(57)【要約】    【課題】燃料噴射弁がピストンの冠面に対向させて配置され、燃料をこの冠面のキャビティに向けて噴射する筒内噴射内燃機関において、冠面から巻き上がった噴霧の集中による点火プラグの燻りを防止する。    【解決手段】筒内で気筒中心軸を基準とした周方向の旋回成分を含むガス流動Ｆを生じさせる手段を設け、成層燃焼に際し、キャビティ１２１を介して筒内を上昇する噴霧Ｓをこのガス流動Ｆにより偏向させ、この噴霧Ｓの主流が進む流線Ｌ１上から点火プラグ２２を逸脱させる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冠面にキャビティが形成されたピストンと、
このピストンの冠面に対向させて配置され、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
この燃料噴射弁により噴射された噴霧に点火する点火プラグと、
筒内で気筒中心軸を基準とした周方向の旋回成分を含むガス流動を生じさせるガス流動制御手段と、を含んで構成され、
前記キャビティを介して筒内を上昇する噴霧を前記ガス流動により偏向させ、この噴霧の主流が進む流線上から前記点火プラグを逸脱させる筒内噴射内燃機関。
【請求項２】
前記ガス流動として吸気の斜めスワール流が形成される請求項1に記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項３】
前記点火プラグを、前記斜めスワール流の縦方向の旋回成分が前記ピストンの方向に向く領域に位置させた請求項１又は２に記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項４】
前記燃料噴射弁において、弁体中心軸を基準とした周方向に配列させて複数の噴孔が形成され、
この複数の噴孔のうち第１の噴孔から噴射された噴霧の主流が前記キャビティを介して進む流線を第１の噴霧中心線とし、この第１の噴孔に隣り合う第２の噴孔から噴射された噴霧の主流が前記キャビティを介して進む流線を第２の噴霧中心線として、前記点火プラグを前記第１及び第２の噴霧中心線の間に位置させた請求項１〜３のいずれかに記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項５】
燃料の噴射時期が遅いときほど、前記ガス流動を強化させる請求項１〜４のいずれかに記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項６】
機関の回転速度が高いときほど、前記ガス流動を強化させる請求項１〜５のいずれかに記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項７】
機関の負荷が高いときほど、前記ガス流動を強化させる請求項１〜６のいずれかに記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項８】
前記ピストンの冠面において、前記キャビティとして第１のキャビティと、この第１のキャビティの周囲に形成された第２のキャビティとが設けられ、
前記第１のキャビティに向けて燃料を噴射する第１の運転条件において、前記第２のキャビティに向けて燃料を噴射する第２の運転条件におけるよりも前記ガス流動を強化させる請求項１〜７のいずれかに記載の筒内噴射内燃機関。
【請求項９】
冠面にキャビティが形成されたピストンと、
このピストンの冠面に対向させて配置され、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
この燃料噴射弁により噴射された噴霧に点火する点火プラグと、
筒内で気筒中心軸を基準とした周方向の旋回成分を含むガス流動を生じさせるガス流動制御手段と、を含んで構成され、
前記ガス流動制御手段は、前記キャビティを介した噴霧の前記点火プラグまでの到達時間が短いときほど、前記ガス流動を強化させる筒内噴射内燃機関。
【請求項１０】
前記点火プラグは、前記ピストンの冠面に対する衝突前の噴霧に点火する請求項１〜９のいずれかに記載の筒内噴射内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内噴射内燃機関に関し、詳細には、燃料噴射弁がピストンの冠面に対向させて配置され、この燃料噴射弁により、燃料を冠面に形成されたキャビティに向けて噴射するものにおいて、キャビティを介して冠面から巻き上がった噴霧が点火プラグに向かうことにより生じる点火プラグの燻りを防止するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射内燃機関は、シリンダヘッドに燃料噴射弁が設置され、この燃料噴射弁により筒内に燃料を直接噴射することで、層状の混合気を形成するものである。この筒内噴射内燃機関によれば、燃焼の大幅な希薄化が可能であるとともに、吸気に伴うポンプロスの低減の効果も相俟って、特に低負荷域における燃料消費量を低減し得ることが知られている。
【０００３】
筒内噴射内燃機関として、燃料噴射弁が気筒中心軸に対して傾斜させて、シリンダヘッドの側方から気筒中心に向けて配設された、いわゆる側方噴射タイプのもののほか、燃料噴射弁が気筒中心軸に対して平行に、シリンダヘッドの上方からピストンの冠面に対向させて配置された中央噴射タイプのものが知られている。
後者の中央噴射タイプの筒内噴射内燃機関に関し、燃料の微細化が充分に進んでいない噴霧の衝突による点火プラグの燻りを防止する次のような技術が知られている。すなわち、噴霧において、噴孔形状の変更により燃料の粗な部分と密な部分とを形成し、前者の粗な部分を点火プラグに向かわせることである（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１２０２９９号公報（段落番号００２６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前掲特許文献１に記載の技術には、次のような問題がある。すなわち、この公知の技術では、燃料噴射弁から点火プラグに直接向かう噴霧の衝突による燻りの防止に関する効果が期待されるものと考えられるが、点火プラグの燻りは、この直接向かう噴霧に限らず、キャビティを介してピストンの冠面から巻き上がった噴霧も原因となり得ることである。点火プラグに対して燃料の粗な部分を指向させたとしても、キャビティの形状や、筒内における気流の影響等により、前記巻き上がった噴霧が点火プラグに向かい、点火プラグの近傍に集中することも考えられ、この場合において、点火プラグの近傍で燃料過剰な状態での燃焼が生じ、発生したスモークが点火プラグに付着するからである。
【０００５】
本発明は、燃料噴射弁がピストンの冠面に対向させて配置され、燃料をこの冠面のキャビティに向けて噴射する筒内噴射内燃機関において、冠面から巻き上がった噴霧の集中による点火プラグの燻りを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筒内噴射内燃機関を提供するものであり、この機関は、冠面にキャビティが形成されたピストンと、このピストンの冠面に対向させて配置され、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁により噴射された噴霧に点火する点火プラグとを含んで構成される。本発明の１つの側面では、筒内で気筒中心軸を基準とした周方向の旋回成分を含むガス流動を生じさせる手段が設けられ、キャビティを介して筒内を上昇する噴霧をこのガス流動により偏向させ、この噴霧の主流が進む流線上から点火プラグを逸脱させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、キャビティを介した噴霧を周方向の旋回成分を含むガス流動により偏向させ、この噴霧の主流が進む流線上から点火プラグを逸脱させたので、ピストンの冠面から巻き上がった噴霧を点火プラグに向かう方向から逸らせ、この噴霧の集中による点火プラグの燻りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る筒内噴射内燃機関（以下「エンジン」という。）１の構成を、気筒中心軸ｍを含む平面による断面で示している。エンジン１は、燃料噴射弁２１がピストン１２の冠面に対向させて配置された、いわゆる中央噴射タイプの筒内噴射内燃機関である。
【０００９】
シリンダブロック１１には、ピストン１２が挿入され、ピストン１２の冠面とシリンダヘッド１３の下面との間に形成される空間１４が燃焼室となる。気筒中心軸ｍを基準としたシリンダヘッド１３の一側には、吸気ポート１５が形成され、吸気ポート１５は、吸気マニホールド（分岐部の１つのみを符合１９により示す。）と接続されて、吸気通路を形成している。吸気ポート１５は、吸気弁１６により開放及び遮断される。シリンダヘッド１３の他側には、排気ポート１７が形成され、排気ポート１７は、図示しない排気マニホールドと接続されて、排気通路を形成している。排気ポート１７は、排気弁１８により開放及び遮断される。吸気弁１６及び排気弁１８は、各弁１６，１８の上方に設置された、図示しない吸気カム又は排気カムにより開方向に駆動される。
【００１０】
本実施形態において、吸気ポート１５及び排気ポート１７は、気筒列方向に並べて２つずつ形成されており、吸気ポートのうち一方１５ｂ（図２）に接続する吸気マニホールドの分岐管１９内に、「ガス流動制御手段」を構成するバタフライタイプの吸気制御弁３１が設置されている。吸気ポート１５は、吸気制御弁３１が開いた状態で筒内に縦方向の旋回流動であるタンブル流が形成される形状とされている。他方、吸気制御弁３１が閉じた状態では、吸気において、気筒中心軸ｍを基準とした周方向の旋回成分が強化され、筒内に斜めスワール流が形成される。吸気制御弁３１には、ステップモータにより構成されるアクチュエータ３２（図２）が接続されており、アクチュエータ３２によりその開度が可変に制御される。
【００１１】
また、シリンダヘッド１３には、燃焼室１４の上部中央に臨ませて、気筒中心軸ｍに対してほぼ平行に燃料噴射弁２１が設置されるとともに、燃料噴射弁２１に隣接させて点火プラグ２２が設置されている。本実施形態では、点火プラグ２２を後述の通り吸気のガス流動（ここでは、斜めスワール流）との関連のもとで位置させる必要から、燃料噴射弁２１を気筒中心軸ｍから気筒列方向にずらして配置するとともに、燃料の噴射方向の制約から、燃料噴射弁２１を気筒中心軸ｍに対して若干傾斜させている。燃料噴射弁２１には、圧縮行程噴射時における噴霧形状の乱れを抑制し得るマルチホールタイプのインジェクタを採用しており、弁体中心軸を基準とした周方向に配列された各噴孔から燃料が噴射され、噴射された燃料により、全体として中空円錐状の噴霧が形成される。燃料噴射弁２１の（弁体駆動用の）アクチュエータには、ソレノイドタイプのものを採用している。
【００１２】
燃料噴射弁２１、点火プラグ２２及び吸気制御弁３１の動作は、エンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という。）４１により制御される。ＥＣＵ４１へは、エンジン１の吸入空気量を検出するエアフローメータ５１の検出信号、エンジン１に対する要求負荷に相関するアクセル開度を検出するアクセルセンサ５２の検出信号、クランクシャフト（図示せず。）の基準位置及び単位位置を検出するクランク角センサ５３の検出信号（これをもとに、エンジン１の回転速度を算出することができる。）、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ５４の検出信号等が入力される。ＥＣＵ４１は、入力した各種の検出信号をもとに、燃料噴射弁２１等のエンジン制御デバイスに対する制御信号を形成する。
【００１３】
本実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃焼形態を切り換え、低負荷域では成層燃焼により、それ以外の高負荷域では均質燃焼により運転を行わせる。均質燃焼では、目標とする空燃比が理論値に設定されるとともに、燃料の噴射時期が吸気行程中に設定され、燃焼室１４の全体に噴霧を拡散させた状態で燃焼を行わせる。他方、成層燃焼では、目標とする空燃比が理論値よりも大きな値に設定されるとともに、燃料の噴射時期が圧縮行程中に設定され、燃焼室１４の中程に噴霧を集中させた状態で燃焼を行わせる。燃焼形態の切り換えの判断は、ＥＣＵ４１により行われる。成層燃焼時において、噴射された噴霧は、ピストン１２の冠面に形成されたキャビティ１２１に受け止められ、その周壁により上方へ案内されて、冠面から巻き上がる。巻き上がった噴霧は、筒内を上昇し、燃焼室１４の中程に保持されて、可燃空燃比の混合気塊を形成する。本実施形態では、ピストン１２１の冠面において、円形に形成された一重のキャビティ１２１が設けられている。
【００１４】
図２は、筒内におけるガス流動Ｆと、点火プラグ２２との関係を示している。
本実施形態では、成層燃焼時における燃焼の安定確保のため、吸気制御弁３１を閉じ、吸気における周方向の旋回成分を強化することで、筒内に斜めスワール流Ｆを形成する。点火プラグ２２は、この斜めスワール流Ｆとの関連のもとにその位置が決定され、吸気マニホールドとの連通が常に保たれる一方の吸気ポート１５ａの中心Ｃと、気筒中心軸ｍとを結ぶ直線（以下「基準線」という。）Ａに対し、吸気ポート１５ａから吸気が流入する一側に配置されている。この一側の領域において、斜めスワール流Ｆは、その縦方向の旋回成分がピストン１２の冠面を向く。また、本実施形態では、燃料噴射弁２１及び点火プラグ２２を気筒列方向に配列させているが（図２（ａ））、これらを気筒列方向に対して垂直な方向に配列させてもよい（図２（ｂ））。
【００１５】
本実施形態に係る吸気制御弁３１の制御について、図３，４を参照して説明する。図３は、燃料の噴射時期（正確には、噴射開始時期）Ｔｉと斜めスワール流Ｆに与えるべき強さＳｆとの関係を示し、図４は、エンジン１の回転速度ＮＥ及び負荷Ｔｑと斜めスワール流Ｆに与えるべき強さＳｆとの関係を示している。この制御は、ＥＣＵ４１により成層燃焼時に行われる。
【００１６】
吸気制御弁３１の制御は、噴射時期Ｔｉ、回転速度ＮＥ及び負荷Ｔｑに基づいてステップモータ３２のステップ数ＳＴＥＰを変更することにより行われる。本実施形態では、噴射時期Ｔｉをもとに、図３に示すＳｆの傾向に適合させた基本ステップ数ＳＴＥＰ０を算出するとともに、回転速度ＮＥ及び負荷Ｔｑをもとに、図４に示すＳｆの傾向に適合させた補正値ＨＯＳＳＴを算出し、算出したＨＯＳＳＴによりＳＴＥＰ０を補正することで、ステップ数ＳＴＥＰを算出する。この演算により、ステップ数ＳＴＥＰは、Ｔｉが遅角されるほど、ＮＥが上昇するほど、及びＴｑが増大するほど、大きな値に設定され、吸気制御弁３１が閉弁して、斜めスワール流Ｆが強化される。
【００１７】
本実施形態に係るエンジン１の成層燃焼時における動作について、図５，６を参照して説明する。図５は、燃料の噴射期間のうち、噴霧Ｓの先頭がピストン１２の冠面に到達する前の噴射初期における筒内の状態を示し、図６は、噴霧Ｓがキャビティ１２１を介してピストン１２の冠面から巻き上がり、先頭が点火プラグ２２の近傍に到達した噴射終了直後における筒内の状態を示している。なお、図５，６の両図において、筒内を上方から見た状態を（ａ）に、この（ａ）に示すＸ−Ｘ線による断面を（ｂ）に示す。
【００１８】
図５に示す噴射初期において、噴射された噴霧Ｓは、全体として中空の円錐を形成し、キャビティ１２１に向けて筒内を下方に進む。成層燃焼に際し、既述の通り吸気制御弁３１を閉弁させるため、筒内には、吸気の斜めスワール流Ｆが形成される。噴霧Ｓがこの斜めスワール流Ｆにより受ける偏向の程度は、主にその速度に依存する。噴霧Ｓの速度は、噴射後の時間の経過に伴い低下する傾向にあるため、噴射後の時間が経過した噴霧Ｓほど、偏向の作用を大きく受けることになる。しかしながら、冠面との衝突前であれば、噴霧Ｓは、比較的に高い速度を保持しているため、偏向の作用をそれ程大きくは受けず、指向性を維持したままキャビティ１２１に流入する。噴霧Ｓは、キャビティ１２１の底面に衝突して、この底面を外向きに案内されるとともに、キャビティ１２１の周壁により上方に案内され、冠面から巻き上がる。
【００１９】
他方、図６に示す噴射終了直後において、冠面から巻き上がった噴霧Ｓは、噴射後の時間の経過、及びキャビティ１２１による案内の過程により、初期におけると比較して速度が大幅に失われているため、斜めスワール流Ｆによる偏向の作用を大きく受ける。このため、巻き上がった噴霧Ｓの流線Ｌ１（図６（ａ）において、隣り合う噴霧Ｓ，Ｓの流線Ｌ１，Ｌ２を点線により示す。）上から点火プラグ２２が逸脱することとなり、噴霧Ｓの主流が点火プラグ２２に向かう方向から逸れ、点火プラグ２２の近傍における噴霧Ｓの過度な集中が回避される。また、点火プラグ２２が、基準線Ａ（図２）に対して吸気が流入する一側に配置され、この一側の領域で斜めスワール流Ｆの縦方向の旋回成分がピストン１２の冠面を向くため、巻き上がった噴霧Ｓに対してこの縦方向の旋回成分が対向することとなり、この噴霧Ｓの上昇が抑えられ、主流を逸らせる上記の効果がより顕著に得られる。図６（ｂ）は、基準線Ａに対する一側の領域において、他側の領域におけるよりもキャビティ１２１による案内後の噴霧Ｓの到達位置が低いことを示している。
【００２０】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、キャビティ１２１を介した噴霧Ｓを吸気の斜めスワール流Ｆにより偏向させ、その主流が進む流線Ｌ１上から点火プラグ２２を逸脱させたので、ピストン１２の冠面から巻き上がった噴霧Ｓを点火プラグ２２に向かう方向から逸らせることができる。巻き上がった噴霧Ｓが点火プラグ２２に向かい、点火プラグ２２の電極等に衝突すると、その近傍に噴霧Ｓが集中して、燃料過剰な状態での燃焼を生じさせ、スモークを発生させ、点火プラグ２２の燻りを生じさせる。これに対し、偏向の作用により噴霧Ｓを点火プラグ２２に向かう方向から逸らせることで、点火プラグ２２の近傍における噴霧Ｓの集中を回避し、燃料過剰な状態での燃焼、延いてはスモークの発生を回避して、点火プラグ２２の燻りを防止することができる。なお、燃料の噴射方向を、点火プラグ２２を外して設定することで、噴射された噴霧Ｓが点火プラグ２２に直接向かい、燃料の微細化が充分に進んでいない噴霧Ｓの衝突による点火プラグ２２の燻りを防止することができる。
【００２１】
また、斜めスワール流Ｆの形成に際し、燃料の噴射時期Ｔｉが遅いときほど、エンジン１の回転速度ＮＥが高いときほど、及びエンジン１の負荷Ｔｑが高いときほど、その流れを強化させることとしたので、運転状態に応じた程度で偏向の作用を発揮させることができ、運転領域の広範に亘り燻りを確実に防止することができる。噴射時期Ｔｉが遅いときは、ピストン１２が点火プラグ２２に近い位置にある状態で燃料が噴射されることとなり、キャビティ１２１を介して巻き上がった噴霧Ｓが点火プラグ２２に到達するまでの時間（以下「到達時間」という。）が短縮されるため、噴霧Ｓの指向性が保たれ、点火プラグ２２の近傍に集中する可能性が高いからである。また、噴射時期Ｔｉが一定であっても、負荷Ｔｑが高いときは、噴射期間の延長により、ピストン１２が点火プラグ２２に近付く時期まで噴射が継続されることとなり、到達時間が短縮されるからである。更に、回転速度ＮＥが高いときは、ピストン１２の移動速度の上昇により、噴霧Ｓが巻き上がる速度も上昇することとなり、到達時間が短縮されるからである。
【００２２】
なお、本実施形態では、燃料噴射弁２１としてマルチホールタイプのインジェクタを採用している。このタイプのインジェクタによれば、他のタイプ（たとえば、外開きのアウトワードタイプ）のインジェクタによる場合と比較して安価なシステムを構築可能である一方、噴霧に燃料の濃淡が生じ易い。このため、マルチホールタイプのインジェクタを採用したものに本発明を適用することで、流れの偏向による燻り回避の効果を顕著に得ることができる。
【００２３】
以上では、ピストン１２の冠面において、キャビティ１２１を一重に形成した場合について説明したが、キャビティ１２１として冠面の中央に円形の第１のキャビティ１２１ａを形成するとともに、その周囲に隣接させて環状の第２のキャビティ１２１ｂを形成してもよい。このような二重のキャビティ１２１によれば、噴霧Ｓを案内させるキャビティを第１及び第２のキャビティ１２１ａ，１２１ｂの間で切り換えることで、エンジン1の運転状態に応じて混合気塊の大きさを調整し、その空燃比を成層燃焼域の全体に亘り最適に維持することができる。たとえば、成層燃焼域のうち比較的に低負荷側の領域（「第１の運転条件」に相当する。）では、第１のキャビティ１２１ａにより噴霧Ｓを案内することで、筒内の中程に小さな混合気塊を形成することができる。他方、これよりも高負荷側の領域（「第２の運転条件」に相当する。）では、キャビティを切り換え、第２のキャビティ１２１ｂにより噴霧Ｓを案内することで、混合気塊を拡大させ、燃料噴射量の増大に対して空燃比の低下を抑制することができる。図７は、二重のキャビティ１２１が形成されたエンジン１における噴霧Ｓとキャビティ１２１ａ，１２１ｂとの関係を示している。第１のキャビティ１２１ａによる場合は、第２のキャビティ１２１ｂによる場合と比較して燃料の噴射時期Ｔｉを遅らせる必要があるため、キャビティの切り換えに併せ、吸気制御弁３１を閉弁させて、吸気の斜めスワール流Ｆを強化させる。
【００２４】
また、以上では、キャビティ１２１による案内後の噴霧Ｓが形成する混合気塊に点火する場合について説明したが、本発明は、これに限らず、キャビティ１２１による案内前の（又は冠面との衝突前の）噴霧Ｓに点火する場合に適用することもできる。いわゆるスプレーガイド燃焼として知られるこの燃焼形態は、成層燃焼に包括されるものである。燃料と筒内の空気とが混合し、燃料の拡散が進んだ噴霧Ｓの外縁に点火プラグ２２を位置させることで、着火性が確保される。スプレーガイド燃焼によれば、燃料の噴射時期を遅角させ、たとえば、圧縮行程の終期から膨張行程にかけて設定することで、燃料の後燃えを生じさせて、排気温度を上昇させ、暖機促進を図ることができる。また、ピストン１２等の壁面に対する燃料の付着、及び噴霧の過度な拡散を抑制し得ることから、冷態時におけるエッミションの低減に寄与する。スプレーガイド燃焼の採用に併せ、筒内におけるガス流動を強化させ、キャビティ１２１を介して筒内を上昇する噴霧（ここでは、燃焼により生じた拡散火炎の一部を含むものとする。）を散らして、点火プラグ２２に向かう方向から逸らせることで、点火プラグ２２の燻りを防止することができる。燃料の噴射時期Ｔｉ、ならびにエンジン１の回転速度ＮＥ及び負荷Ｔｑに応じてガス流動の強さＳｆを制御することで、偏向の作用を適度に得ることが可能となり、運転状態によらず、燻りを確実に防止することができる。冷態時における始動運転にスプレーガイド燃焼を採用するとともに、暖機後の通常運転に均質燃焼を運転領域の全体に亘り一律に採用することで、排気性能と出力との両立を図ることができる。無論、スプレーガイド燃焼は、始動運転のほか、通常運転に際して比較的に低負荷側の領域で採用したり、あるいは温度の低下により排気浄化触媒の活性が不充分となった場合に採用してもよい。燃料噴射弁２１のアクチュエータには、ソレノイドタイプのもののほか、動作精度上の利点からピエゾタイプのものを採用するのが好ましい。
【００２５】
なお、スプレーガイド燃焼を含め、成層燃焼による場合は、この燃焼形態による連続運転時間が所定の時間に達するまでの間、ガス流動を燃焼安定の観点から定められる通常の強さに設定し、この所定の時間に達した後に強化させることとしてもよい。成層燃焼による場合は、その継続時間が経過するほど、点火プラグ２２の温度が低下することから付着物が堆積し易く、燻りの発生が顕著となるところ、成層燃焼への移行直後の点火プラグ２２の温度が比較的に高いうちは、ガス流動を通常の強さに設定することで、ポンプロスを抑制することができる。付着物の堆積による燻りの可能性は、放電電圧等の点火プラグ２２に関する電気特性値に基づいて判定することもできる。
【００２６】
更に、以上では、「ガス流動制御手段」として吸気制御弁３１を採用し、吸気ポートの一方１５ｂにおける空気の流通を制限することによりガス流動Ｆを強化させることとした。しかしながら、この吸気ポート１５ｂに設けられる吸気弁の作動特性（ここでは、リフト量）を可変に制御し得る動弁装置を採用し、この動弁装置により吸気弁のリフト量を相対的に減少させ、又はその作動を停止させることで、吸気ポート１５ｂにおける空気の流通を制限し、ガス流動Ｆを強化させることもできる。この場合は、吸気弁及びこれに対して設けられる動弁装置が「ガス流動制御手段」を構成する。
【００２７】
本発明に関し、「燃料噴射弁」には、燃料と空気とをノズル内で混合させて噴射する、いわゆる二流体噴射弁が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る筒内噴射内燃機関の構成
【図２】同上内燃機関の筒内におけるガス流動と点火プラグとの関係
【図３】ガス流動の強さＳｆと燃料の噴射時期Ｔｉとの関係
【図４】ガス流動の強さＳｆと、エンジンの回転速度ＮＥ及び負荷Ｔｑとの関係
【図５】噴霧の冠面に対する衝突前の噴射初期における筒内の状態
【図６】噴射終了直後における筒内の状態
【図７】二重のキャビティが形成されたエンジンにおける噴霧とキャビティとの関係
【符号の説明】
【００２９】
１…エンジン、１１…シリンダブロック、１２…ピストン、１２１…キャビティ、１２１ａ…第１のキャビティ、１２１ｂ…第２のキャビティ、１３…シリンダヘッド、１４…燃焼室、１５…吸気ポート、１６…吸気弁、１７…排気ポート、１８…排気弁、１９…吸気マニホールドの分岐部、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、３１…「ガス流動制御手段」としての吸気制御弁、３２…アクチュエータ、４１…エンジンコントロールユニット、５１…エアフローメータ、５２…アクセルセンサ、５３…クランク角センサ、５４…冷却水温度センサ、ｍ…気筒中心軸、Ｆ…「ガス流動」としての吸気の斜めスワール流、Ｓ…噴霧、Ｌ…噴霧の流線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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