內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造。該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造為，在位于進(jìn)氣口（2）的開口邊緣（21）與排氣口的開口邊緣（31）之間的燃燒室的內(nèi)壁面（5）中，進(jìn)氣從進(jìn)氣口（2）的開口邊緣（21）流至排氣口的開口邊緣（31）所經(jīng)過的區(qū)域被形成為近似平面形狀。采用本實(shí)用新型的構(gòu)造，進(jìn)氣滾流的能量不會衰減，因而能夠確保滾流對燃料霧化的促進(jìn)效果。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造，特別是燃燒室的內(nèi)壁面的形狀。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在汽車等中裝設(shè)的發(fā)動機(jī)中，一般都使從進(jìn)氣口流入燃燒室的空氣發(fā)生滾流。通過該滾流，燃料霧化得到促進(jìn)。其結(jié)果，發(fā)動機(jī)的燃燒效率得到提高。例如，專利文獻(xiàn)I中公開了一種通過改良進(jìn)氣口的形狀而提高滾流的流速的技術(shù)。
[0003]然而，即便是改良了進(jìn)氣口的形狀，仍然存在從進(jìn)氣口流入燃燒室的空氣的流速降低或流量減少這樣的問題。以下，對此進(jìn)行具體說明。 [0004]圖2 U)及圖2 (b)分別示出了現(xiàn)有技術(shù)中采用的發(fā)動機(jī)的一個氣缸的燃燒室及進(jìn)氣口的形狀。在這些圖中，11表示燃燒室；12表示在氣缸體的內(nèi)部形成的氣缸孔的內(nèi)壁面；13表示氣缸蓋的底面；14表示進(jìn)氣口 ；15表示進(jìn)氣口 14的開口邊緣；16表示排氣口的開口邊緣。
[0005]圖2 (a )所示的燃燒室11具有隆起部17。該隆起部17的形狀為，在從進(jìn)氣口 14的開口邊緣15至排氣口的開口邊緣16為止的區(qū)域，氣缸蓋的底面13向外側(cè)隆起。采用該構(gòu)造的情況下，在將進(jìn)氣閥打開使空氣從進(jìn)氣口 14流入燃燒室11時，一部分流入的空氣沿著上述隆起部17的內(nèi)面形狀流動。因而，流入的空氣所流動的空間擴(kuò)大。其結(jié)果，流入燃燒室11的空氣的流速降低，而使?jié)L流的能量衰減。
[0006]圖2 (b )所示的燃燒室具有彎曲部18。該彎曲部18的形狀為，在從進(jìn)氣口 14的開口邊緣15至排氣口的開口邊緣16為止的區(qū)域，氣缸蓋的底面13向內(nèi)側(cè)彎曲。采用該構(gòu)造的情況下，在將進(jìn)氣閥打開使空氣從進(jìn)氣口 14流入燃燒室11時，一部分流入的空氣的流動受到彎曲部18的阻礙，且流入的空氣的流動方向因該阻礙而發(fā)生變化。其結(jié)果，流入燃燒室11的空氣的流量減少，而使?jié)L流的能量衰減。
[0007]【專利文獻(xiàn)I】:日本特開2013-11229號公報(bào)
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種能夠防止進(jìn)氣滾流的能量衰減的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造。
[0009]作為解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造為，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口及排氣口分別在所述燃燒室的內(nèi)壁面上有開口，在位于所述進(jìn)氣口的開口邊緣與所述排氣口的開口邊緣之間的所述燃燒室的內(nèi)壁面中，進(jìn)氣從所述進(jìn)氣口的開口邊緣流至所述排氣口的開口邊緣所經(jīng)過的區(qū)域被形成為近似平面形狀。
[0010]本實(shí)用新型中，所述進(jìn)氣是指從所述進(jìn)氣口流入的空氣，所述近似平面形狀包括，不向外側(cè)隆起也不向內(nèi)側(cè)彎曲的面的形狀、稍微向外側(cè)隆起的面的形狀、稍微向內(nèi)側(cè)彎曲的面的形狀。
[0011]具有上述構(gòu)造的本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠防止進(jìn)氣滾流的能量衰減。即，當(dāng)進(jìn)氣流入燃燒室時，該進(jìn)氣的流動空間不會擴(kuò)大，所以流入燃燒室的進(jìn)氣的流速不會降低。另外，進(jìn)氣流入燃燒室時，該進(jìn)氣的流動空間也不會變窄，所以流入燃燒室的進(jìn)氣的流量不會減少。因此，進(jìn)氣滾流的能量不會衰減。其結(jié)果，能夠確保滾流對燃料霧化的促進(jìn)效果。
[0012]另外，在上述本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造中，所述內(nèi)燃機(jī)的每個氣缸上設(shè)有兩個所述進(jìn)氣口及兩個所述排氣口，所述燃燒室的內(nèi)壁面包括氣缸孔的內(nèi)壁面及氣缸蓋的底面，在所述氣缸蓋的底面中，由所述氣缸孔的內(nèi)壁面與所述氣缸蓋的底面之間的交界線的一部分、該交界線的一部分的斜對面的所述進(jìn)氣口的開口邊緣、及該交界線的一部分的斜對面的所述排氣口的開口邊緣所包圍的區(qū)域被形成為近似平面形狀。
[0013]上述構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于，對于每個進(jìn)氣口而言，能夠充分確保從進(jìn)氣口流入燃燒室的進(jìn)氣的流速及流量。因此，從每個進(jìn)氣口流入的進(jìn)氣的滾流的能量都不會衰減。其結(jié)果，能夠確保滾流對燃料霧化的促進(jìn)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的一個氣缸的燃燒室及進(jìn)氣口的形狀的圖。
[0015]圖2 ( a )是表示現(xiàn)有技術(shù)中采用的發(fā)動機(jī)的一個氣缸的燃燒室及進(jìn)氣口的形狀的一例的圖。
[0016]圖2 (b )是表示現(xiàn)有技術(shù)中采用的發(fā)動機(jī)的一個氣缸的燃燒室及進(jìn)氣口的形狀的另一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下，參照附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0018]圖1表示本實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的一個氣缸的燃燒室I及一側(cè)的進(jìn)氣口 2的形狀。在該圖1中，省略了另一側(cè)的進(jìn)氣口及兩個排氣口。
[0019]如該圖1所示，燃燒室I是由在氣缸體的內(nèi)部形成的氣缸孔的內(nèi)壁面4、氣缸蓋的底面5、及未圖示的活塞的頂面所圍成的空間。氣缸蓋的底面5形成燃燒室I的室內(nèi)頂面。該氣缸蓋的底面5具有進(jìn)氣側(cè)斜面51及排氣側(cè)斜面52。進(jìn)氣側(cè)斜面51從氣缸蓋的底面5的中間部分向一側(cè)傾斜。排氣側(cè)斜面52從氣缸蓋的底面5的中間部分向另一側(cè)傾斜。因此，燃燒室I為屋脊型。
[0020]在進(jìn)氣側(cè)斜面51上，設(shè)置有兩個進(jìn)氣口 2 (圖1中只示出一側(cè)的進(jìn)氣口 2)的開口。圖1中的21表示進(jìn)氣口 2的開口邊緣。
[0021]在排氣側(cè)斜面52上，設(shè)置有兩個排氣口(圖1中省略了各排氣口)的開口。圖1中的31表示排氣口的開口邊緣。
[0022]在各進(jìn)氣口 2上配置有未圖示的進(jìn)氣閥。各排氣口上配置有未圖示的排氣閥。
[0023]進(jìn)氣閥在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣行程中移動到燃燒室I的內(nèi)側(cè)。從而，進(jìn)氣口 2與燃燒室I連通。此時，流入進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣沿著進(jìn)氣閥的閥面流動之后，流入燃燒室I。
[0024]排氣閥在發(fā)動機(jī)的排氣行程中移動到燃燒室I的內(nèi)側(cè)。從而，排氣口與燃燒室I連通。[0025]另外，在進(jìn)氣口 2上，通過進(jìn)氣歧管而連接有進(jìn)氣管(未圖示);在排氣口上，通過排氣歧管而連接有排氣管(未圖示)。
[0026]與進(jìn)氣口 2相連的進(jìn)氣通道中，安裝有向燃燒室I噴射燃料的燃料噴射閥(未圖示)。另外，在氣缸蓋上安裝有火花塞(未圖示)。該火花塞被安裝在氣缸蓋的底面5的中間部分。
[0027]以下，對本實(shí)施方式的特征進(jìn)行說明。
[0028]本實(shí)施方式的特征在于，在位于進(jìn)氣口 2的開口邊緣21與排氣口的開口邊緣31之間的氣缸蓋的底面5 (即燃燒室I的內(nèi)壁面)中，進(jìn)氣從進(jìn)氣口 2的開口邊緣21流至排氣口的開口邊緣31所經(jīng)過的區(qū)域被形成為近似平面形狀。即，使氣缸蓋的底面5 (燃燒室I的室內(nèi)頂面)大致平行于從進(jìn)氣口 2流入燃燒室I的進(jìn)氣的流線。以下，對此進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]在本實(shí)施方式中，被形成為近似平面形狀的區(qū)域是指，氣缸蓋的底面5中，由圖1中前側(cè)的進(jìn)氣口 2的開口邊緣21、圖1中前側(cè)的排氣口的開口邊緣31、及氣缸孔的內(nèi)壁面4與氣缸蓋的底面5之間的交界線X的一部分(前側(cè)的中間部分)所包圍的區(qū)域；以及由圖1中未示出的后側(cè)的進(jìn)氣口的開口邊緣、圖1中后側(cè)的排氣口的開口邊緣31、及氣缸孔的內(nèi)壁面4與氣缸蓋的底面5之間的交界線X的一部分(未示出的后側(cè)的中間部分)所包圍的區(qū)域。
[0030]更具體地，在本實(shí)施方式中，圖1中在底面5的前側(cè)用虛線圍成的三角形區(qū)域被形成為近似平面形狀。該三角形區(qū)域最佳為不向外側(cè)隆起也不向內(nèi)側(cè)彎曲，但也可以稍微向外側(cè)隆起，或稍微向內(nèi)側(cè)彎曲。即，被形成為近似平面形狀的底面5的該三角形區(qū)域大致平行于從進(jìn)氣口 2沿著進(jìn)氣閥的閥面流入燃燒室I的進(jìn)氣的流線。
[0031]上述三角形區(qū)域由圖1中的三個邊(A、B、C)圍成。邊A與進(jìn)氣口 2的開口邊緣21的圓弧上的一條切線(圖1中點(diǎn)I的切線)大致平行并間隔適當(dāng)距離。邊B與排氣口的開口邊緣31的圓弧上的一條切線(圖1中點(diǎn)II的切線)大致平行并間隔適當(dāng)距離。邊C與邊A的交點(diǎn)(圖1中的點(diǎn)III)位于交界線X的附近，邊C與邊B的交點(diǎn)(圖1中的點(diǎn)IV)靠近交界線X。
[0032]另外，在圖1中被進(jìn)氣口 2遮住的后側(cè)，也對稱地形成有與上述三個邊(A、B、C)所圍成的三角形區(qū)域相同的近似平面形狀的三角形區(qū)域。
[0033]如上所述那樣，如果采用從進(jìn)氣口的開口邊緣至排氣口的開口邊緣的區(qū)域中，氣缸蓋底面向外側(cè)隆起的現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造，則在將進(jìn)氣閥打開使進(jìn)氣從進(jìn)氣口流入燃燒室時，進(jìn)氣的一部分會沿著隆起部的內(nèi)面形狀流動。從而導(dǎo)致進(jìn)氣的流動空間擴(kuò)大。其結(jié)果，流入燃燒室的進(jìn)氣的流速降低，滾流的能量衰減。
[0034]另外，如果采用從進(jìn)氣口的開口邊緣至排氣口的開口邊緣為止的區(qū)域中，氣缸蓋底面向內(nèi)側(cè)彎曲的現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造，則將進(jìn)氣閥打開使進(jìn)氣從進(jìn)氣口流入燃燒室時，進(jìn)氣的一部分的流動會受到彎曲部的阻礙，且進(jìn)氣的流動方向會因彎曲部的阻礙而改變。其結(jié)果，流入燃燒室的進(jìn)氣的流量減少，滾流的能量衰減。
[0035]對此，采用本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室I的構(gòu)造，則由于在位于進(jìn)氣口的開口邊緣21與排氣口的開口邊緣31之間的燃燒室內(nèi)壁面中，進(jìn)氣從進(jìn)氣口的開口邊緣21流至所述排氣口的開口邊緣31而經(jīng)過的區(qū)域(在此為上述三角形區(qū)域)被形成為近似平面形狀，所以，從進(jìn)氣口 2沿著進(jìn)氣閥的閥面流入燃燒室I的進(jìn)氣能夠與近似平面形狀的燃燒室的內(nèi)壁面相平行地流動，從而流速不會降低，流量不會減少。因而，能夠獲得較高的滾流比。即，進(jìn)氣的滾流能量不會衰減，能夠確保滾流對燃料霧化的促進(jìn)效果。其結(jié)果，能夠改善發(fā)動機(jī)的燃料消費(fèi)率。
[0036]另外，本實(shí)用新型的發(fā)明人為了確認(rèn)本實(shí)用新型的效果，使用C F D (計(jì)算流體動力學(xué))進(jìn)行了模擬計(jì)算。該模擬計(jì)算的結(jié)果表明，采用本實(shí)用新型的構(gòu)造的情況下，滾流的能量比現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造(圖2 (a)、圖2 (b)所示的構(gòu)造)的增大了 2.5%。
[0037]另外，本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行適宜的變更。
[0038]例如，在上述實(shí)施方式中，所述近似平面形狀的區(qū)域被設(shè)定成由三個邊圍成的三角形區(qū)域，但不局限于此，也可以是由三個以上的直線或曲線圍成的其它形狀的區(qū)域。
[0039]另外，在上述實(shí)施方式中，對本實(shí)用新型應(yīng)用于每個氣缸上設(shè)有兩個進(jìn)氣口 2的發(fā)動機(jī)的情況進(jìn)行了說明。但本實(shí)用新型不局限于此，也能夠應(yīng)用于一個氣缸上設(shè)有一個進(jìn)氣口的發(fā)動機(jī)。
[0040]另外，本實(shí)用新型除了能夠應(yīng)用于傳統(tǒng)的汽車(只用發(fā)動機(jī)作為動力源的車輛)之夕卜，還能夠應(yīng)用于混合動力汽車(用發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)作為動力源的車輛)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口及排氣口分別在所述燃燒室的內(nèi)壁面上有開口，其特征在于: 在位于所述進(jìn)氣口的開口邊緣與所述排氣口的開口邊緣之間的所述燃燒室的內(nèi)壁面中，進(jìn)氣從所述進(jìn)氣口的開口邊緣流至所述排氣口的開口邊緣所經(jīng)過的區(qū)域被形成為近似平面形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的構(gòu)造，其特征在于: 所述內(nèi)燃機(jī)的每個氣缸上設(shè)有兩個所述進(jìn)氣口及兩個所述排氣口， 所述燃燒室的內(nèi)壁面包括氣缸孔的內(nèi)壁面及氣缸蓋的底面， 在所述氣缸蓋的底面中，由所述氣缸孔的內(nèi)壁面與所述氣缸蓋的底面之間的交界線的一部分、該交界線的一部分的斜對面的所述進(jìn)氣口的開口邊緣、及該交界線的一部分的斜對面的所述排氣口的開口邊緣所包圍的區(qū)域被形成為近似平面形狀。
【文檔編號】F02B23/00GK203476485SQ201320588400
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】永崎岳人 申請人:豐田自動車株式會社