CN114109687A - 发动机的燃烧室构造 - Google Patents

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Abstract

使燃料容易与燃烧室内的空气混合，并且提高通路形成部件的耐久性。提供一种发动机的燃烧室构造，具备燃烧室(10)、燃料喷射喷嘴(8)以及通路形成部件(20)。燃烧室(10)由气缸盖(3)和气缸体(2)的气缸内的活塞(1)形成。燃料喷射喷嘴(8)设置于气缸盖(3)，顶端部向燃烧室(10)露出且在该顶端部形成有供燃料向燃烧室(10)喷射的喷孔(8a)。在通路形成部件(20)形成有供从燃料喷射喷嘴(8)的喷孔(8a)喷射出的燃料通过的通路。通路形成部件(20)的外周面与气缸盖(3)的燃烧室顶部面(3b)抵接。通路形成部件(20)的通路包括通路截面积从通路的上游侧朝向下游端逐渐扩大的扩大部(22)。

Description

发动机的燃烧室构造
技术领域
本发明涉及一种发动机的燃烧室构造。
背景技术
以往，已知一种形成于气缸盖与活塞之间的发动机的燃烧室构造。例如专利文献1记载了这种发动机的燃烧室构造。专利文献1的内燃机具备气缸体、活塞以及气缸盖。燃烧室由气缸体的缸膛面、活塞的顶面、气缸盖的燃烧室顶部面的表面以及省略图示的进气排气门的底面划定。
专利文献1的内燃机还具备有燃料喷射喷嘴和管道。燃料喷射喷嘴具有向燃烧室露出的顶端部。在顶端部形成有喷孔。管道与喷孔对应地设置。在管道的内部形成有整流通路。从喷孔喷射出的燃料在通过整流通路后向燃烧室内喷射。
专利文献1的管道经由支柱部悬吊于气缸盖的燃烧室顶部面。在专利文献1中，通过设置管道，在喷射出的燃料的喷雾通过管道的过程中，能够抑制自燃且促进燃料喷雾与填充空气的预混合，从而能够抑制因被均质化前的过浓燃料自燃而引起的烟雾的产生。
然而，在专利文献1的结构中，燃料的喷雾从管道放出时难以向燃料的通过方向的径向外侧扩散，不能与填充空气充分地混合。而且，管道向燃烧室顶部面的安装稳定性不一定高，因此在耐久性方面也有改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-7977号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的在于解决上述以往的技术问题，使燃料与燃烧室内的空气容易混合，并且提高通路形成部件的耐久性。
用于解决技术问题的技术手段
在本发明的第一个观点中，提供了一种发动机的燃烧室构造，具备燃烧室、燃料喷射喷嘴以及通路形成部件。所述燃烧室由气缸盖和气缸体的气缸内的活塞形成。所述燃料喷射喷嘴设置于所述气缸盖，该燃料喷射喷嘴的顶端部向所述燃烧室露出且在所述顶端部形成有供燃料向所述燃烧室喷射的喷孔。所述通路形成部件形成有供从所述燃料喷射喷嘴的所述喷孔喷射出的燃料通过的通路。该通路形成部件的外周面与所述气缸盖的燃烧室顶部面抵接。所述通路形成部件的所述通路包括扩大部，该扩大部的通路截面积从所述通路的上游侧朝向下游端逐渐扩大。
由此，对燃料作用使燃料沿着通路形成部件的内表面流动的康达效应，由于在扩大部通路截面积朝向通路下游侧而逐渐扩大，因此燃料容易朝向通路下游端扩散并流动。因此，当燃料从通路形成部件放出时，燃料容易向通路的径向外侧扩散。其结果是，燃料容易与燃烧室内的空气混合。而且，通过使通路形成部件的外周面与燃烧室顶部面抵接，由于进行面接触或者线接触，因此容易确保安装稳定性，从而提高耐久性。
在本发明的第二个观点中，在第一个观点所涉及的发动机的燃烧室构造中，在所述通路形成部件的所述通路，在相比所述扩大部位于所述通路的上游侧的位置形成有节流部，该节流部的通路截面积逐渐缩小后与所述扩大部的上游端连续。
由此，由于燃料通过的通路面积在节流部变小，因此燃料通过节流部而使燃料的流动产生紊乱，变得容易分裂地细小。其结果是，抑制了燃料的中心部成为高浓度，从而燃料的浓度被均匀化，能够进行不产生不均匀的混合。
在本发明的第三个观点中，在第二个观点所涉及的发动机的燃烧室构造中，所述节流部相比所述通路的中间点位于上游侧。
由此，容易在节流部的下游侧确保充分长度的扩大部。由于扩大部充分长，因此燃料更容易受到康达效应的影响，沿着通路形成部件的内表面更顺畅地流动。另外，由于扩大部的下游端充分向径向外侧扩大，因此在从扩大部放出燃料时，能够使燃料朝向通路的径向外侧充分扩散。
在本发明的第四个观点中，在第一个观点至第三个观点中的任一项所涉及的发动机的燃烧室构造中，所述扩大部由第一扩大部和第二扩大部构成。所述第一扩大部的通路截面积随着朝向所述通路的下游侧而逐渐扩大。所述第二扩大部在所述第一扩大部的下游侧与该第一扩大部连续地设置，并且该第二扩大部的所述通路截面积朝向通路下游侧而扩大的程度比所述第一扩大部大。
由此，当燃料从通路形成部件的第二扩大部分放出时，燃料更容易向通路的径向外侧扩散。其结果是，燃料更容易与燃烧室内的空气混合。
在本发明的第五个观点中，在第四个观点所涉及的发动机的燃烧室构造中，所述第一扩大部与所述第二扩大部平滑地连接。
由此，燃料容易沿着通路形成部件的内表面而通过康达效应顺畅地流动，其结果是，燃料容易向通路的径向外侧扩散。
在本发明的第六个观点中，在第一个观点至第五个观点中的任一项所涉及的发动机的燃烧室构造中，在所述气缸盖的所述燃烧室顶部面形成有凹部，该凹部收容所述通路形成部件的一部分。所述通路形成部件配置于所述凹部。
由此，能够使配置于气缸体内的活塞的上止点靠近气缸盖侧，从而容易使发动机的压缩率提高。
附图说明
图1是表示柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
图2是表示从轴线方向观察燃料喷射喷嘴时的通路形成部件的布局的示意图。
图3是表示第一实施方式所涉及的通路形成部件的图。图3的(a)是以通过通路的中心线的方式剖切通路形成部件时的纵剖视图。图3的(b)是从下游侧观察通路形成部件时的图。
图4是表示从第一喷孔喷射的燃料与从第二喷孔喷射的燃料碰撞的情况的图像。
图5是表示第二实施方式所涉及的通路形成部件的图。图5的(a)是以通过通路的中心线的方式剖切通路形成部件时的纵剖视图。图5的(b)是从下游侧观察通路形成部件时的图。
图6是表示第三实施方式所涉及的通路形成部件的图。图6的(a)是以通过通路的中心线的方式剖切通路形成部件时的纵剖视图。图6的(b)是从下游侧观察通路形成部件时的图。
图7是表示第四实施方式所涉及的通路形成部件的图，并且是以通过通路的中心线的方式剖切通路形成部件时的纵剖视图。
图8是表示第一变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
图9是表示第二变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
图10是表示第三变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
图11是表示第四变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
图12是表示第五变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
图13是表示第六变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。
符号说明
1 活塞
2 气缸体
2a 配合面
3 气缸盖
3a 配合面
3b 燃烧室顶部面
3c 凹部
8 燃料喷射喷嘴
8a 喷孔
10 燃烧室
20 通路形成部件
21 平坦部
22 扩大部
30 通路形成部件
31 平坦部
33 最小部
34 节流部
40 通路形成部件
41 第二扩大部
45 第一扩大部
50 通路形成部件
51 第一扩大部
52 节流部
53 最小部
54 第二扩大部
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。以下的优选实施方式的说明本质上仅是例示性的，并不旨在限定本发明、其应用物或者用途。
<1.第一实施方式>
<1-1.发动机的燃烧室的概略结构>
以下，参照图1对本实施方式所涉及的直喷式的柴油发动机的燃烧室的概略结构进行说明。图1是表示直喷式的柴油发动机的燃烧室10附近的结构的纵剖视图。该柴油发动机具备均由铝合金制成的活塞1、气缸体2以及气缸盖3，并且还具备进气门(省略图示)、进气口(省略图示)、排气门(省略图示)、排气口(省略图示)以及燃料喷射喷嘴8。
活塞1在顶面形成有腔体9。气缸体2具备气缸膛。在气缸体2的上端面形成有用于与气缸盖3连接的配合面2a。虽然省略了图示，但是在气缸盖3形成有进气口和排气口，在进气口和排气口分别可开闭地设置有进气门和排气门。另外，在气缸盖3装配有燃料喷射喷嘴8。在气缸盖3的下端面形成有用于与气缸体2连接的配合面3a。气缸盖3与气缸体2通过配合面3a、2a而相合，从而活塞1被收容于气缸内，在气缸盖3与活塞1之间形成有燃烧室10。
详细而言，柴油发动机的燃烧室10主要由活塞1的顶面(腔体9)、气缸体2的内壁面、被气缸盖3的配合面3a包围的燃烧室顶部面3b以及进气门和排气门各自的伞部形成。
在上述柴油发动机中，在压缩行程(例如，压缩行程后期)的时刻，通过从燃料喷射喷嘴8向燃烧室10内喷射燃料，从而通过燃料自然点火而从在燃烧室10产生的爆炸得到的推力而使活塞1在上述气缸内往复运动，并且活塞1的往复运动经由杆(省略图示)变换为曲轴(省略图示)的旋转运动，从而得到动力。
<1-2.燃料喷射喷嘴的结构>
燃料喷射喷嘴8以顶端部向燃烧室10露出的状态装配于气缸盖3。在燃料喷射喷嘴8的顶端部，多个喷孔以燃料喷射喷嘴8的轴心为中心沿着周向等间隔地配置。在本实施方式中，在燃料喷射喷嘴8的顶端部设有八个喷孔。八个喷孔具体是四个后述的第一喷孔8a和四个后述的第二喷孔8b。但是，喷孔8a、8b的数量并不限于此，也可以总共为七个以下，也可以为九个以上。各喷孔8a、8b各自的中心线从气缸的中心朝向径向外侧且朝向斜下方延伸。在作为整体观察时，八个喷孔8a、8b设置为燃料从燃烧室10的中心朝向径向外侧放射状地喷射。
<1-3.通路形成部件的结构>
在本实施方式的柴油发动机中，四个通路形成部件20与设置于燃料喷射喷嘴8的八个喷孔8a、8b中的一半的第一喷孔8a对应地设置。如图2所示，四个通路形成部件20与设置于以燃料喷射喷嘴8的中心轴(轴心)为中心在周向上每隔一个地配置的四个第一喷孔8a对应地设置。第一喷孔8a与后述的第二喷孔8b以燃料喷射喷嘴8的中心轴为中心在周向上隔开间隔(在本实施方式中为等间隔)交替地配置。
图3的(a)及图3的(b)是表示本实施方式所涉及的通路形成部件20的图。如图3的(a)所示，在各通路形成部件20形成有供从第一喷孔8a喷射出的燃料通过的通路。该通路从燃料所通过的通过方向的上游端到下游端形成。如图1所示，通路形成部件20内的通路的中心线配置为与第一喷孔8a的中心线呈一直线。
如图3的(b)所示，在本实施方式中，通路形成部件20的外形呈大致方筒状。即，通路形成部件20在外周具有多个平坦部21。该平坦部21中的一个与气缸盖3的燃烧室顶部面3b中的凹部3c抵接，从而以大致面接触的状态被安装。凹部3c收容通路形成部件20的一部分。
如图1所示，本实施方式的通路形成部件20安装于气缸盖3的燃烧室顶部面3b中的包围燃料喷射喷嘴8的凹部3c。凹部3c以配置有燃料喷射喷嘴8的位置为中心且以与第一喷孔8a的中心线的斜率大致一致的方式倾斜，并且凹部3c构成大致圆锥状的空间。通路形成部件20的平坦部21与凹部3c的倾斜面抵接，从而通路形成部件20以大致面接触的状态固定于凹部3c。可以使用焊接、钎焊、螺纹固定等众所周知的各种方法中的任一种来将通路形成部件20安装于凹部3c。或者，如图3的(b)所示，也可以是，在使平坦部21与凹部3c的倾斜面接触的状态下，以罩29覆盖通路形成部件20的与安装侧相反的一侧的平坦部21和燃烧室顶部面3b的一部分，通过将该罩29螺纹固定于燃烧室顶部面3b而将通路形成部件20安装于凹部3c。
如图3的(a)所示，本实施方式的通路形成部件20的通路包括扩大部22。扩大部22的通路截面积从通路的上游侧朝向下游端逐渐扩大。此外，如图3的(b)所示，本实施方式的通路形成部件20的通路截面为圆形。因此，扩大部22具有大致圆锥状的内表面。另外，在本实施方式中，通路截面积最小的部位和通路截面积最大的部位分别形成于通路形成部件20内的通路的上游端和通路形成部件20内的通路的下游端。如图3的(a)所示，本实施方式的扩大部22在以通过通路形成部件20的通路的中心线的方式剖切时，内表面为直线状。
在本实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室构造中，使从燃料喷射喷嘴8的第一喷孔8a喷射出的燃料通过通路形成部件20而以第一速度朝向燃烧室10的外周部。另外，使从燃料喷射喷嘴8的第二喷孔8b喷射出的燃料不通过通路形成部件而以比上述第一速度慢的第二速度朝向燃烧室10的外周部。换而言之，在本实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室构造中，设置有通路形成部件20，该通路形成部件20形成如下这样的燃料的通路：用于使从第一喷孔8a喷射出的燃料朝向燃烧室10的外周部的速度与从第二喷孔8b喷射出的燃料向燃烧室10的外周部的速度之间产生差异(参照图2)。通路形成部件20配置于燃料喷射喷嘴8的顶端部的周围。
在以上这样的结构的柴油发动机的燃烧室构造中，当在压缩行程(例如，压缩行程后期)从燃料喷射喷嘴8的喷孔8a、8b喷射燃料时，燃料中的一部分侵入与第一喷孔8a同轴状地配置的通路形成部件20的通路内。对从通路形成部件20的上游端进入通路内的燃料作用有使燃料沿着通路形成部件20的内表面流动的康达效应，燃料通过康达效应而沿着扩大部22的大致圆锥的内表面朝向通路形成部件20的下游端流动。即，通过通路形成部件20的通路内的燃料通过康达效应沿着扩大部22的内表面流动，从而相对于通路向径向外侧扩展且从上游端朝向下游端。燃料通过通路形成部件20内的情况与不通过通路形成部件20内的情况相比流动得更快。这是因为在通路形成部件20的通路内，作为阻力的空气难以从周围卷入燃料喷雾内。另外，在燃料从通路形成部件20放出时，燃料容易从扩大部22的下游端相对于通路向径向外侧扩散。其结果是，通过通路形成部件20后的燃料以高速度朝向燃烧室10的外周部而与燃烧室10内的空气混合。从燃料喷射喷嘴8的第二喷孔8b喷射出的燃料以比从第一喷孔8a喷射且通过通路形成部件20的燃料低的速度，朝向燃烧室10的外周部而与先前与空气混合了的燃料碰撞，从而在燃烧室10内产生燃料喷雾的空间性紊乱。其结果是，燃料整体与燃烧室10内的空气高效地混合。图4表示从第一喷孔8a喷射出的燃料与从第二喷孔8b喷射出的燃料发生碰撞并混合的情况。图4中的双点划线表示从第一喷孔8a喷射出的燃料的扩散(燃料喷雾)。图4中的单点划线表示从第二喷孔8b喷射出的燃料的扩散(燃料喷雾)。
另外，如图1所示，本实施方式所涉及的通路形成部件20配置于在气缸盖3的燃烧室顶部面3b形成的凹部3c。由此，例如容易以由上述的罩29承接通路形成部件20等的方式进行安装，从而通路形成部件20难以脱落。另外，能够使配置于气缸体2内的活塞1的上止点靠近气缸盖3侧，从而能够使柴油发动机的压缩率提高。
<2.第二实施方式>
以下，参照图5的(a)及图5的(b)对第二实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室10的概略结构进行说明。第二实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室构造在代替通路形成部件20而具备通路形成部件30这一点上与第一实施方式所涉及的燃烧室构造不同。以下，主要对与第一实施方式不同的点进行说明。
<2-1.通路形成部件的结构>
通路形成部件30与喷孔8a对应地设置为与喷孔8a的数量相同的数量。通路形成部件30的外形为大致圆筒状。详细而言，通路形成部件30的外形构成削掉圆筒状的外周部的一部分而形成平坦部31的形状。平坦部31是相对于通路形成部件30内的通路的中心线平行的平面。
如图5的(a)所示，本实施方式的通路形成部件30除了包括扩大部22，还包括节流部34，并且在扩大部22与节流部34之间具备最小部33。节流部34与扩大部22相比配置于通路形成部分30内的通路的上游侧，即节流部34与扩大部22的上游侧连续地配置。节流部34的通路截面积随着朝向通路的下游侧而逐渐缩小。即，节流部34的通路截面积随着从扩大部22离开而逐渐扩大。此外，如图5的(b)所示，本实施方式的节流部34的通路截面为圆形。因此，节流部34具有倒圆锥状的内表面。另外，在本实施方式中，节流部34中的通路截面积最大的部位与扩大部22中的通路截面积最大的部位分别构成通路形成部件30内的通路的上游端和通路形成部件30内的通路的下游端。如图5的(a)所示，在以通过通路的中心线的方式剖切本实施方式的通路形成部件30时，通路形成部件30的内表面是在中途弯折的直线状。该内表面在中途弯折的部分是包括路径截面积最小的区域的部分且构成最小部33。
在以上那样结构的柴油发动机的燃烧室构造中，当在压缩行程从燃料喷射喷嘴8的喷孔8a、8b喷射燃料时，燃料的一部分侵入与第一喷孔8a同轴地配置的通路形成部件30的通路内。从通路形成部件30的上游端进入通路内的燃料沿着节流部34的内表面而朝向最小部33一边被加速一边流动。在通路形成部件30，通过燃料所通过的通路截面积在该节流部34和最小部33变小，由此使燃料通过节流部34而在燃料的流动产生紊乱，燃料容易分裂地细小。详细而言，燃料通过节流部34和最小部33的窄通路，由此包括燃料的中心部(芯部)的整体流动紊乱，即产生紊流，包括以往难以分裂的燃料的中心部在内的燃料的浓度容易均匀化。对通过最小部33后的燃料作用有使燃料沿着通路形成部件30的内表面流动的康达效应，燃料沿着扩大部22的内表面朝向下游侧。燃料通过扩大部22内，从而以与不通过通路形成部件30内的情况相比快的速度流动，另外，由于在扩大部22通路截面积随着朝向通路下游端而逐渐扩大，因此燃料通过康达效应而容易一边朝向通路下游端扩大一边流动。其结果是，燃料的浓度均匀化，并且燃料容易与燃烧室10内的空气混合。从燃料喷射口8的第二喷孔8b喷射出的燃料以与从喷孔8a喷射并通过了通路形成部件20的燃料相比低的速度朝向燃烧室10的外周部，并且与先前与空气混合了的燃料碰撞，从而在燃烧室10内产生燃料喷雾的空间性紊乱。其结果是，燃料整体与燃烧室10内的空气高效地混合。由此，难以产生未燃燃料，从而排放性良好。
尤其是，如图5的(a)所示，在本实施方式的通路形成部件30中，作为扩大部22与节流部34之间的边界部分的最小部33相比通路形成部件30内的通路的中间点位于通路的上游侧。因此，节流部34也相比通路形成部件30内的通路的中间点位于通路的上游侧。由此，容易在最小部33的下游侧确保充分长度的扩大部22。其结果是，燃料的浓度在节流部34和最小部33被均匀化后的燃料更容易受到康达效应的影响。另外，由于扩大部22的下游端的通路截面积充分大，因此在燃料从扩大部22放出时，能够使燃料相对于通路形成部件30内的通路向径向外侧充分地扩散。由此，难以产生未燃燃料，从而排放性良好。
<3.第三实施方式>
以下，参照图6的(a)和图6的(b)对第三实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室10的概略结构进行说明。第三实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室构造在代替通路形成部件30而具备通路形成部件40这一点上与第二实施方式所涉及的燃烧室构造不同。以下，主要对与第二实施方式不同的点进行说明。
如图6的(a)所示，通路形成部件40在包括第一扩大部45和第二扩大部41作为扩大部这一点上与第二实施方式所涉及的通路形成部件30不同。
第一扩大部45与节流部34连续地配置在相比节流部34位于通路形成部件40内的通路的下游侧。换而言之，第一扩大部45紧接在节流部34的下游侧设置。第一扩大部45的通路截面积随着从节流部34离开而逐渐扩大。
第二扩大部41与第一扩大部45连续地配置在相比第一扩大部45位于通路形成部件40内的通路的下游侧。换而言之，第二扩大部41紧接在第一扩大部45的下游侧设置。第二扩大部41的通路截面积随着从第一扩大部45离开而逐渐扩大。详细而言，在第二扩大部41中通路截面积朝向通路下游侧而扩大的程度相比第一扩大部45大。此外，如图6的(b)所示，本实施方式的第二扩大部41的通路截面是圆形。因此，第二扩大部41具有圆锥台状的内表面。另外，在本实施方式中，第二扩大部41中的通路截面积最大的部位构成通路形成部件40内的通路的下游端。如图6的(a)所示，在以通过通路的中心线的方式剖切本实施方式的通路形成部件40时，内表面是在中途的两个部位弯折的直线状。
在以上这样的结构的柴油发动机的燃烧室构造中，当在压缩行程从燃料喷射喷嘴8的喷孔8a、8b喷射燃料时，燃料的一部分侵入与第一喷孔8a同轴配置的通路形成部件40的通路内。从通路形成部件40的上游端进入通路内的燃料通过节流部34和最小部33而浓度被均匀化。对通过节流部34和最小部33后的燃料作用有使燃料沿着通路形成部件40的内表面流动的康达效应。因此，燃料沿着扩大部22的内表面并朝向下游侧的第二扩大部41。然后，燃料沿着第二扩大部41的内表面且相对于通路向径向外侧扩散并朝向下游侧，燃料在从第二扩大部41的通路下游端放出时，由于康达效应而进一步相对于通路形成部件40内的通路向径向外侧扩散。优选的是，在相对于通路形成部件40的中心轴接近垂直的方向上，第二扩大部41的内表面向相对于通路形成部件40内的通路接近垂直的角度倾斜，以使燃料放出。其结果是，燃料更容易与燃烧室10内的空气混合。从燃料喷射喷嘴8的第二喷孔8b喷射出的燃料以与从第一喷孔8a喷射出的燃料通过通路形成部件40而朝向燃烧室10的外周部的速度相比低的速度，朝向燃烧室10的外周部而与先前与空气混合了的燃料碰撞，并在燃烧室10内产生燃料喷雾的空间性紊乱。其结果是，燃料整体与燃烧室10内的空气高效地混合。由此，难以产生未燃燃料，从而排放性良好。
<4.第四实施方式>
以下，参照图7对第四实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室10的概略结构进行说明。第四实施方式所涉及的柴油发动机的燃烧室构造在代替通路形成部件40而具备通路形成部件50这一点上与第三实施方式所涉及的燃烧室构造不同。以下，主要对与第三实施方式不同的点进行说明。
通路形成部件50代替第一扩大部45、节流部34、最小部33以及第二扩大部41而分别具备第一扩大部51、节流部52、最小部53以及第二扩大部54。
如图7所示，第一扩大部51的通路截面积从通路的上游侧朝向下游侧逐渐扩大。节流部52紧接在第一扩大部51的上游侧设置。节流部52的通路截面积随着从第一扩大部51离开而逐渐扩大。第二扩大部54紧接在第一扩大部51的下游侧设置。第二扩大部54的通路截面积朝向通路下游侧而扩大的程度比第一扩大部51大。
如图7所示，本实施方式的通路形成部50的节流部52与第一扩大部51的边界部分和第一扩大部51与第二扩大部54的边界部分平滑地相连。即，在以通过通路形成部50的通路的中心线的方式剖切时的中央纵剖面中，节流部52与第一扩大部51的边界部分和第一扩大部51与第二扩大部54的边界部分的内表面是平滑的曲线状。这样，第一扩大部51与第二扩大部52平滑地连接。
根据以上这样的结构的通路形成部件50，燃料更容易沿着通路形成部件50的内表面流动。因此，通过康达效应，燃料容易更为快速且无滞留地流过通路形成部件50的通路内，并且，当燃料从通路形成部件50的第二扩大部54被放出时，燃料更容易相对于通路形成部件50内的通路向径向外侧扩散。从燃料喷射喷嘴8的第二喷孔8b喷射出的燃料以比从第一喷孔8a喷射出的燃料通过通路形成部件50而朝向燃烧室10的外周部的速度低的速度朝向燃烧室10的外周部而与先前与空气混合了的燃料碰撞，并在燃烧室10内产生燃料喷雾的空间性的紊乱。其结果是，燃料整体与燃烧室10内的空气高效地混合。由此，难以产生未燃燃料，从而排放性良好。
以上，虽然对本发明的示例性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。
<5.第一变形例>
在上述的实施方式中，各通路形成部件单独地固定于在气缸盖3的燃烧室顶部面3b形成的凹部3c，但是并不限定于此。另外，在上述的实施方式中，没有设置与第二喷孔8b对应的通路形成部件，但是并不限定于此。例如，也可以是，与第一喷孔8a对应地设置的第一通路形成部(第一通路形成部件)和与第二喷孔8b对应地设置的第二通路形成部(第二通路形成部件)一体地形成为共通的通路形成单元。在图8以符号60表示这样的通路形成单元的例子。图8是表示第一变形例的通路形成单元60的结构的横剖视图。
通路形成单元60是具有一定厚度的圆环状。在通路形成单元60，每隔90°地形成有四个在径向上贯通内周面和外周面的第一通路61。第一通路61相当于第一通路形成部件的通路。第一通路61的通路截面是圆形。另外，在通路形成单元60，每隔90°地形成有四个在径向上贯通内周面和外周面的第二通路62。第二通路62相当于第二通路形成部件的通路。第二通路62以配置于在周向上相邻的第一通路61的中间的角度位置的方式设置。第二通路62的通路截面是比第一通路61的通路截面大的圆形。通路形成单元60以使第一通路61与第一喷孔8a相对、第二通路62与第二喷孔8b相对且燃料喷射喷嘴8的整周被通路形成单元60包围的方式安装。具体而言，通路形成单元60的轴向的一侧的端面以大致面接触或者线接触的状态，通过焊接、螺纹固定等公知的方法安装于气缸盖3的燃烧室顶部面3b的凹部3c。
由此，通过第一通路61(第一通路形成部)的燃料与通过第二通路62(第二通路形成部)的燃料也利用时间差而碰撞，从而容易整体地混合。此外，燃料在通路截面较小的第一通路61相比第二通路62更快地流动。这是因为当通路截面(孔径)变大时，流入通路内的空气增加，相应地对燃料的空气阻力变大。
另外，由于四个第一通路61和四个第二通路62保持在共通的通路形成单元60，因此能够同时并容易地确定第一喷孔8a、第二喷孔8b与第一通路61、第二通路62的位置关系。
<6.第二变形例>
在图9以符号70表示其他的通路形成单元的例子。图9是表示第二变形例的通路形成单元70的结构的横剖视图。
总体而言，通路形成单元70是交替地具有短边73和长边74的大致八边形状。通路形成单元70具有一定的厚度，并且轴心部构成圆柱状的空洞部69。在通路形成单元70，每隔90°地形成有四条在径向上连通短边73和空洞部69的第一通路71。第一通路71相当于第一通路形成部件的通路。另外，在通路形成单元70，每隔90°地形成有四条在径向上连通长边74的中央和空洞部69的第二通路72。第二通路72相当于第二通路形成部件的通路。第一通路71与第二通路72的通路截面大致相同。第一通路71的通路长度(L1)比第二通路的通路长度(L2)长(L1＞L2)。通路形成单元70以使第一通路71与第一喷孔8a相对、第二通路72与第二喷孔8b相对且燃料喷射喷嘴8的整周被通路形成单元70包围的方式安装。具体而言，通路形成单元70的轴向的一侧的端面以大致面接触或者线接触的状态，通过焊接、螺纹固定等公知的方法安装于气缸盖3的燃烧室顶部面3b的凹部3c。
由此，通过第一通路71(第一通路形成部)的燃料与通过第二通路72(第二通路形成部)的燃料也利用时间差而碰撞，从而容易整体地混合。此外，通过由空气与燃料接触的时间的差异而产生的空气阻力的差异，燃料在通路长度L1较长的第一通路71相比通路长度L2较短的第二通路72更快地流动。另外，由于四个第一通路71和四个第二通路72保持在共通的通路形成单元70，因此能够同时并容易地确定第一喷孔8a、第二喷孔8b与第一通路71、第二通路72的位置关系。
<7.第三变形例>
在上述的实施方式中，虽然通路形成部件配置于在气缸盖3的燃烧室顶部面3b形成的凹部3c，取而代之，也可以是，通路形成部件配置于除了燃烧室顶部面3b的凹部3c以外的位置。图10表示了这样的例子。图10是表示第三变形例的柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。如图10所示，在这种情况下也优选的是，将喷孔8a的中心线和通路形成部件20的中心线配置于大致一直线上。
<8.第四变形例>
或者，也可以是，通路形成部件配置于气缸盖3的屋脊型的燃烧室顶部面。图11表示了这样的例子。图11中的符号3d是屋脊型的顶部面。如图11所示，在这种情况下也优选的是，将喷孔8a的中心线和通路形成部件20的中心线配置于大致一直线上。
<9.第五变形例>
如图12所示，也可以是，燃料喷射喷嘴8相对于气缸的中心轴倾斜地设置以使从燃料喷射喷嘴8的喷孔8a喷射出的燃料向与气缸的中心轴垂直的方向扩散。在该情况下，通路形成部件20也可以直接安装于与气缸的中心轴垂直的燃烧室顶部面3b。
＜10.第六变形例＞
也可以是，在气缸盖3设置有电热塞安装孔，在该电热塞安装孔装配有电热塞。图13表示了这样的例子。图13是表示在第六变形例中，柴油发动机的燃烧室附近的结构的纵剖视图。图13中的符号13是电热塞安装孔。在图13的例子中，燃料喷射喷嘴8的顶端部配置于远离电热塞安装孔13的出口的位置，并且在屋脊型的燃烧室顶部面3d以包围燃料喷射喷嘴8的顶端部的方式配置有通路形成部件20。
＜11.其他变形例＞
在上述的实施方式中，在通路形成部件20的外周部形成有平坦部21，平坦部21与气缸盖3的燃烧室顶部面3b的凹部3c抵接，从而以大致面接触的状态安装。然而，未必限定于此，也可以是，在通路形成部件不形成平坦部而使通路形成部件的外周面与凹部3c抵接而线接触，在该状态下将通路形成部件安装于凹部。
在上述的实施方式中，虽然通路形成部件直接安装于气缸盖3的燃烧室顶部面3b的凹部3c，但是并不限定于此。代替上述，也可以是，通路形成部件收容于筒状的保持架，该保持架经由螺钉等紧固部件而固定于气缸盖3的燃烧室顶部面3b的凹部3c。
也可以是，多个种类(例如，两种)的通路形成部件(通路形成部)在燃料喷射喷嘴8的周围在周向上交替地配置。由此，能够自由地设定从第一喷孔8a喷射出的燃料朝向燃烧室10的外周部的速度与从第二喷孔8b喷射出的燃料朝向燃烧室10的外周部的速度的速度差。但是，也可以是，与燃料喷射喷嘴8的全部的喷孔(第一喷孔8a、第二喷孔8b)对应地配置共通(一种)的通路形成部件。在这种情况下，也能够起到使燃料容易与燃烧室10内的空气混合的效果。
发动机并不只限定于应用于柴油发动机，也能够应用于汽油发动机等。例如，在图13的例子中，也可以是，代替电热塞安装孔而将符号13作为火花塞安装孔。
另外，上述的实施方式和变形例中出现的各要素也可以在不产生矛盾的范围内进行适当地组合。例如，在通路形成单元60中，也可以是，在与第一通路61和第二通路62对应的位置分别设置通路截面积彼此不同的两种的通路形成部件40作为第一通路形成部和第二通路形成部。
产业上的利用可能性
本申请能够利用于发动机的燃烧室构造。

Claims (10)

1.一种发动机的燃烧室构造，其特征在于，具备：
燃烧室，该燃烧室由气缸盖和气缸体的气缸膛内的活塞形成；
燃料喷射喷嘴，该燃料燃烧喷嘴设置于所述气缸盖，该燃料喷射喷嘴的顶端部向所述燃烧室露出且在所述顶端部形成有供燃料向所述燃烧室喷射的喷孔；以及
通路形成部件，该通路形成部件形成有供从所述燃料喷射喷嘴的所述喷孔喷射出的燃料通过的通路，
所述通路形成部件的外周面与所述气缸盖的燃烧室顶部面抵接，
所述通路形成部件的所述通路包括扩大部，该扩大部的通路截面积从所述通路的上游侧朝向下游端逐渐扩大。
2.如权利要求1所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
在所述通路形成部件的所述通路，在相比所述扩大部位于所述通路的上游侧的位置形成有节流部，该节流部的通路截面积逐渐缩小后与所述扩大部的上游端连续。
3.如权利要求2所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述节流部相比所述通路的中间点位于上游侧。
4.如权利要求1所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述扩大部由第一扩大部和第二扩大部构成，
该第一扩大部的通路截面积随着朝向所述通路的下游侧而逐渐扩大，
该第二扩大部在所述第一扩大部的下游侧与该第一扩大部连续地配置，并且该第二扩大部的所述通路截面积朝向通路下游侧而扩大的程度比所述第一扩大部大。
5.如权利要求2所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述扩大部由第一扩大部和第二扩大部构成，
该第一扩大部的通路截面积随着朝向所述通路的下游侧而逐渐扩大，
该第二扩大部在所述第一扩大部的下游侧与该第一扩大部连续地配置，并且该第二扩大部的所述通路截面积朝向通路下游侧而扩大的程度比所述第一扩大部大。
6.如权利要求3所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述扩大部由第一扩大部和第二扩大部构成，
该第一扩大部的通路截面积随着朝向所述通路的下游侧而逐渐扩大，
该第二扩大部在所述第一扩大部的下游侧与该第一扩大部连续地配置，并且该第二扩大部的所述通路截面积朝向通路下游侧而扩大的程度比所述第一扩大部大。
7.如权利要求4所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述第一扩大部与所述第二扩大部平滑地连接。
8.如权利要求5所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述第一扩大部与所述第二扩大部平滑地连接。
9.如权利要求6所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
所述第一扩大部与所述第二扩大部平滑地连接。
10.如权利要求1至9中任一项所述的发动机的燃烧室构造，其特征在于，
在所述气缸盖的所述燃烧室顶部面形成有凹部，该凹部收容所述通路形成部件的一部分，
所述通路形成部件配置于所述凹部。
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