[實用新型]活塞和發動機總成

有效

• 申請號: 201820435966.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN208122972U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 賈新穎;杜建國;祖炳鋒;張洪艷;康俊梅
• 申請（專利權）人: 天津中恒動力研究院有限公司
• 主分類號: F02F3/26
• 分類號: F02F3/26
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 梁永芳

本實用新型提供一種活塞和發動機總成。該活塞包括燃燒室(1)，燃燒室(1)包括從周側向中間依次設置的頂面(2)、第一圓錐面(3)、第二圓錐面(4)和凹坑(5)，第二圓錐面(4)從凹坑(5)的開口處外擴，第一圓錐面(3)從第二圓錐面(4)遠離凹坑(5)的開口處外擴，第一圓錐面(3)的斜角小于第二圓錐面(4)的斜角。根據本實用新型的活塞，能夠減小狹縫效應，降低發動機排放，減少熱量損失，提升發動機效率。

技術領域

本實用新型屬于發動機技術領域，具體涉及一種活塞和發動機總成。

背景技術

發動機包括機體、缸蓋、燃燒室、活塞等。活塞是發動機的核心元件，燃燒發生在活塞的燃燒室內，燃燒產生的爆發壓力推動活塞沿缸孔軸向方向做往復直線運動。當活塞位于上止點時，由氣缸蓋、氣缸體及活塞頂部形成的空間稱為燃燒室。燃燒室的形狀已經成為影響柴油機性能的重要因素。眾所周知，發動機做功過程中需要盡量避免不必要的熱量損失，在燃燒過程中，燃燒室內的溫度明顯高于活塞及缸蓋，熱量會傳遞到缸蓋及活塞，造成熱量損失，降低燃燒的有效功，如何減小這種不必要的熱量損失成為提高發動機效率的關鍵技術。同時，活塞的設計，特別是燃燒室結構及火力岸形狀的設計，對日趨嚴格的柴油機排放要求，都有著重要的影響。

現有直噴式柴油發動機活塞燃燒室多采用ω型燃燒室，其凹坑多由圓形凹腔，斜錐面及頂端的凸起的平臺組成，燃燒室的喉口部位多設計為擠流式，也有部分設計為直流式。現有技術活塞火力岸高度較大，活塞整體高度較高。

燃燒瞬時產生較高的溫度，其中一部分熱量直接傳遞給活塞及缸蓋，造成熱損失，同時，使活塞頂面溫度升高，增加了活塞的熱負荷。現有技術方案，可燃混合氣體在缸內，尤其是在活塞上表面與缸蓋之間的小區域及喉口部位，會形成較強烈的湍流，這種湍流一方面促進了燃油的霧化、蒸發，但另一方面尖角擾流會造成此處傳熱熱流密度較大，增加了傳熱系數，使缸蓋底面及活塞頂面的承受較大的熱負荷。同時，較高的火力岸設計，對顆粒(這里主要指碳煙)及HC的排放有著不良的影響。

實用新型內容

因此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種活塞和發動機總成，能夠減小狹縫效應，降低發動機排放，減少熱量損失，提升發動機效率。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種活塞，包括燃燒室，燃燒室包括從周側向中間依次設置的頂面、第一圓錐面、第二圓錐面和凹坑，第二圓錐面從凹坑的開口處外擴，第一圓錐面從第二圓錐面遠離凹坑的開口處外擴，第一圓錐面的斜角小于第二圓錐面的斜角。

優選地，在經過活塞的中心軸線的截面內，第一圓錐面與頂面之間的夾角α為70°到80°；和/或，第二圓錐面與頂面之間的夾角β為10°到20°。

優選地，頂面與第一圓錐面之間、和/或第一圓錐面與第二圓錐面之間、和/或第二圓錐面與凹坑之間通過圓弧面過渡連接。

優選地，凹坑包括相連接的弧形凹槽和中間凸起，弧形凹槽與第二圓錐面銜接，中間凸起位于凹坑的中心。

優選地，中間凸起為錐形凸起或者弧形凸起。

優選地，在經過活塞的中心軸線的截面內，凹坑靠近第二圓錐面一側邊緣的切線與第二圓錐面的母線延長線的交點相對于活塞的中心軸線之間的距離為R1，第二圓錐面的母線延長線與頂面的交點相對于活塞的中心軸線之間的距離為R2，活塞的火力岸外圓面的延長線與頂面的延長線的交點相對于活塞的中心軸線之間的距離為R3，其中，R1是R3的60％-80％，R2是R3的85％-97％。

優選地，在經過活塞的中心軸線的截面內，中間凸起的最高點為P1，凹坑靠近第二圓錐面一側邊緣的切線與第二圓錐面的母線延長線的交點為P2，第一圓錐面的母線與頂面的交點為P3，其中P1的高度高于P2的高度，低于P3的高度。

優選地，在經過活塞的中心軸線的截面內，凹坑靠近第二圓錐面一側邊緣的切線與第二圓錐面的母線延長線所形成的夾角為銳角或鈍角。