CN112189088B - 减少向柴油机汽缸活塞热传递的柴油机，机动车辆和方法 - Google Patents

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Abstract

一种柴油机，包括至少一个具有活塞(2)的汽缸(1)，所述活塞有活塞碗(3)。燃料喷射器(6)配置成引导燃料喷雾朝向活塞碗的环形壁部分(22)上的目标区域(21)，使得由喷射的燃料点燃形成的火焰(20)撞击在目标区域上。目标区域经由分流边缘(23)，定界于环形壁部分上的下方分流区域(24)上，使得此环形壁部分呈阶梯状。分流边缘和分流区域配置成当火焰从目标区域穿过分流边缘并越过分流区域时，在火焰和分流边缘的下游侧上的分流区域之间引起充满涡旋的尾流的形成。

Description

减少向柴油机汽缸活塞热传递的柴油机，机动车辆和方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的柴油机。本发明还涉及包括柴油机的机动车辆，并且涉及用于减少向柴油机的汽缸的活塞热传递的方法。
本发明的柴油机可以是二冲程发动机或四冲程发动机，并且其可以例如用在车辆中或构成固定式发动机以用于例如泵或发电机中。
背景技术
以柴油机形式的压燃发动机一般用于不同类型的机动车辆中，诸如卡车、公共汽车和汽车，以及不同类型的船舶，诸如潜艇和轮船。以柴油机形式的压燃发动机也用于许多工业应用中。
柴油机具有多个汽缸，在每个汽缸中设置有往复运动的活塞。在活塞的上端处设置有活塞碗。所述活塞碗与汽缸的上部和汽缸盖一起形成燃烧室，燃料在其中被喷射和燃烧。活塞碗被设计成有助于空气和燃料的混合，并产生影响燃烧室内形成燃烧和排放的流型。
在柴油机中，在活塞的动力冲程期间，燃料作为燃料喷雾被喷射进入到燃烧室中。在燃料被喷射后不久，燃料在燃烧室内的压缩压力和压缩热的作用下被点燃。由喷射的燃料点燃形成的热火焰撞击活塞碗的壁上，并强烈地造成了汽缸内的热损失。柴油机的汽缸中的热传递的主要部分去往汽缸的活塞，因此在寻求提高发动机效率的解决方案时，减少向活塞的热传递是值得注意的。
先前已知通过在活塞碗的壁上设置隔热涂层，例如陶瓷材料，减少向柴油机汽缸的活塞热传递的方法。这样的解决方案例如在US8505513B2中公开。然而，将隔热涂层施加到活塞碗的壁上将增加活塞的成本，并且还存在涂层或其碎片松动并导致汽缸损坏的风险。
发明内容
本发明的目的是提供减少向柴油机中汽缸的活塞热传递的新且有效的方式。
根据本发明，所述目的通过具有权利要求1中限定的特征的柴油机来实现。
在本发明的柴油机中，发动机汽缸的燃料喷射器配置成将喷射的燃料喷雾引导朝向活塞碗的环形壁部分上的目标区域，从而使得喷射的燃料点燃形成的火焰撞击在目标区域上，其中，所述目标区域经由分流边缘，定界于所述环形壁部分上的下方分流区域上，从而使此环形壁部分呈阶梯状。分流边缘和分流区域配置成当火焰从目标区域穿过分流边缘并越过分流区域时，在所述火焰与分流边缘的下游侧上的分流区域之间引起充满涡旋的尾流的形成。分流边缘在所述目标区域和下方分流区域之间构成锐角，其中，充满涡旋的尾流由当火焰的气体通过流动分离边缘并受到边界层分离时而被迫在分流边缘后面的区域中再循环的气体形成。火焰的大部分流将通过充满涡旋的尾流上方，因此在尾流覆盖的壁区域，即在分流区域处，其被尾流中的再循环气体阻止与活塞碗的壁接触，这将减少在活塞碗的此部分中从火焰到活塞的热传递，也从而减少从火焰到活塞的总热传递。因此，充满涡旋的尾流将在火焰和活塞碗的壁的部分之间形成热绝缘。
根据本发明的实施方式，在目标区域面向环形顶表面的侧上设置有分流边缘和分流区域。因此，减少了来自从目标区域沿着活塞碗的壁向上流动的火焰的部分到活塞的热传递。有利地，在所述环形壁部分上，在目标区域的背向环形顶表面的相反侧上也设置有分流边缘和分流区域。因此，也减少了来自从目标区域沿着活塞碗的壁向下流动的火焰的部分到活塞的热传递。
根据本发明的另一实施方式，所述活塞碗包括中央底部分和围绕所述中央底部分的侧壁，所述侧壁包括：
-环形上侧壁部分，其从环形顶表面向下并径向向内延伸，以及
-环形且凹入的下侧壁部分，其限定活塞碗的最低水平，并且其从中央底部分朝向所述上侧壁部分延伸，
其中，所述环形壁部分位于上侧壁部分与凹入的下侧壁部分之间。
在这种情况下，有利地，在上侧壁部分和凹入的下侧壁部分之间的过渡处形成有朝向活塞的中心轴线突出的环形膝状物，其中，所述目标区域和一个或多个所述分流边缘设置在此膝状物上。此具有位于上侧壁部分和凹入的下侧壁部分之间的环形膝状物的配置使得能够引导流体喷雾，使得由燃料喷雾点燃形成的火焰在环形膝状物上分裂成向上引导的火焰部分和向下引导的火焰部分。由此，实现火焰和活塞碗中的围绕气体之间的更好的混合。
根据本发明的另一实施方式，中央底部分具有位于活塞的中心轴线上的最高点，中央底部分从所述最高点朝向凹入的下侧壁部分向下倾斜。此配置增加在压缩冲程期间在燃烧室中实现的压缩。
根据本发明的另一实施方式，目标区域中最靠近分流边缘的部分是直线的或至少基本为直线的，如在包括活塞的中心轴线的垂直平面中截取的部分中所见，其中，目标区域的此直线部分基本上平行于分流边缘下游的活塞碗的侧壁的相邻部分延伸。因此，火焰在通过分流边缘时被引导为基本上平行于侧壁流动，这对于在分流边缘下游充满涡旋的尾流的形成是有利的。
本发明还涉及包括提出的柴油机的机动车辆。机动车辆可以是诸如卡车或公共汽车的重型机动车辆，但也可以是客车或另外类型的机动车辆。
上述目的还借助于用于减少到提出的柴油机的汽缸的活塞热传递的方法来实现，所述方法包括以下步骤：在压缩冲程期间或之后，喷射流体喷雾进入到燃烧室中，其中，流体喷雾被引导朝向目标区域，使得由喷射的燃料点燃形成的火焰撞击在目标区域上，并且由于在火焰和分流边缘的下游侧上的分流区域之间形成充满涡旋的尾流，火焰的至少部分从目标区域穿过分流边缘并越过分流区域，充满涡旋的尾流阻碍从火焰的热气体到活塞的热传递。
所述方法的优点通过以上描述中提出的柴油机得以显现。
本发明的其他优点以及有利特征将通过下面的详细描述得以显现。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的实施方式，其中：
图1是根据本发明的第一实施方式的柴油机的汽缸的部分的示意性垂直截面图，
图2是在图1的汽缸中设置的活塞的透视图，
图3是通过图2的活塞的部分的示意性垂直截面图，
图4是根据本发明的第二实施方式的柴油机的汽缸的部分的示意性垂直截面图，
图5是在图4的汽缸中设置的活塞的透视图，
图6是通过图5的活塞的部分的示意性垂直截面图，
图7是根据本发明的第三实施方式的柴油机的汽缸的部分的示意性垂直截面图，
图8是在图7的汽缸中设置的活塞的透视图，以及
图9是通过图8的活塞的部分的示意性垂直截面图。
具体实施方式
图1、图4和图7示出了沿着根据本发明的不同实施方式的包括在柴油机30中的汽缸1的中心轴线C截取的垂直部分。在汽缸1中，设置有配置成在汽缸内沿着共同的中心轴线C往复运动的活塞2。活塞碗3形成在活塞2中。活塞碗3，与汽缸1的内壁和汽缸盖4的内表面一起，形成燃烧室5。燃料喷射器6安装到汽缸盖4并且定位在活塞碗3上方，与中心轴线C对齐。因此，燃料喷射器6与活塞碗3和汽缸1同心。在汽缸盖4中设置有进气端口7，用于经由进气阀8将空气供应到燃烧室5中。此外，在汽缸盖4中设置排气端口9，用于经由排气阀10排出废气。
活塞2具有上端11和下端12，中心轴线C和外围包络表面13在所述上端和下端之间延伸。包络表面13具有圆柱形状。在活塞的上端11处设置有环形顶表面14。活塞碗3相对于由顶表面14限定的上表面凹入并且由环形顶表面14围绕。
在示出的实施方式中，活塞碗3关于中心轴线C旋转对称。
在示出的实施方式中，活塞碗3包括中央底部分15，其从位于中心轴线C上的中心点向下倾斜。中央底部分15优选是具有圆形顶16的圆锥形或基本上的圆锥形。中央底部分15的顶16位于低于由顶表面14限定的上平面的水平。活塞碗3还包括环绕中央底部分15的侧壁。所述侧壁具有从环形顶表面14向下且径向向内延伸的环形上侧壁部分17。所述侧壁还具有环形且凹入的下侧壁部分18，其限定活塞碗3的最低水平。下侧壁部分18从中央底部分15朝向上侧壁部分17延伸。
燃料喷射器6配置成将燃料作为燃料喷雾喷射到汽缸1中，使得燃料与在汽缸1中压缩的空气混合以形成燃料/空气混合物。所述燃料/空气混合物被汽缸1中产生的压缩热点燃。在燃料喷射之后，燃料喷雾到达活塞碗3的壁之前，点燃就非常迅速地发生。燃料喷雾的点燃的燃料形成火焰20。燃料喷射器6包括多个喷射小孔(未示出)，其形成在燃料喷射器6的喷嘴组件的下端处，用于允许高压燃料以高压从燃料喷射器6的喷嘴腔流入燃烧室5，以便燃料与燃烧室5内的热压缩空气得以充分混合。应当理解，燃料喷射器6可以是能够通过多个喷射小孔将高压燃料喷射进入到燃烧室5中的任何类型的燃料喷射器。
燃料喷射器6的喷射小孔布置成使得燃料喷雾沿朝向活塞碗3的环形壁部分22上的目标区域21的方向(在图1、图4和图7中用箭头19示出)喷射，使得由喷射的燃料点燃形成的火焰20撞击目标区域21。在示出的实施方式中，具有目标区域21的环形壁部分22定位在上述上侧壁部分17和上述凹入的下侧壁部分18之间。环形分流边缘23、23a和环形分流区域24、24a设置在环形壁部分22上，邻接目标区域21位于目标区域面向环形顶表面14的侧上，即在目标区域21上方，其中，目标区域21经由分流边缘23、23a定界于分流区域24、24a上。分流区域24、24a相对于目标区域21较低，从而环形壁部分22呈阶梯状。分流边缘23、23a和分流区域24、24a配置成当火焰20从目标区域21穿过分流边缘23、23a并越过分流区域24、24a时，在火焰20与位于分流边缘23、23a的下游侧上的分流区域24、24a之间引起形成充满涡旋的尾流25(见图3、图6和图9)。
分流边缘23、23a在目标区域21和所述下方分流区域24、24a之间的过渡处形成锐角。火焰20的气体当流过分流边缘23、23a时受到边界层分离，并且在火焰气体通过分流区域24、24a上方的作用下，由于在分流边缘23、23a后方的区域中形成上述充满涡旋的尾流25，气体被迫再循环。在分流区域24、24a处，尾流25在火焰20的大部分流和活塞碗壁3之间形成热绝缘，这意味着尾流25减少从火焰20到活塞2的热传递。
在图4-9示出的实施方式中，在上侧壁部分17和凹入的下侧壁部分18之间的过渡处形成朝向活塞2的中心轴线C突出的环形膝状物26。在此膝状物上设置有目标区域21和分流边缘23、23a。当由燃料点燃形成的火焰20撞击在膝状物26上的目标区域21上时，火焰在膝状物26上分裂成向上朝向上侧壁部分17流动的上流动部分和向下朝向下侧壁部分18流动的下流动部分。
在图7-9示出的实施方式中，定位于目标区域21上方的上述分流边缘23a和分流区域24a分别构成活塞碗3的第一分流边缘和第一分流区域。在这种情况下，在所述环形壁部分22上，在目标区域21的背向环形顶表面14的相反侧上，即在目标区域21下方，也可设置有第二分流边缘23b和第二分流区域24b。第二分流区域24b相对于目标区域21较低，并且环形壁部分22因此具有从目标区域21向上的方向以及从目标区域21向下的方向均能看到的阶梯状构造。第二分流边缘23b和第二分流区域24b配置成当火焰20的下流动部分从目标区域21穿过第二分流边缘23b并越过第二分流区域24b时，在火焰20的下流动部分和所述第二分流边缘23b的下游侧上的第二分流区域24b之间引起充满涡旋的尾流25的形成。
第二分流边缘23b设置在膝状物26上，并且在目标区域21和下方第二分流区域24b之间的过渡处形成锐角。当火焰20的下流动部分的气体流过第二分流边缘23b时受到边界层分离，并且在火焰气体通过第二分流区域24b上方的作用下，由于在第二分流边缘23b后面的区域中形成上述充满涡旋的尾流25，气体被迫再循环。在第二分流区域24b处，尾流25在火焰20的下流动部分的大部分流和活塞碗壁3之间形成热绝缘，这意味着尾流25减少从火焰20到活塞2的热传递。
在示出的实施方式中，目标区域21中最靠近每个分流边缘23，23a，23b的部分是直线的，或者至少基本上是直线的，如在包括中心轴线C的垂直平面中截取的部分中所见，其中，目标区域的此直线部分基本上平行于分流边缘23、23a、23b下游的活塞碗3的侧壁的相邻部分延伸。
当然，柴油机30一般设置有具有相关联的活塞2的多个汽缸1。
在参照图1描述的柴油机30中实现的根据本发明实施方式的方法中，在活塞2的进气冲程期间，空气流经由进气端口7和进气阀8供应到燃烧室5中。在随后的活塞2的压缩冲程期间，燃料喷射器6在朝向目标区域21的方向上喷射燃料喷雾。在喷射进入到燃烧室5中后不久，在燃烧室5中的压缩压力和压缩热的作用下燃料喷雾中的燃料被点燃。此后，所喷射的燃料在燃烧室5中进行扩散控制燃烧。由喷射的燃料点燃形成的热火焰20撞击在活塞碗3的壁上于目标区域21处，并且由于火焰20与分流边缘23下游的分流区域24之间形成充满涡旋的尾流25，至少部分火焰20从目标区域21流动穿过分流边缘23并越过分流区域24，其中，充满涡旋的尾流24阻碍从火焰20的热气体到活塞2的热传递。
当然，本发明不以任何方式限于上述实施方式。相反地，在不背离诸如所附权利要求书所限定的本发明的基本思想的情况下，对其进行修改的许多可能性对于本领域技术人员将是明显的。

Claims (11)

1.柴油机，包括：至少一个具有活塞(2)的汽缸(1)，所述汽缸在汽缸内界定燃烧室(5)，和用于喷射燃料喷雾进入到燃烧室(5)中的燃料喷射器(6)，其中，所述活塞(2)包括环形顶表面(14)和设置在活塞的上端(11)处的活塞碗(3)，所述活塞碗(3)被环形顶表面(14)围绕并配置成形成燃烧室(5)的部分，并且其中，燃料喷射器(6)配置成引导喷射的燃料喷雾朝向活塞碗(3)的环形壁部分(22)上的目标区域(21)，使得由喷射的燃料点燃形成的火焰(20)撞击在目标区域(21)上，其中，
目标区域(21)，经由分流边缘(23；23a)，定界于所述环形壁部分(22)上的下方分流区域(24；24a)上，使得此环形壁部分(22)呈阶梯状，其中，所述分流边缘(23；23a)和分流区域(24；24a)配置成当火焰(20)从目标区域(21)穿过分流边缘(23；23a)并越过分流区域(24；24a)流动时，在所述火焰(20)和分流边缘(23；23a)的下游侧上的分流区域(24；24a)之间引起充满涡旋的尾流(25)的形成，
并且其中，分流边缘(23；23a)在目标区域(21)和所述下方分流区域(24；24a)之间的过渡处形成锐角。
2.根据权利要求1所述的柴油机，其特征在于，所述分流边缘(23；23a)和分流区域(24；24a)设置在目标区域(21)面向环形顶表面(14)的侧上。
3.根据权利要求2所述的柴油机，其特征在于，在所述环形壁部分(22)上，在所述目标区域(21)背向环形顶表面(14)的相反侧上也设置有分流边缘(23b)和分流区域(24b)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的柴油机，其特征在于，所述活塞碗(3)包括中央底部分(15)和围绕所述中央底部分(15)的侧壁，所述侧壁包括：
-环形上侧壁部分(17)，其从环形顶表面(14)向下且径向向内延伸，以及
-环形且凹入的下侧壁部分(18)，其限定活塞碗(3)的最低水平，并且其从中央底部分(15)朝向所述上侧壁部分(17)延伸，
其中，所述环形壁部分(22)定位在上侧壁部分(17)和凹入的下侧壁部分(18)之间。
5.根据权利要求4所述的柴油机，其特征在于：
-在上侧壁部分(17)和凹入的下侧壁部分(18)之间的过渡处形成有朝向活塞(2)的中心轴线(C)突出的环形膝状物(26)；以及
-在此膝状物(26)上设置有所述目标区域(21)和一个或多个所述分流边缘(23；23a，23b)。
6.根据权利要求4所述的柴油机，其特征在于，所述中央底部分(15)具有位于所述活塞(2)的中心轴线(C)上的最高点，所述中央底部分(15)从所述最高点朝向凹入的下侧壁部分(18)向下倾斜。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的柴油机，其特征在于，所述目标区域(21)最靠近所述分流边缘(23；23a，23b)的部分是直线的，其中，目标区域(21)的此直线部分基本上平行于分流边缘(23；23a，23b)下游的活塞碗(3)的侧壁的相邻部分延伸。
8.机动车辆，其特征在于，所述机动车辆包括根据权利要求1-7中任一项所述的柴油机(30)。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆是重型机动车辆。
10.根据权利要求8所述的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆是卡车或公共汽车。
11.用于减少向根据权利要求1-7中任一项所述的柴油机(30)的汽缸(1)的活塞(2)热传递的方法，所述方法包括以下步骤：在压缩冲程期间或之后，喷射流体喷雾进入到燃烧室(5)中，其中，流体喷雾被引导朝向目标区域(21)，使得由喷射的燃料点燃形成的火焰(20)撞击在目标区域(21)上，并且在火焰(20)与分流边缘(23；23a，23b)的下游侧上的分流区域(24；24a，24b)之间形成充满涡旋的尾流(25)的情况下，至少部分火焰从目标区域(21)穿过分流边缘(23；23a，23b)并越过分流区域(24；24a，24b)流动，充满涡旋的尾流(25)阻碍从火焰(20)的热气体到活塞(2)的热传递。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE544781C2 (en) 2020-05-27 2022-11-15 Scania Cv Ab Internal Combustion Engine comprising piston with fuel directing surfaces

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03149314A (ja) * 1989-11-06 1991-06-25 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室
JP2819854B2 (ja) 1991-04-30 1998-11-05 いすゞ自動車株式会社 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室
JPH06212973A (ja) * 1993-01-22 1994-08-02 Hino Motors Ltd 直噴式ディーゼルエンジン
JP4002823B2 (ja) * 2002-12-11 2007-11-07 ヤンマー株式会社 エンジンの燃焼室
FR2849900B1 (fr) * 2003-01-13 2006-11-17 Renault Sa Chambre de combustion destinee a reduire les emissions de suies
KR20050036410A (ko) * 2003-10-16 2005-04-20 현대자동차주식회사 엔진의 피스톤 구조
US7185614B2 (en) * 2004-10-28 2007-03-06 Caterpillar Inc Double bowl piston
FR2879247A1 (fr) * 2004-12-13 2006-06-16 Renault Sas Chambre de combustion de moteur et piston de moteur a combustion interne permettant un large phasage d'injection dans le cycle
FR2946393A1 (fr) 2009-06-03 2010-12-10 Inst Francais Du Petrole Procede d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne a auto-inflammation a injection directe.
US8555854B2 (en) * 2010-04-26 2013-10-15 Southwest Research Institute Piston bowl with deflecting features
US8677974B2 (en) * 2010-05-04 2014-03-25 Southwest Research Institute Piston bowl with flat bottom
DE102011017479A1 (de) * 2011-04-19 2012-10-25 Daimler Ag Brennkraftmaschine
KR101262577B1 (ko) * 2011-07-18 2013-05-08 현대자동차주식회사 디젤엔진 피스톤
US9267422B2 (en) * 2011-10-17 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Combustion system for an engine having multiple fuel spray induced vortices
DE102011119215B4 (de) * 2011-11-23 2021-07-22 Daimler Ag Verbrennungsverfahren und Brennkraftmaschine
JP5953067B2 (ja) * 2012-02-28 2016-07-13 日野自動車株式会社 直接噴射式ディーゼルエンジン、及び直接噴射式ディーゼルエンジン用ピストン
CN102661193B (zh) * 2012-05-16 2013-09-04 大连理工大学 直喷式柴油机双层分流燃烧系统
KR101996085B1 (ko) * 2012-09-14 2019-07-03 두산인프라코어 주식회사 질소 산화물 저감을 위한 직접 분사식 디젤 엔진의 연소실
EP2935825B1 (en) 2012-12-18 2017-03-22 Volvo Truck Corporation Piston for a cylinder of a combustion engine
CN103835803B (zh) * 2014-02-24 2016-02-24 大连理工大学 柴油机碰撞分流燃烧室
US20160138519A1 (en) 2014-11-18 2016-05-19 Caterpillar Inc. Engine Piston
US10184388B1 (en) 2015-11-30 2019-01-22 Caterpillar Inc. Engine piston
US10718258B2 (en) * 2016-11-18 2020-07-21 GM Global Technology Operations LLC Spark-ignited direct-injection engine combustion systems
US10731600B2 (en) * 2017-11-07 2020-08-04 Deere & Company Piston with soot reducing piston bowl
US10823045B2 (en) * 2018-11-14 2020-11-03 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a piston

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