专利名称：一种柴油发动机活塞头部结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及柴油机活塞燃烧室，尤其涉及低排放柴油机活塞燃烧室。
背景技术：
目前，我国生产的直喷柴油机中，活塞顶部采用"燃烧室已比较广 泛，这种燃烧室的结构、形状、尺寸以及在活塞顶部的位置对缸内气流运 动和油气混和都有较大的影响，因而直接影响到柴油机的燃烧性能。现在
直喷式柴油机的燃烧室多釆用直口 co型燃烧室，当釆用推迟喷油降低NOx 时，其排气烟度上升很快，这是因为这种燃烧室，造成顶隙部分的火焰补 冷却而产生大量的碳烟；另外由于燃烧室的口部为直口结构，挤流面积较 小，因此不能形成足够的挤流，故空气利用率偏低，造成燃料和空气的混 和效果降低，无法形成理想的可燃混合气，燃烧不充分，造成排放性能无 法达到环保要求。针对上述问题，目前有一种活塞燃烧室为缩口 "燃烧 室，该燃烧室较直口 o)燃烧室能增加燃烧室的挤流作用，以提高空气的 利用率，但由于燃烧室的径深比大多较小，不能很好地平衡性能与排放之 间的关系，同时中部凸台平面较小，燃烧室内的空气利用率偏低。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型旨在提供一种柴油发动机活塞 头部结构。该结构充分利用活塞头部缩口燃烧室油气混合加强的特点，使得喷油可以更加推迟，为降低NOx创造了有利条件，活塞头部縮口燃烧室 加强了缸内后期燃烧的气流运动，促进了后期燃烧的进行，有利于所生成 的碳烟氧化。
本实用新型釆用的技术方案为
一种柴油发动机活塞头部结构，其活塞直径为100- 120mm,活塞头 部的缩口w型燃烧室直径为60- 65mm，缩口直径为50- 60mm，深度为 20-25mm，缩口角度为40-45° ,底部圆弧半径为8-9mm，中央凸台锥角为 135-145° ，中央凸台深度为8-10mm,斜面与底部圆弧面的过渡圆角半径 为2-3mm,喉口部分与顶面过渡圆角半径为1-3mm,喉口部分与底部圆弧面 的过渡圆角半径为5-7mm。
所述活塞直径为110mm，活塞头部的缩口 co型燃烧室直径为62. 5mm， 缩口直径为56mm，深度为22. 5mm,缩口角度为42° ，底部圆弧半径为8. 5腿, 中央凸台锥角为140。，中央凸台深度为9mm,斜面与底部圆弧面的过渡 圆角半径为2. 5mm，喉口部分与顶面过渡圆角半径为2mm，喉口部分与底部 圆弧面的过渡圆角半径为6mm。
所述活塞头部的燃烧室口径比和径深比分别为0.84和2.91，燃烧室 凹坑容积为52. 09mL，死区容积为19. 901mL,压缩比s等于17. 5 ，容积利 用率K等于0.724。
本实用新型通过改进活塞头部结构，合理增大活塞头部的燃烧室口径 比和径深比，同时增大活塞头部缩口和燃烧室底台体积，充分利用底台的 导流作用，形成所要求的挤流和逆流，促进油气混合，在对发动机改动最 小的情况下，通过燃烧室与燃油喷射系统的合理匹配，可以使得发动机排放达国III水平，若应用到企业生产中，会大大节省企业的研发成本，促 进重型车排放的升级换代，具有较好的社会效益和经济效益。
图l是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图l所示，活塞l的直径为110mm,活塞头部釆用缩口 co型燃烧室 2,其直径为62. 5咖，缩口直径为56mm,深度为22. 5mm，缩口角度为42 ° ，底部圆弧半径为8. 5mm，中央凸台锥角为140。，中央凸台深度9mm, 斜面与底部圆弧面的过渡圆角R=2. 5mm,喉口部分与顶面过渡圆角R-2mm, 喉口部分与底部圆弧面的过渡圆角R=6mm,同时增大活塞头部缩口燃烧室 底台体积，充分利用底台的导流作用，形成所要求的挤流和逆流，促进油 气混合，在压缩比保持不变时等于相对增加燃烧室周边的体积，可以提高 空气利用率，这对提高发动机动力性、经济性和排放性能有着积极的意义。 本实用新型通过对柴油机进气系统、喷油规律及气缸盖总体布置得分 析，合理布置活塞顶部w燃烧室形状和尺寸，合理增大活塞头部的燃烧 室口径比和径深比，在燃烧室直径不变的条件下，适当增大中部凸台体积， 并增大中部凸台斜面锥角，同时通过燃烧室与燃油喷射系统的合理匹配， 可以使得发动机排放达国III水平。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都 可得出其它各种形式的产品。但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是 与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
权利要求1、一种柴油发动机活塞头部结构，其特征在于，活塞直径为100-120mm，活塞头部的缩口ω型燃烧室直径为60-65mm，缩口直径为50-60mm，深度为20-25mm，缩口角度为40-45°，底部圆弧半径为8-9mm，中央凸台锥角为135-145°，中央凸台深度为8-10mm，斜面与底部圆弧面的过渡圆角半径为2-3mm，喉口部分与顶面过渡圆角半径为1-3mm，喉口部分与底部圆弧面的过渡圆角半径为5-7mm。
2、 根据权利要求l所述的柴油发动机活塞头部结构，其特征在于， 所述活塞直径为110mm，活塞头部的缩口co型燃烧室直径为62. 5mm,缩口 直径为56mm，深度为22. 5mm,缩口角度为42° ，底部圆弧半径为8. 5mm, 中央凸台锥角为140。，中央凸台深度为9mm,斜面与底部圆弧面的过渡 圆角半径为2. 5mm,喉口部分与顶面过渡圆角半径为2mm，喉口部分与底部 圆弧面的过渡圆角半径为6mm。
3、 根据权利要求l所述的柴油发动机活塞头部结构，其特征在于，所 述活塞头部的燃烧室口径比和径深比分别为O. 84和2.91，燃烧室凹坑容积 为52. 09mL，死区容积为19. 901mL，压缩比e等于17. 5，容积利用率K等于 0. 724 。
专利摘要本实用新型公开了一种柴油发动机活塞头部结构，其活塞直径为100-120mm，活塞头部的缩口ω型燃烧室直径为60-65mm，缩口直径为50-60mm，深度为20-25mm，缩口角度为40°-45°，底部圆弧半径为8-9mm，中央凸台锥角为135°-145°，中央凸台深度为8-10mm，斜面与底部圆弧面的过渡圆角半径为2-3mm，喉口部分与顶面过渡圆角半径为1-3mm，喉口部分与底部圆弧面的过渡圆角半径为5-7mm。该结构充分利用活塞头部缩口燃烧室油气混合加强的特点，使得喷油可以更加推迟，为降低NO<sub>X</sub>创造了有利条件，活塞头部缩口燃烧室加强了缸内后期燃烧的气流运动，促进了后期燃烧的进行，有利于所生成的碳烟氧化，可以明显降低发动机的排放。
文档编号F02F3/26GK201232593SQ20082012732
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者宫宝利 申请人:中国汽车工程研究院有限公司