專利名稱:一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于發(fā)動機領(lǐng)域，涉及一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置。本實用新型在發(fā)動機的氣缸蓋上設(shè)有預(yù)燃室和中央位置安裝的天然氣直噴噴嘴；預(yù)燃室內(nèi)設(shè)置有小型天然氣噴嘴，電熱塞，通過連接通道與主燃室連接，使天然氣發(fā)動機只在預(yù)燃室內(nèi)形成過濃混合氣，采用電熱塞作為點火裝置，點火方式更穩(wěn)定可靠；天然氣直噴噴嘴作為主燃室的供氣裝置，提高了發(fā)動機的充量系數(shù)和發(fā)動機的動力性能，減少未燃?xì)怏w排放，提高經(jīng)濟性，均質(zhì)混合氣有利于火焰?zhèn)鞑?，減少爆震現(xiàn)象；預(yù)燃室式引燃裝置及天然氣直噴噴嘴還具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作可靠，便于安裝的優(yōu)點。
【專利說明】一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于發(fā)動機領(lǐng)域，尤其涉及天然氣發(fā)動機的預(yù)燃室及供氣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]我國汽車產(chǎn)業(yè)消耗大量石油資源，并造成相當(dāng)嚴(yán)重的尾氣排放污染。面對石油資源匱乏，環(huán)境污染加劇，我國不斷開發(fā)尋找清潔能源。在風(fēng)能，光能，生物質(zhì)能等多種新型能源當(dāng)中，天然氣憑借其清潔高效環(huán)保的優(yōu)勢脫穎而出，在越來越多的車用及船用發(fā)動機上得到應(yīng)用。尤其隨著我國頁巖氣勘探、開采技術(shù)的進(jìn)步，我國一躍成為全球天然氣資源大國。但是天然氣與石油燃料相比，燃燒速度低，著火溫度高，不易點燃。因此，目前天然氣發(fā)動機普遍采用的方案是:一，改造汽油機，天然氣在進(jìn)氣管路中噴射，在缸外與空氣形成均質(zhì)混合氣并用火花塞點火的燃燒方式；二，改造柴油機，將柴油機直噴噴嘴替換成火花塞引燃天然氣與空氣混合氣。
[0003]這樣的工作方式存在以下問題:首先，發(fā)動機氣缸內(nèi)的混合氣濃度控制困難，在不均勻的過濃混合氣條件下，發(fā)動機會產(chǎn)生大量未然HC排放，造成污染，同時降低經(jīng)濟性；其次，為了提高天然氣發(fā)動機的工作效率，一般需要提高其壓縮比，這樣會導(dǎo)致發(fā)動機發(fā)生爆震的概率增加。
[0004]因此，為了提高天然氣發(fā)動機的燃燒效率，上世紀(jì)90年代，便有研究者提出采用帶有預(yù)燃室的天然氣發(fā)動機，實現(xiàn)天然氣發(fā)動機分層燃燒。這就使得在預(yù)燃室這一局部狹小的范圍內(nèi)形成過濃混合氣，而在氣缸這一較大范圍內(nèi)形成稀薄的均質(zhì)混合氣，實現(xiàn)稀薄燃燒，降低發(fā)動機排放，同時抑制爆震，提高發(fā)動機效率。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)ZL 02257567.7中天然氣發(fā)動機預(yù)燃室設(shè)計，采用預(yù)燃室內(nèi)形成過濃混合氣，形成火焰后噴入氣缸引燃天然氣和空氣混合氣的方式，但是這一設(shè)計中燃燒做功的天然氣采用進(jìn)氣道低壓噴射，與空氣混合后進(jìn)入氣缸，這樣的設(shè)計使得整個發(fā)動機的充量系數(shù)降低，因而不能夠有效提高天然氣發(fā)動機的動力性能；此外電火花塞能量不足時，容易造成點火失敗。
實用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種既充分提高發(fā)動機效率，又能有效抑制排放和爆震，同時還能保證點火更加可靠的天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置。
[0007]—種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，包括:主燃室和氣缸蓋；所述氣缸蓋上包括進(jìn)氣門、排氣門、天然氣直噴噴嘴和射流引燃裝置；所述射流引燃裝置包括預(yù)燃室；所述預(yù)燃室內(nèi)包括小型天然氣噴嘴、點火裝置和連接通道；所述預(yù)燃室通過所述連接通道與所述主燃室相連接。
[0008]上述方案中，所述點火裝置為電熱塞。
[0009]進(jìn)一步的，所述電熱塞的點火端設(shè)置在所述預(yù)燃室的中央位置。
[0010]上述方案中，所述進(jìn)氣門包括進(jìn)氣門A和進(jìn)氣門B，所述排氣門包括排氣門A和排氣門B ;所述進(jìn)氣門A與所述進(jìn)氣門B呈對稱分布；所述排氣門A和所述排氣門B呈對稱分布；所述天然氣直噴噴嘴安裝在靠近所述進(jìn)氣門A與進(jìn)氣門B —側(cè)的中心線位置上。
[0011]上述方案中，所述射流弓I燃裝置安裝在所述氣缸蓋的中央位置上。
[0012]上述方案中，所述預(yù)燃室下部圓弧形部位的底部還設(shè)有所述連接通道。
[0013]進(jìn)一步的，所述連接通道的直徑為1.25mm。
[0014]有益效果:本實用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，采用預(yù)燃室作為引燃裝置，使天然氣發(fā)動機只在預(yù)燃室內(nèi)形成過濃混合氣；采用電熱塞作為點火裝置，且安裝在引燃室的中央位置，更容易引燃混合氣，點火方式更穩(wěn)定可靠；預(yù)燃室下部圓弧形部位四周和底部都設(shè)有連接通道，能增大火焰的沖擊力；連接通道的直徑為1.25mm，能保證主燃室中的空氣順利進(jìn)入預(yù)燃室與天然氣形成過濃混合氣，同時保證預(yù)燃室內(nèi)形成的火焰順利進(jìn)入主燃室；射流引燃裝置安裝在氣缸蓋的中央位置上，使主燃室內(nèi)稀薄的天然氣/空氣混合氣燃燒更加充分；采用天然氣直噴噴嘴作為主燃室的供氣裝置，天然氣直噴噴嘴安裝在兩個進(jìn)氣門中心線且靠近進(jìn)氣門的位置上，使得主燃料天然氣噴入氣缸后與新鮮空氣及時混合，并且利用空氣初始的動能，加強混合過程，這樣的設(shè)計提高了發(fā)動機的充量系數(shù)和發(fā)動機的動力性能，減少未燃?xì)怏w排放；氣缸內(nèi)部混合氣濃度降低，均質(zhì)混合氣有利于火焰?zhèn)鞑ィ瑴p少爆震現(xiàn)象；預(yù)燃室式引燃裝置及天然氣直噴噴嘴結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作可靠，便于安裝。

【附圖說明】

[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實用新型氣缸蓋上天然氣直噴噴嘴及射流引燃裝置的安裝位置示意圖。
[0017]圖中，1、活塞 2、主燃室 3、氣缸蓋 4、進(jìn)氣門A 5、進(jìn)氣門B 6、小型天然氣噴嘴 7、電熱塞 8、預(yù)燃室 9、連接通道 10、天然氣直噴噴嘴 11、射流引燃裝置 12、排氣門A 13、排氣門B。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明:
[0019]如圖1所示，一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，包括活塞1、主燃室2和氣缸蓋3 ;所述氣缸蓋3上設(shè)有天然氣直噴噴嘴10和射流引燃裝置11 ;所述射流引燃裝置11包括有小型天然氣噴嘴6、點火裝置和預(yù)燃室8，所述小型天然氣噴嘴6和點火裝置設(shè)置在所述預(yù)燃室8內(nèi)部；所述預(yù)燃室8下部圓弧形部位除了四周對稱設(shè)有連接通道9，所述預(yù)燃室8下部圓弧形部位的底部還設(shè)有所述連接通道9，所述連接通道9的直徑為1.25_，所述預(yù)燃室8通過所述連接通道9與所述主燃室2相連接；所述點火裝置為電熱塞7，所述電熱塞7的點火端設(shè)置在所述預(yù)燃室8的中央位置，所述電熱塞7溫度保持在950K，確保預(yù)燃室內(nèi)順利點火點，同時不至于溫度過高，點火方式更穩(wěn)定可靠；所述進(jìn)氣門包括進(jìn)氣門A4和進(jìn)氣門B5，所述排氣門包括排氣門A12和排氣門B13，所述進(jìn)氣門A4與所述進(jìn)氣門B5呈對稱分布，所述排氣門A12和所述排氣門B13呈對稱分布，所述天然氣直噴噴嘴10安裝在靠近所述進(jìn)氣門A4與進(jìn)氣門B5 —側(cè)的中心線位置上；所述射流引燃裝置11安裝在所述氣缸蓋3的中央位置上。
[0020]本實用新型工作原理:在發(fā)動機排氣完成，活塞I上行開始壓縮過程中，天然氣直噴噴嘴10開始向主燃室2噴射天然氣，隨后進(jìn)氣門A4和進(jìn)氣門B5打開，空氣進(jìn)入主燃室2與天然氣進(jìn)行充分混合。天然氣在壓縮行程早期即以直噴方式進(jìn)入氣缸，使得天然氣與空氣能夠充分混合，形成均質(zhì)混合氣，同時發(fā)動機充量系數(shù)得以提升，使得發(fā)動機的動力性能得到保證。在發(fā)動機壓縮行程末期，活塞I到達(dá)上止點前，小型天然氣噴嘴6開始噴射天然氣，預(yù)燃室8內(nèi)的天然氣與通過連接通道9進(jìn)入預(yù)燃室8內(nèi)的空氣形成過濃的天然氣/空氣混合氣，過濃的混合氣遇到溫度很高的電熱塞7或者電熱塞7周圍的高溫環(huán)境順利發(fā)生自然形成火焰，預(yù)燃室8內(nèi)的火焰此時通過通道9進(jìn)入主燃室2內(nèi)，引燃天然氣/空氣均質(zhì)混合氣。主燃室內(nèi)混合氣以天然氣直噴噴嘴為中心，向外擴散形成稀薄的均質(zhì)混合氣，有利于充分發(fā)揮稀薄燃燒的優(yōu)勢，抑制爆震，降低天然氣發(fā)動機污染，保證動力性，提高經(jīng)濟性。
[0021]本實用新型雖然已經(jīng)在此處描述了【具體實施方式】，但是本實用新型的覆蓋范圍不限于此，在相反，本實用新型涵蓋所有在字面上或在等效形式的教導(dǎo)下實質(zhì)上落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案，本實用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，包括主燃室(2)和氣缸蓋(3)； 所述氣缸蓋(3 )上包括進(jìn)氣門、排氣門、天然氣直噴噴嘴(10 )和射流弓I燃裝置(11); 所述射流弓I燃裝置(11)包括預(yù)燃室(8 ); 所述預(yù)燃室(8)內(nèi)包括小型天然氣噴嘴(6)、點火裝置和連接通道(9)； 所述預(yù)燃室(8 )通過所述連接通道(9 )與所述主燃室(2 )相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，所述點火裝置為電熱塞(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，所述電熱塞(7)的點火端設(shè)置在所述預(yù)燃室(8)的中央位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣門包括進(jìn)氣門A (4)和進(jìn)氣門B (5)，所述排氣門包括排氣門A (12)和排氣門B (13)； 所述進(jìn)氣門A (4)與所述進(jìn)氣門B (5)呈對稱分布； 所述排氣門A (12)和所述排氣門B (13)呈對稱分布； 所述天然氣直噴噴嘴(10)安裝在靠近所述進(jìn)氣門A (4)與進(jìn)氣門B (5)—側(cè)的中心線位置上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，所述射流引燃裝置(11)安裝在所述氣缸蓋(3)的中央位置上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，所述預(yù)燃室(8)下部圓弧形部位底部還設(shè)有所述連接通道(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種天然氣發(fā)動機預(yù)燃室式供氣裝置，其特征在于，所述連接通道(9)的直徑為1.25_。
【文檔編號】F02P19-02GK204283600SQ201420659542
【發(fā)明者】戴禮明, 何志霞, 王謙, 張州榕 [申請人]江蘇大學(xué)