[实用新型]一种汽油机活塞顶面燃烧室结构及汽油机活塞

说明书

本实用新型涉及一种汽油机活塞顶面燃烧室结构及汽油机活塞，包括活塞顶部，在活塞顶部中央开设有一个活塞顶部凹坑，在活塞顶部凹坑的两侧分别为进气门避让斜面和排气门避让斜面；活塞顶部凹坑的口部收缩使整个凹坑呈缩口坛形，并增加进气门避让斜面、排气门避让斜面与进气门缸盖底面、排气门缸盖底面的配合面积，当活塞靠近上止点时，有效增加气流进入凹坑时的挤流强度。活塞顶部凹坑内底面被设为圆锥面，通过活塞顶部凹坑的侧壁与圆锥面配合可使进入活塞顶部凹坑的气流形成局部滚流并引导其在中心区域发生碰撞，与挤流因素共同作用可显著提高活塞顶部凹坑内湍流强度，加快燃烧速率，提高发动机热效率。

技术领域

本实用新型涉及发动机燃烧技术领域，具体涉及汽油机活塞燃烧室结构。

背景技术

混合动力是汽车应对日益严格的排放法规及燃油耗法规的重要技术路径之一，目前已成为汽车行业研究的热点。混合动力可通过电机辅助降低对发动机的动力需求，同时使发动机运行工况最优，在此情况下发动机多采用的是米勒/阿特金森循环增加膨胀比来提高发动机的热效率。米勒循环及阿特金森循环分别是利用进气门早关及晚关，在保证有效降低压缩比的同时有效提高发动机膨胀比，从而提高发动机热效率。

发动机气门的早关或晚关以及活塞顶部凸起的存在都将导致缸内压缩温度及湍流强度下降，进而造成燃烧速率的下降，不能达到有效改善发动机热效率的理想程度。

因此，在进行米勒/阿特金森循环发动机开发时，有必要对发动机燃烧室结构进一步优化。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种汽油机活塞顶部燃烧室结构及汽油机活塞，通过对活塞顶部凹坑结构的优化改进，解决因气门的早关或晚关及活塞顶部凸起的存在导致燃烧室内湍流强度下降的问题。

本实用新型所述的一种汽油机活塞顶面燃烧室结构，包括活塞顶部，在所述活塞顶部中央开设有一个活塞顶部凹坑，在所述活塞顶部凹坑的两侧分别为进气门避让斜面和排气门避让斜面；所述活塞顶部凹坑的口部收缩使整个凹坑呈缩口坛形，并增加所述进气门避让斜面、排气门避让斜面与所述进气门缸盖底面、排气门缸盖底面的配合面积，当活塞靠近上止点时，有效增加气流进入凹坑时的挤流强度。

本实用新型通过在活塞顶部凹坑的口部收缩使整个凹坑呈缩口坛形，可在相同凹坑容积条件下明显减小活塞顶面开口，并有效增加进气门避让斜面、排气门避让斜面的面积与进气门缸盖底面、排气门缸盖底面的挤气面积，当活塞到达上止点时，配合缸盖底面有效增加气流进入凹坑的挤流作用。

作为对本实用新型的进一步改进，所述活塞顶部凹坑的内底面为圆锥面。

在圆锥面和活塞顶部凹坑侧壁的作用下，将使进入活塞顶部凹坑的气流在凹坑内形成局部滚流并引导气流在中心区域发生碰撞，这样与挤流因素共同作用，显著提高凹坑内湍流强度，有效增加发动机采用高压缩比活塞结构时的燃烧初期火焰传播速率，缩短燃烧持续期，进一步提高采用米勒/阿特金森循环的混动发动机热效率。

作为对本实用新型的进一步改进，所述圆锥面的母线C与活塞中心线的夹角a的取值范围为75°～85°。通过采用上述技术方案可引导气流向凹坑中心汇聚，促使其发生碰撞后破碎为小尺度湍流。

作为对本实用新型的进一步改进，所述活塞顶部凹坑的中心线与活塞的中心线相重合。

作为对本实用新型的进一步改进，所述活塞顶部凹坑喉口处的直径d与最大直径D的比值的取值范围为0.85：1～0.9：1。以在保证缩口效果的情况下，避免喉口处的内壁面过于向凹坑的中心线凸出造成燃烧过程中热负荷过高。

作为对本实用新型的进一步改进，所述进气门避让斜面和排气门避让斜面分别与进气门缸盖底面和排气门缸盖底面平行，以更好的增加挤流作用。

本实用新型还提供一种汽油机活塞，其包括上述的汽油机活塞顶面燃烧室结构。