深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，该燃烧室由导流槽、深凹坑燃烧室和凸台三部分组成；所述导流槽位于活塞顶部喷油器方向，且由活塞顶部边缘向下倾斜延伸至深凹坑燃烧室的顶部边缘；凸台位于深凹坑燃烧室顶部边缘与导流槽相对的位置。本实用新型能够降低深凹坑内气流速度，减少燃烧室内大尺度气流对深凹坑内气流速度的影响，并且能够保持深凹坑内的燃油量；使得火花塞附近能够形成速度和空燃比适宜点燃的混合气，增大了同一喷油正时下的点火窗口，实现了稳定点火和快速燃烧，进而提高了燃烧稳定性和发动机的燃油经济性的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室。
【专利说明】深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发动机燃烧系统【技术领域】，特别涉及一种缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室。
【背景技术】
[0002]随着汽油缸内直喷发动机技术的不断进步，汽油缸内直喷燃烧系统也获得了快速发展。活塞顶部燃烧室是汽油缸内直喷燃烧系统的重要组成部分，对发动机性能及燃烧具有非常大的影响。不同的燃烧系统基于不同的混合气组织形式，活塞顶部形状也有很大差另IJ。大众汽车公司TSI发动机燃烧系统采用浅盆形燃烧室与侧置喷油器相配合；丰田汽车公司采用贝壳形燃烧室与缝隙喷嘴配合；马自达Sky-G发动机采用深凹坑燃烧室与侧置多孔喷油器相配合。
[0003]浅燃烧室(浅盆形、贝壳形燃烧室)凹坑内混合气保留能力较弱，不能形成稳定的分层混合气；单纯深凹坑燃烧室，虽具有混合气保持能力，但由于喉口较小，若要使燃油喷入凹坑内，必须严格控制喷油正时。
[0004]在缸内形成分层混合气，火花塞附近较浓，其他位置较稀，对点火、燃烧及排放都有好处。目前的燃烧系统或是混合气保持能力较差，或是对燃油喷射正时要求极为严格。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现在缸内存在大尺度气流的情况下，在火花塞附近形成速度和空燃比适宜点燃的混合气，增大同一喷油正时下的点火窗口，实现稳定点火和快速燃烧，进而提高燃烧稳定性和发动机的燃油经济性的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室由导流槽、深凹坑燃烧室和凸台三部分组成；所述导流槽位于活塞顶部喷油器方向，且由活塞顶部边缘向下倾斜延伸至深凹坑燃烧室的顶部边缘；凸台位于深凹坑燃烧室顶部边缘与导流槽相对的位置。
[0007]本实用新型采用深凹坑燃烧室，能够降低深凹坑内气流速度，减少燃烧室内大尺度气流对深凹坑内气流速度的影响，并且能够保持深凹坑内的燃油量；活塞顶部设置导流槽和凸台，喷油器喷出的燃油沿导流槽向深凹坑燃烧室喷射，部分燃油经凸台遮挡改变方向流入深凹坑燃烧室，进一步增加了喷入深凹坑的燃油量，降低了缸内大尺度气流对深凹坑气流及混合气影响，使得火花塞附近能够形成速度和空燃比适宜点燃的混合气，增大了同一喷油正时下的点火窗口，实现了稳定点火和快速燃烧，进而提高了燃烧稳定性和发动机的燃油经济性的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室。
[0008]所述深凹坑燃烧室的深度大于等于喉口半径，小于等于喉口直径。
[0009]所述凸台的宽度大于等于喉口直径，小于等于1.2倍喉口直径。能够保证由导流槽喷入的燃油能够全部流入深凹坑燃烧室。[0010]喷入深凹坑燃烧室的燃油量和缸内大尺度气流对深凹坑燃烧室气流和混合气的影响与凸台高度的大小直接相关，凸台适宜的高度为2?5mm。
[0011 ] 根据活塞直径不同，燃烧系统其他参数不同，导流槽坡度、张角、凸台高度等也不相同。
[0012]所述导流槽的坡度角度优选为5?8度，能够保证喷向导流槽的燃油全部进入深凹坑燃烧室，且活塞表面积增加不大。
[0013]所述导流槽的张角优选为30?35度，能够保证喷向导流槽的燃油全部进入深凹坑燃烧室。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0015]图1是本实用新型的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室的纵向剖面示意图。
[0016]图2是本实用新型的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室的俯视图。
[0017]1:导流槽；2:深凹坑燃烧室；3:凸台；4，凸台高度；5，深凹坑燃烧室深度；6，深凹坑燃烧室腰部直径；7:导流槽坡度角度；8:喉口直径；9:导流槽角度；10:活塞直径；
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室由导流槽1、深凹坑燃烧室2和凸台3三部分组成；所述导流槽I位于活塞顶部喷油器方向，且由活塞顶部边缘向下倾斜延伸至深凹坑燃烧室2的顶部边缘；凸台3位于深凹坑燃烧室2顶部边缘与导流槽I相对的位置。
[0019]实施例1
[0020]小缸径活塞顶部设计方案。对于活塞直径为60-70_的活塞顶部，凸台3的高度4为2.5-3.5mm，凸台3的宽度10为18-25.2mm ;深凹坑燃烧室2的喉口直径8为18_21mm，腰部直径6为18-22mm，深凹坑燃烧室2的深度5为9_21mm，坡度角度7为5-8度，导流槽I的角度9为30-35度。
[0021]采用本实施例的小缸径活塞发动机，通过优化缸内混合气形成质量，提高燃油经济性，尤其是提高常用的中高转速中高负荷工况的燃油经济性。
[0022]实施例2
[0023]中等缸径活塞顶部设计方案。对于活塞直径为70_80mm的活塞顶部，凸台3的高度4为3.5-4.5mm，凸台3的宽度10为19-26.4mm ;深凹坑燃烧室2的喉口直径8为19_22mm，腰部直径6为19-24_，深凹坑燃烧室2的深度5为9.5_22_，坡度角度7为5_8度，导流槽I的角度9为30-35度。
[0024]采用本实施例的中等缸径活塞发动机，通过优化缸内混合气形成质量，提高燃烧稳定性，加速暖机过程，降低排放。
[0025]实施例3
[0026]较大缸径活塞顶部设计方案。对于活塞直径为80-90_的活塞顶部，凸台3的高度4为4-5mm，凸台3的宽度10为21_30mm ;深凹坑燃烧室2的喉口直径8为21_25mm，腰部直径6为21-27mm，深凹坑燃烧室2的深度5为10.5_25mm，坡度角度7为5_8度，导流槽I的角度9为30-35度。
[0027]采用本实施例的较大缸径活塞发动机，通过优化缸内混合气形成质量，提高燃油经济性；在怠速工况，提高混合气形成质量，降低怠速工况循环喷油量，进一步提高燃油经济性；加速暖机过程，降低排放。
【权利要求】
1.一种深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，其特征在于由导流槽(I)、深凹坑燃烧室(2)和凸台(3)三部分组成；所述导流槽(I)位于活塞顶部喷油器方向，且由活塞顶部边缘向下倾斜延伸至深凹坑燃烧室(2 )的顶部边缘；凸台(3 )位于深凹坑燃烧室(2 )顶部边缘与导流槽(I)相对的位置。
2.根据权利要求1所述的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，其特征在于所述深凹坑燃烧室(2)的深度大于等于喉口半径，小于等于喉口直径。
3.根据权利要求1所述的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，其特征在于所述凸台(3)的宽度大于等于喉口直径，小于等于1.2倍喉口直径。
4.根据权利要求1所述的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，其特征在于所述凸台(3)的高度为2?5mm。
5.根据权利要求1所述的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，其特征在于所述导流槽(I)的坡度角度为5?8度。
6.根据权利要求1所述的深凹坑缸内直喷汽油机活塞顶部燃烧室，其特征在于所述导流槽⑴的张角为30?35度。
【文档编号】F02F3/26GK203669993SQ201320798737
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】付磊, 宫艳峰, 窦慧莉, 李显 申请人:中国第一汽车股份有限公司