[发明专利]内燃机

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种内燃机，尤其涉及一种即使当进气阀的阀升程处于小到中的范围内时也能够增强在燃烧室中形成的摇摆回转气流的内燃机。

背景技术

[0002]为了改进进气流入燃烧室中的方式，已经提出了多种进气口设计。例如，在公开号为10-169453的日本专利申请(JP-A-10-169453)中已经提出，提供一种具有如下进气口的直喷式内燃机：进气口向内倾斜即朝彼此倾斜，从而随着进气口变得靠近燃烧室，两个进气口之间的距离逐渐变小。在这样构造的直喷式内燃机中，来自两个进气口的两股翻转流汇合在一起以使在具有浓空燃比的混合气在火花塞的周围形成的同时在火花塞的周围形成强紊流，由此发动机能够以具有改进的可靠性的稀燃模式来工作。在公开号为09-236043的日本专利申请(JP-A-09-236043)中还提出，提供一种具有直立口的内燃机的气缸盖，该直立口在凸轮轴的轴向上弯曲以便确保直立口与内枢轴之间的用于摇臂的间隔。在内设内枢轴型的摇臂和直立口的发动机的气缸盖中，可用于形成直立口的间隔大大受限。即使在该情况下，也能够使进气效率的恶化或由于间隔限制而引起的其它问题最小化。

[0003]同时，用于在发动机的气缸中产生诸如翻转流或涡流的摇摆回转气流的技术在本领域中公知。通过使这种类型的发动机产生具有增加的强度的摇摆回转气流，可以扩大发动机以稀燃模式工作的稀燃区域并且可以改进输出性能。在这点上，将进气引入气缸中的方式是产生高强度的摇摆回转气流的重要因素之一。对于该背景，在公开号为07-279751的日本专利申请(JP-A-07-279751)以及公开号为59-135335的日本实用新型申请(JP-U-59-135335)中已经提出了用于改进将进气引入气缸中的方式的技术。

[0004]为了在气缸中产生高强度的摇摆回转气流，需要设计便于实现满足该需要的最佳的进气口形状或布置的进气口。然而，当进气阀的阀升程主要处于中到高的范围内时，典型地增强了摇摆回转气流。图39A和图39B还示意性地示出了与燃烧室54、进气阀55和排气阀56一起的进气口10X(图39A中的10Xa和10Xb)和10Y(图39B中的10Ya和10Yb)的典型示例。在图39A和图39B中，当从气缸盖的上面观察时，进气口10X和10Y投影在水平面上，并且每个进气口的流线与进气口的入口侧开口面的交点在投影在水平面S上时被定义为起点P1，而进气口的流线与进气阀55的中心轴的交点在投影在水平面S上时被定义为终点P2。这里，进气阀55的中心轴不是指进气阀的杆的轴，而是指穿过进气阀的伞部的中心的轴。同样在图39A和图39B中，直线L1表示包含起点P1并且在与水平面S上的曲轴的轴正交的方向上延伸的直线，而直线L2表示包含终点P2并且在与水平面S上的曲轴的轴正交的方向上延伸的直线。

[0005]在图39A中，图示了进气口10X(10Xa和10Xb)，进气口10X成形，从而连接起点P1与终点P2的直线与投影在水平面S上的进气口的流线F(将简称为“进气口的投影流线”)基本相同，并且在从起点P1到终点P2的方向上两个进气口10Xa与10Xb之间的距离逐渐增大。在图39B中，图示了进气口10Y(10Ya和10Yb)，进气口10Y成形，从而进气口的投影流线F不位于比直线L1更靠近燃烧室54的中心的位置，即，投影流线F不位于直线L1的内侧上(换句话说，位于直线L1的外侧上)。使用这样成形的进气口10X和10Y，进气从进气口10的下游侧开口的整个区域均匀地流入燃烧室54中，因此，当进气阀的阀升程处于小到中的范围内时，并未有利地增强摇摆回转气流。

[0006]尤其当进气阀的阀升程处于小到中的范围内时，由于进气的主流通常不具有特定的定向特征，即，使主流不在任何特定的方向上流动，因此，例如，进气阀的阀杆部成为进气流的主要障碍。因此，当阀升程处于小到中的范围内时，即使存在在燃烧室中形成的摇摆回转气流，也不总是按照所期望地被增强。因此，在降低诸如HC和CO的排放物以及减轻燃料经济的恶化所需的混合气的混合程度、在低温启动或稀燃工作时改进燃烧所需的火焰传播特征，以及防止爆燃所需的燃烧速度上余留了某些改进的空间。然而，还未提出用于设计进气口的特定方针或方案，以便即使在阀升程处于小到中的范围内，也能够有利地增强摇摆回转气流。