具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了解决现有技术中发动机气缸内存在气流死区，且发动机在整车搭载后，实际工作中的滚流形成以及燃烧性能与设计的参数存在偏差，不利于气缸内高滚流的形成和均匀性的技术问题，本发明提供了一种发动机和车辆，综合提高气缸内高滚流的高效形成和流动，降低了发动机的油耗。下面通过2个具体实施例对本发明的内容进行详细介绍：

实施例1

如图1-图3所示，本发明提供的一种发动机，包括燃烧室3、进气门1和活塞2，燃烧室3的轴线与竖直方向之间具有设定的安装角度，对应体现为发动机在整车上的安装角度是设定的，活塞2顶面设置有凹部21，凹部21包括中心凹陷区22，中心凹陷区22位于滚流轨迹线5上，本发明综合考虑气流路线和发动机的实际安装角度对高滚流形成的影响，对活塞2的结构进行改进设计，影响燃烧室3内流场分布情况、加强气流流动性，进气滚流与中心凹陷区22有效接触，并在中心凹陷区22的作用下，流动性能加强，对气缸内高滚流形成有较大改善。进气门1的盘部11靠近燃烧室3轴线的一侧设置有缺角12，缺角12的断面与进气门1的轴线之间的距离小于缺角相对侧的端面与进气门1的轴线之间的距离，即盘部11靠近活塞2的端面上，缺角12所在侧与盘部11远离燃烧室3轴线的一侧为非对称结构，进气门1上的缺角12有效减少对进气气流的阻挡，且能够起到导流的作用，利于高滚流的形成。

若仅对活塞2进行改进，由于现有的对称结构进气门4处在气流通道上，在气流从进气道进入发动机燃烧室3的过程中，进气门1对进气气流有一定阻挡，不利于燃烧室3内高滚流的形成和均匀性，如图4所示。活塞2的结构设计主要考虑发动机在垂直状态下的气流，未统筹考虑气流方向和发动机在整车上安装角度的影响，所以发动机在整车搭载后的高滚流形成情况以及燃烧性能与预设的参数存在一定偏差，同样不利于高滚流的形成、无法实现降低油耗的技术效果。

本申请的方案中，对进气门1影响高滚流形成的部位进行了设计优化，进气门1上的缺角12有效减少对进气气流的阻挡，且能够起到导流的作用，利于高滚流的形成。同时活塞2顶面的设计改进统筹考虑气流方向和发动机在整车上安装角度，综合提高燃烧室3内高滚流的高效形成和流动，能提升滚流性能，显著降低发动机的油耗，减少了顾客实际使用过程中的成本，本发明高滚流的滚流轨迹线5如图1所示。

本发明对缺角12的断面形状不做具体限定，但为了保证引导气流、利于形成高滚流，作为一种可选方案，缺角12的断面为圆弧面22。

为了尽量扩大气流的流动范围，使燃烧室3内的混合气更加均匀，避免死区的产生，本实施例中，缺角12的断面为平面，且缺角12与进气门1的轴线呈角度设置，对缺角12的倾斜角度不做具体限定。

通过研究缺角12的倾斜角度对滚流性能的影响，为了有利于高滚流的形成，本实施例中，沿进气门1的杆部至盘部11方向，缺角12的断面与进气门1轴线之间的距离依次减小，以使滚流在气流方向上流动顺畅，有效减少对进气气流的阻挡，同时起到导流的作用，利于高滚流的形成。

为了达到最佳的技术效果、使形成的高滚流最优化，本实施例中，缺角12的断面与进气门1的轴线之间的夹角为30°～34°。

活塞2的凹部21作为在燃烧室3内与高滚流直接接触且直接影响滚流在燃烧室3内的流动路线，同样的，为了尽量扩大气流的流动范围，使燃烧室3内的混合气更加均匀，避免死区的产生，本实施例中，凹部21的面积不小于活塞2的顶面面积的55％，例如57％、60％、62％、65％、68％、70％和73％等。中心凹陷区22与活塞2的头部圆弧过渡，且圆弧过渡的圆角大于120°，例如122°、125°、127°、130°、133°、135°和137°等。沿活塞2的轴向，中心凹陷区22的深度不小于5mm，例如，例如5.2mm、5.5mm、6mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm和8.8mm等，以通过中心凹陷区22的结构改变流场分布情况，对气流流速产生影响。

活塞2上凹部21的具体形状结构影响气流流速和流场分布，为了实现更佳的气流流动性能加强效果，凹部21的面积占活塞2的顶面面积的55％～65％，例如58％、60％、62％、和64％等。

再进一步地，为了实现最佳的气流流动性能加强效果，本实施例中，优选地，中心凹陷区22的深度为5mm～8mm，例如5.5mm、5.7mm、6mm、6.5mm、7mm、7.3mm、7.5mm和7.8mm等；中心凹陷区22圆弧过渡的圆角为120°～130°，例如123°、126°和128°等。

为了增强气流流动性，以形成高滚流比的滚流，本实施例中，中心凹陷区22的首先接触滚流的一侧24的区域面积大于中心凹陷区22总面积的50％，即在图1所示的截面方向上，以滚流轨迹线5的进气侧和出气侧的中线为基准，中心凹陷区22为非对称结构。

为了增大燃烧室3的容积，改善燃烧室3内流场的分布情况，本实施例中，凹部21还包括边缘凹陷区23，边缘凹陷区23设置在中心凹陷区22的首先接触滚流的一侧24和/或首先接触滚流的一侧24的相对侧，边缘凹陷区23作为辅助区域间接地有利于高滚流的形成，但为了保证高滚流比气流的形成，优选地，中心凹陷区22占整个凹部21面积的65％～70％。

现有技术中在设计时以发动机在垂直状态下的气流情况作为设计基础，并未将发动机的安装角度纳入考虑因素中，但通过研究发现，发动机的安装角度恰是影响实际高滚流形成与设计的偏差的主要影响因素，本实施例将安装角度纳入考虑中、并对安装角度做了限定，以配合进气门1结构和活塞2结构，实现最佳的提升效果，本实施例中，优选地，发动机安装在整车上后，燃烧室3的设定的安装角度为4°～7°

本发明通过对进气门1影响高滚流形成的部位进行了设计优化，同时活塞2顶面的设计改进统筹考虑气流方向和发动机在整车上安装角度的影响，综合提高燃烧室3内高滚流的高效形成和流动，降低了发动机的油耗，减少了顾客实际使用过程中的成本。同时对进气门1影响高滚流形成的部位进行了设计优化，进气门1上的缺角12有效减少对进气气流的阻挡，且能够起到导流的作用，利于高滚流的形成，且能提升滚流性能，对混动发动机的油耗贡献显著。相比于现有技术，对燃烧室3内高滚流形成有较大改善，在滚流性能上有3％-5％的提升。通过实验测试，某采用了该进气门1结构和活塞2结构的发动机的热效率从38％提高到了约39.2％。

实施例2

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种车辆，包括实施例1中的发动机。由于采用实施例1中的发动机，该车辆自然具有相应的所有技术效果。本发明对车辆的种类及类型不做具体限定，可以为现有技术中任一种车辆，比如家用小车、客车、货车等，该车辆的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开，此处不做展开说明。

本发明对燃烧室3在发动机内的设置角度不做限定，只要满足发动机在车辆在安装完成后，保证燃烧室3以设定的安装角度设置即可。本实施例中，发动机以设定的倾斜角安装于车辆中，倾斜角与燃烧室3设定的安装角度相同，即燃烧室3垂直于发动机的安装面设置，发动机的倾斜角即为燃烧室3的设定的安装角度。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供的发动机以及车辆，对进气门影响高滚流形成的部位进行了设计优化，进气门上的缺角有效减少对进气气流的阻挡，且能够起到导流的作用，利于高滚流的形成。同时活塞顶面的设计改进统筹考虑气流方向和发动机在整车上安装角度，综合提高气缸内高滚流的高效形成和流动，能提升滚流性能，显著降低发动机的油耗，减少了顾客实际使用过程中的成本。相比于未进行进气门优化的方案，在滚流性能上有3％-5％的提升，发动机的热效率也得到一定提升。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

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