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】在直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造中，通過腔室形狀的簡(jiǎn)單變更而減少煙或NO等。直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造具備腔室(11)，該腔室(11)凹設(shè)于活塞(10)的頂部中央，并且從配置于活塞(10)上方的噴射器向該腔室(11)噴射燃料，腔室(11)包括：曲線部(13)，設(shè)于腔室(11)的側(cè)壁(12)的下部，具有由向活塞(10)的徑向外側(cè)凸出的圓弧曲線規(guī)定的縱截面形狀；底壁直線部(16)，設(shè)于腔室(11)的底壁(14)，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀；以及底壁過渡曲線部(17)，位于底壁直線部(16)與曲線部(13)之間而設(shè)于腔室(11)的底壁(14)，具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從規(guī)定曲線部(13)的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑直到無限大連續(xù)地變化。
【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)明涉及從噴射器噴射燃料的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造，該噴射器在凹設(shè)于活塞的頂部中央的腔室中配置于活塞的上方。

【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，存在縮口式、環(huán)面式、唇式等。在一般的直噴式柴油發(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。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中。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-94496號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
[0007]直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室例如為如圖4所示的構(gòu)造。
[0008]如圖4所示，根據(jù)現(xiàn)有例的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造4具備在直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞40的頂部中央凹設(shè)的縮口式的腔室(燃燒室)41。腔室41具有:曲線部43，設(shè)于腔室41的側(cè)壁42的下部，具有由向活塞40的徑向外側(cè)凸出的圓弧曲線規(guī)定的縱截面形狀；底壁直線部45，在腔室41的底壁44與曲線部43連續(xù)地設(shè)置，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀；以及側(cè)壁直線部46，在腔室41的側(cè)壁42的上部與曲線部43連續(xù)地設(shè)置，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀。在腔室41的底壁44，形成有圓錐臺(tái)狀的隆起部47，底壁直線部45形成于隆起部47的傾斜面。
[0009]如圖4所示，當(dāng)活塞40到達(dá)壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)，燃料從噴射器I向著腔室41的側(cè)壁42 (側(cè)壁直線部46)噴射。如果噴射的燃料(以下稱為噴霧)F碰到腔室41的側(cè)壁42，則該噴霧F分散為沿著腔室41的側(cè)壁42向下方流動(dòng)的噴霧Fl、以及沿著腔室41的側(cè)壁42向上方流動(dòng)的噴霧Fu。
[0010]在從側(cè)壁直線部46向曲線部43轉(zhuǎn)移時(shí)，由于曲率半徑從規(guī)定側(cè)壁直線部46的縱截面形狀的直線的曲率半徑(無限大)向規(guī)定曲線部43的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑(一定)突然變化，因而朝向下方的噴霧Fl的流在側(cè)壁直線部46與曲線部43之間的部位迅速停止。另外，在從曲線部43向底壁直線部45轉(zhuǎn)移時(shí)也是，由于曲率半徑從規(guī)定曲線部43的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑(一定)向規(guī)定底壁直線部45的縱截面形狀的直線的曲率半徑(無限大)突然變化，因而朝向活塞40的徑向內(nèi)側(cè)的噴霧Fl的流在曲線部43與底壁直線部45之間的部位也突然停止。如果噴霧Fl的流動(dòng)停止，則在該部位中燃料濃度變濃，因而產(chǎn)生煙或NO(—氧化氮)等。所以，關(guān)鍵是要使噴霧Fl的流不在腔室41內(nèi)停止。
[0011 ] 如以上所述，在圖4所示的現(xiàn)有例的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造4中，有時(shí)存在著比其他部位更多地產(chǎn)生煙或NO等的熱點(diǎn)。
[0012]在此，本發(fā)明的目的在于，在直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造中，通過腔室形狀的簡(jiǎn)單變更而減少煙或NO等。
[0013]用于解決問題的技術(shù)方案
[0014]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的直噴式發(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，并且從配置于所述活塞的上方的噴射器向該腔室噴射燃料，所述腔室包括:曲線部，設(shè)于所述腔室的側(cè)壁下部，具有由向所述活塞的徑向外側(cè)凸出的圓弧曲線規(guī)定的縱截面形狀；底壁直線部，設(shè)于所述腔室的底壁，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀；以及底壁過渡曲線部，位于所述底壁直線部與所述曲線部之間而設(shè)于所述腔室的底壁，具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從規(guī)定所述曲線部的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑直到無限大連續(xù)地變化。
[0015]也可以是，規(guī)定所述底壁過渡曲線部的縱截面形狀的過渡曲線是回旋曲線、三次曲線或正弦半波長(zhǎng)遞減曲線。
[0016]也可以是，所述腔室還包括形成于所述腔室的底壁的隆起部，所述底壁直線部和所述底壁過渡曲線部形成于所述隆起部的傾斜面。
[0017]也可以是，所述腔室還包括:側(cè)壁直線部，設(shè)于所述腔室的側(cè)壁上部，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀；以及側(cè)壁過渡曲線部，位于所述側(cè)壁直線部與所述曲線部之間而設(shè)于所述腔室的側(cè)壁，具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從無限大直到規(guī)定所述曲線部的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑連續(xù)地變化。
[0018]也可以是，規(guī)定所述側(cè)壁過渡曲線部的縱截面形狀的過渡曲線為回旋曲線、三次曲線或正弦半波長(zhǎng)遞減曲線。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]依照本發(fā)明，起到以下優(yōu)異的效果:在直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造中，能夠通過腔室形狀的簡(jiǎn)單變更而減少煙或NO等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(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(縮口式的腔室)的活塞的部分縱截面圖。
[0022]圖2是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造(環(huán)面式的腔室)的活塞的部分縱截面圖。
[0023]圖3是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造(唇式的腔室)的活塞的部分縱截面圖。
[0024]圖4是表示現(xiàn)有例的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造(縮口式的腔室)的活塞的部分縱截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0026]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I具備在直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞10的頂部中央凹設(shè)的腔室(燃燒室)11。燃料從配置于活塞10的上方的噴射器I噴射至腔室11。在本實(shí)施方式中，使腔室11的形狀為縮口式。
[0027]在本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造I中，在腔室11的側(cè)壁12的下部設(shè)有曲線部(凹部)13，在腔室11的底壁14設(shè)有隆起部(中央突起)15。曲線部13設(shè)置為從比腔室11的側(cè)壁12的上端低了規(guī)定高度的下方位置起直至下端。另外，曲線部13具有由向活塞10的徑向外側(cè)凸出的圓弧曲線規(guī)定的縱截面形狀。即，規(guī)定曲線部13的縱截面形狀的圓弧曲線在其曲線區(qū)間內(nèi)具有一定的曲率半徑。在本實(shí)施方式中，雖然使隆起部15為圓錐臺(tái)狀(截頭圓錐狀)，但是隆起部15的形狀不限于圓錐臺(tái)狀。
[0028]另外，在本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造I中，在腔室11的底壁14設(shè)有底壁直線部16和底壁過渡曲線部17，在腔室11的側(cè)壁12設(shè)有側(cè)壁直線部18和側(cè)壁過渡曲線部19。
[0029]底壁直線部16設(shè)于腔室11的底壁14的徑向內(nèi)側(cè)部分。另外，底壁直線部16具有由直線規(guī)定的縱截面形狀。即，規(guī)定底壁直線部16的縱截面形狀的直線在其直線區(qū)間內(nèi)具有無限大的曲率半徑。在本實(shí)施方式中，底壁直線部16形成于隆起部15的傾斜面。
[0030]底壁過渡曲線部17位于底壁直線部16與曲線部13之間而設(shè)于腔室11的底壁
14。另外,底壁過渡曲線部17具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從規(guī)定曲線部13的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑(一定)直到規(guī)定底壁直線部16的縱截面形狀的直線的曲率半徑(無限大)連續(xù)地變化。即，規(guī)定底壁過渡曲線部17的縱截面形狀的過渡曲線在其曲線區(qū)間內(nèi)具有隨著從曲線部13側(cè)移向底壁直線部16側(cè)而逐漸變大的曲率半徑。在本實(shí)施方式中，底壁過渡曲線部17形成于隆起部15的傾斜面。
[0031]作為規(guī)定底壁過渡曲線部17的縱截面形狀的過渡曲線，例如能夠使用回旋曲線。此外，規(guī)定底壁過渡曲線部17的縱截面形狀的過渡曲線不限于回旋曲線，也可以為三次拋物線(三次曲線)或正弦曲線(正弦半波長(zhǎng)遞減曲線)。
[0032]側(cè)壁直線部18設(shè)于腔室11的側(cè)壁12的上部。另外，側(cè)壁直線部18具有由直線規(guī)定的縱截面形狀。即，規(guī)定側(cè)壁直線部18的縱截面形狀的直線在其直線區(qū)間內(nèi)具有無限大的曲率半徑。
[0033]側(cè)壁過渡曲線部19位于側(cè)壁直線部18與曲線部13之間而設(shè)于腔室11的側(cè)壁
12。另外，側(cè)壁過渡曲線部19具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從規(guī)定側(cè)壁直線部18的縱截面形狀的直線的曲率半徑(無限大)直到規(guī)定曲線部13的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑(一定)連續(xù)地變化。即，規(guī)定側(cè)壁過渡曲線部19的縱截面形狀的過渡曲線在其曲線區(qū)間內(nèi)具有隨著從側(cè)壁直線部18側(cè)移向曲線部13側(cè)而逐漸變小的曲率半徑。
[0034]作為規(guī)定側(cè)壁過渡曲線部19的縱截面形狀的過渡曲線，例如能夠使用回旋曲線。此外，規(guī)定側(cè)壁過渡曲線部19的縱截面形狀的過渡曲線不限于回旋曲線，也可以為三次拋物線(三次曲線)或正弦曲線(正弦半波長(zhǎng)遞減曲線)。
[0035]說明本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造I的作用效果。
[0036]如圖1所示，當(dāng)活塞10到達(dá)壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)，燃料從噴射器I向著腔室11的側(cè)壁12(側(cè)壁直線部18)噴射。如果噴射的燃料(以下稱為噴霧)F碰到腔室11的側(cè)壁12，則該噴霧F分散為沿著腔室11的側(cè)壁12向下方流動(dòng)的噴霧Fl、以及沿著腔室11的側(cè)壁12向上方流動(dòng)的噴霧Fu。
[0037]在本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造I中，在腔室11的側(cè)壁12上，位于側(cè)壁直線部18與曲線部13之間而導(dǎo)入側(cè)壁過渡曲線部19。在從側(cè)壁直線部18經(jīng)由側(cè)壁過渡曲線部19向曲線部13轉(zhuǎn)移時(shí)，在側(cè)壁過渡曲線部19中，由于曲率半徑從規(guī)定側(cè)壁直線部18的縱截面形狀的直線的曲率半徑(無限大)直到規(guī)定曲線部13的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑(一定)連續(xù)地變化，因而噴霧Fl的流不停止而從側(cè)壁直線部18經(jīng)由側(cè)壁過渡曲線部19向曲線部13流動(dòng)。
[0038]另外，在本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造I中，在腔室11的底壁14上，位于底壁直線部16與曲線部13之間而導(dǎo)入底壁過渡曲線部17。在從曲線部13經(jīng)由底壁過渡曲線部17向底壁直線部16轉(zhuǎn)移時(shí)也是，在底壁過渡曲線部17中，由于曲率半徑從規(guī)定曲線部13的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑(一定)直到規(guī)定底壁直線部16的縱截面形狀的直線的曲率半徑(無限大)連續(xù)地變化，因而噴霧Fl的流不停止而從曲線部13經(jīng)由底壁過渡曲線部17向底壁直線部16流動(dòng)。
[0039]這樣，由于噴霧Fl的流在腔室11內(nèi)不停止，因而能夠抑制由于燃料濃度比其他部位更濃而比其他部位更多地產(chǎn)生煙或NO等的熱點(diǎn)生成。所以，依照本實(shí)施方式的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造I，能夠通過腔室11的形狀的簡(jiǎn)單變更(底壁過渡曲線部17和側(cè)壁過渡曲線部19的導(dǎo)入)而減少煙或NO等。另外，由于噴霧Fl的流在腔室11內(nèi)不停止，因而能夠有效地利用腔室11內(nèi)的中央部分的空氣(氧氣)，由此也能夠減少煙或NO等。
[0040]此外，由于側(cè)壁直線部18和曲線部13之間的部位與底壁直線部16和曲線部13之間的部位相比較，給噴霧Fl的流帶來的影響較小，因而通過腔室11的形狀，可省略導(dǎo)入側(cè)壁直線部18與曲線部13之間的側(cè)壁過渡曲線部19。
[0041]以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，而使能夠采用其他各種實(shí)施方式。
[0042]例如，腔室11的形狀不限于縮口式，也可以為環(huán)面式、唇式等。在圖2中示出使腔室11的形狀為環(huán)面式的燃燒室構(gòu)造2，在圖3中示出使腔室11的形狀為唇式的燃燒室構(gòu)造
3。此外，在圖2和圖3中，在與圖1實(shí)質(zhì)相同的構(gòu)成要素上標(biāo)記相同符號(hào)。
[0043]另外，直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)不限于直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以為直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0044]符號(hào)的說明:
[0045]I 燃燒室構(gòu)造
[0046]2 燃燒室構(gòu)造
[0047]3 燃燒室構(gòu)造
[0048]10 活塞
[0049]11 腔室
[0050]12 側(cè)壁
[0051]13曲線部(凹部)
[0052]14 底壁
[0053]15隆起部(中央突起)
[0054]16底壁直線部
[0055]17底壁過渡曲線部
[0056]18側(cè)壁直線部
[0057]19側(cè)壁過渡曲線部
[0058]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， 具備腔室，凹設(shè)于活塞的頂部中央，并且從配置于所述活塞的上方的噴射器向該腔室噴射燃料， 所述腔室包括: 曲線部，設(shè)于所述腔室的側(cè)壁下部，具有由向所述活塞的徑向外側(cè)凸出的圓弧曲線規(guī)定的縱截面形狀； 底壁直線部，設(shè)于所述腔室的底壁，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀；以及 底壁過渡曲線部，位于所述底壁直線部與所述曲線部之間而設(shè)于所述腔室的底壁，具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從規(guī)定所述曲線部的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑直到無限大連續(xù)地變化。
2.根據(jù)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， 規(guī)定所述底壁過渡曲線部的縱截面形狀的過渡曲線是回旋曲線、三次曲線或正弦半波長(zhǎng)遞減曲線。
3.根據(jù)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， 所述腔室還包括形成于所述腔室的底壁的隆起部，所述底壁直線部和所述底壁過渡曲線部形成于所述隆起部的傾斜面。
4.根據(jù)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， 所述腔室還包括: 側(cè)壁直線部，設(shè)于所述腔室的側(cè)壁上部，具有由直線規(guī)定的縱截面形狀；以及 側(cè)壁過渡曲線部，位于所述側(cè)壁直線部與所述曲線部之間而設(shè)于所述腔室的側(cè)壁，具有由過渡曲線規(guī)定的縱截面形狀，該過渡曲線的曲率半徑從無限大直到規(guī)定所述曲線部的縱截面形狀的圓弧曲線的曲率半徑連續(xù)地變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室構(gòu)造， 規(guī)定所述側(cè)壁過渡曲線部的縱截面形狀的過渡曲線是回旋曲線、三次曲線或正弦半波長(zhǎng)遞減曲線。
【文檔編號(hào)】F02B23/06GK104204441SQ201380017559
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月10日
【發(fā)明者】石橋直樹, 飯島章 申請(qǐng)人:五十鈴自動(dòng)車株式會(huì)社