JP3945158B2 - 筒内直接噴射式内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直接噴射式内燃機関に関し、特に、ガソリンのようなセタン価の低い燃料を用いて圧縮自己着火燃焼を行わせる機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮自己着火燃焼を行う内燃機関として、特開平１０−１９６４２４号公報に開示されるものがあった。
このものは、シリンダ内のピストンとは別に、補助圧縮手段としてコントロールピストンを備え、自己着火寸前の高温にまで圧縮された混合気に対し、前記コントロールピストンによる圧縮をさらに加えることで、上記混合気を一斉に自己着火させる構成となっている。
【０００３】
また、点火プラグによる火花点火により自己着火を引き起こすよう構成された機関が、特開平１１−２１０５３９号公報に開示されている。
このものは、圧縮行程末期におけるシリンダ内のガス温度が、点火すると混合気全体の自己着火を引き起こす目標温度であるか否かを判断し、この判断に基づいて吸気弁の開弁時期を制御することにより、圧縮行程末期におけるシリンダ内のガス温度を上記目標温度に維持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧縮自己着火燃焼は、火炎伝播による燃焼と異なり、局所的な燃焼温度が低く、ＮＯｘが極微量にしか発生しないという利点があるが、その反面、均質な混合気場においては、シリンダ内全域が一斉に着火するため、負荷の上昇に伴って混合気をリッチ化すると、シリンダ内の圧力上昇率が大きくなりすぎ、振動・騒音が大きくなるという問題がある。
【０００５】
従って、圧縮自己着火燃焼運転を行わせる負荷領域を高負荷側に拡大するためには、着火時期を上死点付近又はそれ以降に設定し、大部分の燃焼を上死点より後の期間に生じさせることで、シリンダ内の圧力上昇率を抑制する必要がある。
しかしながら、着火時期を上死点付近又はそれ以降に遅らせた場合には、ピストンの下降と共に初期の燃焼が進むことになるため、燃焼が不安定になり易く、圧縮自己着火燃焼運転を行わせる負荷領域を高負荷側に拡大するためには、着火の時期を遅らせ、かつ、安定した燃焼性が得られるようにする必要がある。
【０００６】
一方、均質な混合気場において、特開平１１−２１０５３９号公報に開示されるような点火プラグによるアシストを適用すれば、圧縮自己着火燃焼の着火時期を安定させることができる。
しかし、上記の方法では、上死点付近又はそれ以降に圧縮自己着火燃焼が発生するとしても、着火時期を遅らせることができず、圧縮自己着火燃焼領域の高負荷側への拡大には効果を発揮しない。
【０００７】
また、圧縮自己着火燃焼において、局所的にリッチな混合気場を形成し、そこから自己着火或いは火花着火させ、リッチな混合気場からの燃焼により周囲の燃料を圧縮自己着火させる方法が特開平１１−２１０５３９号公報に開示されている。
しかし、特開平１１−２１０５３９号公報に開示されるように、燃焼室の吸気弁が配置される側の周壁からピストン冠面に向け燃料を噴射し、ピストン冠面に設けられた壁面に沿って燃料噴霧を持ち上げて点火プラグ周りに集める構成では、リッチ混合気を一定の場所に留めておくことが困難であって、シリンダヘッド中心に配した点火プラグヘリッチな混合気を安定供給するためには、多くの燃料を噴射する必要があり、上死点付近もしくはそれ以降に着火時期を遅らせることができたとしても、リッチな混合気が多く存在するため、圧力上昇率を下げることは困難である。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、リッチな混合気場からの燃焼により周囲の燃料を圧縮自己着火させることで、確実に圧力上昇率を抑制することができ、以って、圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することが可能となる筒内直接噴射式内燃機関を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、シリンダ内に形成されるタンブル流を強化するタンブル流強化手段と、燃焼室の周辺部の吸気ポート側に設けられる燃料噴射弁とを備える一方、ピストン冠面の前記燃料噴射弁に近い側の端部に、開口形状が楕円の第１凹室を形成すると共に、該第１凹室に対して前記燃料噴射弁の軸線方向の遠い側に隣接し、開口形状が前記第１凹室に１辺が接する略長方形状で、開口内にピストン中心を含み、その四隅がピストン冠面の周辺部にまで広がり、かつ、前記燃料噴射弁の軸線方向における断面で底部が円弧状をなす第２凹室を形成し、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配する構成とした。かかる構成によると、燃料噴射弁の軸線方向に沿って、ピストン冠面上に第１凹室及び第２凹室が形成され、燃料噴射弁に近い側の第１凹室にリッチ混合気が配され、燃料噴射弁から遠い側の第２凹室にリーン混合気が配される。ここで、リッチ混合気が火花点火或いは圧縮自己着火によって燃焼することで、隣接するリーンな混合気をリッチ混合気の発熱で自己着火燃焼に至らしめることが可能である。また、第２凹室の底面が、燃料噴射弁の軸線方向における断面で円弧状であって、然も、第２凹室の開口がピストン冠面の周辺部にまで広がる略長方形状に形成されることで、タンブル強化手段で強化されるタンブル流が保持される。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記第１凹室は、前記燃料噴射弁の軸線方向における断面の曲率半径の最小値が前記第２凹室よりも小さく形成される構成とした。かかる構成によると、燃料噴射弁の軸線方向における断面において、燃料噴射弁に近い側の第１凹室の曲率半径の最小値は、燃料噴射弁から遠い側の第２凹室の曲率半径の最小値よりも小さく形成される。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記燃料噴射弁直下の混合気を火花点火すべく、点火プラグを配する構成とした。かかる構成によると、燃料噴射弁直下の第１凹室に配されるリッチな混合気が、点火プラグによって火花点火される。
請求項４記載の発明では、前記第１凹室の深さを、前記第２凹室の深さよりも浅くする構成とした。
【００１２】
かかる構成によると、燃料噴射弁に近い側の第１凹室の深さが、燃料噴射弁から遠い側の第２凹室の開口面積よりも浅く、第１凹室によって局所的なリッチ混合気場が形成される一方、リーン混合気を深い第２凹室に配することで、燃焼室内で濃度の異なる混合気の成層化が行われる。
【００１４】
請求項５記載の発明では、前記タンブル流強化手段が、吸気ポートを部分的に開閉する遮断弁であり、該遮断弁を閉じることで吸気に偏流を生じさせ、吸気行程でシリンダ内に形成されるタンブル流を強化する構成とした。
【００１５】
かかる構成によると、吸気ポートの一部が遮断弁によって遮蔽されることで、タンブル流を強化するように吸気の偏流が生じる。
【００１６】
請求項６記載の発明では、前記第１凹室に配したリッチな混合気が上死点近傍において圧縮自己着火に至る混合気であり、該第１凹室に配したリッチな混合気の圧縮自己着火により、前記第２凹室に配したリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成とした。かかる構成によると、第１凹室に配したリッチな混合気が圧縮自己着火に至ると、その発熱によって隣接する第２凹室に配したリーンな混合気が圧縮自己着火燃焼に至る。
【００１７】
請求項７記載の発明では、前記第１凹室に配したリッチな混合気を点火プラグの火花点火によって着火させることにより、前記第２凹室に配したリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成とした。かかる構成によると、第１凹室に配したリッチな混合気が点火プラグによって火花点火されると、その発熱によって隣接する第２凹室に配したリーンな混合気が圧縮自己着火燃焼に至る。
【００１８】
請求項８記載の発明では、圧縮行程中に前記燃料噴射弁から燃料を噴射させることにより、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配する構成とした。かかる構成によると、圧縮行程中に燃料を噴射することで、燃料噴霧が第１凹室の底面に衝突拡散し、第１凹室にはリッチな混合気が溜まり、また、隣接する第２凹室にリーンな混合気が形成される。
【００１９】
請求項９記載の発明では、同一サイクル内において、圧縮行程後半から上死点近傍における燃料噴射と、該噴射時期よりも前の燃料噴射との少なくとも２回に分けて燃料を噴射させることで、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配する構成とした。かかる構成によると、圧縮行程後半から上死点近傍において噴射される燃料は、第１凹室内に留まってリッチ混合気を形成する一方、該圧縮行程後半から上死点近傍における噴射時期よりも前の時期において噴射された燃料は、拡散によって第２凹室にリーン混合気を形成する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１，３，５記載の発明によると、第１凹室に安定的に配される局所的なリッチ混合気の燃焼により、第２凹室に配されるリーンな混合気を圧縮自己着火させることができ、必要最小限のリッチ混合気の燃焼で、大部分の燃料を圧縮自己着火燃焼に至らしめることが可能となり、大部分の燃料の燃焼が遅れることで圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することができると共に、タンブル強化手段で強化されるタンブル流が第２凹室により保持され、第２凹室に生成される混合気を均一化することができ、燃焼安定性を向上させることができるという効果がある。
【００２１】
請求項２，４記載の発明によると、第１凹室を局所的なリッチ混合気の形成場として、濃度の異なる混合気を確実に成層化することができるという効果がある。
【００２３】
請求項６記載の発明によると、第１凹室に配されるリッチな混合気の圧縮自己着火燃焼により隣接する第２凹室に配されるリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめるので、大部分の燃焼を上死点付近もしくはそれ以降に発生させ、圧力上昇率を抑制することができ、圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することができるようになるという効果がある。
【００２４】
請求項７記載の発明によると、第１凹室に配されるリッチな混合気の火花点火燃焼により隣接する第２凹室に配されるリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめるので、大部分の燃焼を上死点付近もしくはそれ以降に発生させ、圧力上昇率を抑制することができ、圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することができると共に、第１凹室に配されるリッチな混合気を火花点火燃焼させるので、自己着火時期を、圧力上昇率を抑制できかつ燃焼安定度を確保できる範囲内に制御することができるという効果がある。
【００２５】
請求項８記載の発明によると、圧縮行程中の噴射によって、第１凹室にリッチな混合気を配し、第２凹室にリーンな混合気を配することが容易に行えるという効果がある。請求項９記載の発明によると、同一サイクル内で２回以上に分けて燃料を噴射する構成とし、かつ、圧縮行程後半から上死点近傍において２回目以降の燃料噴射を行わせることで、第１凹室に安定的にリッチ混合気を形成することができるという効果がある。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明が適用される筒内直接噴射式のガソリン機関を示す。
この図１において、機関１の燃焼室２は、シリンダ３，ピストン４，シリンダヘッド５によって形成される。
【００２７】
前記燃焼室２に連通する吸気ポート６には吸気バルブ７が介装され、同じく燃焼室２に連通する排気ポート８には排気バルブ９が介装される。
前記シリンダヘッド５はペントルーフ型に形成され、前記吸気バルブ７及び排気バルブ９はV型に配置される。
前記吸気ポート６側のシリンダ壁には、ピストン冠面４ａに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１０が設けられ、該燃料噴射弁１０近傍のシリンダヘッド５には、燃料噴射弁１０直下の混合気を火花点火すべく点火プラグ１１が設けられる。
【００２８】
前記ピストン４の冠面には、第１凹室４１及び第２凹室４２が形成される。
前記第１凹室４１は、ピストン冠面の燃料噴射弁１０側の端部に形成されるものであり、開口部を燃料噴射弁１０の軸方向に短い楕円形とすると共に、底面が中心ほど深くなるように形成される。
尚、前記第１凹室４１の開口面積は、点火プラグ１１近傍に局所的な混合気場を形成すべく、第２凹室４２の開口面積に比べて大幅に小さく形成される。
【００２９】
また、第２凹室４２は、前記第１凹室４１に対して燃料噴射弁１０の軸線方向に隣接して形成されるものであり、燃料噴射弁１０に近い側から第１凹室４１，第２凹室４２の順で並んで形成される。
前記第２凹室４２の開口部は、燃料噴射弁１０の軸線方向に沿って延びる一対の辺とこれらの辺に直交する一対の辺からなる長方形状であって、ピストン冠面の周辺部にまで広がるように形成される。そして、前記長方形状の開口部の燃料噴射弁１０側の１辺に、前記第１凹室４１の楕円形状の開口部が接するようにして、第１凹室４１と第２凹室４２とが隣接する。
【００３０】
また、前記第２凹室４２の底面は、燃料噴射弁１０の軸線方向の断面で円弧状になるように形成され、最大深さは、前記第１凹室４１よりも深くなるように形成される。
前記燃料噴射弁１０による噴射量・噴射時期及び点火プラグ１１による点火時期を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２０は、圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とのいずれの燃焼方式で運転を行うかを運転条件に応じて判定する燃焼パターン判定部２１、火花点火燃焼時に前記燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１を制御する火花点火燃焼制御部２２、圧縮自己着火燃焼時に前記燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１を制御する自己着火燃焼制御部２３によって構成される。
【００３１】
前記燃焼パターン判定部２１は、図２に示すように、機関の負荷と回転数Ｎ（rpm）に基づいて燃焼方式を判別する構成であり、低中負荷・低中回転領域を圧縮自己着火燃焼領域として判定し、それ以外の高負荷・高回転領域を火花点火燃焼領域と判定する。
尚、前記燃焼パターン判定部２１，火花点火燃焼制御部２２及び自己着火燃焼制御部２３は、ハードワイヤードの論理回路で構成することが可能であるが、本実施形態では、マイクロコンピュータのプログラムとして実現される。
【００３２】
図３のフローチャートは、前記ＥＣＵ２０による燃料噴射制御の様子を示すものであり、ステップＳ１０１では、機関１の負荷及び回転数を読み込む。
ステップＳ１０２では、図２に示す圧縮自己着火燃焼領域内の低負荷領域であるか否かを判別する。
そして、圧縮自己着火燃焼領域内の低負荷領域であるときには、ステップＳ１０３へ進み、圧縮行程前半から後半で燃料噴射を行わせ、この１回目の燃料噴射によって、第２凹室４２に高成層度のストイキ（理論空燃比）よりもリーンな混合気５１を生成する。
【００３３】
次いで、ステップＳ１０４へ進み、圧縮行程後半から上死点近傍において、１度目よりも低流量で燃料噴射を行わせ、この２回目の燃料噴射によって前記第１凹室４１にストイキ（理論空燃比）付近のリッチな混合気５２を形成する。
そして、第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を、点火プラグ１１による火花着火により上死点後に燃焼させ、該燃焼による発熱で、隣接する第２凹室４２に配されるリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる。
【００３４】
一方、ステップＳ１０２で圧縮自己着火燃焼領域内の低負荷領域ではないと判別されたときには、ステップＳ１０５へ進み、圧縮自己着火燃焼領域内の中負荷領域であるか否かを判別する。
そして、圧縮自己着火燃焼領域内の中負荷領域であるときには、ステップＳ１０６へ進む。
【００３５】
ステップＳ１０６では、吸気行程で燃料噴射を行わせ、この１回目の燃料噴射によって、第２凹室４２に高成層度のストイキ（理論空燃比）よりもリーンな混合気５１を生成する。
次いで、ステップＳ１０７へ進み、圧縮行程後半から上死点近傍において、１度目よりも低流量で燃料噴射を行わせ、この２回目の燃料噴射によって前記第１凹室４１にストイキ（理論空燃比）付近のリッチな混合気５２を形成する。
【００３６】
そして、第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を点火プラグ１１による火花着火により上死点後に燃焼させ、該燃焼による発熱で、隣接する第２凹室４２に配されるリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる。
また、ステップＳ１０５で中負荷領域でないと判別されたときには、火花点火燃焼領域に該当する高負荷領域であり、このときには、ステップＳ１０８へ進み、吸気行程中に前記燃料噴射弁１０から必要燃料量を１度に全量噴射することで、燃焼室内に均一の混合気を形成する。
【００３７】
そして、点火プラグ１１の火花点火により前記均一な混合気を着火燃焼させる。
上記のように、圧縮自己着火燃焼領域では、ストイキ近傍のリッチ混合気５２を火花点火によって上死点後に燃焼させることにより、該混合気５２の発熱によってリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成であれば、大部分の燃焼が上死点よりも後の期間に発生することになる。
【００３８】
即ち、均一混合気場で圧縮自己着火燃焼させる場合には、上死点付近で圧力及び温度の条件が整ったときに一斉に自己着火することになり、着火時期を遅らせることができないが、上記のように、リッチ混合気５２の燃焼による発熱で、リーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成であれば、上死点から自己着火の時期を遅らせることができ、大部分の燃焼が上死点より後の期間に生じることになる。
【００３９】
上記のように、大部分の燃焼を上死点より後の期間に生じさせることができれば、ノッキングの原因となるシリンダ内の圧力上昇率が抑制され（図４参照）、圧縮自己着火領域を燃料量の要求が増える高負荷側に拡大することができる。
また、圧縮自己着火時期を左右するシリンダ内温度は、シリンダ内の残留ガスに影響を受け、１度自己着火時期が進角すると、図４に示すように熱発生が多くなる分シリンダ内温度が上昇し、着火時期がより進角する傾向を示し、また、自己着火時期が遅くなるほど燃焼安定度が低下する。
【００４０】
しかし、上記のように、ストイキ近傍のリッチ混合気５２を火花点火によって燃焼させることにより、リーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成であれば、自己着火時期を、火花点火時期を介して制御でき、図５に示すように、ノッキング限界内でかつ燃焼安定度を確保できる狭い範囲内に、自己着火時期を制御することが可能となる。
【００４１】
また、ピストン冠面の燃料噴射弁１０に近い位置に第１凹室４１を設け、該第１凹室４１に隣接させて第２凹室４２を設ける構成としたことで、リッチ混合気５２を第１凹室４１に配して留めておき、リーン混合気５１を隣接する第２凹室４２に配する、混合気の成層化が容易に行え、リーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめるのに充分な発熱をする最低限の燃料を第１凹室４１に供給すれば良く、圧力上昇率を確実に抑制することができる。
【００４２】
尚、上記実施形態では、前記第１凹室４１に配されるストイキ（理論空燃比）付近のリッチ混合気５２に火花点火する構成としたが、前記第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を圧縮自己着火燃焼させ、該燃焼による発熱で第２凹室４２に配されるリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめるよう構成することもできる。
【００４３】
上記の場合も、燃焼室２内の均一な混合気を一斉に圧縮自己着火燃焼させる場合に比べて、大部分の燃焼を遅らせることができ、これによって、圧力上昇率を抑制することが可能となるが、前記第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を火花点火させる構成であれば、より自己着火時期を遅らせることが可能で、かつ、リーン混合気５１の自己着火時期を制御することが可能であるので、より安定した自己着火燃焼を行わせることができる。
【００４４】
ところで、上記実施形態では、第１凹室４１にストイキ（理論空燃比）付近のリッチな混合気５２に配し、第２凹室４２にストイキよりもリーンな混合気５１を配するために、同一サイクル内で２回に分けて燃料を噴射させる構成としたが、圧縮行程中の１回の噴射のみによって、混合気５１，５２の生成を行わせることも可能である。
【００４５】
即ち、圧縮行程中に燃料を噴射すれば、燃料噴霧が第１凹室４１の底面に衝突して拡散し、第１凹室４１にリッチ混合気５２が溜まる一方、隣接する第２凹室４２側にはリーン混合気５１が生成される。
但し、２回に分けて燃料を噴射させる構成とした方が、高成層度の混合気形成が安定して行え、更に、２回の噴射それぞれの噴霧角を第１，２凹室のいずれに燃料を供給するかによって異ならせることで、より高成層度な混合気形成が可能となる。
【００４６】
また、図６に示すように、吸気行程でシリンダ内に生成されるタンブル流（図１中の矢印Ａ）を強化することで、第２凹室４２に生成されるリーン混合気５１が均一化して、かつ、第２凹室４２に配する燃料の拡散を抑制でき、リーン混合気５１の燃焼安定度を向上させることができる。
そこで、本実施形態では、吸気ポート６をストレートポートとし、吸気行程中に燃焼室２内でタンブル流を発生し易い形状としてある。
【００４７】
また、第２凹室４２の開口部を、ピストン冠面の周辺まで広がる長方形状の開口とし、かつ、底面をタンブル流に沿うような円弧状に形成したことで、燃焼室２内のタンブル流が保持されるようにしてある。
更に、吸気ポート６のシリンダ壁に近い側の略半分を遮蔽する遮蔽弁６１を介装し、該遮蔽弁６１を閉弁させることで、タンブル流を強化するような吸気の偏流を生じさせるようにしてある。
【００４８】
上記の遮蔽弁６１のようにタンブル流を積極的に強化するタンブル流強化手段を吸気ポート６に設ければ、第２凹室４２に生成されるリーン混合気５１の均一化を進め、また、第２凹室４２に配する燃料の拡散をより確実に抑制でき、自己着火燃焼の安定度をより向上させることができる。
尚、上記各実施形態では、シリンダヘッド５の形状をペントルーフとしたが、例えばフラットな形状としても良く、シリンダヘッド５の形状を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における内燃機関の構成図。
【図２】実施形態における自己着火燃焼領域と火花点火燃焼領域とを示す図。
【図３】実施形態における燃料噴射制御の様子を示すフローチャート。
【図４】圧縮自己着火時期と圧力及び発生熱量との相関を示す線図。
【図５】圧縮自己着火時期とノック強度及び燃焼安定度との相関を示す線図。
【図６】タンブル流の強度と燃焼安定度との相関を示す線図。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…燃焼室
３…シリンダ
４…ピストン
４ａ…冠面
５…シリンダヘッド
６…吸気ポート
７…吸気バルブ
８…排気ポート
９…排気バルブ
１０…燃料噴射弁
１１…点火プラグ
２０…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２１…燃焼パターン判定部
２２…火花点火燃焼制御部
２３…自己着火燃焼制御部
４１…第１凹室
４２…第２凹室
５１…リーン混合気
５２…リッチ混合気
６１…遮蔽弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直接噴射式内燃機関に関し、特に、ガソリンのようなセタン価の低い燃料を用いて圧縮自己着火燃焼を行わせる機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮自己着火燃焼を行う内燃機関として、特開平１０−１９６４２４号公報に開示されるものがあった。
このものは、シリンダ内のピストンとは別に、補助圧縮手段としてコントロールピストンを備え、自己着火寸前の高温にまで圧縮された混合気に対し、前記コントロールピストンによる圧縮をさらに加えることで、上記混合気を一斉に自己着火させる構成となっている。
【０００３】
また、点火プラグによる火花点火により自己着火を引き起こすよう構成された機関が、特開平１１−２１０５３９号公報に開示されている。
このものは、圧縮行程末期におけるシリンダ内のガス温度が、点火すると混合気全体の自己着火を引き起こす目標温度であるか否かを判断し、この判断に基づいて吸気弁の開弁時期を制御することにより、圧縮行程末期におけるシリンダ内のガス温度を上記目標温度に維持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧縮自己着火燃焼は、火炎伝播による燃焼と異なり、局所的な燃焼温度が低く、ＮＯｘが極微量にしか発生しないという利点があるが、その反面、均質な混合気場においては、シリンダ内全域が一斉に着火するため、負荷の上昇に伴って混合気をリッチ化すると、シリンダ内の圧力上昇率が大きくなりすぎ、振動・騒音が大きくなるという問題がある。
【０００５】
従って、圧縮自己着火燃焼運転を行わせる負荷領域を高負荷側に拡大するためには、着火時期を上死点付近又はそれ以降に設定し、大部分の燃焼を上死点より後の期間に生じさせることで、シリンダ内の圧力上昇率を抑制する必要がある。
しかしながら、着火時期を上死点付近又はそれ以降に遅らせた場合には、ピストンの下降と共に初期の燃焼が進むことになるため、燃焼が不安定になり易く、圧縮自己着火燃焼運転を行わせる負荷領域を高負荷側に拡大するためには、着火の時期を遅らせ、かつ、安定した燃焼性が得られるようにする必要がある。
【０００６】
一方、均質な混合気場において、特開平１１−２１０５３９号公報に開示されるような点火プラグによるアシストを適用すれば、圧縮自己着火燃焼の着火時期を安定させることができる。
しかし、上記の方法では、上死点付近又はそれ以降に圧縮自己着火燃焼が発生するとしても、着火時期を遅らせることができず、圧縮自己着火燃焼領域の高負荷側への拡大には効果を発揮しない。
【０００７】
また、圧縮自己着火燃焼において、局所的にリッチな混合気場を形成し、そこから自己着火或いは火花着火させ、リッチな混合気場からの燃焼により周囲の燃料を圧縮自己着火させる方法が特開平１１−２１０５３９号公報に開示されている。
しかし、特開平１１−２１０５３９号公報に開示されるように、燃焼室の吸気弁が配置される側の周壁からピストン冠面に向け燃料を噴射し、ピストン冠面に設けられた壁面に沿って燃料噴霧を持ち上げて点火プラグ周りに集める構成では、リッチ混合気を一定の場所に留めておくことが困難であって、シリンダヘッド中心に配した点火プラグヘリッチな混合気を安定供給するためには、多くの燃料を噴射する必要があり、上死点付近もしくはそれ以降に着火時期を遅らせることができたとしても、リッチな混合気が多く存在するため、圧力上昇率を下げることは困難である。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、リッチな混合気場からの燃焼により周囲の燃料を圧縮自己着火させることで、確実に圧力上昇率を抑制することができ、以って、圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することが可能となる筒内直接噴射式内燃機関を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、シリンダ内に形成されるタンブル流を強化するタンブル流強化手段と、燃焼室の周辺部の吸気ポート側に設けられる燃料噴射弁とを備える一方、ピストン冠面の前記燃料噴射弁に近い側の端部に、開口形状が楕円の第１凹室を形成すると共に、該第１凹室に対して前記燃料噴射弁の軸線方向の遠い側に隣接し、開口形状が前記第１凹室に１辺が接する略長方形状で、開口内にピストン中心を含み、その四隅がピストン冠面の周辺部にまで広がり、かつ、前記燃料噴射弁の軸線方向における断面で底部が円弧状をなす第２凹室を形成し、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配する構成とした。かかる構成によると、燃料噴射弁の軸線方向に沿って、ピストン冠面上に第１凹室及び第２凹室が形成され、燃料噴射弁に近い側の第１凹室にリッチ混合気が配され、燃料噴射弁から遠い側の第２凹室にリーン混合気が配される。ここで、リッチ混合気が火花点火或いは圧縮自己着火によって燃焼することで、隣接するリーンな混合気をリッチ混合気の発熱で自己着火燃焼に至らしめることが可能である。また、第２凹室の底面が、燃料噴射弁の軸線方向における断面で円弧状であって、然も、第２凹室の開口がピストン冠面の周辺部にまで広がる略長方形状に形成されることで、タンブル強化手段で強化されるタンブル流が保持される。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記第１凹室は、前記燃料噴射弁の軸線方向における断面の曲率半径の最小値が前記第２凹室よりも小さく形成される構成とした。かかる構成によると、燃料噴射弁の軸線方向における断面において、燃料噴射弁に近い側の第１凹室の曲率半径の最小値は、燃料噴射弁から遠い側の第２凹室の曲率半径の最小値よりも小さく形成される。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記燃料噴射弁直下の混合気を火花点火すべく、点火プラグを配する構成とした。かかる構成によると、燃料噴射弁直下の第１凹室に配されるリッチな混合気が、点火プラグによって火花点火される。
請求項４記載の発明では、前記第１凹室の深さを、前記第２凹室の深さよりも浅くする構成とした。
【００１２】
かかる構成によると、燃料噴射弁に近い側の第１凹室の深さが、燃料噴射弁から遠い側の第２凹室の開口面積よりも浅く、第１凹室によって局所的なリッチ混合気場が形成される一方、リーン混合気を深い第２凹室に配することで、燃焼室内で濃度の異なる混合気の成層化が行われる。
【００１４】
請求項５記載の発明では、前記タンブル流強化手段が、吸気ポートを部分的に開閉する遮断弁であり、該遮断弁を閉じることで吸気に偏流を生じさせ、吸気行程でシリンダ内に形成されるタンブル流を強化する構成とした。
【００１５】
かかる構成によると、吸気ポートの一部が遮断弁によって遮蔽されることで、タンブル流を強化するように吸気の偏流が生じる。
【００１６】
請求項６記載の発明では、前記第１凹室に配したリッチな混合気が上死点近傍において圧縮自己着火に至る混合気であり、該第１凹室に配したリッチな混合気の圧縮自己着火により、前記第２凹室に配したリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成とした。かかる構成によると、第１凹室に配したリッチな混合気が圧縮自己着火に至ると、その発熱によって隣接する第２凹室に配したリーンな混合気が圧縮自己着火燃焼に至る。
【００１７】
請求項７記載の発明では、前記第１凹室に配したリッチな混合気を点火プラグの火花点火によって着火させることにより、前記第２凹室に配したリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成とした。かかる構成によると、第１凹室に配したリッチな混合気が点火プラグによって火花点火されると、その発熱によって隣接する第２凹室に配したリーンな混合気が圧縮自己着火燃焼に至る。
【００１８】
請求項８記載の発明では、圧縮行程中に前記燃料噴射弁から燃料を噴射させることにより、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配する構成とした。かかる構成によると、圧縮行程中に燃料を噴射することで、燃料噴霧が第１凹室の底面に衝突拡散し、第１凹室にはリッチな混合気が溜まり、また、隣接する第２凹室にリーンな混合気が形成される。
【００１９】
請求項９記載の発明では、同一サイクル内において、圧縮行程後半から上死点近傍における燃料噴射と、該噴射時期よりも前の燃料噴射との少なくとも２回に分けて燃料を噴射させることで、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配する構成とした。かかる構成によると、圧縮行程後半から上死点近傍において噴射される燃料は、第１凹室内に留まってリッチ混合気を形成する一方、該圧縮行程後半から上死点近傍における噴射時期よりも前の時期において噴射された燃料は、拡散によって第２凹室にリーン混合気を形成する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１，３，５記載の発明によると、第１凹室に安定的に配される局所的なリッチ混合気の燃焼により、第２凹室に配されるリーンな混合気を圧縮自己着火させることができ、必要最小限のリッチ混合気の燃焼で、大部分の燃料を圧縮自己着火燃焼に至らしめることが可能となり、大部分の燃料の燃焼が遅れることで圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することができると共に、タンブル強化手段で強化されるタンブル流が第２凹室により保持され、第２凹室に生成される混合気を均一化することができ、燃焼安定性を向上させることができるという効果がある。
【００２１】
請求項２，４記載の発明によると、第１凹室を局所的なリッチ混合気の形成場として、濃度の異なる混合気を確実に成層化することができるという効果がある。
【００２３】
請求項６記載の発明によると、第１凹室に配されるリッチな混合気の圧縮自己着火燃焼により隣接する第２凹室に配されるリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめるので、大部分の燃焼を上死点付近もしくはそれ以降に発生させ、圧力上昇率を抑制することができ、圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することができるようになるという効果がある。
【００２４】
請求項７記載の発明によると、第１凹室に配されるリッチな混合気の火花点火燃焼により隣接する第２凹室に配されるリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめるので、大部分の燃焼を上死点付近もしくはそれ以降に発生させ、圧力上昇率を抑制することができ、圧縮自己着火燃焼領域を高負荷側に拡大することができると共に、第１凹室に配されるリッチな混合気を火花点火燃焼させるので、自己着火時期を、圧力上昇率を抑制できかつ燃焼安定度を確保できる範囲内に制御することができるという効果がある。
【００２５】
請求項８記載の発明によると、圧縮行程中の噴射によって、第１凹室にリッチな混合気を配し、第２凹室にリーンな混合気を配することが容易に行えるという効果がある。請求項９記載の発明によると、同一サイクル内で２回以上に分けて燃料を噴射する構成とし、かつ、圧縮行程後半から上死点近傍において２回目以降の燃料噴射を行わせることで、第１凹室に安定的にリッチ混合気を形成することができるという効果がある。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明が適用される筒内直接噴射式のガソリン機関を示す。
この図１において、機関１の燃焼室２は、シリンダ３，ピストン４，シリンダヘッド５によって形成される。
【００２７】
前記燃焼室２に連通する吸気ポート６には吸気バルブ７が介装され、同じく燃焼室２に連通する排気ポート８には排気バルブ９が介装される。
前記シリンダヘッド５はペントルーフ型に形成され、前記吸気バルブ７及び排気バルブ９はV型に配置される。
前記吸気ポート６側のシリンダ壁には、ピストン冠面４ａに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１０が設けられ、該燃料噴射弁１０近傍のシリンダヘッド５には、燃料噴射弁１０直下の混合気を火花点火すべく点火プラグ１１が設けられる。
【００２８】
前記ピストン４の冠面には、第１凹室４１及び第２凹室４２が形成される。
前記第１凹室４１は、ピストン冠面の燃料噴射弁１０側の端部に形成されるものであり、開口部を燃料噴射弁１０の軸方向に短い楕円形とすると共に、底面が中心ほど深くなるように形成される。
尚、前記第１凹室４１の開口面積は、点火プラグ１１近傍に局所的な混合気場を形成すべく、第２凹室４２の開口面積に比べて大幅に小さく形成される。
【００２９】
また、第２凹室４２は、前記第１凹室４１に対して燃料噴射弁１０の軸線方向に隣接して形成されるものであり、燃料噴射弁１０に近い側から第１凹室４１，第２凹室４２の順で並んで形成される。
前記第２凹室４２の開口部は、燃料噴射弁１０の軸線方向に沿って延びる一対の辺とこれらの辺に直交する一対の辺からなる長方形状であって、ピストン冠面の周辺部にまで広がるように形成される。そして、前記長方形状の開口部の燃料噴射弁１０側の１辺に、前記第１凹室４１の楕円形状の開口部が接するようにして、第１凹室４１と第２凹室４２とが隣接する。
【００３０】
また、前記第２凹室４２の底面は、燃料噴射弁１０の軸線方向の断面で円弧状になるように形成され、最大深さは、前記第１凹室４１よりも深くなるように形成される。
前記燃料噴射弁１０による噴射量・噴射時期及び点火プラグ１１による点火時期を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２０は、圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とのいずれの燃焼方式で運転を行うかを運転条件に応じて判定する燃焼パターン判定部２１、火花点火燃焼時に前記燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１を制御する火花点火燃焼制御部２２、圧縮自己着火燃焼時に前記燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１を制御する自己着火燃焼制御部２３によって構成される。
【００３１】
前記燃焼パターン判定部２１は、図２に示すように、機関の負荷と回転数Ｎ（rpm）に基づいて燃焼方式を判別する構成であり、低中負荷・低中回転領域を圧縮自己着火燃焼領域として判定し、それ以外の高負荷・高回転領域を火花点火燃焼領域と判定する。
尚、前記燃焼パターン判定部２１，火花点火燃焼制御部２２及び自己着火燃焼制御部２３は、ハードワイヤードの論理回路で構成することが可能であるが、本実施形態では、マイクロコンピュータのプログラムとして実現される。
【００３２】
図３のフローチャートは、前記ＥＣＵ２０による燃料噴射制御の様子を示すものであり、ステップＳ１０１では、機関１の負荷及び回転数を読み込む。
ステップＳ１０２では、図２に示す圧縮自己着火燃焼領域内の低負荷領域であるか否かを判別する。
そして、圧縮自己着火燃焼領域内の低負荷領域であるときには、ステップＳ１０３へ進み、圧縮行程前半から後半で燃料噴射を行わせ、この１回目の燃料噴射によって、第２凹室４２に高成層度のストイキ（理論空燃比）よりもリーンな混合気５１を生成する。
【００３３】
次いで、ステップＳ１０４へ進み、圧縮行程後半から上死点近傍において、１度目よりも低流量で燃料噴射を行わせ、この２回目の燃料噴射によって前記第１凹室４１にストイキ（理論空燃比）付近のリッチな混合気５２を形成する。
そして、第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を、点火プラグ１１による火花着火により上死点後に燃焼させ、該燃焼による発熱で、隣接する第２凹室４２に配されるリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる。
【００３４】
一方、ステップＳ１０２で圧縮自己着火燃焼領域内の低負荷領域ではないと判別されたときには、ステップＳ１０５へ進み、圧縮自己着火燃焼領域内の中負荷領域であるか否かを判別する。
そして、圧縮自己着火燃焼領域内の中負荷領域であるときには、ステップＳ１０６へ進む。
【００３５】
ステップＳ１０６では、吸気行程で燃料噴射を行わせ、この１回目の燃料噴射によって、第２凹室４２に高成層度のストイキ（理論空燃比）よりもリーンな混合気５１を生成する。
次いで、ステップＳ１０７へ進み、圧縮行程後半から上死点近傍において、１度目よりも低流量で燃料噴射を行わせ、この２回目の燃料噴射によって前記第１凹室４１にストイキ（理論空燃比）付近のリッチな混合気５２を形成する。
【００３６】
そして、第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を点火プラグ１１による火花着火により上死点後に燃焼させ、該燃焼による発熱で、隣接する第２凹室４２に配されるリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる。
また、ステップＳ１０５で中負荷領域でないと判別されたときには、火花点火燃焼領域に該当する高負荷領域であり、このときには、ステップＳ１０８へ進み、吸気行程中に前記燃料噴射弁１０から必要燃料量を１度に全量噴射することで、燃焼室内に均一の混合気を形成する。
【００３７】
そして、点火プラグ１１の火花点火により前記均一な混合気を着火燃焼させる。
上記のように、圧縮自己着火燃焼領域では、ストイキ近傍のリッチ混合気５２を火花点火によって上死点後に燃焼させることにより、該混合気５２の発熱によってリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成であれば、大部分の燃焼が上死点よりも後の期間に発生することになる。
【００３８】
即ち、均一混合気場で圧縮自己着火燃焼させる場合には、上死点付近で圧力及び温度の条件が整ったときに一斉に自己着火することになり、着火時期を遅らせることができないが、上記のように、リッチ混合気５２の燃焼による発熱で、リーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成であれば、上死点から自己着火の時期を遅らせることができ、大部分の燃焼が上死点より後の期間に生じることになる。
【００３９】
上記のように、大部分の燃焼を上死点より後の期間に生じさせることができれば、ノッキングの原因となるシリンダ内の圧力上昇率が抑制され（図４参照）、圧縮自己着火領域を燃料量の要求が増える高負荷側に拡大することができる。
また、圧縮自己着火時期を左右するシリンダ内温度は、シリンダ内の残留ガスに影響を受け、１度自己着火時期が進角すると、図４に示すように熱発生が多くなる分シリンダ内温度が上昇し、着火時期がより進角する傾向を示し、また、自己着火時期が遅くなるほど燃焼安定度が低下する。
【００４０】
しかし、上記のように、ストイキ近傍のリッチ混合気５２を火花点火によって燃焼させることにより、リーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめる構成であれば、自己着火時期を、火花点火時期を介して制御でき、図５に示すように、ノッキング限界内でかつ燃焼安定度を確保できる狭い範囲内に、自己着火時期を制御することが可能となる。
【００４１】
また、ピストン冠面の燃料噴射弁１０に近い位置に第１凹室４１を設け、該第１凹室４１に隣接させて第２凹室４２を設ける構成としたことで、リッチ混合気５２を第１凹室４１に配して留めておき、リーン混合気５１を隣接する第２凹室４２に配する、混合気の成層化が容易に行え、リーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめるのに充分な発熱をする最低限の燃料を第１凹室４１に供給すれば良く、圧力上昇率を確実に抑制することができる。
【００４２】
尚、上記実施形態では、前記第１凹室４１に配されるストイキ（理論空燃比）付近のリッチ混合気５２に火花点火する構成としたが、前記第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を圧縮自己着火燃焼させ、該燃焼による発熱で第２凹室４２に配されるリーン混合気５１を圧縮自己着火燃焼に至らしめるよう構成することもできる。
【００４３】
上記の場合も、燃焼室２内の均一な混合気を一斉に圧縮自己着火燃焼させる場合に比べて、大部分の燃焼を遅らせることができ、これによって、圧力上昇率を抑制することが可能となるが、前記第１凹室４１に配されるリッチ混合気５２を火花点火させる構成であれば、より自己着火時期を遅らせることが可能で、かつ、リーン混合気５１の自己着火時期を制御することが可能であるので、より安定した自己着火燃焼を行わせることができる。
【００４４】
ところで、上記実施形態では、第１凹室４１にストイキ（理論空燃比）付近のリッチな混合気５２に配し、第２凹室４２にストイキよりもリーンな混合気５１を配するために、同一サイクル内で２回に分けて燃料を噴射させる構成としたが、圧縮行程中の１回の噴射のみによって、混合気５１，５２の生成を行わせることも可能である。
【００４５】
即ち、圧縮行程中に燃料を噴射すれば、燃料噴霧が第１凹室４１の底面に衝突して拡散し、第１凹室４１にリッチ混合気５２が溜まる一方、隣接する第２凹室４２側にはリーン混合気５１が生成される。
但し、２回に分けて燃料を噴射させる構成とした方が、高成層度の混合気形成が安定して行え、更に、２回の噴射それぞれの噴霧角を第１，２凹室のいずれに燃料を供給するかによって異ならせることで、より高成層度な混合気形成が可能となる。
【００４６】
また、図６に示すように、吸気行程でシリンダ内に生成されるタンブル流（図１中の矢印Ａ）を強化することで、第２凹室４２に生成されるリーン混合気５１が均一化して、かつ、第２凹室４２に配する燃料の拡散を抑制でき、リーン混合気５１の燃焼安定度を向上させることができる。
そこで、本実施形態では、吸気ポート６をストレートポートとし、吸気行程中に燃焼室２内でタンブル流を発生し易い形状としてある。
【００４７】
また、第２凹室４２の開口部を、ピストン冠面の周辺まで広がる長方形状の開口とし、かつ、底面をタンブル流に沿うような円弧状に形成したことで、燃焼室２内のタンブル流が保持されるようにしてある。
更に、吸気ポート６のシリンダ壁に近い側の略半分を遮蔽する遮蔽弁６１を介装し、該遮蔽弁６１を閉弁させることで、タンブル流を強化するような吸気の偏流を生じさせるようにしてある。
【００４８】
上記の遮蔽弁６１のようにタンブル流を積極的に強化するタンブル流強化手段を吸気ポート６に設ければ、第２凹室４２に生成されるリーン混合気５１の均一化を進め、また、第２凹室４２に配する燃料の拡散をより確実に抑制でき、自己着火燃焼の安定度をより向上させることができる。
尚、上記各実施形態では、シリンダヘッド５の形状をペントルーフとしたが、例えばフラットな形状としても良く、シリンダヘッド５の形状を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における内燃機関の構成図。
【図２】実施形態における自己着火燃焼領域と火花点火燃焼領域とを示す図。
【図３】実施形態における燃料噴射制御の様子を示すフローチャート。
【図４】圧縮自己着火時期と圧力及び発生熱量との相関を示す線図。
【図５】圧縮自己着火時期とノック強度及び燃焼安定度との相関を示す線図。
【図６】タンブル流の強度と燃焼安定度との相関を示す線図。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…燃焼室
３…シリンダ
４…ピストン
４ａ…冠面
５…シリンダヘッド
６…吸気ポート
７…吸気バルブ
８…排気ポート
９…排気バルブ
１０…燃料噴射弁
１１…点火プラグ
２０…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２１…燃焼パターン判定部
２２…火花点火燃焼制御部
２３…自己着火燃焼制御部
４１…第１凹室
４２…第２凹室
５１…リーン混合気
５２…リッチ混合気
６１…遮蔽弁
Claims (9)
- シリンダ内に形成されるタンブル流を強化するタンブル流強化手段と、燃焼室の周辺部の吸気ポート側に設けられる燃料噴射弁と、を備える一方、ピストン冠面の前記燃料噴射弁に近い側の端部に、開口形状が楕円の第１凹室を形成すると共に、該第１凹室に対して前記燃料噴射弁の軸線方向の遠い側に隣接し、開口形状が前記第１凹室に１辺が接する略長方形状で、開口内にピストン中心を含み、その四隅がピストン冠面の周辺部にまで広がり、かつ、前記燃料噴射弁の軸線方向における断面で底部が円弧状をなす第２凹室を形成し、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配することを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記第１凹室は、前記燃料噴射弁の軸線方向における断面の曲率半径の最小値が前記第２凹室よりも小さく形成されたことを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記燃料噴射弁直下の混合気を火花点火すべく、点火プラグを配したことを特徴とする請求項１又は２記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記第１凹室の深さが、前記第２凹室の深さよりも浅いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記タンブル流強化手段が、吸気ポートを部分的に開閉する遮断弁であり、該遮断弁を閉じることで吸気に偏流を生じさせ、吸気行程でシリンダ内に形成されるタンブル流を強化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記第１凹室に配したリッチな混合気が上死点近傍において圧縮自己着火に至る混合気であり、該第１凹室に配したリッチな混合気の圧縮自己着火により、前記第２凹室に配したリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記第１凹室に配したリッチな混合気を点火プラグの火花点火によって着火させることにより、前記第２凹室に配したリーンな混合気を圧縮自己着火燃焼に至らしめることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 圧縮行程中に前記燃料噴射弁から燃料を噴射させることにより、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 同一サイクル内において、圧縮行程後半から上死点近傍における燃料噴射と、該噴射時期よりも前の燃料噴射との少なくとも２回に分けて燃料を噴射させることで、前記第１凹室にリッチな混合気を配し、前記第２凹室にリーンな混合気を配することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
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