TW200417679A - Direct injection diesel engine - Google Patents

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200417679 玖、發明說明： 相關技藝之資| 此申請案參考2002年u月1曰提申之專利 2002-319319，並依據35 主張其優先權。 5 【明戶斤屬貝】 Π)發明之領娀 本毛明係有關於直〶式柴油發動機的進氣口之結構 體。 L先^前~ 】 魯 10 (2)相關拮藝之說明 近年來，柴油發動機之燃料噴出系統已改進，因此， 燃料可在高壓下喷出。因此，某些柴油發動機設計成使得 在各氣缸中的氣體形成一降低程度的渦流，以改良容積效 率，使得燃燒以最小的渦流完成。譬如，日本專利早期公 15告號Η07-217437揭露-種技藝，其中進氣口沿著氣紅形狀 以扭曲方式配置，以減少旋轉程度並改良容積效率。 然而，在上述日本專利申請案中所述的技藝中，由於 馨 各氣缸中的二個進氣口係以扭曲方式配置，一閥驅動機構 之結構體變得複雜。 2〇 為解決上述問題，人們已提出一種結構體，其中發動 機的各氣缸之兩個進氣開口以與成排氣缸之方向平行^配 置（參看譬如德國專利公告號DE19942169)。在該社構俨 中，與進氣口相通的進氣開口具有直線形狀，且沿著對= 氣缸之切線方向延伸。因此，閥驅動機構可免於太複雜了 5 200417679 而旋轉程度減少，以藉由改良的容積效率實現有效的燃燒。 然而，在德國專利公告中揭露的技術中，由於進氣口 係沿著對應氣缸之切線方向延伸，因此會產生自各進氣口 流至燃燒室中的進氣在氣缸壁表面附近的流速會下降，而 5 降低容積效率。此外，由於進氣通過進氣開口，並流至離 開氣缸中心的位置之燃燒室中（在氣缸壁表面附近），該技術 的問題在於進氣之轉動力矩增加，因此旋轉的程度變得當 高。 【發明内容】 10 發明之概要 本發明係針對上述問題而完成，其目的是備置一直喷 式柴油發動機，其中的一閥驅動系統之結構體不複雜，其 不減少自各進氣開口流出的進氣之流速，且可減少進氣之 轉動力矩。 15 為達成上述目的，本發明備置一直喷式柴油發動機， 其包括一燃料喷出元件以直接喷出燃料至配置成排的數個 氣缸之各燃燒室；以及一氣缸頭，其具有形成在其上的第 一及第二進氣開口以及第一及第二進氣口。第一及第二進 氣開口沿著一排氣缸的方向配置（以下亦稱為成排氣缸方 20 向〃）並開放至成排氣缸之一側邊上的對應燃燒室。第一及 第二進氣口分別與第一及第二進氣開口相通。各氣缸的第 一進氣口自對應的第一進氣開口以大體上垂直於該排氣缸 方向的一方向延伸。各氣缸的第二進氣口朝向對應燃燒室 中產生的滿流方向。 6 200417679 圖式之簡單說明 本發明的本質，以及其他目的及優點將在下文中配合 圖式之說明而更加清楚，在圖式中相同的標號代表相似的 元件，其中： 5 第1圖為依據本發明之一實施例的一直噴式柴油發動 機之一主要部份； 第2圖為沿著第1圖之線II-II所取的圖式；以及 第3圖為沿著第1及2圖之線III所取的圖式。 I：實施方式】 10 較佳實施例之說明 以下將配合圖式說明依據本發明之一實施例的直噴式 柴油發動機。在下文中，〜前〃及 > 後〃係為方便而使用的 詞，然而，這些詞不必然代表車輛的 ''前側邊〃及''後側 邊〃，且可依據發動機的方向表示前及後，左及右等。 15 如第1圖所示，依據本實施例之直喷式柴油發動機具有 數個氣缸ι(僅其中的兩個氣缸顯示於第1圖中）。發動機的一 氣缸頭C/Η形成各氣缸1之一燃燒室2的一部份(頂壁）。在氣 缸頭C/H中，一前進氣開口（第一進氣開口）3及一後進氣開 口（第二進氣開口）4為各氣缸1而形成。前進氣開口 3及後進 20 氣開口 4沿著成排氣缸1的方向配置，且開放至在包含氣缸1 之中心軸S的一平面（以第1圖中之虛線代表並垂直於第1圖 之紙張而延伸之平面）之一側邊上（第1圖之下方）的燃燒室 2。 此外，在氣缸頭C/Η中，一前進氣口（第一進氣口）6及 7 200417679 一後進氣口（第二進氣口）7為各氣红而形成。該前進氣口 6 的一端連接至前進氣開口3，而其另一端開放至氣缸頭c/H 之外。後進氣口 7的一端連接至後進氣開口4，而另一端開 放至氣缸頭C/H之外。這些前進氣口 6及後進氣口 7形成直線 5 的形狀，且分別與燃燒室及進氣開口 3及4相通。 未顯示的燃料噴出閥配置在各氣缸的氣缸頭C/H，而加 壓燃燒藉由如燃料喷出閥之燃燒喷出元件直噴至燃燒室2 中。此外，在冷開機時使用的電熱塞8及用以關閉前進氣開 口 3及後進氣開口 4的進氣閥1〇備置在氣缸頭C/H上。 · 1〇 氣缸頭C/H使用氣缸頭螺釘9固定至一未顯示的氣紅塊 狀物。氣缸頭螺釘9配置成使得第一排氣缸頭螺釘9形成在 成排氣缸1的第一側邊上（第1圖之下方）而第二排氣缸頭螺 針9形成在成排氣缸丨的另一側邊（第1圖之上方）。在第—排 中的各氣缸頭螺釘9(除最邊的螺釘外）定位在毗鄰氣紅之 15 向’且與在垂直於成排氣缸方向的一方向上之第二排的對 應螺釘排成一直線。 各氣缸1的前進氣口 6大體上以垂直於成排氣紅丨之方 馨 向自前進氣開口 3朝向氣缸1的一側邊延伸，而前進氣開口 3 及後進氣開口 4形成在氣缸1上（第1圖中的下方，即包括前 2〇 進氣開口 3及後進氣開口 4形成在其上的氣缸之中心轴§的 平面5之一側邊）。 各氣缸1的後進氣口 7朝向在燃燒室2中產生的渴流方 向；即，後進氣口 7朝向對應於一渦流之流動方向的一方 向，且不阻礙渦流之流動。尤其是，後進氣口 7形成在後側 8 200417679 邊上（第1圖之右手邊），使得後進氣口 7自在配置於第一及第 二螺釘排中（即成排氣缸之相對側邊邊上）的對應氣缸頭螺 釘9之間的一空間，朝向後進氣開口 4延伸。 依據氣缸頭螺釘9之架設位置，後進氣口 7可沿著大體 5 上平行於成排氣缸1之方向的一方向延伸。 如第1圖所示，各前進氣口 6沿著大體上垂直於成排氣 缸1之方向延伸。如此可使得電熱塞8架設在氣缸頭C/H上， 大體上平行於前進氣口 6，以避免在電熱塞8及前進氣口 6之 間的干擾。因此，如第2圖中所示，電熱塞8可架設在一架 10 設角0上（相對於氣缸頭C/H的下表面），其類似於前進氣口 6的角度，或較接近一直角。因此，在氣缸頭C/H的下表面 以及電熱塞8***的一孔之間的一壁部具有足夠的厚度，以 穩定氣缸頭C/H之強度。 在具有上述結構體之直喷式柴油發動機中，前進氣開 15 口 3及後進氣開口 4之形成使得其開放置在氣缸1的一側邊 邊上的位置；即包括氣缸1的中心軸S之平面（第1圖中之虛 線5所示的表面），並延伸（垂直於第1圖之紙張）。因此，用 以關閉進氣閥10的閥驅動系統之結構體可變得不太複雜。 此外，由於分別連接至前進氣開口 3及後進氣開口 4的 20 前進氣口 6及後進氣口 7形成直線，進氣阻力很低，因此提 高了體積效率。 此外，前進氣開口 3配置成與氣缸1之成排方向上的氣 缸1之氣紅壁表面分開，且前進氣口 6形成直線，以大體上 垂直於氣缸1之成排方向的一方向延伸。因此，通過前進氣 9 200417679 口 6之進氣沿著大體上垂直於氣缸1之成排方向的一方向流 入燃燒室中，朝向與朝對應氣缸1之中心軸的氣缸的氣缸壁 表面錯置的一區。因此，進氣之流動速度不會落在氣缸壁 表面的附近，以維持高體積效率。 5 此外，由於各氣缸1的後進氣口 7朝向在燃燒室2中產生 的一滿流方向，潤流適當地產生在燃燒室2中。然而，由於 通過前進氣口 6之進氣沿著大體上垂直於成排前進氣口 6之 方向流入燃燒室，並抵達與朝向對應氣缸1之中心轴的氣缸 之氣缸壁表面錯置的一區，渦流之轉動力矩被壓制，使得 10 渦流程度降低。 若後進氣口 7沿著大體上平行於氣缸1之成排方向之一 方向延伸，即使來自後進氣口 7的進氣在壁表面的附近之流 速不減少，因此，轉動力矩下降。因此，達成減少程度的 渦流以及高體積效率。 15 如上所述，依據本發明的直喷式柴油發動機包括用以 直接喷出燃料至成排之數個氣缸的各燃料室的一燃料喷出 元件，以及具有第一及第二進氣開口及形成其上的第一及 第二進氣口的氣缸頭。第一及第二進氣開口沿著氣缸之成 排方向配置，並開放至成排氣缸之一側邊上的對應燃燒 20 室。第一及第二進氣口分別與第一及第二進氣開口相通。 各氣缸的第一進氣口自對應的第一進氣開口以大體上垂直 於氣缸成排方向之一方向延伸。各氣缸之第二進氣口引導 至產生於對應燃燒室中的一渦流方向。因此，依據本發明 的直噴式柴油發動機可使閥驅動系統之結構體不太複雜， 10 200417679 不減少自進氣口流至燃燒室之進氣的流速，且可減少進氣 之轉動力矩。因此，可達成減少的渦流以及高體積效率。 在第二進氣口係沿著大體上平行於氣缸成排方向之一 方向延伸的狀況下，來自第二進氣口的進氣直線地流至燃 5 燒室中，以更進一步地改良體積效率。 L圖式簡單說明3 第1圖為依據本發明之一實施例的一直喷式柴油發動 機之一主要部份； 第2圖為沿著第1圖之線II-II所取的圖式；以及 10 第3圖為沿著第1及2圖之線III所取的圖式。 【圖式： 1 氣缸 2燃燒室 3 前進氣開口（第一進氣開口) 4後進氣開口（第二進氣開口) 6前進氣口（第一進氣口） 主要元件代表符號表】 7後進氣口（第二進氣口） 8電熱塞 9 氣缸頭螺釘 10進氣閥 S 氣缸之中心軸

Claims (1)

1. 5 拾、申請專利範圍： 1·一種直噴式柴油發動機，其包括： 用以直接噴出燃料至配置成排的數個氣紅之各燃燒 至的一燃料噴出元件；以及 氣缸頭，其具有第一及第二進氣開口以及形成在 其上的第—及第二進氣口，該第_及第二進氣開口沿著 氣红之成排方向配置並開放至在成排氣缸之—側邊上的 對應燃燒至中，且第—及第二進氣口分別與第—及第二 進氣開口相通，其中 10 各氣缸的第一進氣口自對應的第一 上垂直於成排方向的一方向延伸；且 進氣開口以大體 二進氣口朝向產生於對應燃燒室中的渦 〒靖專利 15 ，，、〜此尸▼术》田赞動機，1 氣口沿著大體上平砂成排方向的-方向㈣ 3t申請專利範圍第1項的直喷式柴油發動機，其中第一及 弟二進氣口形成直線。 20 各氣缸的第 流方向〇 4t申請專利範圍第1項的直噴式柴油發動機，1中第一進 二口定位成與對應氣叙之'氣紅 •如申請專利範圍第1項的直喷式柴油發動機，並中 =藉由配置在成排氣叙之第—側邊上、 上:固…氣師綺配置在成排氣缸的第二側邊 第二進氣口自 分別配置在成排氣 缸的第一及第二側 12 200417679 邊上的兩個氣缸頭螺釘之間的一空間朝向第二進氣開口 延伸。 6-如申請專利範圍第1項的直喷式柴油發動機，其中自對應 氣紅之中心軸觀察’第—進氣口平行於架設在氣紅頭上 的一電熱塞而形成。 =申請專利範圍第㈣的直喷式柴油發動機，其中燃料喷 出7Μ牛贺出加壓燃料至燃燒室中。 、

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