[發明專利]缸內噴射型火花點火式內燃機

有效

• 申請號: 200580046004.2
• 申請日: 2005-01-06
• 公開（公告）號: CN101099031A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 田中大;長倉啟介;秦幸司;松原讓二;山本茂雄
• 申請（專利權）人: 三菱自動車工業株式會社
• 主分類號: F02B23/10
• 分類號: F02B23/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 方曉虹

技術領域

本發明涉及一種缸內噴射型火花點火式內燃機，尤其涉及混合氣的形成方法。

背景技術

在向燃燒室內直接噴射燃料的缸內噴射型火花點火式內燃機中，已知有所謂的噴霧引導方式的技術：將噴射器配設在燃燒室上壁的中央部，并將火花塞以電極部位于燃料噴射區域或燃料噴射區域附近的形態配設，對從噴射器噴射的燃料一部分氣化形成的燃料噴霧直接點火，從而進行分層燃燒。

在這種噴霧引導方式的分層稀薄燃燒中，由于在燃料噴射期間進行點火，因此燃燒在進行燃料噴射的壓縮行程中開始。這樣，若燃燒在燃料噴射中或剛噴射后開始，則會在燃料噴霧內局部地形成過濃的混合氣，從而此處的燃燒變為高溫，NOx的生成量增加。

另外，在噴霧引導方式中，燃料噴霧以從火花塞離開的形態前進，由火花塞點燃后的火焰以跟著燃料噴霧的形態傳播而向燃燒室內擴散，因此燃燒較為緩慢。這樣，若燃燒緩慢，則EGR(廢氣再循環)氣體導入量的許用極限降低，從而很難使NOx減少。

另外，若燃燒緩慢，則存在燃料進行氣化、混合氣過于擴散時火焰跟不上而熄滅，從而產生未燃燒HC的問題。

另外，尤其是在低負載時的分層燃燒中，燃料噴射量少，因此噴射期間也短，在噴霧引導方式中可點火的時間局限于較短的期間。因此，在低負載時，穩定燃燒區域狹窄，存在燃燒的穩定性不足的問題。

因此，在這種缸內噴射型火花點火式內燃機中，為了形成穩定的分層燃燒，開發了下述技術：利用在活塞頂面上形成的凹腔使從吸氣口流入的吸入空氣作為翻轉流上升、使燃料向該翻轉流的上升側噴射(參照日本專利特開平11-210472號公報)。

然而，在上述公報公開的技術中，由吸入空氣形成的翻轉流的流動勢頭較弱，實際上很難利用該翻轉流來引導燃料噴霧以使分層燃燒穩定。

發明的公開

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種可充分提高分層燃燒的穩定性、且可減少NOx和HC的生成的缸內噴射型火花點火式內燃機。

為了實現上述目的，在本發明的缸內噴射型火花點火式內燃機中，包括：由氣缸蓋的下表面、氣缸及活塞的上表面形成的燃燒室；凹陷設置在所述活塞的頂面上、底面從一個邊緣部起向另一個邊緣部朝下方傾斜、且在該底面的周緣上形成有向上方傾斜的壁面的凹腔；設在所述氣缸蓋下表面的所述一個邊緣部側、向所述燃燒室內直接噴射燃料的噴射器；以及設在所述氣缸蓋下表面的所述另一個邊緣部側、電極部位于從所述噴射器噴射的燃料噴射區域中或該燃料噴射區域附近的火花塞。

由此，從噴射器噴射的燃料穿過火花塞的電極部附近而進入凹腔內，在因凹腔底面的傾斜而引向火花塞側的壁面后，沿著該壁面向上方卷起，再次集中到電極部周圍。

由此，從噴射器噴射的燃料不僅在燃料噴射中、在燃料噴射后也作為進行了氣化的混合氣存在于火花塞的附近，因此實現分層燃燒的點火時間的范圍擴大很多，從而即使在低負載狀態、燃料噴射量少、燃料噴射期間短時，也可提高燃燒的穩定性。

另外，若在燃料噴射中進行點火，則火焰跟著燃料噴霧傳播，另一方面，燃料噴霧的前端被凹腔卷起、作為進行了氣化的混合氣而朝著所述火焰而來，因此燃燒變得急速，可提高EGR氣體導入量的許用極限，可通過導入大量的EGR氣體來減少NOx。

另外，在燃料噴射后對被凹腔卷起、集中到電極部周圍的混合氣進行點火時，燃燒可在上死點附近產生，因此熱效率提高，可有效地產生轉矩。

此時，最好所述噴射器以朝著所述火花塞的電極部側及所述凹腔噴射燃料的形態定向，另外，最好使從所述噴射器噴射的燃料向所述火花塞側偏倚。

另外，最好所述噴射器構成為使從該噴射器噴射的燃料引入所述凹腔并向所述火花塞供給。

由此，從噴射器噴射的燃料容易穿過火花塞的電極部附近，且容易被凹腔引向火花塞的電極部周圍，因此混合氣可良好地引向火花塞的電極部周圍。

另外，在燃料噴射后混合氣朝著所述火焰而來，并使從噴射器噴射的燃料向火花塞側偏倚，因此尤其是在低負載時，可防止混合氣過于擴散，從而抑制未燃燒HC的生成。

另外，最好所述噴射器設置在形成所述燃燒室的所述氣缸蓋下表面的大致中央部上，所述火花塞在所述燃燒室的所述氣缸蓋下表面的大致中央部上與所述噴射器相鄰地設置。

另外，最好從所述底面的中央部起向所述一個邊緣部形成比周圍隆起的凸部。