[发明专利]发动机的燃烧室结构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机的燃烧室结构，尤其涉及在规定的运行区域，在从压缩行程后 半期至膨胀行程前半期的期间向汽缸内喷射燃料，并且在压缩上死点后执行点火的发动机 的燃烧室结构。

背景技术

一般而言，在使用汽油或者以汽油为主成分的燃料的发动机中，广泛采用通过火 花塞进行点火的火花点火方式。另一方面，最近，从谋求燃料消耗量的改善的观点等考虑， 正在开发将高压缩比（例如17以上）作为发动机的几何压缩比而进行应用，在使用汽油或以 汽油为主成分的燃料的同时，在规定的运行区域执行压缩自动点火（具体而言是被称为 HCCI（homogeneous-chargecompressionignition；均质充量压缩点火燃烧）的预混合压 缩自动点火）的技术。

执行这样的压缩自动点火的发动机的燃烧室结构例如被专利文献1公开。专利文 献1公开了使应用于高压比发动机中的燃烧室结构形成为对形成于活塞上表面的中央部的 腔室内部充分进行扫气的结构，从而谋求填充效率的改善的技术。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2014-43782号公报。

发明内容

在执行压缩自动点火的发动机中，在规定的运行区域（例如低旋转·高负荷域） 中，在从压缩行程后半期至膨胀行程前半期的期间喷射燃料并执行点火，但是在该情况下， 从燃料喷射至点火的时间较短，因此难以使混合气在燃烧室内均匀地扩散。因此，在燃烧室 内产生混合气较浓的部分和较稀的部分，从而含有燃料的混合气在未燃烧的情况下被排 出，或者在应燃烧的正时之后发生燃烧（后燃烧），导致燃料消耗量恶化。又，产生烟气，从而 还使排放性恶化。

因此，在如上所述的执行压缩自动点火的发动机中，优选的是在执行燃料喷射后， 使燃烧室内的混合气迅速形成均匀的状态，换言之，优选的是能够迅速确保燃烧室内的混 合气的均匀性。

然而，以往，从进气门以及排气门的配置便利性的观点等考虑，采用了汽缸盖侧的 燃烧室顶部形成为人字屋顶形状（屋脊（Pent-roof）形状）的燃烧室，但是在如上所述的执 行压缩自动点火的发动机中应用这样的燃烧室时，燃烧室内的混合气具有变得不均匀的倾 向。其原因如下。

在使用屋脊形状的燃烧室的发动机中，沿着构成屋脊形状的棱线（相当于位于屋 脊的顶上部，且两个顶面（倾斜面）相交的线，以下适当地称为“屋脊棱线”）剖切的燃烧室的 截面、与沿着和该屋脊棱线正交的线剖切的燃烧室的截面形成为不同的形状。因此，在活塞 位于上死点时，在位于屋脊棱线下方的活塞上部的外缘部（表示腔室的外侧部分。以下同样 如此。）和汽缸盖下表面（表示燃烧室的顶部。以下同样如此。）之间形成的空间的容积、与在 位于和屋脊棱线正交的线的下方的活塞上部的外缘部和汽缸盖下表面之间形成的空间的 容积不相同。另外，形成在活塞上部的外缘部和汽缸盖的下表面之间的空间通常称为“挤流 区域（squisharea）”。

因此，在压缩上死点后产生、且在活塞上部的外缘部和汽缸盖的下表面之间的间 隙内流入气体的逆挤流的强度根据燃烧室内的位置的不同而改变，从而在燃烧室内产生不 均匀的流动。因此，在应用屋脊形状的燃烧室的发动机中，因上述产生于燃烧室内的不均匀 的流动，燃烧室内的混合气具有变得不均匀的倾向。其结果是，如上所述，因未燃烧或后燃 烧而导致燃料消耗量恶化，或者因烟气而导致排放性恶化。

本发明是为了解决上述现有技术的问题而形成，其目的是通过形成为确保燃烧室 内挤流区域的平衡的结构，能够使燃烧室内的混合气适当地均一化的发动机的燃烧室结 构。