發動機的活塞制造技術

本發明專利技術公開了一種發動機的活塞，活塞的頭部設有燃燒室，活塞的頂面上，燃燒室的頂面邊緣與活塞頂面的外邊緣之間設有至少一個凹槽。本申請通過優化活塞頂面的結構，在保持進氣道結構不變及油氣混合效果不變的情況下提高了壓縮上止點附近缸內氣流的擠流、擾動強度，增大了缸內氣體的湍動能，在滯燃期和主燃期內提高了火焰的傳播速率，縮短了燃燒的持續期，從而提高了發動機的熱效率，提高了發動機性能，并降低了未燃碳氫化合物排放，同時降低了發動機的燃料消耗量，有利于節約能源和降低燃料消耗成本；并且，該結構優化方式可適用于不同結構形式的活塞和燃燒室。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及發動機領域，特別涉及一種發動機的活塞。
技術介紹
隨著排放法規對未燃碳氫化合物排放限值的日益嚴格，以及燃料消耗量成為行業關注的重點，降低發動機未燃碳氫化合物排放和燃料消耗量尤為重要，目前可通過優化發動機缸內燃燒的方式實現該目標。活塞是發動機最重要的燃燒零部件之一，其結構形式影響發動機缸內氣流的流動分布，從而影響發動機燃燒。通過對活塞燃燒室形狀、結構進行優化設計，可以合理地組織缸內氣流運動，提高氣流的平均湍動能，提高火焰傳播速率，增大燃燒速率，提高發動機性能。發動機通過進氣道和活塞燃燒室結構的匹配來實現缸內氣流的運動。缸內氣流的流動形式為渦流和擠流，在發動機進氣行程和壓縮初期，缸內氣流的流動形式為渦流，在壓縮后期缸內氣流的流動形式為渦流和擠流，其中在壓縮上止點擠流最強。渦流由螺旋氣道形成，在壓縮過程形成湍流，隨著活塞的上移渦流逐漸耗散；擠流由氣流擠入活塞燃燒室內形成，并沿著燃燒室壁面形成逆擠流，并形成湍流。因此湍動能強度與渦流和擠流強度有關。在進氣道結構不變的情況下，可以通過優化活塞燃燒室結構，提高壓縮上止點附近缸內氣體的擠流強度，增大氣體擾動，增大缸內氣體的湍動能，提高火焰的傳播速率，從而提高發動機的熱效率，提高發動機性能和降低未燃碳氫化合物排放。現有技術的發動機的活塞如圖1-3所示，活塞的頭部設有燃燒室2，活塞的頂面1為平面，因此滯燃期和主燃期內擠流不能迅速轉化為湍流，缸內氣
流的湍流動能小，火焰的傳播速率慢，從而使發動機熱效率降低，不利于發動機的性能，提高了氣耗和未燃碳氫化合物排放。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種發動機的活塞，從而克服現有的發動機缸內氣流的湍流動能小，火焰的傳播速率慢，氣耗和未燃碳氫化合物排放高的缺點。為實現上述目的，本專利技術提供了一種發動機的活塞，活塞的頭部設有燃燒室，活塞的頂面上，燃燒室的頂面邊緣與活塞頂面的外邊緣之間設有至少一個凹槽。優選地，上述技術方案中，燃燒室的頂面邊緣與活塞頂面的外邊緣之間設有至少兩個沿徑向排列的凹槽組，每個凹槽組沿周向排列。優選地，上述技術方案中，凹槽組是一個環狀凹槽。優選地，上述技術方案中，凹槽組包括至少兩個間隔設置的凹槽。優選地，上述技術方案中，凹槽的橫截面呈長方形、正方形、圓形或多邊形。優選地，上述技術方案中，燃燒室的頂面邊緣與活塞頂面的外邊緣之間設有一個沿周向排列的凹槽組。優選地，上述技術方案中，凹槽組是一個環狀凹槽。優選地，上述技術方案中，凹槽組包括至少兩個間隔設置的凹槽。優選地，上述技術方案中，凹槽的橫截面呈長方形、正方形、圓形或多邊形。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：本申請通過優化活塞頂面的結構，在保持進氣道結構不變及油氣混合效果不變的情況下提高了壓縮上止點附近缸內氣流的擠流、擾動強度，增大了缸內氣體的湍動能，在滯燃期和主燃期內提高了火焰的傳播速率，縮短了燃燒的持續期，從而提高了發動機的熱效率，提高了發動機性能，并降低了未燃碳氫化合物排放，同時降低了發動機的燃料消耗量，有利于節約能源和降低燃料消耗成本；并且，該結構優化方式可適用于不同結構形式的活塞和燃燒室。附圖說明圖1是現有技術的活塞的主視圖。圖2是現有技術的活塞的俯視圖。圖3是現有技術的活塞的立體圖。圖4是根據本專利技術的活塞的主視圖。圖5是根據本專利技術的活塞的俯視圖。圖6是根據本專利技術的活塞的立體剖視圖。圖7是根據本專利技術的活塞的立體圖。圖8是現有技術和本申請中氣缸的氣流內平均湍動能的對比圖。圖9是湍動能與火焰傳播速度的關系圖。主要附圖標記說明：1-活塞頂面，2-燃燒室，3-凹槽。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本
專利技術的保護范圍并不受具體實施方式的限制。除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。如圖4-7所示，根據本專利技術具體實施方式的活塞的頭部設有燃燒室2，活塞頂面1上，燃燒室2的頂面邊緣與活塞頂面1的外邊緣之間設有至少一個凹槽，凹槽的內邊緣與燃燒室的頂面邊緣之間以及凹槽的外邊緣與活塞頂面的外邊緣之間均具有一定的距離。作為一個實施例，凹槽可以與活塞一體鑄造或焊接在活塞頂面1上。實施例1燃燒室2的頂面邊緣與活塞頂面1的外邊緣之間設有一個沿周向排列的凹槽組。作為一個實施例，如圖4-7所示，該凹槽組為一個環狀凹槽3，該環狀凹槽3可以與燃燒室2同心，也可以相對于燃燒室2偏心。在該實施例中，環狀凹槽3的橫截面可以是規則形狀，如呈長方形、正方形、圓形或多邊形等，也可以是不規則形狀。該環狀凹槽3可以更靠近燃燒室的頂面邊緣或更靠近活塞頂面1的外邊緣。作為另一個實施例，該凹槽組包括至少兩個間隔設置的凹槽，例如，該凹槽組可以均勻地布置在燃燒室2的周圍，形成一個圓環，該圓環可以與燃燒室2同心，也可以相對于燃燒室2偏心。在該實施例中，凹槽的橫截面可以是規則形狀，如呈長方形、正方形、圓形或多邊形等，也可以是不規則形狀。實施例2燃燒室2的頂面邊緣與活塞頂面1的外邊緣之間設有至少兩個沿徑向排列的凹槽組，每個凹槽組沿周向排列。作為一個實施例，燃燒室2的頂面邊緣與活塞頂面1的外邊緣之間設有至少兩個環狀凹槽，該環狀凹槽可以與燃燒室2同心，也可以相對于燃燒室2偏心。在該實施例中，環狀凹槽的橫截面可以是規則形狀，如呈長方形、正方形、圓形或多邊形等，也可以是不規則形狀。作為另一個實施例，每個凹槽組可以包括至少兩個沿周向排列的凹槽，例如，可以均勻地布置在燃燒室2的周圍，形成一個圓環，該圓環可以與燃燒室2同心，也可以相對于燃燒室2偏心。兩組中的相應凹槽的周向位置可以相同或相互錯開。在該實施例中，每個凹槽的橫截面可以是規則形狀，如呈長方形、正方形、圓形或多邊形等，也可以是不規則形狀。作為又一個實施例，每組中的凹槽可以不均勻地布置在燃燒室2的周圍。圖8為現有技術方案和本申請中氣缸內氣流平均湍動能的對比圖(缸內流動計算結果)。從圖7可知，在活塞頂面1上加工凹槽結構可在一定程度上提高缸內氣流平均湍動能。圖9為湍動能與火焰傳播速度的關系圖，湍動能越大，火焰傳播速度越快。因此，在活塞頂面1上加工凹槽結構可以提高火焰的傳播速度。本申請通過優化活塞頂面的結構，在保持進氣道結構不變及油氣混合效果不變的情況下提高了壓縮上止點附近缸內氣流的擠流、擾動強度，增大了缸內氣體的湍動能，在滯燃期和主燃期內提高了火焰的傳播速率，縮短了燃燒的持續期，從而提高了發動機的熱效率，提高了發動機性能，并降低了未燃碳氫化合物排放，同時降低了發動機的燃料消耗量，有利于節約能源和降低燃料消耗成本；并且，該結構優化方式可適用于不同結構形式的活塞和燃燒室。前述對本專利技術的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本專利技術限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述
教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本專利技術的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發動機的活塞，所述活塞的頭部設有燃燒室，其特征在于，所述活塞的頂面上，所述燃燒室的頂面邊緣與活塞頂面的外邊緣之間設有至少一個凹槽。

【技術特征摘要】
1.一種發動機的活塞，所述活塞的頭部設有燃燒室，其特征在于，所述活塞的頂面上，所述燃燒室的頂面邊緣與活塞頂面的外邊緣之間設有至少一個凹槽。2.根據權利要求1所述的發動機的活塞，其特征在于，所述燃燒室的頂面邊緣與所述活塞頂面的外邊緣之間設有至少兩個沿徑向排列的凹槽組，每個凹槽組沿周向排列。3.根據權利要求2所述的發動機的活塞，其特征在于，所述凹槽組是一個環狀凹槽。4.根據權利要求2所述的發動機的活塞，其特征在于，所述凹槽組包括至少兩個間隔設置的凹槽。5.根據權利要求3或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱贊，周道林，
申請(專利權)人：廣西玉柴機器股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣西;45