发动机的燃烧室结构制造技术

一种发动机的燃烧室结构，其包括：活塞的顶面；燃烧室顶面；喷射器及火花塞，设置于所述燃烧室顶面；以及进气口及排气口，在所述燃烧室顶面上开口。在从气缸轴向的一侧观察的俯视下，以燃烧室的中心部分作为基准而将所述进气口开口的一侧作为进气口侧并且将所述排气口开口的一侧作为排气口侧时，火花塞的点火部设置在所述进气口侧，火花塞在活塞通过压缩上止点后的时期进行点火，喷射器设置在所述中心部分，并且以能够朝着所述排气口侧喷射燃料的方式而被构成。活塞的顶面包含在所述排气口侧的相对于所述点火部而位于下方的区域沿气缸轴向凹设而成的腔室。燃烧室中设有随着膨胀冲程中的活塞的移动而将混合气引向所述进气口侧的逆挤压流生成部。

【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
本专利技术涉及火花点火式发动机的燃烧室结构。
技术介绍
汽车等车辆的火花点火式发动机中采用如下的结构：从喷射器将燃料喷射到燃烧室内，利用火花塞点燃由该喷射燃料雾化而成的混合气。专利文献1中公开了在活塞的顶面配置腔室而成的燃烧室结构。然而，发动机在高负荷运转区域运转时，燃烧室会成为高温。因此，在高负荷运转区域中，会在活塞处于压缩上止点近傍的时期进行燃料喷射，以抑制早燃的发生。在为了抑制早燃的发生而以上述那样的时期进行燃料喷射的情况下，存在着从燃料喷射至着火为止的时间较短的问题。即使在从燃料喷射至着火为止的时间如此短的情况下，为了实现充分的雾化，可考虑采用如下的方案：朝着内壁温度相对较高的排气口侧喷射燃料。然而，对于火花塞而言，由于必须确保其冷却性能，因此较为理想的是将其配置在比较容易冷却的部位，具体而言为进气侧的部位。因此，在如上述那样朝着排气侧喷射燃料的情况下，雾化后的燃料所分布的排气侧与配置在进气侧的火花塞的点火部之间的距离便变得较长，有可能产生对可点燃性带来影响的问题。在某些情况下，还有可能发生点火不良而导致发动机转矩下降。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开2016-121630号
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题而作，其目的在于提供一种如下的发动机的燃烧室结构：即使在高负荷运转区域中运转也能够抑制早燃的发生，并且能够实现高速的燃烧及燃烧室整体的均质燃烧。本专利技术是一种火花点火式发动机的燃烧室结构，其包括：活塞的顶面；燃烧室顶面，形成于气缸盖；喷射器，设置于所述燃烧室顶面；火花塞，设置于所述燃烧室顶面，具有以面临所述燃烧室的方式设置的点火部；以及进气口及排气口，在所述燃烧室顶面上开口；其中，在从气缸轴向的一侧观察的俯视下，以所述燃烧室的中心部分作为基准而将所述进气口开口的一侧作为所述燃烧室的进气口侧并且将所述排气口开口的一侧作为所述燃烧室的排气口侧时，所述火花塞以如下的方式而被构成：所述点火部设置在所述进气口侧，并且在所述活塞通过压缩上止点后的时期进行点火，所述喷射器设置在所述中心部分，并且以至少能够朝着所述排气口侧喷射燃料的方式而被构成，所述活塞的顶面包含至少在所述排气口侧的相对于所述点火部而位于下方的区域沿气缸轴向凹设而成的腔室，所述燃烧室中设有随着膨胀冲程中的所述活塞的移动而将混合气引向所述进气口侧的逆挤压流生成部。附图说明图1是在表示应用了第一实施方式所涉及的发动机的燃烧室结构的发动机的气缸轴向下的简略剖视图。图2是图1中的气缸盖要部的剖视图。图3是图1中的发动机活塞的立体图。图4是表示相对于活塞的火花塞及喷射器的配置的立体图。图5是活塞的顶面的俯视图。图6是图5的VI-VI线剖视图。图7是图5的VII-VII线剖视图。图8是表示燃料喷射期间及点火时期与曲柄角之间的关系的时间图。图9是表示在活塞处于压缩上止点附近的状态下的燃烧室的剖视图。图10A是表示在活塞处于压缩上止点附近的状态下的燃烧室的剖视图。图10B是表示在活塞下降到压缩上止点之后的状态下的燃烧室的剖视图。图11是表示燃烧室内所产生的涡流和火花塞的点火部的配置的剖视图。图12是表示喷射到燃烧室的燃料和燃烧室内所产生的涡流的俯视图。图13是应用了第二实施方式所涉及的发动机的燃烧室结构的发动机的气缸盖要部的剖视图。图14是燃烧室顶面的平面图。图15是表示相对于活塞的火花塞及喷射器的配置的立体图。图16是表示相对于活塞的火花塞及喷射器的配置的俯视图。图17是活塞的顶面的俯视图。图18是活塞的主视图(从进气侧观察时的图)。图19是活塞的背视图(从排气侧观察时的图)。图20是活塞的侧视图。图21是图17的XXI-XXI线剖视图。图22是图17的XXII-XXII线剖视图。图23是活塞的立体图(从排气侧观察时的立体图)。图24是活塞的立体图(从进气侧观察时的立体图)。图25是表示活塞处于上止点时的燃烧室的剖视图。图26是表示压缩冲程的燃烧室的剖视图。图27是用于说明进气的流动和喷射器(喷嘴头)的关系的剖视图。图28是应用了第三实施方式所涉及的发动机的燃烧室结构的发动机的要部剖视图。图29是活塞的立体图。图30是活塞的顶面的俯视图。图31是图30的XXXI-XXXI线剖视图。图32是图30的XXXII-XXXII线剖视图。图33是表示模式III所涉及的燃料喷射期间及点火时期与曲柄角之间的关系的时间图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。以下所说明的实施方式只不过是本专利技术的一实施方式，本专利技术除了其本质性的结构之外丝毫不受以下的实施方式所限定。〈第一实施方式>[发动机的整体结构]根据附图详细说明第一实施方式所涉及的火花点火式发动机的燃烧室结构。图1是表示应用了第一实施方式所涉及的发动机的燃烧室结构的发动机的简略剖视图，图2是图1所示的气缸盖的要部的剖视图。在图1及图2以及图3后的图中，表示了XYZ的方向。Z方向为气缸轴向，Y方向为曲轴的延伸方向，X方向为与Z方向及Y方向这两方向正交的方向。本实施方式所涉及的发动机是包含气缸及活塞并且作为汽车等车辆的行驶驱动用的动力源而被搭载在车辆上的多缸发动机。发动机包含发动机主体1和组装于该发动机主体1的图外的进排气歧管及各种泵等附属机件。供应给该发动机主体1的燃料以汽油为主成分。本实施方式所涉及的发动机主体1能够执行如下燃烧：通常的SI(SparkIgnition(火花点火))燃烧，通过火花塞对燃烧室内的混合气进行强制点火；迟延SI燃烧，在SI燃烧中，燃料喷射时期被设定在压缩上止点(TDC)附近；SICI燃烧，由SI燃烧和CI(CompressionIgnition(压缩点火))燃烧组合而成。在SI燃烧中，在进气冲程的中期喷射燃料，在压缩冲程的TDC附近对混合气进行强制点火。在迟延SI燃烧中，在压缩冲程的TDC前后喷射燃料，在此后的膨胀冲程初期对混合气进行强制点火。在SICI燃烧中，对燃烧室的混合气进行强制点火且通过火焰传播来进行燃烧，并且使燃烧室内的未燃烧混合气通过自点火来进行燃烧。此外，在SICI燃烧中，有时还存在如下的情况：不发生自点火而通过火焰传播来完成燃烧。上述那样的燃烧方式根据运转区域而被选择。例如，SI燃烧在发动机的高转速高负荷区域中被选择，迟延SI燃烧在低转速高负荷区域中被选择，SICI燃烧不论转速如何而在低负荷区域中被选择。发动机主体1具备气缸体3、气缸盖4及活塞5。气缸体3具有多个沿与图1的纸面垂直的方向排列的气缸2(图中仅表示了其中之一)。气缸盖4被安装在气缸体3上，封盖气缸2的上部开口。活塞5可往返滑动地收容在各气缸2中，经由连杆8而与曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机的燃烧室结构，是火花点火式发动机的燃烧室结构，其特征在于包括：/n活塞的顶面；/n燃烧室顶面，形成于气缸盖；/n喷射器，设置于所述燃烧室顶面；/n火花塞，设置于所述燃烧室顶面，具有以面临所述燃烧室的方式设置的点火部；以及/n进气口及排气口，在所述燃烧室顶面上开口；其中，/n在从气缸轴向的一侧观察的俯视下，以所述燃烧室的中心部分作为基准而将所述进气口开口的一侧作为所述燃烧室的进气口侧并且将所述排气口开口的一侧作为所述燃烧室的排气口侧时，/n所述火花塞以如下的方式而被构成：所述点火部设置在所述进气口侧，并且在所述活塞通过压缩上止点后的时期进行点火，/n所述喷射器设置在所述中心部分，并且以至少能够朝着所述排气口侧喷射燃料的方式而被构成，/n所述活塞的顶面包含至少在所述排气口侧的相对于所述点火部而位于下方的区域沿气缸轴向凹设而成的腔室，/n所述燃烧室中设有随着膨胀冲程中的所述活塞的移动而将混合气引向所述进气口侧的逆挤压流生成部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 JP 2017-109601;20170825 JP 2017-162680;201.一种发动机的燃烧室结构，是火花点火式发动机的燃烧室结构，其特征在于包括：
活塞的顶面；
燃烧室顶面，形成于气缸盖；
喷射器，设置于所述燃烧室顶面；
火花塞，设置于所述燃烧室顶面，具有以面临所述燃烧室的方式设置的点火部；以及
进气口及排气口，在所述燃烧室顶面上开口；其中，
在从气缸轴向的一侧观察的俯视下，以所述燃烧室的中心部分作为基准而将所述进气口开口的一侧作为所述燃烧室的进气口侧并且将所述排气口开口的一侧作为所述燃烧室的排气口侧时，
所述火花塞以如下的方式而被构成：所述点火部设置在所述进气口侧，并且在所述活塞通过压缩上止点后的时期进行点火，
所述喷射器设置在所述中心部分，并且以至少能够朝着所述排气口侧喷射燃料的方式而被构成，
所述活塞的顶面包含至少在所述排气口侧的相对于所述点火部而位于下方的区域沿气缸轴向凹设而成的腔室，
所述燃烧室中设有随着膨胀冲程中的所述活塞的移动而将混合气引向所述进气口侧的逆挤压流生成部。


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：
所述燃烧室以如下的方式而被构成：在所述活塞处于压缩上止点位置的情况下，所述进气口侧的燃烧室容积小于所述排气口侧的燃烧室容积，
所述逆挤压流生成部以所述进气口侧与所述排气口侧之间的所述燃烧室容积的差异而被构成。


3.根据权利要求1所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于：
在所述燃烧室的所述进气口侧形成有所述燃烧室顶面的局部区域和所述活塞的顶面的局部区域以彼此相随的状态相向的区域，该区域与所述中心部分相比，所述燃烧室顶面的局部区域和所述活塞的顶面的局部区域彼此接近，
所述逆挤压流生成部以所述彼此接近的所述燃烧室顶面的局部区域和所述活塞的顶面的局部区域的组合而被构成。


4.根据权利要求3所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于：
所述燃烧室顶面的局部区域以及所述活塞的顶面的局部区域分别为平面。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于：
所述腔室以随着从所述排气口侧往所述火花塞的点火部侧而深度逐渐变浅的方式来形成底面。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于：
在从气缸轴向的一侧观察的俯视下，所述活塞的顶面包含在与设置所述喷射器的部位至少局部重叠的部位沿气缸轴向隆起而成的凸部，
所述凸部的周缘部与所述腔室的周缘部的局部以交界相接。


7.根据权利要求1至6中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：今村悟志，福马真生，中原康志，井上淳，松本浩太，植木义治，河野通治，本田雄哉，大西谦斗，
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