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CN100532815C - 内燃机的燃烧室结构 - Google Patents

内燃机的燃烧室结构 Download PDF

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CN100532815C
CN100532815C CNB2006100083283A CN200610008328A CN100532815C CN 100532815 C CN100532815 C CN 100532815C CN B2006100083283 A CNB2006100083283 A CN B2006100083283A CN 200610008328 A CN200610008328 A CN 200610008328A CN 100532815 C CN100532815 C CN 100532815C
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air inlet
combustion engine
inlet side
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Abstract

本发明公开了内燃机的燃烧室结构，该内燃机的燃烧室结构可以同时实现减少燃料费用和提高排气性能的效果。其包括：环沟(16)，形成于活塞(11)的侧面外周；挤气区形成部(22)、(24)，形成于活塞(11)的顶面(12)上，在与气缸盖(13)之间形成挤气区(21)、(23)；活塞外边缘部(25)，形成于活塞顶面(12)的外边缘上；环槽脊部(27)，环绕活塞顶面(12)和环沟之间的活塞侧面一周而形成。而且，环槽脊部(27)包括：挤气环槽脊部(27A)，形成于挤气区形成部(22)、(24)和环沟(16)之间；外边缘环槽脊(27B)，形成于活塞外边缘部(25)和环沟(16)之间，而且，外边缘环槽脊(27B)的高度小于挤气环槽脊部(27A)的厚度。

Description

内燃机的燃烧室结构
技术领域
本发明涉及内燃机的燃烧室结构。
背景技术
在现有技术中，图9所示的现有的发动机(内燃机)200中，在活塞201的顶面202和气缸盖203的下表面204之间形成有燃烧室205。
此外，在该发动机200中，当活塞201位于上死点附近时，在活塞顶面202和位于燃烧室下边缘部205A附近的气缸盖下表面204之间形成细小空间(挤气区)206、207。
因此，当活塞201从下死点上升到上死点时，可以生成由挤气区206、207向燃烧室205的中心方向喷出的气流(挤气流(参照图9中的箭头SF))。此外，该图9中的符号h206和h207表示挤气区206、207的高度。
另一方面，如图10所示，为了避免未图示的进气阀或排气阀和活塞顶面202干扰(碰上)，在活塞201的顶面202上形成有阀龛207。作为形成这样的阀龛207的理由之一在于，例如发动机200包括可调阀结构(所谓的VVT结构，未图示)。即、当活塞201位于上死点附近时，会有该VVT(Variable Valve Timing)结构(未图示)使进气阀或排气阀开放的较大的情况，在这种情况下，应该避免开放状态下的进气阀或排气阀和活塞顶面碰上，因此，形成了阀龛。
此外，作为形成有上述阀龛的活塞的相关技术的一个例子，存在有下面的专利文献1。
专利文献1：实公平7-36207号公报。
但是，如果形成如图10所示深度的阀龛207，则需要远离活塞顶面202、在活塞销211侧(图10中的下方)形成环沟(第一道环沟)208B，这是因为在阀龛207和第一道环沟208B之间需要确保必要的厚度(参照图10中的符号h205)，其中，该环沟208B用于嵌入设置在最靠近活塞顶面202设置的活塞环(第一道环)。
这样，如果第一道环沟208B的位置远离活塞顶面202，则在第一道环沟208B和活塞顶面202之间、环绕活塞201的侧面一周形成的环槽脊(第一道活塞环槽脊)209B的厚度增大。此外，图10中虚线所示的第一道环沟208A是不形成阀龛207时的第一道环沟，符号h209A表示不形成阀龛207时的第一道环槽脊的厚度，此外，符号h209B表示形成有阀龛207时的第一道环槽脊的厚度。即、通过比较该图10中符号h209A表示的第一道环槽脊的厚度和符号h209B表示的第一道环槽脊的厚度可以看出：由于形成了阀龛207，第一道环槽脊的厚度必然增大。
但是，如果第一道环槽脊的厚度增大，则形成于第一道环槽脊209和气缸套筒(未图示)之间的灭火体积(激冷区)的容积增大，即、燃烧室205中产生的火不会扩散到该激冷区，因此，由于激冷区的容积增大，从发动机200中排出的排气中包含的HC(碳化氢：未燃燃料)也增多，从而导致排气性能的恶化。
此外，为了避免这样的排气恶化，考虑了以下的方法：例如，将图9所示的活塞顶面202的位置降至活塞销211侧(即、缩短活塞顶面202和活塞销211的中心C1之间的距离h211)。
但是，根据这样的方法，挤气区高度h206、h207必然会增高。因此，无法生成充足的挤气流SF，从而导致燃料费用的恶化(增加)。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可以同时实现改善燃料费用和提高排气性能的内燃机的燃烧室结构。
为实现上述目的，本发明的内燃机的燃烧室结构(第一方面发明)包括：活塞，在形成于气缸座上的气缸内滑动；气缸盖，与该气缸座相对设置，并在与该活塞的顶面之间形成有燃烧室；进气口和排气口，形成于该气缸盖上，并与该燃烧室连通；以及相对于该燃烧室开关该进气口的进气阀和开关该排气口的排气阀。在发动机的燃烧室结构中，包括：环沟，形成于该活塞的侧面外周上，用于嵌入活塞环；进气侧挤气区形成部，形成于该活塞的顶面上，当该活塞位于上死点附近时，在与该气缸盖上的所述进气口附近之间形成挤气区；活塞外边缘部，形成于该活塞顶面的该进气侧挤气区形成部之外的外边缘上；环槽脊部，形成为环绕该活塞顶面和该环沟之间的活塞侧面一周。其中，该环槽脊部包括：进气侧挤气环槽脊部，形成于该进气侧挤气区形成部和该环沟之间；外边缘环槽脊部，形成于该活塞外边缘部和该环沟之间，并且，该环槽脊部形成为：该外边缘环槽脊部的厚度小于该进气侧挤气环槽脊部的厚度。
此外，本发明第二方面所述的内燃机的燃烧室结构，在第一方面发明内容的基础上，在该进气侧挤气区形成部上形成有用于避免与该进气阀和该排气阀中的至少一个发生干扰的阀龛。
此外，本发明第三方面所述的内燃机的燃烧室结构，在第一方面或第二方面发明的基础上，在该活塞顶面的除了该进气侧挤气区形成部之外的部分上形成有高度相同的平坦部。
此外，本发明第四方面所述的内燃机的燃烧室结构，在第一方面或第二方面发明的基础上，在该活塞顶面的除了该进气侧挤气区形成部之外的部分上形成有凹部。
此外，本发明第五方面所述的内燃机的燃烧室结构，在第三方面发明的基础上，该平坦部的外周部形成为高于该活塞外边缘部，在该平坦部的该外周部和该活塞外边缘部之间形成有倾斜部。
此外，本发明第六方面所述的内燃机的燃烧室结构，在第四方面发明的基础上，该凹部的外周部形成为高于该活塞外边缘部，在该凹部的外周部和该活塞外边缘部之间形成有倾斜部。
此外，本发明第七方面所述的内燃机的燃烧室结构，在第二方面发明的基础上，该阀龛是用于避免与该进气阀发生干扰的进气阀龛。
根据本发明的内燃机的燃烧室结构，可以同时实现以下效果：提高内燃机排出的排气性能；由于提高了燃烧效率，从而降低燃料费用(第一方面发明)。
此外，即使是在活塞顶面形成的挤气区形成部中，形成有用于避免和进气阀和排气阀中的至少一个发生干扰的阀龛，也可以在阀龛和环沟之间确保必要的厚度，因此，可以获得活塞所需要的强度(第二方面发明)。
此外，因为在活塞顶面形成有高度相同的平坦部，所以，可以使活塞的加工更加容易，提高活塞的生产性(第三方面发明)。
此外，因为在活塞顶面的除了挤气区形成部之外的部分，形成有凹部，所以，可以促进燃烧室内的混合气体的搅拌，提高燃烧的稳定性(第四方面发明)。
此外，形成于活塞顶面上的平坦部的外周部形成为高于活塞外边缘部，因此，可以获得内燃机所需要的适当的压缩率，并且可以提高排气性能(第五方面发明)。
此外，形成于活塞顶面上的凹部的外周部形成为高于活塞外边缘部，因此，可以获得内燃机所需要的适当的压缩率，并且可以提高排气性能(第六方面发明)。
此外，因为在活塞顶面上形成有用于避免和进气阀发生干扰的进气阀龛，所以，可以提高进气效率，改善内燃机的输出(第七方面发明)。
附图说明
图1是本发明的第一实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的燃烧室和活塞的侧面模式图。
图2是本发明的第一实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的活塞顶面的平面模式图。
图3是本发明的第一实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的燃烧室上表面的平面模式图。
图4是本发明的第二实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的燃烧室和活塞的侧面模式图。
图5是本发明的第二实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的活塞顶面的平面模式图。
图6是本发明的第三实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的燃烧室和活塞的侧面模式图。
图7是本发明的第三实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的活塞顶面的平面模式图。
图8(A)～(B)分别是本发明的第一或第二实施例的变形例所涉及的内燃机的燃烧室结构中的活塞的端部的截面模式图。
图9是现有技术中的燃烧室和活塞的侧面模式图。
图10是现有技术中的活塞端部的截面模式图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第一实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构进行说明。图1是表示燃烧室和活塞的侧面模式图，图2是表示活塞顶面的平面模式图，图3是表示燃烧室上表面的平面模式图。
该图1所示的发动机10所包括的活塞11在气缸座(未图示)上形成的气缸(未图示)内滑动，其顶面(活塞顶面)12和气缸盖13的下表面14之间形成燃烧室15。此外，该气缸盖13包括和燃烧室15连通的进气口和排气口(均未图示)、以及开关进气口的进气阀和开关排气口的排气阀(均未图示)。此外，该发动机10还包括未图示的可调阀结构(VVT结构)，可以变更进气阀和排气阀的冲程量和开关阀的时间。
此外，在活塞11上，环绕其侧面一周形成有第一道环沟(环沟)16、第二道环沟17、第三道环沟18。在这些环沟16、17、18中，分别可以嵌入活塞环(未图示)。
其中，第一道环沟16是在能够确保与后述的阀龛31之间的厚度(未图示)的范围内，靠近活塞顶面12形成的。此外，第二道环沟17形成于比该第一道环沟16更靠近图中的下方侧(活塞销19侧)，而且，第三道环沟18形成于该第二道环沟17的下方侧。
此外，在活塞顶面12上形成有进气侧挤气区形成部(挤气区形成部)22、排气侧挤气区形成部(挤气区形成部)24、活塞外边缘部25、平坦部26。
其中，进气侧挤气区形成部22是在气缸盖13侧隆起的部分，当活塞11位于上死点附近时，可以在进气侧挤气区形成部22和气缸盖下表面14之间形成进气侧的挤气区21。
同样，排气侧挤气区形成部24是在气缸盖13侧隆起的部分，当活塞11位于上死点附近时，可以在排气侧挤气区形成部24和气缸盖下表面14之间形成排气侧的挤气区23。
此外，该进气侧挤气区形成部22是其表面相对于气缸盖下表面14的进气侧挤气平坦部32(后述)，形成为大致平行的平坦的形状。同样，排气侧挤气区形成部24是其表面相对于气缸盖下表面14的排气侧挤气平坦部33(后述)，形成为大致平行的平坦的形状。
此外，如图2所示，活塞外边缘部25是在活塞顶面12的除了进气侧和排气侧挤气区形成部22、24之外的外边缘上形成的部分，并且高度相同。
此外，平坦部26是活塞顶面12中除了形成有进气侧和排气侧挤气区形成部22、24的部分之外的部分，并且高度相同并与活塞外边缘部25的高度相同。
此外，如图1所示，活塞11环绕其侧面一周分别形成有：形成于活塞顶面12和第一道环沟16之间的第一道环槽脊(环槽脊部)27；形成于第一道环沟16和第二道环沟17之间的第二道环槽脊28；形成于第二道环沟17和第三道环沟18之间的第三道环槽脊29。
而且，该第一道环槽脊27包括进气侧的挤气环槽脊部27A、排气侧的挤气环槽脊部27B和外边缘环槽脊部(第二环槽脊部)27C。
其中，进气侧和排气侧挤气环槽脊部27A、27B作为第一道环槽脊27的一部分而形成，其中，该第一道环槽脊27位于进气侧和排气侧挤气区形成部22、24和第一道环沟16之间。此外，外边缘环槽脊部27C作为第一道环槽脊27的一部分而形成，其中，该第一道环槽脊27位于活塞外边缘部25和第一道环沟16之间。
此外，外边缘环槽脊27C的厚度h27C形成为：小于进气侧和排气侧挤气环槽脊部27A、27B的厚度h27A、h27B(即、符合h27A>h27C，h27B>h27C的关系)。
此外，如图2所示，进气侧和排气侧挤气区形成部22、24形成有进气侧阀龛(阀龛)31、31，该进气侧阀龛31、31用于防止活塞位于上死点附近时，开放状态的进气阀(未图示)和活塞顶面12碰上。
此外，如图3所示，在形成燃烧室15的气缸盖13的下表面14上形成有进气侧挤气平坦部32、排气侧挤气平坦部33和斜顶(pentroof)部34。
其中，进气侧挤气平坦部32在进气侧(图中的右侧)平坦地形成为与活塞顶面12的进气侧挤气区形成部22平行。另一方面，排气侧挤气平坦部33在排气侧(图中的左侧)平坦地形成为与排气侧挤气区形成部24平行。
此外，斜顶部34由进气侧斜面部34A和排气侧斜面部34B形成为斜顶形状，其中，该进气侧斜面部34A形成有由未图示的进气阀进行开关的进气口开口35、35，该排气侧斜面部34B形成有由未图示的排气阀进行开关的排气口开口36、36。
因为本发明的第一实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构是如上所述构成的，所以，会发挥以下的作用和效果。
与图10所示的现有技术的活塞201的第一道环槽脊209的厚度h209B相比，活塞11的第一道环槽脊27的外边缘环槽脊部27C的厚度h27C可以大幅度减小。由此，可以缩小外边缘环槽脊部27C和活塞套筒(未图示)之间形成的激冷区的容积。
此外，当活塞11上升至上死点附近时，可以通过使形成于活塞顶面12上的进气侧挤气区形成部22和进气侧挤气平坦部32相互靠近、从而形成进气侧挤气区21。同样，可以通过使排气侧挤气区形成部24和排气侧挤气平坦部33相互靠近、从而形成排气侧挤气区23。
因此，如图1中箭头SF所示，可以确保生成从进气侧和排气侧挤气区21、23冲向燃烧室15的中心侧的挤气流。
这样，根据本发明第一实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构，通过缩小激冷区的容积并确保生成挤气流，可以同时实现以下效果：通过抑制发动机10中排出的排气中包含的HC(碳化氢：未燃燃料)，从而提高排气性能；通过提高燃烧效果，从而改善燃料费用。
此外，在形成于活塞顶面12上的进气侧挤气区形成部22上形成有用于避免和进气阀产生干扰的进气侧阀龛31、31，但是，因为可以在这些进气侧阀龛31、31和第一道环沟16之间确保必要的厚度，所以，可以获得活塞11所需要的强度。
此外，因为形成了进气侧阀龛31、31，所以即使是活塞11位于上死点附近时，也可以较大地开放进气阀，由此，可以提高进气效率，改善发动机10的输出。
此外，利用VVT机构，可以在排气过程后期(即、活塞11位于上死点附近时)开放进气阀，从而使排气作为内部EGR气(Exhaust Gas Recirculation：再循环废气)流入到进气口，因此，可以降低排气中包含的NOx(氮的氧化物)的量。
此外，在活塞顶面12上形成有与活塞外边缘部15高度相同的平坦部26，因此，可以使活塞11的加工更加容易，提高活塞11的生产性。
下面，根据附图对本发明的第二实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构进行说明。图4是表示燃烧室和活塞的侧面模式图；图5是表示活塞顶面的平面模式图。此外，对于和上述第一实施例相同的构成要件标注了相同的符号，原则上省略对其的说明。这里，以与第一实施例的不同点为重点进行说明。此外，也会使用用于说明上述第一实施例的附图。
图4所示的发动机40所包括的活塞41在未图示的气缸座上形成的气缸(未图示)内滑动，在活塞顶面42和气缸盖13的下表面14之间形成燃烧室43。
此外，在活塞41上环绕其侧面一周形成有第一道环沟(环沟)46、第二道环沟47、第三道环沟48。在这些环沟46、47、48中，分别可以嵌入活塞环(未图示)。
其中，第一道环沟46在能够确保与后述的阀龛31之间的厚度(未图示)的范围内，靠近活塞顶面42形成。此外，第二道环沟47形成于比该第一道环沟46更靠近图中的下方侧(活塞销19侧)，而且，第三道环沟48形成于该第二道环沟47的下方侧。
此外，如图5所示，在活塞顶面42上形成有进气侧挤气区形成部(挤气区形成部)49、排气侧挤气区形成部(挤气区形成部)51、活塞外边缘部45、平坦部46以及倾斜部52。
这些进气侧挤气区形成部49、排气侧挤气区形成部51以及活塞外边缘部45分别与第一实施例中说明的进气侧挤气区形成部22、排气侧挤气区形成部24以及活塞外边缘部25相对应，因此，在这里省略对其的说明。
此外，平坦部46形成于活塞顶面42中除了形成有进气侧和排气侧挤气区形成部49、51的部分之外的部分，且形成为高度相同并且高于活塞外边缘部45。
此外，倾斜部52是形成于平坦部46的外周部46A和活塞外边缘部45之间的斜面，并且形成为：随着从平坦部46的外周部46A向活塞外周部45靠近，其高度逐渐降低。
此外，在排气侧挤气区形成部49中形成有进气侧阀龛(阀龛)56、56，该进气侧阀龛56、56用于防止开放状态的进气阀(未图示)和活塞顶面42碰上。
此外，如图4所示，该活塞41形成有第一道环槽脊(环槽脊部)53、第二道环槽脊54、第三道环槽脊55，但是，这些环槽脊53、54、55分别与第一实施例中的第一环槽脊27、第二环槽脊28、第三环槽脊29对应。此外，进气侧的挤气环槽脊部53A、排气侧的挤气环槽脊部53B以及外边缘环槽脊部53C也是分别与上述第一实施例中的进气侧挤气环槽脊部27A、排气侧挤气环槽脊部27B以及外边缘环槽脊部27C相对应，在这里省略其说明。
此外，气缸盖13与上述第一实施例中的气缸盖13、即、图1和图3所示的气缸盖相同，在这里省略对其的说明。
本发明的第二实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构是如上所述构成的，所以，会发挥以下的作用和效果。
与图10所示的现有技术的活塞201的第一道环槽脊209的厚度h209B相比，形成于活塞41的外边缘环槽脊部53C的厚度h53C可以大幅度减小。由此，可以缩小外边缘环槽脊部53C和未图示的活塞套筒之间形成的激冷区(未图示)的容积。
此外，当活塞41上升至上死点附近时，可以通过使进气侧挤气区形成部49和进气侧挤气平坦部32相互靠近、从而形成进气侧挤气区21，其中，该进气侧挤气区形成部49形成于活塞顶面42上，该进气侧挤气平坦部32形成于气缸盖13的下表面14。同样，可以通过使排气侧挤气区形成部24和排气侧挤气平坦部33相互靠近、从而形成排气侧挤气区23。因此，如图4中箭头SF所示，可以确保生成从进气侧和排气侧挤气区21、23冲向燃烧室43的中心侧的挤气流。
这样，根据本发明第二实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构，通过缩小激冷区的容积并确保生成挤气流，可以同时实现以下效果：通过抑制发动机40中排出的排气中包含的HC，从而提高排气性能；通过提高燃烧效果，从而改善燃料费用。
此外，在形成于活塞顶面42的进气侧挤气区形成部49形成有用于避免和进气阀发生干扰的进气侧阀龛56、56，但是，因为可以在这些进气侧阀龛56、56和第一道环沟46之间确保必要的厚度，所以，可以获得活塞41所需要的强度。
此外，因为形成了进气侧阀龛56、56，所以即使是活塞41位于上死点附近时，也可以较大地开放进气阀，由此，可以提高进气效率，改善发动机40的输出。
此外，利用VVT机构，可以在排气过程后期(即、活塞41靠近上死点时)开放进气阀，从而使排气作为内部EGR气流入到进气口，因此，可以降低排气中包含的NOx(氮的氧化物)的量。
此外，形成于活塞顶面42上的平坦部46的外周部46A形成为高于活塞外边缘部45，所以，可以调整为了减小第一道环槽脊部53的外边缘环槽脊部53C的厚度h53C而增大的燃烧室43的容积，获得发动机40所需要的压缩率。
下面，对本发明的第三实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构进行说明。图6是表示本实施例中的燃烧室和活塞的侧面模式图；图7是表示活塞顶面的平面模式图。此外，和上述第一和第二上实施例相同的构成要件标注了相同的符号，原则上省略对其的说明，这里以与第二实施例的不同点为重点进行说明。此外，也会使用用于说明上述第一和第二实施例的附图。
图6所示的发动机70所包括的活塞71在未图示的气缸座上形成的气缸(未图示)内滑动，其活塞顶面72和气缸盖13的下表面14之间形成燃烧室73。
此外，在活塞71上环绕其侧面一周形成有第一道环沟(环沟)74、第二道环沟75、第三道环沟76。在这些环沟74、75、76中，分别可以嵌入活塞环(未图示)。
其中，第一道环沟74在能够确保与阀龛82之间的厚度(未图示)的范围内，靠近活塞顶面72形成。此外，第二道环沟75形成于比该第一道环沟74更靠近图中的下方侧(活塞销19侧)，而且，第三道环沟76形成于该第二道环沟75的下方侧。
此外，在活塞顶面72上形成有进气侧挤气区形成部(挤气区形成部)77、活塞外边缘部78、平坦部79以及倾斜部81。
其中，进气侧挤气区形成部77和活塞外边缘部78分别与上述第一实施例中说明的进气侧挤气区形成部22和活塞外边缘部25相对应，因此，在这里省略对其的说明。同样，平坦部79和倾斜部81分别与上述第二实施例中说明的平坦部46和倾斜部52对应，因此，在这里省略其说明。
此外，如图7所示，在排气侧挤气区形成部77形成有进气侧阀龛(阀龛)82、82，该进气侧阀龛82、82用于防止开放状态的进气阀(未图示)和活塞顶面72碰上。
此外，如图6所示，该活塞71形成有第一道环槽脊(环槽脊部)83、第二道环槽脊84、第三道环槽脊85，但是，这些环槽脊83、84、85分别与第一实施例中的第一环槽脊27、第二环槽脊28、第三环槽脊29对应。此外，第一道环槽脊83中的挤气环槽脊部83A、以及外边缘环槽脊部83C也分别与上述第一实施例中的进气侧的挤气环槽脊部27A、外边缘环槽脊部27C相对应，在这里省略对其的说明。
此外，气缸盖13也与上述第一实施例中的气缸盖相同，在这里省略对其的说明。
本发明的第三实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构是如上所述构成的，所以，会发挥以下的作用和效果。
与图10所示的现有技术的活塞201的第一道环槽脊209的厚度h209B相比，形成于活塞71的外边缘环槽脊部73C的厚度h83C可以大幅度减小。由此，可以缩小外边缘环槽脊部83C和未图示的活塞套筒之间形成的激冷区(未图示)的容积。
此外，当活塞71上升至上死点附近时，可以通过使进气侧挤气区形成部77和进气侧挤气平坦部32相互靠近、从而形成进气侧挤气区21，其中，该进气侧挤气区形成部77形成于活塞顶面72，该进气侧挤气平坦部32形成于气缸盖13的下表面14。
因此，如图6中箭头SF所示，可以确保生成从进气侧挤气区21冲向燃烧室43的中心侧的挤气流。
这样，根据本发明第三实施例所涉及的内燃机的燃烧室结构，通过缩小激冷区的容积并确保生成挤气流，可以同时实现以下效果：通过抑制发动机70中排出的排气中包含的HC，从而提高排气性能；通过提高燃烧效果，从而改善燃料费用。
此外，在形成于活塞顶面72上的进气侧挤气区形成部77形成有用于避免和进气阀碰上的进气侧阀龛82、82，但是，即使是在这种情况下，也可以在这些进气侧阀龛82、82和第一道环沟74之间确保必要的厚度，所以，可以获得活塞71所需要的强度。
此外，因为形成了进气侧阀龛82、82，所以即使是活塞71位于上死点附近时，也可以较大地开放进气阀，由此，可以提高进气效率，改善发动机70的输出。
此外，利用VVT机构，可以在排气过程后期(即、活塞71靠近上死点时)开放进气阀，从而使排气作为内部EGR气流入到进气口，因此，可以降低排气中包含的NOx(氮的氧化物)的量。
此外，即使是减小第一道环槽脊部83的外边缘环槽脊部83C的厚度h83C，形成于活塞顶面72上的平坦部79的外周部79A也会形成为高于活塞外边缘部78，所以，可以获得发动机70所需要的压缩率。
以上，对本发明的第一至第三实施例进行了说明，但并非对本发明涉及的实施例进行限定，在不超出本发明宗旨的范围内，可以进行各种变形实施。
例如，也可以形成活塞顶面的端部，用以形成图8(A)和(B)所示的形状，其中，图8(A)和(B)表示用于说明上述第三实施例的图7的B-B截面图。
其中，如图8(A)所示的活塞90，通过形成分段部96，可以减小从其活塞外边缘部91到第一道环沟92的高度(即、第一道环槽脊(环槽脊部)93的厚度)h93。即、在平坦部95和外边缘部91之间，可以设置分段部96，其中，该平坦部95形成于活塞90的顶面94上；该外边缘部91形成于活塞90的外边缘上；该分段部96形成为具有规定宽度W96、并且与活塞外边缘部91高度相同。由此，可以缩小激冷区的容积，提高排气性能。
另一方面，如图8(B)所示的活塞100，可以形成为：减小从形成于活塞100的外边缘的活塞外边缘部101到第一道环沟102的高度(即、第一道环槽脊(环槽脊部)103的厚度)h103。更具体地说，在活塞100的顶面104上形成凹部105，此外，该凹部105的外周部105A形成为高于活塞外边缘部101。而且，在活塞外边缘部101和凹部105的外周部105A之间形成有倾斜部(倾斜面)106。
这样，通过在活塞顶面104形成凹部105，可以促进燃烧室内的混合气体的搅拌，可以提高燃烧的稳定性。此外，因为凹部105的外周部105A形成为高于活塞外边缘部101，所以，可以获得发动机100所需要的压缩率。而且，通过减小环槽脊的厚度h103，可以缩小激冷区的容积，提高排气性能。
此外，如图8(C)所示的活塞110，可以形成为缩小从活塞外边缘部111到第一道环槽脊112的高度(即、第一道环槽脊(环槽脊部)113的厚度)h113。
更具体地说，在活塞110的顶面114形成有：平坦部115，形成为高度高于活塞外边缘部111；分段部116，形成为在活塞外边缘部111和平坦部115之间具有规定宽度W116，并且，形成为与活塞外边缘部111高度相同。而且，在分段部116的内周部116A和平坦部115的外周部115A之间形成倾斜部117。
这样，通过在活塞顶面114形成隆起的平坦部115，可以获得发动机111所需要的适当的压缩比，同时，通过缩小第一道环槽脊113的厚度h113，可以缩小激冷区的容积，从而提高排气性能。
附图标记说明
11、41、71   活塞               12、42、72   活塞顶面
13  气缸盖                      14  气缸盖下表面
25、43、73  燃烧室              16、46、74  第一道环沟(环沟)
22、49、77  进气侧挤气区形成部(挤气区形成部)
24、51  排气侧挤气区形成部(挤气区形成部)
25、45、78  活塞外边缘部
26、46、79  平坦部
27、53、83、93、103、113  第一道环槽脊(环槽脊部)
27A、53A、83A  进气侧挤气环槽脊部(挤气环槽脊部)
27B、53B  排气侧挤气环槽脊部(挤气环槽脊部)
27C、53C、83C  外边缘部
31、56、82  进气侧阀龛(阀龛)
52、81、106、117  倾斜部
105  凹部

Claims (6)

1.一种内燃机的燃烧室结构，包括：活塞，在形成于气缸座上的气缸内滑动；气缸盖，与所述气缸座相对设置，并在所述气缸盖与所述活塞的顶面之间形成有燃烧室；进气口和排气口，形成于所述气缸盖上，并与所述燃烧室连通；以及相对于所述燃烧室开关所述进气口的进气阀和开关所述排气口的排气阀，所述内燃机的燃烧室结构的特征在于：
在发动机的燃烧室结构中，包括：
环沟，形成在所述活塞的侧面外周上，用于嵌入活塞环；
进气侧挤气区形成部，形成在所述活塞的顶面上，当所述活塞位于上死点附近时，在与所述气缸盖上的所述进气口附近之间形成挤气区；
平坦部，形成在除了所述进气侧挤气区形成部之外的所述活塞顶面，并且比所述进气侧挤气区形成部低；
活塞外边缘部，形成在所述平坦部的外边缘上；
环槽脊部，形成为环绕所述活塞顶面和所述环沟之间的活塞侧面一周，
其中，所述环槽脊部包括：
进气侧挤气环槽脊部，形成在所述进气侧挤气区形成部和所述环沟之间；
外边缘环槽脊部，形成在所述活塞外边缘部和所述环沟之间，
并且，所述环槽脊部形成为：所述外边缘环槽脊部的厚度小于所述进气侧挤气环槽脊部的厚度。
2.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于：在所述进气侧挤气区形成部上形成有用于避免与所述进气阀发生干扰的阀龛。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于：所述平坦部高度相同。
4.根据权利要求3所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于：所述平坦部的外周部形成为高于所述活塞外边缘部。
5.一种内燃机的燃烧室结构，包括：活塞，在形成于气缸座上的气缸内滑动；气缸盖，与所述气缸座相对设置，并在所述气缸盖与所述活塞的顶面之间形成有燃烧室；进气口和排气口，形成于所述气缸盖上，并与所述燃烧室连通；以及相对于所述燃烧室开关所述进气口的进气阀和开关所述排气口的排气阀，所述内燃机的燃烧室结构的特征在于：
在发动机的燃烧室结构中，包括：
环沟，形成在所述活塞的侧面外周上，用于嵌入活塞环；
进气侧挤气区形成部，形成在所述活塞的顶面上，当所述活塞位于上死点附近时，在与所述气缸盖上的所述进气口附近之间形成挤气区；
凹部，形成在除了所述进气侧挤气区形成部之外的所述活塞顶面，并且比所述进气侧挤气区形成部低；
活塞外边缘部，形成在所述凹部的外边缘上；
环槽脊部，形成为环绕所述活塞顶面和所述环沟之间的活塞侧面一周，
其中，所述环槽脊部包括：
进气侧挤气环槽脊部，形成在所述进气侧挤气区形成部和所述环沟之间；
外边缘环槽脊部，形成在所述活塞外边缘部和所述环沟之间，
并且，所述环槽脊部形成为：所述外边缘环槽脊部的厚度小于所述进气侧挤气环槽脊部的厚度。
6.根据权利要求5所述的内燃机的燃烧室结构，其特征在于：
所述凹部的外周部形成为高于所述活塞外边缘部，
在所述凹部的外周部和所述活塞外边缘部之间形成有倾斜部。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4280925B2 (ja) * 2004-12-27 2009-06-17 三菱自動車エンジニアリング株式会社 内燃機関の燃焼室構造
KR101373805B1 (ko) * 2009-11-26 2014-03-12 기아자동차주식회사 가솔린 직접 분사 엔진
JP5327112B2 (ja) * 2010-03-18 2013-10-30 三菱自動車工業株式会社 内燃機関のピストン構造
JP5893946B2 (ja) * 2012-02-10 2016-03-23 株式会社クボタ エンジン
WO2015047947A1 (en) 2013-09-25 2015-04-02 Anisun EcoTech P Ltd Self cooled engine
CN109281750B (zh) * 2018-09-25 2020-08-18 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 一种高压缩比发动机燃烧室
CN109854360B (zh) * 2019-02-01 2023-06-30 华峰 燃烧室装置、气缸、发动机及汽油机
JP7388224B2 (ja) * 2020-02-12 2023-11-29 マツダ株式会社 プレチャンバを備える内燃機関
CN114991943A (zh) * 2021-03-01 2022-09-02 比亚迪股份有限公司 一种发动机及具有该发动机的车辆
CN114165352A (zh) * 2021-12-17 2022-03-11 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 活塞、燃烧室组件以及组织燃烧的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2501603Y2 (ja) * 1990-06-22 1996-06-19 トヨタ自動車株式会社 副室付き２サイクルディ―ゼル機関の燃焼室構造
US5816229A (en) * 1996-02-09 1998-10-06 Hd Performance Products Inc. Internal combustion engine with hemi-spherical cylinder head and matched radiused piston
US20040123855A1 (en) * 2002-08-28 2004-07-01 Akiyuki Yonekawa Combustion chamber structure for internal combustion engine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162661A (en) 1977-02-25 1979-07-31 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with combustion chambers which create a squish and swirl of an air-fuel mixture
JPS5514949A (en) * 1978-07-20 1980-02-01 Toyota Motor Corp Combustion chamber of internal combustion engine with precombustion chamber
JPH0736107Y2 (ja) 1989-01-19 1995-08-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のピストン
JP3079544B2 (ja) * 1990-08-06 2000-08-21 いすゞ自動車株式会社 燃料衝突燃焼ディーゼルエンジン
JP3222379B2 (ja) * 1996-04-11 2001-10-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室構造
JP3746344B2 (ja) * 1996-12-24 2006-02-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室構造
DE19827463A1 (de) 1998-06-19 1999-12-23 Fev Motorentech Gmbh Direkteinspritzender Dieselmotor mit tumblegestütztem Brennverfahren
DE19909112A1 (de) 1998-09-25 2000-03-30 Fev Motorentech Gmbh Kolben für eine Kolbenbrennkraftmaschine
JP3721879B2 (ja) 1999-08-30 2005-11-30 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火機関
US6494178B1 (en) * 2001-08-13 2002-12-17 General Motors Corporation Combustion chamber including piston for a spark-ignition, direct-injection combustion system
US6557514B1 (en) * 2001-10-23 2003-05-06 Federal-Mogul World Wide, Inc. Closed gallery monobloc piston having oil drainage groove
TWI290191B (en) * 2003-10-24 2007-11-21 Mitsubishi Motors Corp Combustion chamber structure in an internal combustion engine
JP4280925B2 (ja) * 2004-12-27 2009-06-17 三菱自動車エンジニアリング株式会社 内燃機関の燃焼室構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2501603Y2 (ja) * 1990-06-22 1996-06-19 トヨタ自動車株式会社 副室付き２サイクルディ―ゼル機関の燃焼室構造
US5816229A (en) * 1996-02-09 1998-10-06 Hd Performance Products Inc. Internal combustion engine with hemi-spherical cylinder head and matched radiused piston
US20040123855A1 (en) * 2002-08-28 2004-07-01 Akiyuki Yonekawa Combustion chamber structure for internal combustion engine

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US7383831B2 (en) 2008-06-10
JP4165516B2 (ja) 2008-10-15
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US20060185642A1 (en) 2006-08-24
JP2006226232A (ja) 2006-08-31

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