ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F02B23/02 F02B23/06 F02F1/24 F02M61/14 

Область техники

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания и, в частности, относится к двигателю внутреннего сгорания с типом самовоспламенения от сжатия, который выполняет сгорание посредством прямого впрыска топлива в находящуюся под давлением камеру.

Уровень техники

Традиционно, например, патентная литература 1 описывает уровень техники для предварительного смешивания топлива и наполненного воздуха в камере сгорания в двигателе внутреннего сгорания с типом самовоспламенения от сжатия. На этом уровне техники, канал, сконфигурированный посредством полой трубки, предусматривается близко к участку отверстия в участке наконечника устройства впрыска топлива, который раскрывается в камеру сгорания. Топливо, которое впрыскивается из участка отверстия, впрыскивается в камеру сгорания через полую трубку. Внутри полой трубки предварительное смешивание с наполненным воздухом стимулируется в процессе прохождения впрыснутого топлива. Таким образом, распространение чрезмерно богатого топлива уменьшается в камере сгорания, так что формирование дыма уменьшается.

Далее следует список патентной литературы, которую заявитель отметил в качестве материалов, используемых при экспертизе заявки, для вариантов осуществления настоящего изобретения:

Патентная литература 1 - JP 2017-530298 A и

Патентная литература 2 - JP 2013-92103 A.

Сущность изобретения

Однако, на вышеописанном традиционном уровне техники канал располагается в камере сгорания, в подвешенном состоянии. В конфигурации, аналогичной этой, перегрев канала вероятно будет ускоряться, когда в камере сгорания непрерывно выполняется сгорание. В этом случае, в процессе прохождения через канал стимулируется испарение топлива, и сгорание вероятно будет возникать до того как ускоряется предварительное смешивание с наполненным воздухом.

Настоящее изобретение выполнено в свете проблемы, которая описана выше, и имеет целью предоставление двигателя внутреннего сгорания, который может пресекать формирование дыма, стимулируя предварительное смешивание топлива.

Для того, чтобы добиваться вышеописанной цели, первый аспект изобретения направлен на двигатель внутреннего сгорания с типом самовоспламенения от сжатия, который выполняет сгорание, впрыскивая топливо в находящуюся под давлением камеру сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя сопло для впрыска топлива, имеющее сопловое отверстие, которое впрыскивает топливо, сопловое отверстие предусматривается так, чтобы раскрываться в камеру сгорания из головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, и полый канал, в котором впускное и выпускное отверстия раскрываются в камеру сгорания. Канал предоставляется так, что он проникает сквозь внутренность головки цилиндра, так что струя топлива, впрыснутая из соплового отверстия сопла для впрыска топлива, проходит от впускного отверстия к выпускному отверстию.

Второй аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в первом аспекте.

Канал может быть сформирован так, что направление от впускного отверстия к выпускному отверстию соответствует направлению струи топлива, впрыскиваемой из соплового отверстия.

Третий аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в первом аспекте.

Сопло для впрыска топлива может иметь множество сопловых отверстий, которые отличаются в направлении впрыска. Множество каналов предусматриваются согласно соответствующему множеству сопловых отверстий.

Четвертый аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в первом аспекте.

Сопло для впрыска топлива может быть сконфигурировано так, что направление впрыска соплового отверстия находится в диапазоне 45-90° относительно центральной оси цилиндра.

Пятый аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в первом аспекте.

Цилиндрический углубленный участок, имеющий форму, углубленную цилиндрически, может быть сформирован на верхней поверхности головки цилиндра. Сопло для впрыска топлива предусматривается так, что сопловое отверстие раскрывается в камеру сгорания из цилиндрического углубленного участка. Канал конфигурируется так, чтобы проникать сквозь внутренность головки цилиндра от цилиндрического углубленного участка.

Шестой аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в первом аспекте.

Головка цилиндра может быть сконфигурирована посредством включения в нее объединенного элемента, объединенного с верхней поверхностью. Канал конфигурируется так, чтобы проникать сквозь объединенный элемент.

Седьмой аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в шестом аспекте.

Объединенный элемент может быть сконфигурирован так, что площадь поверхности для поверхности, касающейся головки цилиндра, больше площади поверхности для поверхности, раскрытой в камеру сгорания.

Восьмой аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в шестом аспекте.

Объединенный элемент может быть сконфигурирован так, что площадь поверхности внутренней стенки трубопровода меньше площади поверхности для поверхности, касающейся головки цилиндра.

Девятый аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в шестом аспекте.

Объединенный элемент может быть сконфигурирован так, что шероховатость поверхности для поверхности, где формируется канал, является более грубой, чем шероховатость поверхности для поверхности, раскрытой в камеру сгорания.

Десятый аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в шестом аспекте.

В объединенном элементе контур соплового отверстия может быть сформирован в форме, которая выступает кольцеобразно.

Одиннадцатый аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в шестом аспекте.

Объединенный элемент может быть сконфигурирован, чтобы покрывать весь диапазон верхней поверхности.

Двенадцатый аспект изобретения дополнительно имеет следующий отличительный признак в первом аспекте.

Путь протекания охлаждающей жидкости, по которому протекает охлаждающая жидкость, может быть сформирован внутри головки цилиндра.

Согласно первому аспекту, струя топлива, впрыскиваемая в камеру сгорания, проходит через канал, предусмотренный внутри головки цилиндра. Головка цилиндра имеет большую теплоемкость, так что предварительное смешивание струи топлива, проходящей через канал, и наполненного воздуха ускоряется, в то время как струя топлива охлаждается. Таким образом, предварительное смешивание наполненного воздуха ускоряется, в то время как самовоспламенение струи топлива сдерживается, так что может быть предотвращено сжигание чрезмерно богатого топлива. Таким образом, могут быть достигнуты уменьшение дыма и улучшение теплового КПД вследствие уменьшения периода дожигания топлива.

Согласно второму аспекту, струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия, может плавно проходить от впускного отверстия к выпускному отверстию канала.

Согласно третьему аспекту, предварительное смешивание топлива, впрыскиваемого из соответствующих сопловых отверстий, может стимулироваться, даже когда имеется множество сопловых отверстий.

Согласно четвертому аспекту, струя топлива, проходящая через канал, почти не получает воздействия струи воздуха в камере сгорания вследствие подъема поршня. Таким образом, может быть ограничено снижение усилия проникновения струи для струи топлива, проходящей через канал.

Согласно пятому аспекту, канал конфигурируется, чтобы проникать сквозь внутренность головки цилиндра от цилиндрического углубленного участка. Таким образом, впускное отверстие канала может быть расположено, чтобы находиться максимально близко к сопловому отверстию, так что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия, может быть эффективно направлена в канал.

Согласно шестому аспекту, канал также может быть сконфигурирован, чтобы предоставляться в объединенном элементе, объединенном с головкой цилиндра. Таким образом, предоставляется возможность гибкой реакции, чтобы выполнять изменения в спецификациях канала.

Когда площадь контакта объединенного элемента с головкой цилиндра является большой, степень теплового излучения объединенного элемента становится больше, и когда площадь контакта объединенного элемента с камерой сгорания является большой, степень перегрева объединенного элемента становится большой. Согласно седьмому аспекту, площадь контакта объединенного элемента с головкой цилиндра конфигурируется, чтобы быть больше площади контакта с камерой сгорания, так что тепловое излучение объединенного элемента в головку цилиндра стимулируется по сравнению со случаем, когда площадь контакта с головкой цилиндра не является больше площади контакта с камерой сгорания, и перегрев канала может сдерживаться.

Согласно восьмому аспекту, канал может быть выполнен так, чтобы почти не получать тепло камеры сгорания, в то время как стимулируется тепловое излучение к головке цилиндра от объединенного элемента. Таким образом, становится возможным предотвращать перегрев канала 20 и улучшать характеристику охлаждения.

Когда шероховатость поверхности является более грубой, характеристика теплового излучения становится более высокой. Согласно восьмому аспекту, поверхность объединенного элемента, где формируется канал, конфигурируется так, что шероховатость поверхности является более грубой, чем у поверхности, раскрытой в камеру сгорания. Следовательно, согласно настоящему изобретению, может быть сконфигурирован канал, который почти не получает тепло в камере сгорания и легко охлаждает впрыскиваемую струю топлива.

Согласно девятому аспекту, канал конфигурируется так, чтобы проникать сквозь внутренность от внутренней круговой стороны кольцевого объединенного элемента. Таким образом, впускное отверстие канала может быть расположено, чтобы находиться максимально близко к сопловому отверстию, так что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия, может быть эффективно направлена в канал.

Согласно десятому аспекту, объединенный элемент также может покрывать всю поверхность верхней поверхности камеры сгорания.

Согласно одиннадцатому аспекту, путь протекания охлаждающей жидкости, по которому протекает охлаждающая жидкость, формируется внутри головки цилиндра. Согласно конфигурации, аналогичной этой, эффективность охлаждения канала, предусмотренного внутри головки цилиндра, может быть дополнительно улучшена.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид внутренней структуры камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления, схематично просматриваемой насквозь со стороны нижней поверхности;

Фиг. 2 - вид внутренней структуры, схематично просматриваемой насквозь со стороны боковой поверхности посредством разреза двигателя внутреннего сгорания с фиг. 1 по линии A-A;

Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий модифицированный пример двигателя согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 4 - вид внутренней структуры камеры сгорания двигателя согласно второму варианту осуществления, схематично просматриваемой насквозь со стороны нижней поверхности;

Фиг. 5 - вид внутренней структуры, схематично просматриваемой насквозь со стороны боковой поверхности посредством разрезания двигателя с фиг. 4 по линии B-B;

Фиг. 6 - вид, иллюстрирующий модифицированный пример несущего элемента канала двигателя согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 7 - вид, иллюстрирующий модифицированный пример двигателя согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 8 - вид внутренней структуры камеры сгорания двигателя согласно третьему варианту осуществления, схематично просматриваемой насквозь со стороны нижней поверхности;

Фиг. 9 - вид внутренней структуры, схематично просматриваемой насквозь со стороны боковой поверхности посредством разреза двигателя с фиг. 8 по линии C-C; и

Фиг. 10 - вид, иллюстрирующий модифицированный пример несущего элемента канала двигателя согласно третьему варианту осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Далее в данном документе, варианты осуществления настоящего открытия будут описаны со ссылкой на чертежи. Отметим, что, когда число экземпляров, количества, объемы, диапазоны и т.п. соответствующих элементов упоминаются в показанных вариантах осуществления, которые следуют далее, настоящее изобретение не ограничивается упомянутыми числами, пока специально явно не описывается иное, или пока изобретение явно не определяется числами в принципе. Дополнительно, структуры, которые описываются в показанных вариантах осуществления, которые следуют далее, не всегда являются необходимыми для описания, пока специально явно не показано иное, или пока изобретение явно не определяется структурами в принципе.

Первый вариант осуществления

Первый вариант осуществления будет описан со ссылкой на чертежи.

1-1. Конфигурация первого варианта осуществления

Фиг. 1 представляет собой вид внутренней структуры камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления, схематично просматриваемой насквозь со стороны нижней поверхности.

Дополнительно, фиг. 2 представляет собой вид внутренней структуры, схематично просматриваемой насквозь со стороны боковой поверхности посредством разреза двигателя внутреннего сгорания на фиг. 1 по линии A-A. Двигатель 2 внутреннего сгорания первого варианта осуществления является двигателем внутреннего сгорания с типом самовоспламенения от сжатия (далее в данном документе просто называется "двигателем"), включающим в себя множество цилиндров. Отметим, что фиг. 1 и 2 иллюстрируют внутреннюю структуру одного цилиндра из множества цилиндров, включенных в двигатель 2.

Как иллюстрировано на фиг. 1 и 2, двигатель 2 включает в себя головку 4 цилиндра и блок 6 цилиндра. Отверстие 62 цилиндра формируется в блоке 6 цилиндра. Неиллюстрированный поршень, располагается внутри отверстия 62 цилиндра. В пространстве, ограниченном головкой 4 цилиндра, отверстием 62 цилиндра и верхней поверхностью поршня, формируется камера 8 сгорания.

На участке 42 верхней поверхности головки 4 цилиндра, которая формирует камеру 8 сгорания, соответственно располагаются два впускных клапана 12 и два выпускных клапана 14. В центре участка 42 верхней поверхности располагается сопло 16 для впрыска топлива. Более подробно, в центре участка 42 верхней поверхности формируется цилиндрический углубленный участок 44, который является углубленным в цилиндрической форме с центральной осью L1 цилиндра в качестве центральной оси. По той же оси, что и цилиндрический углубленный участок 44, сообщается монтажное отверстие 46 для крепления сопла 16 для впрыска топлива. Сопло 16 для впрыска топлива прикрепляется к монтажному отверстию 46 так, что сопловое отверстие 18, предусмотренное на наконечнике, раскрывается в камеру 8 сгорания.

В сопле 16 для впрыска топлива первого варианта осуществления предусматриваются восемь сопловых отверстий 18, которые выполняют впрыск радиально равным образом в отверстие 62 цилиндра. Каждое из сопловых отверстий 18 конфигурируется так, что угол θ1, сформированный осью L2 соплового отверстия, показывающей направление впрыска топлива, и центральной осью L1 цилиндра, находится в диапазоне 45-90°.

Двигатель 2 первого варианта осуществления включает в себя канал 20 в качестве своей характерной конфигурации. Канал 20 конфигурируется посредством прямолинейной полой трубки, которая пронизывает насквозь внутренность головки 4 цилиндра по направлению к выпускному отверстию 204, предусмотренному во участке 42 верхней поверхности, от впускного отверстия 202, предусмотренного в боковой поверхности цилиндрического углубленного участка 44. Дополнительно, канал 20 конфигурируется так, что центральная ось полой трубки находится в позиции, соответствующей оси L2 соплового отверстия. В двигателе 2 первого варианта осуществления канал 20 предусматривается для каждой из осей L2 соплового отверстия для восьми сопловых отверстий 18.

1-2. Действие первого варианта осуществления

В двигателе 2 с типом самовоспламенения топлива от сжатия, в состоянии, когда воздух, наполненный в камеру 8 сгорания, сжимается, топливо впрыскивается из сопла 16 для впрыска топлива. Сгорание посредством самовоспламенения предпочтительно выполняется после того, как впрыснутая струя топлива смешивается с наполненным воздухом, и гомогенизация концентрации топлива ускоряется. Однако, например, в конфигурации без наличия канала 20 есть опасение, что струя топлива, впрыскиваемая из сопла 16 для впрыска топлива, получает тепло камеры 8 сгорания и быстро перегревается и самовоспламеняется до достаточного смешивания с наполненным воздухом. В этом случае, формирование дыма в результате сжигания чрезмерно богатого топлива и уменьшение теплового КПД вследствие продления периода дожигания топлива становятся проблемами.

В двигателе 2 первого варианта осуществления, в качестве средства для решения вышеописанных проблем, предусматривается канал 20 в камере 8 сгорания. Струя топлива, впрыскиваемая из сопла 16 для впрыска топлива, вводится внутрь канала 20 из впускного отверстия 202. Дополнительно, поскольку впускное отверстие 202 канала 20 раскрывается в камеру 8 сгорания, наполненный воздух внутри камеры 8 сгорания также направляется внутрь канала 20. Головка 4 цилиндра, которая конфигурирует канал 20, имеет большую теплоемкость, и, следовательно, поддерживается при относительно низкой температуре даже в рабочем состоянии, когда сгорание продолжается. Следовательно, смешивание струи топлива, впрыснутой в канал 20, с наполненным воздухом ускоряется, в то время как струя топлива охлаждается, так что гомогенизация концентрации топлива ускоряется без раннего самовоспламенения струи топлива. Газообразная смесь, которая достаточно предварительно смешана, впрыскивается из выпускного отверстия 204 канала 20. Впрыснутая газообразная смесь получает тепло камеры 8 сгорания, чтобы самовоспламеняться и сгорать.

Таким образом, согласно двигателю 2 первого варианта осуществления, в процессе прохождения струи топлива, которая впрыскивается, через канал 20, предварительное смешивание струи топлива и наполненного воздуха может быть стимулировано, в то время как самовоспламенение сдерживается. Таким образом, становится возможным сдерживать формирование дыма, вызванное самовоспламенением чрезмерного богатого топлива до гомогенизации.

Дополнительно, согласно двигателю 2 первого варианта осуществления, самовоспламенение во время прохождения через канал 20 сдерживается, так что момент самовоспламенения может быть задержан. Таким образом, период дожигания топлива сокращается, так что тепловой КПД может быть улучшен.

Дополнительно, в двигателе 2 первого варианта осуществления, канал 20 формируется в головке 4 цилиндра, так что температура поверхности стенки канала 20 может поддерживаться при более низкой температуре, чем температура газа в камере 8 сгорания. Таким образом, становится возможным предотвращать перегрев газообразной смеси в канале 20 и стимулировать предварительное смешивание.

Дополнительно, в двигателе 2 первого варианта осуществления, центральная ось канала 20 соответствует оси L2 соплового отверстия. Согласно конфигурации, аналогичной этой, взаимное влияние струи топлива и поверхности стенки канала 20 может быть предотвращено, так что концентрация топлива может быть гомогенизирована эффективно.

Дополнительно, в двигателе 2 первого варианта осуществления, угол θ1, который формируется центральной осью канала 20 с центральной осью L1 цилиндра, задается в диапазоне 45-90°. Согласно конфигурации, аналогичной этой, становится возможным сдерживать уменьшение силы проникновения струи посредством воздушного потока в канале 20.

1-3. Модифицированный пример первого варианта осуществления

Двигатель 2 первого варианта осуществления может использовать режим, модифицированный следующим образом.

Что касается конфигурации канала 20, если только канал 20 конфигурируется так, что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия 18 сопла 16 для впрыска топлива, проходит к выпускному отверстию 204 от впускного отверстия 202, форма канала 20, число каналов 20 и т.п. не ограничиваются. Дополнительно, цилиндрический углубленный участок 44 головки 4 цилиндра специально не ограничивается цилиндрической формой, если только он существует в форме, которая раскрывается в камеру 8 сгорания и может формировать впускное отверстие 202.

Путь протекания охлаждающей жидкости, по которому протекает охлаждающая жидкость, может быть предусмотрен внутри головки 4 цилиндра. Фиг. 3 представляет собой вид, иллюстрирующий модифицированный пример двигателя согласно первому варианту осуществления. В примере, иллюстрированном на фиг. 3, путь 43 протекания охлаждающей жидкости, по которому протекает охлаждающая жидкость, предусматривается внутри головки 4 цилиндра. Согласно конфигурации, аналогичной этой, эффективность охлаждения канала 20, который формируется в головке 4 цилиндра, дополнительно улучшается.

Второй вариант осуществления

Второй вариант осуществления будет описан со ссылкой на чертежи.

2-1. Конфигурация второго варианта осуществления

Фиг. 4 представляет собой вид внутренней структуры камеры сгорания двигателя согласно второму варианту осуществления, схематично просматриваемой насквозь со стороны нижней поверхности. Дополнительно, фиг. 5 - это вид внутренней структуры, схематично просматриваемой насквозь со стороны боковой поверхности посредством разреза двигателя на фиг. 4 по линии B-B. Заметим, что на фиг. 4 и 5 общие элементы с фиг. 1 или фиг. 2 будут обозначены теми же ссылочными знаками, и подробное объяснение элементов будет пропущено.

Как иллюстрировано на фиг. 4 и 5, в центре участка 42 верхней поверхности головки 4 цилиндра, которая формирует камеру 8 сгорания, проникает монтажное отверстие 46 для крепления сопла 16 для впрыска топлива. Сопло 16 для впрыска топлива прикрепляется к монтажному отверстию 46 так, что сопловое отверстие 18 на наконечнике раскрывается в камеру 8 сгорания.

Двигатель 2 второго варианта осуществления включает в себя несущий элемент 48 канала, в котором каналы 20 формируются в качестве характерной структуры двигателя 2. Несущий элемент 48 канала является кольцеобразным элементом, сформированным в выступающей форме, чтобы окружать контур соплового отверстия 18 сопла 16 для впрыска топлива. Несущий элемент 48 канала закрепляется четырьмя болтами 50, чтобы находиться в плотном контакте с участком 42 верхней поверхности головки 4 цилиндра.

Канал 20 конфигурируется посредством прямолинейной полой трубки, которая проникает сквозь внутренность несущего элемента 48 канала по направлению к выпускному отверстию 204, которое предусматривается на внешней круговой стороне от впускного отверстия 202, которое предусматривается на внутренней круговой стороне несущего элемента 48 канала. Отметим, что канал 20 конфигурируется так, что центральная ось полой трубки находится в позиции, соответствующей оси L2 соплового отверстия аналогично конфигурации канала 20 первого варианта осуществления.

2-2. Действие второго варианта осуществления

В двигателе 2 второго варианта осуществления каналы 20 формируются в несущем элементе 48 канала. Несущий элемент 48 канала закрепляется в плотном контакте с головкой 4 цилиндра, и, следовательно, можно сказать, в качестве объединенного элемента, который объединяется с головкой 4 цилиндра. Следовательно, канал 20, который формируется в несущем элементе 48 канала, может поддерживать температуру поверхности стенки канала 20 при более низкой температуре, чем температура газа в камере 8 сгорания аналогично случаю, когда канал 20 формируется в головке 4 цилиндра. Таким образом, становится возможным предотвращать перегрев газообразной смеси в канале 20 и стимулировать предварительное смешивание.

Дополнительно, двигатель 2 второго варианта осуществления применяет конфигурацию, в которой несущий элемент 48 канала прикрепляется к головке 4 цилиндра, так что позиция канала 20 относительно головки 4 цилиндра может регулироваться. Дополнительно, в двигателе 2 второго варианта осуществления, различные несущие элементы 48 каналов могут быть объединены с головкой 4 цилиндра, так что даже когда спецификации сопла 16 для впрыска топлива изменяются, предоставляется возможность унификации головки 4 цилиндра, если изменяется только несущий элемент 48 канала. Таким образом, в двигателе 2 второго варианта осуществления, может быть реализовано гибкое реагирование на изменение в спецификациях режима впрыска топлива.

2-3. Модифицированный пример второго варианта осуществления

Двигатель 2 второго варианта осуществления может применять режим, который модифицируется следующим образом.

Что касается канала 20, если только канал 20 конфигурируется так, что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия 18 сопла 16 для впрыска топлива, проходит к выпускному отверстию 204 от впускного отверстия 202, форма канала 20, число каналов 20 и т.п. не ограничиваются. Дополнительно, несущий элемент 48 канала специально не ограничивается кольцеобразной формой, если только несущий элемент 48 канала формируется в выступающей форме, которая должна быть раскрыта в камеру 8 сгорания, и представлен в форме, сквозь которую может проходить канал 20.

Способ крепления несущего элемента 48 канала не ограничивается, если только несущий элемент 48 канала конфигурируется, чтобы закрепляться в плотном контакте с головкой 4 цилиндра. Однако, несущий элемент 48 канала предпочтительно конфигурируется так, что площадь поверхности для поверхности, касающейся головки 4 цилиндра, больше площади поверхности для поверхности, раскрываемой в камеру 8 сгорания. В качестве конфигурации, аналогичной этой, возможен, например, режим, который иллюстрирован на фиг. 6. Фиг. 6 - это вид, иллюстрирующий модифицированный пример несущего элемента 48 канала второго варианта осуществления. В примере, иллюстрированном на фиг. 6, часть несущего элемента 48 канала кольцеобразно утоплена внутрь головки 4 цилиндра. Согласно конфигурации, аналогичной этой, площадь контакта несущего элемента 48 канала и головки 4 цилиндра может быть задана больше площади поверхности для поверхности, раскрытой в камеру 8 сгорания, так что становится возможным предотвращать перегрев канала 20 и улучшать эффективность охлаждения.

Дополнительно, в качестве другого предпочтительного режима несущего элемента 48 канала, площадь поверхности внутренней стенки канала 20 предпочтительно конфигурируется меньше площади поверхности для поверхности, касающейся головки 4 цилиндра. Согласно конфигурации, аналогичной этой, канал 20 может быть выполнен так, что он почти не получает тепло камеры 8 сгорания, в то время как тепловое излучение головки 4 цилиндра от несущего элемента 48 канала стимулируется. Таким образом, становится возможным предотвращать перегрев канала 20 и улучшать характеристику охлаждения.

Шероховатость поверхности для поверхности стенки канала 20 предпочтительно задается грубее шероховатости поверхности несущего элемента 48 канала, которая раскрывается в камеру 8 сгорания. Согласно конфигурации несущего элемента 48 канала, аналогичной этой, становится возможным улучшать теплопроводность впрыскиваемой струи топлива и уменьшать теплопроводность наполненного газа в камере сгорания.

Внутри несущего элемента 48 канала может быть предусмотрен путь протекания охлаждающей жидкости, по которому протекает охлаждающая жидкость. Фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий модифицированный пример двигателя согласно второму варианту осуществления. В примере, иллюстрированном на фиг. 7, часть пути 43 протекания охлаждающей жидкости, по которому охлаждающая жидкость протекает внутрь головки 4 цилиндра, протягивается внутрь несущего элемента 48 канала. Согласно конфигурации, аналогичной этой, эффективность охлаждения канала 20, который формируется в несущем элементе 48 канала, дополнительно улучшается.

Третий вариант осуществления

Третий вариант осуществления будет описан со ссылкой на чертежи.

3-1. Конфигурация третьего варианта осуществления

Фиг. 8 представляет собой вид внутренней структуры камеры сгорания двигателя согласно третьему варианту осуществления, схематично просматриваемой насквозь со стороны нижней поверхности. Дополнительно, фиг. 9 представляет собой вид внутренней структуры, схематично просматриваемой насквозь со стороны боковой поверхности посредством разреза двигателя на фиг. 8 по линии C-C. Заметим, что на фиг. 8 и 9 элементы, общие с фиг. 1 или фиг. 2, будут обозначены теми же ссылочными знаками, и подробное объяснение элементов будет пропущено.

Как иллюстрировано на фиг. 8 и 9, в двигателе 2 согласно третьему варианту осуществления, несущий элемент 52 канала, в котором формируются каналы 20, предусматривается так, чтобы покрывать весь диапазон участка 42 верхней поверхности головки 4 цилиндра, которая формирует камеру 8 сгорания. Несущий элемент 52 канала является пластинчатым элементом, помещенным между головкой 4 цилиндра и блоком 6 цилиндра, и снабжается сообщающимся отверстием 54 для раскрытия соплового отверстия 18 сопла 16 для впрыска топлива в камеру 8 сгорания, которое предусматривается на той же оси, что и монтажное отверстие 46.

Канал 20 конфигурируется посредством прямолинейной полой трубки, которая проникает сквозь внутренность несущего элемента 52 канала по направлению к выпускному отверстию 204, раскрытому в камеру 8 сгорания, от впускного отверстия 202, предусмотренного на внутренней круговой стороне сообщающегося отверстия 54. Отметим, что канал 20 конфигурируется так, что центральная ось полой трубки находится в позиции, соответствующей оси L2 соплового отверстия, аналогично конфигурации канала 20 первого варианта осуществления.

3-2. Действие третьего варианта осуществления

В двигателе 2 третьего варианта осуществления каналы 20 формируются в несущем элементе 52 канала. Несущий элемент 52 канала закрепляется в плотном контакте с головкой 4 цилиндра, и, следовательно, можно сказать, в качестве объединенного элемента, который объединяется с головкой 4 цилиндра. Следовательно, канал 20, который формируется в несущем элементе 52 канала, может поддерживать температуру поверхности стенки канала 20 при более низкой температуре, чем температура газа в камере 8 сгорания, аналогично случаю, когда канал 20 формируется в головке 4 цилиндра. Таким образом, становится возможным предотвращать перегрев газообразной смеси в канале 2 и стимулировать предварительное смешивание.

Дополнительно, в двигателе 2 третьего варианта осуществления, различные несущие элементы 52 каналов могут быть объединены с головкой 4 цилиндра, так что даже когда спецификации сопла 16 для впрыска топлива изменяются, предоставляется возможность унификации головки 4 цилиндра, если несущий элемент 52 канала изменяется. Таким образом, в двигателе 2 третьего варианта осуществления, предоставляется возможность гибкого реагирования на изменение в спецификациях режима впрыска топлива.

3-3. Модифицированный пример третьего варианта осуществления

Двигатель 2 третьего варианта осуществления может применять режимы, которые модифицируются следующим образом.

Если только канал 20 конфигурируется так, что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия 18 сопла 16 для впрыска топлива, проходит к выпускному отверстию 204 от впускного отверстия 202, форма канала 20, число каналов 20 и т.п. не ограничиваются. Дополнительно, несущий элемент 52 канала специально не ограничивается кольцеобразной формой, если только несущий элемент 52 канала формируется в выступающей форме, которая раскрывается в камеру 8 сгорания, и представлен в форме, сквозь которую могут проходить каналы 20.

Способ крепления несущего элемента 52 канала не ограничивается, если только несущий элемент 52 канала конфигурируется, чтобы закрепляться в плотном контакте с головкой 4 цилиндра. Например, несущий элемент 52 канала может быть сконфигурирован, чтобы прикрепляться к головке 4 цилиндра с помощью болтов.

Несущий элемент 52 канала предпочтительно конфигурируется так, что площадь поверхности для поверхности, касающейся головки 4 цилиндра, больше площади поверхности для поверхности, раскрываемой в камеру 8 сгорания. В качестве конфигурации, аналогичной этой, возможен, например, режим, который иллюстрирован на фиг. 10. Фиг. 10 представляет собой вид, иллюстрирующий модифицированный пример несущего элемента 52 канала двигателя 2 согласно третьему варианту осуществления. В примере, иллюстрированном на фиг. 10, выступающий участок 522, который выступает кольцеобразно в сторону головки 4 цилиндра от несущего элемента 52 канала, утапливается внутрь головки 4 цилиндра. Согласно конфигурации, аналогичной этой, площадь контакта несущего элемента 52 канала и головки 4 цилиндра может быть задана больше площади поверхности для поверхности, раскрытой в камеру 8 сгорания, так что становится возможным предотвращать перегрев канала 20 и улучшать эффективность охлаждения.

Шероховатость поверхности для поверхности стенки канала 20 предпочтительно задается грубее шероховатости поверхности несущего элемента 52 канала, которая раскрывается в камеру 8 сгорания. Согласно конфигурации несущего элемента 52 канала, аналогичной этой, становится возможным улучшать теплопроводность впрыскиваемой струи топлива и уменьшать теплопроводность наполненного газа в камере сгорания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя сопло 16 для впрыска топлива, в котором сопловое отверстие, которое впрыскивает топливо, предусматривается раскрывающимся в камеру сгорания из головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, и полый канал 20, в котором впускное и выпускное отверстия раскрываются в камеру сгорания. Канал предусматривается так, что он проникает сквозь внутренность головки цилиндра, так что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия сопла для впрыска топлива, проходит от впускного отверстия к выпускному отверстию. Канал предпочтительно конфигурируется так, что направление от впускного отверстия к выпускному отверстию соответствует направлению струи топлива, впрыскиваемой из соплового отверстия. Изобретение позволяет улучшить смешивание топлива с воздухом в камере сгорания двигателя, уменьшить дымность и улучшить тепловой КПД двигателя. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания с типом самовоспламенения от сжатия, который выполняет сгорание посредством впрыска топлива в находящуюся под давлением камеру сгорания, содержащий:

сопло для впрыска топлива, имеющее сопловое отверстие, которое впрыскивает топливо и расположено таким образом, что оно раскрывается в камеру сгорания из головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания; и

полый канал, в котором впускное и выпускное отверстия раскрываются в камеру сгорания,

при этом канал расположен таким образом, что он проникает сквозь внутренность головки цилиндра, так что струя топлива, впрыскиваемая из соплового отверстия сопла для впрыска топлива, проходит от впускного отверстия к выпускному отверстию;

причем головка цилиндра сконфигурирована посредством включения в нее объединенного элемента, объединенного с верхней поверхностью, при этом канал сконфигурирован таким образом, что он проникает сквозь объединенный элемент;

причем объединенный элемент сконфигурирован таким образом, что площадь поверхности, касающейся головки цилиндра, больше площади поверхности, раскрытой в камеру сгорания;

при этом в объединенном элементе контур соплового отверстия сформирован в форме, которая выступает кольцеобразно.

2. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором канал сконфигурирован таким образом, что направление от впускного отверстия к выпускному отверстию соответствует направлению струи топлива, впрыскиваемой из соплового отверстия.

3. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором сопло для впрыска топлива имеет множество сопловых отверстий, которые отличаются в направлении впрыска, причем имеется множество каналов, предусмотренных согласно соответствующему множеству сопловых отверстий.

4. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором сопло для впрыска топлива сконфигурировано таким образом, что направление впрыска соплового отверстия находится в диапазоне от 45° до 90° относительно центральной оси цилиндра.

5. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором объединенный элемент сконфигурирован таким образом, что площадь поверхности внутренней стенки канала меньше площади поверхности для поверхности, касающейся головки цилиндра.

6. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором объединенный элемент сконфигурирован таким образом, что шероховатость поверхности для поверхности, где формируется канал, является более грубой, чем шероховатость поверхности для поверхности, раскрытой в камеру сгорания.

7. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором объединенный элемент сконфигурирован таким образом, чтобы покрывать весь диапазон верхней поверхности.

8. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, в котором путь протекания охлаждающей жидкости, по которому протекает охлаждающая жидкость, сформирован внутри головки цилиндра.