发动机的燃烧室结构制造技术

本发明专利技术提供通过形成为确保燃烧室内的挤流区域的平衡的结构，能够使燃烧室内的混合气适当地均匀化的发动机的燃烧室结构。根据本发明专利技术的发动机的燃烧室结构，具有：形成有腔室（11）的活塞（10）；和形成为能够形成屋脊形状的燃烧室的结构的汽缸盖（30）；在活塞（10）的上部具有围绕腔室（11）的外侧的环状部（13）；该环状部（13）具有位于屋脊棱线（Y）的下方的第一活塞上表面部（10A）、和位于与屋脊棱线（Y）正交的线（X）的下方的第二活塞上表面部（10B）；并且形成为由第一活塞上表面部（10A）形成的挤流区域（SA1）与由第二活塞上表面部（10B）形成的挤流区域（SA3）的容积比为规定值以下的结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机的燃烧室结构，尤其涉及在规定的运行区域，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间向汽缸内喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构。
技术介绍
一般而言，在使用汽油或者以汽油为主成分的燃料的发动机中，广泛采用通过火花塞进行点火的火花点火方式。另一方面，最近，从谋求燃料消耗量的改善的观点等考虑，正在开发将高压缩比（例如17以上）作为发动机的几何压缩比而进行应用，在使用汽油或以汽油为主成分的燃料的同时，在规定的运行区域执行压缩自动点火（具体而言是被称为HCCI（homogeneous-chargecompressionignition；均质充量压缩点火燃烧）的预混合压缩自动点火）的技术。执行这样的压缩自动点火的发动机的燃烧室结构例如被专利文献1公开。专利文献1公开了使应用于高压比发动机中的燃烧室结构形成为对形成于活塞上表面的中央部的腔室内部充分进行扫气的结构，从而谋求填充效率的改善的技术。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本特开2014-43782号公报。
技术实现思路
在执行压缩自动点火的发动机中，在规定的运行区域（例如低旋转·高负荷域）中，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间喷射燃料并执行点火，但是在该情况下，从燃料喷射至点火的时间较短，因此难以使混合气在燃烧室内均匀地扩散。因此，在燃烧室内产生混合气较浓的部分和较稀的部分，从而含有燃料的混合气在未燃烧的情况下被排出，或者在应燃烧的正时之后发生燃烧（后燃烧），导致燃料消耗量恶化。又，产生烟气，从而还使排放性恶化。因此，在如上所述的执行压缩自动点火的发动机中，优选的是在执行燃料喷射后，使燃烧室内的混合气迅速形成均匀的状态，换言之，优选的是能够迅速确保燃烧室内的混合气的均匀性。然而，以往，从进气门以及排气门的配置便利性的观点等考虑，采用了汽缸盖侧的燃烧室顶部形成为人字屋顶形状（屋脊（Pent-roof）形状）的燃烧室，但是在如上所述的执行压缩自动点火的发动机中应用这样的燃烧室时，燃烧室内的混合气具有变得不均匀的倾向。其原因如下。在使用屋脊形状的燃烧室的发动机中，沿着构成屋脊形状的棱线（相当于位于屋脊的顶上部，且两个顶面（倾斜面）相交的线，以下适当地称为“屋脊棱线”）剖切的燃烧室的截面、与沿着和该屋脊棱线正交的线剖切的燃烧室的截面形成为不同的形状。因此，在活塞位于上死点时，在位于屋脊棱线下方的活塞上部的外缘部（表示腔室的外侧部分。以下同样如此。）和汽缸盖下表面（表示燃烧室的顶部。以下同样如此。）之间形成的空间的容积、与在位于和屋脊棱线正交的线的下方的活塞上部的外缘部和汽缸盖下表面之间形成的空间的容积不相同。另外，形成在活塞上部的外缘部和汽缸盖的下表面之间的空间通常称为“挤流区域（squisharea）”。因此，在压缩上死点后产生、且在活塞上部的外缘部和汽缸盖的下表面之间的间隙内流入气体的逆挤流的强度根据燃烧室内的位置的不同而改变，从而在燃烧室内产生不均匀的流动。因此，在应用屋脊形状的燃烧室的发动机中，因上述产生于燃烧室内的不均匀的流动，燃烧室内的混合气具有变得不均匀的倾向。其结果是，如上所述，因未燃烧或后燃烧而导致燃料消耗量恶化，或者因烟气而导致排放性恶化。本专利技术是为了解决上述现有技术的问题而形成，其目的是通过形成为确保燃烧室内挤流区域的平衡的结构，能够使燃烧室内的混合气适当地均一化的发动机的燃烧室结构。为了实现上述目的，本专利技术是在规定的运行区域，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间向汽缸内喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，具有：在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；和形成为能够形成屋脊形状的燃烧室的结构，并在与活塞的中央部相对应的位置上配置有燃料喷射阀，且在夹着屋脊形状的棱线的两侧分别配置有两个进气门和两个排气门的汽缸盖；在活塞的上部具有从腔室的外缘延伸至该活塞的上表面的外缘，且围绕该腔室的外侧的环状部；活塞的环状部具有位于屋脊形状的棱线的下方的部分、即第一活塞上表面部、和位于与屋脊形状的棱线正交且通过燃烧室的中心轴线的线的下方的部分、即第二活塞上表面部；并且形成为如下结构：在活塞位于上死点时，形成于第一活塞上表面部和汽缸盖的下表面之间的空间的容积和形成于第二活塞上表面部和汽缸盖的下表面之间的空间的容积的比值为规定值以下；在形成为这样的结构的本专利技术中，形成有如下结构：在活塞位于上死点时，形成于第一活塞上表面部和汽缸盖的下表面之间的空间的容积和形成于第二活塞上表面部和汽缸盖的下表面之间的空间的容积的比值为规定值以下，其中，该第一活塞上表面部位于屋脊形状的棱线的下方，该第二活塞上表面部位于与屋脊形状的棱线正交且通过燃烧室的中心轴线（对应于汽缸的中心轴线）的线的下方，因此能够确保燃烧室整体内的挤流区域的大小的平衡，能够对发生于燃烧室内的逆挤流的强弱适当地进行缓和。其结果是，在执行燃料喷射后，能够迅速地制造出燃烧室内的混合气大致均匀的状态，换言之能够迅速地确保燃烧室内的混合气的均匀性。因此，能够改善因未燃烧或后燃烧等而引起的燃料消耗量的恶化、或者烟气引起的排放性的恶化。在本专利技术中，优选的是第二活塞上表面部形成为位于比第一活塞上表面部靠近下方的位置的结构；根据形成为这样的结构的本专利技术，在使第二活塞上表面部形成为位于比第一活塞上表面部靠近下方的位置的结构时，能够增大由第二活塞上表面部形成的挤流区域的容积，使其接近由第一活塞上表面部形成的挤流区域的容积。或者，在使第一活塞上表面部形成为位于比第二活塞上表面部靠近上方的位置的结构时，能够减小由第一活塞上表面部形成的挤流区域的容积，使其接近由第二活塞上表面部形成的挤流区域的容积。由上所述，能够使由第一活塞上表面部形成的挤流区域的容积和由第二活塞上表面部形成的挤流区域的容积的比值适当地达到规定值以下。在本专利技术中，优选的是第二活塞上表面部随着屋脊形状的倾斜，朝着活塞的上表面的外缘向下倾斜；根据形成为这样的结构的本专利技术，第二活塞上表面部随着屋脊形状的倾斜，朝着活塞上表面的外缘向下倾斜，因此能够适当地维持腔室的形状等，且能够适当地增大由第二活塞上表面部形成的挤流区域的容积，使其接近由第一活塞上表面部形成的挤流区域的容积。在本专利技术中，优选的是形成为如下结构：在活塞位于上死点时，形成于第一活塞上表面部和汽缸盖的下表面之间的空间的容积和形成于第二活塞上表面部和汽缸盖的下表面之间的空间的容积的比值大致为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机的燃烧室结构，其特征在于，是在规定的运行区域，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间向汽缸内喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，具有：在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；和形成为能够形成屋脊形状的燃烧室的结构，并在与所述活塞的中央部相对应的位置上配置有燃料喷射阀，且在夹着所述屋脊形状的棱线的两侧分别配置有两个进气门和两个排气门的汽缸盖；在所述活塞的上部具有从所述腔室的外缘延伸至该活塞的上表面的外缘、且围绕所述腔室的外侧的环状部；所述活塞的环状部具有位于所述屋脊形状的棱线的下方的部分、即第一活塞上表面部、和位于与所述屋脊形状的棱线正交且通过燃烧室的中心轴线的线的下方的部分、即第二活塞上表面部；并且形成为如下结构：在所述活塞位于上死点时，形成于所述第一活塞上表面部和所述汽缸盖的下表面之间的空间的容积和形成于所述第二活塞上表面部和所述汽缸盖的下表面之间的空间的容积的比值为规定值以下。

【技术特征摘要】
2015.01.09 JP 2015-0033751.一种发动机的燃烧室结构，其特征在于，
是在规定的运行区域，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间向汽缸内喷射燃
料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，具有：
在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；和
形成为能够形成屋脊形状的燃烧室的结构，并在与所述活塞的中央部相对应的位置上
配置有燃料喷射阀，且在夹着所述屋脊形状的棱线的两侧分别配置有两个进气门和两个排
气门的汽缸盖；
在所述活塞的上部具有从所述腔室的外缘延伸至该活塞的上表面的外缘、且围绕所述
腔室的外侧的环状部；
所述活塞的环状部具有位于所述屋脊形状的棱线的下方的部分、即第一活塞上表面
部、和位于与所述屋脊形状的棱线正交且通过燃烧室的中心轴线的线的下方的部分、即第
二活塞上表面部；
并且形成为如下结构：在所述活塞位于上死点时，形成于所述第一活塞上表面部和所
述汽缸盖的下表面之间的空间的容积和形成于所述第二活塞上表面部和所述汽缸盖的下
表面之间的空间的容积的比值为规定值以下。
2.根据权利要求1所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于，
所述第二活塞上表面部形成为位于比所述第一活塞上表面部靠近下方的位置的结构。
3.根据权利要求2所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于，
所述第二活塞上表面部随着所述屋脊形状的倾斜，朝着所述活塞的上表面的外缘向下
倾斜。
4.根据权利要求1所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于，
形成为如下结构：
在所述活塞位于上死点时...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田健儿，藤川龙也，山川正尚，浅地大介，长津和弘，神长隆史，宫本亨，养祖隆，阿部博听，
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