[發明專利]直噴發動機的燃燒室構造

有效

• 申請號: 201580051883.1
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN107002548B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 太田統之;乃生芳尚;楢原和晃;永澤健
• 申請（專利權）人: 馬自達汽車株式會社
• 主分類號: F02B23/10
• 分類號: F02B23/10;F02F3/26
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 劉煜

燃料噴射閥(6)布置在相對于氣缸(11)的缸徑中心偏向于發動機輸出軸的一方向的位置處。活塞(16)的頂面由于形成有斜面(161、162)而隆起，在相當于燃料噴射閥(6)的噴射軸心的位置處將斜面的一部分挖去，形成空腔(163)。空腔(163)構成為：在由通過燃燒室(17)內的進氣另一側區域內的特定位置和燃料噴射閥(6)的布置位置的平面切開的縱斷面中，空腔(163)的特定位置處的壁面形狀與噴射閥頂端之間的距離比相反一側的對稱位置處的壁面形狀與噴射閥頂端之間的距離長。

技術領域

這里公開的技術涉及一種直噴發動機的燃燒室構造。

背景技術

專利文獻1中記載有以下火花點火式直噴發動機，其將燃料噴向從活塞的頂面凹陷而形成的空腔構成的燃燒室內。該直噴發動機通過向引入氣缸內的進氣中添加臭氧而提前開始燃燒。火焰伴隨著從設置在氣缸的缸徑中心的燃料噴射閥霧狀噴射出的燃料飛散，從燃燒室的中心部朝著外周部擴大。在火焰到達空腔的壁面以前結束燃燒。這樣一來，就會在燃燒室(亦即，空腔內)中心部的燃燒氣體和空腔的壁面之間形成不參與燃燒的氣體層，因此而能夠大幅度地減少冷卻損失。專利文獻1中所記載的直噴發動機的幾何壓縮在15以上，比較高，該直噴發動機不僅上述冷卻損失減少，熱效率還大幅度地提高。

本申請申請人在專利文獻2中提出了另一減少冷卻損失的技術。也就是說，該另一技術的詳細情況如下：在壓縮行程的后半段時間內向燃燒室內噴射燃料，并且對此時的燃料的噴射方式做了改進，由此而會在燃燒室內的中心部形成混合氣層，并且在該混合氣層周圍形成絕熱氣體層，在該狀態下讓混合氣燃燒。需要說明的是，這里所說的混合氣層是由可燃混合氣構成和形成的層。可燃混合氣例如可以是當量比φ＝0.1以上的混合氣。通過在燃燒室內形成混合氣層和包圍該混合氣層的絕熱氣體層，來由絕熱氣體層抑制燃燒氣體和壁面接觸。與專利文獻1中記載的技術一樣，專利文獻2中記載的技術能夠大幅度地減少冷卻損失。

在燃燒室內形成混合氣層和包圍該混合氣層的絕熱氣體層的技術中較有利的做法如下：布置燃料噴射閥時，保證噴射軸心位于與氣缸的軸線平行的方向上，另一方面，在活塞上形成形狀相對于燃料噴射閥的噴射軸心對稱的空腔，以保證空腔與該燃料噴射閥的噴射閥頂端相對。這里，上述專利文獻2中記載的發動機也將幾何壓縮比設定在15以上。在專利文獻2中記載的發動機中，與氣缸蓋的呈屋脊狀的頂棚面相對應，在進氣側和排氣側各側形成傾斜的斜面即兩個斜面而讓活塞的頂面呈三角屋脊狀隆起。形成在活塞頂面中央部位的空腔是通過挖去活塞頂面中的各斜面的一部分而形成的。

專利文獻1：日本公開專利公報特開2013-194712號公報

專利文獻2：日本公開專利公報特開2015-102004號公報

發明內容

－發明要解決的技術問題－

火花點火式直噴發動機的火花塞一般布置在氣缸的缸徑中心附近。當要將燃料噴射閥布置在缸徑中心附近時，有時會出現燃料噴射閥和火花塞分別從氣缸的缸徑中心稍微偏向于發動機輸出軸方向而設的情況。為了在混合氣層周圍形成絕熱氣體層,理想狀況是使形成在活塞上的空腔相對于燃料噴射閥的噴射軸心對稱。將燃料噴射閥布置成偏離氣缸的缸徑中心，空腔也會隨之偏離氣缸的缸徑中心。如上所述,當在活塞的呈三角屋脊狀隆起的頂面上形成空腔時,各斜面就會有一部分被挖去,伴隨著偏離氣缸的缸徑中心而形成空腔，斜面上被挖的地方也會偏離氣缸的缸徑中心。