CN103133121B

CN103133121B - 内燃机

Info

Publication number: CN103133121B
Application number: CN201210372095.0A
Authority: CN
Inventors: 佐藤宽朗; 本桥康弘; 北野温也; 高桥真嘉; 平野浩充; 田中俊
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: JP2013113119A; US20130133615A1; US9803539B2; CN103133121A; JP5564484B2

Abstract

本发明提供一种内燃机，在火花塞的周围可靠地生成浓厚的混合气,从而能够确保稳定的分层燃烧。本发明的缸内直喷式的内燃机（1）具备：面对燃烧室（7）的中心附近的火花塞（8）；和燃料喷射阀（9），其具有多个喷射口（H1～H4），所述多个喷射口在压缩行程中沿互不相同的方向朝向活塞（5）的顶面倾斜地喷射出燃料的多个喷雾。活塞的顶面的凹处（6）具有底面（6a）、活塞的中心附近的垂直壁（6b）、以及与垂直壁的两侧相连并向燃料喷射阀侧延伸的一对侧壁（6c、6c）。多个喷雾包括：朝向凹处的垂直壁和活塞的顶面的邻接部（5a）喷射出的第1喷雾；与侧壁冲撞的一对第2喷雾；以及第3喷雾，其与底面冲撞并将第1和第2喷雾顶起并指向火花塞侧。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及将燃料直接喷射至气缸内、并通过火花点火使燃料与空气的混合气着火而燃烧的缸内直喷式的内燃机。

背景技术

作为现有的缸内直喷式的内燃机，已知例如专利文献1所公开的内燃机。该内燃机具备在气缸内往复运动的活塞、面对气缸内的燃烧室的火花塞以及燃料喷射阀。在活塞的顶面，以偏设于从活塞的中心附近至燃料喷射阀的喷射口附近之间的方式形成有凹处。在凹处中，在靠喷射口附近和活塞的中心附近分别形成有第1和第2导向壁面。第1导向壁面由斜面构成，该斜面以从凹处的底面随着朝向上方而接近燃料喷射阀的方式倾斜地直线延伸。另一方面，第2导向壁面由斜面构成，该斜面以从凹处的底面随着朝向上方而远离燃料喷射阀的方式倾斜地直线延伸。

另一方面，燃料喷射阀构成为，从其喷射口以互不相同的预定角度喷射燃料喷雾作为主喷雾和副喷雾。这些喷雾在从侧方观察时都为扁平，在俯视观察时具有扇状的形状。主喷雾以近似铅直的角度向接近燃料喷射阀的一侧喷射，副喷雾以近似水平的角度向远离燃料喷射阀的一侧喷射。

在内燃机低负载低转速运转时等进行分层燃烧的情况下，在压缩行程的后期从燃料喷射阀喷射燃料。喷射出的主喷雾的大部分沿着第1导向壁面被引导，由此，在燃烧室内的靠燃料喷射阀的喷射口附近生成浓厚的混合气。另一方面，副喷雾的大部分在与第2导向壁面冲撞后，沿着第2导向壁面被向上方引导，由此，在燃烧室内的火花塞附近生成浓厚的混合气。另外，主喷雾和副喷雾的剩余部分以互相重叠的状态残留在凹处内。如上，使所希望的浓度的混合气分布在燃烧室内，在该状态下利用火花塞进行点火，由此，通过火焰传播获得稳定的燃烧。

专利文献1：日本特许第4054223号公报

在上述的现有内燃机中，从燃料喷射阀喷射出的主喷雾和副喷雾分别被由直线的斜面构成的第1导向壁面和第2导向壁面直接引导，分配于上方的喷射口侧及火花塞侧与凹处侧。因此，主喷雾和副喷雾的喷射角度、喷射速度和第1及第2导向壁面的倾斜角度等条件被直接地反应在喷雾的分配上。其结果是，即使这些条件稍微出现偏差，也无法实现所希望的混合气的分布，特别是无法在火花塞的周围可靠地生成浓厚的混合气，从而难以确保稳定的分层燃烧。

发明内容

本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于提供一种能够在火花塞的周围可靠地生成浓厚的混合气从而确保稳定的分层燃烧的内燃机。

为了实现上述目的，技术方案1的发明是将燃料直接喷射至气缸4内并通过火花点火使喷射出的燃料与被吸入到气缸4的空气的混合气着火而进行燃烧的缸内直喷式的内燃机，所述内燃机的特征在于，所述内燃机包括：活塞5，其在顶面形成有凹处6，所述活塞在气缸4内往复运动；火花塞8，其从上方面对气缸4内的燃烧室7的中心附近，并且产生用于使混合气着火的火花；以及燃料喷射阀9，其面对燃烧室7，并具有多个喷射口（实施方式的第1～第4喷射口H1～H4），在压缩行程中的预定曲柄角度，所述多个喷射口分别沿互不相同的方向朝向活塞5的顶面倾斜地喷射出燃料的多条喷雾，凹处6从活塞5的中心附近配置在燃料喷射阀9侧，凹处6具有底面6a、垂直壁6b以及一对侧壁6c、6c，所述垂直壁6b在活塞5的中心附近从底面6a大致垂直地立起，所述一对侧壁6c、6c与垂直壁6b的两侧相连，并且朝向燃料喷射阀9侧延伸，多条喷雾包括：第1喷雾FM1，其朝向凹处6的垂直壁6b以及活塞5的顶面的与垂直壁6b邻接的邻接部5a喷射出来；一对第2喷雾FM2、FM2，所述一对第2喷雾FM2、FM2分别与凹处6的一对侧壁6c、6c冲撞，并沿一对侧壁6c、6c向垂直壁6b侧流动；以及第3喷雾FM3，其与凹处6的底面6a冲撞，并且将第1喷雾FM1和第2喷雾FM2顶起并指向火花塞8侧。

该内燃机是由燃料喷射阀将燃料直接喷射至气缸内、并通过火花塞的火花点火使混合气着火而进行燃烧的缸内直喷式内燃机。在活塞的顶面形成有凹处。该凹处从活塞的中心附近配置在燃料喷射阀侧，该凹处具有底面、垂直壁以及一对侧壁，所述垂直壁在活塞的中心附近从底面大致垂直地立起，所述一对侧壁与该垂直壁相连，并朝向燃料喷射阀侧延伸。另外，在压缩行程中的预定曲柄角度，燃料喷射阀从多个喷射口沿互不相同的方向朝向活塞的顶面倾斜地喷射出燃料的第1喷雾、一对第2喷雾以及第3喷雾。

第1喷雾朝向凹处的垂直壁以及活塞的顶面的与该垂直壁邻接的邻接部喷射出来。另外，一对第2喷雾在与凹处的一对侧壁分别冲撞后，沿侧壁向垂直壁侧流动。

另外，第3喷雾与凹处的底面冲撞，在此反射，一边形成涡流一边向上方流动。与此相伴，第1喷雾和聚集在垂直壁附近的第2喷雾被第3喷雾的涡流顶起，并通过垂直壁的引导而与第3喷雾一同指向上方的火花塞侧。另外，第3喷雾与凹处的底面冲撞，使第3喷雾的动能适当地降低，由此抑制了喷雾向与燃料喷射阀相反的一侧流出。

以上的结果是，第1～第3喷雾高效地集中于火花塞的周围，从而可靠地生成浓厚的混合气，并且，在燃烧室内的其它部分生成更加稀薄的混合气。然后，利用火花塞的火花使在火花塞的周围生成的浓厚的混合气着火，并利用以着火的混合气作为火种的火焰传播进行分层燃烧。

如以上那样，根据本发明，通过形成于活塞的凹处的底面、垂直壁以及一对侧壁、与从燃料喷射阀朝向它们喷射出的第1～第3喷雾的协作，使燃料喷雾高效地集中在火花塞的周围，可靠地生成浓厚混合气，并且，能够精度良好地生成具有所希望的空燃比的分布的分层混合气。因此，与利用各个导向壁面单独引导从燃料喷射阀喷射出的喷雾的以往情况不同，能够在火花塞的周围形成优质的火种，利用该火种开始的火焰传播，能够确保稳定的分层燃烧。

技术方案2的发明的特征在于，在技术方案1所述的内燃机中，第1喷雾FM1以其中心轴线CFM1指向活塞5的顶面的邻接部5a的方式被喷射出来，并且借助在凹处6的底面6a反射的第3喷雾FM3而指向火花塞8侧。

根据该结构，第1喷雾没有与活塞的顶面发生冲撞，而是通过第3喷雾被指向火花塞侧，因此能够更加良好地生成火花塞周围的浓厚混合气。

技术方案3的发明的特征在于，在技术方案1或2所述的内燃机中，多条喷雾还包括一对第4喷雾FM4、FM4，所述一对第4喷雾FM4、FM4在一对第2喷雾FM2、FM2的外侧且向燃料喷射阀9侧喷射，所述一对第4喷雾FM4、FM4与活塞5的顶面的除凹处6以外的部分冲撞。

根据该结构，通过除了第1～第3喷雾还喷射出的一对第4喷雾，能够容易地调整混合气整体的空燃比。另外，由于第4喷雾向与第1～第3喷雾不同的上述方向和部位喷射出来并进行冲撞，因此不会对由第1～第3喷雾形成的火花塞周围的浓厚混合气的生成直接产生影响。

技术方案4的发明的特征在于，在技术方案3所述的内燃机中，第1喷雾FM1的量、一对第2喷雾FM2、FM2各自的量、第3喷雾FM3的量、以及一对第4喷雾FM4、FM4各自的量彼此相等。

例如，根据内燃机的运转状态，在进气行程中，除了分层燃烧以外，还喷射燃料以进行均质燃烧，在这种情况下，为了确保良好的均质燃烧，需要使均质的混合气分布在整个气缸内。根据该结构，由于第1～第4喷雾的量彼此相等，因此能够良好地生成这样的均质的混合气。

技术方案5的发明的特征在于，在技术方案1至4的任一项所述的内燃机中，凹处6的一对侧壁6c、6c以随着朝向垂直壁6b侧而互相变窄的方式延伸。

根据该结构，第2喷雾在与一对侧壁冲撞后，沿侧壁指向并聚集于活塞的中心侧，因此，能够更加良好地生成火花塞周围的浓厚混合气。

附图说明

图1是示出应用了本发明的内燃机的结构的局部剖视图。

图2是示出活塞的俯视图。

图3是示出活塞的局部放大剖视图。

图4是示出燃料喷射阀的多个喷射口的结构和喷射方向的图。

图5是示出分层燃烧时的燃料的喷射情况的局部放大剖视图。

图6是示出与图5相同的燃料的喷射情况的俯视图。

图7是示出与图5相同的燃料的喷射情况的立体图。

图8是用于说明与活塞冲撞后的第2喷雾的动作的图。

图9是用于说明与活塞冲撞后的第3喷雾的动作的图。

图10的（a）和（b）是将根据实施方式得到的动作例与比较例一同示出的图。

图11是将根据实施方式得到的另一动作例与比较例一同示出的图。

标号说明

1：发动机（内燃机）；

4：气缸；

5：活塞；

5a：邻接部；

6：凹处；

6a：底面；

6b：垂直壁；

6c：侧壁；

7：燃烧室；

8：火花塞；

9：喷油器（燃料喷射阀）；

H：多个喷射口；

H1：第1喷射口；

H2：第2喷射口；

H3：第3喷射口；

H4：第4喷射口；

FM1：第1喷雾；

FM2：第2喷雾；

FM3：第3喷雾；

FM4：第4喷雾；

CFM1：第1喷雾的中心轴线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1示出了本发明的一个实施方式的内燃机（以下称作“发动机”）1。该发动机1为例如直列4缸的汽油发动机，搭载于车辆（未图示）。发动机1具备气缸体2和设置在其上侧的气缸盖3。

在气缸体2形成有4个向上方开口的圆筒状的气缸4（仅对1个进行图示），在各气缸4中设有活塞5。并且，图1中的标号2a是供冷却发动机1的冷却水流动的水套。

活塞5与曲轴（未图示）连结，随着发动机1的运转，活塞5根据曲柄角度在气缸4内一边滑动一边进行往复运动。另外，在活塞5的顶面形成有凹处6，在后面对其结构进行叙述。

气缸盖3以覆盖气缸4的方式搭载于气缸体2，在气缸盖3与各活塞5的顶面之间形成有燃烧室7。在气缸盖3形成有向燃烧室7开口的进气口3a和排气口3b，并且，还设置有对它们进行开闭的进气门和排气门（均未图示）、和驱动进排气门的凸轮轴（未图示）等。

另外，在气缸盖3，对每个气缸4设有火花塞8和燃料喷射阀（以下称作“喷油器”）9。

火花塞8具有火花塞主体8a和设在火花塞主体8a的末端部的电极8b，火花塞8以近似铅直的角度安装于气缸盖3。电极8b由互相对置的中心电极和接地电极构成，并从上方面对燃烧室7的中心附近，产生用于使混合气着火的火花。根据发动机1的运转状态，由控制装置（未图示）控制该火花塞8的火花的产生时刻（点火时刻）。

喷油器9由喷油器主体9a和内置于喷油器主体9a的电磁阀构成，该电磁阀具有螺线管或针型阀（均未图示）等。喷油器主体9a以近似水平的角度倾斜地安装于气缸盖3的接近进气口3a的位置。另外，在喷油器主体9a的末端部，以面对燃烧室7的方式形成有多个喷射口H。

从燃料泵（未图示）将高压的燃料供给至喷油器9，通过使针型阀打开，分别从多个喷射口H以互不相同的预定角度向气缸4内喷射燃料喷雾。另外，根据发动机1的运转状态，由控制装置控制喷油器9的燃料的喷射量和喷射时刻。

图4示出了喷油器9的多个喷射口H的结构、和从这些喷射口喷射出的燃料喷雾的方向（角度）。在该图中，原点O相当于与喷油器主体9a的轴心（以下称作“喷油器轴心”）CI一致的方向。另外，原点O的左右表示从喷油器9侧观察时的喷油器轴心CI的左右侧，原点O的上下表示相对于喷油器轴心CI的里侧（远离喷油器9的一侧）和近前侧（接近喷油器9的一侧），距离原点O越远，表示相对于喷油器轴心CI的角度越大。

如该图所示，多个喷射口H由第1喷射口H1、左右一对第2喷射口H2、H2、第3喷射口H3以及左右一对第4喷射口H4、H4构成。这些第1～第4喷射口H1～H4相对于喷油器轴心CI左右对称地配置，并且，相对于喷油器轴心CI左右对称地喷射出第1～第4喷雾FM1～FM4。

更具体来说，还如图5～图7所示，第1喷射口H1相对于喷油器轴心CI稍微向里侧喷射出第1喷雾FM1。左右的第2喷射口H2、H2相对于喷油器轴心CI左右对称地分别向喷油器轴心CI的近前侧喷射出第2喷雾FM2、FM2。

另外，第3喷射口H3向喷油器轴心CI的近前侧且比第2喷雾FM2稍靠里侧的位置喷射出第3喷雾FM3。另外，左右的第4喷射口H4、H4相对于喷油器轴心CI左右对称地分别向第3喷雾FM3、FM3的外侧、且比第3喷雾FM3、FM3靠近前侧的位置喷射出第4喷雾FM4、FM4。另外，上述的从喷射口H1～H4喷射出的6条喷雾的量设定成彼此相同。

接下来，参照图2和图3对活塞5的顶面的结构进行说明。如前所述，在活塞5的顶面形成有凹处6。如图2所示，该凹处6在活塞5的顶面中的、从活塞5的中心附近到喷油器9侧为活塞5的直径的大约1/3的范围内并且沿左右方向为活塞5的直径的大约1/3的范围内，相对于喷油器轴心CI左右对称地配置。

凹处6具有平坦的底面6a、从该底面6a的周缘部立起的垂直壁6b以及左右一对侧壁6c、6c。在活塞5的中心附近从底面6a经由弯曲的过渡部6d而立起，垂直壁6b大致垂直相交于活塞5的顶面的与凹处6邻接的邻接部5a，并且，垂直壁6b相对于活塞5的中心向左右两侧延伸。左右的侧壁6c、6c从垂直壁6b的两端经由弯曲的过渡壁部6e向喷油器9侧延伸，并且配置成随着朝向垂直壁6b侧使得彼此的间隔变窄。

接下来，对上述结构的发动机1的动作进行说明。在该发动机1中，根据其运转状态，选择性地执行均质燃烧和分层燃烧作为燃烧模式。例如，均质燃烧在发动机1预热后执行，分层燃烧在发动机1低温起动时执行。

均质燃烧是，使空燃比相同的均质的混合气分布于整个燃烧室7，并利用火花塞8的火花点火使该均质混合气着火，由此进行燃烧。虽然未图示，在进行均质燃烧的情况下，在进气行程中的预定曲柄角度，从喷油器9喷射燃料。由此，利用经由进气口3a和打开的进气门被吸入到气缸4的空气和活塞5的下降所引起的导入，在气缸4内形成空气的滚动流，在该状态下喷射燃料。

其结果是，喷射出的第1～第4喷雾FM1～FM4与空气的滚动流一起扩散，由此，在整个气缸4内生成均质的混合气。在这种情况下，从喷油器9喷射出的6条喷雾的量彼此相等，因此能够良好地生成该均质的混合气。并且，然后，在压缩上止点附近利用火花塞8进行点火，使均质混合气着火并燃烧，由此进行均质燃烧。

另一方面，分层燃烧为，生成分层混合气，在该分层混合气中，较大空燃比的混合气分布在燃烧室7内的火花塞8的电极8b的周围，稀薄的混合气分布在燃烧室7内的其它部分，利用火花塞8的火花点火使浓厚的混合气着火，利用以此为火种的火焰传播进行燃烧。

在进行分层燃烧的情况下，在压缩行程中的预定曲柄角度、例如压缩上止点前（BTDC）45°，从喷油器9喷射燃料。图5～图7示出了进行该燃料喷射时的、第1～第4喷雾FM1～FM4与活塞5的顶面的凹处6等之间的位置关系。

如这些图所示，第1喷雾FM1朝向凹处6的垂直壁6b和活塞5的顶面的邻接部5a喷射。在这种情况下，如图5所示，第1喷雾FM1以其中心轴线CFM1指向活塞5的邻接部5a的方式喷射。

另外，如图8所示，左右的第2喷雾FM2、FM2在分别与凹处6的左右的侧壁6c、6c冲撞后，沿侧壁6c向垂直壁6b侧流动。

另外，如图9所示，第3喷雾FM3与凹处6的底面6a冲撞并在此反射，一边形成涡流一边向上方流动。与此相伴，第1喷雾FM1和聚集在垂直壁6b附近的第2喷雾FM2被第3喷雾FM3的涡流顶起，并通过垂直壁6b的引导而与第3喷雾FM3一同指向位于垂直壁6b的大致正上方的火花塞8侧。另外，第3喷雾FM3与凹处6的底面6a冲撞，第3喷雾FM3的动能被适当地降低，由此抑制了喷雾朝向排气口3b侧的流出。

另外，左右的第4喷雾FM4、FM4在凹处6的近前侧与外侧的平坦部冲撞并在此反射，向外侧和上方扩散。利用该第4喷雾FM4调整作为混合气整体的空燃比，并且，第4喷雾FM4不会对由上述的第1～第3喷雾FM1～FM3构成的火花塞8周围的浓厚混合气的生成直接产生影响。

如上所述，使燃料的喷雾高效地集中于火花塞8的电极8b的周围，从而可靠地生成浓厚的混合气，并且，在燃烧室7内的其它部分生成更加稀薄的混合气。并且，在压缩上止点附近的预定曲柄角度、例如压缩上止点后（ATDC）0～5°，利用火花塞8的火花使浓厚混合气着火，通过以着火的混合气作为火种的火焰传播，进行分层燃烧。

如以上那样，根据本实施方式，通过形成于活塞5的凹处6的底面6a、垂直壁6b以及左右的侧壁6c、6c、与从喷油器9朝向它们喷射出的第1～第3喷雾FM1～FM3的协作，使燃料喷雾高效地集中在火花塞8的周围，可靠地生成浓厚混合气，并且，能够精度良好地生成具有所希望的空燃比的分布的分层混合气。因此，与利用各个导向壁面单独引导从燃料喷射阀喷射出的喷雾的以往情况不同，能够在火花塞8的周围形成优质的火种，利用由该火种的火焰传播，能够确保稳定的分层燃烧。

另外，对于第1喷雾FM1，由于其中心轴线CFM1指向活塞5的邻接部5a，因此借助在凹处6的底面6a反射的第3喷雾FM3而指向火花塞8侧，因此，能够更加良好地生成火花塞8周围的浓厚混合气。

另外，由于凹处6的侧壁6c、6c以随着朝向垂直壁6b侧而互相变窄的方式延伸，因此，第2喷雾FM2在与侧壁6c冲撞后沿侧壁6c而指向并聚集在活塞5的中心侧，由此，能够更加良好地生成火花塞8周围的浓厚混合气。

另外，除了第1～第3喷雾FM1～FM3之外，左右的第4喷雾FM4、FM4以在活塞5的顶面的比凹处6靠近近前侧的位置与外侧的平坦部冲撞的方式喷射出来。由此，不会对由第1～第3喷雾FM1～FM3形成的火花塞8周围的浓厚混合气的生成直接产生影响，从而能够容易地调整混合气整体的空燃比。

另外，由于从喷油器9的第1～第4喷射口H1～H4喷射出的6条喷雾的量彼此相等，因此，能够在进行均质燃烧时良好地生成均质的混合气。

图10和图11一起示出了为了确认本实施方式的发动机1的效果而进行的试验的结果和两个比较例。在实施方式中，凹处6的垂直壁6b相对于铅直的倾斜角度AW为0°，而在比较例1和2中，使对应于垂直壁6b的壁部成为相对于铅直向排气口3b侧倾斜的倾斜壁，它们的倾斜角度AW分别为10°和30°。

图10示出在压缩行程中喷射燃料、并对火花塞8周围的混合气的空燃比进行计算的结果。在该试验中，在压缩行程中的BTDC(上止点前)45°的位置喷射燃料，并且，与曲柄角度一起计算出了火花塞8的电极8b的周围（Φ10mm）的混合气的空燃比。另外，将这样的试验进行预定次数（例如100次），分别计算出所测量的预定次数的量的空燃比的平均值和标准偏差作为火花塞周围空燃比A/F和空燃比标准偏差σA/F。图10的（a）、（b）分别是相对于曲柄角度表示所述火花塞周围空燃比A/F和空燃比标准偏差σA/F的图。

如图10的（a）所示，在比较例1和2中，火花塞周围空燃比A/F在整体上较大，在稀薄侧推移。特别是，在壁部的倾斜角度AW为30°的比较例2中，没有得到比理论空燃比（=14.7）浓厚的混合气。这可以认为是由于，在比较例中，由于与凹处6的垂直壁6b对应的壁部向排气口3b侧倾斜，第1喷雾FM1等容易向排气口3b侧逃逸，并且，壁部对喷雾朝向火花塞8侧的指向性较弱。

在以上的结果中，无论在比较例1和2中的哪一种情况下，在与火花塞8的点火时刻相当的压缩上止点（TDC）的紧后方，火花塞周围空燃比A/F都没有到达其预定的目标范围（该图的阴影线区域），无法在火花塞8的周围生成所希望的浓厚的混合气。

与此相对，在实施方式中，火花塞周围空燃比A/F在整体上较小，在浓厚侧推移，在与点火时刻相当的压缩上止点的紧后方，收敛至目标范围，能够在火花塞8的周围良好地生成具有所希望的空燃比的浓厚的混合气。

另外，如图10的（b）所示，在比较例1和2中，空燃比标准偏差σA/F在整体上较大，在压缩上止点的紧后方也几乎都脱离预定目标范围（该图的阴影线区域），即，火花塞周围空燃比A/F的偏差较大。

与此相对，在实施方式中，空燃比标准偏差σA/F在整体上较小，在压缩上止点的紧后方收敛至目标范围，火花塞周围空燃比A/F的偏差较小。由以上内容确认到，通过本实施方式，能够在火花塞8的周围精度良好地生成适合分层燃烧的、具有所希望的空燃比的浓厚混合气。

另外，图11示出求取进行分层燃烧时的燃烧稳定性的结果。在该试验中，在发动机1的预定运转条件下，在进气行程中的ATDC（上止点后）70°的位置进行第一次燃料喷射，在压缩行程中一边进行第二次燃料喷射一边进行分层燃烧，并且，计算出了此时的图示平均有效压力IMEP。另外，将第二次燃料的喷射时刻（以下称作“第二次喷射时刻”）设定在互不相同的多个预定曲柄角度，在每个第二次喷射时刻将上述的试验进行预定次数（例如100次）。并且，在每个第二次喷射时刻，将标准偏差与计算出的预定次数的量的图示平均有效压力IMEP的平均值之比（=标准偏差/平均值）作为表示燃烧稳定性的燃烧稳定参数△IMEP算出。图11是相对于第二次喷射时刻表示该燃烧稳定参数△IMEP的图。

如该图所示，燃烧稳定参数△IMEP虽然在比较例1中较小，但在比较例2中非常大，大约在25%以上，即，燃烧稳定性非常低。另外，在比较例2中，燃烧稳定参数△IMEP相对于第二次喷射时刻变化较大，这表示，如果变更压缩行程中的喷射时刻，则燃烧稳定性会进一步降低。

与此相对，在实施方式中，燃烧稳定参数△IMEP比比较例1小，收敛至10～15%的范围，从而可知，能够与压缩行程中的喷射时刻无关地获得非常高的燃烧稳定性。

并且，本发明并不限定于进行了说明的实施方式，能够以各种方式来实施。例如，在实施方式中，为了调整混合气整体的空燃比，喷射第4喷雾FM4，但在不是特别需要调整空燃比的情况下，当然也可以省略第4喷雾FM4。

另外，实施方式是将本发明应用于在车辆上搭载的直列型的汽油发动机的示例，本发明并不限于此，也可以应用于V型发动机或水平对置型发动机等各种发动机，另外，也能够应用于车辆用以外的发动机，例如，铅直地配置曲轴的船外机等那样的船舶推进器用发动机。另外，能够在本发明的主旨范围内适当变更细微部分的结构。

Claims

1.一种内燃机，其是如下这样的缸内直喷式的内燃机：将燃料直接喷射至气缸内，并通过火花点火使该喷射出的燃料与被吸入到所述气缸的空气的混合气着火而进行燃烧，

所述内燃机的特征在于，

所述内燃机包括：

活塞，在其顶面形成有凹处，所述活塞在所述气缸内往复运动；

火花塞，其从上方面对所述气缸内的燃烧室的中心附近，并且产生用于使所述混合气着火的火花；以及，

燃料喷射阀，其面对所述燃烧室，并具有多个喷射口，在压缩行程中的预定曲柄角度，所述多个喷射口分别沿互不相同的方向朝向所述活塞的顶面倾斜地喷射出燃料的多条喷雾，

所述凹处从所述活塞的中心附近配置在所述燃料喷射阀侧，所述凹处具有底面、垂直壁以及一对侧壁，所述垂直壁在所述活塞的中心附近从该底面大致垂直地立起，所述一对侧壁与该垂直壁的两侧相连，并且朝向所述燃料喷射阀侧延伸，

所述多条喷雾包括：

第1喷雾，其朝向所述凹处的垂直壁以及所述活塞的顶面的与该垂直壁邻接的邻接部喷射出来；

一对第2喷雾，所述一对第2喷雾分别与所述凹处的所述一对侧壁冲撞，并沿所述一对侧壁向所述垂直壁侧流动；以及

第3喷雾，其与所述凹处的底面冲撞，通过因该冲撞而形成的涡流，将所述第1喷雾和聚集在所述垂直壁附近的所述第2喷雾顶起并指向所述火花塞侧，以便聚集在该火花塞的周围。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述第1喷雾以其中心轴线指向所述活塞的顶面的所述邻接部的方式被喷射出来，并且借助在所述凹处的底面反射的所述第3喷雾而指向所述火花塞侧。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，

所述多条喷雾还包括一对第4喷雾，所述一对第4喷雾位于所述一对第2喷雾的外侧且向所述燃料喷射阀侧喷射出来，所述第4喷雾与所述活塞的顶面的除所述凹处以外的部分冲撞。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，

所述第1喷雾的量、所述一对第2喷雾各自的量、所述第3喷雾的量、以及所述一对第4喷雾各自的量彼此相等。

5.根据权利要求1、2、4中的任一项所述的内燃机，其特征在于，

所述凹处的所述一对侧壁以随着朝向所述垂直壁侧而互相变窄的方式延伸。

6.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，