缸内直接喷射式发动机及其控制装置以及喷射器

摘要

一种缸内直接喷射式发动机，设有：在冷机启动时形成朝向火花塞(4)的电极部(4A)的方向的空气流动的上侧喷雾(10)；与上侧喷雾(10)产生的空气流动相比朝向火花塞(4)的电极部(4A)的中心喷雾(11)；以及在全开条件下向壁面的燃料附着很少且形成均匀的混合气的侧方喷雾(12a～12d)。由此，可以同时实现用于降低排气、提高排气温度的冷机启动时的点火延迟、和全开条件下的输出提高。

权利要求

1.一种缸内直接喷射式发动机的控制装置，将燃料直接喷射到燃烧室内，其特征在于，在所述燃烧室的吸气侧具有用于向所述燃烧室内喷射燃料的喷射器，该喷射器具有：生成指向火花塞的电极部的下方的上侧喷雾的一个上侧喷雾用喷口；生成比所述上侧喷雾更靠活塞侧且当压缩冲程喷射时在所述上侧喷雾的大致正下方与所述活塞冲撞的中心喷雾的中心喷雾用喷口；生成在所述中心喷雾的周围且指向吸气阀动作的范围外的多个侧方喷雾的多个侧方喷雾用喷口，在冷机启动时，将燃料喷射时期设定为压缩上死点前30度以后到压缩上死点，从所述上侧喷雾用喷口及所述中心喷雾用喷口喷射燃料，按照暖气后燃料喷射时期在吸气上死点后90度左右的方式控制燃料喷射时期，从所述上侧喷雾用喷口、所述中心喷雾用喷口以及所述侧方喷雾用喷口喷射燃料。

2.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，与所述中心喷雾相比，所述上侧喷雾不与活塞顶面冲撞且生成于所述火花塞的电极部侧，并产生比所述中心喷雾产生的气流快的气流。

3.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述多个侧方喷雾用喷口具有生成指向所述上侧喷雾与所述中心喷雾之间的侧方喷雾的喷口、和生成指向所述中心喷雾与活塞顶面之间的侧方喷雾的喷口。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述侧方喷雾指向以活塞顶面的外周部为目标的方向。

5.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述上侧喷雾由从一个上侧喷雾用喷口喷射的一束燃料喷雾构成。

6.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述上侧喷雾由从多个上侧喷雾用喷口喷射的多个燃料喷雾构成。

7.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述上侧喷雾由不与气缸盖碰撞的燃料喷雾构成。

8.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述中心喷雾由从一个中心喷雾用喷口喷射的一束燃料喷雾构成。

9.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，所述中心喷雾由从多个中心喷雾用喷口喷射的多个燃料喷雾构成。

10.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，使用了在火花塞下方位置的活塞顶面形成有吸气侧低、排气侧高的台阶的活塞。

11.根据权利要求1所述的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，使用了在火花塞下方位置的活塞顶面形成有凸形状部的活塞。

说明书

缸内直接喷射式发动机及其控制装置以及喷射器

技术领域

[0001] 本发明涉及缸内直接喷射式发动机(火花点火式内燃机)及其控制装置以及喷射器，特别是涉及通过具有多个喷口的多孔型喷射器向燃烧室内直接喷射燃料的缸内直接喷射式发动机及其控制装置以及喷射器。

背景技术

[0002] 在缸内直接喷射式发动机中，已知有如下结构：使用具有多个喷口的多孔型喷射器，从各喷口喷射燃料，由此以多个燃料喷雾夹持气缸内的火花塞的电极的方式指向燃料喷射方向，并且将燃料喷射时期设定在压缩冲程中进行成层燃烧(稀薄燃烧)，在均匀燃烧时将燃料喷射时期设定在吸气冲程中期，实现了混合气的均匀化(例如，专利文献1)。

[0003] 另外，在从多孔型喷射器喷射的燃料的喷射方向指向于火花塞附近的缸内直接喷射式发动机中，具有如下结构：在吸气冲程时进行燃料喷射，在缸内形成均匀的混合气，确保冷机启动时的燃料发火性(例如，专利文献2)。

[0004] 【专利文献1】特开2005-98120号公报

[0005] 【专利文献2】特开2005-98118号公报

[0006] 可是，如果从发动机的废气净化的观点出发，则由于发动机的冷机启动时，排气系的催化剂未活性，所以来自发动机的废气直接被排出，对环境的负荷大。对此，在从多孔型喷射器喷射的燃料的喷射方向指向于火花塞附近的缸内直接喷射式发动机中，提出了：在吸气冲程时进行燃料喷射，在缸内形成均匀的混合气，通过在能够稳定地燃烧的范围内延迟点火时期，使排气温度提前上升来实现未燃燃料的排出的降低和催化剂的提前活性化。

[0007] 根据进一步降低未燃燃料的排出的要求，正在关注如下方法：从压缩冲程的后期到膨胀冲程的前期分一次或者多次喷射燃料，在火花塞附近使燃料成层化，明显延迟点火时期(点火延迟)的方法。由此，冷机启动后，排气温度提前升高，通过催化剂的提前活性化能够大幅度降低未燃燃料的排出。

[0008] 在多孔型喷射器的燃料喷射中，实现点火延迟时，在火花塞附近指向燃料喷雾，在火花塞的电极部的周围分布可燃混合气进行发火。此时，为了延迟点火时期，除了使燃料的喷射时期也延迟为与点火同步以外，为了稳定发火，需要使大比例的燃料朝向火花塞侧。

[0009] 但是，在节流阀全开运转时，为了获得高输出，需要气化喷射的燃料形成均匀的混合气，但在使燃料喷雾大多朝向火花塞的电极部的情况下，产生如下问题：在喷射器相对壁面上大量附着有燃料，燃料的气化变差，输出降低。

发明内容

[0010] 本发明为了解决上述问题而实现，目的在于根据喷雾方法和喷射控制而实现基于冷机启动时的点火延迟的排气温度的提前升温、和节流阀全开运转时的高输出，且提供实现这两者的缸内直接喷射式发动机及其控制装置以及喷射器。

[0011] 为了达到所述目的，本发明的缸内直接喷射式发动机，将燃料直接喷射到燃烧室内，其特征在于，在所述燃烧室的吸气侧具有用于向所述燃烧室内喷射燃料的喷射器，该喷射器具有：生成指向火花塞的电极部的下方的上侧喷雾的上侧喷雾用喷口；生成比所述上侧喷雾更靠活塞侧且指向所述上侧喷雾的大致正下方的中心喷雾的中心喷雾用喷口；生成在所述中心喷雾的周围且指向吸气阀动作的范围外的多个侧方喷雾的多个侧方喷雾用喷口。

[0012] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，与所述中心喷雾相比，所述上侧喷雾不与活塞顶面冲撞且生成于所述火花塞的电极部侧，并产生比所述中心喷雾产生的气流快的气流。

[0013] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述多个侧方喷雾用喷口具有生成指向所述上侧喷雾与所述中心喷雾之间的侧方喷雾的喷口、和生成指向所述中心喷雾与活塞顶面之间的侧方喷雾的喷口。

[0014] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述侧方喷雾指向以活塞顶面的外周部为目标的方向。

[0015] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述上侧喷雾由从一个上侧喷雾用喷口喷射的一束燃料喷雾构成。

[0016] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述上侧喷雾由从多个上侧喷雾用喷口喷射的多个燃料喷雾构成。

[0017] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述上侧喷雾由不与气缸盖碰撞的燃料喷雾构成。

[0018] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述中心喷雾由从一个中心喷雾用喷口喷射的一束燃料喷雾构成。

[0019] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，所述中心喷雾由从多个中心喷雾用喷口喷射的多个燃料喷雾构成。

[0020] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，使用了在火花塞下方位置的活塞顶面形成有吸气侧低、排气侧高的台阶的活塞。

[0021] 本发明的缸内直接喷射式发动机优选，使用了在火花塞下方位置的活塞顶面形成有凸形状部的活塞。

[0022] 另外，为了达到所述目的，本发明的缸内直接喷射式发动机的控制装置，是根据上述发明的缸内直接喷射式发动机的控制装置，其特征在于，在冷机启动时，将燃料喷射时期设定为压缩上死点前30度以后到压缩上死点，并按照暖气后燃料喷射时期在吸气上死点后90度左右的方式控制燃料喷射时期。

[0023] 另外，为了达到所述目的，本发明的喷射器是用于向燃烧室内直接喷射燃料的缸内直接喷射式发动机的喷射器，其特征在于，具有：用于生成指向火花塞的电极部的下方的上侧喷雾的上侧喷雾用喷口；用于生成比所述上侧喷雾更靠活塞侧且指向所述上侧喷雾的大致正下方的中心喷雾的中心喷雾用喷口；用于生成在所述中心喷雾的周围且指向吸气阀动作的范围外的侧方喷雾的侧方喷雾用喷口。

[0024] 根据本发明的缸内直接喷射式发动机，在冷机启动时的条件下，通过由上侧喷雾生成的空气流动将中心喷雾的混合气运送到火花塞的电极部，通过使其发火，在冷机启动时能够点火延迟，从而能够实现排气温度的提前上升。另外，由于朝向火花塞的下侧的燃料少量即可，所以全开条件时的燃料的壁面附着引起的输出降低消失，并能够降低冷机启动时的排气温度的提前上升引起的未燃燃料的排出，且催化剂提前活性化和全开条件时的高输出运转并存。

附图说明

[0025] 图1是表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第一实施方式的发动机主体的纵剖视图；

[0026] 图2(a)是放大表示第一实施方式的缸内直接喷射式发动机中使用的多孔型喷射器的前端部的剖视图，(b)是放大表示第一实施方式的缸内直接喷射式发动机中使用的多孔型喷射器的多孔盘的俯视图；

[0027] 图3是表示第一实施方式的喷雾外观形状的说明图；

[0028] 图4是表示第一实施方式的喷雾的水平截面形状的说明图；

[0029] 图5是表示第一实施方式的侧方喷雾的目标位置的说明图；

[0030] 图6是表示本发明的缸内直接喷射式发动机的发动机整体的系统构成的说明图；

[0031] 图7是表示第一实施方式的燃料喷射之后不久的状态的说明图；

[0032] 图8是表示第一实施方式的空气流动的概要的说明图；

[0033] 图9是表示第一实施方式的燃烧室内的混合气的状态的说明图；

[0034] 图10是表示第一实施方式的点火时期的混合气的状态的说明图；

[0035] 图11是表示第一实施方式的全开条件下的混合气的状态的说明图；

[0036] 图12是表示第一实施方式的从喷射器观察的喷雾的状态的说明图；

[0037] 图13是表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第二实施方式的发动机主体的纵剖视图；

[0038] 图14是表示第二实施方式的点火时期的混合气的状态的说明图；

[0039] 图15是表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第三实施方式的发动机主体的纵剖视图；

[0040] 图16是放大表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第四实施方式中使用的多孔型喷射器的多孔盘的俯视图；

[0041] 图17是表示第四实施方式的喷雾外观形状的说明图；

[0042] 图18是表示第四实施方式的喷雾的水平截面形状的说明图；

[0043] 图19是表示第四实施方式的上侧喷雾的角度α的定义的说明图；

[0044] 图20是放大表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第五实施方式中使用的多孔型喷射器的多孔盘的俯视图；

[0045] 图21是表示第五实施方式的喷雾外观形状的说明图；

[0046] 图22是表示第五实施方式的喷雾的水平截面形状的说明图；

[0047] 图23是表示第五实施方式的燃料喷射之后不久的状态的说明图；

[0048] 图24是表示第五实施方式的点火时期的混合气的状态的说明图；

[0049] 图25是表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第六实施方式的发动机主体的纵剖视图；

[0050] 图26是表示第六实施方式的燃烧室内的混合气的状态的说明图。

[0051] 图中：1-气缸盖；2-气缸柱；3-活塞；4-火花塞；5-吸气口；6-排气口；9-多孔型喷射器；10、10a、10b-上侧喷雾；11、11a、11b-中心喷雾；12a～12d-侧方喷雾；13a～13j-喷口；50-燃烧室。

具体实施方式

[0052] 参照附图对本发明的缸内直接喷射式发动机及其控制装置以及喷射器的实施方式详细地进行说明。

[0053] 图1～图12表示本发明的缸内直接喷射式发动机的第一实施方式。

[0054] 如图1所示，缸内直接喷射式发动机具有气缸盖1和气缸柱2，在形成于气缸柱2上的气缸内径2A中设有可往复运动的活塞3。气缸内径2A的上端侧由气缸盖1封闭，在气缸盖1和活塞3之间形成有燃烧室50。在本实施方式中，活塞3使用了顶面3A为平面的结构。

[0055] 在气缸盖1上安装有火花塞4。火花塞4的火花放电用的电极部4A在燃烧室50内，配置在该燃烧室50的径方向中心位置。

[0056] 在气缸盖1上形成有向燃烧室50开口的吸气口5和排气口6。图1中观察，吸气口5处于火花塞4的左侧，排气口6处于火花塞4的右侧。由此，火花塞4的左侧称为吸气侧，火花塞4的右侧称为排气侧。

[0057] 在气缸盖1上设有使吸气口5开闭的吸气阀7和使排气口6开闭的排气阀8。吸气阀7、排气阀8利用省略图示的周知的动阀机构根据活塞相位(曲轴转角)进行开闭。

[0058] 在燃烧室50的吸气侧安装有向燃烧室50内直接喷射燃料的多孔型喷射器(燃料喷射阀)9。多孔型喷射器9如图2(a)所示，在内置有探针9B的喷嘴体9A的前端具有多孔盘9C，如图2(b)所示，在多孔盘9C的圆周上，形成有多个、本实施方式中为6个喷口13a～13f。喷口13a为上侧喷雾用，喷口13b为中心喷雾用，喷口13c～13f为侧方喷雾用。

[0059] 即，在喷射器9的多孔盘9C上形成有上侧喷雾用喷口13a、中心喷雾用喷口13b、和多个侧方喷雾用喷口13c～13f。

[0060] 图3、图4表示在燃料压力为11MPa的条件下，气氛压力为大气压的自由空间内，由多孔型喷射器9喷射燃料时的燃料喷雾的外观形状。再有，图3表示横向观察多孔型喷射器9时的喷雾形状，图4表示燃料喷射开始1ms之后的从喷口30mm以下的图3的A-A截面位置的喷雾的形状。

[0061] 在图3、图4中，符号10表示来自喷口13a的上侧喷雾，符号11表示来自喷口13b的中心喷雾，符号12a～12d表示来自喷口13c～13f的侧方喷雾。

[0062] 多孔型喷射器9设置为，来自喷口13a的上侧喷雾10达到燃烧室50的上侧(气缸盖1侧)且火花塞4侧(参照图7、图11)。

[0063] 来自喷口13a的上侧喷雾10指向火花塞4的电极部4A的下方，来自喷口13b的中心喷雾11指向比上侧喷雾10更靠活塞3侧且上侧喷雾10的大致正下方。由此，上侧喷雾10相比于中心喷雾11不会冲撞活塞顶面3A，在火花塞4的电极部4A侧生成，产生比基于中心喷雾11的气流快的气流。

[0064] 多个侧方喷雾用喷口13c～13f中，喷口13c、13d生成指向上侧喷雾10与中心喷雾11之间的侧方喷雾12a、12b，喷口13e、13f生成指向中心喷雾11与活塞顶面3A之间的侧方喷雾12c、12d。

[0065] 图5表示活塞位置处于90度ATDC状态下的侧方喷雾12a～12d的方向。如图5所示，侧方喷雾12a～12d分别成为以活塞3的顶面外周部3B为目标的方向。

[0066] 在此，以下对用于确认如图3、图4的喷雾形状的方法进行叙述。

[0067] 喷射的燃料实际上希望是发动机内喷射的汽油，但也可使用与汽油特性相同的流体。将该燃料的压力上升到11MPa，向气氛压力为大气压的容器内喷射。在该容器内，需要预先设置能够入射厚度5mm左右的薄光的窗、和能够通过高速相机拍摄喷雾的窗。

[0068] 从燃料喷射到结束的喷射脉冲设为1ms，向喷射器施加驱动脉冲信号来喷射燃料。并且，可与驱动脉冲信号同步，拍摄从喷射开始到1ms后的喷雾的照片。再有，作为光源只要能够分清喷雾形状即可，并无特别限定。

[0069] 在此，参照图6对发动机整体的系统构成进行说明。活塞3通过连杆17与曲轴18连结。在曲轴18上设置有能够检测曲轴转角和发动机转速的曲轴转角传感器19。气缸柱2上设置有检测冷却水的温度的水温传感器20。在油门踏板21上连接有检测驾驶员的油门踏板踩踏量的油门开度传感器22。

[0070] 在与吸气口5连通连接的吸气管35中设有调节吸入空气量的节流阀23。在节流阀23的上游设有检测吸入空气量的气流传感器(未图示)。

[0071] 在与排气口6连通连接的排气管36上设有三元催化剂14。在三元催化剂14的上游侧设有空燃比传感器15，在三元催化剂14的下游设有O2传感器16。

[0072] 燃料槽25的燃料被低压泵26一次加压，通过燃料配管24输送到高压泵27，被高压泵27二次加压(高压加压)供给于多孔型喷射器9。被高压泵27二次加压的燃料的压力由燃料压力传感器28检测出。

[0073] 电子控制装置(ECU)29包括：按照设定的程序执行运算处理的中央处理装置(CPU)30；存储有控制程序或运算所需要的数据的只读存储器(ROM)31；用于暂时存储运算结果的随机存取存储器(RAM)32；接收来自各传感器的信号的输入电路33；根据运算结果向各装置输送信号的输出电路34。

[0074] 电子控制装置(ECU)29用于进行燃料喷射控制、点火时期控制等，对于燃料喷射控制，在燃料喷射量控制的基础上，在发动机启动时，将燃料喷射时期设定为压缩上死点前30度以后到压缩上死点，在暖气后使燃料喷射时期成为吸气上死点后90度前后，以此来控制燃料喷射时期。

[0075] 下面，参照图7～图10对本实施方式的冷机启动时的动作进行说明。再有，图7～图10是燃烧室中心截面的状态。

[0076] 若接通发动机，则按照ROM31中记录的程序，首先，从水温传感器20向CPU30传送信号来检测水温，从曲轴转角传感器19向CPU30传送信号来检测发动机转速。

[0077] 在水温低于80℃的情况下，判定为冷机时，确定进行二次喷射。在该冷机时，在发动机转速低于1500r/min的情况下，第一次燃料喷射时期为10度BTDC，如果发动机转速在其之上，则设定为20度BTDC。第二次喷射时期设定为与点火时期相同的时期。在此，发动机转速设为低于1500r/min，第一次燃料喷射时期设为10度BTDC，第二次燃料喷射时期和点火时期设为30度ATDC。

[0078] 在冷机启动时，燃料喷射量在ROM31中预先记录有从初次喷射到数循环左右。通过燃料压力传感器28检测出燃料压力，该信号由输入电路33输送给RAM32。在ROM31中预先记录有由燃料压力和燃料喷射量确定喷射脉冲宽度的变换数据，CPU30以燃料压力为根据来确定脉冲宽度。再有，在此，以吸入到燃烧室内的空气量与第一次和第二次喷射量的合计的比为16的方式设定燃料喷射量。

[0079] 图7表示第一次燃料喷射之后不久的燃烧室50内的状态。上侧喷雾10来自多孔型喷射器9的喷口13a，喷口13a朝向大致正横向(水平)。由此，基于上侧喷雾10的燃料喷雾进入到火花塞4的下方。对此，由于中心喷雾11朝向下方，所以与活塞3的顶面3A冲撞。

[0080] 在燃烧室50内，通过燃料喷雾的喷流，上侧喷雾10形成从吸气侧朝向排气侧的空气流动，中心喷雾11形成朝向活塞3的空气流动。朝向活塞3的空气流动与活塞3的顶面3A冲撞后，成为在活塞顶面3A朝向排气侧流动的空气流动。

[0081] 由此，如图8所示，在燃烧室50内，通过上侧喷雾10形成从多孔型喷射器9的一侧(吸气侧)朝向排气侧的空气流动A、和迟于空气流动A沿着活塞顶面3A朝向排气侧的空气流动B。

[0082] 在活塞上死点附近，由于燃烧室50内达到高温，所以燃料成为容易气化的状态。上侧喷雾10通过火花塞4的电极部4A的下侧，中心喷雾11在活塞3的顶面3A滑动，同时形成混合气且前进。

[0083] 图9表示10度ATDC附近的燃烧室内的混合气的状态。由上侧喷雾10气化的混合气C存在于火花塞4的电极部4A的下侧，由中心喷雾11气化的混合气D存在于活塞3的顶面3A附近。

[0084] 在此，由于中心喷雾11与活塞3的顶面3A冲撞，所以空气流动B衰减，比空气流动A弱。即，上侧喷雾10产生比中心喷雾11产生的空气流动(气流)B快的空气流动(气流)A。因此，在空气流动A的后面，压力比周围低，由中心喷雾11气化的混合气D如图9所示，被空气流动A(根据气流引起的吸入效果)提起。

[0085] 图10表示点火时期的30度ATDC的混合气的状态。由于燃烧室50内达到高压，所以混合气C在通过了火花塞4的电极部4A的附近停滞，混合气D在被空气流动A提起后，也在火花塞4的电极部4A附近停滞。

[0086] 由此，即使明显延迟点火时期，也能够发火，冷机启动时能够实现点火延迟引起的排气温度的提前升温。

[0087] 然后，参照图11～图13对全开运转时的动作进行说明。若踩踏油门踏板21，则通过油门开度传感器22向CPU30传送信号来检测油门开度。同样，由曲轴转角传感器19向CPU30传送信号来检测发动机转速。

[0088] CPU30根据油门开度和发动机转速来确定要求负荷，并控制节流阀23的开度。燃料喷射量设定为吸入的空气和喷射的燃料的比为1∶13左右。燃料喷射时期由记录于ROM31的要求负荷和发动机转速的变换数据来确定。在全开运转条件下，以发动机转速在2000r/min的条件下成为90度ATDC的方式设定于本实施方式中。

[0089] 图11表示从燃料喷射之后不久的喷射器横向观察燃烧室50内的状态。另外，图11表示从多孔型喷射器9观察燃烧室50内的状态。在90度ATDC附近吸气阀7的上升量最大。

[0090] 在本实施方式中，上侧喷雾10及中心喷雾11处于燃烧室50的中心截面上，侧方喷雾12a～12d从吸气阀7动作的范围向外喷射，不会与吸气阀7冲撞。

[0091] 燃料喷射后，燃料与空气混合形成均匀的混合气，但在本实施方式中，朝向火花塞4侧喷射的喷雾只有上侧喷雾10，而中心喷雾11及侧方喷雾12a～12d以到达燃烧室壁面的距离增长的方式朝向下方喷射，所以不存在壁面附着。

[0092] 由此，与空气混合的燃料增多，根据气化引起的空气的冷却效果，能够提高充填效果或基于点火时期提前角的高输出运转。

[0093] 因此，根据本实施方式，冷机启动时的排气温度上升引起的排气降低、催化剂提前活性化、和全开条件时的高输出运转并存。

[0094] 参照图13对本发明的缸内直接喷射式发动机的第二实施方式进行说明。再有，在图13中，对应于图1的部分，标注与图1中标注的符号相同的符号，省略其说明。

[0095] 在本实施方式中，在活塞3的顶面，该顶面位于火花塞4的下侧(大致正下方)地形成有台阶3C。台阶3C的吸气侧低，排气侧高，从吸气侧观察排气侧，呈障壁(纵壁)面。

[0096] 在本实施方式中，与第一实施方式同样地在冷机启动时的条件下，中心喷雾11的混合气D被由上侧喷雾10生成的空气流动A向上方向吸引。在此基础上，如图14所示，混合气D与台阶3C冲撞，由此混合气D被台阶3C提起到火花塞4的电极部4A一侧。

[0097] 由此，相对于循环偏差或喷雾的个体偏差、注射量偏差，能够更加稳定地获得混合气D容易到达火花塞4的电极部4A的效果。

[0098] 参照图15对本发明的缸内直接喷射式发动机的第三实施方式进行说明。再有，在图15中，对应于图1的部分，也标注与图1中标注的符号相同的符号，省略其说明。

[0099] 在本实施方式中，在活塞3的顶面，该顶面位于火花塞4的下侧(大致正下方)地突出形成有凸条部(凸形状部)3D。

[0100] 在本实施方式中，与第一实施方式同样地在冷机启动时的条件下，中心喷雾11的混合气D被由上侧喷雾10生成的空气流动A向上方向吸引。在此基础上，混合气(与图14的混合气D同等的混合气)与凸条部3D冲撞，由此该混合气被凸条部3D提起到火花塞4的电极部4A一侧。

[0101] 由此，在本实施方式中，相对于循环偏差或喷雾的个体偏差、注射量偏差，也能够更加稳定地获得混合气D容易到达火花塞4的电极部4A的效果。

[0102] 参照图16～图19对本发明的缸内直接喷射式发动机的第四实施方式中使用的多孔型喷射器进行说明。再有，在图16～图19中，对应于图2～图4的部分，标注与图2～图4中标注的符号相同的符号，省略其说明。

[0103] 在本实施方式中，如图16所示，在多孔盘9C的圆周上形成有7个喷口13b～13h。喷口13g和13h分别为上侧喷雾用，喷口13b为中心喷雾用，喷口13c～13f为侧方喷雾用。
即，在本实施方式中，上侧喷雾用喷口有两个。

[0104] 图17、图18表示在燃料压力为11MPa的条件下，在气氛压力为大气压的自由空间内，通过多孔型喷射器9喷射燃料时的燃料喷雾的外观形状。再有，图17表示横向观察多孔型喷射器9时的喷雾形状，图18表示燃料喷射开始1ms之后的从喷口30mm下的图17的A-A截面位置的喷雾的形状。

[0105] 在图17、图18中，符号10a、10b表示来自喷口13g、13h的上侧喷雾，符号11表示来自喷口13b的中心喷雾，符号12a～12d表示来自喷口13c～13f的侧方喷雾。

[0106] 多孔型喷射器9设置为，上侧喷雾10a、10b达到燃烧室50的上侧(气缸盖1侧)且火花塞4侧。

[0107] 图19表示图17的B-B截面的上侧喷雾10a、10b的喷雾形状。在此，在上侧喷雾10a和10b所成的喷雾角α小的情况下，喷雾相互干涉，喷雾的贯彻力增大，气缸盖1或气缸柱2的液滴燃料附着于壁面成为排气恶化的主要因素。相反，在喷雾角α大的情况下，由于上侧喷雾10a、10b生成的空气流动A不会朝向火花塞下方，所以不能将混合气D(参照图9)良好地运送到火花塞4的电极部4A的部分。因此，喷雾角α希望在10°～30°左右。

[0108] 其它的结构与第一实施方式相同，省略叙述。

[0109] 本实施方式的特征在于，通过将上侧喷雾从一束增加到两束，上侧喷雾占喷雾整体的比例从17％增加到29％，由上侧喷雾10a、10b生成的空气流动A增强。

[0110] 由此，在冷机启动条件下，混合气D更加容易被提起到火花塞4的电极部4一侧，进一步稳定燃烧。由此，即使明显延迟点火时期，也能够进行发火，从而在冷机启动时能够实现点火延迟引起的排气温度的提前升温。

[0111] 参照图20～图22对本发明的缸内直接喷射式发动机的第五实施方式中使用的多孔型喷射器进行说明。再有，在图20～图22中，对应于图2～图4的部分，标注与图2～图4中标注的符号相同的符号，省略其说明。

[0112] 在本实施方式中，如图20所示，在多孔盘9C的圆周上形成有7个喷口13a、13c～13f、13i、13j。喷口13a是上侧喷雾用，喷口13i、13j分别为中心喷雾用，喷口13c～13f为侧方喷雾用。即，在本实施方式中，中心喷雾用喷口有两个。

[0113] 图21、图22表示在燃料压力为11MPa的条件下，在气氛压力为大气压的自由空间内，通过多孔型喷射器9喷射燃料时的燃料喷雾的外观形状。再有，图21表示横向观察多孔型喷射器9时的喷雾形状，图22表示燃料喷射开始1ms之后的从喷口30mm下的图21的A-A截面位置的喷雾的形状。

[0114] 在图21、图22中，符号10表示来自喷口13a的上侧喷雾，符号11a、11b表示来自喷口13i、13j的中心喷雾，符号12a～12d表示来自喷口13c～13f的侧方喷雾。

[0115] 在本实施方式中，多孔型喷射器9也设置为，上侧喷雾10达到燃烧室50的上侧(气缸盖1侧)且火花塞4侧。

[0116] 其它的结构与第一实施方式相同，省略叙述。

[0117] 图23表示本实施方式的第一次燃料喷射之后不久的燃烧室内的状态。在本实施方式中，中心喷雾达到两束，中心喷雾11a、11b占整体的流量比例从17％增加到29％，相反上侧喷雾10从17％减少到14％。

[0118] 因此，相对于第一实施方式，由上侧喷雾10生成的空气流动A(参照图8)变弱，由中心喷雾11a、11b生成的空气流动B(参照图8)变强。

[0119] 图24表示实施方式5中10度ATDC附近的燃烧室内的混合气的状态。由上侧喷雾10气化的混合气C存在于火花塞4的电极部4A的下侧，由中心喷雾11a、11b气化的混合气D存在于活塞3的顶面3A的附近。由于空气流动B的增强，混合气D在远离多孔型喷射器9的地点喷出。

[0120] 但是，通过增加中心喷雾11a、11b的流量比例，混合气D能够提高燃料浓度，且分布到大范围内，通过提高点火时期的火花塞4的电极位置的燃料浓度，具有相对于循环偏差或喷雾的偏差发火稳定的效果。

[0121] 再有，在本实施方式中，通过使用第二、第三实施方式的活塞3，进一步提高效果。

[0122] 参照图25对本发明的缸内直接喷射式发动机的第六实施方式进行说明。再有，在图25中，对应于图1的部分，也标注与图1中标注的符号相同的符号，省略其说明。

[0123] 在本实施方式中，为了避免上侧喷雾10与火花塞4的电极部4A碰撞，使上侧喷雾10的方向向下直至不与气缸盖1碰撞的角度。

[0124] 如图26所示，由上侧喷雾10生成的空气流动A相比于第一实施方式，接近于活塞3侧，但比由中心喷雾11构成的空气流动B更靠火花塞4，所以在本实施方式中，具有混合气D被提起到火花塞4一侧的效果，从而能够点火延迟。于是，若上侧喷雾10以不与气缸盖1碰撞的角度进行燃料喷射，则在全开条件下具有减少向气缸盖1的燃料附着、降低未燃烧燃料的排出的效果。