CN102741538A

CN102741538A - 内燃机

Info

Publication number: CN102741538A
Application number: CN2010800626180A
Authority: CN
Inventors: 冈田吉弘
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2012-10-17
Also published as: US20120279481A1; EP2535551A1; EP2535551A4; JPWO2011099127A1; JP5299526B2; WO2011099127A1

Abstract

本发明的目的在于提供难以发生伴随着机油流入的异常燃烧的内燃机。因此，在本发明的一个实施方式中，内燃机具备：多个气缸，上述多个气缸沿着冷却水的流向配置；以及浪涌调整槽，该浪涌调整槽具有与各气缸相连的多个空气出口，浪涌调整槽被形成为在与位于冷却水流向的上游侧的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与位于冷却水流向的下游侧的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机，详细地说，涉及具有浪涌调整槽的内燃机。

背景技术

在汽车用的内燃机中，公知在其浪涌调整槽内会积存机油。该机油是窜缸混合气体所含的油雾附着于浪涌调整槽的壁面而形成的。当积存在浪涌调整槽内的机油一次大量地流入气缸内的情况下，在该气缸中会引发异常燃烧。特别是在低转速高负载区域，流入至气缸内的机油在压缩行程中或者在点火后火焰传播到达以前自燃，由此会产生过早点火或重度爆震（heavy knock）之类的严重症状。

关于这种问题，在日本特开平9－236054号公报做公开的在先技术中，在浪涌调整槽上设置有供机油积存的凹部，且在该凹部连接有机油排出软管。在机油排出软管上设置有开闭阀。开闭阀隔着隔膜与进气歧管连接，当内燃机运转时，通过因进气负压导致的隔膜的动作，开闭阀关闭，当内燃机停止时开闭阀打开。即，该在先技术通过将积存在浪涌调整槽内的机油排出至外部来防止机油流入气缸内。

但是，在上述在先技术中，能够将机油排出至外部的时刻仅限于内燃机停止时。因此，在内燃机长时间持续运转这样的情况下，存在浪涌调整槽内的机油量增加，机油仍然会流入气缸内的顾虑。对于完全防止机油流入的方案，考虑到性价比的问题，在现实上并不那么简单。

鉴于抑制发生异常燃烧的课题，并非必须防止机油流入气缸内。即便机油从浪涌调整槽流入气缸内，若气缸内的条件不满足异常燃烧的发生条件，则能够避免发生异常燃烧。此处所说的气缸内条件例如是壁面温度、残留气体的组分等，这些条件在各气缸之间存在差异。因此，在因机油的流入而导致的异常燃烧的发生难易度这方面来看，并非所有的气缸都相同，存在比较难以发生异常燃烧的气缸、和比较容易发生异常燃烧的气缸。

发明内容

以无法避免机油从浪涌调整槽流入气缸内的情况为前提，一般认为若允许难以发生异常燃烧的气缸流入某种程度的机油而使容易发生异常燃烧的气缸流入较少的机油，则能够防止特定气缸集中发生异常燃烧，能够使内燃机整体难以发生异常燃烧。本发明就是基于这种思想而完成的发明，其目的在于提供一种难以发生伴随着机油流入的异常燃烧的内燃机。

根据本发明的第一技术方案，该内燃机具备：多个气缸，上述多个气缸间的气缸内壁面温度存在差异；以及浪涌调整槽，该浪涌调整槽具有与各气缸相连的多个空气出口。进而，上述浪涌调整槽被形成为在与气缸内壁面温度相对低的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与气缸内壁面温度相对高的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

根据本发明的第二技术方案，该内燃机具备：多个气缸，上述多个气缸沿着冷却水的流向配置；以及浪涌调整槽，该浪涌调整槽具有与各气缸相连的多个空气出口。进而，上述浪涌调整槽被形成为在与位于冷却水流向的上游侧的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与位于冷却水流向的下游侧的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

根据本发明的第三技术方案，该内燃机具备：多个气缸，上述多个气缸间的气体残留量存在差异；以及浪涌调整槽，该浪涌调整槽具有与各气缸相连的多个空气出口。进而，上述浪涌调整槽被形成为在与气体残留量相对少的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与气体残留量相对多的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

根据本发明的第四技术方案，该内燃机具备：多个气缸，上述多个气缸间的背压存在差异；以及浪涌调整槽，该浪涌调整槽具有与各气缸相连的多个空气出口。进而，上述浪涌调整槽被形成为在与背压相对低的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与背压相对高的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

气缸内壁面温度相对高的气缸、位于冷却水流向的下游侧的气缸、气体残留量相对多的气缸、或者背压相对高的气缸是伴随着机油的流入易于发生异常燃烧的气缸。机油从浪涌调整槽朝气缸内流入的容易度依赖于积存在空气出口附近的机油量。所积存的机油量越多则机油越易于流入气缸内，所积存的机油量越少则机油越难以流入气缸内。根据本发明的各实施方式，由于机油相对难以积存在与相对易于发生异常燃烧的气缸相连的空气出口的附近，因此能够防止特定气缸集中发生异常燃烧，并且能够将内燃机整体的异常燃烧的发生概率抑制得较低。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的内燃机的特征部分的结构的图。

图2是示出图1的A－A截面的图。

图3是示出本发明的实施方式2的内燃机的整体的简图。

图4是示出本发明的实施方式2的内燃机的特征部分的结构的图。

具体实施方式

实施方式1

以下，参照图1以及图2对本发明的实施方式1进行说明。

图1是示出本实施方式的内燃机的特征部分的结构的图，图2是示出图1的A－A截面的图。本实施方式所涉及的内燃机是火花点火式四冲程往复式发动机。并且，是以直列的方式具备四个气缸的直列四缸发动机。因此，气缸盖2和浪涌调整槽4由四根进气支管6连接。

在浪涌调整槽4的与各进气支管6连接的连接部上形成有空气出口8A、8B、8C、8D。空气出口8A、8B、8C、8D形成于浪涌调整槽4的上半部分侧。这是因为：在浪涌调整槽4的底部10积存有机油，使得该机油不从空气出口8A、8B、8C、8D流出。在浪涌调整槽4的底部10带有倾斜。更准确地说，浪涌调整槽4形成为如下形状：当将内燃机搭载于车辆时，浪涌调整槽4的底部10倾斜。

浪涌调整槽4的底部10的形状与气缸盖2内冷却水的流动方向存在关系。在气缸盖2的内部形成有未图示的冷却水路，四个气缸以沿着冷却水流向的方式配置。在图1中，与空气出口8A相连的气缸位于冷却水流向的最上游侧，以下按照与空气出口8B相连的气缸、与空气出口8C相连的气缸、与空气出口8D相连的气缸的顺序沿着冷却水的流向排列。浪涌调整槽4的底部10形成为：从与冷却水流向的最下游对应的空气出口8D侧开始，朝向与冷却水流向的最上游对应的空气出口8A侧而逐渐变深。通过形成为这种形状，流入浪涌调整槽4内的机油在空气出口8A附近积存得最多，以下按照空气出口8B附近、空气出口8C附近、空气出口8D附近的顺序而所积存的机油的量变少。

积存在浪涌调整槽4的底部10的机油如图2所示与从浪涌调整槽4朝向气缸内的气流一起从空气出口8A、8B、8C、8D流出。由于该机油流入气缸内，有时会发生伴随着过早点火或重度爆震之类的症状的异常燃烧。但是，根据本实施方式的内燃机所采用的浪涌调整槽4的底部10的形状，基于以下的原因，能够将异常燃烧的发生概率抑制得较低。

因机油的流入而导致的异常燃烧的发生概率与流入气缸内的机油的流入量以及气缸内的壁面温度有很大关系。若气缸内壁面温度相同，则机油的流入量越多异常燃烧的发生概率越高，若机油的流入量相同则气缸内壁面温度越高异常燃烧的发生概率越高。此处，冷却水的温度对气缸内壁面温度有很大影响。若冷却水的温度相对较低则气缸内壁面温度相对较低，若冷却水的温度相对较高则气缸内壁面温度也相对较高。因而，在图1中，位于冷却水流向上游侧的气缸的气缸内壁面温度相对较低，位于冷却水流向下游侧的气缸的气缸内壁面温度相对较高。

另一方面，流入气缸内的机油的流入量由积存在浪涌调整槽4内的空气出口8A、8B、8C、8D附近的机油的量决定。所积存的机油越多，则机油越容易从浪涌调整槽流入气缸内。因而，根据图1所示的机油的积存情况，流入与空气出口8A相连的气缸的机油的流入量最多，以下，机油的流入量按照与空气出口8B相连的气缸、与空气出口8C相连的气缸、与空气出口8D相连的气缸的顺序而被抑制地较少。即，越是气缸内壁面温度高的气缸则机油的流入量被抑制得越少。

如以上所说明了的那样，根据本实施方式的浪涌调整槽4的底部10的形状，在与气缸内壁面温度相对较低的气缸相连的空气出口的附近积存有相对较多的机油，而在与气缸内壁面温度相对较高的气缸相连的空气出口的附近相对地能够减少机油的积存量。由此，能够允许机油流入气缸内壁面温度相对较低的气缸而抑制机油流入气缸内壁面温度相对较高的气缸内，因此能够防止特定气缸集中发生异常燃烧，并且能够将内燃机整体的异常燃烧的发生概率抑制得较低。

实施方式2

以下，参照图3以及图4对本发明的实施方式2进行说明。

图3是示出本实施方式的内燃机的整体的概要图。本实施方式所涉及的内燃机是火花点火式四冲程往复式发动机，并且是直列地具备四个气缸的直列四缸发动机。此外，本实施方式所涉及的内燃机也是具备涡轮增压器20的涡轮增压发动机。涡轮增压器20是所谓的双废气入口涡轮增压器（twin scroll turbo），连接于其涡轮部的排气系统被分成两个系统。即，独立地设置有使第一气缸（#1）的废气和第四气缸（#4）的废气汇合的排气系统22、和使第二气缸（#2）的废气和第三气缸（33）的废气汇合的排气系统24。在两个排气系统22、24之间存在压力差，结果，在气缸之间也产生有背压差。此处，将连接于排气系统22的第一以及第四气缸设定为低背压气缸，将连接于排气系统24的第二以及第三气缸设定为高背压气缸。

在气缸盖32上借助针对每个气缸分别设置有一根的总计四根进气歧管36连接有浪涌调整槽34。本实施方式的内燃机的特征在于该浪涌调整槽34的形状，其详细情况如图4所示。

在浪涌调整槽34的与各进气支管36连接的连接部形成有空气出口38A、38B、38C、38D。空气出口38A、38B、38C、38D形成于浪涌调整槽34的上半部分侧。这是因为：在浪涌调整槽34的底部40积存有机油，使得该机油不从空气出口38A、38B、38C、38D流出。

浪涌调整槽34的底部40的形状与各空气出口38A、38B、38C、38D所相连的气缸的背压存在关系。与高背压气缸（#2、#3）相连的空气出口8B、8C附近比较浅，与低背压气缸（#1、#4）相连的空气出口8A、8D的附近比较深。通过形成为这种形状，流入至浪涌调整槽34内的机油多积存在空气出口8A、8D附近，而几乎不会积存在空气出口8A、8D附近。

积存于浪涌调整槽34的底部40的机油与从浪涌调整槽34朝向气缸内的气流一起从空气出口38A、38B、38C、38D流出。有时会因该机油流入气缸内而产生伴随着过早点火、重度爆震之类的症状的异常燃烧。但是，根据本实施方式的内燃机所采用的浪涌调整槽34的底部40的形状，由于以下的原因，能够将异常燃烧的发生概率抑制得较低。

因机油的流入而导致的异常燃烧的发生概率与流入气缸内的机油的流入量以及气缸内的气体残留量存在很大的相关关系。若气体残留量相同，则机油的流入量越多异常燃烧的发生概率越高，若机油的流入量相同则气体残留量越多异常燃烧的发生概率越高。此处，背压大幅影响气体残留量。若背压相对较低则气体残留量相对较少，若背压相对较高则气体残留量也相对较多。因而，在图4中，第一以及第四气缸的气体残留量相对较少，第二以及第三气缸的气体残留量相对较多。

另一方面，流入气缸内的机油的流入量由浪涌调整槽34内的积存在空气出口38A、38B、38C、38D附近的机油的量决定。所积存的机油越多，则机油越易于从浪涌调整槽34流入气缸内。因而，根据图1所示的机油的积存情况，流入与空气出口38A、38D相连的各气缸的机油的流入量多，但流入与空气出口38B、38C相连的各气缸的机油的流入量被抑制得较少。

如以上所说明了的那样，根据本实施方式的浪涌调整槽34的底部40的形状，能够在与残留量相对少的气缸相连的空气出口的附近积存相对多的机油，在与气体残留量相对多的气缸相连的空气出口的附近相对地减少机油的积存量。由此，能够允许机油流入气体残留量相对少的气缸，另一方面抑制机油流入气体残留量相对多的气缸，因此能够防止特定气缸集中发生异常燃烧，并且能够将内燃机整体的异常燃烧的发生概率抑制得较低。

其他

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变形而加以实施。例如，各实施方式的内燃机为直列发动机，但本发明也能够应用于V型发动机。并且，能够应用于在左右气缸组分别具备浪涌调整槽的类型的V型发动机、在左右气缸组共用一个浪涌调整槽的类型的V型发动机中的任一种。

并且，在各实施方式中，借助浪涌调整槽的底部的深度来调整积存在空气出口附近的机油的量，但是也可以借助浪涌调整槽底部的宽广度来调整机油所积存的量。

并且，在实施方式1中，作为大幅影响气缸内壁面温度的因素举出了冷却水的流动方向，但是若冷却水的流动方向以外的要素在气缸内壁面温度的气缸间差中更具支配性地位，则也可以考虑该要素来决定浪涌调整槽的形状。在实施方式2中，作为大幅影响气体残留量的因素举出了背压，但是若背压以外的要素在气体残留量的气缸间差中更具支配性地位，则也可以考虑该要素来决定浪涌调整槽的形状。

附图标记说明

2、32：气缸盖；4、34：浪涌调整槽；6、36：进气支管；8A、8B、8C、8D、38A、38B、38C、38D：空气出口；10、40：浪涌调整槽底部；20：涡轮增压器；22、24：排气系统。

Claims

1.一种内燃机，其特征在于，

所述内燃机具备：

多个气缸，所述多个气缸间的气缸内壁面温度存在差异；以及

浪涌调整槽，该浪涌调整槽具有与各气缸相连的多个空气出口，

所述浪涌调整槽被形成为在与气缸内壁面温度相对低的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与气缸内壁面温度相对高的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

2.一种内燃机，其特征在于，

所述内燃机具备：

多个气缸，所述多个气缸沿着冷却水的流向配置；以及

所述浪涌调整槽被形成为在与位于冷却水流向的上游侧的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与位于冷却水流向的下游侧的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

3.一种内燃机，其特征在于，

所述内燃机具有：

多个气缸，所述多个气缸间的气体残留量存在差异；以及

所述浪涌调整槽被形成为在与气体残留量相对少的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与气体残留量相对多的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。

4.一种内燃机，其特征在于，

所述内燃机具备：

多个气缸，所述多个气缸间的背压存在差异；以及

所述浪涌调整槽被形成为在与背压相对低的气缸相连的空气出口的附近积存有相对多的机油，在与背压相对高的气缸相连的空气出口的附近机油的积存量相对少。