專利名稱：帶有用于點燃氣態(tài)的燃料空氣混合物的點火裝置的燃氣發(fā)動機,特別是火花點火燃氣發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有點火裝置的燃氣發(fā)動機，特別是混合物壓縮的 火花點火燃氣發(fā)動機。
背景技術(shù)：
在燃氣發(fā)動機中燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，其中該氣態(tài)的燃料空 氣混合物借助燃氣發(fā)動機的至少一個點火裝置點燃。在由現(xiàn)有技術(shù)已知 的燃氣發(fā)動機中該點火裝置是火花塞，它或者伸入未分開的燃燒室中， 或者伸入與主燃燒室分開的預燃室中并且在燃燒室或者說預燃室中點 燃氣態(tài)的燃料空氣混合物。為了點火在此需要高的點火能量以及點火溫
度，它隨著升高的發(fā)動機功率過度升高。由DE 102 17 9% Al公開了一 種自行點火的混合物壓縮的內(nèi)燃機，其中氣態(tài)的燃料空氣混合物的點火 借助點火裝置實現(xiàn)，其中點火裝置的提供點火能量的點火源直接與要點 燃的燃料空氣混合物或者說與要點燃的燃料空氣混合物的氣態(tài)環(huán)境接 觸。這里通過噴射提供高的點火能量，比所謂的火花塞方法時更高。因 此按照這種現(xiàn)有技術(shù)點火裝置的點火源要遭受侵蝕的條件，由此可能出 現(xiàn)它的提前損耗。這最終引起縮短的壽命或者說縮短的維修時間間隔以 及由此燃氣發(fā)動機的提高的費用。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)本發(fā)明以此問題為基礎(chǔ)，即提供一種新型的燃氣發(fā)動機以 及一種新型的用于燃氣發(fā)動機的點火裝置。該問題通過按照權(quán)利要求1 的燃氣發(fā)動機解決。
本發(fā)明描述了一種強制點火的，混合物壓縮的，用于氣態(tài)的燃料的， 帶有自行點火的點火裝置的內(nèi)燃機，即一種燃氣發(fā)動機，特別是火花點 火燃氣發(fā)動機，它用于燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，帶有至少一個伸入 主燃燒室或者預燃室中的用于點燃氣態(tài)的燃料空氣混合物的點火裝置， 其中該點火裝置具有高壓燃氣噴射器(Hochdruckgaseinblasung )和帶有熱屏蔽部的加熱元件，并且加熱裝置到高壓燃氣噴射器的距離被選擇， 從而借助高壓燃氣噴射器輸入的氣態(tài)的燃料在加熱元件的區(qū)域中定義 一個體積，在該體積中加熱元件可以在起動過程中主動地^是供一個用于
點燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點火溫度，從而高度壓縮的自行點火 的氣態(tài)的燃料又能夠作為輸入主燃燒室的燃氣量的點火裝置。
優(yōu)選該氣態(tài)的燃料在離開高壓燃氣噴射器時具有一個壓力，它大約
處在熱力學過程的壓縮終壓力以上1.5至3倍。
優(yōu)選全部設(shè)置用于工作的氣態(tài)的燃料的0.2%至50%，特別是有利 地0.5%至1.5%高度壓縮地借助高壓燃氣噴射器經(jīng)過點火裝置。
優(yōu)選全部氣態(tài)的燃料的約0.5 %至1.5 %之間高度壓縮地輸入的氣態(tài) 的燃料導致最優(yōu)的工作參數(shù)和工作特性。
在優(yōu)選的第一實施例中，點火裝置集成在與主燃燒室分開的預燃室 中，該預燃室通過至少一個過吹口與主燃燒室連接。預燃室的體積與過 吹口的整個橫截面的比例優(yōu)選處在50和80 cm3每cm2之間。然后預燃 室的體積在壓縮結(jié)束時為主燃燒室的體積的優(yōu)選約0.5 %至5 % 。
通過根據(jù)本發(fā)明預定的，預燃室體積與到主燃燒室的噴出橫截面的 比例產(chǎn)生較小的循環(huán)波動，這樣出現(xiàn)內(nèi)燃機的有利的穩(wěn)定的運行。
按照本發(fā)明的另一種有利的實施方式，點火裝置集成在主燃燒室中 并且此時帶有有點火能力的用于點火導入的混合物的體積由高度壓縮 地噴入的氣態(tài)的燃料的輻射擴展(f(t))確定。


本發(fā)明優(yōu)選的改進方案由從屬權(quán)利要求和下面的說明給出。本發(fā)明 的實施例(不限于此)參考附圖接下來詳細說明。圖中示出
圖1:是根據(jù)本發(fā)明的燃氣發(fā)動機，特別是根據(jù)本發(fā)明的點火裝置 的原理的極其簡化的示意圖。
圖2:是按照本發(fā)明的第一實施例的根據(jù)本發(fā)明的燃氣發(fā)動機的極 其簡化的示意圖，以及
圖3:是按照本發(fā)明的第二實施例的根據(jù)本發(fā)明的燃氣發(fā)動機的極 其簡化的示意圖。
具體實施方式
圖1示出了火花點火燃氣發(fā)動機的極其簡化的示意圖，其中點火裝
置2伸入該燃氣發(fā)動機的未進一步示出的燃燒室中，以點燃直接輸入到 燃燒室中的氣態(tài)的燃料空氣混合物。點火裝置2具有高壓燃氣噴射器4 和帶有熱屏蔽部6的加熱元件5，加熱元件5到高壓燃氣噴射器4的距 離這樣選擇，即借助高壓燃氣噴射器4輸入的氣態(tài)的燃料在加熱元件5 的區(qū)域中定義一個體積7，在該體積中加熱元件5可以在起動過程中主 動地提供用于點燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點火溫度。
點火通過少量氣態(tài)的燃料通過高壓燃氣噴射器4噴射到加熱元件5 的熱的表面的附近實現(xiàn)。加熱元件5的這個表面在起動過程中^皮主動加 熱，其中在起動過程結(jié)束后該表面用作熱存儲器，它通過燃燒能量加熱。 該表面可以為主動的和^皮動的加熱或者^1計成一個構(gòu)件5 (圖1的左側(cè) 示意圖)，或者設(shè)計成兩個互相分開的構(gòu)件5a, 5b的形式。高壓燃氣 噴射器4在此可以具有高壓噴射閥，它設(shè)計成類似于共軌系統(tǒng)的噴射器 方案。
在根據(jù)圖2的實施例中，點火裝置集成在與主燃燒室1分開的預燃 室3中，該預燃室通過至少一個過吹口與主燃燒室1相連。預燃室3在 此這樣設(shè)計，即預燃室3的體積與過吹口的整個橫截面的比例處在50 和80 cn^每cn^之間。預燃室3的體積設(shè)計成在壓縮結(jié)束時是主燃燒室 1的體積的約0.5%至5%。
為了可燃氣體的自行點火，在預燃室3中的壓力快速上升，這樣部 分燃燒的燃氣通過過吹口過吹到燃燒室1中并且在那里點燃可燃氣體-空氣混合物。通過預燃室3的體積與過吹口的橫截面的預定的比例可以 實現(xiàn)在預燃室3中的，帶有下面的到主燃燒室1中強烈的噴出的最優(yōu)的 壓力上升，由此實現(xiàn)在主燃燒室1中的可燃氣體空氣混合物的有利的穩(wěn) 定的著火(Entflammung)。
在被動的工作中加熱元件5也用作為點火源，因為輸入的能量通過 預燃室的點火能量使點火裝置2保持在自行點火溫度(原理'.被動的熱 存儲器的載體)。
在按照圖3的實施例中點火裝置2集成在主燃燒室1中。帶有能點 火的用于點火導入的混合物的體積在此由輻射擴展(f(t))確定。氣態(tài)的 燃料帶著壓力噴射到體積7中，它大約處在熱力學過程的壓縮終點壓力 以上1.5至3倍。在此全部用于工作的氣態(tài)的燃料的0.2%和50%之間高度壓縮地噴射到體積7中，不過優(yōu)選是全部用于工作的氣態(tài)的燃料的 量的僅0.5%和1.5 %之間。通過高壓噴射器4在帶有屏蔽部6的加熱元 件5的周圍的構(gòu)成的有點火能力的混合物由于通過加熱元件5的熱的表 面提供的必要的自行點火溫度而自行點火。自行點火的燃料氣體用作通 過直接的輸入8輸入到主燃燒室1中的燃氣空氣混合物(人約2.2)形 式的主燃料的點火裝置，這樣這里實現(xiàn)了強制點火的內(nèi)燃機的原理。
在所述的實施例中高壓燃氣噴射器4包含高壓噴射閥。該燃氣閥的 特征是具有可運動的閥針的針閥座，閥針通過開關(guān)裝置釋放針閥座和閥 針之間的橫截面，通過該橫截面可以噴射燃氣量，該燃氣量通過釋放的
橫截面和其上的壓力差確定。在燃氣噴射閥上的燃氣壓力處在熱力學過 程的壓縮終點壓力以上約1.5至3倍。
附圖標記列表
1 主燃燒室
2 點火裝置
3 預燃室
4 高壓燃氣噴射器
5 力口熱元件
5a， 5b作為分開的構(gòu)件的加熱元件
6 熱屏蔽部
7 體積
8 用于主燃料的輸入
權(quán)利要求
1. 燃氣發(fā)動機，特別是混合物壓縮的火花點火燃氣發(fā)動機，它用于燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，帶有至少一個伸入主燃燒室或者預燃室中的用于點燃氣態(tài)的燃料空氣混合物的點火裝置，其特征在于，所述點火裝置(2)具有高壓燃氣噴射器(4)和帶有熱屏蔽部(6)的加熱元件(5)，并且選擇加熱元件(5)關(guān)于高壓燃氣噴射器(4)的布置，從而借助高壓燃氣噴射器(4)輸入的氣態(tài)的燃料在加熱元件(5)的區(qū)域中定義一個體積(7)，在該體積中加熱元件(5)可以在起動過程中主動地提供用于點燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點火溫度，從而高度壓縮的自行點火的氣態(tài)的燃料又能夠用作輸入主燃燒室(1)的燃氣量的點火裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述氣態(tài)的燃 料在離開高壓燃氣噴射器(4)時具有大約處在熱力學過程的壓縮終點 壓力以上1.5至3倍的壓力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述全部用于 工作的氣態(tài)的燃料的0.2%至50%高度壓縮地借助高壓燃氣噴射器(4 ) 經(jīng)過點火裝置(2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述全部用于 工作的氣態(tài)的燃料的0.5%至1.5%高度壓縮地借助高壓燃氣噴射器(4) 經(jīng)過點火裝置(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述高壓燃氣 噴射器(4)包含高壓噴射閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述加熱元件 (5)的表面可以對主動的和;波動的加熱的情況通過一個構(gòu)件(5)設(shè)計或者設(shè)計成兩個互相分開的構(gòu)件(5a， 5b)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于， 所述點火裝置(2)集成在與主燃燒室(1)分開的預燃室(3)中，該 預燃室通過至少一個過吹口與主燃燒室(1)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述預燃室(3 ) 的體積與過吹口的整個;f黃截面積的比例處在50和80 cm3每cn^之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，所述預燃 室(3)的體積在壓縮結(jié)束時為主燃燒室(1)的體積的約0.5%至5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的燃氣發(fā)動機，其特征在 于，所述點火裝置(2)集成在主燃燒室(1)中并且此時帶有能點火的 用于點火導入的混合物的體積(7)由高度壓縮地噴入的氣態(tài)的燃料的 輻射擴展(f(t))確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有用于點燃氣態(tài)的燃料空氣混合物的點火裝置的燃氣發(fā)動機，特別是火花點火燃氣發(fā)動機。它用于燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，帶有至少一個伸入主燃燒室或者預燃室中的用于點燃氣態(tài)的燃料空氣混合物的點火裝置。該點火裝置具有高壓燃氣噴射器和帶有熱力學的屏蔽部(6)的加熱元件(5)。該加熱元件(5)到高壓燃氣噴射器(4)的距離這樣選擇，即借助高壓燃氣噴射器(4)輸入的氣態(tài)的燃料在加熱元件(5)的區(qū)域中定義一個體積(7)，在該體積中加熱元件(5)可以在起動過程中主動地提供用于點燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點火溫度，這樣該高度壓縮的自行點火的氣態(tài)的燃料又能夠作為輸入主燃燒室(1)的燃氣量的點火裝置。
文檔編號F02B19/14GK101457687SQ20081018630
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月15日
發(fā)明者A·哈南坎普, C·沃格爾, H·英坎普 申請人:曼柴油機歐洲股份公司