[发明专利]内燃发动机的活塞及设置有这种活塞的内燃发动机

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及内燃发动机的在燃烧室中产生翻转流的活塞以及设置有该活塞的内燃发动机。

2.相关技术描述

当通过从进气口流入燃烧室中的进气在燃烧室中产生翻转流时，在进气流中产生了湍流。结果，空气燃料混合物的燃烧速度增大，因而使空气燃料混合物稳定地燃烧(例如，参见日本专利申请公报No.2010-53710(JP 2010-53710A))。

发明内容

已知一种如下活塞，在该活塞中，在活塞的顶表面中形成有用于避免与进气门或排气门接触的凹部。在采用这种类型的活塞的内燃发动机中，当由于在燃烧室内产生的翻转流而使空气燃料混合物沿着活塞的顶表面流动时，空气燃料混合物流入该凹部以及流出该凹部会导致翻转流的衰减。

因此，本发明提供了内燃发动机的抑制在燃烧室内产生的翻转流衰减的活塞以及设置有该活塞的内燃发动机。

本发明的一个方面涉及内燃发动机的活塞。该活塞包括用于进气门的进气侧凹部以及用于排气门的排气侧凹部，该进气侧凹部形成在活塞顶表面中，该排气侧凹部形成在活塞顶表面中。当进气侧凹部和排气侧凹部排齐的方向为限定方向时，活塞在燃烧室中产生翻转流，该翻转流产生在活塞顶表面上方从限定方向一侧朝向限定方向另一侧流动的进气流。而且，在进气侧凹部和排气侧凹部中至少一者的凹部的周缘处，活塞顶表面的位于凹部的限定方向一侧的部分与凹部连接处所在的部分的沿着限定方向的截面的曲率半径小于活塞顶表面的位于凹部的限定方向另一侧的部分与凹部连接处所在的部分的沿着限定方向的截面的曲率半径。

上述方面中的活塞可以应用于在燃烧室内产生翻转流的内燃发动机。在这种情况下，已经从限定方向一侧流动至凹部附近的空气燃料混合物将不容易流入凹部中，这是因为该凹部的周缘的一侧部分(即，一侧的部分)的曲率半径小于另一侧部分(即，另一侧的部分)的曲率半径。此外，当空气燃料混合物到达凹部的周缘的另一侧部分而没有流入该凹部中时，空气燃料混合物的流动将能够由另一侧部分平顺地调节成沿着活塞顶表面的形状的流动，这是因为所述另一侧部分的曲率半径大于所述一侧部分的曲率半径。也就是说，空气燃料混合物在限定方向上沿着活塞顶表面从一方向朝向另一方向流动的同时被抑制流入该凹部中，因而能够抑制在燃烧室中产生的翻转流的衰减。

可以对沿限定方向排齐的进气侧凹部和排气侧凹部中的仅一者采用具有如下结构的凹部：在该结构中，周缘的一侧部分的曲率半径小于另一侧部分的曲率半径，然而为了提高翻转流的衰减抑制效果，可以对进气侧凹部和排气侧凹部两者采用具有上述结构的凹部。

此外，进气侧凹部和排气侧凹部中一者的凹部的周缘的一侧部分的曲率半径可以小于进气侧凹部和排气侧凹部中另一者的凹部的周缘的另一侧部分的曲率半径。结果，当空气燃料混合物沿限定方向在所述一者的凹部上方通过时，空气燃料混合物将不容易流入所述一者的凹部中。由此，能够抑制在燃烧室中产生的翻转流的衰减。

此外，进气侧凹部和排气侧凹部中一者的凹部的周缘的另一侧部分的曲率半径可以大于所述另一者的凹部的周缘的一侧部分的曲率半径。结果，当空气燃料混合物沿限定方向在另一者的凹部上方通过时，空气燃料混合物将不容易流入所述另一者的凹部中。因此，能够抑制在燃烧室中产生的翻转流的衰减。

此外，预先假定如下内燃发动机：当用于进气门的形成在活塞顶表面中的进气侧凹部和用于排气门的形成在活塞顶表面中的排气侧凹部排齐的方向为限定方向时，该内燃发动机在燃烧室中产生翻转流，该翻转流产生在活塞顶表面上方从限定方向一侧朝向限定方向另一侧流动的进气流。设置在这种内燃发动机中的活塞可以是上述方面的活塞。以此结构，能够获得与通过上述内燃发动机的活塞所获得的作用效果相似的作用效果。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1为示意性地示出本发明的一个示例实施方式的截面图；

图2为示意性地示出活塞的顶表面的平面图；

图3A为沿着图2中的线3-3截取的箭头截面图；

图3B为图3A中的一部分的放大图；

图3C为图3A中另一部分的放大图；

图3D为图3A中又一部分的放大图；

图3E为图3A中再一部分的放大图；

图4A为根据比较示例的活塞的一部分的截面图；

图4B为图4A中一部分的放大图；

图4C为图4A中另一部分的放大图；