缸内喷射式发动机用活塞制造技术

一种缸内喷射式发动机用活塞，形成在活塞顶部的凹部夹着活塞的轴心，设于一侧的凹部始端部与另一侧的凹部终端部之间，在所述凹部中，在与连接所述凹部始端部和所述凹部终端部的、穿过所述轴心的始终端中心线正交的方向上宽度最大的最大宽度部沿着所述始终端中心线相比所述轴心在所述凹部始端部一侧的位置上，沿着所述始终端中心线从所述最大宽度部至所述凹部终端部为止的距离设定为短于从所述轴心至所述凹部始端部为止的距离。所述活塞的凹部沿着所述凹部始端部侧的端缘具备始端侧曲线区间，所述活塞的凹部沿着所述凹部终端部侧的端缘具备曲线半径相对地大于所述始端侧曲线区间的终端侧曲线区间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将燃料直接喷射至气缸内的缸内喷射式发动机的活塞。
技术介绍
在具备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，在高负载区域中，向气缸内导入均质的空燃比的混合气体来进行均质燃烧，而在低负载区域中，将气缸内分为燃料丰富的可燃混合气体层和燃料缺乏或几乎只有空气的稀薄混合气体层，来对分层稀薄燃烧(分层燃烧)进行控制。在分层燃烧时，利用随着活塞的下降而引起的气缸内的气流等，并防止汽油和空气均匀地彼此混合，以使得可燃混合气体层在压缩冲程后期在火花塞的周围聚集、稀薄混合气体层在靠近活塞顶面一侧聚集的方式对气流进行控制。然而，在专利文献1中，公开了在活塞顶面中偏向吸气阀一侧的位置上，形成俯视观察下呈正圆形的凹部(盆状)的技术。当活塞位于上止点附近时，面向气缸内的缸内喷射阀的喷雾轴线指向该凹部。在该活塞中，在均质燃烧时，从一个气缸具备的一对吸气口向气缸内导入新鲜空气，产生作为较强的纵向旋转漩涡的滚流。燃料在吸气冲程中被喷射到气缸内，并且该燃料通过滚流在气缸内扩散，从而实现在汽缸内的混合空气的均质化。此外，在分层稀薄燃烧时，通过对设于吸气口内的空气控制阀的控制，只从一对吸气口中一个吸气口向气缸内导入新鲜空气，在滚流的成分相对地被减弱的同时，且沿水平方向的漩涡的涡流被增强。然后，在压缩冲程的后一半，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涡流移动到燃烧室顶部的火花塞一侧，并在火花塞周围形成易燃的可燃混合气体层。在先技术文献专利文献专利文献1：日本JPH11-210551A
技术实现思路
如上述例子，在缸内喷射式汽油发动机中，需要将从缸内喷射阀喷射的燃料顺利地引导至火花塞周围，并在该火花塞周围形成易燃的混合气体。然而，缸内喷射阀的燃料喷射区域是从缸内喷射阀的喷口向活塞的轴心(俯视观察下中心)的方向缓缓扩大的扇形状，对此，如果如上所述那样凹部为俯视观察下的正圆形，则该燃料的喷射区域不会落在凹部内，而有时导致扩及到靠凹部的端缘的外侧。在这样的情况下，燃料会向靠凹部的外径侧溢出，无法在火花塞周围聚集所需的燃料。由此，由于会发生爆震、或者由于积碳的增加等引起提前点火等原因，因此是不优选的。另外，无条件地扩大与燃料的喷射区域对应的凹部的范围会导致活塞刚性的下降。此外，为了弥补该刚度的下降，如果将从顶岸、即顶岸槽至活塞顶面的部分变厚，则会导致活塞重量的增加。因此，本专利技术的课题在于抑制活塞的刚性下降和重量增加的同时，并将从缸内喷射阀喷射的燃料，有效地导入到由活塞顶面形成的凹部内，并在火花塞周围集中所需的燃料。为了解决上述课题，本专利技术采用一种缸内喷射式发动机用活塞，在该在活塞顶面形成有凹部的缸内喷射式发动机用活塞中，所述凹部夹着活塞的轴心，设于一侧的凹部始端部与另一侧的凹部终端部之间，在所述凹部中，在与连接所述凹部始端部和所述凹部终端部的、穿过所述轴心的始终端中心线正交的方向上宽度最大的最大宽度部沿着所述始终端中心线相比所述轴心在所述凹部始端部一侧的位置上，沿着所述始终端中心线从所述最大宽度部至所述凹部终端部为止的距离设定为短于从所述轴心至所述凹部始端部为止的距离。所述活塞的所述凹部能够采用以下结构：沿着所述凹部始端部侧的端缘具备始端侧曲线区间，所述凹部沿着所述凹部终端部侧的端缘具备曲线半径相对地大于所述始端侧曲线区间的终端侧曲线区间。在这些各个结构中能采用以下结构：所述终端侧曲线区间具有比所述凹部始端部与所述凹部终端部之间距离的二分之一长的半径的部分，并且所述始端侧曲线区间具有比所述凹部始端部与所述凹部终端部之间距离的二分之一短的半径的部分。并且，在这些各个结构中，能够采用以下结构：曲线半径相对地小于所述终端侧曲线区间的侧方曲线区间分别连接到所述终端侧曲线区间的两端。此时，所述侧方曲线区间能够采用以下结构：具有比所述凹部始端部与所述凹部终端部之间的距离的二分之一短的半径的部分。此外，能够采用以下结构：随着从所述凹部始端部分离而从所述始终端中心线逐渐远离的安装区间，分别与所述始端侧曲线区间的两端连接。本专利技术由于将形成在活塞头的凹部，夹着活塞的轴心并设于一侧的凹部始端部与另一侧的凹部终端部之间，并且，在所述凹部中，在与连接所述凹部始端部和所述凹部终端部的、穿过所述轴心的始终端中心线正交的方向上宽度最大的最大宽度部沿着所述始终端中心线相比所述轴心在所述凹部始端部一侧的位置上，沿着所述始终端中心线从所述最大宽度部至所述凹部终端部为止的距离设定为短于从所述轴心至所述凹部始端部为止的距离，因此活塞头的凹部的范围不会变的过大，凹部会变成对接收从缸内喷射阀喷射的燃料而言的必要且充分的范围。由此，能够在抑制活塞的刚性下降和重量增加的同时，将从缸内喷射阀喷射的燃料，有效地放入到活塞顶部的凹部内，并在火花塞周围收集所需的燃料。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式示出的活塞，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是图1的(a)的B-B截面图，图1的(c)是图1的(a)的C-C截面图。图2是该实施方式的活塞的立体图。图3是示出容纳有该实施方式的活塞的发动机的气缸内的截面图。图4是示出该实施方式的活塞的俯视图及与缸内喷射阀的位置关系的正面观察示意图。图5的(a)～(e)是示出确定活塞顶面凹部的形状的过程的俯视图。图6的(a)～(c)是示出活塞顶面凹部的详细情况的俯视图。图7是示出其它的实施方式的活塞的俯视图以及示出与缸内喷射阀的位置关系的正面观察示意图。图8是进一步示出其它的实施方式的活塞的俯视图以及与缸内喷射阀的位置关系的正面观察示意图。图9是活塞的主要部分的放大截面图。具体实施方式以下，基于附图并对本专利技术的一个实施方式进行说明。本实施方式是缸内喷射式汽车用的四冲程汽油发动机以及用于该发动机的活塞。图1及图2是示出了活塞的细节，图3是示出了该发动机具备的一个气缸中的燃烧室3的主要部分、以及发动机的结构。在图3中仅示出直接关系到本专利技术的构件等，而其它构件等的图示省略。此外，虽然在图3中仅示出了一个汽缸1，但发动机可以是单汽缸，也可以是具备多个气缸1的多气缸。如图3所示，在发动机的气缸1内容纳活塞2。由气缸1的内壁面以及活塞2的顶面等，形成燃烧室3。此外，在气缸1中，具备引导空气进入燃烧室3的吸气口5、从燃烧室3排气的排气口6、以及从气缸盖侧沿着气缸的轴线、即气缸的缸轴方向向下配置的火花塞4等。此外，火花塞的方向并不限于此。气缸1中具备向燃烧室3内直接喷射燃料的缸内喷射阀9。缸内喷射阀9配置在燃烧室3内的靠近上方的周边部、吸气口5的开口附近。如图3所示，缸内喷射阀9的燃料喷射方向是该喷雾中心线j0随着从燃烧室3的周边部朝向中央，逐渐向活塞头(活塞2的顶面)接近的倾斜方向。将该燃料的喷雾中心线j0在下文称为倾斜方向喷雾中心线j0。燃料以该倾斜方向喷雾中心线j0为中心，从缸内喷射阀9的喷口以扇形状均匀扩散的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缸内喷射式发动机用活塞，在活塞顶面形成有凹部，其中，所述凹部夹着活塞的轴心，设于一侧的凹部始端部与另一侧的凹部终端部之间，在所述凹部中，在与连接所述凹部始端部和所述凹部终端部的、穿过所述轴心的始终端中心线正交的方向上宽度最大的最大宽度部沿着所述始终端中心线相比所述轴心在所述凹部始端部一侧的位置上，沿着所述始终端中心线从所述最大宽度部至所述凹部终端部为止的距离设定为短于从所述轴心至所述凹部始端部为止的距离。

【技术特征摘要】
2014.12.24 JP 2014-2605691.一种缸内喷射式发动机用活塞，在活塞顶面形成有凹部，其中，
所述凹部夹着活塞的轴心，设于一侧的凹部始端部与另一侧的
凹部终端部之间，
在所述凹部中，在与连接所述凹部始端部和所述凹部终端部的、
穿过所述轴心的始终端中心线正交的方向上宽度最大的最大宽度部
沿着所述始终端中心线相比所述轴心在所述凹部始端部一侧的位置
上，
沿着所述始终端中心线从所述最大宽度部至所述凹部终端部为
止的距离设定为短于从所述轴心至所述凹部始端部为止的距离。
2.根据权利要求1所述的缸内喷射式发动机用活塞，其中，
所述活塞的所述凹部沿着所述凹部始端部侧的端缘具备始端侧
曲线区间，所述凹部沿着所述凹部终端部侧的端缘具备曲线半径相
对地大于所述始端侧曲线区间的终端侧曲线区间。
3.根据权利要求2所述的缸内喷射式发动机用活塞，其中，
所述终端侧曲线区间具有比所述凹部始端部与所述凹部终端部
之间距离的二分之一长的半径...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口好正，桐村宗孝，上野慎司，金池聪志，
申请(专利权)人：三菱自动车工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP