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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811446565.7
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109372650A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙偉;金華玉;胡芳;包寧;孟令軍
• 申請（專利權(quán)）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: F02F3/26
• 分類號: F02F3/26
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本發(fā)明涉及一種活塞頂面結(jié)構(gòu)，具體的說是一種降低柴油機缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)，屬于柴油機活塞結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。其包括活塞體，活塞頂面上設(shè)有碳煙氧化環(huán)槽，碳煙氧化環(huán)槽包括泄流坡、環(huán)槽底面和擋流壁，泄流坡、環(huán)槽底面和擋流壁從內(nèi)圈向外圈依次設(shè)置。本發(fā)明的活塞頂部結(jié)構(gòu)中的碳煙氧化環(huán)槽一方面能夠增加活塞頂部的新鮮空氣量，并通過泄流坡引導(dǎo)燃油進(jìn)入該區(qū)域，從而提高活塞頂面余隙中的燃油與氧氣的接觸機率，改善油氣混合狀態(tài)，提高該區(qū)域的碳煙氧化速率；另一方面碳煙氧化環(huán)槽的擋流壁能夠阻礙燃油進(jìn)一步向氣缸壁面方面運動，從而避免較多碳煙進(jìn)入氧化速率非常低的低溫缺氧區(qū)域，讓更多的碳煙在碳煙氧化環(huán)槽內(nèi)完成氧化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活塞頂面結(jié)構(gòu)，具體的說是一種降低柴油機缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)，屬于柴油機活塞結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

柴油機的主要污染排放物是碳煙和氮氧化合物，其中柴油機排放的碳煙被認(rèn)為是導(dǎo)致近幾年來霧霾天氣加重的主要原因之一。為了解決這個問題國VI排放法規(guī)對柴油車的碳煙排放進(jìn)行了非常嚴(yán)格的限值。由于國VI技術(shù)方案大多都引入廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)來降低氮氧化合物，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VI技術(shù)方案中采用的顆粒捕集器（DPF）需要消耗燃油來進(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缸內(nèi)的碳煙排放量。柴油機缸內(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)碳煙排放的主要來源，因此需要著重加強活塞頂面碳煙的氧化從而降低整個缸內(nèi)的碳煙排放量。

專利文獻(xiàn)CN202402157U中公開了一種帶低煙度燃燒室的柴油機鋼活塞，該活塞通過對頂面中心的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，對凹坑外部活塞頂面的碳煙改善沒有作用。專利文獻(xiàn)2CN105909420A中公開了一種降低柴油機缸內(nèi)碳煙的燃燒室，該燃燒室除了對頂面中心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，從而起到一定降低凹坑外部碳煙的作用，但該專利無法徹底改變?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)域的燃油缺氧問題，同時阻止混合氣進(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，從而降低整個缸內(nèi)的碳煙排放量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種降低柴油機缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)，通過活塞頂面結(jié)構(gòu)設(shè)計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，實現(xiàn)降低柴油機缸內(nèi)碳煙的目標(biāo)。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種降低柴油機缸內(nèi)碳煙的活塞頂面結(jié)構(gòu)包括活塞體，活塞體中心設(shè)有燃燒室，其特征是：活塞體的燃燒室四周為活塞頂面，活塞頂面上設(shè)有碳煙氧化環(huán)槽，碳煙氧化環(huán)槽的軸向中心線與燃燒室的軸向中心線共軸；所述碳煙氧化環(huán)槽包括泄流坡、環(huán)槽底面和擋流壁，泄流坡、環(huán)槽底面和擋流壁從內(nèi)圈向外圈依次設(shè)置。

進(jìn)一步的，燃燒室的形狀為碗形燃燒室、ω形燃燒室和浴盆形燃燒室。

進(jìn)一步的，泄流坡是由與活塞頂面成一定角度的直線或弧線或多段直線段的連線所形成。

進(jìn)一步的，環(huán)槽底面是由與頂面平行或成一定角度的直線或弧線或多段直線段的連線所形成。

進(jìn)一步的，擋流壁是由與活塞頂面成一定角度的直線或弧線或多段直線段的連線所形成。

進(jìn)一步的，碳煙氧化環(huán)槽的徑向位置介于燃燒室最高處和活塞頂面相交形成的直徑為D1的圓與活塞頂面直徑為D2的圓之間

本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：