活塞和发动机制造技术

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。而提高发动机的热效率。而提高发动机的热效率。

【技术实现步骤摘要】
活塞和发动机


[0001]本申请涉及发动机
，尤其涉及一种活塞和发动机。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]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。
[0006]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；
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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；
[0014]所述第二旋转曲面的纬线的半径朝所述开口逐渐增大。
[0015]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；
[0016]所述第三旋转曲面的纬线的半径朝所述开口逐渐增大；
[0017]所述第一旋转曲面、所述第二旋转曲面和所述第三旋转曲面沿所述活塞头的延伸方向依次连接。
[0018]在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述第三旋转曲面的纬线的最大半径为所述活塞头的直径的0.13
‑
0.15倍。
[0019]在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述旋转曲面的纬线的最大半径为所述活塞头的直径的0.19
‑
0.21倍。
[0020]在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述燃烧室底壁为平面；
[0021]所述开口至所述燃烧室底壁之间的距离为所述活塞头的直径的0.25
‑
0.27倍。
[0022]在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述旋转曲面的数量为4个，4个所述旋转曲面依次首尾连接，且呈阵列排布，4个所述旋转曲面的旋转中心均位于所述旋转曲面的靠近所述燃烧室腔体的中心的一侧；
[0023]相邻的两个所述旋转曲面之间具有连接边界，所述连接边界朝所述燃烧室腔体的内部凸出。
[0024]在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的活塞，所述旋转曲面的旋转中心线与所述活塞头的中心线在第一投影面上的距离为所述活塞头的直径的0.16
‑
0.17倍；
[0025]所述旋转曲面的旋转中心线与所述活塞头的中心线在第二投影面上的距离为所述活塞头的直径的0.12
‑
0.13倍；
[0026]所述第一投影面和所述第二投影面均穿过所述活塞头的中心线，且所述第一投影面与所述第二投影面垂直。
[0027]本申请实施例还提供一种发动机，至少包括上述活塞。
[0028]本申请实施例的发动机，该发动机通过上述活塞，使发动机燃烧室内挤气气流强度和湍流强度提高，天然气燃烧所产生的火焰的传播速率加快，使发动机的热效率提高。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的活塞的结构示意图；
[0031]图2为本申请实施例提供的活塞的俯视示意图；
[0032]图3为本申请实施例提供的活塞的侧视示意图；
[0033]图4为图2中A
‑
A截面的示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]10
‑
活塞头；
[0036]11
‑
活塞顶；
[0037]12
‑
开口；
[0038]20
‑
燃烧室腔体；
[0039]21
‑
燃烧室内腔壁；
[0040]211
‑
旋转曲面；
[0041]2111
‑
第一旋转曲面；
[0042]2112
‑
第二旋转曲面；
[0043]2113
‑
第三旋转曲面；
[0044]22
‑
燃烧室底壁。
具体实施方式
[0045]相关技术中，天然气发动机的燃烧室通常为碗型燃烧室，碗型燃烧室的侧壁为直筒状，使燃烧室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活塞，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的活塞，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的活塞，其特征在于，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；所述第三旋转曲面的纬线的半径朝所述开口逐渐增大；所述第一旋转曲面、所述第二旋转曲面和所述第三旋转曲面沿所述活塞头的延伸方向依次连接。5.根据权利要求4所述的活塞，其特征在于，所述第三旋转曲面的纬线的最大半径为所述活塞头的直径的0.13
‑
0.15倍。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的活塞，其特征在于，所述旋转曲面的纬线的最大半径为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾德民，刘忠鑫，郝彩红，王晓艳，贾义，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：