[发明专利]内燃机的活塞、活塞顶及操作内燃机的方法

权利要求书

1.一种操作内燃机的方法，其包括：

将所述内燃机中的气缸中的活塞向上止点位置移动，使得所述气缸中的压力增加至达到或超过自燃压力；

将燃料直接喷射到所述气缸中；

当所述气缸中的压力等于或高于所述自燃压力时，使所述燃料和空气的混合物自燃；

通过所述自燃混合物的燃烧，对形成所述活塞的端面的材料进行加热，所述活塞的端面由非凹入燃烧碗、具有弯曲轮廓并朝向燃烧碗径向向内和轴向向下倾斜的环形活塞边缘和散热倒角限定，使得所述环形活塞边缘围绕纵向活塞轴线周向延伸并朝着散热倒角倾斜，并且其中散热倒角在所述燃烧碗的外边缘和所述环形活塞边缘之间轴向和径向延伸，所述散热倒角相对于纵向活塞轴线取向在40至50度的角度处；以及

将热量从形成所述活塞的端面的所述材料散发到流经设置在所述活塞内的油道的油，油道由活塞的后侧冷却表面限定，后侧冷却表面与活塞碗相对定位，使得后侧冷却表面与燃烧碗的凹形外部部分平行延伸。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述散热进一步包括通过所述散热倒角和所述后侧冷却表面之间的所述材料的第一厚度、通过所述燃烧碗和所述后侧冷却表面之间的所述材料的第二厚度，以及通过所述环形活塞边缘和所述后侧冷却表面之间的所述材料的第三厚度来散热；

其中所述第一厚度为所述第二厚度和所述第三厚度中的每一个的100％至150％。

3.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述端面的所述材料的所述加热进一步包括将所述材料加热至515℃至535℃的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括通过所述燃料和空气的自燃混合物的燃烧，以2500千帕斯卡或更大的制动平均有效压力产生所述内燃机的130千瓦或更大的功率输出；

其中所述散热进一步包括将所述内燃机的功率输出的8％或以下转移到所述油中；以及

进一步包括通过所述油道以所述内燃机每千瓦时运转5千克油或以下的流量将油进行输送。

5.一种用于内燃机的活塞，其包括：

活塞体，其被构造成在所述内燃机中的气缸中往复运动，以将所述气缸中的压力增加到使燃料和空气的混合物发生自燃的自燃压力，所述活塞体包括活塞端面，所述活塞端面由非凹入燃烧碗、具有弯曲轮廓并朝向燃烧碗径向向内和轴向向下倾斜的环形活塞边缘和倒角限定，使得所述环形活塞边缘围绕纵向活塞轴线周向延伸并朝着倒角倾斜，并且倒角在所述燃烧碗的外边缘和所述环形活塞边缘之间轴向和径向延伸，所述倒角相对于纵向活塞轴线取向在40至50度的角度处；

所述活塞体进一步由形成在其内的油道限定，油道由活塞的后侧冷却表面限定，后侧冷却表面与活塞碗相对定位，使得后侧冷却表面与燃烧碗的凹形外部部分平行延伸，使得所述倒角的尺寸、所述倒角的取向或位于所述倒角与所述油道之间的所述活塞体材料的厚度中的至少一个被构造成平衡到流经油道的油的散热与活塞的燃烧特性。

6.根据权利要求5所述的活塞，其中所述倒角的延伸宽度是所述环形活塞边缘的延伸宽度的10％至20％，并且是所述倒角和所述油道之间的材料厚度的50％或以上；以及

其中所述倒角的延伸宽度小于所述倒角和所述油道之间的材料的所述厚度。

7.根据权利要求6所述的活塞，其中所述材料的所述厚度包括第一厚度，且其中所述材料的第二厚度在所述燃烧碗和所述油道之间延伸，且所述材料的第三厚度在所述环形活塞边缘和所述油道之间延伸；

其中所述第一厚度是所述第二厚度和所述第三厚度的100％至150％；以及

其中所述第一厚度是所述第二厚度和所述第三厚度的100％至110％。

8.根据权利要求6所述的活塞，其中所述活塞体的外径尺寸为120毫米至160毫米，所述环形碗边缘限定的半径为60毫米至80毫米；以及

其中所述燃烧碗具有从90毫米至110毫米的碗直径尺寸。