发动机的燃料喷射装置制造方法及图纸

为了高精度地控制燃烧室内的混合气分布，本发明专利技术提供一种发动机（1）的燃料喷射装置，具备向燃烧室（17）内部喷射燃料的燃料喷射部（6）、使燃烧室（17）内部产生涡流的涡流产生部（56）、和控制部（10）。燃料喷射部（6）喷射第一燃料（f10）及第二燃料（f9）。第一燃料（f10）的喷雾在到达涡流的第一位置（P1）后直至第二燃料（f9）的喷雾到达涡流的第二位置（P2）为止的期间内，通过涡流远离第二位置。

Fuel Injection Device of Engine

In order to control the mixture distribution in the combustion chamber accurately, the present invention provides a fuel injection device of an engine (1), which has a fuel injection part (6) injecting fuel into the combustion chamber (17), a swirl generation part (56) and a control part (10) which generate swirl in the combustion chamber (17). The fuel injection part (6) injects the first fuel (f10) and the second fuel (f9). The first fuel (F10) spray reaches the first position (P1) of the eddy until the spray of the second fuel (F9) reaches the second position (P2) of the eddy current until the eddy is away from the second position.

【技术实现步骤摘要】
发动机的燃料喷射装置
本公开的技术涉及发动机的燃料喷射装置。
技术介绍
关于本公开，专利文献1中公开了通过涡流使燃料回旋、扩散从而形成分层混合气的燃料喷射装置。具体而言，在压缩行程的末期进行喷射少量燃料的辅助喷射。通过涡流使该燃料回旋以及扩散，由此在火花塞的周围形成分层混合气，并使该分层混合气着火以形成火种。在该燃烧之中或之后进行燃料的主喷射。藉此，能够切实地进行压缩着火。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-108778号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：然而，专利文献1记载的技术无法在燃烧室中形成恰当的混合气的分布。因此，此处公开的技术的目的在于提供一种能在燃烧室中形成恰当的混合气分布的发动机的燃料喷射装置。解决问题的手段：例如，若燃料浓度浓的区域与稀薄的区域分散，形成不均一的混合气，则无法恰当地进行燃烧，会使燃烧噪声増大或使燃烧温度过高而生成NOx，从而使着火变得不稳定而难以进行稳定的燃烧。本申请专利技术人确立了通过恰当利用涡流能够在燃烧室内形成恰当的混合气分布的技术。另，在此“混合气分布”意味着燃料与气体（主要为空气，有时也包括已燃气体）的混合气的分布。具体而言，此处公开的技术涉及具有燃烧室的发动机的燃料喷射装置，所述燃烧室由在汽缸的内部沿其中心轴滑动的活塞区划出底面。所述燃料喷射装置具备：向所述燃烧室内部喷射燃料的燃料喷射部；使所述燃烧室内部产生涡流的涡流产生部；和控制所述燃料喷射部的控制部。所述燃料喷射部喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的包括至少第一燃料及第二燃料在内的多个燃料。并且，所述第一燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第一位置，所述第二燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第二位置时，所述第一燃料的喷雾在到达所述第一位置后直至所述第二燃料的喷雾到达所述第二位置为止的期间内移动，并通过所述涡流远离第二位置。根据该结构，向有涡流形成的燃烧室内部喷射喷雾到达涡流的多个燃料（包括至少第一燃料及第二燃料）。涡流为与汽缸的中心轴延伸的方向正交地形成的回旋流（横涡）。涡流即使燃烧室的容积、发动机的运行状态等发生变化，其流速仍较为稳定。第一燃料的喷雾在上述涡流上到达第一位置之后，第二燃料的喷雾到达涡流上的第二位置。第一燃料的喷雾在直至第二燃料的喷雾到达第二位置为止的期间内通过涡流远离第二位置。即，在第二燃料的喷雾到达第二位置时，先到达涡流的第一燃料的喷雾藉由其间的时间差远离第二位置，并通过涡流向更前方移动。由于涡流一直在流动，因此乘着涡流移动的第一燃料的喷雾及第二燃料的喷雾即使会因随时间的扩散而混合，也不会互相紧密地混合在一起。分别从离开的位置乘着涡流扩散，燃料浓度逐渐均一化。因此，利用涡流能够使喷射的燃料适当分散，从而能够形成均质的混合气。该燃料的喷雾的随时间的变化通过利用涡流，能够在燃料喷射后规定的正时于燃烧室内部形成恰当的混合气分布。也可以是所述涡流产生部产生涡流比为4以上的涡流。此处，涡流比为用对每个气门升程测定进气流横向角速度并求积分的值除以发动机角速度得到的值。进气横向角速度能通过台架（rig）试验进行测定。在涡流比为4以上时，能使喷射的燃料乘着涡流在燃烧室内部的广阔范围内移动，因此能够形成更均质的混合气。因此，能够更高精度地控制燃烧室内部的混合气分布。也可以是所述燃料喷射装置令所述控制部以使所述第一燃料及所述第二燃料以30MPa以上120MPa以下的范围内的压力进行喷射的形式控制所述燃料喷射部。若燃料的喷射压力低于30MPa，恐怕会产生无法到达涡流的燃料，若燃料的喷射压力超过120MPa，恐怕燃料会贯穿涡流。只要喷射压力在30～120MPa的范围内就能够使喷射的燃料恰当地附着于涡流，因此能够形成更均质的混合气。因此，能够更高精度地控制燃烧室内部的混合气分布。也可以是所述燃料喷射部还喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的第三燃料及第四燃料；在所述第三燃料的喷雾到达所述涡流后，所述第四燃料的喷雾通过所述涡流到达所述第三燃料的喷雾移动到的位置。此时，在第三燃料的喷雾到达涡流后，第四燃料的喷雾通过涡流到达第三燃料的喷雾移动到的位置、即第三燃料的喷雾存在的位置。其结果是，第四燃料的喷雾与第三燃料的喷雾汇合，从而形成燃料浓度浓的浓混合气。该浓混合气以乘着涡流保持较浓的状态的状态一边扩散一边移动。因此，能够更高精度地控制燃烧室内部的混合气分布。前述的技术能适用于进行后述的SPCCI燃烧的发动机。此处的“发动机”可以是通过燃烧室重复进行进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程来运行的四冲程发动机。具体而言，是具有由在汽缸的内部沿其中心轴滑动的活塞区划出底面的燃烧室，在该燃烧室内部，混合气通过火焰传播开始SI燃烧后，未燃混合气通过自动着火进行CI燃烧的发动机的燃料喷射装置；具备：在所述燃烧室的中央部进行点火的点火部；向所述燃烧室内部喷射燃料的燃料喷射部；使所述燃烧室内部产生涡流的涡流产生部；和控制所述点火部及所述燃料喷射部的控制部；所述控制部以在所述涡流产生部产生涡流后规定的喷射正时喷射燃料的形式控制所述燃料喷射部，且以在燃料的喷射结束后规定的点火正时点火的形式控制所述点火部；所述燃料喷射部在所述喷射正时喷射燃料时，喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的包括至少第一燃料及第二燃料在内的多个燃料；所述第一燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第一位置，所述第二燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第二位置时，所述第一燃料的喷雾在到达所述第一位置后直至所述第二燃料的喷雾到达所述第二位置为止的期间内移动，并通过所述涡流远离第二位置。在该发动机所进行的SPCCI燃烧中，CI燃烧是经由压缩点火进行的燃烧。因此，若燃料浓度不均则无法进行稳定的CI燃烧。CI燃烧需要均质的混合气。与之相对地，该燃料喷射装置中如前所述能够利用涡流形成均质的混合气。利用涡流也能高精度控制点火正时时的混合气分布，因此能进行稳定的SPCCI燃烧。因此，能够实现低NOx且低燃料消耗率的燃烧。也可以是所述燃料喷射装置中，所述涡流产生部形成在相对所述中心轴倾斜的方向上流动的倾斜的涡流。倾斜的涡流是包括滚流成分的涡流。在倾斜的涡流中，滚流成分不会大幅影响涡流成分的流动。即，能够进行汽缸的径方向上的混合气分布的控制。通过使涡流倾斜，能够使在燃烧室内部的其流动距离增大。因此，能够利用涡流使燃料进一步移动，因此能进行更高精度的混合气分布的控制。也可以是所述燃料喷射部配设于所述燃烧室的中央部且具有喷射方向在周方向上各异的至少第一喷孔及第二喷孔；所述第一燃料从所述第一喷孔、所述第二燃料从所述第二喷孔各自同时喷射。此时，多个燃料从燃烧室的中央部同时以放射状喷射。由于涡流倾斜，因此各燃料到达涡流的距离及时间因每个喷孔而各不相同。因此，在一个燃料喷射部进行的同时的喷射中，能够利用该距离及时间的差来如前所述地调节各燃料的喷雾到达涡流的正时。该燃料喷射装置中，可以是所述涡流产生部产生涡流比为4以上的涡流，又，也可以是所述控制部以使所述第一燃料及所述第二燃料以30～120MPa的范围内的压力进行喷射的形式控制所述燃料喷射部。在任何情况下，均能藉由与前述相同的理由更高精度地控制燃烧室内部的混合气分布。也可以是所述燃料喷射部在所述喷射正时喷射燃料时，还喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机的燃料喷射装置，其特征在于，是具有由在汽缸的内部沿其中心轴滑动的活塞区划出底面的燃烧室的发动机的燃料喷射装置；具备：向所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射部；使所述燃烧室的内部产生涡流的涡流产生部；和控制所述燃料喷射部的控制部；所述燃料喷射部喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的包括至少第一燃料及第二燃料在内的多个燃料；所述第一燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第一位置，所述第二燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第二位置时，所述第一燃料的喷雾在到达所述第一位置后直至所述第二燃料的喷雾到达所述第二位置为止的期间内移动，并通过所述涡流远离第二位置。

【技术特征摘要】
2017.08.25 JP 2017-1616851.一种发动机的燃料喷射装置，其特征在于，是具有由在汽缸的内部沿其中心轴滑动的活塞区划出底面的燃烧室的发动机的燃料喷射装置；具备：向所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射部；使所述燃烧室的内部产生涡流的涡流产生部；和控制所述燃料喷射部的控制部；所述燃料喷射部喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的包括至少第一燃料及第二燃料在内的多个燃料；所述第一燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第一位置，所述第二燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第二位置时，所述第一燃料的喷雾在到达所述第一位置后直至所述第二燃料的喷雾到达所述第二位置为止的期间内移动，并通过所述涡流远离第二位置。2.根据权利要求1所述的发动机的燃料喷射装置，其特征在于，所述涡流产生部产生涡流比为4以上的涡流。3.根据权利要求1或2所述的发动机的燃料喷射装置，其特征在于，所述控制部以使所述第一燃料及所述第二燃料以30MPa以上120MPa以下范围内的压力进行喷射的形式控制所述燃料喷射部。4.根据权利要求1或2所述的发动机的燃料喷射装置，其特征在于，所述燃料喷射部还喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的第三燃料及第四燃料；在所述第三燃料的喷雾到达所述涡流后，所述第四燃料的喷雾通过所述涡流到达所述第三燃料的喷雾移动到的位置。5.一种发动机的燃料喷射装置，其特征在于，是具有由在汽缸的内部沿其中心轴滑动的活塞区划出底面的燃烧室，在该燃烧室的内部，混合气通过火焰传播开始SI燃烧后，未燃混合气通过自动着火进行CI燃烧的发动机的燃料喷射装置；具备：在所述燃烧室的中央部进行点火的点火部；向所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射部；使所述燃烧室的内部产生涡流的涡流产生部；和控制所述点火部及所述燃料喷射部的控制部；所述控制部以在所述涡流产生部产生涡流后规定的喷射正时喷射燃料的形式控制所述燃料喷射部，且以在燃料的喷射结束后规定的点火正时点火的形式控制所述点火部；所述燃料喷射部在所述喷射正时喷射燃料时，喷射喷雾到达所述涡流产生部产生的所述涡流的包括至少第一燃料及第二燃料在内的多个燃料；所述第一燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第一位置，所述第二燃料的喷雾到达所述涡流的位置作为第二位置时，所述第一燃料的喷雾在到达所述第一位置后直至所述第二燃料的喷雾到达所述第二位置为止的期间内移动，并通过所述涡流远离第二位置。6.根据权利要求5所述的发动机的燃料喷射装置，其特征在于，所述涡流产生部形成在相对所述中心轴倾斜的方向上流动的倾斜的涡流。7.根据权利要求6所述的发动机的燃料喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本浩太，漆原友则，末冈贤也，丸山庆士，宫本亨，神代雄大，朴启太，
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