[发明专利]具有燃烧碗的活塞及使用该活塞的发动机

摘要

一种活塞，其用于平衡燃烧效率和由于氮氧化物产生所致的起烟，包括形成燃烧碗的燃烧面，燃烧碗具有在径向向外方向上锐度增加的复合曲率。外碗表面限定邻近内碗表面的大曲率半径，以及邻近圆柱形壁表面的中等曲率半径。内碗表面、外碗表面和壁表面共同形成燃烧碗的轮廓，使得燃烧碗的直径为约124mm，以便在具有约15∶1至17∶1的压缩比的直接喷射压燃式内燃发动机中构建约0.71的碗孔比。

主权项

一种活塞(20)，其用于在直接喷射压燃式内燃发动机(8)中平衡燃烧效率和有氮氧化物产生的起烟，所述直接喷射压燃式内燃发动机(8)具有约175mm的气缸孔(52)，所述活塞(20)包括：活塞主体(22)，其限定纵轴线(100)，并包括外主体表面(28)和燃烧面(30)，所述纵轴线(100)在第一轴向主体端(24)和第二轴向主体端(26)之间延伸，所述外主体表面(28)在所述第一轴向主体端(24)和所述第二轴向主体端(26)之间延伸，所述燃烧面(30)在所述第一轴向主体端(24)之上；所述燃烧面(30)形成燃烧碗(32)，且包括锥形内碗表面(34)和凹形外碗表面(36)，所述外碗表面(36)从所述内碗表面(34)延伸至圆柱形壁表面(38)，并具有在径向向外方向上锐度增加的复合曲率；所述燃烧面(30)进一步形成环形活塞边缘(40)，所述环形活塞边缘(40)围绕所述燃烧碗(32)圆周延伸，并包括平坦边缘表面(42)和凸起唇缘表面(44)，所述凸起唇缘表面(44)在所述平坦边缘表面(42)和所述壁表面(38)之间过渡，并与限定所述燃烧碗(32)边界的所述壁表面(38)具有相交部(46)；以及所述外碗表面(36)限定邻近所述内碗表面(34)的大曲率半径，以及邻近所述壁表面(38)的中等曲率半径，所述唇缘表面(44)限定小曲率半径，每一者均在纵向剖面中，并且所述内碗表面(34)、所述外碗表面(36)和所述壁表面(38)共同形成所述燃烧碗(32)的轮廓，使得所述燃烧碗(32)的直径为约124mm，且所述燃烧碗(32)的容积为约190cm3，以使当所述活塞(20)安装于所述发动机(8)中用于服务时，构建约0.71的碗孔比和15∶1至17∶1的压缩比，其中，所述外碗表面(36)具有底部区段(48)和过渡区段(50)，所述底部区段(48)与所述内碗表面(34)相邻并限定所述大曲率半径；所述过渡区段(50)从所述底部区段(48)延伸至所述壁表面(38)并限定所述中等曲率半径；且其中，所述大曲率半径为所述中等曲率半径的大约两倍，且所述中等曲率半径为所述小曲率半径的大约五倍。