(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペントルーフ型に形成された燃焼室天井部と吸気行程にて燃焼室内にタンブル流を発生可能な吸気手段と排気手段とを有するシリンダヘッドと、
該シリンダヘッドの前記燃焼室天井部の形状と対応した凸形状を基本形状とする上面部を有するピストンと、
前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室天井部の中央寄り位置に所定タイミングでシリンダ軸方向に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室天井部の吸気手段側から前記燃焼室内へ前記シリンダ軸方向に対して斜め方向に突出し、前記燃料噴射手段から噴射した燃料が直接かからない位置に着火部を有する点火手段と、
前記ピストンの前記上面部に凹設されたキャビティと、を具備し、
前記キャビティは、
前記噴射手段の噴射中心軸に対して前記点火手段側に下降傾斜して平面状に形成された底部領域と該底部領域の周縁部から上方に立ち上がる周縁部立ち上がり領域とからなる凹部形状を有することを特徴とする筒内噴射式エンジン。
【請求項２】
ペントルーフ型に形成された燃焼室天井部と吸気行程にて燃焼室内にタンブル流を発生可能な吸気手段と排気手段とを有するシリンダヘッドと、
該シリンダヘッドの前記燃焼室天井部の形状と対応した凸形状を基本形状とする上面部を有するピストンと、
前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室天井部の中央寄り位置に所定タイミングでシリンダ軸方向に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室天井部の吸気手段側から前記燃焼室内へ前記シリンダ軸方向に対して斜め方向に突出し、前記燃料噴射手段から噴射した燃料が直接かからない位置に着火部を有する点火手段と、
前記ピストンの前記上面部に凹設されたキャビティと、を具備し、
前記キャビティは、
前記噴射手段の噴射中心軸に対して前記点火手段側に下降傾斜して前記ピストンの上方でかつ前記噴射手段の噴射中心軸よりも前記点火手段側にオフセットした位置を中心点とする所定の曲率半径を有する球面形状に形成された底部領域と該底部領域の周縁部から上方に立ち上がる周縁部立ち上がり領域とからなる凹部形状を有することを特徴とする筒内噴射式エンジン。
【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噴射する筒内噴射式エンジンに関し、特に低・中負荷運転領域において成層燃焼を行う筒内噴射式エンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの燃費を向上させる手法として、理論熱効率の向上、ポンピングロスの低減、フリクションの低減などが提唱されている。そのうち理論熱効率の向上やポンピングロスの低減を図るために、燃焼室内の圧縮比または膨脹比を上昇させる方法の他に、希薄燃焼制御や高ＥＧＲ（exhaust gas recirculation ）燃焼制御等を行う方法がある。これら希薄燃焼制御や高ＥＧＲ制御においては、シリンダ内にタンブル、スワール、スキッシュなどのガス流動を発生させて、燃焼室内における混合気の燃焼性の向上を図っている。
【０００３】
そして、このようなエンジンは、吸気行程において燃焼室内に均一な混合気を形成することを基本としていたが、一方では燃料の噴射方向や時期を調整することにより混合気の空燃比を局所的に変えることも意図的に行われていた。すなわち、局所的に空燃比をリッチにし、あるいは局所的な部分にだけ混合気を形成する等により、燃焼室内全体ではトータルとしてリーンな空燃比で燃焼させる成層燃焼方式などが提案されていた。
【０００４】
しかしながら、従来の成層燃焼方式では、このような燃焼室内における局所的な混合気の形成は十分なものではなく、混合気形成の自由度の大幅な向上が望まれていた。そこで、その対策としてシリンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンが種々提案されている。
【０００５】
例えば、特開平５−１５４４号公報には、吸気バルブ周りの一部に吸気ポートを通過する吸入空気の流れを方向づけるマスク壁を設け、シリンダ内において強制的に逆タンブル流を発生させ、圧縮行程時に吸気ポートの下側に設けられた噴射手段からシリンダ軸方向に対して斜めに噴射される燃料を逆タンブル流に乗せ、混合気を燃焼室頭頂部に設けられた点火プラグの方向に導くようにした構成例が示されている。
【０００６】
また、特開平６−１４６８８６号公報には、噴射手段を、上記特開平５−１５４４号公報の技術と同様に吸気ポートの下側位置に取り付け、吸気ポートの断面形状をその一方側半分が拡幅された構成としている。そして、吸気流の中心を偏心させて逆タンブル流の生成を促進し、燃料をシリンダ軸方向に対して斜めに噴射して逆タンブル流に乗せ、混合気を燃焼室頭頂部に設けられた点火プラグの方向に導くようにした構成例が示されている。
【０００７】
更に、特開平６−４２３５２号公報では、噴射手段を燃焼室の頭頂部中心位置に下方に向けて取り付け、点火プラグを２つの吸気ポートの間から燃焼室内に突出させて着火を行うようにした構成が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−１５４４号公報に開示された筒内噴射式内燃機関では、マスク壁により強制的に逆タンブル流を発生させる吸気ポートを採用しているので、高速高負荷領域において吸入抵抗が過大となるおそれがある。これにより、吸入空気量の不十分状態が生じ出力性能に影響が出るおそれがある。
【０００９】
また、特開平６−１４６８８６号公報に開示された技術では、上述のように吸気ポートの断面形状の調整による逆タンブル流の生成を行い、ピストン上面の湾曲部によりこの逆タンブル流の生成を促進するようにしている。しかし、湾曲部内のみが燃焼室空間を形成する構成をとっているので圧縮比が過剰に高くなるおそれがある。これにより、通常の実用エンジンで必要な燃料、いわゆるレギュラーガソリンに見合う圧縮比を設定するのが困難である。
【００１０】
また、燃料噴射弁の噴射口と点火プラグの電極との間に距離があるために、電極付近の局所空燃比を精細に制御することが難しく、燃焼の安定性や着火性が低い。
【００１１】
更に、上述の２つの公報は、噴射手段がシリンダ軸方向に対して斜めに燃料噴射を行う旨の技術を開示しているが、この場合、燃料はシリンダ内周壁面に向かって噴射されるので、運転条件によっては燃料がシリンダ内周壁面上に直接付着し、シリンダの冷却作用により燃費が悪化する場合がある。
【００１２】
また、付着した燃料は、シリンダ内周壁面上の潤滑油を洗い流してしまうので、潤滑性の低下等の不具合を発生するおそれがある。
【００１３】
次に、特開平６−４２３５２号公報の内燃機関の燃焼室構造では、点火プラグは燃焼室頭頂部のほぼ中央で真下に向けて設置され、この点火プラグの着火部分は、噴射手段の噴射領域内に配置されている。しかし、この従来例は、ピストンの上面に当って反射した燃料に対して点火するよりも、噴射した燃料の後端側に着火し、着火後の濃混合気が燃焼室中央に向かい、燃焼室中央位置にて燃焼を行うようにすることを主眼としている。
【００１４】
しかし、この方法では、低噴射領域においては良好な成層燃焼を得ることができるが、噴射量が増大していく状況では、スモークの発生を抑制することが困難となる。
【００１５】
本発明は、上記種々の従来技術における課題を解決するためになされたものであり、その目的はエンジンの種々の動作状態においてピストン上面での燃料の反射を利用して低・中負荷運転領域において良好な成層燃焼を確保することのできる簡単な構成の筒内噴射式エンジンを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかる筒内噴射式エンジンは、ペントルーフ型に形成された燃焼室天井部と吸気行程にて燃焼室内にタンブル流を発生可能な吸気手段と排気手段とを有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの燃焼室天井部の形状と対応した凸形状を基本形状とする上面部を有するピストンと、シリンダヘッドに設けられ、燃焼室天井部の中央寄り位置に所定タイミングでシリンダ軸方向に燃料を噴射する燃料噴射手段と、シリンダヘッドに設けられ、燃焼室天井部の吸気手段側から燃焼室内へシリンダ軸方向に対して斜め方向に突出し、燃料噴射手段から噴射した燃料が直接かからない位置に着火部を有する点火手段と、ピストンの上面部に凹設されたキャビティとを具備し、キャビティは、噴射手段の噴射中心軸に対して点火手段側に下降傾斜して平面状に形成された底部領域とその底部領域の周縁部から上方に立ち上がる周縁部立ち上がり領域とからなる凹部形状を有することを特徴とする。
【００１７】
したがって、底部領域と衝突した燃料は、下降傾斜した底部領域により主として点火手段の着火部方向へ向かいながら燃焼室天井部と衝突して拡散する。また、底部領域から這い回りにより流れてきた燃料は、周縁部立ち上がり領域の存在により、噴射による勢いが抑制され、シリンダ内周壁面側への拡散を防止して、燃料の拡散する方向及び広がりを適正にかつより精細に制御することができる。
【００１８】
また、キャビティと燃焼室天井部との間に形成された混合気は、吸気行程にてシリンダ内に発生し存するタンブル流によって、点火手段の着火部近傍に誘導される。したがって、所定のタイミングにてキャビティ内の吸気手段側に位置する点火手段の着火部近傍に適切な混合気を形成することができる。
【００１９】
したがって、低負荷及び中負荷運転領域において良好な混合気を点火手段の着火部近傍に最適な時期に形成することができ、着火性の向上および良好な成層燃焼を得ることができる。
【００３３】
また、請求項２にかかる筒内噴射式エンジンは、ペントルーフ型に形成された燃焼室天井部と吸気行程にて燃焼室内にタンブル流を発生可能な吸気手段と排気手段とを有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの燃焼室天井部の形状と対応した凸形状を基本形状とする上面部を有するピストンと、シリンダヘッドに設けられ、燃焼室天井部の中央寄り位置に所定タイミングでシリンダ軸方向に燃料を噴射する燃料噴射手段と、シリンダヘッドに設けられ、燃焼室天井部の吸気手段側から燃焼室内へシリンダ軸方向に対して斜め方向に突出し、燃料噴射手段から噴射した燃料が直接かからない位置に着火部を有する点火手段と、ピストンの上面部に凹設されたキャビティと、を具備し、キャビティは、噴射手段の噴射中心軸に対して点火手段側に下降傾斜してピストンの上方でかつ噴射手段の噴射中心軸よりも点火手段側にオフセットした位置を中心点とする所定の曲率半径を有する球面形状に形成された底部領域とその底部領域の周縁部から上方に立ち上がる周縁部立ち上がり領域とからなる凹部形状を有することを特徴とする。
【００３４】
したがって、底部領域と衝突した燃料は、下降傾斜した底部領域により主として点火手段の着火部方向へ向かいながら燃焼室天井部と衝突して拡散する。また、底部領域から這い回りにより流れてきた燃料は、周縁部立ち上がり領域の存在により、噴射による勢いが抑制され、シリンダ内周壁面側への拡散を防止して、燃料の拡散する方向及び広がりを適正にかつより精細に制御することができる。
【００３５】
また、キャビティと燃焼室天井部との間に形成された混合気は、吸気行程にてシリンダ内に発生し存するタンブル流によって、点火手段の着火部近傍に誘導される。したがって、所定のタイミングにてキャビティ内の吸気手段側に位置する点火手段の着火部近傍に適切な混合気を形成することができる。よって、低負荷及び中負荷運転領域において良好な混合気を点火手段の着火部近傍に最適な時期に形成することができ、着火性の向上および良好な成層燃焼を得ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態を説明するための参考例１における筒内噴射式エンジンを示す断面説明図であり、図２は、燃焼室天井部の説明図、図３は、ピストンの上面図である。
【００３７】
参考例１の筒内噴射式エンジンは、図１に示したように、シリンダヘッド１０とシリンダ部１１とによりエンジン本体１２を構成しており、シリンダ部１１のシリンダ１３内には、ピストン２０が往復動可能に嵌挿されている。また、シリンダヘッド１０は燃料噴射手段であるインジェクタ５０と点火手段である点火プラグ７０を具備しており、ピストン２０は上面部２１にキャビティ６０を有している。
【００３８】
ピストン２０とシリンダヘッド１０との間には燃焼室３０が形成され、燃焼室３０のシリンダヘッド１０側に設けられた天井部３１は、図２に示したように、２つの傾斜面３２、３３を対向させて組み合わせた、いわゆるペントルーフ型に形成されている。各傾斜面３２、３３には、吸気手段及び排気手段である吸気バルブ４０及び排気バルブ４１が各々２個づつ設けられており、シリンダヘッド１０に連通接続されている吸気通路の吸気ポート４２及び排気通路の排気ポート４３と燃焼室３０との間を連通、遮断する。
【００３９】
吸気ポート４２は、吸気行程において吸気バルブ４０が開弁時にシリンダ１３内に正方向の弱タンブル流のガス流動が生じるように構成されており、そのタンブル比はおよそ０．５〜２となるように設定されている。
【００４０】
ここで、シリンダヘッド１０の天井部３１には、図１に示したように、大径側が開口するテーパ上の凹部３４がシリンダ１３の軸芯ｃよりも、排気バルブ４１側にオフセットした位置に形成されている。そして、凹部３４の上方には、燃焼室３０内に燃料ｆを噴射する燃料噴射手段であるインジェクタ５０が設けられている。
【００４１】
インジェクタ５０は、ピストン２０に対してシリンダ１３の軸方向に噴射中心軸ｉｃを中心として漸次広がる略円すい中空形状に燃料ｆを噴射する。燃料ｆの噴射形状の形成は、例えば噴射の広がり角を４０度〜８０度程度とする噴射角を設定し、燃料ｆに回転成分を与えつつ噴射することにより容易に形成することができる。具体的には、スワールノズルを用いたインジェクタ５０によるホローコーン噴霧により形成することができる。
【００４２】
点火プラグ７０は、図１及び図２に示したように、吸気バルブ４０の間から燃焼室内に突出し、シリンダ１３の軸芯ｃに対して斜めに設けられている。また、点火プラグ７０の着火部である電極部７１は、インジェクタ５０により噴射した燃料ｆが直接かからない位置に配置されている。
【００４３】
ピストン２０は、図１及び図２に示したように、天井部３１の形状と対応する凸形状に形成された上面部２１を有している。上面部２１は、ピストン２０の平面部２３と、平面部２３から上方へ移行するにしたがって傾斜角度が漸次大きくなる断面が略２次曲線的な形状を有する裾野部２２とにより構成されている。
【００４４】
したがって、ピストン２０が上死点付近に位置する際には、平面部２３とシリンダヘッド１０とが対向する領域には、スキッシュ空間ｓが形成される。
【００４５】
次に、ピストン２０の上面部２１に凹設されたキャビティ６０の形状について説明する。キャビティ６０は、図１及び図３に示したように、上面部２１の上方でかつインジェクタ５０の燃料噴射中心軸ｉｃよりも点火プラグ７０側にオフセットした位置を中心として単一の球面形状に凹設されており、上面部２１上に点火プラグ７０側にオフセットしかつ傾斜した略楕円形の縁部６２を有している。
【００４６】
縁部６２は、吸気バルブ４０から排気バルブ４１方向に亘る径方向の大きさをシリンダ１３のボア径ｄの約５０％となるように形成されている。また、凹部６１の最深部６３は、シリンダ１３の軸芯ｃよりも点火プラグ７０側にオフセットして位置しており、その深さは、平面部２３よりも下方にシリンダ１３のボア径の約１５％の深さを有している。
【００４７】
また、キャビティ６０と電極部７１との位置関係は、図１に示したように、ピストン２０が上死点付近に位置する場合に、凹部６１内でかつ吸気バルブ４０側に電極部７１が位置するように配置されている。また、インジェクタ５０による燃料の噴射広がり角は、ピストン２０が所定位置において後述するピストン２０のキャビティ６０内に噴射範囲がおさまるように設定されている。
【００４８】
次に、上記構成を有する筒内噴射式エンジンの動作及び作用効果について説明する。参考例１の筒内噴射式エンジンは、低・中負荷運転時に成層燃焼を行い、高負荷運転時には均一燃焼を行うように、燃焼噴射量、燃料噴射タイミング、点火時期が制御される。しかし、ここでは低・中負荷運転時における成層燃焼について説明し、高負荷運転時における均一燃焼の説明は省略する。
【００４９】
まず最初に、圧縮行程終了直前において所定位置まで上昇したピストン２０のキャビティ６０内にインジェクタ５０からホローコーン状に燃料ｆが噴射される。ここで、キャビティ６０はその中心点がピストン２０の上方でかつ点火プラグ７０側にオフセット配置されているので、インジェクタ５０より噴射された燃料ｆは、その殆どが凹部６１の排気バルブ４１側の球面形状部分、すなわち点火手段側に下降傾斜した球面形状部分（以下、単に「燃料衝突面」という）６１ｂに斜めに衝突する。
【００５０】
したがって、形成されていた燃料ｆのホローコーン形状は崩壊し、キャビティ６０内において反射、這い回り、跳ね上がりなどによる燃料ｆの効率的な拡散を生ぜしめる。すなわち、凹部６１より跳ね上がった燃料ｆは、燃料衝突面６１ａにより点火プラグ７０側へ方向づけされ、キャビティ６０の単一の球面形状により噴射の勢いが維持され、天井部３１の傾斜面３２と衝突して拡散する。
【００５１】
そして、這い回りにより縁部６２より凹部６１の外方に飛び出した燃料ｆは、天井部３１の傾斜面３２、３３と衝突して燃焼室３０の中心へ拡散する。また、ピストン２０の上昇により、スキッシュ空間ｓから燃焼室中央に向かって裾野部２２を駆け上がるようにスキッシュが発生する。したがって、スキッシュが内周壁面１４方向への燃料ｆの拡散を有効に防止することができる。
【００５２】
更に、キャビティ６０内に拡散した燃料ｆは、燃焼室３０内に存する弱タンブル流により点火プラグ７０側に誘導される。
【００５３】
したがって、所定の点火時期において電極部７１周辺に局所的な濃混合気、すなわち燃焼安定性及び着火性の良好な混合気を形成することができる。そして、電極部７１で着火することにより成層燃焼を行うことができる。
【００５４】
その結果、火炎伝播が遮られる混合気のちぎれやオーバーリーン領域の発生を防ぐことができ、全体としてリーンな空燃比で適切かつ急速な燃焼を得ることができ、パーシャルバーンの発生を防止することができる。したがって、低・中負荷領域の広い運転領域で上記のような成層燃焼を得ることができる。
【００５５】
また、上面部２１及び天井部３１の傾斜面３２、３３により、圧縮行程においても燃焼室３０内に弱タンブル流が乱されることなく維持され、燃料ｆの拡散に寄与する適度な弱タンブル流により燃焼改善に寄与することができる。
【００５６】
上記種々の作用により、低負荷、中負荷領域で行われる成層燃焼をより良好に行うことができ、その結果として良好な運転性、ＨＣの低減 ＮＯｘの低減さらに燃費の向上も達成される。また、キャビティ６０とペントルーフ型の天井部３１とにより形成されるコンパクトな燃焼室３０を確保することにより圧縮比は高くならないので、通常の燃料、いわゆるレギュラーガソリンを使用することができる。
【００５７】
また、燃料ｆは、その噴射方向とキャビティの作用によって内周壁面１４側には拡散しにくいので、燃料ｆの一部が直接内周壁面１４に衝突することによる冷却作用で燃焼が悪化するという不具合を防止することができる。また、同様にＨＣの排出量の増加や潤滑性の低下を防止でき、ピストン動作における機能障害の発生も有効に防止することができる。
【００５８】
次に、参考例２について以下に説明する。図４は、参考例２における筒内噴射式エンジンを示す断面説明図であり、図５は、参考例２の筒内噴射式エンジンに用いられるピストン２０の上面図である。なお、図中において、参考例１と同様の構成要素には、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００５９】
本参考例２において上述の参考例１と異なる特徴的構成は、ピストン２０のキャビティ６０の形状にある。すなわち、参考例２におけるキャビティ６０は、図４に示したように、小・大の２種類の曲率半径Ｒ１、Ｒ２を有する球面を吸・排気バルブ４０、４１方向にそれぞれ配置して組み合わせた複合球面形状に形成したことである。また、縁部６２の形状は、略楕円形に形成されている。
【００６０】
キャビティ６０は、図４に示したように、吸気バルブ４０側に小さな曲率半径Ｒ１を有する燃料衝突面６１ａと、排気バルブ４１側に大きな曲率半径Ｒ２を有する複合球面形状（以下、単に「燃料誘導面」という）６１ｂとにより構成されている。そして、燃料衝突面６１ａと燃料誘導面６１ｂとの間は段差なく滑らかな曲面により接続されている。また、曲率半径Ｒ１、Ｒ２の中心は、インジェクタ５０の噴射中心軸ｉｃよりも点火プラグ７０側にオフセットした上方位置に設けられている。
【００６１】
縁部６２は、吸気バルブ４０から排気バルブ４１方向に亘る径方向の大きさをシリンダ１３のボア径ｄの約５０％となるように形成されている。最深部６３は、平面部２３よりも下方にシリンダ１３のボア径ｄの約１５％の深さを有している。電極部７１は、図４に示したように、燃料衝突面６１ａの上方位置に、点火プラグ７０の電極部７１が位置している。
【００６２】
上記構成によれば、第１の実施の形態と比較して電極部７１への混合気の集中形成の制御性をより向上させることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、キャビティ６０の形状を２つの小・大の曲率半径を有する球面を組み合わせて構成しているが、更に複数の曲率半径を有する球面を組み合わせても良い。
【００６４】
次に、本発明の実施の形態について以下に説明する。図６は、本実施の形態における筒内噴射式エンジンを示す断面説明図であり、図７は、本実施の形態の筒内噴射式エンジンに用いられるピストンの上面図である。なお、図中において、参考例１及び参考例２と同様の構成要素には、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態の特徴的構成は、ピストン２０のキャビティ６０が、図６に示したように、噴射中心軸ｉｃ方向に対して点火プラグ７０側に傾斜した断面が直線状の傾斜底６４とその周縁部６５より傾斜底６４に対して所定の角度で立ち上がる周壁面６６とにより構成されており、略真円形状に形成された縁部６２が点火プラグ側にオフセット配置されていることである。
【００６６】
傾斜底６４は、図７に示したように略真円形に形成され、また、図６に示したように天井部３１の吸気バルブ４０側の傾斜部３２とほぼ平行となる角度に形成されている。
【００６７】
そして、インジェクタ５０より噴射された燃料ｆを受け止める位置、すなわちインジェクタ５０の噴射中心軸ｉｃ上に傾斜底６４の中心がほぼ来るように形成されている。更に、図示していないが、傾斜底６４は、吸・排気バルブ４０、４１方向と直交する方向の断面形状がピストン２０の平面部２３と平行となるように形成されている。
【００６８】
周壁面６６は、図６に示したように、傾斜底６４の周縁部６５から上方へ移行するにしたがって漸次拡径するように構成されている。吸気バルブ４０側の周壁面６６ａと排気バルブ４１側の周壁面６６ｂは、その断面形状及び傾斜底６４に対する傾斜角度がそれぞれ異なって構成されている。吸気バルブ４０側の周壁面６６ａは、断面が大きな曲率半径を有する曲面形状に形成されており、上死点付近において電極部７１に沿うように形成されている。
【００６９】
排気バルブ４１側の周壁面６６ｂは、断面が直線状に形成され、その傾斜角度は排気バルブ４１側の傾斜部３３とほぼ直交するように形成されている。また、傾斜底６４と周壁面６６との間は、滑らかな曲面で接続されている。
【００７０】
上記構成によれば、参考例１及び参考例２と比較してインジェクタ５０より噴射された燃料ｆが衝突するキャビティの傾斜底６４を平面状に形成できるので、拡散により発生する混合気を均質にするのが容易となる。したがって、より精細に混合気の制御を行うことができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、傾斜底６４を平面状となるように形成しているが、インジェクタ５０の噴射中心軸ｉｃよりも点火プラグ７０側にオフセットした位置の上方、所定位置を中心とした大きな曲率半径を有する球面形状に形成した場合でも、本実施の形態と同様の作用効果を有することができる。また、周壁面６６の吸気バルブ４０側と排気バルブ４１側の断面形状を両者ともに直線状又は大きな曲率半径を有する曲面形状に形成しても、同様の作用効果を有することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる筒内噴射式エンジンによれば、インジェクタより噴射された燃料は、キャビティ内の点火プラグ側に傾斜した部分と衝突し、点火手段側に反射し拡散する。また、キャビティ内にて反射して跳ね上がった燃料は、ペントルーフ型の燃焼室天井と衝突し拡散し、吸気行程にてシリンダ内に発生し存するタンブル流によって、キャビティと天井部により形成されたコンパクトな燃焼室内の点火プラグ側に誘導され、電極部周辺に集合させることができる。
【００７３】
したがって、所定のタイミングにてキャビティ内の吸気手段側に位置する点火手段の着火部近傍に適切な混合気を形成することができる。
【００７４】
これにより、成層燃焼を行う低負荷、中負荷運転領域において、点火手段の着火部周辺の局所空燃比を精密にコントロールすることができ、着火性、燃焼安定性を良好にして安定した成層燃焼を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態を説明するための参考例１における筒内噴射式エンジンを示す断面説明図である。
【図２】燃焼室天井部の説明図である。
【図３】参考例１の筒内噴射式エンジンに用いられるピストンの上面図である。
【図４】参考例２における筒内噴射式エンジンを示す断面説明図である。
【図５】参考例２の筒内噴射式エンジンに用いられるピストンの上面図である。
【図６】本実施の形態における筒内噴射式エンジンを示す断面説明図である。
【図７】本実施の形態の筒内噴射式エンジンに用いられるピストンの上面図である。
【符号の説明】
１０ シリンダヘッド
１１ シリンダ部
２０ ピストン
２１ 上面部
３０ 燃焼室
３１ 燃焼室天井部
４０ 吸気手段（吸気バルブ）
４１ 排気手段（排気バルブ）
５０ 噴射手段（インジェクタ）
６０ キャビティ
７０ 点火手段（点火プラグ）
７１ 着火部（電極部）
【図１】
0003743896.tif 000002
【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】
0003743896.tif 000008