包括其中具有锥形凹部的活塞的活塞对置式发动机制造技术

一种活塞对置式发动机，包括：具有气缸壁的气缸和一对对置式活塞，该一对对置式活塞中的每个活塞的每个面具有顶平面和形成在其中的凹部，每个凹部包括限定锥形部的一部分的第一表面，由所述凹部中的至少一个凹部的第一表面限定的该锥形部具有纵向轴线，此纵向轴线与所述顶平面限定等于该锥形部的锥角的至少一半的角度。

Piston opposed engine comprising a piston having a tapered recess

An opposed piston engine, including cylinder has a cylinder wall and a pair of opposed piston, the piston of each mask each opposed piston in the top plane and formed in the concave part of the concave part, each part includes defining a first surface of the tapered portion, at least by the tapered part a concave part of the concave part of the first surface defined by having a longitudinal axis, the vertical axis and the top plane defined equal to the tapered portion of the cone angle of at least half angle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括其中具有锥形凹部的活塞的活塞对置式发动机
本专利技术的各个方面涉及活塞对置式发动机，更具体地，涉及具有特定的活塞面几何形状的活塞对置式发动机。
技术介绍
在常规的单活塞发动机中，燃料或多或少地从封闭气缸端部的气缸盖轴向地喷射到气缸内。在常规的发动机中，燃烧室由气缸盖和活塞顶部之间的空间形成，并且通常具有在气缸盖表面中、活塞顶表面中或二者中的凹部的形式。对于常规的发动机，已很好地建立了产生用于良好燃烧的燃料和空气的有效混合的燃烧室设计。活塞对置式发动机是两个活塞容纳在一个气缸内的发动机(其中，燃烧室形成在两个活塞之间)，因此不存在气缸盖。当用于压燃式发动机时，燃料从形成在两个活塞之间的空间处从气缸壁中的或多或少地径向定位的位置喷射。这被称为“侧喷射”。通常，活塞对置式发动机传统地存在燃烧较差的问题，因为更难以形成将燃料和空气有效地混合的室，从而导致不良的碳烟排放、冒烟以及比预期差的效率。对置式活塞柴油发动机的一个主要挑战是燃料喷射必须从气缸的侧面进入气缸，典型地大致垂直于气缸轴线。这与常规发动机不同，在常规发动机中，喷雾或多或少地与气缸轴线对齐，并且这允许轴对称的燃烧室。历史上，大多数活塞对置式发动机将喷射器放置在发动机的相反两侧，以使燃烧在气缸内相对居中地发生。然而，喷射器在气缸的相反两侧的这种设计有若干缺点。存在来自两个喷射器的喷射羽雾(sprayplumes)彼此撞击的危险，在现代柴油燃烧理论中，已知这种状况会导致高的碳烟生成。试图保持良好居中的燃烧的大多数设计在或大或小的程度上有此缺点。另一个缺点涉及如下事实：即，高压燃料系统由在发动机的寿命期间可能需要维修的部件形成。在发动机的两侧具有燃料系统意味着维修技师必须靠近发动机的两侧，并从该应用场所的一侧移动到另一侧以执行维修工作，这对于大发动机或在商用车辆固定安装应用中可能是困难的，或至少是耗时的。此外，现代高压燃料系统包含许多精密部件，包括燃料喷射器中的导线连接、高压流体连接和电子部件。所有这些对于高热都是敏感的，并且可能在维修期间或在机械故障的情况下泄漏燃料。当喷射器位于发动机的两侧时，非常难以使燃料通道及电特征件与排气歧管附近位置隔开，该排气歧管是高热来源和可能的点火源。希望提供如下一种活塞对置式发动机，该活塞对置式发动机允许以能够避免燃料喷射羽雾彼此撞击的方式喷射燃料。还希望避免喷射器在气缸的相反两侧时的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种活塞对置式发动机包括：具有气缸壁的气缸；一对对置式活塞，所述一对对置式活塞中的每个活塞均具有一个面，所述一对活塞布置在气缸内并能够在气缸内的第一位置和气缸内的第二位置之间移动，在所述第一位置，对置式活塞的所述面和气缸壁限定最大容积，而在所述第二位置，对置式活塞的所述面和气缸壁限定最小容积，其中，所述一对对置式活塞中的每个活塞的所述面各自具有顶平面和形成在所述面中的凹部，每个凹部包括限定锥形部的一部分的第一表面，由所述凹部中的至少一个凹部的第一表面限定的所述锥形部具有纵向轴线，该纵向轴线与所述顶平面限定等于所述锥形部的锥角的至少一半的角度。附图说明通过结合附图来阅读以下的详细描述，将很好地理解本专利技术的特征和优点，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：图1A是根据本专利技术一个方面的活塞对置式发动机的截面示意图，其中，气缸内的两个活塞处于彼此间隔开的第一位置；图1B是图1A的活塞对置式发动机的截面示意图，其中，气缸内的两个活塞处于彼此最靠近的第二位置；图1C是图1A的活塞对置式发动机的活塞沿图1A的截面1C-1C截取的剖视图；图1D是图1A的活塞对置式发动机的一部分沿图1A的截面1D-1D截取的剖视图；图2A至图2D是本专利技术的另外方面的活塞对置式发动机的截面示意图，其中，气缸内的活塞处于彼此最靠近的第二位置并且锥形凹部相对于活塞的所述面的平面具有不同的角度；图3A至图3B是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的顶视截面示意图和侧视截面示意图，其中，气缸内的活塞处于彼此最靠近的第二位置；图4A至图4B是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的顶视截面示意图和侧视截面示意图，其中，气缸内的活塞处于彼此最靠近的第二位置；图5A至图5B是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的顶视截面示意图和侧视截面示意图，其中，气缸内的活塞处于彼此最靠近的第二位置；图6A是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的一部分的侧视截面示意图，其中，气缸内的活塞处于彼此最靠近的第二位置，并且图中示出了活塞的凹部中的锥形燃料喷射羽雾；图6B是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的一部分的局部分解侧视示意图，其中，气缸内的活塞相对于彼此倾斜，以示出活塞的凹部中的锥形燃料喷射羽雾；图6C是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的燃料喷射器的侧视图，示出了锥形燃料喷射羽雾；并且图6D是本专利技术的另一方面的活塞对置式发动机的燃料喷射器的侧视图，图中从与图6D不同的角度示出了锥形燃料喷射羽雾。具体实施方式在图1A-1B中可以看到根据本专利技术一个方面的活塞对置式发动机21，该活塞对置式发动机21包括(至少一个)具有气缸壁25的气缸23和一对对置式活塞27和29。例如，如图1A可见，这一对对置式活塞中的每个活塞27和29各具有一个面31和33。这一对活塞27和29布置在气缸23内并能够在气缸内的第一位置(图1A)和气缸内的第二位置(图1B)之间移动，在第一位置，该对置式活塞的面31、33和气缸壁25限定最大容积，在第二位置，该对置式活塞的所述面和气缸壁限定最小容积。当提到活塞27和29的特征件的结构在其他特征件“上方”或“下方”时，所提到的该特征件在其他特征件“上方”通常是指该特征件更靠近这两个活塞之间的中心位置CP，而在其他特征件“下方”的特征件通常更远离所述中心点。活塞27和29中的一个活塞通常被称为“进气”活塞，因为它更靠近气缸壁25中的进气开口且打开和关闭该进气开口，而另一个活塞通常被称为“排气”活塞，因为它更靠近气缸壁中的排气开口且打开和关闭该排气开口。例如，如图1A可见，这一对对置式活塞中的每个活塞27和29各自的面31和33具有顶平面31P和33P以及形成在所述面31和33中的凹部(或燃烧碗)35和37。在图1A至图1B所示的实施例中，每个凹部35和37包括限定锥形部的一部分的第一表面39和41(图1A)，并且，由凹部35和37中的至少一个凹部(在图1A至图1B中为两个凹部)的第一表面限定的锥形部C1和C2具有纵向轴线AC1和AC2，所述纵向轴线AC1、AC2与所述顶平面限定等于该锥形部的锥角的至少一半的角度Θ1和Θ2。虽然每个锥形部C1和C2能够具有与所述顶平面限定等于锥形部的锥角的至少一半的角度的纵向轴线AC1和AC2，如图1A和图1B所示，但也能够使所述锥形部中的一个或两个具有与所述顶平面限定小于锥形部的锥角的至少一半的角度的纵向轴线AC1'和/或AC2'，如图2A、图2B和图2D可见，或者，具有与顶平面限定大于锥形部的锥角的至少一半的角度的纵向轴线AC1”和/或AC2”，如图2C和图2D可见。如图1C和图1D可见，每个凹部35和37通常包括在锥形部C1和C2的最宽端部处的U形基部表面43和45(活塞29的图示同样适用于活塞27本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞对置式发动机，包括：具有气缸壁的气缸；和一对对置式活塞，所述一对对置式活塞中的每个活塞均具有一个面，所述一对活塞布置在所述气缸内并能够在所述气缸内的第一位置和所述气缸内的第二位置之间移动，在所述第一位置，所述对置式活塞的所述面和所述气缸壁限定最大容积，而在所述第二位置，所述对置式活塞的所述面和所述气缸壁限定最小容积，其中，所述一对对置式活塞中的每个活塞的所述面各自具有顶平面和形成在所述面中的凹部，每个凹部包括限定锥形部的一部分的第一表面，由所述凹部中的至少一个凹部的第一表面限定的所述锥形部具有纵向轴线，所述纵向轴线与所述顶平面限定等于所述锥形部的锥角的至少一半的角度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种活塞对置式发动机，包括：具有气缸壁的气缸；和一对对置式活塞，所述一对对置式活塞中的每个活塞均具有一个面，所述一对活塞布置在所述气缸内并能够在所述气缸内的第一位置和所述气缸内的第二位置之间移动，在所述第一位置，所述对置式活塞的所述面和所述气缸壁限定最大容积，而在所述第二位置，所述对置式活塞的所述面和所述气缸壁限定最小容积，其中，所述一对对置式活塞中的每个活塞的所述面各自具有顶平面和形成在所述面中的凹部，每个凹部包括限定锥形部的一部分的第一表面，由所述凹部中的至少一个凹部的第一表面限定的所述锥形部具有纵向轴线，所述纵向轴线与所述顶平面限定等于所述锥形部的锥角的至少一半的角度。2.根据权利要求1所述的活塞对置式发动机，其中，每个所述凹部在所述锥形部的最宽端部处包括U形基础表面。3.根据权利要求2所述的活塞对置式发动机，其中，所述基础表面垂直于所述锥形部的纵向轴线。4.根据权利要求2所述的活塞对置式发动机，其中，所述基础表面具有凹陷的、局部的环面部分并包括在由所述环面部分限定的环面的中心处的中心凸起。5.根据权利要求1所述的活塞对置式发动机，其中，当沿所述气缸的轴线观察时，所述一对对置式活塞中的第一活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部的纵向轴线与所述一对对置式活塞中的第二活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部的纵向轴线限定非零角度。6.根据权利要求1所述的活塞对置式发动机，其中，当沿所述气缸的轴线观察时，所述一对对置式活塞中的第一活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部的纵向轴线与所述一对对置式活塞中的第二活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部的纵向轴线对齐。7.根据权利要求6所述的活塞对置式发动机，其中，所述第一活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部在与所述第二活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部相反的方向上扩宽。8.根据权利要求6所述的活塞对置式发动机，其中，所述第一活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部在与所述第二活塞的所述凹部的第一表面的所述锥形部相同的方向上扩宽。9.根据权利要求1所述的活塞对置式发动机，其中，所述第一表面限...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·凯尔洛格·莫顿，李坚，理查德·布兰特，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE