CN107636277A - 用于对置活塞发动机的非对称形状的燃烧室 - Google Patents

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Abstract

用于对置活塞发动机的燃烧室具有在纵向部分中的细长的非对称形状，该纵向部分沿腔室中心线在燃烧室的直径相对的开口之间延伸，燃料通过这些开口喷射。该非对称性分配燃烧室体积以在腔室中心线的一侧上提供额外的间隙，涡流朝向该腔室中心线的一侧被引导，由此产生燃料羽流空间，以响应于涡流而无阻碍地摆动。

Description

用于对置活塞发动机的非对称形状的燃烧室
优先权
本申请要求于2015年3月31日在美国专利商标局提交的美国申请序列No.14/675,407的优先权。
相关申请
本申请包含的主题涉及以下共有申请的主题：US 13/066,589，现为美国专利8,800,528；US 13/136,954，现为美国专利8,820,294；US 14/117,831，公布为US 2014/0083396；US 13/843,686，公布为US 2013/0213342；US 14/026,931，公布为US 2014/0014063；以及US 14/074,580。
技术领域
该领域包括对置活塞发动机，其中燃烧室被限定在在气缸的孔中相对设置的活塞的端部表面之间。更具体地，该领域包括具有燃烧室的对置活塞发动机，该燃烧室具有促进增压空气的复杂的湍流整体(bulk)运动的形状。
背景技术
相关的专利申请描述了两冲程对置活塞发动机，其中成对的活塞在装有气门的气缸的孔中相对移动。在压缩冲程期间，当两个对置的活塞在气缸孔中朝向彼此移动时，在活塞的端部表面之间在孔中形成燃烧室。当活塞在孔中处于或靠近相应的上止点(“TC”)位置时，燃料直接喷射到燃烧室的体积中。当端部表面彼此最接近时，接近压缩冲程的结束，出现最小燃烧室体积(“最小体积”)。燃料通过定位在直径相对的开口中的燃料喷射器喷嘴喷射通过气缸的侧壁。燃料与允许进入孔中的增压空气混合。当空气-燃料混合物在活塞端部表面之间被压缩时，压缩空气达到导致燃料点燃的温度和压力水平；随后燃烧。燃烧正时通常参考最小体积。在某些情况下，喷射发生在最小体积或靠近最小体积；在其他情况下，喷射可发生在最小体积之前。在任何情况下，响应于燃烧，活塞反向并且经历做功冲程。在做功冲程期间，活塞在孔中朝向下止点(“BC”)位置彼此远离移动。当活塞在上止点位置和下止点位置之间往复运动时，它们以定时顺序打开和关闭在气缸的相应进气位置和排气位置中形成的端口，其控制增压空气流进入气缸和从气缸排出。
在两冲程对置活塞发动机的活塞构造的许多方面，期望利用具有活塞头/冠部(crown)的活塞，活塞头具有与气缸中的涡流以及与来自燃烧室的周边的挤流相互作用的具有轮廓的端部表面。相互作用产生复杂的湍流增压空气运动，其促进空气/燃料混合。相关的应用涉及对置活塞应用，其中活塞端部表面限定具有促进湍流的特定形状的燃烧室。在这些应用中，燃烧室被限定在相对的脊部之间，该相对的脊部在腔室中心线的相对侧上延伸，该中心线在燃烧室中的直径相对的开口之间延伸，燃料通过该开口喷射；因此腔室中心线对应于开口之间的活塞直径D。在一些情况下，脊部相对于腔室中心线对称地弯曲，以便引导空气流和燃料羽流(plume)。在纵向截面中，这些燃烧室具有以中心线为中心的非循环简单闭曲线的形状，该形状从中心部分朝向任一开口在面积上减小。在最小体积处，对称的脊部形状计划使得燃烧室空间具有细长的，大致对称的形状，其具有相对的弯曲侧并且沿中心线延伸。燃烧室的最宽部分出现在或靠近气缸的纵向轴线(其与活塞的纵向轴线共线并且横切于腔室中心线)。从那里，燃烧室空间在与燃烧室中的开口相对的方向上对称地逐渐变细。这种形状符合燃料羽流的配置，并且在它们展开时引导它们，同时朝向燃烧室的中心部分行进。参见例如美国专利8,800,528中描述的燃烧室的椭圆形状。
燃烧室对称性可在某些情况下降低燃烧效率。增压空气的涡流分量倾向于将燃料的羽流推向限定燃烧室侧面的相应的脊部，从而降低空气利用率并且因此降低热效率。如果涡流推动羽流与燃烧室的侧面接触，燃烧室对称性也可妨碍有效的排放控制，这可以导致部分火焰淬熄和产生烟灰。如果羽流在与侧面接触时点燃，则能够出现对称性的另一个可能的缺点，这可能导致对活塞活塞头的热传递增加和活塞头氧化的风险。
发明内容
通过为具有响应于涡流适应燃料羽流展开和燃料羽流运动二者的形状的对置活塞发动机提供燃烧室，(如果未消除，则)降低关于燃料效率、排放减少和活塞耐久性的缺点。在该方面，燃烧室在纵向截面中具有细长的非对称形状，其沿腔室中心线在燃烧室的直径相对的开口之间延伸，其中燃料通过开口喷射。非对称性分配燃烧室，以便在腔室中心线的一侧上提供额外的间隙，涡流朝向该腔室中心线的一侧被引导，由此产生燃料羽流空间以在涡流存在时充分地夹带空气。
非对称形状包括中心区域和端部区域，该端部区域沿腔室中心线延伸并且从中心区域非对称地逐渐变细到通向中心区域的相应的燃料喷射开口。非对称的逐渐变细使端部区域中的燃烧室空间朝向腔室中心线的相应侧偏移。
燃烧室形成为沿中心线延伸的非对称体积，该中心线在直径相对的开口之间延伸，燃料通过该开口喷射到燃烧室中。存在从腔室中心线到燃烧室的一侧的最大径向距离R1。R1由非对称性参数L定位，该非对称性参数L限定沿腔室中心线从相应的开口到中心线中点的任一侧上的点的距离。
对置活塞发动机包括至少一个气缸，其具有孔以及机械加工或形成在气缸中靠近其相应端部的纵向地布置的进气端口和排气端口。孔中设置两个活塞，其端部表面彼此相对。当活塞在孔中靠近上止点位置时，在端部表面之间形成具有用于允许燃料进入的直径相对的开口的燃烧室。该体积具有细长的非对称形状，其包含腔室中心线并且从直径相对的开口中的一个延伸到另一个。在一些方面，燃烧室体积的非对称形状由具有相对于腔室中心线在燃烧室的平面中非对称弯曲的内壁的活塞端部表面脊部限定。此外，内壁的形状被约束为相对于气缸的纵向轴线与腔室中心线相交的点极性对称。
用于对置活塞发动机的活塞具有以纵向轴线为中心的圆柱形侧壁和具有包括周边边缘的端部表面的活塞头，其中侧壁与端部表面交会。端部表面包括弯曲的脊部，其被周边边缘包围并且远离活塞头突出穿过横切于活塞的纵向轴线并且包含周边边缘的参考平面。弯曲的脊部包括内壁，该内壁过渡到端部表面中的细长裂隙(或沟槽)，其沿活塞头的直径在相对的槽口之间延伸，该相对的槽口与活塞头的直径对准，并且通过周边边缘通向裂隙的相应端部。沟槽相对于直径具有非对称形状，该直径包括从直径到内壁的最大正交距离R1，其中R1沿直径在纵向轴线的任一侧上以距离L定位。
附图说明
图1是现有技术的对置活塞发动机的示意图。
图2是现有技术的对称形状的燃烧室的剖面图。
图3是根据本公开的非对称形状的燃烧室的示意图。
图4是根据本公开的示出燃烧室非对称性参数化的燃烧室的示意图。
图5和图6是根据本公开的具有成形为形成非对称形状的燃烧室的端部表面的活塞的透视图。
图7和图8是形成在图5和图6的活塞的端部表面之间的非对称形状的燃烧室的横截面图。
图9是图6的活塞的端部表面在气缸中的燃烧室最小容积位置处的平面图。
图10是标记为示出各种燃烧凹钵(bowl)参数的图6的活塞的活塞头的横截面图。
图11是对应于图8的横截面图，示出到燃烧室中的多孔喷雾模式的喷射。
图12是对应于图9的平面图，示出沿燃烧室的中心线喷射的相对的多孔喷雾模式的喷射。
图13是根据本公开的具有成形为形成非对称形状的燃烧室的相同端部表面的两个活塞的透视图。
图14是图13的一个活塞的端部表面在气缸中的燃烧室最小容积位置处的平面图。
具体实施方式
根据图1，对置活塞两冲程发动机8包括至少一个气缸10，气缸10具有孔12，以及机械加工或形成在气缸中靠近其相应端部的纵向地布置的进气端口14和排气端口16。进气端口和排气端口中的每一个均包括开口的一个或更多个周向阵列，其中相邻开口由气缸壁的实心部分(也称为“桥部”)分开。在一些描述中，每个开口被称为“端口”；然而，此类“端口”的周向阵列的构造与图1中的端口构造没有区别。
燃料喷射喷嘴17固定在通过气缸的侧表面开口的螺纹孔中。两个活塞20，22设置在孔12中，其中它们的端部表面20e，22e彼此相对。为了方便起见，活塞20由于其接近进气端口14而被称为“进气”活塞。类似地，活塞22由于其接近排气端口16而被称为“排气”活塞。优选地但并不必要地，进气活塞20和所有其它进气活塞联接到沿发动机8的一侧设置的曲轴30；并且排气活塞22和所有其它排气活塞联接到沿发动机8的相对侧设置的曲轴32。
具有一个或更多个诸如气缸10的装有气门的气缸(具有靠近其端部形成的进气端口和排气端口的气缸)的诸如发动机8的对置活塞发动机的操作是很好理解的。在这方面，响应于燃烧，对置的活塞远离相应的TC位置(其中它们位于气缸10中其最内的位置)移动。当从TC移动时，活塞保持其相关联的端口关闭，直到它们接近相应的BC位置(其中它们位于气缸中其最外的位置)。活塞可同相移动，使得进气端口14和排气端口16一致地打开和关闭。替代地，一个活塞可同相引导另一个活塞，在这种情况下，进气端口和排气端口具有不同的打开和关闭时间。
当增压空气通过进气端口14进入气缸10时，进气端口开口的形状使得空气围绕气缸的纵向轴线在排气端口16的方向上盘旋(或“涡流”)。由此形成的涡流旋涡34促进空气/燃料混合。涡流速度随端部表面20e和端部表面22e一起移动而增加。当喷射发生时，高速涡流能够在旋转方向上枢转燃料羽流。
图2示出根据现有技术的对称形状的燃烧室40中的相对的燃料羽流和涡流方向。图2的视图通过与周边边缘重合并且在最小体积处平分燃烧室的虚拟平面(称为“剖面”或“割(cutting)平面”)。剖面包含燃烧室中心线C，其在直径相对的开口42之间延伸，燃料喷射羽流46通过该开口进入燃烧室40。剖面和腔室中心线C横切于气缸孔12的纵向轴线A。燃烧室40被限定在活塞端部表面脊部50之间，活塞端部表面脊部穿过剖面；在这种情况下，脊部50在剖面中相对于腔室中心线C对称。假设气缸孔12中的大量空气运动在剖面中具有强涡流分量S(例如，其能够如所示顺时针或逆时针)。涡流S可导致羽流46远离腔室中心线C摆动。具有相对低的速度和小的燃料滴的羽流在进入燃烧室40之后不久，在中心线C的中点M之前(中点M为纵向轴线A与中心线相交处)，可在一个方向上由涡流摆动。包括高速射流和大的燃料滴的羽流可具有足够的动量，从而更远地渗透入燃烧室40中而几乎不受来自涡流的初始影响，但是当该包括高速射流和大的燃料滴的羽流通过中点M时可在相反的方向上摆动。
图3的视图对应于图2的视图，除了根据本公开的响应于空气运动，燃烧室的体积被成形为适应燃料羽流配置和燃料羽流运动。在该方面，根据本说明书的燃烧室60具有沿腔室中心线C延伸并且从燃烧室60的直径相对的开口62中的一个延伸到另一个的细长的非对称形状。燃烧室体积的非对称形状由具有相对于腔室中心线C在剖面中非对称弯曲的内壁67的活塞端部表面脊部65限定。此外，内壁67的形状被约束为相对于点极性对称，在该点处气缸的纵向轴线A与腔室中心线C相交，即，在中心线的中点63处。
根据本说明书的燃烧室的非对称形状根据图4参数化。使用对称形状作为根据本公开的非对称燃烧室的模型的基础，燃烧室60’具有尺寸R1，其径向到腔室中心线C，并且测量从腔室中心线C到其中脊部的内壁67’与剖面相交的线的距离。非对称尺寸L与腔室中心线C共线并且测量从第一开口62’到中心线上的点的距离，其中R1具有到脊部的内壁67’的最大距离([R1]max)。非对称尺寸L还应用于测量从第二开口62”到中心线C上的点的相等距离，其中R1’具有到相对的脊部的内壁的最大距离([R1’]max)。在对称形状的燃烧室中，[R1]max＝[R1’]max并且二者都发生在从相应的开口测量的L＝D/2处。对于非对称形状，[R1]max和[R1’]max不发生在L＝D/2处。此外，至少在剖面中，燃烧室形状被约束为相对于腔室中心线C的中点63’极性对称，中点63’是腔室中心线C和气缸的纵向轴线相交处(并且与L＝D/2一致)。在这方面，从中心线中点63’以角度(θ)到燃烧室的内表面画出的任何直线的长度与从中心线中点63’以角度(-θ)到燃烧室内表面画出的反向直线的长度相等。
图4中所示的约束产生图3所示的燃烧室60的形状，其相对于腔室中心线C是非对称的，但是其相对于腔室中心线C的中点63是极性对称的。在这种情况下，在剖面中，[R1]max＝[R1’]max，并且各自在距离相应的直径相对的开口62的距离L处测量。所得到的形状包括中心区域75和端部区域77，该端部区域77沿腔室中心线C延伸并且从中心区域75非对称地逐渐变细到开口62。如图3所示，非对称的逐渐变细使端部区域中的燃烧室空间朝向腔室中心线的相应侧偏移。
第一构造：图5和图6示出根据本公开的具有用于限定对置活塞发动机的燃烧室的互补的活塞端部表面结构的一对活塞120和活塞122。活塞120具有以纵向轴线A为中心的圆柱形侧壁150和具有端部表面152的活塞头151，该端部表面152包括其中侧壁与端部表面交会的周边边缘153。周边边缘包围端部表面中的凹钵154，其中凹表面155远离周边边缘153朝向活塞120的内部弯曲。凹钵优选围绕纵向轴线A旋转对称；例如，但不限于，凹钵的凹形状能够在从半球形到圆锥形的范围。形成在端部表面152中的直径相对的槽口156穿过周边边缘153开口到凹钵154中。
另一个活塞122具有以纵向轴线A为中心的圆柱形侧壁160和具有端部表面162的活塞头161，该端部表面162包括其中侧壁与端部表面交会的周边边缘163。周边边缘包围凸部分164，其通过活塞剖面向外突出，该活塞剖面横切于活塞的纵向轴线A并且包含周边边缘163。细长的裂隙165形成在凸部分164中的相对的脊部167之间。裂隙165沿与活塞直径共线的直径燃烧室中心线C在端部表面中延伸。裂隙165的端部包括穿过周边边缘163开口的直径相对的槽口166。每个脊部167包括面向相对的脊部的内壁的内壁168和面向周边边缘方向的外壁169。外壁169被成形为便于使凸部分164与凹的凹钵154的形状配合。
参考图7和图8，两个活塞120和122被示出为在装有气门的气缸180的孔中靠近TC位置。活塞120和活塞122在孔中旋转地取向，以便于使端部表面互补地对准；即，槽口156与槽口166对准，并且每个槽口对156，166被定位成与通过装有气门的气缸180的侧壁开口的相应的燃料喷射器端口185对准。随着活塞120和活塞122接近TC，在其端部表面之间限定燃烧室200。燃烧室200具有限定在凹表面155和细长裂隙165之间的体积。
根据图7、图8和图9，裂隙165在腔室剖面中具有符合非对称性参数L和R1的细长非对称形状。非对称形状被限定在脊部167的内壁168之间，该内壁在燃烧室的最小体积处突出穿过活塞剖面并且延伸到活塞120的凹的凹钵154中。内壁168从活塞剖面向内过渡到圆形凹槽170。因此，内壁168形成裂隙165的相对侧，且圆形凹槽170的表面形成其底部。根据图7和图8，当端部表面相邻时，脊部167被接收在凹的凹钵154中，该凹的凹钵154覆盖细长裂隙165以同时具有其的燃烧室，该燃烧室符合上文参考图4限定的非对称性参数。根据图8，在穿过活塞剖面的横截面中，脊部之间的凹槽170是圆形的；并且在最小体积下，燃烧室的横截面为非循环的简单闭曲线的形状。
图9示出当活塞在气缸180的孔187中靠近其TC位置并且燃烧室处于最小体积时活塞122的端部表面。对置的活塞120及其端部表面被移除以便容易地看到燃烧室的非对称限定方面。该视图通过包含周边边缘163且用作燃烧室200的非对称形状的参考平面的燃烧室的剖面。如图所示，燃烧室的中心线C具有中点M，其中活塞的纵向轴线A与中心线和参考平面相交。中心线C对应于活塞122的直径；中心线C还对应于喷射器喷嘴190(和燃料喷射器端口185)的尖端之间的视线，该视线无阻碍地延伸通过燃烧室200。燃烧室200的非对称性由L，R1max和L’，R’1max限定，其中，在两个点都不与M并置(collocated)的情况下，L是沿中心线C从第一槽口166到点(其中到内壁168的径向距离最大(R1max))的距离，并且L’是沿中心线C从第二槽口166’到点(其中到内壁168’的径向距离最大(R’1max))的距离。所产生的非对称性由相对于燃烧室形状的中点M的极性对称性的要求约束，如参考平面中的内壁168和内壁168’之间的线210所示。
通过图7至图9所示的非对称燃烧室构造，可关于表I中列出并且在图10中示出的附加参数来优化燃烧性能。由于非对称性参数L和R1被改变以实现可以改变目标非对称度，活塞122的外脊壁169的倾斜角α和活塞120的凹钵154的形状可被修改，以维持恒定的燃烧室体积和与活塞120和活塞122之间的配合表面匹配的恒定的挤压间隙。可改变参数R2和β以维持目标燃烧室体积(和压缩比)。
表I
参数 定义
R1 从中心线C到脊部内壁168的最大径向距离
L 从喷射器尖端190到其中出现R1max的中心线C上的点的距离
α 相对于活塞剖面测量的外脊壁169的倾斜角度
R2 相对于包含周边边缘163的剖面的圆形凹槽170的深度
β 内壁168的突出部与圆形凹槽170的底部的切线相交的角度
参考图11和图12，根据本说明书的进入非对称形状的燃烧室中的燃料喷射优选以多羽流喷雾模式的形式。例如，每个喷雾模式可包括由三孔喷射器(“3孔喷雾模式”)发出的三个羽流或由四孔喷射器(“4孔喷雾模式”)发出的四个羽流。在其他情况下，喷雾模式可包括更多或更少的羽流。多羽流喷雾模式可为径向的且围绕喷射器的纵向轴线对称，但是它们在本质上也可为非对称的。每个羽流从喷射器喷嘴190中的相应孔发出并且具有大致锥体形状。图11和图12示出沿燃烧室200的中心线C通过喷嘴190的对置的3孔喷雾模式210的喷射。中心线C也对应于喷射器喷嘴190的尖端之间的视线，其无阻碍地延伸通过燃烧室200。在图12中，特别注意相对的喷雾模式对涡流的响应(其稍微被夸大，以说明该点)，其中喷雾模式通过涡流朝向燃烧室的部分以较大的间隙摆动，该间隙由于腔室的非对称形状而导致。
表I的阿尔法参数(α)表示外脊壁169的角度。燃烧室流体流量的建模已经表明，随着α减小，有助于滚转的挤流速度的分量增加，但是燃烧室中的涡流也增加。最终的结果是较小的α值的较高的涡流滚转比。该建模表明，更宽的4孔喷雾模式优选更高的滚转和更低的涡流，且因此在α的值较大时可更好地混合；另一方面，建模表明，3孔喷雾模式在较小的α值下表现更好，该较小的α值导致较高的涡流滚转比。对于相同的总流量面积，3孔喷雾模式的每个羽流具有更大的动量并且渗透到燃烧室中，这导致相对的喷雾模式之间的更大的羽流-羽流相互作用。因此，更多的涡流主导流场增强后期循环混合并且缩短3孔喷雾模式的燃烧持续时间。
流体流量建模示出导致凹钵形状的非对称性以与涡流羽流相反取向的较大的L值导致更多涡流主导流场。因此，这些趋势表明，3孔喷雾模式优选较大的L值并且4孔模式优选较小的L值。
这些参数表明其他可能的有益折中，包括ISFC/NOx，烟灰/NOx，活塞端部表面热点/NOx等。
第二构造：图13示出用于非对称形状的燃烧室的第二构造，其由两个相同构造的活塞222a和活塞222b的互补端部表面结构限定，该活塞222a和活塞222b设置在对置活塞发动机的装有气门的气缸中，其中活塞的端部表面相对。活塞222a和活塞222b中的每个具有以纵向轴线A为中心的圆柱形侧壁260和具有包括其中侧壁与端部表面交会的周边边缘263的端部表面262的活塞头261。周边边缘包围细长的凹的凹钵265，其一侧由脊部267环绕并且另一侧由周边边缘263的一部分环绕。脊部267向外突出穿过活塞剖面，该活塞剖面横切于活塞的纵向轴线A并且包含周边边缘263。凹钵265沿活塞的直径中心线D在端部表面中延伸。凹钵265的端部包括通过周边边缘263开口的直径相对的槽口266。脊部267包括过渡到凹钵265的内壁268和面向周边边缘263的方向的外壁269。如上所述，内壁268在活塞剖面中具有细长的非对称形状，其符合非对称性参数L和R1。内壁268从活塞剖面向内过渡到凹钵265。
参考图13和图14，假设两个活塞222a和活塞222b在装有气门的气缸280的孔中处于或靠近TC位置。活塞在气缸的孔287中旋转地取向以便使它们的端部表面以互补的方式对准，其中脊部267与其彼此面对的内壁相对对准，并且活塞222a的槽口266与活塞222b的槽口266对准。此外，每个槽口对266，266被定位成与通过装有气门的气缸280的侧壁开口的相应的喷射器端口285对准。当活塞222a和活塞222b接近TC时，燃烧室300被限定在端部表面262之间。燃烧室300具有限定在脊部内壁268和细长的凹的凹钵265之间的非对称形状的体积。
图14示出当活塞在气缸280的孔287中靠近其TC位置并且燃烧室处于最小体积时活塞222b的端部表面。对置的活塞222a及其端部表面被移除；然而，活塞222a的脊部267(其限定具有在活塞222b的端部表面上的相对的脊部的燃烧室)由虚线表示，以便容易地看到燃烧室的非对称限定方面。该视图通过燃烧室300在最小体积处的剖面。如图所示，燃烧室的中心线C具有中点M，其中活塞的纵向轴线A与中心线和参考平面相交。中心线C对应于活塞222b的直径；中心线C对应于喷射器喷嘴190的尖端之间的视线，其无阻碍地延伸通过燃烧室。燃烧室300的非对称性由L，R1max和L’，R’1max限定，其中，在两个点都不与M并置的情况下，L是沿中心线C从第一槽口266到点(其中到内壁268的径向距离最大(R1max))的距离，并且L’是沿中心线C从第二槽口266’到点(其中到内壁268’的径向距离最大(R’1max))的距离。所产生的非对称性由相对于燃烧室形状的中点M的极性对称性的要求约束，该燃烧室形状在参考平面中的内壁268和内壁268’之间。
活塞和相关联的气缸由铸造和/或机械加工金属材料制造。例如，活塞可以由组装到其上形成有活塞端部表面的活塞头的活塞裙构成。作为另一个示例，但不排除其他材料，活塞头可包括诸如SAE 4140或SAE 4340的高碳素钢，活塞裙可使用铸铝或铸造或成型钢形成。在此类情况下，气缸优选但不一定包括具有铸铁组合物的衬套，其被接收在形成在气缸体中的气缸通道中。
虽然已经参考目前的优选实施例描述了活塞和燃烧室构造的原理，但是应当理解，在不脱离所描述的原理的精神的情况下，可以进行各种修改。因此，根据这些原理的专利保护的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (23)

1.一种对置活塞发动机，其包括具有孔的至少一个气缸、靠近所述气缸的相应端部的活塞控制的排气端口和进气端口、以及相对设置在所述孔中的一对活塞，其中：
每个活塞具有活塞头，所述活塞头具有端部表面，当所述活塞在所述孔中靠近上止点位置时，所述端部表面与另一个活塞的端部面限定所述气缸孔中的燃烧室；以及，
所述燃烧室相对于在所述燃烧室的直径相对的开口之间延伸的腔室中心线具有非对称形状，其中燃料通过所述直径相对的开口喷射；其中，
所述非对称形状包括从所述腔室中心线到所述燃烧室的一侧的最大距离R1；
R1沿所述腔室中心线在所述中心线的中点的任一侧上以距离L定位；以及，
所述非对称形状相对于所述中点极性对称。
2.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，其中，所述气缸包括一对直径相对的燃料喷射器端口，当所述活塞接近所述相应的上止点位置时，所述燃烧室的所述相对开口与所述燃料喷射器端口对准。
3.根据权利要求2所述的对置活塞发动机，其中，所述相对开口在所述燃料喷射器端口之间提供视线，所述视线无阻碍地延伸通过所述燃烧室。
4.根据权利要求3所述的对置活塞发动机，其还包括具有安装在每个燃料喷射器端口中的多孔喷嘴的燃料喷射器。
5.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，其中，所述燃烧室被限定在所述一对活塞的第一活塞的所述端部表面中的凹钵和从所述一对活塞的第二活塞的所述端部表面突出的脊部的内壁之间。
6.根据权利要求5所述的对置活塞发动机，其中，所述气缸包括一对直径相对的燃料喷射器端口，当所述活塞接近所述相应的上止点位置时，所述燃烧室的所述相对开口与所述燃料喷射器端口对准。
7.根据权利要求6所述的对置活塞发动机，其中，所述相对开口在所述燃料喷射器端口之间提供视线，所述视线无阻碍地延伸通过所述燃烧室。
8.根据权利要求7所述的对置活塞发动机，还包括具有安装在每个燃料喷射器端口中的多孔喷嘴的燃料喷射器。
9.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，其中，所述燃烧室被限定在包括具有过渡到细长凹钵的内壁的脊部的第一活塞端部表面和包括具有过渡到细长凹钵的内壁的脊部的第二活塞端部表面之间。
10.根据权利要求9所述的对置活塞发动机，其中，所述气缸包括一对直径相对的燃料喷射器端口，当所述活塞接近所述相应的上止点位置时，所述燃烧室的所述相对开口与所述燃料喷射器端口对准。
11.根据权利要求10所述的对置活塞发动机，其中，所述相对开口在所述燃料喷射器端口之间提供视线，所述视线无阻碍地延伸通过所述燃烧室。
12.根据权利要求11所述的对置活塞发动机，其还包括具有安装在每个燃料喷射器端口中的多孔喷嘴的燃料喷射器。
13.一种两冲程直喷式对置活塞发动机，其包括具有孔的气缸、靠近所述气缸的相应端部的活塞受控的排气端口和进气端口、以及相对设置在所述孔中的一对活塞，其中每个活塞具有活塞头，所述活塞头具有端部表面和侧壁，所述端部表面和侧壁在以所述活塞的轴线为中心的圆形周边边缘处交会，并且当所述活塞在所述孔中靠近上止点位置时，所述端部表面与另一个活塞的端部面限定所述气缸孔中的燃烧室；其中，
所述燃烧室具有限定在定位在腔室中心线的任一侧上的第一端部表面脊部和第二端部表面脊部之间的非对称形状，所述腔室中心线在所述孔的直径相对的点之间延伸；
所述非对称形状包括从所述腔室中心线到所述燃烧室的一侧的最大距离R1；
R1沿所述腔室中心线在中心线中点的任一侧上以距离L定位；以及，
所述非对称形状相对于在横切于所述纵向轴线并且平分所述燃烧室的平面中的所述孔的纵向轴线上的点极性对称。
14.根据权利要求13所述的两冲程直喷式对置活塞发动机，其中，所述燃烧室被限定在所述一对活塞的第一活塞的所述端部表面中的凹钵和从所述一对活塞的第二活塞的所述端部表面突出的脊部的内壁之间。
15.根据权利要求13所述的两冲程直喷式对置活塞发动机，其中，所述燃烧室被限定在包括具有过渡到细长凹钵的内壁的脊部的第一活塞端部表面和包括具有过渡到细长凹钵的内壁的脊部的第二活塞端部表面之间。
16.一种用于对置活塞发动机的活塞，所述活塞包括纵向轴线并且包括：
具有形状的端部表面，所述端部表面与所述对置活塞发动机的气缸孔中的相对活塞的所述端部表面限定燃烧室；
以所述活塞轴线为中心并且从所述端部表面延伸的圆形侧壁；
圆形周边边缘，其中所述侧壁与所述端部表面交会；
在所述周边边缘的直径的相应端部处的所述周边边缘中的槽口，燃料通过所述槽口喷射到所述燃烧室中；以及，
所述端部表面的所述形状包括至少一个细长脊部，所述细长脊部在所述槽口之间延伸并且突出穿过横切于所述纵向轴线并且包含所述周边边缘的参考平面；
所述细长脊部包括面向所述周边边缘的外壁和面向所述直径的内壁；
其中所述脊部的所述内壁相对于所述周边的所述直径在所述参考平面中非对称地弯曲；以及，
其中所述参考平面中的所述内壁的曲率与相对脊部的内壁的曲率极性对称。
17.根据权利要求16所述的用于对置活塞发动机的活塞，其中，所述形状包括两个脊部，所述两个脊部具有过渡到在所述槽口之间延伸的所述脊部之间的裂隙的内壁。
18.根据权利要求16所述的用于对置活塞发动机的活塞，其中，所述形状仅包括一个脊部并且所述形状与所述相对活塞的所述端部表面形状完全相同。
19.一种用于对置活塞发动机的活塞，其中所述活塞具有以纵向轴线为中心的圆柱形侧壁和具有包括周边边缘的端部表面的活塞头，其中所述侧壁与所述端部表面交会，所述活塞包括：
包括相对的弯曲脊部的所述端部表面，所述相对的弯曲脊部由所述周边边缘包围并且远离所述活塞头向外突出穿过横切于所述活塞的所述纵向轴线并且包含所述周边边缘的剖面；
包括内壁的每个弯曲脊部，所述内壁过渡到所述端部表面中的细长裂隙，所述细长裂隙沿相对槽口之间的所述活塞的直径延伸，所述相对槽口与所述直径对准并且通过所述周边边缘开口到所述裂隙的相应端部中；
相对于所述直径具有非对称形状的所述裂隙，所述非对称形状包括从所述直径到每个内壁的最大距离R1，其中R1沿所述直径在所述纵向轴线的任一侧上以距离L定位；以及
参考平面中的每个内壁的曲率，所述曲率与另一个内壁的曲率极性对称。
20.一种用于对置活塞发动机的活塞，其中所述活塞具有以纵向轴线为中心的圆柱形侧壁和具有包括周边边缘的端部表面的活塞头，其中所述侧壁与所述端部表面交会，所述活塞包括：
包括弯曲脊部的所述端部表面，所述弯曲脊部由所述周边边缘包围并且远离所述活塞头向外突出穿过横切于所述活塞的所述纵向轴线并且包含所述周边边缘的剖面；
包括内壁的所述弯曲脊部，所述内壁过渡到所述端部表面中的细长沟槽，所述细长沟槽沿相对槽口之间的所述活塞的直径延伸，所述相对槽口与所述直径对准并且通过所述周边边缘开口到所述沟槽的相应端部中；以及
相对于所述直径具有非对称形状的所述沟槽，所述非对称形状包括从所述直径到所述内壁的最大距离R1，其中R1沿所述直径在所述纵向轴线的任一侧上以距离L定位。
21.一种用于通过如下方式操作对置活塞发动机的方法，所述对置活塞发动机包括气缸、在所述气缸的所述孔中的一对对置的活塞和由所述活塞控制的间隔开的进气端口和排气端口：
将涡流增压空气引入到所述活塞的端部表面之间的所述气缸中；
在压缩冲程中将所述活塞朝向彼此移动；
在所述活塞的端部表面之间形成燃烧室，所述燃烧室相对于在所述燃烧室的直径相对的开口之间延伸的腔室中心线具有非对称形状，其中所述非对称形状包括从所述腔室中心线到所述燃烧室的一侧的最大距离R1，R1沿所述腔室中心线在所述中心线的中点的任一侧上以距离L定位，并且所述非对称形状相对于所述中点极性对称；以及，
通过所述相对的开口将相对的喷雾模式的燃料喷射到所述燃烧室中的涡流增压空气中。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，每个喷雾模式具有三个羽流。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，每个喷雾模式具有四个羽流。
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