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压缩自点火式 内燃机

阅读：1015发布：2020-05-11

专利汇可以提供压缩自点火式内燃机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在具备供从燃料喷射喷嘴的喷孔喷射出的燃料或缸内气体通过的整流通路的通路壁部的压缩自点火式内燃机中，同时实现通路壁部的形状维持的可靠性的确保和整流通路的壁面温度的上升抑制。压缩自点火式内燃机(10)具备：燃料喷射喷嘴(20)，具有在向燃烧室 (12)露出的前端部(20a)设置的喷孔(22)；及通路形成构件(管道(30))，形成供从喷孔(22)喷射出的燃料通过的整流通路(32)。通路形成构件包括位于整流通路(32)的径向外侧的通路壁部(36)。通路壁部(36)包括作为与气缸盖(18)连结的基部的第一层(36a)和位于第一层(36a)的径向外侧的第二层(36b)。第一层(36a)的韧性比第二层(36b)的韧性高，且第二层(36b)的导热率比第一层(36a)的导热率低。，下面是压缩自点火式内燃机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种压缩自点火式内燃机，其特征在于，具备：
燃料喷射喷嘴，具有在向燃烧室露出的前端部设置的喷孔；及
通路形成构件，形成供从所述喷孔喷射出的燃料通过的整流通路，所述通路形成构件包括位于所述整流通路的径向外侧的通路壁部，所述通路壁部包括作为与气缸盖连结的基部的第一层和位于所述第一层的径向外侧或内侧的第二层，
所述第一层的韧性比所述第二层的韧性高，
所述第二层的导热率比所述第一层的导热率低。
2.根据权利要求1所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，
所述第二层位于所述第一层的径向外侧。
3.根据权利要求1或2所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，在所述喷孔的出口与所述整流通路的入口之间形成有间隙，
所述第二层的每单位体积的热容量比所述第一层的每单位体积的热容量小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，在所述通路壁部形成有使所述整流通路与所述燃烧室连通的连通孔，所述第二层的每单位体积的热容量比所述第一层的每单位体积的热容量小。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，所述通路形成构件还包括将所述第一层与所述气缸盖连结的支柱部，所述通路壁部由所述第一层和所述第二层构成，且形成为筒状。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，所述通路形成构件与所述气缸盖一体形成。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，所述通路形成构件被紧固连结于所述气缸盖的燃烧室顶部。
8.一种压缩自点火式内燃机，其特征在于，具备：
燃料喷射喷嘴，具有设置于在燃烧室顶部的中央向燃烧室露出的前端部的喷孔；及活塞，配置在气缸的内部，具有形成有供缸内气体通过的整流通路的顶部，所述整流通路从在所述气缸的内径壁面侧向所述燃烧室露出的入口朝向在内径中心侧向所述燃烧室露出的出口延伸，
所述活塞包括相对于所述整流通路而位于所述燃烧室顶部一侧的通路壁部，所述通路壁部包括作为与所述活塞连结的基部的第一层和相对于所述第一层而位于所述活塞一侧或所述燃烧室顶部一侧的第二层，
所述第一层的韧性比所述第二层的韧性高，
所述第二层的导热率比所述第一层的导热率低。
9.根据权利要求8所述的压缩自点火式内燃机，其特征在于，
所述第二层的每单位体积的热容量比所述第一层的每单位体积的热容量小。

说明书全文

压缩自点火式内燃机

技术领域

[0001] 本发明涉及压缩自点火式内燃机。

背景技术

[0002] 例如，专利文献1公开了一种在压缩自点火式的内燃机中，用于促进燃料与填充空气在燃烧室内的预混合的技术。在该技术中，与向燃烧室露出的燃料喷射装置的前端部的开口部(喷孔)接近地设置有由空心管构成的管道。从开口部喷射出的燃料在通过了该管道之后向燃烧室喷射。

[0003] 在先技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：美国专利申请公开第2016/0097360号说明书

[0006] 专利文献2：日本特开2013-092103号公报

[0007] 专利文献3：日本专利第5629463号

发明内容

[0008] 发明要解决的课题

[0009] 专利文献1记载的内燃机中的管道露出于燃烧室。因此，由于曝露在高温的燃烧气体下而管道可能会成为高温。另外，可想到由于内燃机自身产生的振动、在循环中升降的缸内压、及燃料喷射压等的影响而各种载荷或负载反复作用于管道。

[0010] 本发明鉴于上述那样的课题而作出，其目的是在具备供从燃料喷射喷嘴的喷孔喷射出的燃料或缸内气体通过的整流通路的通路壁部的压缩自点火式内燃机中，同时实现通路壁部的形状维持的可靠性的确保和整流通路的壁面温度的上升抑制。

[0011] 用于解决课题的方案

[0012] 本发明的一形态的压缩自点火式内燃机具备：

[0013] 燃料喷射喷嘴，具有在向燃烧室露出的前端部设置的喷孔；及

[0014] 通路形成构件，形成供从所述喷孔喷射出的燃料通过的整流通路。

[0015] 所述通路形成构件包括位于所述整流通路的径向外侧的通路壁部。

[0016] 所述通路壁部包括作为与气缸盖连结的基部的第一层和位于所述第一层的径向外侧或内侧的第二层。

[0017] 所述第一层的韧性比所述第二层的韧性高，且所述第二层的导热率比所述第一层的导热率低。

[0018] 所述第二层可以位于所述第一层的径向外侧。

[0019] 在所述喷孔的出口与所述整流通路的入口之间可以形成有间隙。并且，所述第二层的每单位体积的热容量可以比所述第一层的每单位体积的热容量小。

[0020] 在所述通路壁部可以形成有使所述整流通路与所述燃烧室连通的连通孔。并且，所述第二层的每单位体积的热容量可以比所述第一层的每单位体积的热容量小。

[0021] 所述通路形成构件可以还包括将所述第一层与所述气缸盖连结的支柱部。并且，所述通路壁部可以由所述第一层和所述第二层构成，且形成为筒状。

[0022] 所述通路形成构件可以与所述气缸盖一体形成。

[0023] 所述通路形成构件可以被紧固连结于所述气缸盖的燃烧室顶部。

[0024] 本发明的另一形态的压缩自点火式内燃机具备：

[0025] 燃料喷射喷嘴，具有设置于在燃烧室顶部的中央向燃烧室露出的前端部的喷孔；及

[0026] 活塞，配置在气缸的内部，具有形成有供缸内气体通过的整流通路的顶部。

[0027] 所述整流通路从在所述气缸的内径壁面侧向所述燃烧室露出的入口朝向在内径中心侧向所述燃烧室露出的出口延伸。

[0028] 所述活塞包括相对于所述整流通路而位于所述燃烧室顶部一侧的通路壁部。

[0029] 所述通路壁部包括作为与所述活塞连结的基部的第一层和相对于所述第一层而位于所述活塞一侧或所述燃烧室顶部一侧的第二层。

[0030] 所述第一层的韧性比所述第二层的韧性高，且所述第二层的导热率比所述第一层的导热率低。

[0031] 所述第二层的每单位体积的热容量可以比所述第一层的每单位体积的热容量小。

[0032] 发明效果

[0033] 根据本发明的一形态，供从喷孔喷射出的燃料通过的整流通路的通路壁部包括第一层和位于第一层的径向外侧或内侧的第二层。并且，第一层连结于气缸盖，且其韧性比第二层的韧性高。由此，即使上述的载荷或负载反复作用于通路壁部，也能够容易长期地保持通路壁部的形状。另外，第二层的导热率比第一层的导热率低。由此，能够抑制从通路壁部的周围的高温的燃烧气体传递给通路壁部的外壁的热量向通路壁部的内壁(即，整流通路的壁面)传递。这样，根据本发明的一形态，能够同时实现通路壁部的形状维持的可靠性的确保和整流通路的壁面温度的上升抑制。

[0034] 另外，根据本发明的另一形态，在活塞的顶部形成有从在气缸的内径壁面侧向燃烧室露出的入口朝向在内径中心侧向燃烧室露出的出口延伸的整流通路。活塞包括相对于该整流通路而位于燃烧室顶部一侧的通路壁部。通路壁部包括第一层和相对于第一层而位于活塞一侧或燃烧室顶部一侧的第二层。并且，第一层连结于活塞，且其韧性比第二层的韧性高。由此，即使上述的载荷或负载反复作用于通路壁部，也能够容易长期保持通路壁部的形状。另外，第二层的导热率比第一层的导热率低。由此，能够抑制从通路壁部的周围的高温的燃烧气体传递给通路壁部的燃烧室顶部侧的壁的热量向通路壁部的活塞侧的壁(即，整流通路的壁面)的传递。这样，根据本发明的另一形态，也能够良好地同时实现通路壁部的形状维持的可靠性的确保和整流通路的壁面温度的上升抑制。附图说明

[0035] 图1是示意性地表示本发明的实施方式1的压缩自点火式内燃机的燃烧室周围的结构的纵向剖视图。

[0036] 图2是将图1中的一个管道及其周围的结构放大表示的纵向剖视图。

[0037] 图3是图1所示的管道的横向剖视图。

[0038] 图4是用于说明通路壁部的第一层及第二层的另一结构例的图。

[0039] 图5是用于说明通路壁部的第一层及第二层的另一结构例的图。

[0040] 图6是用于说明本发明的实施方式2的管道的结构的图。

[0041] 图7是用于说明本发明的实施方式3的管道的结构的图。

[0042] 图8是示意性地表示本发明的实施方式4的压缩自点火式内燃机的燃烧室周围的结构的纵向剖视图。

[0043] 图9是在图8中的A-A线处剖切通路壁部而得到的横向剖视图。

[0044] 图10是示意性地表示本发明的实施方式5的压缩自点火式内燃机的燃烧室周围的结构的纵向剖视图。

[0045] 图11是示意性地表示本发明的实施方式6的压缩自点火式内燃机的燃烧室周围的结构的纵向剖视图。

[0046] 图12是固定有图11所示的整流板的活塞的从其顶面侧俯视的图。

[0047] 图13是将图11所示的整流板周围的结构放大表示的图。

[0048] 图14是用于说明具备没有整流板的比较例的活塞的压缩自点火式内燃机的燃烧室内的空气的流动的示意图。

[0049] 图15是用于说明具备固定有图11所示的整流板的实施方式6的活塞的压缩自点火式内燃机的燃烧室内的空气的流动的示意图。

[0050] 图16是用于说明整流板(通路壁部)的第一层及第二层的另一结构例的图。

[0051] 标号说明

[0052] 10、80、90、110 压缩自点火式内燃机

[0053] 12、82、92、112 燃烧室

[0054] 14 气缸体

[0055] 16、116 活塞

[0056] 18、84、94、120 气缸盖

[0057] 18a、84a、94a、120a 燃烧室顶部

[0058] 20 燃料喷射喷嘴

[0059] 20a 燃料喷射喷嘴的前端部

[0060] 22 燃料喷射喷嘴的喷孔

[0061] 30、40、50、60、70 管道

[0062] 32、86、96 整流通路

[0063] 34、54、126 支柱部

[0064] 36、42、52、62、72、88、100 通路壁部

[0065] 36a、42a、52a、62a、72a、88a、100a、122a、140a 第一层

[0066] 36b、42b、52b、62b、72b、88b、100b、122b、140b 第二层

[0067] 74 连通孔

[0068] 98 通路形成构件

[0069] 114 气缸

[0070] 118 活塞的腔室

[0071] 122、140 整流板

[0072] 124 腔室的圆锥面

[0073] 132 整流通路

具体实施方式

[0074] 在以下说明的各实施方式中，对于在各图中共通的要素，标注同一标号而省略或简化重复的说明。另外，在以下所示的实施方式中，在提及各要素的个数、数量、量、范围等的数值的情况下，除了特别明示的情况或在原理上明确地确定为该数值的情况之外，并不将本发明限定为该提及的数值。另外，在以下所示的实施方式中说明的结构或步骤等除了特别明示的情况或明确地在原理上确定于此的情况之外，本发明并不必须如此。

[0075] 1.实施方式1

[0076] 首先，参照图1～图5，说明本发明的实施方式1及其变形例。

[0077] 1-1.燃烧室周围的结构

[0078] 图1是示意性地表示本发明的实施方式1的压缩自点火式内燃机(以下，简称为“内燃机”)10的燃烧室12周围的结构的纵向剖视图。图1所示的内燃机10，作为一例，为柴油发动机。

[0079] 如图1所示，内燃机10具备气缸体14、活塞16、气缸盖18。活塞16在形成于气缸体14的气缸的内部进行往复移动。气缸盖18配置在气缸体14的上方。燃烧室12主要由气缸体14的气缸内径面14a、活塞16的顶面16a、气缸盖18的燃烧室顶部18a的表面、省略图示的进排气门的底面来划定。

[0080] 内燃机10还具备燃料喷射喷嘴20、管道30。燃料喷射喷嘴20配置在燃烧室顶部18a的中央。燃料喷射喷嘴20具有向燃烧室12露出的前端部20a。在前端部20a形成有多个(例如，八个)喷孔22。八个喷孔22设置为将燃料朝向气缸内径面14a放射状地喷射。

[0081] 管道30与八个喷孔22分别相对地设置。因此，图1所示的例子中的管道的个数为八个。各个管道30形成为筒状。在各个管道30的内部形成有整流通路32。从喷孔22喷射出的燃料在通过了整流通路32之后向燃烧室12内喷射。需要说明的是，本发明的一形态的“整流通路”可以不必设置与喷孔相同的数量，可以仅在多个喷孔中的一部分具备。以下，参照图2及图3，详细叙述管道30周围的具体的结构。

[0082] 1-1-1.管道周围的具体的形状例

[0083] 图2是将图1中的一个管道30及其周围的结构放大表示的纵向剖视图。图3是图1所示的管道30的横向剖视图。在图2所示的例子中，管道30经由支柱部34而固定(悬挂)于气缸盖18的燃烧室顶部18a。管道30以整流通路32的中心轴线与喷孔22的轴线L1一致的方式配置。换言之，管道30以沿着喷孔22的轴线L1直线性地延伸的方式形成。另外，如图3所示，管道30的流路截面作为一例而为圆形，因此，管道30(更详细而言，后述的通路壁部36)具有圆筒形状。

[0084] 在本实施方式中，经由支柱部34从燃烧室顶部18a悬挂的管道30相当于形成整流通路32的“通路形成构件”的一例。管道30具有位于整流通路32的径向外侧的通路壁部36和上述的支柱部34。通路壁部36是由第一层36a和第二层36b构成的双层结构。

[0085] 第一层36a相当于经由支柱部34而与气缸盖18的燃烧室顶部18a连结的基部(基层)。即，管道30的第一层36a由支柱部34支承。在图2所示的例子中，第一层36a及支柱部34与燃烧室顶部18a一体形成，但是它们中的任意的两个或全部也可以为分体。换言之，第一层36a与气缸盖18一体或分体地连结即可。

[0086] 第二层36b位于第一层36a的径向外侧(即，外周侧)。另外，在图2所示的例子中，第二层36b以不仅覆盖第一层36a而且也覆盖支柱部34的方式形成。补充而言，在图2所示的例子中，第一层36a及第二层36b都具有圆筒形状。并且，第一层36a遍及整流通路32的长度方向上的通路壁部36的整体地延伸，并且第二层36b以覆盖第一层36a的整体的方式形成。另外，第二层36b，关于其周向，也整体性地覆盖第一层36a。

[0087] 另外，在图2所示的例子中，具有喷孔22的前端部20a的外表面不与管道30接触。换言之，在喷孔22的出口与整流通路32的入口之间形成有间隙G。补充而言，不仅是管道30(整流通路32)的出口，其入口也向燃烧室12露出。燃烧室12内的气体(工作气体)利用该间隙G而与从喷孔22喷射出的燃料一起向整流通路32流入。

[0088] 1-1-2.管道的双层结构的材质的具体例

[0089] 管道30的第一层36a和第二层36b，关于它们的材料的韧性及导热率，满足如下的关系。即，管道30的作为基层的第一层36a的韧性比作为外层的第二层36b的韧性高。并且，第二层36b的导热率比第一层36a的导热率低。满足上述的关系的第一层36a的材料的一例为铝或铁等金属，第二层36b的材料的一例为氮化硅(Si3N4)。需要说明的是，在此所说的“韧性”是指材料相对于破坏的坚韧强度的特性，其具体的指标之一是破坏韧性。

[0090] 更详细而言，第二层36b通过例如利用喷镀在第一层36a上形成氮化硅的覆膜而得到。如上所述，第二层36b的导热率比第一层36a的导热率低，因此第二层36b作为隔热膜发挥功能。

[0091] 1-2.效果

[0092] 1-2-1.管道(整流通路)的利用产生的效果

[0093] 在压缩自点火式内燃机10中，在向燃烧室12内填充的空气被压缩的状态下，从燃料喷射喷嘴20喷射燃料。喷射出的燃料希望在与填充空气混合而推进燃料浓度的均质化之后，进行基于自点火的燃烧。然而，例如，在不具备管道30的结构中，从燃料喷射喷嘴20喷射出的燃料接受燃烧室12的热量而迅速地过热，可能会在该燃料与填充空气充分地混合之前自点火。其结果是，因过浓燃料进行燃烧而引起的烟的产生或者因后燃期间的长期化而引起的热效率的下降成为问题。

[0094] 在本实施方式的内燃机10中，为了解决上述的问题而在燃烧室12内设置管道30。根据这样的结构，从燃料喷射喷嘴20的喷孔22喷射出的燃料的喷雾向管道30的内部(整流通路32)导入。另外，管道30的入口向燃烧室12内露出，因此燃烧室12内的填充空气也被从管道30的入口向内部引导。其结果是，在基本上与周围相比为低温的管道30的内部，燃料喷雾与填充空气一边被冷却一边混合，因此不会在早期自点火而推进燃料浓度的均质化。并且，在预混合充分地进展之后，混合气体被从管道30的出口喷射。喷射出的混合气体接受燃烧室12的热量而自点火并燃烧。

[0095] 如上所述，由于管道30(整流通路32)的设置，在喷射出的燃料的喷雾通过管道30的过程中，能够抑制自点火并促进燃料喷雾与填充空气的预混合。由此，能够抑制因均质化之前的过浓燃料的自点火而引起的烟的产生。另外，由于管道30的设置，能抑制通过管道30期间的自点火，因此能够延缓自点火时期。由此，由于后燃期间缩短，因此能够实现热效率的提高。

[0096] 1-2-2.与管道(整流通路)的设置相关的课题

[0097] 管道30那样的管道向燃烧室露出。即，这样的管道配置在由于曝露于高温的燃烧气体而容易成为高温的环境下。当由于来自点火烧气体的受热而整流通路的壁面(管道的内壁)成为高温时，通过管道的燃料喷雾由于来自整流通路的壁面的受热而被加热。其结果是，引燃延迟发生缩短(上述的使自点火时期延缓的效果减少)，因此在燃料喷雾与填充空气的混合不足的状态下开始燃烧。由此，可能难以适当地抑制烟的产生。

[0098] 另外，可想到由于内燃机自身产生的振动、在循环中升降的缸内压、及燃料喷射压等的影响而各种载荷或负载反复作用于管道。因此，关于整流通路的壁面(管道的内壁)的温度上升的抑制的对策要求在保证即使这样的载荷或负载作用于管道也能更可靠地长期维持管道的形状的情况下作出。

[0099] 1-2-3.具有双层结构的管道的采用

[0100] 鉴于上述的课题，在本实施方式的管道30的通路壁部36中，第一层36a构成为经由支柱部34而与气缸盖18(燃烧室顶部18a)连结的基部。并且，以该第一层36a的韧性比第二层36b的韧性高的方式选定两者的材料。由此，即使载荷或负载反复作用于管道30，也能够长期地容易保持管道30(通路壁部36)的形状。

[0101] 并且，以位于第一层36a的外周侧的第二层36b的导热率比第一层36a的导热率低的方式选定两者的材料。由此，能够抑制从管道30的周围的高温的燃烧气体传递到通路壁部36的外壁(第二层36b的外壁)的热量向通路壁部36的内壁(即，整流通路32的壁面)传递。因此，在燃料通过通路壁部36的内侧的整流通路32时，能够抑制燃料的温度上升。其结果是，能够抑制使自点火时期延缓的效果的减少。

[0102] 如以上所述，根据本实施方式的内燃机10，能够良好地同时实现管道30(通路壁部36)的形状维持的可靠性的确保和整流通路32的壁面温度的上升抑制。

[0103] 另外，在本实施方式的管道30中，支柱部34也由第二层36b覆盖。因此，也能够有效地抑制从高温的燃烧气体经由支柱部34向第一层36a(构成整流通路32的内壁的部位)传递热量。

[0104] 1-3.关于实施方式1的变形例

[0105] 1-3-1.管道的双层结构的另一例

[0106] 图4是用于说明通路壁部的第一层及第二层的另一结构例的图。在图4所示的例子中，管道40(通路形成构件)具备支柱部34和通路壁部42。通路壁部42具有第一层42a和位于其径向外侧的第二层42b。

[0107] 在图2所示的管道30的例子中，第一层36a以遍及整流通路32的长度方向上的通路壁部36的整体地延伸的方式形成，并且第二层36b以覆盖第一层36a的整体的方式形成。相对于此，在图4所示的管道40的例子中，第一层42a未遍及整流通路32的长度方向上的通路壁部42的整体延伸，在整流通路32的出口侧的端部，通过第二层42b构成整流通路32的内壁。

[0108] 如上述的例子所示，本发明的一形态的“第一层”可以不必在整流通路的长度方向上遍及通路壁部的整体地延伸，该情况置换成“第二层”也同样。换言之，双层结构可以不设置于管道(通路壁部)的整体而仅设置于其一部分。但是，对于该情况，为了第一层的形状维持的可靠性的确保，将第一层与气缸盖的连结未被第二层隔断作为条件。另外，该情况关于其他的实施方式2～6也同样。

[0109] 1-3-2.管道的双层结构的另一例

[0110] 图5是用于说明通路壁部的第一层及第二层的另一结构例的图。在图5所示的例子中，管道50(通路形成构件)具备支柱部54和通路壁部52。通路壁部52与图2所示的管道30的例子不同，具有第一层52a和位于其径向内侧的第二层52b。

[0111] 如上所述，通过相当于隔热膜的第二层52b配置于第一层52a(基层)的内侧的结构，也能够抑制从管道50的周围的高温的燃烧气体传递到通路壁部52的外壁(第一层52a的外壁)的热量向通路壁部52的内壁(即，整流通路32的壁面)传递。当也考虑通路壁部的制造的容易性时，如图2所示的管道30那样第二层36b位于径向外侧的结构优异。但是，在得到抑制整流通路32的壁面温度的上升的效果这样的观点下，也可以采用图5所示那样的结构。

[0112] 2.实施方式2

[0113] 接下来，参照图6，说明本发明的实施方式2。

[0114] 2-1.与实施方式1的不同点

[0115] 图6是用于说明本发明的实施方式2的管道60的结构的图。本实施方式的内燃机在以下说明的点上，与实施方式1的内燃机10不同。

[0116] 图6所示的管道60具备支柱部34和通路壁部62。通路壁部62具备第一层62a和第二层62b。第一层62a的形状及材质与图2所示的第一层36a的形状及材质相同。另一方面，第二层62b虽然关于其形状与图2所示的第二层36b相同，但是关于其材质，如以下说明那样与第二层36b不同。

[0117] 具体而言，第二层62b使用的材料的一例为氧化锆(ZrO2)。以氧化锆为材料的第二层62b通过例如利用喷镀在第一层62a上形成氧化锆的覆膜而得到。这样选定了材料的第二层62b与第一层62a，关于它们的材料的韧性、导热率及每单位体积的热容量，满足如下的关系。即，在实施方式2中，关于韧性和导热率，与实施方式1相同，第一层62a的韧性比第二层62b的韧性高，且第二层62b的导热率比第一层62a的导热率低。在此基础上，第二层62b的每单位体积的热容量比第一层62a的每单位体积的热容量小。

[0118] 2-2.效果

[0119] 根据具备以上说明的管道60的本实施方式的内燃机，也能够良好地同时实现管道60(通路壁部)的形状维持的可靠性的确保和整流通路32的壁面温度的上升抑制。在此基础上，根据本实施方式，还能够解决以下说明的追加的课题。

[0120] 即，在利用管道30、60那样的管道的内燃机中，从喷孔与管道的入口之间的间隙(图2、6所示的间隙G相当于此)向管道的内部(整流通路)吸入管道的周围的填充空气(工作气体)。通过具备低导热率的第二层36b的实施方式1的管道30的利用，能够抑制第一层36a的内壁(整流通路32的壁面)的温度上升。然而，当如氮化硅那样第二层36b的材料的每单位体积的热容量大时，管道30的外壁(第二层36b的外周壁)的温度始终高。其结果是，在管道30吸入其周围的填充空气时，通过外壁对填充空气进行加热。由此，可能无法充分地引发因管道的利用而产生的引燃抑制效果(使自点火时期延缓的效果)。

[0121] 针对上述的追加的课题，在本实施方式的管道60(通路壁部62)中，构成管道60的外壁的第二层62b以每单位体积的热容量比第一层62a小的方式选定两者的材料。由此，第二层62b的温度在一个循环中容易追随缸内气体温度的升降而升降。因此，能抑制第二层62b的温度始终高。因此，根据本实施方式的管道60，与抑制整流通路32的壁面(第一层62a的内壁)的温度上升的效果(与实施方式1同样)一起，能抑制经由间隙G(参照图6)向管道60吸入的填充空气的加热。因此，与实施方式1相比能够更有效地引发因管道60的利用而产生的引燃抑制效果(使自点火时期延缓的效果)。

[0122] 3.实施方式3

[0123] 接下来，参照图7，说明本发明的实施方式3。

[0124] 3-1.与实施方式2的不同点

[0125] 图7是用于说明本发明的实施方式3的管道70的结构的图。本实施方式的内燃机在以下说明的点上，与实施方式2的内燃机不同。

[0126] 具体而言，在实施方式2中，在喷孔22的出口与管道60的入口(整流通路32的入口)之间形成有间隙G(参照图6)。相对于此，在本实施方式中，如图7所示，未设置这样的间隙G，具有喷孔22的前端部20a的外壁与管道70的入口(整流通路32的入口)相接。补充而言，管道70的通路壁部72沿着喷孔22的轴线L1从前端部20a的外壁突出。

[0127] 通路壁部72具备第一层72a和第二层72b。第一层72a的材质与实施方式2的第一层62a的材质相同，第二层72b的材质与第二层62b的材质相同。但是，如图7所示，在通路壁部
72，为了使整流通路32与燃烧室12连通而形成有任意数量(例如，三个)的连通孔74。连通孔
74贯通第一层72a和第二层72b。根据这样的具备连通孔74的管道70，管道70的周围的填充气体利用该连通孔74而与从喷孔22喷射出的燃料一起向整流通路32流入。

[0128] 3-2.效果

[0129] 如以上说明所述，本实施方式的管道70的第一层72a及第二层72b的材质与实施方式2的第一层62a及第二层62b的材质相同。因此，通过本实施方式的管道70也能得到与实施方式2同样的效果。即，与抑制整流通路32的壁面(第一层72a的内壁)的温度上升的效果一起，能抑制经由连通孔74向管道70吸入的填充气体的加热。

[0130] 需要说明的是，上述的实施方式3的管道70利用连通孔74，但是通过以与该连通孔74一起具有间隙G的方式配置的管道，也能起到与实施方式2及3同样的效果。

[0131] 4.实施方式4

[0132] 接下来，参照图8及图9，说明本发明的实施方式4。

[0133] 4-1.与实施方式2的不同点

[0134] 图8是示意性地表示本发明的实施方式4的压缩自点火式内燃机80的燃烧室82周围的结构的纵向剖视图。图9是在图8中的A-A线处剖切通路壁部88而得到的横向剖视图。本实施方式的内燃机80在以下说明的点上，与实施方式2的内燃机不同。

[0135] 具体而言，内燃机80具备具有燃烧室顶部84a的气缸盖84。在燃烧室顶部84a形成有具有与图6所示的整流通路32同样的功能的整流通路86。换言之，在本实施方式中，形成整流通路86的“通路形成构件”与气缸盖84(燃烧室顶部84a)一体化。

[0136] 如图8及图9所示，燃烧室顶部84a具备位于整流通路86的径向外侧的通路壁部88。通路壁部88具有第一层88a和第二层88b。第一层88a是与气缸盖84(燃烧室顶部84a)连结的基部。即，第一层88a与气缸盖84一体形成。补充而言，第一层88a以从燃烧室顶部84a的基本面84a1向燃烧室12侧突出的方式形成。

[0137] 第二层88b位于第一层88a的径向外侧。在图9所示的例子中，第二层88b以覆盖从燃烧室顶部84a的基本面84a1突出的第一层88a的方式形成。另外，在该例中，第二层88b以也覆盖整流通路86的入口侧的第一层88a的端面88a1的方式形成。

[0138] 本实施方式的通路壁部88的第一层88a及第二层88b的材质作为一例而与实施方式2的第一层62a及第二层62b的材质相同。另外，在本实施方式中，在喷孔22的出口与整流通路86的入口之间也形成有间隙G。内燃机80可以取代这样的间隙G或者与之一起具备与连通孔74(参照图7)同样的连通孔。

[0139] 4-2.效果

[0140] 通过以上说明的具有通路壁部88的内燃机80，也能起到与具有管道60的实施方式2的内燃机同样的效果。另外，在图8所示的例子中，第二层88b以也覆盖整流通路86的入口侧的第一层88a的端面88a1的方式形成。由此，也能够抑制以从高温的燃烧气体向该端面
88a1的热量输入为起因而整流通路86的壁面温度上升。

[0141] 需要说明的是，作为本实施方式的管道60的第二层88b的材料，可以使用与实施方式1的第二层36b相同的氮化硅(即，关于热容量，不满足上述的关系的材料的例子)。并且，在该例(即，未要求到经由间隙G(参照图6)、连通孔向管道吸入的填充空气的加热的抑制效果的例子)中，第二层88b可以取代图8所示的例子而设置在第一层88a的径向内侧。该情况关于后述的实施方式5也同样。

[0142] 5.实施方式5

[0143] 接下来，参照图10，说明本发明的实施方式5。

[0144] 5-1.与实施方式4的不同点

[0145] 图10是示意性地表示本发明的实施方式5的压缩自点火式内燃机90的燃烧室92周围的结构的纵向剖视图。本实施方式的内燃机90在以下说明的点上，与实施方式4的内燃机80不同。

[0146] 具体而言，内燃机90具备具有燃烧室顶部94a的气缸盖94。形成具有与图8所示的整流通路86同样的功能的整流通路96的通路形成构件98通过紧固连结件(省略图示)而紧固连结于燃烧室顶部94a。即，在本实施方式中，通路形成构件98与气缸盖94分体。通路形成构件98具备具有第一层100a和第二层100b的通路壁部100。通路壁部100与图8所示的通路壁部88同样地构成。补充而言，第一层100a经由通路壁部100与气缸盖94的紧固连结面而与气缸盖94连结。

[0147] 5-2.效果

[0148] 如以上说明所述，本实施方式的通路壁部100形成于与气缸盖94分体的通路形成构件98。通过具有这样的结构的内燃机90，也起到与具有管道60的实施方式2的内燃机同样的效果。

[0149] 6.实施方式6

[0150] 接下来，参照图11～图16，说明本发明的实施方式6及其变形例。

[0151] 6-1.燃烧室周围的结构

[0152] 图11是示意性地表示本发明的实施方式6的压缩自点火式内燃机110的燃烧室112周围的结构的纵向剖视图。以下，以本实施方式的内燃机110相对于实施方式1的内燃机10的不同点为中心进行说明。

[0153] 如图11所示，内燃机110在气缸114的内部具备活塞116。在活塞116的中央部形成有腔室118。腔室118也构成燃烧室112的一部分。在气缸盖120的燃烧室顶部120a的中央配置有燃料喷射喷嘴20。

[0154] 活塞116在其顶部具备整流板122。整流板122与在活塞116的顶面构成的腔室118之间空出规定的间隙地固定于活塞116。以下，也参照图12及图13，更详细地说明固定有整流板122的活塞116的结构。

[0155] 图12是固定有图11所示的整流板122的活塞116的从其顶面侧俯视的图。图13是将图11所示的整流板122周围的结构放大表示的图。如这些图所示，整流板122具有由圆锥面构成的圆环形状，以覆盖构成腔室118的面中的朝向活塞116的外周方向向下方倾斜的圆锥面124。整流板122以与圆锥面124的间隙成为恒定的方式构成，经由支柱部126而固定于活塞116。

[0156] 支柱部126配置在相邻的燃料喷雾F之间，从圆环形状的整流板122的内缘端朝向外缘端放射状地延伸。根据这样的结构，在各个燃料喷雾F的下方，在整流板122与圆锥面124之间的间隙形成有从外缘端侧(即，气缸114的内径壁面侧)的入口128向内缘端侧(即，气缸114的内径中心侧)的出口130延伸的整流通路132。入口128及出口130向燃烧室112露出。

[0157] 6-1-1.具有双层结构的整流板(通路壁部)

[0158] 整流板122相对于整流通路132位于燃烧室顶部120a一侧。在本实施方式的内燃机110中，该整流板122相当于本发明的其他形态的“通路壁部”的一例。如图13所示，整流板(通路壁部)122是由第一层122a和第二层122b构成的双层结构。

[0159] 第一层122a相当于经由支柱部126而与活塞116连结的基部(基层)。即，整流板(通路壁部)122的第一层122a由支柱部126支承。

[0160] 第二层122b相对于第一层122a位于燃烧室顶部120a一侧。更详细而言，第二层122b作为一例而以覆盖第一层122a的整体的方式形成。另外，第一层122a及第二层122b的材质作为一例而与实施方式1的第一层36a及第二层36b的材质相同。即，第一层122a的韧性比第二层122b的韧性高，且第二层122b的导热率比第一层122a的导热率低。

[0161] 6-2.效果

[0162] 6-2-1.基于整流板(通路壁部)的利用而产生的效果

[0163] 首先，参照图14及图15，说明整流板122的作用及效果。图14是用于说明具备没有整流板的比较例的活塞200的压缩自点火式内燃机的燃烧室内的空气的流动的示意图。另外，图15是用于说明具备固定有图11所示的整流板122的实施方式6的活塞116的压缩自点火式内燃机110的燃烧室112内的空气的流动的示意图。

[0164] 首先，作为比较例，说明具备没有整流板122的活塞200的内燃机的燃烧室内的空气的流动。如图14所示，在没有整流板122的内燃机中，缸内气体(更详细而言，燃烧室内的新鲜空气)一边与高温的已燃气体混合一边被取入燃料喷雾F的根部部分(上游部分)。其结果是，引燃后的高温的已燃气体与燃料喷雾F混合，因此喷射出的燃料可能会迅速地自点火。其结果是，因过浓燃料燃烧而引起的烟的产生或因后燃期间的长期化而引起的热效率的下降成为问题。

[0165] 相对于此，在本实施方式的内燃机110中，为了解决上述的问题而在活塞116设置整流板122。如图15所示，在活塞116的圆锥面124与整流板122之间的间隙形成有整流通路132。从燃料喷射喷嘴20喷射出的燃料喷雾F沿着整流板122的上表面(燃烧室顶部120a侧的表面)向腔室118内扩散。此时，燃烧室112内的新鲜空气从入口128向整流通路132的内部导入。整流通路132通过整流板122而与燃料喷雾F隔绝。因此，从入口128向整流通路132的内部导入的新鲜空气一边被抑制与高温的已燃气体的混合一边从出口130导出。由此，维持了低温的新鲜空气向燃料喷雾F的根部部分取入，因此能确保喷射出的燃料到引燃为止的时间。由此，能够防止过浓燃料的燃烧，因此能够抑制烟的产生及后燃期间的长期化引起的热效率的下降。

[0166] 另外，在本实施方式的内燃机110中，在燃料喷雾F的下侧(活塞116一侧)设有整流通路132，因此能够将从出口130导出的低温的新鲜空气向燃料喷雾F的根部部分高效地取入。

[0167] 6-2-2.与整流板(通路壁部)的设置相关的课题

[0168] 如整流板122那样的整流板露出于燃烧室。即，整流板122与实施方式1的管道30的例子同样，配置在由于曝露于高温的燃烧气体而容易成为高温的环境下。当由于来自点火烧气体的受热而整流通路的壁面(整流板的活塞侧的壁面)自身成为高温时，在整流板中通过的新鲜空气由于来自整流板的受热而被加热。其结果是，引燃延迟发生缩短(使自点火时期延缓的效果减少)，因此在燃料喷雾与填充空气的混合不足的状态下开始燃烧。由此，可能难以适当地抑制烟的产生。

[0169] 另外，与管道的例子同样，关于整流板(通路壁部)，关于温度上升的抑制的对策也要求在保证即使载荷或负载反复作用于整流板也能够更可靠地长期维持整流板的形状的情况下作出。

[0170] 6-2-3.具有双层结构的整流板(通路壁部)的采用

[0171] 鉴于上述的课题，在本实施方式的整流板(通路壁部)122中，第一层122a构成为经由支柱部126而与活塞116连结的基部。并且，以该第一层122a的韧性比第二层122b的韧性高的方式选定两者的材料。由此，即使上述的载荷或负载反复作用于整流板122，也能够更可靠地长期保持整流板122的形状。

[0172] 并且，以第二层122b的导热率比第一层122a的导热率低的方式选定两者的材料。由此，能够抑制从整流板122的周围的高温的燃烧气体传递到整流板122的燃烧室顶部120a侧的壁(第二层122b的外壁)的热量向整流板122的活塞116侧的壁(即，整流通路132的壁面)传递。因此，在缸内气体(新鲜空气)通过位于整流板122的活塞116侧的整流通路132时，能够抑制新鲜空气的温度上升。其结果是，能够抑制使自点火时期延缓的效果的减少。

[0173] 如以上所述，根据本实施方式的内燃机110，能够良好地同时实现整流板122(通路壁部)的形状维持的可靠性的确保和整流通路132的壁面温度的上升抑制。

[0174] 另外，作为第二层122b的材料，与实施方式2的第二层62b同样，可以选定每单位体积的热容量比第一层122a小的材料。其结果是，能够抑制第二层122b的温度始终高，因此能够更有效地抑制整流通路132的壁面的温度上升。

[0175] 6-3.关于实施方式6的变形例

[0176] 6-3-1.通路壁部的双层结构的另一例

[0177] 图16是用于说明整流板(通路壁部)的第一层及第二层的另一结构例的图。在图16所示的例子中，整流板140(通路壁部)具有作为基部的第一层140a和相对于第一层140a而位于活塞116侧的第二层140b。这样，可以变更通路壁部的双层结构。

[0178] 6-3-2.整流通路的另一结构例

[0179] 上述的实施方式6的整流通路132形成在整流板122与腔室118之间。然而，本发明的另一形态的形成在活塞的顶部的“整流通路”可以是取代上述的结构而在构成活塞的腔室的壁部上直接形成的贯通孔。在该例中，具有双重底形状的腔室的壁部中的燃烧室顶部侧的部位相当于本发明的其他形态的“通路壁部”的一例。

[0180] 7.另一实施方式

[0181] 7-1.第二层的材料的另一选定例

[0182] 除了韧性和导热率之外，关于每单位体积的热容量也满足上述的关系的“第二层”的另一例可以取代已述的氧化锆(ZrO2)而为如下的结构。即，在使用铝合金作为“第一层”的材料的情况下，第二层可以是通过对第一层的表面实施阳极氧化处理而形成的防蚀铝膜。根据防蚀铝膜，能得到具有在阳极氧化处理的过程中形成的细孔的多孔质结构，因此第二层作为导热率及每单位体积的热容量比第一层小的隔热膜发挥功能。

[0183] 另外，“第二层”的另一例可以是取代已述的氧化锆(ZrO2)而通过锆石(ZrSiO4)、硅石(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化钇(Y2O3)、氧化钛(TiO2)等其他的陶瓷的喷镀而得到的膜。这些喷镀膜具有在喷镀的过程中形成的内部气泡，因此与防蚀铝膜同样，与作为第一层的材料使用的铝或铁等金属相比，作为每单位体积的热容量小的隔热膜发挥功能。

[0184] 此外，“第二层”的另一例只要作为第二层的整体而满足关于韧性、导热率及每单位体积的热容量的上述的关系，则可以是具有如下的结构的绝热膜(隔热膜)。即，该隔热膜包括第一绝热材料及第二绝热材料。第一绝热材料具有比母材(第一层)低的导热率及比母材小的每单位体积的热容量。第二绝热材料具有母材以下的导热率。另外，第一绝热材料具有比第二绝热材料低的导热率及比第二绝热材料小的每单位体积的热容量。并且，第一绝热材料是空心的陶瓷珠、空心的玻璃珠、微细多孔结构的绝热材料、硅石气凝胶、或者它们多个的组合，第二绝热材料是氧化锆、硅、钛、锆、陶瓷、陶瓷纤维或它们多个的组合。需要说明的是，关于具有这样的结构的隔热膜的详情，记载在日本专利第5629463号中。

[0185] 7-2.压缩自点火式内燃机的另一例

[0186] 在上述的实施方式1～6中，作为压缩自点火式内燃机的例子，使用柴油发动机。然而，成为本发明的对象的压缩自点火式内燃机可以取代柴油发动机而是例如使用汽油作为燃料的预混合压缩自点火式内燃机。

[0187] 7-3.比两层多的多层结构的例子

[0188] 本发明的整流通路的通路壁部包含本发明的“第一层”及“第二层”即可，并不局限于上述的实施方式1～6那样的双层结构，可以具有三层以上的多层结构。即，例如，通路壁部可以具有在“第一层”与“第二层”之间具有空心层的三层结构。另外，通路壁部例如为了提高通路壁部的韧性或者为了降低传热量，可以在“第一层”与“第二层”之间、“第一层”中的与“第二层”相反侧、或者“第二层”中的与“第一层”相反侧具有不同材质的第三层。这样的第三层的例子包括具有用于使第一层与第二层的接合牢固或者使第二层相对于第一层的涂装牢固的构件的层。

[0189] 7-4.通路壁部的另一例

[0190] 成为本发明的对象且具有与气缸盖连结的第一层的“通路壁部”也包括与上述的实施方式1～5不同而既不具有间隙G(参照图2)也不具有连通孔74(参照图7)的通路壁部。即，以这样的通路壁部为对象，为了抑制整流通路的壁面温度的上升，可以如包含“第一层”及“第二层”那样构成通路壁部。

[0191] 以上说明的各实施方式记载的例子及其他的各变形例除了明示的组合以外在可能的范围内可以适当组合，另外，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变形。

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