CN116398314A - 柴油机燃烧室、活塞和柴油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油机燃烧室、活塞和柴油机，所述柴油机燃烧室包括：基底，具有顶面；第一燃烧腔，沿第一方向凹设于所述顶面；第二燃烧腔，沿第一方向凹设于所述顶面上，且绕所述第一燃烧腔的周向设置；回卷脊，凸出设置于所述第一燃烧腔的底壁上，且环绕平行于所述第一方向的基底的中心轴线呈连续设置。上述柴油机燃烧室可以充分利用气缸内的空间和空气，改善燃油的燃烧效率，减少碳烟颗粒的排放，并且由于燃油在相同的放热量下，对气缸内的更多空间和工质进行了加热，使得气缸内的温度降低，减少高温区的产生，再加上回卷脊可以引导燃油流动、控制混合，从而有效抑制NO_x生成，并且上述柴油机燃烧室还能降低喷油定时敏感性，增加了可靠性。

Description

柴油机燃烧室、活塞和柴油机

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，特别是涉及一种柴油机燃烧室、活塞和柴油机。

背景技术

由于节能减排形势日益严峻，对于柴油机的排放水平的要求也越来越严格，尤其是碳烟颗粒以及NO_x的排放水平。燃油以喷注油束形式进入缸内，并集中在油束周围燃烧，造成油束附近局部高温贫氧，大量生成碳烟颗粒以及NO_x。因此，需要将燃油在缸内分布得更为广泛，充分利用缸内各处空气和空间，减少高温贫氧情况发生，才能改善柴油机油耗和降低碳烟颗粒以及NO_x的排放水平。

发明内容

基于此，有必要针对如何充分利用柴油机缸内各处空气和空间问题，提供一种柴油机燃烧室、活塞和柴油机。

一种柴油机燃烧室，包括：

基底，具有顶面；

第一燃烧腔，沿第一方向凹设于所述顶面；

第二燃烧腔，沿第一方向凹设于所述顶面上，且绕所述第一燃烧腔的周向设置；

回卷脊，凸出设置于所述第一燃烧腔的底壁上，且环绕平行于所述第一方向的基底的中心轴线呈连续设置。

在其中一个实施例中，所述第一燃烧腔环绕所述基底的中心轴线呈回转设置。

在其中一个实施例中，所述第一燃烧腔的底壁凸设有中心凸部，以及绕所述中心凸部周向凹设的中心环形部；所述回卷脊设置于所述中心凸部和所述中心环形部之间。

在其中一个实施例中，所述第一燃烧腔的底壁上具有凸台导向面，在与所述第一方向相反的第二方向上，所述凸台导向面将所述中心凸部的最高点位置和所述回卷脊的最高点位置圆滑过渡，在所述第一方向上，所述凸台导向面距离所述基底的中心轴线的距离逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述凸台导向面与纵截面上的相交线为直线或弧线结构，所述纵截面与所述基底的中心轴线共面。

在其中一个实施例中，所述柴油机燃烧室还包括分隔凸台，所述分隔凸台位于所述第一燃烧腔与第二燃烧腔之间，并与第一燃烧腔的内壁和第二燃烧腔的内壁连续，所述分隔凸台上设置有节流脊；

所述节流脊绕所述第一燃烧腔的周向凸设于所述分隔凸台朝向所述第二燃烧腔的一侧上，在与所述第一方向相反的第二方向上，所述节流脊的最高点位置高于所述第二燃烧腔的最低点位置；

在其中一个实施例中，所述分隔凸台上还设置有分油脊；所述分油脊沿所述第一燃烧腔的周向设置凸设于所述分隔凸台朝向所述第一燃烧腔的一侧上，在所述第二方向上，所述分油脊的最高点位置不高于所述节流脊的最高点位置。

在其中一个实施例中，所述基底上还形成有分油导向面，在所述第二方向上，所述分油导向面将所述节流脊的最高点位置和所述分油脊的最高点位置圆滑过渡，且所述分油导向面距离所述基底的中心轴线的距离逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述分油导向面与纵截面的相交线为直线或者弧线，所述纵截面与所述基底的中心轴线共面。

在其中一个实施例中，所述柴油机燃烧室还包括第一导向面，所述第一导向面分别与所述第二燃烧腔的壁面和所述节流脊的壁面连续，所述第一导向面与纵截面的相交线为直线或者弧线，所述纵截面与所述基底的中心轴线共面。

在其中一个实施例中，所述柴油机燃烧室还包括第二导向面，所述第二导向面分别与所述第二燃烧腔的壁面和所述顶面连续，所述第二导向面与纵截面的相交线为直线或者弧线，所述纵截面与所述基底的中心轴线共面。

在其中一个实施例中，所述第二导向面通过圆角连接所述顶面；

和/或，当所述第二导向面与所述纵截面的相交线为直线时，所述第二导向面与所述纵截面的相交线的延长线与所述顶面的夹角大于65°；

和/或，当所述第二导向面与所述纵截面的相交线为弧线时，所述第二导向面与所述纵截面的相交线的切线与所述顶面的夹角大于65°。

一种活塞，包括如上所述的柴油机燃烧室，所述基底设置在所述活塞的端部。

一种柴油机，包括如上所述的活塞。

上述柴油机燃烧室中，第一燃烧腔外围增设了第二燃烧腔，也作为燃油燃烧的一个主要空间。上述柴油机燃烧室会分流一部分燃油到第二燃烧腔，减少第一燃烧腔燃油分配量，使得燃油集中在第一燃烧腔高温贫氧燃烧的情况明显改善。因为第二燃烧腔半径更大，分流到第二燃烧腔的燃油蒸汽能够得到更长的贯穿距离，充分卷吸周围空气，并且第二燃烧腔有充足的氧气，所以也会得到良好的燃烧。

在活塞运动至接近上止点时，燃油以油束形式通过喷油嘴喷射进入到第一燃烧腔，燃油向前运动逐渐雾化蒸发为燃油蒸汽后，与分油脊接触，在分油脊的作用下分流为上下两股。其中一股燃油蒸汽分流到第一燃烧腔内，沿着第一燃烧腔的侧壁向第一燃烧腔的底壁回转，并与回卷脊相互接触。当沿着底壁流动的燃油蒸汽与回卷脊相互接触之后，会被回卷脊引导至回卷脊的上方流动，即朝向第一燃烧腔的中间部分流动，使得燃油蒸汽能够与第一燃烧腔中间部分的空气进行混合，以提高燃油与空气的混合程度，又适当与第一燃烧腔中间部分的油束周围形成的混合气适当接触，减少稀混合气的产生，进而有效抑制NO_x生成。

附图说明

图1为本发明一些实施例中柴油机燃烧室的结构示意图；

图2为图1实施例中柴油机燃烧室的结构尺寸示意图；

图3为图1实施例中柴油机燃烧室中A处在一实施例中的结构示意图；

图4为图1实施例中柴油机燃烧室中A处在又一实施例中结构示意图；

图5为图1实施例中柴油机燃烧室中A处在还一实施例中的结构示意图；

图6为图1实施例中柴油机燃烧室中B处在一实施例中的结构示意图；

图7为图1实施例中柴油机燃烧室中B处在又一实施例中结构示意图；

图8为图1实施例中柴油机燃烧室中B处在还一实施例中结构示意图；

图9为图1实施例中柴油机燃烧室中C处在一实施例中的结构示意图；

图10为图1实施例中柴油机燃烧室中C处在又一实施例中结构示意图；

图11为图1实施例中柴油机燃烧室中C处在还一实施例中结构示意图；

图12为图1实施例中柴油机燃烧室中D处在一实施例中的结构示意图；

图13为图1实施例中柴油机燃烧室中D处在又一实施例中的结构示意图。

附图标记说明

基底10，顶面11；活塞沟槽13；分隔凸台14；

第一燃烧腔100；中心凸部110；中心环形部120；

第二燃烧腔200；

节流脊300；分油脊310；分油导向面320；

回卷脊400；凸台导向面410；第一导向面420；第二导向面430；

第一方向X，第二方向Y。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前的多数柴油机燃烧系统，多采用在基底的顶面形成凹坑作为燃油燃烧的主要空间，顶面形成的凹坑即为燃烧室，柴油机的孔式喷油器喷出的燃油油束进入到燃烧室的凹坑内，并随着活塞向上运动进行压缩冲程，燃油逐渐被气化形成燃油蒸汽并与凹坑内的空气进行混合形成混合气，最后燃油燃烧膨胀推动活塞向下运动做功。

其中，当燃油进入到凹坑并气化形成燃油蒸汽之后，燃油蒸汽会沿着喷注油束方向继续运动，而后会与凹坑的侧壁相互接触，并沿着侧壁向凹坑底壁回转，进而向凹坑中心流动。由此可知，由于燃油蒸汽是贴着内壁进行流动的，因此对于凹坑的中间空间内的空气利用不足，在喷注油束和沿凹坑内壁回转后的燃油蒸汽之间有充足的空气，在二者之间会形成大量稀混合气。稀混合气在燃烧后会产生大量的NO_x，造成柴油机的NO_x的排放水平升高。

基于此，参阅图1，本发明一实施例提供了的活塞，具有柴油机燃烧室，柴油机燃烧室包括基底10，第一燃烧腔100和回卷脊400，其中基底10设置在活塞的端部，基底10可以与活塞的整体一体成型，当基底10可以与活塞的整体一体成型时，基底10上则设置有用于安装活塞环的活塞沟槽13。而在其他实施例中，基底10也可以采用组装的方式安装在活塞上。

第一燃烧腔100沿第一方向X凹设于顶面11，第一方向X与基底10的中心轴线平行，即图1实施例中的自上往下的方向，回卷脊400凸出设置于第一燃烧腔100的底壁上，且环绕平行于第一方向X的基底10的中心轴线呈连续设置，例如图1实施例中，回卷脊400是设置在第一燃烧腔100的底壁上的环形凸起。如此，当燃油进入到第一燃烧腔100内并气化形成燃油蒸汽之后，燃油蒸汽会沿着喷注油束方向继续运动,而后会与第一燃烧腔100的侧壁相互接触，并沿着第一燃烧腔100的侧壁向第一燃烧腔100的底壁回转，最后与回卷脊400相互接触。当沿着底壁流动的燃油蒸汽与回卷脊400相互接触之后，会被回卷脊400引导至向回卷脊400的上方流动，即朝向第一燃烧腔100的中间部分流动，使得燃油蒸汽能够与第一燃烧腔100中间部分的空气进行混合，以提高燃油与空气的混合程度，又适当与第一燃烧腔100中间部分的油束周围形成的混合气适当接触，减少稀混合气的产生，进而有效抑制NO_x生成。进一步地，回卷脊400距离顶面11的最小距离，即图2中的H6，H6＝0.13D-0.18D，D为活塞所在气缸的缸径。同时回卷脊400的直径，即图2中的D6，D6为回卷脊400的最高点位置形成的轮廓直径，D6＝0.28D-0.46D。

需要说明的是，在实际的使用过程中，由于基底10可以与活塞的整体一体成型，或者基底10组装在活塞上，因此基底10的中心轴线与活塞的中心轴线相互重合，也就是说，基底10的中心轴线即为活塞的中心轴线。

本发明的实施例中，第一燃烧腔100的底壁凸设有中心凸部110，以及绕中心凸部110周向凹设的中心环形部120，其中中心凸部110环绕基底10的中心轴线设置，以使得第一燃烧腔100沿基底10的中心轴线截面呈类ω状，回卷脊400凸出设置于中心环形部120和中心凸部110之间。也就是说，第一燃烧腔100的底部并不平整，第一燃烧腔100的底部并不平整，不平整的底部可以对燃油蒸汽在第一燃烧腔100内的回转流动进行适当干涉，以减少适合NO_x生产的混合气。可选地，中心凸部110的高度，即图中的H5，H5＝0.1D-0.15D。

在一些实施例中，第一燃烧腔100的底壁上还具有凸台导向面410，在与第一方向X相反的第二方向Y上，凸台导向面410将中心凸部110的最高点位置和回卷脊400的最高点位置圆滑过渡，在第一方向X上，凸台导向面410距离基底10的中心轴线的距离逐渐增大。即凸台导向面410相对于基底10的中心轴线倾斜设置，以便于绕过回卷脊400的部分燃油蒸汽能够继续沿着凸台导向面410继续向上延伸，以使得燃油蒸汽能够与空气混合更加彻底。

其中，凸台导向面410与纵截面的相交线可以为图3中的直线，也可以为弧线，纵截面与基底10的中心轴线共面。进一步地，当凸台导向面410与纵截面的相交线为弧线时，该弧线可以朝向基底10的顶面11方向凸起，此处可参阅图4。而在其他实施例中，凸台导向面410与纵截面的相交线还可以往背离基底10的顶面11方向凹设，此处可参阅图5，在实际的使用过程，凸台导向面410的结构可以根据柴油机的喷油角度，以及柴油机燃烧室的整体形状进行选择，以保证燃油和空气能够在柴油机燃烧室内合理匹配，避免过浓或者过稀的混合气出现。

本发明的实施例中，柴油机燃烧室还包括第二燃烧腔200，第二燃烧腔200沿第一方向X凹设在顶面11上，且绕第一燃烧腔100的周向设置。在第一燃烧腔100外围增设了第二燃烧腔200，也作为燃油燃烧的一个主要空间。上述柴油机燃烧室会分流一部分燃油到第二燃烧腔200，减少第一燃烧腔100的燃油分配量，使得燃油集中在第一燃烧腔100高温贫氧燃烧的情况明显改善。因为第二燃烧腔200半径更大，分流到第二燃烧腔200的燃油蒸汽能够得到更长的贯穿距离，充分卷吸周围空气，并且第二燃烧腔200有充足的氧气，所以也会得到良好的燃烧。

进一步地，柴油机燃烧室还包括设置在第一燃烧腔100和第二燃烧腔200之间的分隔凸台14，分隔凸台14与第一燃烧腔100的内壁和第二燃烧腔200的内壁连续，分隔凸台14是一个较为宽厚的结构，故而加工制造压力小，可靠性好。其中，分隔凸台14上设置有节流脊300，节流脊300绕第一燃烧腔100的周向凸设于分隔凸台14朝向第二燃烧腔200的一侧上，在与第一方向X相反的第二方向Y上，即图1实施例中的自下往上的方向，节流脊300的最高点位置高于第二燃烧腔200的最低点位置。

具体到实施例中，分隔凸台14上还设置有分油脊310，分油脊310沿第一燃烧腔100的周向设置凸设于分隔凸台14朝向第一燃烧腔100的一侧上，并在第二方向Y上，分油脊310的最高点位置不高于节流脊300的最高点位置。

在柴油机进行压缩冲程的过程中，当活塞运动至接近上止点时，燃油以油束形式通过喷油嘴喷射进入到第一燃烧腔100，燃油向前运动逐渐雾化蒸发为燃油蒸汽后，与分油脊310接触，在分油脊310的作用下分流为上下两股，位于上方的燃油蒸汽流向第二燃烧腔200，位于下方的燃油蒸汽流向第一燃烧腔100内。

同时，由于节流脊300与位于活塞上方的气缸盖之间的距离，小于第二燃烧腔200凹点位置与气缸盖之间的距离。如此在柴油机进行压缩冲程时，随着活塞不断靠近气缸盖，节流脊300与气缸盖的距离也会不断减小，当压缩冲程趋于结束时，即活塞运动至接近上止点时，节流脊300与气缸盖之间仍具有一定距离，且由于节流脊300相较于第一燃烧腔100和第二活塞腔距离气缸盖更近，因此节流脊300与气缸盖之间的空间便会形成一个节流通道。

前述流向第二燃烧腔200的燃油蒸汽，会朝向节流脊300运动，在节流通道处被节流变扁，在周向延展铺开，充分占据和利用油束之间的空间和空气，而后再进入第二燃烧腔，使得燃油蒸汽能够在第二燃烧腔200以及第二燃烧腔200上方进行扩散，并在扩散的过程中充分卷吸周围的空气，燃油蒸汽便能够与第二燃烧腔200以及第二燃烧腔200上方的空气充分混合，从而实现高的空间占有率和空气利用率。

而在分油脊310作用下分流至第一燃烧腔100的燃油蒸汽，则会沿着第一燃烧腔100的侧壁向第一燃烧腔100的底壁回转，最后与回卷脊400相互接触，以引导至向回卷脊400的上方流动，使得燃油蒸汽能够与第一燃烧腔100中间部分的空气进行混合，以提高燃油与空气的混合程度，又适当与第一燃烧腔100中间部分的油束周围形成的混合气适当接触，减少稀混合气的产生，进而有效抑制NO_x生成。

如此上述柴油机燃烧室可以充分利用气缸内的空间和空气，改善燃油的燃烧效率，减少碳烟颗粒的排放，并且由于燃油在相同的放热量下，对气缸内的更多空间和工质进行了加热，使得气缸内的温度降低，减少高温区的产生，从而有效抑制NO_x生成，进而减少NO_x的排放

更进一步的，若分隔凸台14只设置有节流脊300而未设置分油脊310，则会导致分隔凸台14过于窄薄，可靠性较低，且不利于加工制作，同时由上可知分隔凸台14会对进入到第一燃烧腔100和第二燃烧腔200的燃油进行分流，过于窄薄的分隔凸台14会导致分流到第一燃烧腔100和第二燃烧腔200的燃油蒸汽比例难以控制，增大柴油机喷油定时敏感性，因此分隔凸台14上设置两功能脊，即分油脊310和节流脊300，更具有优势。

本发明的实施例中，参阅图1、图6、图7和图8，柴油机燃烧室包括分油导向面320，在第二方向Y上分油导向面320分别与节流脊300的最高点位置和分油脊310的最高点位置圆滑过渡，且分油导向面320距离基底10的中心轴线的距离逐渐增大，即分油导向面320相对于基底10的中心轴线倾斜设置，以便于燃油蒸汽沿着分油导向面320向上延伸并铺开。其中，前述分流向第二燃烧腔200的燃油蒸汽沿分油导向面320向节流脊300运动，这是一个“爬坡”过程，各喷孔燃油蒸汽逐渐被节流变扁，在周向延展铺开，在节流脊300处达到最值后，再向前进入第二燃烧腔200。可见，节流、铺开是一个渐进过程，因此进一步有效降低了喷油定时敏感性。

在一些实施例中，分油导向面320与纵截面的相交线可以为图6中的直线，也可以为弧线，纵截面与基底10的中心轴线共面。进一步地，当分油导向面320为弧线时，该弧线可以朝向基底10的顶面11方向凸起，此处可参阅图7。而在其他实施例中，分油导向面320与纵截面的相交线还可以往背离基底10的顶面11方向凹设，此处可参阅图8，在实际的使用过程，分油导向面320的结构可以根据柴油机的喷油角度，以及柴油机燃烧室的整体形状进行选择，以保证燃油和空气能够在柴油机燃烧室内合理匹配，避免过浓或者过稀的混合气出现。

本发明的实施例中，参阅图1和图2，在第二方向Y上，节流脊300的最高点位置不高于顶面11，即节流脊300的最高点位置低于或平齐于基底10的顶面11，若节流脊300高于基底10的顶面11，会导致燃油蒸汽的流动不合理，节流脊300撞击气缸盖，活塞加工成本增加等缺点。

可选地，节流脊300距离顶面11的最小距离，即图中的H3，H3＝0D-0.035D，D为活塞所在气缸的缸径。同时节流脊300的直径，即图中的D3，D3为节流脊300的最高点位置形成的轮廓直径，D3＝0.58D-0.7D。进一步地，分油脊310距离顶面11的最小距离，即图中的H4，H4＝0.04D-0.09D，同时分油脊310的直径，即图中的D4，D4为分油脊310的最高点位置形成的轮廓直径，D4＝0.44D-0.64D。

进一步地，第一燃烧腔100的凹点位置距离顶面11的距离，即图中的H1,H1＝0.15D-0.2D，第一燃烧腔100的直径，即图中的D1，D1为第一燃烧腔100的绕基底10中心线形成的最大轮廓直径，D1＝0.45D-0.46D。第二燃烧腔200的凹点位置距离顶面11的距离，即图中的H2，H2＝0.03D-0.07D，第二燃烧腔200的直径，即图中的D2，D2为第二燃烧腔200的绕基底10中心线最大轮廓直径，D2＝0.75D-0.92D。上述，H1、H2、H3、H4、H5、H6以及D1、D2、D3、D4、D5的具体数值可以根据柴油机的喷油角度，以及柴油机燃烧室的整体形状进行调整，以保证燃油和空气能够在柴油机燃烧室内合理匹配，避免过浓或者过稀的混合气出现。

需要说明的是，在实际的使用过程中，由于基底10可以与活塞的整体一体成型，或者基底10组装在活塞上，因此基底10的中心轴线与活塞的中心轴线相互重合，也就是说，基底10的中心轴线即为活塞的中心轴线。

在一些实施例中，参阅图1、图9、图10和图11，柴油机燃烧室还包括第一导向面420，第一导向面420分别与第二燃烧腔200的壁面和节流脊300的壁面连续。其中，第一导向面420与纵截面的相交线可以为图9实施例中的直线，也可以为弧线。进一步地，当第一导向面420与纵截面的相交线为弧线时，该弧线可以朝向基底10的顶面11方向凸起，此处可参阅图10。而在其他实施例中，第一导向面420与纵截面的相交线还可以往背离基底10的顶面11方向凹设，此处可参阅图11，在实际的使用过程，第一导向面420的结构可以根据柴油机的喷油角度，以及柴油机燃烧室的整体形状进行选择，以保证燃油和空气能够在柴油机燃烧室内合理匹配，避免过浓或者过稀的混合气出现。

在一些实施例中，参阅图1、图12和图13，柴油机燃烧室还包括第二导向面430，第二导向面430分别与第二燃烧腔200的壁面和基底10的顶面11连续，其中，第二导向面430与纵截面的相交线可以为图12实施例中的直线，也可以为弧线。进一步地，当第二导向面430与纵截面的相交线为弧线时，该弧线可以朝向基底10的顶面11方向凹设，此处可参阅图13。在实际的使用过程，第二导向面430的结构可以根据柴油机的喷油角度，以及柴油机燃烧室的整体形状进行选择，以保证燃油和空气能够在柴油机燃烧室内合理匹配，避免过浓或者过稀的混合气出现。

其中，第二导向面430通过圆角连接基底10的顶面11，以使得第二导向面430与基底10的顶面11过渡更加圆滑。而当第二导向面430与纵截面的相交线为直线时，第二导向面430与纵截面的相交线的延长线与基底10的顶面11的夹角大于65°，当第二导向面430与纵截面的相交线为弧线时，第二导向面430纵截面的相交线的切线与基底10的顶面11的夹角大于65°。控制第二导向面430与顶面11的夹角的目的在于，控制燃油与空气燃烧后产生的高温气体的运动方向，避免高温气体冲向气缸的缸壁，导致传热损失增大。

在一优选的实施例中，上述D1＝59.4mm，H1＝19mm，D2＝100mm，H2＝4.7mm，D3＝68mm，H3＝1mm，D4＝58.2mm，H4＝8.2mm，H5＝13mm，同时凸台导向面410、分油导向面320、第一导向面420、第二导向面430均采用直线结构。通过对上述参数的柴油机燃烧室进行仿真，根据计算结果显示，相较于传统的柴油机燃烧室相比，上述柴油机燃烧室在相同油耗下，在柴油机最大功率工况的情况下，NO_x的排放降低8.6％，而在柴油机最大扭矩工况下，NO_x的排放降低12.5％。

本发明实施例还提供一种柴油机，包括如上任一实施例中的活塞，本发明由于该柴油机包括上述活塞的全部技术特征，因此，该柴油机具备上述活塞的全部技术效果，在此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种柴油机燃烧室，其特征在于，所述柴油机燃烧室包括：

基底(10)，具有顶面(11)；

第一燃烧腔(100)，沿第一方向(X)凹设于所述顶面(11)；

第二燃烧腔(200)，沿第一方向(X)凹设于所述顶面(11)上，且绕所述第一燃烧腔(100)的周向设置；

回卷脊(400)，凸出设置于所述第一燃烧腔(100)的底壁上，且环绕平行于所述第一方向(X)的基底(10)的中心轴线呈连续设置。

2.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述第一燃烧腔(100)环绕所述基底(10)的中心轴线呈回转设置。

3.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述第一燃烧腔(100)的底壁凸设有中心凸部(110)，以及绕所述中心凸部(110)周向凹设的中心环形部(120)；所述回卷脊(400)设置于所述中心凸部(110)和所述中心环形部(120)之间。

4.根据权利要求3所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述第一燃烧腔(100)的底壁上具有凸台导向面(410)，在与所述第一方向(X)相反的第二方向(Y)上，所述凸台导向面(410)将所述中心凸部(110)的最高点位置和所述回卷脊(400)的最高点位置圆滑过渡，在所述第一方向(X)上，所述凸台导向面(410)距离所述基底(10)的中心轴线的距离逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述凸台导向面(410)与纵截面上的相交线为直线或弧线结构，所述纵截面与所述基底(10)的中心轴线共面。

6.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述柴油机燃烧室还包括分隔凸台(14)，所述分隔凸台(14)位于所述第一燃烧腔(100)与第二燃烧腔(200)之间，并与第一燃烧腔(100)的内壁和第二燃烧腔(200)的内壁连续，所述分隔凸台(14)上设置有节流脊(300)；

所述节流脊(300)绕所述第一燃烧腔(100)的周向凸设于所述分隔凸台(14)朝向所述第二燃烧腔(200)的一侧上，在与所述第一方向(X)相反的第二方向(Y)上，所述节流脊(300)的最高点位置高于所述第二燃烧腔(200)的最低点位置。

7.根据权利要求6所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述分隔凸台(14)上还设置有分油脊(310)；所述分油脊(310)沿所述第一燃烧腔(100)的周向设置凸设于所述分隔凸台(14)朝向所述第一燃烧腔(100)的一侧上，在所述第二方向(Y)上，所述分油脊(310)的最高点位置不高于所述节流脊(300)的最高点位置。

8.根据权利要求7所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述基底(10)上还形成有分油导向面(320)，在所述第二方向(Y)上，所述分油导向面(320)将所述节流脊(300)的最高点位置和所述分油脊(310)的最高点位置圆滑过渡，且所述分油导向面(320)距离所述基底(10)的中心轴线的距离逐渐增大。

9.根据权利要求8所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述分油导向面(320)与纵截面的相交线为直线或者弧线，所述纵截面与所述基底(10)的中心轴线共面。

10.根据权利要求6所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述柴油机燃烧室还包括第一导向面(420)，所述第一导向面(420)分别与所述第二燃烧腔(200)的壁面和所述节流脊(300)的壁面连续，所述第一导向面(420)与纵截面的相交线为直线或者弧线，所述纵截面与所述基底(10)的中心轴线共面。

11.根据权利要求1所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述柴油机燃烧室还包括第二导向面(430)，所述第二导向面(430)分别与所述第二燃烧腔(200)的壁面和所述顶面(11)连续，所述第二导向面(430)与纵截面的相交线为直线或者弧线，所述纵截面与所述基底(10)的中心轴线共面。

12.根据权利要求11所述的柴油机燃烧室，其特征在于，所述第二导向面(430)通过圆角连接所述顶面(11)；

和/或，当所述第二导向面(430)与所述纵截面的相交线为直线时，所述第二导向面(430)与所述纵截面的相交线的延长线与所述顶面(11)的夹角大于65°；

和/或，当所述第二导向面(430)与所述纵截面的相交线为弧线时，所述第二导向面(430)与所述纵截面的相交线的切线与所述顶面(11)的夹角大于65°。

13.一种活塞，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的柴油机燃烧室，所述基底(10)设置在所述活塞的端部。

14.一种柴油机，其特征在于，包括如权利要求13所述的活塞。

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