CN107575328A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种内燃机。抑制燃料向气缸壁面的附着，并且使对燃料喷雾的点火性提高而实现燃烧的稳定化。燃料喷射阀构成为，俯视燃烧室时，由第1喷孔形成的第1燃料喷雾(FS1)和由第2喷孔形成的第2燃料喷雾(FS2)夹着火花塞的电极部，电极部位于第1燃料喷雾的外轮廓面的外侧并且位于第2燃料喷雾的外轮廓面的外侧。第1燃料喷雾的中心线与铅垂线所成的角度即第1喷射角度和第2燃料喷雾的中心线与铅垂线所成的角度即第2喷射角度，比由其他的喷孔形成的燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度大。并且，使第2喷射角度比第1喷射角度小，以使从电极部(34)到第2燃料喷雾的外轮廓面的距离比从电极部到第1燃料喷雾的外轮廓面的距离大。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机，具体而言，涉及在燃烧室的顶部配置有燃料喷射阀和火花塞的内燃机。
背景技术
日本特开2011-117356号公报公开了如下构成的内燃机：在燃烧室的顶部并排地配置燃料喷射阀和火花塞，使在从燃料喷射阀喷射了燃料时产生的引入气流作用于放电间隙。在该内燃机中，如该公报的图7所描绘的那样，从燃料喷射阀朝向火花塞，以夹着火花塞的电极部的方式形成两束燃料喷雾。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2011-117356号公报
专利文献2：国际公开第2013/008692号
发明内容
发明要解决的课题
上述公报所公开的内燃机中，从燃烧室的顶部的中央附近朝向斜下方呈放射状地喷射燃料。为了提高基于燃料喷雾的诱引效果，想使燃料的喷射角度(在使与燃烧室的中心线平行且通过燃料喷射阀的顶端的直线与铅垂线一致的情况下，燃料喷雾的中心线与铅垂线所成的角度)变大，以使燃料喷雾接近电极部。但是，当燃料的喷射角度变大时，燃料喷雾会变为朝向气缸壁面，附着于气缸壁面的燃料的量会增大。这会成为使燃料引起的机油稀释加速的原因，另外，还会成为使排出粒子数(PN)增大的原因。
另外，在上述公报所公开的内燃机中，夹着火花塞的电极部的两束燃料喷雾，从其外轮廓面到电极部的距离成为大致等距离。该情况下，诱引在电极部产生的放电火花和/或初始火焰的效果在两束燃料喷雾会大致均等。因此，放电火花和/或初始火焰的诱引方向不确定，诱引方向不均，由此，有可能对燃料喷雾的点火性降低而燃烧变得不稳定。
本发明鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，在燃烧室的顶部配置有燃料喷射阀和火花塞的内燃机中，一边抑制燃料向气缸壁面的附着，一边使点火性提高而实现燃烧的稳定化。
用于解决课题的技术方案
本发明的内燃机具备：燃料喷射阀，其配置于燃烧室的顶部，具备包括第1喷孔和第2喷孔的至少三个以上的多个喷孔；和配置于燃烧室的顶部的火花塞。
燃料喷射阀构成为，在使与燃烧室的中心线平行且通过燃料喷射阀的顶端的直线与铅垂线一致的情况下，由多个喷孔形成的燃料喷雾分别朝向斜下方。另外，燃料喷射阀构成为，在俯视燃烧室时，由多个喷孔形成的燃料喷雾分别朝向相互不同的方向，并且由第1喷孔形成的第1燃料喷雾和由第2喷孔形成的第2燃料喷雾夹着火花塞的电极部。另外，燃料喷射阀构成为，电极部位于第1燃料喷雾的外轮廓面的外侧且位于第2燃料喷雾的外轮廓面的外侧。燃料喷射阀还构成为，使第1喷射角度和第2喷射角度比由其他的喷孔形成的燃料喷雾的中心线与铅垂线所成的角度大，第1喷射角度是第1燃料喷雾的中心线与铅垂线所成的角度，第2喷射角度是第2燃料喷雾的中心线与铅垂线所成的角度。
本发明的一个实施方式中，燃料喷射阀还构成为，使第2喷射角度比第1喷射角度小，以使从电极部到第2燃料喷雾的外轮廓面的距离比从电极部到第1燃料喷雾的外轮廓面的距离大。在该实施方式中，燃料喷射阀还可以构成为，俯视燃烧室时，使第2燃料喷雾的中心线和连结燃料喷射阀的顶端与电极部的直线所成的角度比第1燃料喷雾的中心线和连结燃料喷射阀的顶端与电极部的直线所成的角度小。
本发明的另一实施方式中，燃料喷射阀还构成为，使第2喷孔的直径比第1喷孔的直径小，以使第2燃料喷雾的流量比第1燃料喷雾的流量小。
发明的效果
根据本发明的内燃机，通过使由第1喷孔形成的第1燃料喷雾和由第2喷孔形成的第2燃料喷雾的各自的喷射角度比由其他的喷孔形成的燃料喷雾的喷射角度大，能够缩短从火花塞的电极部到夹着电极部的2个燃料喷雾的外轮廓面的距离。由此，能够提高电极部的周边气氛的当量比，能够实现点火性的提高。另外，由于不必增加不直接作用于电极部的燃料喷雾的喷射角度，因此可以抑制燃料向气缸壁面的附着。
进而，根据本发明的一个实施方式，通过使第2喷射角度比第1喷射角度小而使从电极部到第2燃料喷雾的外轮廓面的距离比从电极部到第1燃料喷雾的外轮廓面的距离大，能够使第2燃料喷雾的诱引作用相对地小，能够向第1燃料喷雾诱引放电火花和/或初始火焰。通过将诱引方向确定为第1燃料喷雾的方向，能够使对燃料喷雾的点火性进一步提高，能够使燃烧稳定化。另外，由于第2燃料喷雾与第1燃料喷雾相比朝向下方，因此，能够进一步抑制燃料向气缸壁面的附着。
另外，根据本发明的另一实施方式，通过使第2喷孔的直径比第1喷孔的直径小而使第2燃料喷雾的流量比第1燃料喷雾的流量小，能够使第2燃料喷雾的诱引作用相对地小，能够向第1燃料喷雾诱引放电火花和/或初始火焰。通过将诱引方向确定为第1燃料喷雾的方向，能够使对燃料喷雾的点火性进一步提高，能够使燃烧稳定化。另外，由于第2燃料喷雾的到达距离比第1燃料喷雾的到达距离短，因此，能够进一步抑制燃料向气缸壁面的附着。
附图说明
图1是说明本发明的实施方式的系统构成的图。
图2是示出催化剂预热控制中的燃料喷射阀的喷射期间与火花塞的放电期间的图。
图3是示意性地示出催化剂预热控制中的内燃机的工作与缸内状态的图。
图4是表示实施方式1中的燃料喷雾与火花塞的电极部的位置关系的燃烧室的示意俯视图。
图5是表示实施方式1中的燃料喷雾的喷射角度的燃烧室的示意侧视图。
图6是表示实施方式1中的燃料喷雾与电极部的位置关系的沿着图4的圆弧A-A的示意剖视图。
图7是表示与火花塞接近的燃料喷雾的喷射角度与燃烧稳定性的关系的图。
图8是表示与火花塞接近的燃料喷雾的喷射角度与燃料附着量的关系的图。
图9是表示实施方式1的变形例中的燃料喷雾与火花塞的电极部的位置关系的燃烧室的示意俯视图
图10是表示实施方式1的变形例中的燃料喷雾与电极部的位置关系的沿着图9的圆弧B-B的示意剖视图。
图11是表示实施方式2中的燃料喷雾与火花塞的电极部的位置关系的燃烧室的示意俯视图。
图12是表示实施方式2中的燃料喷雾与电极部的位置关系的沿着图11的圆弧C-C的示意剖视图。
图13是表示与火花塞接近的燃料喷雾的喷孔直径与燃烧稳定性的关系的图。
图14是表示与火花塞接近的燃料喷雾的喷孔直径与燃料附着量的关系的图。
附图标记的说明
10内燃机；12气缸；14气缸体；16气缸盖；18活塞；20燃烧室；22进气口；24排气口；30燃料喷射阀；32火花塞；34电极部；40ECU；301-306、311-316喷孔；FS1-FS6、FS11-FS16燃料喷雾；DS放电火花；IF初始火焰
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，在以下所示的实施方式中，在提及各要素的个数、数量、量、范围等数的情况下，除了特别明示的情况、在原理上明确特定为该数的情况外，本发明不限定于所提及的数。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造，除了特别明示的情况、在原理上明确特定为该构造的情况外，对于本发明而言不是必须的。
[系统构成的说明]
图1是说明本发明的实施方式的系统构成的图。如图1所示，本实施方式的系统具备搭载于车辆的内燃机10。内燃机10是四冲程循环发动机，具有多个气缸。不过，图1中仅绘制出其中的1个气缸12。内燃机10具有：形成有气缸12的气缸体14、配置在气缸体14上的气缸盖16。在气缸12内配置有在其轴方向上往复移动的活塞18。内燃机10的燃烧室20由气缸12的壁面、气缸盖16的下表面(相当于燃烧室20的顶面)、活塞18的上表面划定。
在气缸盖16形成有与燃烧室20连通的进气口22以及排气口24各2个。在进气口22的与燃烧室20连通的开口部设置有进气门26，在排气口24的与燃烧室20连通的开口部设置有排气门28。另外，在比燃烧室20的顶部的中央略靠排气门28侧的位置，设置有火花塞32。火花塞32在顶端具备包括中心电极和接地电极的电极部34。
另外，在燃烧室20的顶部的中央附近的比设置有火花塞32的部位靠进气门26侧的位置，以顶端面对燃烧室20的方式设置有燃料喷射阀30。不过，燃料喷射阀30的位置也可以处于燃烧室20的顶部的中央。燃料喷射阀30与由燃料罐、输送管、供给泵等构成的燃料供给系统连接，供给被调整为一定压力的高压的燃料。在燃料喷射阀30的顶端形成有多个喷孔。当燃料喷射阀30开阀时，从这些喷孔呈放射状地喷射燃料，形成从燃料喷射阀30的顶端朝向斜下方延伸的多个燃料喷雾FS。调整燃料喷射阀30的喷孔的朝向，以使火花塞32的电极部34位于多个燃料喷雾FS中的、最接近火花塞32的燃料喷雾的外轮廓面的外侧。此外，关于燃料喷射阀30的详细情况，尤其关于喷孔的位置和/或燃料喷雾FS的朝向等的详细情况在后面说明。
进气口22从进气通路侧的入口朝向燃烧室20大致笔直地延伸，在作为与燃烧室20的连接部分的喉部(throat)36处，流路截面积被缩小。进气口22的这样的形状使得从进气口22供给至燃烧室20的进气产生滚(tumble)流TF。滚流TF以在燃烧室20的顶部从进气口22侧朝向排气口24侧的方式在燃烧室20内回旋。故而，火花塞32在形成于燃烧室20内的滚流的流动方向上位于比燃料喷射阀30靠下游。在形成燃烧室20的下部的活塞18的上表面，形成有用于保持滚流TF的凹部。
另外，如图1所示，本实施方式的系统具备作为控制装置的ECU(ElectronicControl Unit；电子控制单元)40。ECU40具备RAM(Random Access Memory；随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory；只读存储器)、CPU(Central Processing Unit；中央处理单元)等。ECU40对搭载于车辆的各种传感器的信号进行取入处理。各种传感器包括：设置在燃烧室20的顶部的缸内压传感器42、用于计测与活塞18连接的曲轴的旋转角度的曲轴角传感器44、用于计测内燃机10的冷却水温的温度传感器46等。ECU40对所取入的各传感器的信号进行处理并按照预定的控制程序对各种致动器进行操作。由ECU40操作的致动器至少包括上述的燃料喷射阀30和火花塞32。
[对催化剂预热控制的说明]
在本实施方式中，作为基于图1所示的ECU40的内燃机10的控制，进行促进排气净化催化剂的活性化的控制(以下称为“催化剂预热控制”。)。排气净化催化剂是设置于内燃机10的排气通路的催化剂，作为一例，可以举出三元催化剂。
首先，参照图1以及图2对催化剂预热控制的概要进行说明。图2中示出催化剂预热控制中的燃料喷射阀30的喷射期间和火花塞32的放电期间。如图2所示，在催化剂预热控制中，例如，采用对作为主喷射的进气冲程喷射组合了膨胀冲程喷射的燃料喷射模式。在进气冲程喷射中喷射的燃料，由于从燃料喷射正时到点火正时确保了充分的时间，所以因滚流而向燃烧室20内广泛地扩散开。由此，在燃烧室内，生成燃料浓度均匀的混合气。此外，由于将各冲程中的燃料喷射量决定为基于包含膨胀冲程喷射在内的所有燃料的空燃比成为理论空燃比，所以通过进气冲程喷射生成的混合气的空燃比成为与理论空燃比相比略稀。
另外，如图2所示，在催化剂预热控制中，火花塞32的放电期间被设定在与压缩上止点相比靠延迟侧。也就是说，在催化剂预热控制中，进行膨胀冲程中的点火(以下，也称为“膨胀冲程点火”)。进行膨胀冲程点火，是为了使排气温度上升。并且，在火花塞32的放电期间内，进行膨胀冲程喷射。更具体地说，比火花塞32的放电的开始正时靠后开始膨胀冲程喷射，比放电的结束正时靠前结束膨胀冲程喷射。不过，放电的开始正时既可以与膨胀冲程喷射的开始正时一致，也可以靠后。至少在膨胀冲程喷射结束前开始放电即可。在放电期间内进行膨胀冲程喷射是为了利用诱引作用使基于膨胀冲程喷射的燃料可靠地燃烧。此外，放电的结束正时也可以与膨胀冲程喷射的结束正时一致。
接着，参照图3对催化剂预热控制的详细情况及其作用进行说明。图3中示意性地示出催化剂预热控制中的内燃机10的工作和缸内状态。在图3的上段绘制出膨胀冲程点火刚开始后的缸内状态，在图3的中段绘制出膨胀冲程喷射刚开始后的缸内状态，并且，在图3的下段绘制出膨胀冲程喷射后的缸内状态。此外，为了方便说明，图3中仅示出基于膨胀冲程喷射的燃料喷雾中的最靠近火花塞32的电极部34的燃料喷雾FS。
在执行膨胀冲程点火时，生成基于进气冲程喷射的燃料喷雾扩散而形成的比理论空燃比略稀的混合气。当在该稀空燃比气氛进行放电时，如图3的上段所示，从电极部34延伸的放电火花DS对混合气点火，产生初始火焰IF。然后，如图3的中段所示，当通过膨胀冲程喷射从燃料喷射阀30喷射燃料时，通过由燃料喷雾FS产生的科安达效应(Coanda Effect；附壁效应)，放电火花DS和初始火焰IF被向燃料喷雾FS的方向诱引。诱引至燃料喷雾FS的初始火焰IF将基于膨胀冲程喷射的燃料喷雾FS卷入而发展。通过进行膨胀冲程喷射，如图3的下段所示那样，在燃烧室20内形成燃料浓度高且扰乱大的混合气的层ML。诱引后的初始火焰IF到达至该混合气的层ML，由此，火焰一下子发展，燃烧急速地进行。
以上，对任意的实施方式都通用的系统构成和由ECU40进行的催化剂预热控制进行了说明。以下，使用图1以及图4-图14对各实施方式的特征性构成及其作用效果进行说明。
[对实施方式1的特征构成的说明]
图4是示出实施方式1中的燃料喷雾与火花塞的电极部的位置关系的燃烧室的示意俯视图。在燃料喷射阀30的顶端形成有多个喷孔。形成的喷孔的数量至少为三个，作为一例，在图4中形成有6个喷孔301-306。各喷孔301-306的位置被调整为，由这些喷孔301-306形成的燃料喷雾FS1-FS6分别朝向相互不同的方向，且由第1喷孔301形成的第1燃料喷雾FS1和由第2喷孔302形成的第2燃料喷雾FS2夹着火花塞的电极部34。另外，在实施方式1中，喷孔301-306的孔径为同一直径，燃料喷雾FS1-FS6的喷雾长度成为大致同一长度。更具体而言，关于通过燃料喷射阀30的顶端与电极部34的直线，第1燃料喷雾FS1和第2燃料喷雾FS2为大致线对称，第6燃料喷雾FS6和第3燃料喷雾FS3为大致线对称，第4燃料喷雾FS4和第5燃料喷雾FS5为大致线对称。
图5是示出实施方式1中的燃料喷雾的喷射角度的燃烧室的示意侧视图。具体而言，是将与燃烧室的中心线平行且通过燃料喷射阀30的顶端的直线作为旋转轴、将由各喷孔形成的燃料喷雾FS1-FS6旋转投影到同一平面上而得到的图。如该图所示，在使与燃烧室的中心线平行且通过燃料喷射阀30的顶端的直线与铅垂线VL一致的情况下，由各喷孔形成的燃料喷雾FS1-FS6分别朝向斜下方。
在此，将第1燃料喷雾FS1的中心线CL1与铅垂线VL所成的角度θs1定义为第1燃料喷雾FS1的喷射角度(也称为第1喷射角度)。另外，将第2燃料喷雾FS2的中心线CL2与铅垂线VL所成的角度θs2定义为第2燃料喷雾FS2的喷射角度(也称为第2喷射角度)。第1燃料喷雾FS1和第2燃料喷雾FS2，如图4所示，是俯视燃烧室时从两侧夹着火花塞的电极部34的燃料喷雾。第1喷射角度θs1和第2喷射角度θs2，比其他的燃料喷雾FS3-FS6的中心线CLn与铅垂线VL所成的角度θsn大。也就是说，第1和第2燃料喷雾FS1、FS2与其他的燃料喷雾FS3-FS6相比向上喷射。此外，在图5中，4个燃料喷雾FS3-FS6的喷射角度都为同一角度θsn，但是，这仅为为了方便而如此图示，实际上，在燃料喷雾FS3-FS6间，喷射角度存在差异。不过，即便是燃料喷雾FS3-FS6的喷射角度中的最大的喷射角度，也被设定为比第1喷射角度θs1和第2喷射角度θs2小的角度。
通过第1喷射角度θs1和第2喷射角度θs2的比较，第2喷射角度θs2比第1喷射角度θs1小。在此，图6是沿着图4的圆弧A-A的示意剖视图。关于通过燃料喷射阀30的顶端与电极部34的直线，第1燃料喷雾FS1和第2燃料喷雾FS2为大致线对称(参照图4)，因此，由于使第2喷射角度θs2比第1喷射角度θs1小，所以从电极部34到第2燃料喷雾FS2的外轮廓面的距离会大于从电极部34到第1燃料喷雾FS1的外轮廓面的距离。此外，从电极部34到第1燃料喷雾FS1的外轮廓面的距离严格上是指，与第1燃料喷雾FS1的中心线垂直且通过电极部34的中心的平面上的最短距离。同样，从电极部34到第2燃料喷雾FS2的外轮廓面的距离严格上是指，与第2燃料喷雾FS2的中心线垂直且通过电极部34的中心的平面上的最短距离。
因燃料喷雾的科安达效应而产生的、将放电火花DS和/或初始火焰IF向燃料喷雾诱引的引入气流，随着从电极部34到燃料喷雾的外轮廓面的距离越小而会越大。故而，通过使第2喷射角度θs2比第1喷射角度θs1小而使得从电极部34到第2燃料喷雾FS2的外轮廓面的距离比从电极部34到第1燃料喷雾FS1的外轮廓面的距离大，能够使第2燃料喷雾的诱引作用相对地小，能够向第1燃料喷雾FS1诱引放电火花DS和/或初始火焰IF。
通过将放电火花DS和/或初始火焰IF的诱引方向确定为第1燃料喷雾FS1的方向，能够使得对燃料喷雾的点火性提高，能够使燃烧稳定化。另外，通过使第2喷射角度θs2比第1喷射角度θs1小，第2燃料喷雾FS2成为比第1燃料喷雾FS1朝向下方，因此还可以得到能够抑制燃料向气缸壁面的附着这一效果。
此外，如图5所示，第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2被设定为比第1燃料喷雾FS1的喷射角度θs1小，但是，比其他的燃料喷雾FS3-FS6的喷射角度θsn大。这是为了提高电极部34的周围气氛的当量比而使点火性良好。决定电极部34的周围气氛的当量比的是第1燃料喷雾FS1和第2燃料喷雾FS2，因此，第2燃料喷雾FS2离电极部34越远，则电极部34的周围气氛的当量比会越小，点火性会降低。另一方面，即便第2燃料喷雾FS2过于靠近电极部34，在第1燃料喷雾FS1与第2燃料喷雾FS2之间，放电火花DS和/或初始火焰IF的诱引方向也不会确定，反而点火性会降低。故而，在实施方式1中，为了将电极部34的周围气氛的当量比维持在某个较高的程度，并且抑制放电火花DS和/或初始火焰IF的诱引方向的不均，而将第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2如上述那样设定。
在此，图7是示出第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2与燃烧稳定性的关系的图。在喷射角度θs2成为某一定的角度以上之前，喷射角度θs2越大，则燃烧稳定性越提高。这是因为，由于第2燃料喷雾FS靠近火花塞的电极部34，因此，诱引效果增大，并且电极部34的周围气氛的当量比会变大。但是，当喷射角度θs2成为某一定的角度以上时，如上所述，在第1燃料喷雾FS1与第2燃料喷雾FS2之间，产生诱引方向的不均。因此，即便使喷射角度θs2进一步增大而接近了第1燃料喷雾FS1的喷射角度θs1，燃烧稳定性也不会进一步变好，反而会降低。此外，燃烧稳定性降低是指燃烧变动率变大。燃烧变动率例如可以定义为图示平均有效压相对于标准偏差的平均的比率。
图8是示出第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2与燃料附着量的关系的图。在此所说的燃料附着量是指附着于气缸壁面的燃料和附着于活塞的燃料的合计量。第2燃料喷雾FS2的气缸壁面的燃料附着量，随着喷射角度θs2越小而变为越小。另一方面，喷射角度θs2越小，则活塞的燃料附着量会越大。结果，合计的燃料附着量，相对于第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2会以二次函数的方式变化。
第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2，具体而言，是基于上述那样的与燃烧稳定性相关的考察和与燃料附着量相关的考察而决定的。
[对实施方式1的变形例的特征构成的说明]
实施方式1也可以如下那样变形而实施。图9是表示实施方式1的变形例中的燃料喷雾与火花塞的电极部的位置关系的燃烧室的示意俯视图。该变形例中，俯视燃烧室时，第2燃料喷雾FS2的中心线与连结燃料喷射阀30的顶端和电极部34的直线所成的角度α2，比第1燃料喷雾FS1的中心线与连结燃料喷射阀30的顶端和电极部34的直线所成的角度α1小。
通过如上述那样设定燃烧室的周向上的燃料喷雾FS1、FS2的角度α1、α2，在沿着图9的圆弧B-B的剖面中，2束燃料喷雾FS1、FS2与电极部34的位置关系，会成为图10所示那样。即，从第2燃料喷雾FS2的中心到电极部34的中心线的距离L2，会比从第1燃料喷雾FS1的中心到电极部34的中心线的距离L1小。
结果，从电极部34到第2燃料喷雾FS2的外轮廓面的距离与实施方式1的距离相比变短，第2燃料喷雾FS2对放电火花DS和/或初始火焰IF的诱引作用变大。由于第1燃料喷雾FS1与第2燃料喷雾FS2相比，在接近电极部34这方面没有变化，因此，即便第2燃料喷雾FS2的诱引作用变大，放电火花DS和/或初始火焰IF的诱引方向产生不均的可能性也小。当然，通过第2燃料喷雾FS2靠近第1燃料喷雾FS1，第2燃料喷雾FS2的诱引作用叠加于第1燃料喷雾FS1的诱引作用，第1燃料喷雾FS1诱引放电火花DS和/或初始火焰IF的效果更大。进而，由于第2燃料喷雾FS2的喷射角度θs2保持不变，因此，基于第2燃料喷雾FS2的燃料附着量没有变化。也就是说，根据本变形例，能够抑制燃料附着量的增大，并且能够使燃烧稳定性进一步提高。
[对实施方式2的特征构成的说明]
图11是表示实施方式2中的燃料喷雾与火花塞的电极部的位置关系的燃烧室的示意俯视图。在燃料喷射阀30的顶端形成有多个喷孔。形成的喷孔的数量为至少三个，作为一例，在图11中形成有6个喷孔311-316。各喷孔311-316的位置被调整为，由这些喷孔311-316形成的燃料喷雾FS11-FS16分别朝向相互不同的方向，并且，由第1喷孔311形成的第1燃料喷雾FS11和由第2喷孔312形成的第2燃料喷雾FS12夹着火花塞的电极部34。另外，在实施方式2中，6个喷孔311-316中的仅第2喷孔312比其他的喷孔的直径小。当喷孔的直径小时，从其喷射的燃料的流量会变少，燃料的到达距离、即燃料喷雾的喷雾长度会变短。因此，仅第2燃料喷雾FS12的喷雾长度短于其他的燃料喷雾FS11、FS13-FS16的喷雾长度。
对燃料喷雾FS11-FS6的方向进行说明。俯视燃烧室时，关于通过燃料喷射阀30的顶端与电极部34的直线，第1燃料喷雾FS11和第2燃料喷雾FS12为大致线对称。另外，第6燃料喷雾FS16与第3燃料喷雾FS13为大致线对称，第4燃料喷雾FS14与第5燃料喷雾FS15为大致线对称。另外，虽省略了图示，但是在使与燃烧室的中心线平行且通过燃料喷射阀30的顶端的直线与铅垂线一致的情况下，由各喷孔形成的燃料喷雾FS11-FS16分别朝向斜下方。更具体而言，第1燃料喷雾FS1的喷射角度与第2燃料喷雾FS2的喷射角度相同，并且比其他的燃料喷雾FS13-FS16的喷射角度大。也就是说，第1以及第2燃料喷雾FS11、FS12，以相同的喷射角度、比其他的燃料喷雾FS13-FS16向上喷射。
图12是沿着图11的圆弧C-C的示意剖视图。在图11中，第1燃料喷雾FS11与第2燃料喷雾FS12之间的流量的差异用点的密度的差异来表现。关于因燃料喷雾的科安达效应而产生的、将放电火花DS和/或初始火焰IF向燃料喷雾诱引的引入气流，若从电极部34到燃料喷雾的外轮廓面的距离相同，则流量越大，该引入气流会越大。故而，通过使第2喷孔312的直径比第1喷孔311的直径小而使第2燃料喷雾FS12的流量比第1燃料喷雾FS11的流量小，能够使第2燃料喷雾的诱引作用相对地小，能够向第1燃料喷雾FS11诱引放电火花DS和/或初始火焰IF。
通过将放电火花DS和/或初始火焰IF的诱引方向确定为第1燃料喷雾FS11的方向，能够使对燃料喷雾的点火性提高，使燃烧稳定化。另外，由于第2燃料喷雾FS12的到达距离比第1燃料喷雾FS11的到达距离短，因此，还可以得到能够抑制燃料向气缸壁面附着这一效果。
在此，图13是示出第2喷孔312的直径与燃烧稳定性的关系的图。在第2喷孔312的直径成为某一定的大小以上之前，直径越大，则燃烧稳定性越提高。这是由于，由于第2燃料喷雾FS12的流量增大，诱引效果增大，并且电极部34的周围气氛的当量比变大。但是，当第2喷孔312的直径成为某一定的大小以上时，如上所述，在第1燃料喷雾FS11与第2燃料喷雾FS12之间会产生诱引方向的不均。因此，即便使第2喷孔312的直径进一步增大而接近了第1喷孔311的直径，燃烧稳定性也不会进一步变好，反而会降低。
图14是示出第2喷孔312的直径与燃料附着量的关系的图。在此所说的燃料附着量是指，附着于气缸壁面的燃料和附着于活塞的燃料的合计量，但是只要是指气缸壁面的燃料附着量。基于第2燃料喷雾FS12的燃料附着量，随着第2喷孔312的直径越小而变为越小。
第2喷孔312的直径，具体而言，是基于上述那样的与燃烧稳定性相关的考察和与燃料附着量相关的考察而决定的。
[其他]
也可以对实施方式1或其变形例的燃料喷射阀的构成组合实施方式2的燃料喷射阀的构成。也就是说，也可以使第2喷射角度比第1喷射角度小，以使从电极部到第2燃料喷雾的外轮廓面的距离比从电极部到第1燃料喷雾的外轮廓面的距离大，并且，使第2喷孔的直径比第1喷孔的直径小，以使第2燃料喷雾的流量比第1燃料喷雾的流量小。
此外，在各实施方式中，关于连结燃料喷射阀的顶端与火花塞的电极部的直线，第1喷孔以及第1燃料喷雾和第2喷孔以及第2燃料喷雾的位置关系也可以是相反的。例如，在实施方式1的情况下，在图6中，也可以将各个喷射角度设定为左侧的燃料喷雾比右侧的燃料喷雾远离电极部。在实施方式2的情况下，在图12中，也可以将各个喷孔直径设定为使得左侧的燃料喷雾的流量比右侧的燃料喷雾的流量小。

Claims (3)

1.一种内燃机，其特征在于，具备：
燃料喷射阀，其配置在燃烧室的顶部，具备包括第1喷孔和第2喷孔的至少三个以上的多个喷孔；和
火花塞，其配置在所述燃烧室的顶部，
所述燃料喷射阀构成为，
在使与所述燃烧室的中心线平行且通过所述燃料喷射阀的顶端的直线与铅垂线一致的情况下，由所述多个喷孔形成的燃料喷雾分别朝向斜下方，
在俯视所述燃烧室时，由所述多个喷孔形成的燃料喷雾分别朝向相互不同的方向，并且由所述第1喷孔形成的第1燃料喷雾和由所述第2喷孔形成的第2燃料喷雾夹着所述火花塞的电极部，
所述电极部位于所述第1燃料喷雾的外轮廓面的外侧且位于所述第2燃料喷雾的外轮廓面的外侧，
所述燃料喷射阀还构成为，
第1喷射角度和第2喷射角度比由其他的喷孔形成的燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度大，所述第1喷射角度是所述第1燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度，所述第2喷射角度是所述第2燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度，
所述燃料喷射阀还构成为，
所述第2喷射角度比所述第1喷射角度小，以使从所述电极部到所述第2燃料喷雾的外轮廓面的距离比从所述电极部到所述第1燃料喷雾的外轮廓面的距离大。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，
所述燃料喷射阀还构成为，
在俯视所述燃烧室时，所述第2燃料喷雾的中心线和连结所述燃料喷射阀的顶端与所述电极部的直线所成的角度比所述第1燃料喷雾的中心线和连结所述燃料喷射阀的顶端与所述电极部的直线所成的角度小。
3.一种内燃机，其特征在于，具备：
燃料喷射阀，其配置在燃烧室的顶部，具备包括第1喷孔和第2喷孔的至少三个以上的多个喷孔；和
火花塞，其配置在所述燃烧室的顶部，
所述燃料喷射阀构成为，
在使与所述燃烧室的中心线平行且通过所述燃料喷射阀的顶端的直线与铅垂线一致的情况下，由所述多个喷孔形成的燃料喷雾分别朝向斜下方，
在俯视所述燃烧室时，由所述多个喷孔形成的燃料喷雾分别朝向相互不同的方向，并且由所述第1喷孔形成的第1燃料喷雾和由所述第2喷孔形成的第2燃料喷雾夹着所述火花塞的电极部，
所述电极部位于所述第1燃料喷雾的外轮廓面的外侧且位于所述第2燃料喷雾的外轮廓面的外侧，
所述燃料喷射阀还构成为，
第1喷射角度和第2喷射角度比由其他的喷孔形成的燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度大，所述第1喷射角度是所述第1燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度，所述第2喷射角度是所述第2燃料喷雾的中心线与所述铅垂线所成的角度，
所述燃料喷射阀还构成为，
所述第2喷孔的直径比所述第1喷孔的直径小，以使所述第2燃料喷雾的流量比所述第1燃料喷雾的流量小。
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