(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの頂部を塞ぐシリンダヘッドのうち、これに設けられる吸気ポートの外側の部位に燃料噴射弁を、当該燃料噴射弁から燃料を斜め下向きに噴射するように装着し、この燃料噴射弁における燃料噴射の時期を、吸気行程における上死点付近と、吸気行程において上死点よりも下がった付近とに設定して成る筒内燃料噴射型内燃機関において、
前記シリンダ内を往復動するピストンの頂面のうち前記燃料噴射弁に近い部位に、シリンダの中心に向かって登り勾配の傾斜面を有する隆起部を、ピストンの頂面から突出するように設ける一方、前記ピストンの頂面のうち前記燃料噴射弁から遠い部分に、キャビティを凹み形成し、前記燃料噴射の時期が吸気行程における上死点付近のとき、噴射燃料が前記隆起部における傾斜面に吹き当たり、前記燃料噴射の時期が吸気行程における下死点付近のとき、噴射燃料が前記キャビティ内に到達するように構成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、燃料をシリンダ内に直接的に噴射供給するようにした筒内燃料噴射型き内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の筒内燃料噴射型内燃機関の一つに、燃料のシリンダヘッド内への噴射供給を、例えば、低い回転域においては、吸気行程において上死点よりも下がった付近において行う一方、高い回転域においては、吸気行程における上死点付近において行うことによって、シリンダ内の全体に均質な混合気を形成して燃焼するように構成したものがある。
【０００３】
また、この種の筒内燃料噴射型内燃機関においては、ピストンの頂面にキャビティを凹み形成して、燃料をこのキャビティ内に向かって噴射することによって、燃料の気化を促進するとともに、シリンダの内壁面への燃料の付着を可及的に少なくするように構成していることは周知の通りである。
【０００４】
しかし、一般に、筒内燃料噴射型内燃機関における燃料噴射弁は、ピストンを内蔵したシリンダの頂部を塞ぐシリンダヘッドのうち、これに設けられる吸気ポートの外側の部位に、当該燃料噴射弁からの燃料を斜め下向きに噴射するように装着しているから、以下に述べるような問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、シリンダ内のピストンは往復動する一方、燃料噴射弁における燃料の斜め下向きへの噴射角度は、前記ピストンの往復動とは無関係に常に一定であることにより、前記燃料噴射弁から噴射された燃料がピストンの頂面に到達する位置は、燃料の噴射供給を吸気行程における上死点より下がった付近において行う場合には、前記燃料噴射弁から遠くなり、吸気行程における上死点付近において行う場合には、前記燃料噴射弁に近くなるというように、燃料の噴射時期に応じて大きく移動するから、前記ピストンの頂面に凹み形成するキャビティは、前記いずれの噴射時期においても噴射燃料が当該キャビティ内に確実に入るように相当大きくしなければならない。
【０００６】
換言すると、燃料噴射の時期を、回転数等に応じて吸気行程における上死点付近と、吸気行程において上死点よりも下がった付近とに設定した場合においては、ピストンの頂面に凹み形成するキャビティは、前記両噴射時期に応じて相当に大きくしなければならないから、このキャビティが大きくなるだけ、ピストンの上死点での隙間容積が増大し、圧縮比を高くすることができないという問題がある。
【０００７】
特に、この問題、つまり、圧縮比を高くできないことは、シリンダの内径が略７０ｍｍ以下の小径ボアにおいて顕著であった。
【０００８】
また、圧縮比を高くするために前記キャビティの深さを浅くすることは、噴射された燃料のシリンダ内壁面への付着が増大するのである。
【０００９】
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。
【００１０】
【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、
「シリンダの頂部を塞ぐシリンダヘッドのうち、これに設けられる吸気ポートの外側の部位に燃料噴射弁を、当該燃料噴射弁から燃料を斜め下向きに噴射するように装着し、この燃料噴射弁における燃料噴射の時期を、吸気行程における上死点付近と、吸気行程において上死点よりも下がった付近とに設定して成る筒内燃料噴射型内燃機関において、
前記シリンダ内を往復動するピストンの頂面のうち前記燃料噴射弁に近い部位に、シリンダの中心に向かって登り勾配の傾斜面を有する隆起部を、ピストンの頂面から突出するように設ける一方、前記ピストンの頂面のうち前記燃料噴射弁から遠い部分に、キャビティを凹み形成し、前記燃料噴射の時期が吸気行程における上死点付近のとき、噴射燃料が前記隆起部における傾斜面に吹き当たり、前記燃料噴射の時期が吸気行程における下死点付近のとき、噴射燃料が前記キャビティ内に到達するように構成した。」
ことを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用・効果】
この構成において、燃料噴射を吸気行程における上死点付近の時期において行う場合、ピストンは上死点付近に位置しているから、噴射された燃料は、このピストンの頂面から突出する隆起部における登り勾配の傾斜面に吹き当たり、この傾斜面に沿って斜め上向きにガイドされることにより、当該燃料がシリンダの内壁面に付着することを防止できるとともに、燃料の気化が促進される。
【００１２】
一方、燃料噴射を吸気行程において上死点から下がった付近の時期において行う場合、噴射された燃料は、このピストンの頂面に凹み形成したキャビティ内に入ることにより、当該燃料がシリンダの内壁面に付着することを防止できるとともに、燃料の気化が促進される。
【００１３】
つまり、本発明においては、燃料噴射の時期が吸気行程における上死点付近のときには、噴射燃料をピストンの頂面から突出する隆起部における傾斜面に吹き当て、燃料噴射の時期が吸気行程において上死点より下がった付近のときのみピストンの頂面に凹み形成したキャビティ内に入るように構成したもので、これにより、前記キャビティを、前記隆起部の分だけ小さくすることができるから、噴射燃料の気化を促進し、且つ、シリンダの内壁面への燃料を付着を可及的に少なくした状態のもとで、圧縮比を確実に向上することができるのである。
【００１４】
また、圧縮比が同じである場合には、前記キャビティの深さをより深くして、当該キャビティによる効果を助長できるのである。
【００１５】
【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。
【００１６】
この図において、符号１は、シリンダ２を有する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、前記シリンダヘッド３の下面のうち前記シリンダ２の部分には、燃焼室４が凹み形成され、また、前記シリンダ２は、その内径が約７０ｍｍ以下の小径ボアであり、且つ、図示しないクランク軸に連動して往復動するピストン５を内蔵している。
【００１７】
前記シリンダヘッド３のうち前記シリンダ２の軸線２ａを挟んで一方側には、前記燃焼室４内への開口部に吸気弁６を備えた二つの吸気ポート７が、他方側には、前記燃焼室４内への開口部に排気弁８を備えた二つの排気ポート９が各々設けられ、且つ、前記二つの吸気弁６と二つの排気弁８との間の部位、つまり、前記燃焼室４における略中心の部位には、点火栓１０が燃焼室４内にのぞむように装着されている。
【００１８】
この場合において、前記両吸気ポート７は、ピストン５が下降動する吸気行程において、当該両吸気ポート７からシリンダ２内に導入される吸気に一点鎖線の矢印Ａで示すように縦方向に旋回するタンブル流を付与するように構成されている。
【００１９】
符号１１は、前記シリンダヘッド３に装着した燃料噴射弁を示し、この燃料噴射弁１１は、前記シリンダ２の軸線２ａの方向から見た平面視（図２）において、前記両吸気弁６間の部位に、当該燃料噴射弁１１における先端部１１ａを前記両吸気弁６の外側において燃焼室４内にのぞませるように装着されており、しかも、この燃料噴射弁１１は、その軸線１１ｂが平面視（図２）において前記シリンダ２の中心又は略中心に向かう方向で、且つ、側面視（図１）において前記シリンダ２の軸線２ａに対して外向きに傾斜するようにして装着されている。
【００２０】
更に、前記燃料噴射弁１１は、その先端部１１ａにおける噴孔（図示せず）から燃料を、矢印Ｂで示すように、前記シリンダ２の軸線２ａに対して適宜開度θで斜め下向き噴射するように構成されている。
【００２１】
また、この燃料噴射弁１１における燃料噴射は、例えば、低い回転域においては、前記ピストン５を上死点から下死点まで下降動する吸気行程のうち上死点付近の時期において、高い回転域においては、吸気行程のうち下死点付近等のように上死点より下がった付近の時期において各々行うように、換言すると、前記燃料噴射弁１１における燃料噴射の時期は、吸気行程における上死点付近と吸気行程において上死点より下がった付近とに設定されている。
【００２２】
この場合、燃料噴射の時期を、吸気行程における上死点付近と、上死点と下死点との略中間の付近と、吸気行程における下死点付近とに設定しても良い。
【００２３】
そして、前記ピストン５における頂面５ａのうち、前記燃料噴射弁１１に近い部位に、シリンダ２の中心に向かって比較的緩やかな適宜角度θ１の登り勾配の傾斜面１２ａを有する隆起部１２を、ピストン５の頂面５ａから上向きに突出するように設ける一方、前記ピストン５の頂面５ａのうち前記燃料噴射弁１１から遠い部分に、適宜深さＨのキャビティ１３を凹み形成し、このキャビティ１３の底面と、前記隆起部１２の頂点との間を前記チャビティ１３に向かって緩やかな下り勾配の円弧面１４又は傾斜面に形成する。
【００２４】
この構成において、燃料噴射弁１１による燃料噴射を吸気行程における上死点付近の時期において行う場合、ピストン５は図１に実線で示すように上死点付近に位置しているから、矢印Ｂで示すように噴射された燃料は、前記ピストン５の頂面５ａから突出する隆起部１２における登り勾配の傾斜面１２ａに吹き当たり、この傾斜面１２ａに沿って矢印Ｃで示すように斜め上向きにガイドされることにより、当該燃料がシリンダ２の内壁面に付着することを防止できるとともに、燃料の気化が促進されるのである。
【００２５】
一方、前記燃料噴射弁１１による燃料噴射を吸気行程において上死点より下がった時期において行う場合、前記ピストン５は図２に二点鎖線で示すように上死点から下がった部位に位置しているから、矢印Ｂで示すように噴射された燃料は、前記ピストン５の頂面５ａに凹み形成したキャビティ１３内に入ることにより、当該燃料がシリンダ２の内壁面に付着することを防止できるとともに、燃料の気化が促進されるのである。
【００２６】
また、前記キャビティ１３の底面と、前記隆起部１２の頂点との間を前記チャビティ１３に向かって緩やかな下り勾配の円弧面１４又は傾斜面に形成したことにより、シリンダ２内における矢印Ａで示すタンブル流が、隆起部１２にて減殺されることを回避できる。
【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視平断面図である。
【符号の説明】
１                        シリンダブロック
２                        シリンダ
３                        シリンダヘッド
４                        燃焼室
５                        ピストン
５ａ                      ピストンの頂面
６                        吸気弁
７                        吸気ポート
８                        排気弁
９                        排気ポート
１０                      点火栓
１１                      燃料噴射弁
１２                      隆起部
１２ａ                    傾斜面
１３                      キャビティ
【図１】
0003904858.tif 000002
【図２】
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