一种用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞的制作方法

本发明属于发动机燃烧系统技术领域，具体涉及一种用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞。

背景技术：

目前，我国的汽车保有量迅速增加，对环境的影响和石油的需求量越来越大，节能减排形势日趋严峻。为此，我国也制定了严格的排放和油耗法规，并以提高燃烧效率，降低排放和油耗作为发动机开发的核心，以燃烧系统的开发为重点。发动机燃烧系统的开发主要包括燃烧室结构设计、进气系统设计、排气系统设计、供油系统设计和点火系统设计，其中核心是燃烧室结构设计。因此，如何降低油耗，提高燃烧效率是燃烧室设计面临的重大问题。

活塞是发动机气缸套内做往复运动的关键部件，其顶面与发动机气缸盖组合构成燃烧室。活塞顶面的结构设计是否合理将直接影响缸内气体的流动，进而影响燃油的雾化和混合气的生成。传统的活塞顶面由于存在小凹坑结构，使得油滴在活塞表面聚集，不利于油气混合，产生不必要油耗。

技术实现要素：

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞，能够同时实现降低油耗、机油稀释和排放。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，现结合附图说明如下：

一种用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞，其特征在于：活塞的顶部由活塞顶部平面1、活塞顶部凹面3、活塞顶部凸起4以及他们之间的过渡圆角外沿组成，活塞顶部的外径d1为70mm～90mm；

所述活塞顶部凸起4位于进气门凹坑底平面2、排气门凹坑底平面5和活塞顶平面1形成的三角形之间，凸起高度h1为0.5mm～5mm，中间凹坑深度h2为-2mm～5mm，凹坑截面a-a底面宽度l1为15mm～70mm，圆弧r1为5mm～85mm，凹坑截面b-b底面宽度l2为0mm～20mm，圆弧r2、r3为5mm～150mm，凸起4的圆角r7、r8为2mm～10mm。

所述活塞顶部凸起4为平顶或弧形顶。

优选地，所述凸起高度h1为0.5mm。

优选地，所述中间凹坑深度h2为2mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的活塞，其顶部结构形状设计合理；活塞顶平面1与缸盖底平面的挤气面相配合，使压缩上止点附近的气流更加集中在燃烧室中心，凸起4和缸盖燃烧室弧面相配合，也能起到使压缩上止点附近的气流更加集中在燃烧室中心的作用；气流主流道上的通道能尽可能减少缸内气体动能的损失和油滴在活塞表面的聚集，达到减少hc和soot排放的目的；同时，高的气体动能能有效促进油气混合，形成合适的混合气浓度分布。

附图说明

图1为本发明用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞的结构示意图；

图2为本发明用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞的俯视图；

图3为图2的a-a向剖视图；

图4为图2的b-b向剖视图；

图5为本发明的活塞与缸盖总成配合示意图。

图中：1.活塞顶部平面2.进气门凹坑底平面3.活塞顶部凹面4.活塞顶部凸起5.排气门凹坑底平面11.喷油器12.进气道13.进气门14.火花塞15.排气门16.排气道17.活塞18.燃烧室19.缸盖。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

如图5所示，喷油器11、进气道12、进气门13、火花塞14、排气门15以及排气道16均安装在缸盖19上的相应位置构成缸盖总成。所述缸盖总成与本发明公开的活塞17顶部形成燃烧室18，用于直喷汽油机。

如图1～4所示，本发明公开的一种用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞，其顶部由活塞顶部平面1、活塞顶部凹面3、活塞顶部凸起4以及他们之间的过渡圆角外沿组成。活塞顶部的外径d1为70mm～90mm，活塞顶部凸起4位于进气门凹坑底平面2、排气门凹坑底平面5和活塞顶平面1形成的三角形之间，可以是平顶或弧形顶，凸起高度h1为0.5mm～5mm。中间凹坑深度h2为-2mm～5mm(负值为凹坑底面高于活塞顶平面)，凹坑截面a-a底面宽度l1为15mm～70mm，圆弧r1为5mm～85mm，凹坑截面b-b底面宽度l2为0mm～20mm，圆弧r2、r3为5mm～150mm。凸起4的圆角r7、r8为2mm～10mm。

优选地，所述凸起高度h1为0.5mm。

优选地，所述中间凹坑深度h2为2mm。

上述技术方案中，其顶部结构形状设计合理。活塞顶部平面1与缸盖底平面的挤气面相配合，使压缩上止点附近的气流更加集中在燃烧室中心，活塞顶部凸起4和缸盖燃烧室弧面相配合，也能起到使压缩上止点附近的气流更加集中在燃烧室中心的作用。气流主流道上的通道能使缸内气体动能尽可能少的损失和油滴在活塞表面的聚集，达到减少hc和soot排放的目的；同时，高的气体动能能有效促进油气混合，形成合适的混合气浓度分布。

本发明上述技术方案经过发动机缸内流动计算验证，在1500r/min21barbmep工况条件下，压缩上止点附近缸内气体湍动能比常规设计提高4％～8％，效果显著。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于直喷汽油机通道型燃烧室的活塞，活塞的顶部由活塞顶部平面、活塞顶部凹面、活塞顶部凸起以及他们之间的过渡圆角外沿组成，活塞顶部的外径D1为70mm～90mm，本发明的活塞，其顶部结构形状设计合理；活塞顶平面与缸盖底平面的挤气面相配合，使压缩上止点附近的气流更加集中在燃烧室中心，凸起和缸盖燃烧室弧面相配合，也能起到使压缩上止点附近的气流更加集中在燃烧室中心的作用；气流主流道上的通道能尽可能减少缸内气体动能的损失和油滴在活塞表面的聚集，达到减少HC和SOOT排放的目的；同时，高的气体动能能有效促进油气混合，形成合适的混合气浓度分布。

技术研发人员：段加全;刘金玉;王振喜;刘耀东;钱丁超;王伟尧;赵川;陈海娥
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2017.03.15
技术公布日：2017.08.29