内燃机的制作方法
内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种内燃机。
【背景技术】
[0002]在压缩点火式内燃机(例如柴油发动机)与火花点火式内燃机(例如汽油发动机)之间，存在实现零件的共通化、或提高零件的共通性的情况。在专利文献I中公开了一种将气缸盖设为与汽油内燃机用的气缸盖共通的气缸盖的直喷式柴油内燃机。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平11-257089号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]为了在火花点火式内燃机与压缩点火式内燃机之间实现气缸盖的共通化与共通性的提高，各内燃机能够设为气缸盖的底壁部中的形成燃烧室的部分具有屋脊形状的结构。在该情况下，各内燃机还可以具备活塞，该活塞中设置有暴露于上述燃烧室中的腔室。
[0008]另外，在所涉及的各内燃机中，为了在上述燃烧室中生成涡流，上述腔室的底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使高度发生变化的形状。或者，该底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使上述腔室内的包含涡流的旋转中心轴线在内的上述燃烧室的截面积发生变化的形状。而且，这些事项会影响到燃料喷射时的涡流的角速度。
[0009]因此，在所涉及的各内燃机中于燃烧室内生成涡流的情况下，期待实施考虑到涡流的角速度的燃料喷射。如果没能考虑到涡流的角速度，则在燃烧室中以沿着圆周方向相邻的方式所喷射的燃料喷雾彼此之间的间隔会变得不适当，其结果为，混合气的燃烧性可能会降低。
[0010]本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种内燃机，所述内燃机能够通过实施考虑到涡流的角速度的燃料喷射来适当地向燃烧室喷射燃料。
[0011]用于解决课题的方法
[0012]本发明为一种内燃机，其具备燃料喷射阀，所述燃料喷射阀向生成有涡流的燃烧室喷射燃料，所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较慢的区域与较快的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较窄，所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较快的区域与较慢的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较宽。
[0013]本发明能够设为如下结构，S卩，对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域与所述底壁面中的第一部分邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域与所述底壁面中的第二部分邻接，所述第一部分与所述第二部分相比，所述底壁面的斜度、即在沿着涡流的流动的方向上变化的斜度较大。
[0014]本发明能够设为如下结构，S卩，具备活塞，在所述活塞中设置有暴露于所述燃烧室中的腔室，所述腔室具备底壁面，所述底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使所述燃烧室的截面积变化的形状，所述截面积为，在将所述活塞的位置固定了的状态下，在包含所述腔室内的涡流的旋转中心轴线在内的所述燃烧室的截面中，从该旋转中心轴线起沿着径向而位于任意一侧的部分的面积，各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心被设定于，涡流的角速度具有减少趋势的相位区间彼此之间的相位区间内，或者被设定于，涡流的角速度具有增加趋势的相位区间彼此之间的相位区间内，对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域的相位中心与燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域的相位中心相比，成为所述截面积相对较大的相位。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，能够通过实施考虑到涡流的角速度的燃料喷射来适当地向燃烧室喷射燃料。
【附图说明】
[0017]图1为内燃机的概要结构图。
[0018]图2为通过图1所示的A-A截面来观察内燃机的图。
[0019]图3为表示喷孔部的图。
[0020]图4为活塞的外观图。
[0021]图5为活塞的俯视图。
[0022]图6为通过图5所示的B-B截面来观察活塞的图。
[0023]图7为通过图5所示的C-C截面来观察活塞的图。
[0024]图8为表示各种参数的变化的第一图。
[0025]图9为对应于图8的底壁面的说明图。
[0026]图10为对应于图8、图9的燃烧室的说明图。
[0027]图11为喷孔间隔的第一说明图。
[0028]图12为表示内燃机的改变例的图。
[0029]图13为表示活塞的改变例的图。
[0030]图14为表示各种参数的变化的第二图。
[0031]图15为喷孔间隔的第二说明图。
【具体实施方式】
[0032]使用附图来对本发明的实施例进行说明。
[0033]图1为内燃机I的概要结构图。图2为通过图1所示的A-A截面来观察内燃机I的图。在图1中，通过包含作为燃烧室E的中心轴线的中心轴线Pl在内的截面，来表示内燃机I中的缸体2以及气缸盖3。关于内燃机I中的上下方向，如图1所示，将沿着中心轴线Pl的方向设为上下方向，将气缸盖3设为位于与缸体2相比靠上的位置处。图1、图2所示的方向X表示内燃机I的进气排气方向。图2所示的方向Y为内燃机I的前后方向。在图1、图2中，将各结构简化而进行表示。
[0034]内燃机I为压缩点火式内燃机，并为在燃烧室E中生成有涡流的内燃机。内燃机I具备缸体2、气缸盖3、进气门4、排气门5、燃料喷射阀6、活塞7。在缸体2中形成有气缸21。气缸21具有中心轴线P1。换言之，气缸21决定了中心轴线P1。在气缸21内收纳有活塞7。在缸体2的上部处固定有气缸盖3。
[0035]气缸盖3与缸体2以及活塞7 —起形成燃烧室E。气缸盖3的底壁部中的作为形成燃烧室E的部分的中央部31具有屋脊形状。该屋脊形状具体为，在于方向X上从中心轴线Pl向排气侧偏移的位置处具有顶部的结构。中央部31也可以具有在于方向X上与中心轴线Pl吻合、或从中心轴线Pl向进气侧偏移了的位置处设置有顶部的屋脊形状。
[0036]在气缸盖3处设置有进气口 32以及排气口 33。此外，还设置有进气门4以及排气门5。进气口 32与排气口 33均向燃烧室E开口。进气口 32将进气向燃烧室E引导，排气口 33对燃烧室E的气体进行排气。进气门4对进气口 32进行开闭，排气门5对排气口 33进行开闭。
[0037]具体而言，进气口 32与进气门4 一起相对于燃烧室E而设置有多个(在此为两个)。排气口 33也与排气门5 —起相对于燃烧室E而设置有多个(在此为两个)。各进气口 32可以为相互独立的独立口，也可以为相对于燃烧室E在中途分支为多个而开口的连体口的一部分。各进气口 32的具体形状可以彼此不同。这些设定对于各排气口 33也为相同情况。
[0038]在气缸盖3中还设置有燃料喷射阀6。燃料喷射阀6对燃烧室E喷射燃料。燃料喷射阀6具备喷孔部61。喷孔部61露出于燃烧室E上部中的中央的部分。燃料喷射阀6的沿着方向X的位置被设定为与具有中央部31的屋脊形状的顶部吻合。因此，燃料喷射阀6具体被设定在于方向X上从中心轴线Pl向排气侧偏移了的位置处。
[0039]图3为表不喷孔部61的图。在喷孔部61上设置有喷孔611。喷孔部61为燃料喷射阀6中的设置有喷孔611的部分，并具有中心轴线P2。喷孔部61具体而言成为了燃 料喷射阀6所具备的喷嘴体的顶端部。喷孔611沿着喷孔部61的圆周方向而设置有多个(在此为八个)。可以将多个喷孔611的数量设为偶数。
[0040]图4为活塞7的外观图。图5为活塞7的俯视图。图6为通过图5所示的B-B截面来观察活塞7的图。图7为通过图5所示的C-C截面来观察活塞7的图。在图4至图7中，除前文所述的内燃机I的上下方向、方向X、方向Y之外、还通过进气侧、排气侧、前侧以及后侧的图示，来表示内燃机I中的活塞7的朝向。在以下所示的说明中，是在还考虑到内燃机I中的状态的条件下对活塞7进行说明的。因此，在以下所示的说明中，会根据需要而依据这些图示来对活塞7进行说明。
[0041]活塞7具备腔室71。腔室71被设置于活塞7的顶部。因此，腔室71在内燃机I中被暴露于燃烧室E中。腔室71的沿着方向X的位置被设定为与燃料喷射阀6吻合。因此，腔室71被设置在于方向X上从作为活塞7的中心轴线的中心轴线P3起向排气侧偏移了的位置处。活塞7在内燃机I中以中心轴线P3被配置于与中心轴线Pl相同位置的方式而被设置。所谓的相同包括在制造误差的范围内彼此不同的情况。所谓的相同还包括在能够实现本发明所获得的作用效果的范围内彼此不同的情况。此点在下文中也为相同情况。
[0042]腔室71具备周缘部711、底壁面712、中间部713。周缘部711具有圆筒状的形状。周缘部711并非必须限定于圆筒状的形状，例如也可以具有由椭圆而形成的筒状的形状。周缘部711具有作为腔室71的中心轴线的中心轴线P4。换言之，周缘部711决定了中心轴线P4。
[0043]中心轴线P4沿着中心轴线P3而延伸。中心轴线P4也相当于腔室71内的涡流的旋转中心轴线。中心轴线P4被设定在于方向X上与中心轴线P3相比向排气侧偏移了的位置处。中心轴线P4具体而言以在内燃机I中被配置于与中心轴线P2相同的位置处的方式而被设定。
[0044]底壁面712具有隆起的形状。该形状为，相对于中心轴线P3非轴对称、而相对于中心轴线P4轴对称的形状。底壁面712与周缘部711共有中心轴线P4。底壁面712并非必须与周缘部711共有中心轴线P4。中间部713被设置于周缘部711、底壁面712之间，并对周缘部711与底壁面712进行连接。中间部713具备与底壁面712邻接的邻接部A。
[0045]底壁面712具体被设置为，在包含中心轴线P4的活塞7的各截面(例如图6或图7所示的截面)上，在将中心轴线P4夹在中间的一方侧以及另一方侧，从设置有邻接部A的高度起隆起。在包含中心轴线P4的活塞7的各截面上，将中心轴线P4夹在中间的邻接部A各自的高度具体而言为相同。
[0046]在该各截面上，将中心轴线P4夹在中间的邻接部A具体而言还各自成为腔室71的表面上的位置最低的部分。在该各截面之中，与图6所示的截面的情况相比，图7所示的截面的情况下的、将中心轴线P4夹在中间的邻接部A各自的高度更高。在包含中心轴线P4的活塞7的各截面上，将中心轴线P4夹在中间的邻接部A各自的高度并非必须相同。
[0047]接下来，使用图8、图9、图10来进一步对底壁面712进行说明。图8为表示各种参数的变化的第一图。图9为对应于图8的底壁面712的说明图。图10为对应于图8、图9的燃烧室E的说明图。
[0048]在图8中作为各种参数而图示了高度H以及斜度G。高度H为底壁面712的高度，具体而言为将与中心轴线P4正交、且位于与底壁面712相比靠下方处的假想平面L(参照图6、图7)作为基准的高度。斜度G为底壁面712的斜度，具体为沿着涡流的流动的方向上的底壁面712的斜度。图8所示的横轴表示将中心轴线P4作为旋转中心的相位(角度位置)。在图8中，将后文所述的减少部D1、增大部D2以及中间部D3与后文所述的区域El至E8—起进行图示。图9、图10所示的方向R表示涡流的旋转方向。
[0049]图8所示的各种参数的变化为沿着涡流的流动的方向上的变化。相位Ml为，将中心轴线P4作为旋转中心的相位中的、前侧的相位中心。相位M2表示该相位的排气侧的相位中心，相位M3表示该相位的后侧的相位中心，相位M4表示该相位的进气侧的相位中心。沿着涡流的流动的方向的变化具体而言是指如下的变化。即，在此，腔室71内涡流的轨迹成为对应于周缘部711的形状的轨迹。
[0050]因此，沿着涡流的流动的方向的变化是指沿着周缘部711的轮廓的方向的变化。所涉及的变化具体而言是指对应于将中心轴线P4作为旋转中心的相位的变化，且为沿着与周缘部711的形状相对应的涡流的假想轨迹C(参照图10)而确认到的变化。具体而言，假想轨迹C成为与周缘部711共有中心轴线P4且与沿着中心轴线P4观察到的周缘部711的轮廓相似的环状的轨迹。
[0051]底壁面712具有在沿着涡流的流动的方向上高度H发生变化的形状。所涉及的底壁面712具体而言成为具有接下来表示的减少部D1、增大部D2、中间部D3的底壁面。
[0052]减少部Dl被设置于，沿着方向R而从相位Ml至相位M2的区间内、与沿着方向R而从相位M3至相位M4的区间内。减少部Dll表示被设置于前者的区间内的减少部Dl，减少部D12表示被设置于后者的区间内的减少部Dl。减少部Dl表示高度H沿着方向R而减少的部分。
[0053]增大部D2被设置于，沿着方向R而从相位M2至相位M3的区间内、与沿着方向R而从相位M4至相位Ml的区间内。增大部D21表示被设置于前者的区间内的增大部D2，增大部D22表示被设置于后者的区间内的增大部D2。增大部D2为高度H沿着方向R而增大的部分。
[0054]中间部D3分别对应于相位M1、相位M2、相位M3以及相位M4而设置。中间部D31表示对应于相位Ml而设置的中间部D3。中间部D32、中间部D33、中间部D34分别表示对应于相位M2、相位M3、相位M4而设置的中间部D3。中间部D3在沿着方向R的方向上与减少部Dl、增大部D2邻接，并对与其邻接的减少部Dl与增大部D2进行连接。中间部D3成为在沿着涡流的流动的方向上高度H为固定的部分。
[0055]中间部D3也可以为在邻接的减少部Dl与增大部D2之间使高度H的变化趋势发生变化的变曲部。底壁面712也可以取代具备中间部D3，而例如具有由相互邻接的减少部Dl以及增大部D2所形成的边缘部。在该情况下，该边缘部的斜度G可以被视为零。
[0056]底壁面712的顶部为平坦。因此，底壁面712具体而言具有高度H在顶部以外的部分处在沿着涡流的流动的方向上发生变化的形状。中间部713的表面也与底壁面712同样具备减少部D1、增大部D2以及中间部D3。底壁面712还能够被设为包括中间部713的表面的部分。
[0057]燃烧室E具有作为多个区域的区域El至区域ES。区域El至区域ES存在于腔室71上。区域El为与中间部D31邻接的区域。区域E2为与减少部Dll邻接的区域，区域E3为与中间部D32邻接的区域，区域E4为与增大部D21邻接的区域，区域E5为与中间部D33邻接的区域，区域E6为与减少部D12邻接的区域，区域E7为与中间部D34邻接的区域，区域E8为与增大部D22邻接的区域。
[0058]在受到减少部Dl的影响的同时进行流通的涡流的角速度具有朝向下方的成分，其结果为，区域E2与区域E6成为，涡流的角速度通过燃料喷射而被加速的区域。在受到增大部D2的影响的同时进行流通的涡流的角速度具有朝向上方的成分，其结果为，区域E4与区域E8成为，涡流的角速度通过燃料喷射而被减速的区域。
[0059]因此，区域El以及区域E2、区域E4以及区域E5、区域E5以及区域E6、区域E8以及区域El分别构成了燃烧室E中的燃 料喷射时的涡流的角速度沿着方向R而依次为较慢与较快的区域。此外，区域E2以及区域E3、区域E3以及区域E4，区域E6以及区域E7、区域E7以及区域E8分别构成了燃烧室E中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着方向R而依次为较快的区域与较慢的区域。
[0060]对于从区域El至区域ES中燃料喷射时的涡流的角速度如上所述被进行比较的区域E1、E2，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域El与中间部D31邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域E2与减少部Dll邻接。中间部D31的斜度G大于减少部Dll的斜度G。对于区域E1、E2，中间部D31相当于第一部分，减少部Dll相当于第二部分。区域E4以及区域E5、区域E5以及区域E6、区域ES以及区域El也为相同情况。
[0061]对于从区域El至区域ES中燃料喷射时的涡流的角速度如上所述被进行比较的区域E2、E3，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域E2与减少部Dll邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域E3与中间部D32邻接。减少部Dll的斜度G小于中间部D32的斜度G。对于区域E2、E3，减少部Dll相当于第二部分、中间部D32相当于第一部分。并且对于区域E3以及区域E4、区域E6以及区域E7、区域E7以及区域ES也为相同情况。
[0062]图11为间隔F的第一说明图。在图11中，多个喷孔611分别通过其中心轴线而被表示。多个喷孔611对应于区域El至区域E8而设置。喷孔611A表示向区域El喷射燃料的喷孔611。喷孔61IB表示向区域E2喷射燃料的喷孔611，喷孔611C表示向区域E3喷射燃料的喷孔611，喷孔61ID表示向区域E4喷射燃料的喷孔611，喷孔61IE表示向区域E5喷射燃料的喷孔611，喷孔61IF表示向区域E6喷射燃料的喷孔611，喷孔61IG表示向区域E7喷射燃料的喷孔611，喷孔61IH表示向区域E8喷射燃料的喷孔611。
[0063]间隔F为多个喷孔611中的相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔。间隔F具体而言为将中心轴线P2作为旋转中心的相位的间隔。间隔Fl表示喷孔611A、61IB彼此之间的间隔F。间隔F2表示喷孔611B、611C彼此之间的间隔F、间隔F3表示喷孔611C、611D彼此之间的间隔F，间隔F4表示喷孔61ID、61IE彼此之间的间隔F，间隔F5表示喷孔61IE、61IF彼此之间的间隔F、间隔F6表示喷孔611F、61IG彼此之间的间隔F、间隔F7表示喷孔611G、611H彼此之间的间隔F、间隔F8表示喷孔611H、611A彼此之间的间隔F。
[0064]基准间隔Fs为在燃烧室E中未生成涡流的情况下的喷孔间隔，该喷孔间隔具体而言为以如下方式设定的喷孔间隔，即，使从多个喷孔611喷射的燃料喷雾分别在沿着涡流的流动的方向上均等地配置。因此，具体而言，基准间隔Fs各自互为相等。
[0065]与各个间隔F之中的任意两个间隔对应的基准间隔Fs彼此(例如对应于间隔Fl的基准间隔Fs与对应于间隔F2的基准间隔F2)也可以相互不同。在基准间隔Fs各自不同的情况下，能够以如下方式来掌握各个基准间隔Fs与各个间隔F的对应关系。
[0066]即，在该情况下对基准间隔Fs进行设定时，将多个喷孔611配置为，在沿着中心轴线P2观察时，相对于包含连结相位Ml和相位M3的直线以及中心轴线P2在内的平面、与包含连结相位M2和相位M4的直线以及中心轴线P2在内的平面，均为对称的配置。
[0067]以此方式而配置的多个喷孔611的配置具体而言为，如下所示的第一以及第二配置中的任意一个。第一配置为，将多个喷孔611中的任意一个中心轴线的相位设定为相位Ml、相位M2、相位M3以及相位M4中的任意一个的配置。第二配置为，将多个喷孔611各自的中心轴线的相位设定为相位M1、相位M2、相位M3以及相位M4以外的相位的配置。
[0068]在基准间隔Fs各自不同的情况下，能够通过将所涉及的对应于第一以及第二配置之中的任意一个配置(在此为第一配置)的各个基准间隔Fs与各个间隔F进行对比，来掌握各个基准间隔Fs与各个间隔F的对应关系。对第一以及第二配置的任意一个配置进行选择时，能够选择与设定有各个间隔F的多个喷孔611的各自的配置相近的配置。对于这一点，在第一配置与第二配置被考虑多种的情况下也为相同。
[0069]喷孔611A、611B为多个喷孔611之中相邻的两个喷孔，且为分別向区域El与区域E2喷射燃料的两个喷孔。区域E1、区域E2之间的涡流的角速度的大小关系如前文所述。对此，间隔Fl被设定为小于基准间隔Fs。对于间隔F4、间隔F5以及间隔F8也为同样情况。
[0070]喷孔611B、611C为多个喷孔611之中的相邻的两个喷孔，且为分别对区域E2与区域E3喷射燃料的两个喷孔。区域E2、区域E3之间的涡流的角速度的大小关系如前文所述。间隔F2被设定为大于基准间隔Fs。对于间隔F3、间隔F6以及间隔F7也为相同情况。以此方式而被设定的各个间隔F基于斜度G而被设定。
[0071]接下来，对内燃机I的主要的作用效果进行说明。在内燃机I中，将间隔F1、间隔F4、间隔F5以及间隔F8设定为小于基准间隔Fs。因此，内燃机I能够将通过燃料喷射而加速的涡流所输送的燃料喷雾的位置补正为适当的位置。此外，在内燃机I中将间隔F2、间隔F3、间隔F6以及间隔F7设定为大于基准间隔Fs。因此，内燃机I能够将通过燃料喷射而减速的涡流所输送的燃料喷雾的位置补正为适当的位置。
[0072]S卩，内燃机I能够通过分别设定考虑到燃料喷射时的涡流的角速度的间隔F来实施考虑到燃料喷射时的涡流的角速度的燃料喷射。其结果为，能够向燃烧室E适当地喷射燃料。
[0073]内燃机I具体而言能够设为，具备设置有腔室71的活塞7、且腔室71具备底壁面712的结构。而且，在该情况下，内燃机I能够设为如下结构，即，对于从区域El至区域ES中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域与底壁面712中的第一部分邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域与底壁面712中的第二部分邻接，并且将该第一部分的斜度G设为大于该第二部分的斜度G。
[0074]内燃机I例如也可以以如下所示的方式而构成。图12为表示作为内燃机I的改变例的内燃机P的图。图13为表示作为活塞7的改变例的活塞7'的图。在图12中，以与图1相同的方式而表不内燃机I'。在图13中，以与图6相同的方式而表不活塞7'。在图13中还一并表示中央部31以及燃料喷射阀6'。内燃机P除了在取代活塞7而具备活塞W这一点与取代燃烧室E而具有燃烧室P这一点、以及取代燃料喷射阀6而具备燃料喷射阀6'这一点以外，与内燃机I相同。
[0075]活塞7'除了在取代腔室71而具备腔室71'这一点上以外，与活塞7相同。腔室71'除了取代周缘部711、底壁面712以及中间部713而具备周缘部71P、底壁面712'以及中间部713'这一点以外，与腔室71相同。燃烧室P除了取代腔室71而具有与腔室7 P的形状对应的空间形状这一点以外，与燃烧室E相同。
[0076]周缘部711'除了被设定为其下端部的高度在沿着涡流的流动的方向上为固定这一点以外，与周缘部711相同。底壁面712'与底壁面712相同而具有隆起的形状。另一方面，该形状为相对于中心轴线P4而呈轴对称的形状。该形状具体为部分球面状的形状。
[0077]底壁面712'由于具有所述形状，从而具有高度H在沿着涡流的流动的方向上为固定的形状。另一方面，底壁面712'由于具有所述形状，从而具有使燃烧室E'的截面积S在沿着涡流的流动的方向上变化的形状。截面积S为在固定了活塞7'的位置的状 态下，在包括中心轴线P4在内的燃烧室E'的截面中，从中心轴线P4起沿着径向而位于任意一侧的部分的面积。
[0078]中间部713'除了被设定为高度在沿着涡流的流动的方向上为固定这一点以外，与中间部713'相同。底壁面712'还能够被设为，包括中间部713'的表面在内的部分。
[0079]燃料喷射阀6'除了取代喷孔部61而具备喷孔部61'这一点以外，与燃料喷射阀6相同。喷孔部61'除了间隔F各自被设定为与内燃机I的情况不同这一点以外，与喷孔部61相同。
[0080]图14为表示各种参数变化的第二图。图15为间隔F的第二说明图。在图14中作为各种参数而表示有截面积S以及角速度V。角速度V为内燃机I'中的涡流的角速度。图14所示的各种参数的变化为沿着涡流的流动的方向上的变化。在图14中，将图15所示的间隔Fl'至间隔F8'与图15所示的相位区间Ql以及相位区间Q2—并进行表示。间隔Fl'至间隔F8'作为内燃机P中的间隔F而被各自设定。
[0081]在内燃机I'中，截面积S在沿着涡流的流动的方向上进行变化。其结果为，在截面积S相对较小的相位下，与截面积S相对较大的相位相比角速度V较快。内燃机I'中的间隔F分别基于截面积S而被设定。在内燃机I'中基准间隔Fs也被设定为与内燃机I相同。
[0082]在内燃机P中，多个喷孔611喷射燃料的区域分别为，通过设定多个喷孔611的中心轴线的各个相位来掌握其相位中心的区域。因此，对间隔Fl'进行设定的各个相位成为多个喷孔611中相邻的两个喷孔彼此喷射燃料的区域的各自的相位中心。对于对间隔F2'至间隔F8'进行设定的各个相位也为相同。
[0083]对间隔F2'进行设定的各个相位与对间隔F6'进行设定的各个相位被设定于，角速度V具有减少趋势的相位区间Q2彼此之间的相位区间内。对间隔F4'进行设定的各个相位与对间隔F8'进行设定的各个相位被设定于，角速度V具有增加趋势的相位区间Ql彼此之间的相位区间内。
[0084]相位区间Q2彼此之间的相位区间是指，通过相位区间Ql以及对应于邻接的角速度V的变曲点的各个相位而构成的相位区间。相位区间Ql彼此之间的相位区间是指，通过相位区间Q2以及对应于邻接的角速度V的变曲点的各个相位而构成的相位区间。
[0085]间隔F2'以及间隔F6'为，多个喷孔611中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，且为向燃烧室E'中的燃料喷射时的角速度V沿着方向R而依次为较慢的区域与较快的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔。
[0086]间隔Ff以及间隔FV为，多个喷孔611中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，且为向燃烧室E'中的燃料喷射时的角速度V沿着方向R而依次为较快的区域与较慢的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔。
[0087]对于对间隔F2'进行设定的各个相位，燃料喷射时的角速度V较慢的相位为，与燃料喷射时的角速度V较快的相位相比截面积S相对较大的相位。这一点对于间隔F4'、间隔F6'以及间隔F8'也为相同情况。
[0088]在所涉及的内燃机I'中，也能够通过分别设定考虑了燃料喷射时的角速度V的间隔F来实施考虑了燃料喷射时的角速度V的燃料喷射。其结果为，能够适当地向燃烧室Er喷射燃料。
[0089]底壁面712'取代部分球面状的形状而为相对于中心轴线P4而呈轴对称的形状，且也能够具有高度H在沿着涡流的流动的方向上进行变化的形状。在该情况下，还能够基于斜度G来分别设定间隔F。各个间隔F具体而言能够基于斜度G以及截面积S中的至少一项来进行设定。
[0090]以上，虽然对本发明的实施例进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述特定的实施例，可在记载于权利要求书中的本发明的主旨的范围内实施各种变形与变更。
[0091]例如内燃机也可以为火花点火式内燃机。此外，底壁面并不一定限定于具有隆起的形状，例如也可以具有平坦的形状与凹陷的形状。
[0092]在应用了本发明的内燃机中，气缸盖并非必须是为了在火花点火式内燃机与压缩点火式内燃机之间实现共通化或提高共通性而有意制造的部件。
[0093]符号说明
[0094]内燃机:1、I'；
[0095]燃料喷射阀:6，6'；
[0096]喷孔部:61，6广；
[0097]活塞:7、7'；
[0098]腔室:71，71'；
[0099]底壁面:712、712'。
【主权项】
1.一种内燃机，其中， 具备燃料喷射阀，所述燃料喷射阀向生成有涡流的燃烧室喷射燃料， 所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较慢的区域与较快的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较窄， 所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较快的区域与较慢的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较宽。2.如权利要求1所述的内燃机，其中， 具备活塞，在所述活塞中设置有暴露于所述燃烧室中的腔室， 所述腔室具备底壁面，所述底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上高度发生变化的形状， 对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域与所述底壁面中的第一部分邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域与所述底壁面中的第二部分邻接， 所述第一部分与所述第二部分相比，所述底壁面的斜度、即在沿着涡流的流动的方向上变化的斜度较大。3.如权利要求1所述的内燃机，其中， 具备活塞，在所述活塞中设置有暴露于所述燃烧室中的腔室， 所述腔室具备底壁面，所述底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使所述燃烧室的截面积变化的形状， 所述截面积为，在将所述活塞的位置固定了的状态下，在所述腔室内的、包含涡流的旋转中心轴线在内的所述燃烧室的截面中，从该旋转中心轴线起沿着径向而位于任意一侧的部分的面积， 各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心被设定于，涡流的角速度具有减少趋势的相位区间彼此之间的相位区间内，或者被设定于，涡流的角速度具有增加趋势的相位区间彼此之间的相位区间内， 对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域的相位中心与燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域的相位中心相比，成为所述截面积相对较大的相位。
【专利摘要】本发明提供一种内燃机。内燃机(1)具备燃料喷射阀(6)，所述燃料喷射阀(6)向生成有涡流的燃烧室喷射燃料。例如，喷孔(611A、611B)为多个喷孔(611)中相邻的两个喷孔、且为向区域(E1)与区域(E2)喷射燃料的两个喷孔。区域(E1)与区域(E2)分别构成了燃烧室(E)中燃料喷射时的涡流的角速度沿着方向(R)而依次为较慢的区域与较快的区域。喷孔(611A、611B)彼此之间的间隔(F1)被设定为与基准间隔(Fs)相比而较窄。
【IPC分类】F02B23/02, F02B23/10, F02M61/18
【公开号】CN104903557
【申请号】CN201380069615
【发明人】道川内亮
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年1月7日
【公告号】EP2942506A1, US20150337756, WO2014106904A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种内燃机。
【背景技术】
[0002]在压缩点火式内燃机(例如柴油发动机)与火花点火式内燃机(例如汽油发动机)之间，存在实现零件的共通化、或提高零件的共通性的情况。在专利文献I中公开了一种将气缸盖设为与汽油内燃机用的气缸盖共通的气缸盖的直喷式柴油内燃机。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平11-257089号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]为了在火花点火式内燃机与压缩点火式内燃机之间实现气缸盖的共通化与共通性的提高，各内燃机能够设为气缸盖的底壁部中的形成燃烧室的部分具有屋脊形状的结构。在该情况下，各内燃机还可以具备活塞，该活塞中设置有暴露于上述燃烧室中的腔室。
[0008]另外，在所涉及的各内燃机中，为了在上述燃烧室中生成涡流，上述腔室的底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使高度发生变化的形状。或者，该底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使上述腔室内的包含涡流的旋转中心轴线在内的上述燃烧室的截面积发生变化的形状。而且，这些事项会影响到燃料喷射时的涡流的角速度。
[0009]因此，在所涉及的各内燃机中于燃烧室内生成涡流的情况下，期待实施考虑到涡流的角速度的燃料喷射。如果没能考虑到涡流的角速度，则在燃烧室中以沿着圆周方向相邻的方式所喷射的燃料喷雾彼此之间的间隔会变得不适当，其结果为，混合气的燃烧性可能会降低。
[0010]本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种内燃机，所述内燃机能够通过实施考虑到涡流的角速度的燃料喷射来适当地向燃烧室喷射燃料。
[0011]用于解决课题的方法
[0012]本发明为一种内燃机，其具备燃料喷射阀，所述燃料喷射阀向生成有涡流的燃烧室喷射燃料，所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较慢的区域与较快的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较窄，所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较快的区域与较慢的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较宽。
[0013]本发明能够设为如下结构，S卩，对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域与所述底壁面中的第一部分邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域与所述底壁面中的第二部分邻接，所述第一部分与所述第二部分相比，所述底壁面的斜度、即在沿着涡流的流动的方向上变化的斜度较大。
[0014]本发明能够设为如下结构，S卩，具备活塞，在所述活塞中设置有暴露于所述燃烧室中的腔室，所述腔室具备底壁面，所述底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使所述燃烧室的截面积变化的形状，所述截面积为，在将所述活塞的位置固定了的状态下，在包含所述腔室内的涡流的旋转中心轴线在内的所述燃烧室的截面中，从该旋转中心轴线起沿着径向而位于任意一侧的部分的面积，各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心被设定于，涡流的角速度具有减少趋势的相位区间彼此之间的相位区间内，或者被设定于，涡流的角速度具有增加趋势的相位区间彼此之间的相位区间内，对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域的相位中心与燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域的相位中心相比，成为所述截面积相对较大的相位。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，能够通过实施考虑到涡流的角速度的燃料喷射来适当地向燃烧室喷射燃料。
【附图说明】
[0017]图1为内燃机的概要结构图。
[0018]图2为通过图1所示的A-A截面来观察内燃机的图。
[0019]图3为表示喷孔部的图。
[0020]图4为活塞的外观图。
[0021]图5为活塞的俯视图。
[0022]图6为通过图5所示的B-B截面来观察活塞的图。
[0023]图7为通过图5所示的C-C截面来观察活塞的图。
[0024]图8为表示各种参数的变化的第一图。
[0025]图9为对应于图8的底壁面的说明图。
[0026]图10为对应于图8、图9的燃烧室的说明图。
[0027]图11为喷孔间隔的第一说明图。
[0028]图12为表示内燃机的改变例的图。
[0029]图13为表示活塞的改变例的图。
[0030]图14为表示各种参数的变化的第二图。
[0031]图15为喷孔间隔的第二说明图。
【具体实施方式】
[0032]使用附图来对本发明的实施例进行说明。
[0033]图1为内燃机I的概要结构图。图2为通过图1所示的A-A截面来观察内燃机I的图。在图1中，通过包含作为燃烧室E的中心轴线的中心轴线Pl在内的截面，来表示内燃机I中的缸体2以及气缸盖3。关于内燃机I中的上下方向，如图1所示，将沿着中心轴线Pl的方向设为上下方向，将气缸盖3设为位于与缸体2相比靠上的位置处。图1、图2所示的方向X表示内燃机I的进气排气方向。图2所示的方向Y为内燃机I的前后方向。在图1、图2中，将各结构简化而进行表示。
[0034]内燃机I为压缩点火式内燃机，并为在燃烧室E中生成有涡流的内燃机。内燃机I具备缸体2、气缸盖3、进气门4、排气门5、燃料喷射阀6、活塞7。在缸体2中形成有气缸21。气缸21具有中心轴线P1。换言之，气缸21决定了中心轴线P1。在气缸21内收纳有活塞7。在缸体2的上部处固定有气缸盖3。
[0035]气缸盖3与缸体2以及活塞7 —起形成燃烧室E。气缸盖3的底壁部中的作为形成燃烧室E的部分的中央部31具有屋脊形状。该屋脊形状具体为，在于方向X上从中心轴线Pl向排气侧偏移的位置处具有顶部的结构。中央部31也可以具有在于方向X上与中心轴线Pl吻合、或从中心轴线Pl向进气侧偏移了的位置处设置有顶部的屋脊形状。
[0036]在气缸盖3处设置有进气口 32以及排气口 33。此外，还设置有进气门4以及排气门5。进气口 32与排气口 33均向燃烧室E开口。进气口 32将进气向燃烧室E引导，排气口 33对燃烧室E的气体进行排气。进气门4对进气口 32进行开闭，排气门5对排气口 33进行开闭。
[0037]具体而言，进气口 32与进气门4 一起相对于燃烧室E而设置有多个(在此为两个)。排气口 33也与排气门5 —起相对于燃烧室E而设置有多个(在此为两个)。各进气口 32可以为相互独立的独立口，也可以为相对于燃烧室E在中途分支为多个而开口的连体口的一部分。各进气口 32的具体形状可以彼此不同。这些设定对于各排气口 33也为相同情况。
[0038]在气缸盖3中还设置有燃料喷射阀6。燃料喷射阀6对燃烧室E喷射燃料。燃料喷射阀6具备喷孔部61。喷孔部61露出于燃烧室E上部中的中央的部分。燃料喷射阀6的沿着方向X的位置被设定为与具有中央部31的屋脊形状的顶部吻合。因此，燃料喷射阀6具体被设定在于方向X上从中心轴线Pl向排气侧偏移了的位置处。
[0039]图3为表不喷孔部61的图。在喷孔部61上设置有喷孔611。喷孔部61为燃料喷射阀6中的设置有喷孔611的部分，并具有中心轴线P2。喷孔部61具体而言成为了燃 料喷射阀6所具备的喷嘴体的顶端部。喷孔611沿着喷孔部61的圆周方向而设置有多个(在此为八个)。可以将多个喷孔611的数量设为偶数。
[0040]图4为活塞7的外观图。图5为活塞7的俯视图。图6为通过图5所示的B-B截面来观察活塞7的图。图7为通过图5所示的C-C截面来观察活塞7的图。在图4至图7中，除前文所述的内燃机I的上下方向、方向X、方向Y之外、还通过进气侧、排气侧、前侧以及后侧的图示，来表示内燃机I中的活塞7的朝向。在以下所示的说明中，是在还考虑到内燃机I中的状态的条件下对活塞7进行说明的。因此，在以下所示的说明中，会根据需要而依据这些图示来对活塞7进行说明。
[0041]活塞7具备腔室71。腔室71被设置于活塞7的顶部。因此，腔室71在内燃机I中被暴露于燃烧室E中。腔室71的沿着方向X的位置被设定为与燃料喷射阀6吻合。因此，腔室71被设置在于方向X上从作为活塞7的中心轴线的中心轴线P3起向排气侧偏移了的位置处。活塞7在内燃机I中以中心轴线P3被配置于与中心轴线Pl相同位置的方式而被设置。所谓的相同包括在制造误差的范围内彼此不同的情况。所谓的相同还包括在能够实现本发明所获得的作用效果的范围内彼此不同的情况。此点在下文中也为相同情况。
[0042]腔室71具备周缘部711、底壁面712、中间部713。周缘部711具有圆筒状的形状。周缘部711并非必须限定于圆筒状的形状，例如也可以具有由椭圆而形成的筒状的形状。周缘部711具有作为腔室71的中心轴线的中心轴线P4。换言之，周缘部711决定了中心轴线P4。
[0043]中心轴线P4沿着中心轴线P3而延伸。中心轴线P4也相当于腔室71内的涡流的旋转中心轴线。中心轴线P4被设定在于方向X上与中心轴线P3相比向排气侧偏移了的位置处。中心轴线P4具体而言以在内燃机I中被配置于与中心轴线P2相同的位置处的方式而被设定。
[0044]底壁面712具有隆起的形状。该形状为，相对于中心轴线P3非轴对称、而相对于中心轴线P4轴对称的形状。底壁面712与周缘部711共有中心轴线P4。底壁面712并非必须与周缘部711共有中心轴线P4。中间部713被设置于周缘部711、底壁面712之间，并对周缘部711与底壁面712进行连接。中间部713具备与底壁面712邻接的邻接部A。
[0045]底壁面712具体被设置为，在包含中心轴线P4的活塞7的各截面(例如图6或图7所示的截面)上，在将中心轴线P4夹在中间的一方侧以及另一方侧，从设置有邻接部A的高度起隆起。在包含中心轴线P4的活塞7的各截面上，将中心轴线P4夹在中间的邻接部A各自的高度具体而言为相同。
[0046]在该各截面上，将中心轴线P4夹在中间的邻接部A具体而言还各自成为腔室71的表面上的位置最低的部分。在该各截面之中，与图6所示的截面的情况相比，图7所示的截面的情况下的、将中心轴线P4夹在中间的邻接部A各自的高度更高。在包含中心轴线P4的活塞7的各截面上，将中心轴线P4夹在中间的邻接部A各自的高度并非必须相同。
[0047]接下来，使用图8、图9、图10来进一步对底壁面712进行说明。图8为表示各种参数的变化的第一图。图9为对应于图8的底壁面712的说明图。图10为对应于图8、图9的燃烧室E的说明图。
[0048]在图8中作为各种参数而图示了高度H以及斜度G。高度H为底壁面712的高度，具体而言为将与中心轴线P4正交、且位于与底壁面712相比靠下方处的假想平面L(参照图6、图7)作为基准的高度。斜度G为底壁面712的斜度，具体为沿着涡流的流动的方向上的底壁面712的斜度。图8所示的横轴表示将中心轴线P4作为旋转中心的相位(角度位置)。在图8中，将后文所述的减少部D1、增大部D2以及中间部D3与后文所述的区域El至E8—起进行图示。图9、图10所示的方向R表示涡流的旋转方向。
[0049]图8所示的各种参数的变化为沿着涡流的流动的方向上的变化。相位Ml为，将中心轴线P4作为旋转中心的相位中的、前侧的相位中心。相位M2表示该相位的排气侧的相位中心，相位M3表示该相位的后侧的相位中心，相位M4表示该相位的进气侧的相位中心。沿着涡流的流动的方向的变化具体而言是指如下的变化。即，在此，腔室71内涡流的轨迹成为对应于周缘部711的形状的轨迹。
[0050]因此，沿着涡流的流动的方向的变化是指沿着周缘部711的轮廓的方向的变化。所涉及的变化具体而言是指对应于将中心轴线P4作为旋转中心的相位的变化，且为沿着与周缘部711的形状相对应的涡流的假想轨迹C(参照图10)而确认到的变化。具体而言，假想轨迹C成为与周缘部711共有中心轴线P4且与沿着中心轴线P4观察到的周缘部711的轮廓相似的环状的轨迹。
[0051]底壁面712具有在沿着涡流的流动的方向上高度H发生变化的形状。所涉及的底壁面712具体而言成为具有接下来表示的减少部D1、增大部D2、中间部D3的底壁面。
[0052]减少部Dl被设置于，沿着方向R而从相位Ml至相位M2的区间内、与沿着方向R而从相位M3至相位M4的区间内。减少部Dll表示被设置于前者的区间内的减少部Dl，减少部D12表示被设置于后者的区间内的减少部Dl。减少部Dl表示高度H沿着方向R而减少的部分。
[0053]增大部D2被设置于，沿着方向R而从相位M2至相位M3的区间内、与沿着方向R而从相位M4至相位Ml的区间内。增大部D21表示被设置于前者的区间内的增大部D2，增大部D22表示被设置于后者的区间内的增大部D2。增大部D2为高度H沿着方向R而增大的部分。
[0054]中间部D3分别对应于相位M1、相位M2、相位M3以及相位M4而设置。中间部D31表示对应于相位Ml而设置的中间部D3。中间部D32、中间部D33、中间部D34分别表示对应于相位M2、相位M3、相位M4而设置的中间部D3。中间部D3在沿着方向R的方向上与减少部Dl、增大部D2邻接，并对与其邻接的减少部Dl与增大部D2进行连接。中间部D3成为在沿着涡流的流动的方向上高度H为固定的部分。
[0055]中间部D3也可以为在邻接的减少部Dl与增大部D2之间使高度H的变化趋势发生变化的变曲部。底壁面712也可以取代具备中间部D3，而例如具有由相互邻接的减少部Dl以及增大部D2所形成的边缘部。在该情况下，该边缘部的斜度G可以被视为零。
[0056]底壁面712的顶部为平坦。因此，底壁面712具体而言具有高度H在顶部以外的部分处在沿着涡流的流动的方向上发生变化的形状。中间部713的表面也与底壁面712同样具备减少部D1、增大部D2以及中间部D3。底壁面712还能够被设为包括中间部713的表面的部分。
[0057]燃烧室E具有作为多个区域的区域El至区域ES。区域El至区域ES存在于腔室71上。区域El为与中间部D31邻接的区域。区域E2为与减少部Dll邻接的区域，区域E3为与中间部D32邻接的区域，区域E4为与增大部D21邻接的区域，区域E5为与中间部D33邻接的区域，区域E6为与减少部D12邻接的区域，区域E7为与中间部D34邻接的区域，区域E8为与增大部D22邻接的区域。
[0058]在受到减少部Dl的影响的同时进行流通的涡流的角速度具有朝向下方的成分，其结果为，区域E2与区域E6成为，涡流的角速度通过燃料喷射而被加速的区域。在受到增大部D2的影响的同时进行流通的涡流的角速度具有朝向上方的成分，其结果为，区域E4与区域E8成为，涡流的角速度通过燃料喷射而被减速的区域。
[0059]因此，区域El以及区域E2、区域E4以及区域E5、区域E5以及区域E6、区域E8以及区域El分别构成了燃烧室E中的燃 料喷射时的涡流的角速度沿着方向R而依次为较慢与较快的区域。此外，区域E2以及区域E3、区域E3以及区域E4，区域E6以及区域E7、区域E7以及区域E8分别构成了燃烧室E中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着方向R而依次为较快的区域与较慢的区域。
[0060]对于从区域El至区域ES中燃料喷射时的涡流的角速度如上所述被进行比较的区域E1、E2，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域El与中间部D31邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域E2与减少部Dll邻接。中间部D31的斜度G大于减少部Dll的斜度G。对于区域E1、E2，中间部D31相当于第一部分，减少部Dll相当于第二部分。区域E4以及区域E5、区域E5以及区域E6、区域ES以及区域El也为相同情况。
[0061]对于从区域El至区域ES中燃料喷射时的涡流的角速度如上所述被进行比较的区域E2、E3，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域E2与减少部Dll邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域E3与中间部D32邻接。减少部Dll的斜度G小于中间部D32的斜度G。对于区域E2、E3，减少部Dll相当于第二部分、中间部D32相当于第一部分。并且对于区域E3以及区域E4、区域E6以及区域E7、区域E7以及区域ES也为相同情况。
[0062]图11为间隔F的第一说明图。在图11中，多个喷孔611分别通过其中心轴线而被表示。多个喷孔611对应于区域El至区域E8而设置。喷孔611A表示向区域El喷射燃料的喷孔611。喷孔61IB表示向区域E2喷射燃料的喷孔611，喷孔611C表示向区域E3喷射燃料的喷孔611，喷孔61ID表示向区域E4喷射燃料的喷孔611，喷孔61IE表示向区域E5喷射燃料的喷孔611，喷孔61IF表示向区域E6喷射燃料的喷孔611，喷孔61IG表示向区域E7喷射燃料的喷孔611，喷孔61IH表示向区域E8喷射燃料的喷孔611。
[0063]间隔F为多个喷孔611中的相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔。间隔F具体而言为将中心轴线P2作为旋转中心的相位的间隔。间隔Fl表示喷孔611A、61IB彼此之间的间隔F。间隔F2表示喷孔611B、611C彼此之间的间隔F、间隔F3表示喷孔611C、611D彼此之间的间隔F，间隔F4表示喷孔61ID、61IE彼此之间的间隔F，间隔F5表示喷孔61IE、61IF彼此之间的间隔F、间隔F6表示喷孔611F、61IG彼此之间的间隔F、间隔F7表示喷孔611G、611H彼此之间的间隔F、间隔F8表示喷孔611H、611A彼此之间的间隔F。
[0064]基准间隔Fs为在燃烧室E中未生成涡流的情况下的喷孔间隔，该喷孔间隔具体而言为以如下方式设定的喷孔间隔，即，使从多个喷孔611喷射的燃料喷雾分别在沿着涡流的流动的方向上均等地配置。因此，具体而言，基准间隔Fs各自互为相等。
[0065]与各个间隔F之中的任意两个间隔对应的基准间隔Fs彼此(例如对应于间隔Fl的基准间隔Fs与对应于间隔F2的基准间隔F2)也可以相互不同。在基准间隔Fs各自不同的情况下，能够以如下方式来掌握各个基准间隔Fs与各个间隔F的对应关系。
[0066]即，在该情况下对基准间隔Fs进行设定时，将多个喷孔611配置为，在沿着中心轴线P2观察时，相对于包含连结相位Ml和相位M3的直线以及中心轴线P2在内的平面、与包含连结相位M2和相位M4的直线以及中心轴线P2在内的平面，均为对称的配置。
[0067]以此方式而配置的多个喷孔611的配置具体而言为，如下所示的第一以及第二配置中的任意一个。第一配置为，将多个喷孔611中的任意一个中心轴线的相位设定为相位Ml、相位M2、相位M3以及相位M4中的任意一个的配置。第二配置为，将多个喷孔611各自的中心轴线的相位设定为相位M1、相位M2、相位M3以及相位M4以外的相位的配置。
[0068]在基准间隔Fs各自不同的情况下，能够通过将所涉及的对应于第一以及第二配置之中的任意一个配置(在此为第一配置)的各个基准间隔Fs与各个间隔F进行对比，来掌握各个基准间隔Fs与各个间隔F的对应关系。对第一以及第二配置的任意一个配置进行选择时，能够选择与设定有各个间隔F的多个喷孔611的各自的配置相近的配置。对于这一点，在第一配置与第二配置被考虑多种的情况下也为相同。
[0069]喷孔611A、611B为多个喷孔611之中相邻的两个喷孔，且为分別向区域El与区域E2喷射燃料的两个喷孔。区域E1、区域E2之间的涡流的角速度的大小关系如前文所述。对此，间隔Fl被设定为小于基准间隔Fs。对于间隔F4、间隔F5以及间隔F8也为同样情况。
[0070]喷孔611B、611C为多个喷孔611之中的相邻的两个喷孔，且为分别对区域E2与区域E3喷射燃料的两个喷孔。区域E2、区域E3之间的涡流的角速度的大小关系如前文所述。间隔F2被设定为大于基准间隔Fs。对于间隔F3、间隔F6以及间隔F7也为相同情况。以此方式而被设定的各个间隔F基于斜度G而被设定。
[0071]接下来，对内燃机I的主要的作用效果进行说明。在内燃机I中，将间隔F1、间隔F4、间隔F5以及间隔F8设定为小于基准间隔Fs。因此，内燃机I能够将通过燃料喷射而加速的涡流所输送的燃料喷雾的位置补正为适当的位置。此外，在内燃机I中将间隔F2、间隔F3、间隔F6以及间隔F7设定为大于基准间隔Fs。因此，内燃机I能够将通过燃料喷射而减速的涡流所输送的燃料喷雾的位置补正为适当的位置。
[0072]S卩，内燃机I能够通过分别设定考虑到燃料喷射时的涡流的角速度的间隔F来实施考虑到燃料喷射时的涡流的角速度的燃料喷射。其结果为，能够向燃烧室E适当地喷射燃料。
[0073]内燃机I具体而言能够设为，具备设置有腔室71的活塞7、且腔室71具备底壁面712的结构。而且，在该情况下，内燃机I能够设为如下结构，即，对于从区域El至区域ES中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域与底壁面712中的第一部分邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域与底壁面712中的第二部分邻接，并且将该第一部分的斜度G设为大于该第二部分的斜度G。
[0074]内燃机I例如也可以以如下所示的方式而构成。图12为表示作为内燃机I的改变例的内燃机P的图。图13为表示作为活塞7的改变例的活塞7'的图。在图12中，以与图1相同的方式而表不内燃机I'。在图13中，以与图6相同的方式而表不活塞7'。在图13中还一并表示中央部31以及燃料喷射阀6'。内燃机P除了在取代活塞7而具备活塞W这一点与取代燃烧室E而具有燃烧室P这一点、以及取代燃料喷射阀6而具备燃料喷射阀6'这一点以外，与内燃机I相同。
[0075]活塞7'除了在取代腔室71而具备腔室71'这一点上以外，与活塞7相同。腔室71'除了取代周缘部711、底壁面712以及中间部713而具备周缘部71P、底壁面712'以及中间部713'这一点以外，与腔室71相同。燃烧室P除了取代腔室71而具有与腔室7 P的形状对应的空间形状这一点以外，与燃烧室E相同。
[0076]周缘部711'除了被设定为其下端部的高度在沿着涡流的流动的方向上为固定这一点以外，与周缘部711相同。底壁面712'与底壁面712相同而具有隆起的形状。另一方面，该形状为相对于中心轴线P4而呈轴对称的形状。该形状具体为部分球面状的形状。
[0077]底壁面712'由于具有所述形状，从而具有高度H在沿着涡流的流动的方向上为固定的形状。另一方面，底壁面712'由于具有所述形状，从而具有使燃烧室E'的截面积S在沿着涡流的流动的方向上变化的形状。截面积S为在固定了活塞7'的位置的状 态下，在包括中心轴线P4在内的燃烧室E'的截面中，从中心轴线P4起沿着径向而位于任意一侧的部分的面积。
[0078]中间部713'除了被设定为高度在沿着涡流的流动的方向上为固定这一点以外，与中间部713'相同。底壁面712'还能够被设为，包括中间部713'的表面在内的部分。
[0079]燃料喷射阀6'除了取代喷孔部61而具备喷孔部61'这一点以外，与燃料喷射阀6相同。喷孔部61'除了间隔F各自被设定为与内燃机I的情况不同这一点以外，与喷孔部61相同。
[0080]图14为表示各种参数变化的第二图。图15为间隔F的第二说明图。在图14中作为各种参数而表示有截面积S以及角速度V。角速度V为内燃机I'中的涡流的角速度。图14所示的各种参数的变化为沿着涡流的流动的方向上的变化。在图14中，将图15所示的间隔Fl'至间隔F8'与图15所示的相位区间Ql以及相位区间Q2—并进行表示。间隔Fl'至间隔F8'作为内燃机P中的间隔F而被各自设定。
[0081]在内燃机I'中，截面积S在沿着涡流的流动的方向上进行变化。其结果为，在截面积S相对较小的相位下，与截面积S相对较大的相位相比角速度V较快。内燃机I'中的间隔F分别基于截面积S而被设定。在内燃机I'中基准间隔Fs也被设定为与内燃机I相同。
[0082]在内燃机P中，多个喷孔611喷射燃料的区域分别为，通过设定多个喷孔611的中心轴线的各个相位来掌握其相位中心的区域。因此，对间隔Fl'进行设定的各个相位成为多个喷孔611中相邻的两个喷孔彼此喷射燃料的区域的各自的相位中心。对于对间隔F2'至间隔F8'进行设定的各个相位也为相同。
[0083]对间隔F2'进行设定的各个相位与对间隔F6'进行设定的各个相位被设定于，角速度V具有减少趋势的相位区间Q2彼此之间的相位区间内。对间隔F4'进行设定的各个相位与对间隔F8'进行设定的各个相位被设定于，角速度V具有增加趋势的相位区间Ql彼此之间的相位区间内。
[0084]相位区间Q2彼此之间的相位区间是指，通过相位区间Ql以及对应于邻接的角速度V的变曲点的各个相位而构成的相位区间。相位区间Ql彼此之间的相位区间是指，通过相位区间Q2以及对应于邻接的角速度V的变曲点的各个相位而构成的相位区间。
[0085]间隔F2'以及间隔F6'为，多个喷孔611中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，且为向燃烧室E'中的燃料喷射时的角速度V沿着方向R而依次为较慢的区域与较快的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔。
[0086]间隔Ff以及间隔FV为，多个喷孔611中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，且为向燃烧室E'中的燃料喷射时的角速度V沿着方向R而依次为较快的区域与较慢的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔。
[0087]对于对间隔F2'进行设定的各个相位，燃料喷射时的角速度V较慢的相位为，与燃料喷射时的角速度V较快的相位相比截面积S相对较大的相位。这一点对于间隔F4'、间隔F6'以及间隔F8'也为相同情况。
[0088]在所涉及的内燃机I'中，也能够通过分别设定考虑了燃料喷射时的角速度V的间隔F来实施考虑了燃料喷射时的角速度V的燃料喷射。其结果为，能够适当地向燃烧室Er喷射燃料。
[0089]底壁面712'取代部分球面状的形状而为相对于中心轴线P4而呈轴对称的形状，且也能够具有高度H在沿着涡流的流动的方向上进行变化的形状。在该情况下，还能够基于斜度G来分别设定间隔F。各个间隔F具体而言能够基于斜度G以及截面积S中的至少一项来进行设定。
[0090]以上，虽然对本发明的实施例进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述特定的实施例，可在记载于权利要求书中的本发明的主旨的范围内实施各种变形与变更。
[0091]例如内燃机也可以为火花点火式内燃机。此外，底壁面并不一定限定于具有隆起的形状，例如也可以具有平坦的形状与凹陷的形状。
[0092]在应用了本发明的内燃机中，气缸盖并非必须是为了在火花点火式内燃机与压缩点火式内燃机之间实现共通化或提高共通性而有意制造的部件。
[0093]符号说明
[0094]内燃机:1、I'；
[0095]燃料喷射阀:6，6'；
[0096]喷孔部:61，6广；
[0097]活塞:7、7'；
[0098]腔室:71，71'；
[0099]底壁面:712、712'。
【主权项】
1.一种内燃机，其中， 具备燃料喷射阀，所述燃料喷射阀向生成有涡流的燃烧室喷射燃料， 所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较慢的区域与较快的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较窄， 所述燃料喷射阀所具备的多个喷孔中相邻的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔、且向所述燃烧室中的燃料喷射时的涡流的角速度沿着涡流的旋转方向而依次为较快的区域与较慢的区域喷射燃料的两个喷孔彼此之间的喷孔间隔，被设定为与基准间隔相比而较宽。2.如权利要求1所述的内燃机，其中， 具备活塞，在所述活塞中设置有暴露于所述燃烧室中的腔室， 所述腔室具备底壁面，所述底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上高度发生变化的形状， 对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域与所述底壁面中的第一部分邻接，燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域与所述底壁面中的第二部分邻接， 所述第一部分与所述第二部分相比，所述底壁面的斜度、即在沿着涡流的流动的方向上变化的斜度较大。3.如权利要求1所述的内燃机，其中， 具备活塞，在所述活塞中设置有暴露于所述燃烧室中的腔室， 所述腔室具备底壁面，所述底壁面具有在沿着涡流的流动的方向上使所述燃烧室的截面积变化的形状， 所述截面积为，在将所述活塞的位置固定了的状态下，在所述腔室内的、包含涡流的旋转中心轴线在内的所述燃烧室的截面中，从该旋转中心轴线起沿着径向而位于任意一侧的部分的面积， 各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心被设定于，涡流的角速度具有减少趋势的相位区间彼此之间的相位区间内，或者被设定于，涡流的角速度具有增加趋势的相位区间彼此之间的相位区间内， 对于各个所述区域中燃料喷射时的涡流的角速度被进行比较的两个区域的相位中心，燃料喷射时的涡流的角速度较慢的区域的相位中心与燃料喷射时的涡流的角速度较快的区域的相位中心相比，成为所述截面积相对较大的相位。
【专利摘要】本发明提供一种内燃机。内燃机(1)具备燃料喷射阀(6)，所述燃料喷射阀(6)向生成有涡流的燃烧室喷射燃料。例如，喷孔(611A、611B)为多个喷孔(611)中相邻的两个喷孔、且为向区域(E1)与区域(E2)喷射燃料的两个喷孔。区域(E1)与区域(E2)分别构成了燃烧室(E)中燃料喷射时的涡流的角速度沿着方向(R)而依次为较慢的区域与较快的区域。喷孔(611A、611B)彼此之间的间隔(F1)被设定为与基准间隔(Fs)相比而较窄。
【IPC分类】F02B23/02, F02B23/10, F02M61/18
【公开号】CN104903557
【申请号】CN201380069615
【发明人】道川内亮
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年1月7日
【公告号】EP2942506A1, US20150337756, WO2014106904A1
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