用于内燃发动机的活塞及往复式内燃发动机的制作方法

本实用新型总体上涉及往复式内燃发动机，并且更具体地涉及一种用于往复式内燃发动机的活塞。

背景技术：

往复式内燃发动机已知用于将来自燃料源的化学能转化为往复轴功率或旋转轴功率。在往复式发动机中，流体在由活塞、内部汽缸壁和汽缸盖限定的汽缸容积内被压缩，从而增加流体的压力和温度。流体可以包括例如燃料、氧化剂（诸如空气）或者它们的组合。在火花点火发动机中，燃料和氧化剂在汽缸容积的上游或汽缸容积内进行预混合，使得预混合的燃料和氧化剂的点火通过在汽缸容积内的间隙上产生电火花而启动。在压缩点火发动机中，汽缸容积内的燃料-氧化剂混合物响应于容积内的温度和压力的时间历程而自动点火。更特别地，在直接喷射压缩点火发动机中，在压缩循环的峰值附近将燃料喷射到汽缸容积中，并且在燃料喷射之后的自动点火延迟时间之后发生燃料和氧化剂的点火。由燃料-空气混合物的燃烧释放的热量起到推动活塞的作用，该活塞通常通过连杆将该作用传递到旋转曲轴。

发明名称为“用于机动车辆的热力发动机”、公开号为WO 2007/003817的国际公开（“'817公开”）旨在解决调整作为时间的函数的活塞发动机的燃烧室内的释热速率的问题。'817公开描述了一种具有碗状部的凹进表面的活塞。进一步地，在碗状部的表面上具有一个或多个凹凸部，其中一个或多个凹凸部相对于碗状部的平均表面凸出来或凹进去。

然而，在'817公开中所描述的凹凸部在一些应用中不能根据需要影响燃烧室的汽缸壁附近的流体进料运动。因此，需要用于往复式内燃发动机的改进的活塞。

应当理解，该背景描述仅仅用以帮助读者理解技术，且并不表示所指出的问题本身在本领域中已为人所知。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于内燃发动机的活塞，以调整燃烧室中的流体进料运动。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于内燃发动机的活塞，包括围绕活塞的纵向轴线周向延伸的环带、沿着径向方向设置在纵向轴线与环带之间的燃烧碗状部以及沿着径向方向设置在燃烧碗状部与环带之间的挤压面；其中，所述径向方向垂直于所述纵向轴线；所述挤压面包括设置在挤压面上的第一纹理表面，所述第一纹理表面包括多个第一凹进表面。

其中，所述第一纹理表面由以所述纵向轴线为中心的第一回转表面限定。

优选的，所述第一纹理表面还包括多个第一凸起表面。所述多个第一凹进表面中的至少一个凹进表面设置在所述多个第一凸起表面的相邻凸起表面之间，且所述多个第一凹进表面和所述多个第一凸起表面由以所述纵向轴线为中心的第一回转表面限定。

进一步的，所述燃烧碗状部包括第二纹理表面，所述第二纹理表面包括多个第二凹进表面。

又进一步的，所述燃烧碗状部包括以所述纵向轴线为中心的凸状环形表面，并且所述凸状环形表面包括所述第二纹理表面。

此外，所述挤压面包括以所述纵向轴线为中心的凸状环形表面，并且所述凸状环形表面包括所述第一纹理表面。

进一步的，所述挤压面在拐点处邻接所述燃烧碗状部，其中，所述挤压面的凸部过渡到所述燃烧碗状部的凹部。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种往复式内燃发动机，包括活塞，所述活塞包括围绕活塞的纵向轴线周向延伸的环带、沿着径向方向设置在纵向轴线与环带之间的燃烧碗状部以及沿着径向方向设置在燃烧碗状部与环带之间的挤压面；其中，所述径向方向垂直于所述纵向轴线；所述挤压面包括设置在挤压面上的第一纹理表面，所述第一纹理表面包括多个第一凹进表面。

上述技术方案通过将纹理表面添加到活塞的标称表面形状上，形成带纹理活塞设计，由此可以在其它设计约束条件内更好地实现流体进料运动的调整。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个方面的活塞的侧视图；

图2示出了根据本实用新型的一个方面的活塞的俯视图；

图3示出了根据本实用新型的一个方面的发动机的横截面示意图；

图4示出了根据本实用新型的一个方面的纹理表面的示意性横截面图；

图5示出了根据本实用新型的一个方面的纹理表面的示意性横截面图；

图6示出了根据本实用新型的一个方面的如图3中的A部所示的活塞的横截面图；

图7示出了根据本实用新型的另一个方面的如图3中的A部所示的活塞的横截面图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本实用新型的各方面，其中在全文中相同的附图标记表示相同的元件，除非另有说明。

图1示出了根据本实用新型的一个方面的活塞100的侧视图；图2示出了根据本实用新型的一个方面的活塞100的俯视图。活塞100包括冠部部分102并且可以包括裙部部分104。冠部部分102具有围绕活塞100的周向边缘的周向环带106。周向环带106可以包括在其间限定至少一个周向环槽110的两个或多个圆柱形表面108。周向环槽110中的每一个可用于固定本领域已知的压缩环、油环或其它活塞环。

圆柱形表面108中的至少一个以活塞100的纵向轴线112为中心。活塞100的径向方向114垂直于纵向轴线112延伸，并且活塞100的压缩方向116沿着纵向轴线112在远离活塞100的顶表面118的方向上延伸。周向方向120围绕活塞100的边缘垂直于径向方向114延伸。

活塞100的外直径122可以由圆柱形表面108之一的直径限定。然而，应当理解，两个或多个圆柱形表面108中的每一个可以具有不同的直径或相同的直径。相对于压缩方向116，顶表面118的外直径124可以由最上面的圆柱形表面126的直径限定。

活塞100的顶表面118从纵向轴线112延伸到顶表面118的外直径124。应当理解，活塞100的顶表面118可以包括在纵向轴线112与顶表面118的外直径124之间沿纵向方向112、径向方向114、周向方向120或者它们的组合延伸的特征。

活塞100的顶表面118可包括挤压面128和燃烧碗状部表面130。根据本实用新型的一个方面，挤压面128的至少一部分和燃烧碗状部表面130的至少一部分面向压缩方向116。这里，面向压缩方向116的表面可以意味着垂直于该表面的矢量具有在压缩方向116上的分量。根据本实用新型的另一方面，挤压面128整体面向压缩方向116。例如，挤压面128的内直径132可以由挤压面128的内边缘134限定，并且在内直径132与顶表面118的外直径124之间延伸的挤压面128的整体可面向压缩方向116。

图3示出了根据本实用新型的一个方面的发动机150的横截面示意图，其中截面平面包括纵向轴线112。发动机150包括：具有内表面154的发动机汽缸152，所述内表面154限定汽缸孔156；可滑动地设置在汽缸孔156内的活塞100；以及设置在发动机汽缸152的顶部上的汽缸盖158。活塞100可以通过连杆（未示出）可操作地联接到曲轴（未示出），所述连杆例如根据常规方法可枢转地联接到活塞100的销轴颈160。进一步地，活塞100可通过设置在一个或多个环槽110（见图1）中的一个或多个环162接合发动机汽缸152的内表面154。尽管在图3中仅示出了一个发动机汽缸152，但是应当理解，发动机150可以包括大于或等于一个的任何数量的发动机汽缸152。

燃烧室168可以由活塞100的顶表面118限定，所述顶表面118包括燃烧碗状部表面130和挤压面128、活塞环162、发动机汽缸152的内表面154；以及汽缸盖158的内表面170。在图3中，发动机150被示出在压缩方向116上当活塞100位于压缩冲程的上止点（TDC）附近时，活塞100与汽缸盖158之间的距离接近最小值。当活塞100在汽缸孔156内运动到下死点（BDC）处时，活塞100与汽缸盖158之间的距离接近最大值。

发动机150的压缩比可以被定义为当活塞100处于BDC时燃烧室168的容积除以活塞100处于TDC时燃烧室168的容积。根据本实用新型的一个方面，发动机150是压缩比不小于约12:1的压缩点火发动机。

汽缸盖158可以具有穿过其中的至少一个进气口172、穿过其中的至少一个排气口174或者它们的组合，使得氧化剂或者氧化剂和燃料的混合物可以经由至少一个进气口172进入燃烧室168中，并且燃烧产物可以经由至少一个排气口174离开燃烧室168。进气门和排气门可以例如根据本领域普通技术人员已知的常规方法选择性地阻断或实现进气口172或排气口174与燃烧室168之间的流体连通。图3中省略了进气门和排气门以提高其它特征的清晰度。

根据本实用新型的一个方面，发动机150是直接喷射压缩点火发动机，其包括至少一个燃料喷射器176，该至少一个燃料喷射器176具有设置在燃烧室168内的至少一个燃料喷射孔口177。高压燃料喷射器176可被配置成在压缩冲程的TDC附近将燃料喷射到燃烧室168中。进一步地，发动机150可基于本领域普通技术人员已知的往复式内燃发动机的四冲程循环、两冲程循环或任何其它热力循环而运行。

根据本实用新型的各方面，活塞100的顶表面118的任何部分可以包括纹理表面。如本文所描述的，包括纹理表面的表面可以是将标称表面与纹理表面叠加的结果，其中标称表面基本上是平滑的，而纹理表面包括至少两个凹进表面。

标称表面可包括平面表面、截头圆锥形表面、圆柱形表面、球形表面、椭圆形表面、多项式表面、环形表面、回转表面、它们的组合或者本领域已知的任何其它标称表面。如本文所使用的，术语“基本上平滑”是指具有形成标称表面的常规机械加工或其它制造工艺的典型粗糙度。根据本实用新型的一个方面，基本上平滑的表面具有不大于100微英寸的表面粗糙度。根据本实用新型的另一方面，基本上平滑的表面具有不大于20微英寸的表面粗糙度。根据本实用新型的另一方面，基本上平滑的表面是没有表面粗糙度的理论表面。

纹理表面可包括凹窝、凸块、滚花、细长沟道、它们的组合或者本领域已知的任何其它纹理表面。纹理表面的细长沟道可以通过正弦波形、锯齿波形、矩形波形、三角波形、扇形波形、它们的组合或者本领域已知的任何其它波形来表征。此外，表征纹理表面的细长沟道可以是由围绕轴线的回转表面形成的连续沟道。

标称表面与纹理表面叠加以限定所得表面的结构可以通过从标称表面实际或虚拟地去除材料、向标称表面实际或虚拟地添加材料或者它们的组合来实现。然而，应当理解，根据本实用新型的各方面所述的纹理表面的实际制造不一定需要制造标称表面本身，随后修改标称表面以实现纹理表面。相反，根据本实用新型的一些方面，标称表面和纹理表面的叠加可以在相同的制造步骤（包括机械加工、铸造、锻造、焊接、3D打印、它们的组合或者本领域已知的任何其它制造方法）中制造。

纹理表面的深度或幅度可以通过从标称表面到纹理表面的峰的距离和从标称表面到纹理表面的谷的距离之和来表征。例如，如图4所示，根据本实用新型的一个方面，凹窝纹理表面402叠加在标称平面表面404上。在该特定实例中，标称平面表面404与凹窝纹理表面402的峰406重合。进一步地，凹窝纹理表面402的谷与标称平面表面404间隔距离408，距离408垂直于标称平面表面404。因此，在图4所示的具体实例中，纹理表面的深度或幅度是距离408。进一步地，图4示出了通过从标称表面去除材料将纹理表面叠加到标称表面上的实例。

应当理解，凹窝纹理表面402包括至少两个凹部410。如图4所示，凹窝纹理表面402包括至少四个凹部。图4是包括至少两个凹进表面但不包括任何凸起表面的纹理表面的非限制性实例。

如图5所示，根据本实用新型的一个方面，正弦形纹理表面422叠加在标称圆柱形表面424上。在图5中，正弦形纹理表面422的峰与标称圆柱形表面424间隔第一距离426，并且正弦形纹理表面422的谷与标称圆柱形表面424间隔第二距离428。因此，在图5所示的具体实例中，纹理表面的深度或幅度是第一距离426和第二距离428之和，其中第一距离426和第二距离428中的每一个垂直于标称圆柱形表面424。此外，图5示出了通过从标称表面去除材料和向标称表面添加材料将纹理表面叠加到标称表面上的实例。

正弦形纹理表面422包括至少两个凹部430。如图5所示，正弦形纹理表面422包括至少三个凹部。图5是既包括凹进表面又包括凸起表面的纹理表面的非限制性实例。

根据本实用新型的一个方面，纹理表面具有大于或等于0.001英寸的深度或幅度。根据本实用新型的另一方面，纹理表面具有大于或等于0.01英寸的深度或幅度。根据本实用新型的另一方面，纹理表面具有大于该纹理表面叠加在其上的标称表面的表面粗糙度的深度或幅度。

图6示出了根据本实用新型的一个方面的如图3中的A部所示的活塞100的详细截面图。与图1和图2中所示的活塞100类似，图6中所示的活塞100具有上表面118，该上表面118包括燃烧碗状部表面130和挤压面128，其中燃烧碗状部表面130沿着径向方向114设置在挤压面128与纵向轴线112之间。然而，图6中的挤压面128包括由第一标称表面和第一纹理表面的叠加限定的第一挤压表面500。

第一挤压表面500的标称表面可以是由截面半径502和回转轴线504限定的环形表面，使得第一挤压表面500在由压缩方向116和径向方向114限定的平面中相对于压缩方向116具有凸起轮廓。根据本实用新型的一个方面，回转轴线504与纵向轴线112同轴，但是应当理解，回转轴线504不一定与纵向轴线112同轴。可选地，第一挤压表面500的标称表面可以是围绕回转轴线504的截头圆锥形回转表面，使得第一挤压表面500的标称表面在由压缩方向116和径向方向114限定的平面中相对于压缩方向116既不凸起也不凹进。

第一纹理表面可以由在包括压缩方向116和径向方向114的平面中包括波形轮廓的回转表面限定。第一纹理表面的波形轮廓可以通过例如正弦形轮廓或扇形轮廓来表征。可选地或另外，第一纹理表面可以通过凹窝来表征。

挤压面128可以包括沿着径向方向114设置在第一挤压表面500与最上面的圆柱形表面126之间的第二挤压表面506。第二挤压表面506可以是环形平面表面或围绕回转轴线504的截头圆锥形回转表面。第二挤压表面506可以邻接最上面的圆柱形表面126。可选地或另外，第二挤压表面506可以邻接第一挤压表面500。根据本实用新型的一个方面，第二挤压表面506可以是基本上平滑的，并因此不包括纹理表面。

挤压面128可以包括沿着径向方向114设置在第一挤压表面500与燃烧碗状部表面130之间的第三挤压表面508。第三挤压表面508可以是由截面半径510和回转轴线504限定的环形表面，使得第三挤压表面508在由压缩方向116和径向方向114限定的平面中相对于压缩方向116具有凸起轮廓。根据本实用新型的一个方面，第三挤压表面508的截面半径510小于第一挤压表面500的截面半径502。

第三挤压表面508可以邻接第一挤压表面500。可选地或另外，第三挤压表面508可以邻接燃烧碗状部表面130的凹进碗状部表面520。因此，第三挤压表面508相对于由压缩方向116和径向方向114限定的平面中的压缩方向116可限定在第一挤压表面500的标称凸起轮廓与凹进碗状部表面520的标称凹进轮廓之间过渡的拐点522。根据本实用新型的一个方面，拐点522限定了挤压面128的内径向边界和燃烧碗状部表面130的外径向边界。

仍然参照图6，燃烧碗状部表面130包括第一碗状部表面524，当第一碗状部表面524远离纵向轴线112径向延伸时，第一碗状部表面524远离压缩方向116延伸。如图6所示，第一碗状部表面524可以由标称截头圆锥形表面和第二纹理表面的叠加限定。标称截头圆锥形表面可以与径向方向114形成小于90°的角526。根据本实用新型的一个方面，角526不大于45度。第二纹理表面可以由具有正弦形轮廓、扇形轮廓或者本领域已知的任何其它周期性表面轮廓的回转表面限定。可选地或另外，第二纹理表面可以通过凹窝来表征。

燃烧碗状部表面130还包括沿着径向方向114设置在第一碗状部表面524与挤压面128之间的凹进碗状部表面520。凹进碗状部表面520可以由标称环形表面和第三纹理表面的叠加限定。凹进碗状部表面520的标称环形表面可以通过截面半径528和回转轴线​​504来表征。

根据本实用新型的一个方面，第一碗状部表面524的织构轮廓可以延伸至凹进碗状部表面520的径向最内部分的一部分。可选地或另外，凹进碗状部表面520的径向最外部分的一部分可以包括纹理表面。根据本实用新型的另一方面，位于凹进碗状部表面520的径向最内部分与径向最外部分之间的凹进碗状部表面520的径向中心部分可以是基本上平滑的，并因此没有纹理表面。

凹进碗状部表面520的织构可由具有正弦形轮廓、扇形轮廓或者本领域已知的任何其它周期性表面轮廓的回转表面限定。可选地或另外，凹进碗状部表面520的织构可以通过凹窝来表征。根据本实用新型的一个方面，凹进碗状部表面520的截面半径528大于第三挤压表面508的截面半径510。

图7示出了根据本实用新型的另 一个方面的如图3中的A部所示的活塞100的详细截面图。

与图1和图2中所示的活塞100类似，图7中所示的活塞100具有包括燃烧碗状部表面130和挤压面128的上表面118，其中燃烧碗状部表面130沿着径向方向114设置在挤压面128与纵向轴线112之间。然而，图7中的燃烧碗状部表面130包括第一碗状部表面600、第二碗状部表面602和第三碗状部表面604，并且挤压面128包括第一挤压表面606。

第一挤压表面606沿着径向方向114位于纵向轴线112与最上面的圆柱形表面126之间。根据本实用新型的一个方面，第一挤压表面606邻接最上面的圆柱形表面126。可选地或另外，第一挤压表面606可以邻接燃烧碗状部表面130。

第一挤压表面606的结构可以由第一标称环形表面和第一纹理表面的叠加限定，并且可以被称为“倒角”。第一标称环形表面可以由截面半径610和回转轴线612限定。虽然回转轴线612可以与纵向轴线112同轴，但是应当理解，回转轴线612不一定与纵向轴线112同轴。第一标称环形表面在由压缩方向116和径向方向114限定的平面中相对于压缩方向116是凸起的。

第一挤压表面606的第一纹理表面可以由在包括压缩方向116和径向方向114的平面中包括波形轮廓的回转表面限定。第一纹理表面的波形轮廓可以通过例如正弦形轮廓或扇形轮廓来表征。可选地或另外，第一纹理表面可以通过凹窝来表征。

根据本实用新型的一个方面，第一挤压表面606的织构的深度或幅度可以在从截面半径610的约0.003倍至截面半径610的约0.009倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第一挤压表面606的织构的深度或幅度可以在从截面半径610的约0.005倍至截面半径610的约0.007倍的范围内。

根据本实用新型的一个方面，第一挤压表面606的织构的波长可以在从截面半径610的约0.2倍至截面半径610的约0.4倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第一挤压表面606的织构的波长可以在从截面半径610的约0.30倍至截面半径610的约0.34倍的范围内。

第一挤压表面606可以邻接第三碗状部表面604，第三碗状部表面604在包括压缩方向116和径向方向114的平面中相对于压缩方向116具有凹进轮廓。因此，第一挤压表面606可在拐点614处邻接第三碗状部表面604，其中第一挤压表面606的凸部过渡到第三碗状部表面604的凹部。进一步地，挤压面128可以被限定为沿着径向方向114位于拐点614与最上面的圆柱形表面126之间。

第一碗状部表面600沿着径向方向114位于纵向轴线112与挤压面128之间。第一碗状部表面600的结构可以由第二标称环形表面和第二纹理表面的叠加限定。第二标称环形表面可以由截面半径620和回转轴线612限定。根据本实用新型的一个方面，第二标称环形表面在包括压缩方向116和径向方向114的平面中相对于压缩方向116是凸起的。

第一碗状部表面600的第二纹理表面可以由在包括压缩方向116和径向方向114的平面中包括波形轮廓的回转表面限定。第二纹理表面的波形轮廓可以通过例如正弦形轮廓或扇形轮廓来表征。可选地或另外，第二纹理表面可以通过凹窝来表征。

根据本实用新型的一个方面，第一碗状部表面600的织构的深度或幅度可以在从截面半径620的约0.0008倍至截面半径620的约0.0012倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第一碗状部表面600的织构的深度或幅度为截面半径620的约0.001倍。

根据本实用新型的一个方面，第一碗状部表面600的织构的波长可以在从截面半径620的约0.01倍至截面半径620的约0.1倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第一碗状部表面600的织构的波长可以在从截面半径620的约0.02倍至截面半径620的约0.08倍的范围内。

第二碗状部表面602沿着径向方向114位于第一碗状部表面600与挤压面128之间。第二碗状部表面602的结构可以由第三标称环形表面和第三纹理表面限定。第三标称环形表面可以由截面半径630和回转轴线612限定。根据本实用新型的一个方面，第三标称环形表面在包括压缩方向116和径向方向114的平面中相对于压缩方向116是凸起的。可选地，第二碗状部表面602的结构可以由标称截头圆锥形表面和第三纹理表面的叠加限定。

第二碗状部表面602的第三纹理表面可以由在包括压缩方向116和径向方向114的平面中包括波形轮廓的回转表面限定。第三纹理表面的波形轮廓可以通过例如正弦形轮廓或扇形轮廓来表征。可选地或另外，第三纹理表面可以通过凹窝来表征。

根据本实用新型的一个方面，第二碗状部表面602的织构的深度或幅度可以在从截面半径630的约0.0008倍至截面半径630的约0.0012倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第二碗状部表面602的织构的深度或幅度为截面半径630的约0.001倍。

根据本实用新型的一个方面，第二碗状部表面602的织构的波长可以在从截面半径630的约0.01倍至截面半径630的约0.1倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第二碗状部表面602的织构的波长可以在从截面半径630的约0.02倍至截面半径630的约0.08倍的范围内。

第二碗状部表面602可以邻接第一碗状部表面600。进一步地，第二碗状部表面602可以在尖端632处邻接第一碗状部表面600，因为第二碗状部表面602和第一碗状部表面600在包括压缩方向116和径向方向114的平面中相对于压缩方向116都是凸起的。

第三碗状部表面604沿着径向方向114位于第二碗状部表面602与挤压面128之间。第三碗状部表面604的结构可以由第四标称环形表面和第四纹理表面的叠加限定。第四标称环形表面可以由截面半径640和回转轴线612限定。根据本实用新型的一个方面，第四标称环形表面在包括压缩方向116和径向方向114的平面中相对于压缩方向116是凹进的。

第三碗状部表面604的第四纹理表面可以由在包括压缩方向116和径向方向114的平面中包括波形轮廓的回转表面限定。第四纹理表面的波形轮廓可以通过例如正弦形轮廓或扇形轮廓来表征。可选地或另外，第四纹理表面可以通过凹窝来表征。

根据本实用新型的一个方面，第三碗状部表面604的织构的深度或幅度可以在从截面半径640的约0.003倍至截面半径640的约0.009倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第三碗状部表面604的织构的深度或幅度可以在从截面半径640的约0.005倍至截面半径640的约0.007倍的范围内。

根据本实用新型的一个方面，第三碗状部表面604的织构的波长可以在从截面半径640的约0.2倍至截面半径640的约0.4倍的范围内。根据本实用新型的另一方面，第三碗状部表面604的织构的波长可以在从截面半径640的约0.30倍至截面半径640的约0.34倍的范围内。

第三碗状部表面604可以邻接第二碗状部表面602。进一步地，第三碗状部表面604可在拐点642处邻接第二碗状部表面602，其中第二碗状部表面602的凸部过渡到第三碗状部表面604的凹部。

本文所描述的任何回转表面可围绕其相应的回转轴线完全地或360°地延伸。然而，应当理解，回转表面不一定完全围绕被认为是本文所考虑的回转表面的其相应的回转轴线延伸。

本文所描述的任何周期性波形或轮廓可以具有恒定幅度、具有恒定波长或者既具有恒定幅度又具有恒定波长。然而，应当理解，纹理表面的幅度、波长或者这两者可以在纹理表面上变化，并且仍然被认为是本文所考虑的周期性波形或轮廓。

工业实用性

本实用新型一般可应用于往复式内燃发动机，并且更具体地可应用于往复式内燃发动机的活塞。

应当理解，包括活塞100的发动机150可以被结合到机器中以提供用于使机器运行的机械动力。机器可以是越野车辆，诸如在运输中使用的卡车，或者可以是执行与工业（诸如采矿、建筑、农业、运输、林业或本领域已知的任何其它工业）相关联的操作的任何其它类型的机器。例如，机器可以是非公路用卡车、公路用卡车、机车、海用机器、掘土机（诸如轮式装载机、挖掘机、自动倾卸卡车、反铲挖土机或自动平地机）、材料输送机、伐木归堆机等等。术语“机器”还可以指固定设备，诸如由内燃发动机驱动以产生电力的发电机。

活塞100的顶表面118的形状可以被设计，以减少排放、增加部件寿命、促进可操作性、提高性能、降低成本或者它们的组合。特别地，活塞100的顶表面118的不同部分可以被设计，以促进一组对于活塞的该部分唯一的度量，至少部分地因为活塞的不同部分在不同的混合阶段和/或反应进程中容纳流体。

例如，设计者可以使燃烧碗状部表面130沿着燃烧碗状部表面130的径向内部部分成形以促进来自燃料喷射器176的燃料射流与氧化剂之间的混合，而不将燃料射流直接冲击到燃烧碗状部表面130的径向内部部分上，并且很大程度上没有通过氧化剂与喷射的燃料之间的化学反应的辅助。然而，沿着燃烧碗状部表面130的径向外部部分并且沿着挤压面128发生了大量的化学反应，因此设计者可能希望控制反应流体以在燃烧室168内实现特定的流体进料运动，而不是增强纯喷射混合。具体地，例如，设计者可以以燃料的反应射流与汽缸孔156的内表面154之间的特定相互作用来控制颗粒排放为目标。

在燃烧室168的外径向区域内实现期望的进料运动的活塞结构可以受到活塞重量、汽缸盖158设计、活塞100内的热传递、活塞结构特征的材料厚度、目标活塞100寿命、目标压缩比、它们的组合以及本领域已知的任何其它活塞设计约束条件的限制。因此，申请人寻求活塞结构设计的新的自由度以更好地调整燃烧室168中的流体进料运动以促进某些度量，同时满足其它实际设计约束条件。结果，申请人发现，通过将织构特征添加到标称活塞表面形状上，带纹理活塞设计可以在其它设计约束条件内更好地实现流体进料运动目标，以这种方式不能提供具有基本上平滑的表面的活塞设计。

在一个非限制性应用中，通过使用标称光滑表面与纹理表面的叠加有利地抑制流动在从燃烧碗状部表面130的径向外部部分到挤压面128的过渡中与活塞顶表面118分离，申请人发现了用于挤压面128并且任选地用于燃烧碗状部表面130的径向外部部分的活塞表面设计。结果，申请人发现了可以更好地控制颗粒排放同时满足其它设计约束条件的带纹理活塞表面设计。

此外，申请人发现了使用标称光滑表面与纹理表面的叠加可以更好地控制氮氧化物（NOx）的排放的用于燃烧碗状部表面130的径向内部部分的活塞表面设计。当燃料射流流过燃烧碗状部表面130的内径向部分时，在液体燃料射流与氧化剂之间的界面附近形成了燃料和氧化剂的混合物。进而，申请人发现了向燃烧碗状部表面130的径向内部部分添加织构可有利地增强燃料-氧化剂混合物自动点火之前的混合，从而通过降低由燃料-氧化剂混合物的自动点火产生的火焰温度可以减少NOx的产生并促进随后的扩散模式燃烧的清洁燃烧。

应当理解，前面的描述提供了所公开的系统和技术的实例。然而，可以预期的是，本实用新型的其它实现方式可以在细节上与前面的实例不同。对本实用新型或其实例的所有参考旨在提及在那一点所讨论的特定实例，且不旨在更一般地暗示对本实用新型的范围的任何限制。关于某些特征的区别和贬低的所有语言旨在表示缺乏对这些特征的偏好，但不是将其完全排除在本实用新型的范围之外，除非另有说明。

除非本文另有说明，否则本文中数值范围的叙述仅仅旨在用作单独提及的落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独的值被并入说明书中，如同其被单独叙述。