JP3380379B2 - 筒内噴射エンジン - Google Patents
筒内噴射エンジンInfo
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を気筒内に直
接噴射供給するようにした筒内噴射エンジンに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から、燃料噴射弁をシリンダヘッド
に燃焼室内に臨むように装着し、燃料を気筒内に直接噴
射供給するようにした筒内噴射エンジンが提案されてい
る。上記燃料噴射弁は、所定の噴射角度を有する噴射口
を電磁コイルで進退駆動される弁体で開閉可能に構成さ
れており、要求燃料量に応じて上記電磁コイルへの通電
時間を制御して噴射口の開時間を制御し、もって燃料噴
射量を調整するようになっている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで上記筒内噴射
エンジンにおいては、エンジンの運転状態に応じて、燃
料を気筒内において均一に拡散分布させることにより燃
焼速度を上昇させる均一予混合気燃焼、あるいは点火プ
ラグの近傍に高濃度混合気を形成するとともに燃焼室の
隅部には希薄混合気を形成することにより高負荷でのノ
ッキングを防止する成層混合気燃焼を行うことが要請さ
れている。 【０００４】本発明は、上記従来の要請に応えるべくな
されたもので、成層混合気燃焼，均一予混合気燃焼を行
うことができる筒内噴射エンジンを提供することを目的
としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気筒
内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁を備えた筒内噴射エ
ンジンにおいて、シリンダヘッドに２つの吸気弁開口を
カム軸方向に並列に形成し、気筒軸方向に見て上記燃料
噴射弁の噴射口を、シリンダヘッドの上記両吸気弁開口
の間に位置し、かつ噴射軸線が排気側に向かうように配
設し、点火プラグを気筒軸付近に配設するとともに、シ
リンダヘッドの燃焼室天壁面の上記両吸気弁開口の間の
部分に、上記燃料噴射弁からの噴射燃料が上記点火プラ
グの電極に直接かかるのを防止するとともに、該噴射燃
料の霧化を促進するための突起部を形成し、上記突起部
は、噴射開口から噴射供給された燃料を左右方向流に分
離させる分離壁面と、点火プラグの電極を囲み、該電極
に燃料が直接かかることを回避する遮蔽壁とを有してい
ることを特徴としている。 【０００６】請求項１の発明によれば、シリンダヘッド
の天壁内面に突起部を形成したので、噴射供給された燃
料は該突起部により左，右に切り分け分離される。その
ため、点火プラグに噴射燃料が直接かかることを防止で
き、また、該突起部を設けたことにより、特に上記分離
した燃料の到達部位付近が高温となり、上記燃料の霧化
を促進できる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を図
に基づいて説明する。なお、本明細書の全ての図におい
て、同一符号は同一又は相当部分を示す。図１〜図７は
上記第１実施形態による筒内噴射エンジンを説明するた
めの図であり、図１，図２は断面側面図、図３は本エン
ジンの要部断面側面図、図４はシリンダヘッドの底面
図、図５はピストンのキャビティを示す平面図、図６，
７は燃焼室内の温度変化を示す図である。 【０００８】図において、１は水冷式４サイクル並列多
気筒４バルブエンジンであり、シリンダブロック２のヘ
ッド側合面上にシリンダヘッド３をヘッドボルト２０で
結合し、該シリンダヘッド３の上部に形成されたカム室
４をヘッドカバー５で覆った構造を有している。 【０００９】上記シリンダブロック２内にはピストン７
が摺動自在に挿入されるシリンダボア６ｄを有する鋳鉄
製のシリンダライナ６が挿入固定されている。該シリン
ダライナ６の上部にはフランジ部６ａが厚肉かつピスト
ンストロークの１／２程度の高さに形成されており、該
フランジ部６ａの上面にはシリンダヘッド３内の冷却ジ
ャケット３ｆに連通する環状溝部６ｂが形成され、該環
状溝部６ｂは、該フランジ部６ａを斜め下方に貫通する
ように形成された貫通孔６ｃによりシリンダブロック２
の冷却ジャケット２ａに連通している。 【００１０】上記ピストン７は円筒部７ａにピストンピ
ンが挿入されるピンボス部７ｂを形成するとともに上端
を頂部７ｃで閉塞してなるものであり、該頂部７ｃには
シリンダヘッド３の下面に凹設された燃焼凹部３ａとで
燃焼室を構成するキャビティ８が凹設されている。この
キャビティ８は図５に示すように、円形の凹部８ａと、
該円形凹部８ａの吸気側にて径方向外側に突出する導入
部８ｂと、該円形凹部８ａの排気側にて径方向中心側に
突出する反射部８ｃと、導入傾斜面８ｄの左，右側に凹
設され、左，右の吸気弁開口１０ａ，１０ｂと対向する
対向凹部４２ａ，４２ｂとを備えている。 【００１１】上記円形凹部８ａの導入部８ｂは噴射され
た燃料をキャビティ８内に導入するためのものであり、
その外側端部には導入傾斜面８ｄが形成されている。ま
た上記反射部８ｃは、燃料噴射弁１４からの噴射燃料の
一部を点火プラグ９側に吹き上げるとともに残りをキャ
ビティ８内の向かわせるためのものであり、その内側に
は反射傾斜面８ｅが形成されている。この反射傾斜面８
ｅは略気筒中心に位置しており、該反射傾斜面８ｅの真
上に点火プラグ９の電極９ａが位置している。 【００１２】上記シリンダヘッド３の燃焼凹部３ａに
は、２つの左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂと、２つの
左，右排気管開口１１ａ，１１ｂが開口している。上記
左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂは、図１に示すよう
に、二股状の吸気ポート１２ａにより合流しつつシリン
ダヘッドの後壁３ｂに導出されている。ここで上記吸気
ポート１２ａは、カム軸方向に見ると（図１参照）、吸
気弁１５の弁軸１５ｂと同軸をなすスロート部１２ｂが
比較的長く形成されており、そのため該吸気ポート１２
ａの直線部１２ｃとブロック側合面３ｇとの間には後述
する燃料噴射弁１４の配置スペースが確保されている。 【００１３】また上記吸気ポート１２ａには、吸気マニ
ホールド１２の分岐部１２ｄが接続されている。この分
岐部１２ｄには、偏流弁１７が配設されている。偏流弁
１７は切欠部１７ａを有し、カム軸と平行の弁軸１７ｂ
回りに全開位置と図２に実線で示す閉位置との間で回動
可能となっており、図示しないアクチュエータにより開
閉駆動される。上記偏流弁１７を閉位置に回動させる
と、吸気は上記吸気ポート１２ａの天壁と上記切欠部１
７ａとの間を通って天壁側に偏って流れ、気筒中心側寄
りからシリンダボア６ｄの排気側内面に沿って軸方向に
流れてピストン頂面で反転し、これによりシリンダボア
６ｄ内にて縦方向の渦、いわゆるタンブルが左，右一対
発生する。 【００１４】また上記左，右の排気弁開口１１ａ，１１
ｂは二股状の排気ポート１３ａにより合流されつつシリ
ンダヘッド前壁３ｃに導出され、該導出開口には排気菅
１３が接続されている。 【００１５】上記吸気弁開口１０ａ，１０ｂの排気側へ
の偏位配置により、シリンダヘッド３の燃焼凹部３ａ内
の左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂ間部分には平坦の広
いスキッシュ面３ｄが確保されており、該スキッシュ面
３ｄのカム軸方向中心に、噴射開口３ｅが形成されてい
る。この噴射開口３ｅ内には、吸気ポート１２ａの直線
部１２ｃとブロック側合面３ｇとの間に、該直線部１２
ｃと略平行に挿入配置された燃料噴射弁１４の噴射部１
４ａが位置している。 【００１６】上記燃料噴射弁１４は、上記噴射部１４ａ
内に形成された噴射ノズルを電磁コイルで進退駆動され
る弁体で開閉する構造のものであり、上記噴射部１４ａ
の先端面は、上記燃焼凹部３ａの内面，及びスキッシュ
面３ｄと面一となるように形成されている。また上記噴
射ノズルは図２に示すように、ピストン７が上死点から
１／２〜１／３ストローク位置に位置している場合に、
燃料が上記ピストン７の反射傾斜面８ｅに向かって噴射
されるようにその角度，方向が設定されている。この場
合、噴射角度はθに、噴射方向は噴射弁１４の軸線と噴
射燃料の軸線とのなす角度はθ′に設定されている。な
お、１４ｆは燃料噴射弁１４に高圧燃料を供給する燃料
供給レールである。 【００１７】また上記左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂ
は、左，右吸気弁１５，１５の弁頭１５ａにより開閉可
能となっており、また左，右排気弁開口１１ａ，１１ｂ
は左，右排気弁１６，１６の弁頭１６ａで開閉可能とな
っている。上記吸気弁１５，排気弁１６は、それぞれの
弁軸１５ｂ，１６ｂが所定の挟み角度をなすように配設
されており、該各弁軸１５ｂ，１６ｂの上端に装着され
たリフタ１７，１７を介してそれぞれ吸気，排気カム軸
１８，１９で開閉駆動される。 【００１８】上記吸気カム軸１８はシリンダヘッド３側
に形成された軸受部１８ａ及び軸受キャップ１８ｂによ
り軸支されており、また上記排気カム軸１９はシリンダ
ヘッド３側の軸受部１９ａ及び軸受キャップ１９ｂによ
り軸支されている。そして吸気カム軸１８は、排気カム
軸１９よりｅだけ高所に配置されている。 【００１９】ここで上記排気弁１６は、その軸線ａと排
気カム軸１９との交点ｂがシリンダボア６ｄの最排気側
部分の延長線ｃと略一致するような傾斜角度でもって配
設されている。また、上記吸気弁１５は、その軸線ａ′
と吸気カム軸１８との交点ｂ′がシリンダボア６ｄの最
吸気側部分の延長線ｃ′より気筒軸側にｄだけ偏位する
傾斜角度でもって配設されている。即ち、本実施形態エ
ンジンでは、カム軸１８，１９は、その軸線が略シリン
ダボア６ｄの気筒軸方向投影面内に位置するような狭い
間隔を開けて配置されており、上記バルブ挟み角度は約
２０°と狭くなっている。 【００２０】このようにバルブ挟み角度を狭く設定した
ことにより、弁頭１５ａ，１６ａが略平坦面をなすこと
となり、その結果燃焼凹部３ａの表面形状が略平坦とな
るとともに該燃焼凹部３ａの容積が小さくなり、上記キ
ャビティ８を設けながら高い圧縮比を実現している。 【００２１】また上記バルブ挟み角度を小さくしたこと
から、吸気ポート１２ａの直線部１２ｃを気筒軸となす
角度が小さくなるように起立させることができ、スロー
ト部１２ｂを長く設定したこととあいまって、該吸気ポ
ート１２ａとブロック側合面３ｇとの間に燃料噴射弁１
４の配置スペースを確保できたものである。 【００２２】また上述のように、吸気カム軸１８を寸法
ｅだけ高所に配置した点から、必要なスロート長を確保
しながら吸気ポート１２ａを起立させることができ、燃
料噴射弁１４の配置スペースを確保できたものである。
そして配置スペースに比較的余裕が得られたことから、
燃料噴射弁１４を囲むように冷却ジャケット３ｆを形成
することができ、該燃料噴射弁１４を燃焼室３ａに向け
て燃料を噴射可能な位置に配設できたものである。 【００２３】図３〜５において、４０は、シリンダヘッ
ド３の燃焼凹部３ａに開口する左，右吸気弁開口１０
ａ，１０ｂの間（バルブブリッジ）に配設された突起部
を示している。この突起部４０は、上記噴射開口３ｅか
ら噴射供給された燃料を左，右方向流Ｄ，Ｅに分離させ
る分離壁面４０ａ，４０ａと、上記点火プラグ９の電極
９ａを囲み、該電極９ａに燃料が直接かかることを回避
する遮蔽壁面４０ｂとを有している。 【００２４】このように本実施形態では、噴射された燃
料を突起部４０で左，右方向流Ｄ，Ｅに分離させるとと
もに、導入傾斜面８ｄ側の左，右に吸気弁開口１０ａ，
１０ｂと対向する対向凹部４２ａ，４２ｂを凹設したの
で、燃料と空気との混合をより一層促進することができ
る。 【００２５】また突起部４０を設けたので、噴射燃料は
左，右方向流Ｄ，Ｅに切り分け分離され、噴射された燃
料が点火プラグ９の電極９ａに直接当たるのを回避でき
る。また突起部４０を設けたことにより上記分離された
燃料の到達部位付近の温度が上昇し、霧化が促進され
る。 【００２６】ここで、上記突起部４０を設けたことによ
るシリンダヘッドの燃料凹部３ａ内の温度分布を測定し
た。この測定では、突起部４０の形成された直線Ａ上の
ポイント５０，５１，５６，５５と、吸気弁開口，排気
弁開口を結ぶ直線Ｂ上のポイント５３，５２，５７，５
８について調べた。 【００２７】図６，７に示すようにいずれのポイントに
おいても、エンジン回転数，速度の上昇に伴って温度上
昇するが、特に上記左，右方向流Ｄ，Ｅの到達部位間に
位置するポイント５６，５７の温度がエンジン回転数，
速度が増加するとともに大幅に上昇する。これにより、
上記分離された燃料は充分な熱が与えられることとな
り、霧化が促進される。 【００２８】一般にエンジンでは、エンジン回転数が増
大するに従って、多量の燃料を霧化させる必要があり、
しかもこの霧化に要する時間を短縮する必要がある。本
エンジンでは、燃焼凹部３ａ内の左，右吸気弁開口１０
ａ，１０ｂ間に上記突起４０を突設したので、該突起４
０により燃料到達部位の温度を高くでき、それだけ燃料
の蒸発時間を短縮できることとなる。 【００２９】なお、図６において、Ｆは８００ｒｐｍの
時の、Ｇは４８００ｒｐｍの時の、Ｈは５６００ｒｐｍ
の時の上記各ポイントの温度変化をそれぞれ示す特性線
である。また、図７において、Ｉは６０ｋｍ／ｈの時
の、Ｊは１２０ｋｍ／ｈの時の、Ｋは１８０ｋｍ／ｈの
時の上記各ポイントの温度変化をそれぞれ示す特性線で
ある。 【００３０】 【発明の効果】本発明によれば、シリンダヘッドのバル
ブブリッジに噴射燃料を切り分ける分離する突起部を配
設したので、噴射燃料が点火プラグに直接かかることを
防止でき、また、燃料の霧化を促進できる効果がある。
接噴射供給するようにした筒内噴射エンジンに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から、燃料噴射弁をシリンダヘッド
に燃焼室内に臨むように装着し、燃料を気筒内に直接噴
射供給するようにした筒内噴射エンジンが提案されてい
る。上記燃料噴射弁は、所定の噴射角度を有する噴射口
を電磁コイルで進退駆動される弁体で開閉可能に構成さ
れており、要求燃料量に応じて上記電磁コイルへの通電
時間を制御して噴射口の開時間を制御し、もって燃料噴
射量を調整するようになっている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで上記筒内噴射
エンジンにおいては、エンジンの運転状態に応じて、燃
料を気筒内において均一に拡散分布させることにより燃
焼速度を上昇させる均一予混合気燃焼、あるいは点火プ
ラグの近傍に高濃度混合気を形成するとともに燃焼室の
隅部には希薄混合気を形成することにより高負荷でのノ
ッキングを防止する成層混合気燃焼を行うことが要請さ
れている。 【０００４】本発明は、上記従来の要請に応えるべくな
されたもので、成層混合気燃焼，均一予混合気燃焼を行
うことができる筒内噴射エンジンを提供することを目的
としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気筒
内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁を備えた筒内噴射エ
ンジンにおいて、シリンダヘッドに２つの吸気弁開口を
カム軸方向に並列に形成し、気筒軸方向に見て上記燃料
噴射弁の噴射口を、シリンダヘッドの上記両吸気弁開口
の間に位置し、かつ噴射軸線が排気側に向かうように配
設し、点火プラグを気筒軸付近に配設するとともに、シ
リンダヘッドの燃焼室天壁面の上記両吸気弁開口の間の
部分に、上記燃料噴射弁からの噴射燃料が上記点火プラ
グの電極に直接かかるのを防止するとともに、該噴射燃
料の霧化を促進するための突起部を形成し、上記突起部
は、噴射開口から噴射供給された燃料を左右方向流に分
離させる分離壁面と、点火プラグの電極を囲み、該電極
に燃料が直接かかることを回避する遮蔽壁とを有してい
ることを特徴としている。 【０００６】請求項１の発明によれば、シリンダヘッド
の天壁内面に突起部を形成したので、噴射供給された燃
料は該突起部により左，右に切り分け分離される。その
ため、点火プラグに噴射燃料が直接かかることを防止で
き、また、該突起部を設けたことにより、特に上記分離
した燃料の到達部位付近が高温となり、上記燃料の霧化
を促進できる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を図
に基づいて説明する。なお、本明細書の全ての図におい
て、同一符号は同一又は相当部分を示す。図１〜図７は
上記第１実施形態による筒内噴射エンジンを説明するた
めの図であり、図１，図２は断面側面図、図３は本エン
ジンの要部断面側面図、図４はシリンダヘッドの底面
図、図５はピストンのキャビティを示す平面図、図６，
７は燃焼室内の温度変化を示す図である。 【０００８】図において、１は水冷式４サイクル並列多
気筒４バルブエンジンであり、シリンダブロック２のヘ
ッド側合面上にシリンダヘッド３をヘッドボルト２０で
結合し、該シリンダヘッド３の上部に形成されたカム室
４をヘッドカバー５で覆った構造を有している。 【０００９】上記シリンダブロック２内にはピストン７
が摺動自在に挿入されるシリンダボア６ｄを有する鋳鉄
製のシリンダライナ６が挿入固定されている。該シリン
ダライナ６の上部にはフランジ部６ａが厚肉かつピスト
ンストロークの１／２程度の高さに形成されており、該
フランジ部６ａの上面にはシリンダヘッド３内の冷却ジ
ャケット３ｆに連通する環状溝部６ｂが形成され、該環
状溝部６ｂは、該フランジ部６ａを斜め下方に貫通する
ように形成された貫通孔６ｃによりシリンダブロック２
の冷却ジャケット２ａに連通している。 【００１０】上記ピストン７は円筒部７ａにピストンピ
ンが挿入されるピンボス部７ｂを形成するとともに上端
を頂部７ｃで閉塞してなるものであり、該頂部７ｃには
シリンダヘッド３の下面に凹設された燃焼凹部３ａとで
燃焼室を構成するキャビティ８が凹設されている。この
キャビティ８は図５に示すように、円形の凹部８ａと、
該円形凹部８ａの吸気側にて径方向外側に突出する導入
部８ｂと、該円形凹部８ａの排気側にて径方向中心側に
突出する反射部８ｃと、導入傾斜面８ｄの左，右側に凹
設され、左，右の吸気弁開口１０ａ，１０ｂと対向する
対向凹部４２ａ，４２ｂとを備えている。 【００１１】上記円形凹部８ａの導入部８ｂは噴射され
た燃料をキャビティ８内に導入するためのものであり、
その外側端部には導入傾斜面８ｄが形成されている。ま
た上記反射部８ｃは、燃料噴射弁１４からの噴射燃料の
一部を点火プラグ９側に吹き上げるとともに残りをキャ
ビティ８内の向かわせるためのものであり、その内側に
は反射傾斜面８ｅが形成されている。この反射傾斜面８
ｅは略気筒中心に位置しており、該反射傾斜面８ｅの真
上に点火プラグ９の電極９ａが位置している。 【００１２】上記シリンダヘッド３の燃焼凹部３ａに
は、２つの左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂと、２つの
左，右排気管開口１１ａ，１１ｂが開口している。上記
左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂは、図１に示すよう
に、二股状の吸気ポート１２ａにより合流しつつシリン
ダヘッドの後壁３ｂに導出されている。ここで上記吸気
ポート１２ａは、カム軸方向に見ると（図１参照）、吸
気弁１５の弁軸１５ｂと同軸をなすスロート部１２ｂが
比較的長く形成されており、そのため該吸気ポート１２
ａの直線部１２ｃとブロック側合面３ｇとの間には後述
する燃料噴射弁１４の配置スペースが確保されている。 【００１３】また上記吸気ポート１２ａには、吸気マニ
ホールド１２の分岐部１２ｄが接続されている。この分
岐部１２ｄには、偏流弁１７が配設されている。偏流弁
１７は切欠部１７ａを有し、カム軸と平行の弁軸１７ｂ
回りに全開位置と図２に実線で示す閉位置との間で回動
可能となっており、図示しないアクチュエータにより開
閉駆動される。上記偏流弁１７を閉位置に回動させる
と、吸気は上記吸気ポート１２ａの天壁と上記切欠部１
７ａとの間を通って天壁側に偏って流れ、気筒中心側寄
りからシリンダボア６ｄの排気側内面に沿って軸方向に
流れてピストン頂面で反転し、これによりシリンダボア
６ｄ内にて縦方向の渦、いわゆるタンブルが左，右一対
発生する。 【００１４】また上記左，右の排気弁開口１１ａ，１１
ｂは二股状の排気ポート１３ａにより合流されつつシリ
ンダヘッド前壁３ｃに導出され、該導出開口には排気菅
１３が接続されている。 【００１５】上記吸気弁開口１０ａ，１０ｂの排気側へ
の偏位配置により、シリンダヘッド３の燃焼凹部３ａ内
の左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂ間部分には平坦の広
いスキッシュ面３ｄが確保されており、該スキッシュ面
３ｄのカム軸方向中心に、噴射開口３ｅが形成されてい
る。この噴射開口３ｅ内には、吸気ポート１２ａの直線
部１２ｃとブロック側合面３ｇとの間に、該直線部１２
ｃと略平行に挿入配置された燃料噴射弁１４の噴射部１
４ａが位置している。 【００１６】上記燃料噴射弁１４は、上記噴射部１４ａ
内に形成された噴射ノズルを電磁コイルで進退駆動され
る弁体で開閉する構造のものであり、上記噴射部１４ａ
の先端面は、上記燃焼凹部３ａの内面，及びスキッシュ
面３ｄと面一となるように形成されている。また上記噴
射ノズルは図２に示すように、ピストン７が上死点から
１／２〜１／３ストローク位置に位置している場合に、
燃料が上記ピストン７の反射傾斜面８ｅに向かって噴射
されるようにその角度，方向が設定されている。この場
合、噴射角度はθに、噴射方向は噴射弁１４の軸線と噴
射燃料の軸線とのなす角度はθ′に設定されている。な
お、１４ｆは燃料噴射弁１４に高圧燃料を供給する燃料
供給レールである。 【００１７】また上記左，右吸気弁開口１０ａ，１０ｂ
は、左，右吸気弁１５，１５の弁頭１５ａにより開閉可
能となっており、また左，右排気弁開口１１ａ，１１ｂ
は左，右排気弁１６，１６の弁頭１６ａで開閉可能とな
っている。上記吸気弁１５，排気弁１６は、それぞれの
弁軸１５ｂ，１６ｂが所定の挟み角度をなすように配設
されており、該各弁軸１５ｂ，１６ｂの上端に装着され
たリフタ１７，１７を介してそれぞれ吸気，排気カム軸
１８，１９で開閉駆動される。 【００１８】上記吸気カム軸１８はシリンダヘッド３側
に形成された軸受部１８ａ及び軸受キャップ１８ｂによ
り軸支されており、また上記排気カム軸１９はシリンダ
ヘッド３側の軸受部１９ａ及び軸受キャップ１９ｂによ
り軸支されている。そして吸気カム軸１８は、排気カム
軸１９よりｅだけ高所に配置されている。 【００１９】ここで上記排気弁１６は、その軸線ａと排
気カム軸１９との交点ｂがシリンダボア６ｄの最排気側
部分の延長線ｃと略一致するような傾斜角度でもって配
設されている。また、上記吸気弁１５は、その軸線ａ′
と吸気カム軸１８との交点ｂ′がシリンダボア６ｄの最
吸気側部分の延長線ｃ′より気筒軸側にｄだけ偏位する
傾斜角度でもって配設されている。即ち、本実施形態エ
ンジンでは、カム軸１８，１９は、その軸線が略シリン
ダボア６ｄの気筒軸方向投影面内に位置するような狭い
間隔を開けて配置されており、上記バルブ挟み角度は約
２０°と狭くなっている。 【００２０】このようにバルブ挟み角度を狭く設定した
ことにより、弁頭１５ａ，１６ａが略平坦面をなすこと
となり、その結果燃焼凹部３ａの表面形状が略平坦とな
るとともに該燃焼凹部３ａの容積が小さくなり、上記キ
ャビティ８を設けながら高い圧縮比を実現している。 【００２１】また上記バルブ挟み角度を小さくしたこと
から、吸気ポート１２ａの直線部１２ｃを気筒軸となす
角度が小さくなるように起立させることができ、スロー
ト部１２ｂを長く設定したこととあいまって、該吸気ポ
ート１２ａとブロック側合面３ｇとの間に燃料噴射弁１
４の配置スペースを確保できたものである。 【００２２】また上述のように、吸気カム軸１８を寸法
ｅだけ高所に配置した点から、必要なスロート長を確保
しながら吸気ポート１２ａを起立させることができ、燃
料噴射弁１４の配置スペースを確保できたものである。
そして配置スペースに比較的余裕が得られたことから、
燃料噴射弁１４を囲むように冷却ジャケット３ｆを形成
することができ、該燃料噴射弁１４を燃焼室３ａに向け
て燃料を噴射可能な位置に配設できたものである。 【００２３】図３〜５において、４０は、シリンダヘッ
ド３の燃焼凹部３ａに開口する左，右吸気弁開口１０
ａ，１０ｂの間（バルブブリッジ）に配設された突起部
を示している。この突起部４０は、上記噴射開口３ｅか
ら噴射供給された燃料を左，右方向流Ｄ，Ｅに分離させ
る分離壁面４０ａ，４０ａと、上記点火プラグ９の電極
９ａを囲み、該電極９ａに燃料が直接かかることを回避
する遮蔽壁面４０ｂとを有している。 【００２４】このように本実施形態では、噴射された燃
料を突起部４０で左，右方向流Ｄ，Ｅに分離させるとと
もに、導入傾斜面８ｄ側の左，右に吸気弁開口１０ａ，
１０ｂと対向する対向凹部４２ａ，４２ｂを凹設したの
で、燃料と空気との混合をより一層促進することができ
る。 【００２５】また突起部４０を設けたので、噴射燃料は
左，右方向流Ｄ，Ｅに切り分け分離され、噴射された燃
料が点火プラグ９の電極９ａに直接当たるのを回避でき
る。また突起部４０を設けたことにより上記分離された
燃料の到達部位付近の温度が上昇し、霧化が促進され
る。 【００２６】ここで、上記突起部４０を設けたことによ
るシリンダヘッドの燃料凹部３ａ内の温度分布を測定し
た。この測定では、突起部４０の形成された直線Ａ上の
ポイント５０，５１，５６，５５と、吸気弁開口，排気
弁開口を結ぶ直線Ｂ上のポイント５３，５２，５７，５
８について調べた。 【００２７】図６，７に示すようにいずれのポイントに
おいても、エンジン回転数，速度の上昇に伴って温度上
昇するが、特に上記左，右方向流Ｄ，Ｅの到達部位間に
位置するポイント５６，５７の温度がエンジン回転数，
速度が増加するとともに大幅に上昇する。これにより、
上記分離された燃料は充分な熱が与えられることとな
り、霧化が促進される。 【００２８】一般にエンジンでは、エンジン回転数が増
大するに従って、多量の燃料を霧化させる必要があり、
しかもこの霧化に要する時間を短縮する必要がある。本
エンジンでは、燃焼凹部３ａ内の左，右吸気弁開口１０
ａ，１０ｂ間に上記突起４０を突設したので、該突起４
０により燃料到達部位の温度を高くでき、それだけ燃料
の蒸発時間を短縮できることとなる。 【００２９】なお、図６において、Ｆは８００ｒｐｍの
時の、Ｇは４８００ｒｐｍの時の、Ｈは５６００ｒｐｍ
の時の上記各ポイントの温度変化をそれぞれ示す特性線
である。また、図７において、Ｉは６０ｋｍ／ｈの時
の、Ｊは１２０ｋｍ／ｈの時の、Ｋは１８０ｋｍ／ｈの
時の上記各ポイントの温度変化をそれぞれ示す特性線で
ある。 【００３０】 【発明の効果】本発明によれば、シリンダヘッドのバル
ブブリッジに噴射燃料を切り分ける分離する突起部を配
設したので、噴射燃料が点火プラグに直接かかることを
防止でき、また、燃料の霧化を促進できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による筒内噴射エンジン
断面側面図である。 【図２】上記第１実施形態エンジンの断面側面図であ
る。 【図３】上記第１実施形態によるエンジンの要部断面側
面図である。 【図４】上記第１実施形態エンジンのシリンダヘッドの
底面図である。 【図５】上記第１実施形態エンジンのピストンのキャビ
ティを示す平面図である。 【図６】上記第１実施形態エンジンの温度特性図であ
る。 【図７】上記第１実施形態エンジンの温度特性図であ
る。 【符号の説明】 １ 筒内噴射エンジン ３ シリンダヘッド ６ｄ シリンダボア（気筒） ９ 点火プラグ １０ａ，１０ｂ 吸気弁開口 １４ 燃料噴射弁 １８ 吸気カム軸 ４０ 突起部 ４０ａ 分離壁面 ４０ｂ 遮蔽壁面 Ｄ，Ｅ 左，右方向流
断面側面図である。 【図２】上記第１実施形態エンジンの断面側面図であ
る。 【図３】上記第１実施形態によるエンジンの要部断面側
面図である。 【図４】上記第１実施形態エンジンのシリンダヘッドの
底面図である。 【図５】上記第１実施形態エンジンのピストンのキャビ
ティを示す平面図である。 【図６】上記第１実施形態エンジンの温度特性図であ
る。 【図７】上記第１実施形態エンジンの温度特性図であ
る。 【符号の説明】 １ 筒内噴射エンジン ３ シリンダヘッド ６ｄ シリンダボア（気筒） ９ 点火プラグ １０ａ，１０ｂ 吸気弁開口 １４ 燃料噴射弁 １８ 吸気カム軸 ４０ 突起部 ４０ａ 分離壁面 ４０ｂ 遮蔽壁面 Ｄ，Ｅ 左，右方向流
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 23/10
F02M 61/14 310
F02M 69/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 気筒内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁
を備えた筒内噴射エンジンにおいて、シリンダヘッドに
２つの吸気弁開口をカム軸方向に並列に形成し、気筒軸
方向に見て上記燃料噴射弁の噴射口を、シリンダヘッド
の上記両吸気弁開口の間に位置し、かつ噴射軸線が排気
側に向かうように配設し、点火プラグを気筒軸付近に配
設するとともに、シリンダヘッドの燃焼室天壁面の上記
両吸気弁開口の間の部分に、上記燃料噴射弁からの噴射
燃料が上記点火プラグの電極に直接かかるのを防止する
とともに、該噴射燃料の霧化を促進するための突起部を
形成し、上記突起部は、噴射開口から噴射供給された燃
料を左右方向流に分離させる分離壁面と、点火プラグの
電極を囲み、該電極に燃料が直接かかることを回避する
遮蔽壁とを有していることを特徴とする筒内噴射エンジ
ン。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20957395A JP3380379B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-08-17 | 筒内噴射エンジン |
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| US09/026,109 US5908018A (en) | 1995-08-17 | 1998-02-19 | Direct injected engine |
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| JP7-104023 | 1995-04-27 | ||
| JP20957395A JP3380379B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-08-17 | 筒内噴射エンジン |
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|---|---|
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Family
ID=26444580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP1191200A1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-03-27 | Hitachi, Ltd. | Cylinder injection type internal combustion engine |
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| JP5262991B2 (ja) * | 2009-05-22 | 2013-08-14 | マツダ株式会社 | 火花点火式直噴エンジンの吸気制御装置 |
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-
1995
- 1995-08-17 JP JP20957395A patent/JP3380379B2/ja not_active Expired - Fee Related
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