CN101427017A - 气缸内喷射型火花点火内燃机 - Google Patents

Abstract

一种气缸内喷射型火花点火内燃机，其具有基本布置在气缸上部区域内的燃料喷射阀(1)和火花塞(2)。燃料在翻转流的流向上从燃料喷射阀(1)喷射出来，以便加强所述翻转流，所述翻转流通过向下经由所述缸内径的排气阀侧以及向上经由所述缸内径的进气阀侧的流动而在所述气缸内旋动。

Description

气缸内喷射型火花点火内燃机

技术领域

本发明涉及一种气缸内喷射型火花点火内燃机。

背景技术

内燃机通过产生均匀混合气并在每个压缩行程结束时使其燃烧来执行均匀燃烧。这种均匀燃烧的条件可以通过增加燃烧速度来得到改善。例如，通过从被吸入气缸的进气来产生进气翻转流并且维持所产生的翻转流直到点火时间而维持气缸内的进气的运动直到每个压缩行程结束时的点火时间，可以增加燃烧速度。

例如，公开号为JP-A-2005-180247的日本专利申请描述了一种气缸内喷射型火花点火内燃机，为了维持翻转流直到每个压缩行程结束时的点火时间，所述气缸内喷射型火花点火内燃机在进气口中具有进气流控制阀并且通过进气流控制阀来引导进气沿着进气口的上壁流动并进入每个气缸而在气缸内产生强烈的翻转流。

在上述的气缸内喷射型火花点火内燃机内，当通过进气流控制阀引导进气沿着进气口的上壁流动并进入每个气缸时，通过进气流控制阀进气口向下变窄。在该发动机中，当所需的进气量相对小时，可以毫无问题地产生强烈的翻转流。然而，当所需的进气量相对大时，因为如果通过进气流控制阀进气口向下变窄则存在可能引起进气不足的可能性，所以不能通过进气流控制阀在气缸内产生强烈的翻转流。

与此相反，不需要上述的进气流控制阀，而是可以通过在进气行程结束时从大体布置在气缸内上部区域中心处的燃料喷射阀向缸内径的排气阀侧喷射的燃料的推力来加强翻转流，所述翻转流通过向下经由缸内径的排气阀侧以及向上经由进气阀侧的流动而在气缸内旋动。

然而，当吸入到气缸中的进气的动能根据内燃机的工作条件改变时，气缸中产生的翻转流的强度也变化。因此，在设定了大推力的喷射燃料的情况下，当在气缸内产生相对低强度的翻转流时，喷出的燃料可以穿透翻转流并粘附到缸内径的壁上，这可能引起机油的稀释。另一方面，在设定了小推力的喷射燃料的情况下，当在气缸内产生相对高强度的翻转流时，加强翻转流变得不可能。

发明内容

本发明提供了一种气缸内喷射型火花点火内燃机，其能够利用与所需的进气量无关的翻转流来维持进气的运动直到点火时间。

本发明的第一方案涉及一种气缸内喷射型火花点火内燃机，其具有布置在气缸上部区域内的燃料喷射阀和火花塞。在所述内燃机内，燃料喷射阀基本在翻转流的流向上喷射燃料以便加强翻转流，所述翻转流通过向下经由气缸的缸内径的排气阀侧以及向上经由缸内径的进气阀侧的流动而在气缸内旋动。

上述的气缸内喷射型火花点火内燃机可以为：燃料喷射阀布置在气缸的上部区域的排气阀侧内并且该燃料喷射阀适于基本在气缸的轴向方向上向下喷射燃料。

根据上述的气缸内喷射型火花点火内燃机，布置在气缸的上部区域的排气阀侧内的燃料喷射阀基本在气缸的轴向方向上向下喷射燃料，以便加强翻转流。同样地，与所需进气量无关，翻转流可以被保持直到点火时间，因此进气流的运动被维持直到点火时间而且燃烧速度相应增加。

上述的气缸内喷射型火花点火内燃机可以为：内燃机包括两个排气阀并且燃料喷射阀布置在所述两个排气阀之间。

根据这种气缸内喷射型火花点火内燃机，因为燃料喷射阀布置在两个排气阀之间，所以燃料喷射阀可被容易地定位于气缸上部区域的排气阀侧内的适当位置。

上述的气缸内喷射型火花点火内燃机可以为：内燃机包括单个排气阀，燃料喷射阀设置为多个，并且燃料喷射阀被分别设置在单个排气阀的两侧。

根据这种气缸内喷射型火花点火内燃机，因为两个燃料喷射阀被分别设置在单个排气阀的两侧，所以这两个燃料喷射阀可被容易地定位于气缸上部区域的排气阀侧内的适当位置，并且翻转流可以通过分别从两个燃料喷射阀喷射出的燃料而被进一步加强。

上述的气缸内喷射型火花点火内燃机可以为：燃料喷射阀基本布置在所述气缸的上部区域的中心处以便在进气行程结束时向缸内径的排气阀侧喷射燃料，并且燃料喷射阀适于在吸入到气缸中的进气的动能小时以比动能大时低的喷射率来喷射燃料。

根据这种气缸内喷射型火花点火内燃机，燃料喷射阀在进气行程结束时向缸内径的排气阀侧喷射燃料以便加强翻转流，并且待从燃料喷射阀喷出的燃料的喷射率在吸入到气缸中的进气的动能小时比动能大时更小。因此，当吸入到气缸中的进气的动能小并且翻转流的强度也因此相对低时，从燃料喷射阀喷出的燃料的喷射率降低，所以喷出的燃料的推力也相应减小。这降低了喷出的燃料穿透翻转流并粘附到缸内径的壁上的可能性。此外，在这种情况下，因为翻转流的强度相对低，翻转流甚至可以被喷出的燃料的小推力而可靠地加强。另一方面，当吸入到气缸中的进气的动能大并且翻转流的强度也因此相对高时，燃料的喷射率增加，所以喷出的燃料的推力也相应增加。此外，在这种情况下，因为翻转流的强度相对高，因此即使喷出燃料的推力增加，喷出的燃料也难以穿透翻转流。因此，喷出燃料粘附到缸内径的壁上的可能性被降低。

上述的气缸内喷射型火花点火内燃机可以为：喷射率随着动能降低而减小。

根据这种气缸内喷射型火花点火内燃机，因为喷射率随着动能降低而减小，所以当翻转流的强度减小时喷出燃料的推力也减小。因此，翻转流通过喷出燃料被更可靠地加强，并且喷出燃料粘附到缸内径的壁上的可能性被充分降低。

上述的气缸内喷射型火花点火内燃机可以为：燃料喷射阀的阀体的升程被控制为大升程和小升程两步，并且燃料喷射阀适于通过将阀体提升大升程而以最大喷射率来喷射燃料，通过将阀体提升小升程而以最小喷射率来喷射燃料，以及通过将阀体首先提升大升程和小升程中的一个然后接着提升二者中的另一个，而以最大喷射率和最小喷射率之间的喷射率来喷射燃料。

根据这种气缸内喷射型火花点火内燃机，燃料喷射阀的阀体的升程可以被控制为两步：大升程和小升程，并且燃料喷射阀适于通过将阀体提升大升程而以最大喷射率来喷射燃料，通过将阀体提升小升程而以最小喷射率来喷射燃料，以及通过将阀体首先提升大升程和小升程中的一个然后接着提升二者中的另一个，而以最大喷射率和最小喷射率之间的喷射率来喷射燃料。因此，同样通过在两步中控制阀体的升程，喷射率可以依照翻转流的强度以多步被改变。

附图说明

从下面参照附图的示例性实施例的说明，本发明的前述的和进一步的目的、特征和优点将变得更清楚。其中附图中的相同附图标记用于表示相同的部件，并且其中：

图1为显示了根据本发明的第一示例性实施例的气缸内喷射型火花点火内燃机的垂直剖视图；

图2为显示了图1所示的内燃机的气缸盖的底面的视图；

图3为显示了根据本发明的第二示例性实施例的气缸内喷射型火花点火内燃机的气缸盖的底面的视图；

图4为显示了根据本发明的第三示例性实施例的气缸内喷射型火花点火内燃机的气缸盖的底面的视图；

图5为显示了图4所示的内燃机的垂直横截面视图；

图6为表现燃料喷射阀的阀体的升程图形的时间图；

图7为表现燃料喷射阀的阀体的另一升程图形的时间图。

具体实施方式

图1为显示了根据本发明的第一示例性实施例的气缸内喷射型火花点火内燃机的垂直剖视图。图2为显示了图1所示的内燃机的气缸盖的底面的视图。第一示例性实施例的内燃机在每个气缸内具有布置在气缸上部区域的排气阀侧内并且用于将燃料直接喷射到气缸内的燃料喷射阀1和基本布置在气缸上部区域的中心处的火花塞2，活塞3、两个进气阀4(双进气阀)以及两个排气阀5(双排气阀)。

燃料喷射阀1被布置在气缸上部区域内的两个排气阀5之间，即，在被两个排气阀5以及气缸上部区域的外围包围并且具有特定面积的区域内。即，燃料喷射阀1可以被容易地定位于气缸上部区域的排气阀侧内的适当位置而不增加缸内径的直径。

第一示例性实施例的内燃机通过产生均匀混合气并且由火花塞2点燃混合气来执行均匀燃烧，所述均匀混合气具有比理论空燃比稀的空燃比。当内燃机以高速并在大载荷下运转时，内燃机需要产生大输出。在这种状态下，内燃机可以以浓空燃比或理论空燃比来执行均匀燃烧。特别地，当以稀空燃比执行均匀燃烧时，除非通过维持气缸内的进气的运动直到点火时间而增加燃烧速度，否则无法获得期望的发动机输出。鉴于此，希望通过从在进气行程上吸入气缸中的进气来产生翻转流T并维持所产生翻转流直到点火时间来维持气缸内的进气的运动直到压缩行程结束时的点火时间，所述翻转流向下经由所述缸内径的排气阀侧以及向上经由进气阀侧进行流动。

然而，一般而言，没有诸如增加气缸盖的壁厚以及适当改变进气口的形状和位置或者在进气口内设置进气流控制阀的这些更改，就不能产生强烈的翻转流。因此，如在所述示例性实施例中，即使部分为弧形的腔体3a形成在活塞3的顶面中以抑制翻转流强度的降低，翻转流也容易在压缩行程减弱并在点火时间前消失，因此，不可能通过利用翻转流来维持进气的运动直到点火时间。

同时，在该示例性实施例中，当在进气行程上在气缸中产生的中等翻转流T向下经由缸内径的排气阀侧流动时，燃料F基本在气缸轴向上从燃料喷射阀1向下喷射，即在进气行程结束时从燃料喷射阀1几乎垂直向下喷射，以便翻转流T通过喷射出的燃料F的推力被加强。由此加强了的翻转流保持在气缸内直到压缩行程结束时的点火时间。因而，可将气缸内的进气的运动维持到点火时间。

可将从燃料喷射阀1喷射出的燃料喷雾的形状设定为任意形状，诸如实心或空心圆锥形或实心圆柱形。可选地，通过提供一个弧狭缝形(arc-slit-shaped)喷射孔和多个直狭缝形喷射孔的组合，燃料可以喷射成圆锥形并且具有相对小的横截面厚度的形状或喷射成看起来像Z字形线并且具有相对小的横截面厚度的形状。也就是，只要燃料喷雾的推力大到足以使气缸内的翻转流加速，则燃料可以被喷射成任何形状。同时，在燃料被喷射使得随着喷出燃料在气缸内前进，喷出燃料散布的越来越宽的情况下，燃料在气缸内散布的方向优选为使燃料不朝向图1中缸内径的壁散布(即，燃料不在图1中的缸内径的径向上向外散布)。通过这样做，可以降低喷射出的燃料粘附到缸内径的壁上的可能性，这种可能性可能导致机油的稀释。

在气缸内喷射型火花点火内燃机中的燃料喷射阀基本布置在气缸上部区域的中心处的情况下，燃料需要从燃料喷射阀向缸内径的壁上(即，从燃料喷射阀倾斜向下)喷射以通过燃料喷雾加强翻转流，因此燃料会容易地粘附到缸内径的壁上。此外，在示例性实施例的内燃机中，因为仅有火花塞2位于气缸上部区域的中心处，所以相对大的进气和排气阀可以用作进气阀4和排气阀5，因此进气和排气效率相应提高。

在示例性实施例中，燃料喷射阀1具有狭缝形喷射孔并将燃料喷射成具有相对小的厚度的扇形，以使扇形燃料喷雾F的厚度方向匹配图1中的缸内径的径向并且使燃料喷雾F横向延伸的方向不匹配图1中的缸内径的任何径向。这降低了燃料喷雾F粘附到缸内径的壁上的可能性。

火花塞2具有中心电极2a和形成为字母“L”的形状的板电极2b。在在该示例性实施例中，火花塞2被布置为使得图1中的板电极2b的横向方向基本平行于翻转流的流向。例如，与火花塞2被布置为使得板电极2b的横向方向与翻转流的流向交叉的情况相比，这种布置降低了翻转流通过与板电极2b的冲突而被减弱的可能性。

换句话说，在该示例性实施例中，火花塞2被布置为使得图1中的板电极2b的纵向方向与翻转流T的流向交叉。然而，因为板电极2b的厚度小，因此由于板电极2b的存在，翻转流T很难被减弱。注意到的是如果板电极2b围绕其轴从如图1所示的位置倒转180度，则当在上述情况下时，板电极2b很难使翻转流T减弱。在火花塞2为具有两个互相面对的板电极的火花塞时，同样地，火花塞2优选地被布置为使板电极的纵向方向与翻转流T的流向交叉，并且使板电极的横向方向基本平行于翻转流T的流向。利用火花塞2的这种布置，在点火处在电极2a和2b之间产生的电弧容易被翻转流T朝向其下游侧延伸，这使得更容易点燃气缸内的均匀混合气。

为了以期望的空燃比执行均匀燃烧，控制燃料喷射阀1在每个进气行程结束时喷射所需的燃料量(例如，根据燃料喷射量来设置开始燃料喷射的曲柄角度，以使结束燃料喷射的曲柄角在接近进气行程的下死点的点处，或者将燃料喷射开始曲柄角设置在每个进气行程结束时的点处而不考虑燃料喷射量)。因此，当所需燃料量增加时，翻转流T被进一步加强。

当所需燃料量大时，一部分所需燃料可以在每个进气行程的开始或中间阶段中(或在每个进气行程的两个以上步骤中)预先喷射。通过这样做，可以降低在每个进气行程结束时将要喷射的燃料量，因此可以控制翻转流T被加强的程度。

同时，如上所述，根据这个示例性实施例的内燃机是通过直接将燃料喷射到各个气缸内而执行均匀燃烧的一种气缸内喷射型火花点火内燃机。因此，可以以可靠的方式将所需燃料量供给到每个气缸内，因此不需要为了补偿粘附到进气口的壁上的燃料而喷射多于所需的燃料，这与在将燃料喷入进气口的内燃机中不同。此外，当内燃机上的负载小时，可以通过在每个压缩行程的下半时喷射燃料而产生仅围绕着火花塞2的混合气来执行分层燃烧。在这种情况下，腔体3a形成于活塞3的顶面中以便使其容量在靠近排气阀4的一侧中更大。因此，燃料喷雾可以由腔体3a引导以环绕火花塞2。

图3为显示了根据本发明的第二示例性实施例的气缸内喷射型火花点火内燃机的气缸盖的底面的视图。在下文中，仅说明与第一示例性实施例的不同之处。第二示例性实施例的内燃机为单个排气阀型发动机，其中，两个燃料喷射阀1’分别设置在每个气缸的上部区域中的单个排气阀5’的两侧上的各自具有特定面积的区域内。即，在这种结构中，可以容易地将两个燃料喷射阀1’设置在每个气缸的上部区域的排气阀侧中而不增加缸内径的直径。

在第二示例性实施例的内燃机中，当在进气行程上产生的中等翻转流T经由缸内径的排气阀侧向下流动时，通过从所述两个燃料喷射阀1’中的每一个起基本在气缸的轴向上向下喷射的燃料的推力加强翻转流，即，从每个燃料喷射阀1’几乎竖直向下。也就是，在第二示例性实施例中，翻转流通过两个燃料喷雾被加强，以便使翻转流能够保持直到每个压缩结束时的点火时间，从而可以将气缸内的进气的运动维持到所述点火时间。

尽管前述两个示例性实施例被应用于以比理论空燃比稀的空燃比执行均匀燃烧的内燃机中，但本发明不限于这种应用，而是也可以有效地应用于例如以理论空燃比或浓空燃比执行均匀燃烧的气缸内喷射型火花点火内燃机中。在这种内燃机中，通过加强翻转流而维持进气的运动直到点火时间来增加燃烧速度也是有效的。

图4为显示了根据本发明的第三示例性实施例的气缸内喷射型火花点火内燃机的气缸盖的底面的视图。图5为显示了图4所示的内燃机的垂直横截面视图。第三示例性实施例的内燃机在每个气缸内都具有基本布置在气缸的上部区域的中心处以便将燃料直接喷射到气缸内的燃料喷射阀1、靠近燃料喷射阀1布置的火花塞2、活塞3、一对进气阀4和一对排气阀5。

第三示例性实施例的内燃机通过在气缸内产生具有比理论空燃比稀的空燃比的混合气且由火花塞2点燃混合气来执行均匀燃烧。设置用于这种均匀燃烧的稀空燃比以便使由燃烧产生的NOx的量相对小(例如20)。当内燃机以高速并在大载荷下运转时，内燃机需要产生大的输出。在这种状态下，内燃机可以以浓空燃比或理论空燃比来执行均匀燃烧。同样，在处于贫燃料(fuel-lean)气氛下吸收NOx的NOx吸收催化剂单元设置在内燃机中的情况下，当吸收到NOx吸收催化剂中的NOx需要通过还原被释放出来并除去时，以规定的浓空燃比执行均匀燃烧。特别地，在稀空燃比下的均匀燃烧过程中，除非通过维持气缸中的进气运动直到点火时间来增加燃烧速度，否则无法获得期望的发动机输出。鉴于此，期望通过自从进气在进气行程上被吸入到气缸内并且将产生的翻转流维持到点火时间来维持气缸中的进气运动直到压缩行程结束时的点火时间，所述翻转流通过向下经由所述缸内径的排气阀侧以及向上经由所述进气阀侧而流动。

然而，一般而言，没有诸如增加气缸盖的壁厚以及适当改变进气口的形状和位置或者在进气口内设置进气流控制阀这些更改，就不能产生强烈的翻转流。因此，如在该示例性实施例中，即使部分为弧形的腔体3a形成在活塞3的顶面中以抑制翻转流强度的降低，翻转流也容易在压缩行程减弱并在点火时间前消失，因此，不可能通过利用翻转流来维持进气的运动直到点火时间。因此，在该示例性实施例中，通过在每个进气行程结束时从燃料喷射阀1向缸内径的排气阀侧喷射出的燃料F的推力使翻转流T被加强。这样稳定地保持产生的翻转流直到点火时间，因此可将气缸内的进气的运动维持直到点火时间。

在第三示例性实施例中，例如，燃料喷射阀1具有狭缝形喷射孔并且将燃料喷射为具有相对小的厚度的扇形，以便使燃料喷雾F的中心侧平面平行于翻转流T的流向向下延伸并且基本匹配延伸穿过气缸轴的垂直平面。图5中的该横截面代表了延伸穿过气缸轴的垂直平面并且图5中的燃料喷雾F的横截面代表了燃料喷雾F的中心侧平面。此外，燃料喷射阀1可以为具有圆形的燃料喷射孔并且将燃料喷射为柱形或圆锥形的燃料喷射阀。

同时，依照内燃机的工作条件，在每个进气行程上在气缸中产生的翻转流T的强度随着吸入气缸内的进气的动能的改变而变化。进气的动能表示为1/2mv²，其中“m”是每单位时间吸入的进气的质量而“v”是进气的流速。进气的动能随着发动机速度的增加和载荷的增加而增加。即，当内燃机以高速并在大载荷下运转时，吸入到气缸内的进气的动能大，并且当内燃机以低速并在小载荷下运转时，吸入到气缸内的进气的动能小。同样，当作为内燃机的工作条件之一的燃烧的混合气的空燃比稀时，进气的动能也增加。同样，当燃烧的混合气的空燃比在规定的稀空燃比、理论空燃比和规定的浓空燃比之间转换的情况下，进气动能在规定的稀空燃比下最小，当空燃比从规定的稀空燃比转换到理论空燃比时，进气动能增加，当空燃比从理论空燃比转换到规定的浓空燃比时，进气动能进一步增加。吸入到气缸内的进气的动能越大，将要产生的翻转流T的强度越高。因此，在将从燃料喷射阀1喷射出的燃料喷雾F的喷射率保持在相对低的速率的情况下，当产生相对强的翻转流T时，翻转流T不能通过燃料喷雾F而被加强。另一方面，在将所述喷射率保持在相对高的速率的情况下，当产生相对弱的翻转流T时，燃料喷雾F可以穿透翻转流T并粘附到缸内径的壁上，稀释了机油。

同时，在示例性实施例中，燃料喷射阀1的阀体的升程能够可变地控制为至少两步：大升程和小升程。因此，当吸入到气缸内的进气的动能等于或大于参考值时，阀体被提升由图6中的实线指示的大升程L1。即，当进气的动能等于或大于参考值时，在气缸内产生相对强的翻转流。在这种情况下，通过将燃料喷射阀1的阀体提升大升程L1，喷射率增加因而燃料喷雾F的推力相应增加。结果，翻转流可以通过燃料喷雾F被充分加强。

另一方向，当吸入到气缸内的进气的动能小于参考值时，燃料喷射阀1的阀体被提升由图6中的虚线指示的小升程L2。即，当吸入到气缸内的进气的动能小于参考值时，在气缸内产生相对弱的翻转流。在这种情况下，通过将燃料喷射阀1的阀体提升小升程L2，喷射率减小因而燃料喷雾F的推力相应减小。这降低了燃料喷雾F穿透翻转流并与缸内径的壁发生碰撞然后粘附于其上的可能性。此外，即使燃料喷雾F的推力低，这种相对弱的翻转流也可以通过燃料喷雾F被可靠地加强。

在第三示例性实施例中，结束燃料喷射的时间固定在每个进气行程的下死点(BDC)。因此，计算燃料喷射阀开启的持续时间(图6中的t1或t2)考虑了喷射率以便使反映了内燃机工作条件的所需燃料量被喷射入气缸内，然后设置开始燃料喷射的时间以便获得计算出的阀门开启持续时间。注意，假设喷射出的燃料量相同，则阀门开启持续时间随着燃料喷射率的增加而增加。

当燃料喷射率降低且燃料喷射持续时间(阀门开启持续时间)增加时，喷射出的燃料更容易被翻转流散布在气缸内整个面积上，这样可以理想地在气缸内获得良好均匀混合气。因此，也可能以多步来改变喷射率以便喷射率随着翻转流的强度的减弱而降低。为达到这个目的，可以利用压电致动器等以多步来控制燃料喷射阀1的阀体的升程。

在此，假设可以仅在大升程L1和小升程L2的两步内控制燃料喷射阀1的阀体的升程。在这种情况下，通过如图7中指示的首先将燃料喷射阀1开启大升程L1然后接着开启小升程L2，在该喷射中达到的整个喷射率是介于当燃料喷射阀1的阀体仅被提升大升程L1时所达到的最大喷射率和当燃料喷射阀1的阀体仅被提升小升程L2时所达到的最小喷射率之间的喷射率。不必说，当连续利用两个阀升程L1和L2时，燃料喷射阀1的阀体可以首先提升大升程L1然后提升小升程L2或者反之亦然。

图7显示了通过将燃料喷射阀1开启大升程L1来喷射一半所需燃料量然后通过将燃料喷射阀1开启小升程L2来喷射另一半的所需燃料量的状态，所需燃料量反映了内燃机的工作条件。在这种情况下，该燃料喷射的整个喷射率在最大喷射率和最小喷射率的中间，并且阀门开启持续时间t1’比阀门开启持续时间t2’短，其中，在阀门开启持续时间t1’期间内燃料喷射阀1被开启大升程L1以喷射前一半燃料，在阀门开启持续时间t2’期间内燃料喷射阀1被开启小升程L2以喷射后一半燃料。设置开始该燃料喷射的时间以使在阀门持续时间t1’和阀门持续时间t2’时段内连续执行的燃料喷射结束时，活塞到达进气行程上的下死点。

在上述情况下，通过使以大升程喷射的大于一半所需燃料量的燃料量相应于以大升程喷射的燃料量所增加的量，以及使以小升程喷射的小于一半所需燃料量的燃料量相应于以大升程喷射的燃料量所增加的量，可以使整个喷射率高于最大喷射率和最小喷射率之间的中间值。相反，通过使以大升程喷射的小于一半所需燃料量的燃料量相应于以大升程喷射的燃料量所减少的量，以及使以小升程喷射的大于一半所需燃料量的燃料量相应于以大升程喷射的燃料量所减少的量，可以使整个喷射率低于最大喷射率和最小喷射率之间的中间值。

这样，通过将以大阀门升程喷射的燃料量的比率增加到所需燃料量(同时相应地降低了以小的阀升程喷射的燃料量的比率)，整个喷射率可以被增加，并且通过将以大的阀升程喷射的燃料量的比率降低到所需燃料量(同时相应地增加了以小的阀升程喷射的燃料量的比率)，整个喷射率可以被降低。因此，可以调整用于每个燃料喷射的整个燃料喷射以便当翻转流的强度较小时，整个燃料喷射降低。因此，能够以可靠的方式加强每个翻转流同时防止燃料喷雾F穿透翻转流。同样，燃料喷雾的推力不会不必要地增加，这使得喷射出的燃料更容易由翻转流进行散布，这是理想的以便产生良好的均匀混合气。

尽管在前面的示例性实施例中，结束燃料喷射的时间被设置到每个进气行程上的下死点，但本发明不限于此。即，只要燃料喷射主要在每个进气行程结束时执行，则结束燃料喷射的时间就可以被设置为在每个进气行程上接近于下死点中心的其它点。

Claims (13)

1、一种气缸内喷射型火花点火内燃机，其具有布置在气缸上部区域内的燃料喷射阀(1)和火花塞(2)，其特征在于：

所述燃料喷射阀(1)适于基本在翻转流的流向上来喷射燃料，以便加强所述翻转流，所述翻转流通过向下经由所述气缸的缸内径的排气阀侧以及向上经由所述缸内径的进气阀侧的流动而在所述气缸内旋动。

2、根据权利要求1所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中所述燃料喷射阀(1)布置在所述气缸的上部区域的排气阀侧内并且适于基本在所述气缸的轴向方向上向下喷射燃料。

3、根据权利要求2所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中：

所述内燃机包括两个排气阀；以及

所述燃料喷射阀(1)布置在所述两个排气阀之间。

4、根据权利要求2所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中：

所述内燃机包括单个排气阀；

所述燃料喷射阀(1)设置为多个；以及

所述燃料喷射阀(1)被分别设置在所述单个排气阀的两侧。

5、根据权利要求1所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中所述燃料喷射阀(1)基本布置在所述气缸的上部区域的中心以便在进气行程结束时向所述缸内径的所述排气阀侧喷射燃料，并且适于在吸入到所述气缸中的进气的动能小时以比所述动能大时低的喷射率来喷射燃料。

6、根据权利要求5所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中当所述动能降低时所述喷射率减小。

7、根据权利要求6所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中：

所述燃料喷射阀(1)的阀体的升程被控制为大升程和小升程两步；以及

所述燃料喷射阀(1)适于通过将所述阀体提升所述大升程而以最大喷射率来喷射燃料，通过将所述阀体提升所述小升程而以最小喷射率来喷射燃料，并且通过将所述阀体首先提升所述大升程和所述小升程中的一个然后接着提升所述二者中的另一个，而以所述最大喷射率和所述最小喷射率之间的喷射率来喷射燃料。

8、根据权利要求7所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中所述燃料结束喷射的时间被设置为接近于所述内燃机的进气行程的下死点的点。

9、根据权利要求8所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中所述燃料开始喷射的时间基于依照所述内燃机的工作条件和所述喷射率而确定的所需燃料量来被确定。

10、根据权利要求5所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中当所述内燃机上的负载增加时所述动能增加。

11、根据权利要求5所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中当所述内燃机的发动机转速增加时所述动能增加。

12、根据权利要求7所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中通过将所述阀体提升所述大升程和所述小升程中的一个来喷射所需燃料量的一部分，然后通过将所述阀体提升所述大升程和所述小升程中的另一个来喷射所述所需燃料量的其余部分，所述燃料喷射阀(1)适于以所述最大喷射率和所述最小喷射率之间的喷射率来喷射依照所述内燃机的工作条件来确定的所述所需燃料量。

13、根据权利要求7所述的气缸内喷射型火花点火内燃机，其中所述燃料喷射阀(1)在所述动能大于参考值时通过将所述阀体提升所述大升程来喷射燃料，而在所述动能等于或小于所述参考值时通过将所述阀体提升所述小升程来喷射燃料。

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