本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種天然氣發(fā)動機(jī)活塞，本實(shí)用新型還涉及一種具有上述活塞的天然氣發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：

燃燒室是指活塞頭部的凹坑，其具體形狀、位置和大小必須與混合氣的燃燒要求相適應(yīng)。典型的形狀有浴盆型、碗型以及ω型等。ω型的燃燒室可以增加混合氣的運(yùn)動線速度，形成較強(qiáng)的紊流和渦流運(yùn)動，使混合氣更加迅速、有效的燃燒，從而降低爆震傾向，并減少CH的排放。

但是，常規(guī)的ω型燃燒室，其側(cè)面為由內(nèi)向外為先漸擴(kuò)后漸縮的圓弧，導(dǎo)致喉口與活塞頂面過渡處的尖角較突出，熱負(fù)荷以及機(jī)械負(fù)荷作用于該處時較易造成應(yīng)力集中而出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

綜上所述，如何避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種天然氣發(fā)動機(jī)活塞，以避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況。

本實(shí)用新型還提供了一種具有上述活塞的天然氣發(fā)動機(jī)，以避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種天然氣發(fā)動機(jī)活塞，包括活塞本體和設(shè)置在所述活塞本體頭部的ω型燃燒室，所述ω型燃燒室的側(cè)壁具有位于喉口處的直口段。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述ω型燃燒室的側(cè)壁還包括自所述直口段向內(nèi)漸縮的弧形側(cè)面。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述弧形側(cè)面由第一圓弧段、第二圓弧段和第三圓弧段過渡連接形成，所述第一圓弧段、所述第二圓弧段和所述第三圓弧段的半徑均不同。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述ω型燃燒室的底壁為與所述活塞本體的內(nèi)腔內(nèi)壁平行的圓弧底面。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述活塞本體頭部設(shè)置的內(nèi)冷油道的橫截面形狀為異形橢圓，所述異形橢圓包括上部圓弧、下部圓弧和過渡連接所述上部圓弧與所述下部圓弧的直線段，所述上部圓弧半徑小于所述下部圓弧半徑。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述內(nèi)冷油道的橫截面軸線自頂端到底端向靠近所述活塞本體軸線的方向傾斜，且所述內(nèi)冷油道的橫截面軸線與所述活塞本體的軸線之間的夾角θ為11°-15°。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述內(nèi)冷油道與所述ω型燃燒室之間的安全距離d1≥6.5mm。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述內(nèi)冷油道的內(nèi)腔表面積為所述活塞本體的頂面面積的1.1倍。

優(yōu)選的，上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞中，所述ω型燃燒室與所述活塞本體內(nèi)腔之間的安全距離d2≥9mm。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供的天然氣發(fā)動機(jī)活塞包括活塞本體和設(shè)置在活塞本體頭部的ω型燃燒室，ω型燃燒室的側(cè)壁具有位于喉口處的直口段。

本實(shí)用新型的ω型燃燒室的喉口為直口段，這樣直口段與活塞頂面過渡處不會形成較突出的尖角，所以能夠避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況。

本實(shí)用新型還提供了一種天然氣發(fā)動機(jī)，包括活塞，所述活塞為上述任一種天然氣發(fā)動機(jī)活塞，由于上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞具有上述效果，具有上述天然氣發(fā)動機(jī)活塞的天然氣發(fā)動機(jī)具有同樣的效果，故本文不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的天然氣發(fā)動機(jī)活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種天然氣發(fā)動機(jī)活塞，能夠避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況。

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參考附圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的天然氣發(fā)動機(jī)活塞包括活塞本體和設(shè)置在活塞本體頭部的ω型燃燒室，ω型燃燒室的側(cè)壁具有位于喉口處的直口段1。需要說明的是，上述ω型燃燒室是指軸向剖面為ω型的燃燒室。

本實(shí)用新型的ω型燃燒室的喉口為直口段1，這樣直口段1與活塞頂面過渡處不會形成較突出的尖角，所以能夠避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況。

優(yōu)選的，ω型燃燒室的側(cè)壁還包括自直口段1向內(nèi)漸縮的弧形側(cè)面。該結(jié)構(gòu)可使缸內(nèi)混合氣在水平以及豎直方向上形成的滾流強(qiáng)度較大，當(dāng)活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)附近時，氣缸內(nèi)能夠形成較強(qiáng)的湍流運(yùn)動，可增加火焰?zhèn)鞑ニ俣龋s短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，從而降低爆震傾向，同時降低排放，改善發(fā)動機(jī)性能，本實(shí)用新型適用于采用理論空燃比路線的天然氣發(fā)動機(jī)活塞。可替換的，上述弧形側(cè)面還可以替換為先漸擴(kuò)后漸縮的圓弧。

具體的實(shí)施方式中，弧形側(cè)面由第一圓弧段2、第二圓弧段3和第三圓弧段4過渡連接形成，第一圓弧段2、第二圓弧段3和第三圓弧段4的半徑均不同。本實(shí)施例中，ω型燃燒室喉口與底部之間通過三段不同半徑尺寸的圓弧過渡連接，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工。當(dāng)然，上述弧形側(cè)面還可以由兩段或者其他段數(shù)的圓弧形成。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，ω型燃燒室的底壁為與活塞本體的內(nèi)腔內(nèi)壁6平行的圓弧底面5。這樣，ω型燃燒室的圓弧底面5與活塞內(nèi)腔形狀走勢一致，可達(dá)到兩者之間的壁厚均勻、強(qiáng)度高和散熱快的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的活塞應(yīng)用時，在上止點(diǎn)前后，擠氣區(qū)湍動能明顯較大。隨著活塞上移，在上止點(diǎn)前氣缸內(nèi)的氣體被擠入燃燒室，產(chǎn)生較強(qiáng)的擠流，主要集中于燃燒室下部兩側(cè)以及擠氣區(qū)，，可進(jìn)一步增強(qiáng)燃燒室內(nèi)的湍流強(qiáng)度，從而使缸內(nèi)氣體流動速度大大增加，促進(jìn)混合氣的快速燃燒，降低排放?？梢岳斫獾氖?，上述ω型燃燒室的底壁也可以不與活塞本體的內(nèi)腔內(nèi)壁6平行。

本實(shí)用新型一種具體的實(shí)施例中，活塞本體頭部設(shè)置的內(nèi)冷油道的橫截面形狀為異形橢圓，異形橢圓包括上部圓弧a、下部圓弧b和過渡連接上部圓弧a與下部圓弧b的直線段，上部圓弧a半徑小于下部圓弧b半徑。具體的，Rb-Ra≤1mm。應(yīng)用過程中，活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)時，通過冷卻噴嘴高速噴出的約80％的冷卻機(jī)油進(jìn)入到內(nèi)冷油道中。由于內(nèi)冷油道的結(jié)構(gòu)為異形橢圓，增加機(jī)油在油道中的震蕩效果，從而加強(qiáng)對活塞頭部的冷卻作用，降低熱負(fù)荷對活塞頭部的沖擊作用，提高活塞的可靠性，同時內(nèi)冷油道中的機(jī)油填充率達(dá)到55％，滿足使用要求。可替換的，上述內(nèi)冷油道的橫截面形狀還可以為其他形狀，如橢圓形、圓形或者其他無規(guī)則弧形。

優(yōu)選的，內(nèi)冷油道的橫截面軸線自頂端到底端向靠近活塞本體軸線的方向傾斜，且內(nèi)冷油道的橫截面軸線與活塞本體的軸線之間的夾角θ為11°-15°。具體的，內(nèi)冷油道的橫截面軸線相對活塞本體的軸線傾斜12°，能夠較好地與燃燒室的形狀相匹配，進(jìn)一步提高了對燃燒室的冷卻效果，同時內(nèi)冷油道與內(nèi)腔之間壁厚均勻，進(jìn)一步保證了活塞的可靠性，從而保證了整機(jī)的可靠性。根據(jù)ω型燃燒室的實(shí)際形狀，上述內(nèi)冷油道的傾斜角度還可以為其他數(shù)值，如11°、13°等。

本實(shí)用新型一種具體的實(shí)施例中，內(nèi)冷油道與ω型燃燒室之間的安全距離d1≥6.5mm，保證了活塞自身結(jié)構(gòu)的可靠性，能夠避免發(fā)動機(jī)工作工程中，活塞頭部因強(qiáng)度不足而開裂。根據(jù)不同規(guī)格的天然氣發(fā)動機(jī)活塞，上述d1還可以為其他數(shù)值，如6mm。

為了進(jìn)一步保證內(nèi)冷油道的冷卻效果，內(nèi)冷油道的內(nèi)腔表面積為活塞本體的頂面面積的1.1倍?？商鎿Q的，內(nèi)冷油道的內(nèi)腔表面積還可以為活塞本體的頂面面積的1倍或者其他倍數(shù)。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，ω型燃燒室與活塞本體內(nèi)腔之間的安全距離d2≥9mm，滿足設(shè)計(jì)以及使用要求，從而保證工作過程中活塞頭部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和可靠性，進(jìn)而保證整機(jī)的可靠性。根據(jù)不同規(guī)格的天然氣發(fā)動機(jī)活塞，上述d2還可以為其他數(shù)值，如8mm。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種天然氣發(fā)動機(jī)，包括活塞，該活塞為上述任一項(xiàng)實(shí)施例提供的天然氣發(fā)動機(jī)活塞，能夠避免因活塞頂面與燃燒室的喉口處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞頭部開裂的情況，其優(yōu)點(diǎn)是由天然氣發(fā)動機(jī)活塞帶來的，具體的請參考上述實(shí)施例中相關(guān)的部分，在此就不再贅述。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。