發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置。該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置具備在氣缸（2）周圍形成的水套（21）、及與水套（21）連通的冷卻水導(dǎo)入口（22），該冷卻水導(dǎo)入口（22）被設(shè)置在規(guī)定的設(shè)置范圍（Ｒ）內(nèi)，該規(guī)定的設(shè)置范圍（Ｒ）對(duì)應(yīng)于，從活塞（3）位于下死點(diǎn)時(shí)該活塞（3）的頂面（3ａ）所在的位置起，至燃料噴射閥（10）不噴射燃料的無噴射期間活塞（3）最靠近上死點(diǎn)側(cè)時(shí)該活塞（3）的頂面（3ａ）所在的位置為止的范圍?；诒緦?shí)用新型的結(jié)構(gòu)，由于能抑制氣缸內(nèi)壁上附著的未燃燃料的増加，所以能防止發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的稀釋，進(jìn)而能防止因發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油稀釋而引起提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，在車載發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體中，形成有圍繞著多個(gè)氣缸的水套，通過使水套與車體前部配置的散熱器之間進(jìn)行冷卻水循環(huán)，氣缸體的溫度可被保持在適宜的溫度范圍內(nèi)。具體而言，從氣缸吸收熱量而升溫后的冷卻水從水套流入散熱器中，通過與行駛時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)(以下簡稱行駛風(fēng))進(jìn)行熱交換而放熱降溫之后，再次流回水套中。
[0003]另外，近年來，在氣缸內(nèi)直接向燃燒室噴射燃料的所謂缸內(nèi)直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)已被實(shí)用化。例如，在進(jìn)氣行程中，向氣缸內(nèi)噴射的燃料氣化時(shí)，氣化潛熱會(huì)使進(jìn)氣溫度下降，所以缸內(nèi)直噴方式適合于與增壓發(fā)動(dòng)機(jī)組合。
[0004]然而，若在氣缸內(nèi)直接噴射的燃料的一部分附著在氣缸內(nèi)壁面上，則有可能導(dǎo)致機(jī)油稀釋等問題。即，如果氣缸內(nèi)壁面上附著的燃料使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油稀釋，則黏度降低的機(jī)油容易在氣缸內(nèi)(燃燒室內(nèi))飛散，有時(shí)該飛散的機(jī)油飛沫會(huì)成為著火源而導(dǎo)致提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種能夠防止因氣缸內(nèi)壁面的燃料附著而引起提前點(diǎn)火的情況發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置。
[0006]作為解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置。該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置用于具有在氣缸內(nèi)直接噴射燃料的燃料噴射閥的發(fā)動(dòng)機(jī)，具備在所述氣缸周圍形成的水套、及與該水套連通的冷卻水導(dǎo)入口，其特征在于:所述冷卻水導(dǎo)入口被設(shè)置在規(guī)定的設(shè)置范圍內(nèi)，該規(guī)定的設(shè)置范圍對(duì)應(yīng)于，從活塞位于下死點(diǎn)時(shí)該活塞的頂面所在的位置起，至所述燃料噴射閥不噴射燃料的無噴射期間所述活塞最靠近上死點(diǎn)側(cè)時(shí)該活塞的頂面所在的位置為止的范圍。
[0007]具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠防止因氣缸內(nèi)壁面的燃料附著而引起的提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
[0008]具體而言，本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置中，由于冷卻水導(dǎo)入口被設(shè)置的范圍對(duì)應(yīng)于，從活塞位于下死點(diǎn)時(shí)該活塞的頂面所在的位置(高度位置)起，至燃料噴射閥不噴射燃料的無噴射期間活塞最靠近上死點(diǎn)側(cè)時(shí)該活塞的頂面所在的位置(高度位置)為止的范圍，所以，在燃料噴射閥噴射燃料期間，活塞的頂面位于比冷卻水導(dǎo)入口更靠近上死點(diǎn)側(cè)的位置。如此，在燃料噴射閥噴射燃料的噴射期間，冷卻水導(dǎo)入口附近(設(shè)置范圍附近)的氣缸內(nèi)壁面被活塞遮擋，所以冷卻水導(dǎo)入口附近的氣缸內(nèi)壁面不會(huì)接觸到燃料噴射閥噴射出的燃料，因而冷卻水導(dǎo)入口附近的氣缸內(nèi)壁面上不會(huì)附著燃料。另外，由于在噴射期間接觸到燃料噴射閥所噴射出的燃料的部分位于冷卻水導(dǎo)入口的上側(cè)(上死點(diǎn)側(cè))，該接觸到燃料的部分的氣缸內(nèi)壁面不會(huì)直接受到溫度較低的冷卻水(來自冷卻水導(dǎo)入口的冷卻水)的冷卻。因此，能夠抑制接觸到燃料的部分的氣缸內(nèi)壁面的溫度下降，從而抑制氣缸內(nèi)壁面上附著的未燃燃料的增加。其結(jié)果，能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的稀釋，進(jìn)而防止因發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油稀釋而引起的提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示實(shí)施方式所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0010]圖2是表示水套及冷卻水導(dǎo)入口的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0011]圖3是表示燃料的噴射時(shí)期與提前點(diǎn)火頻度之間的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明。作為一個(gè)例子，本實(shí)施方式中，對(duì)于將本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置應(yīng)用于汽車上的帶增壓器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況進(jìn)行說明。
[0013]圖1示出應(yīng)用了本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)I (內(nèi)燃機(jī))的氣缸2周圍的概要結(jié)構(gòu)。該發(fā)動(dòng)機(jī)I如圖2所示，是具有四個(gè)氣缸2的直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)。各氣缸2內(nèi)如圖1所示那樣，裝有活塞3，活塞3的上方形成有容積隨活塞3的往返移動(dòng)而變化的燃燒室4。
[0014]在該燃燒室4的頂部，設(shè)有進(jìn)氣道5和排氣道6的開口，且各開口分別由進(jìn)氣閥7和排氣閥8進(jìn)行開閉。另外，進(jìn)氣閥7與排氣閥8之間配置有火花塞9，其電極部位于燃燒室4頂部的中央附近。另一方面，在燃燒室4頂部的進(jìn)氣側(cè)的邊緣部設(shè)置有噴射器10 (燃料噴射閥)。
[0015]該噴射器10從未圖示的燃料分配管得到高壓的燃料供給而從噴嘴向氣缸2內(nèi)直接噴射燃料。燃料噴射方向被設(shè)定為朝向斜下方(即，朝向從進(jìn)氣側(cè)向排氣側(cè)(圖1的右側(cè))并偏向下死點(diǎn)(B D C)側(cè)的方向)。
[0016]另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)行中，四個(gè)氣缸2分別以180°的相位差來執(zhí)行由進(jìn)氣、壓縮、膨脹、及排氣這四個(gè)行程構(gòu)成的燃燒循環(huán)。
[0017]通常，帶有增壓器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速高負(fù)載的區(qū)域中會(huì)發(fā)生低速提前點(diǎn)火(L S P I )。在此，通過實(shí)驗(yàn)及仿真對(duì)這種低速提前點(diǎn)火(以下，也簡稱為提前點(diǎn)火)的發(fā)生頻度與燃料的噴射時(shí)期之間的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，得到了如圖3所示的結(jié)果。在圖3中，橫軸表示曲軸轉(zhuǎn)角[° BTDC ];縱軸表示提前點(diǎn)火的頻度。在圖3中，上死點(diǎn)前a° C A (以下，也稱α° BTDC)至上死點(diǎn)前β° C A (以下，也稱β° BTDC)為止的曲軸轉(zhuǎn)角期間為提前點(diǎn)火增加的噴射時(shí)間區(qū)間。考慮到這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，為了使提前點(diǎn)火頻度減少，而將上述提前點(diǎn)火增加的噴射區(qū)間(a° BTDC?β° BTDC)設(shè)定為噴射器10不噴射燃料的期間(無噴射期間)。
[0018]下面，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置進(jìn)行說明。如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置具備水套21等。水套21被形成在氣缸體20的四個(gè)氣缸2周圍。水套21的底部如圖1所示那樣，被配置在與位于B D C (下死點(diǎn))的活塞3的頂面3 a相對(duì)應(yīng)的位置上。
[0019]如圖2所示，水套21被構(gòu)成為，在氣缸體20的長度方向(圖2的左右方向)上延伸。圖2中前側(cè)的從左側(cè)流至右側(cè)的冷卻水的水流W以U字形返轉(zhuǎn)到圖2中的背面?zhèn)?，成為從右?cè)向左側(cè)流動(dòng)的水流W。在水套21的長度方向的一個(gè)端(圖2中的前側(cè)左端)部上，形成有冷卻水導(dǎo)入口 22的開口，來自散熱器的低溫冷卻水被導(dǎo)入到該冷卻水導(dǎo)入口 22中(箭頭W表示冷卻水的水流)。
[0020]該低溫冷卻水如上所述那樣，在水套21中流通期間，吸收各氣缸2所發(fā)出的熱量而逐漸升溫，然后，從未圖示的冷卻水出口排出并被送入散熱器中與行駛風(fēng)進(jìn)行熱交換而將熱量釋放出。其后，溫度降低后的冷卻水再次在水套21中流通。
[0021]另外，本實(shí)施方式中，如圖1所示，在水套21上開口(與水套21連通)的冷卻水導(dǎo)入口 22被設(shè)置在設(shè)置范圍R內(nèi)，該設(shè)置范圍R對(duì)應(yīng)于，從活塞3位于下死點(diǎn)(B D C:180°BTDC )時(shí)該活塞3的頂面3 a的位置起，至噴射器10不噴射燃料的無噴射期間(參照?qǐng)D3)活塞3最靠近上死點(diǎn)一側(cè)時(shí)該活塞3的頂面3 a的位置(a° BTDC，β° BTDC)為止的范圍。通過這樣將冷卻水導(dǎo)入口 22形成在設(shè)置范圍R內(nèi)，能夠防止因氣缸內(nèi)壁面2a的燃料附著而引起的提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
[0022]具體而言，將冷卻水導(dǎo)入口 22設(shè)定在，與從活塞3位于下死點(diǎn)(BDC)時(shí)活塞3的頂面3 a的位置(高度位置)起，至無噴射期間活塞3最靠近上死點(diǎn)側(cè)(T D C側(cè))時(shí)活塞3的頂面3 a的位置(高度位置)為止的范圍相對(duì)應(yīng)的設(shè)置范圍R內(nèi)，則在噴射器10噴射燃料期間，活塞頂面3 a的位置比冷卻水導(dǎo)入口 22更靠近上側(cè)(T D C側(cè))。這樣，在噴射器10噴射燃料的噴射期間(圖1及圖3所示的除了 a ° BTDC —BDC及BDC— β° BT D C之外的期間)中，冷卻水導(dǎo)入口 22附近(設(shè)置范圍附近)的氣缸內(nèi)壁面2 a被活塞3遮擋，所以該冷卻水導(dǎo)入口 22附近的氣缸內(nèi)壁面2 a不會(huì)接觸到噴射器10噴出的燃料，因而冷卻水導(dǎo)入口 22附近的氣缸內(nèi)壁面2 a上不會(huì)附著燃料。并且，由于在噴射期間接觸到噴射器10所噴出的燃料的部分比冷卻水導(dǎo)入口更靠近上側(cè)(T D C側(cè))，所以該接觸到燃料的部分的氣缸內(nèi)壁面2 a不會(huì)直接被溫度較低的冷卻水(來自冷卻水導(dǎo)入口 22的冷卻水)冷卻。因此，能夠抑制接觸到燃料的部分的氣缸內(nèi)壁面2 a溫度降下，從而能夠抑制氣缸內(nèi)壁面2 a上附著的未燃燃料的增加。其結(jié)果，能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的稀釋，從而能夠防止因發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油稀釋而引起的提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
[0023]如上所述，基于本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，對(duì)于噴射期間被設(shè)定得有利于減少低速提前點(diǎn)火頻度的帶增壓器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠防止因發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油稀釋而引起的提前點(diǎn)火的情況發(fā)生。
[0024]在此，本實(shí)施方式的更為具體的例子為，冷卻水導(dǎo)入口 22的位置(高度位置)位于上述設(shè)置范圍R內(nèi)，且為從活塞3位于下死點(diǎn)(BDC )時(shí)的活塞3的頂面3 a起，至活塞行程的二分之一的高度位置為止的范圍內(nèi)，更佳為，從活塞3位于下死點(diǎn)(B D C )時(shí)的活塞3的頂面3 a起，至活塞行程的三分之一的高度位置為止的范圍內(nèi)。
[0025]另外，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不為上述實(shí)施方式所限定，可通過各種其他實(shí)施方式來實(shí)現(xiàn)。例如，上述實(shí)施方式中，說明了利用冷卻水導(dǎo)入口 22將來自散熱器的低溫冷卻水導(dǎo)入到水套21中的結(jié)構(gòu)，但冷卻水導(dǎo)入口例如也可以經(jīng)由恒溫器而導(dǎo)入冷卻水，也可以將從氣缸蓋的水套流出的冷卻水經(jīng)由循環(huán)流通路徑而導(dǎo)入到水套中。
[0026]另外，上述實(shí)施方式中，說明了將本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置應(yīng)用于汽車上的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況，但不局限于此，本實(shí)用新型也可以應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以外的發(fā)動(dòng)機(jī)。作為發(fā)動(dòng)機(jī)，除了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以外，例如也可以是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，用于具有在氣缸內(nèi)直接噴射燃料的燃料噴射閥的發(fā)動(dòng)機(jī)，具備在所述氣缸周圍形成的水套、及與該水套連通的冷卻水導(dǎo)入口，其特征在于: 所述冷卻水導(dǎo)入口被設(shè)置在規(guī)定的設(shè)置范圍內(nèi)，該規(guī)定的設(shè)置范圍對(duì)應(yīng)于，從活塞位于下死點(diǎn)時(shí)該活塞的頂面所在的位置起，至所述燃料噴射閥不噴射燃料的無噴射期間所述活塞最靠近上死點(diǎn)側(cè)時(shí)該活塞的頂面所在的位置為止的范圍。
【文檔編號(hào)】F02F1/14GK203769911SQ201420148062
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】矢口寬 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社