CN114352431B - 一种活塞及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，公开了一种活塞及发动机，该活塞包括顶部设有燃烧室的活塞本体，燃烧室包括在活塞本体的底部指向活塞本体的顶部的方向上依次设置且口径依次增大的第一环槽、第二环槽和第三环槽，底部设有凸起部，第一环槽、第二环槽和第三环槽同轴并相互连通，且均环绕凸起部设置；第二环槽包括环状的外侧壁以及位于外侧壁内侧并与外侧壁连接的底壁，底壁与第一环槽之间形成有凸台；第三环槽包括弧形凹面部，弧形凹面部的内端与外侧壁远离底壁的一端连接，弧形凹面部的外端与活塞本体的顶面连接；发动机运行过程中，弧形凹面部能够与混合气之间形成空气夹层。该活塞及发动机改善了发动机燃油经济性不理想的问题。

Description

一种活塞及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种活塞及发动机。

背景技术

发动机是车辆等动力装置的重要组成部分，燃烧室则是发动机的核心部件之一。燃烧室的结构对发动机的热效率以及发动机的燃油经济性起到重要作用。

近年来，随着人们环保意识的增强，各车企对发动机的热效率以及发动机的燃油经济性越来越重视，然而，现有技术中，受限于燃烧室的结构，发动机的热效率以及发动机的燃油经济性还并不理想。

因而，亟待设计一种新的燃烧室结构来改善上述问题。

发明内容

本发明提供了一种活塞及发动机，能够改善由于燃烧室的结构致使发动机的热效率以及发动机的燃油经济性不理想的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种活塞，包括：

活塞本体，所述活塞本体的顶部设有燃烧室，所述燃烧室的底部设有凸起部；所述燃烧室包括在所述活塞本体的底部指向所述活塞本体的顶部的方向上依次设置的第一环槽、第二环槽和第三环槽，所述第一环槽、所述第二环槽和所述第三环槽的口径依次增大，所述第一环槽、所述第二环槽和所述第三环槽同轴并相互连通，且所述第一环槽、所述第二环槽和所述第三环槽均环绕所述凸起部设置；

其中，所述第二环槽包括环状的外侧壁以及位于所述外侧壁内侧并与所述外侧壁连接的底壁，所述底壁与所述第一环槽之间形成有向所述活塞本体的轴线所在方向延伸的凸台；

所述第三环槽包括弧形凹面部，所述弧形凹面部的内端与所述外侧壁远离所述底壁的一端连接，所述弧形凹面部的外端与所述活塞本体的顶面连接；发动机运行过程中，所述弧形凹面部能够与混合气之间形成空气夹层。

本发明提供的活塞包括顶部设有燃烧室的活塞本体，燃烧室的底部设有凸起部，燃烧室包括在活塞本体的底部指向活塞本体的顶部的方向上依次设置且口径依次增大的第一环槽、第二环槽和第三环槽，第一环槽、第二环槽和第三环槽同轴并相互连通，且均环绕凸起部设置。其中，第二环槽包括环状的外侧壁以及位于外侧壁内侧并与外侧壁连接的底壁，底壁与第一环槽之间形成有向活塞本体的轴线所在方向延伸的凸台。借助燃油本身的动能和第二环槽可以有效引导喷射到燃烧室壁面上的燃油，进而引导油束射向第三环槽的空间中。而第三环槽包括弧形凹面部，弧形凹面部的内端与第二环槽的外侧壁远离第二环槽底壁的一端连接，弧形凹面部的外端与活塞本体的顶面连接。活塞运行过程中，到达预定位置（例如：活塞运行到发动机上止点附近）时，会形成由外缘向燃烧室中心的强挤流，该强挤流使从第二环槽导流过来的燃油向燃烧室中心流动，最终在第二环槽和第三环槽上部空间形成相对均匀的混合气，充分利用燃烧室内的湍流，在第二环槽和第三环槽上部空间形成混合气进行燃烧，使得本发明提供的活塞可以充分利用燃烧室空间，在整个燃烧室内部形成均匀混合气。而充分利用燃烧室空间进行混合及燃烧，可以充分提高整个燃烧过程的放热率，特别是曲轴转角8°~30°时的放热率，进而提升发动机热效率，提高发动机燃油经济性。

发动机运行过程中，在活塞边缘的强挤流和油束的相互作用下，第三环槽的弧形凹面部与混合气之间形成的空气夹层，空气夹层能够减少热损失、有效降低活塞的传热损失、提高热效率，进一步降低发动机油耗。

此外，本发明提供的活塞充分利用了整个燃烧室的空间形成均匀混合气，如此一来，在燃烧过程中减少了燃油过浓区域，减少了燃烧室内部高温燃烧区域，因而，可明显降低氮氧化合物的形成，同时燃油与空间混合充分可以明显降低颗粒物的形成。

可选地，所述凸台最靠近所述活塞本体轴线的部位的直径为所述活塞本体的外径的50%~55%。

可选地，所述凸台为弧面凸台，沿所述活塞本体的轴线方向，在所述活塞本体的纵向截面上，所述弧面凸台的弧面所在圆的圆心与所述第一环槽的最低部位之间的距离为H1，H1为所述活塞本体的外径的7%~8%。

可选地，所述第三环槽包括平面部和弧形凸面部，所述平面部的内端与所述第二环槽连接，所述平面部的外端与所述弧形凹面部的内端连接；所述弧形凸面部的内端与所述弧形凹面部的外端连接，所述弧形凸面部的外端与所述活塞本体的顶面连接。

可选地，所述第二环槽的外侧壁垂直于所述活塞本体的顶面；

在所述活塞本体的径向方向上，所述平面部的外端与所述第二环槽的外侧壁之间的距离为W3，所述弧形凸面部的外端和所述第二环槽的外侧壁之间的距离为W4，W4/W3的值为3~4。

可选地，所述弧形凹面部的半径是所述弧形凸面部的半径的2~3倍；

和/或，所述第三环槽的深度为所述活塞本体的厚度的2.5%~4.5%；

和/或，所述第三环槽的口径为所述活塞本体的外径的80%~90%。

可选地，所述弧面凸台内径最小的部位为喉口，在所述活塞本体的同一半径上，所述第一环槽距离所述活塞本体轴线最远的部位与所述喉口的相应部位之间的距离为d，当所述活塞本体的外径小于等于150毫米时，d为所述活塞本体的外径的0.5%~1%；

和/或，所述活塞本体的纵向截面上，所述弧面凸台的弧面所在的圆的圆心与所述第一环槽的最低部位在所述活塞本体的轴线方向上的距离为d的9~10倍。

可选地，在所述活塞本体的同一半径上，所述凸台最靠近所述活塞本体轴线的部位与所述外侧壁之间的距离为所述活塞本体的外径的4%~5%；

和/或，所述第二环槽的外侧壁通过第一圆角与所述第三环槽连接，通过第二圆角与所述底壁连接；在所述活塞本体的轴线方向上所述平面部与所述第二圆角的圆心之间的距离为所述活塞本体的外径的1.1%~1.3%；

和/或，所述外侧壁处所述第二环槽的口径为所述活塞本体的外径的55%~65%；

和/或，所述第二环槽的底壁包括锥面，所述锥面与所述活塞本体的顶面之间的夹角的为8°~25°。

可选地，所述第一环槽的最低部位与所述活塞本体的顶面之间的距离为所述活塞本体的外径的13%~20%。

可选地，所述第一环槽包括圆滑连接的第一圆弧段和第二圆弧段，所述第一圆弧段位于所述第一环槽的底部，所述第二圆弧段连接所述第一圆弧段与所述第二环槽；

以所述第一圆弧段所在的圆为第一圆，所述第二圆弧段所在的圆为第二圆，所述第二圆位于所述第一圆中，并与所述第一圆相切，且所述第一圆的圆心较所述第二圆的圆心靠近所述活塞本体的轴线；在所述第一圆最靠近所述活塞本体的轴线的部位与所述第二圆最远离所述活塞本体的轴线的部位之间的距离为W1，W1/H1的值为1.65~1.9。

可选地，所述凸起部包括设置于所述燃烧室底部并位于所述燃烧室中的圆台部以及设置于所述圆台部朝向所述活塞本体顶面的一侧的球面部，其中，所述圆台部的锥角为92°~96°，所述球面部的半径为15~20毫米。

本发明还提供一种发动机，包括上述技术方案中提供的任意一种活塞。

本发明提供的发动机包括上述活塞，因而，至少能够达到上述活塞所能够达到的技术效果，即，减少热损失、有效降低活塞的传热损失、提高热效率，降低发动机油耗。同时，活塞充分利用了整个燃烧室的空间形成均匀混合气，如此一来，在燃烧过程中减少了燃油过浓区域，减少了燃烧室内部高温燃烧区域，因而，可明显降低氮氧化合物的形成，同时燃油与空间混合充分可以明显降低颗粒物的形成。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种活塞的结构示意图；

图2为对图1所示的活塞中的部分结构进行标注时的结构示意图；

图3为图1的E处放大图；

图4为对图1所示的活塞中的另一部分结构进行标注时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种活塞中燃油的路径示意图（图中由活塞本体轴线引出的箭头表示喷油器喷出的燃油，其他箭头表示喷射到燃烧室侧壁上后，经燃烧室侧壁引导后的燃油的路径）；

图6为发动机采用本发明提供的活塞时，燃烧室中混合气分布仿真云图；

图7为发动机采用本实施例之外的活塞时，燃烧室中混合气分布仿真云图。

图标：1-活塞本体；2-燃烧室；3-凸起部；21-第一环槽；22-第二环槽；221-外侧壁；222-底壁；23-第三环槽；231-弧形凹面部；232-平面部；233-弧形凸面部；24-凸台；4-第一圆；5-第二圆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的燃烧室能够有效地组织其内部的油气混合，但是对于燃烧室外缘区域空气的利用率非常低。如果通过增大现有燃烧室在活塞顶面处的直径的方式来使燃烧室外缘尽可能靠近活塞外缘，必然会造成大量油气混合气贴近缸套内壁燃烧，从而造成烧机油、增大活塞环与缸套的磨损、发动机的soot（碳烟）排放增大，加大后处理的捕集压力，增大发动机的排气背压，提高了后处理的成本。同时，发动机排气背压的增大又反过来降低了发动机的燃油经济性。现有的燃烧室由于无法充分利用燃烧室外缘附近的空气，造成柴油机工作时（曲轴转角约8°~30°附近时）放热率比较低，导致发动机的热效率相对较低。

如图1所示，本实施例提供的一种活塞包括活塞本体1，活塞本体1的顶部设有燃烧室2，燃烧室2的底部设有凸起部3；燃烧室2包括在活塞本体1的底部指向活塞本体1的顶部的方向上依次设置的第一环槽21、第二环槽22和第三环槽23，第一环槽21、第二环槽22和第三环槽23的口径依次增大，第一环槽21、第二环槽22和第三环槽23同轴并相互连通，且第一环槽21、第二环槽22和第三环槽23均环绕凸起部3设置；

其中，如图2所示，第二环槽22包括环状的外侧壁221以及位于外侧壁221内侧并与外侧壁221连接的底壁222，底壁222与第一环槽21之间形成有向活塞本体1的轴线所在方向延伸的凸台24；

第三环槽23包括弧形凹面部231，弧形凹面部231的内端与外侧壁221远离底壁222的一端连接，弧形凹面部231的外端与活塞本体1的顶面连接；发动机运行过程中，弧形凹面部231能够与混合气之间形成空气夹层F（如图5和图6所示，其中，图6中没有对空气夹层进行标号）。

本实施例提供的活塞包括顶部设有燃烧室2的活塞本体1，燃烧室2的底部设有凸起部3，燃烧室2包括在活塞本体1的底部指向活塞本体1的顶部的方向上依次设置且口径依次增大的第一环槽21、第二环槽22和第三环槽23，第一环槽21、第二环槽22和第三环槽23同轴并相互连通，且均环绕凸起部3设置。其中，第二环槽22包括环状的外侧壁221以及位于外侧壁221内侧并与外侧壁221连接的底壁222，底壁222与第一环槽21之间形成有向活塞本体1的轴线所在方向延伸的凸台24。借助燃油本身的动能和第二环槽22可以有效引导喷射到燃烧室2壁面上的燃油，进而引导油束射向第三环槽23的空间中。而第三环槽23包括弧形凹面部231，弧形凹面部231的内端与第二环槽22的外侧壁221远离第二环槽22底壁222的一端连接，弧形凹面部231的外端与活塞本体1的顶面连接。活塞运行过程中，到达预定位置（例如：活塞运行到发动机上止点附近）时，会形成由外缘向燃烧室2中心的强挤流，该强挤流使从第二环槽22导流过来的燃油向燃烧室2中心流动，最终在第二环槽22和第三环槽23上部空间形成相对均匀的混合气，充分利用燃烧室2内的湍流，在第二环槽22和第三环槽23上部空间形成混合气进行燃烧，使得本实施例提供的活塞可以充分利用燃烧室2的空间，在整个燃烧室2内部形成均匀混合气。而充分利用燃烧室2的空间进行混合及燃烧，可以充分提高整个燃烧过程的放热率，特别是曲轴转角8°~30°时的放热率，进而提升发动机热效率，提高发动机燃油经济性。

同时，发动机运行过程中，在活塞边缘的强挤流和油束的相互作用下，第三环槽23的弧形凹面部231与混合气之间会形成空气夹层（如图5和图6所示），空气夹层能够减少热损失、有效降低活塞的传热损失、提高热效率，进一步降低发动机油耗。

此外，本实施例提供的活塞充分利用了整个燃烧室2的空间形成均匀混合气，如此一来，在燃烧过程中减少了燃油过浓区域，减少了燃烧室2内部高温燃烧区域，因而，可明显降低氮氧化合物的形成，同时燃油与空间混合充分可以明显降低颗粒物的形成。

如图7所示，经过仿真，如果第三环槽23为锥面，则无论第三环槽23与活塞本体1顶面之间的夹角怎样设置，均无法形成本实施例中的空气夹层，即，无法达到减少热损失、降低活塞传热损失、提高热效率的效果。

沿活塞本体1的轴线方向，凸起部3的顶部与活塞本体1顶面之间的距离H0与喷油器的凸出量有关，可以根据实际需要设置，而且，本领域技术人员知晓，凸起部3的顶部低于活塞本体1的顶面。

燃烧室2的底部设有凸起部3，一种可选的实现方式中，凸起部3设置于燃烧室2底部的中心，第一环槽21、第二环槽22、第三环槽23以及凸起部3的轴线均可以与活塞本体1的轴线重合。

具体设置上述凸起部3时，一种可选的实现方式中，凸起部3包括设置于燃烧室2底部并位于燃烧室2中的圆台部以及设置于圆台部朝向活塞本体1顶面的一侧的球面部，其中，圆台部的锥角α为92°~96°，球面部的半径R0为15~20毫米。

需要说明的是，本实施例中提到的第一环槽21的口径是指第一环槽21远离活塞本体1的底部的一端的直径，第二环槽22的口径是指第二环槽22远离第一环槽21的一端的直径，第三环槽23的口径是指第三环槽23远离第二环槽22的一端的直径。

第二环槽22的底壁222与第一环槽21之间形成有向活塞本体1的轴线所在方向延伸的凸台24，为了便于加工，同时能够对喷射到凸台24上的燃油起到更好的引导作用，具体设置上述凸台24时，一种可选的实现方式中，凸台24为弧面凸台。

请继续参照图1，一种可选的实现方式中，凸台24最靠近活塞本体1轴线的部位的直径D1为活塞本体1的外径的50%~55%。

一种可选的实现方式中，凸台24为弧面凸台，沿活塞本体1的轴线方向，在活塞本体1的纵向截面（即经过活塞本体1轴线的截面）上，弧面凸台的弧面所在圆的圆心与第一环槽21的最低部位之间的距离为H1，H1为活塞本体1的外径的7%~8%，从而使得第一环槽21能够更有效地利用燃烧室2中的空气。

示例性地，弧面凸台的半径R1可以为2.5~3.5毫米，例如：3毫米。

为了对喷射到其上的油气混合气起到更好的引导效果，一种可选的实现方式中，如图2和图3所示，第三环槽23包括平面部232和弧形凸面部233，平面部232的内端与第二环槽22连接，平面部232的外端与弧形凹面部231的内端连接；弧形凸面部233的内端与弧形凹面部231的外端连接，弧形凸面部233的外端与活塞本体1的顶面连接。

一种可选的实现方式中，第二环槽22的外侧壁221垂直于活塞本体1的顶面；

请继续参照图2，在活塞本体1的径向方向上，平面部232的外端与第二环槽22的外侧壁221之间的距离为W3，弧形凸面部233的外端和第二环槽22的外侧壁221之间的距离为W4，W4/W3的值为3~4（即，W4与W3的比值为3至4），从而进一步提高第三环槽23对喷射到其上的油气混合气的引导效果。

第三环槽23包括平面部232和弧形凸面部233，一种可选的实现方式中，弧形凹面部231的半径R4是弧形凸面部233的半径R5的2~3倍，例如：R4是R5的2.5倍。

和/或，第三环槽23的深度H4为活塞本体1的厚度的2.5%~4.5%；

和/或，第三环槽23的口径D3（即弧形凸面部233与活塞本体1顶面的连接处第三环槽23的直径）为活塞本体1的外径的80%~90%。

第三环槽23采用上述设置，更有利于弧形凹面部231与混合气之间形成空气夹层。

一种可选的实现方式中，若第二环槽22的底壁222与第一环槽21之间形成的凸台24为弧面凸台，则：

弧面凸台内径最小的部位为喉口；在活塞本体1的同一半径上，第一环槽21距离活塞本体1轴线最远的部位与喉口的相应部位之间的距离为d，当活塞本体1的外径小于等于150毫米时，d为活塞本体1的外径的0.5%~1%；

和/或，活塞本体1的纵向截面上，弧面凸台的弧面所在的圆的圆心与第一环槽21的最低部位在活塞本体1的轴线方向上的距离f为d的9~10倍。

第一环槽21采用上述设置使得从喷油器喷出的油束与被第一环槽21反卷回来的混合气不易重叠，能够提升第一环槽21内部油气混合气的均匀性。

一种可选的实现方式中，第二环槽22的外侧壁221垂直于活塞本体1的顶面，在活塞本体1的同一半径上，凸台24最靠近活塞本体1轴线的部位与第二环槽22的外侧壁221之间的距离W2（如图4所示）为活塞本体1的外径的4%~5%，以对喷射到凸台24上的燃油起到更好的引导作用。

一种可选的实现方式中，第二环槽22的外侧壁221通过第一圆角R3与第三环槽23连接，通过第二圆角R2与底壁222连接，第三环槽23包括平面部232，平面部232的内端与第二环槽22连接，平面部232的外端与弧形凹面部231的内端连接；沿活塞本体1的轴线方向上，平面部232与第二圆角R2的圆心之间的距离H3为活塞本体1的外径的1.1%~1.3%；示例性地，R2较R3大，R3尽量小，例如：R2=1.5mm，R3=1mm。

一种可选的实现方式中，外侧壁221处第二环槽22的口径D2为活塞本体1的外径的55%~65%；

一种可选的实现方式中，第二环槽22的底壁222包括锥面，锥面与活塞本体1的顶面之间的夹角b的为8°~25°。第二环槽22的底壁222为倾斜结构，有利于燃油的导向。

第二环槽22采用上述设置更有利于将喷射到其上的油气混合气向上方引导，有利于提高油气混合气的混合均匀性。

为了提高油气混合气混合的均匀性，一种可选的实现方式中，第一环槽21的最低部位与活塞本体1的顶面之间的距离H2为活塞本体1的外径的13%~20%。

进一步地，一种可选的实现方式中，第一环槽21包括圆滑连接的第一圆弧段和第二圆弧段，第一圆弧段位于第一环槽21的底部，第二圆弧段连接第一圆弧段与第二环槽22；

以第一圆弧段所在的圆为第一圆4，第二圆弧段所在的圆为第二圆5，第二圆5位于第一圆4中，并与第一圆4相切，且第一圆4的圆心较第二圆5的圆心靠近活塞本体1的轴线；在第一圆4最靠近活塞本体1的轴线的部位与第二圆5最远离活塞本体1的轴线的部位之间的距离为W1，W1/H1的值为1.65~1.9。

W1/H1的值为1.65~1.9，使得发动机在燃烧初期从喷油器喷出的油束与第一环槽21反卷回来的混合气不易重叠，能够提升第一环槽21内部油气的混合均匀性，有效提升燃烧初期的放热率、提高热效率，降低燃油消耗率；同时，在第一环槽21内油气混合均匀，可以有效降低soot排放。

本实施例提供的活塞，燃烧室2包括三个环槽，通过将油气混合气强制分成不同的环流路径（如图5所示），改善了燃烧室2内部各区域空气的充分利用问题。同时，多环槽的设计方案，可以通过环槽之间的阶跃形成多次油束射流，有利于油气充分混合。多环槽设计中的最外层环槽（本实施例中即第三环槽23）可以充分利用燃烧室2外缘靠近缸套内壁附近的空气；提高了燃烧室2内部油气混合气的均匀性。本实施例中活塞的三环槽设计可以充分利用活塞压缩时产生的挤流使油气混合气更容易往燃烧室2中心方向流动，避免了混合气靠近缸套内壁燃烧带来的烧机油及磨损加剧等可靠性问题；同时，优化的环槽设计可以利用活塞边缘的挤流和油束的相互作用，在混合气和活塞的第三环槽23之间形成空气夹层，空气夹层可以有效降低活塞的传热损失，进一步降低发动机油耗。

此外，本实施例中燃烧室2环槽的设计使得燃烧室2更容易与气道进行匹配，无论气道布置形式如何，涡流比强度大小都可以很容易与该燃烧室2进行最优化匹配。

本实施例提供的一种发动机包括上述活塞。

本实施例提供的发动机包括上述活塞，因而，至少能够达到上述活塞所能够达到的技术效果，该技术效果此处不再赘述。

本实施例提供的发动机在满足国六排放的前提下，能够进一步提升柴油机热效率、降低发动机油耗。

需要说明的是，本实施例中提到的发动机可以为柴油发动机或者汽油发动机。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种活塞，其特征在于，包括活塞本体，所述活塞本体的顶部设有燃烧室，所述燃烧室的底部设有凸起部；所述燃烧室包括在所述活塞本体的底部指向所述活塞本体的顶部的方向上依次设置的第一环槽、第二环槽和第三环槽，所述第一环槽、所述第二环槽和所述第三环槽的口径依次增大，所述第一环槽、所述第二环槽和所述第三环槽同轴并相互连通，且所述第一环槽、所述第二环槽和所述第三环槽均环绕所述凸起部设置；

其中，所述第二环槽包括环状的外侧壁以及位于所述外侧壁内侧并与所述外侧壁连接的底壁，所述底壁与所述第一环槽之间形成有向所述活塞本体的轴线所在方向延伸的凸台；

所述第三环槽包括弧形凹面部，所述弧形凹面部的内端与所述外侧壁远离所述底壁的一端连接，所述弧形凹面部的外端与所述活塞本体的顶面连接；发动机运行过程中，所述弧形凹面部能够与混合气之间形成空气夹层；

所述第三环槽包括平面部和弧形凸面部，所述平面部的内端与所述第二环槽连接，所述平面部的外端与所述弧形凹面部的内端连接；所述弧形凸面部的内端与所述弧形凹面部的外端连接，所述弧形凸面部的外端与所述活塞本体的顶面连接；

所述第二环槽的外侧壁垂直于所述活塞本体的顶面；

在所述活塞本体的径向方向上，所述平面部的外端与所述第二环槽的外侧壁之间的距离为W3，所述弧形凸面部的外端和所述第二环槽的外侧壁之间的距离为W4，W4/W3的值为3~4。

2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于：所述凸台最靠近所述活塞本体轴线的部位的直径为所述活塞本体的外径的50%~55%。

3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述凸台为弧面凸台，沿所述活塞本体的轴线方向，在所述活塞本体的纵向截面上，所述弧面凸台的弧面所在圆的圆心与所述第一环槽的最低部位之间的距离为H1，H1为所述活塞本体的外径的7%~8%。

4.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述弧形凹面部的半径是所述弧形凸面部的半径的2~3倍；

和/或，所述第三环槽的深度为所述活塞本体的厚度的2.5%~4.5%；

和/或，所述第三环槽的口径为所述活塞本体的外径的80%~90%。

5.根据权利要求3所述的活塞，其特征在于，所述弧面凸台内径最小的部位为喉口，在所述活塞本体的同一半径上，所述第一环槽距离所述活塞本体轴线最远的部位与所述喉口的相应部位之间的距离为d，当所述活塞本体的外径小于等于150毫米时，d为所述活塞本体的外径的0.5%~1%；

和/或，所述活塞本体的纵向截面上，所述弧面凸台的弧面所在的圆的圆心与所述第一环槽的最低部位在所述活塞本体的轴线方向上的距离为d的9~10倍。

6.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，在所述活塞本体的同一半径上，所述凸台最靠近所述活塞本体轴线的部位与所述外侧壁之间的距离为所述活塞本体的外径的4%~5%；

和/或，所述第二环槽的外侧壁通过第一圆角与所述第三环槽连接，通过第二圆角与所述底壁连接；沿所述活塞本体的轴线方向上所述平面部与所述第二圆角的圆心之间的距离为所述活塞本体的外径的1.1%~1.3%；

和/或，所述外侧壁处所述第二环槽的口径为所述活塞本体的外径的55%~65%；

和/或，所述第二环槽的底壁包括锥面，所述锥面与所述活塞本体的顶面之间的夹角的为8°~25°。

7.根据权利要求1-6任一项所述的活塞，其特征在于，所述第一环槽的最低部位与所述活塞本体的顶面之间的距离为所述活塞本体的外径的13%~20%。

8.根据权利要求3所述的活塞，其特征在于，所述第一环槽包括圆滑连接的第一圆弧段和第二圆弧段，所述第一圆弧段位于所述第一环槽的底部，所述第二圆弧段连接所述第一圆弧段与所述第二环槽；

以所述第一圆弧段所在的圆为第一圆，所述第二圆弧段所在的圆为第二圆，所述第二圆位于所述第一圆中，并与所述第一圆相切，且所述第一圆的圆心较所述第二圆的圆心靠近所述活塞本体的轴线；在所述第一圆最靠近所述活塞本体的轴线的部位与所述第二圆最远离所述活塞本体的轴线的部位之间的距离为W1，W1/H1的值为1.65~1.9。

9.根据权利要求1-6任一项所述的活塞，其特征在于，所述凸起部包括设置于所述燃烧室底部并位于所述燃烧室中的圆台部以及设置于所述圆台部朝向所述活塞本体顶面的一侧的球面部，其中，所述圆台部的锥角为92°~96°，所述球面部的半径为15~20毫米。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的活塞。

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