CN1997814A - 缸内喷射、火花点火式内燃机 - Google Patents
缸内喷射、火花点火式内燃机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1997814A CN1997814A CNA2005800172736A CN200580017273A CN1997814A CN 1997814 A CN1997814 A CN 1997814A CN A2005800172736 A CNA2005800172736 A CN A2005800172736A CN 200580017273 A CN200580017273 A CN 200580017273A CN 1997814 A CN1997814 A CN 1997814A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel
- cylinder
- chamber
- fuelinjection nozzle
- spark
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 203
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 42
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- -1 preferably Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
- F02B17/005—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders having direct injection in the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B2023/103—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector having a multi-hole nozzle for generating multiple sprays
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
一种缸内喷射、火花点火式内燃机,其包括将燃料基本上以扇形喷雾的燃料喷射阀,所述扇形具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上散布以实现均匀燃烧及层状燃烧,该内燃机确保了为了层状燃烧,被喷雾燃料的大部分被喷射进入腔内并因此充分汽化并作为可燃的空气燃料混合物位于火花塞附近。燃料喷射阀(7)布置在气缸的上部的周边,而活塞(6)具有设置有腔(8)的顶表面,该腔(8)在位置上远离燃料喷射阀偏移并具有与所述燃料喷射阀相对的壁(8a),该壁(8a)使得为所述层状燃烧通过燃料喷射阀喷雾进入腔内的燃料朝向气缸的大体中心处偏移。
Description
技术领域
本发明涉及缸内喷射、火花点火式内燃机。
背景技术
当燃料直接喷射进入气缸时,进气管的确可以使其壁表面不暴露至燃料。这可以确保向气缸内供应需要的燃料量。对于这种缸内喷射、火花点火式内燃机,已经提出了通过燃料喷射阀将燃料以具有相对低的厚度并竖直地散布的扇形的形式喷雾进入气缸(例如参见日本专利早期公开号2000-220460)。
如果燃料在进气过程中以这种竖直地散布的扇形形式喷雾,则燃料可容易地分布在整个气缸内。此外,以这种扇形喷雾的燃料相较于以锥形形式喷雾的燃料具有更强的渗透力,因为以扇形喷雾的燃料在其移动通过气缸时会与进气造成较大的摩擦力。因此燃料变为微粒并因此蒸发。因此可以在点火之前在气缸中提供充分均匀的空气燃料混合物,并因此可实现令人满意的均匀燃烧。
需要一种缸内喷射、火花点火式内燃机以不仅提供均匀燃烧还提供层状燃烧。对于层状燃烧,已经提出在压缩过程中将燃料以竖直地散布的扇形形式喷雾,并利用竖直涡流直接在火花塞附近提供易燃空气燃料混合物(例如参见日本专利早期公开号2000-22460)。
但是,在层状燃烧中,在燃料喷射与点火之间仅存在较短的时间。因此,被喷射以直接在火花塞附近提供易燃空气燃料混合物的燃料不能充分蒸发。此外,难以利用竖直涡流来确保将易燃空气燃料混合物布置在火花塞附近。
关联于层状燃烧的上述不利因素可通过将被喷射燃料利用形成在活塞的顶表面处的腔而引导至火花塞的附近来解决。这允许被喷射燃料接收来自所述腔的热量并因此充分蒸发,并因此确保易燃空气燃料混合物被布置在火花塞附近。
但是,形成在活塞的顶表面中用于层状燃烧的典型腔很难接收以竖直散布的扇形喷雾的全部燃料,而相对大量的燃料被喷射至腔的外部并作为未燃尽燃料被排放,由此导致差的排气排放。
发明内容
本发明提供了一种缸内喷射、火花点火式内燃机,其包括将燃料基本上以扇形喷入所述气缸的燃料喷射阀,所述扇形具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上散布以提供均匀燃烧及层状燃烧,在层状燃烧中,允许被喷雾燃料的大部分被喷射进入腔内以确保燃料充分蒸发并作为空气燃料混合物位于火花塞附近。
本发明提供了一种缸内喷射、火花点火式内燃机,其包括:基本上布置于气缸的上部中心处的火花塞,将燃料基本上以扇形喷入所述气缸的燃料喷射阀,所述扇形具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上散布,以及活塞,并且,所述缸内喷射、火花点火式内燃机在进气过程中的所述被喷射燃料的均匀燃烧与压缩过程中的所述被喷射燃料的层状燃烧之间转换,其中所述燃料喷射阀位于所述气缸的所述上部的周边,所述活塞具有顶表面,该顶表面具有在位置上远离所述燃料喷射阀偏移的腔,所述腔具有与所述燃料喷射阀相对的壁,该壁使得为所述层状燃烧通过所述燃料喷射阀喷雾并因此喷射进入所述腔内的所述燃料朝向所述气缸的大体中心偏移。
优选地,所述腔具有燃料槽,该燃料槽连接至所述腔并沿所述被喷雾的燃料的投影朝向所述燃料喷射阀在所述活塞的顶表面中延伸。
优选地,所述被喷雾的燃料在与相对于所述燃料喷射阀的所述壁相邻的侧壁处以在俯视图上观察为锐角的角度撞击在所述腔上,以随后沿所述侧壁朝向与所述燃料喷射阀相对的所述壁行进。
优选地,所述腔的与相对于所述燃料喷射阀的所述壁相邻的侧壁倾斜以与所述腔的底壁形成钝角,且撞击在所述侧壁上的所述被喷雾的燃料具有在所述腔的径向向内方向上的速度分量。
优选地,通过与所述燃料喷射阀相对的所述壁朝向所述气缸的大体中心偏移的燃料于底壁处在所述腔上移动,所述底壁从与所述燃料喷射阀相对的所述壁朝向所述气缸的中心部分地向上倾斜。
优选地,所述被喷雾的燃料于底壁处撞击在所述腔上,该底壁从所述气缸的中心朝向与所述燃料喷射阀相对的所述壁部分地向上倾斜。
优选地,所述活塞的顶表面具有偏移槽,该偏移槽使得以以具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上延伸的另一大致扇形喷雾的燃料偏移,以允许以所述另一扇形被喷雾的所述燃料比也通过所述燃料喷射阀被喷雾进入所述腔并到达所述气缸的大体中心处的所述燃料更快地到达所述气缸的大体中心处。
在本发明中,缸内喷射、火花点火式内燃机的活塞具有顶表面,该顶表面设置有在位置上远离燃料喷射阀偏移的腔,由此在用于层状燃烧的压缩过程中,燃料喷射阀可将以具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上散布的扇形喷雾的燃料的大部分喷入腔内。因此被喷雾并因此被喷入腔中的燃料随其移动而变成微粒,此外燃料还可从腔接收热量并因此可令人满意地雾化,并通过腔的与燃料喷射阀相对的壁朝向气缸的大体中心偏移,以确保易燃空气燃料混合物位于基本上布置于气缸的上部中心处的火花塞附近。这可防止相对大量的燃料被喷至腔的外部从而被当作未燃尽燃料排放。
在本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机中,优选地,所述腔可以具有燃料槽,该燃料槽连接至所述腔,并形成在活塞的顶表面中以沿所述被喷雾的燃料的投影朝向所述燃料喷射阀延伸,以确保燃料喷射阀可以将以具有相对小的厚度且基本上相当广泛地竖直散布的扇形被喷雾的燃料喷射到所述腔中。
在本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机中,优选地,所述被喷雾燃料在与相对于所述燃料喷射阀的所述壁相邻的壁处以在俯视图上观察为锐角的角度撞击在所述腔上,以随后沿所述侧壁朝向与所述燃料喷射阀相对的所述壁行进。这确保了被喷雾并因此被喷入腔中的燃料朝向与燃料喷射阀相对的壁移动,并因此通过该壁朝向气缸的大体中心偏移,以进一步确保易燃空气燃料混合物位于基本上布置于气缸的上部中心处的火花塞附近。
在本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机中,优选地,所述腔的与相对于所述燃料喷射阀的所述壁相邻的侧壁倾斜以与所述腔的底壁形成钝角,且撞击在所述侧壁上的所述被喷雾燃料具有在所述腔的径向向内方向上的速度分量,因此燃料难以从该侧壁朝向腔的径向向外方向流出,由此在腔内被喷雾的燃料可基本上全部变为易燃空气燃料混合物。
在本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机中,优选地,通过与所述燃料喷射阀相对的所述壁朝向所述气缸的大体中心偏移的燃料于底壁处在所述腔上移动,所述底壁从与所述燃料喷射阀相对的所述壁朝向所述气缸的中心部分地向上倾斜。这允许燃料沿倾斜面上升。这有助于引导燃料至基本上布置于气缸的上部中心处的火花塞的附近,以进一步确保易燃空气燃料混合物位于火花塞附近。
在本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机中,优选地,所述被喷雾燃料于底壁处撞击在所述腔上,该底壁从所述气缸的中心朝向与所述燃料喷射阀相对的所述壁部分地向上倾斜。已经撞击在底壁上的被喷雾的燃料丧失相对较大的惯性力,且当其被与燃料喷射阀相对的壁偏移导引时,其难以行进越过壁并流出腔,由此被喷雾进入腔内的燃料可基本上完全变为易燃空气燃料混合物。
在本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机中,优选地,所述活塞的顶表面具有偏移槽,该偏移槽使得以具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上延伸的另一大致扇形喷雾的所述燃料偏移,以允许以所述另一扇形被喷雾的所述燃料比也通过所述燃料喷射阀被喷雾进入所述腔并到达所述气缸的大体中心处的所述燃料更快地到达所述气缸的大体中心处。因此,在点火时,移动通过偏移槽并因此更快地到达气缸的大体中心处的燃料的另一喷雾围绕火花塞相对广泛地散布,而在腔上移动并因此较晚地到达气缸的大体中心处的燃料的喷雾从火花塞观察将不会极大地散布。因此可在火花塞附近生成易燃空气燃料混合物,并围绕该易燃空气燃料混合物生成稀的空气燃料混合物以确保火焰在气缸中围绕火花塞的传播,以用于层状燃烧。
本发明的上述及其他目的、特征、方面及优点通过结合附图参考本发明的以下详细描述将变得清楚。
附图说明
图1是示意性垂直截面图,示出了本发明缸内喷射、火花点火式内燃机的第一实施例。
图2是俯视图,示意性地示出了图1所示气缸的内部。
图3是截面图,示出了腔的与图2的截面线III-III相对应的示例性改变。
图4是截面图,示出了腔的与图2的截面线IV-IV相对应的另一示例性改变。
图5是截面图,示出了腔的与图2的截面线V-V相对应的另一示例性改变。
图6-图8是俯视图,分别示意性地示出了对应于图2的本发明缸内喷射、火花点火式内燃机的第二实施例至第四实施例中的气缸的内部。
具体实施方式
图1是示意性垂直截面图,示出了本发明缸内喷射、火花点火式内燃机的第一实施例。图2是俯视图,示意性地示出了图1所示气缸的内部。在这些附图中,内燃机包括经由进气阀2与气缸连通的成对进气通路1,以及经由排气阀4与气缸连通的成对排气通路3。
内燃机包括基本上布置在气缸的上部中心的火花塞5,以及活塞6。内燃机还包括燃料喷射阀7,燃料喷射阀7布置于气缸上部的接近进气通路1的周边并将燃料直接喷射进入气缸。
本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机允许燃料喷射阀7在进气过程中向气缸内喷射燃料,以在压缩过程的最终阶段或点火之前在气缸内产生均匀的空气燃料混合物,以实现均匀燃烧。为了提供令人满意的充分均匀空气燃料混合物,优选地,被喷射燃料在气缸内广泛地分布。为此,在本实施例中,燃料喷射阀7适于大致以具有相对小的厚度且基本上竖直广泛散布的扇形形式喷射燃料。这里,“基本上竖直散布”指在基本上与气缸的轴线平行的平面内移动的同时散布。如图2所示,燃料喷射阀7适于在两个方向上以基本上扇形的形式喷雾燃料。
基本上以扇形形式被喷雾的燃料相较于以锥形形式被喷雾的燃料具有更大的渗透力,并随着以扇形形式被喷雾的燃料移动通过气缸,燃料与气缸内的进气产生摩擦。因此燃料变为微粒并因此易于蒸发。因此,以基本上竖直地散布的扇形喷雾燃料有助于燃料蒸发并在整个气缸内扩散,由此可以提供充分均匀的空气燃料混合物,并因此可实现令人满意的均匀燃烧。
当发动机起动时,必须将布置在发动机排放系统中的催化装置尽快加热,使得催化装置可以开始净化排放气体。为此,理想地,例如在膨胀过程的中间阶段或之后采用有效的点火延迟以有效地增加排放气体的温度。
但是,对于均匀空气燃料混合物,如果采用了有效的点火延迟,则会发生不能起动发动机。因此,在本实施例中,从开始起动发动机或紧接在发动机起动之后直至催化装置被完全加热,进行层状燃烧。通过在压缩过程中在半程稍后阶段喷射燃料来在火花塞5的附近集中燃料以生成易燃空气燃料混合物来进行层状燃烧。如果采用了有效的点火延迟,则该易燃空气燃料混合物可以可靠地点燃并燃烧。
对于层状燃烧,燃料喷射与点火之间的时间相对较短。为了确保被喷射的燃料在点火之前蒸发,优选地,燃料除了随着其移动而变为微粒,还被喷雾进入形成在活塞的顶表面中的腔内以从腔接收热量。因此,在本实施例中,活塞6具有设置有腔8的顶表面。典型的缸内喷射、火花点火式内燃机具有在活塞的顶表面中接近燃料喷射阀并因此在位置上偏置的腔。但是,如果根据本实施例以基本上竖直地散布的扇形形式将燃料喷雾进入气缸,则大量的燃料会喷至腔的外部。
喷雾至腔外部的燃料不会被腔朝向火花塞引导。因此这些燃料将不会燃烧而是会被作为未燃尽燃料排放,由此导致差的排气排放。此外,为了对其进行补偿,因而必须喷射增加的燃料量还会导致在层状燃烧中受损的燃料消耗率。如图1及图2所示,在本实施例中,为了允许被喷射的燃料基本上将被腔8完全接收,腔8形成在活塞的顶表面中远离燃料喷射阀的位置。这确保了以基本上竖直地散布的扇形喷雾的燃料被腔8接收。
但是,如果喷雾进入腔8中的燃料没有在基本上布置在气缸的上部中心处的火花塞5的附近被集中,则不能实现层状燃烧。在本实施例中,腔8具有与燃料喷射阀相对的壁8a,该壁8a具有基本上朝向气缸中心突伸的突起8b。因此被喷雾进入腔的燃料接收来自腔的热量并因此令人满意地蒸发,且燃料沿壁8a被突起8b基本上朝向气缸的中心偏移导向(如图2中链接箭头所示),使得可以在基本上布置在气缸的上部中心处的火花塞之下的位置处生成易燃空气燃料混合物(由小点表示)。在压缩上止点处的该易燃空气燃料混合物位于火花塞的附近,且该易燃空气燃料混合物在随后的膨胀过程中也不会从火花塞的附近过度地分散。因此,如果采用了有效的点火延迟,则易燃空气燃料混合物依然可以被可靠地点燃并燃烧。
图3示出了腔的示例性改变沿图2中的线III-III所取的截面。在图2所示的第一实施例中,喷雾进入腔8中的燃料撞击在腔的底壁8d上并随后沿腔的的侧壁8c及与燃料喷射阀相对的壁8a行进并移动到达突起8d。相反,在本示例性改变中,腔具有与相对于燃料喷射阀的壁相邻的的侧壁8c’,该侧壁8c’倾斜以与腔的底壁8d’形成钝角。喷雾进入腔的燃料撞击在侧壁8c’上并随后(类似于第一实施例中所描述的)沿侧壁8c’及与燃料喷射阀相对的壁行进,并被突起朝向气缸的中心偏移导向。已经撞击在侧壁8c’上的被喷雾的燃料具有在腔的径向向内方向上的速度分量,并因此很难从侧壁8c’朝向腔的径向向外方向流出,由此被喷雾进入腔中的燃料可基本上全部变为易燃空气燃料混合物。
图4示出了腔的另一示例性改变沿图2中的线IV-IV所取的截面。在本示例性改变中,被喷雾的燃料也撞击在腔的底壁上,并随后沿侧壁及与燃料喷射阀相对的壁行进。在本示例性改变中,被喷雾的燃料撞击在底壁8d”上,该底壁8d”部分或全部地从气缸的中心朝向与燃料喷射阀相对的壁8a”向上倾斜。已经撞击在底壁8d”上的被喷雾的燃料丧失相对较大的惯性力,且当燃料被壁8a”偏移导向时,其很难行进越过壁8a”并流到腔的外部,由此被喷雾进入腔中的燃料可基本上全部变为易燃空气燃料混合物。
图5示出了腔的另一示例性改变沿图2中的线V-V所取的截面。在本示例性改变中,被喷雾的燃料也撞击在腔的底壁上,并随后沿侧壁及与燃料喷射阀相对的壁行进,并最终被突起朝向气缸的中心偏移导向。在本示例性改变中,被与燃料喷射阀相对的壁的突起8b朝向气缸的中心偏移导向的燃料在腔的底壁8d上通过,该底壁8d部分或全部地从与燃料喷射阀相对的壁8a朝向气缸的中心向上倾斜。这允许燃料沿倾斜面上升。这有助于将燃料导引至基本上布置在气缸的上部中心处的火花塞附近,以进一步确保易燃空气燃料混合物位于火花塞附近。
图6是俯视图,示出了对应于图2的本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机的第二实施例。在本实施例中,腔80具有燃料槽80e,该燃料槽80e连接至腔80,并沿被喷雾燃料的投影在活塞的顶表面中朝向燃料喷射阀延伸。如果燃料喷射阀7以具有相对小的厚度并竖直广泛分布(或具有较大中心角)的扇形形式喷雾燃料,则被喷雾燃料可全部被腔接收。与在第一实施例中类似,被喷雾进入腔80的燃料沿侧壁80c及与燃料喷射阀相对的壁80a行进,到达突起80d,并由此朝向气缸中心偏移导向,以在腔80内在火花塞5下方生成易燃空气燃料混合物。以此广泛地分布的扇形喷雾的燃料通过在进气过程中喷射而在整个气缸内被进一步散布,以允许更加令人满意的均匀燃烧。如果没有形成如本实施所设置的燃料槽80e,而是使得腔80的整体朝向燃料喷射阀在活塞的顶表面中延伸,则腔依然可以接收全部的被喷雾燃料。但是,在这种布置中,由突起80d朝向气缸的中心偏移导向的燃料将从火花塞5的下方通过,从而易燃空气燃料混合物不能布置在火花塞的附近。
图7是俯视图,示出了对应于图2的本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机的第三实施例。在本实施例中,被喷雾燃料于侧壁81c处撞击在腔81上,并随后沿侧壁81c朝向与燃料喷射阀相对的壁81a行进。当燃料撞击在侧壁上时,必须防止燃料过度损失其惯性力并因此不能通过其惯性力经由突起81b移动至火花塞5的下方。为此,形成侧壁81以允许被喷雾的燃料以在俯视图上观察呈锐角TH的角度撞击。这确保了易燃空气燃料混合物位于火花塞附近。此外,以锐角TH撞击在侧壁81c上的燃料不会具有沿侧壁81c在与相对于燃料喷射阀的壁81a相对的方向上移动的部分。
在以上已经描述的实施例中,在均匀燃烧中,为了也允许燃料在水平方向上令人满意地在气缸中散布,燃料喷射阀7以相对于横穿燃料喷射阀的中心轴线及火花塞的中心轴线的中心竖直平面基本上对称的两个竖直散布的扇形喷雾燃料。因此,活塞的顶表面设置有相对于中心竖直平面基本上对称地形成的腔,以允许燃料的两个喷雾在火花塞5的下方结合在一起成为易燃空气燃料混合物集合。但是,本发明并不限于燃料的两个喷雾。例如,如果仅设置有单一燃料喷雾,则腔可具有与燃料喷射阀的相对壁,而不具有突起,且燃料可以仅依次地沿一个侧壁、与燃料喷射阀相对的壁、以及随后的其他侧壁在腔内移动至火花塞5下方。
图8是俯视图,示出了对应于图2的本发明的缸内喷射、火花点火式内燃机的第四实施例。在本实施例中,燃料喷射阀7基本上以在至少两个基本竖直的方向上散布的扇形喷雾燃料。对燃料的一个喷雾(以及上述仅单一燃料喷雾)指向并被腔82接收,该腔82形成在活塞的顶表面中远离燃料喷射阀,并具有一个壁82c、与燃料喷射阀相对且不存在突起的壁82a、以及另一个侧壁82c’。
这样喷射的燃料的一个喷雾F1依此沿腔的一个侧壁82c、与燃料喷射阀相对的壁82a、以及另一个侧壁82c’移动至火花塞5下方(如链接箭头所示),并因此变为由小点表示的易燃空气燃料混合物。此外,燃料的另一喷雾F2意在比燃料的一个喷雾F1更快地到达气缸的基本中心处。为此,活塞的顶表面设置有偏移槽83,该偏移槽83具有沿燃料的另一个喷雾F2的投影的部分83b以及朝向气缸的大体中心偏移导向被喷雾燃料的弯曲部分83a。注意,弯曲部分83a具有逐渐减小的深度,而已经通过弯曲部分83a的被喷雾燃料流出至活塞的顶表面上。
在燃料的一个喷雾F1沿相对较大的腔82移动并因此到达气缸的大体中心处时,燃料的另一喷雾F2沿相对较短的偏移槽83移动并因此到达气缸的大体中心处。这样,燃料的另一喷雾F2比燃料的一个喷雾F1更快地到达气缸的大体中心处。这样,燃料的另一喷雾F2在点火时相对广泛地绕火花塞5散布。相反,从火花塞观察,燃料的一个喷雾F1在点火时不会极大地散布。因此可在火花塞附近生成易燃空气燃料混合物,并围绕该易燃空气燃料混合物生成稀的空气燃料混合物,以确保火焰在火花塞附近在气缸中传播,以用于层状燃烧。。
可以在进气过程中喷射燃料以围绕易燃空气燃料混合物在火花塞附近生成稀的空气燃料混合物。但是,如果在整个气缸内都生成了稀的空气燃料混合物,则气缸膛(cylinder bore)附近的稀的空气燃料混合物的温度会降低由此难以燃烧,并最终会作为未燃尽燃料被排放。相反,在本实施例中,可仅围绕易燃空气燃料混合物在火花塞附近生成稀的空气燃料混合物以减少否则会被排放的未燃尽燃料。
在所有的实施例中,燃料喷射阀7都布置在气缸的接近进气阀的上部周边处,该位置的温度相对较低,以使燃料喷射阀7中产生的燃料雾化最小化。因此,活塞的顶表面的远离燃料喷射阀的一侧将是接近排放阀的一侧。但是,当然的是如果燃料喷射阀7布置在气缸的接近排放阀的上部周边,则活塞的顶表面的远离燃料喷射阀的一侧将是接近进气阀的一侧。
尽管已详细描述并说明了本发明,但需要明确理解的是,该描述仅是说明性及示例性,而不应被视为限制,本发明的精神及范围仅应以所附权利要求的术语来界定。
Claims (7)
1.一种缸内喷射、火花点火式内燃机,其包括:基本上布置于气缸的上部中心处的火花塞,将燃料基本上以扇形喷入所述气缸的燃料喷射阀,所述扇形具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上散布,以及活塞,并且,所述缸内喷射、火花点火式内燃机在进气过程中的所述被喷射燃料的均匀燃烧与压缩过程中的所述被喷射燃料的层状燃烧之间转换,其中所述燃料喷射阀位于所述气缸的所述上部的周边,所述活塞具有顶表面,该顶表面具有在位置上远离所述燃料喷射阀偏移的腔,所述腔具有与所述燃料喷射阀相对的壁,以使为所述层状燃烧通过所述燃料喷射阀喷雾并因此喷射进入所述腔内的所述燃料朝向所述气缸的大致中心偏移。
2.根据权利要求1所述的缸内喷射、火花点火式内燃机,其中
所述腔具有燃料槽,该燃料槽连接至所述腔并沿所述被喷雾的燃料的投影朝向所述燃料喷射阀在所述活塞的顶表面中延伸。
3.根据权利要求1所述的缸内喷射、火花点火式内燃机,其中
所述被喷雾的燃料在与相对于所述燃料喷射阀的所述壁相邻的侧壁处以在俯视图上观察为锐角的角度撞击在所述腔上,以随后沿所述侧壁朝向与所述燃料喷射阀相对的所述壁行进。
4.根据权利要求1所述的缸内喷射、火花点火式内燃机,其中
所述腔的与相对于所述燃料喷射阀的所述壁相邻的侧壁倾斜以与所述腔的底壁形成钝角,且撞击在所述侧壁上的所述被喷雾的燃料具有在所述腔的径向向内方向上的速度分量。
5.根据权利要求1所述的缸内喷射、火花点火式内燃机,其中
通过与所述燃料喷射阀相对的所述壁朝向所述气缸的大体中心偏移的燃料于底壁处在所述腔上移动,所述底壁从与所述燃料喷射阀相对的所述壁朝向所述气缸的中心部分地向上倾斜。
6.根据权利要求1所述的缸内喷射、火花点火式内燃机,其中
所述被喷雾的燃料于底壁处撞击在所述腔上,所述底壁从所述气缸的中心朝向与所述燃料喷射阀相对的所述壁部分地向上倾斜。
7.根据权利要求1所述的缸内喷射、火花点火式内燃机,其中
所述活塞的顶表面具有偏移槽,该偏移槽使得以具有相对较小的厚度并基本上在竖直方向上延伸的另一大致扇形喷雾的燃料偏移,以允许以所述另一扇形被喷雾的所述燃料比也通过所述燃料喷射阀被喷雾进入所述腔并到达所述气缸的大体中心处的所述燃料更快地到达所述气缸的大体中心处。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004174039A JP2005351200A (ja) | 2004-06-11 | 2004-06-11 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
JP174039/2004 | 2004-06-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1997814A true CN1997814A (zh) | 2007-07-11 |
Family
ID=34971337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2005800172736A Pending CN1997814A (zh) | 2004-06-11 | 2005-06-02 | 缸内喷射、火花点火式内燃机 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7055490B2 (zh) |
EP (1) | EP1753944A1 (zh) |
JP (1) | JP2005351200A (zh) |
CN (1) | CN1997814A (zh) |
WO (1) | WO2005121523A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101144413B (zh) * | 2007-09-28 | 2010-06-02 | 清华大学 | 一种缸内直喷汽油机燃烧室 |
CN109563765A (zh) * | 2016-08-16 | 2019-04-02 | 戴姆勒股份公司 | 操作内燃机的方法以及内燃机 |
CN110080873A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3722285B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2005-11-30 | ヤマハ発動機株式会社 | 筒内燃料噴射式内燃機関 |
US7318406B2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-01-15 | Ford Global Technologies Llc | Bowl-in-piston of a cylinder in a direct injection engine |
FR2976978B1 (fr) * | 2011-06-24 | 2013-07-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Piston pour chambre de combustion de moteur a combustion interne |
US10718258B2 (en) * | 2016-11-18 | 2020-07-21 | GM Global Technology Operations LLC | Spark-ignited direct-injection engine combustion systems |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0826772B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1996-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | 火花点火筒内噴射エンジン |
US5327864A (en) * | 1993-03-08 | 1994-07-12 | Chrysler Corporation | Stratified-charge internal combustion engine with fuel injection and dual ignition |
JP3333298B2 (ja) * | 1993-12-30 | 2002-10-15 | ヤマハ発動機株式会社 | 筒内燃料噴射式の多気筒エンジン |
JP3163906B2 (ja) * | 1994-07-27 | 2001-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火機関 |
US5775288A (en) * | 1995-08-17 | 1998-07-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Combustion chamber |
JPH10299486A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-11-10 | Yamaha Motor Co Ltd | 筒内燃料噴射式エンジン |
AT2332U1 (de) * | 1997-08-08 | 1998-08-25 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine mit fremdzündung |
JP3325232B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2002-09-17 | マツダ株式会社 | 筒内噴射式エンジン |
FR2771138B1 (fr) * | 1997-11-14 | 2000-02-25 | Renault | Moteur a injection directe et allumage commande |
DE19836707A1 (de) * | 1998-03-04 | 2000-02-17 | Audi Ag | Direkteinspritzende Brennkraftmaschine |
KR100306600B1 (ko) * | 1998-05-22 | 2002-03-08 | 이계안 | 직접분사식가솔린엔진의피스톤 |
US6035823A (en) * | 1998-06-15 | 2000-03-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spark-ignition type engine |
JP3353709B2 (ja) * | 1998-07-08 | 2002-12-03 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
JP3548688B2 (ja) * | 1998-07-08 | 2004-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
DE19853357A1 (de) * | 1998-11-19 | 2000-05-25 | Daimler Chrysler Ag | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
JP3903657B2 (ja) * | 1998-12-02 | 2007-04-11 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
JP3840823B2 (ja) * | 1998-12-10 | 2006-11-01 | マツダ株式会社 | 筒内噴射式エンジン |
JP3611471B2 (ja) | 1999-01-28 | 2005-01-19 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射式内燃機関 |
JP3389873B2 (ja) * | 1999-02-05 | 2003-03-24 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
JP3405261B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2003-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
JP3537347B2 (ja) * | 1999-04-02 | 2004-06-14 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
US6286477B1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-09-11 | Ford Global Technologies, Inc. | Combustion chamber for direct-injected spark-ignited engines with swirl airflows |
JP3920526B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2007-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 火花点火式成層燃焼内燃機関 |
JP3870692B2 (ja) * | 2000-11-24 | 2007-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
JP2002327622A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関のピストン |
US6832594B2 (en) * | 2002-01-09 | 2004-12-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection engine |
JP3997781B2 (ja) * | 2002-01-09 | 2007-10-24 | 日産自動車株式会社 | 筒内直噴エンジン |
JP3937874B2 (ja) * | 2002-03-04 | 2007-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式内燃機関における点火制御 |
JP4054223B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2008-02-27 | 富士重工業株式会社 | 筒内噴射型エンジンおよび筒内噴射型エンジンの制御方法 |
JP3991789B2 (ja) * | 2002-07-04 | 2007-10-17 | トヨタ自動車株式会社 | 混合気を圧縮自着火させる内燃機関 |
-
2004
- 2004-06-11 JP JP2004174039A patent/JP2005351200A/ja not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-06-02 WO PCT/JP2005/010547 patent/WO2005121523A1/en not_active Application Discontinuation
- 2005-06-02 US US11/142,304 patent/US7055490B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-02 CN CNA2005800172736A patent/CN1997814A/zh active Pending
- 2005-06-02 EP EP05748472A patent/EP1753944A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101144413B (zh) * | 2007-09-28 | 2010-06-02 | 清华大学 | 一种缸内直喷汽油机燃烧室 |
CN109563765A (zh) * | 2016-08-16 | 2019-04-02 | 戴姆勒股份公司 | 操作内燃机的方法以及内燃机 |
CN109563765B (zh) * | 2016-08-16 | 2020-12-11 | 戴姆勒股份公司 | 操作内燃机的方法以及内燃机 |
CN110080873A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
CN110080873B (zh) * | 2018-01-25 | 2021-03-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005121523A1 (en) | 2005-12-22 |
JP2005351200A (ja) | 2005-12-22 |
US7055490B2 (en) | 2006-06-06 |
EP1753944A1 (en) | 2007-02-21 |
US20050274351A1 (en) | 2005-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0694682B1 (en) | A spark-ignited direct fuel injection engine | |
JP4032690B2 (ja) | 筒内噴射ガソリンエンジン | |
US7025036B2 (en) | Valve controlled divided chamber internal combustion engine | |
CA2297615C (en) | Direct-fuel-injection-type spark-ignition internal combustion engine | |
WO1993000504A1 (fr) | Moteur a combustion interne a allumage par compression du type a injection directe | |
JP3301013B2 (ja) | 火花点火式燃焼方法 | |
EP0205000B1 (en) | Combustion chamber for an internal-combustion engine | |
CN1997814A (zh) | 缸内喷射、火花点火式内燃机 | |
EP1043484B1 (en) | Direct fuel injection-type spark-ignition internal combustion engine | |
JPH09280055A (ja) | 直接筒内噴射式火花点火エンジン | |
JP3330336B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
JPH05231155A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
EP0958451B1 (en) | Direct injection spark ignition engine | |
JPS5857611B2 (ja) | 複室式内燃機関 | |
JP2601346B2 (ja) | 断熱ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル | |
JP2500172Y2 (ja) | ディ―ゼルエンジンにおける渦流式チャンバ | |
JPH063137B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室 | |
JPH07259567A (ja) | 直噴式圧縮着火内燃機関 | |
JP2000282872A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
JP2003049652A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
JPS6189920A (ja) | 直噴式デイ−ゼル燃焼室 | |
JP2003161154A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
JPH08270450A (ja) | 筒内噴射式エンジン | |
JPH0333422A (ja) | 筒内直噴式ガソリンエンジンの成層燃焼方法 | |
JP2000282871A (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |