可等于約130的噴射器噴射角。噴射器噴射角在圖1中通過參考字母Az示出。在 某些實(shí)施例中，錐角Al將小于噴射角A2。 陽〇川在某些實(shí)施例中，噴射器噴射角Az和錐角Al之間的差可在約2°和約6°之間。 平面Ps的第S軸向位置與平面P2的第二軸向位置之間的軸向距離可限定圖1中通過D4表 示的碗邊緣深度，所述碗邊緣深度小于由平面Pi和Pz的軸向位置之間的差限定的錐體深度 Dg。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，錐體深度Dg可等于約3mm或更大，且可在約3mm和約6mm之 間。對于引擎1中所用的活塞，錐體深度可等于約3. 2mm。邊緣深度〇4可等于約Imm和約 3mm之間。
[0042]如本文中使用，術(shù)語"約"可在多個(gè)有效數(shù)字的上下文中理解。因此，在相對較大 的曲率半徑Ri被描述為等于約50mm的情況下，其可理解為等于45mm和54mm之間。本文 所公開的其他尺寸和比例在傳統(tǒng)上可能是全面的，即使未使用術(shù)語"約"。根據(jù)本發(fā)明的示 例性活塞和發(fā)動機(jī)的進(jìn)一步尺寸特征W及特征之間及之中的示例性關(guān)系可從圖4中所示 的圖表的研究中獲得。如上所述，圖4中所示的圖表包括根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)不同發(fā)動機(jī)的 示例性尺寸和比例關(guān)系。該圖表圖示了第一發(fā)動機(jī)（發(fā)動機(jī)編號1)的參數(shù)，所述第一發(fā)動 機(jī)包括由本專利申請案的受讓人制造的示例性C9發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)2表示由本專利申請案 的受讓人制造的一個(gè)示例性C13發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)3A和發(fā)動機(jī)3B包括C15發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)4 包括C18發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)5包括C27發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)6A和發(fā)動機(jī)6B各包括C32發(fā)動機(jī)，且 發(fā)動機(jī)7包括C140發(fā)動機(jī)，所有運(yùn)些發(fā)動機(jī)都由本專利申請案的受讓人制造。
[0043] 圖4的圖表中所示的尺寸表示實(shí)際實(shí)施策略W及工作實(shí)施例的特定實(shí)例。下表限 定了本文所論述的參數(shù)且為圖4的圖表中所列且在附圖中所示的某些參數(shù)列出了范圍。
[0044]表 1
[0045] 拉麵 麵 民1 頂部槽脊半徑 40m拍至70mm 民2 碗邊緣半徑 /3mm 民碗半徑和位置 7mm至20mm 民4 碗半徑和位置 7mm至20mm 馬 錐體半徑 5mm至16mm 貸I 汽缸孔半徑 7mm至73mm 〇2碗半徑 32mrn至54mm(孔半徑的68%至75% ) 攻： 凹角突出部 Omm.至2mm D.4 碗邊緣深度 Imm至3mm D:5 錐體深度 3mm.至6mm 化 碗直徑 64mm至108mm Dy由民3限定約圓的中心距60mm至90mm Dg 島狀邊緣表面直徑 1Omm至18mm. 化 從邊緣平面到凹角突出部的底部的距離3mm至5mm D：i〇 從邊緣到由民3限定的圓的中'心'的距離 （7mm)至7mm (當(dāng)圓的中'心'在邊緣平面之上時(shí)，用括號中的值) Al 錐角 125。至 135。 Aa 噴射器噴射角 >k、 A3 碗凹入角 5°至77。
[0046] 圖7a至圖15各圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性活塞的特征。圖7a和圖化對應(yīng)于圖4 的圖表中的發(fā)動機(jī)1，而圖8對應(yīng)于發(fā)動機(jī)2。圖9對應(yīng)于發(fā)動機(jī)3a，而圖10對應(yīng)于發(fā)動 機(jī)3b。圖11對應(yīng)于發(fā)動機(jī)4,圖12對應(yīng)于發(fā)動機(jī)5,圖13對應(yīng)于發(fā)動機(jī)6曰，且圖14對應(yīng) 于發(fā)動機(jī)化。圖15對應(yīng)于發(fā)動機(jī)7。在圖7a至圖15中使用的參考字母識別類似于由圖 1中的相同參考字母所識別的特征的特征。因此，Ri識別圖7a至圖15的每個(gè)活塞中的頂 部槽脊半徑，R3識別碗半徑，等等。在圖7曰至圖15中使用的參考標(biāo)號用于識別類似于由圖 1中的參考標(biāo)號所識別特征的特征，運(yùn)些參考標(biāo)號僅相差一個(gè)數(shù)字。因此，18識別圖1的實(shí) 施例中的活塞，218識別圖7a和圖化中的活塞，318識別圖8中的活塞，等等。
[0047] 參考圖15,活塞1018具有很多類似于本文所設(shè)想的其他活塞的特征的特征，且可 連同圖4的發(fā)動機(jī)5、6A和6B中所使用的活塞一起被視為活塞子類的部分。換句話說，本 文所設(shè)想的所有活塞共享各種特征且被優(yōu)化而具有類似末端，所述活塞可根據(jù)某些相似性 再細(xì)分類，且發(fā)動機(jī)5A、發(fā)動機(jī)5B、發(fā)動機(jī)6和發(fā)動機(jī)7的活塞為此種子類。本文對于活塞 1018的描述和討論因此應(yīng)理解為類似地指代活塞718、活塞818和活塞918,除非另有指示 或從圖4顯而易見?；钊?018包括具有限定復(fù)合燃燒碗1030的燃燒面1028的活塞體1020 W及復(fù)合邊緣1030?；钊w1020的特征通?？衫斫鉃轭愃朴诎l(fā)動機(jī)5、6A和6B中使用的 活塞的特征布置，對應(yīng)于圖12、圖13和圖14。該子類中的所有活塞為非凹角的，具有限定 一個(gè)曲率半徑Rs的外碗表面（在活塞1018中其為1026)，且在具有六孔燃料噴射器的發(fā)動 機(jī)中使用。在當(dāng)前所述的子類中的活塞也可在相對較高馬力應(yīng)用（例如大約560千瓦或更 高）中找到應(yīng)用。在某些管轄區(qū)域中可適用于在此功率輸出分類中的發(fā)動機(jī)的排放限制為 發(fā)動機(jī)每千瓦時(shí)功率輸出的3. 5克NOx、發(fā)動機(jī)每千瓦時(shí)功率輸出的0. 04克顆粒物（PM)、 發(fā)動機(jī)每千瓦時(shí)功率輸出的0. 19克未燃燒碳氨化合物（HC)，W及發(fā)動機(jī)每千瓦時(shí)功率輸 出的3. 5克一氧化碳（CO)。此子類中的活塞1018和其他活塞使得可在運(yùn)些限制內(nèi)操作。
[0048] 此子類中的活塞和發(fā)動機(jī)的尺寸和比例屬性的某些一般范圍也存在。運(yùn)種發(fā)動機(jī) 具有15 : 1至16 : 1的壓縮比和1或小于1的滿旋比，為0.68至0.74的燃燒碗直徑與 汽缸孔直徑的比，且大于錐角的燃料噴射器噴射角，所述錐角由在燃燒碗內(nèi)的活塞對象的 圓錐形突出部限定。外圓柱形表面、縱向活塞軸線、包括燃燒面（在活塞1018中其為1028) 的軸向活塞端的特征，W及某些其他特征在子類中也很常見。為了清楚并方便描述，附圖中 未具體地通過參考標(biāo)號標(biāo)注其他屬性，本文也未具體地進(jìn)行論述，但是鑒于在本方明的上 下文中所設(shè)想的其他活塞和發(fā)動機(jī)的描述W及圖4中的信息，所述屬性可W易于理解。
[0049] 由在活塞的該子類中的燃燒碗內(nèi)的活塞的圓錐形突出部限定的錐角Az可等于大 約135°或更小。通過參考標(biāo)號1026所示的凹狀外碗表面限定13mm至16mm的第一曲率半 徑Rs。凸?fàn)顑?nèi)碗表面1024與凹狀外碗表面1026連續(xù)過渡。凸?fàn)顑?nèi)邊緣表面1048在燃燒 碗1030的邊緣處與凹狀外碗表面1022突然過渡。凸?fàn)顑?nèi)邊緣表面1048限定第二曲率半 徑Ri,其在子類的活塞中為40mm至70mm，使得燃燒碗1030的邊緣從由燃燒面1028的平坦 外邊緣表面限定的平面軸向凹陷。通過曲率半徑Ri凹陷燃燒碗的邊緣使得氣體能夠從類 似于本文所設(shè)想的其他活塞和發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的裂縫中擠出。
[0050] 鑒于W下不變相對可變的活塞和發(fā)動機(jī)性質(zhì)的論述，將進(jìn)一步理解活塞碗設(shè)計(jì)的 一個(gè)方面，運(yùn)一方面可W通常作為已有平臺和新平臺之間壓縮比的保留。某些發(fā)動機(jī)將鑒 于許多不同的因素而預(yù)定壓縮比，運(yùn)些因素包括氣缸蓋的組件的通常固定配置、固定的或 至少改變發(fā)動機(jī)本身的性質(zhì)（例如沖程距離和孔徑尺寸）很難并且昂貴，W及其他因素。如 上所述，在由發(fā)動機(jī)5、6A、6B和7所表示的子類中的發(fā)動機(jī)可具有15 : 1至16 : 1的壓 縮比。此種發(fā)動機(jī)還可具有138mm至146mm的孔徑尺寸。
[0051] 在該子類中的活塞的制冷能力還可影響關(guān)于幾何結(jié)構(gòu)W及比例上的設(shè)計(jì)變化和 考慮因素。例如，燃燒碗通常將不會設(shè)計(jì)為凹角的，而相反可W設(shè)計(jì)為至少部分直邊的，W 避免可能由凹角突出部引起的材料過薄，從而導(dǎo)致操作期間過熱W及故障。在實(shí)際實(shí)施策 略中，活塞1018中的凹狀外碗表面1026形成鄰接燃燒碗1030的邊緣的豎向垂直壁1022。 凹狀外碗表面1026由于凸?fàn)顑?nèi)碗表面1024連續(xù)過渡至豎向垂直壁1022而可具有均勻的 曲率。也可能需要的是，根據(jù)實(shí)際情況，利用均勻曲率而不是變化曲率的凹狀外碗表面W用 于盡可能平滑地在徑向向外的方向上從燃燒碗的中屯、傳播來自燃料噴射器的燃料噴射煙 縷。
[0052] 前述因素和其他因素對活塞設(shè)計(jì)有很大的限制，但在發(fā)起任何特定活塞設(shè)計(jì)項(xiàng)目 后其相對重要性和交叉禪合可能不易于顯而易見或在直覺上進(jìn)行確定。在本實(shí)例中，活塞 1018的設(shè)計(jì)受益于通過本文所設(shè)想的其他活塞（特別是活塞718、818和918)的設(shè)計(jì)和測 試而獲得的一定程度的知識。不同的噴射角、大邊緣半徑、尖銳的碗邊緣和非凹角碗形狀 都是確定為需要的特征，但是在不影響可能需要保留的其他因素（例如壓縮比）的情況下 實(shí)施很具挑戰(zhàn)性。除運(yùn)些因素外，基于經(jīng)驗(yàn)、工程判斷和性能測試數(shù)據(jù)選擇的不同特征（例 如，碗深度和半徑）提供解決方法并使得壓縮比能夠保留。
[0053] 在此種子類中的活塞的燃燒碗可將碗直徑De限定為94mm至106mm，并將碗體積限 定為98cm3至137cm3。運(yùn)些活塞中的每一者的凹狀外碗表面1026可從平面限定碗深度化1， 該平面由為17mm至20mm的平坦外邊緣表面限定。更具體地，第一曲率半徑Rs可為15mm至 16mm，碗直徑Dg可為103mm至104mm，碗深度D11可為18mm至19mm。更確切地說，碗體積可 為120cm3至130cm3,半徑Rs可為15mm，碗直徑Dg可為104mm，且碗深度D1河為50mm。活塞 體的外徑尺寸可大于比碗直徑De約33%且碗深度DU可為碗直徑De的約18%。根據(jù)另外 的另一特征，曲率半徑Rs及曲率半徑R河W如同圖4中的發(fā)動機(jī)5、6A、6B和7中的一個(gè)發(fā) 動機(jī)所指定的一樣，且碗直徑De和碗體積也可為運(yùn)些相同的發(fā)動機(jī)中的一個(gè)發(fā)動機(jī)所指定 的一樣。活塞1018可具有圖4中的發(fā)動機(jī)7指定的所有活塞特征。
[0054] 現(xiàn)參考圖16,示出了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)1010,其類似于本文所設(shè)想的其他發(fā)動機(jī)系統(tǒng)， 且包括禪合至發(fā)動機(jī)殼體1012的氣缸蓋1014,該發(fā)動機(jī)殼體1012具有多個(gè)位于其中的活 塞1018。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)1010還包括燃料系統(tǒng)1040,其具有共軌1042,該共軌1042與至少部 分地定位于發(fā)動機(jī)殼體1