[发明专利]具有燃烧碗形状以平衡燃烧效率和排放性质的活塞

摘要

一种用于压燃式内燃机(1010)的活塞(718、818、918、1018)包括具有限定燃烧碗(730、830、930、1030)的燃烧面(728、828、928、1028)的活塞体(720、820、920、1020)，且该燃烧面(728、828、928、1028)包括复合碗表面和复合边缘表面。所述燃烧面(728、828、928、1028)被成型为平衡所述活塞(718、818、918、1018)的燃烧效率性能与所述活塞(718、818、918、1018)的排放性能。所述燃烧碗(730、830、930、1030)的直径与气缸筒钻孔的直径的比是0.68至0.74。所述活塞(718、818、918、1018)的其他尺寸和比例特征支持在操作期间产生低烟雾和NOx。

主权项

一种活塞(718、818、918、1018)，其用于在具有15:1至16:1的压缩比的直接喷射压燃式内燃机(1010)中平衡燃烧效率与NOx产生和烟雾产生，其中所述发动机(1010)具有1或小于1的涡旋比，燃烧碗直径与气缸孔直径的比为0.68到0.74，并且其中燃料喷射的喷射角大于由所述燃烧碗(730、830、930、1030)内的所述活塞(718、818、918、1018)的圆锥形突出部限定的锥角，所述活塞(718、818、918、1018)包括：活塞体(720、820、920、1020)，其具有限定纵向活塞轴线的外圆柱形表面；轴向活塞端，其包括限定复合燃烧碗(730、830、930、1030)的燃烧面(728、828、928、1028)；以及复合边缘(738、838、938、1038)，其位于所述轴向活塞端上且从所述燃烧碗(730、830、930、1030)径向向外延伸至所述外圆柱形表面；所述复合燃烧碗(730、830、930、1030)包括位于所述圆锥形突出部上的凸状内碗表面(1024)和凹状外碗表面(1026)，且所述复合边缘(738、838、938、1038)包括邻接所述外圆柱形表面的平坦外边缘表面和邻接所述复合燃烧碗(730、830、930、1030)的凸状内边缘表面(1048)；其中所述锥角等于约135°或小于135°，所述凹状外碗表面(1026)限定13mm至16mm的第一曲率半径，且所述凸状内碗表面(1024)与所述凹状外碗表面(1026)连续过渡；且其中所述凸状内边缘表面(1048)与所述凹状外碗表面(1026)在所述复合燃烧碗(730、830、930、1030)的边缘处突然过渡，且所述凸状内边缘表面(1048)限定40mm至70mm的第二曲率半径，从而所述燃烧碗(730、830、930、1030)的所述边缘从由所述平坦外边缘表面限定的平面轴向凹陷，使得当所述活塞(718、818、918、1018)处于所述发动机(1010)的上止点中心位置处时，气体从裂缝被挤压，所述裂缝具有向外缩小锥形且部分由所述气缸盖(1014)限定并部分由所述复合边缘(738、838、938、1038)限定，其中所述复合燃烧碗(730、830、930、1030)限定碗直径为94mm至106mm，以及碗体积为98cm3至137cm3；其中所述凹状外碗表面(1026)限定从所述平面的碗深度，其为17mm至20mm；其中所述凹状外碗表面(1026)形成邻接所述复合燃烧碗(730、830、930、1030)的所述边缘的竖向垂直壁(1022)，并具有从所述凸状内碗表面(1024)连续过渡到所述竖向垂直壁(1022)的均匀曲率。