CN106917666A - 内燃机的燃烧室结构 - Google Patents
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Abstract
本处公开的技术涉及一种内燃机的燃烧室结构。喷油器(43)向活塞(24)的空腔(242)内喷射燃料。通过喷油器喷射燃料，在所述燃烧室内形成包括燃料的气流的如下流动方向：从气缸的轴心向径向外侧呈放射状扩散后，沿气缸盖(22)的底面(221)，从径向外侧向气缸的轴心流动。火花塞(41)上的电极间隙位于从气缸的轴心向径向外侧偏离了规定距离的位置，且位于与所述空腔的开口缘相对的位置的径向内侧；侧电极在与沿底面流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸；间隙的中心位置比底面更靠近燃烧室的内侧，且位于底面附近。因此，该技术能通过改进火花塞的布局，提高混合气的着火性。
Description
技术领域
本处所公开的技术涉及一种内燃机的燃烧室结构。
背景技术
在日本公开实用新型公报实开平7－42433号公报中公开了一种发动机，其构成为：通过使燃烧室内产生较强的滚流而降低耗油量。也就是说，该发动机通过从进气口流入气缸内的气流使燃烧室内产生较强的滚流，实现喷射到进气口的燃料的均质化，并且促进燃烧。
在该发动机中，将火花塞布置在位于气缸盖的底面的气缸的轴心上，通过较强的滚流，使火花塞的侧电极的朝向为在与滚流正交的方向上延伸的方向，以防止火花塞熄火。这样一来，在滚流带动火花塞产生的火花流动时，能防止火花与侧电极碰撞。
发明内容
在所述公报中记载的发动机通过利用从进气口流入气缸内的气流，使燃烧室内产生较强的滚流。燃烧室内的流动状态不限于滚流。例如还能够设想出一种发动机，该发动机与所述公报中记载的不同，其构成为将燃料直接喷射到燃烧室内，并且通过喷射该燃料，在燃烧室内产生规定的流动状态。需要根据燃烧室内产生的不同流动状态，通过改进火花塞的布局等来最大程度地优化混合气的着火性。
本处公开的技术正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于：通过改进火花塞的布局来提高混合气的着火性。
本处公开的技术涉及一种内燃机的燃烧室结构，其具有喷油器和火花塞，该喷油器构成为直接向燃烧室内喷射燃料，该火花塞具有中心电极和侧电极，以便点燃燃烧室内的混合气，该燃烧室由气缸的壁面、插在所述气缸内的活塞的顶面和气缸盖的底面围成。
所述活塞在其顶面具有空腔，该空腔呈相对于所述气缸的轴心大致对称的形状，所述喷油器布置在位于所述底面的所述气缸的轴心上，且构成为向所述空腔内喷射所述燃料，通过所述喷油器喷射燃料，在所述燃烧室内形成包括燃料的气流的如下流动方向：沿所述空腔的内表面，从所述气缸的轴心向径向外侧呈放射状扩散后，沿所述气缸盖的所述底面，从所述径向外侧向所述气缸的轴心流动。
所述火花塞上的所述中心电极和所述侧电极之间的间隙位于沿所述底面从所述径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流中，所述间隙位于所述底面的从所述气缸的轴心向所述径向外侧偏离了规定距离的位置，且位于与所述空腔的开口缘相对的位置的径向内侧，所述侧电极的朝向为在与沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向，所述间隙的中心位置比所述底面更靠近所述燃烧室的内侧，且位于该底面附近。
根据该结构，从布置在位于气缸盖的底面的气缸的轴心上的喷油器向设在活塞顶面的空腔喷射燃料。通过该燃料的喷射，在燃烧室内形成包括燃料的气流的如下流动方向：沿空腔的内表面，从气缸的轴心朝径向外侧呈放射状扩散后，沿底面从径向外侧向气缸的轴心流动。通过该气流流动状态，实现喷射出的燃料的均质化，并且促进燃烧。
火花塞上的位于中心电极和所述侧电极之间的间隙位于沿气缸盖的底面从径向外侧向气缸的轴心流动的包括燃料的气流中。具体而言，火花塞位于底面的从气缸的轴心向径向外侧偏离了规定距离的位置，且位于与空腔的开口缘相对的位置的径向内侧。气流沿空腔的内表面从气缸的轴心向径向外侧呈放射状扩散后，沿底面从径向外侧向气缸的轴心流动，燃料沿着该气流方向移动，在到达火花塞附近的过程中，燃料充分气化且和空气充分混合。这样一来，能够防止每个工作循环或气缸之间的混合气浓度出现偏差。通过布置在规定位置的火花塞，点燃均质混合气。
火花塞的侧电极的朝向为在与沿底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向。这样一来，能防止侧电极妨碍气流流动。需要说明的是，优选地，侧电极的朝向由“L”字形的侧电极中与中心电极相对的部分的延伸方向而定。侧电极的朝向设定为以“在与沿底面从径向外侧向气缸轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向”为基准，在±30°的范围内变动。
火花塞上的间隙位于比底面更靠近燃烧室内侧且底面附近的位置。这样一来，能够有效地赋予沿底面流动的混合气点火能量，从而提高混合气的着火性。本处，“火花塞上的间隙位于底面附近”可以定义为：在活塞位于压缩上止点的状态下，火花塞上的间隙中心位于比活塞顶面的空腔的内表面更靠近气缸盖的底面的位置。
上述各方面的结果是，根据所述结构，能可靠地点燃混合气，同时通过所述燃烧室内的气流流动状态促进燃烧。
可以是这样的，当所述活塞位于压缩上止点附近时，所述喷油器喷射燃料。
通过在压缩上止点附近喷射燃料，能够使混合气沿活塞的空腔形状流动，从而可靠地将燃料引导至火花塞上的间隙附近。
可以是这样的，所述内燃机的燃烧室结构为其具有第二火花塞，该第二火花塞隔着所述气缸的轴心设在第一所述火花塞的相反侧，且具有中心电极和侧电极；所述第二火花塞上的位于所述中心电极和所述侧电极之间的间隙位于沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的包括燃料的气流中；所述间隙位于所述底面的从所述气缸的轴心向径向外侧偏离了所述规定距离的位置，且位于与所述空腔的开口缘相对的位置的径向内侧；所述侧电极的朝向设为在与沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向；所述间隙的中心位置比所述底面更靠近所述燃烧室的内侧，且位于该底面附近。
第一火花塞和第二火花塞设在隔着气缸轴心的两侧。第一火花塞和第二火花塞均位于从喷油器向径向外侧偏离了相同的规定距离的位置。优选地，所述第二火花塞布置在由朝气缸轴心方向看去时的间隙的中心位置将所述第一火花塞上的间隙的中心位置和气缸中心轴连成的直线的延长线上。如上所述，到达第一火花塞附近的混合气变为均质混合气，到达第二火花塞附近的混合气也与此相同：燃料在到达这里的过程中，充分气化且和空气充分混合。这样一来，能够防止每个工作循环或气缸之间的混合气浓度出现偏差。
第二火花塞和第一火花塞相同，其侧电极的朝向为在与沿底面从径向外侧向气缸轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向，因此能防止第二火花塞的侧电极妨碍气流流动。第二火花塞上的间隙比底面更靠近燃烧室内侧且位于底面附近，因此能够有效地赋予混合气点火能量，提高混合气的着火性。
这样，第一和第二火花塞均实现可靠的点火，同时通过布置在隔着气缸轴心的两侧的两个火花塞分别点火，实现快速燃烧。因此，内燃机的热效率提高。
可以是这样的，在所述气缸盖上形成有两个进气口和两个排气口，所述第一火花塞和所述第二火花塞中的一火花塞设在所述两个进气口之间，所述第一火花塞和所述第二火花塞中的另一火花塞设在所述两个排气口之间。
在气缸的轴心上布置喷油器，同时以相对于气缸的轴心对称的方式将两个火花塞分别布置在进气侧和排气侧。由此，气缸盖上的喷油器和两个火花塞的布局较好。
可以是这样的，所述第一火花塞的所述侧电极的朝向和所述第二火花塞的所述侧电极的朝向互相相反。
由布置在气缸轴心上的喷油器喷射出的燃料形成燃烧室内的如下流动状态：沿空腔的内表面，在以气缸轴心为中心的360°圆周上呈放射状扩散，同时沿气缸盖的底面，从以气缸轴心为中心的360°圆周集中流向气缸轴心。通过使布置在气缸盖的底面的两个火花塞的侧电极的朝向互相相反，就能够对应在燃烧室内的整个圆周上流动的气流，混合气的着火性更加稳定，同时也有利于稳定燃烧。
可以是这样的，所述火花塞位于从所述喷油器到所述气缸的内壁之间的中心位置。
这样一来，如上所述，在燃料到达火花塞附近的过程中，能实现混合气的均质化，有利于稳定混合气的着火性。火花塞和气缸的内壁之间有一定距离，因此由火花塞点燃的火焰容易以火花塞为中心扩散燃烧。这有利于稳定燃烧。尤其是在具有第一和第二火花塞的结构中，有利于快速燃烧。
可以是这样的，所述空腔具有凸部和凹部，该凸部在所述气缸的轴心上突向所述气缸轴心呈凸字形，该凹部在所述凸部的周围凹陷，且周侧面以该凹部的直径从所述空腔的底部向开口逐渐扩大的方式相对于所述气缸的轴心倾斜。
这样一来，由布置在气缸轴心上的喷油器喷射出的燃料，沿空腔的凸部流动到在凸部周围凹陷的凹部。然后，燃料沿空腔的内表面，从气缸轴心向径向外侧呈放射状扩散。所述结构有利于在燃烧室内形成沿空腔的内表面从气缸轴心向径向外侧呈放射状扩散的气流方向，进而有利于形成沿气缸盖的底面从径向外侧向气缸的轴心的流动方向。
可以是这样的，所述底面为篷形,从其进气侧和排气侧分别向所述气缸的轴心倾斜上升。
这样一来，有利于形成包括燃料的气流的如下流动方向：沿空腔的内表面，从气缸轴心向径向外侧呈放射状扩散后，沿气缸盖的底面，从径向外侧向气缸轴心流动。在倾斜上升的底面上升的途中布置火花塞，由此，混合气的着火性更稳定，同时实现稳定燃烧。
可以是这样的，所述间隙的中心位置和所述底面之间的间距为0毫米以上且2毫米以下。
如果火花塞的电极从底面突出过多，电极就会暴露于高温下并发热，火花塞的电极会变成热点发生热源早燃；如果火花塞的电极的突出量过小(也就是说，间隙的中心位置和底面之间的间距小于0毫米)，混合气就不会从电极之间通过，从而无法点火或点火困难。
通过将火花塞上的电极的间隙的中心位置和底面之间的间距设为0毫米以上且2毫米以下，使火花塞的电极的突出量较为适当。
需要说明的是，优选将火花塞上的间隙设为0.7毫米以上且1.5毫米以下。如果火花塞上的间隙过大，放电就需要大电流；如果火花塞上的间隙过小，就会产生消焰作用，电极会吸收火焰的热量使火焰熄灭，导致点火困难。
附图说明
图1是示出内燃机的燃烧室结构的剖视图。
图2的上图是示出气缸盖的底面的图，下图是将燃烧室部分放大示出的剖视图。
图3是说明设在活塞顶面上的空腔的形状和燃烧室内的流动状态的俯视说明图。
图4是说明火花塞的电极布局的放大图。
图5是示出不同于图2的火花塞布局的燃烧室部分的放大剖视图。
－符号说明－
1－发动机(内燃机)；22－气缸盖；221－底面；23－气缸；231－进气口；232－排气口；24－活塞；242－空腔；2421－凸部；2422－凹部；25－燃烧室；41－第一火花塞；411－中心电极；412－侧电极；42－第二火花塞；421－中心电极；422－侧电极；43－喷油器；X－轴心。
具体实施方式
下面参照附图对本处公开的内燃机的燃烧室结构进行说明。需要说明的是，以下说明仅为示例。图1示出内燃机的燃烧室的结构。发动机1是火花点火式内燃机，其例如横置在汽车等车辆前端的发动机室内，这里省略图示。发动机1的输出轴即曲轴，通过未图示的变速器连结在驱动轮上。通过将发动机1的输出传递给驱动轮来带动车辆行驶。需要说明的是，发动机1也可以是纵置式。
发动机1具有气缸体21和由气缸体21承载的气缸盖22。在气缸体21的内部设有多个气缸23。在本例中，发动机1具有四个气缸23。四个气缸23并排布置在图1中的垂直于纸张的方向即曲轴方向上。需要说明的是，发动机1的气缸数不限于特定的个数，气缸的排列方式不限于特定的方式。
活塞24通过连杆26连结在未图示的曲轴上，且插在各气缸23内。活塞24构成为能在气缸23内往复运动。由活塞24的顶面241、气缸盖22的底面221和气缸23的壁面围成燃烧室25。
在活塞24的顶面241上形成有从顶面241凹陷的空腔242。如图1、图2的下图和图3所示，空腔242具有相对于气缸23的轴心X对称的形状。
空腔242具有凸部2421。凸部2421设在气缸23的轴心X上。凸部2421为近似圆锥状。凸部2421沿气缸23的轴心X从空腔242的底部向上(换言之，即向气缸盖22的底面221)延伸。如图1和图2的下图所示，凸部2421的上端几乎与空腔242的顶面241一样高。
空腔242还具有设在凸部2421周围的凹部2422。凹部2422构成为包围凸部2421的整个外表面。凹部2422的周侧面相对于气缸23的轴心X倾斜，保证从空腔242的底部朝向活塞24的顶面241上的空腔242的开口，空腔242的内径逐渐扩大。
活塞24在空腔242周围具有平坦的顶面241。如图3所示，为了后述的进气门31和排气门32，在顶面241的一部分上设有气门凹坑243、243。
如图1和图2假设示出的一样，在气缸盖22上，为每个气缸23形成有两个进气口231、231。各进气口231与燃烧室25连通。如图2所示，在进气口231上设有能隔开燃烧室25和进气口231的进气门31。两个进气门31并排布置在发动机1的曲轴方向上。进气门31由未图示的进气门传动机构驱动，在规定的时间开关进气口231。
如图1和图2假设示出的一样，在气缸盖22上，还为每个气缸23形成有两个排气口232、232。各排气口232与燃烧室25连通。在排气口232上设有能隔开燃烧室25和排气口232的排气门32。两个排气门32并排布置在发动机1的曲轴方向上。排气门32由未图示的排气门传动机构驱动，在规定的时间开关排气口232。
如图2所示，气缸盖22的底面221包括从进气侧向气缸23的轴心X倾斜上升的斜面2211和从排气侧向气缸的轴心X倾斜上升的斜面2212。气缸盖22的底面221为所谓的篷形。气缸盖22的底面221还在进气侧的斜面2211的外侧和排气侧的斜面2212的外侧分别包括与活塞24的顶面241相对的平面2213。
该发动机1以提高热效率为目的，构成为高几何压缩比ε的结构(例如ε≥15)。如图1所示，当活塞24到达上止点时，燃烧室25的容积较小。不过，本处公开的技术也适用于低几何压缩比的发动机。发动机1的几何压缩比ε只要在10以上即可。
在气缸盖22上，为每个气缸23安装有喷油器43。喷油器43设在气缸23的轴心X上。喷油器43的喷射口位于气缸盖22的底面221上的进气侧的斜面2211和排气侧的斜面2212相交的位置。喷油器43构成为直接向气缸23内喷射燃料(本处指汽油或含有汽油的燃料)。喷油器43可以是任意结构，例如可以是多孔喷油器。喷油器43按照来自未图示的发动机控制部的燃料喷射脉冲，将规定量的燃料在规定的时间喷射到气缸23内。在发动机1的某些运行状态下，当活塞位于压缩上止点附近时，喷油器43会向燃烧室25内喷射燃料。这样一来，如图2的下图和图3的箭头所示，喷油器43对着位于压缩上止点附近的活塞24的空腔242向下喷射燃料。伴随着喷油器43喷射燃料，燃烧室25内产生气流。如图2的下图和图3的箭头所示，该气流的流动方向如下：沿在空腔242中位于气缸23的轴心X上的凸部2421向下流动，并沿空腔242的凹部2422中的空腔的内表面，从气缸23的轴心X向径向外侧呈放射状扩散流动。然后，到达空腔242的开口，沿气缸盖22的篷形的底面221，即沿进气侧的斜面2211以及排气侧的斜面2212，从径向外侧向气缸23的轴心X流动。
在气缸盖22上，还为每个气缸23安装有火花塞41、42。在该发动机1中，为每个气缸23，设置第一和第二火花塞41、42这两个火花塞。第一和第二火花塞41、42的热值相同。不过，也可以使用热值互不相同的两个火花塞。第一火花塞41隔着气缸23的轴心X设在排气侧，第二火花塞42隔着气缸23的轴心X设在进气侧。第一和第二火花塞41、42分别根据来自发动机控制部的点火信号，在规定的时间，例如同时点燃混合气。
如图2的上图所示，第一火花塞41位于两个排气口232、232之间。如图1所示，第一火花塞41从上方朝下方，以向靠近气缸23的轴心X的方向倾斜的状态安装在气缸盖22上。第一火花塞41上的中心电极411和侧电极412之间的间隙位于从气缸23的轴心X向径向外侧偏离了规定距离的位置，且设在与图2的上图中以点划线示出的空腔242的开口缘相对的位置的径向内侧。更具体而言，第一火花塞41上的间隙位于从气缸23的轴心X到气缸23的内壁之间的中心位置。如果将气缸23的内径设为d，则第一火花塞41上的间隙位于从气缸23的轴心X偏离了d/4的位置。
并且，第一火花塞41上的间隙位于比气缸盖22的底面221更靠近燃烧室25内侧的部分且底面221附近。也就是说，在活塞24位于压缩上止点的状态下，第一火花塞41上的间隙中心比活塞24的顶面的空腔242的内表面更靠近气缸盖22的底面221。更具体而言，如图4放大所示，第一火花塞41安装在气缸盖22上，保证第一火花塞41上的间隙的中心位置C和气缸盖22的底面(本处指排气侧的斜面2212)之间的距离L为规定距离。间隙的中心位置C和气缸盖22的底面(即斜面2212)之间的距离L设为1±1毫米。需要说明的是，火花塞41的间隙大小G设为0.7～1.5毫米。如果间隙过大，放电就需要大电流；如果间隙过小，就会产生消焰作用，电极会吸收火焰的热量使火焰熄灭，导致点火困难。
如图2的上图所示，第一火花塞41安装在气缸盖22上，还保证“L”字形的侧电极412的朝向(需要说明的是，侧电极412的朝向由侧电极412中与中心电极411相对的部分的延伸方向而定)为在与沿底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动的气流正交的方向上延伸的方向。也就是说，在图2的上图中，在第一火花塞41的电极附近的气流方向为在图2的纸张上从左往右的方向，设定第一火花塞41的侧电极412的朝向，保证在侧电极412中与中心电极411相对的部分的方向为，相对于该气流方向，在图2的上图的纸张上从下往上的方向。需要说明的是，第一火花塞41安装在气缸盖22上，保证侧电极412的朝向以上述“在与沿底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动的气流方向正交的方向上延伸的方向」”为基准，在±30°的范围内变动。
如图2的上图所示，第二火花塞42位于两个进气口231、231之间。如图1所示，第二火花塞42从上方朝下方，以向靠近气缸23的轴心X的方向倾斜的状态安装在气缸盖22上。第二火花塞42上的电极间隙与第一火花塞41一样，位于从气缸23的轴心X向径向外侧偏离了规定距离的位置，且设在与图2中以点划线示出的空腔242的开口缘相对的位置的径向内侧。更具体而言，第二火花塞42上的间隙位于从气缸23的轴心X到气缸23的内壁之间的中心位置，即，第二火花塞42上的间隙位于从气缸23的轴心X偏离了d/4的位置。因此，第一火花塞41和第二火花塞42相对于喷油器43偏离相等的距离，第一火花塞41上的间隙和第二火花塞42上的间隙位于以气缸23的轴心X为中心的同一圆周上。
第二火花塞42上的间隙也和第一火花塞41上的间隙一样，在比气缸盖22的底面221更靠近燃烧室25内侧的部分中，位于底面221附近。第二火花塞42安装在气缸盖22上，保证第二火花塞42上的间隙的中心位置和气缸盖22的底面(即进气侧的斜面2211)之间的距离为规定距离，本处省略具体图示。在第二火花塞42中，将间隙的中心位置和气缸盖22的底面221之间的距离也设为1±1毫米。
如图2所示，第二火花塞42安装在气缸盖22上，还保证“L”字形的侧电极422的朝向为在与沿底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动的气流方向正交的方向上延伸的方向。也就是说，在图2的上图中，在第二火花塞42的电极附近的气流方向为在图2的纸张上从右往左的方向，设定第二火花塞42的侧电极422的朝向，保证在侧电极422中与中心电极421相对的部分的方向为，相对于该气流方向，在图2的上图中的纸张上从上往下的方向。这样一来，第一火花塞41的侧电极412的朝向和第二火花塞42的侧电极422的朝向互相相反(即，朝向相差180°)。需要说明的是，第二火花塞42安装在气缸盖22上，保证侧电极422的朝向以上述“在与沿底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动的气流方向正交的方向上延伸的方向”为基准，在±30°的范围内变动。
在该发动机1中，燃料从布置在位于气缸盖22的底面221的气缸23的轴心X上的喷油器43向设在活塞24的顶面241的空腔242喷射。尤其是，当活塞24位于压缩上止点附近时，如果从喷油器43喷射出燃料，则如图2和图3的箭头所示，会在燃烧室25内形成包括燃料的气流的如下流动方向：沿空腔242的内表面，从气缸23的轴心X向径向外侧呈放射状扩散后，沿气缸盖22的底面221，从径向外侧向气缸23的轴心X流动。
本处，空腔242具有凸部2421和凹部2422，该凸部2421在气缸23的轴心X上向上突起呈凸字形，该凹部2422在凸部2421的周围凹陷，且周侧面以该凹部的直径从空腔242的底部向开口逐渐扩大的方式相对于气缸23的轴心X倾斜。另一方面，气缸盖22的底面221从进气侧和排气侧分别向气缸23的轴心X倾斜上升为篷形。通过喷射燃料，这种燃烧室形状容易产生上述气流方向。
第一和第二火花塞这两个火花塞41、42上的中心电极411、421和侧电极412、422之间的间隙布置在沿气缸盖22的底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动的包括燃料的气流中。因此，能可靠地点燃混合气。
也就是说，第一和第二火花塞41、42上的间隙位于底面221的从气缸23的轴心X向径向外侧偏离了规定距离的位置，且位于与空腔242的开口缘相对的位置的径向内侧。具体而言，第一和第二火花塞41、42上的间隙位于从气缸23的轴心X偏离了d/4的位置。气流沿空腔242的内表面从气缸23的轴心X向径向外侧呈放射状扩散后，沿底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动，燃料沿着该气流方向移动，在到达火花塞41、42附近的过程中，燃料充分气化且和空气充分混合。这样一来，能够防止每个工作循环的混合气浓度出现偏差。通过第一和第二火花塞41、42能可靠地点燃可燃混合气。
使第一和第二火花塞41、42上的间隙位于从气缸23的轴心X偏离了d/4的位置，该间隙就与气缸23的内壁也相距d/4。这样一来，由火花塞41、42点燃的火焰容易以火花塞41、42为中心扩散燃烧，有利于稳定燃烧。利用第一和第二火花塞41、42可靠地进行多次点火和燃烧，以及上述燃烧室25内的气流流动状态，能够实现快速燃烧。快速燃烧能提高发动机1的热效率。
第一和第二火花塞41、42的侧电极412、422的朝向为在与沿底面221从径向外侧向气缸23的轴心X流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向。这样一来，如图2的上图所示，第一和第二火花塞41、42的“L”字形的侧电极412、422的基部和中心电极411、421并排布置在与流动方向正交的方向上，因此能防止侧电极412、422妨碍气流流动。
如图3所示，燃烧室25内的气流流动状态为以气缸23的轴心X为中心绕360°圆周流动，通过使第一火花塞41的侧电极412的朝向与第二火花塞42的侧电极422的朝向互相相反，能够对应以气缸23的轴心X为中心绕360°圆周流动的气流，混合气的着火性更加稳定，同时也有利于稳定燃烧。
第一和第二火花塞41、42上的间隙位于比底面221更靠近燃烧室25内侧的部分且底面221附近，由此，能够有效地赋予沿底面221流动的混合气点火能量，提高混合气的着火性。
本处，如果火花塞41、42的电极从底面221突出过多，电极就会暴露于高温下并发热，火花塞41、42的电极会变成热点发生热源早燃；如果火花塞41、42的电极的突出量过小，混合气就不会从电极之间通过，从而无法点火或点火困难。
通过将火花塞41、42上的间隙的中心位置和底面221之间的间距设为0毫米以上且2毫米以下，能使火花塞41、42的突出量较为适当。需要说明的是，通过本发明的发明人等的研究发现，如果火花塞41、42的突出量较大，则发动机1的压缩比越高，就越容易发生热源早燃现象。因此，在高几何压缩比的发动机1中，对火花塞41、42的突出量的管理就格外重要。
将喷油器43布置在气缸23的轴心X上，并将第一火花塞41布置在两个排气口232、232之间，又将第二火花塞42布置在两个进气口231、231之间，由此，气缸盖22上的喷油器43和两个火花塞41、42的布局较好。
需要说明的是，关于第一和第二火花塞41、42的安装方式可以是：例如如图5所示，使第一火花塞41的侧电极412的朝向和第二火花塞42的侧电极422的朝向相同。
在所述结构中，将第一火花塞41隔着气缸23的轴心X设在了排气侧，将第二火花塞42隔着气缸23的轴心X设在了进气侧。还可以将第一火花塞41和第二火花塞42隔着气缸23的轴心X分别设在曲轴延伸方向(图2的上图中的纸张上的上下方向)的两侧。
并且，所述结构不仅仅限于为每个气缸23安装有两个火花塞41、42的情况，还可以为每个气缸23安装一个火花塞。一个火花塞可以隔着气缸23的轴心X安装在进气侧，也可以安装在排气侧。一个火花塞可以隔着气缸23的轴心X安装在曲轴方向的一侧，还可以安装在另一侧。
Claims (10)
1.一种内燃机的燃烧室结构，其具有喷油器和火花塞，该喷油器构成为直接向燃烧室内喷射燃料，该火花塞具有中心电极和侧电极，以便点燃燃烧室内的混合气，该燃烧室由气缸的壁面、插在所述气缸内的活塞的顶面和气缸盖的底面围成，其特征在于，
所述活塞在其顶面具有空腔，该空腔呈相对于所述气缸的轴心对称的形状，
所述喷油器布置在位于所述底面的所述气缸的轴心上，且构成为向所述空腔内喷射所述燃料，
通过所述喷油器喷射燃料，在所述燃烧室内形成包括燃料的气流的如下流动方向：沿所述空腔的内表面，从所述气缸的轴心向径向外侧呈放射状扩散后，沿所述气缸盖的所述底面，从径向外侧向所述气缸的轴心流动，
所述火花塞上的所述中心电极和所述侧电极之间的间隙位于沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流中，
所述间隙位于所述底面的从所述气缸的轴心向径向外侧偏离了规定距离的位置，且位于与所述空腔的开口缘相对的位置的径向内侧，
所述侧电极的朝向为在与沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向，
所述间隙的中心位置比所述底面更靠近所述燃烧室的内侧，且位于该底面附近。
2.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
当所述活塞位于压缩上止点附近时，所述喷油器喷射燃料。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述燃烧室结构具有所述火花塞中的第二火花塞，该第二火花塞隔着所述气缸的轴心设在所述火花塞中的第一火花塞的相反侧，且具有中心电极和侧电极，
所述第二火花塞上的所述中心电极和所述侧电极之间的间隙位于沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流中，
所述间隙位于所述底面的从所述气缸的轴心向径向外侧偏离了所述规定距离的位置，且位于与所述空腔的开口缘相对的位置的径向内侧，
所述侧电极的朝向为在与沿所述底面从径向外侧向所述气缸的轴心流动的包括燃料的气流正交的方向上延伸的方向，
所述间隙的中心位置比所述底面更靠近所述燃烧室的内侧，且位于该底面附近。
4.根据权利要求3所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
在所述气缸盖上形成有两个进气口和两个排气口，
所述第一火花塞和所述第二火花塞中的一火花塞设在所述两个进气口之间，所述第一火花塞和所述第二火花塞中的另一火花塞设在所述两个排气口之间。
5.根据权利要求3所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述第一火花塞的所述侧电极的朝向和所述第二火花塞的所述侧电极的朝向互相相反。
6.根据权利要求4所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述第一火花塞的所述侧电极的朝向和所述第二火花塞的所述侧电极的朝向互相相反。
7.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述火花塞位于从所述喷油器到所述气缸的内壁之间的中心位置。
8.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述空腔具有凸部和凹部，该凸部在所述气缸的轴心上突向所述底面呈凸字形，该凹部在所述凸部的周围凹陷，且周侧面以该凹部的直径从所述空腔的底部向开口逐渐扩大的方式相对于所述气缸的轴心倾斜。
9.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述底面为篷形，从其进气侧和排气侧分别向所述气缸的轴心倾斜上升。
10.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于，
所述间隙的中心位置与所述底面之间的间距设为0毫米以上且2毫米以下。
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