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JPH06257432A - Fuel supply system for internal combustion engine - Google Patents

Fuel supply system for internal combustion engine

Info

Publication number
JPH06257432A
JPH06257432A JP5044168A JP4416893A JPH06257432A JP H06257432 A JPH06257432 A JP H06257432A JP 5044168 A JP5044168 A JP 5044168A JP 4416893 A JP4416893 A JP 4416893A JP H06257432 A JPH06257432 A JP H06257432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
fuel
valve
fuel injection
cylinder
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
JP5044168A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Takagi
靖雄 高木
Tomonori Urushibara
友則 漆原
Akihiro Iiyama
明裕 飯山
Minoru Imashiro
実 今城
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 JP5044168A priority Critical patent/JPH06257432A/en
Publication of JPH06257432A publication Critical patent/JPH06257432A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stratify a mixture by specifying the injection direction and injection timing of fuel. CONSTITUTION:In the fuel supply system of an internal combustion engine, which is having constitution in which two air intake ports are opened in a line mutually to a combustion chamber wall 9 and a longitudinal direction spiral flow is caused in a cylinder 2, and in which a spark plug 8 is arranged in the nearly middle of a combustion chamber 11 and a fuel injection valve 4 is arranged on the upstream side from the branch point of each air intake port; the fuel injection direction of the fuel injection valve 4 is set in the upper part region, on the inner side nipped by the valve stem 16 of each air intake valve 1 and near to the spark plug 8, and fuel injection timing is set in the first half of the intake stroke of air.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved fuel supply system for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】希薄混合気でも安定した燃焼を得る方法
として、燃焼室に適度な空気流動を生起するとともに、
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。
2. Description of the Related Art As a method for obtaining stable combustion even with a lean air-fuel mixture, an appropriate air flow is generated in a combustion chamber,
Stratification of the air-fuel mixture that makes the air-fuel ratio near the spark plug richer than the other is effective.

【0003】混合気の成層化をはかる燃料供給装置とし
て、従来例えば図11に示すようなものがある(特開昭
61−237881号公報、参照)。
As a fuel supply device for stratifying an air-fuel mixture, there is a conventional fuel supply device as shown in, for example, FIG. 11 (see JP-A-61-237881).

【0004】これについて説明すると、燃焼室11に2
つの吸気ポート6を互いに並んで開口させ、燃焼室11
の略中央に点火栓8を配設し、各吸気ポート6の分岐点
より上流側に燃料噴射弁4を配設した内燃機関であっ
て、燃料噴射弁4から噴射された燃料が各吸気ポート6
の開口端に到達する際に、各吸気弁1のバルブステム1
6に挟まれる内側に設定された図中に斜線を入れて示し
た噴霧の狙い領域47に到達するようになっている。こ
れにより、噴射された燃料の多くを点火栓8の近傍に集
める混合気の成層化を狙っている。
Explaining this, the combustion chamber 11 has two
The intake ports 6 are opened side by side, and the combustion chamber 11
Is an internal combustion engine in which a spark plug 8 is disposed substantially at the center of the intake port 6 and a fuel injection valve 4 is disposed upstream of a branch point of each intake port 6, and the fuel injected from the fuel injection valve 4 is 6
The valve stem 1 of each intake valve 1 when reaching the open end of the
The target area 47 for spraying, which is shown by hatching in the figure set inside the area sandwiched by 6 is reached. This aims to stratify the air-fuel mixture that collects most of the injected fuel in the vicinity of the spark plug 8.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の燃料供給装置にあっては、各吸気
弁1のバルブステム16に挟まれる内側全域にわたって
噴霧狙い領域47が設定されているため、燃焼の改善を
はかるために燃焼室11内に縦方向の旋回流を生起させ
るとするならば、噴霧の狙い領域47の上部へ供給され
た燃料は旋回流の主流に乗って濃混合気塊としてシリン
ダ内を旋回し得るが、噴霧の狙い領域47の下部へ供給
された燃料は旋回流の主流にうまく乗ることができず、
シリンダ内に広く拡散してしまう。また、旋回流の主流
にうまく乗ることができなかった燃料に旋回流の主流に
乗った濃混合気が衝突し、この濃混合気塊が崩れてシリ
ンダ内に拡散してしまうことがある。このため、濃混合
気塊を点火時期を迎える点火栓の近傍に集めることは困
難であり、例えば希薄燃焼を行う場合にあっては、特に
燃焼が不安定になるという問題があった。
However, in such a conventional fuel supply device for an internal combustion engine, the spray aiming region 47 is set over the entire inner region sandwiched by the valve stems 16 of the intake valves 1. Therefore, if a vertical swirl flow is to be generated in the combustion chamber 11 in order to improve combustion, the fuel supplied to the upper part of the spray target area 47 rides on the main flow of the swirl flow to form a rich mixture. Although it is possible to swirl in the cylinder as a lump, the fuel supplied to the lower part of the spray target area 47 cannot successfully ride on the main flow of the swirl flow,
It spreads widely in the cylinder. Further, there is a case in which the rich air-fuel mixture that has flown into the main flow of the swirl flow collides with the fuel that could not successfully get into the main flow of the swirl flow, and this rich air-fuel mixture collapses and diffuses into the cylinder. For this reason, it is difficult to collect the rich air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug which reaches the ignition timing, and there is a problem that the combustion becomes unstable particularly in the case of performing lean combustion.

【0006】本発明は上記の問題点に着目し、燃料の噴
射方向と燃料の噴射時期を特定することで、混合気の成
層化をはかることを目的とする。
In view of the above problems, the present invention aims to stratify the air-fuel mixture by specifying the fuel injection direction and the fuel injection timing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
シリンダヘッドに画成された燃焼室壁に互いに並んで開
口する2つの吸気ポートと、各吸気ポートにそれぞれ配
設される吸気弁と、シリンダ内に縦方向の旋回流を生起
する手段と、燃焼室の略中央に配設される点火栓と、各
吸気ポートの分岐点より上流側に配設される燃料噴射弁
とを備える内燃機関において、燃料噴射弁の燃料噴射方
向を各吸気弁のバルブステムに挟まれる内側かつ点火栓
に近接する上部領域に設定し、燃料噴射時期を吸入行程
の前半に設定する。
The invention according to claim 1 is
Two intake ports that open side by side on a combustion chamber wall defined by the cylinder head, intake valves respectively arranged at the intake ports, means for generating a vertical swirl flow in the cylinder, and combustion In an internal combustion engine including a spark plug arranged substantially in the center of a chamber and a fuel injection valve arranged upstream of a branch point of each intake port, the fuel injection direction of the fuel injection valve is set to the valve of each intake valve. The fuel injection timing is set in the first half of the intake stroke by setting it in the upper region that is inside the stem and close to the spark plug.

【0008】請求項2記載の発明は、シリンダヘッドに
画成された燃焼室壁に互いに並んで開口する2つの吸気
ポートと、各吸気ポートにそれぞれ配設される吸気弁
と、シリンダ内に縦方向の旋回流を生起する手段と、燃
焼室の略中央に配設される点火栓と、各吸気ポートの分
岐点より上流側に配設される燃料噴射弁とを備える内燃
機関において、燃料噴射弁の燃料噴射方向を各吸気弁の
バルブステムに挟まれる内側かつシリンダに近接する下
部領域に設定しつ燃料噴射時期を吸入行程の後半に設定
する。
According to the second aspect of the present invention, two intake ports are formed in the combustion chamber wall defined by the cylinder head so as to open side by side with each other, an intake valve provided in each intake port, and a vertical cylinder in the cylinder. For injecting fuel in an internal combustion engine including means for generating a swirling flow in a direction, a spark plug arranged substantially in the center of the combustion chamber, and a fuel injection valve arranged upstream of a branch point of each intake port. The fuel injection direction of the valve is set to the inner region sandwiched by the valve stems of the intake valves and to the lower region close to the cylinder, and the fuel injection timing is set to the latter half of the intake stroke.

【0009】請求項3記載の発明は、各吸気ポートを仕
切る隔壁の壁面を平面状に形成する。
According to the third aspect of the present invention, the wall surface of the partition wall that partitions each intake port is formed in a flat shape.

【0010】[0010]

【作用】請求項1記載の発明においては、シリンダ内に
縦方向の旋回流を生起すべく、燃焼室内に吸入される吸
気は各吸気弁のバルブステムより点火栓に近接する上部
領域を主として通過する。一方、燃料噴射弁の噴射方向
は上記上部領域に設定される。しかるに、吸入行程の前
半に噴射された燃料の多くは、濃混合気塊としてシリン
ダ内に生起された縦方向の旋回流に乗ってシリンダ内を
旋回する。このとき、燃料噴射弁の噴射方向は吸気の主
流に沿って設定されているため、噴射された燃料の多く
はシリンダ内に広く拡散することがなく濃混合気塊とし
てシリンダ内を旋回する。そして、燃料噴射弁の噴射方
向が各吸気弁のバルブステムの内側に設定されることと
相俟って、圧縮上死点付近で点火時期を迎える頃に、シ
リンダ内を縦方向に旋回する濃混合気塊は点火栓近傍に
達することが可能で、点火栓の近傍の空燃比を他よりも
濃くする混合気の成層化が得られ、安定した希薄燃焼を
実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, in order to generate a vertical swirling flow in the cylinder, the intake air sucked into the combustion chamber mainly passes through the upper region of the intake valve, which is closer to the spark plug than the valve stem. To do. On the other hand, the injection direction of the fuel injection valve is set to the upper region. However, most of the fuel injected in the first half of the intake stroke swirls in the cylinder along the vertical swirling flow generated in the cylinder as a rich air-fuel mixture. At this time, since the injection direction of the fuel injection valve is set along the main flow of intake air, most of the injected fuel swirls in the cylinder as a rich air-fuel mixture without widely spreading in the cylinder. The injection direction of the fuel injection valve is set to the inside of the valve stem of each intake valve, and in combination with the ignition timing near the compression top dead center, the fuel is vertically swirled in the cylinder. The air-fuel mixture can reach the vicinity of the spark plug, the stratification of the air-fuel mixture that makes the air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug richer than the other is obtained, and stable lean combustion can be realized.

【0011】請求項2記載の発明においては、燃焼室内
に吸入される吸気は各吸気弁のバルブステムより点火栓
に近接する上部領域を主として通過し、シリンダ内に縦
方向の旋回流を生起する。一方、燃料噴射弁の噴射方向
は各吸気弁のバルブステムよりもシリンダに近接する下
部領域に設定され、かつその噴射時期は吸入行程の後半
に設定される。しかるに、燃料噴射弁から噴射された燃
料の多くは濃混合気塊として下部領域から緩やかにシリ
ンダ内に流入し、既にシリンダ内を旋回している旋回流
にタイミングよく合流する。そして、圧縮上死点付近で
点火時期を迎える頃、燃料噴射弁の噴射方向が各吸気弁
のバルブステムに挟まれる内側に設定されることと相俟
って、濃混合気塊は点火栓の近傍に達することが可能
で、点火栓の近傍の空燃比を他よりも濃くする混合気の
成層化が得られ、安定した希薄燃焼を実現することがで
きる。このとき、点火直前のタイミングで濃混合気塊を
旋回流に合流させることができるので、噴射された燃料
がシリンダ内に広く拡散することを抑制でき、また、シ
リンダ内に生起される旋回流の勢力を比較的弱めたとし
ても、点火時期を迎える点火栓の近傍に多くの燃料を集
めることが可能である。
According to the second aspect of the present invention, the intake air taken into the combustion chamber mainly passes through the upper region of the intake valve closer to the spark plug than the valve stem of each intake valve, and causes a vertical swirling flow in the cylinder. . On the other hand, the injection direction of the fuel injection valve is set to a lower region closer to the cylinder than the valve stem of each intake valve, and its injection timing is set to the latter half of the intake stroke. However, most of the fuel injected from the fuel injection valve slowly flows into the cylinder from the lower region as a rich air-fuel mixture, and joins the swirling flow already swirling in the cylinder with good timing. When the ignition timing is reached near the compression top dead center, the injection direction of the fuel injection valve is set to the inner side sandwiched between the valve stems of the intake valves, and the rich air-fuel mixture is discharged from the spark plug. It is possible to reach the vicinity, and stratification of the air-fuel mixture that makes the air-fuel ratio near the spark plug richer than others can be obtained, and stable lean combustion can be realized. At this time, since the rich air-fuel mixture can be merged with the swirling flow at a timing immediately before ignition, it is possible to prevent the injected fuel from widely diffusing into the cylinder, and the swirling flow generated in the cylinder can be suppressed. Even if the power is relatively weakened, it is possible to collect a large amount of fuel in the vicinity of the spark plug which reaches the ignition timing.

【0012】請求項3記載の発明においては、隔壁の壁
面を平面状に形成することにより、燃料噴射弁から噴射
された燃料噴霧が隔壁の壁面に付着して壁流となること
を抑制でき、燃料噴射弁の燃料噴射方向に対する設定自
由度をひろげることが可能である。
According to the third aspect of the present invention, by forming the wall surface of the partition wall flat, it is possible to prevent the fuel spray injected from the fuel injection valve from adhering to the wall surface of the partition wall and forming a wall flow. It is possible to expand the degree of freedom in setting the fuel injection valve in the fuel injection direction.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明を添付図面に基づいて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1、図2に示すように、吸気通路10は
一つの気筒の燃焼室11に連通する2つの吸気ポート6
が分岐形成されるとともに、各吸気ポート6には吸気弁
1がそれぞれ配設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the intake passage 10 has two intake ports 6 communicating with the combustion chamber 11 of one cylinder.
And the intake valve 1 is arranged in each intake port 6.

【0015】燃焼室壁9はシリンダヘッドにペントルー
フ型に傾斜して形成される。各吸気ポート6は燃焼室壁
9に並んで開口し、各吸気ポート6の開口部と対向する
側には図示しない排気ポートが開口している。燃焼室1
1の中央部には点火栓8が配設される。なお、図中17
はピストンである。
The combustion chamber wall 9 is formed on the cylinder head so as to be inclined in a pent roof type. Each intake port 6 is opened side by side with the combustion chamber wall 9, and an exhaust port (not shown) is opened on the side facing the opening of each intake port 6. Combustion chamber 1
An ignition plug 8 is arranged at the center of 1. In addition, 17 in the figure
Is a piston.

【0016】各吸気ポート6はそれぞれストレート形状
で対称的に形成される。シリンダ2内に縦方向の旋回流
を生起する手段として、ストレート形状をした各吸気ポ
ート6の上流端にタンブルコントロールバルブ5が介装
される。タンブルコントロールバルブ5は吸気通路10
の流路中心より上部にオフセットして開口する切欠き5
aが形成される。タンブルコントロールバルブ5が図示
するようにその周縁部を吸気通路10の内壁面に当接さ
せる閉弁時は、吸気が切欠き5aを通過して、各吸気ポ
ート6の上部領域で吸気流速を高め、図2に矢印で示す
ように、シリンダ2内に生起される縦旋回流を強化する
ようになっている。
The intake ports 6 are straight and symmetrically formed. As a means for generating a vertical swirling flow in the cylinder 2, a tumble control valve 5 is provided at the upstream end of each straight intake port 6. The tumble control valve 5 has an intake passage 10
Notch 5 that is offset from the center of the flow path and opens
a is formed. As shown in the figure, when the tumble control valve 5 is closed so that its peripheral edge is brought into contact with the inner wall surface of the intake passage 10, the intake air passes through the notches 5a and the intake flow velocity is increased in the upper region of each intake port 6. As shown by the arrow in FIG. 2, the vertical swirl flow generated in the cylinder 2 is strengthened.

【0017】タンブルコントロールバルブ5は、その弁
軸13に図示しないアクチューエータが連結される。ア
クチュエータの制御装置は、機関低負荷時にタンブルコ
ントロールバルブ5を閉弁させ、中高負荷時にタンブル
コントロールバルブ5を開弁させる。
The tumble control valve 5 has a valve shaft 13 connected to an actuator (not shown). The actuator control device closes the tumble control valve 5 when the engine load is low, and opens the tumble control valve 5 when the engine load is medium and high.

【0018】なお、シリンダ2内に縦方向の旋回流を生
起する手段として、吸気ポート6の傾斜に吸気弁1の軸
線を略一致させるとともに、排気弁側の念書室9Eの傾
斜を吸気の流入方向に対して大略平行となるように設定
することも考えられる。
As a means for generating a vertical swirling flow in the cylinder 2, the axis of the intake valve 1 is made to substantially coincide with the inclination of the intake port 6, and the inclination of the memorial chamber 9E on the exhaust valve side is made to flow into the intake air. It is also possible to set so as to be substantially parallel to the direction.

【0019】吸気通路10の途中に燃料噴射弁4が設け
られる。燃料噴射弁4は各気ポート6の分岐点14より
上流側で、タンブルコントロールバルブ5の上方に配置
される。
A fuel injection valve 4 is provided in the middle of the intake passage 10. The fuel injection valve 4 is arranged upstream of the branch point 14 of each air port 6 and above the tumble control valve 5.

【0020】燃料噴射弁4は各吸気ポート6に向けられ
た2つの噴孔を有するもので、各噴孔から噴射された燃
料噴霧が各吸気ポート6の燃焼室11に対する開口部に
到達する噴霧狙い領域7を、各吸気弁1のバルブステム
16に挟まれる内側に位置するとともに、各吸気弁1の
バルブステム16より点火栓8に近接する上部領域に設
定する。
The fuel injection valve 4 has two injection holes directed to each intake port 6, and the fuel spray injected from each injection hole reaches the opening of each intake port 6 to the combustion chamber 11. The target area 7 is located inside the valve stem 16 of each intake valve 1 and is set to an upper area closer to the spark plug 8 than the valve stem 16 of each intake valve 1.

【0021】これについて詳述すると、上記噴霧狙い領
域7は、各バルブステム16の中心線の内側に位置する
とともに、各バルブステム16の中心線をそれぞれ含む
2つの仮想面よりも点火栓8に近接する側(上部領域)
に位置するように設定され、各噴孔を出た燃料噴霧が拡
散する噴霧角度は略8°に設定される。このように、噴
霧角を狭くすると、燃料の微粒化が悪化する傾向にある
が、燃料の粒径を50μm以下にするため、燃料噴射弁
4からアシストエア(加圧空気)を燃料と一緒に噴射す
ることも考えられる。
More specifically, the spray target area 7 is located inside the center line of each valve stem 16 and is located closer to the spark plug 8 than two virtual planes each containing the center line of each valve stem 16. Near side (upper area)
The spray angle at which the fuel spray exiting each injection hole diffuses is set to about 8 °. As described above, when the spray angle is narrowed, atomization of the fuel tends to be deteriorated, but in order to reduce the particle size of the fuel to 50 μm or less, the assist air (pressurized air) is supplied from the fuel injection valve 4 together with the fuel. It is also possible to inject.

【0022】図3に示すように、燃料噴射弁4からの燃
料供給期間は、各吸気弁1が開弁する吸入行程の前半に
設定される。
As shown in FIG. 3, the fuel supply period from the fuel injection valve 4 is set in the first half of the intake stroke in which each intake valve 1 opens.

【0023】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0024】シリンダ2内に縦方向の旋回流を生起すべ
く、タンブルコントロールバルブ5を閉弁すると、吸気
の大部分が切欠き5aを通過し、各吸気ポート6の燃焼
室11内に吸入される吸気は各吸気弁1のバルブステム
16より点火栓8に近接する噴霧狙い領域7(上部領
域)を主として通過する。一方、燃料噴射弁4の噴射方
向はこうした上部領域に設定される。
When the tumble control valve 5 is closed in order to generate a vertical swirling flow in the cylinder 2, most of the intake air passes through the notches 5a and is sucked into the combustion chamber 11 of each intake port 6. The intake air mainly passes through the spray aiming area 7 (upper area) which is closer to the spark plug 8 than the valve stem 16 of each intake valve 1. On the other hand, the injection direction of the fuel injection valve 4 is set in such an upper region.

【0025】ここで、各噴霧狙い領域7は、図4に示す
ように、吸気ポート6の開口縁部17と開弁状態にある
吸気弁1の傘部15との間に形成される間隙18に重合
し、すなわち、燃料噴射弁4から噴射された燃料の大部
分は、吸気弁1に衝突することなく吸気ポート6の各間
隙18を経て燃焼室11に吸入される。
Here, as shown in FIG. 4, each spray target area 7 is a gap 18 formed between the opening edge portion 17 of the intake port 6 and the umbrella portion 15 of the intake valve 1 in the valve open state. That is, most of the fuel injected by the fuel injection valve 4 is sucked into the combustion chamber 11 through the gaps 18 of the intake port 6 without colliding with the intake valve 1.

【0026】しかるに、吸入行程の前半に噴射された燃
料の多くは、濃混合気塊としてシリンダ2内に生起され
た縦方向の旋回流に乗ってシリンダ2内を旋回する。こ
のとき、燃料噴射弁4の噴射方向は吸気の主流に略沿っ
て設定されているため、噴射された燃料の多くはシリン
ダ内に拡散することなく、濃混合気塊としてシリンダ2
内を旋回することができる。ここで、図5に示すよう
に、燃料噴射弁4の噴射方向は各吸気弁1のバルブステ
ム16に挟まれる内側に設定されるので、シリンダ2内
の中心領域には濃混合気塊が旋回する旋回流が生起さ
れ、シリンダ2内の側方領域には希薄混合気の旋回流が
生起される。そして、濃混合気塊が旋回する旋回流と希
薄混合気の旋回流は互いに混ざり合うことがほとんどな
く、独立的に流動する。
However, most of the fuel injected in the first half of the intake stroke swirls in the cylinder 2 along the vertical swirling flow generated in the cylinder 2 as a rich air-fuel mixture. At this time, since the injection direction of the fuel injection valve 4 is set substantially along the main flow of the intake air, most of the injected fuel does not diffuse into the cylinder and the cylinder 2 forms a rich air-fuel mixture.
You can turn inside. Here, as shown in FIG. 5, since the injection direction of the fuel injection valve 4 is set to the inside sandwiched by the valve stems 16 of the intake valves 1, a rich mixture lump swirls in the central region of the cylinder 2. A swirling flow of the lean air-fuel mixture is generated in a lateral region of the cylinder 2. The swirling flow in which the rich air-fuel mixture swirls and the swirling flow of the lean air-fuel mixture hardly mix with each other and flow independently.

【0027】一方、吸気ポート6の形状やタンブルコン
トロールバルブ5の形状等のマッチングにより、濃混合
気塊が圧縮上死点までにシリンダ2内を略1回店または
2回店するように調整され、濃混合気塊はおおよそ点火
時期に点火栓8の近傍に達することが可能で、点火栓8
の近傍の空燃比を他よりも濃くすることができる。この
結果、燃費の低減がはかれ、ふるいは大量の排気還流
(EGR)を行うことが可能となり、窒素酸化物の排出
を低減することができる。
On the other hand, by adjusting the shape of the intake port 6 and the shape of the tumble control valve 5, the rich air-fuel mixture is adjusted so as to store in the cylinder 2 approximately once or twice before the compression top dead center. , The rich air-fuel mixture can reach the vicinity of the spark plug 8 at approximately the ignition timing.
The air-fuel ratio in the vicinity of can be made richer than the others. As a result, the fuel consumption is reduced, the sieve can perform a large amount of exhaust gas recirculation (EGR), and the emission of nitrogen oxides can be reduced.

【0028】次に、図6〜図9に示した他の実施例につ
いて説明する。なお、図1、図2との対応部分には同一
符号を付して示すことにする。
Next, another embodiment shown in FIGS. 6 to 9 will be described. The parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals.

【0029】燃料噴射弁4は各噴孔から噴射された燃料
噴霧が各吸気ポート6の燃焼室11に対する開口部に到
達する噴霧狙い領域27を、各吸気弁1のバルブステム
16に挟まれる内側に位置するとともに、各吸気弁1の
バルブステム16よりシリンダ2に近接する下部領域に
設定する。
In the fuel injection valve 4, the spray target area 27 where the fuel spray injected from each injection hole reaches the opening of each intake port 6 with respect to the combustion chamber 11 is sandwiched by the valve stem 16 of each intake valve 1. And located in the lower region closer to the cylinder 2 than the valve stem 16 of each intake valve 1.

【0030】すなわち、噴霧狙い領域27は、各バルブ
ステム16の中心線の内側に位置するとともに、各バル
ブステム16の中心線を含む2つの仮想面よりもシリン
ダ2の壁面に近接する側(下部領域)に位置するように
設定され、各噴孔を出た燃料噴霧が拡散する噴霧角度が
略8°に設定される。
That is, the spray target area 27 is located inside the center line of each valve stem 16, and is closer to the wall surface of the cylinder 2 than the two virtual surfaces including the center line of each valve stem 16 (lower part). The spray angle at which the fuel spray exiting each injection hole diffuses is set to about 8 °.

【0031】図8に示すように、燃料噴射弁4からの燃
料供給期間は、各吸気弁1が開弁する吸入行程の後半に
設定される。
As shown in FIG. 8, the fuel supply period from the fuel injection valve 4 is set in the latter half of the intake stroke in which each intake valve 1 opens.

【0032】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0033】タンブルコントロールバルブ5を閉弁する
と、燃焼室11内に吸入される吸気は、各吸気弁1のバ
ルブステム16より点火栓8に近接する上部領域を主と
して通過し、シリンダ2内に縦方向の旋回流を生起す
る。一方、燃料噴射弁4の噴射方向は各吸気弁1のバル
ブステム16よりもシリンダ2の壁面に近接する噴霧狙
い領域27(下部領域)に設定され、かつその噴射時期
は吸入行程の後半に設定される。
When the tumble control valve 5 is closed, the intake air sucked into the combustion chamber 11 mainly passes through the upper region of the intake valve 1 closer to the spark plug 8 than the valve stem 16 of the intake valve 1, and is vertically introduced into the cylinder 2. Creates a swirling flow in any direction. On the other hand, the injection direction of the fuel injection valve 4 is set to the spray target area 27 (lower area) closer to the wall surface of the cylinder 2 than the valve stem 16 of each intake valve 1, and the injection timing is set to the latter half of the intake stroke. To be done.

【0034】しかるに、燃料噴射弁4から噴射された燃
料の多くは吸気の主流に乗らずに濃混合気塊として下部
領域から緩やかにシリンダ2内へと流入し、既にシリン
ダ2内を旋回している旋回流に対してタイミングよく合
流する。ここで、各噴霧の狙い領域27は、図9に示す
ように、吸気ポート6の開口縁部17と開弁状態にある
吸気弁1の傘部15に重合しており、燃料噴射弁4から
噴射された燃料の大部分は傘部15に衝突して、図7に
示すようにシリンダ2の壁面に近接する側方へ吸入され
る。
However, most of the fuel injected from the fuel injection valve 4 does not ride on the main flow of the intake air and slowly flows into the cylinder 2 from the lower region as a rich air-fuel mixture, and has already swirled in the cylinder 2. It joins the swirling flow in time. Here, the target area 27 of each spray overlaps with the opening edge portion 17 of the intake port 6 and the umbrella portion 15 of the intake valve 1 in the open state, as shown in FIG. Most of the injected fuel collides with the umbrella portion 15 and is sucked laterally close to the wall surface of the cylinder 2 as shown in FIG. 7.

【0035】そして、圧縮上死点付近で点火時期を迎え
る頃、燃料噴射弁4の噴射方向が各吸気弁1のバルブス
テム16に挟まれる内側に設定されることと相俟って、
濃混合気塊は点火栓8の近傍に達することが可能で、点
火栓8の近傍の空燃比を他よりも濃くする混合気の成層
化が得られ、安定した希薄燃焼を実現することができ
る。
Along with the ignition timing approaching the compression top dead center, the injection direction of the fuel injection valve 4 is set inside the valve stem 16 of each intake valve 1,
The rich air-fuel mixture can reach the vicinity of the spark plug 8, and stratification of the air-fuel mixture that makes the air-fuel ratio near the spark plug 8 richer than others can be obtained, and stable lean combustion can be realized. .

【0036】このとき、点火直前のタイミングで濃混合
気塊を旋回流に合流させることができるので、噴射つれ
た燃料がシリンダ2内に広く拡散することを抑制でき、
また、シリンダ2内に生起される旋回流の勢力を比較的
弱めたとしても、点火時期を迎える点火栓8の近傍に多
くの燃料を集めることが可能である。
At this time, since the rich air-fuel mixture can be merged into the swirling flow immediately before the ignition, the injected fuel can be suppressed from widely spreading in the cylinder 2,
Further, even if the power of the swirl flow generated in the cylinder 2 is relatively weakened, it is possible to collect a large amount of fuel in the vicinity of the spark plug 8 which reaches the ignition timing.

【0037】次に、図10に示した他の実施例は、各吸
気ポート6を隔てる隔壁20の壁面20aを平面状に形
成するものである。
Next, in another embodiment shown in FIG. 10, the wall surface 20a of the partition wall 20 which separates each intake port 6 is formed in a flat shape.

【0038】各吸気ポート6の断面は、半円形と矩形を
合成した形状に形成され、各吸気ポート6の上下隅部2
0bは円弧状に湾曲して形成される。
The cross section of each intake port 6 is formed in a shape combining a semicircle and a rectangle, and the upper and lower corners 2 of each intake port 6 are formed.
0b is curved and formed in an arc shape.

【0039】この場合、隔壁20の壁面20aを平面状
に形成することにより、燃料噴射弁4から噴射される燃
料噴霧が壁面20aに付着して、壁流となることを抑制
できる。これにより、燃料噴射弁4の燃料噴射方向に対
する制約を少なくし、燃料噴霧が前記各実施例における
噴霧狙い領域7と噴霧狙い領域27の設定自由度をひろ
げられる。
In this case, by forming the wall surface 20a of the partition wall 20 in a flat shape, it is possible to prevent the fuel spray injected from the fuel injection valve 4 from adhering to the wall surface 20a and forming a wall flow. As a result, restrictions on the fuel injection direction of the fuel injection valve 4 are reduced, and the degree of freedom in setting the spray target area 7 and the spray target area 27 in the above-described embodiments can be expanded.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1記載の発明においては、シリン
ダヘッドに画成された燃焼室壁に互いに並んで開口する
2つの吸気ポートと、各吸気ポートにそれぞれ配設され
る吸気弁と、シリンダ内に縦方向の旋回流を生起する手
段と、燃焼室の略中央に配設される点火栓と、各吸気ポ
ートの分岐点より上流側に配設される燃料噴射弁とを備
える内燃機関において、燃料噴射弁の燃料噴射方向を各
吸気弁のバルブステムに挟まれる内側かつ点火栓に近接
する上部領域に設定し、燃料噴射時期を吸入行程の前半
に設定したため、燃料噴射弁から噴射された燃料の多く
はシリンダ内に広く拡散することがなく濃混合気塊とし
てシリンダ内を旋回して、点火栓の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に行われ、安定した
希薄燃焼を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the two intake ports that open in parallel with each other in the combustion chamber wall defined by the cylinder head, the intake valves respectively disposed in the intake ports, and the cylinder. In an internal combustion engine provided with a means for generating a vertical swirl flow therein, an ignition plug arranged substantially in the center of the combustion chamber, and a fuel injection valve arranged upstream of a branch point of each intake port. Since the fuel injection direction of the fuel injection valve was set to the upper area inside the valve stem of each intake valve and close to the spark plug, and the fuel injection timing was set to the first half of the intake stroke, the fuel was injected from the fuel injection valve. Most of the fuel does not spread widely in the cylinder and swirls inside the cylinder as a rich mixture mass, effectively stratifying the mixture that makes the air-fuel ratio near the spark plug richer than the others, and stabilizes. Realizes lean combustion It is possible.

【0041】請求項2記載の発明においては、燃料噴射
弁の燃料噴射方向を各吸気弁のバルブステムに挟まれる
内側かつシリンダに近接する下部領域に設定しつ燃料噴
射時期を吸入行程の後半に設定したため、点火直前のタ
イミングで濃混合気塊を旋回流に合流させることができ
るので、噴射された燃料がシリンダ内に広く拡散するこ
とを抑制でき、また、シリンダ内に生起される旋回流の
勢力を比較的弱めたとしても、点火時期を迎える点火栓
の近傍に多くの燃料を集めることが可能となり、点火栓
の近傍の空燃比を他よりも濃くする混合気の成層化が有
効に行われ、安定した希薄燃焼を実現することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, the fuel injection direction of the fuel injection valve is set inside the valve stem of each intake valve and in the lower region close to the cylinder, and the fuel injection timing is set in the latter half of the intake stroke. Since the setting is made, the rich air-fuel mixture can be merged into the swirling flow immediately before the ignition, so that the injected fuel can be prevented from widely spreading in the cylinder, and the swirling flow generated in the cylinder can be suppressed. Even if the power is relatively weakened, it is possible to collect a large amount of fuel in the vicinity of the spark plug that is approaching the ignition timing, effectively stratifying the air-fuel mixture that makes the air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug richer than others. Therefore, stable lean combustion can be realized.

【0042】請求項3記載の発明においては、互いに並
んで配設される吸気ポートを隔てる隔壁の壁面を平面状
に形成したため、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が
隔壁の壁面に付着して壁流となることを抑制し、燃料噴
射弁の燃料噴射方向に対する設定自由度をひろげること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, since the wall surface of the partition wall that separates the intake ports arranged side by side is formed in a flat shape, the fuel spray injected from the fuel injection valve adheres to the wall surface of the partition wall. It is possible to suppress the occurrence of a wall flow and expand the degree of freedom in setting the fuel injection valve in the fuel injection direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す機関の概略平面図。FIG. 1 is a schematic plan view of an engine showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じく機関の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the same engine.

【図3】同じく燃料供給時期および空気吸入期間を示す
線図。
FIG. 3 is a diagram similarly showing a fuel supply timing and an air intake period.

【図4】同じく噴霧狙い領域を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a spray target area.

【図5】同じくシリンダにおける吸気流動を示す図。FIG. 5 is a diagram showing intake air flow in the cylinder.

【図6】他の実施例を示す機関の概略平面図。FIG. 6 is a schematic plan view of an engine showing another embodiment.

【図7】同じく機関の縦断面図。FIG. 7 is a vertical sectional view of the engine.

【図8】同じく燃料供給時期および空気吸入期間を示す
線図。
FIG. 8 is a diagram similarly showing a fuel supply timing and an air intake period.

【図9】同じく噴霧狙い領域を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a spray target area in the same manner.

【図10】他の実施例を示す機関の断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of an engine showing another embodiment.

【図11】従来例を示す機関の概略平面図。FIG. 11 is a schematic plan view of an engine showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 吸気弁 2 シリンダ 4 燃料噴射弁 6 吸気ポート 8 点火栓 9 燃焼室壁 11 燃焼室 16 バルブステム 20 隔壁 1 intake valve 2 cylinder 4 fuel injection valve 6 intake port 8 spark plug 9 combustion chamber wall 11 combustion chamber 16 valve stem 20 bulkhead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 69/00 C 7825−3G 69/04 P 7825−3G (72)発明者 今城 実 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location F02M 69/00 C 7825-3G 69/04 P 7825-3G (72) Inventor Minoru Imajo Kanagawa 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに画成された燃焼室壁に
互いに並んで開口する2つの吸気ポートと、各吸気ポー
トにそれぞれ配設される吸気弁と、シリンダ内に縦方向
の旋回流を生起する手段と、燃焼室の略中央に配設され
る点火栓と、各吸気ポートの分岐点より上流側に配設さ
れる燃料噴射弁とを備える内燃機関において、燃料噴射
弁の燃料噴射方向を各吸気弁のバルブステムに挟まれる
内側かつ点火栓に近接する上部領域に設定し、燃料噴射
時期を吸入行程の前半に設定したことを特徴とする内燃
機関の燃料供給装置。
1. A combustion chamber wall defined by a cylinder head, two intake ports that open side by side with each other, intake valves respectively provided in the intake ports, and a vertical swirl flow in the cylinder. In the internal combustion engine, a spark plug arranged substantially in the center of the combustion chamber, and a fuel injection valve arranged upstream of the branch point of each intake port. A fuel supply system for an internal combustion engine, characterized in that the fuel injection timing is set in the upper region inside the valve stem of each intake valve and close to the spark plug, and the fuel injection timing is set in the first half of the intake stroke.
【請求項2】 シリンダヘッドに画成された燃焼室壁に
互いに並んで開口する2つの吸気ポートと、各吸気ポー
トにそれぞれ配設される吸気弁と、シリンダ内に縦方向
の旋回流を生起する手段と、燃焼室の略中央に配設され
る点火栓と、各吸気ポートの分岐点より上流側に配設さ
れる燃料噴射弁とを備える内燃機関において、燃料噴射
弁の燃料噴射方向を各吸気弁のバルブステムに挟まれる
内側かつシリンダに近接する下部領域に設定しつ燃料噴
射時期を吸入行程の後半に設定したことを特徴とする内
燃機関の燃料供給装置。
2. A combustion chamber wall defined by a cylinder head, two intake ports opening side by side with each other, intake valves respectively arranged at the intake ports, and a vertical swirling flow in the cylinder. In the internal combustion engine, a spark plug arranged substantially in the center of the combustion chamber, and a fuel injection valve arranged upstream of the branch point of each intake port. A fuel supply device for an internal combustion engine, characterized in that a fuel injection timing is set in a lower region inside the valve stem of each intake valve and close to a cylinder, and is set in a latter half of an intake stroke.
【請求項3】 各吸気ポートを仕切る隔壁の壁面を平面
状に形成したことを特徴とする請求項1または2記載の
内燃機関の燃料供給装置。
3. The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a wall surface of a partition wall that partitions each intake port is formed in a flat shape.
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