具有非光滑顶部的活塞制造技术

本发明专利技术公开了一种具有非光滑顶部的活塞，其包括活塞基体和活塞顶部，其中活塞顶部包括活塞顶部基面和从活塞顶部基面上向外突出或向内凹陷的多个规则排列的活塞顶部突起或凹坑。这种活塞的优点是结构简单、制造成本低，当其与发动机缸组成燃烧室时，能够合理组织气流、加速活塞缸内滚流破裂、增加湍流强度和湍动能，从而使混合气在发动机缸内燃烧充分，进一步的提高燃烧效率、减少污染排放、提高燃料利用率。

【技术实现步骤摘要】
具有非光滑顶部的活塞
本专利技术涉及活塞，具体而言涉及用于发动机的具有非光滑顶部的活塞。
技术介绍
活塞是发动机的重要部件，位于活塞缸中，活塞顶部与活塞缸的缸盖之间形成有燃烧室，利用燃料燃烧时急剧膨胀产生的爆发力推动活塞运行，通过连杆曲柄将活塞的直线往复运动转换成输出轴的旋转运动，实现内能与机械能之间的转化。对于发动机而言，活塞缸内空气流动状况影响着混合气体的形成与燃烧过程，直接关系着发动机的动力性、经济性以及排放特性。组织良好的活塞缸内空气运动，对汽油发动机而言，可以提高汽油发动机火焰传播速率，降低燃烧循环变动；对柴油发动机而言，它可以促进燃烧过程中空气与未燃烧燃料的混合，提高燃烧速率。为了改善混合气体的形成，提高燃烧效率，汽油发动机中采用具有凹陷顶部基面的活塞，凹陷的大小可以用来调节发动机压缩比；二冲程汽油发动机汽油发动机常采用凸出顶部基面的活塞。而柴油活塞顶部基面则选用凹陷形、W形、碗形、盆形、花瓣形等构造。公告号为CN201100183Y的中国专利中公开了一种发动机活塞，该活塞的顶部设置有凹陷室，凹陷室底部可设置多个突起点。例如为圆锥形、圆弧形等。在同等的发动机上、在同等的条件下，采用该活塞后使得燃料节约率可在30-50%之间。但是现有技术均未揭示设置何种尺寸范围和排列的多个突起会更有利于降低混合气体气流与活塞顶部的摩擦力，同时引导混合气体气流合理流动，加速发动机汽缸内滚流破裂、增加湍流强度和湍动能、提高火焰传播速率与燃烧效率，从而提升发动机的动力性、经济性以及排放特性。受仿生非光滑表面在气动减阻领域以及仿生非光滑表面在土壤力学减粘脱附作用的启发，本专利技术的目的是提供一种新型的活塞，其具有非光滑顶部特性，能够解决现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型活塞，其在活塞顶部基面上引入具有一定分布规律与合适尺寸的多个突起，以形成具有非光滑顶部的活塞，从而解决现有技术的缺陷。本专利技术的通过以下技术方案得以实现：本专利技术的一个技术方案提供了一种具有非光滑顶部的活塞，包括活塞基体和活塞顶部，其中活塞顶部包括活塞顶部基面和从活塞顶部基面上向外突出或向内凹陷的多个规则排列的活塞顶部突起或凹坑，其中相邻活塞顶部突起或活塞顶部凹坑之间的间距大于活塞顶部突起或活塞顶部凹坑与活塞顶部基面最大接触宽度的大约2倍，活塞顶部突起或活塞顶部凹坑的个数在20-200之间。根据本专利技术上述技术方案提供的具有非光滑顶部的活塞，其中活塞顶部基面为平坦形、凹陷形、凸出形、碗形、盆形或者花瓣形中的一种。根据本专利技术上述技术方案提供的具有非光滑顶部的活塞，其中活塞顶部突起为圆锥形、半球形与椭球形中的一种，活塞顶部凹坑为圆锥形与半球形中的一种。根据本专利技术上述技术方案提供具有非光滑顶部的活塞，其中当活塞顶部突起为圆锥形时，圆锥形活塞顶部突起的圆锥角度的范围为：15°-75°；圆锥形活塞顶部突起的高度的范围为：0.09mm-2.7mm；圆锥形活塞顶部突起与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.18mm-5.4mm；两相邻圆锥形活塞顶部突起之间的间距的范围为：0.36mm-10.8mm。根据本专利技术上述技术方案提供具有非光滑顶部的活塞，其中当活塞顶部突起为半球形时，半球形活塞顶部突起的半径的范围为：0.09mm-2.7mm；半球形活塞顶部突起与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.18mm-5.4mm；半球形活塞顶部突起的高度的范围为：0.09mm-2.7mm；两相邻半球形活塞顶部突起之间的间距的范围为：0.36mm-10.8mm。根据本专利技术上述技术方案提供具有非光滑顶部的活塞，其中当活塞顶部突起为椭球形时，椭球形活塞顶部突起的高度的范围为：0.09mm-2.7mm；椭球形活塞顶部突起与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.09mm-5.4mm；两相邻椭球形活塞顶部突起之间的间距的范围为：0.18mm-10.8mm。根据本专利技术上述技术方案提供具有非光滑顶部的活塞，其中当活塞顶部凹坑为圆锥形时，圆锥形活塞顶部凹坑的圆锥角度范围为：15°-75°；圆锥形活塞顶部凹坑深度的范围为：0.09mm-2.7mm；圆锥形活塞顶部凹坑与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.18mm-5.4mm；两相邻圆锥形活塞顶部凹坑之间的间距的范围为：0.36mm-10.8mm。根据本专利技术上述技术方案提供具有非光滑顶部的活塞，其中当活塞顶部凹坑为半球形时，半球形活塞顶部凹坑的半径的范围为：0.09mm-2.7mm；半球形活塞顶部凹坑与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.18mm-5.4mm；半球形活塞顶部凹坑的深度的范围为：0.09mm-2.7mm；两相邻半球形活塞顶部凹坑之间的间距的范围为：0.36mm-10.8mm。根据本专利技术上述技术方案提供的具有非光滑顶部的活塞，其中具有非光滑顶部的活塞能够用于发动机。根据本专利技术提供的具有非光滑顶部的活塞的优点在于，非光滑顶部由从活塞顶部基面上向外突出或者向内凹陷的多个规则排列的活塞顶部突起或者凹坑形成，能够降低混合气体气流与活塞顶部的摩擦力，同时引导混合气体气流合理流动，加速发动机汽缸内滚流破裂、增加湍流强度和湍动能、提高火焰传播速率与燃烧效率，从而提升发动机的动力性、经济性以及排放特性。【附图说明】参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：图1是圆锥形突起在平坦形发动机活塞顶部基面上的结构与分布示意图，其中(a)为局部剖视图，（b）为局部俯视图。图2是半球形突起在平坦形发动机活塞顶部的结构与分布示意图，其中(a)为局部剖视图，（b）为局部俯视图。图3是椭球形突起在平坦形发动机活塞顶部基面上的结构与分布示意图，其中(a)为局部剖视图，（b）为局部俯视图。图4是圆锥形凹坑在平坦形发动机活塞顶部基面上的结构与分布示意图，其中(a)为局部剖视图，（b）为局部俯视图。图5是半球形凹坑在平坦形发动机活塞顶部基面上的结构与分布示意图，其中(a)为局部剖视图，（b）为局部俯视图。图6是根据本专利技术一个实例的半球形凹坑在凹陷形发动机活塞顶部基面上的结构与分布示意图，其中(a)为局部剖视图，（b）为俯视图。部件及标号列表1活塞基体2、20、30、40、50、60活塞顶部2a、20a、30a、40a、50a、60a活塞顶部基面2b、20b、30b活塞顶部突起40b、50b、60b活塞顶部凹坑A圆锥角度D活塞顶部突起或凹坑与活塞顶部基面的最大接触宽度h活塞顶部突起的高度、活塞顶部凹坑的深度R半球形活塞顶部突起或者凹坑的半径S两相邻活塞顶部突起或者凹坑之间的左右间距W两相邻活塞顶部突起或者凹坑之间的前后间距【具体实施方式】图1-6和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本专利技术的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。如图1-6所示，发动机活塞包括活塞基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有非光滑顶部的活塞，包括活塞基体和活塞顶部，其特征在于，活塞顶部包括活塞顶部基面和从活塞顶部基面上向外突出或向内凹陷的多个规则排列的活塞顶部突起或凹坑，且相邻活塞顶部突起或者活塞顶部凹坑之间的间距大于活塞顶部突起或者活塞顶部凹坑与活塞顶部基面最大接触宽度的大约2倍，活塞顶部突起或者活塞顶部凹坑的个数在20?200之间。

【技术特征摘要】
1.一种具有非光滑顶部的活塞，包括活塞基体和活塞顶部，其特征在于，具有非光滑顶部的活塞受仿生非光滑表面在气动减阻领域以及仿生非光滑表面在土壤力学减粘脱附作用的启发，活塞顶部包括活塞顶部基面和从活塞顶部基面上向外突出或向内凹陷的多个规则排列的活塞顶部突起或凹坑，且相邻活塞顶部突起或者活塞顶部凹坑之间的间距大于活塞顶部突起或者活塞顶部凹坑与活塞顶部基面最大接触宽度的大约2倍，活塞顶部突起或者活塞顶部凹坑的个数在20-200之间，其中，活塞顶部基面为平坦形、凹陷形、凸出形中的一种，并且其中，活塞顶部突起为圆锥形、半球形与椭球形中的一种，活塞顶部凹坑为圆锥形与半球形中的一种。2.如权利要求1所述的活塞，其特征在于，当活塞顶部突起为圆锥形时，圆锥形活塞顶部突起的圆锥角度的范围为：15°-75°；圆锥形活塞顶部突起的高度的范围为：0.09mm-2.7mm；圆锥形活塞顶部突起与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.18mm-5.4mm；两相邻圆锥形活塞顶部突起之间的间距的范围为：0.36mm-10.8mm。3.如权利要求1所述的活塞，其特征在于，当活塞顶部突起为半球形时，半球形活塞顶部突起的半径的范围为：0.09mm-2.7mm；半球形活塞顶部突起与活塞顶部基面的最大接触宽度的范围为：0.18...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国耕，曹波，裴梅香，金雪，
申请(专利权)人：上海通用汽车有限公司，泛亚汽车技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：