JPH102224A - 筒内噴射式火花点火機関 - Google Patents
筒内噴射式火花点火機関Info
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- JPH102224A JPH102224A JP8156728A JP15672896A JPH102224A JP H102224 A JPH102224 A JP H102224A JP 8156728 A JP8156728 A JP 8156728A JP 15672896 A JP15672896 A JP 15672896A JP H102224 A JPH102224 A JP H102224A
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- stagnation
- airflow
- combustion chamber
- fuel
- tumble flow
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- 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
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- 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】
【課題】 気筒内にタンブル流が生成される筒内噴射式
火花点火機関において、成層燃焼時の初期燃焼を緩慢に
することなく良好な着火性を確保すること。 【解決手段】 ピストン５頂面にタンブル流を上方に偏
向する***部を設けてタンブル流通過表面５ｂと気流淀
み表面５ｃとを形成し、圧縮行程において燃料噴射弁６
により気流淀み表面５ｃと燃焼室上壁面とによって形成
される燃焼室の気流淀み側領域９ｂ内に燃料が噴射さ
れ、気流淀み表面は、圧縮行程後期に点火プラグ７へ向
かうように傾斜しており、タンブル流通過表面に対向す
る燃焼室上壁面の表面部分８ａは、圧縮行程後期におい
てタンブル流通過表面に接近して気流淀み側領域内へ向
かう気流を生成し、気流淀み側領域は、この気流が気流
淀み表面に沿って点火プラグへ進行するように偏向され
る形状を有し、偏向された気流によって気流淀み側領域
内に噴射された燃料が点火プラグ近傍に導かれる。
火花点火機関において、成層燃焼時の初期燃焼を緩慢に
することなく良好な着火性を確保すること。 【解決手段】 ピストン５頂面にタンブル流を上方に偏
向する***部を設けてタンブル流通過表面５ｂと気流淀
み表面５ｃとを形成し、圧縮行程において燃料噴射弁６
により気流淀み表面５ｃと燃焼室上壁面とによって形成
される燃焼室の気流淀み側領域９ｂ内に燃料が噴射さ
れ、気流淀み表面は、圧縮行程後期に点火プラグ７へ向
かうように傾斜しており、タンブル流通過表面に対向す
る燃焼室上壁面の表面部分８ａは、圧縮行程後期におい
てタンブル流通過表面に接近して気流淀み側領域内へ向
かう気流を生成し、気流淀み側領域は、この気流が気流
淀み表面に沿って点火プラグへ進行するように偏向され
る形状を有し、偏向された気流によって気流淀み側領域
内に噴射された燃料が点火プラグ近傍に導かれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に直接燃
料を噴射して点火プラグにより着火させる筒内噴射式火
花点火機関に関する。
料を噴射して点火プラグにより着火させる筒内噴射式火
花点火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような筒内噴射式火花点火機関にお
いて、燃料を点火プラグ近傍に集中させることにより、
着火性を確保し、全体的にリーンな混合気を燃焼可能に
する成層燃焼を実現することが公知である。このような
成層燃焼においても、燃焼室内に乱れを発生させると、
燃焼速度が速まり燃焼を良好なものとすることができる
ために、吸気系の構造により燃焼室内にタンブル流を生
成することが提案されている。
いて、燃料を点火プラグ近傍に集中させることにより、
着火性を確保し、全体的にリーンな混合気を燃焼可能に
する成層燃焼を実現することが公知である。このような
成層燃焼においても、燃焼室内に乱れを発生させると、
燃焼速度が速まり燃焼を良好なものとすることができる
ために、吸気系の構造により燃焼室内にタンブル流を生
成することが提案されている。
【０００３】しかしながら、このようなタンブル流によ
って、点火プラグ近傍に集中させた燃料が発散して着火
性が悪化することがある。この問題を解決するために、
特開平５−３３６５０号公報には、タンブル流が生成さ
れる筒内噴射式火花点火機関において、点火プラグを燃
焼室の側壁上部に配置し、この点火プラグ近傍に燃料を
噴射する燃料噴射弁を設け、ピストン頂面に、タンブル
流が点火プラグ側の燃焼室側壁に沿って上昇しないよう
にするためのリフレクタを形成するものが開示されてい
る。
って、点火プラグ近傍に集中させた燃料が発散して着火
性が悪化することがある。この問題を解決するために、
特開平５−３３６５０号公報には、タンブル流が生成さ
れる筒内噴射式火花点火機関において、点火プラグを燃
焼室の側壁上部に配置し、この点火プラグ近傍に燃料を
噴射する燃料噴射弁を設け、ピストン頂面に、タンブル
流が点火プラグ側の燃焼室側壁に沿って上昇しないよう
にするためのリフレクタを形成するものが開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によっ
て、成層燃焼時に点火プラグ近傍に集中させた燃料は、
タンブル流がリフレクタによって偏向され点火プラグ近
傍に到来しないために、タンブル流によって発散される
ことはなく、確実な着火性を保証することができる。し
かしながら、一方で、成層燃焼時において、点火プラグ
近傍にはタンブル流による乱れが発生していないため
に、初期燃焼が緩慢となり、タンブル流を利用した良好
な燃焼を実現することができない。
て、成層燃焼時に点火プラグ近傍に集中させた燃料は、
タンブル流がリフレクタによって偏向され点火プラグ近
傍に到来しないために、タンブル流によって発散される
ことはなく、確実な着火性を保証することができる。し
かしながら、一方で、成層燃焼時において、点火プラグ
近傍にはタンブル流による乱れが発生していないため
に、初期燃焼が緩慢となり、タンブル流を利用した良好
な燃焼を実現することができない。
【０００５】従って、本発明の目的は、燃焼室内にタン
ブル流が生成される筒内噴射式火花点火機関において、
成層燃焼時の初期燃焼を緩慢にすることなく良好な着火
性を確保することである。
ブル流が生成される筒内噴射式火花点火機関において、
成層燃焼時の初期燃焼を緩慢にすることなく良好な着火
性を確保することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による筒内噴射式火花点火機関は、ピストン頂面に燃焼
室内に生成されたタンブル流を上方に偏向する***部を
設け、前記ピストン頂面に前記***部の頂部を境にして
タンブル流通過表面と気流淀み表面とが形成され、成層
燃焼を実施する際には、圧縮行程において燃料噴射弁に
より前記気流淀み表面と燃焼室上壁面とによって形成さ
れる燃焼室の気流淀み側領域内に燃料が噴射され、前記
燃焼室上壁面に配置された点火プラグによって着火させ
る筒内噴射式火花点火機関において、前記気流淀み表面
は、圧縮行程後期に前記点火プラグへ向かうように傾斜
しており、前記タンブル流通過表面に対向する前記燃焼
室上壁面の表面部分は、圧縮行程後期において前記タン
ブル流通過表面に接近して前記気流淀み側領域内へ向か
う気流を生成するような形状を有し、前記気流淀み側領
域は、前記気流が前記気流淀み表面に沿って前記点火プ
ラグへ進行するように偏向される形状を有し、偏向され
た前記気流によって前記気流淀み側領域内に噴射された
燃料が前記点火プラグ近傍に導かれることを特徴とす
る。
による筒内噴射式火花点火機関は、ピストン頂面に燃焼
室内に生成されたタンブル流を上方に偏向する***部を
設け、前記ピストン頂面に前記***部の頂部を境にして
タンブル流通過表面と気流淀み表面とが形成され、成層
燃焼を実施する際には、圧縮行程において燃料噴射弁に
より前記気流淀み表面と燃焼室上壁面とによって形成さ
れる燃焼室の気流淀み側領域内に燃料が噴射され、前記
燃焼室上壁面に配置された点火プラグによって着火させ
る筒内噴射式火花点火機関において、前記気流淀み表面
は、圧縮行程後期に前記点火プラグへ向かうように傾斜
しており、前記タンブル流通過表面に対向する前記燃焼
室上壁面の表面部分は、圧縮行程後期において前記タン
ブル流通過表面に接近して前記気流淀み側領域内へ向か
う気流を生成するような形状を有し、前記気流淀み側領
域は、前記気流が前記気流淀み表面に沿って前記点火プ
ラグへ進行するように偏向される形状を有し、偏向され
た前記気流によって前記気流淀み側領域内に噴射された
燃料が前記点火プラグ近傍に導かれることを特徴とす
る。
【０００７】請求項２に記載の本発明による筒内噴射式
火花点火機関は、ピストン頂面に燃焼室内に生成された
タンブル流を上方に偏向する***部を設け、前記ピスト
ン頂面に前記***部の頂部を境にしてタンブル流通過表
面と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼を実施する際
には、圧縮行程において燃料噴射弁により前記吸気淀み
表面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼室の気流
淀み側領域内に燃料が噴射され、前記燃焼室上壁面に配
置された点火プラグによって着火させる筒内噴射式火花
点火機関において、前記気流淀み表面は、圧縮行程後期
に前記点火プラグへ向かうように傾斜し、前記吸気淀み
表面に対向する前記燃焼室上壁面の表面部分の一部が、
圧縮行程後期において前記吸気淀み表面に接近して前記
気流淀み表面に沿って前記点火プラグへ進行するスキッ
シュ流を生成するような形状を有し、前記スキッシュ流
によって前記気流淀み側領域内に噴射された燃料が前記
点火プラグ近傍に導かれることを特徴とする。
火花点火機関は、ピストン頂面に燃焼室内に生成された
タンブル流を上方に偏向する***部を設け、前記ピスト
ン頂面に前記***部の頂部を境にしてタンブル流通過表
面と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼を実施する際
には、圧縮行程において燃料噴射弁により前記吸気淀み
表面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼室の気流
淀み側領域内に燃料が噴射され、前記燃焼室上壁面に配
置された点火プラグによって着火させる筒内噴射式火花
点火機関において、前記気流淀み表面は、圧縮行程後期
に前記点火プラグへ向かうように傾斜し、前記吸気淀み
表面に対向する前記燃焼室上壁面の表面部分の一部が、
圧縮行程後期において前記吸気淀み表面に接近して前記
気流淀み表面に沿って前記点火プラグへ進行するスキッ
シュ流を生成するような形状を有し、前記スキッシュ流
によって前記気流淀み側領域内に噴射された燃料が前記
点火プラグ近傍に導かれることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、圧縮行程初期における本
発明による筒内噴射式火花点火機関の第１実施形態を示
す吸排気ポートを通る概略縦断面図である。同図におい
て、１は燃焼室上壁面に開口する吸気ポートであり、２
はこの開口部を開閉可能な吸気弁である。３は燃焼室上
壁面に開口する排気ポートであり、４はこの開口部を開
閉可能な排気弁である。５は気筒内を摺動するピストン
である。吸気ポート１は、吸気行程において、燃焼室内
に排気ポート側の側壁に沿って下降し、吸気ポート側の
側壁に沿って上昇するタンブル流を生成するような構造
を有している。燃料噴射弁６は、吸気ポート１側の燃焼
室の側壁上部に配置されている。
発明による筒内噴射式火花点火機関の第１実施形態を示
す吸排気ポートを通る概略縦断面図である。同図におい
て、１は燃焼室上壁面に開口する吸気ポートであり、２
はこの開口部を開閉可能な吸気弁である。３は燃焼室上
壁面に開口する排気ポートであり、４はこの開口部を開
閉可能な排気弁である。５は気筒内を摺動するピストン
である。吸気ポート１は、吸気行程において、燃焼室内
に排気ポート側の側壁に沿って下降し、吸気ポート側の
側壁に沿って上昇するタンブル流を生成するような構造
を有している。燃料噴射弁６は、吸気ポート１側の燃焼
室の側壁上部に配置されている。
【０００９】図２はピストン５の頂面を示す平面図であ
る。図１及び２を参照すると、ピストン５の頂面には、
タンブル流が燃焼室の吸気ポート側の側壁に沿って上昇
しないように、タンブル流を上方に偏向するための***
部が形成されている。それにより、ピストン５の頂面に
は、***部の頂部５ａを境にしてタンブル流が通過する
排気ポート３側のタンブル流通過表面５ｂと、タンブル
流が通過しない吸気ポート１側の気流淀み表面５ｃとが
形成される。
る。図１及び２を参照すると、ピストン５の頂面には、
タンブル流が燃焼室の吸気ポート側の側壁に沿って上昇
しないように、タンブル流を上方に偏向するための***
部が形成されている。それにより、ピストン５の頂面に
は、***部の頂部５ａを境にしてタンブル流が通過する
排気ポート３側のタンブル流通過表面５ｂと、タンブル
流が通過しない吸気ポート１側の気流淀み表面５ｃとが
形成される。
【００１０】ピストン５頂面のタンブル流通過表面５ｂ
は、滑らかなわずかに凹状の傾斜面形状を有し、タンブ
ル流をあまり減衰させないようになっている。一方、ピ
ストン５頂面の気流淀み表面５ｃも滑らかな凹状の斜面
形状を有しており、この表面５ｃの略中央部には部分球
形状の窪み５ｄが形成されている。
は、滑らかなわずかに凹状の傾斜面形状を有し、タンブ
ル流をあまり減衰させないようになっている。一方、ピ
ストン５頂面の気流淀み表面５ｃも滑らかな凹状の斜面
形状を有しており、この表面５ｃの略中央部には部分球
形状の窪み５ｄが形成されている。
【００１１】図３は、圧縮行程後期における本発明によ
る筒内噴射式火花点火機関の第１実施形態を示す気筒中
心を通る概略縦断面図である。同図に示すように、点火
プラグ７は燃焼室上壁面の略中心に配置され、圧縮行程
後期において、前述の気流淀み表面５ｃが点火プラグ７
に向かうようになっている。
る筒内噴射式火花点火機関の第１実施形態を示す気筒中
心を通る概略縦断面図である。同図に示すように、点火
プラグ７は燃焼室上壁面の略中心に配置され、圧縮行程
後期において、前述の気流淀み表面５ｃが点火プラグ７
に向かうようになっている。
【００１２】燃料噴射弁６は、圧縮行程中期において気
流淀み表面５ｃに形成された窪み５ｄ内に燃料を噴射す
るように向けられている。燃焼室上壁面のタンブル流通
過表面５ｂに対向する表面部分８ａは、圧縮行程後期に
おいてタンブル流通過表面５ｂに対して接近するような
形状を有しており、これら二つの表面によって燃焼室の
タンブル流領域９ａが形成される。
流淀み表面５ｃに形成された窪み５ｄ内に燃料を噴射す
るように向けられている。燃焼室上壁面のタンブル流通
過表面５ｂに対向する表面部分８ａは、圧縮行程後期に
おいてタンブル流通過表面５ｂに対して接近するような
形状を有しており、これら二つの表面によって燃焼室の
タンブル流領域９ａが形成される。
【００１３】一方、燃焼室上壁面の気流淀み表面５ｃに
対向する表面部分８ｂは、略水平な表面とこの表面を燃
焼室の側壁に滑らかに接続する円弧状表面とを有してお
り、気流淀み表面５ｃにそれほど接近しないようになっ
ている。従って、圧縮行程後期において、燃焼室のタン
ブル流領域９ａでは、タンブル流が押し潰され、多数の
小さな渦流が生成されると共に、燃焼室の気流淀み領域
９ｂには、小さな渦流を含むタンブル流通過表面５ｂに
沿った気流が、タンブル流領域９ａから流入する。
対向する表面部分８ｂは、略水平な表面とこの表面を燃
焼室の側壁に滑らかに接続する円弧状表面とを有してお
り、気流淀み表面５ｃにそれほど接近しないようになっ
ている。従って、圧縮行程後期において、燃焼室のタン
ブル流領域９ａでは、タンブル流が押し潰され、多数の
小さな渦流が生成されると共に、燃焼室の気流淀み領域
９ｂには、小さな渦流を含むタンブル流通過表面５ｂに
沿った気流が、タンブル流領域９ａから流入する。
【００１４】この気流は、燃焼室上壁面の表面部分８ｂ
における略水平な表面と鋭角度で衝突するために、この
表面に沿って進行して円弧状表面に達し、偏向されて気
流淀み表面５ｃに達してさらに偏向され、気流淀み表面
５ｃに沿って点火プラグ７へ進行し、気流淀み領域９ｂ
によってタンブル流とは反対方向の流れが形成される。
における略水平な表面と鋭角度で衝突するために、この
表面に沿って進行して円弧状表面に達し、偏向されて気
流淀み表面５ｃに達してさらに偏向され、気流淀み表面
５ｃに沿って点火プラグ７へ進行し、気流淀み領域９ｂ
によってタンブル流とは反対方向の流れが形成される。
【００１５】本実施形態の筒内噴射式火花点火機関は、
機関低負荷時等において成層燃焼を実施するものであ
り、成層燃焼は全体的な空燃比を理論空燃比よりリーン
にすることができるために、燃費低減が可能となる。こ
のような成層燃焼を実施する時には、燃料噴射弁６によ
って圧縮行程中期において気流淀み表面５ｃの窪み５ｄ
内に燃料が噴射される。この燃料は、圧縮行程後期まで
に窪み５ｄ内で気化し、、前述の気流によって点火プラ
グ７の近傍に導かれ、点火プラグ７近傍に比較的濃厚な
混合気を形成する。
機関低負荷時等において成層燃焼を実施するものであ
り、成層燃焼は全体的な空燃比を理論空燃比よりリーン
にすることができるために、燃費低減が可能となる。こ
のような成層燃焼を実施する時には、燃料噴射弁６によ
って圧縮行程中期において気流淀み表面５ｃの窪み５ｄ
内に燃料が噴射される。この燃料は、圧縮行程後期まで
に窪み５ｄ内で気化し、、前述の気流によって点火プラ
グ７の近傍に導かれ、点火プラグ７近傍に比較的濃厚な
混合気を形成する。
【００１６】このように形成された混合気は、点火プラ
グ７によって確実に着火され、その後、この火炎が燃焼
室内の吸気に伝播して成層燃焼が実現される。この成層
燃焼において、点火プラグ７近傍には、小さな渦流を含
む前述の気流によって乱れが形成されているために、燃
焼速度の速い初期燃焼が実現され、さらに、燃焼室のタ
ンブル流領域９ａには前述したように小さな渦流が生成
され、また、気流淀み領域９ｂには前述の気流によって
運び込まれた小さな渦流が存在するために、燃焼室内全
体に小さな渦流が生成されており、燃焼の後期において
も燃焼速度を速くすることができ、非常に良好な成層燃
焼を実現することが可能である。
グ７によって確実に着火され、その後、この火炎が燃焼
室内の吸気に伝播して成層燃焼が実現される。この成層
燃焼において、点火プラグ７近傍には、小さな渦流を含
む前述の気流によって乱れが形成されているために、燃
焼速度の速い初期燃焼が実現され、さらに、燃焼室のタ
ンブル流領域９ａには前述したように小さな渦流が生成
され、また、気流淀み領域９ｂには前述の気流によって
運び込まれた小さな渦流が存在するために、燃焼室内全
体に小さな渦流が生成されており、燃焼の後期において
も燃焼速度を速くすることができ、非常に良好な成層燃
焼を実現することが可能である。
【００１７】機関高負荷時には、図４に示すように、吸
気行程において燃料を噴射すれば、タンブル流によって
圧縮行程後期までに気筒内に均一混合気を形成すること
ができ、前述の気流による点火プラグ７近傍の乱れ及び
燃焼室内全体の小さな渦流によって、燃焼速度の速い良
好な均一燃焼が実現され、高い機関出力を得ることがで
きる。もちろん、機関中負荷時等において、必要燃料量
の一部を吸気行程に噴射して気筒内に希薄な均一混合気
を形成し、残りを圧縮行程に噴射して点火プラグ７近傍
に比較的濃厚な混合気を形成することにより、比較的高
い機関出力が得られる成層燃焼を実施することも可能で
ある。
気行程において燃料を噴射すれば、タンブル流によって
圧縮行程後期までに気筒内に均一混合気を形成すること
ができ、前述の気流による点火プラグ７近傍の乱れ及び
燃焼室内全体の小さな渦流によって、燃焼速度の速い良
好な均一燃焼が実現され、高い機関出力を得ることがで
きる。もちろん、機関中負荷時等において、必要燃料量
の一部を吸気行程に噴射して気筒内に希薄な均一混合気
を形成し、残りを圧縮行程に噴射して点火プラグ７近傍
に比較的濃厚な混合気を形成することにより、比較的高
い機関出力が得られる成層燃焼を実施することも可能で
ある。
【００１８】図５は、圧縮行程後期における本発明によ
る筒内噴射式火花点火機関の第２実施形態を示す気筒中
心を通る概略縦断面図である。第１実施形態との違いの
みを以下に説明する。本実施形態の筒内噴射式火花点火
機関は、燃焼室上壁面のタンブル流通過表面５ｂに対向
する表面部分８ａ’と、気筒上壁面の気流淀み表面５ｃ
に対向する表面部分８ｂ’は、ピストン５の表面に対し
て同程度接近するようになっている。それにより、第１
実施形態のように、燃焼室の気流淀み領域９ｂ’には、
タンブル流領域９ａ’から気流は流入しない。
る筒内噴射式火花点火機関の第２実施形態を示す気筒中
心を通る概略縦断面図である。第１実施形態との違いの
みを以下に説明する。本実施形態の筒内噴射式火花点火
機関は、燃焼室上壁面のタンブル流通過表面５ｂに対向
する表面部分８ａ’と、気筒上壁面の気流淀み表面５ｃ
に対向する表面部分８ｂ’は、ピストン５の表面に対し
て同程度接近するようになっている。それにより、第１
実施形態のように、燃焼室の気流淀み領域９ｂ’には、
タンブル流領域９ａ’から気流は流入しない。
【００１９】ピストン５の気流淀み表面５ｃ’は、周囲
に略水平な部分を有しており、この部分に対向する燃焼
室上壁面の周囲部分とが、圧縮行程後期において非常に
接近してスキッシュエリア１０を形成するようになって
おり、これによって生成されるスキッシュ流が、気流淀
み表面５ｃに沿って点火プラグ７へ進行するようになっ
ている。
に略水平な部分を有しており、この部分に対向する燃焼
室上壁面の周囲部分とが、圧縮行程後期において非常に
接近してスキッシュエリア１０を形成するようになって
おり、これによって生成されるスキッシュ流が、気流淀
み表面５ｃに沿って点火プラグ７へ進行するようになっ
ている。
【００２０】成層燃焼を実施する際には、このスキッシ
ュ流によってピストン５の窪み５ｄに噴射された燃料が
点火プラグ７の近傍に導かれ、点火プラグ７近傍に比較
的濃厚な混合気を形成することができると共に点火プラ
グ７近傍にスキッシュ流による乱れを発生させることが
でき、第１実施形態同様に、良好な着火性及び初期燃焼
を実現することができる。
ュ流によってピストン５の窪み５ｄに噴射された燃料が
点火プラグ７の近傍に導かれ、点火プラグ７近傍に比較
的濃厚な混合気を形成することができると共に点火プラ
グ７近傍にスキッシュ流による乱れを発生させることが
でき、第１実施形態同様に、良好な着火性及び初期燃焼
を実現することができる。
【００２１】本実施形態では、圧縮行程後期において、
燃焼室上壁面のタンブル流通過表面５ｂに対向する表面
部分８ａ’が、タンブル流通過表面５ｂにそれほど接近
しないために、燃焼室のタンブル流領域９ａ’では、第
１実施形態のようにタンブル流が押し潰されることはな
く、タンブル流が維持される。しかしながら、このタン
ブル流に前述のスキッシュ流が衝突して、スキッシュ流
領域９ａ’内には多数の小さな渦流が生成されると共
に、気流淀み領域９ｂには、スキッシュ流によって乱れ
が発生される。それにより、初期燃焼後においても燃焼
速度の速い良好な燃焼を実現することができる。
燃焼室上壁面のタンブル流通過表面５ｂに対向する表面
部分８ａ’が、タンブル流通過表面５ｂにそれほど接近
しないために、燃焼室のタンブル流領域９ａ’では、第
１実施形態のようにタンブル流が押し潰されることはな
く、タンブル流が維持される。しかしながら、このタン
ブル流に前述のスキッシュ流が衝突して、スキッシュ流
領域９ａ’内には多数の小さな渦流が生成されると共
に、気流淀み領域９ｂには、スキッシュ流によって乱れ
が発生される。それにより、初期燃焼後においても燃焼
速度の速い良好な燃焼を実現することができる。
【００２２】前述した二つの実施形態において、点火プ
ラグ７は燃焼室上壁面の略中央部に配置することがで
き、それにより、燃焼室内全体に火炎が均一に伝播する
ために、燃焼を良好なものにすることができる。また、
点火プラグ７が燃焼室上壁面の排気ポート側に配置され
る場合に比較して配置位置の温度は低く、ノッキング及
びプレイグニッション等の異常燃焼を防止することがで
きる。燃料噴射弁６は、燃焼室内で比較的温度が低い吸
気ポート近傍に配置されているために、ベーパ発生等の
問題を防止することができる。
ラグ７は燃焼室上壁面の略中央部に配置することがで
き、それにより、燃焼室内全体に火炎が均一に伝播する
ために、燃焼を良好なものにすることができる。また、
点火プラグ７が燃焼室上壁面の排気ポート側に配置され
る場合に比較して配置位置の温度は低く、ノッキング及
びプレイグニッション等の異常燃焼を防止することがで
きる。燃料噴射弁６は、燃焼室内で比較的温度が低い吸
気ポート近傍に配置されているために、ベーパ発生等の
問題を防止することができる。
【００２３】第１実施形態において、ピストン５の気流
淀み表面５ｃに対向する燃焼室上壁面の表面部分８ｂ
を、略水平な表面と円弧状表面とによって構成したが、
これは、本発明を限定するものではなく、燃焼室のタン
ブル流領域９ａから流出する気流が、気流淀み領域９ｂ
において、ピストン５の気流淀み表面に沿って点火プラ
グ７へ向かうように偏向されれば良く、例えば、略水平
な表面でなくても、タンブル流領域９ａから流出する気
流が鋭角度で衝突するならば傾斜面としても良い。
淀み表面５ｃに対向する燃焼室上壁面の表面部分８ｂ
を、略水平な表面と円弧状表面とによって構成したが、
これは、本発明を限定するものではなく、燃焼室のタン
ブル流領域９ａから流出する気流が、気流淀み領域９ｂ
において、ピストン５の気流淀み表面に沿って点火プラ
グ７へ向かうように偏向されれば良く、例えば、略水平
な表面でなくても、タンブル流領域９ａから流出する気
流が鋭角度で衝突するならば傾斜面としても良い。
【００２４】第１及び第２実施形態において、ピストン
５の気流淀み表面５ｃに形成された窪み５ｄは、本発明
を限定するものではなく、例えば、窪みが省略された場
合には、成層燃焼を実施する際に、点火直前において気
流又はスキッシュ流に向けて燃料を噴射するようにすれ
ば良い。
５の気流淀み表面５ｃに形成された窪み５ｄは、本発明
を限定するものではなく、例えば、窪みが省略された場
合には、成層燃焼を実施する際に、点火直前において気
流又はスキッシュ流に向けて燃料を噴射するようにすれ
ば良い。
【００２５】
【発明の効果】このように、請求項１に記載の本発明に
よる筒内噴射式火花点火機関によれば、ピストン頂面に
燃焼室内に生成されたタンブル流を上方に偏向する***
部を設け、ピストン頂面に***部の頂部を境にしてタン
ブル流通過表面と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼
を実施する際には、圧縮行程において燃料噴射弁により
吸気淀み表面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼
室の気流淀み側領域内に燃料が噴射され、燃焼室上壁面
に配置された点火プラグによって着火させる筒内噴射式
火花点火機関において、気流淀み表面は、圧縮行程後期
に点火プラグへ向かうように傾斜しており、タンブル流
通過表面に対向する燃焼室上壁面の表面部分は、圧縮行
程後期においてタンブル流通過表面に接近して気流淀み
側領域内へ向かう気流を生成するような形状を有し、気
流淀み側領域は、この気流が気流淀み表面に沿って点火
プラグへ進行するように偏向される形状を有し、偏向さ
れた気流によって気流淀み側領域内に噴射された燃料が
点火プラグ近傍に導かれるために、点火時点において、
点火プラグ近傍には、燃料が集中すると共に気流によっ
て乱れが発生し、成層燃焼における良好な着火性及び初
期燃焼を実現することができる。燃焼室内全体は、タン
ブル流によって乱れが発生しており、初期燃焼後の燃焼
も良好なものとなる。
よる筒内噴射式火花点火機関によれば、ピストン頂面に
燃焼室内に生成されたタンブル流を上方に偏向する***
部を設け、ピストン頂面に***部の頂部を境にしてタン
ブル流通過表面と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼
を実施する際には、圧縮行程において燃料噴射弁により
吸気淀み表面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼
室の気流淀み側領域内に燃料が噴射され、燃焼室上壁面
に配置された点火プラグによって着火させる筒内噴射式
火花点火機関において、気流淀み表面は、圧縮行程後期
に点火プラグへ向かうように傾斜しており、タンブル流
通過表面に対向する燃焼室上壁面の表面部分は、圧縮行
程後期においてタンブル流通過表面に接近して気流淀み
側領域内へ向かう気流を生成するような形状を有し、気
流淀み側領域は、この気流が気流淀み表面に沿って点火
プラグへ進行するように偏向される形状を有し、偏向さ
れた気流によって気流淀み側領域内に噴射された燃料が
点火プラグ近傍に導かれるために、点火時点において、
点火プラグ近傍には、燃料が集中すると共に気流によっ
て乱れが発生し、成層燃焼における良好な着火性及び初
期燃焼を実現することができる。燃焼室内全体は、タン
ブル流によって乱れが発生しており、初期燃焼後の燃焼
も良好なものとなる。
【００２６】また、請求項２に記載の本発明による筒内
噴射式火花点火機関によれば、ピストン頂面に燃焼室内
に生成されたタンブル流を上方に偏向する***部を設
け、ピストン頂面に***部の頂部を境にしてタンブル流
通過表面と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼を実施
する際には、圧縮行程において燃料噴射弁により前記吸
気淀み表面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼室
の気流淀み側領域内に燃料が噴射され、前記燃焼室上壁
面に配置された点火プラグによって着火させる筒内噴射
式火花点火機関において、気流淀み表面は、圧縮行程後
期に点火プラグへ向かうように傾斜し、吸気淀み表面に
対向する燃焼室上壁面の表面部分の一部が、圧縮行程後
期において吸気淀み表面に接近して気流淀み表面に沿っ
て点火プラグへ進行するスキッシュ流を生成するような
形状を有し、このスキッシュ流によって気流淀み側領域
内に噴射された燃料が点火プラグ近傍に導かれるため
に、点火時点において、点火プラグ近傍には、燃料が集
中すると共に気流によって乱れが発生し、成層燃焼にお
ける良好な着火性及び初期燃焼を実現することができ
る。燃焼室内全体は、タンブル流によって乱れが発生し
ており、初期燃焼後の燃焼も良好なものとなる。
噴射式火花点火機関によれば、ピストン頂面に燃焼室内
に生成されたタンブル流を上方に偏向する***部を設
け、ピストン頂面に***部の頂部を境にしてタンブル流
通過表面と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼を実施
する際には、圧縮行程において燃料噴射弁により前記吸
気淀み表面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼室
の気流淀み側領域内に燃料が噴射され、前記燃焼室上壁
面に配置された点火プラグによって着火させる筒内噴射
式火花点火機関において、気流淀み表面は、圧縮行程後
期に点火プラグへ向かうように傾斜し、吸気淀み表面に
対向する燃焼室上壁面の表面部分の一部が、圧縮行程後
期において吸気淀み表面に接近して気流淀み表面に沿っ
て点火プラグへ進行するスキッシュ流を生成するような
形状を有し、このスキッシュ流によって気流淀み側領域
内に噴射された燃料が点火プラグ近傍に導かれるため
に、点火時点において、点火プラグ近傍には、燃料が集
中すると共に気流によって乱れが発生し、成層燃焼にお
ける良好な着火性及び初期燃焼を実現することができ
る。燃焼室内全体は、タンブル流によって乱れが発生し
ており、初期燃焼後の燃焼も良好なものとなる。
【図１】圧縮行程初期における本発明による筒内噴射式
火花点火機関の第１実施形態を示す吸排気ポートを通る
概略縦断面図である。
火花点火機関の第１実施形態を示す吸排気ポートを通る
概略縦断面図である。
【図２】図１のピストン頂面を示す平面図である。
【図３】圧縮行程後期における本発明による筒内噴射式
火花点火機関の第１実施形態を示す気筒中心を通る概略
縦断面図である。
火花点火機関の第１実施形態を示す気筒中心を通る概略
縦断面図である。
【図４】吸気行程における本発明による筒内噴射式火花
点火機関の第１実施形態を示す気筒中心を通る概略縦断
面図である。
点火機関の第１実施形態を示す気筒中心を通る概略縦断
面図である。
【図５】圧縮行程後期における本発明による筒内噴射式
火花点火機関の第２実施形態を示す気筒中心を通る概略
縦断面図である。
火花点火機関の第２実施形態を示す気筒中心を通る概略
縦断面図である。
１…吸気ポート ３…排気ポート ５…ピストン ５ｂ…タンブル流通過表面 ５ｃ，５ｃ’…気流淀み表面 ６…燃料噴射弁 ７…点火プラグ ９ａ，９ａ’…タンブル流領域 ９ｂ，９ｂ’…気流淀み領域 １０…スキッシュエリア
フロントページの続き (72)発明者 北東 宏之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 奥山 栄樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストン頂面に燃焼室内に生成されたタ
ンブル流を上方に偏向する***部を設け、前記ピストン
頂面に前記***部の頂部を境にしてタンブル流通過表面
と気流淀み表面とが形成され、成層燃焼を実施する際に
は、圧縮行程において燃料噴射弁により前記気流淀み表
面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼室の気流淀
み側領域内に燃料が噴射され、前記燃焼室上壁面に配置
された点火プラグによって着火させる筒内噴射式火花点
火機関において、前記気流淀み表面は、圧縮行程後期に
前記点火プラグへ向かうように傾斜しており、前記タン
ブル流通過表面に対向する前記燃焼室上壁面の表面部分
は、圧縮行程後期において前記タンブル流通過表面に接
近して前記気流淀み側領域内へ向かう気流を生成するよ
うな形状を有し、前記気流淀み側領域は、前記気流が前
記気流淀み表面に沿って前記点火プラグへ進行するよう
に偏向される形状を有し、偏向された前記気流によって
前記気流淀み側領域内に噴射された燃料が前記点火プラ
グ近傍に導かれることを特徴とする筒内噴射式火花点火
機関。 - 【請求項２】 ピストン頂面に燃焼室内に生成されたタ
ンブル流を上方に偏向する***部を設け、前記ピストン
頂面に前記***部の頂部を境にしてタンブル流通過表面
と吸気淀み表面とが形成され、成層燃焼を実施する際に
は、圧縮行程において燃料噴射弁により前記吸気淀み表
面と燃焼室上壁面とによって形成される燃焼室の気流淀
み側領域内に燃料が噴射され、前記燃焼室上壁面に配置
された点火プラグによって着火させる筒内噴射式火花点
火機関において、前記気流淀み表面は、圧縮行程後期に
前記点火プラグへ向かうように傾斜し、前記吸気淀み表
面に対向する前記燃焼室上壁面の表面部分の一部が、圧
縮行程後期において前記吸気淀み表面に接近して前記気
流淀み表面に沿って前記点火プラグへ進行するスキッシ
ュ流を生成するような形状を有し、前記スキッシュ流に
よって前記気流淀み側領域内に噴射された燃料が前記点
火プラグ近傍に導かれることを特徴とする筒内噴射式火
花点火機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8156728A JPH102224A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8156728A JPH102224A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102224A true JPH102224A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15634039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8156728A Pending JPH102224A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 筒内噴射式火花点火機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH102224A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6176216B1 (en) | 1997-09-11 | 2001-01-23 | Denso Corporation | Ignition control for fuel direct injection type engine |
| JP2018162730A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162727A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162731A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162729A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162733A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162728A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP8156728A patent/JPH102224A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6176216B1 (en) | 1997-09-11 | 2001-01-23 | Denso Corporation | Ignition control for fuel direct injection type engine |
| JP2018162730A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162727A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162731A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162729A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162733A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JP2018162728A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
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