[发明专利]柴油发动机

说明书

技术领域

本发明涉及使吸入燃烧室内的空气横着旋转、产生卷成旋涡的旋转流（下面，称之为“涡流”），从多喷口结构的燃料喷射喷嘴向该燃烧室内直接喷射燃料的直喷式的柴油发动机，特别是，涉及不会招致油耗恶化和黑烟量增加、能够降低NOx的燃烧技术。

背景技术

过去，在将燃料直接喷射到燃烧室内进行自点火的直喷式的柴油发动机中，作为降低NOx生成量的技术，已知有正时延迟。该所谓正时延迟，是通过使点火时间延迟来降低燃烧最高温度，抑制氮与氧的反应以降低NOx生成量的技术，但是，这时，由于在达到燃烧最高温度的初始燃烧之后供应的燃料的比例多，所以，燃烧变得不完全，油耗差，黑烟产生量也多。因此，通过在燃烧室内交替地配置将燃料喷射时的燃料喷雾引导到燃烧室的周边部和中央部的导向部，使燃料喷雾在燃烧室内均匀地分散，提高燃烧效率的技术是公知的（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开平8－296442号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，根据前述技术，尽管可以期待燃烧效率的提高，但是，存在着不能达到能够抑制由于正时延迟而由在初始燃烧之后供应的燃料引起的不完全燃烧，即使利用前述技术，也难以稳定地提高油耗性能和减少黑烟产生量的问题。

特别是，在为了扩大喷口面积以防止油耗的恶化而设置多个喷口的多喷口结构的情况下，喷口之间的距离变短，由来自各个喷口的喷射燃料形成的燃料喷雾的间隔也变窄。因此，存在着如下问题，即，在涡流强的部位，在燃烧室内直线前进的力（下面，称之为“贯穿力”）小的燃料喷雾沿着涡流的旋转方向弯曲且相邻的燃料喷雾彼此之间容易重叠，在该喷雾重叠部，燃料浓度局部地上升，不完全燃烧变得显著，变得更难以稳定地提高油耗性能和降低黑烟产生量。

解决课题的手段

本发明的第一种形式，为一种柴油发动机，所述柴油发动机从多喷口结构的燃料喷射喷嘴向产生吸入空气的涡流的燃烧室内直接喷射燃料，形成多个燃料喷雾，其中，所述柴油发动机配备有减少来自于相邻设置的喷口的燃料喷雾的重叠的避免重叠结构，作为该避免重叠结构，设置气门配气正时机构，该气门配气正时机构将向前述燃烧室内吸入空气的进气门的关闭气门动作的开始点设定在进气下止点之前，并且，设置在前述关闭气门动作中将前述进气门的就位速度减速以缓和就位的冲击的缓冲区间，将该缓冲区间的开始点设定在进气下止点之前。

本发明的第二种形式，作为第一种形式的避免重叠结构，在前述气门配气正时机构之外，还设置不同直径的多喷口结构，该不同直径的多喷口结构由上下多层的喷口列构成，在该喷口列之中，越是燃料的喷射方向的俯角小的上层侧，越将喷口直径设定得大以增加贯穿力。

发明的效果

由于本发明如上面所述的那样构成，所以，产生下面所述的效果。

即，根据第一种形式，在前述气门配气正时机构中，由于在开始关闭气门动作之后，进气流路被进气门逐渐关闭，所以，在直到活塞到达进气下止点的期间内，在进气流受到限制的状态下继续进气行程。从而，可以使吸入空气绝热膨胀以降低气缸内的进气温度，使燃烧最高温度降低以减少NOx生成量。这时，与进行正时延迟的情况不同，在初始燃烧之后供应的燃料的比例不变多。进而，在前述气门配气正时机构中，缩短从进气门的开启气门动作开始到关闭气门动作开始的时间（下面，作为“开启气门时间），限制在容易发生涡流的该升程部的进气量，并且，通过使吸入空气膨胀，可以减小伴随着进气的涡流，即使在多喷口结构的情况下，也可以减少多个燃料喷雾被弯曲成涡流而生成的重叠。借此，可以减小喷雾重叠区域，减轻燃料浓度的局部的上升，抑制不完全燃烧，谋求稳定的油耗性能的提高和黑烟产生量的减少。加之，可以在进气下止点在燃烧室内发生大的压力变动之前，将进气门的就位速度减速，即使在这样的压力变动下，进气门也不会激烈地碰撞就位面，可以防止进气门或就位面的损伤。

根据第二种形式，在前述柴油发动机中，即使由于进气条件的变动等发生大的涡流，也能够越是通过高速旋转外侧的燃料喷雾，越能够使贯穿力增加，可以与从涡流受到的弯曲力相应地使各个燃料喷雾的贯穿力合理化。从而，在将燃料喷雾的前部与燃烧室的壁面接触而使大量的炭堆积的情况抑制到最小限度的同时，可以减小喷雾重叠区域以减轻燃料浓度的局部的上升，提高燃烧室内的空气利用率，即使在发生的大的涡流的情况下，也能够谋求稳定地提高油耗性能和减少黑烟发生量。

附图说明

图1是表示根据本发明的柴油发动机的整体结构的正视剖视图。

图2是表示进气门的曲轴的角度和关闭气门动作的关系的说明图。