本发明专利技术提供一种柴油发动机。在从燃料喷射阀的中心轴至腔的唇部中的向径向内侧最突出的部分的连接距离设为唇部半径R（mm）、燃料喷射阀的喷孔的轴方向长度设为喷孔长度L（mm）、喷孔的直径设为喷孔径D（mm）、汽缸的半径设为缸孔半径B（mm）时，将这些各值以满足下式（1）的关系的形式进行设定。[式1]：99.4D×（1－3D）×（L＋2.7）≤R≤min｛237.1D×（1-3D）×（0.8L+1），2B/3｝…（1）。根据本发明专利技术的柴油发动机，可以同时实现低负荷域中的冷却损失的减少和中·高负荷域中的黑烟的减少这两者。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具备在汽缸内往复运动的活塞、从与活塞的冠面相向的一侧覆盖汽缸的端面的汽缸盖、和安装于汽缸盖的燃料喷射阀的柴油发动机，尤其涉及在活塞冠面上形成所谓凹型腔的柴油发动机。
技术介绍
在柴油发动机、尤其是使用于乘用车等的比较小型的柴油发动机中，在活塞的冠面上大多形成有凹型的腔、即中央部隆起且开口部向上方缩小地变窄的腔(例如参照下述专利文献I)。根据凹型的腔设置于活塞的如专利文献I的柴油发动机，例如在发动机的中负荷域或高负荷域上从燃料喷射阀喷射比较大量的燃料时，引起到达腔的周缘部的燃料喷雾沿着腔的壁面反转(向中心侧转换方向)的那样的流动，借助于此促进燃料与空气的混合，因此期望黑烟(soot)的产生量减少。专利文献1:日本特开2010-121483号公报。
技术实现思路
为了进一步提高如上所述的中.高负荷域中的混合的促进效果，有效的是增强从燃料喷射阀喷射的燃料的穿透性(穿透力)。当喷雾的穿透性增强时，即使在离燃料喷射阀足够远的位置上也能够确保喷雾的速度达到高速，因此可以使喷雾在燃烧室内遍及更广的范围。另外，作为影响喷雾的穿透性的要素之一，具有燃料喷射阀的喷孔的轴方向长度(喷孔长度)。如果该喷孔长度较长，则即便喷射量相同，喷雾的穿透性也较强。因此，如上所述在试图增强穿透性时，例如使用喷孔长度较长的燃料喷射阀即可。然而，在只考虑中?高负荷域中的混合促进而过度增强喷雾的穿透性时，低负荷域中的冷却损失增大，存在对发动机的燃料消耗性能带来坏影响的担忧。即，在燃料喷射量较少的低负荷域中，本来就几乎不引起喷雾沿着腔的壁面向中心侧反转的那样的流动。因此，即使喷雾中的燃料燃烧，火焰(燃烧气体)也几乎不从腔的周缘部的周围移动，而燃烧热的一部分被腔的壁面吸收。此时，在不必要地增强喷雾的穿透性时，火焰在腔的壁面的较广范围内扩散，从而被腔的壁面夺走的燃烧热增大，其结果是存在冷却损失增大的担忧。本专利技术是鉴于如上述的情况而形成，其目的是提供能够同时实现在低负荷域中的冷却损失的减少和中.高负荷域中的黑烟的减少的两者的柴油发动机。作为解决上述问题的本专利技术是具备在汽缸内往复运动的活塞、从与活塞的冠面相向的一侧覆盖汽缸的端面的汽缸盖、和安装于汽缸盖的燃料喷射阀的柴油发动机；上述燃料喷射阀具有内部被导入燃料的阀体，在作为该阀体的活塞侧端部的梢端部上穿设有用于向活塞喷射阀体内部的燃料的多个喷孔；在上述活塞的冠面上，以能够至少在活塞位于上死点时接收从上述燃料喷射阀喷射的燃料的形式形成有向与汽缸盖相反的一侧凹入且在俯视时圆形的腔；形成上述腔的壁面具有以越靠近腔的中心侧而离上述燃料喷射阀越近的形式隆起的中央隆起部、形成于与中央隆起部相比靠近活塞的径向外侧的位置且在剖视时向径向外侧凹入的周边凹部、和形成于周边凹部和活塞的冠面之间且在剖视时向活塞的径向内侧凸出的唇部；在从通过上述燃料喷射阀的梢端部的中心的中心轴至上述唇部中的向径向内侧最突出的部分的连接距离设为唇部半径R (mm)、上述喷孔的轴方向长度设为喷孔长度L (mm)、上述喷孔的直径设为喷孔径D (mm)、上述汽缸的半径设为缸孔半径B (mm)时，将这些各值以满足下式(I)的关系的形式进行设定。99.4DX (1- 3D) X (L + 2.7)彡 R 彡 min {237.1DX (I — 3D) X (0.8L + 1)，2B/3}…(I)。另夕卜，在该式(I)中，min{237.1DX (I —3D) X (0.8L + I )，2B/3 }表示为“237.1DX (1- 3D) X (0.8L + I)” 以及“2B/3” 中较小的一方。根据本专利技术，腔的唇部半径R设定为根据使用喷孔长度L以及喷孔径D的式“99.4DX (1- 3D) X (L + 2.7)”规定的值以上，因此在发动机的低负荷域中从燃料喷射阀喷射少量的燃料时，可以将喷雾到达腔的壁面时的速度抑制为足够小。借助于此，在喷雾中的燃料与空气反应而燃烧时，可以减小因该燃烧而产生的火焰(燃烧气体)与腔的壁面接触的面积，可以有效地减少燃烧热被腔的壁面吸收而产生的损失、即冷却损失。又，腔的唇部半径R设定为根据使用喷孔长度L、喷孔径D、缸孔半径B的式“min{237.1DX (1- 3D) X (0.8L + I )，2B/3 }”规定的值以下，因此在发动机的中?高负荷域中从燃料喷射阀喷射大量的燃料时，可以将喷雾到达腔的壁面时的速度维持在足够大的值，从而可以增强使喷雾沿着腔的壁面反转的流动(纵向涡)。借助于此，喷雾保持高速的同时向腔的中心侧流动，在此过程中促进燃料的混合，因此可以使燃料在空气丰富的环境下进行燃烧，可以有效地减少黑烟的产生量。在本专利技术中，优选的是上述喷孔径D设定为0.1±0.015mm，且上述喷孔长度L设定为0.7mm以下。这样的喷孔径D以及喷孔长度L的条件对于排气量比较小(因此缸孔径较小)的小型的柴油发动机较适合。此外，当考虑在燃料喷射阀上加工喷孔时的加工性和阀体的强度等时，优选的是上述喷孔长度L设定为0.5mm以上。如以上所述，根据本专利技术的柴油发动机，可以同时实现低负荷域中的冷却损失的减少和中.高负荷域中的黑烟的减少这两者。【附图说明】图1是示出根据本专利技术的一种实施形态的柴油发动机的整体结构的图； 图2是放大示出发动机主体的一部分的剖视图； 图3是示出发动机的控制系统的框图； 图4是示出燃料喷射阀的结构的图，其中图4 (a)是剖视图，图4 (b)是侧视图； 图5是示出根据发动机的运行状态不同地进行设定的燃料喷射形态的一个示例的图； 图6是活塞的局部放大剖视图； 图7是活塞的俯视图； 图8是用于说明在发动机的低负荷域中喷射燃料的情况下得到的喷雾以及燃烧气体的动作的示意图，其中图8 (a)示出将到达壁面时的喷雾梢端速度设定为20m/s以下的情况，图8 (b)示出将上述速度设定为超过20m/s的情况； 图9是用于说明在发动机的中负荷域中喷射燃料的情况下得到的喷雾以及燃烧气体的动作的示意图，其中图9 (a)示出将到达壁面时的喷雾梢端速度设定为50m/s以上的情况，图9 (b)示出将上述速度设定为小于50m/s的情况； 图10是为了通过与喷孔长度之间的关系确定在发动机的低负荷域中使到达壁面时的喷雾梢端速度达到20m/s以下的唇部半径的条件而使用的图表，其中图10 (a)示出喷雾梢端到达距离与喷雾梢端速度之间的关系，图10 (b)示出喷孔长度与唇部半径之间的关系；图11是为了通过与喷孔长度之间的关系确定在发动机的中负荷域中使到达壁面时的喷雾梢端速度达到50m/s以上的唇部半径的条件而使用的图表，其中图11 (a)示出喷雾梢端到达距离与喷雾梢端速度之间的关系，图11 (b)示出喷孔长度与唇部半径之间的关系；图12是在喷孔径为0.1mm、缸孔半径为38_时，求出能够同时实现冷却损失的减少与黑烟的减少的两者的喷孔长度L以及唇部半径R的条件的图表； 图13是用于说明上述实施形态的变形例的图； 符号说明: 1发动机主体； 2汽缸； 4活塞； 5汽缸盖； 10腔； 11中央隆起部； 12周边凹部； 13唇部； 20燃料喷射阀； 21阀体； 21a 梢端部； 22喷孔。【具体实施方式】(I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柴油发动机，其特征在于，是具备在汽缸内往复运动的活塞、从与活塞的冠面相向的一侧覆盖汽缸的端面的汽缸盖、和安装于汽缸盖的燃料喷射阀的柴油发动机；所述燃料喷射阀具有内部被导入燃料的阀体，在作为该阀体的活塞侧端部的梢端部上穿设有用于向活塞喷射阀体内部的燃料的多个喷孔；在所述活塞的冠面上，以能够至少在活塞位于上死点时接收从所述燃料喷射阀喷射的燃料的形式形成有向与汽缸盖相反的一侧凹入且在俯视时圆形的腔；形成所述腔的壁面具有以越靠近腔的中心侧而离所述燃料喷射阀越近的形式隆起的中央隆起部、形成于与中央隆起部相比靠近活塞的径向外侧的位置且在剖视时向径向外侧凹入的周边凹部、和形成于周边凹部和活塞的冠面之间且在剖视时向活塞的径向内侧凸出的唇部；在从通过所述燃料喷射阀的梢端部的中心的中心轴至所述唇部中的向径向内侧最突出的部分的连接距离设为唇部半径R（mm）、所述喷孔的轴方向长度设为喷孔长度L（mm）、所述喷孔的直径设为喷孔径D（mm）、所述汽缸的半径设为缸孔半径B（mm）时，将这些各值以满足下式（1）的关系的形式进行设定；[式1]99.4D×（1－3D）×（L＋2.7）≤R≤min｛237.1D×（1－3D）×（0.8L＋1），2B/3｝…（1）。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：志茂大辅，金尚奎，平林千典，难波真，宫崎正浩，加藤雄大，
申请(专利权)人：马自达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。