内燃机的燃烧室的构造的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种内燃机的燃烧室的构造。该内燃机的燃烧室的构造为，在位于进气口（2）的开口边缘（21）与排气口的开口边缘（31）之间的燃烧室的内壁面（5）中，进气从进气口（2）的开口边缘（21）流至排气口的开口边缘（31）所经过的区域被形成为近似平面形状。采用本实用新型的构造，进气滚流的能量不会衰减，因而能够确保滚流对燃料雾化的促进效果。
【专利说明】内燃机的燃烧室的构造
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及内燃机的燃烧室的构造，特别是燃烧室的内壁面的形状。
【背景技术】
[0002]以往，在汽车等中装设的发动机中，一般都使从进气口流入燃烧室的空气发生滚流。通过该滚流，燃料雾化得到促进。其结果，发动机的燃烧效率得到提高。例如，专利文献I中公开了一种通过改良进气口的形状而提高滚流的流速的技术。
[0003]然而，即便是改良了进气口的形状，仍然存在从进气口流入燃烧室的空气的流速降低或流量减少这样的问题。以下，对此进行具体说明。 [0004]图2 U)及图2 (b)分别示出了现有技术中采用的发动机的一个气缸的燃烧室及进气口的形状。在这些图中，11表示燃烧室；12表示在气缸体的内部形成的气缸孔的内壁面；13表示气缸盖的底面；14表示进气口 ；15表示进气口 14的开口边缘；16表示排气口的开口边缘。
[0005]图2 (a )所示的燃烧室11具有隆起部17。该隆起部17的形状为，在从进气口 14的开口边缘15至排气口的开口边缘16为止的区域，气缸盖的底面13向外侧隆起。采用该构造的情况下，在将进气阀打开使空气从进气口 14流入燃烧室11时，一部分流入的空气沿着上述隆起部17的内面形状流动。因而，流入的空气所流动的空间扩大。其结果，流入燃烧室11的空气的流速降低，而使滚流的能量衰减。
[0006]图2 (b )所示的燃烧室具有弯曲部18。该弯曲部18的形状为，在从进气口 14的开口边缘15至排气口的开口边缘16为止的区域，气缸盖的底面13向内侧弯曲。采用该构造的情况下，在将进气阀打开使空气从进气口 14流入燃烧室11时，一部分流入的空气的流动受到弯曲部18的阻碍，且流入的空气的流动方向因该阻碍而发生变化。其结果，流入燃烧室11的空气的流量减少，而使滚流的能量衰减。
[0007]【专利文献I】:日本特开2013-11229号公报
实用新型内容
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种能够防止进气滚流的能量衰减的内燃机的燃烧室的构造。
[0009]作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型的内燃机的燃烧室的构造为，所述内燃机的进气口及排气口分别在所述燃烧室的内壁面上有开口，在位于所述进气口的开口边缘与所述排气口的开口边缘之间的所述燃烧室的内壁面中，进气从所述进气口的开口边缘流至所述排气口的开口边缘所经过的区域被形成为近似平面形状。
[0010]本实用新型中，所述进气是指从所述进气口流入的空气，所述近似平面形状包括，不向外侧隆起也不向内侧弯曲的面的形状、稍微向外侧隆起的面的形状、稍微向内侧弯曲的面的形状。
[0011]具有上述构造的本实用新型的内燃机的燃烧室的构造的优点在于，能够防止进气滚流的能量衰减。即，当进气流入燃烧室时，该进气的流动空间不会扩大，所以流入燃烧室的进气的流速不会降低。另外，进气流入燃烧室时，该进气的流动空间也不会变窄，所以流入燃烧室的进气的流量不会减少。因此，进气滚流的能量不会衰减。其结果，能够确保滚流对燃料雾化的促进效果。
[0012]另外，在上述本实用新型的内燃机的燃烧室的构造中，所述内燃机的每个气缸上设有两个所述进气口及两个所述排气口，所述燃烧室的内壁面包括气缸孔的内壁面及气缸盖的底面，在所述气缸盖的底面中，由所述气缸孔的内壁面与所述气缸盖的底面之间的交界线的一部分、该交界线的一部分的斜对面的所述进气口的开口边缘、及该交界线的一部分的斜对面的所述排气口的开口边缘所包围的区域被形成为近似平面形状。
[0013]上述构造的优点在于，对于每个进气口而言，能够充分确保从进气口流入燃烧室的进气的流速及流量。因此，从每个进气口流入的进气的滚流的能量都不会衰减。其结果，能够确保滚流对燃料雾化的促进效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本实用新型的实施方式的发动机的一个气缸的燃烧室及进气口的形状的图。
[0015]图2 ( a )是表示现有技术中采用的发动机的一个气缸的燃烧室及进气口的形状的一例的图。
[0016]图2 (b )是表示现有技术中采用的发动机的一个气缸的燃烧室及进气口的形状的另一例的图。
【具体实施方式】
[0017]以下，参照附图对本实用新型的【具体实施方式】进行说明。
[0018]图1表示本实施方式的发动机(内燃机)的一个气缸的燃烧室I及一侧的进气口 2的形状。在该图1中，省略了另一侧的进气口及两个排气口。
[0019]如该图1所示，燃烧室I是由在气缸体的内部形成的气缸孔的内壁面4、气缸盖的底面5、及未图示的活塞的顶面所围成的空间。气缸盖的底面5形成燃烧室I的室内顶面。该气缸盖的底面5具有进气侧斜面51及排气侧斜面52。进气侧斜面51从气缸盖的底面5的中间部分向一侧倾斜。排气侧斜面52从气缸盖的底面5的中间部分向另一侧倾斜。因此，燃烧室I为屋脊型。
[0020]在进气侧斜面51上，设置有两个进气口 2 (图1中只示出一侧的进气口 2)的开口。图1中的21表示进气口 2的开口边缘。
[0021]在排气侧斜面52上，设置有两个排气口(图1中省略了各排气口)的开口。图1中的31表示排气口的开口边缘。
[0022]在各进气口 2上配置有未图示的进气阀。各排气口上配置有未图示的排气阀。
[0023]进气阀在发动机的进气行程中移动到燃烧室I的内侧。从而，进气口 2与燃烧室I连通。此时，流入进气口 2的进气沿着进气阀的阀面流动之后，流入燃烧室I。
[0024]排气阀在发动机的排气行程中移动到燃烧室I的内侧。从而，排气口与燃烧室I连通。[0025]另外，在进气口 2上，通过进气歧管而连接有进气管(未图示);在排气口上，通过排气歧管而连接有排气管(未图示)。
[0026]与进气口 2相连的进气通道中，安装有向燃烧室I喷射燃料的燃料喷射阀(未图示)。另外，在气缸盖上安装有火花塞(未图示)。该火花塞被安装在气缸盖的底面5的中间部分。
[0027]以下，对本实施方式的特征进行说明。
[0028]本实施方式的特征在于，在位于进气口 2的开口边缘21与排气口的开口边缘31之间的气缸盖的底面5 (即燃烧室I的内壁面)中，进气从进气口 2的开口边缘21流至排气口的开口边缘31所经过的区域被形成为近似平面形状。即，使气缸盖的底面5 (燃烧室I的室内顶面)大致平行于从进气口 2流入燃烧室I的进气的流线。以下，对此进行详细说明。
[0029]在本实施方式中，被形成为近似平面形状的区域是指，气缸盖的底面5中，由图1中前侧的进气口 2的开口边缘21、图1中前侧的排气口的开口边缘31、及气缸孔的内壁面4与气缸盖的底面5之间的交界线X的一部分(前侧的中间部分)所包围的区域；以及由图1中未示出的后侧的进气口的开口边缘、图1中后侧的排气口的开口边缘31、及气缸孔的内壁面4与气缸盖的底面5之间的交界线X的一部分(未示出的后侧的中间部分)所包围的区域。
[0030]更具体地，在本实施方式中，图1中在底面5的前侧用虚线围成的三角形区域被形成为近似平面形状。该三角形区域最佳为不向外侧隆起也不向内侧弯曲，但也可以稍微向外侧隆起，或稍微向内侧弯曲。即，被形成为近似平面形状的底面5的该三角形区域大致平行于从进气口 2沿着进气阀的阀面流入燃烧室I的进气的流线。
[0031]上述三角形区域由图1中的三个边(A、B、C)围成。边A与进气口 2的开口边缘21的圆弧上的一条切线(图1中点I的切线)大致平行并间隔适当距离。边B与排气口的开口边缘31的圆弧上的一条切线(图1中点II的切线)大致平行并间隔适当距离。边C与边A的交点(图1中的点III)位于交界线X的附近，边C与边B的交点(图1中的点IV)靠近交界线X。
[0032]另外，在图1中被进气口 2遮住的后侧，也对称地形成有与上述三个边(A、B、C)所围成的三角形区域相同的近似平面形状的三角形区域。
[0033]如上所述那样，如果采用从进气口的开口边缘至排气口的开口边缘的区域中，气缸盖底面向外侧隆起的现有技术的构造，则在将进气阀打开使进气从进气口流入燃烧室时，进气的一部分会沿着隆起部的内面形状流动。从而导致进气的流动空间扩大。其结果，流入燃烧室的进气的流速降低，滚流的能量衰减。
[0034]另外，如果采用从进气口的开口边缘至排气口的开口边缘为止的区域中，气缸盖底面向内侧弯曲的现有技术的构造，则将进气阀打开使进气从进气口流入燃烧室时，进气的一部分的流动会受到弯曲部的阻碍，且进气的流动方向会因弯曲部的阻碍而改变。其结果，流入燃烧室的进气的流量减少，滚流的能量衰减。
[0035]对此，采用本实施方式的内燃机的燃烧室I的构造，则由于在位于进气口的开口边缘21与排气口的开口边缘31之间的燃烧室内壁面中，进气从进气口的开口边缘21流至所述排气口的开口边缘31而经过的区域(在此为上述三角形区域)被形成为近似平面形状，所以，从进气口 2沿着进气阀的阀面流入燃烧室I的进气能够与近似平面形状的燃烧室的内壁面相平行地流动，从而流速不会降低，流量不会减少。因而，能够获得较高的滚流比。即，进气的滚流能量不会衰减，能够确保滚流对燃料雾化的促进效果。其结果，能够改善发动机的燃料消费率。
[0036]另外，本实用新型的发明人为了确认本实用新型的效果，使用C F D (计算流体动力学)进行了模拟计算。该模拟计算的结果表明，采用本实用新型的构造的情况下，滚流的能量比现有技术的构造(图2 (a)、图2 (b)所示的构造)的增大了 2.5%。
[0037]另外，本实用新型不局限于上述实施方式，可以进行适宜的变更。
[0038]例如，在上述实施方式中，所述近似平面形状的区域被设定成由三个边围成的三角形区域，但不局限于此，也可以是由三个以上的直线或曲线围成的其它形状的区域。
[0039]另外，在上述实施方式中，对本实用新型应用于每个气缸上设有两个进气口 2的发动机的情况进行了说明。但本实用新型不局限于此，也能够应用于一个气缸上设有一个进气口的发动机。
[0040]另外，本实用新型除了能够应用于传统的汽车(只用发动机作为动力源的车辆)之夕卜，还能够应用于混合动力汽车(用发动机和电动马达作为动力源的车辆)。
【权利要求】
1.一种内燃机的燃烧室的构造，所述内燃机的进气口及排气口分别在所述燃烧室的内壁面上有开口，其特征在于: 在位于所述进气口的开口边缘与所述排气口的开口边缘之间的所述燃烧室的内壁面中，进气从所述进气口的开口边缘流至所述排气口的开口边缘所经过的区域被形成为近似平面形状。
2.如权利要求1所述的内燃机的燃烧室的构造，其特征在于: 所述内燃机的每个气缸上设有两个所述进气口及两个所述排气口， 所述燃烧室的内壁面包括气缸孔的内壁面及气缸盖的底面， 在所述气缸盖的底面中，由所述气缸孔的内壁面与所述气缸盖的底面之间的交界线的一部分、该交界线的一部分的斜对面的所述进气口的开口边缘、及该交界线的一部分的斜对面的所述排气口的开口边缘所包围的区域被形成为近似平面形状。
【文档编号】F02B23/00GK203476485SQ201320588400
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】永崎岳人 申请人:丰田自动车株式会社