一种高压缩比汽油发动机的活塞的制作方法

本实用新型涉及一种活塞，尤其涉及一种高压缩比汽油发动机的活塞。

背景技术：

汽油发动机(Gasoline Engine)是以汽油作为燃料，将内能转化成动能的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。

高压缩比汽油发动机具有改善燃油经济性和排放性能的特点，是降低油耗以及尾气排放的有效措施之一。缸内直喷高压缩比汽油发动机，活塞头部的形状对滚流比的影响很大。通常，随着压缩比的增加，滚流比呈下降的趋势。加之喷油器安装位置偏置的情况下，活塞头部是平顶结构、凸起结构或者是凹坑中置的情况下，容易引起气体滚流比下降，燃气混合不均匀，湍动能下降，最终导致燃烧效率下降，排放恶化，增加缸内湿壁的程度。

因此，如何提高高压缩比汽油发动机的气体滚流比、湍动能，进而提高燃烧效率，优化排放，避免缸内湿壁，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高压缩比汽油发动机的活塞，具有提高高压缩比汽油发动机的气体滚流比、湍动能，进而提高燃烧效率，优化排放，避免缸内湿壁的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高压缩比汽油发动机的活塞，具有活塞顶部，所述活塞顶部具有一进气侧水平顶、两进气门凹坑、一出气侧水平顶、一梭形凹坑以及一进气侧大曲面，所述进气侧水平顶呈扇形，包括一第一外弧边、一第一内弧边以及连接所述第一外弧边及所述第一内弧边的两第一弧形侧边，所述第一外弧边位于所述活塞顶部的最外侧边缘处，两所述进气门凹坑分别位于两所述第一弧形侧边的两侧，所述出气侧水平顶设于所述进气侧水平顶的相对侧，所述梭形凹坑开设于所述进气侧水平顶与所述出气侧水平顶之间，所述梭形凹坑的中心偏离所述活塞顶部的中心并偏向所述出气侧水平顶，所述进气侧大曲面平滑连接所述梭形凹坑及所述进气门凹坑。

进一步地，所述出气侧水平顶呈扇形，包括一第二外弧边、一第二内弧边以及连接所述第二外弧边及所述第二内弧边的两第二弧形侧边，所述第二外弧边位于所述活塞顶部的最外侧边缘处。

进一步地，所述活塞顶部还具有两出气门凹坑以及一出气侧小曲面，两所述出气门凹坑分别位于两所述第二弧形侧边的两侧，所述出气侧小曲面平滑连接所述梭形凹坑及所述出气门凹坑。

进一步地，所述进气侧水平顶较高于两所述进气门凹坑，所述第一弧形侧边通过第一过度曲面与所述进气门凹坑相连，所述第一内弧边通过一第二过度曲面与所述进气侧大曲面相连。

进一步地，所述出气侧水平顶较高于两所述出气门凹坑，所述第二弧形侧边通过第三过度曲面与所述出气门凹坑相连，两所述出气门凹坑在所述第二内弧边处相连，所述第二内弧边通过一第四过度曲面与两所述出气门凹坑相连。

进一步地，所述活塞顶部还具有两顶部侧面，两所述顶部侧面位于所述活塞顶部的最外侧边缘处且分别位于所述第一外弧边及所述第二外弧边的两侧，所述顶部侧面高于所述进气侧水平顶及所述出气侧水平顶。通过凸起与凹坑引导气流形成均匀燃烧，使燃烧更加充分，从而提高发动机的动力性、经济性和低排放。

进一步地，所述活塞顶部还具有两第五过度曲面，两所述顶部侧面分别通过两所述第五过度曲面与所述梭形凹坑、所述进气侧大曲面及所述出气侧小区面的两端过度相连。

进一步地，所述梭形凹坑的中心偏离所述活塞顶部的中心的距离为4mm。

进一步地，所述梭形凹坑的深度为4.2mm。

进一步地，所述梭形凹坑的曲面为球面的一部分，所述球面的半径为250mm。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种高压缩比汽油发动机的活塞，使得梭形凹坑的中心偏向出气侧水平顶一侧，且增加进气侧大曲面将梭形凹坑及进气门凹坑平滑连接，取代传统的进气门避让斜面，使梭形凹坑与进气门凹坑连接更顺畅，对燃烧室内的气体起到更好的导流作用。当气体通过进气门开始进入燃烧室后，首先接触到的是进气侧大曲面，因进气侧大曲面的缓冲作用，可以减小能量损失，同时气体受进气侧大曲面的导向顺畅进入梭形凹坑，经梭形凹坑的导流，气体顺势而上，形成强烈的滚流。随着活塞下行，气体与燃油在强烈的滚流中，得到充分混合。当活塞变回上行时，混合气体受到进气侧大曲面和梭形凹坑不同方向的挤压，使燃烧室内的湍动能得到强化，与现有技术相比，本方案的活塞结构可以提升湍动能10％左右。相应的优点显而易见，其一，使得燃油与气体得到充分混合，促进可燃混合气体在燃烧室均匀分布；其二，火焰的传播速度得到大幅度提升；最终体现在燃烧效率得到大幅度提高；其三，提高了动力性、经济性和低排放。

附图说明

图1是本实用新型的高压缩比汽油发动机的活塞的第一结构示意图；

图2是本实用新型的高压缩比汽油发动机的活塞的第二结构示意图；

图3是本实用新型的高压缩比汽油发动机的活塞的第三结构示意图；

图4是本实用新型的高压缩比汽油发动机的活塞的第四结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

本实用新型旨在提供一种高压缩比汽油发动机的活塞，具有提高高压缩比汽油发动机的气体滚流比、湍动能，进而提高燃烧效率，优化排放，避免缸内湿壁的优点。如图1￣4所示，高压缩比汽油发动机的活塞具有活塞顶部1，活塞顶部1具有一进气侧水平顶10、两进气门凹坑20、一出气侧水平顶30、两出气门凹坑40、一梭形凹坑50、一出气侧小曲面60以及一进气侧大曲面70。

具体地，进气侧水平顶10呈扇形，包括一第一外弧边12、一第一内弧边14以及连接第一外弧边12及第一内弧边14的两第一弧形侧边16，第一外弧边12位于活塞顶部1的最外侧边缘处，与活塞顶部1的外边缘基本重合，两第一弧形侧边16亦为弧形，并向相互靠近的方向凹陷。两进气门凹坑20分别位于两第一弧形侧边16的两侧。

出气侧水平顶30设于进气侧水平顶10的相对侧，出气侧水平顶30亦呈扇形，包括一第二外弧边32、一第二内弧边34以及连接第二外弧边32及第二内弧边34的两第二弧形侧边36，第二外弧边32位于活塞顶部1的最外侧边缘处，与活塞顶部1的外边缘基本重合，两第二弧形侧边36亦为弧形，并向相互靠近的方向凹陷。两出气门凹坑40分别位于两第二弧形侧边36的两侧。于本实施例中，第一内弧边14较第二内弧边34长。

梭形凹坑50开设于进气侧水平顶10与出气侧水平顶30之间，梭形凹坑50的长度方向大致垂直于进气侧水平顶10与出气侧水平顶30的连线。梭形凹坑50的中心偏离活塞顶部1的中心并偏向出气侧水平顶30，梭形凹坑50的中心偏离活塞顶部1的中心的距离为3mm￣5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm；梭形凹坑50的深度为3.8mm￣4.6mm，例如3.8mm、3.9mm、4.0mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.4mm、4.5mm或4.6mm；梭形凹坑50的曲面为球面的一部分，球面的半径为240mm￣260mm，例如240mm、245mm、250mm、255mm、260m。进气侧大曲面70平滑连接梭形凹坑50及进气门凹坑20，出气侧小曲面60平滑连接梭形凹坑50及出气门凹坑40。

更具体地，进气侧水平顶10较高于两进气门凹坑20，第一弧形侧边16通过第一过度曲81面与进气门凹坑20相连，第一内弧边14通过一第二过度曲面82与进气侧大曲面70相连。出气侧水平顶30较高于两出气门凹坑40，第二弧形侧边36通过第三过度曲面83与出气门凹坑40相连，两出气门凹坑40在第二内弧边34处相连，第二内弧边34通过一第四过度曲面84与两出气门凹坑40相连。

活塞顶部1还具有两顶部侧面90，两顶部侧面90位于活塞顶部1的最外侧边缘处且分别位于第一外弧边12及第二外弧边32的两侧，顶部侧面90高于进气侧水平顶10及出气侧水平顶30。两顶部侧面90分别通过两第五过度曲面85与梭形凹坑50、进气侧大曲面70及出气侧小曲面60的两端过度相连。通过凸起与凹坑引导气流形成均匀燃烧，使燃烧更加充分，从而提高发动机的动力性、经济性和低排放。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种高压缩比汽油发动机的活塞，使得梭形凹坑50的中心偏向出气侧水平顶30一侧，且增加进气侧大曲面70将梭形凹坑50及进气门凹坑20平滑连接，取代传统的进气门避让斜面，使梭形凹坑50与进气门凹坑20连接更顺畅，对燃烧室内的气体起到更好的导流作用。当气体通过进气门开始进入燃烧室后，首先接触到的是进气侧大曲面70，因进气侧大曲面70的缓冲作用，可以减小能量损失，同时气体受进气侧大曲面70的导向顺畅进入梭形凹坑50，经梭形凹坑50的导流，气体顺势而上，形成强烈的滚流。随着活塞下行，气体与燃油在强烈的滚流中，得到充分混合。当活塞变回上行时，混合气体受到进气侧大曲面70和梭形凹坑50不同方向的挤压，使燃烧室内的湍动能得到强化，与现有技术相比，本方案的活塞结构可以提升湍动能10％左右。相应的优点显而易见，其一，使得燃油与气体得到充分混合，促进可燃混合气体在燃烧室均匀分布；其二，火焰的传播速度得到大幅度提升；最终体现在燃烧效率得到大幅度提高；其三，提高了动力性、经济性和低排放。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。