JP2699722B2 - Stratified combustion internal combustion engine - Google Patents
Stratified combustion internal combustion engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼室に、例えば混合
気と空気とを夫々供給するとともに、燃焼室内に於い
て、これら混合気及び空気を層状の旋回流とした状態
で、混合気を燃焼させる成層燃焼型内燃エンジンに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of supplying an air-fuel mixture and air to a combustion chamber, respectively, and forming the air-fuel mixture in a stratified swirling flow in the combustion chamber. The present invention relates to a stratified combustion internal combustion engine that burns fuel.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の成層燃焼型内燃エンジンによれ
ば、燃焼室にリッチな混合気と空気とを供給し、そし
て、リッチな混合気に点火することにより、混合気の完
全燃焼を行わせるようにしている。従って、この種のタ
イプの内燃エンジンでは、上述した混合気と空気との全
体の空燃比が理論空燃比よりも大きくても、つまり、全
体としての混合気がリーンであっても、混合気の燃焼が
可能となる。この為、エンジンの燃費を向上できるばか
りでなく、エンジンの排気中に含まれるCO,NOx等
の有害排出物を低減でき、更には、エンジンのノックを
も効果的に防止することができる。2. Description of the Related Art According to this type of stratified charge combustion type internal combustion engine, a rich mixture and air are supplied to a combustion chamber, and the rich mixture is ignited to complete combustion of the mixture. I try to make it. Therefore, in this type of internal combustion engine, even if the overall air-fuel ratio of the above-described air-fuel mixture and the air is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, even if the overall air-fuel mixture is lean, Combustion becomes possible. Therefore, not only can the fuel efficiency of the engine be improved, but also harmful emissions such as CO and NOx contained in the exhaust gas of the engine can be reduced, and knocking of the engine can be effectively prevented.
【0003】成層燃焼型内燃エンジンに於いては、前述
したように、燃焼室内での混合気の燃焼を独特な過程で
実施するものであるから、この種の内燃エンジンの改良
は、第1に、燃焼室内での点火プラグの近傍にリッチな
混合気の流れを生成すること、第2に、燃焼室内での混
合気の流れを活性化させることが目的となる。つまり、
点火後に於ける混合気の燃焼速度を高めることによっ
て、安定した燃焼を得るとともに、燃焼効率を高めるこ
とを主眼としている。[0003] In a stratified combustion internal combustion engine, as described above, the combustion of an air-fuel mixture in a combustion chamber is performed in a unique process. The purpose is to generate a rich air-fuel mixture flow in the vicinity of the ignition plug in the combustion chamber, and secondly, to activate the air-fuel mixture flow in the combustion chamber. That is,
The main aim is to obtain stable combustion by increasing the combustion rate of the air-fuel mixture after ignition and to increase the combustion efficiency.
【0004】それ故、従来の成層燃焼型内燃エンジンで
は、1つのシリンダの燃焼室内に於いて、点火プラグ側
にリッチな混合気の層を生成し、これに対し、ピストン
側には空気、即ち、リーンな混合気の層を生成するため
の種々の手段が採用されている。Therefore, in a conventional stratified combustion internal combustion engine, a rich mixture layer is formed on the spark plug side in the combustion chamber of one cylinder, whereas air, that is, on the piston side, is formed. Various means have been employed to create a lean mixture.
【0005】この手段の1つとして、例えば、気筒当た
り燃焼室の片側に2個の吸気ポートを有している内燃エ
ンジンが有り、これを例として、以下に説明する。As one of the means, there is, for example, an internal combustion engine having two intake ports on one side of a combustion chamber per cylinder, which will be described below as an example.
【0006】このような内燃エンジンの一例として、特
開平3−23314号公報記載の内燃エンジンが知られ
ている。この内燃エンジンは、2個の吸気ポートの内の
いずれか一方の吸気ポート側に燃料噴射弁を設置すると
共にこの燃料の噴射される側の吸気ポートに対応して点
火プラグを位置させて、リッチな混合気で着火を図るこ
ととし、燃焼室全体としてはリーンな混合気にしようと
するものであった。[0006] As one example of such an internal combustion engine, an internal combustion engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-23314 is known. In this internal combustion engine, a fuel injection valve is installed on one of the two intake ports, and a spark plug is positioned corresponding to the intake port on the side where the fuel is injected. Thus, the ignition was attempted with an appropriate mixture, and the overall combustion chamber was intended to be a lean mixture.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前述のような内燃エン
ジンでは、排気ポートが1個のみ形成された3弁構造の
ものであれば問題はないが、内燃エンジンのより一層の
高性能化を図るべく、排気ポートも2個有する4弁構造
とすると、点火プラグの配置を適正に行うことが困難と
なってしまう。There is no problem with the above-described internal combustion engine as long as it has a three-valve structure in which only one exhaust port is formed, but the performance of the internal combustion engine is further improved. Therefore, if a four-valve structure having two exhaust ports is used, it is difficult to properly arrange the ignition plug.
【0008】すなわち、4弁構造の場合、必然的に燃焼
室の中央部のみにしか空間が残らない為、点火プラグを
燃焼室の中央部に設置しなければならないことになる。
この結果、点火プラグの周辺にリッチな混合気の流れを
作り出すことが出来ず、CO,NOx等の排出物の低減
及びエンジンのノックの防止が図れないことになる。That is, in the case of the four-valve structure, a space is inevitably left only in the central part of the combustion chamber, so that the spark plug must be installed in the central part of the combustion chamber.
As a result, a rich air-fuel mixture flow cannot be created around the ignition plug, and it is not possible to reduce emissions such as CO and NOx and prevent knocking of the engine.
【0009】本発明は、上述した事情に基づいてなされ
たもので、その目的とするところは、簡単な構造によ
り、燃焼室にリッチな混合気の層と空気の層又はリーン
な混合気の層とを明確に区分して形成して、燃焼室での
燃料の燃焼を良好に行い、しかも、燃焼室への混合気の
供給を最適に行うことのできる成層燃焼型内燃エンジン
を提供することにある。The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a combustion chamber having a rich air-fuel mixture layer and an air or lean air-fuel mixture layer with a simple structure. To provide a stratified combustion internal combustion engine that can perform fuel combustion in the combustion chamber satisfactorily, and can optimally supply the air-fuel mixture to the combustion chamber. is there.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1による成層燃焼
型内燃エンジンは、シリンダボア及び該シリンダボアに
嵌合されるピストンにより区画される燃焼室と、エンジ
ンの運転状態に応じて通路断面を変化させずに前記燃焼
室に開口し且つ吸気工程にて該燃焼室に導入される空気
が前記シリンダボアの軸線方向に沿って流れる旋回流を
それぞれ常時生成する少なくとも2個の吸気ポートと、
前記燃焼室の上部中央部分に位置し且つ該吸気ポートか
ら吸気された混合気に点火する点火装置と、該点火装置
に指向して燃料が噴射されるように噴射方向を決めて前
記吸気ポートにつながる内部通路内に設置され且つ噴射
される燃料により混合気を作り出す燃料噴射手段とを有
し、少なくともエンジンの低負荷時に前記点火装置の周
辺に過濃な混合気の層を形成すると共にその他の領域に
空気または希薄な混合気の層を形成することによって前
記燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりも大きくするこ
とを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a stratified combustion internal combustion engine having a combustion chamber defined by a cylinder bore and a piston fitted to the cylinder bore, and having a passage cross section changed according to an operation state of the engine. At least two intake ports that always open to the combustion chamber and always generate swirling flows in which air introduced into the combustion chamber in the intake step flows along the axial direction of the cylinder bore;
An ignition device which is located at the upper central portion of the combustion chamber and ignites an air-fuel mixture taken in from the intake port; and determines an injection direction so that fuel is injected toward the ignition device, and determines an injection direction to the intake port. Fuel injection means for producing a fuel-air mixture by the injected fuel, which is provided in the internal passage connected to the fuel cell.
At least when the engine is under a low load.
A rich mixture layer is formed on the sides and in other areas
By forming a layer of air or a lean mixture
And is characterized in the this <br/> be greater than the stoichiometric air-fuel ratio of the entire serial combustion chamber.
【0011】請求項2による成層燃焼型内燃エンジン
は、燃料噴射手段が全ての吸気ポート内に設置されたこ
とを特徴とするものである。A stratified combustion internal combustion engine according to a second aspect is characterized in that the fuel injection means is installed in all the intake ports.
【0012】請求項3による成層燃焼型内燃エンジン
は、吸気ポートにつながる内部通路の横断形状が略逆三
角形状をしたことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a stratified combustion internal combustion engine, wherein an internal passage leading to an intake port has a substantially inverted triangular cross section.
【0013】[0013]
【作用】吸気工程にて、シリンダボア及びピストンで区
画される燃焼室に、エンジンの運転状態に拘らず各吸気
ポートから空気が流れ込んで、シリンダボアの軸線方向
に沿った旋回流を吸気ポートの数に応じて常時生成し、
このとき、燃料噴射手段が燃料を噴射することで燃焼室
内に混合気の流れを作り出され、少なくともエンジンの
低負荷時には点火装置の周辺に過濃な混合気の層が形成
されると共に、その他の領域には空気または希薄な混合
気の層が形成され、燃焼室全体の空燃比は理論空燃比よ
りも大きくなる。 In the intake process, air flows from each intake port into the combustion chamber defined by the cylinder bore and the piston regardless of the operation state of the engine, and the swirling flow along the axial direction of the cylinder bore is reduced to the number of intake ports. Always generated according to
At this time, the flow of the air-fuel mixture is created in the combustion chamber by the fuel injection means injecting the fuel , and at least the engine
At low load, a rich mixture layer forms around the igniter
Air and lean mixing in other areas
A layer of gas is formed, and the air-fuel ratio of the entire combustion chamber is equal to the stoichiometric air-fuel ratio.
Also increase.
【0014】この際、点火装置に指向して燃料が噴射さ
れるように燃料の噴射方向が決められているので、点火
装置の周囲にリッチな混合気の流れが作り出されること
になる。At this time, since the fuel injection direction is determined so that the fuel is injected toward the ignition device, a rich air-fuel mixture flow is created around the ignition device.
【0015】[0015]
【実施例】本発明の第1実施例に係わる成層燃焼型内燃
エンジンを図1から図6に示し、これらの図に基づき本
実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A stratified combustion internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 6, and this embodiment will be described with reference to these drawings.
【0016】図1に示すように、エンジン20は、直列
4気筒のガソリンエンジンである。ここで、エンジン2
0に於ける各気筒の構造は、同一であるので、以下に
は、1つの気筒に関して説明する。As shown in FIG. 1, the engine 20 is an in-line four-cylinder gasoline engine. Where engine 2
Since the structure of each cylinder at 0 is the same, only one cylinder will be described below.
【0017】1つの気筒は、シリンダブロック22内に
形成されたシリンダボア24を備えており、このシリン
ダボア24内には、往復動自在にピストン26が嵌合さ
れている。ここで、図1から明らかなように、各気筒の
シリンダボア24は、列をないて配置されている。ま
た、シリンダブロック24には、図2に示されているよ
うに、図示しないガスケットを介すると共にシリンダボ
ア24の開口を覆ってシリンダヘッド28が取付けられ
ており、これにより、シリンダボア24内には、ピスト
ン26とシリンダヘッド28との間で燃焼室30が形成
されている。One cylinder has a cylinder bore 24 formed in a cylinder block 22, and a piston 26 is fitted in the cylinder bore 24 in a reciprocating manner. Here, as is clear from FIG. 1, the cylinder bores 24 of each cylinder are arranged without rows. As shown in FIG. 2, a cylinder head 28 is attached to the cylinder block 24 via a gasket (not shown) and covering the opening of the cylinder bore 24. A combustion chamber 30 is formed between 26 and the cylinder head 28.
【0018】燃焼室30を形成するシリンダヘッド28
の内壁面中央部には、いわゆるペントルーフ34が形成
されており、このペントルーフ34の峰は、各シリンダ
ボア24の軸線を含む縦面X(図1参照)上に位置付け
られている。Cylinder head 28 forming combustion chamber 30
A so-called pent roof 34 is formed at the center of the inner wall surface of the, and the ridge of the pent roof 34 is positioned on a vertical plane X (see FIG. 1) including the axis of each cylinder bore 24.
【0019】燃焼室30に於けるペントルーフ34の一
方の片側ルーフには、2個の吸気ポート36、38が夫
々開口されている。これら吸気ポート36、38には、
導入通路40、42が夫々接続されている。これら導入
通路40、42は、シリンダヘッド28内に形成され且
つ対応する吸気ポートに連通した内部通路44と、この
内部通路44に接続された吸気マニホールド46の分岐
管路48とを含んでいる。吸気マニホールド46は、分
岐管路48が連なるサージタンク50を有しており、こ
のサージタンク50は、図1に示されているように、各
気筒のシリンダボア24の列、即ち、前述した縦面Xに
沿って延びている。サージタンク50の一端部には、入
口開口52が形成されており、この入口開口52には、
スロットルボディ54を介して、図示しない吸気管が接
続されている。スロットルボディ54内には、スロット
ル弁56が配置されており、このスロットル弁56は、
アクセルペダルの踏み込みにより作動される。Two intake ports 36 and 38 are respectively opened on one side roof of the pent roof 34 in the combustion chamber 30. These intake ports 36 and 38 have
The introduction passages 40 and 42 are respectively connected. The introduction passages 40 and 42 include an internal passage 44 formed in the cylinder head 28 and communicating with a corresponding intake port, and a branch pipe 48 of an intake manifold 46 connected to the internal passage 44. The intake manifold 46 has a surge tank 50 to which a branch pipe line 48 is continuous. As shown in FIG. 1, the surge tank 50 has a row of cylinder bores 24 of each cylinder, It extends along X. At one end of the surge tank 50, an inlet opening 52 is formed.
An intake pipe (not shown) is connected via the throttle body 54. A throttle valve 56 is disposed in the throttle body 54, and the throttle valve 56
It is activated by depressing the accelerator pedal.
【0020】更に、吸気ポート36、38には、ポペッ
ト型の吸気弁58が夫々配置されており、これら吸気弁
58は、図示しない機構により、対応する吸気ポートを
開閉する。尚、図2には、吸気ポート38と組をなす吸
気弁58のみが開弁状態で示されている。Further, poppet type intake valves 58 are disposed at the intake ports 36 and 38, respectively. These intake valves 58 open and close the corresponding intake ports by a mechanism not shown. FIG. 2 shows only the intake valve 58 paired with the intake port 38 in an open state.
【0021】尚、燃焼室30に於けるペントルーフ34
の他方の片側ルーフには、吸気ポート60が形成されて
おり、この排気ポート60には、排気通路62が接続さ
れている。また、排気ポート60は、ポペット型の排気
弁64により開閉されるようになっている。ここで、排
気弁64の数は、吸気弁58の数に合わせて2個有する
ことになる。The pent roof 34 in the combustion chamber 30
An intake port 60 is formed on the other one side roof, and an exhaust passage 62 is connected to the exhaust port 60. The exhaust port 60 is opened and closed by a poppet type exhaust valve 64. Here, the number of the exhaust valves 64 is two in accordance with the number of the intake valves 58.
【0022】更に、導入通路40、42に於ける少なく
とも内部通路44のストレート部位に関しては、その流
路断面が図3に示されるように逆三角形をなしており、
しかも、その流路断面積は、ストレートな部位の軸線に
沿って、同一の大きさを有している。そして、導入通路
40、42の一方、この実施例の場合、図1でみて右側
に位置する導入通路42には、燃料噴射手段である燃料
噴射弁66が設けられている。この燃料噴射弁66は、
図2に示されるように、その噴射ノズル68が吸気ポー
ト38に対向するようにして、内部通路44のストレー
トな部位内に位置付けられている。Further, at least the straight portion of the internal passage 44 in the introduction passages 40 and 42 has an inverted triangular cross section as shown in FIG.
Moreover, the flow passage cross-sectional area has the same size along the axis of the straight portion. In this embodiment, one of the introduction passages 40 and 42 is provided with a fuel injection valve 66 as a fuel injection means in the introduction passage 42 located on the right side in FIG. This fuel injection valve 66 is
As shown in FIG. 2, the injection nozzle 68 is positioned in a straight portion of the internal passage 44 so as to face the intake port 38.
【0023】燃料噴射弁66は、燃料噴射ポンプに接続
されており、この燃料噴射ポンプから高圧の燃料が供給
されたときに開弁され、そして、供給された高圧の燃料
をその噴射ノズル68から噴射する。ここで、噴射ノズ
ル68から噴射された燃料は、円錐形状をなして吸気ポ
ート38、つまり、燃焼室30に向かうことになる。The fuel injection valve 66 is connected to a fuel injection pump. The fuel injection valve 66 is opened when high-pressure fuel is supplied from the fuel injection pump. Inject. Here, the fuel injected from the injection nozzle 68 forms a conical shape and travels toward the intake port 38, that is, the combustion chamber 30.
【0024】従って、上述したように導入通路42に燃
料噴射弁66が設けられているので、この導入通路42
を通じて燃焼室30に供給されるべき空気中に、燃料噴
射弁66から燃料を噴射することにより、空気と燃料と
からなる混合気を作り出すことができる。Therefore, since the fuel injection valve 66 is provided in the introduction passage 42 as described above, the introduction passage 42
By injecting fuel from the fuel injection valve 66 into the air to be supplied to the combustion chamber 30 through the, a mixture of air and fuel can be created.
【0025】そして、シリンダヘッド28には、燃焼室
30に臨むようにして、点火装置である点火プラグ70
が設けられており、この点火プラグ70は、図1及び図
2から明らかなように、燃焼室30の上部中央部分に位
置付けられている。An ignition plug 70 serving as an ignition device is provided on the cylinder head 28 so as to face the combustion chamber 30.
The ignition plug 70 is located at the upper central portion of the combustion chamber 30 as is apparent from FIGS. 1 and 2.
【0026】尚、他の気筒に関し、前述した気筒の部位
と同様な部位には、図1中に、同一の参照符号を付すこ
とで、その説明は省略する。The same reference numerals in FIG. 1 denote the same parts of the other cylinders as those described above, and a description thereof will be omitted.
【0027】次に、上述した内燃エンジンの作動につい
て説明する。また、各気筒の作動に関しは同一であるか
ら、ここでも、1つの気筒に着目して、その作動を説明
する。Next, the operation of the above-described internal combustion engine will be described. Since the operation of each cylinder is the same, the operation will be described focusing on one cylinder.
【0028】1つの気筒が吸気工程にあるとき、ピスト
ン26は、燃焼室30の容積を拡大する方向、つまり、
図2でみて下方に移動される。このようなピストン26
の下降に伴い、燃焼室30には、吸気弁58により夫々
開かれた状態にある吸気ポート36、38から空気及び
混合気が夫々導入されることになる。即ち、この実施例
の場合には、一方の導入通路42に燃料噴射弁66が設
けられているので、導入通路42内を流れる空気中に、
燃料噴射弁66から燃料を噴射することにより、吸気ポ
ート38からは、混合気が燃焼室30に向けて供給さ
れ、これに対し、吸気ポート36からは、空気のみが燃
焼室30に供給される。When one cylinder is in the intake stroke, the piston 26 moves in the direction of increasing the volume of the combustion chamber 30, that is,
It is moved downward as seen in FIG. Such a piston 26
As a result, the air and the air-fuel mixture are respectively introduced into the combustion chamber 30 from the intake ports 36 and 38 which are opened by the intake valve 58. That is, in the case of this embodiment, since the fuel injection valve 66 is provided in one of the introduction passages 42, the air flowing through the introduction passage 42
By injecting fuel from the fuel injection valve 66, the air-fuel mixture is supplied from the intake port 38 toward the combustion chamber 30, whereas only the air is supplied from the intake port 36 to the combustion chamber 30. .
【0029】また、導入通路40、42に於ける内部通
路44のストレート部位は、逆三角形断面を有すると共
に横面Yに対して所定の傾斜角αで傾斜されており、し
かも、吸気ポート36、38は、縦面Xと直交し且つシ
リンダボア24の軸線を含む面を中心として左右対称に
配置されていることから、ピストン26の下降に伴い、
吸気ポート36、38から燃焼室30に導入、つまり、
吸引される空気及び混合気の大部分は、シリンダボア2
4の内壁に案内されて、図4に示すようなスワール流F
a,Fmとなる。The straight portion of the internal passage 44 in the introduction passages 40 and 42 has an inverted triangular cross section and is inclined at a predetermined inclination angle α with respect to the lateral surface Y. 38 are arranged symmetrically with respect to a plane orthogonal to the vertical plane X and including the axis of the cylinder bore 24, so that with the lowering of the piston 26,
It is introduced into the combustion chamber 30 from the intake ports 36 and 38, that is,
Most of the sucked air and air-fuel mixture
4 is guided to the inner wall of the swirl flow F as shown in FIG.
a and Fm.
【0030】ここで、これらスワール流Fa,Fmは、
シリンダボア24の軸線方向に沿って流れ、そして、ペ
ントルーフ34の峰の方向に互いに層状に分離した、所
請、バレルスワール流となる。従って、この発明の内燃
エンジン20では、吸気工程中、各燃焼室30内に2個
の吸気ポート36、38から同時に空気及び混合気を同
時に導入することができるので、内燃エンジン20の運
転領域全域にわたり、その体積効率を高めることが可能
となる。Here, these swirl flows Fa and Fm are:
An ordered, barrel swirl flow that flows along the axis of the cylinder bore 24 and is layered from one another in the direction of the ridges of the pent roof 34. Therefore, in the internal combustion engine 20 of the present invention, during the intake process, the air and the air-fuel mixture can be simultaneously introduced from the two intake ports 36 and 38 into each combustion chamber 30 at the same time. Over time, it is possible to increase the volumetric efficiency.
【0031】また、点火プラグ70の位置がその4弁構
造のエンジン20の必然性から中心部に位置する為、燃
料噴射弁66の燃料の噴射方向を変更することが検討さ
れた。この検討結果を図5及び図6に示し、以下に説明
する。Since the position of the ignition plug 70 is located at the center of the engine 20 due to the necessity of the four-valve engine 20, it has been considered to change the fuel injection direction of the fuel injection valve 66. The results of this study are shown in FIGS. 5 and 6 and are described below.
【0032】ここで、試験項目としては、図6に示すよ
うに、燃焼変動率(SIGMA PMI)、平均有効圧
(PMI)、及びNOx排出量であり、試験条件として
は、図5に示すように、噴射方向を従来通りの内部通路
44と平行としたもの、(図上、曲線Bで示す)点火プ
ラグ方向に5°の角度で傾けたもの、(図上、曲線Aで
示す)、及び点火プラグと逆方向に5°の角度で傾けた
もの、(図上、曲線Cで示す)の3条件とした。Here, as shown in FIG. 6, the test items are a combustion variation rate (SIGMA PMI), an average effective pressure (PMI), and a NOx emission amount, and the test conditions are as shown in FIG. In addition, the injection direction is parallel to the conventional internal passage 44, the injection direction is indicated by a curve B (indicated by a curve B), and the injection direction is inclined at an angle of 5 ° to the spark plug direction (indicated by a curve A in the drawing); Three conditions were set: one inclined at an angle of 5 ° in the opposite direction to the ignition plug (indicated by curve C in the figure).
【0033】図に示すように、燃焼変動率は、曲線Aが
リーン側で安定した燃焼をすることが確認される。ま
た、平均有効圧力も、曲線Aがリッチ側からリーン側ま
で幅広く高い値を示し、高出力が発揮されて燃費が良い
ことが確認される。さらに、NOxの排出量も、曲線A
がリーン側で特に低いというすぐれた特性が確認され
る。As shown in the figure, it is confirmed that the curve A shows stable combustion on the lean side with respect to the curve A. In addition, the average effective pressure also shows a wide range of values from the rich side to the lean side of the curve A, confirming that high output is exhibited and fuel economy is good. Further, the emission amount of NOx is also represented by the curve A
Is particularly low on the lean side.
【0034】以上より、4弁構造の内燃エンジンであっ
て中心で点火をする場合でも、燃料噴射弁66による燃
料の噴射方向の角度を図1に示すように、点火プラグ7
0側に指向してむけるような角度とすることにより、層
状燃焼を成立させつつエンジンとしての高性能を得るこ
とが可能となった。As described above, even in an internal combustion engine having a four-valve structure and in which ignition is performed at the center, the angle of the fuel injection direction by the fuel injection valve 66 is changed as shown in FIG.
By setting the angle toward the zero side, it is possible to obtain high performance as an engine while achieving stratified combustion.
【0035】また、本発明の第2実施例を図2,図3及
び図7に示し、これらの図に基づき本実施例を説明す
る。尚、第1実施例で説明した部材と同一の部材には同
一の符号を付し、重複した説明を省略する。A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 2, 3 and 7, and this embodiment will be described with reference to these figures. The same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0036】図7に示すように、一対の吸気ポート3
6、38につながる内部通路44に、それぞれ点火プラ
グ70に噴射方向を向けた燃料噴射弁66、67を設置
する。このような構造とすることにより、点火プラグ7
0の周辺の混合気の濃度が一層高まり、第1実施例と同
等あるいは同等以上の効果が期待できる。As shown in FIG. 7, a pair of intake ports 3
Fuel injection valves 66 and 67 are installed in the internal passages 44 leading to the fuel injection valves 6 and 38, respectively. With such a structure, the spark plug 7
The concentration of the air-fuel mixture around 0 is further increased, and an effect equivalent to or greater than that of the first embodiment can be expected.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明の成層燃焼型内燃エンジンによれ
ば、エンジンの運転状態に応じて通路断面を変化させず
に常時少なくとも2個の吸気ポートから燃焼室内にその
吸気ポートの数に応じた旋回流を生成するようにすると
共に、点火装置に燃料が噴射されるように燃料噴射手段
を設置した構造とし、少なくともエンジンの低負荷時に
は点火装置の周辺に過濃な混合気の層を形成すると共
に、その他の領域に空気または希薄な混合気の層を形成
し、燃焼室全体の空燃比を理論空燃比よりも大きくする
ようにしており、その結果、燃焼室内全体の混合気がリ
ーンであっても、真にリッチな混合気の流れを必要とす
る点火装置の周辺に燃料が供給されることになる。According to the stratified combustion internal combustion engine of the present invention, at least two intake ports are always provided in the combustion chamber according to the number of the intake ports without changing the passage cross section in accordance with the operating state of the engine. In addition to generating a swirl flow, the fuel injection means is installed so that fuel is injected into the ignition device, and at least when the engine is under low load
Creates a rich mixture layer around the igniter
A layer of air or a lean mixture in other areas
And make the air-fuel ratio of the entire combustion chamber larger than the stoichiometric air-fuel ratio.
As a result, even if the mixture in the entire combustion chamber is lean, fuel is supplied to the periphery of the ignition device that requires a truly rich mixture flow.
【0038】従って、全体としてリーンな混合気であっ
ても、安定して燃焼させることができ、燃費やCOの排
出量を共に低減できる。Therefore, even if the mixture is lean as a whole, it can be stably burned, and both fuel consumption and CO emissions can be reduced.
【図1】本発明の第1実施例に係わる内燃エンジン全体
を一部破断して表す図である。FIG. 1 is a partially cutaway view of an entire internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例に係わる内燃エンジンの1つの
気筒を表す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing one cylinder of the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.
【図3】図2のD−D矢視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
【図4】図2の気筒を概略的に示した透視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing the cylinder of FIG. 2;
【図5】内燃エンジンの試験条件を表わす図であって
(a)は平面図、(b)は側面図である。5A and 5B are diagrams showing test conditions of the internal combustion engine, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view.
【図6】試験結果のグラフを表わす図である。FIG. 6 is a diagram showing a graph of a test result.
【図7】本発明の第2実施例に係わる内燃エンジン全体
を一部破断して表す図である。FIG. 7 is a partially cutaway view of the entire internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
20 エンジン 22 シリンダブロック 24 シリンダボア 26 ピストン 30 燃焼室 36、38 吸気ポート 40、42 導入通路 44 内部通路 60 排気ポート 66、67 燃料噴射弁 70 点火プラグ Reference Signs List 20 engine 22 cylinder block 24 cylinder bore 26 piston 30 combustion chamber 36, 38 intake port 40, 42 introduction passage 44 internal passage 60 exhaust port 66, 67 fuel injection valve 70 spark plug
Claims (3)
されるピストンにより区画される燃焼室と、エンジンの
運転状態に応じて通路断面を変化させずに前記燃焼室に
開口し且つ吸気工程にて該燃焼室に導入される空気が前
記シリンダボアの軸線方向に沿って流れる旋回流をそれ
ぞれ常時生成する少なくとも2個の吸気ポートと、前記
燃焼室の上部中央部分に位置し且つ該吸気ポートから吸
気された混合気に点火する点火装置と、該点火装置に指
向して燃料が噴射されるように噴射方向を決めて前記吸
気ポートにつながる内部通路内に設置され且つ噴射され
る燃料により混合気を作り出す燃料噴射手段とを有し、
少なくともエンジンの低負荷時に前記点火装置の周辺に
過濃な混合気の層を形成すると共にその他の領域に空気
または希薄な混合気の層を形成することによって前記燃
焼室全体の空燃比を理論空燃比よりも大きくすることを
特徴とする成層燃焼型内燃エンジン。A combustion chamber defined by a cylinder bore and a piston fitted into the cylinder bore; and a combustion chamber which opens into the combustion chamber without changing a passage cross section in accordance with an operation state of an engine, and which performs combustion in an intake process. At least two intake ports each of which constantly generates a swirling flow in which air introduced into the chamber flows along the axial direction of the cylinder bore; and mixing located at an upper central portion of the combustion chamber and sucked from the intake port. An igniter for igniting air, and a fuel injection which is installed in an internal passage leading to the intake port by deciding an injection direction so as to inject fuel toward the igniter and produces a mixture by the injected fuel. possess the means,
At least around the ignition device when the engine is under low load
Form a rich mixture layer and air in other areas
Or by forming a lean mixture layer
A stratified combustion internal combustion engine characterized in that the air-fuel ratio of the entire firing chamber is made larger than the stoichiometric air-fuel ratio .
置されたことを特徴とする請求項1記載の成層燃焼型内
燃エンジン。2. The stratified combustion internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection means is provided in all intake ports.
状が略逆三角形状をしたことを特徴とする請求項1記載
の成層燃焼型内燃エンジン。3. A stratified combustion internal combustion engine according to claim 1, wherein the cross section of the internal passage leading to the intake port has a substantially inverted triangular shape.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3292739A JP2699722B2 (en) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Stratified combustion internal combustion engine |
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05133307A JPH05133307A (en) | 1993-05-28 |
JP2699722B2 true JP2699722B2 (en) | 1998-01-19 |
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JP3089936U (en) * | 2002-05-14 | 2002-11-22 | 株式会社トーヨー | origami |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3292739A patent/JP2699722B2/en not_active Expired - Fee Related
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