一種用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞的制作方法

本發明屬于發動機燃燒系統技術領域，具體涉及一種用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞。

背景技術：

目前，我國的汽車保有量迅速增加，對環境的影響和石油的需求量越來越大，節能減排形勢日趨嚴峻。為此，我國也制定了嚴格的排放和油耗法規，并以提高燃燒效率，降低排放和油耗作為發動機開發的核心，以燃燒系統的開發為重點。發動機燃燒系統的開發主要包括燃燒室結構設計、進氣系統設計、排氣系統設計、供油系統設計和點火系統設計，其中核心是燃燒室結構設計。因此，如何降低油耗，提高燃燒效率是燃燒室設計面臨的重大問題。

活塞是發動機氣缸套內做往復運動的關鍵部件，其頂面與發動機氣缸蓋組合構成燃燒室。活塞頂面的結構設計是否合理將直接影響缸內氣體的流動，進而影響燃油的霧化和混合氣的生成。傳統的活塞頂面由于存在小凹坑結構，使得油滴在活塞表面聚集，不利于油氣混合，產生不必要油耗。

技術實現要素：

本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞，能夠同時實現降低油耗、機油稀釋和排放。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，現結合附圖說明如下：

一種用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞，其特征在于：活塞的頂部由活塞頂部平面1、活塞頂部凹面3、活塞頂部凸起4以及他們之間的過渡圓角外沿組成，活塞頂部的外徑d1為70mm～90mm；

所述活塞頂部凸起4位于進氣門凹坑底平面2、排氣門凹坑底平面5和活塞頂平面1形成的三角形之間，凸起高度h1為0.5mm～5mm，中間凹坑深度h2為-2mm～5mm，凹坑截面a-a底面寬度l1為15mm～70mm，圓弧r1為5mm～85mm，凹坑截面b-b底面寬度l2為0mm～20mm，圓弧r2、r3為5mm～150mm，凸起4的圓角r7、r8為2mm～10mm。

所述活塞頂部凸起4為平頂或弧形頂。

優選地，所述凸起高度h1為0.5mm。

優選地，所述中間凹坑深度h2為2mm。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明的活塞，其頂部結構形狀設計合理；活塞頂平面1與缸蓋底平面的擠氣面相配合，使壓縮上止點附近的氣流更加集中在燃燒室中心，凸起4和缸蓋燃燒室弧面相配合，也能起到使壓縮上止點附近的氣流更加集中在燃燒室中心的作用；氣流主流道上的通道能盡可能減少缸內氣體動能的損失和油滴在活塞表面的聚集，達到減少hc和soot排放的目的；同時，高的氣體動能能有效促進油氣混合，形成合適的混合氣濃度分布。

附圖說明

圖1為本發明用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞的結構示意圖；

圖2為本發明用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞的俯視圖；

圖3為圖2的a-a向剖視圖；

圖4為圖2的b-b向剖視圖；

圖5為本發明的活塞與缸蓋總成配合示意圖。

圖中：1.活塞頂部平面2.進氣門凹坑底平面3.活塞頂部凹面4.活塞頂部凸起5.排氣門凹坑底平面11.噴油器12.進氣道13.進氣門14.火花塞15.排氣門16.排氣道17.活塞18.燃燒室19.缸蓋。

具體實施方式

為了進一步說明本發明的技術方案，結合說明書附圖，本發明的具體實施方式如下：

如圖5所示，噴油器11、進氣道12、進氣門13、火花塞14、排氣門15以及排氣道16均安裝在缸蓋19上的相應位置構成缸蓋總成。所述缸蓋總成與本發明公開的活塞17頂部形成燃燒室18，用于直噴汽油機。

如圖1～4所示，本發明公開的一種用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞，其頂部由活塞頂部平面1、活塞頂部凹面3、活塞頂部凸起4以及他們之間的過渡圓角外沿組成。活塞頂部的外徑d1為70mm～90mm，活塞頂部凸起4位于進氣門凹坑底平面2、排氣門凹坑底平面5和活塞頂平面1形成的三角形之間，可以是平頂或弧形頂，凸起高度h1為0.5mm～5mm。中間凹坑深度h2為-2mm～5mm(負值為凹坑底面高于活塞頂平面)，凹坑截面a-a底面寬度l1為15mm～70mm，圓弧r1為5mm～85mm，凹坑截面b-b底面寬度l2為0mm～20mm，圓弧r2、r3為5mm～150mm。凸起4的圓角r7、r8為2mm～10mm。

優選地，所述凸起高度h1為0.5mm。

優選地，所述中間凹坑深度h2為2mm。

上述技術方案中，其頂部結構形狀設計合理。活塞頂部平面1與缸蓋底平面的擠氣面相配合，使壓縮上止點附近的氣流更加集中在燃燒室中心，活塞頂部凸起4和缸蓋燃燒室弧面相配合，也能起到使壓縮上止點附近的氣流更加集中在燃燒室中心的作用。氣流主流道上的通道能使缸內氣體動能盡可能少的損失和油滴在活塞表面的聚集，達到減少hc和soot排放的目的；同時，高的氣體動能能有效促進油氣混合，形成合適的混合氣濃度分布。

本發明上述技術方案經過發動機缸內流動計算驗證，在1500r/min21barbmep工況條件下，壓縮上止點附近缸內氣體湍動能比常規設計提高4％～8％，效果顯著。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種用于直噴汽油機通道型燃燒室的活塞，活塞的頂部由活塞頂部平面、活塞頂部凹面、活塞頂部凸起以及他們之間的過渡圓角外沿組成，活塞頂部的外徑D1為70mm～90mm，本發明的活塞，其頂部結構形狀設計合理；活塞頂平面與缸蓋底平面的擠氣面相配合，使壓縮上止點附近的氣流更加集中在燃燒室中心，凸起和缸蓋燃燒室弧面相配合，也能起到使壓縮上止點附近的氣流更加集中在燃燒室中心的作用；氣流主流道上的通道能盡可能減少缸內氣體動能的損失和油滴在活塞表面的聚集，達到減少HC和SOOT排放的目的；同時，高的氣體動能能有效促進油氣混合，形成合適的混合氣濃度分布。

技術研發人員：段加全;劉金玉;王振喜;劉耀東;錢丁超;王偉堯;趙川;陳海娥
受保護的技術使用者：中國第一汽車股份有限公司
技術研發日：2017.03.15
技術公布日：2017.08.29