CN108150302A - 一种避免冷起动烧蚀的新型活塞 - Google Patents

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CN108150302A CN201711295290.7A CN201711295290A CN108150302A CN 108150302 A CN108150302 A CN 108150302A CN 201711295290 A CN201711295290 A CN 201711295290A CN 108150302 A CN108150302 A CN 108150302A
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王子玉
王雷
程秀围
文明
王坤
檀丽宏
李耀宗
张岩
李玉峰
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China North Engine Research Institute Tianjin
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China North Engine Research Institute Tianjin
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines

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Abstract

本发明提供了一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，包括发动机活塞本体和位于发动机活塞本体内的燃烧室本体，所述燃烧室本体开口位于发动机活塞本体上表面，且底面为ω型盆状一体结构，所述燃烧室本体自边缘至中间依次设有燃烧室喉口、燃烧室底室和燃烧室底台，所述燃烧室底台正上方设有喷油器，所述燃烧室底室下方设有电加热器，所述喷油器上设有多个喷孔，所述电加热器与喷孔一一相对设置。本发明有益效果：发动机冷起动时，通过对电加热器加热，提高喷注撞击的燃烧室壁面区域温度，进而改善燃油的蒸发雾化，减少燃油附壁，使燃油分布更均匀，燃烧更充分，改善发动机性能，避免局部因液态燃油积聚而导致温度或应力急剧升高，从而避免产生活塞烧蚀。

Description

一种避免冷起动烧蚀的新型活塞
技术领域
本发明属于发动机技术领域，尤其是涉及一种避免冷起动烧蚀的新型活塞。
背景技术
内燃机作为效率最高的热力发动机面临进一步的大发展；另一方面，也因其低温起动的困难性、低温起动时高的有害排放水平等问题而面临严峻的挑战。
改善柴油机的冷起动性能，减少冷起动时的有害排放物，有着重要的经济意义和社会意义。而解决这一问题的重要途径之一就是深化冷起动过程的基础研究，在此基础上发展新的改进技术。资料表明，在发动机冷起动时，由于发动机壁面温度较低，缸内温度也较低，容易导致喷雾喷注蒸发雾化较差，部分过量的液滴直接吸附或粘连到燃烧室壁面上，造成局部的温度或应力过高，导致活塞在冷起动时发生烧蚀故障。
常见的冷起动加热装置，多采用加热进气或加热冷却水的方式进行，在一定程度上可以缓解活塞的烧蚀问题，但由于无法做到针对每个喷油喷注的精确控制，且成本较高，控制较为困难。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，以满足冷起动工况需求，有效喷油蒸发雾化，避免冷起动下的活塞烧蚀。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，包括发动机活塞本体和燃烧室本体，所述燃烧室本体位于发动机活塞本体的内部，开口位于发动机活塞本体的上表面，且所述燃烧室本体的底面为ω型盆状一体结构，所述燃烧室本体自边缘至中间依次设有燃烧室喉口、燃烧室底室和燃烧室底台，所述燃烧室底台的正上方设有喷油器，所述燃烧室底室下方设有电加热器，所述喷油器上设有多个喷孔，所述电加热器与喷孔一一相对设置。
进一步的，所述燃烧室底台为凸起的曲面结构。
进一步的，所述燃烧室底室为凹陷的曲面结构，且一侧与燃烧室喉口连接，另一侧与燃烧室底台连接。
进一步的，所述燃烧室底室、电加热器和喷孔数量一致。
进一步的，所述电加热器内部装有加热线圈。
相对于现有技术，本发明所述的避免冷起动烧蚀的新型活塞具有以下优势：
(1)本发明所述的新型活塞可满足冷起动工况需求，用于提高燃烧室内的油气混合质量。在发动机冷起动时，通过对电加热器中的加热线圈加热，提高喷注撞击的燃烧室壁面区域的温度，进而改善燃油的蒸发雾化，减少燃油附壁，使冷起动工况下燃烧室内的燃油分布更加均匀，燃烧更加充分，改善发动机性能，避免了局部因液态燃油积聚而导致温度或应力急剧升高，从而避免产生活塞烧蚀；
(2)本发明所述的燃烧室本体结构简单、拓展应用范围宽，可以广泛应用于乘用车、商用车、农业机械及工程、矿山用发动机，具有很强的推广作用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的新型活塞结构示意图；
图2为本发明实施例所述的新型活塞俯视图；
图3为本发明实施例所述的加热器结构示意图。
附图标记说明：
1-发动机活塞本体；2-燃烧室本体；3-燃烧室喉口；4-燃烧室底室；5-喷油器；6-燃烧室底台；7-喷油雾注轨迹；8-电加热器；9-加热线圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，包括发动机活塞本体1和燃烧室本体2，所述燃烧室本体2位于发动机活塞本体1的内部，且开口位于发动机活塞本体1的上表面，所述燃烧室本体2的底面为ω型盆状一体结构，所述燃烧室本体2自边缘至中间依次设有燃烧室喉口3、燃烧室底室4和燃烧室底台6，所述燃烧室底台6的正上方设有喷油器5，所述燃烧室底室4下方设有电加热器8，所述喷油器5上设有多个喷孔，所述电加热器8与喷孔一一相对设置。
所述燃烧室底台6为凸起的曲面结构。
所述燃烧室底室4为凹陷的曲面结构，且一侧与燃烧室喉口3连接，另一侧与燃烧室底台6连接。
所述燃烧室底室4、电加热器8和喷孔数量一致，所述喷油器5通过喷孔向燃烧室本体2喷油形成喷油雾注轨迹7，所述电加热器8与喷油雾注轨迹7一一相对。
如图3所示，图中I表示电流，箭头方向表示电流方向，所述电加热器8内部装有加热线圈9，工作时电流流经加热线圈9，此时加热线圈9放热，电加热器8产生一定的高温。
本实施例的工作原理如下：
发动机冷起动时，由于缸内温度和壁面温度较低，而对电加热器8进行通电，加热加热线圈9。此时加热线圈9放热，电加热器8产生一定的高温；燃油以液态的形式沿着喷油雾注轨迹7撞击到燃烧室底室4，由于燃烧室底室4受到下方电加热器8的加热，提高喷注撞击的燃烧室壁面区域的温度，进而改善燃油的蒸发雾化，减少燃油附壁，使冷起动工况下燃烧室内的燃油分布更加均匀，燃烧更加充分，改善发动机性能，避免了局部因液态燃油积聚而导致温度或应力急剧升高，从而避免产生活塞烧蚀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，其特征在于：包括发动机活塞本体(1)和燃烧室本体(2)，所述燃烧室本体(2)位于发动机活塞本体(1)的内部，且开口位于发动机活塞本体(1)的上表面，所述燃烧室本体(2)的底面为ω型盆状一体结构，所述燃烧室本体(2)自边缘至中间依次设有燃烧室喉口(3)、燃烧室底室(4)和燃烧室底台(6)，所述燃烧室底台(6)的正上方设有喷油器(5)，所述燃烧室底室(4)下方设有电加热器(8)，所述喷油器(5)上设有多个喷孔，所述电加热器(8)与喷孔一一相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，其特征在于：所述燃烧室底台(6)为凸起的曲面结构。
3.根据权利要求1所述的一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，其特征在于：所述燃烧室底室(4)为凹陷的曲面结构，且一侧与燃烧室喉口(3)连接，另一侧与燃烧室底台(6)连接。
4.根据权利要求1所述的一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，其特征在于：所述燃烧室底室(4)、电加热器(8)和喷孔数量一致。
5.根据权利要求1所述的一种避免冷起动烧蚀的新型活塞，其特征在于：所述电加热器(8)内部装有加热线圈(9)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116044634A (zh) * 2023-03-21 2023-05-02 吉林大学 一种具有多点加热活塞的均质充量压缩燃烧系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2869353Y (zh) * 2005-11-30 2007-02-14 高文秋 能用酒精作燃料的柴油机
JP2014020285A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Mazda Motor Corp エンジンのピストン
JP2014020277A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Hino Motors Ltd 内燃機関
CN103782004A (zh) * 2011-09-05 2014-05-07 五十铃自动车株式会社 直喷式发动机的燃烧室构造
CN104641094A (zh) * 2012-08-31 2015-05-20 马勒国际公司 内燃机活塞
CN105569871A (zh) * 2014-11-07 2016-05-11 中国计量学院 一种预热型内燃机气缸

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2869353Y (zh) * 2005-11-30 2007-02-14 高文秋 能用酒精作燃料的柴油机
CN103782004A (zh) * 2011-09-05 2014-05-07 五十铃自动车株式会社 直喷式发动机的燃烧室构造
JP2014020285A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Mazda Motor Corp エンジンのピストン
JP2014020277A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Hino Motors Ltd 内燃機関
CN104641094A (zh) * 2012-08-31 2015-05-20 马勒国际公司 内燃机活塞
CN105569871A (zh) * 2014-11-07 2016-05-11 中国计量学院 一种预热型内燃机气缸

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116044634A (zh) * 2023-03-21 2023-05-02 吉林大学 一种具有多点加热活塞的均质充量压缩燃烧系统

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