[发明专利]活塞和发动机

说明书

本申请实施例提供一种活塞和发动机，涉及发动机技术领域。本申请实施例提供的活塞包括活塞头，活塞头的一端具有活塞顶，活塞头内设有燃烧室腔体，燃烧室腔体由燃烧室内腔壁与燃烧室底壁围合而成，活塞顶上设有连通燃烧室腔体的开口；燃烧室内腔壁具有多个依次首尾相接的旋转曲面，部分旋转曲面朝开口逐渐收缩。本申请实施例提供的发动机，至少包括上述活塞。活塞的燃烧室内腔壁具有多个旋转曲面，且部分旋转曲面朝开口逐渐收缩，使燃烧室腔体内的挤气气流强度和湍流强度增强，天然气气流的运动速度提高，天然气燃烧火焰的传播速率加快，从而提高发动机的热效率。

技术领域

本申请涉及发动机技术领域，尤其涉及一种活塞和发动机。

背景技术

随着国内汽车行业的快速发展，我国面临能源紧张与环境污染等问题，越来越多的人们将目光投放在天然气这种替代能源上。天然气是发动机的主要替代能源之一，凭借着价格低廉，燃烧清洁等特点，在清洁代用燃料中显现出强大的优势。

相关技术中，天然气发动机包括缸体和设置在缸体内的活塞，活塞的顶面设有燃烧室，天然气在燃烧室内燃烧，生成高温气体，通过高温气体推动活塞运动以向外输出动力。

然而，相关技术中，天然气气流在燃烧室内的运动速度慢，天然气燃烧所产生的火焰的传播速率慢，导致天然气发动机的热效率低。

发明内容

本申请实施例提供一种活塞和发动机，活塞的燃烧室内腔壁具有多个旋转曲面，且部分旋转曲面朝所述开口逐渐收缩，使燃烧室腔体内的挤气气流强度和湍流强度增强，天然气气流的运动速度提高，天然气燃烧火焰的传播速率加快，从而提高发动机的热效率。

本申请实施例提供一种活塞，包括圆筒状的活塞头，所述活塞头的一端具有活塞顶，所述活塞头内设有燃烧室腔体，所述燃烧室腔体由燃烧室内腔壁与燃烧室底壁围合而成，所述活塞顶上设有连通所述燃烧室腔体的开口；

所述燃烧室内腔壁具有多个依次首尾相接的旋转曲面，部分所述旋转曲面朝所述开口逐渐收缩。

通过燃烧室内腔壁具有多个依次首尾相接的旋转曲面，部分旋转曲面朝开口逐渐收缩，使燃烧室内腔壁形成缩口，从而对进入到燃烧室腔体内的天然气滚流进行阻挡，可减少气门对燃烧室腔体内天然气滚流的扰动，并防止天然气滚流耗散，进而增大燃烧室腔体内天然气的密度，提高挤气气流的强度。

挤气气流强度的提高，引起天然气气流的运动速度加快以及天然气燃烧时的火焰传播速度的加快。使燃烧室腔体内的未燃天然气被火焰迅速点燃，加快天然气的燃烧速度，提高天然气发动机的热效率。

另外，天然气气流在燃烧室腔体内流动时，燃烧室内腔壁上的多个旋转曲面对天然气气流产生扰动作用，使天然气气流不再围绕燃烧室内腔壁的表面作圆周运动，而是分成多股支气流沿各旋转曲面的表面运动。各支气流之间相互碰撞，在燃烧室腔体内产生大量小尺度的湍流，同时叠加了天然气滚流的作用，使燃烧室腔体内的湍流强度增大，进而使天然气气流的运动速度以及天然气燃烧时的火焰传播速度的加快，使天然气发动机的热效率提高。

在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述旋转曲面包括第一旋转曲面，所述第一旋转曲面的纬线的半径朝所述开口逐渐减小。

第一旋转曲面对应旋转曲面上朝开口逐渐收缩的部分，第一旋转曲面的纬线的半径朝开口逐渐减小，使第一旋转曲面越靠近开口越向燃烧室腔体内收缩。多个旋转曲面上的第一旋转曲面依次首尾相接，从而在燃烧室内腔壁靠近开口的区域形成缩口。

在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述旋转曲面还包括第二旋转曲面，所述第二旋转曲面位于所述第一旋转曲面与所述燃烧室底壁之间；

所述第二旋转曲面的纬线的半径朝所述开口逐渐增大。

在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述旋转曲面还包括第三旋转曲面，所述第三旋转曲面位于所述第一旋转曲面与所述开口之间；