专利名称：一种高压缩比汽油机专用活塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽油机活塞，特别涉及一种高压缩比汽油机专用活塞。
背景技术：
由于高压缩比汽油机具有改善燃油经济性和排放性能的特点，是降低油耗以及减少尾气排放的有效措施之一。目前，为了提高汽油机的压缩比，主要措施为采用不同的燃烧室、稀薄燃烧、分层燃烧、多气门或多火花塞等技术，尽管它们在一定程度上提升了燃油经济性及改善了尾气排放，但这些措施仍具有成本较高、结构较复杂等缺点，而通过修改活塞顶部燃烧室形状来提高压缩比，进而提升燃油经济性，具有结构简单、成本较低等优势。目前，普通的活塞顶部一般为平顶，虽然其具有结构简单、面容比低、燃烧室火焰传播速度较快等特点，具有较好的燃烧性能，但其不易于与气缸盖壁面很好的配合而形成更好的燃烧涡流运动，导致燃烧效率低下，且为了提高其压缩比，需要增加活塞顶部的厚度，从而进一步减小火花塞与活塞顶部的间隙，当活塞运动到上止点的时候有破坏初期发展火焰面的风险，不利于燃烧的初期发展，有降低燃烧效率的风险。另外，平顶式的活塞质量重，使得往复惯性力大，进而使得连杆曲轴的疲劳使用寿命短。
发明内容本实用新型的 目的在于提出一种高压缩比汽油机专用活塞，能促进可燃混合气体在燃烧室的均匀分布，且能减少活塞质量、减小活塞往复惯性力。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:一种高压缩比汽油机专用活塞，包括活塞顶部，在活塞顶部中央开设有一个活塞顶部凹坑，在活塞顶部凹坑的前后侧设置有活塞顶部侧面，在活塞顶部凹坑与活塞顶部侧面之间形成活塞顶部凸起；在活塞顶部凹坑的左右两侧通过活塞顶部倒角分别连接有进气门避让斜面和排气门避让斜面。在所述进气门避让斜面的左侧设置有进气侧平顶，所述进气侧平顶两端与所述进气门避让斜面之间开设有进气门坑，该进气门坑与进气侧平顶之间通过进气门坑底部倒角及进气门坑上部倒角过渡连接；所述进气侧平顶中段与进气门避让斜面之间通过进气门避让斜面倒角过渡连接。在所述排气门避让斜面的右侧设置有排气侧平顶，所述进气侧平顶两端与所述排气门避让斜面之间开设有排气门坑，该排气门坑与排气侧平顶之间通过排气门坑底部倒角及排气门坑上部倒角过渡连接；所述排气侧平顶中段与排气门避让斜面之间通过排气门避让斜面倒角过渡连接。所述活塞顶部侧面与进气门避让斜面之间通过进气门坑侧面倒角过渡连接；所述活塞顶部侧面与排气门避让斜面之间通过排气门坑侧面倒角过渡连接。为了减少活塞的重量、减小活塞的往复惯性力，于是，在所述活塞顶部的内腔上部设有减重凹槽。所述活塞顶部凹坑表面呈椭圆球形，其椭圆球心处于活塞本体中心线上。[0011 ] 本实用新型所述高压缩比汽油机活塞由于活塞顶部设置不同的凹坑和凸起形状，使得新鲜空气和燃油经进气门坑进入燃烧室后受到上述区域的导向和扰流作用，形成强烈的缸内气体运动，促进了可燃混合气在燃烧室内的均匀分布，提高了燃烧效率。由于活塞顶部凹坑采用的椭圆形球面，其面容比相较于球形或者其他复杂面都较小，因此其壁面换热损失较小，具有较高的热效率。另外，通过设置减重凹槽，减少了活塞的重量进而减小了活塞的往复惯性力，从而增加连杆曲轴的疲劳使用寿命，同时还保证了活塞顶部厚度的均匀性，有利于热量的传递，避免了热负荷过度集中。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中的A-A视图；图3为图1中的B-B视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明:如图1、图2及图3所示，一种高压缩比汽油机专用活塞，包括活塞顶部3，在活塞顶部中央开设有一个活塞顶部凹坑31，在活塞顶部凹坑的前后侧设置有活塞顶部侧面32，在活塞顶部凹坑3与活塞顶部侧面32之间形成活塞顶部凸起33。为了避让进气门、排气门的运动，防止进气门、排气门与活塞顶部相撞，于是，在活塞顶部凹坑31的左右两侧通过活塞顶部倒角36分别连接有进气门避让斜面16和排气门避让斜面26，所述活塞顶部倒角36为4 6°。
·[0018]在所述进气门避让斜面16的左侧设置有进气侧平顶11，所述进气侧平顶11的两端与所述进气门避让斜面16之间开设有进气门坑12，该进气门坑与进气侧平顶之间通过进气门坑底部倒角13及进气门坑上部倒角14过渡连接，所述进气侧平顶11中段与进气门避让斜面之间通过进气门避让斜面倒角15过渡连接。在所述排气门避让斜面26的右侧设置有排气侧平顶21，所述排气侧平顶21的两端与所述排气门避让斜面26之间开设有排气门坑22，该排气门坑与排气侧平顶之间通过排气门坑底部倒角23及排气门坑上部倒角24过渡连接，所述排气侧平顶21中段与排气门避让斜面之间通过排气门避让斜面倒角25过渡连接。所述活塞顶部侧面32与进气门避让斜面16之间通过进气门坑侧面倒角34过渡连接；所述活塞顶部侧面32与排气门避让斜面26之间通过排气门坑侧面倒角35过渡连接。为了减少活塞的重量、减小活塞的往复惯性力，于是，在所述活塞顶部3的内腔上部设有减重凹槽4，所述减重凹槽4的顶面与所述活塞顶部3的顶面之间的厚度为4.5
6.5mm,所述减重凹槽4的侧面与活塞顶部3的侧面之间的厚度为4 6mm。通过设置减重凹槽4，不仅可以减少活塞的重量进而减小活塞的往复惯性力，从而增加连杆曲轴的疲劳使用寿命，而且还可以保证活塞顶部厚度的均匀性，还有利于热量的传递，避免热负荷过度集中。所述活塞顶部凹坑31表面呈椭圆形球面，其椭圆球心处于活塞本体中心线上，其长轴为40 80mm,短轴长度为32 38mm。由于在相同压缩比的情况下,椭圆形球面面容比相较于球形面或者其他复杂面都较小，因此其壁面换热损失较小，具有较高的热效率。如图2所示，所述活塞顶部凸起33的高度为4 5mm。如图2所示，所述活塞顶部侧面32与活塞顶部3所在平面之间角度a为50 60。。本实用新型通过改变活塞顶部形状为椭圆球形面，设置活塞顶部凸起33和活塞顶部凹坑31，当新鲜空气与燃油的混合气体由进气门坑12进入燃烧室，分别通过燃烧室的凸起33、凹坑31和平面11时，受到各个区域的导向和扰流作用，在大压缩比、活塞顶部间隙较小的情况下，发动机进气和压缩过程中形成强烈的旋流，促进可燃混合气体在燃烧室的均匀分布，有利于可燃混合气的正常点燃和燃烧效率的提高。在相同压缩比情况下，活塞顶部采用椭圆形球面比顶部厚度比采用平顶较薄，这样，避免 了活塞运动到上止点时破坏火焰面的风险，保证了热量的传播。
权利要求1.一种高压缩比汽油机专用活塞，包括活塞顶部(3)，其特征在于:在活塞顶部中央开设有一个活塞顶部凹坑(31)，在活塞顶部凹坑的前后侧设置有活塞顶部侧面(32)，在活塞顶部凹坑(31)与活塞顶部侧面(32 )之间形成活塞顶部凸起(33 );在活塞顶部凹坑(31)的左右两侧通过活塞顶部倒角(36)分别连接有进气门避让斜面(16)和排气门避让斜面(26)； 在所述进气门避让斜面(16)的左侧设置有进气侧平顶(11)，所述进气侧平顶(11)两端与所述进气门避让斜面(16)之间开设有进气门坑(12)，该进气门坑与进气侧平顶之间通过进气门坑底部倒角(13)和进气门坑上部倒角(14)过渡连接，所述进气侧平顶中段与进气门避让斜面之间通过进气门避让斜面倒角(15)过渡连接； 在所述排气门避让斜面(26)的右侧设置有排气侧平顶(21)，所述排气侧平顶(21)两端与所述排气门避让斜面(26)之间开设有排气门坑(22)，该排气门坑与排气侧平顶之间通过排气门坑底部倒角(23)和排气门坑上部倒角(24)过渡连接，所述排气侧平顶中段与排气门避让斜面之间通过排气门避让斜面倒角(25)过渡连接； 所述活塞顶部侧面(32)与进气门避让斜面(16)之间通过进气门坑侧面倒角(34)过渡连接；所述活塞顶部侧面(32)与排气门避让斜面(26)之间通过排气门坑侧面倒角(35)过渡连接； 在所述活塞顶部(3)的内腔上部设有减重凹槽(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高压缩比汽油机专用活塞，其特征在于:所述减重凹槽(4)的顶面与所述活塞顶部(3)的顶面之间的厚度为4.5 6.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种高压缩比汽油机专用活塞，其特征在于:所述减重凹槽(4)的侧面与活塞顶 部(3)的侧面之间的厚度为4 6mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种高压缩比汽油机专用活塞，其特征在于:所述活塞顶部凹坑(31)表面呈椭圆球形，其椭圆球心处于活塞本体中心线上，其长轴为40 80mm，短轴长度为32 38mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种高压缩比汽油机专用活塞，其特征在于:所述活塞顶部凸起(33)的高度为4 5mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种高压缩比汽油机专用活塞，其特征在于:所述活塞顶部倒角(36)为4 6°。
7.根据权利要求1或2所述的一种高压缩比汽油机专用活塞，其特征在于:所述活塞顶部侧面(32)与活塞顶部(3)所在平面之间角度为50 60°。
专利摘要本实用新型公开了一种高压缩比汽油机专用活塞，包括活塞顶部，在活塞顶部中央开设有一个活塞顶部凹坑，在活塞顶部凹坑的前后侧设置有活塞顶部侧面，在活塞顶部凹坑与活塞顶部侧面之间形成活塞顶部凸起；在活塞顶部凹坑的左右两侧通过活塞顶部倒角分别连接有进气门避让斜面和排气门避让斜面；在所述活塞顶部的内腔上部设有减重凹槽。本实用新型能促进可燃混合气体在燃烧室的均匀分布，且能减少活塞质量、减小活塞往复惯性力。
文档编号F02F3/24GK203114446SQ20132008018
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者肖贵坚, 蒋继科, 聂相虹, 李小勇, 林翰, 伍建撰 申请人:重庆长安汽车股份有限公司