內燃機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內燃機，在氣缸內產生了氣流的情況下實現穩(wěn)定的燃燒。該內燃機具備：燃料噴射閥，其具有第一噴孔和第二噴孔；和點火裝置，其配置在回旋流流過的位置中的比第一噴孔的延長線靠回旋流的流動方向下游側且比第二噴孔的延長線靠回旋流的流動方向上游側的位置，對從燃料噴射閥噴射出的燃料的噴霧進行點火，第一噴孔和第二噴孔形成為從第一噴孔的延長線到點火裝置的最短距離比從第二噴孔的延長線到點火裝置的最短距離長。
【專利說明】
內燃機
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及內燃機。
【背景技術】
[0002]已知有一種以在燃料噴霧與燃料噴霧之間配置火花塞的方式形成燃料噴射閥的噴孔的技術(例如，參照專利文獻I)。在該技術中，以使得火花塞周邊的燃料濃度成為合適值的方式配置噴孔。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I:日本特表2003-534486號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2011-094604號公報

【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]在上述專利文獻中，沒有考慮在氣缸內產生的氣流的影響，因此，在燃料噴霧因氣流而流動了的情況下，根據燃料噴霧與火花塞的位置關系，有可能難以進行點火。即，有可能由于以下原因而難以進行點火:由于燃料噴霧接近火花塞，在火花塞點火時，火花塞附近的燃料濃度會變得過高，或者，由于燃料噴霧遠離火花塞，在火花塞點火時，火花塞附近的燃料濃度會變得過低。
[0009]本發(fā)明是鑒于如上所述的問題點而完成的發(fā)明，其目的在于，在氣缸內產生了氣流的情況下實現穩(wěn)定的燃燒。
[0010]用于解決問題的手段
[0011]為了解決上述問題，在本發(fā)明中提供一種內燃機，在汽缸內產生回旋流，其中，所述內燃機具備:燃料噴射閥，其具有至少包括向所述汽缸內噴射燃料的第一噴孔和第二噴孔的多個噴孔;和點火裝置，其配置在所述回旋流流過的位置中的比所述第一噴孔的延長線靠所述回旋流的流動方向下游側且比所述第二噴孔的延長線靠所述回旋流的流動方向上游側的位置，對從所述燃料噴射閥噴射出的燃料的噴霧進行點火，所述第一噴孔和所述第二噴孔形成為從所述第一噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離比從所述第二噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離長。
[0012]點火裝置與燃料噴射閥的相對位置關系以及噴孔的朝向被設定成點火裝置能夠對從燃料噴射閥噴射出的因回旋流而流動了的燃料的噴霧進行點火。在從點火裝置來看的情況下，從第一噴孔向回旋流的上游側噴射燃料，從第二噴孔向回旋流的下游側噴射燃料。因此，來自第一噴孔的燃料噴霧因回旋流而在到點火為止的期間內接近點火裝置，另一方面，來自第二噴孔的燃料噴霧因回旋流而在到點火為止的期間內遠離點火裝置。因此，預想來自第一噴孔的燃料噴霧因回旋流而接近點火裝置的情況，而將第一噴孔形成為使來自第一噴孔的燃料噴霧預先朝向回旋流的上游側遠離點火裝置。同樣，預想來自第二噴孔的燃料噴霧因回旋流而遠離點火裝置的情況，而將第二噴孔形成為使來自第二噴孔的燃料噴霧預先朝向回旋流的上游側接近點火裝置。其結果，從第一噴孔的延長線到點火裝置的最短距離比從第二噴孔的延長線到點火裝置的最短距離長。通過這樣形成第一噴孔和第二噴孔，在點火裝置點火時，即使來自兩噴孔的燃料噴霧發(fā)生了流動，點火裝置與燃料噴霧的位置關系也會成為適于燃燒的關系，所以能夠實現穩(wěn)定的燃燒。
[0013]另外，所述第一噴孔和所述第二噴孔可以形成為所述第一噴孔的延長線和所述第二噴孔的延長線在所述回旋流的流動方向上不重疊。
[0014]于是，燃料噴霧的至少一部分在回旋流的流動方向上不重疊。若假設第一噴孔的燃料噴霧與第二噴孔的燃料噴霧在回旋流的流動方向上重疊，則與第一噴孔的燃料噴霧碰撞后的氣流難以到達第二噴孔的燃料噴霧。因此，回旋流的效果變小。另一方面，若使得第一噴孔的延長線與第二噴孔的延長線在回旋流的流動方向上不重疊，則第二噴孔的燃料噴霧的至少一部分直接暴露于氣流，所以在第二噴孔的燃料噴霧中也能夠得到回旋流的效果。因此，能夠實現穩(wěn)定的燃燒。
[0015]另外，所述第一噴孔和所述第二噴孔可以形成為所述第一噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度比所述第二噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度大。
[0016]在剛從第二噴孔噴射出燃料后，燃料噴霧離點火裝置比較近，所以從該第二噴孔噴射出的燃料有可能附著于點火裝置而阻礙之后的點火。相對于此，通過使第二噴孔的延長線與燃料噴射閥的中心軸所成的角度比較小，能夠使來自第二噴孔的燃料噴霧與點火裝置之間的距離變長。因此，通過使第一噴孔的延長線與燃料噴射閥的中心軸所成的角度比第二噴孔的延長線與燃料噴射閥的中心軸所成的角度大，能夠抑制燃料附著于點火裝置，所以能夠實現穩(wěn)定的燃燒。
[0017]另外，所述第一噴孔和所述第二噴孔可以形成為來自所述第一噴孔的燃料噴霧和來自所述第二噴孔的燃料噴霧在所述回旋流的流動方向上有一半以上不重疊。這樣一來，來自第二噴孔的燃料噴霧的一半以上直接暴露于回旋流，所以回旋流的效果變得更大。
[0018]另外，所述第一噴孔和所述第二噴孔可以形成為所述第一噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度比所述第二噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度大5度以上。
[0019]在此，來自各噴孔的燃料噴霧例如以10度的角度擴張。因此，通過將第一噴孔的延長線與燃料噴射閥的中心軸所成的角度和第二噴孔的延長線與燃料噴射閥的中心軸所成的角度之差設為例如10度的一半即5度，能夠抑制來自第一噴孔的燃料噴霧與來自第二噴孔的燃料噴霧在回旋流的流動方向上有一半以上重疊，所以在來自第二噴孔的燃料噴霧中也能夠得到回旋流的效果。
[0020]另外，可以通過將所述第一噴孔從能夠由所述點火裝置點火的區(qū)域中的上游側的外緣向所述回旋流的上游側錯開如下角度，將所述第二噴孔的朝向從能夠由所述點火裝置點火的區(qū)域中的下游側的外緣向所述回旋流的上游側錯開該角度，來使從所述第一噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離比從所述第二噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離長，所述角度是在從所述燃料噴射閥的燃料噴射到所述點火裝置的點火的期間內燃料噴霧因所述回旋流而旋轉的角度。
[0021]即，通過使第一噴孔和第二噴孔錯開燃料噴霧因回旋流而旋轉的角度，在點火裝置點火時燃料噴霧存在于可點火的區(qū)域，所以能夠實現穩(wěn)定的燃燒。
[0022]另外，所述回旋流可以是以所述燃料噴射閥的中心軸為中心進行回旋的渦流。通過該渦流，來自第一噴孔的燃料噴霧和來自第二噴孔的燃料噴霧均以氣缸中心軸為中心進行回旋。因此，點火裝置與燃料噴霧的位置關系因渦流而變化。即使在這樣的情況下，也能夠將點火裝置與燃料噴射閥的相對位置關系以及噴孔的朝向設定成能夠對因渦流而流動后的燃料噴霧進行點火。此外，即使在回旋流為滾流的情況下也能夠同樣地考慮。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據本發(fā)明，在氣缸內產生了氣流的情況下能夠實現穩(wěn)定的燃燒。
【附圖說明】
[0025]圖1是示出實施例的內燃機及其進氣排氣系統的概略結構的圖。
[0026]圖2是從氣缸的上側(氣缸蓋側)觀察來自實施例1的燃料噴射閥的燃料噴霧的圖。
[0027]圖3是示出圖2的A-A截面下的火花塞與來自燃料噴射閥的燃料噴霧的關系的圖。
[0028]圖4是示出氣缸內的氣流的強度、從燃料噴射到點火的時間(噴射-點火間隔)、以及第一噴孔和第二噴孔的錯開量的關系的圖。
[0029]圖5是示出圖2的A-A截面下的火花塞與來自燃料噴射閥的燃料噴霧的關系的圖，且是第一噴孔的噴射角度與第二噴孔的噴射角度相等的情況下的圖。
[0030]圖6是以與燃料噴射閥的中心軸正交的截面將燃料噴射閥的噴孔的位置切斷的情況下的圖。
[0031]圖7是以圖6的B-B截面將具有與圖5對應的第一噴孔和第二噴孔的燃料噴射閥切斷的剖視圖。
[0032]圖8是示出圖2的A-A截面下的火花塞與來自燃料噴射閥的燃料噴霧的關系的圖，且是第一噴孔的噴射角度與第二噴孔的噴射角度不同的情況下的圖。
[0033]圖9是以圖6的B-B截面將具有與圖8對應的第一噴孔和第二噴孔的燃料噴射閥切斷的剖視圖。
[0034]圖10是示出圖2的A-A截面下的火花塞與來自燃料噴射閥的燃料噴霧的關系的圖，且是使第一噴孔的噴射角度比第二噴孔的噴射角度小的情況下的圖。
[0035]圖11是示出圖2的A-A截面下的火花塞與來自燃料噴射閥的燃料噴霧的關系的圖，且是氣流從傾斜方向與燃料噴霧碰撞的情況下的圖。
[0036]圖12是從氣缸的上側觀察產生了滾流的情況下的燃料噴霧的圖。
[0037]標號說明
[0038]1:內燃機
[0039]2:氣缸
[0040]5:火花塞
[0041]6:燃料噴射閥
[0042]6a:噴孔
[0043]6al:第一噴孔
[0044]6a2:第二噴孔
[0045]9:進氣門
[0046]10:排氣門
[0047]20:ECU
[0048]610:延長線
[0049]611:燃料噴霧
[0050]612:燃料噴霧[0051 ]620:延長線
[0052]621:燃料噴霧
[0053]622:燃料噴霧
【具體實施方式】
[0054]以下，參照附圖，基于實施例對【具體實施方式】例示性地進行詳細說明。但是，關于本實施例所記載的構成部件的尺寸、材質、形狀及其相對配置等，只要沒有特別的記載，就并非旨在對本發(fā)明的范圍進行限定。
[0055](實施例1)
[0056]圖1是示出本實施例的內燃機及其進氣排氣系統的概略結構的圖。圖1所示的內燃機I是具備多個氣缸2的4沖程的汽油內燃機。此外，在圖1中，僅示出了多個氣缸中的I個氣缸。
[0057]在內燃機I的各氣缸2內，以滑動自如的方式安裝有活塞3。活塞3經由連桿4連結于未圖示的輸出軸(曲軸)。另外，氣缸2的內部與形成于氣缸蓋11的進氣口 7和排氣口 8連通。氣缸2內的進氣口 7的開口端由進氣門9進行開閉。氣缸2內的排氣口 8的開口端由排氣門1進行開閉。進氣門9和排氣門10各自由未圖示的進氣凸輪和排氣凸輪進行開閉驅動。
[0058]進而，在各氣缸2的氣缸蓋11側，在氣缸2的中心軸附近配置有用于向該氣缸2內噴射燃料的燃料噴射閥6，并且配置有能夠對從燃料噴射閥6噴射出的燃料進行點火的火花塞5 ο關于燃料噴射閥6，將在后面進行敘述。此外，在本實施例中，火花塞5相當于本發(fā)明中的點火裝置。
[0059]進氣口 7與進氣通路70連通。在進氣通路70配置有節(jié)氣門71。在比節(jié)氣門71靠上游的進氣通路70配置有空氣流量計72。排氣口 8與排氣通路80連通。
[0060]并且，在內燃機I并設有控制該內燃機I的電子控制裝置即ECU(EI ec troni cControl Unit:電子控制單元)20 JCU20與上述空氣流量計72、曲軸位置傳感器21以及加速器位置傳感器22電連接，各傳感器的檢測值被傳遞給ECU20 JCU20能夠掌握基于空氣流量計72的檢測值得到的吸入空氣量、基于曲軸位置傳感器21的檢測得到的內燃機旋轉速度、基于加速器位置傳感器22的檢測得到的內燃機負荷等內燃機I的運轉狀態(tài)。另外，ECU20與火花塞5、燃料噴射閥6、節(jié)氣門71等電連接，這些設備分別由ECU20進行控制。
[0061 ]在此，圖2是從氣缸2的上側(氣缸蓋11側)觀察來自本實施例的燃料噴射閥6的燃料噴霧的圖。另外，圖3是示出圖2的A-A截面下的火花塞5與來自燃料噴射閥6的燃料噴霧的關系的圖。A-A截面是以與從燃料噴射閥6朝向火花塞5的方向正交、且通過火花塞5的平面進行切斷而得到的截面。此外，虛線也可以設為剛噴射燃料后的燃料噴霧。另外，610表示作為燃料噴射閥6的噴孔6a之一的第一噴孔6al的延長線，611和612表不來自該第一噴孔6al的燃料噴霧。而且，620表示作為燃料噴射閥6的噴孔6a之一的第二噴孔6a2的延長線，621和622表示來自該第二噴孔6a2的燃料噴霧。噴孔6a的延長線610、620既可以設為噴孔6a的中心軸的延長線，也可以設為表示本來從噴孔6a噴射燃料的方向的線。虛線所示的燃料噴霧611、621表示在氣缸2內不存在回旋流的情況下的燃料噴霧，實線所示的燃料噴霧612、622表示在氣缸2內存在回旋流、且燃料噴霧因回旋流而流動后的火花塞5點火時的燃料噴霧。此外，在圖2和圖3中，雖然僅示出了第一噴孔6al和第二噴孔6a2，但也可以具備其他噴孔6a。在該情況下，既可以將噴孔6a以等間隔(也可以設為等角度)的方式配置在燃料噴射閥6的中心軸周圍，也可以以不等間隔(也可以設為不等角度)的方式配置在燃料噴射閥6的中心軸周圍。圖2示出了如雙點劃線的箭頭所示那樣產生了順時針的渦流(swirl)的情況。此夕卜，氣缸2的中心軸、燃料噴射閥6的中心軸以及渦流的中心軸大致相同，但無需嚴格一致。另外，雖然將氣缸2的中心軸與燃料噴射閥6的中心軸設為了平行，但不一定必須平行。
[0062]本實施例的燃料噴射閥6，考慮渦流而將噴孔6a形成為在火花塞5點火時火花塞5與燃料噴霧612、622的距離成為適于點火的距離。此時，火花塞5與燃料噴霧612、622的距離被設定成能夠進行分層燃燒(也可以設為噴霧引導燃燒)。此外，噴霧引導燃燒是指在燃料噴霧的外緣附近且燃料濃度成為了適于燃燒的濃度的部位由火花塞5直接點火而進行燃
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[0063]在此，燃料噴霧中，越靠近其中心側，則燃料濃度越高，越遠離燃料噴霧的中心(越靠燃料噴霧的外側)，則燃料濃度越低。并且，在燃料噴霧的外緣附近，燃料濃度成為適于燃燒的濃度、即適于燃燒的空燃比。因此，若將第一噴孔6al和第二噴孔6a2形成為在火花塞5點火時因渦流而流動了的燃料噴霧612、622的外緣附近位于火花塞5附近(以下，也稱作可點火區(qū)域)，則能夠實現更可靠的點火。即，第一噴孔6al的延長線610與第二噴孔6a2的延長線620所成的角度被設定成因渦流而流動后的燃料噴霧612、622存在于可點火區(qū)域。此外，因渦流而流動后的燃料噴霧612、622在圖2中存在于關于通過燃料噴射閥6的中心和火花塞5的中心的直線對稱的位置。這樣，通過燃料噴霧612、622隔著火花塞5對稱，能夠同時對兩燃料噴霧612、622進行點火，所以能夠實現更可靠的點火。另一方面，第一噴孔6al的延長線610和第二噴孔6a2的延長線620不關于通過燃料噴射閥6的中心和火花塞5的中心的直線對稱，第一噴孔6al的延長線610與火花塞5的最短距離比第二噴孔6a2的延長線620與火花塞5的最短距離長。此外，在此所說的最短距離不是圖2中的二維距離，而是也考慮了氣缸2的中心軸方向的空間內的距離。這樣，在本實施例中，使噴孔6a錯開在從燃料噴射到點火的期間內燃料噴霧所旋轉的角度。
[0064]另一方面，若在火花塞5點火時燃料噴霧的中心部位于火花塞5附近，則液狀的燃料會附著于火花塞5，有可能難以產生電火花。因此，有可能難以使燃料燃燒。即使液狀的燃料不附著于火花塞5，有時燃料濃度也會過高而導致難以進行點火。另外，若因渦流而流動了的燃料噴霧離火花塞5過遠，則會由于點火區(qū)域的燃料濃度變得過低或者不存在燃料而難以進行點火。相對于此，在本實施例的燃料噴射閥6中，在點火時燃料噴霧612、622存在于可點火區(qū)域，所以能夠實現穩(wěn)定的燃燒。
[0065]此外，上述穩(wěn)定的燃燒可在預定的運轉區(qū)域實現。在此，火花塞5的點火正時、從燃料噴射到點火的時間、渦流的速度等有可能因內燃機I的運轉狀態(tài)而變化，因此，難以將噴孔6a形成為在全部運轉區(qū)域中在點火時火花塞5與燃料噴霧612、622的距離都成為適于點火的距離。因此，將噴孔6a形成為在預定的運轉區(qū)域中在點火時火花塞5與燃料噴霧的距離成為適于點火的距離。該預定的運轉區(qū)域例如可以設為進行難以對混合氣體進行點火的分層燃燒(也可以設為噴霧引導燃燒)的運轉區(qū)域。
[0066]在此，圖4是示出了氣缸2內的氣流的強度、從燃料噴射到點火的時間(噴射-點火間隔)、以及第一噴孔6al和第二噴孔6a2的錯開量的關系的圖。錯開量是指以燃料噴射閥6為中心使噴孔6a向渦流的上游側錯開的角度，是指圖2中的點火時的燃料噴霧612與噴射時的燃料噴霧611的角度(也可以設為點火時的燃料噴霧622與噴射時的燃料噴霧621的角度)。在圖4中，“大”表示錯開量大，“小”表示錯開量小。氣流的強度也可以設為渦流的旋轉速度。氣流的強度越大或者從燃料噴射到點火的時間越長，則從燃料噴射到點火為止燃料噴霧所流動的距離越長，因而使錯開量越大，以使得向渦流的旋轉方向的更上游側噴射燃料。即，在設計燃料噴射閥6時，預定的運轉區(qū)域內的氣流的強度越大，或者從燃料噴射到點火的時間越長，則使以燃料噴射閥6的中心軸為中心使第一噴孔6al的延長線和第二噴孔6a2的延長線向渦流的旋轉方向的上游側錯開的角度越大。因此，基于預定的運轉區(qū)域內的氣流的強度和從燃料噴射到點火的時間來形成第一噴孔6al和第二噴孔6a2。此外，圖4所示的關系可以通過實驗或者模擬等求出。
[0067]這樣，在本實施例的燃料噴射閥6中，將噴孔6al、6a2形成為因渦流而流動后的燃料噴霧612、622的位置成為合適的位置。因此，設計噴孔6al、6a2并決定火花塞5與第一噴孔6al的延長線和第二噴孔6a2的延長線的相對關系，以使得第一噴孔6al的延長線與火花塞5的最短距離比第二噴孔6a2的延長線與火花塞5的最短距離長。
[0068]如以上所說明，根據本實施例，由于考慮由渦流引起的燃料噴霧的移動，將第一噴孔6al和第二噴孔6a2形成為在火花塞5點火時燃料噴霧存在于可點火區(qū)域，所以能夠更可靠地進行點火。因此，通過使用本實施例的燃料噴射閥6，例如能夠實現穩(wěn)定的噴霧引導燃燒。而且，能夠抑制由燃燒狀態(tài)的惡化引起的煙塵的產生、未燃燃料的排出、轉矩的降低等。
[0069](實施例2)
[0070]在實施例1中，關于第一噴孔6al的延長線610和第二噴孔6a2的延長線620與燃料噴射閥6的中心軸60所成的角度(以下，稱作噴射角度)，沒有作出規(guī)定。在本實施例中，對該角度進行規(guī)定。在本實施例中，將第一噴孔6al和第二噴孔6a2形成為第一噴孔6al的延長線610與第二噴孔6a2的延長線620在回旋流的流動方向上不重疊。
[0071]在此，圖5是示出圖2的A-A截面下的火花塞5與來自燃料噴射閥6的燃料噴霧的關系的圖，且是第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2相等的情況下的圖。另外，圖6是以與燃料噴射閥6的中心軸正交的截面將燃料噴射閥6的噴孔6a的位置切斷的情況下的圖。另外，圖7是以圖6的B-B截面將具有與圖5對應的第一噴孔6al和第二噴孔6a2的燃料噴射閥6切斷的剖視圖。圖5中的箭頭表示渦流的流動方向。在圖5中，位于比火花塞5靠渦流的流動方向的上游側的燃料噴霧611、612是來自第一噴孔6al的燃料噴霧，位于比火花塞5靠渦流的流動方向的下游側的燃料噴霧621、622是來自第二噴孔6a2的燃料噴霧。圖5的燃料噴霧中的實線和虛線以與圖3相同的含義而使用。第一噴孔6al的噴射角度Rl是第一噴孔6al的延長線610與燃料噴射閥6的中心軸60所成的角度，是表示第一噴孔6al的延長線610從朝向活塞3的方向的燃料噴射閥6的中心軸向氣缸2的側面方向(也可以設為水平方向)傾斜了何種程度的角度。第二噴孔6a2的噴射角度R2是第二噴孔6a2的延長線620與燃料噴射閥6的中心軸60所成的角度，是表示第二噴孔6a2的延長線620從朝向活塞3的方向的燃料噴射閥6的中心軸向氣缸2的側面方向(也可以設為水平方向)傾斜了何種程度的角度。
[0072]在第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2相等的情況下，如圖5的單點劃線所示，燃料噴霧在氣缸2的中心軸方向(以下，也稱作高度方向)上沒有差異。即，來自第一噴孔6al的燃料噴霧611、612和來自第二噴孔6a2的燃料噴霧621、622的高度方向的位置由第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2來決定，因此，若噴射角度Rl、R2相同，則高度方向的位置沒有差異。因此，在渦流的旋轉方向上將來自兩噴孔6al、6a2的燃料噴霧投影的情況下，兩燃料噴霧重疊。于是，氣流的流動受到來自第一噴孔6al的燃料噴霧612阻礙，氣流難以與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622直接碰撞。即，來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622難以暴露于氣流，所以難以得到渦流的效果。
[0073]另一方面，若噴射角度Rl、R2不同，則高度方向的位置會產生差異。因此，在本實施例中，將第一噴孔6al和第二噴孔6a2形成為第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2不同。圖8是示出圖2的A-A截面下的火花塞5與來自燃料噴射閥6的燃料噴霧的關系的圖，且是第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2不同的情況下的圖。另外，圖9是以圖6的B-B截面將具有與圖8對應的第一噴孔6al和第二噴孔6a2的燃料噴射閥6切斷的剖視圖。
[0074]這樣，由于來自第一噴孔6al的燃料噴霧611、612和來自第二噴孔6a2的燃料噴霧621、622的高度方向的位置由第一噴孔6&1的噴射角度1?1與第二噴孔6&2的噴射角度1?2決定，所以在第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2不同的情況下，在來自第一噴孔6al的燃料噴霧612與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622之間會產生高度方向的差Dl。由此，來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622的至少一部分(圖8的陰影部分)直接暴露于氣流，所以渦流的效果變得更大。
[0075]此外，在本實施例中，將第一噴孔6al的噴射角度Rl和第二噴孔6a2的噴射角度R2設定成來自第一噴孔6al的燃料噴霧612與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622在渦流的旋轉方向上有一半以上不重疊。即，將第一噴孔6al的噴射角度Rl和第二噴孔6a2的噴射角度R2設定成:將來自第一噴孔6al的燃料噴霧612向渦流的旋轉方向投影的面積與將來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622向渦流的旋轉方向投影的面積有一半以上不重疊。在該情況下，在圖8中，Dl成為燃料噴霧的半徑以上。這樣，通過使得來自第一噴孔6al的燃料噴霧612與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622在渦流的旋轉方向上有一半以上不重疊，在來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622中也能夠提供渦流的效果。此外，關于使第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2錯開何種程度為好，雖然根據各個燃料噴霧擴張的范圍而變化，但若將噴射角度錯開例如5度以上，則能夠抑制燃料噴霧有一半以上重疊。在該情況下，設想各燃料噴霧從各噴孔6a以例如10度的范圍擴張。另外，也可以考慮通常的燃料噴射閥中的燃料噴霧擴張的范圍，將使噴射角度錯開的角度的上限設為例如25度。即，噴射角度的差可以設為5度以上且25度以下。
[0076]此外，在使第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2錯開的情況下，可考慮使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2大的情況和使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2小的情況。在此，使噴射角度越大，則在高度方向上燃料噴霧越接近火花塞5。上述圖8示出了使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2大的情況。另一方面，圖10是示出圖2的A-A截面下的火花塞5與來自燃料噴射閥6的燃料噴霧的關系的圖，且是使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2小的情況下的圖。在圖8的情況下，來自第一噴孔6al的燃料噴霧611、612與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧621、622相比，高度方向的位置較高，在圖10的情況下，來自第一噴孔6al的燃料噴霧611、612與來自第二噴孔6&2的燃料噴霧621、622相比，高度方向的位置較低。
[0077]在此，即使在使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2小的情況下(圖10)，在來自第一噴孔6al的燃料噴霧612與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622之間也會產生高度方向的差D2。由此，來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622的至少一部分直接暴露于氣流，所以渦流的效果變得更大。但是，若使第二噴孔6a2的噴射角度R2過大，則在燃料噴射時來自第二噴孔6a2的燃料噴霧621有可能與火花塞5碰撞。因此，從第二噴孔6a2噴射出的液狀的燃料有可能附著于火花塞5。若液狀的燃料附著于火花塞5，則有可能難以進行點火。
[0078]另一方面，在使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2大的情況下(圖8)，剛從第二噴孔6a2噴射燃料后的燃料噴霧621與圖10所示的情況相比離火花塞5更遠。因此，能夠抑制從第二噴孔6a2噴射出的燃料附著于火花塞5。在實施例1中，雖然考慮由渦流引起的燃料噴霧的移動，將第一噴孔6al和第二噴孔6a2形成為在火花塞5的點火時燃料噴霧位于可點火的位置，但若進一步如本實施例那樣考慮噴射角度，則能夠實現更穩(wěn)定的燃燒。
[0079]此外，在本實施例中，雖然對產生了以氣缸2的中心軸為中心的渦流的情況進行了說明，但也存在渦流的中心軸相對于氣缸2的中心軸傾斜的情況。即，也存在氣流不是從水平方向而是從傾斜方向與燃料噴霧碰撞的情況。圖11是示出圖2的A-A截面下的火花塞5與來自燃料噴射閥6的燃料噴霧的關系的圖，且是氣流從傾斜方向與燃料噴霧碰撞的情況下的圖。即使在這樣的情況下，通過使燃料噴霧612、622在氣流的流動方向上有一半以上不重疊，也能夠使氣流與來自第二噴孔6a2的燃料噴霧的一部分直接碰撞。
[0080]如以上所說明，根據本實施例，通過使第一噴孔6al的噴射角度Rl與第二噴孔6a2的噴射角度R2錯開，來自第二噴孔6a2的燃料噴霧暴露于更多的氣流。因此，能夠減小點火時的來自兩噴孔的燃料噴霧612、622的狀態(tài)之差。因此，能夠使來自兩噴孔的燃料噴霧612、622均形成為希望的狀態(tài)。由此，能夠實現穩(wěn)定的燃燒。進而，通過使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2大，能夠抑制從第二噴孔6a2噴射出的燃料附著于火花塞5，所以能夠實現更可靠的點火。
[0081 ](實施例3)
[0082]在上述實施例中，對作為回旋流產生了渦流的情況進行了說明，而在本實施例中，對作為回旋流產生了滾流的情況進行說明。滾流(tumble)是以與氣缸2的中心軸正交的軸為中心進行旋轉的回旋流。圖12是從氣缸2的上側觀察產生了滾流的情況下的燃料噴霧的圖。圖12示出了在燃料噴射閥6和火花塞5的附近從進氣門9側朝向排氣門10側產生了由滾流引起的氣流的情況(參照雙點劃線)。另外，火花塞5和燃料噴射閥6配置成在與回旋方向正交的方向上排列。即，火花塞5和燃料噴射閥6配置成與滾流的中心軸平行地排列。并且，第一噴孔6al形成為朝向比火花塞5靠進氣門9側的方向開口，第二噴孔6a2形成為朝向比火花塞5靠排氣門10側的方向開口。
[0083]于是，來自第一噴孔6al的燃料噴霧612因滾流而流動，接近火花塞5。另一方面，來自第二噴孔6a2的燃料噴霧622因滾流而流動，遠離火花塞5。因此，將各噴孔6a形成為設置于進氣門9側的第一噴孔6al的延長線610與火花塞5的最短距離比設置于排氣門10側的第二噴孔6a2的延長線620與火花塞5的最短距離長。由此，即使燃料噴霧因滾流而流動，由于各燃料噴霧612、622位于火花塞5可點火的范圍內，所以也能夠更可靠地對燃料進行點火。
[0084]在滾流的情況下，也與渦流的情況同樣，將各噴孔6al、6a2形成為在實施噴霧引導燃燒的預定的運轉區(qū)域中在火花塞5點火時燃料噴霧612、622位于火花塞5附近。
[0085]另外，即使在回旋流是滾流的情況下，也與實施例2同樣，通過使第一噴孔6al的噴射角度Rl比第二噴孔6a2的噴射角度R2大，能夠抑制從第二噴孔6a2噴射出的燃料附著于火花塞5。
[0086]如以上所說明，根據本實施例，即使在產生滾流的情況下，也能夠實現穩(wěn)定的燃
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【主權項】
1.一種內燃機，在汽缸內產生回旋流，其中， 所述內燃機具備: 燃料噴射閥，其具有至少包括向所述汽缸內噴射燃料的第一噴孔和第二噴孔的多個噴孔;和 點火裝置，其配置在所述回旋流流過的位置中的比所述第一噴孔的延長線靠所述回旋流的流動方向下游側且比所述第二噴孔的延長線靠所述回旋流的流動方向上游側的位置，對從所述燃料噴射閥噴射出的燃料的噴霧進行點火， 所述第一噴孔和所述第二噴孔形成為從所述第一噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離比從所述第二噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離長。2.根據權利要求1所述的內燃機， 所述第一噴孔和所述第二噴孔形成為所述第一噴孔的延長線和所述第二噴孔的延長線在所述回旋流的流動方向上不重疊。3.根據權利要求2所述的內燃機， 所述第一噴孔和所述第二噴孔形成為所述第一噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度比所述第二噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度大。4.根據權利要求2或3所述的內燃機， 所述第一噴孔和所述第二噴孔形成為來自所述第一噴孔的燃料噴霧和來自所述第二噴孔的燃料噴霧在所述回旋流的流動方向上有一半以上不重疊。5.根據權利要求4所述的內燃機， 所述第一噴孔和所述第二噴孔形成為所述第一噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度比所述第二噴孔的延長線與所述燃料噴射閥的中心軸所成的角度大5度以上。6.根據權利要求1?5中任一項所述的內燃機， 通過將所述第一噴孔從能夠由所述點火裝置點火的區(qū)域中的上游側的外緣向所述回旋流的上游側錯開如下角度，并將所述第二噴孔的朝向從能夠由所述點火裝置點火的區(qū)域中的下游側的外緣向所述回旋流的上游側錯開該角度，來使從所述第一噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離比從所述第二噴孔的延長線到所述點火裝置的最短距離長，所述角度是在從所述燃料噴射閥的燃料噴射到所述點火裝置的點火的期間內燃料噴霧因所述回旋流而旋轉的角度。7.根據權利要求1?6中任一項所述的內燃機， 所述回旋流是以所述燃料噴射閥的中心軸為中心進行回旋的渦流。
【文檔編號】F02B23/10GK105937438SQ201610121368
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】北爪芳之, 槍野素成, 金子真也
【申請人】豐田自動車株式會社