実施形態と同様に良好な成層燃焼を実現することが可能となる。
【００３１】
図１０は図９のＱ−Ｑ断面であり、第四実施形態におけるキャビティ８３の種々の縦断面形状を示している。これらの種々の断面形状の形態は、これまで説明した及びこれから説明する全ての実施形態にも適用可能である。（Ａ）は、単なる矩形状であり、（Ｂ）は矩形状において側壁と底壁とが小さな円弧面によって滑らかに接続された形状である。（Ｃ）の形状では、底壁が円弧面とされている。（Ｄ）の形状は、底壁が円弧面とされると共に両側壁が内側へ傾いている。（Ｅ）は、短い垂直側壁の下側に側壁間の寸法より大きな直径を有する円弧面の底壁が接続された形状である。
【００３２】
図１１は、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第五実施形態を示す概略縦断面図である。第三実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態のキャビティ８４は、第三実施形態のキャビティ８２とほぼ同一形状であるが、燃料噴射弁７から噴射される略扇形状噴霧は、キャビティ８４の底壁における幅方向の端部に衝突するようになっている。また、シリンダヘッドにも、キャビティ８４に対向して略同一形状のキャビティ９が形成され、このキャビティ９内に点火プラグ６及び燃料噴射弁７が配置されている。このように構成することにより、図１１に示すように、略扇形状噴霧１０は、ピストン頂面におけるキャビティ８４の湾曲底壁を一端から他端へ沿って進行して上方向に向かう。次いで、シリンダヘッドにおけるキャビティ９の底壁（上壁）の端部に衝突して、同様に、湾曲底壁を一端から他端へ沿って進行して下方向に向かう。
【００３３】
圧縮行程後半における燃料噴射開始当初は、こうして、噴射燃料は、ピストン頂面におけるキャビティ８４とシリンダヘッドにおけるキャビティ９とによって略長円形状に旋回することとなり、このように旋回している間に徐々に気化する。圧縮行程末期には、図１２にドットで示すように、両方のキャビティ８４及び９は互いに接近して、二つのキャビティ内をほぼ円形に旋回する可燃混合気の渦が形成されている。この可燃混合気の渦は、二つのキャビティ外へ分散することはなく、シリンダヘッドのキャビティ９内に配置された点火プラグ６と常に接触しているために、確実な着火燃焼が保証され、吸気行程においてタンブル流を生成しなくても、良好な成層燃焼が実現可能である。吸気行程においてタンブル流を生成することは、多少なりとも吸入抵抗を増加させることとなるために、タンブル流を生成しなくてもよければ、吸気充填効率を向上させることができる。
【００３４】
本実施形態において、点火プラグ６の点火ギャップを二つのキャビティ９及び８４によって形成される略円形断面の中央に位置させれば、可燃混合気の断面中心から燃焼を開始させることができ、燃焼速度を速めて、さらに良好な成層燃焼を実現可能である。また、ピストン頂面におけるキャビティ８４の形状と、シリンダヘッドにおけるキャビティ９の形状とは、必ずしも同じにする必要はなく、例えば、シリンダヘッドのキャビティ９の形状を、ピストン頂面のキャビティ８４の形状に比較して浅くすることにより、着火後の可燃混合気は気筒内全体に膨張し易くなり、成層燃焼をさらに良好にすることができる。
【００３５】
図１３は、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第六実施形態を示す概略縦断面図である。第三実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態のピストン５５は、排気ポート２側の頂面が吸気ポート１側に比較して高くなっており、それにより、シリンダヘッドの排気ポート２側との間でスキッシュエリアが形成されるようになっている。こうして、圧縮行程末期において発生するスキッシュ流は、一点鎖線矢印で示すように、ピストン頂面に形成されたキャビティ８５内へ吸気ポート１側から流入し、圧縮行程において略扇形状噴霧として既にキャビティ８５内へ噴射されている燃料を、キャビティ内において十分に攪拌させる。こうしてキャビティ内に形成された可燃混合気は、点火プラグ６と確実に接触して着火燃焼させることができ、良好な成層燃焼が実現可能である。
【００３６】
図１４は、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第七実施形態を示す概略縦断面図である。第三実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態において、ピストン５４頂面に形成された溝形状のキャビティ８４は、第三実施形態におけるキャビティ８２とほぼ同様であるが、このキャビティ８４内へ燃料を噴射する燃料噴射弁７’は、二つの略扇形状噴霧１０ａ，１０ｂとして燃料を噴射するようになっている。二つの略扇形状噴霧１０ａ，１０ｂは、互いに略平行であり、それぞれがピストン中心軸線と略平行である。また、それぞれの略扇形状噴霧１０ａ，１０ｂは、ピストン位置に係わらずに、それぞれの厚さ中心がキャビティ８４の幅中心に対して互いに反対側に偏倚してキャビティ８４の凹状に湾曲する底壁に衝突するようになっている。
【００３７】
こうして、キャビティ８４の底壁に衝突した二つの燃料噴霧は、キャビティ８４の幅中央方向へ向かって互いに衝突して上方向に向かう。略扇形状噴霧８４は、前述したように気化し易い状態でキャビティ８４内へ侵入し、キャビティ８４からの受熱によって十分に気化可能であるが、さらに、燃料噴霧同士の衝突が燃料の微粒化を促進するために、噴射された燃料を気化させ易くなり、圧縮行程末期までに噴射された燃料の全てを確実に気化させることができる。
【００３８】
二つの燃料噴霧は互いにキャビティ８４の幅中央方向に進行するために、第一実施形態と同様に、キャビティ８４内で気化した燃料がキャビティ８４の幅方向外側へ分散し難くなる。こうして形成された可燃混合気によって良好な成層燃焼が可能である。本実施形態において、二つの燃料噴霧を使用することにより、一つの燃料噴霧に比較して単位時間当たりの燃料噴射量が増大するために、さらに高回転高負荷側へ成層燃焼の運転域を拡大することが可能となる。
【００３９】
本実施形態において、もちろん、二つの略扇形状噴霧１０ａ，１０ｂは、互いに完全に平行で、それぞれがピストン中心軸線と完全に平行であっても良いが、図示したように、ピストン５４が比較的低い位置にある時にもそれぞれの燃料噴霧が気筒内へ衝突することなくキャビティ８４内へ進行することを前提として、互いに及びピストン中心軸線と略平行の範囲で、互いに対して僅かな傾きを有していても良い。
【００４０】
図１５は、第七実施形態のキャビティの変形例を示すピストン５４’の断面図である。この変形例におけるキャビティ８４’は、底壁を有することなく楔形状の二つの側壁を有している。図示したように、二つの燃料噴霧１０ａ，１０ｂは、それぞれの側壁に衝突するようになっている。このような構成により、それぞれの燃料噴霧は、比較的小さな鋭角度で側壁に衝突してキャビティ８４’の幅中央方向へ進行し易くなる。それにより、キャビティ８４’内で気化した燃料は、キャビティ８４’の幅方向外側へ非常に分散し難くなる。これは、成層燃焼において特に燃料噴射量が少ない時に、混合気の確実な着火性を確保するのに有利である。
【００４１】
しかしながら、この一方で、成層燃焼において燃料噴射量が比較的多くなると、キャビティ８４’の楔形状の側壁先端に燃料が液状に残留し易くなる。この液状燃料は未燃燃料として排出されて排気エミッションを悪化させる。図１６は、第七実施形態のキャビティのもう一つの変形例を示すピストン５４''の断面図である。この変形例におけるキャビティ８４''と第七実施形態のキャビティ８４との違いは、キャビティの幅方向中央にキャビティの長手方向に延在する***部５４ａ''を有していることである。この***部５４ａ''は、底壁との衝突後にキャビティ８４''の幅中央方向へ進行するそれぞれの燃料噴霧を上方向に確実に偏向させた後に互いに衝突させるように機能する。それにより、燃料噴射量が増大しても、前述の変形例のように、キャビティ内に液状の燃料が残留することはない。
【００４２】
図１７は、第七実施形態のキャビティのさらにもう一つの変形例を示すピストン５４'''の断面図である。この変形例のキャビティ８４'''と図１６のキャビティ８４''との違いは、キャビティ８４'''の側壁上部が幅方向内側へ突出していることである。本変形例、図１４に示す第七実施形態、及び図１６に示す変形例のキャビティにおいては、それぞれの燃料噴霧が底壁と衝突する際の角度が比較的大きな鋭角度となって、衝突後の燃料噴霧の一部がキャビティの幅方向外側へ進行する可能性がある。この場合において、本変形例のキャビティ８４'''では、側壁上部がキャビティの幅方向内側へ突出しているために、幅方向外側へ進行する燃料をキャビティ外へ分散させることなくキャビティ内へ留めることができる。
【００４３】
図１８は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第八実施形態を示す概略縦断面図であり、図１９はこの第八実施形態におけるピストン平面図である。第一実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態において、ピストン５５頂面に形成された溝形状のキャビティは、深さの大きな内側部８５ａと、この内側部８５ａの回りを取り囲む深さの小さな外側部８５ｂとを有している。内側部８５ａと外側部８５ｂとを加えれば、これまで説明した実施形態におけるキャビティと同程度の容積となるが、内側部８５ａだけでは、これまで説明した実施形態のキャビティより小さな容積しか有していない。気筒上部中心近傍に配置された点火プラグ６は、内側部８５ａを、好ましくは内側部８５の長手方向中央を臨むようになっている。また、キャビティの内側部８５ａは、第一実施形態のキャビティと同様に、幅方向において凹状に湾曲した底壁を有している。
【００４４】
燃料噴射弁７から噴射された略扇形状噴霧１０は、ピストン５５がいずれの位置にあっても、キャビティの内側部８５ａ内に衝突するようになっている。こうして、成層燃焼において燃料噴射量が少ない時には、噴射された燃料はキャビティの内側部８５ａ内及びその上方に位置する一塊の混合気となり、燃料を比較的小さく集合させることができるために、この混合気は希薄とならずに可燃混合気となり、確実な着火性を確保することができる。
【００４５】
また、成層燃焼において燃料噴射量が比較的多くなると燃料噴射終了時期が遅くなる。それにより、燃料噴射期間の後半では、比較的高い位置にあるピストンに対して燃料が噴射され、すなわち、燃料噴射弁７から噴射された燃料は直ぐにキャビティの内側部８５ａ内に衝突する。こうして比較的高速でキャビティの内側部８５ａ内に衝突する燃料は、これまでに噴射された燃料の一部を内側部８５ａ外へ流出させ、また、衝突する燃料の一部も自身の勢いによって内側部８５ａ外へ流出する。それにより、キャビティの内側部８５ａ内及びその上方に形成される混合気は濃厚とならずに可燃混合気となり、また、キャビティの内側部８５ａ外へ流出した燃料は、外側部８５ｂ内及びその上方で適当な濃度の可燃混合気となる。これら二つの可燃混合気は、実際的には一塊となり、内側部８５ａを臨む点火プラグ６によって良好に着火燃焼させることができる。
【００４６】
また、成層燃焼において燃料噴射量が比較的多くなる時に、燃料噴射期間があまり長くならないように燃料噴射弁７における燃料噴射圧を高めることも考えられる。この場合においても、燃料噴射弁７から噴射された燃料は比較的高速でキャビティの内側部８５ａ内に衝突することとなる。それにより、衝突する燃料の一部は自身の勢いによって内側部８５ａ外へ流出することとなり、前述同様に、キャビティの内側部８５ａ内及びその上方と、キャビティの外側部８５ｂ及びその上方とには可燃混合気が形成され、実際的には一塊のこれら可燃混合気を良好に着火燃焼させることができる。
【００４７】
こうして、本実施形態によれば、これまで説明した実施形態と同様に成層燃焼の運転域を高回転高負荷側へ拡大することができると共に、これまで説明した実施形態に比較して、成層燃焼において燃料噴射量が少ない時には、容積の比較的小さなキャビティの内側部８５ａ内に燃料を集中させることができるために、形成される混合気が希薄とならず、確実な着火性を確保することができる。
【００４８】
図２０は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第九実施形態を示す概略縦断面図である。本実施形態では、ピストン５６の頂面に図１１に示す第五実施形態と同様なキャビティ８６が設けられているが、シリンダヘッドにキャビティは形成されていない。本実施形態において、燃料噴射弁７から噴射された略扇形状噴霧１０は、ピストンの位置に係わらずに、ピストン５６の頂面に形成されたキャビティ８６の湾曲底壁の幅方向における一端に衝突し、その後、他端へ向けて進行して上方向に向かう。上方へ向かう燃料の先には点火プラグ６が配置されている。本実施形態では、略扇形状噴霧の燃料は本来的に気化し易いことを利用して、キャビティ８６上を一端から他端へ進行する間におけるキャビティからの受熱によって燃料をほぼ気化させて点火プラグ６近傍へ向かわせるようになっている。
【００４９】
それにより、圧縮行程初期、圧縮行程中期、又は、場合によっては吸気行程末期から燃料噴射を開始しても、燃料噴射弁７から噴射された全ての燃料は、ほぼ気化して点火プラグ６近傍へ向かうために、圧縮行程末期には、点火プラグ６近傍に可燃混合気の塊を形成することができる。こうして、本実施形態によっても成層燃焼の運転域を高回転高負荷側へ拡大することが可能となる。
【００５０】
図２１は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第十実施形態を示す概略縦断面図である。本実施形態と図１１に示す第五実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態において、ピストン５７の頂面に形成されている溝形状のキャビティ８７は、ピストン頂面の排気ポート側に延在している。シリンダヘッドの排気ポート側には、ピストン頂面のキャビティ８７に対向してキャビティ９７が形成されており、このキャビティ９７内に排気ポート２の開口が形成されている。
【００５１】
点火プラグ６は、シリンダヘッドのキャビティ９７内に取り付けられ、ピストン頂面のキャビティ８７内へ臨んでいる。燃料噴射弁７は、気筒上部周囲の排気ポート側に配置され、略扇形状噴霧の燃料をピストンの中心軸線と略平行に噴射する。こうして噴射された燃料は、キャビティ８７の湾曲底壁を幅方向における一端から他端へ沿って進行して上方向に向かう。次いで、シリンダヘッドのキャビティ９７の底壁（上壁）の幅方向における端部に衝突して、同様に、湾曲底壁を一端から他端へ沿って進行して下方向に向かう。
【００５２】
こうして、第五実施形態と同様に、噴射燃料は、ピストンのキャビティ８７及びシリンダヘッドのキャビティ９７を使用して、略長円形状に旋回して気化し、圧縮行程末期には両方のキャビティによって形成される空間内を旋回する可燃混合気の渦が形成される。本実施形態では、二つのキャビティの間を旋回中の燃料は、排気ガスに晒されて高温度となっている排気弁４に接触するために、排気弁の熱を利用して気化し易くなる。こうして、第五実施形態に比較して、圧縮行程末期までに、同じ時間でさらに多量の燃料を又は同量の燃料をさらに短時間で気化させることができ、成層燃焼の運転域をさらに高回転高負荷側へ拡大することができる。
【００５３】
図２２は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第十一実施形態を示す概略縦断面図である。本実施形態と図６に示す第二実施形態との違いについて以下に説明する。本実施形態では、気筒上部中心近傍に配置された第一点火プラグ６ａに加えて、気筒上部周囲の吸気ポート側に第二点火プラグ６ｂが配置されている。ピストン頂面に形成された溝形状のキャビティ８７は、第二実施形態におけるキャビティと同様に、ピストン頂面の中心を通りピストン頂面を略横断し、長手方向に凹状に湾曲する底壁を有している。燃料噴射弁７は、第二実施形態と同様に、キャビティ８７の延在方向に略扇形状噴霧の幅方向を一致させて、キャビティ８７内へ燃料を噴射する。
【００５４】
本実施形態では、積極的にタンブル流を生成するようにはなっていないが、気筒上部から吸気を取り入れると、吸気行程においてシリンダボアの排気ポート側を下降して吸気ポート側を上昇するタンブル流が必然的に生成されてしまう。吸気行程において生成されるタンブル流が弱ければ、成層燃焼に際しての燃料噴射時期である圧縮行程までにタンブル流は消滅するために、第二実施形態と同様に、気筒上部中心近傍に配置された第一点火プラグ６ａを使用して良好な成層燃焼を実現することができる。
【００５５】
しかしながら、本実施形態では、成層燃焼の運転域をさらに高回転側に拡大することが意図されており、高回転となって吸気行程におけるピストンの下降速度が速まると、それに伴って吸気ポート１からの吸気流速が速くなり、前述のタンブル流が強くなってしまう。こうして強いタンブル流が気筒内に生成されると、圧縮行程末期にも消滅することなくタンブル流が存在する。このタンブル流は、気筒上部中心近傍に配置された第一点火プラグ６ａの近傍に形成された可燃混合気を吸気ポート側へ移動させ、特に、燃料噴射量が少なく可燃混合気の塊が小さい時には、可燃混合気が第一点火プラグ６ａと非接触となって可燃混合気を着火燃焼させることができないことがある。
【００５６】
本実施形態では、この問題を解決するために、図２３に示すマップに基づき第一点火プラグ６ａ及び第二点火プラグ６ｂの使用を制御するようになっている。図２３のマップにおいて、低負荷側の領域Ａ、Ｂ、及びＣは成層燃焼の領域であり、高負荷側の領域Ｄ及びＥは吸気行程で燃料を噴射して点火時点では気筒内に均質混合気を形成する均質燃焼の領域である。
【００５７】
成層燃焼時において、低回転領域では、吸気行程における強いタンブル流は生成されず、第一点火プラグ６ａ近傍に可燃混合気が形成される。それにより、燃料噴射量が比較的少ない低回転低中負荷領域Ａでは、これまでの実施形態と同様に、気筒上部中心近傍に配置された第一点火プラグ６ａによって可燃混合気を着火燃焼させる。着火直後において可燃混合気は吸気ポート側へ膨張するために、第一点火プラグ６ａによって可燃混合気を着火させた直後に第二点火プラグ６ｂによって膨張した可燃混合気を着火燃焼させるようにすれば燃焼速度を速めて成層燃焼をさらに良好なものとすることができる。
【００５８】
一方、中高回転領域の燃料噴射量が少ない低負荷領域Ｂでは、吸気行程におけるタンブル流が強まり、圧縮行程末期において可燃混合気を吸気ポート側へ移動させるために、気筒上部周囲の吸気ポート側に配置された第二点火プラグ６ｂによって可燃混合気を着火燃焼させる。着火直後において可燃混合気は気筒中心側へ膨張するために、第二点火プラグ６ｂによって可燃混合気を着火させた直後に第一点火プラグ６ａによって膨張した可燃混合気を着火燃焼させるようにすれば燃焼速度を速めて成層燃焼をさらに良好なものとすることができる。
【００５９】
また、低回転高負荷及び中高回転中高負荷領域Ｃでは、燃料噴射量が比較的多くなるために、圧縮行程末期に形成される可燃混合気は比較的大きな塊となっている。それにより、圧縮行程末期においてタンブル流によって可燃混合気が吸気ポート側へ移動させられても、タンブル流が消滅して可燃混合気が吸気ポート側へ移動させられなくても、可燃混合気は第一点火プラグ６ａと第二点火プラグ６ｂとに接触しており、第一点火プラグ６ａ及び第二点火プラグ６ｂの両方で可燃混合気を着火燃焼させる。こうして可燃混合気を二点着火することにより燃焼速度を速めて成層燃焼をさらに良好なものとすることができる。
【００６０】
均質燃焼においては、低回転領域Ｄにおいて比較的低温度の吸気ポート側でノッキングが発生し易いために、第一点火プラグ６ａによって均質混合気を着火燃焼させると共に、第二点火プラグ６ｂによってノッキングの発生以前に均質混合気を着火燃焼させる。第一点火プラグ６ａの点火時期と第二点火プラグ６ｂの点火時期とは同時でも良いが、第一点火プラグ６ａの点火時期に比較して第二点火プラグ６ｂの点火時期を遅らせても良い。また、中高回転領域Ｅでは、第一点火プラグ６ａによって通常通り均質混合気を着火燃焼させる。もちろん、全ての運転領域で第一点火プラグ６ａ及び第二点火プラグ６ｂを両方とも作動させるようにすれば、バッテリの消費電力が増大するが、特に点火プラグの制御を必要とせずに、可燃混合気がタンブル流によって移動させられているか否かに係わらず、可燃混合気の確実な着火燃焼が可能である。
【００６１】
図２４は本実施形態のキャビティの変形例を示している。ピストン５７’に形成されたキャビティ８７’の底壁は、長手方向に凹状に湾曲しておらず平らとされている。また、図２５は本実施形態のキャビティのもう一つの変形例を示している。ピストン５７''に形成されたキャビティ８７''は長手方向中央が***している。図２４及び図２５のようにキャビティが形成されていても本実施形態の考え方は有効である。
【００６２】
図２６は本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第十二実施形態を示す概略縦断面図であり、図２７は図２６のピストンの平面図である。第六実施形態との違いについて以下に説明する。第六実施形態においては、ピストンの排気ポート側の頂面を吸気ポート側に比較して高くしてシリンダヘッドの排気ポート側との間でスキッシュエリアが形成されるようにしている。このスキッシュエリアによって圧縮行程末期に発生するスキッシュ流をキャビティ内へ流入させ、このスキッシュ流によってキャビティ内へ噴射されている燃料を十分に攪拌させることが意図されている。しかしながら、圧縮行程末期においてピストン頂面の吸気ポート側とシリンダヘッドの吸気ポート側とをそれほど大きく離間させることはできず、これらの吸気ポート側でも弱いスキッシュ流が生成される可能性がある。
【００６３】
こうして、キャビティ内に互いに反対方向の二つのスキッシュ流が流入すると、二つのスキッシュ流の強さの不均衡が可燃混合気の一部をキャビティ外へ流出させて成層燃焼を悪化させることがある。本実施形態において、ピストン５８の頂面における溝形状のキャビティ８８の幅方向隣接部の両方には、キャビティの長手方向に延在する***部５８ａ及び５８ｂが設けられている。それにより、吸気ポート側及び排気ポート側において互いに反対方向のスキッシュ流が生成されても、図２６に矢印で示すように、これら二つのスキッシュ流は***部５８ａ及び５８ｂによって上方向に偏向され、キャビティ８８内へ流入することがない。こうしてキャビティ内に形成された可燃混合気がキャビティ外へ流出することがないために、良好な成層燃焼を実現することができる。本実施形態において、溝形状のキャビティ８８は、図２７に示すように、平面視において楕円形状を有しているが、これまで説明した実施形態のように、平面視において矩形としても良い。
【００６４】
図２８は第十二実施形態の変形例を示す筒内噴射式火花点火内燃機関の概略縦断面図である。第十二実施形態と本変形例との違いは、キャビティ８８’の幅方向中央部に長手方向に延在する突起部５８ｃ’が形成されていることである。燃料噴射弁７は、略扇形状噴霧がこの突起部５８ｃ’の先端に衝突するように燃料を噴射する。好ましくは、燃料噴射弁７から噴射された略扇形状噴霧は、ピストン位置に係わらずに常に突起部５８ｃ’の先端に衝突するようになっている。
【００６５】
こうして噴射された燃料は、図２８に示すように、突起部５８ｃ’によってキャビティ８８’の幅方向に二分割され、それぞれがキャビティ８８’の湾曲側壁の沿って幅方向外側へ進行する。次いで、キャビティの側壁によって上方向に偏向される。略扇形状噴霧は、前述したように本来的に気化し易いが、こうして、厚さ方向に二分割されると、分割燃料のそれぞれは少量となってキャビティからの受熱によりさらに気化し易くなる。それにより、噴射された全ての燃料を圧縮行程末期までにさらに確実に気化させることができ、良好な成層燃焼を実現することができる。
【００６６】
図２９は第十二実施形態のもう一つの変形例を示す筒内噴射式火花点火内燃機関の概略縦断面図である。第十二実施形態と本変形との違いは、キャビティ８８''の幅方向隣接部の排気ポート側だけにキャビティの長手方向に延在する***部５８ａ''が設けられていることである。また、ピストン頂面の吸気ポート側は、排気ポート側に比較して高くされており、吸気ポート側において圧縮行程末期に強いスキッシュ流が発生するようになっている。それにより、排気ポート側において発生したスキッシュ流は***部５８ａ''によってキャビティ内に流入せず、吸気ポート側において発生した強いスキッシュ流だけがキャビティ内へ流入する。こうして、不均衡な強さを有する互いに反対方向の二つのスキッシュ流がキャビティ内へ流入することはないために、可燃混合気の一部がキャビティ外へ流出することはない。また、このように一方向だけのスキッシュ流をキャビティ内へ流入させると、第六実施形態で説明したように、スキッシュ流を使用してキャビティに噴射された燃料を吸気と十分に攪拌して良好な可燃混合気を形成することができる。
【００６７】
本変形例において、***部５８ａ''は、吸気ポート側で発生したスキッシュ流はキャビティ内へ流入した際に、キャビティ内の可燃混合気を排気ポート側へ流出させないようにも機能する。本変形例において、***部５８ａ''は、キャビティ８８''の幅方向隣接部の排気ポート側に設けるようにしたが、もちろん、***部をキャビティ８８''の幅方向隣接部の吸気ポート側だけに設けるようにしても良い。
【００６８】
これまで説明した実施形態において、高い機関出力を必要とする高回転高負荷時には、吸気行程で燃料を噴射して気筒内に均質混合気を形成する均質燃焼を実施するようにしても良い。また、特に略扇形状噴霧が気筒内の吸気ポート側と排気ポート側との間に展開する実施形態においては、吸気行程で気筒内に導入される吸気が燃料噴霧と確実に衝突して噴霧燃料を十分に攪拌するために、均質燃焼時に十分に均質化された混合気を形成することができる。
【００６９】
【発明の効果】
このように、本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関は、比較的厚さの薄い略扇形状噴霧として燃料を噴射する燃料噴射弁と、点火プラグと、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具備し、燃料噴射弁は、気筒上部中心近傍又は気筒上部周囲の排気ポート側に配置され、略扇形状噴霧とピストン中心軸線とが略平行となるように、燃料を噴射するものであり、キャビティは細長い溝形状であり、略扇形状噴霧がキャビティ内に衝突し、点火プラグはキャビティを臨み気筒上部に配置されている。略扇形状噴霧は気筒内の高温の吸気と良好に接触して十分に受熱すると共に微粒化されるために気化し易く、溝形状のキャビティ内に噴射することにより、キャビティ内及びキャビティ上方に一塊の可燃混合気を形成して、キャビティを臨む点火プラグによって着火燃焼させることができる。キャビティ内への燃料噴射は、キャビティが十分な長さを有しているために、圧縮行程初期等のピストンが低い位置にある時から可能となり、成層燃焼に際して燃料噴射時間を長くすることができ、燃料噴射量を増大させ、成層燃焼運転域を高回転高負荷側へ拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のピストンの平面図である。
【図３】図２のＰ−Ｐ断面図である。
【図４】図１の筒内噴射式火花点火内燃機関の圧縮行程末期における概略縦断面図である。
【図５】図１の筒内噴射式火花点火内燃機関の変形例を示す図２に相当する平面図である。
【図６】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第二実施形態を示す概略縦断面図である。
【図７】図６の筒内噴射式火花点火内燃機関の圧縮行程末期における概略縦断面図である。
【図８】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第三実施形態を示す概略縦断面図である。
【図９】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第四実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１０】図９のＱ−Ｑ断面図である。
【図１１】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第五実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１２】図１１の筒内噴射式火花点火内燃機関の圧縮行程末期における概略縦断面図である。
【図１３】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第六実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１４】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第七実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１５】図１４の筒内噴射式火花点火内燃機関におけるキャビティの変形例を示すピストン断面図である。
【図１６】図１４の筒内噴射式火花点火内燃機関におけるキャビティのもう一つの変形例を示すピストン断面図である。
【図１７】図１４の筒内噴射式火花点火内燃機関におけるキャビティのさらにもう一つの変形例を示すピストン断面図である。
【図１８】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第八実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１９】図１８の筒内噴射式火花点火内燃機関におけるピストンの平面図である。
【図２０】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第九実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２１】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第十実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２２】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第十一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２３】図２２の筒内噴射式火花点火内燃機関における点火プラグ制御に使用する領域マップである。
【図２４】図２２の筒内噴射式火花点火内燃機関におけるキャビティの変形例を示すピストン断面図である。
【図２５】図２２の筒内噴射式火花点火内燃機関におけるキャビティのもう一つの変形例を示すピストン断面図である。
【図２６】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の第十二実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２７】図２６のピストンの平面図である。
【図２８】図２６の第十二実施形態の変形例を示す筒内噴射式火花点火内燃機関の概略縦断面図である。
【図２９】図２６の第十二実施形態のもう一つの変形例を示す筒内噴射式火花点火内燃機関の概略縦断面図である。
【符号の説明】
５，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８…ピストン
６…点火プラグ
６ａ…第一点火プラグ
６ｂ…第二点火プラグ
７，７’…燃料噴射弁
８，８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８…キャビティ

Claims (10)

1. 比較的厚さの薄い略扇形状噴霧として燃料を噴射する燃料噴射弁と、点火プラグと、ピストン頂面に形成されたキャビティとを具備し、前記燃料噴射弁は気筒上部中心近傍又は気筒上部周囲の排気ポート側に配置され、前記キャビティは細長い溝形状であり、前記略扇形状噴霧はピストン中心軸線と略平行となるように前記燃料噴射弁から噴射されて前記キャビティ内に衝突し、前記点火プラグは前記キャビティを臨み気筒上部に配置されていることを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関。
2. 前記略扇形状噴霧が衝突する前記キャビティの底壁は、前記キャビティの幅方向において凹状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
3. 前記略扇形状噴霧が衝突する前記キャビティの底壁は、前記キャビティの長手方向において凹状に湾曲しており、前記点火プラグは前記キャビティの長手方向中央部を臨み気筒上部に配置されてい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火花点火内燃機関。
4. 前記燃料噴射弁は複数の前記略扇形状噴霧として燃料を噴射するものであり、複数の前記略扇形状噴霧はピストン中心軸線と略平行となるように前記燃料噴射弁から噴射されて前記キャビティ内に衝突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火花点火内燃機関。
5. 前記略扇形状噴霧が衝突する前記キャビティの底壁は、前記キャビティの幅方向中央において前記キャビティの長手方向に延在する***部を有し、前記底壁における前記***部の両側にはそれぞれ前記略扇形状噴霧が衝突することを特徴とする請求項４に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
6. 前記キャビティは、深さの大きな内側部と前記内側部を取り囲む深さの小さな外側部とを有し、前記略扇形状噴霧は前記キャビティの前記内側部内に衝突することを特徴とする請求項１又２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
7. 前記略扇形状噴霧は前記キャビティの幅方向中央に対して偏倚して前記キャビティ内に衝突し、前記点火プラグは前記キャビティの幅方向中央に対して前記略扇形状噴霧の衝突位置の反対側に偏倚して前記キャビティを臨んでいることを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
8. 前記キャビティは前記ピストン頂面を吸気ポート側から排気ポート側へ略横断する細長い溝形状であり、前記点火プラグは前記キャビティの長手方向中央部を臨み、もう一つの点火プラグが吸気ポート側において前記キャビティを臨み気筒上部に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
9. 成層燃焼を実施する際に、機関負荷が設定機関負荷より低く機関回転数が設定回転数より高い時には、前記もう一つの点火プラグによって混合気を着火させることを特徴とする請求項８に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
10. 前記ピストン頂面における前記キャビティの幅方向隣接部の少なくとも一方には、前記キャビティの長手方向に延在してスキッシュ流が前記キャビティ内へ侵入することを防止するための突出壁が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。

Images