(57)【要約】【課題】従来の吸気装置は吸気弁装置の上流側で制御しており、燃料噴霧の壁面付着防止については十分でなかった。また、システムコストが安価で燃料の噴霧化と短時間の搬送が性能向上の上で必要であった。【解決手段】吸気弁装置より流入する吸入空気が、内燃機関の点火装置側に多く（速度が高い）なるように供給されると共に、燃料噴射弁から噴射される偏平状の燃料噴霧が、吸気弁装置の傘部の点火装置側に局部的に噴射され、共に燃焼室内において気化混合を促進されながら、タンブル流れとなって点火装置に導かれ安定燃焼を実現する。【選択図】  図１
2004270450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の吸気ポートを開閉する吸気弁装置と、内燃機関の制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁装置により制御される吸入空気と前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧とを、共に燃料室内に送り構成の内燃機関の燃料噴射装置において、
前記吸気弁装置は、吸気弁と、該吸気弁が着座する弁座とを有する吸気弁部を備え、該吸気弁部は、前記弁座に、前記吸気弁が該弁座から離間される方向を弁座下方として、弁座下方に伸びるスカートが形成され、該スカートは、長さが点火装置に近い側で低く（実質的に０となることを含む。）、点火装置に遠い側で高く形成され、以って前記吸気弁が弁座から離されるに従って前記吸気弁装置から流入する吸入空気が、点火装置に近い側で多く、点火装置の反対側で少なくされる流路が形成されること
を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１において、前記スカートは、前記弁座から直接的に一体に形成されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１において、前記スカートは、前記点火装置に遠い側で高く形成されたスカート部を有し、該スカート部は燃料噴射弁の弁軸方向に壁面が傾斜して形成されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、前記スカートは、スカート端が高い半周側のみで形成されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかにおいて、スカートの低い側の部分は、開口部とされ、以って高い側の部分とで段差が形成されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１において、前記燃料噴射弁を燃料噴霧の方向が前記吸気弁部の前記点火装置に遠い側にある部位に向くようにして配設し、以って前記吸気弁装置の傘部における点火装置の近い側の部位側に燃料噴霧が局部的に集中するように構成したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項７】
複数個の吸気ポートを開閉する吸気弁装置と、内燃機関の制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁装置により制御される吸入空気と前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧とを、共に燃料室内に送り構成の内燃機関の燃料噴射装置において、
前記吸気弁装置は、吸気弁と、該吸気弁が着座する弁座とを有する吸気弁部を備え、該吸気弁部は、前記弁座に、前記吸気弁が該弁座から離間される方向を弁座下方として、弁座下方に伸びるスカートが形成され、該スカートは、長さが点火装置に近い側で低く、点火装置に遠い側で高く形成され、かつ前記燃料噴射弁のノズル部に設けたプレート部材に、前記点火装置に近い側の部位側に長くなった楕円形状にして、該部位に孔形状が向けられた噴射孔が形成されること
を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項８】
複数個の吸気ポートを開閉する吸気弁装置と、内燃機関の制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁装置により制御される吸入空気と前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧とを、共に燃料室内に送り構成の内燃機関の燃料噴射装置による燃料噴射方法において、
前記吸気弁装置は、吸気弁と、該吸気弁が着座する弁座とを有する吸気弁部を備え、該吸気弁部は、前記弁座に、前記吸気弁が該弁座から離間される方向を弁座下方として、弁座下方に伸びるスカートが形成され、該スカートは、長さが点火装置に近い側で低く、点火装置に遠い側で高く形成された前記吸気弁装置によって前記吸気弁装置から流入する吸入空気が、前記吸気弁が弁座から離れるに従って点火装置に近い側で多く、点火装置の反対側で小さくされること
を特徴とする内燃機関の燃料噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（エンジン）の燃料噴射装置および燃料噴射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃費向上や排気ガス浄化に対応するためには、燃料噴射弁から噴射される燃料の更なる噴霧化やその噴射方法の適正化が重要な課題とされている。この種の課題に対応可能な燃料噴射装置や吸気装置を具備し、該燃料噴霧のシリンダ内壁面への付着を抑制できる公知例として、特許文献１に記載の吸気装置がある。
【０００３】
この公報には、吸気通路を主吸気通路と縦スワールを生成する副吸気通路とに分割し、該主吸気通路に機関低負荷時に閉弁する吸気制御弁と燃料噴射を行うインジェクタとを具備し、吸気バルブの開閉動作に伴い該主吸気通路を流れる第１の吸入空気および副吸気通路を流れる第２の吸気通路を該インジェクタから噴射される燃料と共に燃料室内に送り込む内燃機関の吸気装置において、該主吸気通路と副吸気通路の形状が、該第１の吸入空気と該第２の吸入空気とが合流する合流位置より上流側所定範囲において、略直線でかつ略平行となるよう構成し、かつ、第１の吸入空気の流れが該第２の吸入空気の流れに対して燃料室内流入断面の内側を通過するようシリンダに対して該主吸気通路の外側に該副吸気通路を配置し、かつ、該インジェクタの燃料噴射方向を該第１の吸入空気の流れ方向に沿うよう指向させた内燃機関の吸気装置が記載されている。
【０００４】
この従来技術によると、吸入空気が燃料噴射弁から噴射された燃料の外側に流れ込むため、燃料は吸入空気に包まれたような状態で燃焼室内に入り、これによってシリンダ内壁面への付着を防止することができる。また、燃焼室内において、点火装置に近い内側部分に燃料の層が存在し外側に空気の層が存在する、燃料と空気が分離された状態（この状態を成層化された状態）となっているため、点火性および火炎伝播も良好になる、すなわち燃焼が良いというものである。
【０００５】
【特許文献１】
実開平３−８８９３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関のシリンダ内壁面やピストン上面、あるいは両者間の隙間に著しく燃料が付着すると、その部分で形成される消炎層によって、ＨＣ（炭化水素）の発生量が多くなる。また、混合気の不安定な着火は、燃焼の効率が悪くなり燃費が悪化するという問題につながる。前記公知例にあるように、このような問題を解決するためには、各部への壁面付着が抑制可能な燃料の噴霧パターン化や吸入空気の流動に合った噴射制御が必要になる。特に内燃機関への適用にあたっては、機関の形状仕様に適合するように、これらの点を十分配慮する必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、燃料の噴霧化を促進すると共に、その噴射方向を制御し得るノズル体を有する燃料噴射装置を具備し、また、内燃機関の吸気弁装置部分からの吸気流動を効果的に利用して、シリンダ壁面やピストン壁面への燃料付着を抑制し、しかも点火装置回りに点火良好な混合気を形成し、点火をより確実に行わせしめると共に、良好な燃焼によってＨＣの排出量の大幅な削減と燃焼を効率的に行いせしめて燃費性能を向上させ得る内燃機関の燃料噴射装置および燃料噴射方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、吸入空気の制御において、従来装置にあるような複数の吸気通路や、吸気通路の一部を遮断するようなバルブ装置など、を設けないで装置を簡素化しシステムコストの低減を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、複数個の吸気ポートを開閉する吸気弁装置と、該吸気弁装置の上流側に配置され、エンジン制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁装置により制御される吸入空気と前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧とを、共に燃焼室内に送り込む構成の燃料噴射装置およびこれを搭載した内燃機関において、前記吸気弁装置より流入する吸入空気が、前記内燃機関のほぼ中央部に配置される該点火装置側に、その空気量が多く（速度が高い）なるように、また該吸気弁装置側のシリンダ内壁側にその空気量が少なく（速度が低い）なるように、該吸気弁装置の傘部において吸入空気の流量分布が不均一となるように供給される構成とした。あわせて、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧は、前記吸気弁装置の傘部における点火装置側に該燃料噴霧が局部的に集中するように噴射される構成とした。これによって、共に燃焼室内に流入する際に、速度の高い気流エネルギにより噴霧化が確実に実施されると共に気化混合を促進されながら供給される構成とした。
【００１０】
また、前記燃料噴射装置およびこれを搭載した内燃機関において、該吸気弁装置により制御される流量の多い吸入空気と前記燃料噴射弁から噴射される局部的に集中する燃料噴霧とが、前記内燃機関の燃焼室内に流入する際に、該燃焼室内の該吸気弁装置から遠い側においてタンブル流（縦渦流）を形成するようにして前記内燃機関の点火装置部分に適度な混合気が流動せしめて安定した点火燃焼を行えるようにした。
【００１１】
さらに、前記燃料噴射装置およびこれを搭載した内燃機関において、該吸気弁装置の傘部において吸気流量の多い側（気流速度が高い側）に燃料噴霧を集中させ、該吸入空気の気流によって噴霧化すると共に、他方の吸気流量の少ない側には燃料噴霧の供給を避けるようにして、該内燃機関の該吸気弁装置側のシリンダ壁面への燃料付着を抑制するように構成した。
【００１２】
さらに、前記燃料噴射装置およびこれを搭載した内燃機関において、該燃料噴射弁は弁座とその下流に燃料噴射孔を有し、該弁座の電気的な開閉動作によって燃料の噴射を制御する方式のものであって、該弁座の下流側において、複数個の偏った燃料噴射孔を有するノズルプレートを配置し、このノズルプレートには、前記内燃機関の該吸気弁装置の傘部に燃料が局部的に集中するように噴霧化される、偏った少なくとも１つ以上の噴射孔が形成される構成とした。
さらに、吸入空気の制御においては、吸気弁装置の弁座部で流量分布が不均一になるような開口面積を有する流路構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１から図５は、本発明の一実施例を示す図である。図１は、多気筒内燃機関の一部を示す部分断面図である。また、図２は吸気弁装置を内燃機関の上側から見た概略図である。図３ないし図５は吸気弁装置の弁座部の拡大図である。
【００１４】
１０１は多気筒内燃機関の気筒の１つを示しており、１０２は燃焼室、１０３はピストン、１０４はピストンに形成されるキャビティ、１０５はシリンダ、１０６はシリンダヘッド、１０７は吸気ポート１０８を開閉する吸気弁装置、１０９は排気弁装置、１１０は点火装置である。また、１１１は吸気ポート１０８を分離する中央隔壁を有し上流側において連通する吸気通路を形成する吸気通路部であり、１１２は吸気通路での吸気の流れ、１１３は電磁式燃料噴射弁１から噴射される噴霧の形状を模式的に示している。なお、吸気弁装置１０７は図２に示されるように２つ並設されている。図１は、いわゆる複吸気式の内燃機関を示している。したがって、電磁式の燃料噴射弁１からの噴霧１１３は、それぞれの吸気ポート１０８に向かって噴射されている。このように電磁式燃料噴射弁１は、吸気弁装置１０７の上流側に１つ配設される、マルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）システム化された燃料噴射方式を採用している。
【００１５】
吸気弁座部の構成および吸気の流動について図３および図４を用いて説明する。また、燃料噴霧との混合状態を図５を用いて説明する。図３は吸気弁装置１０７の主要拡大図であり、吸気弁装置１０７が閉じた状態を示している。１１５はこの吸気弁装置１０７の着座部、すなわち弁座を示しており、吸気弁装置１０７は吸気弁３０１と吸気弁３０１が着座する弁座１１５を有する吸気弁部を備える。この吸気弁部は弁座１１５に、吸気弁３０１が弁座１１５から離間される方向を弁座下方として弁座下方に伸びるスカート３０２を有する。スカート３０２は、下方への長さが点火装置１１０に近い側であるスカート部３０３で低く（実質的に０となること、すなわち実質的に弁座１１５のみの形成。）点火装置に遠い側であるスカート部３０４で高く形成される。このように、座面下方のスカート部の高さは、点火装置１１０（図１参照）側で高さが低い（短い）構造になっている。図４は、吸気弁装置１０７が開いた状態を示している。開いた状態では、弁開口部の面積がスカートの高さが高いシリンダ側にあるスカート部３０４（図では点火装置１１０に遠い側にあるスカート部３０４）によって形成される流路３０５（吸気ポート１０８の一部）よりも、その高さが低い点火装置１１０に近い側でスカート部３０３によって形成される流路３０６（吸気ポート１０８の一部）においてその断面積が急激に拡大するようになっている。したがって、流入する空気量は点火装置１１０に近い側の流路３０６において十分多くなる。図４に示すように、吸気弁３０１が弁座１１５から全開の状態にあっても流路３０５はスカート部３０４によって規制される。すなわち、図４の状態であってもスカート部３０４は吸気弁３０１に対向している状況におかれる。また、吸入空気量の差に加えて、図に示す白抜きの矢印のようにその流入方向がスカート部３０４によって規制され、シリンダ壁面３１０方向ではなく、ほぼ弁軸３１１の方向とされる。すなわち、特徴的なことは、シリンダ側の流入方向はその壁面３１０に沿わないで吸気弁装置１０７の弁軸３１１方向になっていることである。また、他の特徴的なことは他方の太抜きの矢印で示す大流量の吸気の流れがピストン１０３のキャビティ１０４に沿って流入し、図１に示すように燃焼室１０２内においてタンブル流れ１１４を形成していることである。さらに、このタンブル流れ１１４は図２に示すように、キャビティ１０４を経て点火装置１１０に向かうようにその流れが調整されていることである。なお、吸入空気は吸気弁装置１０７のリフト量によって変わり、これに伴って吸気流速が変わる。本発明では、シリンダ１０５側の流路３０５を流れる吸気の流速変化は極めて少なく、点火装置１１０側の流路３０６を流れる吸気が大幅に変化する構成になっている。
【００１６】
以上のように、複数個の吸気ポート１０８を開閉する吸気弁装置１０７と、吸気弁装置１０７の上流側に配置され、内燃機関の制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁１とを備え、吸気弁装置１０７により制御される吸入空気と燃料噴射弁１から噴射される燃料噴霧とを、共に燃焼室１０２の内部に送り込む構成の燃料噴射装置およびこれを搭載した内燃機関において、吸気弁装置１０７より流入する吸入空気が、内燃機関の気筒１０１のほぼ中央部に配置される点火装置１１０に近い側にその空気量が多く（速度が高い）なるように、また一方、吸気弁装置１０７側のシリンダ内壁側である点火装置１１０に遠い側にその空気量が少なく（速度が低い）なるように、吸気弁装置１０７の傘部において吸入空気の流量分布が不均一となるように供給されると共に、燃料噴射弁１から噴射される燃料噴霧は、吸気弁装置１０７の傘部における点火装置１１０に近い側に燃料噴霧が局部的に集中するように噴射され、共に燃焼室内に気化混合を促進されながら供給される燃料噴射装置およびこれを搭載した内燃機関が構成される。
【００１７】
すなわち、複数個の吸気ポート１０８を開閉する吸気弁装置１０７と、内燃機関の制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁１とを備え、吸気弁装置１０７により制御される吸入空気と燃料噴射弁１から噴射される燃料噴霧とを、共に燃料室内に送り構成の内燃機関の燃料噴射装置において、吸気弁装置１０７は、吸気弁３０１と、吸気弁３０１が着座する弁座１１５とを有する吸気弁部を備え、吸気弁部は、弁座１１５に、吸気弁３０１が弁座１１５から離間される方向を弁座下方として、弁座下方に伸びるスカート３０２が形成され、スカート３０２は、長さが点火装置に近い側（スカート部３０３）で低く（実質的に０となることを含む。）、点火装置に遠い側（スカート部３０４）で高く形成され、以って吸気弁３０１が弁座から離されるに従って吸気弁装置１０７から流入する吸入空気が、点火装置１１０に近い側で多く、点火装置１１０の反対側で少なくされる流路３０５、３０６が形成される内燃機関の燃料噴射装置が形成される。
そしてスカート３０２は、弁座１１５から直接的に一体に形成される。すなわち、吸気ポート１０８は、流路３０５、３０６を持つように形成される。
【００１８】
図５は、電磁式燃料噴射弁１からの噴霧１１３を模式的に示して図４の構成に加えた部分拡大図である。本実施例では、各部壁面への燃料付着を抑制して気筒内の混合気の質や形成状態の向上を図る狙いから、噴霧１１３の形状パターンが改良されている。すなわち、図に示されるように、シリンダヘッド１０６やシリンダ１０５の内壁面へ噴霧が衝突しないようにその厚さが薄くなっていると共に、図２に示すように、吸気弁装置１０７の傘部の点火装置１１０側に燃料噴霧が集中する偏平状の噴霧パターンになっている。
ここで、本発明に係る電磁式燃料噴射弁１の構造および動作について、図１２を用いて説明する。以下の説明において、弁体の軸線を含み、かつその軸線に平行な面を縦断面と呼ぶことにする。
【００１９】
図１２は、偏平状の噴霧パターンを形成する電磁式燃料噴射弁１の構造を示す縦断面図の一例として、通常時閉型の電磁式燃料噴射弁を示す。図１２に示された本実施形態の電磁式燃料噴射弁１は、電磁コイル１０を取り囲む磁性体のヨーク６と、電磁コイル１０の中心に位置し一端がヨーク６と接触したコア７と、前記電磁コイル１０が励磁されると所定量リフトする弁体３と、この弁体３に対接するシート面１１と、弁体３とシート面１１の隙間を通って流れる燃料を噴射する燃料噴射室２、および燃料噴射室２の下に複数の噴射孔８を有するプレート部材１２を備えている。また、コア７の中心には、弁体３をシート面１１に押圧する弾性部材としてのスプリング９が備えてある。コイル１０に通電されていない状態においては、弁体３とシート面１１とが密着している。燃料は図示しない燃料ポンプによって圧力を付与された状態で燃料供給口より供給され、弁体３とシート面１１の密着位置まで燃料噴射弁の燃料通路５は燃料で満たされている。コイル１０に通電され、磁力によって弁体３が変位して、ノズル部４に設けたシート面１１から離れると、燃料は燃料噴射室２で軸中心付近に集約されたのち、プレート部材１２に沿って外周方向に放射流状に流れて、複数の噴射孔８よりエンジンの吸気ポート等に向けて噴射される構造になっている。
【００２０】
図１３は本発明の一実施形態の電磁式燃料噴射弁１におけるノズル部を拡大した縦断面図である。本実施形態では、図１４に示すように燃料通路内にあるプレート部材１２の面上に、複数個の楕円状の噴射孔８を設置していることである。そしてこの場合、噴射孔８は半面上において設けられており、それぞれ２方向のグループになるように、その方向が３０、３１に分けられている。すなわち、燃料噴射弁１のノズル部４に設けたプレート部材１２に、点火装置１１０に近い側の部位側の流路３０６に向かって長くなった楕円形状にして、この流路３０６に向けられて噴射孔８が形成される。すなわち、噴射孔８の円壁は流路３０６に向けられる。
【００２１】
次に、本発明の燃料噴射弁１における実施例の作用と効果を説明する。
上述のような複数個の噴射孔８を形成することで、図１３に示すように外周方向からきた燃料が、各噴射孔８に接線方向より流れ込んで行く。この際に燃料が相互に衝突することによって、噴射孔に流入する前に様々な渦流を形成する。この渦流は先の接線方向流れに混入して噴射孔８へと流れ入る。このように接線方向の強い流れの効果により出口部での燃料流速が大きくなる。この燃料流速の増速効果により、燃料と空気の気液界面での乱れが促進され、噴霧粒子の粒径を小さくすることができる。
なお、３０、３１は燃料の流出方向を示しており、２０は噴射された噴霧形態を模式的に示したもので複数個の偏平状噴霧となっている。
【００２２】
燃料噴霧１１３は、吸気弁装置１０７が開放された際に生じる流動の強いタンブル１１４に乗って運ばれ、吸気行程中に燃料噴霧が形成される。このように、吸気流動の改良に加えて、噴霧の方向性や形状の改良が図られており、燃焼室１０２内への燃料噴霧の輸送遅れが解消されている。
【００２３】
内燃機関の燃焼試験を実施したところ、排ガス性能の向上や燃費の向上が図られており、係る燃料噴射弁１によって、吸気管１１１の内壁面やシリンダヘッド１０６の内壁面等、各部への燃料付着が抑制されて混合気の質や形成状態の向上が図られていることが確認された。
【００２４】
以上のように、複数個の吸気ポート１０８を開閉する吸気弁装置１０７と、内燃機関の制御装置からの制御信号に基づいて駆動される燃料噴射弁１とを備え、吸気弁装置１０７により制御される吸入空気と燃料噴射弁１から噴射される燃料噴霧とを、共に燃料室内に送り構成の内燃機関の燃料噴射装置において、吸気弁装置１０７は、吸気弁３０１と、吸気弁３０１が着座する弁座１１５とを有する吸気弁部を備え、この吸気弁部は、弁座１１５に、吸気弁３０１が弁座１１５から離間される方向を弁座下方として、弁座下方に伸びるスカート３０２が形成され、このスカート３０２は、長さが点火装置１１０に近い側で低く、点火装置１１０に遠い側で高く形成され、かつ燃料噴射弁１のノズル部４に設けたプレート部材１２に、点火装置１１０に近い側の部位側に長くなった楕円形状にして、該部位に孔形状が向けられた噴射孔８が形成される内燃機関の燃料噴射装置が構成される。
【００２５】
図６および図７は、吸気弁装置に係る他の実施例を示している。そして図７は、図６に示すスカート３０２の構成を吸気弁３０１を取り除いた状態で要部を示す図である。図６および図７に示すこの実施例は、流入する吸気流量を第１の実施例に比べて局部的に高めるためものであり、タンブルをより強めると共に、燃料の更なる噴霧化を図るというものである。図６および図７において、スカート３０２は弁周のほぼ半分に亘って形成されている。すなわち、高さの高いスカート部３０４のみが形成され、先の実施例で示すスカート部３０３は設けられておらず、スカート３０２は端が高い半周側構成のみで形成される。
【００２６】
また、図８および図９には他の実施例を示す。そして、図９は、図８に示すスカート３０２の構成を吸気弁３０１を取り除いた状態で要部を示す図である。図８および図９に示す例にあっては、スカート部３０４の構成は先の実施例と同じであるが、点火装置１１０側にあるスカート部３０３の一部に部分的に開口部１２３を設けている。そして、この開口部１２３に向けてスカート部３０４の高さを低くしている。この構造にあっても点火装置１１０側に流入する吸気流量を局所的に高めることができる。
【００２７】
図１０は、多気筒内燃機関における他の実施例を示すもので、電磁式燃料噴射弁１のシリンダヘッド１０６への装着状態を示す図である。
１０１は多気筒内燃機関の気筒の１つを示しており、この機関の構成において第１の実施例と同一もしくは同様の作用を示すものについては、符号を同一としてその説明を簡略化している。したがって先の実施例の説明が準用される。１０６はシリンダヘッド、１は電磁式燃料噴射弁でノズル部分が細長いロングノズルタイプであることが先の実施例と異なっている。この実施例の場合においても、この吸気ポート１０８方向に向かって噴霧は２方向化されるが、燃料の噴射位置が吸気ポート１０８にあり近づいているために燃料噴霧の応答性はより高められている。同じように、電磁式燃料噴射弁１は、吸気弁１０７の上流側に１つ配設され、マルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）システム化された燃料噴射方式を採用している。
【００２８】
噴霧５１１の形状パターンは、第１実施例と同一の考え方で設計されており噴霧の方向性や形状の最適化が図られている。特に、本実施形態の場合、シリンダヘッド１０６の内壁面への燃料付着が防止されて、しかも燃焼室１０２内への燃料噴霧の輸送遅れをより高次元で解消できていることが燃焼性の向上に貢献している。
【００２９】
図１１は、燃料噴射装置の筒内噴射内燃機関１０１への装着状態を示す図であり、拡大して示してある。本実施形態に用いた燃料噴射弁２００は、図に示されるように、点火装置側に偏った噴霧の形状パターンとなっている。
図１１において、燃料噴射弁２００の噴霧２１２をキャビティ１０４付きピストン１０３を有する筒内噴射式エンジンに適用したもので、タンブル流２１３との関係を示したものである。噴霧２１２は、点火装置１１０方向に偏向した形状パターンとなっている。噴霧２１２は、タンブル流１１４のサポートなしでも点火装置１１０方向に到達できるが、タンブル流１１４が噴霧２１２を押し上げることによってサポートを受けている。一方、ピストン１０３方向へ向かって噴射された噴霧２１２は、タンブル流２１３が幾分抵抗となってピストン１０３方向へ向かう力が抑制され、ピストン１０３冠面への燃料付着が低減されている。
【００３０】
内燃機関１０１は、燃料噴射弁２００の適用によって、成層燃焼と均質燃焼の２つの燃焼を実現している。成層燃焼は、圧縮行程後半のシリンダ１０５内の圧力が上昇した状態に燃料を噴射し、可燃混合気を点火装置１１０付近に集合させて燃料噴霧を成層化して点火するというものである。燃料噴霧を成層化することによって、シリンダ１０５内の空燃比を４０程度の希薄な状態とすることにより燃費を向上させることができる。均質燃焼は、吸気行程中に燃料を均質に混合してから点火するというものである。シリンダ２０４内を全体として空燃比が理論空燃比程度になるように燃料を噴射することができ、高出力運転を行なうことができる。このような構成に対しても前述したスカート３０２を設けることによって同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、吸気の流れを規制するスカートの作用によって吸気弁と弁座とによって形成される吸気の流路を点火装置に近い側を大きく形成し、点火装置に遠い側、すなわちシリンダ側を小さく形成することができ、局部的に流量の多い吸気流れを燃焼室内に送って効果的にタンブルを形成することができる。
【００３２】
このようにして、燃料の噴霧化と噴霧パターンの制御を両立して可能なノズル体を有する燃料噴射装置と、局部的に流量の多い吸気流れを燃焼室内に送ってタンブルを形成できる吸気弁装置とを有し、燃料噴霧の壁面付着を抑制できる内燃機関を提供することによって、内燃機関における排気の浄化や燃費の向上を果たすことができる。また、吸気弁装置の上流側に吸気流動を制御する別なる装置を付加する必要がなくシステムコストの低減も合わせて達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸気弁装置を有する内燃機関の部分断面図。
【図２】吸気弁装置を説明するための平面図。
【図３】吸気弁装置の主要部の拡大図。
【図４】吸気弁装置の主要部の拡大図。
【図５】吸気弁装置の主要部の拡大図で燃料噴霧との関係を示す図。
【図６】吸気弁装置に係る他の実施例を示す図。
【図７】図６の例においてスカート３０２の構造を示す図。（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は平断面図。
【図８】吸気弁装置に係る他の実施例を示す図。
【図９】図８の例においてスカート３０２の構造を示す図。（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は平断面図。
【図１０】他の実施例を示す内燃機関の断面図。
【図１１】他の実施例を示す筒内噴射式内燃機関の断面図。
【図１２】本実施例に係る電磁式燃料噴射弁の断面図。
【図１３】噴射ノズル部の拡大断面図。
【図１４】噴射方向に関与するノズルプレートの拡大図。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁、２…燃料噴射室、３…弁体、４…ノズル、５…燃料通路、６…ヨーク、７…コア、８…噴射孔、９…スプリング、１０…電磁コイル、１１…シート面、１２…プレート部材、１０１…内燃機関、１０２…燃焼室、１０３…ピストン、１０４…キャビティ、１０５…シリンダ、１０６…シリンダヘッド、１０７…吸気弁装置、１０８…吸気ポート、１０９…排気弁装置、１１０…点火装置、１１１…吸気通路、１１２…吸気の流れ、１１３…噴霧、１１４…タンブル、１１５…吸気弁装置の着座部材。
【図１】
2004270450.tif 000003
【図２】
2004270450.tif 000004
【図３】
2004270450.tif 000005
【図４】
2004270450.tif 000006
【図５】
2004270450.tif 000007
【図６】
2004270450.tif 000008
【図７】
2004270450.tif 000009
【図８】
2004270450.tif 000010
【図９】
2004270450.tif 000011
【図１０】
2004270450.tif 000012
【図１１】
2004270450.tif 000013
【図１２】
2004270450.tif 000014
【図１３】
2004270450.tif 000015
【図１４】
2004270450.tif 000016