JPH05214938A - 直噴式火花点火機関 - Google Patents

直噴式火花点火機関

Info

Publication number
JPH05214938A
JPH05214938A JP1773892A JP1773892A JPH05214938A JP H05214938 A JPH05214938 A JP H05214938A JP 1773892 A JP1773892 A JP 1773892A JP 1773892 A JP1773892 A JP 1773892A JP H05214938 A JPH05214938 A JP H05214938A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
valve
combustion chamber
spark plug
ignition plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1773892A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruyuki Ito
輝行 伊東
Hiroko Ogita
浩子 小木田
Tsutomu Nakada
勉 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP1773892A priority Critical patent/JPH05214938A/ja
Publication of JPH05214938A publication Critical patent/JPH05214938A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other 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
    • F02B2023/103Other 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 having a multi-hole nozzle for generating multiple sprays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 希薄燃焼を可能とする直噴式火花点火機関を
提供する。 【構成】 圧縮行程中に燃料噴射弁3から噴射される燃
料噴霧が点火栓8を避けて排気弁10の方向に拡散する
構成とし、各排気弁10の燃焼室5に臨むバルブフェイ
ス部10aの表面に微細な凹凸をもつ含浸層を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直噴式火花点火機関の
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】吸気管に気化器や燃料噴射弁を備える予
混合式の火花点火機関では、とくに過渡的運転時などに
燃料の輸送遅れにより出力特性や排気組成を悪化すると
いう問題があり、これを解決するため燃焼室に燃料噴射
弁を臨ませ、燃焼室内に直接的に燃料を噴射供給する直
噴式火花点火機関が考えられている。
【0003】この直噴式火花点火機関として、従来例え
ば特開昭57−62915号公報に開示されたものは、
吸気行程中に燃焼室に燃料を噴射するとともに、燃焼室
に吸気スワールを生起して燃料と空気の混合を促進する
ようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、燃焼室内で燃
料と空気を均一的に混合することは燃焼の安定化に寄与
するが、その反面混合気の空燃比が非常に薄い、燃費性
能にすぐれた希薄燃焼を実現する場合など、このような
均一混合方式では点火栓による着火が非常に不安定化す
るという傾向がある。
【0005】希薄燃焼での着火性能を安定させる一つの
方法として、点火栓近傍の空燃比を他よりも濃くする混
合気の成層化が有効であるが、このように吸気行程から
燃料と空気を混合する場合には、点火直前の点火栓の周
囲に濃混合気層を形成維持することは難しく、希薄混合
気による運転での安定した着火性能が確保できず、燃費
や排気組成の改善も困難となる。
【0006】本発明は上記の問題点に着目し、混合気の
成層化による安定した希薄燃焼を可能とする直噴式火花
点火機関を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼室に点火
栓と燃料噴射弁を臨ませる直噴式火花点火機関におい
て、燃焼室天井壁の中央部に点火栓を設け、この点火栓
のまわりに複数の排気弁を配置し、前記点火栓を挟んで
排気弁に対向する位置に燃料噴射弁を備え、圧縮行程中
に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が前記点火栓
を避けて前記排気弁に向かうように噴口の向きを設定
し、かつこの排気弁の燃焼室に臨むバルブフェイス部の
表面に微細な凹凸をもつ含浸層を形成する。
【0008】
【作用】ピストンが上昇する圧縮行程で燃料噴射弁から
燃焼室に噴射された燃料噴霧は点火栓を避けつつ排気弁
の方に向かい、排気弁のバルブフェイス部に当たる。
【0009】燃焼ガスにさらされて非常に高温化してい
るバルブフェイス部は含浸性部材により形成され、燃料
との衝突表面積が大きく、しかも微細な気孔による燃料
の保持機能が高いため、衝突燃料を瞬時に蒸発、気化す
るとともに、バルブフェイス部の近傍に多くの燃料を滞
留させことができる。
【0010】バルブフェイス部は点火栓の近辺に配置さ
れているため、バルブフェイス部によって微粒化および
気化が行われた燃料の多くが点火栓の周辺に滞留し、点
火栓の近傍に濃い混合気層を形成する。
【0011】燃料噴射時期が圧縮行程にあるため、混合
気の成層状態は点火時にも維持され、混合気を希薄化し
たときにも安定した着火性能が確保され、燃費の低減、
エミッションの低減、高出力化がはかれる。また、燃焼
室の点火栓から遠い領域では、空燃比が超希薄となり、
ノッキングに至る自己発火反応が抑制されるため、その
結果として圧縮比を上げて、熱効率、出力の向上がはれ
かる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を4ストローク機関に適用した
実施例を添付図面に基づいて説明する。
【0013】図1、図2に示すように、シリンダヘッド
1の燃焼室天井壁11はペントルーフ型に傾斜し、その
中央部に点火栓8が臨み、点火栓8を挟むようにして2
つの吸気弁9と2つの排気弁10が互いに対向して設け
られる。図中、6は吸気ポート、7は排気ポートであ
る。
【0014】燃焼室天井壁11には燃料噴射弁3が点火
栓8を挟んで各排気弁10に対向するように配設され
る。この実施例では燃料噴射弁3が吸気弁9の側方で、
かつ両吸気弁9の中間に位置している。
【0015】燃料噴射時期は圧縮行程中で燃料噴射圧が
燃焼室5の圧力より上昇しない時期に設定される。
【0016】燃料噴射弁3はほぼ水平(シリンダ軸と直
交する方向)に取付けられ、その噴射燃料が各排気弁1
0のバルブフェイス部10aに向かうように設定され
る。この実施例においては、燃料噴射弁3は2つの噴口
4を有し、各噴口4は各排気弁10に向けて形成され
る。図1において、O4は各噴口4の中心線であり、各
中心線O4は各排気弁10の中心線O10とバルブフェイ
ス部10a上で交差する。2つの中心線O4は図1の平
面図上において所定の挟み角度θを持ち、各噴口4から
の燃料噴霧を点火栓8を避けて各排気弁10のバルブフ
ェイス部10aに向けて拡散させる。
【0017】一方、排気弁10の燃焼室5に臨むバルブ
フェイス部10aの表面には、微細な凹凸や気孔を含
む、含浸層が形成される。この含浸層の形成は、バルブ
フェイス部10aの表面にセラミックのコンパウンドな
どの含浸性物質をのせてバーナーで溶かして炉の中で焼
成する、いわゆるセラミック溶射をしたり、あるいはバ
ルブフェイス部10aの一部に微小な気孔をもつポーラ
スな素材を用いたり、あるいはバルブフェイス部10a
の表面に金属溶射により微細な凹凸を形成したりするこ
とで実現できる。
【0018】なお、燃焼室天井壁11には、各排気弁1
0の側方に位置してスキッシュエリア12が図示しない
ピストンの頂面の段部と平行に形成され、ピストンの上
死点付近で燃焼室5の中央に向かうスキッシュを生起す
るようになっている。
【0019】次に、作用について説明する。
【0020】燃料噴射時期は圧縮行程中で燃焼室5の圧
力が噴射圧を越えないように設定され、燃料噴射弁3の
2つの噴口4から噴射された燃料噴霧は、点火栓8を避
けて各排気弁10の方に向かい、それぞれ排気弁10の
バルブフェイス部10aに当たる。
【0021】燃料噴霧が点火栓8に直接的に当たらない
ため、いわゆる燃料かぶりが防止され、点火栓8の良好
な点火作用を維持できる。
【0022】各排気弁10のバルブフェイス部10aは
燃焼ガスにさらされて他の燃焼室天井壁11より高温と
なっているため、バルブフェイス部10aに衝突した燃
料は瞬時に蒸発、気化する。また、バルブフェイス部1
0aの表面には含浸層が形成され、燃料との衝突表面積
が大きく、しかも微細な凹凸や気孔による燃料の保持機
能が高いため、衝突燃料を瞬時に蒸発、気化するととも
に、バルブフェイス部10aの近傍に多くの燃料を滞留
させことができる。
【0023】燃料の噴射は圧縮行程において行われ、ピ
ストンの上昇に伴って燃焼室上方に押し込められるた
め、バルブフェイス部10aの周辺の燃料は広範囲に拡
散することがない。これに対して、吸気行程で燃料噴射
を行った場合、吸気ポート6から燃焼室5に流入する強
い空気流動により燃料噴霧が広域に拡散してしまい、点
火栓8の近傍に濃混合気層をつくることができない。
【0024】一方、ピストンの上昇に伴って、スキッシ
ュエリア12とピストンの間で圧縮された空気が燃焼室
5の中央に向かうスキッシュが生起され、各バルブフェ
イス部10aの近傍に多く分布する燃料を燃焼室中央の
点火栓8の方向に押し戻す。スキッシュ作用がなくても
点火栓8に近いバルブフェイス部10aの周辺の濃混合
気層は、点火栓8による点火を安定させるが、スキッシ
ュにより点火栓8の近傍には、濃い混合気がより多く集
められる。
【0025】このようにして燃料の多くが点火栓8の近
傍に集められ、点火直前の点火栓8の近傍に濃い混合気
層を形成、つまり混合気を成層化して点火栓8による着
火性が高められるのである。したがって、理論空燃比よ
りかなり薄い混合比で希薄燃焼させる場合にも、点火栓
8の近傍を燃焼室5の平均空燃比より濃くすることによ
り、点火栓8により確実に着火させ、安定した初期火炎
核を生成することができる。これにより安定した希薄燃
焼を実現し、燃費の低減、エミッションの低減、高出力
化がはかれる。
【0026】また、混合気の成層化により燃焼室5の点
火栓8から遠い領域で、空燃比を大きく、つまり超希薄
化することにより、燃焼室5の端部で起こりがちなノッ
キングに至る自己発火反応を発生しにくくし、このため
に実質的に圧縮比を上げて、熱効率、出力の向上を図る
こともできる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、直噴式火
花点火機関において、燃焼室天井壁の中央部に点火栓を
設け、この点火栓のまわりに複数の排気弁を配置し、前
記点火栓を挟んで排気弁に対向する位置に燃料噴射弁を
備え、圧縮行程中に前記燃料噴射弁から噴射される燃料
噴霧が前記点火栓を避けて前記排気弁に向かうように噴
口の向きを設定し、かつこの排気弁の燃焼室に臨むバル
ブフェイス部の表面に微細な凹凸をもつ含浸層を形成し
たため、高温バルブフェイス部により点火栓の近傍で燃
料の蒸発、気化を促進し、同時に含浸層により多くの燃
料を滞留保持させ、バルブフェイス部に近い点火栓の近
傍に蒸発気化した燃料を多く集める混合気の成層化を実
現し、希薄混合気であっても安定した着火性能を維持し
て、燃費や排気エミッションの大幅な改善を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す燃焼室天井壁の平面図で
ある。
【図2】同じく横断面図である。
【符号の説明】
3 燃料噴射弁 4 噴口 5 燃焼室 8 点火栓 9 吸気弁 10 排気弁 10a バルブフェイス部 11 燃焼室天井壁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室に点火栓と燃料噴射弁を臨ませる
    直噴式火花点火機関において、燃焼室天井壁の中央部に
    点火栓を設け、この点火栓のまわりに複数の排気弁を配
    置し、前記点火栓を挟んで排気弁に対向する位置に燃料
    噴射弁を備え、圧縮行程中に前記燃料噴射弁から噴射さ
    れる燃料噴霧が前記点火栓を避けて前記排気弁に向かう
    ように噴口の向きを設定し、かつこの排気弁の燃焼室に
    臨むバルブフェイス部の表面に微細な凹凸をもつ含浸層
    を形成したことを特徴とする直噴式火花点火機関。
JP1773892A 1992-02-03 1992-02-03 直噴式火花点火機関 Pending JPH05214938A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1773892A JPH05214938A (ja) 1992-02-03 1992-02-03 直噴式火花点火機関

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1773892A JPH05214938A (ja) 1992-02-03 1992-02-03 直噴式火花点火機関

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05214938A true JPH05214938A (ja) 1993-08-24

Family

ID=11952092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1773892A Pending JPH05214938A (ja) 1992-02-03 1992-02-03 直噴式火花点火機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05214938A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878613A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-18 Renault Moteur à injection directe et allumage commandé
WO2002095201A1 (de) * 2001-05-21 2002-11-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzsystem

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878613A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-18 Renault Moteur à injection directe et allumage commandé
FR2763360A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-20 Renault Moteur a injection directe et allumage commande
WO2002095201A1 (de) * 2001-05-21 2002-11-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzsystem
US6883491B2 (en) 2001-05-21 2005-04-26 Robert Bosch Gmbh Fuel injection system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3163906B2 (ja) 筒内噴射式火花点火機関
US7231901B2 (en) Direct-injection engine, method of controlling the same, piston used in the same and fuel injection valve used in the same
JPH0737765B2 (ja) 2サイクルエンジン
JP3804879B2 (ja) 直噴式ディーゼル機関の燃焼方法
JP3152640B2 (ja) ガソリンエンジンの燃料供給方法
JP2000248944A (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP2000248945A (ja) 筒内直接噴射エンジン
JPH05214938A (ja) 直噴式火花点火機関
JPH09280055A (ja) 直接筒内噴射式火花点火エンジン
EP1088972B1 (en) In-cylinder direct-injection spark-ignition engine
JP4115549B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関
JPH0458030A (ja) 筒内噴射式2サイクル内燃機関
JP5136255B2 (ja) 火花点火式直噴エンジン
JP3921973B2 (ja) 筒内直噴式ガソリン機関
JPH11210472A (ja) 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室構造
JP2569919B2 (ja) 筒内直接噴射式火花点火機関
JP2560337B2 (ja) 直噴式ディ−ゼル機関
JPH10252608A (ja) 圧縮着火式内燃機関
JP2001214744A (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
JPS61265322A (ja) 直噴式ディーゼルエンジン燃焼室
JP3060689B2 (ja) 直噴式火花点火機関
JP2587370Y2 (ja) 筒内直接噴射式火花点火機関
JPH08260986A (ja) 筒内噴射式内燃機関
JPH085306Y2 (ja) 筒内噴射式火花点火機関
JPH06101480A (ja) 直噴式火花点火機関