一种缸内喷射式发动机用活塞的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种用于向气缸内直接喷射燃料的缸内喷射式发动机的活塞。
【背景技术】
[0002]在具有向气缸内直接喷射燃料的缸内喷射阀的缸内喷射式汽油发动机中，例如，有一种汽油发动机，其进行如下控制，在高负载区域中，向气缸内导入均质理论空燃比的混合气而进行均质燃烧，而在低负载区域中，将气缸内分成燃料较浓的可燃混合气层和燃料较稀薄或者基本上仅有空气的稀薄混合气层而进行分层稀薄燃烧(分层燃烧)。
[0003]当分层燃烧时，利用伴随活塞的下降而产生的气缸内的气流，来防止汽油和空气的均质混合，控制气流使可燃混合气层在压缩冲程后期集中在火花塞周围，稀薄混合气层集中在离活塞顶面较近的一侧。
[0004]然而，在专利文献I中，公开了一种在活塞顶面偏向进气阀一侧的位置上，形成平面图为正圆形的凹部(碗形)的技术。当活塞在上止点附近时，朝向气缸内的缸内喷射阀的喷射轴线指向该凹部的内部。
[0005]在该活塞中，当均质燃烧时，新鲜空气从一个气缸所具备的一对进气口被导入气缸内，产生一种为较强的纵向旋转的涡流的滚流。燃料在进气冲程中被喷射入气缸内，该燃料以滚流的方式在气缸内扩散，实现了气缸内混合气的均质化。
[0006]另外，当分层稀薄燃烧时，在设置于开口内的空气控制阀的控制下，新鲜空气仅仅从一对进气口中的一个进气口被导入气缸内，滚流的成分被相对地减弱，同时沿着水平方向的涡流即旋流被增强。
[0007]而且，在压缩冲程的后半段，从缸内喷射阀向活塞顶部的凹部喷射的燃料，随着凹部内的旋流向燃烧室顶部的火花塞一侧移动，在火花塞周围形成易于点燃的可燃混合气层。
[0008]【专利文献I】日本专利文献特开平11-210551号公报
[0009]实用新型所要解决的技术问题
[0010]如上述实例，在缸内喷射式汽油发动机中，需要将从缸内喷射阀喷射出的燃料平稳地导入至火花塞周围，并在其火花塞周围形成易于点燃的混合气。
[0011]然而，在如上述专利文献I的深盘子状(碗状)的凹部中，从缸内喷射阀喷射出的燃料有时会滞留在凹部的底部。因此，存在如何将燃料平稳地导向火花塞周围的问题。
[0012]因此，本实用新型所要解决的课题是将从缸内喷射阀喷射出的燃料高效地集中在火花塞周围。
【实用新型内容】
[0013]为了解决上述问题，本实用新型采用了一种在活塞顶面形成有凹部的缸内喷射式发动机用活塞，其中，所述凹部夹持活塞的轴心而设置于一侧的凹部起始端和另一侧的凹部终止端之间，所述凹部的所述凹部终止端一侧的端壁是由在与活塞的轴心平行的任意截面上与所述轴心平行的垂直部和连接所述垂直部与所述凹部底面的曲面构成的。
[0014]另外，可以采用在所述垂直部和所述凹部周围的活塞顶面之间的棱线部上设置有倒角部的结构。
[0015]在这里，在与连接所述凹部的所述凹部起始端和所述凹部终止端并通过所述轴心的起始与终止端之间的中心线正交的方向上的宽度最宽的最大宽度部，沿着所述起始与终止端之间的中心线位于与所述轴心相比所述凹部起始端一侧，沿着所述起始与终止端之间的中心线从所述最大宽度部至所述凹部终止端的距离，设定为比从所述轴心至所述凹部起始端的距离还短。
[0016]另外，所述凹部终止端一侧端壁的所述曲面的曲线半径，可以设定为比设置于所述凹部起始端一侧端壁并从所述凹部底面竖起的曲面的曲线半径大。
[0017]另外，在所述凹部终止端一侧与所述凹部相邻的活塞的顶面，可以设定为比在所述凹部起始端一侧与所述凹部相邻的活塞的顶面高。
[0018]所述垂直部与所述曲面的连接点，可以位于比在所述凹部起始端一侧与所述凹部相邻的活塞的顶面高度还高的上方。
[0019]实用新型效果
[0020]本实用新型采用了一种缸内喷射式发动机用活塞，其活塞顶面的凹部夹持活塞的轴心而设置于一侧的凹部起始端和另一侧的凹部终止端之间，凹部的所述凹部终止端一侧的端壁由在与活塞的轴心平行的任意截面上与轴心平行的垂直部和连接垂直部和凹部底面的曲面构成，故能够将从缸内喷射阀喷射出的燃料高效地集中在火花塞周围。
【附图说明】
[0021]图1(a)、图1(b)、图1(c)示出本实用新型的一实施方式的活塞，其中，图1(a)是平面图，图1(b)是B-B截面图，图1(c)是图1(a)的C-C截面图。
[0022]图2是表不相同实施方式的活塞的斜视图。
[0023]图3是表示容纳相同实施方式的活塞的发动机的气缸内部的截面图。
[0024]图4是表示相同实施方式的活塞的平面图以及与缸内喷射阀的位置关系的正面示意图。
[0025]图5(a)?(e)表示决定活塞顶面的凹部形状的顺序的平面图。
[0026]图6(a)?(C)是表示活塞顶面的凹部的详细构造的图。
[0027]图7表示其他实施方式的活塞的平面图以及与缸内喷射阀的位置关系的正面示意图。
[0028]图8表示其他实施方式的活塞的平面图以及与缸内喷射阀的位置关系的正面示意图。
[0029]图9是活塞的要部扩大截面图。
[0030]符号说明[0031 ]I 气缸
[0032]2 活塞
[0033]2a活塞裙部
[0034]2b活塞凸台部
[0035]2c冷却通道
[0036]3燃烧室
[0037]4火花塞
[0038]5 进气口
[0039]6 排气口
[0040]7进气阀
[0041]8排气阀
[0042]9缸内喷射阀
[0043]10 凹部
[0044]11 底面
[0045]12起始端一侧的曲线区间
[0046]13终止端一侧的曲线区间
[0047]14倒角部
[0048]15垂直部
[0049]16终止端一侧的圆角部
[0050]17起始端一侧的圆角部[0051 ]18直线部(安装区间)
[0052]19侧方曲线区间
[0053]21，23 凹槽
[0054]22始端一侧的周缘部
[0055]24终止端一侧的周缘部
[0056]25侧方顶面
[0057]26侧方周缘部
[0058]27活塞顶面
【具体实施方式】
[0059]下面，基于附图对本实用新型的一实施方式进行说明。本实施方式是缸内喷射式汽车用四冲程汽油发动机以及用于该发动机的活塞。图1以及图2是表示活塞的详细构造的图，图3是表示该发动机所具备的I个气缸中燃烧室3的主要部件以及发动机的构成的图。在图3中，仅仅表示与本实用新型直接相关的构件等，省略了其他构件等的图示。另外，在图3中，虽然只表不了一个气缸I，但发动机既可以是单气缸，也可以是具有多个气缸I的多气缸。
[0060]如图3所示，在发动机的气缸I内容纳有活塞2。由气缸I的内壁面以及活塞2的顶面等形成燃烧室3。另外，在气缸I中，具有将空气导向燃烧室3的进气口 5，将来自于燃烧室3的尾气排出的排气口 6以及从缸盖侧沿着气缸的轴线，即，沿着气缸的轴向而向下配置的火花塞4等。另外，火花塞的方向并不仅限于此。
[0061 ]在气缸I中，具有向燃烧室3内直接喷射燃料的缸内喷射阀9。缸内喷射阀9，配置于燃烧室3内靠近上方的周缘部且位于进气口 5的开口附近。如图3所示，缸内喷射阀9的燃料喷射方向，随着其喷射中心线j0从燃烧室3的周缘部向中央靠近，渐渐地接近活塞头(活塞2的顶面)的倾斜方向。下面，将该燃料的喷射中心线jO称为倾斜方向的喷射中心线j O。将该倾斜方向的喷射中心线jo作为中心，燃料从缸内喷射阀9的喷射口喷出并以扇形的形状均匀扩散。
[0062]在本实施方式中，一个气缸具有两个进气口5 ο在各个进气口 5中，分别设置有用来开闭通往燃烧室3的开口部的进气阀7。另外，一个气缸具有两个排气口6。在两个排气口 6中，分别设置有用来开闭通往燃烧室3的开口部的排气阀8。这些进气阀7以及排气阀8，通过设置于缸盖侧的凸轮轴的旋转，以规定的时间来开闭进气口 5、排气口 6。
[0063]进气阀7和排气阀8、火花塞4、缸内喷射阀9、以及其他的发动机工作时所需要的设备，通过设置于搭载有该发