[发明专利]一种压燃模式和火花点火模式共用活塞顶部结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种压燃模式和火花点火模式共用活塞顶部结构，属于发动机燃烧室结构设计的技术领域。

背景技术

汽油压燃模式采用的工质是燃料和空气（或者已燃废气等）的混合物，通过压缩使工质在上止点附近发生自燃着火，它综合了传统CI模式和SI模式的优点，可以达到与柴油机相当的热效率，而且NOx排放极低，几乎没有PM排放，因此汽油压燃模式在近几十年来得到了广泛的关注。但是，负荷过低时混合气非常稀薄，会导致压燃模式的工作不稳定，而在较高负荷时，压燃模式的燃烧速度太快，压力升高率较大，这会导致敲缸甚至是机械运动件的损坏。因此，目前压燃模式的工作区域仅占火花点火模式工作区域的1/3左右，还不能实现全工况压燃运行。

为了尽可能的发挥压燃模式的节能减排优势，一种新型的双燃烧模式被广泛采用，即火花点火模式和压燃模式在一台汽油发动机上同时存在。火花点火模式对混合气的状态要求较高，侧置喷油器机型需要喷雾引导，而压燃模式对混合气的状态要求不高，而需求的压缩比较高。为了兼顾这两种燃烧模式需求，需要一种新型的活塞顶部形状。

发明内容

本发明的目的是提供一种压燃模式和火花点火模式共用活塞顶部结构，其具有较深的气门避让坑，气门避让坑可以在特殊的压燃模式配气相位下保证活塞与气门运动不相互干涉，棚顶顶部形状以及局部凸起结构保证了较大的压缩比、压缩末期较高的工质温度；活塞凹坑可以实现侧置喷油器的喷雾导向，实现稳定的火花点火燃烧模式。

本发明的技术方案是这样实现的：一种压燃模式和火花点火模式共用活塞顶部结构，包括活塞凹坑，圆弧形凸起以及气门避让深坑；其特征在于：活塞凹坑位于活塞顶部安装喷油器的一侧，活塞直径为73~84mm，其顶部形状为圆弧形，有圆弧形凸起结构，且从靠近喷油器一侧的活塞边缘向活塞中心倾斜；圆弧形凸起位于除活塞凹坑以及气门避让坑以外的其它位置，该圆弧形凸起高度为3~10mm；气门避让坑的深度为3~5mm；活塞凹坑的起点距离活塞边缘为5~8mm，活塞凹坑长度为50mm，活塞凹坑的宽度为45mm，活塞凹坑的末端高度为3.2~8.5mm，活塞凹坑底部为斜面，与活塞轴线夹角为85~88度。

所述气门避让坑的深度m可以根据气门相位和最大升程确定。

本发明的积极效果是活塞顶部燃烧室结构兼顾了侧置喷油器点火时刻的混合气状态以及汽油压燃模式需求的高压缩比和特殊相位要求，为压燃模式的实际应用奠定了基础。

附图说明

图1是本发明的顶部结构剖面图。

图2是本发明的俯视图。

其中1为活塞凹坑，2为圆弧形凸起，3为气门避让坑；a为活塞直径,b为圆弧形凸起高度，c为活塞凹坑末端高度， d为活塞凹坑地面与活塞轴线夹角，e为活塞凹坑长度，f为凹坑起点与活塞边缘的距离，g为活塞凹坑的宽度，m为气门避让坑深度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1所示，一种压燃模式和火花点火模式共用活塞顶部结构，包括活塞凹坑1，圆弧形凸起2以及气门避让深坑3；其特征在于：活塞凹坑1位于活塞顶部安装喷油器的一侧，活塞直径a为73~84mm，其顶部形状为圆弧形，有圆弧形凸起2结构，且从靠近喷油器一侧的活塞边缘向活塞中心倾斜；圆弧形凸起2位于除活塞凹坑1以及气门避让坑3以外的其它位置，该圆弧形凸起高度b为3~10mm；气门避让坑的深度m为3~5mm；活塞凹坑1的起点距离活塞边缘f为5~8mm，活塞凹坑长度e为50mm，活塞凹坑的宽度g为45mm，活塞凹坑的末端高度c为3.2~8.5mm，活塞凹坑1底部为斜面，与活塞轴线夹角d为85~88度。

所述气门避让坑的深度m可以根据气门相位和最大升程确定。

实施例1

如图1所示，汽油压燃模式需要的压缩比范围为12~16，满足该要求的设计方案中，活塞直径a为73mm，其顶部形状为棚顶，局部有圆弧形凸起2结构，该圆弧形凸起高度b为3mm；具有较深的气门避让坑3，该避让坑的深度m为3mm，活塞凹坑的末端高度c为3.2mm，活塞凹坑底部为斜面，与活塞轴线夹角d为85度；如图2所示，活塞凹坑1的起点与活塞边缘距离f为5mm，活塞凹坑长度e为50mm，宽度g为45mm。

实施例2