直噴式柴油發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直噴式柴油發(fā)動機的改良，該直噴式柴油發(fā)動機在活塞頂面中央部形成空腔燃燒室，并且在該空腔燃燒室的大致中心位置處配置多噴孔的燃料噴射嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]在直噴式柴油發(fā)動機中，近年來，嘗試使缸內(nèi)的氣體流動較少而減少冷卻損失，從而實現(xiàn)燃料消耗的改善，但由于與低氣體流動化相伴的混合不良，使得煤煙(soot)具有增多的趨勢。
[0003]在專利文獻1中，公開了一種直噴式柴油發(fā)動機，該直噴式柴油發(fā)動機為了應(yīng)對這種問題，使用具備相對于氣缸中心軸線的傾斜角的大小不同的2個噴孔組的燃料噴射嘴。在此，與指向上側(cè)的一個噴孔組的穿透力相比，將指向下側(cè)的另一個噴孔組的穿透力設(shè)定得較大，并且這2種噴孔在周向上交替配置。由此，使燃料在燃燒室內(nèi)分散得較廣，實現(xiàn)煤煙的減少。
[0004]另外，專利文獻2涉及一種將無法壓縮點火的甲醇作為燃料的甲醇發(fā)動機，該甲醇發(fā)動機也使用具備相對于氣缸中心軸線的傾斜角的大小不同的2個噴孔組的燃料噴射嘴。并且，在與指向上側(cè)的噴孔組中的1個噴孔的噴霧中心軸線相交叉的位置處，設(shè)置有針對甲醇燃料進行點火的預(yù)熱塞(glow plug)。
[0005]在進行壓縮點火的直噴式柴油發(fā)動機中，為了進行冷起動，需要預(yù)熱塞或者作為其替代部件的進氣加熱器等，但在上述專利文獻1中，關(guān)于預(yù)熱塞的配置，并未進行公開。
[0006]另一方面，專利文獻2是從噴孔噴射出的燃料與預(yù)熱塞直接碰撞的結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，存在預(yù)熱塞的耐久性變低的問題。另外，在直噴式柴油發(fā)動機中，特別是在需要預(yù)熱塞這樣的冷起動時，通常與燃燒室內(nèi)的渦流進行組合，但是，在渦流的存在下，沿渦流流動來的后面的燃料團在氣缸的高度方向上相對地位于下側(cè)的位置，因此如果如專利文獻2那樣與上側(cè)的噴霧中心軸線相對應(yīng)地配置預(yù)熱塞，則預(yù)熱塞無法與后面的燃料團接觸。因此，渦流存在下的點火性較低。
[0007]專利文獻1:日本特開2005 - 120832號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平6 — 74131號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是一種直噴式柴油發(fā)動機，其在活塞頂面中央部具有空腔燃燒室，并在該空腔燃燒室的大致中心位置處配置多噴孔的燃料噴射嘴，并且在氣缸內(nèi)生成渦流，
[0010]該直噴式柴油發(fā)動機具備預(yù)熱塞，該預(yù)熱塞以前端部在活塞上止點位置處進入所述空腔燃燒室內(nèi)的方式從頂棚面凸出，
[0011]所述燃料噴射嘴具有相對于氣缸中心軸線的傾斜角彼此不同的第1噴孔組和第2噴孔組，
[0012]屬于第1噴孔組的多個第1噴孔以各自的噴霧中心軸線為放射狀的方式配置，并且屬于第2噴孔組的多個第2噴孔以各自的噴霧中心軸線為放射狀的方式配置，并且，第1噴孔與第2噴孔在周向上交替地配置，
[0013]所述預(yù)熱塞在周向上位于第1噴孔的噴霧中心軸線與第2噴孔的噴霧中心軸線之間，并且在氣缸的高度方向上，凸出至相對地指向下側(cè)位置的一個噴霧中心軸線的高度為止。
[0014]在這種結(jié)構(gòu)中，從各噴孔噴射出的噴霧不會直接碰撞預(yù)熱塞，在噴射后，由于渦流而向渦流下游側(cè)不斷擴大的燃料團與預(yù)熱塞接觸。此時，從第1噴孔噴射出的噴霧與從第2噴孔噴射出的噴霧在缸內(nèi)的高度位置不同，但預(yù)熱塞凸出得足夠長，從而能夠與雙方的噴霧相對應(yīng)，因而在第1噴孔組以及第2噴孔組中的任一者的噴霧所產(chǎn)生的燃料團與預(yù)熱塞接觸之后，由于渦流而流動來的后續(xù)的另一者的噴霧的燃料團也與預(yù)熱塞可靠地接觸。因此，在冷起動時取得可靠的點火。
[0015]在本發(fā)明的優(yōu)選的一個實施例中，在一個噴孔組的噴孔直徑大于另一個噴孔組的噴孔直徑的情況下，所述預(yù)熱塞優(yōu)選在周向上位于噴孔直徑相對較大的噴孔的噴霧中心軸線的渦流下游側(cè)。
[0016]S卩，由于如上述所示噴孔直徑不同，因此從噴孔直徑較大的噴孔噴射相對較多的燃料，而在上述結(jié)構(gòu)中，在燃料噴射后，噴孔直徑較大的噴孔所產(chǎn)生的包含較多燃料的燃料團由于渦流而最先與預(yù)熱塞接觸，然后，噴孔直徑較小的噴孔的噴霧所產(chǎn)生的燃料團與預(yù)熱塞接觸。因此，在點火性方面是有利的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在相對于氣缸中心軸線的傾斜角的大小不同的第1噴孔和第2噴孔在周向上交替配置而成的結(jié)構(gòu)的直噴式柴油發(fā)動機中，能夠確保預(yù)熱塞的耐久性，并且提高冷起動時的點火性。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明所涉及的直噴式柴油發(fā)動機的一個實施例的剖視圖。
[0019]圖2是表示該實施例的燃燒室部分的主要部件的剖視圖。
[0020]圖3是表示燃燒室內(nèi)的噴霧的狀態(tài)的說明圖。
[0021]圖4是表示本發(fā)明的第2實施例的主要部件的剖視圖。
[0022]圖5是表示該第2實施例中的燃燒室內(nèi)的噴霧的狀態(tài)的說明圖。
【具體實施方式】
[0023]下面，基于附圖，對本發(fā)明的一個實施例詳細地進行說明。
[0024]圖1是本發(fā)明所涉及的直噴式柴油發(fā)動機的主要部件的剖視圖，在形成于氣缸體3上的氣缸4中，以能夠滑動的方式嵌合有活塞1，并且在該氣缸體3的上表面處載置固定有氣缸蓋2。該氣缸蓋2的下表面平坦地形成，對氣缸4的上端開口進行覆蓋。
[0025]在上述活塞1的頂面處，凹陷設(shè)置有凹腔(reentrant)型的空腔燃燒室5。該空腔燃燒室5形成以活塞中心軸線為中心的旋轉(zhuǎn)體形狀，即，在活塞1的俯視觀察時形成正圓形，并且在活塞1的中心處形成。另外，在上述氣缸蓋2側(cè)，在與上述空腔燃燒室5的中心相對應(yīng)的氣缸4的中心位置處，配置有多噴孔的燃料噴射嘴6。在本實施例中，上述燃料噴射嘴6沿著氣缸4的中心軸線進行配置，即垂直地進行配置。
[0026]在上述氣缸蓋2處，配置有一對進氣閥7以及一對排氣閥8，分別對進氣口 9以及排氣口 10的前端開口部進行開閉。這些進氣閥7以及排氣閥8以各自的閥桿與氣缸4的中心軸線平行的垂直姿態(tài)進行配置。在此，通過一對進氣閥7分別開閉的一對進氣口 9中的一個進氣口 9構(gòu)成為螺旋口，另一個進氣口 9構(gòu)成為直口，通過關(guān)閉配置在直口側(cè)的渦流控制閥(不圖示)，從而成為能夠可變地控制氣缸4內(nèi)在箭頭S方向(參照圖3、圖5)上生成的渦流的強度的結(jié)構(gòu)。此外，即使渦流控制閥不動作(處于打開狀態(tài))，通過由螺旋口構(gòu)成的進氣口 9自身的形狀，也能夠生成箭頭S方向上的禍流。
[0027]另外，在上述氣缸蓋2處，以前端部在活塞上止點位置處進入上述空腔燃燒室5內(nèi)的方式，配置有從氣缸蓋2下表面(燃燒室頂棚面)凸出的棒狀的預(yù)熱塞11。
[0028]圖2示出上述空腔燃燒室5的更具體的剖面形狀。該空腔燃燒室5作為凹腔型，在底面中央處具有山型的中央凸起部5a，與中間附近的高度位置處的最大直徑相比，入口部分處的唇部5b的直徑相對較小。在該空腔燃燒室5的周圍以圓環(huán)狀殘留的活塞頂面13沿著相對于活塞中心軸線正交的平面，在活塞上止點位置處，與氣缸3的上表面大致為相同的平面。因此，在活塞上止點位置處，在活塞頂面13與氣缸蓋2下表面(燃燒室的頂棚面)之間，與氣缸蓋墊片12 (參照圖1)的厚度大致相當?shù)拈g隙作為擠氣面積(squish area)而殘留。此外，雖然省略圖示，但在與進氣閥7以及排氣閥8的閥頭部對應(yīng)的位置處，凹陷設(shè)置有比較淺的閥龕。
[0029]對于以上述方式構(gòu)成的空腔燃燒室5，燃料噴射嘴6具備相對于氣缸中心軸線的傾斜角的大小不同的2個噴孔組。標號F1所示的直線表示第1噴孔組的噴霧中心軸線。該第1噴孔組包含在周向上等間隔地配置的多個噴孔，例如4?6個噴孔，這些噴孔(下面，根據(jù)需要也稱為第1噴孔)相對于氣缸中心軸線分別具有相同的傾斜角Θ1。因此，多個噴霧沿著以氣缸中心軸線為中心的傾斜角Θ1的圓錐而形成。在此，屬于第1噴孔組的各噴孔的噴霧中心軸線F1在活塞上止點位置處指向唇部5b的圓柱