[发明专利]直接喷射式内燃机

说明书

技术领域

本发明是涉及直接喷射式内燃机。

背景技术

自以往以来，作为具备向燃烧室内直接喷射燃料的燃料喷射阀的直接喷射式内燃机的、在压缩行程后半段进行燃料喷射的内燃机(柴油内燃机、火花点火式内燃机)已经广为人知。在该内燃机中，为了降低排气排出量，促进在燃烧室内的燃料和空气的混合是有效的。

因此，例如，在日本特开平7-208173号公报中记载的柴油内燃机中，在设置在活塞顶部的腔(凹部)的底面中央部设置凸台部(ランド部，landsection)(突出部)，在凸台部的顶面、沿与燃料喷雾的轴线正交(垂直)的方向延伸的多个凹凸形成为条纹状。在压缩行程的后半段朝向该凸台部的顶面的中央部喷射燃料。由此，如图8所示，使燃料喷雾的前端部与凸台部的顶面(形成了凹凸的面)积极碰撞。其结果，促进燃料喷雾的前端部向四面八方的扩散，从而可促进燃料与空气的混合。

发明内容

然而，在上述文献中记载的柴油内燃机中，一方面，能积极促进燃料喷雾的前端部的扩散，但另一方面，不能促进燃料喷雾的根部(即，燃料喷射阀的喷孔附近)的扩散(参照图8)。特别是，在燃料喷雾的根部、燃料密度高，由此引起：即使利用涡流也难以充分促进扩散(即、燃料与空气的混合)。

在此，在不能促进燃料喷雾的根部的扩散的情况下，例如，在冷起动时等，来自该根部的未燃HC的排出量可能增大。另外，在完全预热时等由于在该根部的不完全燃烧，会造成烟的排出量增大。

此外，如上述，使燃料喷雾的前端部与上述凸台部的顶面积极碰撞，因此，使得燃料容易以液滴的状态附着、残留在凸台部的顶面。由此，还可能与上述同样产生如下问题：在冷起动时等的未燃HC的排出量增大、在完全预热时等的烟的排出量的增大等

从以上的情况出发，认为：为了抑制上述的未燃HC和烟的排出量的增大，对难以促进扩散的燃料喷雾的根部不利用向壁面的碰撞而促进扩散是有效的。

从以上出发，本发明的目的在于提供一种：在压缩行程的后半段喷射燃料的直接喷射式内燃机中，可以对燃料喷雾的根部不利用向壁面的碰撞而促进扩散的内燃机。

本发明所涉及的直接喷射式内燃机具备：至少由气缸盖部和活塞的顶部区划、形成的燃烧室、和向所述燃烧室内直接喷射燃料的燃料喷射阀。

本发明所涉及的直接喷射式内燃机的特征在于，在所述活塞的顶部，形成有沿由从所述燃料喷射阀的燃料喷射形成的燃料喷雾的轴线的方向延伸的凸部，该凸部使所述燃料喷雾在所述凸部和所述气缸盖部的内壁之间的空间沿所述凸部的延伸方向前进。换句话说，在活塞顶部在凸部以外的部分形成有凹部。以下，将凸部和气缸盖部的内壁之间的空间称为“凸部空间”，将凹部和气缸盖部的内壁之间的空间称为“凹部空间”。优选是上述燃料喷射阀配置设定成上述燃料喷雾不与上述凸部直接接触。

优选是：在由从上述燃料喷射阀的燃料喷射在相互不同的方向形成多条上述燃料喷雾的情况下，相对于上述各燃料喷雾，上述凸部分别形成为：沿上述燃料喷雾的轴线的方向延伸、且上述燃料喷雾在上述凸部与上述气缸盖部的内壁之间的空间沿上述凸部的延伸方向前进。在这种情况下，在活塞顶部，凸部和凹部交互形成、排列。

若这样在活塞顶部形成凸部和凹部，则在压缩行程中随着活塞顶部接近气缸盖部的内壁，凸部空间的体积相对于凹部空间的体积的比例逐渐减小。其结果，相对于凹部空间的压力，凸部空间的压力逐渐变高。由该压力差，在自凸部空间向凹部空间的方向(即，与活塞的往复运动方向正交的方向、周向、横向)产生气体的流动。

因此，在上述构成中，若在压缩行程的后半段进行燃料喷射，则形成为在凸部空间沿凸部的延伸方向前进的燃料喷雾：利用上述的“从凸部空间向凹部空间的气体的流动”向与活塞的往复运动方向正交的方向(周向、横向)扩散。其结果，可积极地促进燃料喷雾(包含根部)的扩散。

即，采用上述构成，通过利用“从凸部空间向凹部空间的气体的流动”，对燃料喷雾(特别是，燃料喷雾的根部)不利用向壁面的碰撞就可以促进扩散。此外，可产生“从凸部空间向凹部空间的气体的流动”的急剧的速度变化，其结果，可促进气体的紊乱(包含燃料喷射阀的喷孔附近区域)。由此，燃料喷雾(包含根部)在纵向(活塞的往复运动方向)也进行扩散，因此，由此还可促进燃料喷雾的根部的扩散。