[实用新型]活塞和发动机总成

说明书

本实用新型提供一种活塞和发动机总成。该活塞包括燃烧室(1)，燃烧室(1)包括从周侧向中间依次设置的顶面(2)、第一圆锥面(3)、第二圆锥面(4)和凹坑(5)，第二圆锥面(4)从凹坑(5)的开口处外扩，第一圆锥面(3)从第二圆锥面(4)远离凹坑(5)的开口处外扩，第一圆锥面(3)的斜角小于第二圆锥面(4)的斜角。根据本实用新型的活塞，能够减小狭缝效应，降低发动机排放，减少热量损失，提升发动机效率。

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种活塞和发动机总成。

背景技术

发动机包括机体、缸盖、燃烧室、活塞等。活塞是发动机的核心元件，燃烧发生在活塞的燃烧室内，燃烧产生的爆发压力推动活塞沿缸孔轴向方向做往复直线运动。当活塞位于上止点时，由气缸盖、气缸体及活塞顶部形成的空间称为燃烧室。燃烧室的形状已经成为影响柴油机性能的重要因素。众所周知，发动机做功过程中需要尽量避免不必要的热量损失，在燃烧过程中，燃烧室内的温度明显高于活塞及缸盖，热量会传递到缸盖及活塞，造成热量损失，降低燃烧的有效功，如何减小这种不必要的热量损失成为提高发动机效率的关键技术。同时，活塞的设计，特别是燃烧室结构及火力岸形状的设计，对日趋严格的柴油机排放要求，都有着重要的影响。

现有直喷式柴油发动机活塞燃烧室多采用ω型燃烧室，其凹坑多由圆形凹腔，斜锥面及顶端的凸起的平台组成，燃烧室的喉口部位多设计为挤流式，也有部分设计为直流式。现有技术活塞火力岸高度较大，活塞整体高度较高。

燃烧瞬时产生较高的温度，其中一部分热量直接传递给活塞及缸盖，造成热损失，同时，使活塞顶面温度升高，增加了活塞的热负荷。现有技术方案，可燃混合气体在缸内，尤其是在活塞上表面与缸盖之间的小区域及喉口部位，会形成较强烈的湍流，这种湍流一方面促进了燃油的雾化、蒸发，但另一方面尖角扰流会造成此处传热热流密度较大，增加了传热系数，使缸盖底面及活塞顶面的承受较大的热负荷。同时，较高的火力岸设计，对颗粒(这里主要指碳烟)及HC的排放有着不良的影响。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种活塞和发动机总成，能够减小狭缝效应，降低发动机排放，减少热量损失，提升发动机效率。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种活塞，包括燃烧室，燃烧室包括从周侧向中间依次设置的顶面、第一圆锥面、第二圆锥面和凹坑，第二圆锥面从凹坑的开口处外扩，第一圆锥面从第二圆锥面远离凹坑的开口处外扩，第一圆锥面的斜角小于第二圆锥面的斜角。

优选地，在经过活塞的中心轴线的截面内，第一圆锥面与顶面之间的夹角α为70°到80°；和/或，第二圆锥面与顶面之间的夹角β为10°到20°。

优选地，顶面与第一圆锥面之间、和/或第一圆锥面与第二圆锥面之间、和/或第二圆锥面与凹坑之间通过圆弧面过渡连接。

优选地，凹坑包括相连接的弧形凹槽和中间凸起，弧形凹槽与第二圆锥面衔接，中间凸起位于凹坑的中心。

优选地，中间凸起为锥形凸起或者弧形凸起。

优选地，在经过活塞的中心轴线的截面内，凹坑靠近第二圆锥面一侧边缘的切线与第二圆锥面的母线延长线的交点相对于活塞的中心轴线之间的距离为R1，第二圆锥面的母线延长线与顶面的交点相对于活塞的中心轴线之间的距离为R2，活塞的火力岸外圆面的延长线与顶面的延长线的交点相对于活塞的中心轴线之间的距离为R3，其中，R1是R3的60％-80％，R2是R3的85％-97％。

优选地，在经过活塞的中心轴线的截面内，中间凸起的最高点为P1，凹坑靠近第二圆锥面一侧边缘的切线与第二圆锥面的母线延长线的交点为P2，第一圆锥面的母线与顶面的交点为P3，其中P1的高度高于P2的高度，低于P3的高度。

优选地，在经过活塞的中心轴线的截面内，凹坑靠近第二圆锥面一侧边缘的切线与第二圆锥面的母线延长线所形成的夹角为锐角或钝角。