(57)【要約】【課題】シリンダ３内に燃料を燃料噴射弁１０にて直接的に噴射供給するようにした筒内燃料噴射型内燃機関において、前記燃料噴射弁１０からの噴射燃料の混合性を向上する。【解決手段】前記燃料噴射弁１０と燃焼室５との間の部位に、前記内燃機関におけるクランク軸に同期して回転するロータリー弁１２を設けて、このロータリー弁に、前記燃焼噴射弁からの燃料噴射の期間においてその噴射された燃料を燃焼室内に誘導するようにした噴射燃料誘導通路１３を設けて、燃料の噴射方向をクランク軸に同期して変化する。【選択図】　　　　　　　　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの頂部における燃焼室に、吸気弁、排気弁及び点火栓を設けるとともに、前記シリンダ内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁を設けて成る筒内燃料噴射型内燃機関において、
前記燃料噴射弁と燃焼室との間の部位に、前記内燃機関におけるクランク軸に同期して回転するロータリー弁を設けて、このロータリー弁に、前記燃焼噴射弁からの燃料噴射の期間においてその噴射された燃料を燃焼室内に誘導するようにした噴射燃料誘導通路を設けたことを特徴とする筒内燃料噴射型内燃機関。
【請求項２】
前記請求項１の記載において、前記ロータリー弁における回転のタイミングを、当該ロータリー弁における噴射燃料誘導通路の燃焼室への連通を少なくとも爆発行程において閉じるように設定したことを特徴とする筒内燃料噴射型内燃機関。
【請求項３】
前記請求項１又は２の記載において、前記ロータリー弁の回転方向を、当該ロータリー弁における噴射燃料誘導通路のうち燃焼室への開口部が前記点火栓に近づく方向に設定したことを特徴とする筒内燃料噴射型内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒に対する燃料を、当該気筒におけるシリンダ内に燃料噴射弁にて直接的に噴射供給するようにした筒内燃料噴射型の内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
一般に、この種の内燃機関における燃料噴射弁は、燃料を円錐形に広がるようにして噴射するか、或いは、燃料を比較的薄い平らな状態で扇型に広がるようにして噴射することにより、シリンダ内における吸入空気に対する混合性を高めるように構成している。
【０００３】
この場合、従来における筒内燃料噴射型内燃機関においては、前記燃料噴射弁を、当該燃料噴射弁からシリンダ内への燃料の噴射方向を一定の方向に固定する構成しており、換言すると、当該燃料噴射弁からシリンダ内に対して、一定の方向に燃料を噴射するように構成しているから、シリンダ内における吸入空気の全体に対する燃料の混合性が低く、出力性能及び低燃費の向上、及び排気ガスのクリーンを十分に達成することができないという問題があった。
【０００４】
また、従来においては、前記燃料噴射弁における常時に燃焼室に露出していることにより、この先端部に、爆発行程において高い圧力と高い温度とを受けるこになるから、その耐久性の低下等の不具合を招来するという問題もあった。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解消することを技術的課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するための本発明の請求項１は、
「シリンダの頂部における燃焼室に、吸気弁、排気弁及び点火栓を設けるとともに、前記シリンダ内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁を設けて成る筒内燃料噴射型内燃機関において、
前記燃料噴射弁と燃焼室との間の部位に、前記内燃機関におけるクランク軸に同期して回転するロータリー弁を設けて、このロータリー弁に、前記燃焼噴射弁からの燃料噴射の期間においてその噴射された燃料を燃焼室内に誘導するようにした噴射燃料誘導通路を設けた。」
ことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記ロータリー弁における回転のタイミングを、当該ロータリー弁における噴射燃料誘導通路の燃焼室への連通を少なくとも爆発行程において閉じるように設定した。」
ことを特徴としている。
【０００８】
更にまた、本発明の請求項３は、
「前記請求項１又は２の記載において、前記ロータリー弁の回転方向を、当該ロータリー弁における噴射燃料誘導通路のうち燃焼室への開口部が前記点火栓に近づく方向に設定した。」
ことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用・効果】
前記請求項１の記載において、燃料噴射弁から噴射された燃料は、ロータリー弁における噴射燃料誘導通路内を通って燃焼室内に誘導されることにより、燃焼室内に対する燃料の噴射の方向は、前記ロータリー弁における噴射燃料誘導通路の方向によって決められる。
【００１０】
このとき、前記ロータリー弁は、内燃機関におけるクランク軸に同期して回転していることにより、燃焼室内に対する燃料の噴射の方向は、前記ロータリー弁の回転、ひいては、クランク軸の回転に同期して、順次変化することになる。
【００１１】
これにより、燃焼室に対して燃料を、当該燃料の噴射方向を変えながら供給することができて、シリンダ内における吸入空気に対して、噴射方向が一定の向きに固定されている場合よりも広い範囲にわたって噴射燃料を接触できるから、シリンダ内における吸入空気の全体に対する燃料の混合性が高く、出力性能及び低燃費の向上、及び排気ガスのクリーンを十分に達成することができる効果を有する。
【００１２】
また、請求項２に記載した構成によると、前記ロータリー弁における噴射燃料誘導通路の燃焼室への連通を少なくとも爆発行程において閉じることにより、爆発行程における高い圧力と高い温度とが燃料噴射弁に対して直接に作用すること、ひいては、燃料噴射弁に耐久性の低下等の不具合が発生することを確実に回避できる。
【００１３】
更にまた、請求項３に記載したように構成することにより、点火栓の付近により多くの噴霧燃料を集めることができるから、燃焼性を更に改善できる利点がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、四サイクルの内燃機関に適用した場合の図面（図１及び図２）について説明する。
【００１５】
この図において、符号１は、ピストン２内蔵のシリンダ３を備えたシリンダブロックを、符号４は、前記シリンダブロック１の上面に、前記シリンダ３の頂部を塞ぐように取り付けたシリンダヘッドを各々示す。
【００１６】
前記シリンダヘッド４には、その下面のうち前記シリンダ３内の部分に燃焼室５が凹み形成され、この燃焼室５への吸気ポート６、及び、燃焼室５からの排気ポート７が設けられ、前記吸気ポート６の燃焼室５内への開口部には、前記ピストン２が下降動する吸気行程において開くように構成した吸気弁８が、また、前記排気ポート７の燃焼室５内への開口部には、前記ピストン２が上昇動する排気行程において開くように構成した排気弁９が各々設けられている。
【００１７】
また、前記シリンダヘッド４には、前記燃焼室５に対する点火栓１０が装着されているとともに、シリンダ３内に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁１１とが設けられている。
【００１８】
この場合において、前記燃料噴射弁１１は、前記吸気弁８と排気弁９との間の部位に位置し、点火栓１０は、前記燃料噴射弁１１と吸気弁８との間の部位に位置している。
【００１９】
また、前記燃料噴射弁１１は、図２に示すように、図示しないクランク軸の回転角度、つまり、クランク角度で吸気行程初めの上死点後約６０度から圧縮行程初めの下死点後約６０度までの期間θにおいて燃料を噴射するように構成されている。
【００２０】
そして、前記シリンダヘッド４のうち前記燃焼室５と前記燃料噴射弁１１との間に、前記シリンダ３の軸線と直角又は略直角の軸線を有するロータリー弁１２を、その軸線を回転中心として自在に回転するように設けて、このロータリー弁１２に、前記燃焼噴射弁１１から噴射された燃料を燃焼室５内に誘導するようにした噴射燃料誘導通路１３を設けるとともに、このロータリー弁１２を、前記クランク軸からの動力伝達により、クランク軸に同期してその半分の速度で回転することにより、前記燃料噴射弁１１と燃焼室５とを、図２に示すように、一サイクルのうち前記した燃料噴射弁１１における燃料噴射期間θにおいて噴射燃料誘導通路１３を介して連通し、一サイクルのうち少なくとも前記燃料噴射期間θを除く爆発行程の期間において前記の連通を遮断するように構成する。
【００２１】
更に、前記ロータリー弁１２の回転方向を、矢印Ａで示すように、当該ロータリー弁１２における噴射燃料誘導通路１３のうち燃焼室５への開口部１３ａが前記点火栓１０に近づく方向に設定する。
【００２２】
この構成において、燃料噴射弁１１から噴射された燃料は、ロータリー弁１２における噴射燃料誘導通路１３内を通って燃焼室５内に誘導されることにより、燃焼室５内に対する燃料の噴射の方向は、前記ロータリー弁１２における噴射誘導通路１３の方向によって決められる。
【００２３】
このとき、前記ロータリー弁１２は、内燃機関におけるクランク軸に同期して矢印Ａの方向に回転していることにより、燃焼室５内に対する燃料の噴射方向は、最初は、一点鎖線で示す矢印Ｂ１の方向であるが、次に、実線で示す矢印Ｂ２の方向に変化し、次いで、二点鎖線で示す矢印Ｂ３の方向を経て三点鎖線で示す矢印Ｂ４の方向になるというように、前記ロータリー弁１２の回転、ひいては、クランク軸の回転に同期して、前記点火栓１０に近づくように順次変化することになる。
【００２４】
これにより、燃焼室５に対して燃料を、当該燃料の噴射方向を変えながら供給することができることにより、シリンダ３内における吸入空気に対して、噴射燃料を、その噴射方向が一定の向きに固定されている場合よりも広い範囲にわたって接触することができる。
【００２５】
この場合において、前記燃料の噴射方向は、矢印Ｂ１−Ｂ２−Ｂ３−Ｂ４を経るというように点火栓１０に近づくように変化することにより、前記点火栓１０の付近に多くの噴霧燃料を集めることができる。
【００２６】
一方、前記ロータリー弁１２は、爆発行程の期間において、前記燃料噴射弁１１と燃焼室５との連通を遮断していることにより、爆発行程における高い圧力と高い温度とが燃料噴射弁に対して直接に作用することを確実に回避できる。
【００２７】
なお、前記ロータリー弁１２は、前記クランク軸からの動力伝達によってクランク軸に同期して回転するように構成することに代えて、このロータリ弁専用の回転手段にてクランク軸に同期して回転するように構成したり、或いは、このロータリー弁１２を、適宜手段にて、クランク軸に同期して間欠的に往復回転するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図２】前記実施の形態において各行程とロータリー弁との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　シリンダブロック
２　　　　　　　　　　ピストン
３　　　　　　　　　　シリンダ
４　　　　　　　　　　シリンダヘッド
５　　　　　　　　　　燃焼室
８　　　　　　　　　　吸気弁
９　　　　　　　　　　排気弁
１０　　　　　　　　　点火栓
１１　　　　　　　　　燃料噴射弁
１２　　　　　　　　　ロータリー弁
１３　　　　　　　　　噴射燃料誘導通路
【図１】
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【図２】
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