[发明专利]内燃发动机的活塞

说明书

技术领域

本发明总体涉及内燃发动机的活塞。具体地，本发明涉及具有活塞裙部和活塞顶的活塞。所述活塞顶可在顶部界定所述活塞裙部。所述活塞顶可由活塞顶边缘和活塞顶凹部形成，所述活塞顶凹部包括具有高度H的活塞凹部壁。具有相对于所述活塞顶边缘的深度T的至少一个气门凹窝可形成在所述活塞顶边缘中或被引入所述活塞顶边缘中。

本发明还涉及内燃发动机——诸如具有外部混合物(例如，混合气)形成的奥托发动机——的发动机缸体。活塞和至少一个换气门可在所述发动机缸体内被引导。所述活塞可具有活塞裙部和在顶部界定所述活塞裙部的活塞顶。所述活塞顶可由活塞顶边缘和具有活塞凹部壁的活塞顶凹部形成，所述活塞凹部壁具有高度H。在所述活塞顶边缘中可形成至少一个气门凹窝，所述至少一个气门凹窝具有到所述换气门的确保打开的换气门的自由运动的最小距离a。

背景技术

例如，由DE 10 2010 018 930 A1获知一种用于内燃发动机的活塞，该活塞具有位于活塞头内用于确保排气门和进气门的自由运动的4个气门凹窝。

在奥托气体燃料发动机的情况下，使用具有不同的活塞凹部形状的活塞。通常，在以下常见变型之间进行区分：

A)具有屋顶形状的活塞头的活塞。活塞头被设计用于具有气体-冲扫预燃室的燃烧过程，使得火焰射流尽可能迟地撞击在燃烧室壁上。

B)具有浴罐形活塞头的活塞。活塞头被设计成使得在入口侧产生的滚流被保持。

C)具有Ω形的活塞头凹部的活塞。活塞头被设计用于针对最佳直接喷射的柴油机运转，且由于成本原因和为简单起见还以未修改的状态用于奥托气体燃料发动机中。尽管后者可能具有较差的燃烧结果。

D)具有罐状活塞头凹部的活塞。活塞头被设计成使得在活塞边缘部与气缸盖之间在径向方向上形成挤流。罐状活塞头凹部中的涡流也被强化。

具有罐状活塞头凹部的活塞非常适合具有涡旋进气通路和火花塞的发动机。在压缩循环期间，混合物在活塞的活塞头边缘部(挤气边缘部)上方移位到罐状活塞头凹部中。在膨胀循环期间，混合物再次从罐状活塞头凹部被吸出。这个过程尤其在上死点位置附近引起强挤流。

除挤流外，罐状活塞头凹部还引起在入口侧产生的涡流的加速。由于角动量的保留，当混合物向内移位到罐状活塞头凹部中时涡流的旋转速度增大。

本发明至少部分针对于改善或克服现有技术系统的一个或多个方面。

发明内容

在一方面，本发明涉及内燃发动机的活塞。所述活塞可包括：具有中心轴线M的活塞裙部，和在顶部界定所述活塞裙部的活塞顶。所述活塞顶可具有直径D，并且由活塞顶边缘和活塞顶凹部形成，所述活塞顶凹部包括具有壁高度H的活塞凹部壁。在所述活塞顶边缘中可形成至少一个气门凹窝。所述至少一个气门凹窝可具有相对于所述活塞顶边缘的气门凹窝深度T，其中所述气门凹窝深度T关于所述壁高度H至少在所述活塞凹部壁(3)的区域内可满足以下条件：0.05H<＝T<＝0.5H，特别是例如0.05H<＝T<＝0.2H，或0.1H<＝T<＝0.2H。

在本发明的另一方面，本发明涉及内燃发动机的发动机缸体。所述发动机缸体可包括在该发动机缸体中被引导的活塞。所述活塞可包括具有中心轴线M的活塞裙部和在顶部界定所述活塞裙部的具有直径D的活塞顶。所述活塞顶可由活塞顶边缘和活塞顶凹部形成，所述活塞顶凹部包括具有壁高度H的活塞凹部壁。在所述活塞顶边缘中可形成有至少一个气门凹窝。至少一个换气门可具有中心轴线和到所述活塞顶凹部的用于确保打开的换气门的自由运动的最小距离a。所述至少一个气门凹窝设计成至少部分地比打开的换气门的自由运动所需的深度深得多。所述距离a可增大到至少在所述活塞凹部壁的区域内的距离A，其中A>＝a+2mm。

附图说明

本发明的其它优点和细节在权利要求和说明书中说明且在附图中示出。在附图中：

图1示出活塞的透视图；

图2示出活塞的剖视图；和

图3示出发动机的示意图。

具体实施方式

图1所示的活塞1具有活塞裙部1.1和在顶部界定活塞裙部1.1的活塞顶2。活塞顶2由活塞顶边缘2.1和与中心轴线M共轴地延伸的活塞顶凹部2.2形成。活塞顶凹部2.2具有在底部界定活塞顶凹部2.2的活塞凹部底部4和毗邻活塞凹部底部4的活塞凹部壁3。在活塞顶边缘2.1内设置有周向地分布布置的4个气门凹窝5.1至5.4。