專利名稱：位于柴油發(fā)動機(jī)活塞頭內(nèi)的燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的位于柴油發(fā)動機(jī)活塞頭內(nèi)的燃燒室。
背景技術(shù)：
在直接噴射柴油發(fā)動機(jī)中，燃料-空氣-混合物通常是在燃燒室燃燒，該燃燒室形成于柴油發(fā)動機(jī)的活塞頭內(nèi)。在此，在燃燒室的徑向外部的邊緣區(qū)域設(shè)有底切，這是眾所周知的。關(guān)于這一點(diǎn)，在德國專利721889已作為優(yōu)點(diǎn)提到一條位于柴油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)范圍之內(nèi)保持不變的轉(zhuǎn)矩曲線。根據(jù)德國公開專利申請文件1055873，關(guān)于這一點(diǎn)的原因在于底切使噴射到燃燒室內(nèi)的燃料起旋渦并隨之改善該燃料的汽化。
從歐洲專利EP 0 105 933可知一種柴油發(fā)動機(jī)活塞，其帶有偏心布置的燃燒室，在該燃燒室徑向外部的邊緣區(qū)域內(nèi)，燃料通過燃料噴嘴的多個(gè)噴射孔進(jìn)行噴射。為了更好地使燃料起旋渦并從而改善燃料的汽化，該活塞具有大量的均勻分布在邊緣區(qū)域的凹陷。
上述現(xiàn)有技術(shù)有如下缺點(diǎn)，即由于燃料-空氣混合物的燃燒，特別是燃燒室徑向外部的邊緣經(jīng)受很高的溫度，這可能導(dǎo)致燃燒室的損壞。
在德國實(shí)用新型DE 80 26 159中，為了解決這個(gè)問題，提出在布置在中心的燃燒室的邊緣和活塞頭邊緣之間設(shè)置一個(gè)冷卻通道。如果從最后提到的現(xiàn)有技術(shù)中得知的活塞以這樣的方式應(yīng)用于二閥門發(fā)動機(jī)，即燃料噴嘴設(shè)置在關(guān)于活塞縱軸對稱的進(jìn)氣和排氣閥的附近，也就是相對于活塞縱軸偏心布置，燃燒室也有利地相對于活塞縱軸偏心布置，因此來自燃料噴嘴的燃料可以毫無問題地噴射到燃燒室內(nèi)。
在這里，產(chǎn)生這樣的問題，即在活塞的火力岸和偏心布置的燃燒室最靠近火力岸的邊緣區(qū)域之間沒有空間設(shè)置冷卻通道，因此至少在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，冷卻通道必須進(jìn)一步遠(yuǎn)離活塞頭布置在活塞的活塞銷座區(qū)域內(nèi)。這具有這樣的缺點(diǎn)，即在燃燒室邊緣的這個(gè)區(qū)域內(nèi)，燃燒室口和經(jīng)受高溫的密封環(huán)槽的冷卻效果不好，并可能有損壞的危險(xiǎn)。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，另外靠近活塞頭的冷卻通道具有一個(gè)相對活塞縱軸傾斜的支撐，這本身帶來了制造技術(shù)上的問題。
最后，在這里會還出現(xiàn)這樣的問題，即在布置在活塞頭邊緣區(qū)域內(nèi)的冷卻通道部分和燃燒室遠(yuǎn)離該部分的偏心布置的邊緣區(qū)域之間的距離如此之大，也使燃燒室的邊緣區(qū)域的冷卻受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺點(diǎn)。該任務(wù)是通過獨(dú)立權(quán)利要求中的特征部分中的特征得到解決。本發(fā)明符合目的的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。


下面借助附圖描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。
圖1表示一個(gè)按照本發(fā)明的、帶有偏心布置的燃燒室的活塞的俯視圖；圖2表示圖1活塞的活塞頭區(qū)域沿直線II-II的截面圖；圖3表示一個(gè)帶有偏心布置的燃燒室的活塞的俯視圖，其中該燃燒室具有橢圓形的燃燒室口；圖4表示一個(gè)帶有偏心布置的燃燒室的活塞的俯視圖，其中該燃燒室在一側(cè)不具有底切；圖5表示圖4活塞的活塞頭區(qū)域沿直線V-V的截面圖；圖6表示圖4活塞的活塞頭區(qū)域沿直線VI-VI的截面圖；圖7表示圖4活塞的俯視圖，其中該活塞具有一個(gè)布置在燃燒室中心的凸起；圖8表示圖7活塞的活塞頭區(qū)域沿直線VIII-VIII的截面圖；圖9表示圖7活塞的活塞頭區(qū)域沿直線IX-IX的截面圖；圖10表示一個(gè)帶有偏心布置的燃燒室的活塞的俯視圖，該燃燒室由兩個(gè)截面為半圓形的區(qū)域組成，并在其整個(gè)周長上被底切；圖11表示一個(gè)帶由偏心布置的燃燒室的活塞的俯視圖，該燃燒室由兩個(gè)截面為半圓形的區(qū)域組成，并在兩個(gè)相對側(cè)上不具有底切；
圖12至14表示帶有偏心布置的燃燒室的活塞的俯視圖，這些燃燒室的形狀與噴嘴的鉆孔的個(gè)數(shù)和方向相適應(yīng)。
附圖標(biāo)記說明1活塞2的活塞頭2，2′活塞3活塞縱軸4，4′燃燒室5燃燒室口6冷卻環(huán)形支架7的徑向內(nèi)部邊界7冷卻環(huán)形支架8，8′底切9冷卻通道10密封環(huán)的槽11橢圓形的燃燒室口12燃燒室13活塞14的活塞頭14活塞15燃燒室12的區(qū)域16燃燒室17凸起18，19，20，21，22燃燒室23，24燃燒室18的區(qū)域25，25′燃燒室19的區(qū)域26燃燒室口27，28圓弧形區(qū)域29燃燒室20的區(qū)域30，31，32圓弧形區(qū)域33燃燒室21的區(qū)域34，35，36圓弧形區(qū)域38底切
具體實(shí)施例方式
圖1表示一個(gè)柴油發(fā)動機(jī)活塞(2)的活塞頭(1)的俯視圖，在該活塞頭內(nèi)形成一個(gè)相對于活塞縱軸3偏心布置的燃燒室4，該燃燒室包含一個(gè)非圓形的徑向外部邊界和一個(gè)圓形的燃燒室口5。雖然在按照下面附圖的俯視圖中，燃燒室的徑向外部邊界是不可見的，但它們不是用虛線畫出，因?yàn)楸景l(fā)明的核心特別涉及這些燃燒室的形狀和布置。在圖1中，用虛線表示的是在圖2示出的冷卻環(huán)形支架7的徑向內(nèi)部邊界6，圖2是圖1活塞2的活塞頭區(qū)域沿直線II-II的截面圖。圖2也顯示了燃燒室4的橫截面形狀，該燃燒室包含燃燒室口5和環(huán)繞整個(gè)燃燒室4的底切8。
在這里，燃燒室4的底切8的徑向外部邊界在所有區(qū)域內(nèi)如此靠近冷卻環(huán)形支架7的徑向內(nèi)部邊界，以致冷卻通道9不僅對在圖中未示出的密封環(huán)的槽10，還對燃燒室4的所有邊緣區(qū)域進(jìn)行冷卻。
與圖1和2的燃燒室4不同，在圖3所示的燃燒室口11是橢圓形。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，相對于在圖1和2所示的實(shí)施例，由此產(chǎn)生的、靠近燃燒室11的主軸區(qū)域的底切8′變小。
在圖4至6中所示的燃燒室12是相對于活塞縱軸3布置在活塞14的活塞頭13的區(qū)域內(nèi)，并且是非圓形的。特別如圖6中的活塞14的活塞頭區(qū)域的截面圖所示，燃燒室12在區(qū)域15內(nèi)不具有底切，這在區(qū)域15內(nèi)由于冷卻通道9的冷卻作用引起燃燒室邊緣和燃燒室口的溫度盡可能地下降。
按照圖7至9的燃燒室16的設(shè)計(jì)方案具有一個(gè)布置在中心的凸起17，該凸起使噴射到燃燒室16內(nèi)的燃料更好地起旋渦，進(jìn)而使該燃料的燃燒得到改善。
在圖10至14所示的燃燒室18至22的設(shè)計(jì)方案具有這樣的形狀，該形狀與噴嘴的鉆孔的方向和個(gè)數(shù)以及由噴嘴出發(fā)噴入燃燒室18至22的聚焦射線的寬度相適應(yīng)。因此，圖10的燃燒室18是相對于活塞縱軸8偏心布置的，該燃燒室設(shè)有一個(gè)圓形的燃燒室口26并由兩個(gè)截面為圓弧形且相對的區(qū)域23和24組成。該燃燒室在其整個(gè)周長上具有底切38。
圖11的燃燒室19與燃燒室18(圖10)的區(qū)別在于，該燃燒室19在兩個(gè)相對的區(qū)域25和25′內(nèi)不具有底切。
圖12的燃燒室20與圖10和11的燃燒室18和19的區(qū)別在于，燃燒室口不是關(guān)于燃燒室20對稱布置，并且在區(qū)域29內(nèi)不具有底切。從總體上看，該燃燒室是由兩個(gè)圓弧形區(qū)域27和28組成。
圖13和14的燃燒室21和22分別由三個(gè)圓弧形區(qū)域組成。但是燃燒室也可以由三個(gè)以上的圓弧形區(qū)域組成。在這里，每一個(gè)圓弧形區(qū)域的大小和布置可以與引入到各自圓弧形區(qū)域的聚焦射線的方向和寬度相適應(yīng)，其中采用帶有直徑不同的鉆孔的噴嘴。
圖13的燃燒室21是由三個(gè)圓弧形區(qū)域30、31和32以及一個(gè)不具有底切的區(qū)域33構(gòu)成。
圖14所示的燃燒室22由三個(gè)直徑不同的圓弧形區(qū)域34、35、36以及具有橫截面在整個(gè)周長上變化的環(huán)繞的底切。
在附圖中沒有表示的燃燒室的其他設(shè)計(jì)方案的特征在于，在這里，不僅是燃燒室的徑向外部邊界，還有它們的燃燒室口都是非圓形的。在這里，當(dāng)考慮到燃燒室的制造是在兩個(gè)或兩個(gè)以上分別包含軸對稱加工的加工步驟中進(jìn)行，其中活塞在加工階段之間沿著相應(yīng)的方向移動，因此明顯地存在如下可能性使燃燒室大致呈三角形、四角形或者多角形的形狀，除了其角部為圓弧形。
權(quán)利要求
1.位于柴油發(fā)動機(jī)活塞(2，2′，14)的活塞頭(1，13)內(nèi)的燃燒室(4，4′，12，16，18-22)，-包括一個(gè)布置在活塞(2，2′，14)徑向外部的活塞頭側(cè)的邊緣區(qū)域內(nèi)的、環(huán)形的冷卻通道(9)，-其中所述燃燒室(4，12，16，18-22)相對于活塞縱軸(3)偏心布置，其特征在于，-在所述燃燒室(4，12，16，18-22)徑向外部的邊緣區(qū)域的至少一部分內(nèi)以這樣的程度形成一底切(8，8′，38)，使得燃燒室(4，12，16，18-22)整個(gè)徑向外部的邊緣區(qū)域足夠靠近所述冷卻通道(9)，以便該冷卻通道(9)對燃燒室(4，12，16，18-22)產(chǎn)生冷卻作用。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒室(4，12，16，18-22)，其特征在于，具有圓形的燃燒室口(5，26)。
3.如權(quán)利要求1所述的燃燒室(4′)，其特征在于，具有橢圓形的燃燒室口(11)。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的燃燒室，其特征在于，在所述燃燒室(16)底部的中心設(shè)有一個(gè)凸起(17)。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的燃燒室(12，16，20，21，22)，其特征在于，至少有一個(gè)徑向外部的邊緣區(qū)域帶有底切，和至少有一個(gè)徑向外部的邊緣區(qū)域(15，25，25′，29，33)不具有底切。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的燃燒室(18至20)，其特征在于，包括兩個(gè)相對的、圓弧形的區(qū)域(23，24，27，28)。
7.如權(quán)利要求1至7所述的燃燒室(21，22)，其特征在于，包括兩個(gè)以上的圓弧形區(qū)域(30-32，34-36)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的燃燒室(18-22)，其特征在于，所述的圓弧形區(qū)域(23，24，27，28，30-32，34-36)是相互重疊地加上而成。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃燒室(4，12，16，18-22)，其特征在于，燃料通過噴嘴噴射到所述燃燒室(4，12，16，18-22)內(nèi)，所述噴嘴的鉆孔的尺寸和布置使得燃料射線的寬度和方向與各自的燃燒室區(qū)域的局部延伸相適應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種位于柴油發(fā)動機(jī)活塞(2)的活塞頭(1)內(nèi)的燃燒室(4)，該活塞帶有一個(gè)例如以冷卻環(huán)形支架(7)的形式存在的冷卻通道(9)，該燃燒室在其徑向外部的邊緣區(qū)域具有一個(gè)這樣形成的底切(8)，使得該燃燒室(4)的徑向外部邊界足夠靠近該冷卻通道(9)，以便冷卻通道(9)對燃燒室(4)產(chǎn)生冷卻作用。
文檔編號F02F3/26GK1910353SQ200580003017
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月24日
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