專利名稱：缸內噴油式內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃油直接噴射到燃燒室內的缸內噴油式內燃機，特別是涉及內燃機的一種特殊的燃燒室結構，所設計的結構用于空氣-燃油混合氣的燃燒，混合氣整體在穩(wěn)定狀態(tài)下是稀的，當空氣-燃油混合氣濃于所燃燒的稀空氣-燃油混合氣(例如化學計量空燃比等效值)時，可提供改善的功率輸出。眾所周知，在內燃機中的汽油噴射發(fā)動機上，噴油閥將燃油噴入進氣通道，燃油的數(shù)量要和進氣沖程期間進入氣缸的空氣量相匹配，并在燃燒室內形成空氣-燃油混合氣?？諝?燃油混合氣噴入燃燒室后，在壓縮沖程的后段火花塞點火，使混合氣燃燒，產(chǎn)生出燃燒能量。此能量通過活塞、連桿和曲軸轉換成機械旋轉運動，從而輸出功率。內燃機中的柴油發(fā)動機主要使用柴油等燃料，燃油通過噴油閥直接噴入內燃機的燃燒室，噴入的燃油數(shù)量和加速踏板行程所對應的高壓壓縮空氣量相匹配，霧化的燃油在燃燒室內自動點火燃燒，產(chǎn)生燃燒能量。和汽油發(fā)動機一樣，柴油發(fā)動機的燃燒能也轉換成旋轉機械能，從而獲得功率輸出。在上述汽油發(fā)動機中有一種類型的發(fā)動機，其空氣進入燃燒室，在燃燒室內形成燃油和空氣組成的層狀垂直渦流并燃燒，而且其空氣-燃油混合氣是稀的，即其整體比化學計量空燃比更稀，從而降低了發(fā)動機的耗油量，并減少了有害氣體如NOX，HC和CO等的排放量。為了使所述的垂直渦流形成湍流，一些對比文件公開了相應的技術方案，例如日本特許公開HEI5-240045。
上述文件公開的技術方案，提供了一種將空氣引入燃燒室的結構，空氣通過發(fā)動機氣缸蓋內的進氣通道進入燃燒室，其方向盡可能和氣缸蓋的下壁平行，并且空氣向下沿氣缸內壁部分進入排氣門側的燃燒室，然后在活塞頂壁上的凹下部分反轉方向(活塞在氣缸內滑動)，使氣流又重新從活塞頂壁沿進氣門側的氣缸內壁向上運動(這種氣流運動方式下面稱為“普通湍流”)。一種和普通湍流方式不同的流動狀態(tài)被稱為“翻轉湍流”。其工作方式是，從進氣通道吸入的空氣氣流向下沿進氣門側的氣缸內壁進入燃燒室，然后在活塞頂壁上的凹下部分處翻轉方向，并從活塞頂壁沿排氣門側的氣缸內壁向上運動。在上述汽油發(fā)動機中也有缸內噴射式內燃機，其中燃油直接噴入燃燒室，目的在于在稀燃狀態(tài)下降低耗油量。然而利用日本特許公開HEI5-240045提供的結構產(chǎn)生普通湍流時，必須將進氣通道盡量平行于氣缸蓋的下壁布置。在缸內噴射式內燃機中卻沒有足夠的空間布置噴射閥。另一方面，空氣吸入通道的構造允許對噴油閥作適當?shù)牟贾?，以產(chǎn)生上述翻轉湍流，例如日本特許公開HEI4-166612公開的技術方案。上述文件的圖14中，有一對進氣門6布置在氣缸蓋內壁部分的一側，一對排氣門7布置在氣缸蓋內壁部分的另一側，進氣通道的形狀為一端開口通入氣缸的側壁，另一端在垂直方向上開口與進氣口相連通。在上述文件公開的結構中，進氣通道從進氣口穿過氣缸側壁延伸，它不能提供足夠的空間來布置噴油閥，否則噴油閥本體14和向噴油閥提供燃油的部件的冷卻將會發(fā)生問題。根據(jù)以上文件公開的結構，凹下部分15從火花塞10下面的一點開始延伸到噴油閥14的自由端下面的另一點，在活塞2的頂壁上形成下凹形狀，見其圖14和圖15。該下凹部分15基本上呈球面形狀，它對稱于火花塞10和噴油閥14構成的垂直平面。在下凹部分15的內壁上，火花塞10的下面是一個燃油導管16，此管呈弧形從下凹部分15的底部向上延伸到火花塞10。其結果是，燃油從噴油閥14噴出，到達下凹部分15的底部，然后反向，從下凹部分15的底部經(jīng)燃油導管16運動到火花塞10的周圍。這種結構可以在火花塞10的周圍形成濃的空氣-燃油混合氣，從而改善了點火性能。另一種缸內噴射式內燃機類似于上述缸內噴射式內燃機，如圖16和圖17所示，其活塞A的頂壁B為一下凹部分C，其形狀例如可以是球面的一部分，其作用是實現(xiàn)濃空氣-燃油混合氣和超稀空氣-燃油混合氣湍流的分層燃燒，因此能夠在空燃比整體是稀的混合氣狀態(tài)下完成稀燃的目的。為了在稀燃過程中實現(xiàn)令人滿意的點火性能，公知的技術例如還包括，形成下凹部分15和燃油導管16，以引導空氣-燃油混合氣運動到火花塞周圍，如圖14和圖15所示?；蛘咝纬梢粋€球面狀的下凹部分C，以產(chǎn)生濃空氣-燃油混合氣的湍流提供給火花塞，如圖16和圖17所示。但是，圖14、圖15或圖16、圖17所示的下凹部分15和燃油導管16或者位于活塞頂壁的下凹部分C的形狀在開口的外邊形成了銳邊形狀。已有技術所公開的結構例如還包括日本特許公開HEI6-146886，其中已知的技術方案例如是，在低負荷和低轉速范圍內，燃油在壓縮沖程的后半段噴射，以便在火花塞周圍產(chǎn)生濃的空氣-燃油混合氣；在高負荷和高轉速范圍內，燃油噴射發(fā)生在吸氣沖程的前半段，以便在燃燒室內產(chǎn)生均勻的空氣-燃油混合氣。通過本發(fā)明發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，活塞頂壁雖然需要制出下凹部分，但是帶來的問題是如何在稀燃過程中形成分層湍流和足夠的點火穩(wěn)定性，在火花塞附近噴射燃油的過程發(fā)生在壓縮沖程的后半段，以形成圍繞在火花塞附近的濃空氣-燃油混合氣的湍流和遠離火花塞的超稀空氣-燃油混合氣的湍流。此問題表現(xiàn)在上述對比文件的圖16和圖17中。為了在稀燃期間達到滿意的點火性能，實現(xiàn)分層湍流，在活塞頂壁上需要制出下凹部分C，而且其尖銳的邊緣D呈堅固的圓形沿開口的外邊布置，此處的下凹部分C的內壁形狀為球面的一部分，活塞的頂壁則將其連接在一起。當燃油在低負荷和低轉速期間，在壓縮沖程后半段噴射時，上述尖銳的邊緣可以將翻轉湍流從下凹部分C上分離，使其離開下凹部分C的內壁進入燃燒室，這樣翻轉湍流可由于湍流的分層而產(chǎn)生穩(wěn)定的分層燃燒。然而，在高負荷范圍或高轉速范圍內，燃油噴射從吸氣沖程轉移到壓縮沖程前半段進行，使空氣-燃油混合氣(例如相當于化學計量空燃比的混合氣)濃于稀燃時的空燃比，在燃燒室內形成均勻的混合氣，產(chǎn)生高的功率輸出。在這種情況下，活塞的頂壁具有較大的表面積，以便布置下凹部分C，此外其開口外邊的尖銳邊緣D在工作時會非常熱，造成較大的熱量損失和功率損失。也可以完全取消下凹部分C外壁的尖銳邊緣D，因為所述的邊緣非常熱，所以在整個邊緣部分D的外周形成圓角F，例如圖16和圖17中所示的雙圓角下凹部分C，以減少在活塞頂壁處的熱損失，包括當空氣-燃油混合氣濃于稀燃期間的情況。其結果是，圓折角部分F的高度小于邊緣D，見圖16，所以同時縮小了活塞的表面積。上述熱損失問題可以相應地克服，并改善發(fā)動機的功率輸出。在這種情況下的低負荷和低轉速范圍內的分層燃燒中，下凹部分C中的翻轉湍流即壓縮流體會從下凹部分中泄漏，其原因是下凹部分C的整個邊緣是圓角F形狀，這會影響翻轉湍流的保持并使稀燃穩(wěn)定性變差。為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種高性能的缸內噴射式內燃機，其中包括位于活塞頂壁的下凹部分，直接吸入內燃機燃燒室的空氣氣流從氣缸蓋下壁流向活塞頂壁，然后從活塞頂壁返回氣缸蓋下壁，此結構促進了垂直渦流的形成，而且下凹部分在垂直渦流進氣口上的折角部鈍于垂直渦流出口側折角部，以在燃燒室內形成強烈的垂直渦流，發(fā)動機可在分層湍流稀燃期間穩(wěn)定工作，分層湍流由濃空氣-燃油混合氣和超稀空氣-燃油混合氣組成，此結構能降低耗油量和熱損失，提高功率輸出，即使所燃燒的空氣-燃油混合氣(例如相當于化學計量空燃比的混合氣)濃于稀燃混合氣，也能實現(xiàn)此效果。本發(fā)明提供了一種缸內噴射式內燃發(fā)動機，它包括一個具有上頂和下底的燃燒室，其上頂由一個氣缸蓋的下壁構成，下底由一個安裝在缸內的活塞的上壁構成；一個進氣門，布置在所述燃燒室內的所述氣缸蓋的下壁上；一個排氣門，布置在所述燃燒室內的所述氣缸蓋的下壁上；一個進氣通道在其下端通過所述進氣門與所述燃燒室相通，以便在所述燃燒室內使進入的空氣形成縱向渦流；一個排氣通道在其下端通過所述排氣門與所述燃燒室相通，以便將所述燃燒室內的燃燒氣體排出；一個火花塞，布置在所述燃燒室內的所述氣缸蓋的下壁上；和一個將燃油直接噴射到所述燃燒室內的噴油裝置，本發(fā)明的特征是所述活塞的上壁具有一個凹入部分，以使從所述進氣門進入所述燃燒室內的空氣形成所述縱向渦流，所述凹下部分的外邊位于所述垂直渦流進口端的折角部，其角度鈍于垂直渦流出口端折角部的角度。由于采用了此結構，在內燃機的進氣沖程，吸入的空氣經(jīng)各自的進氣通道從其進氣口進入燃燒室。根據(jù)本發(fā)明，燃油則以適當?shù)恼龝r由噴油裝置的噴嘴噴入燃燒室，與噴油正時吸入的空氣相混合，生成分層空氣-燃油混合氣或均勻的空氣-燃油混合氣。垂直渦流進入燃燒室后從燃燒室上部流向下部，并沿下凹部分的內壁，從下凹部分外邊的進氣側流向下凹部分內壁的下表面，并在下凹部分外邊出口側的折角部有效地分層，然后轉變成垂直渦流，朝上向燃燒室的上部運動。通過這種方式可以獲得一種高效率的內燃機，其空氣-燃油混合氣是在穩(wěn)定狀態(tài)下分層燃燒的，可以降低耗油量，即使空氣-燃油混合氣濃于稀燃時的混合氣，也能達到此效果，同時還能降低活塞頂壁處的熱損失，改善輸出特性。凹下部分的外邊位于所述垂直渦流的進口端，在所述活塞的頂壁構成所述折角部的傾斜部分，凹下部分的內壁從所述活塞的頂壁向所述凹下部分傾斜。傾斜部分的形狀是，自所述活塞的頂壁一端向所述凹下部分內壁的一端圓滑過渡。傾斜部分的形狀是，從所述活塞的頂壁一端向所述凹下部分內壁一端呈平面傾斜。由于采用了以上結構，在低負荷和低轉速工作期間，垂直渦流在凹下部分的出口側折角部能夠有效地分層，所以能實現(xiàn)分層稀燃燃燒，在高負荷或高轉速工作期間，可以降低熱損失，改善功率輸出，其原因是下凹部分出口側的傾斜部分是圓滑或平直的斜面。此外，傾斜部分的形狀構成是，凹下部分位于進口端的外邊的對面部分朝所述內燃機曲軸軸線方向延伸到所述垂直渦流的出口端。在這種結構中，傾斜部分對面的一端是朝著垂直渦流的出口端延伸的。其表面積可以盡量縮小，從而在高負荷或高轉速范圍內減小熱損失，改善功率輸出。同時，在低負荷和低轉速范圍內，空氣-燃油混合氣可以在下凹部分外邊的出口側折角部有效分層，使空氣-燃油混合氣分層燃燒，從而降低了耗油量。在另一個結構中，傾斜部分的形狀是，所述傾斜部分的尺寸從所述凹下部分在進口端的外邊中央部分朝對面的一端減小。在這種結構中，尺寸平滑減小的部分形成后，使得傾斜部分的尺寸小于垂直渦流進口側至垂直渦流出口側的尺寸。這種結構可以明顯減少熱集中面積，即下凹部分外邊折角部上產(chǎn)生的熱量集中。還可以減少熱損失，提供功率輸出。凹下部分的外邊位于垂直渦流的出口端，使位于所述活塞頂壁的折角部和所述凹下部分的內壁構成一個銳邊部分。在這種結構中，下凹部分是由垂直渦流出口端的邊緣部分形成的，所以可以對垂直渦流產(chǎn)生分層，以獲得穩(wěn)定的分層稀燃燃燒狀態(tài)。位于出口端的凹下部分的折角部呈一個角邊部分。在這種結構中，下凹部分是由垂直渦流出口端的角邊部分形成的。所以能對垂直渦流產(chǎn)生分層效果，以獲得穩(wěn)定的分層稀燃效果。此外，朝下部分的外邊位于所述垂直渦流出口端，大致平行于假想平面，此平面上有所述內燃機的曲軸軸線和所述氣缸的軸線。在這種結構中，下凹部分是由垂直渦流出口端平行于假想平面以及邊緣部分的形狀構成的。此結構能對垂直渦流產(chǎn)生分層效果，防止垂直渦流朝排氣側泄漏，所以能獲得穩(wěn)定的分層稀燃效果。另外一種結構是，進氣門布置在燃燒室的一側，所述凹下部分布置在所述活塞頂壁的偏心部位，并偏向一側，使所述凹下部分至少面對一個進氣門。由于采用了這種結構，垂直渦流從燃燒室上部流向下部，并易于從活塞頂壁和下凹部分進口側進入，沿下凹部分內壁的底面流動，然后翻轉其方向，在下凹部分外邊出口側的折角部有效地分離，形成垂直渦流，其方向改變?yōu)槌蛉紵疑喜俊＿@種結構可使空氣-燃油混合氣的分層燃燒處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而降低了耗油量。根據(jù)本發(fā)明，凹下部分的形狀可使所述垂直渦流的流動方向的橫截面與圓形電弧的形狀相吻合。由于采用了以上結構，垂直渦流可以從燃燒室的上部流向下部，然后平滑地轉向，沿下凹部分內表面進入圓形電弧區(qū)。在下凹部分外邊出口側的折角部，垂直渦流可以有效地分層，轉變?yōu)榇怪睖u流，其方向變?yōu)槌蛉紵疑喜?，從而實現(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。所述凹下部分的形狀可以是球面形。由于采用了以上結構，垂直渦流可以從燃燒室的上部流向下部，然后平滑地轉向，沿下凹部分內表面進入球面區(qū)。在下凹部分外邊出口側的折角部，垂直渦流可以有效地分層，轉變?yōu)榇怪睖u流，其方向變?yōu)槌蛉紵疑喜?，從而實現(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。另外一種結構是，氣缸蓋下壁的形狀是進氣門一側構成的屋脊形，下壁的一側斜面位于排氣門一端，下壁的另一側斜面位于對面一端，所述活塞的頂壁位于所述屋脊形上，具有一個位于進氣門側的傾斜頂壁和一個位于排氣門側的傾斜頂壁，其形狀與所述進氣門側的傾斜下壁和所述排氣門側傾斜下壁的形狀相吻合。由于采用了以上結構，垂直渦流可以從燃燒室的上部流向下部，然后平滑地轉向，沿下凹部分內壁的底面流動，在下凹部分外邊出口側的折角部，垂直渦流可以有效地分層，轉變?yōu)榇怪睖u流，其方向變?yōu)槌蛉紵疑喜?。在這種屋脊形狀中，垂直渦流可實現(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。另外一種結構是，凹下部分的形狀包括位于所述進氣門側的傾斜頂壁，并且所述凹下部分在所述垂直渦流出口端的形狀高于所述垂直渦流進口端的形狀。由于采用了以上結構，垂直渦流可以從燃燒室的上部流向下部，然后有效地進入下凹部分的進口側，其方向變?yōu)槌蛉紵疑喜?。垂直渦流可以實現(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。另外一種結構是，所述凹下部分的形狀沿整個進氣門側傾斜頂壁和所述排氣門側傾斜頂壁延伸。由于采用了以上結構，垂直渦流可以從燃燒室的上部流向下部，然后由下凹部分外邊進氣口側的傾斜部分導向，進入下凹部分的內壁，沿下凹部分內壁的底面流動，在下凹部分外邊出口側的折角部，垂直渦流可以有效地分層，轉變?yōu)榇怪睖u流，其方向變?yōu)槌蛉紵疑喜浚瑥亩鴮崿F(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。另外一種結構是，所述折角部由活塞頂壁構成，所述凹下部分的內壁由邊緣部分的形狀構成，作為所述垂直渦流出口端的所述凹下部分的外壁。在上述結構中，下凹部分是由垂直渦流出口側折角部邊緣的形狀構成的。從而實現(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。另外一種結構是，所述進氣通道布置在所述假想平面的一側，并且沿所述假想平面垂直延伸，穿過所述氣缸蓋。由于采用了以上結構，垂直渦流可以從燃燒室的上部流向下部，然后向下沿氣缸軸線流動，在活塞頂壁的下凹部分處轉向，從而沿氣缸的軸線形成向上流動的垂直渦流。該垂直渦流可以實現(xiàn)空氣-燃油混合氣穩(wěn)定的分層燃燒，改善耗油性能。下面對附圖進行簡要說明圖1是一個垂直剖視圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例。圖2是一個立體圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例的整體結構。圖3是一個局部剖視圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例，沿圖2中的III-III線做的剖視圖。圖4表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例沿圖1中的箭頭A的視圖。圖5表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例的內部結構。圖6表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例的4沖程發(fā)動機的動力循環(huán)圖。圖7表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例的2沖程發(fā)動機的動力循環(huán)圖。圖8(A)是一個放大剖視圖，沿圖3的VIII-VIII做了剖視，表示下凹部分進氣側是圓折角部分M1。圖8(B)是一個放大剖視圖，沿圖3的VIII-VIII做了剖視，表示下凹部分進氣側是一個倒折角部分M1。圖9是一個圖3所示實例的剖視圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第1個實例的另一種結構。圖10是一個圖3所示實例的剖視圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第2個實例。圖11是一個圖3所示實例的剖視圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的第2個實例的另一種結構。圖12是一個曲線圖，表示在極限排放的條件下，活塞(A)、(B)和(C)在節(jié)氣門全開時的特性曲線，顯示了本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的優(yōu)點。圖13(A)是一個在壓縮沖程噴油的耗油量特性曲線圖，表示活塞(A)的試驗結果。圖13(B)是一個在壓縮沖程噴油的耗油量特性曲線圖，表示活塞(B)的試驗結果。圖13(C)是一個在壓縮沖程噴油的耗油量特性曲線圖，表示活塞(C)的試驗結果。圖14是一個垂直剖視圖，表示常規(guī)缸內噴射式內燃機的一個實例的內部結構。圖15是一個簡圖，表示圖14中的活塞頂壁。圖16是一個垂直剖視圖，表示本發(fā)明所述缸內噴射式內燃機的內部結構。圖17是一個簡圖，表示圖16中的活塞頂壁。以下結合


本發(fā)明的各個實例。下面先對本發(fā)明的第一個實例所述的內噴射式內燃發(fā)動機加以說明。參見圖1至圖8。
如圖1所示，在這個缸內噴射式內燃發(fā)動機燃燒室的結構上，發(fā)動的主體包括一個氣缸蓋21、一個氣缸體23和活塞22，它們恰當?shù)匕惭b在氣缸23A的氣缸體23中。
內燃發(fā)動機的氣缸體21在結構上為一個4氣門內燃發(fā)動機氣缸蓋，其中每一氣缸的一側具有兩個位于氣缸蓋下壁上的進氣門，與之相對的一側則有兩個排氣門。
在活塞22的上壁與氣缸蓋21的下壁21A之間形成了燃燒室27。
通過氣缸蓋下壁21A上的進氣開口24A和排氣開口25A，以及燃燒室27，使一個進氣通道24與一個排氣道25相通，或通過關閉進氣門和排氣門斷開。
燃燒室27的結構如圖1、圖2和圖4所示。它具有一個假想的中心對稱平面40，在這一平面中包含了氣缸24A的中心軸線42和一個未加說明的曲軸中心軸線，氣缸蓋下壁21A是由成屋脊形的兩下壁組成，其一是進氣門側傾斜下壁并位于假想平面40一側，另一為排氣門側傾斜下壁位于假想平面40的另一側。此外，活塞22是由成屋脊形的兩上壁組成，一個是位于假想平面40一側的進氣門側傾斜上壁，另一個是位于假想平面40另一側的排氣門側傾斜上壁，因此，它們與進氣門側傾斜下壁和排氣門側傾斜下壁相分別對應。
在氣缸蓋21上，布置有二個位于假想平面40一側的進氣通道24，而假想平面40另一側對稱布置有二個排氣道25。
此外，如圖1和圖4所示，火花塞30位于燃燒室27的中心的頂部，并且位于或靠近假想平面40。
兩個進氣通道24向氣缸蓋21右上方伸延，進氣通道24的各個進氣開口向下并位于假想平面40附近。
為了向燃燒室27提供燃油，一個作為噴射燃油裝置H的噴射閥28位于氣缸蓋21側壁上，并與進氣通道24相鄰。
噴射閥28的布置是為了使噴嘴開口端經(jīng)氣缸蓋21正對燃燒室27，在此燃油可直接噴入燃燒室27。
噴射閥28設計成可控的，例如，在一個未說明的控制單元控制下，燃油可按預定的數(shù)量和時序噴射。
在此還須說明的是，用控制單元進行控制，以使在低負荷和低轉速時，燃油噴射發(fā)生在壓縮沖程的后一階段，在火花塞周圍形成一個濃混合氣湍流，而當重負荷和高轉速范圍內，燃油是在吸氣沖程的初期噴入的，以便在燃燒室內形成一個均勻的空氣-燃油的混合氣。
現(xiàn)在對噴射閥28的安裝部位加以說明，兩個進氣通道24是明顯向氣缸蓋右上方伸延排列的，如上所述，以便在兩進氣通道24的開口24A周圍具有充分的空間來安裝噴射閥28。
將火花塞30布置在假想平面40上或附近，可帶來足夠的自由空間，以便調整噴射閥28的安裝位置，因此，可使噴射閥28布置在一個能獲得最佳燃油噴射的位置上。
雖然沒有圖紙說明，可通過在安裝于氣缸蓋27上的噴射閥28周圍，安裝冷卻通道，以使將噴入噴射閥28及燃燒室27的燃油得到有效的冷卻。
如上所述，活塞22安裝在氣缸體內。如圖1和圖2所示，此活塞22具有一個凹入部分22A，它位于屋脊形的升起部分22B上，此部分是由活塞頂部的進氣門側傾斜上壁和排氣門側傾斜上壁所組成。
這個凹入部分22A位于活塞22的頂部，其一部分處在進氣開口24A的下方，它的形狀是由向下凹進的弧面所成，因而使傾斜上壁的升起部分22B向下受到切削。
這個凹入部分22A位于偏于假想平面40的進氣開口24A一側，如圖2的例子所示，其形狀為一下凹的球面形。
結果是，當活塞22到達壓縮沖程的末端，便形成了一個緊湊的燃燒室27A，它是由包圍它的活塞22的凹入部分22A、氣缸內壁23A和氣缸蓋下壁21所組成，如圖5所示。
如圖1到圖3所示，一個垂直方向的渦流進口邊，它是凹入部分22A的一段周邊，其形狀為一個傾斜的并略有彎曲的部分M1，其分布如箭頭所示，排氣開口25A一側升起部分避22B的傾斜壁和凹入部分22A兩個面的相交在一個角落區(qū)域，所述角落區(qū)域所起的作用是垂直方向渦流在凹入部分出口的一段周邊，其形狀是一段銳角邊M2，如箭頭所指。
凹入部分22A的垂直方向渦流的進口邊這一角落區(qū)域比出口邊的角落區(qū)域更尖銳。
此外，如圖5所示，在活塞22上壁的升起部分22b和排氣開口一側燃燒室27的上方開成一擠壓區(qū)域22C。
結果是，如圖1、圖2和圖5所示，通過進氣通道24吸入的氣流向位于氣缸23A內的較低位置的活塞22。在活塞22的凹入部分22A處，吸入的氣流被豎直渦流入口邊的彎曲的周邊M1所導向，然后繼續(xù)沿凹入部分的內壁流動。通過垂直渦進口邊的尖銳的周邊M2，垂直渦流有效地脫離，向上方流動，這就形成了湍流TF，它也是垂直方向的渦流。
在燃燒室27內，吸入的氣流是沿凹入部分22A被驅使而形成湍流TF。
噴射閥28受控于一個末加說明的控制單元，以便燃油以一個預定的數(shù)量和時序噴出。
在一臺內燃發(fā)動機中，例如在4沖程發(fā)動機中，進氣門在TDC(上死點)前開啟，即0°，然后進入吸氣沖程，在經(jīng)TDC點時排氣門關閉，也就是0°，在此之前完成的周期即壓縮沖程，如圖6所示。此后，活塞22下降直至180°其角度是對曲軸轉角而言，在此過程中形成湍流TF，如圖1和圖5所示。燃油經(jīng)噴射閥28，以預定的數(shù)量和噴射時序將燃油噴入湍流TF中，如噴射發(fā)生吸氣沖程中間或壓縮沖程的后階段。
當?shù)竭_一個預定的點火時間在TDC即36°前，一個末加說明的點火電路被驅動，通過火花塞30，開始點火(圖6中標記△所示)。通過這一點火過程，噴入的燃油被點燃，使得燃燒室27的缸內壓力上升?；钊?2因而被向下推壓，產(chǎn)生動力輸出，燃燒沖程進行至接近540°即BDC(下死點)，該角度是對曲軸轉角而言的。
靠近曲軸轉角480°時，排氣門開啟，排氣沖程一直持續(xù)到曲軸轉角超過720°，在此，進氣門為下一個吸氣沖程再次開啟，到此完成了4個沖程周期。
在圖6中所示的一個實例中，控制4沖程發(fā)動機的噴射閥28的噴射時序，可使當發(fā)動機處于重負荷或高轉速的范圍時，噴射閥在一個預定的噴射時間PH，即吸氣沖程的初期，噴射燃油，而當發(fā)動機處于低負荷或低轉速范圍時，噴射閥在一個預定的噴射時間PL，即壓縮沖程的后階段，噴射燃油。
在重負荷范圍和高轉速時，通過提前開始在湍流中進行燃油與空氣的混合，還通過在壓縮沖程的后階段破壞流動氣流來激勵空氣-燃油的混合，以此促進燃油混合的均質化，而保證實現(xiàn)穩(wěn)定而迅速的燃燒。
另一方面，在低負荷和低轉速時，燃油噴射例如被推遲到壓縮沖程的后階段，以便等到形成緊湊的燃燒室27A時再噴油。這里，燃油的噴向凹入部分22A，以便燃油被引導分布在火花塞30周圍。在火花塞30周圍形成了一個加濃燃油湍流，這可得到分層燃燒，因而保證了正常點火。
在此已作了有關4沖程發(fā)動機的說明。除4沖程發(fā)動機外，還可將本發(fā)明用于2沖程汽油發(fā)動機。
這種情況，由于發(fā)動機本體的結構，一個與上述結構相似的結構可以被采用。
對于2沖程發(fā)動機，如圖7所示，一個在前的壓縮沖程開始于TDC，即0°，一個末加說明的排氣門，在曲軸轉角靠近90°時開啟，從而進入排氣沖程，當這一周期靠近曲軸轉角為120°時，一個末加說明的進氣門開啟而進入吸氣(排出廢氣)沖程。
此外，BDC后，曲軸轉角在230°稍前一些或鄰近這點時，排氣門關閉；當曲軸轉角在270°稍前一些或鄰近這點時，進氣門關閉，進入壓縮沖程。然后，噴射閥28被驅使，以一個預定的噴射時序，在吸氣沖程或壓縮沖程噴射燃油。
當一個預定的點火時間在到達TDC之前，一個末加說明的點火被驅動，通過火花塞30，開始點火(圖7中標記△所示)。通過這一點火過程，噴入的燃油被點燃，使得燃燒室27的缸內壓力上升?；钊?2因而被向下推壓，產(chǎn)生動力輸出。
一個被控制的噴射閥28，例如，可使發(fā)動機處于重負荷或高轉速的范圍時，噴射閥僅在一個預定的噴射時間PH，即吸氣沖程的初期，噴射燃油，而當發(fā)動機處于低負荷或低轉速范圍時，噴射閥僅在一個預定的噴射時間PL，即壓縮沖程的后階段，噴射燃油。
在重負荷范圍和高轉速時，通過在早期開始在湍流中進行燃油與空氣的混合，還通過在壓縮沖程的后階段破壞流動氣流來激勵空氣-燃油的混合，以此促進燃油混合的均質化，而保證實現(xiàn)穩(wěn)定而迅速的燃燒。
另一方面，在低負荷和低轉速時，燃油噴射被推遲到壓縮沖程的后階段，以便等到形成緊湊的燃燒室27A時再噴油。這里，燃油的噴向凹入部分22A，以便燃油被引導分布在火花塞30周圍。在火花塞30周圍形成了一個加濃燃油湍流，這可得到分層燃燒，因而保證了正常點火。
由于缸內噴射式內燃發(fā)動機的燃燒室在結構上是如本發(fā)明第一個實例所述的結構，如上所述，在發(fā)動機的吸氣沖程，空氣是經(jīng)過每個進氣道24及與之相對應的進氣開口24A，而進入燃燒室27的。
由于噴射閥28布置在使它的噴嘴28A正對燃燒室27的位置，并被一個末加說明的控制單元所控制，燃油可以一個合適的時序噴射，然后與相應的時序吸入的空氣混合，因而，形成層狀分布的空氣-燃油的混合氣或均質化的空氣-燃油的混合氣。
一個從燃燒室27上部流向下部的垂直渦流，經(jīng)過位于活塞22的凹入部分22A的氣流入口邊的略有彎曲的周邊M1，進入凹入部分22A的內壁，繼續(xù)沿凹入部分的弓形內壁流動，通過位于傾斜上壁升起部分22B上的角落區(qū)域的角邊M2，使氣流有效地脫離升起部分22B，在此垂直渦流改變其流動方向，朝向了燃燒室27的上部。
換句話說，進氣開口24A布置在氣缸蓋21上，并位于假想平面40的一側，凹入部分處于進氣開口的下方，使它們相互對應。吸入的空氣流向進氣開口24A一側的氣缸壁23A，即凹入部分22A，被凹入部分22A的弧形表面所導向，而后繼續(xù)在凹入部分22A的弓形表面引導下，變成了向上的氣流，并指向了氣缸蓋下壁21A的中心線，或其附近區(qū)域。
因為氣缸蓋下壁21A為一屋脊形，垂直渦流再次流向進氣開口24A一側的氣缸壁23A，而后朝向凹入部分22A，因此，就形成了一個很強的湍流TF。
由于氣缸蓋21另一側上的位于假想平面40一側的進氣通道24，是垂直向上方伸延的，經(jīng)過進氣通道24進入燃燒室27的氣流，被促使向下方并沿進氣開口24A一側的氣缸壁23A流動，被引導成很強的向下部流動的氣流(朝向活塞22)。這樣可容易地形成強烈的垂直渦流。
此外，須形成一個凹入部分22A，至少存在垂直渦流入口側的略彎曲的周邊M1和垂直渦的出口側的尖銳的角邊M2。
結果是，垂直渦流的出口側尖銳周邊M2的形成，有利于被引導的氣流脫離凹入部分22A和沿凹入部分22A的弓開表面流動的氣流翻轉，氣流速度被加強，以便翻轉湍流能保持到壓縮沖程的后階段。
其結果是，當燃油提供給在壓縮沖程形成的緊湊燃燒室27A時，例如，當處于低負荷和低轉速時，尤其是進入凹入部分22A，以便燃油流向火花塞30，噴入的燃油保持在凹入部分，火花塞30周圍是加濃湍流態(tài)混合氣，而流入擠壓區(qū)22C的混合氣則是極稀的，在火花塞30周圍之外的區(qū)域還形成了一個湍流，其特點為分層分布的極稀混合氣。通過分層燃燒，盡管從整體看混合氣極稀，但仍可實現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。這就使耗油量得以改善。因此可以避免這樣一個不利情況，即燃油進入擠壓區(qū)域22C一側，然后作為燃燒不充分的廢氣排出，相應地使耗油性能變劣或排出氣體的惡化。由于形成了垂直渦流進入略彎曲周邊M1的進口側，雖有燃燒熱量集中的傾向，但至少在垂直渦進口側開口邊的角落區(qū)域不會如此，因而不會形成熱量集中點。此外，角落區(qū)域的略彎曲的形狀，可使活塞上壁的表面積減少。困擾至今的熱量損失，如上所述得以減少，從而使發(fā)動輸出更高的功率。在上述第一個實例中，對有關形成略彎曲的周邊M1的傾斜部分加以說明，如圖8(a)所示。然而，傾斜部分并不限制在這一結構。類似的有利因素，如上述的實例，仍可體現(xiàn)，在凹入部分22A的垂直氣流的入口側所成的角落區(qū)域，所述角落區(qū)域具有熱量集中的傾向，去除這一角落，使這傾斜部分所變成的形狀減少了活塞22上壁的表面積，例如，通過切銷，對傾斜部分作倒角處理，使之成為單一的傾斜壁，如圖8(b)所示，還可加工成由多個傾斜壁所組成，并分布在垂直渦流動的方向，或將其加工成倒圓。在以上所述實例的附圖中，沿內燃發(fā)動機曲軸的軸心線方向看，在凹入部分氣流入口側周邊的形狀，為一尺寸由大到小逐漸過渡到相對端。然而，略彎曲周邊也可加工成相等的過渡邊。這種情況，可帶來如上述實例相類似的有利因素。圖9表示本發(fā)明第1個實例中凹下部分22A的另一種結構。外邊是在垂直渦流的出口側形成的，其形狀為大致平行于假想的平面40。其中凹下部分22A的內壁是一個具有復合半徑的壁，即內壁包括一段平面壁和一段曲面壁，此平面壁和曲面壁平滑地過渡連接。在第1個實例中，凹下部分22A的外邊的折角部在垂直渦流進口端的形狀為一個平滑的圓形部分M1，在垂直渦流的出口端是一個邊緣部分M2，此部分位于排氣側，處在頂壁屋脊形升起部分22B的后邊緣，凹下部分22A的內壁相互連在一起。當然，這種結構產(chǎn)生的效果和第1個實例的相似。下面對照圖10和圖11說明本發(fā)明的第2個實例。第2個實例的結構中與第1個實例相同的部分均采用相同的標號。如圖所示，活塞頂部形成一個凹下部分。凹下部分22A有一個大致呈圓形的部分M1，該大致呈圓形的部分的對面是一個較平坦的部分M2，兩者位于垂直渦流的出口端，并且和過渡部分M3、M4相連接，其尺寸從圓形部分M1逐漸朝平坦部分M2收縮，M2位于垂直渦流的出口端。所述的過渡部分M3、M4的形狀構成是，可使圓形部分的尺寸平滑地從垂直渦流的進口端向垂直渦流的出口端縮小。所以能夠大大減小凹下部分外邊折角部的熱集中面積。還可以減少熱損失，以改善功率輸出特性。此外，在垂直渦流出口端的凹下部分22A的外邊形狀中，角邊部分M2與第1個實例上的相同。所以垂直渦流可以獨立地運動，從而在緊湊的燃燒室27A內形成翻轉的湍流，使分層燃燒能保持穩(wěn)定的稀燃狀態(tài)。圖11表示本發(fā)明的第2個實例中所述凹下部分22A的另一種結構。凹下部分22A的內壁是一個具有復合曲率半徑的壁，它位于垂直渦流的出口端，內壁大致平行于假想平面40延伸。此外，在排氣氣門側至排氣氣門頂壁有一個開口25A，它位于垂直渦流的出口端，其形狀是一個角邊部分M2，基本平行于升起部分22B的峰脊，還有一個大致圓形的部分M1位于垂直渦流的進口端，其形狀構成為，大致圓形的部分與過渡部分M3、M4平滑連接，而且圓形部分M1的尺寸朝對面的升起部分22B峰脊后面的邊緣部分M2收縮。此外，凹下部分22A的外邊折角部位于垂直渦流的進口端，是一個大致圓形的部分M1，它的過渡部分M3、M4平滑地朝邊緣部分M2縮小，在垂直渦流的出口端折角部M2大致平行于假想平面40。這種改進的結構和第2個實例相比具有基本相同的效果。在第2個實例中，以下結構和第1個實例中的相同，大致圓形的部分M1具有傾斜的形狀。但在第2個實例中，對此結構做了限制，傾斜部分可以構成一個單獨的傾斜壁或者若干個傾斜壁，這些傾斜壁是傾斜部分在垂直渦流進口的方向上分割出來的，也可以在垂直渦流進口端的凹下部分22A的折角部形成傾斜壁，所述的折角部雖然傾向于形成熱集中，但可由于活塞22頂壁表面積的縮減而得到克服，例如將斜壁和圓形部分組合在一起。此外，作為傾斜部分的大致圓形部分M1的形狀構成是，其尺寸朝著對面部分連續(xù)地縮小。圓形部分M1的尺寸也可以和進口的尺寸相同。在這種情況下也可以得到與第2個實例相同的效果。圖12、圖13(A)、圖13(B)和圖13(C)表示本發(fā)明所述內燃機的試驗結果，內燃機的結構是在本發(fā)明開發(fā)階段完成的，其試驗條件見以下所述。圖12表示在極限排放情況下節(jié)氣門全開特性曲線圖，圖中顯示的扭矩是內燃機在以下操作條件中所測得的，燃油數(shù)量的調節(jié)根據(jù)稀進的空氣量的增加而變化，以獲得預定的空燃比，該空燃比濃于化學計量空燃比，節(jié)氣門保持全開，燃油噴射發(fā)生在各個吸氣沖程。圖12中特別用□表出了活塞(b)的特性曲線，其結構是本發(fā)明的一個實例，其中的凹下部分位于活塞頂部。凹下部分有一個位于垂直渦流進口端的圓形部分M1，過渡部分M3、M4沿垂直渦流延伸，位于進口端和出口端之間，并連續(xù)地收縮尺寸，并且邊緣部分M2位于垂直渦流的出口端。圖12中的○表示活塞(a)的特性曲線圖，此活塞凹下部分開口的外壁具有整圓邊緣，它位于活塞頂部。圖12中的△表示活塞(c)的特性曲線圖，位于活塞頂部的凹下部分的開口外壁邊緣為截圓形，截圓沿進口布置。從以上試驗結果可知，在高負荷工況下，燃油噴射發(fā)生在吸氣沖程，活塞(b)，(c)的凹下部分具有圓形的折角部，所以其扭矩圖大致相同，所提供的扭矩大于活塞(a)，后者的凹下部分具有平面形的折角部，在從低轉速到高轉速的整個轉速區(qū)內，其輸出扭矩均小于前兩者。由此可知，在高負荷期間，輸出扭矩的改善效果對于活塞外邊呈截圓形的結構是等效的，它甚至比本發(fā)明所述活塞在垂直渦流出口端呈平面部分M2的結構更好。圖13(A)表示的耗油量曲線圖，其噴油是發(fā)生在壓縮沖程，該圖是活塞(a)的試驗結果，圖13(B)表示本發(fā)明的一個實例所述活塞(b)的試驗結果，圖13(C)表示活塞(c)的試驗結果。以上每個曲線圖都顯示出內燃機按以下條件工作時耗油量和斷火區(qū)(發(fā)生斷火的工作區(qū))的變化情況提供給內燃機的噴油量是固定的，空燃比隨節(jié)氣門開度的增加或減小而變化(供給的空氣量)，變化分級進行，空氣-燃油混合氣作為整體是稀的，燃油噴射正時根據(jù)各個空燃比而變化，燃油噴射發(fā)生在壓縮沖程的后半段。從圖中的試驗結果可知，在低負荷和低轉速期間，燃油噴射發(fā)生在壓縮沖程的后半段，活塞(a)，(b)由于至少在垂直渦流出口側的凹下部分具有平面部分，所以能提供大致相同的耗油量，作為比較的活塞(c)具有位于進口端的圓形部分和位于垂直渦流出口端的圓形部分，在整個試驗條件下提供的耗油量有了改善，而且斷火區(qū)更小(在各種操作條件下有更高的抗斷火性能)。換句話說，在內燃機低負荷和低轉速工作期間，其垂直渦流出口側具有平面部分M2的活塞能提供良好的翻轉湍流分離，在緊湊的燃燒室內維持翻轉湍流狀態(tài)，防止燃油噴濺到擠壓區(qū)，所提供的耗油量大致與凹下部分開口的外壁具有整圓邊緣的活塞的耗油量相等。至于斷火區(qū)，活塞(b)的斷火區(qū)顯然寬于活塞(a)的。從圖12、圖13(A)、圖13(B)和圖13(C)表示的本發(fā)明所述活塞結構的試驗結果中可知，垂直渦流能達到令人滿意的分離，空氣-燃油混合氣能維持分層燃燒，混合氣整體是稀的，所以空氣-燃油混合氣能在穩(wěn)定狀態(tài)下燃燒，并改善了耗油量。同時，即使空氣-燃油混合氣濃于可燃性稀燃混合氣(混合氣具有化學計量空燃比)，也能減小熱損失，改進功率輸出特性。在本發(fā)明的各個實例中，從進氣通道24吸進的空氣是從假想平面40一側的氣缸壁流向另一側氣缸壁的，其間氣流在活塞頂部的凹下部分22A處翻轉，形成所謂的翻轉湍流。所述的兩個實例均能達到同樣的效果，即使本發(fā)明用于所謂的普通湍流也是如此，在普通湍流的結構中，吸進的空氣流相對于氣缸軸線有一個角度，從假想平面40的一側沿氣缸蓋21的下壁流向另一側，并從另一側氣缸壁流回原側，在活塞頂部凹下部分22A處翻轉。換句話說，上述兩個實例具有相同的效果，包括將本發(fā)明用于活塞頂壁有凹下部分的結構， 此時吸入的空氣流----通過進氣通道被引入燃燒室然后沿氣缸軸線流動----在活塞頂壁的凹下部分處翻轉，形成渦流沿氣缸軸線向上運動。本發(fā)明的以上實例是用在4缸內燃機上的，其中每個氣缸具有兩個進氣門和兩個排氣門。當然本發(fā)明不限于用于4氣門內燃機，例如也可用于3氣門內燃機，此內燃機一般包括兩個進氣門和一個排氣門。本發(fā)明也可用于其他類型的內燃機。如上所述，本發(fā)明提供的缸內噴油式內燃機，其活塞頂壁具有凹下的部分，此結構能促進垂直渦流的生成，使吸進的空氣流體在進入發(fā)動機燃燒室后，先從氣缸蓋的下壁流向活塞頂壁，然后從活塞頂壁又折返，流回氣缸蓋下壁。位于垂直渦流進口處的凹下部分的折角部比垂直渦流出口處的角度要大，所以在燃燒室形成了強烈的垂直渦流。發(fā)動機在分層湍流的稀燃狀態(tài)下工作穩(wěn)定，分層湍流由濃空氣-燃油混合氣和極稀的空氣-燃油混合氣組成，所以降低了耗油量。此外，當空氣-燃油混合氣濃于所使用的低燃混合氣時也可以減少熱損失。所以本發(fā)明能夠明顯地提高內燃機的效率和功率輸出。
權利要求
1.一種缸內噴射式內燃發(fā)動機，包括一個具有上頂和下底的燃燒室(27)，其上頂由一個氣缸蓋(21A)的下壁構成，下底由一個安裝在缸內的活塞的上壁構成；一個進氣門，布置在所述燃燒室(27)內的所述氣缸蓋(21A)的下壁上；一個排氣門，布置在所述燃燒室(27)內的所述氣缸蓋(21A)的下壁上；一個進氣通道(24)在其下端通過所述進氣門與所述燃燒室(27)相通，以便在所述燃燒室(27)內使進入的空氣形成縱向渦流；一個排氣通道(25)在其下端通過所述排氣門與所述燃燒室(27)相通，以便將所述燃燒室(27)內的燃燒氣體排出；一個火花塞(30)，布置在所述燃燒室(27)內的所述氣缸蓋(21A)的下壁上；和一個將燃油直接噴射到所述燃燒室(27)內的噴油裝置(H)，本發(fā)明的特征是所述活塞(22)的上壁具有一個凹入部分(22A)，以使從所述進氣門進入所述燃燒室(27)內的空氣形成所述縱向渦流，所述凹下部分的外邊位于所述垂直渦流進口端的折角部(M1)，其角度大于垂直渦流出口端折角部(M2)的角度。
2.一種如權利要求1所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述凹下部分的外邊位于所述垂直渦流的進口端，在所述活塞(22)的頂壁構成所述折角部(M1)的傾斜部分，凹下部分(22A)的內壁從所述活塞(22)的頂壁向所述凹下部分(22A)傾斜。
3.一種如權利要求2所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述傾斜部分(M1)的形狀是，在所述活塞的頂壁一端和所述凹下部分(22A)內壁的一端之間有過渡圓角。
4.一種如權利要求2所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述傾斜部分(M1)的形狀是，從所述活塞(22)的頂壁一端向所述凹下部分(22A)內壁一端呈平面傾斜。
5.一種如權利要求2所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述傾斜部分(M1)的形狀是，所述凹下部分位于進口端的外邊的對面部分朝所述內燃機曲軸軸線方向延伸到所述垂直渦流的出口端。
6.一種如權利要求2-5中任何一項所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述傾斜部分(M1)的形狀是，所述傾斜部分的尺寸從所述凹下部分在進口端的外邊中央部分朝對面的一端減小。
7.一種如權利要求1所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述凹下部分的外邊位于垂直渦流的出口端，使位于所述活塞(22)頂壁的折角部和所述凹下部分(22A)的內壁構成一個銳邊部分(M2)。
8.一種如權利要求7所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述位于出口端的凹下部分的折角部呈一個倒角部分(M2)。
9.一種如權利要求7所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述朝下部分的外邊位于所述垂直渦流出口端，大致平行于假想平面(40)，此平面上有所述內燃機的曲軸軸線和所述氣缸的軸線。
10.一種如權利要求1所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述進氣門布置在燃燒室(27)的一側，所述凹下部分(22)布置在所述活塞(22)頂壁的偏心部位，并偏向一側，使所述凹下部分至少面對一個進氣門。
11.一種如權利要求10所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述凹下部分(22A)的形狀可使所述垂直渦流的流動方向的橫截面與圓形電弧的形狀相吻合。
12.一種如權利要求10所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述凹下部分(22A)的形狀是球面形。
13.一種如權利要求1所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述氣缸蓋下壁(21A)的形狀是進氣門一側構成的屋脊形，下壁的一側斜面位于排氣門一端，下壁的另一側斜面位于對面一端，所述的活塞(22)的頂壁位于所述屋脊形上，具有一個位于進氣門側的傾斜頂壁和一個位于排氣門側的傾斜頂壁，其形狀與所述進氣門側的傾斜下壁和所述排氣門側傾斜下壁的形狀相吻合。
14.一種如權利要求13所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述凹下部分(22A)的形狀包括位于所述進氣門側的傾斜頂壁，并且所述凹下部分(22A)在所述垂直渦流出口端的形狀高于所述垂直渦流進口端的形狀。
15.一種如權利要求13所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述凹下部分(22A)的形狀沿整個進氣門側傾斜頂壁和所述排氣門側傾斜頂壁延伸。
16.一種如權利要求15所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述折角部由所述排氣門側的傾斜頂壁構成，所述凹下部分(22A)的內壁由邊緣部分(M2)的形狀構成，作為所述垂直渦流出口端的所述凹下部分的外壁。
17.一種如權利要求1所述的缸內噴射式內燃發(fā)動機，其特征是，所述進氣通道(24)布置在所述假想平面(40)的一側，并且沿所述假想平面(40)垂直延伸，穿過所述氣缸蓋(21)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種缸內噴射式內燃發(fā)動機，它包括一個具有上頂和下底的燃燒室；一個進氣門；一個排氣門；一個進氣通道在其下端通過所述進氣門與所述燃燒室相通，以便在所述燃燒室內使進入的空氣形成縱向渦流；一個排氣通道在其下端通過所述排氣門與所述燃燒室相通，以便將燃燒室內的燃燒氣體排出；一個火花塞，和一個噴油裝置。本發(fā)明的特征是上壁具有一個凹入部分，以使從所述進氣門進入燃燒室內的空氣形成縱向渦流，其角度大于垂直渦流出口端折角部的角度。
文檔編號F02B23/10GK1149904SQ96190255
公開日1997年5月14日 申請日期1996年3月27日 優(yōu)先權日1995年3月28日
發(fā)明者織田英幸, 五島賢司 申請人:三菱自動車工業(yè)株式會社