CN203067111U

CN203067111U - 一种活塞、曲柄连杆机构及柴油发动机

Info

Publication number: CN203067111U
Application number: CN 201220728871
Authority: CN
Inventors: 任丽娟; 汪志刚; 奚志朋
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Kunshan 31 Power Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2022-12-26

Abstract

本实用新型公开一种活塞、曲柄连杆机构及柴油发动机。公开的活塞包括活塞体，所述活塞体的顶部形成ω形燃烧室，所述ω形燃烧室的内壁面形成喉口截面，所述喉口截面与所述活塞体的顶面之间的内壁面中，至少部分形成直口环面，且所述直口环面的直径大于喉口截面的直径。利用该活塞时，可以使ω形燃烧室深减小；由于设置直口环面，可以由直口环面部分补充相应容积，进而可以在使ω形燃烧室容积保持不变的情况下，减小其径深比；同时，由于喉口截面可以保持不变，进而可以保持活塞的口径比基本不变;进而，利用该活塞可以较好地平衡活塞的口径比、燃烧室的容积及燃烧室的径深比，提高柴油机柴油燃料的燃烧质量。

Description

一种活塞、曲柄连杆机构及柴油发动机

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机技术，特别涉及一种活塞；还涉及一种包括该活塞的曲柄连杆机构及包括该曲柄连杆机构的柴油发动机。

背景技术

柴油发动机是当前应用广泛的一种内燃机；柴油机包括机体和安装在机体上的曲柄连杆机构；曲柄连杆机构又包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组；活塞连杆组的活塞与机体组的气缸配合；活塞顶部一般形成适当的燃烧室，进而在活塞顶部与缸体之间形成适当的燃烧空间。在工作过程中，柴油燃料在燃烧空间中与空气混合并燃烧，产生热能；热能推动活塞在缸体中直线运动；活塞连杆组和曲轴飞轮组将活塞的直线运动转换为旋转运动输出，为外界提供动力。

随着当前石油能源的日益短缺，人们要求柴油机具有更好的经济性，以更充分地利用柴油燃烧产生的热能，降低柴油的消耗，进而减小石油消耗；同时，人们环境保护意识的日益加强，也对柴油机的排放提出了日益严格的要求，要求柴油机的尽可能地减小污染物的排放。

为了满足上述要求，就需要提高柴油机的柴油燃料的燃烧质量，以尽可能提高柴油燃料的利用率，降低污染物排放。影响柴油燃烧质量的一个因素燃烧室的构造。目前，活塞的燃烧室广泛采用ω形燃烧室；ω形燃烧室的结构和各部分尺寸关系对空气气流运动、空气与柴油燃料的混合都有较大的影响，进而会影响柴油燃料的燃烧性能。

ω形燃烧室可以采用收口的ω形燃烧室。请参考图1，该图是一种ω形燃烧室的结构示意图。在活塞体1的顶部形成开口位于顶面、截面为ω形凹坑，该凹坑形成的ω形燃烧室2，该ω形燃烧室2的内壁面该形成向内凸（即活塞体的中心线O）的凸起21，该凸起21在ω形燃烧室2内形成一个喉口截面22（图1中虚线示出），喉口截面22的直径在ω形燃烧室2内壁面中直径最小；该ω形燃烧室2也称为收口的ω形燃烧室。收口的ω形燃烧室能够形成适当的挤气空间，进而可以增加对ω形燃烧室2的挤流作用；进而可以改善造成柴油燃料和空气的混合效果；提高柴油燃料的燃烧质量，减少污染物排放。

另外，ω形燃烧室各部分尺寸关系的变化会柴油燃料的燃烧质量。如柴油机的口径比（喉口截面22直径与气缸的缸径之比）及燃烧室的径深比（燃烧室内壁面的最小直径与深度之比）等等均会影响柴油燃料的燃烧质量及柴油机的性能。一般来讲，综合考虑柴油发动机的喷油压力、压缩比等参数，提高柴油发动机的输出功率就需要增加燃烧室容积、减小燃烧室的径深比；但燃烧室的径深比减小，深度相对过大就会不利于空气与柴油燃料的混合，导致空气利用率降低，柴油燃料的燃烧效率降低，导致污染物排放量增加；然而，如果在保持燃烧室容积的情况下，减小径深比，就可能会导致口径比减小，影响空气涡流及扫气效果，降低柴油燃料的燃烧质量。

因此，如何协调活塞的口径比、燃烧室的容积及燃烧室的径深比，提高柴油燃料的燃烧质量，是当前本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

因此，本实用新型解决的一个技术问题在于，提供一种活塞，利用该活塞可以平衡活塞的口径比、燃烧室的容积及燃烧室的径深比。

在提供上述活塞的基础上，还提供一种包括上述活塞的曲柄连杆机构，及包括该曲柄连杆机构的柴油发动机

本实用新型提供的活塞包括活塞体，所述活塞体的顶部形成ω形燃烧室，所述ω形燃烧室的内壁面形成喉口截面，所述喉口截面与所述活塞体的顶面之间的内壁面中，至少部分形成直口环面，且所述直口环面的直径大于喉口截面的直径。

可选的，所述直口环面的直径大于喉口截面内侧部分的最大直径。

可选的，所述喉口截面的直径为喉口截面内侧部分的最大直径的97%～98.2%。

可选的，所述喉口截面的直径为活塞体直径的58%～61.8%。

可选的，所述ω形燃烧室的最大深度为喉口截面内侧部分的最大直径的 26.4%～30.5%。

可选的，所述喉口截面的直径为所述直口环面的直径的84.2%～89.8%。

可选的，所述ω形燃烧室的最大深度为所述直口环面的深度的13～21倍。

可选的，所述直口环面与所述活塞体的顶面之间形成圆倒角或直倒角。

提供的曲柄连杆机构包括机体组和活塞连杆组，所述活塞连杆组的活塞与机体组的气缸配合，所述活塞为上述任一种活塞。

提供的柴油发动机包括机体和曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构安装在所述机体上，所述曲柄连杆机构为上述曲柄连杆机构。

与现有技术相比，本实用新型提供的活塞包括活塞体，所述活塞体的顶部形成ω形燃烧室，所述ω形燃烧室的内壁面形成喉口截面，所述喉口截面与所述活塞体的顶面之间的内壁面中，至少部分形成的直口环面，且所述直口环面的直径大于喉口截面的直径。这样，在喉口截面外形成一个阶梯结构；利用本实用新型提供的活塞时，可以使ω形燃烧室深减小；由于设置直口环面，因此，可以将由于ω形燃烧室深度减小而缩减的ω形燃烧室的容积由直口环面部分补充，进而可以在使ω形燃烧室容积保持不变的情况下，减小其径深比；同时，由于喉口截面可以保持不变，进而可以保持活塞的口径比基本不变;进而，利用该活塞可以较好地平衡活塞的口径比、燃烧室的容积及燃烧室的径深比，提高柴油机柴油燃料的燃烧质量。

另外，利用该活塞时，在工作过程，直口环面可以为喷出的柴油燃料提供更长的行程，为柴油燃料与空气混合提供方便；同时，喷出的柴油燃料与阶梯结构相碰撞，还可以使柴油燃料束分成两部分，分别在喉口截面的内侧和喉口截面的外侧与空气混合，进而可以便于柴油燃料与空气的混合，提高混合质量，为提高空气利用率及柴油燃料的燃烧质量提供前提。

附图说明

图1是一种ω形燃烧室的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种活塞的剖视结构示意图；

图3是图2中I-I部分放大结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种活塞立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例以及不同实施例中的特征可以相互相应组合。

请参考图2、图3和图4，图2是本实用新型实施例一提供的一种活塞的剖视结构示意图；图3是图2中I-I部分放大结构示意图；图4是本实用新型实施例一提供的一种活塞立体结构示意图。

实施例一提供的活塞包括活塞体100，活塞体100的顶部形成ω形燃烧室110，ω形燃烧室110的开口位于活塞体100的顶面100a上。ω形燃烧室110的内壁面以已有的方式形成喉口截面110a。与已有技术不同，在喉口截面110a与之间的内壁面中，形成直口环面111。该直口环面111为一个封闭的环形曲面，该环形曲面由一个与活塞的中心线O平行的直线段作母线绕中心线O旋转形成。直口环面111的直径b大于喉口截面110的直径d；这样，在喉口截面110a外就形成由内向外直径变大的阶梯结构。

与现有技术相比，利用本实施例提供的活塞时，可以使ω形燃烧室110深减小；由于设置直口环面111，因此，可以将由于ω形燃烧室110深度减小而缩减的ω形燃烧室110的容积由直口环面111部分补充，进而可以在使ω形燃烧室110容积保持不变的情况下，减小其径深比；同时，由于喉口截面110a可以保持不变，进而可以保持活塞的口径比不变;进而，利用该活塞可以较好地平衡活塞的口径比、ω形燃烧室110的容积及其径深比，提高柴油机柴油燃料的燃烧质量。

另外，利用该活塞时，在工作过程，直口环面111可以为喷出的柴油燃料提供更长的行程，为柴油燃料与空气混合提供方便；同时，喷出的柴油燃料与阶梯结构相碰撞，还可以使柴油燃料束分成两部分，分别在喉口截面110a的内侧和喉口截面110a的外侧与空气混合，进而可以便于柴油燃料与空气的混合，提高混合质量，为提高空气利用率及柴油燃料的燃烧质量提供前提。

本实施例中，可以使直口环面111的直径b大于喉口截面110a内侧部分的最大直径D。根据设计人员计算，可以使喉口截面110a的直径d为喉口截面110a内侧部分的最大直径D的97%～98.2%；本实施例中，d/D为97.9。同时，可以使喉口截面110a的直径d为活塞体100直径B的58%～61.8%；本实施例中，d/B为59.2%。还可以使ω形燃烧室110的最大深度t为喉口截面110a内侧部分的最大直径D的26.4%～30.5%，本实施例中，t/D为27.8%。还可以使喉口截面110a的直径d为直口环面111的直径b的84.2%～89.8%；本实施例中，d/b为85.6%。还可以使ω形燃烧室110的最大深度t为所述直口环面111的深度h的13～21倍；本实施例中，t/h等于13.2。

如图3所示，本实施例中，直口环面111与喉口截面110a之间圆滑过渡；且直口环面111与所述活塞体100的顶面100a之间设置有直角倒角100b，形成直角过渡。为了方便空气、柴油燃料或/和油气混合物的流动，直口环面111与直角倒角100b也可以形成圆滑过渡。当然，也可以在直口环面111与所述活塞体100的顶面100a之间设置圆倒角。

在提供上述活塞的基础上，本实用新型实施例还提供一种曲柄连杆机构。该曲柄连杆机构包括机体组和活塞连杆组，所述活塞连杆组的活塞与机体组的气缸配合，所述活塞为上述任一种活塞。

本实用新型实施例还提供柴油发动机，包括机体和曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构安装在所述机体上，所述曲柄连杆机构为上述的曲柄连杆机构。

由于包括上述活塞，提供的曲柄连杆机构及柴油发动机也具有相应的技术效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种活塞，包括活塞体（100），所述活塞体（100）的顶部形成ω形燃烧室（110），所述ω形燃烧室（110）的内壁面形成喉口截面（110a），其特征在于，所述喉口截面（110a）与所述活塞体（100）的顶面（100a）之间的内壁面中，至少部分形成直口环面（111），且所述直口环面（111）的直径（b）大于喉口截面（110a）的直径（d）。

2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述直口环面（111）的直径（b）大于所述喉口截面（110a）内侧部分的最大直径（D）。

3.根据权利要求2所述的活塞，其特征在于，所述喉口截面（110a）的直径（d）为所述喉口截面（110a）内侧部分的最大直径（D）的97%～98.2%。

4.根据权利要求3所述的活塞，其特征在于，所述喉口截面（110a）的直径（d）为所述活塞体（100）直径（B）的58%～61.8%。

5.根据权利要求4所述的活塞，其特征在于，所述ω形燃烧室（110）的最大深度（t）为所述喉口截面（110a）内侧部分的最大直径（D）的26.4%～30.5%。

6.根据权利要求1-5任一项所述的活塞，其特征在于，所述喉口截面（110a）的直径（d）为所述直口环面（111）的直径（b）的84.2%～89.8%。

7.根据权利要求6所述的活塞，其特征在于，所述ω形燃烧室（110）的最大深度（t）为所述直口环面（111）的深度（h）的13～21倍。

8.根据权利要求7所述的活塞，其特征在于，所述直口环面（111）与所述活塞体（100）的顶面（100a）之间形成圆倒角或直倒角（100b）。

9.一种曲柄连杆机构，包括机体组和活塞连杆组，所述活塞连杆组的活塞与机体组的气缸配合，其特征在于，所述活塞为权利要求1至8任一项所述的活塞。

10.一种柴油发动机，包括机体和曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构安装在所述机体上，其特征在于，所述曲柄连杆机构为权利要求9所述的曲柄连杆机构。