具有誘導體的直接噴射式柴油發動機的燃燒室的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及直接噴射式柴油發動機的燃燒室，更詳細而言，涉及在缸頭設置誘導 體（Inducer)而強化空氣的擠壓（Squish)或禍流（Swirl)流動，從而提高燃料與空氣的混 合性的柴油發動機的燃燒室。
【背景技術】
[0002] 通常，汽油發動機的原理是在燃燒開始之前均勻地混合空氣與燃料后，利用點火 火花塞進行點火而進行燃燒，柴油發動機的原理是只吸入空氣而以壓縮比壓縮后，在此以 高壓噴射燃料而達到自點火燃燒。尤其是，在通常的柴油發動機主要使用的方法是使從噴 射器噴射的燃料在形成于活塞的燃燒室（缽）渦流（Swirl)，使燃料與空氣很好地混合后進 行燃燒的方法。
[0003] 這種柴油發動機的燃燒室應當設計成即使在低煙及噴射時機推遲時也能夠維持 煙不會惡化的狀態。即，柴油發動機的燃燒室應當使噴射燃料與燃燒室壁面沖突而促進混 合氣體的形成，且保存燃燒室內的擠壓流動，抑制燃料蒸汽流向形成于活塞與缸頭之間的 擠壓區域，能夠使空氣的流動活躍。
[0004] 這種柴油發動機在適當的時機噴射燃燒室內燃料而與吸入的空氣混合，促進燃 燒，從而發揮發動機性能，此時燃料在壓縮行程末期開始噴射，在從壓縮行程末期至爆發行 程初期，在燃燒室內通過渦流流動，與空氣混合而進行燃燒，之后通過擠壓流動，未燃燒煙 與活塞頂部的空氣混合而進一步燃燒，從而抑制煙的生成。
[0005] 因此，為了實現發動機性能的提高及廢氣的改善，柴油發動機應當最優化燃燒室 的形狀，以便能夠實現燃燒室內的空氣與燃料的最優混合。
[0006] 圖1及2是現有的柴油發動機燃燒室的俯視圖及剖視圖，在柴油發動機的燃燒室 設有凹狀的燃燒缽30,以便從噴射器70噴射的燃料在上述活塞10的上部渦流及擠壓流動。 上述活塞10與缸體20的內周面滑動地上下運動，從而使上述燃燒缽30內的空氣壓縮或膨 脹，與此同時，從上述噴射器70噴射的燃料與被壓縮的空氣混合而進行燃燒。
[0007] 因此，在由吸氣口吸入的空氣通過活塞10的上升運動而被壓縮的狀態下，若從噴 射器70噴射高壓的燃料，則從上述噴射器70噴射的燃料在形成于上述活塞10的上表面的 燃燒室與產生擠壓乃至渦流而形成亂流的空氣混合。
[0008] 但是，這種現有的柴油發動機的燃燒室在燃燒初期，混合氣體從缽流向擠壓區域 的擠壓流動不能集中到噴射器的噴射孔方向，空氣與燃料的混合性降低，渦流流動的保存 性及燃燒室壁面附近的亂流強度降低，在燃燒末期與擠壓區域的空氣燃燒的擠壓流動不 足，導致對發動機性能及廢氣的減少產生壞影響。
【發明內容】
[0009] 技術課題
[0010] 本發明是為了解決上述的問題而提出的，其目的在于提供一種柴油發動機的燃燒 室，在燃燒初期引導混合氣體從燃燒缽流向擠壓區域的擠壓流動而提高渦流流動的保存性 和亂流強度，向噴射器的噴射孔集中空氣，實現發動機性能的提高和尾氣的減少。
[0011] 解決課題的手段
[0012] 為了達到上述目的，本發明的直接噴射式柴油發動機的燃燒室包括：能夠使噴射 器70噴射的燃料與空氣混合的凹狀的燃燒缽30;安裝上述噴射器70且位于上述燃燒缽30 的上部的缸頭50;位于上述缸頭50的下部的缸體20;以及在上述缸體20內部進行升降運 動且與上述缸頭50對置的活塞10,在上述缸頭50的底面以上述噴射器70為中心設有多個 放射形的誘導體60。
[0013] 另外，上述誘導體60包括多個主誘導體61和多個副誘導體62,該多個副誘導體 62配置在上述主誘導體61之間且長度比上述主誘導體61短。
[0014] 另外，上述主誘導體61與副誘導體62朝向配備于上述噴射器70的端部的噴射孔 71與相鄰的噴射孔71之間交替地配置。
[0015] 另外，上述誘導體60在上述缸頭50的底面向下方突出形成，上述誘導體60的高 度是燃燒室頂板面與上述活塞10的上端面之間的距離的1/2倍以上至2倍以下。
[0016] 另外，上述誘導體60沿垂直方向的截面的形狀為三角形，使兩側傾斜面的傾斜度 不同，形成為左右非對稱。
[0017] 另外，上述誘導體60以上述噴射器70為中心配置成螺旋狀。
[0018] 另外，在上述誘導體60與相鄰的誘導體60之間設有多個噴射孔71。
[0019] 發明效果
[0020] 如上所述的本發明具有如下的效果。第一、能夠以相比于現有技術簡單的結構來 增加燃料與空氣的混合性。第二、通過增加燃料與空氣的混合性，能夠提高發動機的效率， 減少廢氣。
【附圖說明】
[0021] 圖1是現有技術的直接噴射式柴油發動機的燃燒室俯視圖。
[0022] 圖2是現有技術的直接噴射式柴油發動機燃燒室的A-A方向的剖視圖。
[0023]圖3是本發明的直接噴射式柴油發動機的燃燒室俯視圖。
[0024] 圖4是圖2的B-B方向的剖視圖。
[0025] 圖5是沿圖2的C-C方向的剖視圖。
[0026]圖6是關于本發明的柴油發動機的燃燒室的說明圖。
[0027] 圖7及8是對于在活塞上限點的燃燒室狀態的說明圖。
[0028] 圖9是表示燃燒室內流動的變化的說明圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面，參照附圖詳細說明本發明的實施例的柴油發動機的燃燒室，以便在本領域 具有公知常識的技術人員能夠容易實施。本發明不限定于在此說明的實施例，可以以多種 不同的形態實現。
[0030] 為了明確說明本發明，省略了與說明無關的部分，在整篇說明書，對于相同或類似 的構成要素標注了相同的附圖標記。
[0031] 如圖3及圖4所示，本發明的柴油發動機燃燒室包括：能夠使噴射器70噴射的燃 料產生禍流（Swirl)或擠壓（Squish)流動而與空氣混合的凹狀的燃燒缽（Bowl) 30 ;具備 上述噴射器70且位于上述燃燒缽30的上部的缸頭50 ;位于上述缸頭50的下部的缸體20 ; 以及在上述缸體20內部與上述缸頭50對置地進行升降運動的活塞10。
[0032] 在上述缸頭50設有向上述燃燒缽30的中心以高壓噴射燃料的噴射器70,在上述 噴射器70的端部設有多個噴射孔71。
[0033] 上述活塞10在上述缸體20的內部上下運動，在上述燃燒缽30內部將從吸氣口 (未圖示）吸入的空氣壓縮乃至膨脹。此時根據柴油發動機的壓縮行程，上述活塞10達到 上限點而在上述燃燒缽30內部空氣最大限度地被壓縮時，從上述噴射器70以高壓噴射燃 料。
[0034] 而且，在上述缸頭50的底面以上述噴射器70為中心設有多個放射形的誘導體60。 上述誘導體（Inducer) 60是用于將上述燃燒室內的擠壓流動乃至禍流流動集中到上述噴 射器70的噴射孔71的引導部件。
[0035]S卩，如圖3所示，從平面觀察上述缸頭50時，上述誘導體60以上述噴射器70為中 心配置成螺旋狀，因此向上述誘導體60引導的方向、即向上述噴射器70的噴射孔71引導 擠壓流動乃至渦流流動。
[0036] 擠壓（Squish)流動是指在活塞10的上端面移向燃燒室的頂板面、即缸頭50的底 面的壓縮過程的末尾（TDC，上限點）發生的流動，是指因上述活塞10上端面與缸頭50底面 之間的空間急劇地變小，向活塞10的燃燒缽30的中心方向急劇地發生的空氣的流動。
[0037] 即，朝向上述燃燒缽30的中心的擠壓流動的速度越快，則亂流運動變強，在擠壓 區域，大量的空氣向噴射器70所處的燃燒室中央部分移動。伴隨著這種強有力的擠壓流 動，被壓縮為高壓的燃料從噴射器70噴射，空氣與燃料混合，并發生燃燒。
[0038]另外，擠壓流動的速度越快，空氣與燃料的混合率增加，柴油發動機的燃燒效率增 加。此時，擠壓流動的速度由以下式決定。
【主權項】
1. 一種柴油發動機的燃燒室，其設有能夠使噴射器（70)噴射的燃料與空氣混合的凹 狀的燃燒缽（30)，其特征在于， 包括：安裝上述噴射器（70)且位于上述燃燒缽（30)的上部的缸頭（50); 位于上述缸頭（50)的下部的缸體（20);以及 在上述缸體（20)內部進行升降運動且與上述缸頭（50)對置的活塞（10)， 在上述缸頭（50)的底面以上述噴射器（70)為中心設有多個放射形的誘導體（60)。
2. 根據權利要求1所述的柴油發動機的燃燒室，其特征在于， 上述誘導體（60)包括多個主誘導體（61)和多個副誘導體（62)，該多個副誘導體（62) 配置在上述主誘導體（61)之間且長度比上述主誘導體（61)短。
3. 根據權利要求2所述的柴油發動機的燃燒室，其特征在于， 上述主誘導體（61)與副誘導體（62)朝向配備于上述噴射器（70)的端部的噴射孔 (71)與相鄰的噴射孔（71)之間交替地配置。
4. 根據權利要求1所述的柴油發動機的燃燒室，其特征在于， 上述誘導體（60)在上述缸頭（50)的底面向下方突出形成，上述誘導體（60)的高度是 燃燒室頂板面與上述活塞（10)的上端面之間的距離的1/2倍以上至2倍以下。
5. 根據權利要求4所述的柴油發動機的燃燒室，其特征在于， 上述誘導體（60)沿垂直方向的截面的形狀為三角形，且兩側傾斜面的傾斜度不同，形 成為左右非對稱。
6. 根據權利要求1所述的柴油發動機的燃燒室，其特征在于， 上述誘導體（60)以上述噴射器（70)為中心配置成螺旋狀。
7. 根據權利要求1所述的柴油發動機的燃燒室，其特征在于， 在上述誘導體（60)與相鄰的誘導體（60)之間設有多個噴射孔（71)。
【專利摘要】本發明涉及設有能夠使噴射器噴射的燃料與空氣混合的凹狀的燃燒缽的柴油發動機的燃燒室，其特征在于，包括：安裝上述噴射器且位于上述燃燒缽的上部的缸頭；位于上述缸頭的下部的缸體；以及在上述缸體內部進行升降運動且與上述缸頭對置的活塞，在上述缸頭的底面以上述噴射器為中心設有多個放射形的誘導體。
【IPC分類】F02B23-06, F02F3-26
【公開號】CN104781518
【申請號】CN201380057215
【發明人】李鐘淵
【申請人】斗山英維高株式會社
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2013年10月30日
【公告號】WO2014069886A1