(57)【要約】【課題】  燃料噴霧が点火プラグに吹き掛かることによる放電火花の吹き消え、消炎を回避しつつ着火性を向上できる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供する。【解決手段】  本発明の筒内噴射式火花点火内燃機関は、気筒２内に臨む点火プラグ１０に燃料噴霧が吹き掛からないようにして点火プラグ１０の両側に向かって延びる二つの燃料噴霧１１Ａ、１１Ｂを噴射可能な筒内噴射用噴射弁８を有し、筒内噴射用噴射８弁にて噴射される燃料噴霧１１Ａの貫徹力が燃料噴霧１１Ｂの貫徹力よりも低くされている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に臨む点火プラグに燃料噴霧が吹き掛からないようにして前記点火プラグの両側に向かって延びる二つの燃料噴霧を噴射可能な燃料噴射弁を有し、前記燃料噴射弁にて噴射される前記二つの燃料噴霧のいずれか一方の貫徹力が他方の貫徹力よりも低くされていることを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関。
【請求項２】
前記燃料噴射弁は吸気ポートと排気ポートとの間に配置され、前記二つの燃料噴霧を含んだ複数の燃料噴霧を放射状に噴射可能であることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
【請求項３】
前記点火プラグは前記燃料噴射弁を挟んで前記吸気ポートの反対側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に燃料噴霧を噴射するようにした筒内噴射式火花内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射式火花点火内燃機関として、点火プラグに向かって噴射される高分散燃料噴霧と、高分散燃料噴霧の両側に位置し、かつ点火プラグを避けるようにして噴射される低分散燃料噴霧とを略列状に形成するようにしたものがある（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５０８４８公報
【特許文献２】特開２００４−５２７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関では、点火プラグに向かって高分散燃料噴霧が噴射されるため、その燃料噴霧によって放電火花の吹き消えが生じるおそれがある。仮に、その燃料噴霧の貫徹力を低くしても、完全に気化しない液滴が点火プラグに直撃することにより消炎を招き着火性が不十分となるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、燃料噴霧が点火プラグに吹き掛かることによる放電火花の吹き消え、消炎を回避しつつ着火性を向上できる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の筒内噴射式火花点火内燃機関は、気筒内に臨む点火プラグに燃料噴霧が吹き掛からないようにして前記点火プラグの両側に向かって延びる二つの燃料噴霧を噴射可能な燃料噴射弁を有し、前記燃料噴射弁にて噴射される前記二つの燃料噴霧のいずれか一方の貫徹力が他方の貫徹力よりも低くされていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この発明によれば、燃料噴射弁から噴射される二つの燃料噴霧は点火プラグに吹き掛からないように点火プラグの両側に延び、かつ貫徹力に差があるため、二つの燃料噴霧に挟まれた空間には低貫徹力の燃料噴霧側の圧力が高く高貫徹力の燃料噴霧側の圧力が低い圧力差が生じる。そして、その圧力差によって低貫徹力の燃料噴霧側から高貫徹力の燃料噴霧側へ向かう緩い流れが生じ、貫徹力の低い燃料噴霧の最外郭付近で気化した燃料がこの流れに乗って点火プラグ付近に広がり可燃混合気が形成される。これにより、燃料噴霧が点火プラグに吹き掛かることによる放電火花の吹き消え、消炎を回避しつつ点火プラグ付近に可燃混合気を確実に形成できるため着火性を向上できる。
【０００８】
本発明の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記燃料噴射弁は吸気ポートと排気ポートとの間に配置され、前記二つの燃料噴霧を含んだ複数の燃料噴霧を放射状に噴射可能であってもよい（請求項２）。この態様によれば、燃料噴霧を気筒内に行き渡らせることができるので燃焼時の火炎伝播が良好になる。
【０００９】
本発明の筒内噴射式火花点火内燃機関において、前記点火プラグは前記燃料噴射弁を挟んで前記吸気ポートの反対側に配置されてもよい（請求項３）。この態様によれば、吸気ポートからの気流により点火プラグ付近における可燃混合気の形成が促進されるので、着火性を更に向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、燃料噴射弁にて噴射される二つの燃料噴霧のいずれか一方の貫徹力が他方の貫徹力よりも低くされて、点火プラグに燃料噴霧が吹き掛からないようにしてこれら二つの燃料噴霧が点火プラグの両側に向かって延びているので、燃料噴霧が点火プラグに吹き掛かることによる放電火花の吹き消え、消炎を回避しつつ着火性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の要部の断面模式図である。内燃機関１は筒内噴射式火花点火内燃機関であり、気筒２と、気筒２内を往復運動するピストン３と、気筒２にそれぞれ連通する吸気ポート４及び排気ポート５とを有している。吸気ポート４にはこれを開閉する吸気弁６が、排気ポート５にはこれを開閉する排気弁７がそれぞれ設けられている。また、内燃機関１は、吸気ポート４と排気ポート５との間に、本実施形態では気筒２の中心線ＣＬ上に配置され、気筒２に臨むようにして設けられた筒内噴射用噴射弁８と、吸気ポート４に臨むように設けられたポート噴射用噴射弁９と、気筒２に臨むようにして筒内噴射用噴射弁８を挟んで吸気ポート４の反対側に配置された点火プラグ１０とを有している。筒内噴射用噴射弁８及びポート噴射用噴射弁９のそれぞれにはサプライポンプ（不図示）にて圧送された燃料が供給される。点火プラグ１０にはディストリビュータ（不図示）等を備えた電力供給装置を介して必要な電力が供給される。
【００１２】
筒内噴射用噴射弁８は図示しない複数の噴孔を有し、複数の噴孔を介して複数の燃料噴霧１１を気筒２内に噴射する。一方、ポート噴射用噴射弁９は所定の燃料噴霧を吸気ポート４内に噴射する。筒内噴射用噴射弁８は成層燃焼を行うために、ポート噴射用噴射弁９は均質燃焼を行うためにそれぞれ使用される。成層燃焼と均質燃焼とが適切に切り替えられ、かつ適切な燃料噴射時期及び点火時期で内燃機関１が運転されるように、筒内噴射用噴射弁８、ポート噴射用噴射弁９、及び点火プラグ１０のそれぞれの動作は図示しないエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）にて制御される。
【００１３】
図２は、図１のＡ矢視図であり、筒内噴射用噴射弁８から噴射された燃料噴霧１１が示されている。筒内噴射用噴射弁８からは放射状に８つの燃料噴霧１１Ａ〜１１Ｈが略等間隔で噴射され、これらのうち燃料噴霧１１Ａと燃料噴霧１１Ｂとの間に点火プラグ１０が配置される。燃料噴霧１１Ａ及び燃料噴霧１１Ｂのそれぞれの噴霧角は点火プラグ１０に燃料噴霧が吹き掛からないように調整され、また、それぞれの貫徹力は燃料噴霧１１Ａの貫徹力が燃料噴霧１１Ｂの貫徹力よりも低くなるように調整されている。燃料噴霧１１Ａと燃料噴霧１１Ｂとの貫徹力の差は点火プラグ１０付近に適正な濃度の可燃混合気が形成されるように適宜に設定される。残りの燃料噴霧１１Ｃ〜１１Ｈのそれぞれの貫徹力、噴霧角等の噴霧特性は燃料噴霧１１Ｂと同一に設定してもよいし、異ならせてもよい。また燃料噴霧１１Ｃ〜１１Ｈの噴霧特性を互いに同一にしてもよいし変化させてもよい。
【００１４】
以上の内燃機関１によれば、図３に示すように、燃料噴霧１１Ａ、１１Ｂが点火プラグ１０に吹き掛からないように筒内噴射用噴射弁８にて噴射される。また、燃料噴霧１１Ａと燃料噴霧１１Ｂとの間に貫徹力の差があるため、換言すれば、燃料噴霧１１Ａの気流ｆａと燃料噴霧１１Ｂの気流ｆｂとの間に流速差があるため、燃料噴霧１１Ａと燃料噴霧１１Ｂとに挟まれた空間Ｓには燃料噴霧１１Ａ側の圧力が高く燃料噴霧１１Ｂ側の圧力が低い圧力差が生じる。そして、その圧力差によって燃料噴霧１１Ａ側から燃料噴霧１１Ｂ側へ向かうの緩い流れＦが発生し、破線１２で示すように燃料噴霧１１Ａの最外郭付近で気化した燃料が流れＦに乗って点火プラグ１０付近に吸い寄せられるように広がる。以上によって、燃焼噴霧が点火プラグに吹き掛かることによる放電火花の吹き消えを回避しつつ点火プラグ１０付近に可燃混合気を確実に形成できるため着火性を向上できる。
【００１５】
しかも、図２に示したように、筒内噴射用噴射弁８からは複数の燃料噴霧１１Ａ〜１１Ｈが放射状に噴射されるため、燃料噴霧を気筒２内に行き渡らせることができるので燃焼時の火炎伝播が良好になる。更に、筒内噴射用噴射弁８を挟んで吸気ポート４の反対側に点火プラグ１０が配置されているため、吸気ポート４からの気流により点火プラグ１０付近における可燃混合気の形成が促進されて着火性を更に向上できる。
【００１６】
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施してよい。筒内噴射用噴射弁８及び点火プラグ１０が設けられる位置に特に制限はなく、例えば、図４に示したように、吸気ポート４，４と排気ポート５，５との間に、筒内燃料噴射弁８と点火プラグ１０とを並べて配置してもよい。また、点火プラグ１０を気筒２の中心線ＣＬ上に設け、筒内噴射用噴射弁８をその点火プラグ１０に向けて配置してもよい。
【００１７】
また、筒内噴射用噴射弁８から噴射される燃料噴霧の数にも制限はない。従って、筒内噴射用噴射弁８は、点火プラグ１０の両側に位置する少なくとも二つの燃料噴霧を噴霧できればよい。筒内噴射用噴射弁８は、当該二つの燃料噴霧の間で貫徹力の差を与えることができるものであれば如何なる構造のものでもよい。内燃機関１は成層燃焼と均質燃焼とを切り替えるため筒内噴射用噴射弁８とポート噴射用噴射弁９を備えているが、本発明はこれに限定されず、本発明をポート噴射用噴射弁９を省略した筒内噴射式の内燃機関として実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の要部の断面模式図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】貫徹力差が付与された二つの燃料噴霧間の作用を説明する説明図。
【図４】燃料噴射弁と点火プラグの配置形態の他の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００１９】
１  内燃機関
２  気筒
８  筒内噴射用噴射弁（燃料噴射弁）
１０  点火プラグ
１１  燃料噴霧
１１Ａ  低貫徹力の燃料噴霧
１１Ｂ  高貫徹力の燃料噴霧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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