專利名稱：儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的預(yù)燃室，特別是指一種儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室。
火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的預(yù)燃室式燃燒系統(tǒng)主要由預(yù)燃室、主燃室、噴孔、火花塞、控制閥等組成。預(yù)燃室通過噴孔與主燃室相連，通過控制閥與供氣系統(tǒng)相連，在壓縮行程上止點(diǎn)前，火花塞首先點(diǎn)燃預(yù)燃室內(nèi)的混合氣，使預(yù)燃室內(nèi)溫度、壓力升高，高溫氣體由噴孔噴入主燃室，并點(diǎn)燃主燃室內(nèi)的混合氣。
為了確保預(yù)燃室內(nèi)火花塞間隙處在跳火時(shí)可點(diǎn)燃混合氣，預(yù)燃室要通過控制閥與供氣系統(tǒng)相連，在進(jìn)氣行程，控制閥打開，由供氣系統(tǒng)通過控制閥對(duì)預(yù)燃室和火花塞間隙進(jìn)行掃氣，在壓縮行程和作功行程，控制閥關(guān)閉，防止氣體倒流。
預(yù)燃室式燃燒系統(tǒng)燃燒速度快，不易爆燃，并可實(shí)現(xiàn)分層燃燒，適用于大缸徑的火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)。現(xiàn)有預(yù)燃室式燃燒系統(tǒng)存在的問題在于由于要在預(yù)燃室上安裝火花塞和控制閥，中小缸徑的火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)因受空間限制，一般不采用預(yù)燃室式燃燒系統(tǒng)。
由于控制閥在工作時(shí)要與高溫，高壓氣體接觸，動(dòng)作頻率高，因此，所承受的熱負(fù)荷，機(jī)械負(fù)荷較大，可靠性低，壽命短，增加了停機(jī)維修次數(shù)時(shí)間。
預(yù)燃室燃燒系統(tǒng)的一個(gè)很重要的功能是要實(shí)現(xiàn)分層充氣，分層充氣的主要目的在于點(diǎn)燃稀混合氣，原因是點(diǎn)火系統(tǒng)不能可靠地點(diǎn)燃稀混合氣。
近年來，點(diǎn)火系統(tǒng)的性能在大幅度提高，高性能的點(diǎn)火系統(tǒng)已經(jīng)可以可靠地點(diǎn)燃稀混合氣，許多均質(zhì)充氣的統(tǒng)一式燃燒系統(tǒng)也在使用稀混合氣來提高性能。
同時(shí)，日益苛刻的排放法規(guī)也使得預(yù)燃室燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)生了變化，點(diǎn)火時(shí)，預(yù)燃室內(nèi)為接近當(dāng)量空燃比混合氣的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則不僅沒有必要，而且還使得NOX的排放量增加。Kevin D.Beaty等在研究開發(fā)9.6升車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨著預(yù)燃室容積的減小，NOX的排放量下降，當(dāng)預(yù)燃室容積減小到零，NOX的排放量降到最低的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
已公開的專利96248515.2給出了一種沒有控制閥的預(yù)燃室，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低；但由于火花塞間隙處掃氣效果差，發(fā)動(dòng)機(jī)很難起動(dòng)。
本實(shí)用新型一種儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室，其特征在于，其中包括一水套，該水套為一固定形狀，中間有一貫孔，在水套的內(nèi)面形成有兩個(gè)環(huán)形的冷卻室；一預(yù)燃室腔體，該預(yù)燃室腔體為柱狀體，且在壁厚上形成一環(huán)形的儲(chǔ)氣容槽，在中間形成有一概似錐形預(yù)燃室內(nèi)腔，該預(yù)燃室腔體容置于水套貫孔的下部，該預(yù)燃室腔體的預(yù)燃室內(nèi)腔的下部形成有一通道；一套筒，該套筒為柱狀體，其內(nèi)形成有一階梯形圓孔，在壁厚上形成一環(huán)形的儲(chǔ)氣容槽，該套筒容置于水套貫孔的上部；一火花塞，容置于套筒的圓孔內(nèi)，該火花塞的頭部探入到預(yù)燃室腔體的預(yù)燃室內(nèi)腔中。
其中在套筒的外壁與水套的內(nèi)壁面之間有密封圈。
其中在預(yù)燃室腔體的下部與水套之間有密封墊。
以上所述的儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室安裝于發(fā)電機(jī)的汽缸上，其中預(yù)燃室腔體6的預(yù)燃室內(nèi)腔7的下部的通道4與主燃室2相通，該汽缸(為已有技術(shù))包括主燃室2、活塞1及缸蓋8。
本實(shí)用新型的工作過程為在進(jìn)氣行程，主燃室2內(nèi)壓力較低，新鮮混合氣由進(jìn)氣門進(jìn)入主燃室2，預(yù)燃室內(nèi)腔7內(nèi)也有少量氣體通過通道4流入主燃室2，同時(shí)，儲(chǔ)氣容槽92、61內(nèi)的部分氣體也將流入預(yù)燃室內(nèi)腔7。
在壓縮行程，隨著主燃室2內(nèi)壓力的升高，新鮮混合氣由主燃室2通過通道4流入預(yù)燃室內(nèi)腔7，同時(shí)，預(yù)燃室內(nèi)腔7內(nèi)的部分氣體也將流入儲(chǔ)氣容槽92、61內(nèi)。
當(dāng)火花塞點(diǎn)火后，火焰首先在預(yù)燃室內(nèi)腔7內(nèi)傳播，預(yù)燃室內(nèi)腔7內(nèi)壓力升高，當(dāng)預(yù)燃室內(nèi)腔7內(nèi)壓力升高到高于主燃室2內(nèi)壓力時(shí)，火焰由通道4噴入主燃燒室2形成強(qiáng)紊流火焰，使主燃室2內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速的燃燒過程。隨著作功行程的進(jìn)行，儲(chǔ)氣容槽92、61內(nèi)的部分氣體流入預(yù)燃室內(nèi)腔7和主燃室2，各室內(nèi)溫度壓力下降。
在排氣行程，隨著廢氣的排出，各室內(nèi)溫度、壓力下降。
當(dāng)火焰通過縫隙、細(xì)孔或冷的壁面時(shí)，因?yàn)楸诿娴睦鋮s作用，會(huì)使火焰熄滅而停止傳播。為減小污染，在內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)，應(yīng)盡量減小火焰的淬熄現(xiàn)象。
在預(yù)燃室式燃燒系統(tǒng)內(nèi)，由預(yù)燃室排出的氣體要通過噴孔、主燃室再到達(dá)排氣門，距離較遠(yuǎn)，如果在預(yù)燃室內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)那皇?，在壓縮過程中，會(huì)有部分可燃混合氣與殘余廢氣被壓入腔室，在燃燒過程中，因淬熄作用而不燃燒，在膨脹和排氣行程時(shí)對(duì)預(yù)燃室掃氣，但并不排出排氣門而避免造成污染，這樣，就可以不用控制閥而實(shí)現(xiàn)預(yù)燃室的掃氣，預(yù)燃室式燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將簡化，可靠性將提高，應(yīng)用范圍將擴(kuò)大。
利用儲(chǔ)氣腔儲(chǔ)存預(yù)燃室內(nèi)的廢氣，確保在火花塞跳火的瞬間，火花塞間隙處的混合氣成分和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)能夠滿足點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑サ囊蟆?br> 權(quán)利要求1.一種儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室，其特征在于，其中包括一水套，該水套為一固定形狀，中間有一貫孔，在水套的內(nèi)面形成有兩個(gè)環(huán)形的冷卻室；一預(yù)燃室腔體，該預(yù)燃室腔體為柱狀體，且在壁厚上形成一環(huán)形的儲(chǔ)氣容槽，在中間形成有一概似錐形預(yù)燃室內(nèi)腔，該預(yù)燃室腔體容置于水套貫孔的下部，該預(yù)燃室腔體的預(yù)燃室內(nèi)腔的下部形成有一通道；一套筒，該套筒為柱狀體，其內(nèi)形成有一階梯形圓孔，在壁厚上形成一環(huán)形的儲(chǔ)氣容槽，該套筒容置于水套貫孔的上部；一火花塞，容置于套筒的圓孔內(nèi)，該火花塞的頭部探入到預(yù)燃室腔體的預(yù)燃室內(nèi)腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室，其特征在于，其中在套筒的外壁與水套的內(nèi)壁面之間有密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室，其特征在于，其中在預(yù)燃室腔體的下部與水套之間有密封墊。
專利摘要一種儲(chǔ)氣掃氣腔的內(nèi)燃機(jī)預(yù)燃室，其中包括一水套，該水套為一固定形狀，中間有一貫孔，在水套的內(nèi)面形成有兩個(gè)環(huán)形的冷卻室；一預(yù)燃室腔體，該預(yù)燃室腔體為柱狀體，且在壁厚上形成一環(huán)形的儲(chǔ)氣容槽，在中間形成有一概似錐形預(yù)燃室內(nèi)腔，該預(yù)燃室腔體容置于水套貫孔的下部，該預(yù)燃室腔體的預(yù)燃室內(nèi)腔的下部形成有一通道；一套筒，該套筒為柱狀體，其內(nèi)形成有一階梯形圓孔，在壁厚上形成一環(huán)形的儲(chǔ)氣容槽，該套筒容置于水套貫孔的上部；一火花塞，容置于套筒的圓孔內(nèi)，該火花塞的頭部探入到預(yù)燃室腔體的預(yù)燃室內(nèi)腔中。
文檔編號(hào)F02B19/00GK2532249SQ0223026
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2002年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者曲延濤, 馬人熊 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所