一种预燃室活塞的制作方法

本发明属于内燃机零部件，具体地说是一种预燃室活塞。

背景技术：

1、重型国六天然气发动机通常采用预混燃烧和火花塞点火方式，燃烧速度慢且性能受爆震限制，重型天然气发动机存在排温高、热效率低和循环波动大等缺点。预燃室技术可以加快火焰传播速度、缩短燃烧持续期、降低爆震强度、提高压缩比，从而提高热效率。

2、预燃室可分为被动式和主动式，被动式预燃室内混合气是在活塞上行过程中从主燃烧室内压入，主动式预燃室是在预燃室内额外喷射来加浓局部混合气。无论是被动式还是主动式预燃室，预燃室的引入改变了天然气发动机的燃烧方式，由火花塞的单点着火变成了多点引燃。设计一个与预燃室结构相匹配的活塞至关重要，在充分发挥预燃室结构优势的基础上进一步加快火焰传播速度，提高燃烧稳定性。

3、cn115324724a公开了一种燃烧室以及气体发动机，该燃烧室包括主燃室以及预燃室，主燃室由活塞以及气缸盖围成，活塞顶部设置燃烧室凹坑，燃烧室凹坑的底部设置敞口凹槽；预燃室设置于气缸盖并伸入主燃室内，预燃室包括设置于预燃室底部的中心喷孔及设置于预燃室周向侧壁的周向喷孔，预燃室能够通过中心喷孔及各周向喷孔与主燃室流体连通，敞口凹槽与中心喷孔相对设置；上述燃烧室在相同压缩比下，可以增大燃烧室高度，提高活塞底部的燃气利用率，同时可以降低燃烧室底部热负荷，燃烧室面容比小于传统直口型活塞燃烧室，火焰传播距离短，可减少爆震倾向，提高点火稳定性，同时相对散热面积小，热损失小，有助于提高热效率。

4、cn115324722 a公开了一种燃烧系统以及气体发动机，该燃烧系统包括主燃室及预燃室，主燃室包括活塞顶部设置的燃烧室凹坑，燃烧室凹坑的周向侧壁依次设置的第一环形台阶及第二环形台阶，两环形台阶之间形成第一凹坑，第二环形台阶与燃烧室凹坑的底部之间形成第二凹坑；预燃室设置与第一凹坑相对设置的第一喷孔组及与第二凹坑相对设置的第二喷孔组；上述预燃室的第一喷孔、第二喷孔朝向不同，两股气流互不干涉，喷孔总数多，使主燃室进入到预燃室的可燃混合气更均匀，预燃室内着火更稳定，从预燃室喷射到主燃室的火焰分布更均匀，并可利用凹坑形状卷吸火焰传播，加快火焰传播，提高热效率，实现分层燃烧，使缸内的火焰传播更均匀。

5、上述对比文件均是通过在燃烧室的内壁上增设凸起结构，来形成对于混合气在其内的混合程度，提升燃烧稳定性。但是仅靠侧壁上的扰动对于混合效果存在上限。

技术实现思路

1、为解决燃烧室内的气体混合效率存在上限，导致燃烧稳定性差，降低燃料利用率的问题，本发明提供一种预燃室活塞。

2、本发明是通过下述技术方案来实现的：

3、一种预燃室活塞，包括活塞，所述活塞的内上部设有主燃烧室，所述主燃烧室的底面设有多个呈圆周式均布的分流筋；所述主燃烧室的顶部安装有预燃室壳体，所述预燃室壳体内部设有预燃室内腔，预燃室内腔的底部设有连通主燃烧室的预燃室射流孔。

4、分流筋对经过预燃室射流孔进入到主燃烧室内的混合气形成扰流作用，在分流筋作用下使得气流分隔为四股气流，分别为两股轴向卷吸气流和两股径向卷吸气流，在预燃室多点着火的基础上形成卷吸火焰传播，进一步加强火焰传播速度，提高稀薄度和燃烧稳定性，提高发动机热效率。

5、本发明的进一步改进还有，上述预燃室内腔的底面为下凹的曲面；所述预燃室射流孔设有多个，多个预燃室射流孔呈圆周式均布于预燃室壳体的曲面上。预燃室内腔中被点燃的混合气通过预燃室射流孔向外喷射火焰或高温已燃气流形成多点喷射，为在主燃烧室内燃烧提供引燃辅助。

6、本发明的进一步改进还有，上述预燃室射流孔设有4-8个。

7、本发明的进一步改进还有，上述预燃室射流孔的孔径为1mm-2mm。

8、本发明的进一步改进还有，上述预燃室射流孔的轴心线与预燃室内腔的中心轴之间设有一定夹角，该夹角为30°-60°。

9、本发明的进一步改进还有，上述分流筋的数量与预燃室射流孔的数量一致；且分流筋与预燃室射流孔呈上下相对设置。经预燃室射流孔射出的火焰或高压高温已燃气流对应冲击分流筋的中部，使得沿着分流筋的平面形成两个轴向卷吸分流，同时，气流会被分流筋由中间分成两个径向卷席分流，每个分流筋形成的四股分流气流充分扩散混合，引燃缸内混合气。

10、本发明的进一步改进还有，上述分流筋壁厚为2mm-3mm。

11、本发明的进一步改进还有，上述主燃烧室的内壁为光滑曲面。便于混合气在内部的流动性。

12、本发明的进一步改进还有，上述主燃烧室的内底面为向上隆起的曲面，多个分流筋设置在该曲面上。

13、从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：分流筋对经过预燃室射流孔进入到主燃烧室内的混合气形成扰流作用，在分流筋作用下使得气流分隔为四股气流，分别为两股轴向卷吸气流和两股径向卷吸气流，在预燃室多点着火的基础上形成卷吸火焰传播，进一步加强火焰传播速度，提高稀薄度和燃烧稳定性，提高发动机热效率。

技术特征：

1.一种预燃室活塞，包括活塞(1)，其特征在于，所述活塞(1)的内上部设有主燃烧室(5)，所述主燃烧室(5)的底面设有多个呈圆周式均布的分流筋(6)；所述主燃烧室(5)的顶部安装有预燃室壳体(2)，所述预燃室壳体(2)内部设有预燃室内腔(3)，预燃室内腔(3)的底部设有连通主燃烧室(5)的预燃室射流孔(4)。

2.根据权利要求1所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述预燃室内腔(3)的底面为下凹的曲面；所述预燃室射流孔(4)设有多个，多个预燃室射流孔(4)呈圆周式均布于预燃室壳体(2)的曲面上。

3.根据权利要求2所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述预燃室射流孔(4)设有4-8个。

4.根据权利要求3所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述预燃室射流孔(4)的孔径为1mm-2mm。

5.根据权利要求4所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述预燃室射流孔(4)的轴心线与预燃室内腔(3)的中心轴之间设有一定夹角，该夹角为30°-60°。

6.根据权利要求4或5所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述分流筋(6)的数量与预燃室射流孔(4)的数量一致；且分流筋(6)与预燃室射流孔(4)呈上下相对设置。

7.根据权利要求6所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述分流筋(6)壁厚为2mm-3mm。

8.根据权利要求6所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述主燃烧室(5)的内壁为光滑曲面。

9.根据权利要求8所述的一种预燃室活塞，其特征在于，所述主燃烧室(5)的内底面为向上隆起的曲面，多个分流筋(6)设置在该曲面上。

技术总结
本发明所述的一种预燃室活塞，属于内燃机零部件技术领域，包括活塞，活塞的内上部设有主燃烧室，主燃烧室的底面设有多个呈圆周式均布的分流筋；主燃烧室的顶部安装有预燃室壳体，预燃室壳体内部设有预燃室内腔，预燃室内腔的底部设有连通主燃烧室的预燃室射流孔。分流筋对经过预燃室射流孔进入到主燃烧室内的混合气形成扰流作用，在分流筋作用下使得气流分隔为四股气流，分别为两股轴向卷吸气流和两股径向卷吸气流，在在预燃室多点着火的基础上形成卷吸火焰传播，进一步加强火焰传播速度，提高稀薄度和燃烧稳定性，提高发动机热效率。

技术研发人员：杜桂枝,范岚岚,蒋黎明,苑艺,王鹏程,夏长庚,韩峰
受保护的技术使用者：中国重型汽车集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12