JPH0676772B2 - Stratified combustion engine - Google Patents
Stratified combustion engineInfo
- Publication number
- JPH0676772B2 JPH0676772B2 JP61093695A JP9369586A JPH0676772B2 JP H0676772 B2 JPH0676772 B2 JP H0676772B2 JP 61093695 A JP61093695 A JP 61093695A JP 9369586 A JP9369586 A JP 9369586A JP H0676772 B2 JPH0676772 B2 JP H0676772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- combustion chamber
- intake
- passage
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジン、就中成層燃焼式のエンジンに関する
ものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine and an intermediate stratified combustion engine.
(従来技術) 従来よりエンジンにおいては、スロットルバルブの廃止
によるポンピングロスの低減効果と燃焼室内へ燃料を直
接噴射する直噴方式の採用との相乗効果により、低燃費
比と低NOX化を実現しようとする試みが行なわれてい
る。In (prior art) engines conventionally, by the synergistic effect with the adoption of the direct噴方type that directly injects fuel into the reducing effect with the combustion chamber of the pumping loss due to the abolition of the throttle valve, realizing low fuel consumption ratio and low NO X reduction Attempts are being made.
ところが、このようにスロットルバルブを廃止した場合
には、エンジンの負荷状態の如何にかかわらず常に多量
の空気が燃焼室内に導入されるため、特に燃料噴射量の
少ないエンジンの低負荷運転領域においては空気過剰率
が大きく、噴射燃料を筒内の空気全体と混合させたので
は混合気の空燃比がオーバリーンとなり着火不良等の不
具合をきたすことになる。このため、低負荷運転領域に
おいては、噴射燃料を燃焼室内に導入された空気の一部
分と混合させて該燃焼室内に局部的に理論空燃比に近い
濃度をもつ混合気層を形成し、この混合気層の部分を着
火燃焼させるいわゆる成層燃焼が不可欠な条件となる。However, when the throttle valve is abolished in this way, a large amount of air is always introduced into the combustion chamber regardless of the load condition of the engine, so especially in the low load operation region of the engine with a small fuel injection amount. If the excess air ratio is large and the injected fuel is mixed with all the air in the cylinder, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes over lean, which causes problems such as ignition failure. Therefore, in the low load operation region, the injected fuel is mixed with a part of the air introduced into the combustion chamber to locally form a mixture layer having a concentration close to the stoichiometric air-fuel ratio in the combustion chamber, and the mixture is formed. The so-called stratified combustion in which the air layer portion is ignited and burned becomes an indispensable condition.
このような背景から、特開昭58−85319号公報に開示さ
れる如く、インジェクターを吸気通路中に設け、吸気弁
の閉じる直前にインジェクターから燃焼室内に向けて燃
料を噴射して該燃焼室内の上部に濃混合気層を形成し、
もって成層燃焼を実現しようとしたエンジンが提案され
ている。From such a background, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-85319, an injector is provided in the intake passage, and fuel is injected from the injector toward the combustion chamber immediately before the intake valve is closed to inject the fuel into the combustion chamber. Form a rich mixture layer on top,
An engine that has attempted to realize stratified combustion has been proposed.
しかしながら、この方法では、燃焼室内の全域において
ほぼ均一な流れ特性を有する空気層の一部分に燃料を噴
射することにより混合気濃度の異なる2つの層を形成す
るものであり、しかも燃料噴射が吸気弁の閉じる直前に
行なわれるため、例え圧縮行程の初期には燃焼室内の上
部に濃混合気層が良好状態に形成されていたとしても、
圧縮行程の終期付近においてはピストンの上動に伴う燃
焼室内の空気の淫れにより上記濃混合気層が棚れ、この
ため、成層燃焼を企図したにもかかわらず実質的には成
層燃焼は行なわれないというような事態が想定される。However, in this method, two layers having different air-fuel mixture concentrations are formed by injecting fuel into a part of an air layer having substantially uniform flow characteristics in the entire combustion chamber, and the fuel injection is performed by the intake valve. Since it is performed immediately before closing, even if the rich mixture layer is formed in a good state in the upper part of the combustion chamber at the beginning of the compression stroke,
Near the end of the compression stroke, the above-mentioned rich air-fuel mixture layer is shelved due to the incongruity of the air in the combustion chamber due to the upward movement of the piston. It is assumed that it will not happen.
このため、上述の如くスロットルバルブの廃止と直噴方
式の採用とにより低燃費化及び低NOX化が実現できると
いうことが理論上説明されているにもかかわらず、その
具体的な成功例が見当たらないのが現状である。Therefore, although it has been theoretically explained that the fuel consumption and the NO X can be reduced by eliminating the throttle valve and adopting the direct injection method as described above, a concrete example of the success is obtained. The current situation is that I cannot find it.
(発明の目的) 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、空気を絞らずに燃焼室内に導入して該
燃焼室内に複数の空気層を形成するようにした成層燃焼
式エンジンにおいて、燃焼室内における空気層の成層化
をより確実ならしめることにより高水準の成層燃焼を実
現することを目的としてなされたものである。(Object of the Invention) The present invention is intended to solve the problems pointed out in the above-mentioned prior art, and to introduce a plurality of air layers into the combustion chamber by introducing the air into the combustion chamber without throttling. In this stratified combustion engine, the purpose is to realize a high level of stratified combustion by more reliably stratifying the air layer in the combustion chamber.
(目的を達成するための手段) 本発明の成層燃焼式エンジンは上記の目的を達成するた
めの手段として、燃焼室内の外周部にスワール流を発生
させ得る如く空気を供給する主吸気通路と、上記燃焼室
の中央部に上記スワール流とは流れ方向の異なる空気流
を発生させ得る如く空気を供給する副吸気路とを備え、
さらに少なくともエンジンの低負荷運転領域においては
上記主吸気通路と副吸気通路の両方から吸気導入を行な
わしめて上記燃焼室の外周部に上記主吸気通路を介して
導入された空気による第1の空気層を、燃焼室の中央部
に上記副吸気通路を介して導入された空気による第2の
空気層をそれぞれ形成させ得る如くした吸気制御手段
と、ピストンの圧縮上死点付近において上記第2の空気
層に向けて燃料を供給する如くした燃料供給手段とを備
えたものである。(Means for Achieving the Purpose) As a means for achieving the above object, the stratified combustion engine of the present invention includes a main intake passage for supplying air so as to generate a swirl flow in the outer peripheral portion of the combustion chamber, A sub-intake path for supplying air so that an air flow having a flow direction different from that of the swirl flow can be generated in the central portion of the combustion chamber,
Further, at least in the low load operation region of the engine, intake air is introduced from both the main intake passage and the auxiliary intake passage, and the first air layer is formed by the air introduced into the outer peripheral portion of the combustion chamber through the main intake passage. And an intake control means capable of forming a second air layer by the air introduced through the auxiliary intake passage in the center of the combustion chamber, and the second air near the compression top dead center of the piston. And a fuel supply means adapted to supply fuel toward the layers.
(作用) 本考案では上記の手段により、吸気行程において燃焼室
内に形成される第1の空気層と第2の空気層とはその流
れ特性が異なるものであるために圧縮行程中においても
この2つの空気層の成層状態はほとんど減衰あるいは破
壊されることなく圧縮上死点付近まで維持され、しかも
燃料が圧縮上死点付近において燃焼室中央部に位置する
第2の空気層に供給されるため、着火時点まで燃焼に直
接的に寄与する混合気層部分とその周囲に位置する空気
層部分との成層状態が維持され、燃焼室内における成層
燃焼が効果的に達成されることになる。(Operation) According to the present invention, the first and second air layers formed in the combustion chamber in the intake stroke have different flow characteristics due to the above-mentioned means. The stratified state of the two air layers is maintained almost to the compression top dead center without being attenuated or destroyed, and the fuel is supplied to the second air layer located in the center of the combustion chamber near the compression top dead center. Thus, the stratified state of the air-fuel mixture layer portion which directly contributes to combustion until the time of ignition and the air layer portion located around it is maintained, and the stratified combustion in the combustion chamber is effectively achieved.
(実施例) 以下、第1図ないし第3図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。(Embodiment) A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
(I:構成) 第1図及び第2図には本発明の実施例に係る自動車用多
気筒成層燃焼式エンジンが示されており、各図において
符号1はシリンダブロック、2はシリンダヘッド、3は
燃焼室、4はピストンである。(I: Structure) FIGS. 1 and 2 show a multi-cylinder stratified combustion engine for an automobile according to an embodiment of the present invention. In each drawing, reference numeral 1 is a cylinder block, 2 is a cylinder head, and 3 is a cylinder head. Is a combustion chamber, and 4 is a piston.
シリンダヘッド2には、吸気弁6によって開閉される2
つの吸気通路、即ち、本発明の主体をなす後述する主吸
気通路11と副吸気通路12と、排気弁7によって開閉され
る排気通路15がそれぞれ形成されている。The cylinder head 2 is opened and closed by an intake valve 6 2
One intake passage, that is, a main intake passage 11 and an auxiliary intake passage 12 which will be described later and which form the subject of the present invention, and an exhaust passage 15 which is opened and closed by the exhaust valve 7 are formed.
主吸気通路11は、スワール流を発生させることを意図し
てヘリカルポート式とされており、その燃焼室3に開口
する主吸気ポート13の近傍部分は略渦巻状に形成されて
いる。従って、該主吸気通路11から主吸気ポート13を介
して上記燃焼室3内に導入される空気は第1図及び第2
図においてそれぞれ矢印A1で示す如く該燃焼室3の外周
部に沿うスワール流とされる。尚、この主吸気通路11の
通路面積は、エンジンの高負荷運転時における必要空気
量を該主吸気通路11のみで賄い得るような大きさに設定
されている。The main intake passage 11 is of a helical port type intended to generate a swirl flow, and a portion of the main intake passage 11 near the main intake port 13 opening to the combustion chamber 3 is formed in a substantially spiral shape. Therefore, the air introduced into the combustion chamber 3 from the main intake passage 11 through the main intake port 13 is the same as in FIGS.
In the figure, a swirl flow is formed along the outer peripheral portion of the combustion chamber 3 as indicated by an arrow A 1 . Incidentally, the passage area of the main intake passage 11 is set to a size such that the main intake passage 11 alone can cover the required air amount during high-load operation of the engine.
副吸気通路12は、上記主吸気通路11よりも小さな通路面
積を有しており、その燃焼室3に開口する副吸気ポート
14は上記主吸気通路11内の上記主吸気ポート13の近傍位
置において、しかも該主吸気ポート13を通して燃焼室3
の中心部を臨み得るようにして開口形成されている。従
って、この副吸気通路12からその副吸気ポート14を通し
て燃焼室3内に導入される空気は、第1図及び第2図に
おいてそれぞれ矢印A2で示す如くほぼピストン4の軸方
向に沿う空気流を現出する。The sub intake passage 12 has a passage area smaller than that of the main intake passage 11, and the sub intake port opening to the combustion chamber 3 thereof.
Reference numeral 14 denotes a position in the main intake passage 11 near the main intake port 13 and through the main intake port 13 to the combustion chamber 3
The opening is formed so that the central part of the can be seen. Therefore, the air introduced into the combustion chamber 3 from the auxiliary intake passage 12 through the auxiliary intake port 14 is the air flow substantially along the axial direction of the piston 4 as indicated by an arrow A 2 in FIGS. 1 and 2. To appear.
一方、上記主吸気通路11と副吸気通路12の外端部は、そ
れぞれ吸気マニホールド5に接続されている。この吸気
マニホールド5は、気筒列設方向に延びる合流通路部30
と、該合流通路部30から各気筒毎にそれぞれ分岐して上
記シリンダヘッド2の主吸気通路11に接続される主吸気
分通路31と副吸気通路12に接続される副吸気分通路32と
を有している。この主吸気分通路31と副吸気分通路32の
うち、主吸気分通路31には主吸気制御弁21が、また副吸
気分通路32には副吸気制御弁22がそれぞれ設けられてい
る。この主吸気制御弁21と副吸気制御弁22はそれぞれ制
御装置27からの制御信号を受けて作動するステップモー
タ23,24により開閉駆動される。On the other hand, the outer ends of the main intake passage 11 and the sub intake passage 12 are connected to the intake manifold 5, respectively. The intake manifold 5 has a merging passage portion 30 extending in the cylinder row direction.
And a main intake branch passage 31 connected to the main intake passage 11 of the cylinder head 2 and a sub intake branch passage 32 connected to the sub intake passage 12 by branching from the confluent passage portion 30 for each cylinder. Have Of the main intake branch passage 31 and the sub intake branch passage 32, the main intake branch passage 31 is provided with a main intake control valve 21, and the sub intake branch passage 32 is provided with a sub intake control valve 22. The main intake control valve 21 and the auxiliary intake control valve 22 are opened / closed by step motors 23, 24 which operate by receiving control signals from a control device 27, respectively.
又、この吸気マニホールド5を含む吸気系にはスロット
ルバルブは設けられておらず、従って、空気は主吸気制
御弁21あるいは副吸気制御弁23が開弁している場合に
は、ピストン4の下動に伴う吸入負圧により燃焼室3内
に自由に導入される。Further, the intake system including the intake manifold 5 is not provided with a throttle valve. Therefore, when the main intake control valve 21 or the sub intake control valve 23 is open, the air is below the piston 4. It is freely introduced into the combustion chamber 3 by the suction negative pressure accompanying the movement.
尚、第1図及び第2図において符号8はインジェクター
であって、上記燃焼室3の中心部に向けて燃料を噴射し
得る如く傾斜配置されている。さらに符号9は点火プラ
グであって、この点火プラグ9は上記インジェクター8
に対して上記スワール流(矢印A1)の下流側に位置する
ようにして配置されている。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 8 is an injector, which is inclined so that fuel can be injected toward the center of the combustion chamber 3. Further, reference numeral 9 is a spark plug, and this spark plug 9 is the injector 8 described above.
On the other hand, it is arranged so as to be located on the downstream side of the swirl flow (arrow A 1 ).
制御装置27は、エンジン回転数、負荷、大気温(吸気
温)、水温及び吸気圧力を受けて、上記主吸気制御弁2
1,副吸気制御弁22の開閉作動あるいは燃料制御(噴射量
及び噴射タイミングの設定)する如く作用する。そし
て、この実施例においては上記主吸気制御弁21と副吸気
制御弁22の作動を次のように制御するようしている。The control device 27 receives the engine speed, the load, the atmospheric temperature (intake air temperature), the water temperature and the intake pressure, and receives the main intake control valve 2
1. It operates to open / close the auxiliary intake control valve 22 or control the fuel (setting the injection amount and injection timing). In this embodiment, the operation of the main intake control valve 21 and the auxiliary intake control valve 22 is controlled as follows.
(a:主吸気制御弁21の制御) 主吸気制御弁21は、エンジンの燃焼室3内におけるスワ
ール流の必要の有無に応じて制御されるものであって、
具体的には、エンジン始動時、即ち、着火性向上の観点
からスワール発生の必要のない運転状態においては全閉
保持され、それ以外の運転領域、即ち、スワール流によ
り燃焼性の改善を図る必要のある領域においては全開保
持される。(A: Control of Main Intake Control Valve 21) The main intake control valve 21 is controlled according to whether swirl flow is required in the combustion chamber 3 of the engine,
Specifically, when the engine is started, that is, in the operating state where swirl generation is not necessary from the viewpoint of improving ignitability, it is kept fully closed, and in other operating regions, that is, swirl flow is required to improve combustibility. It is held fully open in a certain area.
(b:副吸気制御弁22の制御) 副吸気制御弁22は、混合気の着火・燃焼性が悪化するた
め特に成層燃焼の実現が要求される運転領域においては
全開保持されそれにより成層燃焼の実現に寄与するが、
それ以外の運転領域においては全閉保持される。具体的
には第3図に示す如くエンジン回転数とエンジン負荷及
びエンジン温度の3つの要素に基づいて制御されるもの
であり、この実施例においてはエンジンの温間時におい
ては、第3図において領域Iで示す如くアイドル運転域
を含む低負荷領域において上記副吸気制御弁22を全開保
持し、それ以外の運転領域ではこれを全閉とする。(B: Control of the sub-intake control valve 22) The sub-intake control valve 22 is held fully open particularly in an operating region where realization of stratified charge combustion is required because the ignition / combustibility of the air-fuel mixture deteriorates. Contribute to realization,
In other operating regions, it is held fully closed. Specifically, as shown in FIG. 3, it is controlled on the basis of three factors of engine speed, engine load and engine temperature. In this embodiment, when the engine is warm, as shown in FIG. As shown in the region I, the auxiliary intake control valve 22 is kept fully open in the low load region including the idle operating region, and is fully closed in the other operating regions.
これに対して、エンジンの冷間時には温間時よりも一層
混合気の着火性が悪くなるため、第3図において領域I
で示す運転領域に領域IIを加えたより高回転側の運転領
域まで副吸気制御弁22を全開保持し、これ以外の運転領
域ではこれを全閉保持するようにしている。On the other hand, when the engine is cold, the ignitability of the air-fuel mixture becomes worse than when it is warm.
The auxiliary intake control valve 22 is held fully open up to the operating region on the higher rotation side where region II is added to the operating region indicated by, and is fully closed in the other operating regions.
又、インジェクター8の作動タイミングは、ピストン4
の圧縮上死点付近において燃料噴射が行なわれるように
予め設定されている。The operating timing of the injector 8 is the piston 4
Is set in advance so that fuel injection is performed near the compression top dead center.
(II:作動並びにその作用) 続いて、このエンジンの作動並びにその作用を簡単に説
明する。(II: Operation and Its Action) Next, the operation of this engine and its action will be briefly described.
(a:エンジン始動時) エンジン始動時には、上述の如く主吸気制御弁21は全閉
保持される、また、この運転状態は上記領域Iに含まれ
ているため副吸気制御弁22は全開保持される。このた
め、この場合における吸気導入は、副吸気通路12側から
のみ行なわれ、主吸気通路11側からは行なわれず、燃焼
室3内にはスワール流は発生しない。従って、スワール
流による火炎核の吹き消し現象が発生せず、良好な着火
性能即ち、始動性が確保される。(A: At engine start-up) At engine start-up, the main intake control valve 21 is held fully closed as described above. Further, since this operating state is included in the region I, the auxiliary intake control valve 22 is held fully open. It Therefore, the intake air is introduced only from the side of the auxiliary intake passage 12 and not from the side of the main intake passage 11 in this case, and no swirl flow is generated in the combustion chamber 3. Therefore, the blowout phenomenon of the flame kernel due to the swirl flow does not occur, and good ignition performance, that is, startability is secured.
(b:エンジンの通常運転) この場合には、主吸気制御弁21は常時全開保持されてい
るが、副吸気制御弁22はエンジン回転数とエンジン負荷
及びエンジン温度の三つの制御要素に基づいて開閉制御
される。即ち、例えば、エンジンの運転状態が上記領域
Iあるいは領域IIに対応するアイドル運転領域を含む低
負荷運転領域(換言すれば成層燃焼により燃焼性を改善
する必要のある運転領域)にある場合には、副吸気制御
弁22は全開保持されるため、吸気行程の進行(ピストン
4の下動)に伴って空気は主吸気通路11と副吸気通路12
の両方から同時に燃焼室3内に導入される。従って、燃
焼室3内には、主吸気通路11からスワール流(矢印A1)
を発生しながら導入される空気により該燃焼室3の外周
部に形成される第1の空気層51(境界線Lより外側部
分)と、副吸気通路12からピストン軸方向の空気流(矢
印A2)を発生しながら導入される空気により該燃焼室3
の中央部(第1の空気層51の内側)に形成される第2の
空気層52(境界線Lより内側部分)の内外2つのしかも
それぞれ流れ特性の異なる空気層が存在することになる
(換言すれば、内側の第2の空気層52が外側の第1の空
気層51によって包まれた状態となる)。この内外両方に
分離された2つの空気層51,52は、その流れ特性が異な
るところから、相互に合流してその成層状態が減衰し又
は破壊されるということが少なく、その分離状態(成層
状態)はピストン4の上動に伴う筒内空気の乱れ作用に
もかかわらず圧縮上死点付近まで維持される。従って、
圧縮上死点付近においてインジェクター8から第2の空
気層52側に向けて燃料が噴射されると、この噴射燃料は
該第2の空気層52の空気と効率的に混合し、該燃焼室3
の内部には局部的に理論空燃比近くの濃度を持つ混合気
層が確実に形成され、高水準の成層燃焼が実現されるこ
ととなる。(B: Normal operation of engine) In this case, the main intake control valve 21 is always held fully open, but the auxiliary intake control valve 22 is based on three control elements of engine speed, engine load, and engine temperature. It is controlled to open and close. That is, for example, when the engine operating condition is in the low load operating region including the idle operating region corresponding to the region I or the region II (in other words, the operating region in which the combustibility needs to be improved by stratified combustion) Since the sub intake control valve 22 is held fully open, the air flows in the main intake passage 11 and the sub intake passage 12 as the intake stroke progresses (downward movement of the piston 4).
Are simultaneously introduced into the combustion chamber 3. Therefore, in the combustion chamber 3, swirl flow (arrow A 1 ) from the main intake passage 11
The first air layer 51 (the portion outside the boundary line L) formed on the outer peripheral portion of the combustion chamber 3 by the air introduced while generating the air and the air flow in the piston axial direction from the auxiliary intake passage 12 (arrow A 2 ) The combustion chamber 3 is generated by the air introduced while generating
There are two air layers inside and outside of the second air layer 52 (inside the boundary line L) formed in the central portion (inside the first air layer 51) and having different flow characteristics ( In other words, the inner second air layer 52 is surrounded by the outer first air layer 51). The two air layers 51, 52 separated into both the inside and the outside rarely merge with each other and their stratified state is attenuated or destroyed due to their different flow characteristics. ) Is maintained up to near the compression top dead center despite the turbulent action of the air in the cylinder accompanying the upward movement of the piston 4. Therefore,
When the fuel is injected from the injector 8 toward the second air layer 52 side near the compression top dead center, the injected fuel is efficiently mixed with the air in the second air layer 52, and the combustion chamber 3
A mixture layer having a concentration close to the stoichiometric air-fuel ratio is reliably formed locally inside the fuel cell, and high-level stratified combustion is realized.
一方、エンジンの運転状態が上記領域Iあるいは領域II
以外の運転領域にある場合には、燃料噴射量が多いた
め、この燃料が燃焼室3内に導入された空気の全量と均
一に混合しても混合気濃度がオーバリーンになるという
ことがなく、従って、上述の如き成層燃焼を実現する必
要性はない。このため、この運転領域においては、副吸
気制御弁22が全閉保持され、主吸気通路11側からのみ吸
気導入が行われ、高水準のスワール効果によりエンジン
の高出力運転が実現されることになる。On the other hand, the operating condition of the engine is the above area I or area II.
In the operating regions other than, since the fuel injection amount is large, even if this fuel is uniformly mixed with the entire amount of the air introduced into the combustion chamber 3, the mixture concentration does not become over lean, Therefore, it is not necessary to realize the stratified combustion as described above. Therefore, in this operating region, the auxiliary intake control valve 22 is held fully closed, intake air is introduced only from the main intake passage 11 side, and high output operation of the engine is realized by the high level swirl effect. Become.
尚、上記実施例においては、主吸気通路11側から導入さ
れる空気によるスワール流と、副吸気通路12側から導入
されピストン軸方向の流れをもつ空気流とによって、相
互に分離した第1の空気層51と第2の空気層52を形成す
るようにしているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば主吸気通路11側から導入される空気によ
り燃焼室の外周部に正方向のスワール流をもつ第1の空
気層を形成する一方、副吸気通路12側から導入される空
気により逆方向のスワール流をもつ第2の空気層を形成
し、この相互にスワール方向の異なる2つの空気層を燃
焼室内において相互に分離存在させるようにしてもよ
い。In the above embodiment, the first swirl flow separated by the air introduced from the side of the main intake passage 11 and the air flow introduced from the side of the auxiliary intake passage 12 and having a flow in the piston axial direction are separated from each other. Although the air layer 51 and the second air layer 52 are formed, the present invention is not limited to this, and, for example, air introduced from the main intake passage 11 side can be provided to the outer peripheral portion of the combustion chamber. A first air layer having a swirl flow in the opposite direction is formed, while a second air layer having a swirl flow in the opposite direction is formed by the air introduced from the auxiliary intake passage 12 side, and the swirl directions differ from each other. The two air layers may be separated from each other in the combustion chamber.
(発明の効果) 本発明の成層燃焼式エンジンは、燃焼室内の外周部にス
ワール流を発生させ得る如く空気を供給する主吸気通路
と、上記燃焼室の中央部に上記スワール流とは流れ方向
の異なる空気流を発生させ得る如く空気を供給する副吸
気通路とを備え、さらに少なくともエンジンの低負荷運
転領域においては上記主吸気通路と副吸気通路の両方か
ら吸気導入を行なわしめて上記燃焼室の外周部に上記主
吸気通路を介して導入された空気による第1の空気層
を、燃焼室の中央部に上記副吸気通路を介して導入され
た空気による第2の空気層をそれぞれ形成させ得る如く
した吸気制御手段と、ピストンの圧縮上死点付近におい
て上記第2の空気層に向けて燃料を供給する如くした燃
料供給手段とを備えたことを特徴とするものである。(Effects of the Invention) In the stratified combustion engine of the present invention, the main intake passage for supplying air so as to generate a swirl flow in the outer peripheral portion of the combustion chamber, and the swirl flow in the central portion of the combustion chamber in the flow direction. And an auxiliary air intake passage for supplying air so as to generate different air flows, and further, at least in a low load operation region of the engine, intake air is introduced from both the main air intake passage and the auxiliary air intake passage so that the combustion chamber It is possible to form a first air layer by the air introduced through the main intake passage in the outer peripheral portion and a second air layer by the air introduced through the auxiliary intake passage in the central portion of the combustion chamber. It is characterized by including such intake control means and fuel supply means for supplying fuel toward the second air layer in the vicinity of the compression top dead center of the piston.
従って、本発明の成層燃焼式エンジンによれば、吸気行
程において燃焼室内に形成される第1の空気層と第2の
空気層とはその流れ特性が異なるものであるために圧縮
行程中においてもこの2つの空気層の成層状態はほとん
ど減衰あるいは破壊されることなく圧縮上死点付近まで
維持され、しかも燃料が圧縮上死点付近において燃焼室
中央部に位置する第2の空気層に供給されるため、着火
時点まで燃焼に直接的に寄与する混合気層部分とその周
囲に位置する空気層部分との成層状態が良好に維持さ
れ、より高水準の成層燃焼を実現できるという効果が得
られる。Therefore, according to the stratified combustion engine of the present invention, the flow characteristics of the first air layer and the second air layer formed in the combustion chamber during the intake stroke are different, so that even during the compression stroke. The stratified state of these two air layers is maintained almost to the compression top dead center without being attenuated or destroyed, and the fuel is supplied to the second air layer located in the center of the combustion chamber near the compression top dead center. Therefore, the stratified state of the air-fuel mixture layer portion that directly contributes to combustion until the time of ignition and the air layer portion located around it can be maintained well, and an effect that higher level stratified combustion can be achieved can be obtained. .
第1図は本発明の実施例係る成層燃焼式エンジンの要部
縦断面図、第2図第1図のII−II横断面図、第3図は第
1図に示したエンジンの制御特性図である。 1……シリンダブロック 2……シリンダヘッド 3……燃焼室 4……ピストン 5……吸気マニホールド 6……吸気弁 7……排気弁 8……インジェクター 9……点火プラグ 11……主吸気通路 12……副吸気通路 13……主吸気ポート 14……副吸気ポート 15……排気通路 51……第1の空気層 52……第2の空気層FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a stratified combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a lateral sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a control characteristic diagram of the engine shown in FIG. Is. 1 ... Cylinder block 2 ... Cylinder head 3 ... Combustion chamber 4 ... Piston 5 ... Intake manifold 6 ... Intake valve 7 ... Exhaust valve 8 ... Injector 9 ... Spark plug 11 ... Main intake passage 12 ...... Sub intake passage 13 ...... Main intake port 14 ...... Sub intake port 15 ...... Exhaust passage 51 ...... First air layer 52 ...... Second air layer
Claims (1)
得る如く空気を供給する主吸気通路と、上記燃焼室の中
央部に上記スワール流とは流れ方向の異なる空気流を発
生させ得る如く空気を供給する副吸気通路とを備え、さ
らに少なくともエンジンの低負荷運転領域においては上
記主吸気通路と副吸気通路の両方から吸気導入を行なわ
しめて上記燃焼室の外周部に上記主吸気通路を介して導
入された空気による第1の空気層を、燃焼室の中央部に
上記副吸気通路を介して導入された空気による第2の空
気層をそれぞれ形成させ得る如くした吸気制御手段と、
ピストンの圧縮上死点付近において上記第2の空気層に
向けて燃料を供給する如くした燃料供給手段とを備えて
なる成層燃焼式エンジン。1. A main intake passage for supplying air so as to generate a swirl flow in an outer peripheral portion of a combustion chamber, and an air flow having a flow direction different from that of the swirl flow in a central portion of the combustion chamber. An auxiliary air intake passage for supplying air, and at least in a low load operation region of the engine, intake air is introduced from both the main intake air passage and the auxiliary intake air passage to the outer peripheral portion of the combustion chamber through the main intake air passage. Intake air control means capable of forming a first air layer by the air introduced through the auxiliary air intake passage in the central portion of the combustion chamber, and a second air layer by the air introduced through the sub-intake passage.
A stratified combustion engine comprising: a fuel supply unit configured to supply fuel toward the second air layer near the compression top dead center of the piston.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61093695A JPH0676772B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Stratified combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61093695A JPH0676772B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Stratified combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62248819A JPS62248819A (en) | 1987-10-29 |
| JPH0676772B2 true JPH0676772B2 (en) | 1994-09-28 |
Family
ID=14089535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61093695A Expired - Lifetime JPH0676772B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Stratified combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676772B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3849422B2 (en) * | 2000-11-20 | 2006-11-22 | トヨタ自動車株式会社 | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine |
| JP4145178B2 (en) * | 2003-03-25 | 2008-09-03 | 大阪瓦斯株式会社 | Spark ignition engine and operation control method thereof |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP61093695A patent/JPH0676772B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62248819A (en) | 1987-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3852363B2 (en) | Engine control device | |
| US5711269A (en) | In-cylinder injection internal combustion engine | |
| USRE36500E (en) | Internal combustion engine | |
| US7069901B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine | |
| JPH0821342A (en) | Fuel injection engine | |
| JPH03281915A (en) | Multiple suction valve type engine | |
| US6155229A (en) | Charge motion control valve in upper intake manifold | |
| JP3365681B2 (en) | Engine intake system | |
| JPH0676772B2 (en) | Stratified combustion engine | |
| JPH0689659B2 (en) | Stratified combustion engine | |
| JP2501556Y2 (en) | Internal combustion engine intake system | |
| JP3591141B2 (en) | In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine | |
| JP2004324532A (en) | In-cylinder injection internal combustion engine | |
| JP7839456B2 (en) | Internal combustion engine with sub-combustion chamber | |
| JP3644323B2 (en) | Direct-injection spark ignition internal combustion engine | |
| KR950002629B1 (en) | Internal combustion engine of car | |
| JPH0480207B2 (en) | ||
| JP2010203333A (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
| JPH0676771B2 (en) | Stratified combustion engine | |
| JPH0350265Y2 (en) | ||
| JPH02305319A (en) | Combustion chamber structure of engine | |
| JP3397866B2 (en) | Engine fuel supply | |
| JPH0137582B2 (en) | ||
| KR19980043348A (en) | How to inject fuel and set the ignition timing of a direct gasoline engine | |
| JPS6361716A (en) | Reducing device for pumping loss |