[發明專利]活塞的燃燒碗

在審

• 申請號: 201410341714.9
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104295398A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: D·A·皮爾龐特;J·P·蒂蒙斯;M·B·格茨克;R·P·S·桑卡拉;R·薩布拉曼雅
• 申請（專利權）人: 電動內燃機公司
• 主分類號: F02F3/26
• 分類號: F02F3/26;F02B23/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;尹景娟

技術領域

本發明涉及一種壓燃式內燃發動機的活塞，并且更具體地，涉及一種具有用于壓燃式內燃發動機的活塞的燃燒碗的燃燒面。

背景技術

包括柴油發動機、汽油發動機、天然氣發動機和本領域已知的其它發動機的發動機會排放空氣污染物的復雜混合物。空氣污染物可以由氣體化合物組成，氣體化合物可以包括氮氧化物(NO_X)、未燃烴、和諸如煤煙等固體顆粒物質。由于對環境的日益關注，這些廢氣排放需要被最少化以滿足嚴格的環境標準。因此，根據發動機型號、發動機尺寸和/或發動機等級，存在可以調節從發動機排出的空氣污染物的量的很多方式。例如，用于發動機的活塞燃燒碗的設計在調節從發動機排出的空氣污染物的量中起到重要的作用。

例如，美國專利No.7942126涉及一種用于操作直噴自動點火內燃發動機的方法和一種相應地構造的內燃發動機，該內燃發動機包括活塞頂和噴射器，活塞頂中一體地形成有并入基本環形階梯空間的活塞凹坑，噴射器形成指向階梯空間的噴射射流，射流在那里以下述方式偏轉，第一部分燃料量在軸向和徑向上指向活塞凹坑內，第二部分燃料量在活塞頂上方在軸向和徑向上偏轉，并且第三部分燃料量偏轉到周向以便在周向上一個沖擊在另一個上并且徑向向內偏轉，噴射的開始和噴射持續時間彼此協調并且與內燃發動機的曲柄角協調，以此方式使得鄰近噴射射流的第三部分量在周向上以至少15m/s的速度彼此碰觸。

發明內容

一方面，本發明提供一種用于壓燃式內燃發動機的活塞。活塞包括活塞主體，其具有沿著縱向活塞軸線限定的柱形外表面。柱形外表面具有第一軸向活塞端和第二軸向活塞端。燃燒面設置在第二軸向活塞端處。燃燒面限定燃燒碗，燃燒碗包括內碗表面、內緣部分和外緣部分。燃燒面包括圍繞縱向活塞軸線的旋轉截面輪廓。旋轉輪廓包括第一輪廓和第二輪廓。第一輪廓包括對應于內碗表面且通過縱向活塞軸線平分的凸曲線段。第一輪廓還包括在凸曲線段外側的線性曲線段和在線性曲線段外側的第一組凹曲線段。第一組凹曲線段限定第一曲率半徑。旋轉輪廓還包括在第一輪廓外側的第二輪廓，其包括對應于外緣部分的第二組凹曲線段。第二組凹曲線段限定比第一曲率半徑大的第二曲率半徑。

另一方面，提供一種壓燃式內燃發動機。發動機包括限定布置在其中的多個氣缸的氣缸體和安裝在氣缸體上的氣缸蓋。發動機還包括能夠在氣缸體內往復運動的活塞。活塞包括活塞主體，其具有沿著縱向活塞軸線限定的柱形外表面。柱形外表面具有第一軸向活塞端和第二軸向活塞端。燃燒面設置在第二軸向活塞端處。燃燒面限定燃燒碗，燃燒碗包括內碗表面、內緣部分和外緣部分。燃燒面包括圍繞縱向活塞軸線的旋轉截面輪廓。旋轉輪廓包括第一輪廓和第二輪廓。第一輪廓包括對應于內碗表面并且通過縱向活塞軸線平分的凸曲線段。第一輪廓還包括在凸曲線段外側的線性曲線段和在線性曲線段外側的第一組凹曲線段。第一組凹曲線段限定第一曲率半徑。旋轉輪廓還包括在第一輪廓外側的第二輪廓，其包括對應于外緣部分的第二組凹曲線段。第二組凹曲線段限定比第一曲率半徑大的第二曲率半徑。

又一方面，提供一種用于壓燃式內燃發動機的活塞的燃燒面。燃燒面包括燃燒碗，燃燒碗具有內碗表面、內緣部分和外緣部分。燃燒面包括圍繞縱向活塞軸線的旋轉截面輪廓。旋轉輪廓包括第一輪廓和第二輪廓。第一輪廓包括對應于內碗表面并且通過縱向活塞軸線平分的凸曲線段。第一輪廓還包括在凸曲線段外側的線性曲線段和在線性曲線段外側的第一組凹曲線段。第一組凹曲線段限定第一曲率半徑。旋轉輪廓還包括在第一輪廓外側的第二輪廓，其包括對應于外緣部分的第二組凹曲線段。第二組凹曲線段限定比第一曲率半徑大的第二曲率半徑。

本發明的其它特征和方面將通過以下描述和附圖變得清楚。

附圖說明

圖1是內燃發動機的橫截面圖；

圖2圖示根據本發明的實施方式具有燃燒面的活塞的截面圖；和

圖3圖示圖2的活塞的燃燒面的輪廓的細節圖示。

具體實施方式

圖1圖示內燃發動機100(以下稱為發動機100)的橫截面圖。在本發明的方面中，發動機100可以是直噴壓燃式內燃發動機，諸如用在機車中的柴油發動機。但是，可以想到的是，發動機100可以是用作2沖程發動機或4沖程發動機的任何其它類型的直噴壓燃式內燃發動機。發動機100可以包括發動機缸體102、多個活塞組件104(僅示出一個)、與每個活塞組件104相關聯的氣缸蓋106、閥致動系統108、空氣引入系統110、燃料系統112和排氣系統114。