[其他]用于内燃发动机的活塞

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月17日提交的美国临时专利申请NO.61／453,858的优先权，该申请以引用方式全部并入本文。

技术领域

本公开内容涉及一种内燃发动机的活塞的活塞碗的几何形状。

背景技术

内燃发动机设计者已受到挑战来提高燃料效率和减小排放以满足政府法规和消费者期望。同时实现提高燃料效率和减小排放的途径之一是提高在内燃发动机的燃烧室中燃烧燃料的效率。

消费者也要求提高内燃发动机的寿命和可靠性。内燃发动机的燃烧室中的高温给内燃发动机的气缸盖施加了显著的应力，从而降低了气缸盖和安装于气缸盖中的零件的寿命。

如果可以改进和完成燃料和空气或氧气在燃烧室的远离气缸盖的部分中的混合，则可实现提高发动机效率和减小颗粒物质排放。此外，可以降低施加到气缸盖上的来自燃烧温度的应力，从而提高了气缸盖的可靠性。

实用新型内容

本公开提供一种内燃发动机，该内燃发动机包括发动机机体，气缸盖，燃烧室和活塞。所述气缸盖附接到所述发动机机体。所述燃烧室位于所述气缸盖和所述发动机机体之间。所述活塞位于所述发动机机体内，并且包括形成所述燃烧室的一部分的活塞顶。所述活塞顶包括中心轴线，多个阀套以及活塞碗。所述多个活塞套在垂直于所述中心轴线的平面上绕所述活塞顶的外周布置。所述活塞碗定位在所述阀套的径向内侧。所述活塞碗包括复合半径，截头圆锥形外底板部，环形外碗部和喷雾靶向特征部。所述复合半径包括半径R1。所述半径R1包括距所述活塞的中心轴线径向距离L1的半径中心。所述半径R1连接至所述阀套并自所述阀套向内延伸。所述截头圆锥形外底板部连接至所述复合半径且相对于垂直于所述中心轴线的平面成角度α1从所述复合半径延伸距离L4。所述环形外碗部包括半径R5。所述喷雾靶向特征部定位于所述环形外碗部和所述截头圆锥形外底板部之间，并且包括半径R3，该半径R3的半径中心位于距所述阀套轴向距离H3处。

本公开还提供了一种内燃发动机，其包括发动机机体，气缸盖，燃烧室和活塞。所述气缸盖连接到所述发动机机体。所述燃烧室定位于所述气缸盖和所述发动机机体之间。所述活塞位于所述发动机机体内，并且其包括形成所述燃烧室的一部分的活塞顶。所述活塞顶包括中心轴线，多个阀套以及活塞碗。所述多个阀套在垂直于所述中心轴线的平面中绕所述活塞顶的外周布置。所述活塞碗定位在所述阀套的径向内侧。所述活塞碗包括复合半径，截头圆锥形外底板部，环形外碗部和喷雾靶向特征部。所述复合半径包括半径R1。所述半径R1包括距所述中心轴线径向距离L1的半径中心。所述半径R1连接至所述阀套并自所述阀套径向向内延伸。所述截头圆锥形外底板部连接至所述复合半径且相对于垂直于所述中心轴线的平面成角度α1从所述复合半径延伸距离L4。所述喷雾靶向特征部位于所述环形外碗部和所述截头圆锥形外底板部之间，且其包括半径R3，该半径R3的半径中心位于距端面轴向距离H3处。比值L4／R3在0.2至3.0的范围内，并且比值H3／L1在0.15至0.3的范围内。

本公开还提供了一种内燃发动机，其包括发动机机体，气缸盖，燃烧室和活塞。所述气缸盖连接到所述发动机机体。所述燃烧室位于所述气缸盖和所述发动机机体之间。所述活塞位于所述发动机机体内，并且包括形成所述燃烧室的一部分的活塞顶。所述活塞顶包括中心轴线，多个阀套以及活塞碗。所述多个阀套在垂直于所述中心轴线的平面中绕所述活塞顶的外周布置。所述活塞碗定位在所述阀套的径向内侧。所述活塞碗包括复合半径，截头圆锥形外底板部，环形外碗部、喷雾靶向特征部和滑跃特征部。所述复合半径连接至所述阀套并自所述阀套径向向内延伸。所述截头圆锥形外底板部连接至所述复合半径且相对于垂直于所述中心轴线的平面成角度α1从所述复合半径延伸。所述环形外碗部包括半径R5。所述喷雾靶向特征部定位于所述环形外碗部和所述截头圆锥形外底板部之间。所述滑跃特征部定位于所述环形外碗部和所述中心轴线之间，并且连接到所述环形外碗部。所述滑跃特征部包括半径R4，并且比值R4/R5在2.5至5.0之间范围。

当结合附图观察时，本公开的实施例的优势和特征将从以下示例性实施例的详细描述中变得更加明显。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施例的内燃发动机的燃烧室的一部分的剖面图。

图2是图1的燃烧室的一部分的剖面图。

图3是图1的活塞的一部分的立体图。

图4是类似于图2的剖面图，其示出在发动机循环的封闭燃烧阶段期间燃烧室中最高温度的位置。