JPH05240044A - 筒内噴射型内燃機関 - Google Patents
筒内噴射型内燃機関Info
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- JPH05240044A JPH05240044A JP4044006A JP4400692A JPH05240044A JP H05240044 A JPH05240044 A JP H05240044A JP 4044006 A JP4044006 A JP 4044006A JP 4400692 A JP4400692 A JP 4400692A JP H05240044 A JPH05240044 A JP H05240044A
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- cylinder
- intake
- cylinder head
- injector
- combustion chamber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other 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
- F02B23/104—Other 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 being placed on a side position of the cylinder
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
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- 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)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 この発明は筒内噴射用のインジェクタの取付
スペースの確保が容易で、しかも、体積効率の向上をも
図れることにある。 【構成】 ピストン２の上面とシリンダヘッド１の下面
との間に燃焼室７を形成し、シリンダの中心に沿ったシ
リンダ軸線Ｌを含む平面を挾んでシリンダヘッド１の一
側に吸気ポート８ａと他側に排気ポート９ａをそれぞれ
備えると共に各ポートはそれぞれ開閉弁１０，１１を介
して燃焼室７に連通され、吸気ポートの導通路４ａはシ
リンダヘッド１内を下方向に延びその上流端がシリンダ
ヘッド上面において吸気管１３に接続され、吸気ポート
側のシリンダヘッド側面にはインジェクタ取付部１ａが
形成され、ここに取り付けられたインジェクタ１８を燃
焼室７に臨ませたことを特徴とする。
スペースの確保が容易で、しかも、体積効率の向上をも
図れることにある。 【構成】 ピストン２の上面とシリンダヘッド１の下面
との間に燃焼室７を形成し、シリンダの中心に沿ったシ
リンダ軸線Ｌを含む平面を挾んでシリンダヘッド１の一
側に吸気ポート８ａと他側に排気ポート９ａをそれぞれ
備えると共に各ポートはそれぞれ開閉弁１０，１１を介
して燃焼室７に連通され、吸気ポートの導通路４ａはシ
リンダヘッド１内を下方向に延びその上流端がシリンダ
ヘッド上面において吸気管１３に接続され、吸気ポート
側のシリンダヘッド側面にはインジェクタ取付部１ａが
形成され、ここに取り付けられたインジェクタ１８を燃
焼室７に臨ませたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は吸気ポートよりシリンダ
内に流入した気体を旋回流とした上で、筒内に燃料噴射
を行って混合気を生成して燃焼させる筒内噴射型の内燃
機関に関する。
内に流入した気体を旋回流とした上で、筒内に燃料噴射
を行って混合気を生成して燃焼させる筒内噴射型の内燃
機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常の内燃機関の本体はシリンダヘッド
とシリンダブロック及びクランクケースをこの順に重ね
て主要部が構成され、それらの内部にはピストンを嵌挿
したシリンダと、シリンダの上部から成る燃焼室に吸排
気弁を介して連通可能な吸排気路と、吸排気弁を駆動す
る動弁系と、ピストンの往復動を回転運動に変換してク
ランクシャフトに伝達するコンロッド等が収容されてい
る。このような内燃機関が例えば４サイクルエンジンの
場合、吸入行程でシリンダ内に吸入した吸気に対し、そ
の吸気量に見合った燃料を供給して燃焼エネルギを発生
させ、同エネルギを回転エネルギとして出力している。
このような内燃機関の内、燃焼室に直接燃料噴射を行っ
て運転応答性を改善出来る筒内噴射型の内燃機関が知ら
れている。
とシリンダブロック及びクランクケースをこの順に重ね
て主要部が構成され、それらの内部にはピストンを嵌挿
したシリンダと、シリンダの上部から成る燃焼室に吸排
気弁を介して連通可能な吸排気路と、吸排気弁を駆動す
る動弁系と、ピストンの往復動を回転運動に変換してク
ランクシャフトに伝達するコンロッド等が収容されてい
る。このような内燃機関が例えば４サイクルエンジンの
場合、吸入行程でシリンダ内に吸入した吸気に対し、そ
の吸気量に見合った燃料を供給して燃焼エネルギを発生
させ、同エネルギを回転エネルギとして出力している。
このような内燃機関の内、燃焼室に直接燃料噴射を行っ
て運転応答性を改善出来る筒内噴射型の内燃機関が知ら
れている。
【０００３】この種の筒内噴射型の内燃機関としては、
圧縮着火内燃機関であるディーゼルエンジン及び火花点
火内燃機関であるガソリンエンジン等が知られている。
このうち、ディーゼルエンジンは点火手段を必要としな
いが、高圧縮比を達成できる機関及び、高圧燃料噴射手
段を必要とし、大型化や重量増等に問題を残している。
これに対し、筒内噴射型のガソリンエンジンは、例えば
図１０、図１１に示すように構成される。ここでのガソ
リンエンジンは４弁式であり、そのシリンダＳ内にはピ
ストン５１が嵌挿され、ピストン５１の上死点より下死
点への摺動時に図示しない一対の吸気弁を開き、吸気導
通路５２側より空気を各吸気ポート５４を介して燃焼室
５０内に導き、吸気及び圧縮行程の所定時に図示しない
インジェクタを駆動して筒内噴射を行い、圧縮行程終了
時に点火プラグ５６を駆動して燃焼行程を行い、その後
の排気行程では排ガスをピストン５１の上昇時に図示し
ない排気弁を開いて排気ポート５５より排気導通路５３
側に排出する様に構成されている。
圧縮着火内燃機関であるディーゼルエンジン及び火花点
火内燃機関であるガソリンエンジン等が知られている。
このうち、ディーゼルエンジンは点火手段を必要としな
いが、高圧縮比を達成できる機関及び、高圧燃料噴射手
段を必要とし、大型化や重量増等に問題を残している。
これに対し、筒内噴射型のガソリンエンジンは、例えば
図１０、図１１に示すように構成される。ここでのガソ
リンエンジンは４弁式であり、そのシリンダＳ内にはピ
ストン５１が嵌挿され、ピストン５１の上死点より下死
点への摺動時に図示しない一対の吸気弁を開き、吸気導
通路５２側より空気を各吸気ポート５４を介して燃焼室
５０内に導き、吸気及び圧縮行程の所定時に図示しない
インジェクタを駆動して筒内噴射を行い、圧縮行程終了
時に点火プラグ５６を駆動して燃焼行程を行い、その後
の排気行程では排ガスをピストン５１の上昇時に図示し
ない排気弁を開いて排気ポート５５より排気導通路５３
側に排出する様に構成されている。
【０００４】このようなガソリンエンジンはディーゼル
エンジンと比較して大型化や重量増等の問題は少なかっ
た。
エンジンと比較して大型化や重量増等の問題は少なかっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
筒内噴射型のガソリンエンジンは吸排気ポートより延び
る各導通路５２，５３が図示しないシリンダヘッドの両
側壁面にそれぞれ開口する構成を取る。ここで、燃焼室
の上側のシリンダヘッドのシリンダ対向部には各導通路
５２，５３や点火プラグ５６が配備され、特に、各気筒
の体積効率を確保すべく各導通路５２，５３が大きく形
成され、あるいは図１１のように２つの吸気導通路５５
２，５２及び２つの排気導通路５３，５３を配設した場
合にはほとんどインジェクタを装着するインジェクタ取
付部を確保するスペースが無くなり、スペースの確保が
出来た場合であっても、設計的な制約が多く最適なレイ
アウトの実現は極めて困難となっている。更に、筒内噴
射用のインジェクタは燃焼室に直接装着され、インジェ
クタ本体の冷却性と燃料の冷却性を十分に考慮する必要
が有り、この点でも問題が有った。
筒内噴射型のガソリンエンジンは吸排気ポートより延び
る各導通路５２，５３が図示しないシリンダヘッドの両
側壁面にそれぞれ開口する構成を取る。ここで、燃焼室
の上側のシリンダヘッドのシリンダ対向部には各導通路
５２，５３や点火プラグ５６が配備され、特に、各気筒
の体積効率を確保すべく各導通路５２，５３が大きく形
成され、あるいは図１１のように２つの吸気導通路５５
２，５２及び２つの排気導通路５３，５３を配設した場
合にはほとんどインジェクタを装着するインジェクタ取
付部を確保するスペースが無くなり、スペースの確保が
出来た場合であっても、設計的な制約が多く最適なレイ
アウトの実現は極めて困難となっている。更に、筒内噴
射用のインジェクタは燃焼室に直接装着され、インジェ
クタ本体の冷却性と燃料の冷却性を十分に考慮する必要
が有り、この点でも問題が有った。
【０００６】本発明の目的は筒内噴射用のインジェクタ
の取付スペースの確保が容易で、しかも、体積効率の向
上を図れる筒内噴射型内燃機関を提供することにある。
の取付スペースの確保が容易で、しかも、体積効率の向
上を図れる筒内噴射型内燃機関を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明はシリンダ内に嵌挿されるピストンの上面
とシリンダヘッドの下面との間に燃焼室を形成し、上記
シリンダの中心に沿ったシリンダ軸線を含む平面を挾ん
で上記シリンダヘッドの一側に吸気ポートと他側に排気
ポートをそれぞれ備えると共に上記各ポートはそれぞれ
開閉弁を介して上記燃焼室に連通され、上記吸気ポート
の導通路はシリンダヘッド内を下方向に延びその上流端
がシリンダヘッド上面において吸気管に接続され、吸気
ポート側のシリンダヘッド側面にはインジェクタ取付部
が形成され、上記インジェクタ取付部に取り付けられた
インジェクタを上記燃焼室に臨ませたことを特徴とす
る。
めに、本発明はシリンダ内に嵌挿されるピストンの上面
とシリンダヘッドの下面との間に燃焼室を形成し、上記
シリンダの中心に沿ったシリンダ軸線を含む平面を挾ん
で上記シリンダヘッドの一側に吸気ポートと他側に排気
ポートをそれぞれ備えると共に上記各ポートはそれぞれ
開閉弁を介して上記燃焼室に連通され、上記吸気ポート
の導通路はシリンダヘッド内を下方向に延びその上流端
がシリンダヘッド上面において吸気管に接続され、吸気
ポート側のシリンダヘッド側面にはインジェクタ取付部
が形成され、上記インジェクタ取付部に取り付けられた
インジェクタを上記燃焼室に臨ませたことを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】吸気ポートの導通路がシリンダヘッド内を下方
向に延びその上流端がシリンダヘッド上面において吸気
管に接続されるので、吸気ポート側のシリンダヘッド側
面域を比較的大きく解放出来、同域にインジェクタ取付
部を容易に確保することができ、しかも導通路の流入抵
抗を比較的低減できる。
向に延びその上流端がシリンダヘッド上面において吸気
管に接続されるので、吸気ポート側のシリンダヘッド側
面域を比較的大きく解放出来、同域にインジェクタ取付
部を容易に確保することができ、しかも導通路の流入抵
抗を比較的低減できる。
【０００９】
【実施例】図１、図２の筒内噴射型内燃機関は２サイク
ル４弁式で直列４気筒の内燃機関（以下単にエンジンＥ
と記す）に装着される。このエンジンＥの本体はヘッド
カバー付きのシリンダヘッド１とシリンダブロック３及
び図示しないクランクケース及びクランクカバーをこの
順に重ねて一体化して構成され、それらの内部にはピス
トン２を嵌挿したシリンダＳと、シリンダＳの上部から
成る燃焼室７に連通可能な吸排気導通路４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂと、これら吸排気導通路を開閉する各一対の吸
排気弁１０，１１を駆動する図示しない動弁系と、ピス
トン２の往復動を回転運動に変換する図示しないクラン
クシャフト及びコンロッド等が収容されている。ここで
のエンジンＥにおける各気筒の構成は同一であるので、
ここでは１の気筒に関して主に説明する。
ル４弁式で直列４気筒の内燃機関（以下単にエンジンＥ
と記す）に装着される。このエンジンＥの本体はヘッド
カバー付きのシリンダヘッド１とシリンダブロック３及
び図示しないクランクケース及びクランクカバーをこの
順に重ねて一体化して構成され、それらの内部にはピス
トン２を嵌挿したシリンダＳと、シリンダＳの上部から
成る燃焼室７に連通可能な吸排気導通路４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂと、これら吸排気導通路を開閉する各一対の吸
排気弁１０，１１を駆動する図示しない動弁系と、ピス
トン２の往復動を回転運動に変換する図示しないクラン
クシャフト及びコンロッド等が収容されている。ここで
のエンジンＥにおける各気筒の構成は同一であるので、
ここでは１の気筒に関して主に説明する。
【００１０】ここでのシリンダヘッド１はシリンダＳの
中心に沿ったシリンダ軸線Ｌを含む平面ＦＣ（ここでは
図３に示すようにヘッド長手方向に延出している）を挾
んで一側に一対の吸気ポート８ａを他側に排気ポート９
ａをそれぞれ備える。シリンダヘッド１にはシリンダＳ
内に形成される燃焼室７に対向するシリンダ対向下壁面
６が形成され、同下壁面はその中央に平面ＦＣの延出す
る方向に長い楔状凹部６０１を形成される。この楔状凹
部６０１の一側、即ち、シリンダ軸線を含む平面ＦＣを
挾んだ一側には一対の吸気導通路４ａ，４ｂに続く吸気
ポート８ａ，８ｂ及び他側には一対の排気導通路５ａ，
５ｂに続く排気ポート９ａ，９ｂがそれぞれ形成され
（図１、図５参照）、各ポートは吸気弁１０及び排気弁
１１によってそれぞれ開閉される。更に、楔状凹部６０
１のほぼ中央位置で、ピストン２がＴＤＣ位置に達した
際における後述の***部２３の峰２３２との対向位置に
は、点火プラグ２０が装着される。
中心に沿ったシリンダ軸線Ｌを含む平面ＦＣ（ここでは
図３に示すようにヘッド長手方向に延出している）を挾
んで一側に一対の吸気ポート８ａを他側に排気ポート９
ａをそれぞれ備える。シリンダヘッド１にはシリンダＳ
内に形成される燃焼室７に対向するシリンダ対向下壁面
６が形成され、同下壁面はその中央に平面ＦＣの延出す
る方向に長い楔状凹部６０１を形成される。この楔状凹
部６０１の一側、即ち、シリンダ軸線を含む平面ＦＣを
挾んだ一側には一対の吸気導通路４ａ，４ｂに続く吸気
ポート８ａ，８ｂ及び他側には一対の排気導通路５ａ，
５ｂに続く排気ポート９ａ，９ｂがそれぞれ形成され
（図１、図５参照）、各ポートは吸気弁１０及び排気弁
１１によってそれぞれ開閉される。更に、楔状凹部６０
１のほぼ中央位置で、ピストン２がＴＤＣ位置に達した
際における後述の***部２３の峰２３２との対向位置に
は、点火プラグ２０が装着される。
【００１１】ここで一対の排気導通路５ａ，５ｂは図
２、図５に示すように排気ポート９ａより湾曲して延出
し、更に平面ＦＣより離れる方向に直状に延び、シリン
ダヘッド１の他側壁面に開口する様に構成されている。
一対の吸気導通路４ａ，４ｂはシリンダ軸線を含む平面
ＦＣの一側（図３ではＦＣの右側域）にあって、シリン
ダヘッド１内を上下方向に直状に延びるように形成さ
れ、その下流側が各吸気ポート８ａに連通し、上流端が
シリンダヘッド１の上面１ｆにおいて分岐管１３に接続
される。ここで各吸気導通路４ａ，４ｂに直状に連結さ
れる各分岐管１３はその上端がインタクーラ１４１内臓
のプレナムチャンバ１４に連通し、チャンバ１４の流入
口１７は可変速プーリ付きの遠心式掃気ポンプ１５に連
通されている。このように、このエンジンＥの各吸気導
通路４ａ，４ｂや各分岐管１３は上下に長い直状を成す
ので吸気に対する流動抵抗が比較的低くなり、燃焼室７
に比較的多くの吸気を供給し易く、エンジンの体積効率
を向上することができる。
２、図５に示すように排気ポート９ａより湾曲して延出
し、更に平面ＦＣより離れる方向に直状に延び、シリン
ダヘッド１の他側壁面に開口する様に構成されている。
一対の吸気導通路４ａ，４ｂはシリンダ軸線を含む平面
ＦＣの一側（図３ではＦＣの右側域）にあって、シリン
ダヘッド１内を上下方向に直状に延びるように形成さ
れ、その下流側が各吸気ポート８ａに連通し、上流端が
シリンダヘッド１の上面１ｆにおいて分岐管１３に接続
される。ここで各吸気導通路４ａ，４ｂに直状に連結さ
れる各分岐管１３はその上端がインタクーラ１４１内臓
のプレナムチャンバ１４に連通し、チャンバ１４の流入
口１７は可変速プーリ付きの遠心式掃気ポンプ１５に連
通されている。このように、このエンジンＥの各吸気導
通路４ａ，４ｂや各分岐管１３は上下に長い直状を成す
ので吸気に対する流動抵抗が比較的低くなり、燃焼室７
に比較的多くの吸気を供給し易く、エンジンの体積効率
を向上することができる。
【００１２】シリンダヘッド１の平面ＦＣの一側で一対
の吸気導通路４ａの外側の領域にはインジェクタ取付部
１ａが形成され、同部１ａにインジェクタ１８が装着さ
れる。このインジェクタ１８には畜圧機２５を介して高
圧ポンプ１９が連結される。この高圧ポンプ１９やイン
ジェクタ１８は図示しないエンジンコントローラに接続
され、インジェクタには所定の噴射タイミング（クラン
ク角）において所定噴射時間（図７中のＰＨ，ＰＬ）だ
け駆動出力が供給されるように構成されている。
の吸気導通路４ａの外側の領域にはインジェクタ取付部
１ａが形成され、同部１ａにインジェクタ１８が装着さ
れる。このインジェクタ１８には畜圧機２５を介して高
圧ポンプ１９が連結される。この高圧ポンプ１９やイン
ジェクタ１８は図示しないエンジンコントローラに接続
され、インジェクタには所定の噴射タイミング（クラン
ク角）において所定噴射時間（図７中のＰＨ，ＰＬ）だ
け駆動出力が供給されるように構成されている。
【００１３】ここでのインジェクタ取付部１ａは各吸気
導通路４ａが各吸気ポート８ａより直状に上側に延びて
いることより、その一対の吸気導通路４ａの外側の領域
が解放されており、十分なスペースの確保が出来る。こ
のため、インジェクタ取付部１ａ及びインジェクタ１８
自体の最適なレイアウトを確保し易い。更に、インジェ
クタ取付部１ａは一対の吸気導通路４ａの外側に位置
し、インジェクタ本体及び燃料の冷却性の向上を比較的
図りやすく、インジェクタの耐久性の確保、インジェク
タ及び燃料供給系の熱害の回避をも図りやすい。
導通路４ａが各吸気ポート８ａより直状に上側に延びて
いることより、その一対の吸気導通路４ａの外側の領域
が解放されており、十分なスペースの確保が出来る。こ
のため、インジェクタ取付部１ａ及びインジェクタ１８
自体の最適なレイアウトを確保し易い。更に、インジェ
クタ取付部１ａは一対の吸気導通路４ａの外側に位置
し、インジェクタ本体及び燃料の冷却性の向上を比較的
図りやすく、インジェクタの耐久性の確保、インジェク
タ及び燃料供給系の熱害の回避をも図りやすい。
【００１４】１の気筒のシリンダＳ内にはピストン２が
嵌挿されており、図６に示すように、このピストン２は
実線で示す上死点ＴＤＣと、２点鎖線で示す下死点ＢＤ
Ｃの間で往復動する。このピストン２は図２に示す様に
スカート部２１と主部２２を有し、ピストンの主部２２
の上面には凹部２４及び***部２３を形成している。こ
こで凹部２４及び***部２３は、図３に示す様に、平面
ＦＣ内のシリンダ軸線Ｌの直行線ＬＨの平行線ＬＨ１の
まわりの吸気の逆タンブル流ＴＦを助長すべく形成され
る。
嵌挿されており、図６に示すように、このピストン２は
実線で示す上死点ＴＤＣと、２点鎖線で示す下死点ＢＤ
Ｃの間で往復動する。このピストン２は図２に示す様に
スカート部２１と主部２２を有し、ピストンの主部２２
の上面には凹部２４及び***部２３を形成している。こ
こで凹部２４及び***部２３は、図３に示す様に、平面
ＦＣ内のシリンダ軸線Ｌの直行線ＬＨの平行線ＬＨ１の
まわりの吸気の逆タンブル流ＴＦを助長すべく形成され
る。
【００１５】この場合、凹所２４はシリンダ軸線Ｌを含
む状態で排気ポート９ａ側に偏心して形成されると共に
少なくとも直行線ＬＨの直行面視（図２、図６中に直行
面視相当の凹所２４が示される。）において下に凸の曲
面を呈する。***部２３は凹所２４の吸気ポート８ａ側
に連設され、平面ＦＣと対向したままで平面方向に延び
る側壁ｖｆ、外側壁２３１及び両壁の結合端の峰２３２
を有する。特に、図６に実線で示すように、ピストン２
が上死点ＴＤＣに位置する際に、峰２３２がシリンダ対
向下壁面６に近接する様に構成されている。なお、この
***部２３の側壁ｖｆは凹所２４からなだらかに***し
てくる曲面に連続的に接続している。
む状態で排気ポート９ａ側に偏心して形成されると共に
少なくとも直行線ＬＨの直行面視（図２、図６中に直行
面視相当の凹所２４が示される。）において下に凸の曲
面を呈する。***部２３は凹所２４の吸気ポート８ａ側
に連設され、平面ＦＣと対向したままで平面方向に延び
る側壁ｖｆ、外側壁２３１及び両壁の結合端の峰２３２
を有する。特に、図６に実線で示すように、ピストン２
が上死点ＴＤＣに位置する際に、峰２３２がシリンダ対
向下壁面６に近接する様に構成されている。なお、この
***部２３の側壁ｖｆは凹所２４からなだらかに***し
てくる曲面に連続的に接続している。
【００１６】このため、図２に示すように、ピストン２
が吸気終了時に下死点ＢＤＣ側に達する際、吸気ポート
８ａより流入した吸気は軸線Ｌの方向に沿ってピストン
上面に向かい、更に、凹所２４及び側壁ｖｆによってＵ
ターンし、シリンダ軸線を含む平面ＦＣ内直行線ＬＨの
平行線ＬＨ１回りに回転する逆タンブル流ＴＦが生成さ
れる。
が吸気終了時に下死点ＢＤＣ側に達する際、吸気ポート
８ａより流入した吸気は軸線Ｌの方向に沿ってピストン
上面に向かい、更に、凹所２４及び側壁ｖｆによってＵ
ターンし、シリンダ軸線を含む平面ＦＣ内直行線ＬＨの
平行線ＬＨ１回りに回転する逆タンブル流ＴＦが生成さ
れる。
【００１７】さらに、図６に実線で示すように、ピスト
ン２が圧縮終了時に達した際、そのピストンの凹所２４
及び側壁ｖｆとシリンダ対向下壁面６間にはコンパクト
燃焼室Ｃが形成される。この時、燃焼室Ｃ内の混合気は
凹所２４及び側壁ｖｆによって流動規制を受けて峰２３
２近傍の点火プラグ２０に向けて流動し、しかも、この
時、点火プラグ２０に向かう気流には外側壁２３１側で
生じているスキッシュＳＦがぶつかって混合気が更に撹
拌され、より燃焼性が改善されることとなる。
ン２が圧縮終了時に達した際、そのピストンの凹所２４
及び側壁ｖｆとシリンダ対向下壁面６間にはコンパクト
燃焼室Ｃが形成される。この時、燃焼室Ｃ内の混合気は
凹所２４及び側壁ｖｆによって流動規制を受けて峰２３
２近傍の点火プラグ２０に向けて流動し、しかも、この
時、点火プラグ２０に向かう気流には外側壁２３１側で
生じているスキッシュＳＦがぶつかって混合気が更に撹
拌され、より燃焼性が改善されることとなる。
【００１８】このようなエンジンＥは２サイクルで有る
ため、図７に示すように、ＴＤＣの０°より前回の燃焼
行程を行い、クランク角で９０°を経過後に排気弁１１
を開き、排気行程に入り、更に、クランク角１２０°近
くに達すると吸気弁１０をも開き、吸気（掃気）行程に
も入る。下死点ＢＤＣ経過後、クランク角２３０°手前
近傍で排気弁１１を閉じ、圧縮行程に入り、高速高負荷
運転時であると所定噴射時間ＰＨだけ、低速低負荷運転
では所定噴射時間ＰＬだけ噴射駆動させる。この後吸気
弁１０をも閉じて吸排気を完了し、完全に圧縮行程のみ
を行う。そして、上死点ＴＤＣ前の所定点火時期に達す
ると、点火プラグ２０を駆動して点火処理（図７には符
号△で示した）に入る。この点火処理によって燃焼室の
筒内圧が上昇し、ピストンを押し下げ、出力を発するこ
とと成る。
ため、図７に示すように、ＴＤＣの０°より前回の燃焼
行程を行い、クランク角で９０°を経過後に排気弁１１
を開き、排気行程に入り、更に、クランク角１２０°近
くに達すると吸気弁１０をも開き、吸気（掃気）行程に
も入る。下死点ＢＤＣ経過後、クランク角２３０°手前
近傍で排気弁１１を閉じ、圧縮行程に入り、高速高負荷
運転時であると所定噴射時間ＰＨだけ、低速低負荷運転
では所定噴射時間ＰＬだけ噴射駆動させる。この後吸気
弁１０をも閉じて吸排気を完了し、完全に圧縮行程のみ
を行う。そして、上死点ＴＤＣ前の所定点火時期に達す
ると、点火プラグ２０を駆動して点火処理（図７には符
号△で示した）に入る。この点火処理によって燃焼室の
筒内圧が上昇し、ピストンを押し下げ、出力を発するこ
とと成る。
【００１９】ここで、インジェクタ１８は機関が高速回
転時には所定噴射時間ＰＨだけ噴射駆動し、低速回転時
には所定噴射時間ＰＬだけ噴射駆動するように制御され
る。これによって、高速時には、燃料と逆タンブル流Ｔ
Ｆを成す空気との混合を早期に開始しすることによっ
て、乱れを促進し、急速燃焼の実現を図ることができ
る。他方、低速時には噴射を遅らせて、コンパクト燃焼
室Ｃの生成を待ち、コンパクト燃焼室Ｃ内に燃料噴射を
行って比較的リッチな混合気を生成し、スキッシュＳＦ
の撹拌作用も受けて、着火性の確保を十分に図ることが
できる。更に、コンパクト燃焼室Ｃが球形化しており、
熱損失の低減を図れ、低負荷運転の安定化をも図れる。
更に、インジェクタ取付部１ａは一対の吸気導通路４ａ
の外側に位置し、インジェクタ本体及び燃料の冷却性の
向上を比較的図りやすく、インジェクタの耐久性の確
保、熱害の回避をも図りやすい。図１乃至図６には２サ
イクルのガソリンエンジンを説明したが、これに代え
て、４サイクルのガソリンエンジンに本発明を適用して
も良い。この場合、そのエンジン本体の構成は同様のも
のが使用可能であり、重複説明を避ける。
転時には所定噴射時間ＰＨだけ噴射駆動し、低速回転時
には所定噴射時間ＰＬだけ噴射駆動するように制御され
る。これによって、高速時には、燃料と逆タンブル流Ｔ
Ｆを成す空気との混合を早期に開始しすることによっ
て、乱れを促進し、急速燃焼の実現を図ることができ
る。他方、低速時には噴射を遅らせて、コンパクト燃焼
室Ｃの生成を待ち、コンパクト燃焼室Ｃ内に燃料噴射を
行って比較的リッチな混合気を生成し、スキッシュＳＦ
の撹拌作用も受けて、着火性の確保を十分に図ることが
できる。更に、コンパクト燃焼室Ｃが球形化しており、
熱損失の低減を図れ、低負荷運転の安定化をも図れる。
更に、インジェクタ取付部１ａは一対の吸気導通路４ａ
の外側に位置し、インジェクタ本体及び燃料の冷却性の
向上を比較的図りやすく、インジェクタの耐久性の確
保、熱害の回避をも図りやすい。図１乃至図６には２サ
イクルのガソリンエンジンを説明したが、これに代え
て、４サイクルのガソリンエンジンに本発明を適用して
も良い。この場合、そのエンジン本体の構成は同様のも
のが使用可能であり、重複説明を避ける。
【００２０】この場合の４サイクルエンジンは図８に示
すように、ＴＤＣの０°前より吸気弁１０を開き、吸気
行程に入ると共にＴＤＣの０°経過後に排気弁１１を閉
じ、前回よりの排気行程を終了させる。この後、クラン
ク角で１８０°までピストン２は降下し、この間、図
２，図６に示すように、逆タンブル流ＴＦが生成され、
この逆タンブル流ＴＦ中にインジェクタより燃料噴射が
成される。このインジェクタ１８の噴射タイミングは図
８に示すように、機関が高速回転時には吸入早期の所定
噴射時期ＰＨに噴射駆動し、低速回転時には圧縮後期の
所定噴射時期ＰＬに噴射駆動するように制御される。こ
れによって、高速時には、燃料と逆タンブル流ＴＦを成
す空気との混合を早期に開始しすることによって、乱れ
を促進し、急速燃焼の実現を図ることができる。他方、
低速時には噴射を遅らせて、コンパクト燃焼室Ｃの生成
を待ち、ここに燃料噴射を行って、スキッシュＳＦの撹
拌作用も受けて、着火性の確保を十分に図ることができ
る。
すように、ＴＤＣの０°前より吸気弁１０を開き、吸気
行程に入ると共にＴＤＣの０°経過後に排気弁１１を閉
じ、前回よりの排気行程を終了させる。この後、クラン
ク角で１８０°までピストン２は降下し、この間、図
２，図６に示すように、逆タンブル流ＴＦが生成され、
この逆タンブル流ＴＦ中にインジェクタより燃料噴射が
成される。このインジェクタ１８の噴射タイミングは図
８に示すように、機関が高速回転時には吸入早期の所定
噴射時期ＰＨに噴射駆動し、低速回転時には圧縮後期の
所定噴射時期ＰＬに噴射駆動するように制御される。こ
れによって、高速時には、燃料と逆タンブル流ＴＦを成
す空気との混合を早期に開始しすることによって、乱れ
を促進し、急速燃焼の実現を図ることができる。他方、
低速時には噴射を遅らせて、コンパクト燃焼室Ｃの生成
を待ち、ここに燃料噴射を行って、スキッシュＳＦの撹
拌作用も受けて、着火性の確保を十分に図ることができ
る。
【００２１】この後、ＴＤＣ３６０°前近傍では図６に
示すスキッシュＳＦも働き、コンパクト燃焼室Ｃより点
火プラグ２０に向かう混合気に乱れを更に生じさせ、燃
焼性をより改善できる。その直後での所定点火時期に達
すると、点火プラグ２０を駆動して点火処理（図８には
符号△で示した）に入る。この点火処理によって燃焼室
の筒内圧が上昇し、ピストンを押し下げ、出力を発っ
し、燃焼行程をクランク角で５４０°近くまで行う。ク
ランク角４８０°近傍では排気弁１１を開き、クランク
角７２０経過まで排気行程を継続し、次回の吸気行程の
ための吸気弁１０の開処理を行い、４サイクルを完了す
る。この場合も、２サイクの場合と同様の作用効果が得
られる。
示すスキッシュＳＦも働き、コンパクト燃焼室Ｃより点
火プラグ２０に向かう混合気に乱れを更に生じさせ、燃
焼性をより改善できる。その直後での所定点火時期に達
すると、点火プラグ２０を駆動して点火処理（図８には
符号△で示した）に入る。この点火処理によって燃焼室
の筒内圧が上昇し、ピストンを押し下げ、出力を発っ
し、燃焼行程をクランク角で５４０°近くまで行う。ク
ランク角４８０°近傍では排気弁１１を開き、クランク
角７２０経過まで排気行程を継続し、次回の吸気行程の
ための吸気弁１０の開処理を行い、４サイクルを完了す
る。この場合も、２サイクの場合と同様の作用効果が得
られる。
【００２２】図１の２サイクル４弁式のエンジンＥに代
えて、例えば、２サイクル５弁式や図９に示す３弁式の
エンジンＥ’を構成することもできる。この図９に示す
３弁式のエンジンＥ’のシリンダＳの場合、一対の吸気
ポート８ａ，８ｂに各吸気導通路が連通し、１つの排気
ポート９’に排気導通路５’が連通する。ここでも、シ
リンダ軸線Ｌを含む平面ＦＣを挾んだ一側には一対の吸
気導通路４ａ，４ｂに続く吸気ポート８ａ及び他側には
一つの排気導通路５’に続く排気ポート９’がそれぞれ
形成され（図９参照）、各ポートは吸気弁１０及び排気
弁１１によってそれぞれ開閉される。更に、シリンダ軸
線Ｌとの対向位置に点火プラグ２０が装着される。
えて、例えば、２サイクル５弁式や図９に示す３弁式の
エンジンＥ’を構成することもできる。この図９に示す
３弁式のエンジンＥ’のシリンダＳの場合、一対の吸気
ポート８ａ，８ｂに各吸気導通路が連通し、１つの排気
ポート９’に排気導通路５’が連通する。ここでも、シ
リンダ軸線Ｌを含む平面ＦＣを挾んだ一側には一対の吸
気導通路４ａ，４ｂに続く吸気ポート８ａ及び他側には
一つの排気導通路５’に続く排気ポート９’がそれぞれ
形成され（図９参照）、各ポートは吸気弁１０及び排気
弁１１によってそれぞれ開閉される。更に、シリンダ軸
線Ｌとの対向位置に点火プラグ２０が装着される。
【００２３】この場合にも、図１のエンジンＥと同様の
作用効果が得られる。上述の各エンジンＥ，Ｅ’等は火
花点火式エンジンで有ったが、これに代えて、圧縮点火
内燃機関に本発明を適用することも出来、この場合にも
図１の２サイクル火花点火式エンジンＥと同様の各ポー
トやインジェクタの配置構成を取れ、同様の作用効果が
得られる。
作用効果が得られる。上述の各エンジンＥ，Ｅ’等は火
花点火式エンジンで有ったが、これに代えて、圧縮点火
内燃機関に本発明を適用することも出来、この場合にも
図１の２サイクル火花点火式エンジンＥと同様の各ポー
トやインジェクタの配置構成を取れ、同様の作用効果が
得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明は、吸気ポート
の導通路がシリンダヘッド内を下方向に延びその上流端
がシリンダヘッド上面において吸気管に接続されるの
で、吸気に対する流動抵抗が比較的低くエンジンの体積
効率を向上できる。しかも、シリンダの吸気ポート側の
シリンダヘッド側面域を比較的大きく解放出来るので、
インジェクタの取付が容易化され、インジェクタ取付部
の最適なレイアウトを確保し易く、このインジェクタ取
付部を吸気導通路の外側に位置でき、インジェクタ本体
及び燃料の冷却性の向上を比較的図り易く、インジェク
タの耐久性の確保、熱害の回避をも図りやすい。
の導通路がシリンダヘッド内を下方向に延びその上流端
がシリンダヘッド上面において吸気管に接続されるの
で、吸気に対する流動抵抗が比較的低くエンジンの体積
効率を向上できる。しかも、シリンダの吸気ポート側の
シリンダヘッド側面域を比較的大きく解放出来るので、
インジェクタの取付が容易化され、インジェクタ取付部
の最適なレイアウトを確保し易く、このインジェクタ取
付部を吸気導通路の外側に位置でき、インジェクタ本体
及び燃料の冷却性の向上を比較的図り易く、インジェク
タの耐久性の確保、熱害の回避をも図りやすい。
【図１】本発明の一実施例としての筒内噴射型内燃機関
の全体構成図である。
の全体構成図である。
【図２】図１の筒内噴射型内燃機関の１の気筒の側断面
図である。
図である。
【図３】図１の筒内噴射型内燃機関の１のシリンダの概
略透視図である。
略透視図である。
【図４】図３のＡ視概略図である。
【図５】図１の筒内噴射型内燃機関の１のシリンダの概
略上面図である。
略上面図である。
【図６】図１の筒内噴射型内燃機関の１のシリンダ内ピ
ストンの作動説明図である。
ストンの作動説明図である。
【図７】図１の筒内噴射型内燃機関の駆動サイクル説明
図である。
図である。
【図８】他の実施例の筒内噴射型内燃機関の駆動サイク
ル説明図である。
ル説明図である。
【図９】他の実施例の筒内噴射型内燃機関の１のシリン
ダの概略上面図である。
ダの概略上面図である。
【図１０】従来の筒内噴射型内燃機関の要部概略側面図
である。
である。
【図１１】図１０の筒内噴射型内燃機関のＢ視の概略側
面図である。
面図である。
１ シリンダヘッド １ａ インジェクタ取付部 ２ ピストン ３ シリンダブロック ４ａ 吸気導通路 ４ｂ 吸気導通路 ５ａ 排気導通路 ５ｂ 排気導通路 ７ 燃焼室 ８ａ 吸気ポート ８ｂ 吸気ポート ９ａ 排気ポート ９ｂ 排気ポート １０ 吸気弁 １１ 排気弁 １３ 分岐管 １８ インジェクタ ２０ 点火プラグ Ｌ シリンダ軸線 ＬＨ 直行線 ＬＨ１ 平行線 ＦＣ 平面 Ｅ エンジン Ｓ シリンダ
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダ内に嵌挿されるピストンの上面と
シリンダヘッドの下面との間に燃焼室を形成し、上記シ
リンダの中心に沿ったシリンダ軸線を含む平面を挾んで
上記シリンダヘッドの一側に吸気ポートと他側に排気ポ
ートをそれぞれ備えると共に上記各ポートはそれぞれ開
閉弁を介して上記燃焼室に連通され、上記吸気ポートは
シリンダヘッド内を下方向に延びその上流端がシリンダ
ヘッド上面において吸気管に接続され、吸気ポート側の
シリンダヘッド側面にはインジェクタ取付部が形成さ
れ、上記インジェクタ取付部に取り付けられたインジェ
クタを上記燃焼室に臨ませたことを特徴とする筒内噴射
型内燃機関。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044006A JP2792308B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 筒内噴射型内燃機関 |
| US08/022,630 US5305720A (en) | 1992-02-28 | 1993-02-25 | Internal combustion engine |
| EP93103136A EP0558072B1 (en) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | Internal combustion engine |
| AU33851/93A AU657392B2 (en) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | Internal combustion engine |
| DE69301470T DE69301470T2 (de) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | Brennkraftmaschine |
| KR1019930002927A KR950003740B1 (ko) | 1992-02-28 | 1993-02-27 | 내연기관 |
| US08/637,528 USRE36500E (en) | 1992-02-28 | 1996-04-25 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044006A JP2792308B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 筒内噴射型内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240044A true JPH05240044A (ja) | 1993-09-17 |
| JP2792308B2 JP2792308B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=12679621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044006A Expired - Fee Related JP2792308B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 筒内噴射型内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792308B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996030633A1 (fr) * | 1995-03-28 | 1996-10-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur a combustion interne du type a injection dans le cylindre |
| US5711269A (en) * | 1995-03-28 | 1998-01-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | In-cylinder injection internal combustion engine |
| EP0824188A2 (en) | 1996-08-09 | 1998-02-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine |
| EP0824186A2 (en) | 1996-08-09 | 1998-02-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for internal combustion engine |
| US5806482A (en) * | 1995-03-28 | 1998-09-15 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | In-cylinder injection internal combustion engine |
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| EP0893584A2 (en) | 1997-07-25 | 1999-01-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
| JPH11200865A (ja) * | 1998-01-05 | 1999-07-27 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガソリンエンジンの燃料供給方法 |
| KR100365114B1 (ko) * | 1996-11-22 | 2003-03-15 | 기아자동차주식회사 | 직접분사식가솔린기관의피스톤헤드형상구조 |
| KR100365113B1 (ko) * | 1996-11-22 | 2003-03-15 | 기아자동차주식회사 | 직접분사식가솔린기관의피스톤헤드형상구조 |
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| JP2016180359A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | マツダ株式会社 | エンジンの吸気装置 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0296470U (ja) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | ||
| JPH0458030A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式２サイクル内燃機関 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4044006A patent/JP2792308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| WO1996030633A1 (fr) * | 1995-03-28 | 1996-10-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur a combustion interne du type a injection dans le cylindre |
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| US5797367A (en) * | 1996-08-09 | 1998-08-25 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine |
| EP0824186A2 (en) | 1996-08-09 | 1998-02-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for internal combustion engine |
| EP0824188A2 (en) | 1996-08-09 | 1998-02-18 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine |
| KR100365114B1 (ko) * | 1996-11-22 | 2003-03-15 | 기아자동차주식회사 | 직접분사식가솔린기관의피스톤헤드형상구조 |
| KR100365113B1 (ko) * | 1996-11-22 | 2003-03-15 | 기아자동차주식회사 | 직접분사식가솔린기관의피스톤헤드형상구조 |
| WO1998055743A1 (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston for cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine |
| US6129070A (en) * | 1997-06-03 | 2000-10-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston for cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine |
| EP0893584A2 (en) | 1997-07-25 | 1999-01-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
| US6196180B1 (en) | 1997-07-25 | 2001-03-06 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
| US6382178B2 (en) | 1997-07-25 | 2002-05-07 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
| JPH11200865A (ja) * | 1998-01-05 | 1999-07-27 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガソリンエンジンの燃料供給方法 |
| JP2016180359A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | マツダ株式会社 | エンジンの吸気装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2792308B2 (ja) | 1998-09-03 |
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