[發明專利]內燃發動機的活塞及設置有這種活塞的內燃發動機

在審

• 申請號: 201380065867.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104870773A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 箕岡武志
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02B23/08
• 分類號: F02B23/08;F02F3/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;郎志濤

發明背景

1.發明領域

本發明涉及內燃發動機的在燃燒室中產生翻轉流的活塞以及設置有該活塞的內燃發動機。

2.相關技術描述

當通過從進氣口流入燃燒室中的進氣在燃燒室中產生翻轉流時，在進氣流中產生了湍流。結果，空氣燃料混合物的燃燒速度增大，因而使空氣燃料混合物穩定地燃燒(例如，參見日本專利申請公報No.2010-53710(JP?2010-53710A))。

發明內容

已知一種如下活塞，在該活塞中，在活塞的頂表面中形成有用于避免與進氣門或排氣門接觸的凹部。在采用這種類型的活塞的內燃發動機中，當由于在燃燒室內產生的翻轉流而使空氣燃料混合物沿著活塞的頂表面流動時，空氣燃料混合物流入該凹部以及流出該凹部會導致翻轉流的衰減。

因此，本發明提供了內燃發動機的抑制在燃燒室內產生的翻轉流衰減的活塞以及設置有該活塞的內燃發動機。

本發明的一個方面涉及內燃發動機的活塞。該活塞包括用于進氣門的進氣側凹部以及用于排氣門的排氣側凹部，該進氣側凹部形成在活塞頂表面中，該排氣側凹部形成在活塞頂表面中。當進氣側凹部和排氣側凹部排齊的方向為限定方向時，活塞在燃燒室中產生翻轉流，該翻轉流產生在活塞頂表面上方從限定方向一側朝向限定方向另一側流動的進氣流。而且，在進氣側凹部和排氣側凹部中至少一者的凹部的周緣處，活塞頂表面的位于凹部的限定方向一側的部分與凹部連接處所在的部分的沿著限定方向的截面的曲率半徑小于活塞頂表面的位于凹部的限定方向另一側的部分與凹部連接處所在的部分的沿著限定方向的截面的曲率半徑。

上述方面中的活塞可以應用于在燃燒室內產生翻轉流的內燃發動機。在這種情況下，已經從限定方向一側流動至凹部附近的空氣燃料混合物將不容易流入凹部中，這是因為該凹部的周緣的一側部分(即，一側的部分)的曲率半徑小于另一側部分(即，另一側的部分)的曲率半徑。此外，當空氣燃料混合物到達凹部的周緣的另一側部分而沒有流入該凹部中時，空氣燃料混合物的流動將能夠由另一側部分平順地調節成沿著活塞頂表面的形狀的流動，這是因為所述另一側部分的曲率半徑大于所述一側部分的曲率半徑。也就是說，空氣燃料混合物在限定方向上沿著活塞頂表面從一方向朝向另一方向流動的同時被抑制流入該凹部中，因而能夠抑制在燃燒室中產生的翻轉流的衰減。

可以對沿限定方向排齊的進氣側凹部和排氣側凹部中的僅一者采用具有如下結構的凹部：在該結構中，周緣的一側部分的曲率半徑小于另一側部分的曲率半徑，然而為了提高翻轉流的衰減抑制效果，可以對進氣側凹部和排氣側凹部兩者采用具有上述結構的凹部。

此外，進氣側凹部和排氣側凹部中一者的凹部的周緣的一側部分的曲率半徑可以小于進氣側凹部和排氣側凹部中另一者的凹部的周緣的另一側部分的曲率半徑。結果，當空氣燃料混合物沿限定方向在所述一者的凹部上方通過時，空氣燃料混合物將不容易流入所述一者的凹部中。由此，能夠抑制在燃燒室中產生的翻轉流的衰減。

此外，進氣側凹部和排氣側凹部中一者的凹部的周緣的另一側部分的曲率半徑可以大于所述另一者的凹部的周緣的一側部分的曲率半徑。結果，當空氣燃料混合物沿限定方向在另一者的凹部上方通過時，空氣燃料混合物將不容易流入所述另一者的凹部中。因此，能夠抑制在燃燒室中產生的翻轉流的衰減。

此外，預先假定如下內燃發動機：當用于進氣門的形成在活塞頂表面中的進氣側凹部和用于排氣門的形成在活塞頂表面中的排氣側凹部排齊的方向為限定方向時，該內燃發動機在燃燒室中產生翻轉流，該翻轉流產生在活塞頂表面上方從限定方向一側朝向限定方向另一側流動的進氣流。設置在這種內燃發動機中的活塞可以是上述方面的活塞。以此結構，能夠獲得與通過上述內燃發動機的活塞所獲得的作用效果相似的作用效果。

附圖說明

下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式的特征、優點以及技術和工業意義進行描述，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中：

圖1為示意性地示出本發明的一個示例實施方式的截面圖；

圖2為示意性地示出活塞的頂表面的平面圖；

圖3A為沿著圖2中的線3-3截取的箭頭截面圖；

圖3B為圖3A中的一部分的放大圖；

圖3C為圖3A中另一部分的放大圖；

圖3D為圖3A中又一部分的放大圖；

圖3E為圖3A中再一部分的放大圖；

圖4A為根據比較示例的活塞的一部分的截面圖；

圖4B為圖4A中一部分的放大圖；

圖4C為圖4A中另一部分的放大圖；