发动机的燃烧室结构制造技术

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：上表面的中央部形成有腔室（11）的活塞（10）；设置于与活塞（10）的中央部相对应的位置、并以进入腔室（11）内的形式喷射燃料的燃料喷射阀（3）；以及设置于比活塞（10）的中央部靠近径向外侧、且与腔室（11）的上方相对应的位置的火花塞（4），活塞（10）的腔室（11）由随着往径向外方行进而曲率增大的曲面（11c）形成，该曲面（11c）中，缘端部（11d）的切线方向（TL）与比设置火花塞（4）的位置靠近径向外侧的燃烧室顶部（20a）交叉。

Combustion chamber structure of engine

In the operation of regional regulations, in the second half of the compression stroke from the expansion during the first half of the trip to the fuel injection and combustion chamber structure, performing on the compression ignition engine dead after having central portion of the upper surface of the forming chamber (11) of the piston (10) is arranged on the piston; and (10) the central portion of the corresponding position, and to enter the chamber (11) in the form of fuel injection of the fuel injection valve (3); and (10) than the piston arranged in the central portion of the radial and lateral cavity near the spark plug (11) above the corresponding location (4), a piston (10) the chamber (11) surface by with the party and to the radial curvature increases (11c), the surface (11c), (11d) the edge end of the tangent direction (TL) and set the spark plug (4) located near the radial outer combustion Cross the top (20a) of the combustion chamber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发动机的燃烧室结构
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。近几年，从谋求燃料消耗率的改善的观点等出发，正在开发将高压缩比（例如14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）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缩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，从而谋求填充效率改善的技术。其他，执行压缩自动点火的发动机也例如被专利文献2公开。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本特开2014-43782号公报；专利文献2：日本特开2012-215098号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：在上述那样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，为了抑制所谓的提前点火（preignition）（过早点火），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在压缩上死点后执行由火花塞进行的强制点火。该情况下，从喷射燃料至点火的时间较短，因此，往往会在无法较早地将含有喷射的燃料的混合气输送至火花塞周围的情况下导致火花塞的点火性恶化。又，由于喷射燃料至点火的时间较短，从而存在燃烧室内产生混合气较浓的部分和较稀的部分的倾向，即存在不能确保燃烧室内的混合气的均匀性的倾向。在像这样不能确保混合气的均匀性的情况下，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），导致燃料消耗率恶化。此外，还产生烟（smoke），从而使排放性（emission）也恶化。本专利技术为解决上述问题而形成，目的在于提供一种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在压缩上死点后执行点火的发动机中，能够适当地确保燃烧室内混合气的均匀性以及点火性这两者的发动机的燃烧室结构。解决问题的手段：为了达成上述目的，本专利技术是在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，具有：上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；设置于与活塞的中央部相对应的位置、并以在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间进入活塞的腔室内的形式喷射燃料的燃料喷射阀；以及，设置于比设置燃料喷射阀的位置所对应的活塞的中央部靠近径向外侧、且与活塞的腔室的上方相对应的位置的火花塞，活塞的腔室由随着往径向外方行进而曲率增大的曲面形成，该曲面中，其缘端部的切线方向与比设置火花塞的位置靠近径向外侧的燃烧室顶部交叉。在如此构成的本专利技术中，将腔室的曲面的曲率形成为径向内方的曲率比径向外方小的结构（即形成为曲面的曲线变缓的结构），因此在燃料喷射阀喷射的燃料与腔室的曲面碰撞并沿着该曲面往径向外方移动的初期阶段，含有燃料的混合气所经过的腔室的曲面的曲率较小，因此在混合气的移动中其移动方向不会因腔室的曲面而急剧弯曲。因此，能够适当地抑制混合气的运动量的衰减。即，根据本专利技术，在含有由燃料喷射阀喷射的燃料的混合气沿着腔室的曲面移动的初期阶段，能够适当地确保混合气所具有的较大的运动量，从而能够使混合气沿着腔室的曲面往径向外方迅速移动；而且，本专利技术中，虽然混合气沿着腔室的曲面往径向外方移动时，腔室的曲面的曲率会逐渐增大，但在该移动的期间燃料的气化在进行，从而混合气对于腔室的曲面的曲率其灵敏度会变钝。因此，几乎不会对混合气的运动量造成影响，能够由较大曲率的腔室曲面适当地引导混合气。因此，根据本专利技术，能够在确保其运动量的状态下使沿着腔室的曲面移动的混合气经由腔室的曲面的缘端部而与燃烧室顶部碰撞。其结果是，能够将与燃烧室顶部碰撞的混合气适当地分配为：沿着该燃烧室顶部往火花塞的方向移动的混合气、以及往腔室的径向外侧的活塞上表面与燃烧室顶部之间的空间（挤流区域）的方向移动的混合气；通过像这样使混合气往火花塞的方向移动，能够在火花塞周围产生混合气较浓的部分，即能够使火花塞周围气体增浓，能够适当地确保火花塞的点火性；又，通过使混合气往挤流区域的方向移动，能够利用挤流区域内的空气，从而适当地确保燃烧室内的混合气的均匀性。即，通过将混合气送入挤流区域内，能够在燃烧室内迅速形成混合气大致均匀的状态。由此，能够改善未燃烧或后燃烧导致的燃料消耗率恶化、或者烟导致的排放性恶化；如上，根据本专利技术，能够适当地确保燃烧室内的混合气的均匀性以及点火性这两者。在本专利技术中，理想的是形成活塞的腔室的曲面的缘端部位于比设置火花塞的位置靠近径向外侧，并且其切线方向以沿着活塞的中心轴线方向的形式延伸；根据如此构成的本专利技术，由于腔室缘端部的切线方向以沿着活塞中心轴线的方向的形式延伸，换而言之，在大致垂直方向上延伸，因此能够使混合气相对于燃烧室顶部在大致垂直方向上进行碰撞。由此，能够有效地确保往火花塞的方向移动的混合气和往挤流区域的方向移动的混合气的分配性。在本专利技术中，理想的是火花塞以其梢端部的电极沿着燃烧室顶部的形式配置；根据如此构成的本专利技术，火花塞的电极以沿着燃烧室顶部的形式配置，因此，借助于在与燃烧室顶部碰撞后以沿着该燃烧室顶部的形式移动的混合气，能够有效地使火花塞的电极周围气体增浓。专利技术效果：根据本专利技术的发动机的燃烧室结构，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在压缩上死点后执行点火的发动机中，能够适当地确保燃烧室内的混合气的均匀性以及点火性这两者。附图说明图1是从汽缸轴线方向的下方观察应用了根据本专利技术实施形态的发动机的燃烧室结构的一个汽缸的概略俯视图；图2是从汽缸轴线方向的上方观察根据本专利技术实施形态的活塞的俯视图；图3是沿着图1中的III-III观察的根据本专利技术实施形态的活塞以及汽缸盖等的局部剖视图；图4是沿着图1中的IV－IV观察的根据本专利技术实施形态的活塞以及汽缸盖等的局部剖视图，且是根据本专利技术实施形态的发动机的燃烧室结构的作用效果的说明图。具体实施方式以下，参照附图说明根据本专利技术实施形态的发动机的燃烧室结构。首先，在说明本专利技术的实施形态的内容之前，简单说明根据本专利技术实施形态的发动机的基本结构。根据本专利技术实施形态的发动机例如以几何压缩比14以上（优选18～20）的高压缩比运行，并且在规定的低负荷区域执行被称为HCCI的预混合压缩自动点火。又，根据本专利技术实施形态的发动机在规定的运行区域（例如低旋转·高负荷域），从抑制提前点火等的观点出发，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间喷射燃料（延迟喷射），并且在压缩上死点后执行点火。这样的发动机的基本结构通过车辆内的ECU（ElectronicControlUnit，电子控制单元）的控制来实现。接着，参照图1至图3，具体说明根据本专利技术实施形态的发动机的燃烧室结构。图1是从汽缸轴线方向的下方观察应用了根据本专利技术实施形态的发动机的燃烧室结构的一个汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机的燃烧室结构，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，其特征在于，具有：上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；设置于与所述活塞的中央部相对应的位置、并以在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间进入所述活塞的腔室内的形式喷射燃料的燃料喷射阀；以及设置于比设置所述燃料喷射阀的位置所对应的所述活塞的中央部靠近径向外侧、且与所述活塞的腔室的上方相对应的位置的火花塞，所述活塞的腔室由随着往径向外方行进而曲率增大的曲面形成，该曲面中，其缘端部的切线方向与比设置所述火花塞的位置靠近径向外侧的燃烧室顶部交叉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.29 JP 2015-1498511.一种发动机的燃烧室结构，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，其特征在于，具有：上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；设置于与所述活塞的中央部相对应的位置、并以在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间进入所述活塞的腔室内的形式喷射燃料的燃料喷射阀；以及设置于比设置所述燃料喷射阀的位置所对应的所述活塞的中央部靠近径向外侧、且与所述活塞的腔室的上方相对应的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：长野高皓，原田雄司，
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