CN105781714B - 发动机的燃烧室结构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供通过适当地设定活塞的腔室形态等，能够使在规定的燃料喷射开始时期喷射的燃料在规定的点火时期可靠地点火的发动机的燃烧室结构。根据本发明的发动机的燃烧室结构具有：形成有腔室（11）的活塞（10）；设置于活塞（10）的中心轴线上，向腔室（11）喷射燃料的燃烧喷射阀（3）；和设置于腔室（11）的上方的火花塞（4）；以含有燃料的混合气从燃料喷射阀（3）的燃料喷射开始时期至火花塞（4）的点火时期的期间被输送的喷雾输送距离为由燃料喷射阀（3）喷射出的燃料通过腔室（11）到达火花塞（4）为止的喷雾输送路径长度以上的形式，设定腔室径、腔室深度以及火花塞（4）的位置。

Description

发动机的燃烧室结构

技术领域

本发明涉及发动机的燃烧室结构，尤其涉及在规定的运行区域，在压缩行程后半期以后喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构。

背景技术

一般而言，在使用汽油或者以汽油为主成分的燃料的发动机中，广泛采用通过火花塞进行点火的火花点火方式。另一方面，最近，从谋求燃料消耗量的改善的观点等考虑，正在开发将高压缩比（例如17以上）作为发动机的几何压缩比而进行应用，并且在使用汽油或以汽油为主成分的燃料的同时，在规定的运行区域执行压缩自动点火（具体而言是被称为HCCI（homogeneous-charge compression ignition；均质充量压缩点火燃烧）的预混合压缩自动点火）的技术。

例如专利文献1公开了执行如上所述的压缩自动点火的发动机相关的技术。专利文献1中公开了如下技术：在低负荷区域执行压缩自动点火而在高负荷区域通过火花点火执行点火的发动机中，在高负荷区域向活塞的腔室内喷射燃料，并且在将包含该燃料的混合气输送至火花塞周围的正时实施点火。

专利文献1：日本特开2012-172662号公报。

发明内容

在如上所述的发动机中，在高负荷区域（详细而言是低旋转高负荷区域），从抑制比由火花点火进行的正常的燃烧开始时期提前地使混合气自动点火的预燃烧、或抑制烟气等观点考虑，根据有效压缩比或燃料压等，将目标喷射开始时期设定于压缩行程后半期以后的正时，使目标点火时期设定于压缩上死点后的正时。在该情况下，为了在目标喷射开始时期开始燃料喷射，并且在目标点火时期使混合气可靠地点火，而优选的是使在从这样的目标喷射开始时期至目标点火时期的期间燃料被输送的距离（喷雾输送距离），至少要长于含有燃料喷射阀喷射的燃料的混合气到达火花塞为止所通过的路径的长度（喷雾输送路径长度）。即，优选的是“喷雾输送距离≥喷雾输送路径长度”的关系成立。因此，可以说优选的是将活塞的腔室的形态等以适当地实现这样的关系的形式进行设定。

本发明是为了解决上述的现有技术的问题而形成的，其目的是提供通过适当地设定活塞的腔室的形态等，能够使在规定的燃料喷射开始时期喷射的燃料在规定的点火时期可靠地进行点火，且能够改善燃烧稳定性的发动机的燃烧室结构。

为了实现上述目的，本发明是在压缩行程的后半期以后喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，具有：在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；设置于活塞的上方且活塞的中心轴线上，向活塞的腔室喷射燃料的燃烧喷射阀；和设置于活塞的腔室的上方，在活塞径向上与燃料喷射阀分开的火花塞；以喷雾输送距离为喷雾输送路径长度以上的形式设定腔室径、腔室深度以及火花塞的位置，所述喷雾输送距离是指含有燃料的混合气从燃料喷射阀的燃料喷射开始时期至火花塞的点火时期的期间内被输送的距离，所述喷雾输送路径长度是指由燃料喷射阀喷射出的燃料通过腔室到达火花塞为止的路径的长度；

在形成为这样的结构的本发明中，以含有燃料的混合气从规定的燃料喷射开始时期至规定的点火时期的期间内被输送的喷雾输送距离为含有由燃料喷射阀喷射的燃料的混合气通过腔室到达火花塞为止的喷雾输送路径长度以上的形式，设定腔室径、腔室深度和火花塞的位置等，因此能够使在规定的燃料喷射开始时期喷射出的燃料在规定的点火时期可靠地点火。因此，能够确保燃烧稳定性，且适当地实现规定的燃料喷射开始时期以及规定的点火时期。

在本发明中，优选的是喷雾输送路径长度是将如下距离（1）、（2）、（3）进行加法运算得出的长度：（1）从设置有燃料喷射阀的位置至由燃料喷射阀以规定的喷射角喷射的燃料与腔室表面碰撞的位置为止的距离；（2）从燃料与腔室表面碰撞的位置至腔室外缘部的距离；和（3）从腔室的外缘部至设置有火花塞的位置的距离；

根据形成为这样的结构的本发明，通过使用被适当地限定的喷雾输送路径长度，能够更正确地设定喷雾输送距离为喷雾输送路径长度以上的腔室径、腔室深度或火花塞的位置等。

在优选的示例中，如果将喷雾输送路径长度作为“L1”，将腔室径作为“Rc”，将腔室深度作为“Dc”，将燃料喷射阀与火花塞之间的距离作为“Rs”，将来自于燃料喷射阀的燃料的喷射角作为“α”，则喷雾输送路径长度L1可以由下式（1）进行表示：

L1=Dc（1－sinα）/cosα＋2Rc－Rs 式（1）。

在本发明中，优选的是基于由燃料喷射阀喷射的燃料的燃料压、和事先规定的燃料喷射阀的目标燃料喷射开始时期以及火花塞的目标点火时期，设定喷雾输送距离；

根据形成为这样的结构的本发明，使用基于被设定为满足规定条件的目标燃料喷射开始时期以及目标点火时期进行限定的喷雾输送距离，以此能够适当地满足这样的规定条件，且能够使在目标燃料喷射开始时期喷射的燃料在目标点火时期可靠地进行点火。

在优选的示例中，如果将喷雾输送距离作为“L2”，将由燃料喷射阀喷射的燃料的燃料压作为“P”，将从目标燃料喷射开始时期至目标点火时期的时间作为“t”，将规定的系数作为“k”，则喷雾输送距离L2可以由下式（2）进行表示：

L2=k·P^0.5·t² 式（2）。

根据本发明的发动机的燃烧室结构，通过适当地设定活塞的腔室的形态等，以此能够使在规定的燃料喷射开始时期喷射的燃料在规定的点火时期可靠地点火，能够改善燃烧稳定性。

又，本发明是在规定的运行区域，在压缩行程的后半期以后喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，具有：在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；设置于上述活塞的上方且上述活塞的中心轴线上，向上述活塞的腔室喷射燃料的燃烧喷射阀；和设置于上述活塞的腔室的上方，在活塞径向上与上述燃料喷射阀分开的火花塞；如果将上述腔室径作为“Rc”，将上述腔室深度作为“Dc”，将上述燃料喷射阀与上述火花塞之间的距离作为“Rs”，将来自于上述燃料喷射阀的燃料的喷射角作为“α”，将由上述燃料喷射阀喷射的燃料的燃料压作为“P”，将从上述燃料喷射阀的目标燃料喷射开始时期至上述火花塞的目标点火时期的时间作为“t”，将规定的系数作为“k”，则以满足下式（3）的形式设定腔室径、腔室深度以及上述火花塞的位置；

k·P^0.5·t²≥Dc（1－sinα）/cosα＋2Rc－Rs 式（3）。

附图说明

图1是从汽缸轴线方向的上方观察应用了根据本发明实施形态的发动机燃烧室结构的一个汽缸的概略俯视图；

图2是从汽缸轴线方向的上方观察根据本发明实施形态的活塞的俯视图；

图3是沿着图1中III-III观察的、根据本发明实施形态的活塞以及汽缸盖等的局部剖视图；

图4是与图3相同的、根据本发明实施形态的活塞以及汽缸盖等的局部剖视图，是根据本发明实施形态的喷雾输送路径长度的说明图；

图5是关于本发明实施形态中应用的腔室径的具体示例的说明图；

符号说明：

1A、1B 进气门；

2A、2B 排气门；

3 燃料喷射阀；

4A 第一火花塞；

4B 第二火花塞；

10 活塞；

11 腔室；

30 汽缸盖。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明实施形态的发动机的燃烧室结构。

在这里，在说明本发明实施形态的内容之前，简单说明根据本发明实施形态的发动机的基本结构。根据本发明的实施形态的发动机例如以几何压缩比14以上（优选的是17～18）这样的高压缩比运行，且在规定的运行区域（例如低旋转·高负荷域），在压缩行程的后半期以后喷射燃料（延迟喷射），在压缩上死点后执行点火。又，根据本发明的实施形态的发动机在规定的低负荷区域，执行被称为HCCI的预混合压缩自动点火。

图1是从汽缸轴线方向的上方观察应用了根据本发明实施形态的发动机的燃烧室结构的一个汽缸的概略俯视图。在图1中，符号Z表示在垂直于纸面的方向上延伸的汽缸轴线，符号Y表示在纸面上下方向上延伸的曲轴轴线。又，符号X表示通过汽缸的中心轴线且与曲轴轴线Y正交的线。

如图1所示，在一个汽缸（cylinder）中，在隔着曲轴轴线Y的一方侧（图中左侧）的区域配设有两个进气门1A、1B。该两个进气门1A、1B在曲轴轴线Y方向上排列配设。图1中的符号5表示由进气门1A、1B进行开闭的进气道。另外，以下，在无区别使用两个进气门1A、1B的情况下，简单标记为“进气门1”。

又，在一个汽缸（cylinder）中，在隔着曲轴轴线Y的另一方侧（图中右侧）的区域配设有两个排气门2A、2B。两个排气门2A、2B在曲轴轴线Y方向上排列配设。图1中的符号6表示由排气门2A、2B进行开闭的排气道。另外，以下，在无区别使用两个排气门2A、2B的情况下，简单标记为“排气门2”。

又，在汽缸轴线Z上配设有一个燃料喷射阀3。除此以外，在进气门1A和进气门1B之间配设有第一火花塞4A，在排气门2A和排气门2B之间配设有第二火花塞4B。另外，以下，在第一火花塞4A以及第二火花塞4B这两者无区别使用的情况下，简单标记为“火花塞4”。

图2是从汽缸轴线方向的上方观察根据本发明实施形态的活塞的俯视图。

如图2所示，在活塞10的上表面（换言之冠面/顶面）的中央部形成有向下方凹入的腔室11。腔室11在从汽缸轴线Z方向上观察时形成为圆形，在其中央部形成有山形的突起部11a。又，腔室11形成为其两端与两个凹部12A、12B连接的结构。在腔室11的突起部11a的正上方配置有燃料喷射阀3，在腔室11的凹部12A内配置有第一火花塞4A，在腔室11的凹部12B内配置有第二火花塞4B。

又，在活塞10的上表面设置有向下方凹入例如1mm左右的四个气门座15A、15B、16A、16B。气门座15A设置在与进气门1A相对应的位置，气门座15B设置在与进气门1B相对应的位置，气门座16A设置在与排气门2A相对应的位置，气门座16B设置在与排气门2B相对应的位置上。此外，在活塞10的上表面中，除去腔室11以及气门座15A、15B、16A、16B的部分形成为在正交于汽缸轴线Z的方向上延伸的大致平坦面，在图2中将该平坦面部分以符号10A表示（以下，将平坦面部分适当地标记为“活塞上表面部10A”）。

图3是沿着图1中III-III观察的、根据本发明实施形态的活塞10以及汽缸盖30等的局部剖视图。另外，图3示出活塞10位于压缩上死点时的图。又，在图3中，关于燃料喷射阀3以及火花塞4，图示出侧面而不是截面。

在本实施形态中，如图3的箭头A11所示，由燃料喷射阀3向腔室11喷射燃料，即向腔室11内喷射燃料。含有这样向腔室11喷射的燃料的混合气如箭头A12所示在与腔室11的表面碰撞后，沿着腔室11的表面（详细而言曲面）向半径方向外侧流动，从而到达腔室11的外缘部。然后，到达腔室11的外缘部的混合气，受到气体从形成于活塞上表面部10A和汽缸盖30的下表面30a之间的间隙内的挤流区域SA流向半径方向内侧的挤流（参照留白箭头A2）的影响、和因燃料的喷射产生于燃料喷射阀3下部的负压的影响，从而如箭头A13所示向火花塞4流动。于是，在混合气达到火花塞4的正时，如果实施由火花塞4进行的点火，则能够使混合气可靠地点火。

在这里，在本实施形态中，从抑制预燃烧或烟气等观点考虑，根据有效压缩比或燃料压等，将压缩行程后半期以后的规定正时作为目标喷射开始时期进行应用，并且将压缩上死点后的规定正时作为目标点火时期进行应用。而且，采用能够在该目标喷射开始时期开始燃料喷射，而后在该目标点火时期通过火花塞4可靠地进行点火（着火）的结构。具体而言，在本实施形态中，含有燃料的混合气在从目标燃料喷射开始时期至目标点火时期的期间被输送的距离（喷雾输送距离）为，含有由燃料喷射阀3喷射出的燃料的混合气到达火花塞4为止所通过的、分别以图3的箭头A11、A12、A13表示的路径的总长度（喷雾输送路径长度）以上。更详细而言，在本实施形态中，以使喷雾输送距离达到喷雾输送路径长度以上的形式，设定作为限定喷雾输送路径长度的参数的腔室径、腔室深度以及火花塞4的位置等。

接着，参照图4具体地说明根据本发明实施形态的喷雾输送路径长度。图4是与图3相同的图，为了便于说明，而仅示出含有从燃料喷射阀3喷射出的燃料的混合气到达右侧的火花塞4（第二火花塞4B）为止的路径。

在图4中，符号Rc表示作为腔室11半径的腔室径，符号Rs表示燃料喷射阀3和火花塞4之间的径向上的距离，符号Dc表示活塞10位于上死点（压缩上死点）时、相当于燃料喷射阀3和腔室11最深部之间的汽缸轴线方向上的距离的腔室深度，符号α表示以汽缸轴线（即燃料喷射阀3的中心轴线）为基准而限定的、来自于燃料喷射阀3的燃料的喷射角。

又，在图4中，符号L11表示从设置有燃料喷射阀3的位置至由燃料喷射阀3以喷射角α喷射的燃料与腔室11表面碰撞的位置为止的距离，即相当于图3所示的箭头A11所对应的路径的长度。该距离L11，可以使用腔室深度Dc以及喷射角α并大概由下式（4）进行表示：

L11=Dc/cosα 式（4）。

又，在图4中，符号L12表示从由燃料喷射阀3喷射的燃料与腔室11表面碰撞的位置至腔室11外缘部的距离，即相当于图3所示的箭头A12所对应的路径的长度。该距离L12，可以使用腔室径Rc、腔室深度Dc以及喷射角α并大概由下式（5）进行表示：

L12=Rc－Dc·sinα/cosα 式（5）。

又，在图4中，符号L13表示从腔室11的外缘部至设置有火花塞4的位置的距离，即相当于图3所示的箭头A13所对应的路径的长度。该距离L13，可以使用腔室径Rc以及燃料喷射阀3与火花塞4之间的距离Rs并大概由下式（6）进行表示：

L13=Rc－Rs 式（6）。

在这里，如果将喷雾输送路径长度作为“L1”，则能够使用上述L11、L12、L13将喷雾输送路径长度L1表示为“L1=L11＋L12＋L13”。因此，通过在该式中代入上述式（4）～（6），以此可以由下式（7）表示喷雾输送路径长度L1；

L1=Dc（1－sinα）/cosα＋2Rc－Rs 式（7）。

另一方面，如果将喷雾输送距离作为“L2”，将由燃料喷射阀3喷射出的燃料的燃料压作为“P”，将从上述目标燃料喷射开始时期至目标点火时期的时间作为“t”，将规定的系数作为“k”，则可以由下式（8）表示喷雾输送距离L2；

L2=k·P^0.5·t² 式（8）。

另外，在目标燃料喷射开始时期中，作为能够在高压缩比下适当地抑制预燃烧的燃料喷射开始时期，可应用压缩行程后半期的例如相当于“－9°”的正时。又，在目标点火时期中，作为靠近发动机转矩最大的点火时期“MBT（minimum advance for the besttorgue；最大转矩的最小点火提前角）”且能够适当地抑制烟气（也可以包括爆震）的点火时期，可应用刚过压缩行程（即膨胀行程前半期）的例如相当于“3°”的正时。在这样的示例中，在发动机转速为2000rpm的情况下，从目标燃料喷射开始时期至目标点火时期的时间t达到“t（sec）={（3°＋9°）/360°}/（2000/60）”；

又，作为燃料压P，为了抑制预燃烧等异常燃烧，而以缩短从燃料喷射开始时期至点火时期的时间、即延迟燃料喷射开始时期而缩短直至点火为止的反应时间的形式，应用较大的燃料压是为优选。例如，优选的是应用最大的燃料压。在一个示例中，作为燃料压P，可应用“120MPa”。又，作为规定的系数k，可应用根据实验、模拟或规定的计算式等事先求出的值。

综上所述，在本实施形态中，以喷雾输送距离L2达到喷雾输送路径长度L1以上、即“L2≥L1”的条件式成立的形式，基于应用了上述式（7）以及式（8）的下式（9）设定腔室径Rc、燃料喷射阀3与火花塞4之间的距离Rs、以及腔室深度Dc；

k·P^0.5·t²≥Dc（1－sinα）/cosα＋2Rc－Rs 式（9）。

接着，参照图5说明本发明实施形态中应用的腔室径的具体示例。图5中，在横轴上示出喷雾输送路径长度（在上方一同示出构成该喷雾输送路径长度的腔室径），在纵轴上示出可点火正时；

在高负荷以及低转速的运行状况下（例如为全负荷且2000rpm），在规定的燃料喷射开始时期（例如相当于“－9°”的正时）喷射燃料的情况下，该可点火正时相当于能够使含有燃料的混合气被火花塞4适当地点火的正时。即，相当于含有燃料的混合气到达设置有火花塞4的位置的正时。

在图5中，图表G1示出使用较低的燃料压（例如60MPa）的情况下喷雾输送路径长度与可点火正时之间的关系，图表G2示出使用比图表G1所示的燃料压高的燃料压（例如80MPa）的情况下喷雾输送路径长度与可点火正时之间的关系，图表G3示出使用比图表G2所示的燃料压高的燃料压（例如120MPa）的情况下喷雾输送路径长度与可点火正时之间的关系。

根据图表G1～G3，喷雾输送路径长度越长，可点火正时越延迟。即，可知为了使可点火正时提前，而需要缩短喷雾输送路径长度。又，根据图表G1～G3，可知燃料压越高，可点火正时越提前。

在这里，考虑到将符号R1所示的那样的范围内的点火时期（例如2°～4°左右）作为目标点火时期进行应用的情况。在使用图表G1所示的燃料压（例如60MPa）的情况下，为了在目标点火时期R1使混合气被火花塞4适当地点火，只要应用喷雾输送路径长度D1（例如37mm左右）即可。在该情况下，只要应用对应于喷雾输送路径长度D1的腔室径CD1（例如50mm左右）即可。另一方面，在使用图表G2中示出的燃料压（例如80MPa）的情况下，为了在目标点火时期R1使混合气被火花塞4适当地点火，只要应用喷雾输送路径长度D2（例如40mm左右）即可。在该情况下，只要应用对应于喷雾输送路径长度D2的腔室径CD2（例如54mm左右）即可。另一方面，在使用图表G3所示的燃料压（例如120MPa）的情况下，为了在目标点火时期R1使混合气被火花塞4适当地点火，只要应用喷雾输送路径长度D3（例如42mm左右）即可。在该情况下，只要应用对应于喷雾输送路径长度D3的腔室径CD3（例如58mm左右）即可。

另外，在低旋转高负荷区域中，为了抑制预燃烧等异常燃烧，而优选的是以缩短从燃料喷射开始时期至点火时期的时间、即延迟燃料喷射开始时期而缩短直至点火为止的反应时间的形式应用较大的燃料压。因此，在图5所示的示例中，优选的是应用图标G3所示的燃料压（例如120MPa）。而且，在应用该燃料压的情况下，只要应用腔室径CD3（例如58mm左右）即可。

接着，说明根据本发明实施形态的发动机的燃烧室结构的作用效果。根据本实施形态，以含有燃料的混合气从目标燃料喷射开始时期至目标点火时期的期间内被输送的喷雾输送距离为，含有由燃料喷射阀3喷射出的燃料的混合气通过腔室11到达火花塞4为止的喷雾输送路径长度以上的形式，设定腔室径、腔室深度和火花塞4的位置等，因此能够使在目标燃料喷射开始时期喷射出的燃料在目标点火时期可靠地点火。因此，能够确保燃烧稳定性，且适当地实现目标燃料喷射开始时期以及目标点火时期。

Claims (5)

1.一种发动机的燃烧室结构，其特征在于，

是在规定的运行区域，在压缩行程的后半期以后喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，

具有：

在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；

设置于所述活塞的上方且所述活塞的中心轴线上，向所述活塞的腔室喷射燃料的燃烧喷射阀；和

设置于所述活塞的腔室的上方，在活塞径向上与所述燃料喷射阀分开的火花塞；

以喷雾输送距离为喷雾输送路径长度以上的形式设定腔室径、腔室深度以及所述火花塞的位置，所述喷雾输送距离是指含有燃料的混合气从所述燃料喷射阀的燃料喷射开始时期至所述火花塞的点火时期的期间内被输送的距离，所述喷雾输送路径长度是指由所述燃料喷射阀喷射出的燃料通过所述腔室到达所述火花塞为止的路径的长度；

所述喷雾输送路径长度是将如下距离（1）、（2）、（3）进行加法运算得出的长度：

（1）从设置有所述燃料喷射阀的位置至由所述燃料喷射阀以规定的喷射角喷射的燃料与所述腔室表面碰撞的位置为止的距离；

（2）从燃料与所述腔室表面碰撞的位置至所述腔室外缘部的距离；和

（3）从所述腔室的外缘部至设置有所述火花塞的位置的距离。

2.根据权利要求1所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于，

如果将所述喷雾输送路径长度作为“L1”，将所述腔室径作为“Rc”，将所述腔室深度作为“Dc”，将所述燃料喷射阀与所述火花塞之间的距离作为“Rs”，将来自于所述燃料喷射阀的燃料的喷射角作为“α”，则所述喷雾输送路径长度L1可以由下式（1）进行表示：

L1=Dc（1－sinα）/cosα＋2Rc－Rs 式（1）。

3.根据权利要求1或2所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于，

基于由所述燃料喷射阀喷射的燃料的燃料压、和事先规定的由所述燃料喷射阀的目标燃料喷射开始时期以及由所述火花塞的目标点火时期，设定所述喷雾输送距离。

4.根据权利要求3所述的发动机的燃烧室结构，其特征在于，

如果将所述喷雾输送距离作为“L2”，将由所述燃料喷射阀喷射的燃料的燃料压作为“P”，将从所述目标燃料喷射开始时期至所述目标点火时期的时间作为“t”，将规定的系数作为“k”，则所述喷雾输送距离L2可以由下式（2）进行表示：

L2=k·P^0.5·t² 式（2）。

5.一种发动机的燃烧室结构，其特征在于，

是在规定的运行区域，在压缩行程的后半期以后喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机的燃烧室结构，

具有：

在上表面的中央部形成有向下方凹入的腔室的活塞；

设置于所述活塞的上方且所述活塞的中心轴线上，向所述活塞的腔室喷射燃料的燃烧喷射阀；和

设置于所述活塞的腔室的上方，在活塞径向上与所述燃料喷射阀分开的火花塞；

如果将所述腔室径作为“Rc”，将所述腔室深度作为“Dc”，将所述燃料喷射阀与所述火花塞之间的距离作为“Rs”，将来自于所述燃料喷射阀的燃料的喷射角作为“α”，将由所述燃料喷射阀喷射的燃料的燃料压作为“P”，将从所述燃料喷射阀的目标燃料喷射开始时期至所述火花塞的目标点火时期的时间作为“t”，将规定的系数作为“k”，则以满足下式（3）的形式设定腔室径、腔室深度以及所述火花塞的位置；

k·P^0.5·t²≥Dc（1－sinα）/cosα＋2Rc－Rs 式（3）。