RR的改善来说，仅仅存在狭窄的可工作范围。
[0027]更具体地说，当IHRR增加时难以实现效率收益，因为增加的挤流速度(squishvelocity)导致气缸空气系统损失增加(诸如进气系统吸气、热传递等)，这超过了因为IHRR增加给发动机效率带来的任何益处。类似地，降低挤流速度(这会导致IHRR较低)能够影响较高的发动机制动效率并且对于较高的发动机制动效率来说也过小。通常，发动机效率在约4.5% /CAD的IHRR以上时趋于平缓，而诸如用于活塞100的碗状设计(图1)的凹入的碗状设计，能够实现最大可能的IHRR。需要注意的是如图1所示的活塞100提供在4-4.5% /CAD 之间的 IHRR0
[0028]已经发现影响例如在气缸内的表观热释放速率下的发动机操作的活塞100 (图1)的另一个特征是当过渡部分形成倒角(例如在图1中该倒角由附图标记116表示)时活塞碗状结构边缘或棱边半径的尖锐度。在一个分析中，对其中倒角过渡部分的边缘半径为约5_的基础活塞、其中边缘半径为约2.5_的中间活塞和与活塞100 (图1)对应的其中边缘半径为约0.25mm的第三活塞，测量了相对于曲柄角度的表观热释放速率(apparent heatrelease rate, AHRR)。对于这些活塞，对于基线活塞的最大AHRR为约0.84kJ/CAD，对于中间活塞的最大AHRR为约0.88kJ/CAD，但是令人意外的是，对于根据本发明的活塞的最大AHRR为约1.06kJ/CAD，这相比于基线活塞呈现了约26%的增加。表现出了气缸中更高燃烧效率和改进的爆震或引爆安全裕度的更尖锐的碗状结构边缘被认为还通过缩短气缸内的燃料燃烧持续时间而改善了发动机操作。
[0029]在此引用的包括出版物、专利申请和专利的所有参考文献，都通过引用的方式被结合，如同每一参考文献都被单独且明确地说明以通过引用方式而被结合且每一参考文献在此完整地被阐释一样。
[0030]除非这里另有说明或上下文明显矛盾，在描述所公开的实施例的文本中(特别是在下面的权利要求的文本中)使用的措辞“一”和“该”以及“至少一个”等类似提及应该被解释为既覆盖单数又覆盖复数。除非这里另有明确说明或上下文明显矛盾，后面跟着一列一个或多个物体的措辞“至少一个”(例如，A和B中的至少一个)的使用应该被解释为是指从所列物体仏或抝中选择一个物体或者是所列出的物体(A和B)中的两个或更多个的任意组合。除非另有明确说明，措辞“包含”、“具有”、“包括”以及“含有”应该被解释为开放式术语(即，是指“包括但不限于”)。除非这里另有明确说明，此处数值范围的叙述仅仅旨在用作单独地引用落入该范围内的各个离散数值的快捷方法，，并且每个离散数值都被结合在该说明书中，就好像它们已经在这里单独地进行了叙述一样。这里描述的所有方法都可以以任何适当的顺序来执行，除非这里另有明确说明或上下文明显矛盾。除非另有声明，这里提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅仅是为了更好地阐释本发明，并不是为了限制本发明的范围。说明书中没有任何语言应该被解释为暗示任何非权利要求元素对于本发明的实践是必不可少的。
[0031]这里描述了本发明的优选示例例。在阅读上述描述之后，这些优选实施方式的变型对本领域技术人员来说可能变得显而易见。能够想到本领域技术人员能够适当地采用这些变型。因而，本发明包括在随附于此的权利要求书中所提到的主题的、为适用法律所允许的所有修改和等价物。而且，除非这里另有指明或上下文明显矛盾，其所有可能变型中的以上描述的元件的任何组合也被本发明所涵盖。
【主权项】
1.一种用于内燃发动机的活塞，该活塞包括: 形成冠部和裙部的活塞本体，所述裙部包括销孔，该销孔被布置成接纳用于将所述活塞连接至连杆的销，所述裙部进一步形成沿着所述裙部的外边缘的两个引导表面，所述冠部形成包围所述冠部的大致的筒形表面，所述大致的筒形表面中形成有彼此平行地延伸的至少两个凹槽，所述至少两个凹槽限定沿着所述大致的筒形表面的顶部凸台表面、底部凸台表面和至少一个中间凸台表面； 其中所述顶部凸台表面具有在沿着所述活塞的中心线的方向上的高度，其中所述活塞具有标称外直径，该标称外直径配置成允许所述活塞在具有标称内直径的缸孔内操作，并且其中所述顶部凸台表面的高度和所述缸孔的标称内直径之间的比率在3%到4.5%之间； 其中各个引导表面沿着所述活塞的中心线的方向在所述裙部的外部部分上延伸一段高度；和其中所述销孔具有沿着所述活塞的中心线的方向完全在所述两个引导表面的相应高度内延伸的直径，使得所述裙部通过抵消通过所述活塞缸孔施加并且存在于所述活塞中的力和力矩来在活塞缸孔内在操作过程中完全支承所述活塞。2.根据权利要求1所述的活塞，其中，所述两个引导表面布置在所述活塞的在直径方向上相对的两侧，并且至少沿着该活塞的与所述销孔的中心线垂直的横截面延伸。3.根据权利要求2所述的活塞，其中，所述两个引导表面中的每个引导表面都在所述活塞的外周的相应角部分上延伸，该角部分在沿着所述活塞的外周测量时在约70度和90度之间延伸。4.根据权利要求1所述的活塞，其中，在沿着所述活塞的中心线的方向上，所述顶部凸台比所述底部凸台短。5.根据权利要求1所述的活塞，其中，所述顶部凸台和所述底部凸台具有大约相同的高度。6.根据权利要求1所述的活塞，其中，所述顶部凸台具有大约6mm±0.5mm的高度。7.根据权利要求6所述的活塞，其中，所述缸孔的标称内直径为170mm。8.根据权利要求1所述的活塞，其中，所述活塞在裙部处具有约169.9mm的标称外直径。9.根据权利要求1所述的活塞，还包括油道，该油道形成在所述冠部中并且具有环状形状。10.根据权利要求9所述的活塞，其中，所述油道在包括所述大致的筒形表面的外壁内延伸。11.根据权利要求10所述的活塞，其中，在操作过程中，所述油道构造成在其中容纳发动机油，所述发动机油操作而将热从所述冠部去除。12.根据权利要求9所述的活塞，其中，所述油道具有背离所述冠表面指向的环状开口，所述环状开口在沿着所述活塞的中心线或与所述活塞的中心线平行的方向上至少部分地被阻塞。13.根据权利要求12所述的活塞，其中，在沿着所述活塞的中心线的方向上，在所述环状开口和所述活塞的所述至少两个引导表面之间形成轴向距离，该轴向距离允许加工工具接近以形成通过该环状开口的该油道。14.根据权利要求13所述的活塞，其中，所述轴向距离在沿着所述活塞的中心线的方向上不与所述销孔重叠。15.根据权利要求14所述的活塞，其中，所述两个引导表面被布置成完全支承在操作过程中通过所述销孔施加至所述活塞的载荷。
【专利摘要】一种用于内燃发动机的活塞，它包括形成冠部和裙部的活塞本体。所述裙部包括销孔并且形成两个引导表面。所述冠状部形成筒形表面，该筒形表面具有限定顶部凸台表面和底部凸台表面的至少两个凹槽。所述顶部凸台表面的高度和该活塞被构造成在其中操作的缸孔的标称内直径之间的比率在3％和4.5％之间。另外，所述销孔具有这样的直径，该直径沿着所述活塞的中心线完全在所述两个引导表面的相应高度内延伸，使得所述裙部完全支承所述活塞。
【IPC分类】F02F3/26, F02F3/22, F02F3/00
【公开号】CN105697181
【申请号】CN201510916987
【发明人】L·伯格, A·帕尔默, B·鲍迪奇
【申请人】卡特彼勒公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月10日
【公告号】EP3032081A1, US20160169153