本发明专利技术涉及一种带有压缩点火的直喷内燃机，包括至少一个汽缸(10)、汽缸盖(12)、活塞(16)、燃烧室(34)和冷却装置(76)，该汽缸盖(12)具有根据带有不同层角度(A1、A2)的至少两个燃料喷射层(36、38)注入燃料的燃料注射装置(14)，活塞(16)在该汽缸中滑动，燃烧室(34)在一个侧面通过该活塞的上正面(44)界定，所述活塞包括沿汽缸盖方向上升且布置在带有至少两个混合区(Z1、Z2)的凹形凹陷部(46)的中心的凸缘(48)，冷却装置(76)用于冷却嵌入在活塞的材料中的活塞。根据本发明专利技术，冷却装置包括与活塞的凹陷部(46)共轴且相对至少一个混合区(Z1、Z1)布置的至少一个圆周通道(78、82)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括活塞冷却装置的压缩点火直喷燃烧式引擎。本专利技术更具体地涉及可在空中运输或公路部门中使用的此类引擎，或可在静态设备诸如引擎发电机的领域中使用的此类引擎。该类型的引擎通常包括至少一个汽缸、活塞、用于氧化剂的进气装置、燃烧气体排放装置、燃烧室和注射装置，所述活塞具有布置在凹形凹陷部中的凸缘并以往复直线运动在该汽缸中滑动，所述注射装置用于将燃料注入燃烧室。众所承认，在设计引擎时，性能、污染物排放和燃烧室的机械强度限制日益提高，然而满足这些要求的装置却完全相反。由此，性能增加通常导致排放物的增加和更高的机械应力。因此，有必要克服这些应力以便在引擎的整个操作范围内、尤其在非常高负载下保证有限的污染物排放和满意的机械强度。尤其是对于污染物排放而言非常重要的是，使用在燃烧室中出现的氧化剂(例如包括环境压力下的空气、增压空气或者空气(增压或未增压的)混合物的氧化剂)和再循环燃烧气体的氧化剂。实际上，燃烧室中的燃料混合物(氧化剂/燃料)需要尽可能地均匀。在实践中，燃料囿于凹陷部中，因而其不能与挤压空间(即，在由汽缸壁和相对活塞的汽缸盖正面界定的位于燃烧室上部的体积中)中显著含有的氧化剂混合。这涉及在燃烧这种燃料混合物时的缺点：在燃烧区中创建高富集区域，生成大量烟灰，一氧化碳(CO)和未燃烧烃类(HC)。此外，回到机械强度问题，热负载集中在活塞的再入部分(即标记活塞凹陷部和涵盖挤气区域的上区之间的过渡的凹陷部颈或直径限制部)，在处于非常高负载的机械强度的情况下，该再入部分可受限。
技术介绍
为了克服这些缺点，以及如在本申请人提交的法国专利申请号13/60,426更详尽描述的，本文提供一种内燃机，该内燃机包括燃料注射装置和活塞，该燃料注射装置带有具有至少两个片角度的射流，该活塞包括带有凸缘的凹陷部，该凹陷部带有两个燃烧区体积以及基本上改进燃烧质量的内部空气动力。然而，增加这类引擎的功率密度的愿望引起设计者重新考虑尺寸并且因此重新考虑这类引擎的各种组成部件的质量。值得注意的是，引擎机体是引擎的最重要部件之一，经常考虑减少该部件的高度(行李舱盖高度减少)以便显著减少其质量。这种高度变化显著引起活塞高度减少。现在，增加引擎的功率密度也涉及增加引擎的特定功率。这引起燃烧室的组成部件(诸如汽缸盖、汽缸和活塞)经受的机械应力的大幅增加。尽管必要的活塞高度减少和应力增加，但是维持高可靠性水平，尤其关于用于这类引擎的机械强度的高可靠水平需要使用钢而不是常规使用的铝作为这种活塞的组成材料，以便使得更好的活塞抗性成为可能。然而，相比于铝，钢具有较低的热传导率。因此，有必要使用允许从最常承受热应力的这种部件的区(诸如再入部分、凹陷部底部和挤气区域)移除热的装置。众所周知，尤其通过法国专利申请号2,839,116，可以使用以油循环通道形式的冷却装置改进对这种活塞的冷却，该油循环通道在活塞下正面上耦接有特定油喷雾系统。然而，此类通道布局到现在未被优化，这导致不期望的活塞温度上升。因此，本专利技术目的在于通过这样的活塞克服上述缺点，该活塞包括提供简单廉价的冷却活塞的通道。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及压缩点火直喷内燃机，其包括至少一个汽缸、汽缸盖、活塞、燃烧室和活塞冷却装置，该汽缸盖承载以带有不同料束角度的至少两个燃料喷射片将燃料注入的燃料注射装置，该活塞在该汽缸中滑动，该燃烧室在一个侧面通过活塞的上正面界定，活塞包括沿汽缸盖方向延伸并布置在带有至少两个混合区的凹形凹陷部中心的凸缘，该活塞冷却装置容纳在活塞的材料中，其特征在于，冷却装置包括与活塞凹陷部共轴并相对至少一个混合区布置的至少一个圆周通道。通道的节段的形状可为柱形。通道的横截面积范围可在20mm2和200mm2之间。一个通道的表面积可不同于另一个通道的表面积。通道可相对两个混合区延伸。在凹陷部表面和最靠近的通道的壁之间的距离范围可在2mm和7mm之间。附图说明本专利技术的其他特征和优点通过阅读参考附图以非限制性示例方式给出的以下说明书将显而易见，其中：图1示出根据本专利技术的内燃机，图2为图1所示引擎的活塞凹陷部轮廓的半个节段的局部放大图，以及图3示出在图1和图2所示引擎活塞中冷却装置的放大布局图。具体实施方式参考图1，压缩点火直喷内燃机包括至少一个汽缸10，在上部靠近汽缸的汽缸盖12，由汽缸盖承载的燃料注射装置14，和以往复直线运动沿轴线XX在汽缸的活塞16(优选由钢制造)中滑动。燃料理解成液体燃料诸如柴油燃料、煤油或任何其他燃料，其带有允许包括用于这种燃料的直接注射系统的压缩点火型的引擎的操作的物理化学特性。这种引擎还包括燃烧气体排放装置18和用于氧化剂的进气装置24，该燃烧气体排放装置18带有至少一个排放管20，该排放管20的开口可由任何装置诸如排放阀22(例如)控制，该进气装置24带有至少一个进气管26，该进气管26的开口可由任何装置诸如进气阀28(例如)控制。氧化剂理解成处于环境压力的空气，或加压空气，或空气(加压或未加压的)和燃烧气体的混合物。注射装置包括优选沿活塞的轴线XX布置的至少一个燃料注射器30，该注射器30的喷嘴32包括多个腔，通过该腔燃料被喷雾并且沿引擎的燃烧室34的方向注入。通过这些注入装置，注入的燃料形成至少两个燃料喷射片(在这里燃料喷射40和42的两个片36和38)在所示的示例中，该两个片36和38具有与活塞16的轴线合并的共用轴线，同时被轴向地定位成一个在另一个上方。更精确地，更靠近活塞16的片36在以下说明书中被称为下片，而更远离该活塞的片38被称为上片。从图1可以看出，这两个片形成彼此不同的片角度A1和A2。片角度理解为由源自注射器的圆锥体形成的顶角，该圆锥体想象中的外围壁通过燃料喷射40和42的全部轴线C1或C2。有利地，下片的片角度A1至多等于130°，优选范围在40°和130°之间，而上片的片角度A2至多等于180°，优选范围在150°和180°之间。为了简化的原因，在说明书剩余部分，角度a1对应于A1/2而a2对应于A2/2(参见图2)。因此，两个片角度之间的差值至少50°以便限制燃料喷射在两个片之间重叠并且因此限制污染物诸如烟灰的形成。当然，注入装置可以不沿着轴线XX布置，但在这种情况下燃料喷射片与燃料注射器的通用轴线至少基本上平行于该轴线XX。相似地，每个片由专用于燃烧室不同区的不同注射器(单片喷射器)承载是可以的。燃烧室34由相对活塞的汽缸盖12的内正面、汽缸10的圆形内壁和活塞16的上正面44界定。活塞的该上正面包括凹形凹陷部46，这里其轴线与汽缸的轴线合并，该凹形凹陷部46的凹面朝向汽缸盖并且该凹陷部容纳基本上布置在凹陷部中心的凸缘48，该凸缘48朝向汽缸盖12上升，同时优选与来自注射器30的燃料片的轴线共轴。当然，凹陷部的轴线可以不与汽缸的轴线共轴，但重要的是这样的布局，根据该布局燃料注射片的轴线、凸缘的轴线和凹陷部的轴线优选合并。此外，参考图2，凸缘48(大体上截顶的形状)包括优选圆顶部50，在远离轴线XX朝向活塞16的外面对称地移动时，该圆顶部50通过经倾斜侧面54向下延伸的基本上直线的倾斜表面52向下延伸至凹陷部的底部56。当然，不脱离本专利技术范围的情况下，倾斜表面52可不存在(零长度)并且然后倾斜侧面54将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压缩点火直喷内燃机，包括至少一个汽缸(10)、汽缸盖(12)、活塞(16)、燃烧室(34)和活塞冷却装置(76)，所述汽缸盖(12)承载以带有不同片角度(A1、A2)的至少两个燃料喷射片(36、38)将燃料注入的燃料注射装置(14)，所述活塞(16)在所述汽缸中滑动，所述燃烧室(34)在一个侧面通过所述活塞的上正面(44)界定，所述活塞包括沿所述汽缸盖方向延伸并布置在带有至少两个混合区(Z1、Z2)的凹形凹陷部(46)中心的凸缘(48)，所述活塞冷却装置(76)容纳在所述活塞的材料中，其特征在于，所述冷却装置包括与所述活塞凹陷部(46)共轴并相对所述至少一个混合区(Z1、Z1)布置的至少一个圆周通道(78、82)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.14 FR 14521181.一种压缩点火直喷内燃机，包括至少一个汽缸(10)、汽缸盖(12)、活塞(16)、燃烧室(34)和活塞冷却装置(76)，所述汽缸盖(12)承载以带有不同片角度(A1、A2)的至少两个燃料喷射片(36、38)将燃料注入的燃料注射装置(14)，所述活塞(16)在所述汽缸中滑动，所述燃烧室(34)在一个侧面通过所述活塞的上正面(44)界定，所述活塞包括沿所述汽缸盖方向延伸并布置在带有至少两个混合区(Z1、Z2)的凹形凹陷部(46)中心的凸缘(48)，所述活塞冷却装置(76)容纳在所述活塞的材料中，其特征在于，所述冷却装置包括与所述活塞凹陷部(46)共轴并相对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·马丁内斯，S·理查德，O·拉吉特，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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