Двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр

Двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр

Реферат

 

Данное изобретение касается создания двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр. Нижняя стенка головки цилиндра (8), образующая указанную верхнюю стенку камеры сгорания (3), имеет форму двускатной крышки, которая образована являющейся стороной впускного клапана наклонной нижней стенкой (8a) и являющейся стороной выпускного клапана наклонной нижней стенкой (8b). Свеча зажигания (6) расположена в окрестности верхнего участка, имеющей форму двускатной крыши, верхней стенки камеры сгорания (3). Верхняя стенка поршня (2), которая образует нижнюю стенку камеры сгорания (3), имеет форму двускатной крыши, которая содержит являющуюся стороной впускного клапана наклонную верхнюю стенку (2a), а также являющуюся стороной выпускного клапана наклонную верхнюю стенку (2b), которые выполнены соответственно являющейся стороной впускного клапана наклонной нижней стенке (8а) и являющейся стороной выпускного клапана нижней стенке (8b) головки цилиндра (8). Являющаяся стороной впускного клапана наклонная верхняя стенка (2а) поршня (2) имеет полостной участок (25). Изобретение обеспечивает оптимальный эффект горения, позволяет достичь улучшения как газового ресурса, так и выходной мощности. 3 с. и 22 з.п.ф-лы, 64 ил.

Настоящее изобретение касается создания двигателя внутреннего сгорания с впрыском топлива в цилиндр, который относится к двигателям с искровым зажиганием и в котором осуществляется прямой впрыск топлива в камеру сгорания.

В системах подачи топлива для бензиновых двигателей, в которых в качестве топлива используется прежде всего бензин, в течение многих лет широко используются инжекторы (топливные форсунки), расположенные вне двигателя внутреннего сгорания. В таких бензиновых двигателях работой инжектора управляет блок управления, такой как контроллер, который производит впрыск топлива в заданном количестве в заданное время во впускной канал.

Впрыснутое таким образом во впускной канал топливо затем подается в камеру сгорания совместно с воздухом, который всасывается в такте впуска, в результате чего топливо и воздух перемешиваются и зажигаются свечой зажигания для осуществления сгорания.

С другой стороны, в дизельных двигателях, в которых в первую очередь используется дизельное топливо в качестве горючего, это топливо непосредственно впрыскивается в камеру сгорания и подвергается самовозгоранию сжатым воздухом в камере сгорания.

Для обеспечения возможности прямого впрыска топлива в камеру сгорания бензинового двигателя также уже были предложены двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр.

В таком двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр возможно в целом осуществление сгорания при чрезвычайно малой концентрации топлива (то есть при высоком отношении воздух/топливо); другими словами, возможно осуществление так называемой работы со слоистым бедным горением путем образования вихря внутри каждого цилиндра, впрыска топлива в вихрь для образования слоя воздушно-топливной смеси желательной концентрации (концентрации топлива вблизи стехиометрического отношения воздух/топливо) в позиционном совпадении со свечой зажигания, и подачи топлива в слое воздушно-топливной смеси к свече зажигания.

В таком двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр детонация может быть устранена путем впрыска топлива на ранней стадии такта впуска путем сжигания топлива в виде воздушно-топливной смеси, которая богаче, чем при слоистом бедном горении, так как воздух, всосанный в камеру сгорания, охлажден инжектируемым в цилиндр топливом. В результате возникает преимущество, связанное с тем, что степень сжатия может быть увеличена более просто.

В двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр важна форма камеры сгорания, образованной поршнем, нижней стенкой головки цилиндра и другими элементами, чтобы использовать наилучшим образом указанное выше преимущество.

Однако это связано с возникновением проблемы, заключающейся в том, что при сложной форме камеры сгорания выходные характеристики мощности и параметры газового ресурса двигателя существенно изменяются даже при незначительных изменениях формы или обмена поршня или камеры сгорания, а также изменении положения свечи зажигания или других элементов.

В связи с изложенным, насущной необходимостью становится установление такого относительного позиционного соотношения между формой каждой камеры сгорания в двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр и частями камеры сгорания, чтобы получить оптимальную эффективность сгорания.

В выложенной заявке на патент Японии N HEI 4-228850 раскрыто устройство для предотвращения контактирования топлива, которое было впрыснуто клапаном инжекции топлива, с внутренней стенкой цилиндра. Однако такое устройство связано только с направлением впрыска топлива от клапана инжекции топлива и не позволяет решить указанную выше проблему.

Кроме того, в выложенной заявке на патент Японии N HEI 4-58030 раскрыто устройство для снижения вероятности самовозгорания, детонации или появления копоти в двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр. Однако это устройство предназначено только для обеспечения гладкой работы двигателя и также не может решить указанную выше проблему.

Наконец, в выложенной заявке на патент Японии N HEI 4-166612 раскрыто устройство для улучшения зажигания в ходе работы с низкой нагрузкой двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр. В этом устройстве не предусмотрено образование камеры сгорания и порции и не рассматриваются позиционные ограничения при установке свечи зажигания для достижения оптимальной эффективности горения.

Все описанные выше устройства предназначены для двухтактных двигателей внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр. В устройстве, которое описано, например, в выложенной заявке на патент Японии N HEI 4-228850, которое показано на фиг. 63 и 64, участок внутренней стенки 103b головки цилиндра образован на одной стороне боковой стенки 103a головки цилиндра, где предусмотрены два впускных клапана 106. Кроме того, имеется участок внутренней стенки 103c головки цилиндра, который образован на противоположной стороне боковой стенки 103a головки цилиндра, где предусмотрены два выпускных клапана 107. Эти участки внутренней стенки 103b и 103c головки цилиндра соединены друг с другом при помощи периферической стенки 108, показанной на фиг. 64, таким образом, что весь участок внутренней стенки 103c головки цилиндра на одной стороне выпускных клапанов 107 больше заходит в камеру сгорания 104, чем участок внутренней стенки 103b головки цилиндра.

Указанная периферическая стенка 108 образована двумя маскирующими стенками 108a, которые расположены в непосредственной близости к периферическим краевым участкам впускных клапанов 106 и идут в виде дуг окружности вдоль периферических краевых участков впускных клапанов 106, и двумя направляющими стенками свежего воздуха 108b, которые расположены между двумя впускными клапанами 106, 106, и двумя направляющими стенками свежего воздуха 108с, которые расположены между участками периферической стенки внутренней стенки 103a головки цилиндра, причем эти участки примыкают к периферической стенке, и их соответствующими впускными клапанами 106.

Когда впускные клапаны 106 начинают открываться, то воздух начинает протекать в камеру сгорания 104 через впускные клапаны 106. В это время окна впускных клапанов 106 перекрыты со стороны выпускных клапанов 107 из-за наличия маскирующих стенок 108a. Поэтому воздух втекает в камеру сгорания 104 через окна с противоположных сторон с маскирующих стенок 108a, опускается вдоль внутренней стенки проточки цилиндра, расположенной ниже впускных клапанов 106, а затем поднимается вдоль внутренней стенки продувной проточки цилиндра, расположенной ниже выпускных клапанов 107. В результате образования потока в виде петли эффекты продувки усиливаются. Несмотря на то, что участок выемки 116 образован в верхней стенки поршня 102, эта верхняя стенка имеет трапецеидальную форму поперечного сечения, при этом в описанном выше двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр образуется большое пространство между участком внутренней стенки 103b головки цилиндра и верхней стенкой поршня 102, что приводит к возникновению проблемы, связанной с тем, что не может быть обеспечена существенная степень сжатия в камере сгорания такой формы, в результате чего трудно создать двигатель с высокой выходной мощностью.

На фиг. 63 и 64 также показан впускной канал 112, выпускной канал 113 и инжекторы 114, 115, которые установлены соответственно во впускных каналах 112, 112.

Следует также указать, что в выложенной заявке на патент Японии N HEI 5-71350 и в выложенной заявке на патент Японии N HEI 5-240051 раскрыт двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр, в котором нижняя стенка головки цилиндра имеет коническую форму, причем верхняя стенка поршня также имеет коническую форму, так что они соответствуют друг другу. В устройствах, которые раскрыты в этих публикациях, верхняя стенка поршня имеет ступенчатую полостную форму и образована из мелкой пластины и глубокой пластины, что позволяет осуществлять бедное горение при работе с низкой нагрузкой за счет использования вихрей вокруг центральной оси цилиндра.

Однако когда стенка поршня имеет ступенчатую полостную форму и образована из мелкой пластины и глубокой пластины, как это указано выше, образование потока падения предотвращено за счет указанной ступенчатой полостной формы, даже тогда, когда поток всасываемого воздуха вводится из верхней части в нижнюю часть камеры сгорания, чтобы образовать продольный вихрь (поток падения) в камере сгорания. Поэтому трудно поддерживать поток падения до последней стадии такта сжатия путем образования мощного потока падения. Аналогично, невозможно осуществлять слоистое горение при помощи слоистого потока падения, образованного потоком падения богатой топливной смеси, эквивалентной стехиометрической топливной смеси, образованной в окрестности свечи зажигания, и другого потока падения сверхбедной топливной смеси, образованной в удаленном от свечи зажигания месте. Это приводит к возникновению проблемы, связанной с тем, что трудно достичь улучшения газового ресурса за счет сверхбедного горения.

Более того, использование устройств, раскрытых в этих публикациях, сопровождается другими проблемами. При использовании четырех клапанов с целью достижения высокой выходной мощности при высокой нагрузке, что требуется при разгоне или в аналогичных случаях, накладываются ограничения на приводной клапанный механизм, например, если клапаны установлены вдоль конической нижней стенки головки цилиндра. Если клапаны установлены под прямыми углами к конической нижней стенке головки цилиндра, то элементы клапанов выступают внутрь камеры сгорания; для устранения такого выступания необходимо образовывать выемки в нижней стенке головки цилиндра. В любом случае, при этом трудно достичь высокой степени сжатия.

Настоящее изобретение позволяет разрешить указанные выше проблемы. Задачей настоящего изобретения является создание двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр, в котором форма каждой из камер сгорания и относительные позиционные связи между частями камеры сгорания установлены таким образом, чтобы достичь оптимальной эффективности горения и, в результате, достичь улучшения как газового ресурса, так и выходной мощности.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр, в котором предусмотрена камера сгорания, верхняя часть и основание которой ограничены нижней стенкой головки цилиндра и верхней стенкой поршня, введенного соответствующим образом в цилиндр, причем впускной клапан установлен на одной стороне нижней стенки указанной головки цилиндра указанной камеры сгорания, а выпускной клапан установлен на противоположной стороне нижней стенки указанной головки цилиндра указанной камеры сгорания, при этом впускной канал с нижнего его конца сообщается с указанной камерой сгорания через указанный впускной клапан, так что при этом образуется продольный вихрь всосанного воздуха внутри камеры сгорания, причем выпускной канал с нижнего его конца сообщается с указанной камерой сгорания через указанный выпускной клапан, так что при этом из указанной камеры сгорания выпускается отработанный газ, и клапан впрыска топлива предназначен для прямого впрыска топлива в указанную камеру сгорания, отличающийся тем, что указанная нижняя стенка указанной головки цилиндра, которая образует верхнюю стенку указанной камеры сгорания, имеет форму двускатной крыши, которая образована являющейся стороной впускного клапана наклонной нижней стенкой, образованной на указанной стороне, а также являющейся стороной выпускного клапана наклонной нижней стенкой, образованной на указанной противоположной стороне, причем свеча зажигания находится в окрестности верхнего участка указанной, имеющей форму двускатной крыши, верхней стенки указанной камеры сгорания, при этом указанная верхняя стенка указанного поршня, которая образует нижнюю стенку указанной камеры сгорания, имеет форму двускатной крыши, которая содержит являющуюся стороной впускного клапана наклонную верхнюю стенку, а также являющуюся стороной выпускного клапана наклонную верхнюю стенку, которые выполнены соответствующими являющейся стороной впускного клапана наклонной нижней стенке и являющейся стороной выпускного клапана наклонной нижней стенке, причем являющаяся стороной впускного клапана наклонная верхняя стенка, которая представляет собой верхнюю стенку указанного поршня, имеет полостной участок. В результате такого построения удается создать двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр, имеющий высокую степень сжатия и, следовательно, значительно лучшую выходную мощность. Другими словами, так как отношение объема полостного участка поршня к полному объему камеры сгорания может быть установлено значительным, то степень сжатия может быть установлена высокой, при этом двигатель может быть сконструирован как двигатель с высокой выходной мощностью.

В описанном выше двигателе внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр указанный клапан впрыска топлива может быть устроен таким образом, что, когда указанный поршень находится вблизи от верхней мертвой точки, впрыснутое топливо может быть направлено внутрь полостного участка. При такой конструкции может быть обеспечен высокий уровень концентрации топлива в полостном участке во время зажигания.

Кроме того, выступ, разделяющий друг от друга являющуюся стороной впускного клапана наклонную верхнюю стенку, а также являющуюся стороной выпускного клапана наклонную верхнюю стенку, образован на указанной верхней стенке указанного поршня. Альтернативно, указанный полостной участок может быть образован идущим от указанной являющейся стороной впускного клапана наклонной верхней стенки до указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенки, с другой стороны от указанного выступа. При такой конструкции камера сгорания имеет такую форму, которая соответствует являющейся стороной впускного клапана наклонной верхней стенке, а также являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенке соответственно на стороне впускного клапана и на стороне выпускного клапана. В этом случае роли камеры сгорания могут быть присвоены раздельно стороне впускного клапана и стороне выпускного клапана. В соответствии с альтернативой установка соотношения объема полостного участка камеры сгорания к полному объему камеры сгорания на оптимальном уровне облегчается, при этом могут быть достигнуты как высокий газовый ресурс, так и высокая выходная мощность.

Преимущественно указанный полостной участок может быть образован таким образом, что форма его поперечного сечения вдоль направления потока всосанного (поданного) воздуха, введенного в указанную камеру сгорания, может быть образована дугой окружности. При такой конструкции создаются благоприятные условия для образования вихря, в частности, потока падения за счет потока всосанного воздуха в камере сгорания, что облегчает слоистое горение. Кроме того, указанный полостной участок имеет сферическую поверхность. При такой конструкции площадь поверхности полостного участка может быть минимизирована относительно объема полостного участка. Далее это создает преимущество, связанное с тем, что потеря тепла может быть уменьшена, а эффективность сгорания может быть улучшена. Образование полостного участка сферической формы дополнительно облегчает образование вихря, в частности, потока падения за счет потока всосанного воздуха в камере сгорания, в результате чего облегчается осуществление слоистого горения.

Можно также сконструировать двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр таким образом, что указанный поршень имеет плоский планарный участок, который образован на указанной верхней стенке казанного поршня по меньшей мере на внешнем периферическом участке со стороны указанного впускного клапана, а указанный полостной участок содержит участок входа потока, который слегка спускается от указанного планарного участка, так что поток всосанного воздуха, который был введен в указанную камеру сгорания, втекает в указанный полостной участок, а также поднятый участок, который гладко поднимается для направления потока всосанного воздуха, который втекал в указанный полостной участок, от внутренней части указанного полостного участка в направлении к окрестности указанной свечи зажигания, и соединительный участок, гладко соединенный с указанным участком входа потока и указанным поднятым участком, который имеет главным образом планарную поверхность. При такой конструкции двигателя также возможно надежно сформировать поток падения в камере сгорания.

Кроме того, указанный полостной участок может быть образован являющейся стороной впускного клапана наклонной верхней стенкой верхней стенки указанного поршня, двумя сферическими поверхностями, центры которых смещены один относительно другого, и соединительной поверхностью, гладко соединяющей указанные две сферические поверхности. При такой конструкции двигателя площадь поверхности полостного участка может быть относительно малой при образовании полостного участка значительного объема, за счет чего газовый ресурс может быть улучшен без существенного снижения характеристик выходной мощности.

Дополнительно в такой конструкции указанные центры указанных двух сферических поверхностей могут быть установлены в таких положениях, что в виде сверху на указанный поршень указанные центры могут быть смещены относительно плоскости, которая проходит под прямым углом к направлению поршневого пальца через ось указанного поршня, в направлении удаления от указанной плоскости на одинаковое расстояние. В такой конструкции двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр поршень может иметь симметричную форму в виде сбоку. В результате может быть устранено неравномерное сгорания в камере сгорание, а состояние горения топлива может быть стабилизировано.

Полостной участок может быть образован как часть воображаемой (мнимой) сферической поверхности, центр которой располагается в точке над указанным поршнем на стороне указанного впускного клапана, так что указанный выступ указанного поршня и нижняя оконечность указанной являющейся стороной впускного клапана наклонной верхней стенки указанного поршня наклонены внутрь указанной воображаемой сферической поверхности. В результате свеча зажигания легко может быть установлена в полостном участке и может быть облегчено образование потока падения.

При такой конструкции также имеется возможность построения двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр таким образом, что, когда указанный поршень располагается вблизи от верхней мертвой точки, то как форсунка впрыска указанного клапана инжекции топлива, так и клапанный элемент указанного впускного клапана расположены внутри указанной воображаемой сферической поверхности. Кроме того, в такой конструкции в том случае, когда указанный поршень располагается вблизи от верхней мертвой точки, электрод заземления указанной свечи зажигания может находиться внутри указанной полости. При использовании описанной выше конструкции в полостном участке может быть образована богатая воздушно-топливная смесь, в результате чего становится возможным увеличение эффективности сгорания.

Кроме того, указанная свеча может быть устроена таким образом, что когда указанный поршень располагается в указанной верхней мертвой точке, указанный электрод заземления указанной свечи зажигания располагается вблизи от внутренней поверхности указанного полостного участка. В такой конструкции имеется возможность достичь как улучшения газового ресурса, так и улучшения выходной мощности, при хорошем балансе между ними.

Двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр может быть также сконструирован таким образом, что указанная свеча зажигания может быть установлена по его центральной оси, с наклоном относительно центральной оси цилиндра на заданный угол в сторону указанного выпускного клапана. При этом может быть осуществлено такое расположение, в котором электрод свечи зажигания надежно установлен внутри полостного участка, в результате чего устраняются помехи между поршнем и свечой зажигания.

Преимущественно, конструкция двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр может быть такой, что когда указанный поршень располагается в указанной верхней мертвой точке, зазор между указанным выпускным клапаном и указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенкой указанного поршня во взаимно самых узких участках между ними установлен в диапазоне от 5 до 8 мм. В результате появляется возможность сохранения топлива, которое было впрыснуто в направлении полостного участка, в этом полостном участке во время зажигания, что благоприятствует образованию слоистости введенного воздуха и топлива. Это дает возможность создать состояние горения с высокой тепловой эффективностью, а также повысить максимальную выходную мощность.

Преимущественно, конструкция двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр также может быть такой, что когда указанный поршень располагается в указанной верхней мертвой точке, зазор между указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной нижней стенкой и указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенкой указанного поршня в окрестности указанного выпускного клапана установлен меньше, чем зазор между указанной являющейся стенкой впускного клапана наклонной нижней стенкой и указанной являющейся стороной впускного клапана наклонной верхней стенкой указанного поршня в окрестности указанного впускного клапана. В соответствии с такой конструкцией поверхность в камере сгорания может быть уменьшена без существенного изменения объемного соотношения для всей камеры сгорания, так что потери тепла уменьшены. В результате эффективность сгорания может быть улучшена, причем могут быть достигнуты более высокие уровни как выходной мощности, так и газовой эффективности.

Преимущественно, конструкция двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр может быть такой, что в том случае, когда расстояние между указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной нижней стенкой указанной головки цилиндра и указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенкой указанного поршня расширяется (увеличивается) в направлении центра указанной камеры сгорания, то тогда у указанной верхней мертвой точки указанного поршня образуется пространство распространения пламени, которое имеет поперечное сечение главным образом в виде клина. Указанная являющаяся стороной впускного клапана наклонная верхняя стенка и указанная являющаяся стороной выпускного клапана наклонная верхняя стенка указанного поршня могут быть образованы при одинаковых наклонах, а указанная являющаяся стороной выпускного клапана наклонная нижняя стенка указанной головки цилиндра может иметь наклон, превышающий наклон указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенки указанного поршня. Кроме того, указанная являющаяся стороной выпускного клапана наклонная нижняя стенка и указанная являющаяся стороной выпускного клапана наклонная нижняя стенка головки цилиндра также могут иметь одинаковый наклон, а указанная являющаяся стороной выпускного клапана наклонная верхняя стенка указанного поршня может иметь меньший наклон, чем указанная являющаяся стороной выпускного клапана наклонная нижняя стенка головки цилиндра. В соответствии с такой конструкцией пламя всегда распространяется равномерно в камере сгорания, что позволяет обеспечить однородное сгорание без неравномерности. Преимуществом такого решения является также и то, что объем пространства со стороны выпускного клапана в камере сгорания не изменяется, причем объемное соотношение полостного участка совершенно не затрагивается.

В том случае, когда поршень расположен в указанной верхней мертвой точке, отношение объема камеры сгорания между внутренней стенкой указанного полостного участка и указанной нижней стенкой указанной головки цилиндра над указанным полостным участком к полному объему указанной камеры сгорания, в том случае, когда поршень расположен в указанной верхней мертвой точке, преимущественно может быть установлено в диапазоне от 0,4 до 0,6. В результате отношение соответствующих объемов в камере сгорания может быть установлено оптимальным, что дает возможность достижения как высокого газового ресурса, так и высокой выходной мощности.

Кроме того, впускной канал может быть сконструирован таким образом, что поток подаваемого воздуха, который был введен в указанную камеру сгорания через указанный впускной клапан, образует продольный вихрь, направленный к указанной верхней стенке указанного поршня. Впускной канал может быть сконструирован таким образом, что он расположен с одной стороны мнимой плоскости, в которой располагаются центральная ось цилиндра и ось коленвала, и идет вертикально вдоль стороны этой мнимой плоскости в указанной головке цилиндра. При применении описанной выше конструкции может быть облегчено образование продольного вихря в камере сгорания, при этом продольный вихрь также может быть усилен. В результате может быть осуществлено более стабильное слоистое сгорание.

Кроме того, конструкция двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр может быть также и такой, что в указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенке, являющейся частью верхней стенки указанного образованы канавки вблизи от указанного полостного участка, которые образуют пространство между указанной являющейся стороной выпускного клапана наклонной верхней стенкой и указанным выпускным клапаном. Это позволяет иметь достаточный зазор между поршнем и выпускным клапаном.

На фиг. 1 приведено схематичное поперечное сечение, которое показывает конструкцию камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2a - 2c схематично показаны различные формы поршня, который является основным элементом двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 схематично показано относительное позиционное соотношение между верхней стенкой поршня и нижней стенкой головки цилиндра для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 схематично объяснено отношение объема полостного участка поршня к полному объему камеры сгорания для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5a и 5b приведены графики для объяснения изменений характеристик двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в функции изменений объемного отношения полостного участка поршня.

На фиг. 6a - 6c схематично показан другой пример формы полостного участка в поршне двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7a - 7c схематично показан еще один пример формы полостного участка в поршне двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8 приведен график для объяснения работы двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9 приведен график для объяснения работы двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 10 приведен график, на котором показано изменение характеристик газового ресурса и излучения HC (углеводородов) в функции различий в форме камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 11a - 11c схематично показаны различные формы поршня, который является основным элементом двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 12 приведено схематичное поперечное сечение, которое показывает конструкцию камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 13 приведено схематичное поперечное сечение, которое показывает конструкцию камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания с впрыскорм в цилиндр в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 14 приведен схематичный вид в плане, который показывает форму поршня для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 15 - 22 показаны детали поршня для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, причем на фиг. 21 показано поперечное сечение A-A фиг. 19, а на фиг. 22 показано поперечное сечение B-B фиг. 16.

На фиг. 23 - 30 показаны детали поршня первой измененной формы для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, причем на фиг. 29 показано поперечное сечение A-A фиг. 27, а на фиг. 30 показано поперечное сечение B-B фиг. 24.

На фиг. 31 - 38 показаны детали поршня второй измененной формы для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, причем на фиг. 37 показано поперечное сечение A-A фиг. 35, а на фиг. 38 показано поперечное сечение B-B фиг. 32.

На фиг. 39 - 46 показаны детали поршня третьей измененной формы для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, причем на фиг. 45 показано поперечное сечение A-A фиг. 43, а на фиг. 46 показано поперечное сечение B-B фиг. 40.

На фиг. 47 - 54 показаны детали поршня для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, причем на фиг. 52 показано поперечное сечение A-A фиг. 48, а на фиг. 53 показано поперечное сечение B-B фиг. 51.

На фиг. 55 приведено вертикальное поперечное сечение, которое схематично показывает внутреннюю часть двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 56 показан схематично вид в перспективе, на котором показана полная конструкция внутренней части двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 57 приведено поперечное сечение двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения по линии III-III фиг. 56.

На фиг. 58 показан вид по стрелке A фиг. 56 двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 59 показано введение (впуск) в соответствии с фиг. 55 для двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 60 приведен ездовой цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 61 приведен ездовой цикл в том случае, когда двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения применен для двухтактного двигателя.

На фиг. 62a приведено поперечное сечение с увеличением по линии VIII-VIII фиг. 57 для случая, когда сторона впуска полостного участка представляет собой закругленный участок M1.

На фиг. 62b приведено поперечное сечение с увеличением по линии VIII-VIII фиг. 57 для случая, когда сторона впуска полостного участка представляет собой скошенный участок M1.

На фиг. 63 и 64 отображено известное состояние техники.

Последующее описание вариантов осуществления настоящего изобретения приведено со ссылками на чертежи.

(а) Описание первого варианта.

Прежде всего будет проведено описание двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1 камера сгорания 3 этого двигателя образована нижней стенкой головки цилиндра 8 и верхней стенкой поршня 2, причем впускной клапан 4 установлен в верхней стенке камеры сгорания 3 на одной ее стороне, в то время как выпускной клапан 5 расположен на противоположной стороне.

По нижней стенке головки цилиндра 8, которая является верхней стенкой камеры сгорания 3, идет являющаяся стороной впускного клапана наклонная нижняя стенка 8a, а именно идет наклонно от верхнего участка камеры сгорания 3 в направлении к ее участку, который образован на стороне блока впускного клапана 4. На стороне блока выпускного клапана образована являющаяся стороной выпускного клапана наклонная нижняя стенка 8b.

При помощи этих наклонных нижних стенок 8a, 8b образована со стороны ее верхней стенки камера сгорания 3 в виде двухскатной крыши, как это показано на фиг. 1.

Кроме того, головка цилиндра 8 снабжена клапаном инжекции (впрыска) топлива (который далее именуется просто "инжектором") 1. Этот инжектор 1 стоит напротив камеры сгорания 3 со стороны ее свободного конца, так что инжектором 1 осуществляется прямой впрыск топлива в камеру сгорания 3.

Далее описана форма поршня 2. Как показано на фиг. 1, 2a - 2c и фиг. 15 - 22 на верхней стенке поршня 2, которая образует нижнюю стенку камеры сгорания 3, являющаяся стороной впускного клапана наклонная верхняя стенка 2a и являющаяся стороной выпускного клапана наклонная верхняя стенка 2b , которые идут наклонно к центру поршня 2, сформированы соответствующими являющейся стороной впускного клапана наклонной нижней стенке 8a и являющейся стороной выпускного клапана наклонной нижней стенке 8b. При помощи этих наклонных верхних стенок 2a, 2b верхняя стенка поршня 2 приобретает форму горы, так что верхняя стенка поршня идет в виде двускатной крыши. Эти наклонные верхние стенки 2a, 2b отделены друг от друга выступом, который образован на верхней стенке поршня.

В являющейся стороной впускного клапана наклонной верхней стенке 2a поршня 2 образован полостной участок (который далее именуется просто "полостью") 25, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2a - 2c. Эта полость 25 образована таким образом, что о