(57)【要約】【課題】シリンダブロック１におけるシリンダ２の頂部を塞ぐシリンダヘッド３に、当該シリンダヘッドの下面に凹ませた燃焼室５に下向きに開口する左右一対の吸気ポート８と、前記燃焼室の略中心に位置する点火栓１１とを設けて成り、更に、燃料を斜め下向きに噴射する燃料噴射弁を備えて成る筒内燃料噴射型の内燃機関において、点火栓付近の空燃比が希薄になるのを解消して、燃料の燃焼性を改善し、出力トルクのアップを図る。【解決手段】前記燃料噴射弁に、燃料をシリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射する第１噴射口１２ａと、燃料をシリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射する第２噴射口１２ｂとを設け、前記第１噴射口における斜め下向きへの噴射角度θ１と、前記第２噴射口における斜め下向きへの噴射角度θ２との間に角度差を設ける。【選択図】                              図１
2004360514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックにおけるシリンダの頂部を塞ぐシリンダヘッドに、当該シリンダヘッドの下面に凹ませた燃焼室に下向きに開口する吸気ポートと、前記燃焼室の略中心に位置する点火栓とを設けて成り、更に、前記シリンダヘッドのうち前記吸気ポート側の部位に、前記シリンダ内に燃料を斜め下向きに噴射するようにした燃料噴射弁を備えて成る筒内燃料噴射型の内燃機関において、
前記燃料噴射弁に、燃料をシリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射する第１噴射口と、同じく、燃料をシリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射する第２噴射口とを設け、前記第１噴射口における斜め下向きへの噴射角度と、前記第２噴射口における斜め下向きへの噴射角度との間に角度差を設ける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、燃料をシリンダ内に直接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】
先行技術としての特許文献１は、シリンダブロックにおけるシリンダの頂部を塞ぐシリンダヘッドに、当該シリンダヘッドの下面に凹ませた燃焼室に下向きに開口する吸気ポートと、前記燃焼室の略中心に位置する点火栓とを設けて成り、更に、前記シリンダヘッドのうち前記吸気ポート側の部位に、前記シリンダ内に燃料を斜め下向きに噴射するようにした燃料噴射弁を設けて成る筒内燃料噴射型の内燃機関において、前記燃料噴射弁から噴射された燃料の気化促進を図るために、前記燃料噴射弁における噴射口を、細長いスリット状にすることにより、燃料を、シリンダの軸線に対して直角の方向から見て比較的厚さの薄い平らな状態で、シリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射することを提案している。
【０００３】
すなわち、この先行技術のものは、シリンダ内に、燃焼噴射弁から燃料を扇型に広がるように噴射する場合において、前記扇型への広がり角度を大きくすることにより、噴射燃料の吸気に対する接触面積を大きくして燃料の気化促進を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２２３１２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記先行技術において、前記したように、扇型に広がるように噴射された燃料は、ピストンの頂面に吹き当ったのち、シリンダ内面のうち吸気ポートと反対側の部分を上向きに吹き上がることになる。
【０００６】
ところが、前記シリンダの内部には、前記吸気ポートが流入する吸気がシリンダの軸線方向に旋回するというタンブル流が存在し、前記シリンダ内面のうち吸気ポートと反対側の部分には、前記タンブル流が下向きになっていて、この下向きにタンブル流が、前記燃料の上向きへの吹き上がりを阻害することにより、この分だけ、燃料が燃焼室内の略中心に位置する点火栓に到達するまでに時間的な遅れができて、点火栓の付近における空燃比が希薄になるから、燃料の燃焼性が低くなり、出力トルク低減を招来するという問題があった。
【０００７】
本発明は、この問題を解消することを技術的課題とするものである。
【０００８】
【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本発明は、
「シリンダブロックにおけるシリンダの頂部を塞ぐシリンダヘッドに、当該シリンダヘッドの下面に凹ませた燃焼室に下向きに開口する吸気ポートと、前記燃焼室の略中心に位置する点火栓とを設けて成り、更に、前記シリンダヘッドのうち前記吸気ポート側の部位に、前記シリンダ内に燃料を斜め下向きに噴射するようにした燃料噴射弁を備えて成る筒内燃料噴射型の内燃機関において、
前記燃料噴射弁に、燃料をシリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射する第１噴射口と、同じく、燃料をシリンダの軸線方向から見て扇型に広がるように噴射する第２噴射口とを設け、前記第１噴射口における斜め下向きへの噴射角度と、前記第２噴射口における斜め下向きへの噴射角度との間に角度差を設ける。」
ことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
この構成において、シリンダに対する燃料は、その一部が第１噴射口から厚さが薄い状態で扇型に広がって噴射され、残りが第２噴射口から厚さが薄い状態で扇型に広がって噴射されるというように、異なった方向の二つの扇型に噴射されることになって、この二つの扇型に噴射される燃料が吸気に接触するから、前記二つの扇型への広がり角度を、前記先行技術のように大きくすることなく、吸気に対して十分な接触面積を確保できるのである。
【００１０】
この場合において、前記第１噴射口における斜め下向きへの噴射角度と、前記第２噴射口における斜め下向きへの噴射角度との間に角度差を設けていることにより、第１噴射口及び第２噴射口のうちいずれか一方の噴射口から噴射された燃料のうち一部の燃料がピストンの頂面から上向きに吹き上げられるのが、吸気ポートからのタンブル流のうち下向きのタンブル流によって阻害されることになるものの、当該一方の噴射口からの残りの燃料、及び、他方の噴射口から噴射された燃料のうちピストンの頂面から上向き吹き上げられる燃料は、前記タンブル流のうち上向きのタンブル流に素早く乗って、シリンダの頂部における燃焼室に迅速に送られて、ピストンが上死点の付近まで来たときに点火栓の付近における空燃比が希薄になることを解消できるから、燃料の燃焼性を、前記先行技術の場合より大幅に改善でき、出力トルクのアップを図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１及び図２の図面について説明する。
【００１２】
これらの図において、符号１は、シリンダ２を備えたシリンダブロックを、符号３は、前記シリンダブロック１の上面に前記シリンダ２の頂部を塞ぐように締結したシリンダヘッドを各々示し、前記シリンダ２内には、図示しないクランク軸の回転によって往復動するピストン４を備えている。また、前記シリンダヘッド３の下面には、燃焼室５が前記シリンダ２内に開口するように凹み形成されている。
【００１３】
前記シリンダヘッド３のうち前記シリンダ２の軸線２ａの方向から見た図２でシリンダ２の中心を通ってクランク軸と平行に延びる長手中心線６を挟んで一方の側には、前記燃焼室５への下向きの開口部に吸気弁７を備えた二つの吸気ポート８が、前記シリンダ２の軸線２ａの方向から見た平面視で前記長手中心線６から離れる方向に延びるように形成され、この両吸気ポート８よりシリンダ２内に流入する吸気は、矢印Ａで示すように、シリンダ２における軸線２ａの方向に旋回するというタンブル流となるように構成されている。
【００１４】
また、前記シリンダヘッド３のうち前記長手中心線６を挟んで他方の側には、前記燃焼室５への下向きの開口部に排気弁９を備えた二つの排気ポート１０が、前記シリンダ２の軸線２ａの方向から見た平面視で前記長手中心線６から離れる方向に延びるように形成されている。
【００１５】
更にまた、前記シリンダヘッド３には、点火栓１１が、前記燃焼室５内における略中心の部位にのぞむように装着されている。
【００１６】
これに加えて、前記シリンダヘッド３には、前記シリンダ２内に燃料を、前記両吸気弁７の間の部位から斜め下向きに噴射するようにした燃料噴射弁１２が装着されている。
【００１７】
そして、前記燃料噴射弁１２の先端における噴射口を、第１噴射口１２ａと第２噴射口１２ｂとに二つに構成して、一回の燃焼に必要な量の燃料を前記両噴射口１２ａ，１２ｂの両方から同時に噴射するように構成する。
【００１８】
そして、前記第１噴射口１２ａ及び第２噴射口１２ｂの両方を、例えば、細長いスリット状の孔等にすることにより、燃料を、シリンダ２の軸線２ａに対して直角の方向から見て比較的厚さの薄い平らな状態で、シリンダ２の軸線２ａの方向から見て角度α１，α２の扇型に広がって噴射するように構成する。
【００１９】
この場合において、前記第１噴射口１２ａからの斜め下向きに燃料を噴射するときにおけるシリンダ２の軸線２ａに対する噴射角度θ１を、例えば、約４０度前後にするというように大きくする一方、前記第２噴射口１２ｂからの斜め下向きに燃料を噴射するときにおけるシリンダ２の軸線２ａに対する噴射角度θ２を、例えば、約１０度前後にするというように小さくすることにより、前記第１噴射口１２ａからの斜め下向きへの噴射角度θ１と、前記第２噴射口１２ｂからの斜め下向きへの噴射角度θ２との間に角度差を設けるという構成にする。
【００２０】
この構成において、シリンダ２に対する燃料は、その一部が第１噴射口１２ａから厚さが薄い状態で扇型に広がって噴射され、残りが第２噴射口１２ｂから厚さが薄い状態で扇型に広がって噴射されるというように、異なった方向の二つの扇型に噴射されることになって、この二つの扇型に噴射される燃料が吸気に接触するから、前記二つの扇型への広がり角度α１，α２を、前記先行技術のように、シリンダ２における軸線２ａの方向から見て燃料が両吸気弁７の外側の領域にまで届くように大きくすることなく、吸気に対して十分な接触面積を確保できる。
【００２１】
この場合において、前記第１噴射口１２ａから噴射されピストン４の頂面に対して吹き当たった燃料のうち両吸気ポート８から遠い側に向かう燃料は、前記矢印Ａで示すタンブル流のうち下向きのタンブル流によって上向きへの吹き上がりが阻害される。
【００２２】
しかし、前記第１噴射口１２ａから噴射されピストン４の頂面に対して吹き当たった燃料のうち両吸気ポート８側に向かう燃料と、前記第１噴射口１２ａから噴射されピストン４の頂面に対して吹き当たった燃料とは、前記矢印Ａで示すタンブル流のうち上向きのタンブル流に素早く乗ることになって、シリンダの頂部における燃焼室５に迅速に送られることになるから、ピストン４が上死点の付近まで来たときに点火栓１１の付近における空燃比が希薄になることを解消できるのである。
【００２３】
なお、前記第１噴射口１２ａにおける斜め下向きへの噴射角度θ１及び前記第１噴射口１２ｂにおける斜め下向きへの噴射角度θ２は、燃料がシリンダ２の内壁面に到達することなくピストン２の頂面に到達するように設定することが好ましい。
【００２４】
また、前記した実施の形態の場合においては、前記第１噴射口１２ａにおける斜め下向きへの噴射角度θ１と、前記第２噴射口１２ｂにおける斜め下向きへの噴射角度θ２との間における角度差は、約２０〜４０度程度に設定することが必要である。
【００２５】
更にまた、前記した実施の形態の場合においては、前記第１噴射口１２ａにおける扇型の角度α１及び前記第１噴射口１２ｂにおける扇型の角度α２は、３０〜４０度に設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部縦断正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視底面図である。
【符号の説明】
１                      シリンダブロック
２                      シリンダ
２ａ                    シリンダの軸線
３                      シリンダヘッド
４                      ピストン
５                      燃焼室
６                      長手中心線
７                      吸気弁
８                      吸気ポート
９                      排気弁
１０                    排気ポート
１１                    点火栓
１２                    燃料噴射弁
１２ａ                  第１噴出口
１２ｂ                  第２噴出口
【図１】
2004360514.tif 000003
【図２】
2004360514.tif 000004