内燃机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机，在气缸内产生了气流的情况下实现稳定的燃烧。该内燃机具备：燃料喷射阀，其具有第一喷孔和第二喷孔；和点火装置，其配置在回旋流流过的位置中的比第一喷孔的延长线靠回旋流的流动方向下游侧且比第二喷孔的延长线靠回旋流的流动方向上游侧的位置，对从燃料喷射阀喷射出的燃料的喷雾进行点火，第一喷孔和第二喷孔形成为从第一喷孔的延长线到点火装置的最短距离比从第二喷孔的延长线到点火装置的最短距离长。
【专利说明】
内燃机
技术领域
[0001]本发明涉及内燃机。
【背景技术】
[0002]已知有一种以在燃料喷雾与燃料喷雾之间配置火花塞的方式形成燃料喷射阀的喷孔的技术(例如，参照专利文献I)。在该技术中，以使得火花塞周边的燃料浓度成为合适值的方式配置喷孔。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特表2003-534486号公报
[0006]专利文献2:日本特开2011-094604号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]在上述专利文献中，没有考虑在气缸内产生的气流的影响，因此，在燃料喷雾因气流而流动了的情况下，根据燃料喷雾与火花塞的位置关系，有可能难以进行点火。即，有可能由于以下原因而难以进行点火:由于燃料喷雾接近火花塞，在火花塞点火时，火花塞附近的燃料浓度会变得过高，或者，由于燃料喷雾远离火花塞，在火花塞点火时，火花塞附近的燃料浓度会变得过低。
[0009]本发明是鉴于如上所述的问题点而完成的发明，其目的在于，在气缸内产生了气流的情况下实现稳定的燃烧。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]为了解决上述问题，在本发明中提供一种内燃机，在汽缸内产生回旋流，其中，所述内燃机具备:燃料喷射阀，其具有至少包括向所述汽缸内喷射燃料的第一喷孔和第二喷孔的多个喷孔;和点火装置，其配置在所述回旋流流过的位置中的比所述第一喷孔的延长线靠所述回旋流的流动方向下游侧且比所述第二喷孔的延长线靠所述回旋流的流动方向上游侧的位置，对从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的喷雾进行点火，所述第一喷孔和所述第二喷孔形成为从所述第一喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离比从所述第二喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离长。
[0012]点火装置与燃料喷射阀的相对位置关系以及喷孔的朝向被设定成点火装置能够对从燃料喷射阀喷射出的因回旋流而流动了的燃料的喷雾进行点火。在从点火装置来看的情况下，从第一喷孔向回旋流的上游侧喷射燃料，从第二喷孔向回旋流的下游侧喷射燃料。因此，来自第一喷孔的燃料喷雾因回旋流而在到点火为止的期间内接近点火装置，另一方面，来自第二喷孔的燃料喷雾因回旋流而在到点火为止的期间内远离点火装置。因此，预想来自第一喷孔的燃料喷雾因回旋流而接近点火装置的情况，而将第一喷孔形成为使来自第一喷孔的燃料喷雾预先朝向回旋流的上游侧远离点火装置。同样，预想来自第二喷孔的燃料喷雾因回旋流而远离点火装置的情况，而将第二喷孔形成为使来自第二喷孔的燃料喷雾预先朝向回旋流的上游侧接近点火装置。其结果，从第一喷孔的延长线到点火装置的最短距离比从第二喷孔的延长线到点火装置的最短距离长。通过这样形成第一喷孔和第二喷孔，在点火装置点火时，即使来自两喷孔的燃料喷雾发生了流动，点火装置与燃料喷雾的位置关系也会成为适于燃烧的关系，所以能够实现稳定的燃烧。
[0013]另外，所述第一喷孔和所述第二喷孔可以形成为所述第一喷孔的延长线和所述第二喷孔的延长线在所述回旋流的流动方向上不重叠。
[0014]于是，燃料喷雾的至少一部分在回旋流的流动方向上不重叠。若假设第一喷孔的燃料喷雾与第二喷孔的燃料喷雾在回旋流的流动方向上重叠，则与第一喷孔的燃料喷雾碰撞后的气流难以到达第二喷孔的燃料喷雾。因此，回旋流的效果变小。另一方面，若使得第一喷孔的延长线与第二喷孔的延长线在回旋流的流动方向上不重叠，则第二喷孔的燃料喷雾的至少一部分直接暴露于气流，所以在第二喷孔的燃料喷雾中也能够得到回旋流的效果。因此，能够实现稳定的燃烧。
[0015]另外，所述第一喷孔和所述第二喷孔可以形成为所述第一喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度比所述第二喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度大。
[0016]在刚从第二喷孔喷射出燃料后，燃料喷雾离点火装置比较近，所以从该第二喷孔喷射出的燃料有可能附着于点火装置而阻碍之后的点火。相对于此，通过使第二喷孔的延长线与燃料喷射阀的中心轴所成的角度比较小，能够使来自第二喷孔的燃料喷雾与点火装置之间的距离变长。因此，通过使第一喷孔的延长线与燃料喷射阀的中心轴所成的角度比第二喷孔的延长线与燃料喷射阀的中心轴所成的角度大，能够抑制燃料附着于点火装置，所以能够实现稳定的燃烧。
[0017]另外，所述第一喷孔和所述第二喷孔可以形成为来自所述第一喷孔的燃料喷雾和来自所述第二喷孔的燃料喷雾在所述回旋流的流动方向上有一半以上不重叠。这样一来，来自第二喷孔的燃料喷雾的一半以上直接暴露于回旋流，所以回旋流的效果变得更大。
[0018]另外，所述第一喷孔和所述第二喷孔可以形成为所述第一喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度比所述第二喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度大5度以上。
[0019]在此，来自各喷孔的燃料喷雾例如以10度的角度扩张。因此，通过将第一喷孔的延长线与燃料喷射阀的中心轴所成的角度和第二喷孔的延长线与燃料喷射阀的中心轴所成的角度之差设为例如10度的一半即5度，能够抑制来自第一喷孔的燃料喷雾与来自第二喷孔的燃料喷雾在回旋流的流动方向上有一半以上重叠，所以在来自第二喷孔的燃料喷雾中也能够得到回旋流的效果。
[0020]另外，可以通过将所述第一喷孔从能够由所述点火装置点火的区域中的上游侧的外缘向所述回旋流的上游侧错开如下角度，将所述第二喷孔的朝向从能够由所述点火装置点火的区域中的下游侧的外缘向所述回旋流的上游侧错开该角度，来使从所述第一喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离比从所述第二喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离长，所述角度是在从所述燃料喷射阀的燃料喷射到所述点火装置的点火的期间内燃料喷雾因所述回旋流而旋转的角度。
[0021]即，通过使第一喷孔和第二喷孔错开燃料喷雾因回旋流而旋转的角度，在点火装置点火时燃料喷雾存在于可点火的区域，所以能够实现稳定的燃烧。
[0022]另外，所述回旋流可以是以所述燃料喷射阀的中心轴为中心进行回旋的涡流。通过该涡流，来自第一喷孔的燃料喷雾和来自第二喷孔的燃料喷雾均以气缸中心轴为中心进行回旋。因此，点火装置与燃料喷雾的位置关系因涡流而变化。即使在这样的情况下，也能够将点火装置与燃料喷射阀的相对位置关系以及喷孔的朝向设定成能够对因涡流而流动后的燃料喷雾进行点火。此外，即使在回旋流为滚流的情况下也能够同样地考虑。
[0023]发明效果
[0024]根据本发明，在气缸内产生了气流的情况下能够实现稳定的燃烧。
【附图说明】
[0025]图1是示出实施例的内燃机及其进气排气系统的概略结构的图。
[0026]图2是从气缸的上侧(气缸盖侧)观察来自实施例1的燃料喷射阀的燃料喷雾的图。
[0027]图3是示出图2的A-A截面下的火花塞与来自燃料喷射阀的燃料喷雾的关系的图。
[0028]图4是示出气缸内的气流的强度、从燃料喷射到点火的时间(喷射-点火间隔)、以及第一喷孔和第二喷孔的错开量的关系的图。
[0029]图5是示出图2的A-A截面下的火花塞与来自燃料喷射阀的燃料喷雾的关系的图，且是第一喷孔的喷射角度与第二喷孔的喷射角度相等的情况下的图。
[0030]图6是以与燃料喷射阀的中心轴正交的截面将燃料喷射阀的喷孔的位置切断的情况下的图。
[0031]图7是以图6的B-B截面将具有与图5对应的第一喷孔和第二喷孔的燃料喷射阀切断的剖视图。
[0032]图8是示出图2的A-A截面下的火花塞与来自燃料喷射阀的燃料喷雾的关系的图，且是第一喷孔的喷射角度与第二喷孔的喷射角度不同的情况下的图。
[0033]图9是以图6的B-B截面将具有与图8对应的第一喷孔和第二喷孔的燃料喷射阀切断的剖视图。
[0034]图10是示出图2的A-A截面下的火花塞与来自燃料喷射阀的燃料喷雾的关系的图，且是使第一喷孔的喷射角度比第二喷孔的喷射角度小的情况下的图。
[0035]图11是示出图2的A-A截面下的火花塞与来自燃料喷射阀的燃料喷雾的关系的图，且是气流从倾斜方向与燃料喷雾碰撞的情况下的图。
[0036]图12是从气缸的上侧观察产生了滚流的情况下的燃料喷雾的图。
[0037]标号说明
[0038]1:内燃机
[0039]2:气缸
[0040]5:火花塞
[0041]6:燃料喷射阀
[0042]6a:喷孔
[0043]6al:第一喷孔
[0044]6a2:第二喷孔
[0045]9:进气门
[0046]10:排气门
[0047]20:ECU
[0048]610:延长线
[0049]611:燃料喷雾
[0050]612:燃料喷雾[0051 ]620:延长线
[0052]621:燃料喷雾
[0053]622:燃料喷雾
【具体实施方式】
[0054]以下，参照附图，基于实施例对【具体实施方式】例示性地进行详细说明。但是，关于本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，只要没有特别的记载，就并非旨在对本发明的范围进行限定。
[0055](实施例1)
[0056]图1是示出本实施例的内燃机及其进气排气系统的概略结构的图。图1所示的内燃机I是具备多个气缸2的4冲程的汽油内燃机。此外，在图1中，仅示出了多个气缸中的I个气缸。
[0057]在内燃机I的各气缸2内，以滑动自如的方式安装有活塞3。活塞3经由连杆4连结于未图示的输出轴(曲轴)。另外，气缸2的内部与形成于气缸盖11的进气口 7和排气口 8连通。气缸2内的进气口 7的开口端由进气门9进行开闭。气缸2内的排气口 8的开口端由排气门1进行开闭。进气门9和排气门10各自由未图示的进气凸轮和排气凸轮进行开闭驱动。
[0058]进而，在各气缸2的气缸盖11侧，在气缸2的中心轴附近配置有用于向该气缸2内喷射燃料的燃料喷射阀6，并且配置有能够对从燃料喷射阀6喷射出的燃料进行点火的火花塞5 ο关于燃料喷射阀6，将在后面进行叙述。此外，在本实施例中，火花塞5相当于本发明中的点火装置。
[0059]进气口 7与进气通路70连通。在进气通路70配置有节气门71。在比节气门71靠上游的进气通路70配置有空气流量计72。排气口 8与排气通路80连通。
[0060]并且，在内燃机I并设有控制该内燃机I的电子控制装置即ECU(EI ec troni cControl Unit:电子控制单元)20 JCU20与上述空气流量计72、曲轴位置传感器21以及加速器位置传感器22电连接，各传感器的检测值被传递给ECU20 JCU20能够掌握基于空气流量计72的检测值得到的吸入空气量、基于曲轴位置传感器21的检测得到的内燃机旋转速度、基于加速器位置传感器22的检测得到的内燃机负荷等内燃机I的运转状态。另外，ECU20与火花塞5、燃料喷射阀6、节气门71等电连接，这些设备分别由ECU20进行控制。
[0061 ]在此，图2是从气缸2的上侧(气缸盖11侧)观察来自本实施例的燃料喷射阀6的燃料喷雾的图。另外，图3是示出图2的A-A截面下的火花塞5与来自燃料喷射阀6的燃料喷雾的关系的图。A-A截面是以与从燃料喷射阀6朝向火花塞5的方向正交、且通过火花塞5的平面进行切断而得到的截面。此外，虚线也可以设为刚喷射燃料后的燃料喷雾。另外，610表示作为燃料喷射阀6的喷孔6a之一的第一喷孔6al的延长线，611和612表不来自该第一喷孔6al的燃料喷雾。而且，620表示作为燃料喷射阀6的喷孔6a之一的第二喷孔6a2的延长线，621和622表示来自该第二喷孔6a2的燃料喷雾。喷孔6a的延长线610、620既可以设为喷孔6a的中心轴的延长线，也可以设为表示本来从喷孔6a喷射燃料的方向的线。虚线所示的燃料喷雾611、621表示在气缸2内不存在回旋流的情况下的燃料喷雾，实线所示的燃料喷雾612、622表示在气缸2内存在回旋流、且燃料喷雾因回旋流而流动后的火花塞5点火时的燃料喷雾。此外，在图2和图3中，虽然仅示出了第一喷孔6al和第二喷孔6a2，但也可以具备其他喷孔6a。在该情况下，既可以将喷孔6a以等间隔(也可以设为等角度)的方式配置在燃料喷射阀6的中心轴周围，也可以以不等间隔(也可以设为不等角度)的方式配置在燃料喷射阀6的中心轴周围。图2示出了如双点划线的箭头所示那样产生了顺时针的涡流(swirl)的情况。此夕卜，气缸2的中心轴、燃料喷射阀6的中心轴以及涡流的中心轴大致相同，但无需严格一致。另外，虽然将气缸2的中心轴与燃料喷射阀6的中心轴设为了平行，但不一定必须平行。
[0062]本实施例的燃料喷射阀6，考虑涡流而将喷孔6a形成为在火花塞5点火时火花塞5与燃料喷雾612、622的距离成为适于点火的距离。此时，火花塞5与燃料喷雾612、622的距离被设定成能够进行分层燃烧(也可以设为喷雾引导燃烧)。此外，喷雾引导燃烧是指在燃料喷雾的外缘附近且燃料浓度成为了适于燃烧的浓度的部位由火花塞5直接点火而进行燃
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[0063]在此，燃料喷雾中，越靠近其中心侧，则燃料浓度越高，越远离燃料喷雾的中心(越靠燃料喷雾的外侧)，则燃料浓度越低。并且，在燃料喷雾的外缘附近，燃料浓度成为适于燃烧的浓度、即适于燃烧的空燃比。因此，若将第一喷孔6al和第二喷孔6a2形成为在火花塞5点火时因涡流而流动了的燃料喷雾612、622的外缘附近位于火花塞5附近(以下，也称作可点火区域)，则能够实现更可靠的点火。即，第一喷孔6al的延长线610与第二喷孔6a2的延长线620所成的角度被设定成因涡流而流动后的燃料喷雾612、622存在于可点火区域。此外，因涡流而流动后的燃料喷雾612、622在图2中存在于关于通过燃料喷射阀6的中心和火花塞5的中心的直线对称的位置。这样，通过燃料喷雾612、622隔着火花塞5对称，能够同时对两燃料喷雾612、622进行点火，所以能够实现更可靠的点火。另一方面，第一喷孔6al的延长线610和第二喷孔6a2的延长线620不关于通过燃料喷射阀6的中心和火花塞5的中心的直线对称，第一喷孔6al的延长线610与火花塞5的最短距离比第二喷孔6a2的延长线620与火花塞5的最短距离长。此外，在此所说的最短距离不是图2中的二维距离，而是也考虑了气缸2的中心轴方向的空间内的距离。这样，在本实施例中，使喷孔6a错开在从燃料喷射到点火的期间内燃料喷雾所旋转的角度。
[0064]另一方面，若在火花塞5点火时燃料喷雾的中心部位于火花塞5附近，则液状的燃料会附着于火花塞5，有可能难以产生电火花。因此，有可能难以使燃料燃烧。即使液状的燃料不附着于火花塞5，有时燃料浓度也会过高而导致难以进行点火。另外，若因涡流而流动了的燃料喷雾离火花塞5过远，则会由于点火区域的燃料浓度变得过低或者不存在燃料而难以进行点火。相对于此，在本实施例的燃料喷射阀6中，在点火时燃料喷雾612、622存在于可点火区域，所以能够实现稳定的燃烧。
[0065]此外，上述稳定的燃烧可在预定的运转区域实现。在此，火花塞5的点火正时、从燃料喷射到点火的时间、涡流的速度等有可能因内燃机I的运转状态而变化，因此，难以将喷孔6a形成为在全部运转区域中在点火时火花塞5与燃料喷雾612、622的距离都成为适于点火的距离。因此，将喷孔6a形成为在预定的运转区域中在点火时火花塞5与燃料喷雾的距离成为适于点火的距离。该预定的运转区域例如可以设为进行难以对混合气体进行点火的分层燃烧(也可以设为喷雾引导燃烧)的运转区域。
[0066]在此，图4是示出了气缸2内的气流的强度、从燃料喷射到点火的时间(喷射-点火间隔)、以及第一喷孔6al和第二喷孔6a2的错开量的关系的图。错开量是指以燃料喷射阀6为中心使喷孔6a向涡流的上游侧错开的角度，是指图2中的点火时的燃料喷雾612与喷射时的燃料喷雾611的角度(也可以设为点火时的燃料喷雾622与喷射时的燃料喷雾621的角度)。在图4中，“大”表示错开量大，“小”表示错开量小。气流的强度也可以设为涡流的旋转速度。气流的强度越大或者从燃料喷射到点火的时间越长，则从燃料喷射到点火为止燃料喷雾所流动的距离越长，因而使错开量越大，以使得向涡流的旋转方向的更上游侧喷射燃料。即，在设计燃料喷射阀6时，预定的运转区域内的气流的强度越大，或者从燃料喷射到点火的时间越长，则使以燃料喷射阀6的中心轴为中心使第一喷孔6al的延长线和第二喷孔6a2的延长线向涡流的旋转方向的上游侧错开的角度越大。因此，基于预定的运转区域内的气流的强度和从燃料喷射到点火的时间来形成第一喷孔6al和第二喷孔6a2。此外，图4所示的关系可以通过实验或者模拟等求出。
[0067]这样，在本实施例的燃料喷射阀6中，将喷孔6al、6a2形成为因涡流而流动后的燃料喷雾612、622的位置成为合适的位置。因此，设计喷孔6al、6a2并决定火花塞5与第一喷孔6al的延长线和第二喷孔6a2的延长线的相对关系，以使得第一喷孔6al的延长线与火花塞5的最短距离比第二喷孔6a2的延长线与火花塞5的最短距离长。
[0068]如以上所说明，根据本实施例，由于考虑由涡流引起的燃料喷雾的移动，将第一喷孔6al和第二喷孔6a2形成为在火花塞5点火时燃料喷雾存在于可点火区域，所以能够更可靠地进行点火。因此，通过使用本实施例的燃料喷射阀6，例如能够实现稳定的喷雾引导燃烧。而且，能够抑制由燃烧状态的恶化引起的烟尘的产生、未燃燃料的排出、转矩的降低等。
[0069](实施例2)
[0070]在实施例1中，关于第一喷孔6al的延长线610和第二喷孔6a2的延长线620与燃料喷射阀6的中心轴60所成的角度(以下，称作喷射角度)，没有作出规定。在本实施例中，对该角度进行规定。在本实施例中，将第一喷孔6al和第二喷孔6a2形成为第一喷孔6al的延长线610与第二喷孔6a2的延长线620在回旋流的流动方向上不重叠。
[0071]在此，图5是示出图2的A-A截面下的火花塞5与来自燃料喷射阀6的燃料喷雾的关系的图，且是第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2相等的情况下的图。另外，图6是以与燃料喷射阀6的中心轴正交的截面将燃料喷射阀6的喷孔6a的位置切断的情况下的图。另外，图7是以图6的B-B截面将具有与图5对应的第一喷孔6al和第二喷孔6a2的燃料喷射阀6切断的剖视图。图5中的箭头表示涡流的流动方向。在图5中，位于比火花塞5靠涡流的流动方向的上游侧的燃料喷雾611、612是来自第一喷孔6al的燃料喷雾，位于比火花塞5靠涡流的流动方向的下游侧的燃料喷雾621、622是来自第二喷孔6a2的燃料喷雾。图5的燃料喷雾中的实线和虚线以与图3相同的含义而使用。第一喷孔6al的喷射角度Rl是第一喷孔6al的延长线610与燃料喷射阀6的中心轴60所成的角度，是表示第一喷孔6al的延长线610从朝向活塞3的方向的燃料喷射阀6的中心轴向气缸2的侧面方向(也可以设为水平方向)倾斜了何种程度的角度。第二喷孔6a2的喷射角度R2是第二喷孔6a2的延长线620与燃料喷射阀6的中心轴60所成的角度，是表示第二喷孔6a2的延长线620从朝向活塞3的方向的燃料喷射阀6的中心轴向气缸2的侧面方向(也可以设为水平方向)倾斜了何种程度的角度。
[0072]在第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2相等的情况下，如图5的单点划线所示，燃料喷雾在气缸2的中心轴方向(以下，也称作高度方向)上没有差异。即，来自第一喷孔6al的燃料喷雾611、612和来自第二喷孔6a2的燃料喷雾621、622的高度方向的位置由第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2来决定，因此，若喷射角度Rl、R2相同，则高度方向的位置没有差异。因此，在涡流的旋转方向上将来自两喷孔6al、6a2的燃料喷雾投影的情况下，两燃料喷雾重叠。于是，气流的流动受到来自第一喷孔6al的燃料喷雾612阻碍，气流难以与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622直接碰撞。即，来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622难以暴露于气流，所以难以得到涡流的效果。
[0073]另一方面，若喷射角度Rl、R2不同，则高度方向的位置会产生差异。因此，在本实施例中，将第一喷孔6al和第二喷孔6a2形成为第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2不同。图8是示出图2的A-A截面下的火花塞5与来自燃料喷射阀6的燃料喷雾的关系的图，且是第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2不同的情况下的图。另外，图9是以图6的B-B截面将具有与图8对应的第一喷孔6al和第二喷孔6a2的燃料喷射阀6切断的剖视图。
[0074]这样，由于来自第一喷孔6al的燃料喷雾611、612和来自第二喷孔6a2的燃料喷雾621、622的高度方向的位置由第一喷孔6&1的喷射角度1?1与第二喷孔6&2的喷射角度1?2决定，所以在第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2不同的情况下，在来自第一喷孔6al的燃料喷雾612与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622之间会产生高度方向的差Dl。由此，来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622的至少一部分(图8的阴影部分)直接暴露于气流，所以涡流的效果变得更大。
[0075]此外，在本实施例中，将第一喷孔6al的喷射角度Rl和第二喷孔6a2的喷射角度R2设定成来自第一喷孔6al的燃料喷雾612与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622在涡流的旋转方向上有一半以上不重叠。即，将第一喷孔6al的喷射角度Rl和第二喷孔6a2的喷射角度R2设定成:将来自第一喷孔6al的燃料喷雾612向涡流的旋转方向投影的面积与将来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622向涡流的旋转方向投影的面积有一半以上不重叠。在该情况下，在图8中，Dl成为燃料喷雾的半径以上。这样，通过使得来自第一喷孔6al的燃料喷雾612与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622在涡流的旋转方向上有一半以上不重叠，在来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622中也能够提供涡流的效果。此外，关于使第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2错开何种程度为好，虽然根据各个燃料喷雾扩张的范围而变化，但若将喷射角度错开例如5度以上，则能够抑制燃料喷雾有一半以上重叠。在该情况下，设想各燃料喷雾从各喷孔6a以例如10度的范围扩张。另外，也可以考虑通常的燃料喷射阀中的燃料喷雾扩张的范围，将使喷射角度错开的角度的上限设为例如25度。即，喷射角度的差可以设为5度以上且25度以下。
[0076]此外，在使第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2错开的情况下，可考虑使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2大的情况和使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2小的情况。在此，使喷射角度越大，则在高度方向上燃料喷雾越接近火花塞5。上述图8示出了使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2大的情况。另一方面，图10是示出图2的A-A截面下的火花塞5与来自燃料喷射阀6的燃料喷雾的关系的图，且是使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2小的情况下的图。在图8的情况下，来自第一喷孔6al的燃料喷雾611、612与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾621、622相比，高度方向的位置较高，在图10的情况下，来自第一喷孔6al的燃料喷雾611、612与来自第二喷孔6&2的燃料喷雾621、622相比，高度方向的位置较低。
[0077]在此，即使在使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2小的情况下(图10)，在来自第一喷孔6al的燃料喷雾612与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622之间也会产生高度方向的差D2。由此，来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622的至少一部分直接暴露于气流，所以涡流的效果变得更大。但是，若使第二喷孔6a2的喷射角度R2过大，则在燃料喷射时来自第二喷孔6a2的燃料喷雾621有可能与火花塞5碰撞。因此，从第二喷孔6a2喷射出的液状的燃料有可能附着于火花塞5。若液状的燃料附着于火花塞5，则有可能难以进行点火。
[0078]另一方面，在使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2大的情况下(图8)，刚从第二喷孔6a2喷射燃料后的燃料喷雾621与图10所示的情况相比离火花塞5更远。因此，能够抑制从第二喷孔6a2喷射出的燃料附着于火花塞5。在实施例1中，虽然考虑由涡流引起的燃料喷雾的移动，将第一喷孔6al和第二喷孔6a2形成为在火花塞5的点火时燃料喷雾位于可点火的位置，但若进一步如本实施例那样考虑喷射角度，则能够实现更稳定的燃烧。
[0079]此外，在本实施例中，虽然对产生了以气缸2的中心轴为中心的涡流的情况进行了说明，但也存在涡流的中心轴相对于气缸2的中心轴倾斜的情况。即，也存在气流不是从水平方向而是从倾斜方向与燃料喷雾碰撞的情况。图11是示出图2的A-A截面下的火花塞5与来自燃料喷射阀6的燃料喷雾的关系的图，且是气流从倾斜方向与燃料喷雾碰撞的情况下的图。即使在这样的情况下，通过使燃料喷雾612、622在气流的流动方向上有一半以上不重叠，也能够使气流与来自第二喷孔6a2的燃料喷雾的一部分直接碰撞。
[0080]如以上所说明，根据本实施例，通过使第一喷孔6al的喷射角度Rl与第二喷孔6a2的喷射角度R2错开，来自第二喷孔6a2的燃料喷雾暴露于更多的气流。因此，能够减小点火时的来自两喷孔的燃料喷雾612、622的状态之差。因此，能够使来自两喷孔的燃料喷雾612、622均形成为希望的状态。由此，能够实现稳定的燃烧。进而，通过使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2大，能够抑制从第二喷孔6a2喷射出的燃料附着于火花塞5，所以能够实现更可靠的点火。
[0081 ](实施例3)
[0082]在上述实施例中，对作为回旋流产生了涡流的情况进行了说明，而在本实施例中，对作为回旋流产生了滚流的情况进行说明。滚流(tumble)是以与气缸2的中心轴正交的轴为中心进行旋转的回旋流。图12是从气缸2的上侧观察产生了滚流的情况下的燃料喷雾的图。图12示出了在燃料喷射阀6和火花塞5的附近从进气门9侧朝向排气门10侧产生了由滚流引起的气流的情况(参照双点划线)。另外，火花塞5和燃料喷射阀6配置成在与回旋方向正交的方向上排列。即，火花塞5和燃料喷射阀6配置成与滚流的中心轴平行地排列。并且，第一喷孔6al形成为朝向比火花塞5靠进气门9侧的方向开口，第二喷孔6a2形成为朝向比火花塞5靠排气门10侧的方向开口。
[0083]于是，来自第一喷孔6al的燃料喷雾612因滚流而流动，接近火花塞5。另一方面，来自第二喷孔6a2的燃料喷雾622因滚流而流动，远离火花塞5。因此，将各喷孔6a形成为设置于进气门9侧的第一喷孔6al的延长线610与火花塞5的最短距离比设置于排气门10侧的第二喷孔6a2的延长线620与火花塞5的最短距离长。由此，即使燃料喷雾因滚流而流动，由于各燃料喷雾612、622位于火花塞5可点火的范围内，所以也能够更可靠地对燃料进行点火。
[0084]在滚流的情况下，也与涡流的情况同样，将各喷孔6al、6a2形成为在实施喷雾引导燃烧的预定的运转区域中在火花塞5点火时燃料喷雾612、622位于火花塞5附近。
[0085]另外，即使在回旋流是滚流的情况下，也与实施例2同样，通过使第一喷孔6al的喷射角度Rl比第二喷孔6a2的喷射角度R2大，能够抑制从第二喷孔6a2喷射出的燃料附着于火花塞5。
[0086]如以上所说明，根据本实施例，即使在产生滚流的情况下，也能够实现稳定的燃
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【主权项】
1.一种内燃机，在汽缸内产生回旋流，其中， 所述内燃机具备: 燃料喷射阀，其具有至少包括向所述汽缸内喷射燃料的第一喷孔和第二喷孔的多个喷孔;和 点火装置，其配置在所述回旋流流过的位置中的比所述第一喷孔的延长线靠所述回旋流的流动方向下游侧且比所述第二喷孔的延长线靠所述回旋流的流动方向上游侧的位置，对从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的喷雾进行点火， 所述第一喷孔和所述第二喷孔形成为从所述第一喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离比从所述第二喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离长。2.根据权利要求1所述的内燃机， 所述第一喷孔和所述第二喷孔形成为所述第一喷孔的延长线和所述第二喷孔的延长线在所述回旋流的流动方向上不重叠。3.根据权利要求2所述的内燃机， 所述第一喷孔和所述第二喷孔形成为所述第一喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度比所述第二喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度大。4.根据权利要求2或3所述的内燃机， 所述第一喷孔和所述第二喷孔形成为来自所述第一喷孔的燃料喷雾和来自所述第二喷孔的燃料喷雾在所述回旋流的流动方向上有一半以上不重叠。5.根据权利要求4所述的内燃机， 所述第一喷孔和所述第二喷孔形成为所述第一喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度比所述第二喷孔的延长线与所述燃料喷射阀的中心轴所成的角度大5度以上。6.根据权利要求1?5中任一项所述的内燃机， 通过将所述第一喷孔从能够由所述点火装置点火的区域中的上游侧的外缘向所述回旋流的上游侧错开如下角度，并将所述第二喷孔的朝向从能够由所述点火装置点火的区域中的下游侧的外缘向所述回旋流的上游侧错开该角度，来使从所述第一喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离比从所述第二喷孔的延长线到所述点火装置的最短距离长，所述角度是在从所述燃料喷射阀的燃料喷射到所述点火装置的点火的期间内燃料喷雾因所述回旋流而旋转的角度。7.根据权利要求1?6中任一项所述的内燃机， 所述回旋流是以所述燃料喷射阀的中心轴为中心进行回旋的涡流。
【文档编号】F02B23/10GK105937438SQ201610121368
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】北爪芳之, 枪野素成, 金子真也
【申请人】丰田自动车株式会社