直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】提供了一種直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造，其中，通過使燃料在擠壓區(qū)積極地燃燒，從而NOx或煙等的生成變少，并且燃料消耗量變少。在活塞10的頂面（17）設(shè)置：傾斜面（19），與腔室（11）的內(nèi)周壁面（16）連續(xù)，朝向活塞（10）的徑向外側(cè)延伸，并且隨著朝向活塞（10）的徑向外側(cè)而變淺；以及正交面（20），與傾斜面（19）的外周無臺(tái)階地連續(xù)，延伸到活塞（10）的外周面（21），并且與活塞（10）的中心軸（C）正交。
【專利說明】直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從配置于活塞上方的噴射器的噴孔向凹設(shè)于活塞頂部中央的腔室噴射燃料的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]作為設(shè)于直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞頂部的燃燒室(腔室)的形狀，存在淺盤型、凹角型、圓環(huán)型等。在現(xiàn)有的直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造中，主要著眼于使燃料在腔室內(nèi)燃燒。
[0003]此外，這種直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造例如記載于專利文獻(xiàn)I。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-211644號(hào)公報(bào)
[0007]發(fā)明的概要
[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在現(xiàn)有的直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造中，主要著眼于使燃料在腔室內(nèi)燃燒，而不使燃料在擠壓區(qū)(squish area)(活塞頂面與氣缸下表面之間的區(qū)域)積極地燃燒。因此，由于燃燒區(qū)域偏向腔室內(nèi)，因而難以改善排放或降低燃料消耗量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在此，本發(fā)明的目的在于，通過使燃料在擠壓區(qū)積極地燃燒，從而提供一種NOx(氮氧化物)或煙等的生成較少、并且燃料消耗量較少的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明具備腔室，該腔室凹設(shè)于活塞的頂部中央，被從配置在所述活塞的上方的噴射器的噴孔噴射燃料，在所述活塞的頂面設(shè)置:傾斜面，與所述腔室的內(nèi)周壁面連續(xù)，朝向所述活塞的徑向外側(cè)延伸，并且隨著朝向所述活塞的徑向外側(cè)而變淺；以及正交面，與所述傾斜面的外周無臺(tái)階地連續(xù)，延伸到所述活塞的外周面，并且與所述活塞的中心軸正交。
[0013]優(yōu)選地，所述傾斜面的角度以所述正交面?zhèn)葹榛鶞?zhǔn)而處于I度至30度的范圍內(nèi)。
[0014]所述腔室的形狀可以為凹角型、圓環(huán)型或淺盤型。
[0015]所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)可以為直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]依照本發(fā)明，通過使燃料在擠壓區(qū)積極地燃燒，能夠提供一種NOx (氮氧化物)或煙等的生成較少、并且燃料消耗量較少的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表不本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造的活塞的側(cè)截面圖。
[0019]圖2是表示變型例的燃燒室構(gòu)造的活塞的側(cè)截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造A具備腔室(燃燒室)11，該腔室11凹設(shè)于直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞10的頂部中央。從噴射器I向腔室11噴射燃料，該噴射器I配置在活塞10的上方，并且在比后述的傾斜面19與唇部12的接合線(例如在圖1中由符號(hào)18表示)更靠上方具有噴孔中心。在本實(shí)施方式中，腔室11的形狀為凹角型。
[0022]在本實(shí)施方式的燃燒室構(gòu)造A中，在腔室11的底面13設(shè)有中央突起14和中央突起14外周側(cè)的凹部15。S卩，通過向在腔室11內(nèi)產(chǎn)生的空氣流動(dòng)供給燃料，能夠促進(jìn)燃料與空氣的混合。在本實(shí)施方式中，中央突起14為截頭圓錐狀。此外，中央突起14的形狀并不限于截頭圓錐狀。
[0023]另外，在本實(shí)施方式的燃燒室構(gòu)造A中，在活塞10的頂面17設(shè)置:傾斜面(錐面)19，與腔室11的內(nèi)周壁面16連續(xù)而朝向活塞10的徑向外側(cè)延伸，并且隨著朝向活塞10的徑向外側(cè)而變淺；以及正交面20，與傾斜面19的外周無臺(tái)階地連續(xù)，延伸到活塞10的外周面21，并且與活塞10的中心軸C正交。即，在本實(shí)施方式中，活塞10的頂面17由傾斜面19和正交面20構(gòu)成。另外，傾斜面19和正交面20遍及整周形成為圓環(huán)狀。傾斜面19的角度Θ以正交面20側(cè)為基準(zhǔn)，處于I度至30度的范圍內(nèi)。在本實(shí)施方式中，使傾斜面19的角度Θ以正交面20側(cè)為基準(zhǔn)成為10度。
[0024]再者，在本實(shí)施方式的燃燒室構(gòu)造A中設(shè)置唇部12，該唇部12是腔室11的內(nèi)周壁面16與活塞10的頂面17的連接部分。唇部12遍及腔室11的整周形成為圓環(huán)狀。在本實(shí)施方式中，使唇部12為截面R形。
[0025]以下說明本實(shí)施方式的作用。
[0026]如圖1所示，當(dāng)活塞10到達(dá)壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)，燃料F從噴射器I的噴孔朝向腔室11的唇部12噴射。噴射的燃料F撞擊腔室11的唇部12，分散為流向下方而流入腔室11內(nèi)的燃料Fl和流向上方而流入擠壓區(qū)S的燃料Fu。
[0027]在本實(shí)施方式的燃燒室構(gòu)造A中，由于在活塞10的頂面17設(shè)置傾斜面19，因而能夠使朝向腔室11的唇部12噴射的燃料分散到擠壓區(qū)S和腔室11內(nèi)。因此，筒內(nèi)整體的空氣利用率提高，促進(jìn)了混合氣體的均勻化，從而抑制了煙或PM (顆粒狀物質(zhì))的生成。特別是，在本實(shí)施方式中，由于在傾斜面19與正交面20之間沒有臺(tái)階，因而能夠?qū)⑷剂蠈?dǎo)引到擠壓區(qū)S的外周側(cè)。
[0028]另外，在本實(shí)施方式的燃燒室構(gòu)造A中，在活塞10的頂面17設(shè)置傾斜面19，因而擠壓區(qū)S拓寬了傾斜面19的傾斜量。由于擠壓區(qū)S拓寬，因而在壓縮沖程時(shí)從擠壓區(qū)S流向燃燒室(腔室11)的氣體的擠壓流和在膨脹沖程時(shí)從燃燒室(腔室11)流向擠壓區(qū)S的逆擠壓流的流速下降，紊流的強(qiáng)度下降，從而減低了燃燒室壁面和氣缸壁面的熱損失。另外，通過降低熱損失，氣體溫度變高，燃燒效率提高。結(jié)果，燃料消耗率降低。
[0029]另外，由于紊流的強(qiáng)度下降，因而燃料與氧氣的混合變慢，熱產(chǎn)生率的上升變緩，所以局部的高溫燃燒區(qū)域變少。另外，由于流入擠壓區(qū)S的燃料與空氣的混合氣在擠壓區(qū)S的寬闊空間內(nèi)燃燒，因而抑制了燃燒溫度的上升。結(jié)果，抑制了 NOx的生成。
[0030]另外，出于避免排氣閥或吸氣閥與活塞10接觸的目的，有時(shí)在活塞10的頂面17設(shè)置箱室(閥箱室)。在此情況下，因箱室的有無而壓縮比或燃燒狀態(tài)較大改變，因而一直以來，需要對每款發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)別地尋求最合適的燃燒室形狀。與此相對，依照本實(shí)施方式，通過在活塞10的頂面17設(shè)置傾斜面19，能夠使箱室的形成所導(dǎo)致的活塞10的形狀變化從腔室11的中央避向外周側(cè)。即，箱室的形成所導(dǎo)致的活塞10的形狀變化不會(huì)對頂面17的內(nèi)周側(cè)產(chǎn)生影響，僅涉及頂面17的外周側(cè)。結(jié)果，能夠極力抑制箱室有無導(dǎo)致的燃燒狀態(tài)的差異。另外，由于箱室的形成所導(dǎo)致的燃燒室形狀的變化的影響較少，因而能夠抑制箱室有無導(dǎo)致的壓縮比的差異。
[0031]另外，一直以來，為了壓縮比的變更而需要較大地變更燃燒室形狀。與此相對，依照本實(shí)施方式，通過調(diào)節(jié)傾斜面19的角度Θ，能夠容易地變更壓縮比。
[0032]以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，能夠采用其他各種實(shí)施方式。
[0033]例如，腔室11的形狀并不限于凹角型，也可以是淺盤型、圓環(huán)型等。圖2表示使腔室11的形狀為圓環(huán)型的變型例。此外，在圖2中，對與圖1實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成要素標(biāo)記相同符號(hào)。
[0034]另外，直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)并不限于直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0035]符號(hào)的說明:
[0036]10 活塞
[0037]11 腔室
[0038]16 內(nèi)周壁面
[0039]17 頂面
[0040]19傾斜面
[0041]20正交面
[0042]21 外周面
[0043]A 燃燒室構(gòu)造
[0044]C 活塞的中心軸
[0045]I 噴射器
【權(quán)利要求】
1.一種直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造，其特征在于， 該直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造具備腔室，該腔室凹設(shè)于活塞的頂部中央，被從配置在所述活塞的上方的噴射器的噴孔噴射燃料， 在所述活塞的頂面設(shè)置: 傾斜面，與所述腔室的內(nèi)周壁面連續(xù)，朝向所述活塞的徑向外側(cè)延伸，并且隨著朝向所述活塞的徑向外側(cè)而變淺；以及 正交面，與所述傾斜面的外周無臺(tái)階地連續(xù)，延伸到所述活塞的外周面，并且與所述活塞的中心軸正交。
2.如權(quán)利要求1所述的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造，其特征在于， 所述傾斜面的角度以所述正交面?zhèn)葹榛鶞?zhǔn)而處于I度至30度的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造，其特征在于， 所述腔室的形狀為凹角型、圓環(huán)型或淺盤型。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造，其特征在于， 所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)為直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F02B23/06GK103782004SQ201280043155
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月5日
【發(fā)明者】上條智之, 水城徹, 內(nèi)田修二, 永田真一, 筧幸久 申請人:五十鈴自動(dòng)車株式會(huì)社