CN221373738U - 多燃烧室活塞和发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多燃烧室活塞，包括活塞本体，活塞本体的顶面设有多个间隔分布的第一燃烧室；各第一燃烧室的尺寸沿第一方向逐渐减小，且第一燃烧室的分布密度沿第一方向逐渐增大；第一方向为发动机缸内的进气侧到排气侧的方向。上述多燃烧室活塞具有多个第一燃烧室，相比于现有技术的单一燃烧室活塞，对缸内气流扰动更大，使缸内气流流动阻力逐渐增大，促使大尺度滚流流动逐步破碎，并使缸内气流相冲的趋势减弱，进而提升火焰传播速度，促进缸内气体燃料充分燃烧，提高发动机热效率。本实用新型还公开一种应用上述多燃烧室活塞的发动机，热效率更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机活塞技术领域，更具体地说，涉及一种多燃烧室活塞，还涉及一种应用上述多燃烧室活塞的发动机。
背景技术
目前，燃气发动机逐渐采用滚流燃烧系统。燃气发动机的活塞设置单一燃烧室，如图1所示，在压缩行程中缸内挤流与滚流气体相冲明显，使滚流强度降低、轴心偏移、湍动能下降，且高湍动能区域远离火花塞，最终造成火焰传播慢，影响缸内气体燃料充分燃烧，于提高发动机热效率不利。
因此，如何提高缸内火焰传播速度，促进气体燃料充分燃烧，提高发动机热效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种多燃烧室活塞，其具有多个第一燃烧室，相比于现有技术的单一燃烧室活塞，对缸内气流扰动更大，使缸内气流流动阻力逐渐增大，促使大尺度滚流流动逐步破碎，提升火焰传播速度，促进缸内气体燃料充分燃烧，提高发动机热效率。本实用新型还提供一种应用上述多燃烧室活塞的发动机，热效率更高。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种多燃烧室活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的顶面设有多个间隔分布的第一燃烧室；各所述第一燃烧室的尺寸沿第一方向逐渐减小，且所述第一燃烧室的分布密度沿第一方向逐渐增大；所述第一方向为发动机缸内进气侧到排气侧的方向。
可选地，上述多燃烧室活塞中，尺寸最大的所述第一燃烧室和所述顶面中靠近进气侧的边缘之间还设有第二燃烧室。
可选地，上述多燃烧室活塞中，所述第二燃烧室为一个，呈长条形，且沿与所述第一方向垂直的方向延伸。
可选地，上述多燃烧室活塞中，所述第一燃烧室沿所述第一方向布置成多排，各排的排列方向设置为与所述第一方向垂直。
可选地，上述多燃烧室活塞中，沿第一方向处于第一排的第一燃烧室排中所述第一燃烧室的数量为一个；或者
任意第一燃烧室排中所述第一燃烧室的数量均为多个；
任意具有多个所述第一燃烧室的第一燃烧室排中，各所述第一燃烧室的形状和尺寸均相同。
可选地，上述多燃烧室活塞中，任意具有多个所述第一燃烧室的燃烧室排中，各所述第一燃烧室沿与所述第一方向垂直的方向均匀分布。
可选地，上述多燃烧室活塞中，所述第一燃烧室包括凹陷型燃烧室和凸起型燃烧室，所述凹陷型燃烧室靠近所述进气侧、所述凸起型燃烧室靠近所述排气侧。
可选地，上述多燃烧室活塞中，各所述凹陷型燃烧室的深度沿第一方向逐渐减小，或者各所述凹陷型燃烧室的深度均一致；各所述凸起型燃烧室的凸出高度沿第一方向逐渐增大，或者各所述凸起型燃烧室的凸出高度均一致。
可选地，上述多燃烧室活塞中，所述凹陷型燃烧室的截面为圆形、半圆形或椭圆形；所述凸起型燃烧室的截面可设置为圆形、三角形、四边形。
一种发动机，包括活塞，所述活塞为上述技术方案中任意一项所述的多燃烧室活塞。
本实用新型提供一种多燃烧室活塞，包括活塞本体，活塞本体的顶面设有多个间隔分布的第一燃烧室；各第一燃烧室的尺寸沿第一方向逐渐减小，且第一燃烧室的分布密度沿第一方向逐渐增大；第一方向为发动机缸内的进气侧到排气侧的方向。
上述多燃烧室活塞具有多个第一燃烧室，相比于现有技术的单一燃烧室活塞，对缸内气流扰动更大，使缸内气流流动阻力逐渐增大，促使大尺度滚流流动逐步破碎，并使缸内气流相冲的趋势减弱，进而提升火焰传播速度，促进缸内气体燃料充分燃烧，提高发动机热效率。
本实用新型还提供一种应用上述多燃烧室活塞的发动机，热效率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中活塞在压缩行程中缸内气体流动情况示意图；
图2为本实用新型实施例提供的多燃烧室活塞的主视结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的多燃烧室活塞的立体结构示意图；
其中，图2-图3中：
活塞本体100；第二燃烧室101；第一燃烧室102；凹陷型燃烧室121；凸起型燃烧室122。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种多燃烧室活塞，其具有多个第一燃烧室，相比于现有技术的单一燃烧室活塞，对缸内气流扰动更大，使缸内气流流动阻力逐渐增大，促使大尺度滚流流动逐步破碎，提升火焰传播速度，促进缸内气体燃料充分燃烧，提高发动机热效率。本实用新型实施例还公开了一种应用上述多燃烧室活塞的发动机，热效率更高。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图2-3，本实用新型实施例提供一种多燃烧室活塞，包括活塞本体100，活塞本体100的顶面设有多个间隔分布的第一燃烧室102；各第一燃烧室102的尺寸沿第一方向逐渐减小，且第一燃烧室102的分布密度沿第一方向逐渐增大；第一方向为发动机缸内的进气侧到排气侧的方向。
各第一燃烧室102的尺寸沿第一方向逐渐减小是指，各第一燃烧室102在顶面所在平面的投影的面积尺寸越来越小。
上述多燃烧室活塞具有多个第一燃烧室102，相比于现有技术的单一燃烧室活塞，对缸内气流扰动更大，使缸内气流流动阻力逐渐增大，促使大尺度滚流流动逐步破碎，并使缸内气流相冲的趋势减弱，提升火焰传播速度，促进缸内气体燃料充分燃烧，提高发动机热效率。
在一些实施例中，尺寸最大的第一燃烧室102和顶面中靠近缸内进气侧的边缘之间还设有第二燃烧室101。
本领域技术人员可以理解的是，尺寸最大的第一燃烧室102受自身尺寸限制，无法完全贴靠顶面中靠近缸内进气侧的边缘，难免造成尺寸最大的第一燃烧室102和顶面中靠近缸内进气侧的边缘之间留有较大的空白，而本实施例提供的方案中在该空白处布置了第二燃烧室101，充分利用顶面的空间，能更大程度地扰动缸内气流，于进一步提升燃烧速度有利。
第二燃烧室101可设置为一个；该第二燃烧室101呈长条形，且其沿与第一方向垂直的方向延伸。当然，第二燃烧室101还可设置为多个，本实施例不做限定。
在一些实施例中，第一燃烧室102沿第一方向布置成多排，各排的排列方向设置为与第一方向垂直。具体的，任意两排第一燃烧室中，靠近进气侧的一排中第一燃烧室102的尺寸较大、数量较少，靠近排气侧的一排中第一燃烧室102的尺寸较小、数量较多。
在一种实施例中，沿第一方向处于第一排的第一燃烧室排中第一燃烧室102的数量为一个。该第一燃烧室102可设置为长条状，并沿与第一方向垂直的方向布置。
在另一种实施例中，任意第一燃烧室排中第一燃烧室102的数量均为多个。
任意具有多个第一燃烧室102的第一燃烧室排中，各第一燃烧室102的形状和尺寸均相同；当然，同一排的多个第一燃烧室102的形状和/或尺寸还可设置为不同，本实施例不做限定。
任意具有多个第一燃烧室102的燃烧室排中，各第一燃烧室102沿与第一方向垂直的方向均匀分布。在仅具有一个第一燃烧室102的第一燃烧室排中，该第一燃烧室102可设置为长条形，并沿与第一方向垂直的方向布置。
在一些实施例方案中，第一燃烧室102设置为包括凹陷型燃烧室121和凸起型燃烧室122，凹陷型燃烧室121靠近进气侧、凸起型燃烧室122靠近排气侧。
凹陷型燃烧室121可沿第一方向布置成多排，每排的排列方向与第一方向垂直；或者凹陷型燃烧室121仅布置成一排，排列方向与第一方向垂直。凸起型燃烧室122可沿第一方向布置成多排，每排的排列方向与第一方向垂直；或者凸起型燃烧室122仅布置成一排，排列方向与第一方向垂直。
各凹陷型燃烧室121的深度沿第一方向逐渐减小，或者各凹陷型燃烧室121的深度均一致；各凸起型燃烧室122的凸出高度沿第一方向逐渐增大，或者各凸起型燃烧室122的凸出高度均一致。
凹陷型燃烧室121的截面(该截面与顶面平行)可设置为圆形、半圆形、椭圆形、长圆形或长椭圆形等；凸起型燃烧室122的截面(该截面与顶面平行)可设置为圆形、三角形、四边形等。
凹陷型燃烧室121的开口尺寸可涵盖1mm最小加工尺寸到90％的缸径之间任意尺寸；凹陷型燃烧室121的深度最大可设置为开口尺寸的1倍。
本实施例提供的多燃烧室活塞能促使进气侧的回流气流速度逐步降低，减少对火焰传播的抑制作用；同时，多个小燃烧室会增大整体的换热面积，而且靠近缸内壁面的扰动增强，换热面积增大，加强壁面换热，从而降低气体温度，降低缸内气体爆震趋势，可以提高发动机的可靠性、经济性。
再者，由于本实用新型实施例提供的多燃烧室活塞的燃烧室为多个，促进燃烧效果更好，无需如现有单个燃烧室的活塞般将燃烧室深度设置为很大，使活塞底面可以降低，从而增强活塞底部油腔散热，削弱气体爆震趋势。
本实用新型还提供一种发动机，包括活塞，活塞为上述实施例提供的多燃烧室活塞。
本实用新型实施例提供的发动机应用上述实施例提供的多燃烧室活塞，热效率更高。当然，本实施例提供的发动机还具有上述实施例提供的有关多燃烧室活塞的其他效果，在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种多燃烧室活塞，其特征在于，包括活塞本体，所述活塞本体的顶面设有多个间隔分布的第一燃烧室；各所述第一燃烧室的尺寸沿第一方向逐渐减小，且所述第一燃烧室的分布密度沿第一方向逐渐增大；所述第一方向为发动机缸内进气侧到排气侧的方向。
2.根据权利要求1所述的多燃烧室活塞，其特征在于，尺寸最大的所述第一燃烧室和所述顶面中靠近进气侧的边缘之间还设有第二燃烧室。
3.根据权利要求2所述的多燃烧室活塞，其特征在于，所述第二燃烧室为一个，呈长条形，且沿与所述第一方向垂直的方向延伸。
4.根据权利要求1所述的多燃烧室活塞，其特征在于，所述第一燃烧室沿所述第一方向布置成多排，各排的排列方向设置为与所述第一方向垂直。
5.根据权利要求4所述的多燃烧室活塞，其特征在于，沿第一方向处于第一排的第一燃烧室排中，所述第一燃烧室的数量为一个；或者
任意第一燃烧室排中所述第一燃烧室的数量均为多个；
任意具有多个所述第一燃烧室的第一燃烧室排中，各所述第一燃烧室的形状和尺寸均相同。
6.根据权利要求4所述的多燃烧室活塞，其特征在于，任意具有多个所述第一燃烧室的燃烧室排中，各所述第一燃烧室沿与所述第一方向垂直的方向均匀分布。
7.根据权利要求1所述的多燃烧室活塞，其特征在于，所述第一燃烧室包括凹陷型燃烧室和凸起型燃烧室，所述凹陷型燃烧室靠近所述进气侧、所述凸起型燃烧室靠近所述排气侧。
8.根据权利要求7所述的多燃烧室活塞，其特征在于，各所述凹陷型燃烧室的深度沿第一方向逐渐减小，或者各所述凹陷型燃烧室的深度均一致；各所述凸起型燃烧室的凸出高度沿第一方向逐渐增大，或者各所述凸起型燃烧室的凸出高度均一致。
9.根据权利要求7所述的多燃烧室活塞，其特征在于，所述凹陷型燃烧室的截面为圆形、半圆形或椭圆形；所述凸起型燃烧室的截面可设置为圆形、三角形、四边形。
10.一种发动机，其特征在于，包括活塞，所述活塞为权利要求1-9任意一项所述的多燃烧室活塞。
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