CN101155982A - 缸内喷射式火花点火内燃机 - Google Patents

缸内喷射式火花点火内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN101155982A
CN101155982A CNA2006800115865A CN200680011586A CN101155982A CN 101155982 A CN101155982 A CN 101155982A CN A2006800115865 A CNA2006800115865 A CN A2006800115865A CN 200680011586 A CN200680011586 A CN 200680011586A CN 101155982 A CN101155982 A CN 101155982A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
fuel
lift
flow
internal combustion
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.)
Granted
Application number
CNA2006800115865A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100513754C (zh
Inventor
芦泽刚
野村启
冨野修
前田薫
松本圭右
串田丈夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Bosch Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Bosch Corp
Publication of CN101155982A publication Critical patent/CN101155982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100513754C publication Critical patent/CN100513754C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • F02B23/101—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 or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • 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
    • 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
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F02B25/18—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke the charge flowing upward essentially along cylinder wall adjacent the inlet ports, e.g. by means of deflection rib on piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
    • 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
    • F02B2023/106—Tumble flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is horizontal
    • 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
    • F02B2023/106—Tumble flow, i.e. the axis of rotation of the main charge flow motion is horizontal
    • F02B2023/107—Reverse tumble flow, e.g. having substantially vertical intake ports
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • 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)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供一种缸内喷射式火花点火内燃机，其具有：燃料喷射阀，其直接向汽缸内喷射燃料；火花塞，其使点火间隙位于从上述燃料喷射阀喷射的燃料的飞行路径内；气室，其形成于活塞顶面，在分层燃烧时，燃料喷射阀，在向压缩行程中沿气室向纵方向旋转的滚转气流中，沿滚转气流的旋转方向合流的方向上，喷射几乎全部的燃料，在喷射末期的燃料通过点火间隙的期间，利用火花塞实施点火。

Description

缸内喷射式火花点火内燃机
技术领域
本发明涉及缸内喷射式火花点火内燃机。
背景技术
公知有如下分层燃烧，即：利用在压缩行程中喷射的燃料，只在汽缸内的一部分形成可燃混合气体，且利用火花塞使该可燃混合气体着火燃烧，由此，可进行使汽缸内整体的空燃比比理论空燃比还稀薄的燃烧。在分层燃烧时，必须在点火时期使火花塞的点火间隙位于可燃混合气体内，因此提出有，将用于形成可燃混合气体的喷射燃料通过形成于活塞顶面的气室而偏向火花塞方向的技术，但是，因此燃料喷射时期就受到活塞位置的限制。
为了能够不受这种限制地设定燃料喷射时期，而提出有如下的缸内喷射式火花点火内燃机(例如，参照日本专利特开2005-105877，特开平9-209762，特开平11-182247，特开2004-340040)，即：从配置于汽缸上部大致中心的燃料喷射阀喷射的燃料在汽缸内飞行当中成为可燃混合气体，利用配置于喷射燃料的飞行路径内火花塞使该可燃混合气体着火燃烧，而力求实现良好的分层燃烧。
在上述的背景技术中，燃料喷射阀呈中空圆锥状地喷射燃料，但是，即使这样只是喷射燃料，喷射燃料在直到到达活塞顶面或汽缸内径的飞行中不会成为充分地与吸入气体混合的良好的可燃混合气体，而不能如设想那样实现良好的分层燃烧。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种缸内喷射式火花点火内燃机，其使从燃料喷射阀向汽缸内喷射的燃料在飞行中可靠地成为良好的可燃混合气体，利用火花塞使该可燃混合气体着火燃烧，由此可实现良好的分层燃烧。
基于本发明的技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，具有：燃料喷射阀，其直接向汽缸内喷射燃料；火花塞，其使点火间隙位于从上述燃料喷射阀喷射的燃料的飞行路径内；气室，其形成于活塞顶面，在分层燃烧时，上述燃料喷射阀，在向压缩行程中沿上述气室向纵方向旋转的滚转气流中，沿上述滚转气流的旋转方向合流的方向上，喷射几乎全部的燃料，在喷射末期的燃料通过上述点火间隙的期间，利用上述火花塞实施点火。
基于本发明的技术方案2所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，上述气室在上述滚转气流的流入侧具有倒角或圆角。
基于本发明的技术方案3所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，上述气室在活塞顶面处偏靠排气阀侧，上述滚转气流从上述气室的排气阀侧向吸气阀侧沿上述气室的内壁旋转。
基于本发明的技术方案4所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，上述火花塞具备L字形截面形状的接地电极，其具有与火花塞主体轴线大致平行的平行部和与上述火花塞主体轴线大致垂直的垂直部，该点火花塞被配置成上述接地电极的上述平行部位于上述滚转气流的下游侧而不与上述滚转气流相对置。
基于本发明的技术方案5所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，其特征在于，上述燃料喷射阀，将几乎全部的燃料朝向上述气室喷射。
基于本发明的技术方案6所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，在技术方案5所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，上述燃料喷射阀，将几乎全部的燃料朝向上述气室的上述滚转气流的流入侧侧壁喷射。
基于本发明的技术方案7所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，从上述燃料喷射阀喷射的燃料的与喷射方向中心轴线垂直的截面形状是上侧凸出的折线或曲线形状。
基于本发明的技术方案8所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，以形成于上述气室内的混合气体的空燃比不比设定空燃比浓的方式，选择上述气室的容量。
根据基于本发明的技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，由于在分层燃烧时，燃料喷射阀，在向压缩行程中沿气室向纵方向旋转的滚转气流中，沿上述滚转气流的旋转方向合流的方向上，喷射几乎全部的燃料，特别是在喷射末期之前喷射的燃料，与滚转气流充分地混合，在气室内形成良好的可燃混合气体。由此，利用使点火间隙位于喷射燃料的飞行路径内的火花塞，能够在喷射末期的燃料通过点火间隙的期间实施点火，这样可以使与喷射末期的燃料连续的气室内的可燃混合气体可靠地着火燃烧，实现良好的分层燃烧。
根据基于本发明的技术方案2所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，由于气室在滚转气流的流入侧具有倒角或圆角，所以可以抑制在吸气行程时形成的滚转气流的衰减，即使在分层燃烧时的燃料喷射时期即压缩行程中，也可以维持比较强的滚转气流，促进了喷射燃料和滚转气流的混合，因此，有利于在气室内形成良好的可燃混合气体。
根据基于本发明的技术方案3所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，由于气室在活塞顶面处偏靠排气阀侧，滚转气流成为沿从气室的排气阀侧沿吸气阀侧旋转的滚转气流，所以与旋转方向相反的逆滚转气流相比，容易形成较强的滚转气流。
根据基于本发明的技术方案4所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，火花塞具备L字形截面形状的接地电极，其具有与火花塞主体轴线大致平行的平行部和与火花塞轴线大致垂直的垂直部，且该火花塞被配置成接地电极的平行部位于上述滚转气流的下游侧而不与滚转气流相对置，所以在点火间隙产生的电弧不会被接地电极的平行部妨碍而能够与滚转气流一同向下游侧延伸，并且刚通过点火间隙的燃料的着火也成为可能，能够提高着火性。
根据基于本发明的技术方案5所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，燃料喷射阀将几乎全部的燃料朝向气室内喷射。由此，能够抑制喷射燃料的一部分位于活塞顶面的气室外而无助于燃烧，作为未燃燃料被排出的情况。
根据基于本发明的技术方案6所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案5所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，燃料喷射阀将几乎全部的燃料朝向气室的滚转气流的流入侧侧壁喷射。由此，如低旋转时的那样在吸气行程中形成的滚转气流比较弱，而在压缩行程中只维持较弱的滚转气流的情况下，如果喷射燃料和滚转气流之间的混合变得不充分，则喷射燃料的一部分与气室的流入侧侧壁碰撞，但是，该碰撞燃料通过沿气室的内壁行进时的受热而气化，而且与一同沿气室的内壁行进的较弱的滚转气流也充分地混合并在气室内形成良好的可燃混合气体。
基于本发明的技术方案7所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，从燃料喷射阀喷射的燃料的与喷射方向中心轴线垂直的截面形状是上侧凸出的折线或曲线形状，因此，喷射燃料和滚转气流之间的接触面积变大，喷射燃料和滚转气流之间的混合变得良好，并且，火花塞的长度即使没有那么长，火花塞附近的混合气体也不会变得稀薄，可靠地实现点火。
根据基于本发明的技术方案8所述的缸内喷射式火花点火内燃机，在技术方案1所述的缸内喷射式火花点火内燃机中，由于以形成于气室内的混合气体的空燃比不比设定空燃比浓的方式设定气室的容量，所以可以抑制由混合气体过浓而引起的未燃燃料的产生。
附图说明
图1是表示基于本发明的缸内喷射式火花点火内燃机的实施方式的概略纵向剖视图。
图2是图1的缸内喷射式火花点火内燃机的火花塞附近的放大图。
图3是表示燃料喷射阀的喷孔配置的图。
图4是与喷射燃料的喷射方向中心轴线垂直的截面图。
图5是另一个与喷射燃料的喷射方向中心轴线垂直的截面图。
具体实施方式
图1是表示基于本发明的缸内喷射式火花点火内燃机的实施方式的概略纵向剖视图。在该图中，1是配置于汽缸上部大致中心并用于直接喷射燃料的燃料喷射阀，2是配置于燃料喷射阀5的附近的排气阀侧的火花塞。本缸内喷射式火花点火内燃机具有二个吸气阀和二个排气阀，图1是通过二个吸气阀之间和二个排气阀之间的截面图，所以没有图示吸气阀和排气阀。在图1中，左侧是吸气阀侧，右侧是排气阀侧。
3是活塞，在其顶面偏靠排气阀侧形成有气室3a。气室3a，具有适于使滚转气流顺着流的光滑的内壁，且用于通过使在吸气行程中在汽缸内形成的滚转气流顺着内壁流而使其不会幅度地衰减直到压缩行程末期为止。从吸气口(未图示)吸入的吸入气体，一般地，为了在汽缸内形成在排气阀侧下降并在吸气阀侧上升地旋转的滚转气流，而使气室3a向活塞顶面的排气阀侧偏靠，由此滚转气流容易顺着气室3a的内壁旋转，对抑制滚转气流的衰减有利。另外，为了使滚转气流容易流入气室3a内，在气室3a中，在滚转气流的流入侧即排气阀侧设置有圆角3b或倒角。
本缸内喷射式火花点火内燃机，当发动机负荷是设定值以上时，利用燃料喷射阀1在吸气行程中喷射燃料，实施在汽缸内整体形成均质混合气体的均质燃烧，或者在压缩行程中将燃料分成多次喷射以实施分层燃烧。另一方面，在发动机负荷不到设定值时，实施利用燃料喷射阀1在压缩行程后半过程中喷射燃料的分层燃烧。分层燃烧，是只在汽缸内的一部分形成可燃混合气体，使该可燃混合气体着火燃烧的技术，作为汽缸内整体，可以实现比理论空燃比还稀薄的燃烧，另外，由于使节气门开度设定比较大，或使再循环排气气体量较多，而使泵送损失降低，所以对燃料消耗的降低有利。
本缸内喷射式火花点火内燃机的燃料喷射阀，在压缩行程后半过程中，向沿着气室3a向纵方向旋转的滚转气流中，沿着滚转气流T的旋转方向合流的方向上，喷射几乎全部的燃料F。另外，以点火间隙2a位于这样从燃料喷射阀喷射的燃料F的飞行路径内的方式配置火花塞2。
在根据发动机负荷而决定的燃料量刚刚全部喷射后，如果利用火花塞2实施点火，则在该点火时刻，喷射末期的燃料是通过位于喷射燃料F的飞行路径内的火花塞2的点火间隙2a的途中，能够使喷射末期的燃料可靠地着火。另一方面，与喷射末期的燃料连续的在喷射末期之前喷射的燃料，沿滚转气流的旋转方向向滚转气流中合流而经过了不久时间，所以，与滚转气流充分混合而变成良好的可燃混合气体，并存在于气室3a内，喷射末期的燃料的火炎传播并良好地进行燃烧。这样，可实现良好的分层燃烧。为了使喷射末期的燃料的火炎可靠地传播至喷射初期的燃料，最好从燃料喷射阀连续地喷射燃料。但是，如果是不阻碍使喷射末期的燃料的火炎传播至喷射初期的燃料的程度，也可以在燃料喷射中设置一次或多次程度的间隔而间歇地喷射燃料。如果这样在燃料喷射中设置间隔，则即使喷射同量的燃料，燃料喷射开始时期也变早，从燃料喷射开始时期直到点火的时间变长，因此，进一步促进喷射初期的燃料和滚转气流之间的混合，可以实现更良好的分层燃烧。
在本实施方式中，在喷射末期之前喷射的燃料，与滚转气流一同作为可燃混合气体而向活塞顶面的气室3a汇集，因此不会在汽缸内广泛地分散形成难于燃烧的稀薄混合气体，对于实现良好的分层燃烧有利。另外，如果气室3a的容量过小，则形成在气室3a内的混合气体比设定空燃比浓，因混合气过浓而不能实现良好的分层燃烧，产生比较多的未燃烧燃料。由此，将气室3a的容量设定成：相对分层燃料时的最大燃料喷射量，由在喷射末期之前喷射的燃料而形成在气室3a内的混合气体的空燃比不比设定空燃比浓。
另外，火花塞2的接地电极，一般是L字截面形状，其具有与火花塞主体轴线大致平行的平行部2b和与火花塞主体轴线大致垂直的垂直部2c，且最好将火花塞2配置成：在使火花塞2的点火间隙2a位于喷射燃料F的飞行路径内时，接地电极的平行部2b位于滚转气流的下游侧而不与滚转气流相对置。
图2是火花塞2附近的放大图，在图2中，将火花塞2配置成：接地电极的平行部2b位于滚转气流的上游侧。由此，在点火间隙2a产生的电弧A，由于点火间隙2a中的滚转气流的下游侧不被接地电极的平行部2b封闭，所以能够与滚转气流一同向下游侧延伸，且刚通过点火间隙2a的燃料F的着火也成为可能，能够提高着火性。
在图1中，以使接地电极的平行部2b与滚转气流平行，而且使接地电极的垂直部2c与滚转气流垂直的方式配置火花塞2。即使是这样的配置，也由于点火间隙2a中的滚转气流的下游侧不被接地电极的平行部2b封闭，所以在点火间隙2a中产生的电弧A能够与滚转气流一同向下游侧延伸，也能够使刚通过点火间隙2a的燃料F着火。另外，为了使喷射燃料F，从滚转气流T的上游侧通过火花塞2的点火间隙2a，而如图2所示那样配置火花塞2的接地电极时，位于滚转气流的上游侧的接地电极的平行部2b，使通过火花塞2的点火间隙2a的燃料量减少。由此，图1中的火花塞2的接地电极配置、和与此相对绕火花塞主体轴线旋转180度的接地电极配置，对电弧A向滚转气流下游侧的延伸、和喷射燃料通过点火间隙2a这两方面而言是优选的。
另外，将燃料喷射阀1的燃料喷射方向设为：向在压缩行程后半过程中沿气室3a向纵方向旋转的滚转气流中，沿着滚转气流T的旋转方向合流的方向，但是，该燃料喷射方向的延长方向最好是气室3a内。由此，当如低旋转时那样在吸气行程中形成的滚转气流比较弱，而在压缩行程中只维持较弱的滚转气流时，即使在不能使喷射燃料充分向气室3a偏向的情况下，也能抑制因使几乎全部的燃料向气室3a内喷射，而使喷射燃料的一部分位于活塞顶面的气室3a外，成为无助于燃烧的未燃燃料被排出的情况。
另外，燃料喷射阀1的燃料喷射方向的延长方向，被设为气室3a内中的滚转气流的流入侧侧壁，本实施方式的情况下更优选被设为气室3a的排气阀侧侧壁3c。通过这样做，在压缩行程中只维持较弱的滚转气流时，喷射燃料的一部分，与滚转气流的混合变得不充分，根据自身的贯彻力而与气室3a的排气阀侧侧壁碰撞，且沿气室3a的内壁与滚转气流相同方向行进。这样，该碰撞燃料，利用气室3a的热量而气化，且与较弱的滚转气流也充分地混合而在气室3a内能够形成可燃混合气体，与上述相同，通过使喷射末期的燃料着火，可实现良好的分层燃烧。
另外，在本实施方式中构成为：燃料喷射阀1，具有如图3所示那样的上侧凸出的圆弧配置的多个(六个)圆喷孔1a，且从各喷孔1a呈柱状地喷射燃料。柱状的各燃料喷雾，贯彻力比较强，在飞行中与吸入气体(滚转气流)之间产生较强的摩擦力，且借助该摩擦力而被微粒化，并在整体上被一体化。这样被一体化的燃料喷雾，如图4所示，与喷射方向中心轴线垂直的截面形状成为上侧凸出的曲线圆弧形状。
具有这样的曲线形状或图5所示那样的折线形状的截面的燃料喷雾F，因与滚转气流之间的接触面积较大，而容易与滚转气流混合。进而，如果使上侧凸出的曲线形状或折线形状的燃料喷雾的上部通过火花塞2的点火间隙2a，则由于燃料喷雾的除此以外的部分，位于比上部靠下侧的位置，所以不与汽缸盖底面碰撞，使点火间隙2a位于喷射燃料F的飞行路径内时，能够使火花塞2的距汽缸盖底面的突出长度比较小。
代替多个圆喷孔1a，而设为上侧凸出的折线或曲线的缝隙状喷孔，也能够实现同样的燃料喷雾。在多个圆喷孔1a的情况下，使各喷孔1a稍稍朝向外侧，并将燃料喷雾F的整体宽度W和整体高度H设成前部较宽，由此可进一步增大与滚转气流的接触面积，实现与滚转气流的良好的混合。当然，即使在前部较宽的燃料喷雾F中，将几乎全部的燃料朝向气室3a内喷射，更优选为朝向气室3a的滚转气流的流入侧侧壁3c喷射。
在本实施方式中，构成为将全部的喷射燃料F朝向气室3a内喷射，优选为朝向气室3a的排气阀侧壁3c喷射，但是，由于如使向气室内喷射的燃料作为可燃混合气体向火花塞方向偏向的分层燃烧方式的情况那样，不发生产生失火等重大的问题，所以并不是绝对的。另外，如上述那样，在需要将全部的燃料喷雾F朝向气室3a内或气室3a的排气阀侧侧壁3c喷射的情况下，由于是在汽缸内只形成较弱的滚转气流的发动机低转速时，所以也可以设为只在此时根据活塞位置范围来控制燃料喷射时期。
在本实施方式中，将在汽缸内形成的滚转气流，设为在排气阀侧下降并在吸气阀侧上升的正滚转气流，但是也可以在吸气口汽缸内开口部的排气阀侧设置屏蔽等，以便在汽缸内形成在吸气阀侧下降并在排气阀侧上升的逆滚转气流。
在这种情况下，活塞顶面的气室偏靠吸气阀侧，气室的滚转气流的流入侧变成吸气阀侧。另外，火花塞被配置在燃料喷射阀附近的吸气阀侧。

Claims (8)

1.一种缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，具有：燃料喷射阀，其直接向汽缸内喷射燃料；火花塞，其使点火间隙位于从上述燃料喷射阀喷射的燃料的飞行路径内；气室，其形成于活塞顶面，
在分层燃烧时，上述燃料喷射阀，在向压缩行程中沿上述气室向纵方向旋转的滚转气流中，沿上述滚转气流的旋转方向合流的方向上，喷射几乎全部的燃料，在喷射末期的燃料通过上述点火间隙的期间，利用上述火花塞实施点火。
2.如权利要求1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，上述气室在上述滚转气流的流入侧具有倒角或圆角。
3.如权利要求1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，上述气室在活塞顶面处偏靠排气阀侧，上述滚转气流从上述气室的排气阀侧向吸气阀侧沿上述气室的内壁旋转。
4.如权利要求1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，上述火花塞具备L字形截面形状的接地电极，其具有与火花塞主体轴线大致平行的平行部和与上述火花塞主体轴线大致垂直的垂直部，而且该火花塞被配置成上述接地电极的上述平行部位于上述滚转气流的下游侧而不与上述滚转气流相对置。
5.如权利要求1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，上述燃料喷射阀，将几乎全部的燃料朝向上述气室内喷射。
6.如权利要求5所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，上述燃料喷射阀，将几乎全部的燃料朝向上述气室的上述滚转气流的流入侧侧壁喷射。
7.如权利要求1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，从上述燃料喷射阀喷射的燃料的与喷射方向中心轴线垂直的截面形状是上侧凸出的折线或曲线形状。
8.如权利要求1所述的缸内喷射式火花点火内燃机，其特征在于，以形成于上述气室内的混合气体的空燃比不比设定空燃比浓的方式，选择上述气室的容量。
CNB2006800115865A 2005-06-28 2006-06-12 缸内喷射式火花点火内燃机 Expired - Fee Related CN100513754C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005188182A JP4342481B2 (ja) 2005-06-28 2005-06-28 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP188182/2005 2005-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101155982A true CN101155982A (zh) 2008-04-02
CN100513754C CN100513754C (zh) 2009-07-15

Family

ID=37595161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006800115865A Expired - Fee Related CN100513754C (zh) 2005-06-28 2006-06-12 缸内喷射式火花点火内燃机

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7926463B2 (zh)
EP (1) EP1898064B8 (zh)
JP (1) JP4342481B2 (zh)
KR (1) KR100926660B1 (zh)
CN (1) CN100513754C (zh)
ES (1) ES2398094T3 (zh)
WO (1) WO2007000907A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106401773A (zh) * 2012-02-06 2017-02-15 V·拉比 用于内燃机的高压火花点火及分层设备
CN110700981A (zh) * 2018-07-09 2020-01-17 丰田自动车株式会社 压缩自点火式内燃机
CN111971466A (zh) * 2018-04-10 2020-11-20 日产自动车株式会社 内燃机的控制方法及内燃机

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1449593B1 (en) * 2001-11-30 2012-01-11 Yoshino Kogyosho Co., Ltd. Pump push-down head
JP2007297989A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Toyota Motor Corp 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP4306711B2 (ja) * 2006-09-29 2009-08-05 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP4984976B2 (ja) * 2007-03-06 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置
JP4840242B2 (ja) * 2007-04-23 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP4985077B2 (ja) * 2007-04-23 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP5104195B2 (ja) * 2007-10-19 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 火花点火内燃機関
US20110231316A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Cummins Intellectual Properties, Inc. Method, system and computer readable media containing a program for identifying whether a product is genuine
DE112011100851T5 (de) 2010-03-09 2013-01-17 Cummins Filtration Ip, Inc. Vorrichtung, System und Verfahren für das Erkennen der Anwesenheit von originalen einsatzfähigen Produktkomponenten
US8833327B2 (en) 2011-12-28 2014-09-16 Cummins Intellectual Property, Inc. Piston and combustion chamber
WO2014188598A1 (ja) * 2013-05-24 2014-11-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射弁
JP6206158B2 (ja) * 2013-12-17 2017-10-04 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関の制御システム
JP6088016B1 (ja) * 2015-09-18 2017-03-01 富士重工業株式会社 ピストン
JP6337877B2 (ja) * 2015-12-10 2018-06-06 マツダ株式会社 内燃機関の燃焼室構造
JP6825553B2 (ja) * 2017-12-28 2021-02-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2022136397A (ja) * 2021-03-08 2022-09-21 マツダ株式会社 エンジンの燃焼室構造

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3318292A (en) * 1964-12-10 1967-05-09 Ford Motor Co Internal combustion engine
US5960767A (en) * 1996-02-09 1999-10-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Combustion chamber of in-cylinder direct fuel injection engine
JP3681080B2 (ja) 1996-02-09 2005-08-10 富士重工業株式会社 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室構造
JP3233039B2 (ja) * 1996-08-28 2001-11-26 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置
JP3741494B2 (ja) * 1996-10-31 2006-02-01 富士重工業株式会社 筒内噴射式エンジン
JPH10299537A (ja) * 1997-04-28 1998-11-10 Mazda Motor Corp 筒内噴射型火花点火式エンジン
JP3781536B2 (ja) 1997-12-17 2006-05-31 富士重工業株式会社 筒内噴射式エンジンの燃焼室構造
JP3733721B2 (ja) * 1997-12-18 2006-01-11 日産自動車株式会社 直噴火花点火式内燃機関
JP3644228B2 (ja) * 1998-01-07 2005-04-27 日産自動車株式会社 筒内噴射式火花点火機関
US6418905B1 (en) * 1998-04-10 2002-07-16 Renault Internal combustion engine with controlled ignition and direct injection
JP3644249B2 (ja) * 1998-04-22 2005-04-27 日産自動車株式会社 筒内噴射式内燃機関
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
JP3671785B2 (ja) * 1999-12-15 2005-07-13 株式会社日立製作所 筒内噴射型内燃機関の燃料噴射装置
JP2001241329A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Hitachi Ltd 筒内噴射型内燃機関
JP4415497B2 (ja) * 2000-03-29 2010-02-17 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジン
JP3926989B2 (ja) * 2001-02-01 2007-06-06 株式会社日立製作所 筒内噴射式火花点火エンジンの制御装置
JP2004245204A (ja) * 2003-02-17 2004-09-02 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の燃料噴射装置
JP2004316568A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式内燃機関
JP2004353594A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式内燃機関
JP4161796B2 (ja) 2003-05-16 2008-10-08 株式会社日立製作所 筒内噴射式火花点火機関の暖機制御方法
JP4143843B2 (ja) 2003-09-29 2008-09-03 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火式内燃機関
DE10354827A1 (de) * 2003-11-24 2005-06-23 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzsystem
JP2005264768A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106401773A (zh) * 2012-02-06 2017-02-15 V·拉比 用于内燃机的高压火花点火及分层设备
CN111971466A (zh) * 2018-04-10 2020-11-20 日产自动车株式会社 内燃机的控制方法及内燃机
CN111971466B (zh) * 2018-04-10 2023-05-30 日产自动车株式会社 内燃机的控制方法及内燃机
CN110700981A (zh) * 2018-07-09 2020-01-17 丰田自动车株式会社 压缩自点火式内燃机

Also Published As

Publication number Publication date
EP1898064B8 (en) 2012-12-05
EP1898064A4 (en) 2009-06-24
EP1898064A1 (en) 2008-03-12
CN100513754C (zh) 2009-07-15
JP4342481B2 (ja) 2009-10-14
KR20070095370A (ko) 2007-09-28
JP2007009722A (ja) 2007-01-18
KR100926660B1 (ko) 2009-11-17
WO2007000907A1 (ja) 2007-01-04
US7926463B2 (en) 2011-04-19
EP1898064B1 (en) 2012-10-24
ES2398094T3 (es) 2013-03-13
US20090194066A1 (en) 2009-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100513754C (zh) 缸内喷射式火花点火内燃机
KR100556648B1 (ko) 실린더 내부 직접분사 불꽃점화 엔진
JP4722129B2 (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
US7047946B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
CN105264196B (zh) 直喷式柴油发动机
CN108071516A (zh) 火花点火直喷式发动机燃烧系统
US7895986B2 (en) Diesel engine and fuel injection nozzle therefor
WO1993000504A1 (fr) Moteur a combustion interne a allumage par compression du type a injection directe
CN101427017A (zh) 气缸内喷射型火花点火内燃机
JP2005264768A (ja) 内燃機関
JPH09158736A (ja) 火花点火式燃焼方法および火花点火式内燃機関
JP2000104551A (ja) 直接噴射ガソリンエンジン
JP3633392B2 (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP2007138780A (ja) 副室式内燃機関
JPH06336932A (ja) 直接噴射式ディーゼル機関
KR20140052146A (ko) 피스톤 엔진용 프리챔버 구조
JPH04228821A (ja) 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室
JPH07208170A (ja) 副室式エンジンにおける副室構造
US20070261664A1 (en) Internal combustion engine with direct fuel injection
JPH08121171A (ja) 直噴式ディーゼル機関の燃焼室
JP5239435B2 (ja) ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
JP2003269176A (ja) 筒内直噴エンジン
JPH06108850A (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JP2004092496A (ja) ディーゼル機関
JP2005002840A (ja) 内燃機関及び内燃機関の駆動方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090715