(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211253557.7 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 潍柴动力股份有限公司 地址 261061 山东省潍坊市高新 技术产业 开发区福寿东 街197号甲 (72)发明人 马飞　李志杰　李新宇　王雪鹏　 郭灵燕　曾笑笑　吴心波　刘世通　 贾春苹　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 韩静粉 (51)Int.Cl. F02F 3/26(2006.01) F02B 23/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 活塞燃烧室及其设计方法、 活塞及发动机 (57)摘要 本发明公开了一种活塞燃烧室及其设计方 法、 活塞及发动机， 活塞燃烧室的内侧壁上设置 有台阶凸起； 台阶凸起具有第一导向面及第二导 向面， 第一导向面用于导向燃油向靠近活塞燃烧 室的顶部的方向运动， 第二导向面用于导向燃油 向靠近活塞燃烧室的底部的方向运动， 活塞燃烧 室位于喷油束的中心线上方的容积与位于喷油 束的中心线的下方的容积相等， 能够使得燃油快 速均匀的充满整个活塞燃烧室； 活塞燃烧室的内 侧壁上还设置有阻挡部。 当燃油为天然气时， 阻 挡部能够阻挡第一导向面上的天然气向活塞燃 烧室的顶端边缘流动， 避免了天然气与空气在边 缘混合不均的问题， 即本发明兼顾了喷柴油及天 然气的情况， 满足了 HPDI发动机的使用需求。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115324767 A 2022.11.11 CN 115324767 A 1.一种活塞燃烧室， 其特 征在于， 所述活塞燃烧室为 开设在活塞顶端的凹坑； 所述活塞燃烧室的内侧壁上设置有台阶凸起； 所述台阶凸起具有沿着所述活塞燃烧室的高度方向依次光滑连接的第一导向面及第 二导向面， 所述第一导向面用于导向燃油向靠近所述活塞燃烧室的顶部的方向运动， 且所 述第一导向面的顶端位于喷入所述活塞燃烧室内的喷油束的顶端的上方， 所述第二导向面 用于导向燃油向靠近所述活塞燃烧室的底部的方向运动， 所述活塞燃烧室位于所述喷油束 的中心线上 方的容积与位于所述喷油束的中心线的下 方的容积相等； 所述活塞燃烧室的内侧壁上还设置有用于阻挡所述第一导向面上的燃油向所述活塞 燃烧室的顶端边 缘流动的阻挡部， 所述阻挡部的底端与所述第一 导向面的顶端连接 。 2.如权利要求1所述的活塞燃烧室， 其特 征在于， 所述阻挡部为竖直设置的面。 3.如权利要求1所述的活塞燃烧室， 其特征在于， 所述第 一导向面的顶端到所述活塞燃 烧室的中心线的距离D1= 0.3D ~0.4D， 其中， D为发动机的缸径； 所述第二 导向面的底端到所述活塞燃烧室的中心线的距离D2= 0.275D ~0.325D； 所述第一导向面与所述第二导向面的连接处到所述活塞燃烧室的中心线的距离d= 0.9D2~1D2； 所述活塞燃烧室的顶部边 缘到所述活塞燃烧室的中心线的距离D3 =0.3D ~0.4D； 所述活塞燃烧室的顶部 到所述活塞燃烧室的底部的距离T= 0.25 D2~0.3D2； 所述第一 导向面的倾 斜角度大于15 °， 且小于30°。 4.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的活塞燃烧室， 其特征在于， 所述活塞燃烧室的底部 的中心位置处设置有中央凸起结构， 所述中央凸起结构的顶部与所述活塞燃烧室的顶部相 距预设的距离； 所述中央凸起结构的表面光滑过渡至所述活塞燃烧室的底部 弧形凹面的一端， 所述底 部弧形凹面的另一端与所述第二 导向面光滑连接 。 5.如权利要求4所述的活塞燃烧室， 其特征在于， 所述底部 弧形凹面与 所述第二导向面 相外切设置； 和/或 所述活塞燃烧室的偏心量小于或者 等于3mm。 6.一种活塞燃烧室 设计方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 确定喷油件的喷雾锥角； 步骤S2： 根据所述喷雾锥角设计活塞燃烧室， 在所述活塞燃烧室的内侧壁设置台阶凸 起及位于所述台阶凸起上方的阻挡部， 使得喷油件喷出的喷油束的顶端不超过所述台阶凸 起的第一导向面的顶端， 并使得阻挡部能够阻挡所述第一导向面上的燃油向所述活塞燃烧 室的顶端边 缘流动。 7.如权利要求6所述的活塞燃烧室 设计方法， 其特 征在于， 步骤S2具体包括： 步骤S21： 确定所述活塞燃烧室的设计参数， 所述设计参数包括： 所述第一导向面的顶 端到所述活塞燃烧室的中心线的距离D1， 所述台阶凸起的第二导向面的底端到所述活塞燃 烧室的中心线的距离D2， 所述第一导向面与所述第二导向面的连接处到所述活塞燃烧室的 中心线的距离d， 所述活塞燃烧室的顶部边缘到所述活塞燃烧室的中心线的距离D 3， 所述活 塞燃烧室的顶部 到所述活塞燃烧室的底部的距离T；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115324767 A 2步骤S22： 定义各个所述设计参数的取值， 建立所述活塞燃烧室的数 学模型， 进行仿真； 步骤S23： 根据仿真结果判断是否符合要求， 若是， 则结束， 若否， 则返回S2 2。 8.一种活塞， 其特征在于， 包括活塞本体、 喷油件及如权利要求1 ‑5中任意一项所述的 活塞燃烧室； 所述活塞燃烧室开设在所述活塞本体上， 所述喷油件位于所述活塞燃烧室的中心线的 顶端， 用于向所述活塞燃烧室内喷入喷油束。 9.如权利要求8所述的活塞， 其特征在于， 所述活塞的焊缝设置在所述活塞本体的活塞 顶面及环岸的位置处。 10.一种发动机， 其特 征在于， 包括发动机 本体及如权利要求8或9所述的活塞； 所述活塞安装在所述发动机 本体内。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115324767 A 3