CN209385247U - 一种活塞及其顶部形状 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种活塞及其顶部形状，活塞顶部包含中间长圆形凹坑、凹坑两侧的不规则凸起、气门间凸起。本实用新型对长圆形凹坑的深度、半径、长度，在顶面的所处位置，凸起的高度、形状，凹坑及凸起的过度等进行优化，使得活塞顶部形状能够和气缸盖进气道、气缸盖燃烧室形状配合，在增压直喷式汽油机中产生理想的进气滚流，使喷入气缸内的燃油与空气更好的混合，从而使火花塞点燃混合气更容易，燃烧传播速度更快速、燃烧更充分。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车发动机活塞领域，特别涉及一种活塞及其顶部形状。
背景技术
随着发动机的燃油消耗和排放指标越来越高，增压直喷汽油机逐渐成为主流。而增压直喷汽油机对活塞顶部形状和燃烧室的设计提出更多要求。合理优化的活塞顶部形状能提高发动机的燃烧效率，是提高发动机性能和降低油耗、排放行之有效的手段。
增压直喷汽油发动机在运行过程中，通过进气道吸入空气并通过气缸盖和活塞顶部形成的燃烧室形成一定的滚流，通过气缸内部的高压燃油喷嘴喷入的燃油会在燃烧室内与空气混合，然后在活塞上止点附近通过位于燃烧室顶部的火花塞点燃混合气。因此混合气的混合好坏和燃烧室的形状对火花塞点火、火焰传播起到关键作用，进而影响发动机的性能、油耗和排放。
实用新型内容
本实用新型提供一种活塞及其顶部形状，使得由活塞顶部和气缸盖配合形成的燃烧室形状能够达到最优化燃烧的目的，从而提高发动机的性能，降低油耗和排放。
为了达到上述目的，本实用新型的一个技术方案是提供一种活塞的顶部形状，
活塞顶部包含长圆形凹坑；
对应长圆形凹坑的长度两侧分别设有第一凸起；
对应长圆形凹坑的宽度两侧分别设有进气门间凸起和排气门间凸起。
可选地，所述长圆形凹坑位于活塞顶部的中央或者偏向排气侧。
可选地，所述活塞的顶部形状，符合以下的至少一项：
所述长圆形凹坑的深度为5-7毫米；
所述长圆形凹坑的底面半径为30-34毫米；
所述长圆形凹坑的长度为62-64毫米；
所述长圆形凹坑长度两侧的过度圆角半径为8-12毫米。
可选地，所述活塞的顶部形状，符合以下的至少一项：
所述第一凸起的高度为3-4毫米；
所述第一凸起的中间宽度为5.5-6.5毫米；
所述第一凸起与进排气门凹坑底面平齐过度；
所述第一凸起的内侧与长圆形凹坑R9-R11圆角过度；
所述第一凸起的外侧与气缸盖燃烧室的形状相配合。
可选地，所述活塞的顶部形状，符合以下的至少一项：
所述进气门间凸起的高度为0.5-1.5毫米；
所述排气门间凸起的高度为1.5-2.5毫米；
所述进气门间凸起与活塞顶面圆角过度；
所述排气门间凸起与活塞顶面圆角过度。
本实用新型的另一个技术方案是提供一种活塞，具有上述任意一种活塞的顶部形状；所述活塞顶部包含长圆形凹坑；对应长圆形凹坑的长度两侧分别设有第一凸起；对应长圆形凹坑的宽度两侧分别设有进气门间凸起和排气门间凸起；所述活塞顶面与气缸盖底面形状配合，形成具有长扁圆形空间的燃烧室内腔。
可选地，所述燃烧室内腔通过设置的进气门引入空气，还通过设置的喷油器来引入燃油；所述气缸盖底面作为供空气进入燃烧室内腔后流动的通道。
可选地，引入所述燃烧室内腔的空气形成滚流比为2.5的进气滚流。
可选地，所述活塞设置在增压直喷汽油发动机中。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种活塞及其顶部形状，具有以下优点：
本实用新型的活塞顶部设有靠近中心的长圆形凹坑，凹坑两侧有不规则凸起，进气门之间和排气门之间分别有凸起。对长圆形凹坑的深度、半径和长度，凹坑两侧凸起的高度、形状，气门间凸起的高度、形状等参数，根据进气和燃烧过程进行优化。
本实用新型的活塞与气缸盖配合，形成形状优化的燃烧室内腔；通过进气道进入缸内的空气在气缸内部形成一定滚流比的气流，从而使喷入缸内的燃油与空气更充分混合，使火花塞点火更容易，燃烧效率更高。由此提高发动机的热效率，减少发动机的油耗。
附图说明
图1是本实用新型所述活塞顶部的立体示意图；
图2是本实用新型所述活塞顶部的俯视图；
图3是一个具体实施结构对应图2中A-A向的剖视图；
图4是一个具体实施结构对应图2中B-B向的剖视图；
图5是本实用新型的活塞顶部与气缸盖底面、火花塞、喷油器组合成的活塞上止点时刻燃烧室的A-A向剖视图；
图6为本实用新型的活塞顶部与气缸盖底面、火花塞、喷油器组合成的活塞上止点时刻燃烧室的B-B向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。
如图1、图2所示，本实用新型的活塞顶部，包含：长圆形凹坑1、凹坑两侧凸起2、气门间凸起3。
根据进气和燃烧过程的要求，对以下的一种或多种参数进行优化：例如但不限于，长圆形凹坑1的深度、半径、长度、与凸起间的过度圆角大小等，凹坑两侧凸起2的高度、形状及其与气门凹坑和中央凹坑的过度等，气门间凸起3的形状、大小、高度及其与中央凹坑的过度等。
示例地，上述的长圆形凹坑1靠近于活塞顶部的中心位置，例如处在正中央或偏向排气侧，凹坑深度为5-7毫米，凹坑底面半径为30-34毫米，凹坑长度为62-64毫米，两侧过度圆角半径为8-12毫米。
上述的凹坑两侧凸起2，其高度为3-4毫米，中间宽度为5.5-6.5毫米，凸起与进排气门凹坑底面平齐过度，内侧与长圆形凹坑R9-R11圆角过度，外侧与气缸盖燃烧室形状配合。
上述的气门间凸起3，包含进气门间凸起、排气门间凸起；进气门间凸起的高度为0.5-1.5毫米，排气门间凸起的高度为1.5-2.5毫米，气门间凸起前后与活塞顶面圆角过度。
在图3及图4的一个示例中，凹坑深度为5.2毫米，凹坑底面半径为33.7毫米，凹坑长度63毫米，两侧过度圆角半径10毫米；凹坑两侧凸起的高度为3.5毫米，中间宽度为5.8毫米，凸起与进排气门凹坑底面平齐过度，内侧与长圆形凹坑R10圆角过度；进气门间凸起的高度为0.6毫米，排气门间凸起的高度为1.9毫米，气门间凸起前后与活塞顶面圆角过度。
如图5、图6所述，本实用新型的活塞在应用时，通过与气缸盖形状配合，能够在活塞上止点时刻（火花塞点火附近时刻）形成一定形状的燃烧室内腔30，内腔30主体部分是活塞顶面10的长圆形凹坑与气缸盖底面20配合形成的长扁圆形空间，标记60为喷油器头部，空气从进气门50进入燃烧室内腔30后会主要沿缸盖底面20（即燃烧室的上顶面）流动，这样在此长扁圆空间区域内就会形成箭头70所示的滚流，滚流比大约为2.5，从而使活塞上止点时刻（火花塞点火时刻附近）混合气在火花塞40周围保证一定浓度，并在整个燃烧室内腔30更均匀地混合。
综上所述，本实用新型提供一种活塞并对其顶部形状进行优化，在活塞顶部中央有一个长圆形凹坑，凹坑两侧有不规则凸起，气门间也有凸起，通过此形状的活塞与气缸盖配合形成形状优化的燃烧室内腔，能够在活塞上止点附近的火花塞点火时刻保证混合气的均匀，使点火更容易，进而使燃烧效率更高，提高发动机的性能，降低油耗和排放。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种活塞的顶部形状，其特征在于，
活塞顶部包含长圆形凹坑；
对应长圆形凹坑的长度两侧分别设有第一凸起；
对应长圆形凹坑的宽度两侧分别设有进气门间凸起和排气门间凸起；
所述活塞的顶面和与之形状配合的气缸盖底面相对，两者配合形成燃烧室内腔。
2.如权利要求1所述活塞的顶部形状，其特征在于，
所述长圆形凹坑位于活塞顶部的中央或者偏向排气侧。
3.如权利要求1所述活塞的顶部形状，其特征在于，符合以下的至少一项：
所述长圆形凹坑的深度为5-7毫米；
所述长圆形凹坑的底面半径为30-34毫米；
所述长圆形凹坑的长度为62-64毫米；
所述长圆形凹坑长度两侧的过度圆角半径为8-12毫米。
4.如权利要求1所述活塞的顶部形状，其特征在于，符合以下的至少一项：
所述第一凸起的高度为3-4毫米；
所述第一凸起的中间宽度为5.5-6.5毫米；
所述第一凸起与进排气门凹坑底面平齐过度；
所述第一凸起的内侧与长圆形凹坑R9-R11圆角过度；
所述第一凸起的外侧与气缸盖燃烧室的形状相配合。
5.如权利要求1所述活塞的顶部形状，其特征在于，符合以下的至少一项：
所述进气门间凸起的高度为0.5-1.5毫米；
所述排气门间凸起的高度为1.5-2.5毫米；
所述进气门间凸起与活塞顶面圆角过度；
所述排气门间凸起与活塞顶面圆角过度。
6.一种活塞，具有权利要求1-5中任意一项所述活塞的顶部形状，其特征在于，
所述活塞顶部包含长圆形凹坑；对应长圆形凹坑的长度两侧分别设有第一凸起；对应长圆形凹坑的宽度两侧分别设有进气门间凸起和排气门间凸起；所述活塞顶面与气缸盖底面形状配合，形成具有长扁圆形空间的燃烧室内腔。
7.如权利要求6所述活塞，其特征在于，
所述燃烧室内腔通过设置的进气门引入空气，还通过设置的喷油器来引入燃油；所述气缸盖底面作为供空气进入燃烧室内腔后流动的通道。
8.如权利要求7所述活塞，其特征在于，
引入燃烧室内腔的空气，在活塞上止点形成滚流比为2.5的进气滚流。
9.如权利要求6-8中任意一项所述活塞，其特征在于，
所述活塞设置在增压直喷汽油发动机中。
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