一种用于内燃机的活塞、内燃机及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种用于内燃机的活塞、内燃机及车辆。

背景技术：

随着各国日益严格的排放法规，排放已经成为机动车合格与否的重要硬性检验指标。除此之外，油耗对于用户来说也是最关切的。如今，传统内燃机一直致力于促进油气混合、提高燃油经济系和降低排放，却很难兼顾。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出用于内燃机的活塞。通过调整活塞燃烧室形状尺寸，促进燃油扩散，提高油气混合速度和空气利用率，同时可以降低整体的氮氧化物及颗粒物原排产生，使二者达到最佳平衡点，既大幅降低排放又提高燃油经济性。

本实用新型提出一种具有上述活塞的内燃机。

本实用新型还提出一种具有上述内燃机的车辆。

根据本实用新型的用于内燃机的活塞包括：活塞本体，所述活塞本体的上表面形成有凹陷部，所述凹陷部构成所述内燃机燃烧室的至少部分；凸起部，所述凸起部设置于所述凹陷部的底壁，所述凸起部的上端与所述活塞本体上表面之间的距离为d1，所述d1满足6.5mm≤d1≤7.5mm。

根据本实用新型的内燃机的活塞，通过设置活塞本体，在活塞本体上设置凹陷部，并在凹陷部的底壁上设置凸起部，将凸起部的上端与活塞本体上表面之间的距离设置在6.5mm-7.5mm，使内燃机的燃油扩散更加充分，在保证燃油经济性的同时，尽可能地减少了氮氧化物及颗粒物原排产生。

根据本实用新型的一个实施例，所述凸起部构造为锥形，所述凸起部的旋转轴线与所述凸起部的锥面之间的夹角为α，所述α满足：66°≤α≤68°。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹陷部的周壁上还设置有扩展槽，所述扩展槽构造为围绕所述凸起部设置的环形槽。

根据本实用新型的一个实施例，所述扩展槽的截面构造为弧形且与所述凸起部的所述锥面相切。

根据本实用新型的一个实施例，所述扩展槽的截面半径为r，所述r满足：5.5mm≤r≤6.5mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹陷部的周壁还包括连接所述扩展槽的上边沿与所述活塞本体上表面的喉口部，所述喉口部的高度为d2，所述d2满足：2.0mm≤d2≤3.4mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述喉口部与所述扩展槽的上边沿和/或所述喉口部与所述活塞本体上表面之间设置有过渡圆弧。

下面简单描述根据本实用新型的内燃机。

根据本实用新型的用于车辆的内燃机，内燃机包括活塞和缸盖。活塞为上述实施例中所述的用于内燃机的活塞，由于本申请的内燃机设置有上述实施例的活塞，因此该内燃机能够使燃油充分扩散，燃油经济性好；在缸盖上设置有喷油器，喷油器与所述活塞正对，能够让燃油充分扩散，在保证燃油经济性的同时，尽可能减少了污染物的排放。

根据本实用新型的一个实施例，所述喷油器具有多个喷油孔，多个所述喷油孔的喷雾角均为β，所述β满足：152°≤β≤160°。

下面简单描述根据本实用新型的车辆。

根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的内燃机，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的内燃机，因此该车辆在工作过程中，内燃机中油气混合速度更快，经济性好，污染物排放少，既满足排放法规要求，又能改善排放和提高燃油经济性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的用于内燃机的活塞的剖视图；

图2是图1中圈示a处的局部放大图；

图3是改进前后实测碳烟排放和油耗对比。

附图标记：

活塞1；

活塞本体11；凹陷部111；

凸起部12；扩展槽13；喉口部14；

缸盖2；喷油器21。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型的用于内燃机的活塞1。活塞1包括活塞本体11和凸起部12，活塞本体11的上表面形成有凹陷部111，凹陷部111构成内燃机燃烧室的至少部分，凸起部12设置于凹陷部111的底壁，凸起部12的上端与活塞本体11上表面之间的距离为d1，d1满足：6.5mm≤d1≤7.5mm。

相关技术中，传统内燃机一直致力于促进油气混合、提高燃油经济系和降低排放，却很难兼顾。本实用新型的用于内燃机的活塞1，通过调整活塞燃烧室形状尺寸，促进然后扩散，提高油气混合速度和空气利用率，同时可以降低整体的氮氧化物及颗粒物原排产生，使二者达到最佳平衡点，既大幅降低排放又提高燃油经济性。

根据本实用新型的用于内燃机的活塞1设置有活塞本体11，活塞本体11上表面形成有凹陷部111，凹陷部111是燃烧室底部主要燃烧空间以及油气进行混合的空间，并且构成内燃机燃烧室的至少部分。

如图2所示，在凹陷部111的底壁设置有凸起部12，以用于对油气进行扰流，使燃油与空气进一步充分混合，而凸起部12设置于凹陷部111的底壁并朝向活塞本体11的上侧延伸，将凸起部12的上端与活塞本体11上表面之间的距离设置为d1可以使燃油与空气具有充足的混合空间，而凹陷部111有效地促进缸内燃油扩散，使其燃烧更充分，从而让内燃机能够改善排放和提高燃油经济性。凸起部12设置于凹陷部111的底壁，能够使内燃机喷油效果更好，混合更充分。

根据本实用新型的内燃机的活塞1，通过设置活塞本体11，在活塞本体11上设置凹陷部111，并在凹陷部111的底壁上设置凸起部12，将凸起部12的上端与活塞本体11上表面之间的距离设置在6.5mm-7.5mm，使内燃机的燃油扩散更加充分，在保证燃油经济性的同时，尽可能地减少了氮氧化物及颗粒物原排产生。

根据本实用新型的一个实施例，凸起部12构造为锥形，凸起部12的旋转轴线与凸起部12的锥面之间的夹角为α，α满足：66°≤α≤68°，在本发明的一个实施例中，α优选为67.75°。凸起部12构造为锥形，并设置于凹陷部111的底壁，其中凸起部12的旋转轴线可以与活塞本体11的轴线重合，凸起部12的旋转轴线与凸起部12的锥面之间的夹角α满足：66°≤α≤68°，如此设置可以改善燃烧室底部凹陷部111处流场，进一步促进了燃油扩散。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，凹陷部111的周壁上还设置有扩展槽13，扩展槽13构造为围绕凸起部12设置的环形槽。通过在凹陷部111的周壁上设置的扩展槽13，并将扩展槽13构造为围绕凸起部12内周壁设置的环形槽，一方面可以提高凹陷部111的体积，同时充分利用燃烧室形状尺寸与使凹陷部111与油束的喷出角度进一步配合，使燃烧室形状为气流运动提供导向，进一步促进了燃油扩散。

根据本实用新型的一个实施例，扩展槽13的截面构造为弧形且与凸起部12的锥面相切。扩展槽13的截面构造为弧形，使扩展槽13的结构更加圆滑，并且扩展槽13的截面与凸起部12的锥面相切，能够避免扩展槽13与凸起部12连接处对气流产生干涉，保证在燃烧室内气体流动的可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，扩展槽13的截面半径为r，r满足：5.5mm≤r≤6.5mm。通过将扩展槽13的截面半径r设置在5.5mm至6.5mm之间，可以使扩展槽13满足燃油扩散所需的空间，使燃油和空气混合更充分，使燃油燃烧更充分，进一步提高了内燃机的燃油经济性，减少了有害气体的排放。

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例，凹陷部111的周壁还包括连接扩展槽13的上边沿与活塞本体上表面的喉口部14，喉口部14的高度为d2，d2满足：2.0mm≤d2≤3.4mm，在本发明的一个具体实施例中，将喉口部14的高度优选为2.66mm。通过喉口部14连接扩展槽13的上边沿与活塞本体上表面，并将喉口部14的高度设置为2.0mm-3.4mm，使得燃油喷射时油束一分为二，一部分进入燃烧室底部凹陷部111与空气混合，一部分碰撞喉口部14内周面，在经喉口部14壁面反弹和贴壁面运动朝向活塞1上部空间运动与其空气混合，使燃油燃烧更充分，提高燃油经济性。同时喉口部14可以与扩展槽13以及凸起部12的结构相匹配，使燃油与空气混合更加充分，达到提高燃油经济性的目的。

根据本实用新型的一个实施例，喉口部14与扩展槽13的上边沿和/或喉口部14与活塞本体11上表面之间设置有过渡圆弧，过渡圆弧的半径在0.8mm至1.8mm之间。过渡圆弧能够使活塞1内部结构更加圆滑，具有气流导向的作用，使凹陷部111与活塞本体11上表面之间的连接过渡更加圆滑，避免对油气产生扰流，使燃油扩散更快更充分，提高燃油的经济性。

下面简单描述根据本实用新型的内燃机。

根据本实用新型的用于车辆的内燃机，内燃机包括活塞和缸盖2。活塞为上述实施例中所述的用于内燃机的活塞1，由于本申请的内燃机设置有上述实施例的活塞1，因此该内燃机能够使燃油充分扩散，燃油经济性好；在缸盖2上设置有喷油器21，喷油器21与所述活塞1正对，能够让燃油充分扩散，在保证燃油经济性的同时，尽可能减少了污染物的排放。

根据本实用新型的一个实施例，喷油器21具有多个喷油孔，多个喷油孔的喷雾角均为β，β满足：152°≤β≤160°，优选为157°。喷油器21具有多个喷油孔，能够将燃油充分扩散，促进燃油快速雾化并且提高油气混合速度，达到提高燃烧速度和提高燃油经济性的目的。

下面简单描述根据本实用新型的车辆。

根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的内燃机，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的内燃机，因此该车辆在工作过程中，内燃机中油气混合速度更快，经济性好，污染物排放少，既满足排放法规要求，又能够提高燃油经济性。

如图3所示为实测数据，相同氮氧化物下，活塞燃烧室形状结构尺寸和喷油改进后，碳烟和油耗都明显改善。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。