一种高压缩比汽油机活塞制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高压缩比汽油机活塞，属于发动机领域。它解决了现有的高压缩比汽油机活塞滚流比和湍动能较低的问题。本高压缩比汽油机活塞，包括活塞上顶面，所述活塞上顶面的两侧分别具有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台之间具有凹坑，所述凹坑呈弧形，所述凹坑各点沿第一凸台到第二凸台方向的曲率均相同且大于沿垂直于第一凸台和第二凸台连线方向的曲率。本实用新型专利技术的凹坑采用特殊的弧面设计，对燃烧室容积影响更小，而且对经过的气体形成壁面引导，提高滚流比和湍动能，提高燃烧热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高压缩比汽油机活塞
本技术属于发动机
，涉及一种活塞，特别是一种高压缩比汽油机活塞。
技术介绍
发动机作为动力输出装置，是汽车的核心零部件之一。发动机的性能对于汽车至关重要，研究表明，提高发动机的压缩比和滚流比能够有效提高发动机的性能和效率，因此现在世界各国各大汽车设计公司都花费很大精力在提高发动机压缩比上，而这也是发动机开发最难的领域之一，这需要各方面的协调，而且其中的试验和仿真开发也需要大量的前期数据支撑。尤其是高压缩比所带来的高热效率，低油耗，低排放是发动机设计者的不断追求之一。而活塞的燃烧室容积对发动机压缩比的影响起到至关重要的作用。但目前大多发动机提高压缩比后极易产生诸如发动机燃烧滚流比和湍动能下降，爆震加剧，甚至出现活塞与气门、缸盖等干涉问题。如中国专利申请(申请号：201620985045.3)公开了一种滚流导向型汽油机高压缩比活塞，包括活塞顶面、第一、第二凸台顶面、半球形活塞凹坑和滚流通道，其通过第一、第二凸台减少燃烧室的容积，提高压缩比，并通过滚流通道和凹坑来不降低滚流强度和提高湍动能。然而，该技术方案还存在以下缺点：1、凹坑采用半球形，使得气体进入凹坑后不易出去，从而导致凹坑内的气体流动性较差，而且半球形对于气体的导向能力较差，易导致气体沿球面朝四周扩散，对于气体湍动能和滚流比的提高及其有限；2、凹坑与滚流通道之间过渡不平滑，使气体经过时会损失一定的动能，从而降低气体的滚流比，从而降低发动机的性能。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高压缩比汽油机活塞，本技术所要解决的技术问题是：如何在保持发动机高压缩比的情况下提高滚流比。本技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种高压缩比汽油机活塞，包括活塞上顶面，所述活塞上顶面的两侧分别具有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台之间具有凹坑，所述凹坑呈弧形，所述凹坑各点沿第一凸台到第二凸台方向的曲率均相同且大于沿垂直于第一凸台和第二凸台连线方向的曲率。活塞上顶面设置两个高于活塞上顶面的凸台，能够大大减少活塞燃烧室容积，提高压缩比。凹坑采用特殊的弧面设计，既能够起到传统凹坑的作用，在凹坑的底部形成高湍动能区和充分的火焰发展空间，使气体迅速充分燃烧，以施加给活塞强劲的动能，而且凹坑沿两个凸台连线方向的曲率较大而沿垂直两凸台连线方向的曲率较小，使气体通过凹坑时，整个凹坑还起到引导气体流向的效果，气体会沿着凹坑曲率较小的方向高速流动，从而提高气体的湍动能和滚流比。而且，该凹坑的弧面设计相比于球面，具有更小的容积，使燃烧室容积的增加更小，从而使燃烧室具有更高的压缩比。在上述的高压缩比汽油机活塞中，所述活塞上顶面上还分别开有第一进气门避让孔、第二进气门避让孔、第一排气门避让孔和第二排气门避让孔，所述第一进气门避让孔和第一排气门避让孔分别位于第一凸台的两侧，所述第二进气门避让孔和第二排气门避让孔分别位于第二凸台的两侧，且第一进气门避让孔和第二进气门避让孔位于活塞上顶面的同一侧，所述第一排气门避让孔和第二排气门避让孔位于与第一进气门避让孔和第二进气门避让孔相对的另一侧。进气门避让孔和排气门避让孔的设置避免了活塞上顶面与进气门和排气门发生碰撞。在上述的高压缩比汽油机活塞中，所述活塞的直径为60～100mm，所述凹坑沿第一凸台到第二凸台方向的弧线直径为280～320mm，所述凹坑沿垂直第一凸台到第二凸台连线方向的直径为60～80mm。在该尺寸范围，凹坑弧面的导流效果更好，能够大幅提高气体的滚流比和湍动能。在上述的高压缩比汽油机活塞中，所述凹坑由相切的第一弧面和第二弧面组成，其中第一弧面位于第一进气门和第二进气门一侧，第二弧面位于第一排气门和第二排气门一侧，第一弧面和第二弧面沿第一凸台到第二凸台方向的直径相同，且沿垂直于第一凸台和第二凸台连线方向，第一弧面的直径小于第二弧面的直径。工作时，气体先在曲率更大的第一弧面内燃烧，并迅速通过更为平坦的第二弧面形成高速流动的气流，从而带动整个燃烧室内的气流，加速气体的燃烧，从而提高活塞的输出动力。在上述的高压缩比汽油机活塞中，沿第一凸台到第二凸台方向，第一弧面和第二弧面的直径均为60～100mm；沿垂直于第一凸台到第二凸台连线方向，所述第一弧面的直径为70～100mm，所述第二弧面的直径为130～170mm。在上述的高压缩比汽油机活塞中，所述活塞上顶面具有一个凸台，所述凸台上开有上述凹坑，使所述凸台形成上述第一凸台和上述第二凸台，所述凹坑的最低点在活塞上顶面下方10mm到活塞上顶面上方5mm之间。这样，凹坑的容积对燃烧室容积的影响更小，即对压缩比的影响更小，而且在该范围内，凹坑的开设不会降低活塞上顶面的结构强度，使活塞结构更稳固，使用寿命更长。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、本技术的活塞上顶面的凹坑采用弧形设计，使凹坑的容积更小，从而减小对燃烧室容积的影响。2、本技术的凹坑既能够在底部形成高湍动能区和充分的火焰发展空间，又能够形成壁面引导，引导气体定向流动，增加滚流比，提高燃烧热效率。附图说明图1是实施例一的立体图；图2是实施例一另一个视角的立体图；图3是实施例一的俯视图；图4是沿图3中A-A线的剖视图；图5是沿图3中B-B线的剖视图；图6是实施例二的剖视图。图中，1、活塞上顶面；2、第一凸台；3、第二凸台；4、凹坑；41、第一弧面；42、第二弧面；51、第一进气门避让孔；52、第二进气门避让孔；61、第一排气门避让孔；62、第二排气门避让孔。具体实施方式以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。实施例一如图1、图2、图3所示，一种高压缩比汽油机活塞，包括活塞上顶面1，活塞上顶面1上分别设有第一凸台2、第二凸台3、凹坑4、第一进气门避让孔51、第二进气门避让孔52、第一排气门避让孔61和第二排气门避让孔62。其中，第一凸台2和第二凸台3分别位于活塞上顶面1的两侧，凹坑4位于第一凸台2和第二凸台3之间，第一进气门避让孔51、第二进气门避让孔52、第一排气门避让孔61和第二排气门避让孔62呈四角分布，第一进气门避让孔51和第一排气门避让孔61分别位于第一凸台2的两侧，第二进气门避让孔52和第二排气门避让孔62分别位于第二凸台3的两侧，且第一进气门避让孔51和第二进气门避让孔52位于活塞上顶面1的同一侧，第一排气门避让孔61和第二排气门避让孔62位于与第一进气门避让孔51和第二进气门避让孔52相对的另一侧，这样避免了活塞做上下运动时与进气门和排气门发生干涉或碰撞。为了便于说明，设定第一凸台2到第二凸台3的方向为X轴方向，垂直于X轴且与活塞上顶面1平行的方向为Y轴方向。如图3、图4、图5所示，活塞的直径为60～100mm，凹坑4呈弧形，凹坑4沿X轴方向的直径为60～80mm，沿Y轴方向的直径为280～320mm，且凹坑4的最低点低于活塞上顶面15mm，使凹坑4呈沿Y轴方向延伸的通道状。第一凸台2和第二凸台3可以是两个具有间隙的凸台，也可以是由一个凸台通过开设上述凹坑4形成的第一凸台2和第二凸台3，在实际的应用中，根据需要，凹坑4的最低点可以在活塞上顶面1下方10mm到活塞上顶面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压缩比汽油机活塞，包括活塞上顶面(1)，所述活塞上顶面(1)的两侧分别具有第一凸台(2)和第二凸台(3)，所述第一凸台(2)和第二凸台(3)之间具有凹坑(4)，其特征在于，所述凹坑(4)呈弧形，所述凹坑(4)各点沿第一凸台(2)到第二凸台(3)方向的曲率均相同且大于沿垂直于第一凸台(2)和第二凸台(3)连线方向的曲率。

【技术特征摘要】
1.一种高压缩比汽油机活塞，包括活塞上顶面(1)，所述活塞上顶面(1)的两侧分别具有第一凸台(2)和第二凸台(3)，所述第一凸台(2)和第二凸台(3)之间具有凹坑(4)，其特征在于，所述凹坑(4)呈弧形，所述凹坑(4)各点沿第一凸台(2)到第二凸台(3)方向的曲率均相同且大于沿垂直于第一凸台(2)和第二凸台(3)连线方向的曲率。2.根据权利要求1所述的高压缩比汽油机活塞，其特征在于，所述活塞上顶面(1)上还分别开有第一进气门避让孔(51)、第二进气门避让孔(52)、第一排气门避让孔(61)和第二排气门避让孔(62)，所述第一进气门避让孔(51)和第一排气门避让孔(61)分别位于第一凸台(2)的两侧，所述第二进气门避让孔(52)和第二排气门避让孔(62)分别位于第二凸台(3)的两侧，且第一进气门避让孔(51)和第二进气门避让孔(52)位于活塞上顶面(1)的同一侧，所述第一排气门避让孔(61)和第二排气门避让孔(62)位于与第一进气门避让孔(51)和第二进气门避让孔(52)相对的另一侧。3.根据权利要求2所述的高压缩比汽油机活塞，其特征在于，所述活塞的直径为60～100mm，所述凹坑(4)沿第一凸台(2)到第二凸台(3)方向的弧线直径为280～...

【专利技术属性】
技术研发人员：英春雪，赵宇峰，普楠，李文辉，夏孟秋，陈旗奇，卢艳坤，王文武，汪名月，赵福成，王瑞平，
申请(专利权)人：宝鸡吉利发动机有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61