[發明專利]汽油機及其活塞頂部結構

在審

• 申請號: 201811160387.1
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN110966113A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 孔彤
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F02F3/24
• 分類號: F02F3/24;F02F3/28
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

本發明公開一種汽油機及其活塞頂部結構，該活塞頂部結構相對于沿第一方向的中心線對稱設置，且其頂面配置有位于頂面的中部的凹坑，以及進氣避閥坑、排氣避閥坑、頂部突筋、進氣側凸起和排氣側凸起。應用本發明，基于活塞頂部各匹配結構的共同作用，使得進氣流進入燃燒室后形成平面渦流，并由此加強了氣流湍動能，提高了混合氣質量，有效改善燃燒，減少爆震傾向；同時，應用本方案提供的汽油機活塞頂部結構，可減少燃燒積碳殘留，有效降低排放。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，具體涉及一種汽油機及其活塞頂部結構。

背景技術

隨著汽車工業快速發展，石油資源的需求量急劇增大的同時，顆粒物污染呈日益嚴重的狀態。近年來，國內外研究學者將內燃機的節能減排技術作為研究的重點。

缸內直噴技術可改善汽油機的燃燒熱效率，已成為發動機主要動力。其中，燃燒過程作為發動機工作循環中的重要部分，對發動機的動力性、經濟性以及排放起到決定性的作用，提高發動機燃燒效率、優化燃燒過程是開發高性能和低油耗發動機的關鍵因素。眾所周知，燃燒系統設計的優劣直接影響發動機充氣效率、缸內混合氣流動、燃燒速率等。鑒于油耗法規的要求，汽油機通常采用降低排量，提高壓縮比等處理手段以增強性能，但是同時帶來了爆震的問題。現有的高壓縮比活塞大多通過抬高活塞頂面來減小燃燒室容積，進而提高壓縮比；然而，受其自身結構的限制，活塞頂面的抬高形成了高于活塞表面的凸臺，直接阻礙缸內滾流的形成，進而影響正常燃燒速度，同時，壓縮比的提高使得缸內混合氣在壓縮過程中溫度較高，并在做功過程中提前燃燒，增強了爆震傾向。

有鑒于此，亟待針對現有汽油機的活塞結構進行優化，在滿足高壓縮比性能要求的同時，能夠使得缸內氣流擾動得以增強，以有效降低爆震的可能性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種汽油機及其活塞頂部結構，以通過優化結構提高壓縮比并有效降低爆震的可能性。

本發明提供的汽油機活塞頂部結構，所述活塞頂部結構相對于沿第一方向的中心線對稱設置，且其頂面配置有：凹坑，位于所述頂面的中部；進氣避閥坑和排氣避閥坑，分別位于所述凹坑的沿第一方向的兩側，并分別用于與適配的進氣閥和排氣閥相對設置；其中，所述進氣避閥坑沿第二方向貫通所述頂面，所述排氣避閥坑為兩個且分別延伸至所述頂面的外沿；兩個頂部突筋，分別位于所述凹坑的沿第二方向的兩側；進氣側凸起，位于所述進氣避閥坑的外側；和排氣側凸起，位于所述凹坑的外側的兩個所述排氣避閥坑之間；所述第一方向垂直于第二方向。

優選地，所述頂面還配置有：進氣擠氣區，位于所述進氣側凸起的外側，且低于所述進氣側凸起；和排氣擠氣區，位于所述排氣側凸起的外側，且低于所述排氣側凸起。

優選地，所述頂部突筋高于所述進氣側凸起和所述排氣側凸起。

優選地，在所述活塞頂部的投影面內，所述凹坑位于偏向于排氣側的位置，所述凹坑為梨形凹坑，且其小尺寸端近所述排氣側、大尺寸端近進氣側。

優選地，在所述活塞頂部的投影面內，所述梨形凹坑的面積占所述活塞頂部的面積的20％～25％，且其相對于沿第一方向的中心線對稱的單側輪廓依次配置為：第一直線段，與所述進氣避閥坑相鄰；半徑為R1的第一過渡圓角；半徑為R2的第二過渡圓角，R1＜R2；第二直線段；半徑為R3的第三過渡圓角，R3＜R1；和第三直線段，與所述排氣側凸起相鄰。

優選地，所述進氣避閥坑的表面為自所述梨形凹坑的邊緣形成的斜面。

優選地，所述排氣避閥坑的表面為自所述梨形凹坑的邊緣形成的斜面。

優選地，所述進氣擠氣區和排氣擠氣區均高于所述梨形凹坑的底面，且所述進氣擠氣區低于所述排氣擠氣區。

優選地，所述進氣側凸起的中部呈突入所述進氣避閥坑的球狀。