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。

参考图1a和图2，本申请实施例提供的发动机可以是天然气发动机以及汽油发动机等点火式发动机，可以是燃料进气道喷射式发动机。发动机包括：缸套12、缸盖2和活塞7；缸套12抵接于缸盖2，活塞7滑动配合于缸套12内，用于与缸盖2配合形成主燃室8；缸盖2内形成有预燃室11，预燃室11靠近活塞7的底面形成有喷嘴组，以将预燃室11与主燃室8连通；缸盖2具有与主燃室8连通的进气道10，进气道10用于在主燃室8形成涡流(参考图1b)；喷嘴组与预燃室11配合，以在预燃室11内形成滚流(参考图1c)。此外，该缸盖2内还具有与主燃室8连通的进气道10连通的排气道6；进气道10可以通过设置导气屏、切向气道或螺旋气道等方式在主燃室8内形成涡流。具体可以通过在缸盖2内设置预燃室体5作为壳体，以围成预燃室11，而预燃室体5的周向可形成冷却水道4，以对预燃室11进行冷却；火花塞1通过衬套3装配于预燃室体5，火花塞1伸入预燃室11，以对预燃室11内的混合气体点火。预燃室体5与缸盖2之间可以设置密封圈9，以防止漏气。

在上述发动机中，由于主燃室8内形成涡流，而预燃室11内形成滚流，主燃室8的涡流场由于存在压力差，使进入预燃室11内的气流容易贴壁流动，为预燃室11内形成滚流提供了良好条件，形成稳定大尺度滚流场；预燃室11大尺度滚流场与预燃室11内火焰14发展方向相协调，可以将预燃室11远离活塞7的一端内的气体换下来，始终保持预燃室11内各处具有来自主燃室8进气的新鲜混合气体，确保预燃室11着火良好以及加速火焰14发展，提高预燃室11燃烧速度和燃烧压力，从而，提高预燃室11向主燃室8喷射火焰14的射流强度，以强化主燃室8的燃烧；而主燃室8为稳定的涡流场，可以确保预燃室11向主燃室8喷射的火焰14在各个方向上均匀发展，加速主燃室8的燃烧。主燃室8的涡流场和预燃室11的滚流场相辅相成，两者相互促进，确保稳定的预燃室11滚流场和最优扫气，同时优化主燃室8和预燃室11的燃烧速度。

在一个具体的实施例中，每个喷嘴13的喷射角度与活塞7的轴线之间的夹角介于115°至155°之间，具体可以是115°、125°、135°或155°，当上述夹角位于该范围内时，有利于主燃室8经喷嘴组中的各喷嘴13进入预燃室11内形成压力差，而贴壁流动，以便于在预燃室11形成滚流。

在一个具体的实施例中，预燃室11沿远离活塞7的方向依次包括第一分段52和第二分段51，在图3中，标号52和标号51实际指在了预燃室体5的外表面，但第一分段52和第二分段51的具体含义是图3中所指位置对应的预燃室11的内部空间段；第二分段51的内径D2与第一分段52的内径D1的比值D2/D1的范围介于1.5至5之间；通过设置D2和D1的上述比例关系，使预燃室11具有大缩口；理论上讲，若预燃室11采用大缩口设计，预燃室11的滚流场使得火焰14偏向发展(参考图5)，不利于预燃室11中射流的均匀喷射；而当预燃室11为大缩口设计时，参考图4，射流火焰容易充满第一分段52，可以保证预燃室11的射流均匀性，使火焰14均匀地向主燃室8射流。

在一个具体的实施例中，喷嘴组由多个喷嘴13成，多个喷嘴13环绕活塞7的轴线间隔设置；且多个喷嘴13围成的环形区域范围内无贯穿主燃室8和预燃室11的中心孔。参考图6，若保留预燃室11底部的中心孔，则会导致火焰14贯穿距离过长，活塞7的中心会形成高温热点，影响活塞7的可靠性。而通过上述图3所示的无中心孔设计，则可以避免活塞7的上述高温热点，确保活塞7的可靠性，其效果如图7。

在一个具体的实施例中，活塞7的顶面形成有凹槽71，凹槽71的内轮廓沿靠近缸盖2的方向内径逐渐变小，以将活塞7设计为缩口形式。利用压缩挤流和逆挤流，利用气流引导火焰14优先往活塞7的边缘发展，可以达到控制多发生在活塞7的边缘处的爆震的效果。

在一个具体的实施例中，凹槽71的底面中部形成有凸起部72，缩小活塞主燃室8的容积；此设计可以避免因预燃室11底部的无中心孔设计导致的活塞7的中心区域无火焰14的覆盖，而引起的主燃室8的火焰14覆盖面小，影响主燃室8的燃烧速度的问题。

在一个具体的实施例中，参考图8，活塞7的轴线方向的截面呈ω状，以使活塞7与缸盖2形成的主燃室8为ω型燃烧室。采用该ω型燃烧室可以同时缓解爆震和主燃室8的燃烧速度慢的问题。

参考图9，每个喷嘴13的喷射角度与活塞7的轴线之间的夹角介于115°至155°之间时，可以使预燃室11最佳射流方向朝向凹槽71的侧壁的中间位置，进一步缓解爆震和主燃室8的燃烧速度慢的问题。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种车辆，车辆包括上述任一技术方案的发动机。

在上述车辆中，由于主燃室8内形成涡流，而预燃室11内形成滚流，主燃室8的涡流场由于存在压力差，使进入预燃室11内的气流容易贴壁流动，为预燃室11内形成滚流提供了良好条件，形成稳定大尺度滚流场；预燃室11大尺度滚流场与预燃室11内火焰14发展方向相协调，可以将预燃室11远离活塞7的一端内的气体换下来，始终保持预燃室11内各处具有来自主燃室8进气的新鲜混合气体，确保预燃室11着火良好以及加速火焰14发展，提高预燃室11燃烧速度和燃烧压力，从而，提高预燃室11向主燃室8喷射火焰14的射流强度，以强化主燃室8的燃烧；而主燃室8为稳定的涡流场，可以确保预燃室11向主燃室8喷射的火焰14在各个方向上均匀发展，加速主燃室8的燃烧。主燃室8的涡流场和预燃室11的滚流场相辅相成，两者相互促进，确保稳定的预燃室11滚流场和最优扫气，同时优化主燃室8和预燃室11的燃烧速度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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。