[發(fā)明專利]一種降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810436027.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108678870A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙偉;金華玉;胡芳;陳長(zhǎng)軍;包寧;胡志林;孟令軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): F02F3/26
• 分類號(hào): F02F3/26;F02F3/24
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 牟風(fēng)平

一種降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)，包括燃燒室外部活塞頂面，其特征為：所述的活塞頂面上開(kāi)有碳煙氧化環(huán)形槽，所述碳煙氧化環(huán)形槽與燃燒室同軸，其徑向位置介于燃燒室最高處和活塞頂面相交形成直徑為D₁的圓與活塞頂面直徑為D₂的最大外圓之間。本發(fā)明的有益效果是碳煙氧化環(huán)槽能夠增加活塞頂部的新鮮空氣量，提高該區(qū)域的碳煙氧化速率；讓更多的碳煙在碳煙氧化環(huán)槽內(nèi)完成氧化，從而降低柴油機(jī)缸內(nèi)的碳煙排放量。采用帶這種頂面結(jié)構(gòu)活塞的柴油機(jī)與相同燃燒室的平頂活塞柴油機(jī)相比，缸內(nèi)碳煙排放降低了85.6％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于柴油機(jī)燃燒領(lǐng)域,特別，特別涉及一種降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

柴油機(jī)的主要污染排放物是碳煙和氮氧化合物，其中柴油機(jī)排放的碳煙被認(rèn)為是導(dǎo)致近幾年來(lái)霧霾天氣加重的主要原因之一。為了解決這個(gè)問(wèn)題國(guó)VI排放法規(guī)對(duì)柴油車的碳煙排放進(jìn)行了非常嚴(yán)格的限值。由于國(guó)VI技術(shù)方案大多都引入廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)來(lái)降低氮氧化合物，其副作用是導(dǎo)致缸內(nèi)的碳煙排放進(jìn)一步增加。另外，國(guó)VI技術(shù)方案中采用的顆粒捕集器(DPF)需要消耗燃油來(lái)進(jìn)行再生，缸內(nèi)碳煙排放量越大其再生越頻繁，整車的油耗就會(huì)越高。因此，不論從排放還是油耗方面考慮，必須盡可能的降低柴油機(jī)缸內(nèi)的碳煙排放量。柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的排放量是由生成量和氧化量決定的，其中碳煙的氧化需要較高的溫度和氧氣條件，這一苛刻的條件使得活塞頂面余隙中的碳煙很難被氧化，特別是隨著燃燒室外部燃油分配量的增加，這部分碳煙成為缸內(nèi)碳煙排放的主要來(lái)源，因此需要著重加強(qiáng)活塞頂面碳煙的氧化從而降低整個(gè)缸內(nèi)的碳煙排放量。

專利文獻(xiàn)CN202402157U中公開(kāi)了一種帶低煙度燃燒室的柴油機(jī)鋼活塞，該活塞通過(guò)對(duì)頂面中心的ω形燃燒室腔形狀進(jìn)行優(yōu)化達(dá)到降低燃燒室凹坑內(nèi)部碳煙的目的，對(duì)凹坑外部活塞頂面的碳煙改善沒(méi)有作用。專利文獻(xiàn)2CN105909420A中公開(kāi)了一種降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的燃燒室，該燃燒室除了對(duì)頂面中心ω形燃燒室腔形狀進(jìn)行優(yōu)化外還在邊緣增加了環(huán)形導(dǎo)流面，一定程度上能夠阻止部分混合氣直接進(jìn)入靠近氣缸壁面的低溫缺氧區(qū)域，從而對(duì)降低凹坑外部碳煙起到一定作用，但該專利無(wú)法徹底改變?nèi)紵野伎油獠康挠蜌饣旌蠣顟B(tài)。本發(fā)明專利提出一種降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠增加燃燒室凹坑外部區(qū)域的新鮮空氣量，徹底解決該區(qū)域的燃油缺氧問(wèn)題，同時(shí)阻止混合氣進(jìn)入靠近氣缸壁面的低溫缺氧區(qū)域，該結(jié)構(gòu)能夠大幅度減少燃燒室凹坑外部的碳煙生成量，從而降低整個(gè)缸內(nèi)的碳煙排放量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)。采用的技術(shù)手段是通過(guò)活塞頂面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高活塞頂面余隙內(nèi)的碳煙氧化速率，從而減少該區(qū)域的碳煙，實(shí)現(xiàn)降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的目標(biāo)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：

一種降低柴油機(jī)缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)，包括燃燒室外部活塞頂面，其特征為：所述的活塞頂面上開(kāi)有碳煙氧化環(huán)形槽，所述碳煙氧化環(huán)形槽與燃燒室同軸，其徑向位置介于燃燒室最高處和活塞頂面相交形成直徑為D₁的圓與活塞頂面直徑為D₂的最大外圓之間。

進(jìn)一步的所述碳煙氧化環(huán)形槽由泄流坡、環(huán)槽底和阻流壁組成，所述泄流坡與活塞頂面成夾角α，所述阻流壁與活塞頂面成夾角β，碳煙氧化環(huán)槽上頂面是活塞頂面的一部分，所述泄流坡、環(huán)槽底和阻流壁的輪廓線相連再與活塞頂面相交形成碳煙氧化環(huán)形槽的輪廓形狀。