帶有用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶有用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。它用于燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，帶有至少一個(gè)伸入主燃燒室或者預(yù)燃室中的用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置。該點(diǎn)火裝置具有高壓燃?xì)鈬娚淦骱蛶в袩崃W(xué)的屏蔽部（6）的加熱元件（5）。該加熱元件（5）到高壓燃?xì)鈬娚淦鳎?）的距離這樣選擇，即借助高壓燃?xì)鈬娚淦鳎?）輸入的氣態(tài)的燃料在加熱元件（5）的區(qū)域中定義一個(gè)體積（7），在該體積中加熱元件（5）可以在起動(dòng)過(guò)程中主動(dòng)地提供用于點(diǎn)燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點(diǎn)火溫度，這樣該高度壓縮的自行點(diǎn)火的氣態(tài)的燃料又能夠作為輸入主燃燒室（1）的燃?xì)饬康狞c(diǎn)火裝置。
【專利說(shuō)明】帶有用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)
[0001]本申請(qǐng)是于2008年12月15日提出的、名稱為《帶有用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)》的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810186307.X的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種帶有點(diǎn)火裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是混合物壓縮的火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003]在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)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?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃。在由現(xiàn)有技術(shù)已知的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中該點(diǎn)火裝置是火花塞，它或者伸入未分開(kāi)的燃燒室中，或者伸入與主燃燒室分開(kāi)的預(yù)燃室中并且在燃燒室或者說(shuō)預(yù)燃室中點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物。為了點(diǎn)火在此需要高的點(diǎn)火能量以及點(diǎn)火溫度，它隨著升高的發(fā)動(dòng)機(jī)功率過(guò)度升高。由DE 102 17 996 Al公開(kāi)了一種自行點(diǎn)火的混合物壓縮的內(nèi)燃機(jī)，其中氣態(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火借助點(diǎn)火裝置實(shí)現(xiàn)，其中點(diǎn)火裝置的提供點(diǎn)火能量的點(diǎn)火源直接與要點(diǎn)燃的燃料空氣混合物或者說(shuō)與要點(diǎn)燃的燃料空氣混合物的氣態(tài)環(huán)境接觸。這里通過(guò)噴射提供高的點(diǎn)火能量，比所謂的火花塞方法時(shí)更高。因此按照這種現(xiàn)有技術(shù)點(diǎn)火裝置的點(diǎn)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(shuō)縮短的維修時(shí)間間隔以及由此燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的提高的費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由此出發(fā)本發(fā)明以此問(wèn)題為基礎(chǔ)，即提供一種新型的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)以及一種新型的用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置。該問(wèn)題通過(guò)按照權(quán)利要求1的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)解決。
[0005]本發(fā)明描述了一種強(qiáng)制點(diǎn)火的，混合物壓縮的，用于氣態(tài)的燃料的，帶有自行點(diǎn)火的點(diǎn)火裝置的內(nèi)燃機(jī)，即一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，它用于燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，帶有至少一個(gè)伸入主燃燒室或者預(yù)燃室中的用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置，其中該點(diǎn)火裝置具有高壓燃?xì)鈬娚淦?Hochdruckgaseinblasung)和帶有熱屏蔽部的加熱元件，并且加熱裝置到高壓燃?xì)鈬娚淦鞯木嚯x被選擇，從而借助高壓燃?xì)鈬娚淦鬏斎氲臍鈶B(tài)的燃料在加熱元件的區(qū)域中定義一個(gè)體積，在該體積中加熱元件可以在起動(dòng)過(guò)程中主動(dòng)地提供一個(gè)用于點(diǎn)燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點(diǎn)火溫度，從而高度壓縮的自行點(diǎn)火的氣態(tài)的燃料又能夠作為輸入主燃燒室的燃?xì)饬康狞c(diǎn)火裝置。
[0006]優(yōu)選該氣態(tài)的燃料在離開(kāi)高壓燃?xì)鈬娚淦鲿r(shí)具有一個(gè)壓力，它大約處在熱力學(xué)過(guò)程的壓縮終壓力以上1.5至3倍。
[0007]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?xì)鈬娚淦鹘?jīng)過(guò)點(diǎn)火裝置。[0008]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(dǎo)致最優(yōu)的工作參數(shù)和工作特性。
[0009]在優(yōu)選的第一實(shí)施例中，點(diǎn)火裝置集成在與主燃燒室分開(kāi)的預(yù)燃室中，該預(yù)燃室通過(guò)至少一個(gè)過(guò)吹口與主燃燒室連接。預(yù)燃室的體積與過(guò)吹口的整個(gè)橫截面的比例優(yōu)選處在50和80 cm3每cm2之間。然后預(yù)燃室的體積在壓縮結(jié)束時(shí)為主燃燒室的體積的優(yōu)選約
0.5%至 5%。
[0010]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明預(yù)定的，預(yù)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(dòng)，這樣出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的有利的穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0011]按照本發(fā)明的另一種有利的實(shí)施方式，點(diǎn)火裝置集成在主燃燒室中并且此時(shí)帶有有點(diǎn)火能力的用于點(diǎn)火導(dǎo)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(kuò)展(f(t))確定。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求和下面的說(shuō)明給出。本發(fā)明的實(shí)施例(不限于此)參考附圖接下來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。圖中示出:
圖1:是根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)火裝置的原理的極其簡(jiǎn)化的示意圖。
[0013]圖2:是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的極其簡(jiǎn)化的示意圖，以及
圖3:是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的極其簡(jiǎn)化的示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記列表
1主燃燒室；
2點(diǎn)火裝置；
3預(yù)燃室；
4高壓燃?xì)鈬娚淦鳎?br> 5加熱元件；
5a，5b 作為分開(kāi)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。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1示出了火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的極其簡(jiǎn)化的示意圖，其中點(diǎn)火裝置2伸入該燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的未進(jìn)一步示出的燃燒室中，以點(diǎn)燃直接輸入到燃燒室中的氣態(tài)的燃料空氣混合物。點(diǎn)火裝置2具有高壓燃?xì)鈬娚淦?和帶有熱屏蔽部6的加熱元件5，加熱元件5到高壓燃?xì)鈬娚淦?的距離這樣選擇，即借助高壓燃?xì)鈬娚淦?輸入的氣態(tài)的燃料在加熱元件5的區(qū)域中定義一個(gè)體積7，在該體積中加熱元件5可以在起動(dòng)過(guò)程中主動(dòng)地提供用于點(diǎn)燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點(diǎn)火溫度。
[0016]點(diǎn)火通過(guò)少量氣態(tài)的燃料通過(guò)高壓燃?xì)鈬娚淦?噴射到加熱元件5的熱的表面的附近實(shí)現(xiàn)。加熱元件5的這個(gè)表面在起動(dòng)過(guò)程中被主動(dòng)加熱，其中在起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后該表面用作熱存儲(chǔ)器，它通過(guò)燃燒能量加熱。該表面可以為主動(dòng)的和被動(dòng)的加熱或者設(shè)計(jì)成一個(gè)構(gòu)件5 (圖1的左側(cè)示意圖)，或者設(shè)計(jì)成兩個(gè)互相分開(kāi)的構(gòu)件5a，5b的形式。高壓燃?xì)鈬娚淦?在此可以具有高壓噴射閥，它設(shè)計(jì)成類似于共軌系統(tǒng)的噴射器方案。
[0017]在根據(jù)圖2的實(shí)施例中，點(diǎn)火裝置集成在與主燃燒室I分開(kāi)的預(yù)燃室3中，該預(yù)燃室通過(guò)至少一個(gè)過(guò)吹口與主燃燒室I相連。預(yù)燃室3在此這樣設(shè)計(jì)，即預(yù)燃室3的體積與過(guò)吹口的整個(gè)橫截面的比例處在50和80 cm3每cm2之間。預(yù)燃室3的體積設(shè)計(jì)成在壓縮結(jié)束時(shí)是主燃燒室I的體積的約0.5%至5%。
[0018]為了可燃?xì)怏w的自行點(diǎn)火，在預(yù)燃室3中的壓力快速上升，這樣部分燃燒的燃?xì)馔ㄟ^(guò)過(guò)吹口過(guò)吹到燃燒室I中并且在那里點(diǎn)燃可燃?xì)怏w-空氣混合物。通過(guò)預(yù)燃室3的體積與過(guò)吹口的橫截面的預(yù)定的比例可以實(shí)現(xiàn)在預(yù)燃室3中的，帶有下面的到主燃燒室I中強(qiáng)烈的噴出的最優(yōu)的壓力上升，由此實(shí)現(xiàn)在主燃燒室I中的可燃?xì)怏w空氣混合物的有利的穩(wěn)定的著火(Entflammung)。
[0019]在被動(dòng)的工作中加熱元件5也用作為點(diǎn)火源，因?yàn)檩斎氲哪芰客ㄟ^(guò)預(yù)燃室的點(diǎn)火能量使點(diǎn)火裝置2保持在自行點(diǎn)火溫度(原理:被動(dòng)的熱存儲(chǔ)器的載體)。
[0020]在按照?qǐng)D3的實(shí)施例中點(diǎn)火裝置2集成在主燃燒室I中。帶有能點(diǎn)火的用于點(diǎn)火導(dǎo)入的混合物的體積在此由輻射擴(kuò)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(xué)過(guò)程的壓縮終點(diǎn)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(guò)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(guò)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(diǎn)火能力的混合物由于通過(guò)加熱元件5的熱的表面提供的必要的自行點(diǎn)火溫度而自行點(diǎn)火。自行點(diǎn)火的燃料氣體用作通過(guò)直接的輸入8輸入到主燃燒室I中的燃?xì)饪諝饣旌衔?λ約2.2)形式的主燃料的點(diǎn)火裝置，這樣這里實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的原理。[0021 ] 在所述的實(shí)施例中高壓燃?xì)鈬娚淦?包含高壓噴射閥。該燃?xì)忾y的特征是具有可運(yùn)動(dòng)的閥針的針閥座，閥針通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置釋放針閥座和閥針之間的橫截面，通過(guò)該橫截面可以噴射燃?xì)饬?，該燃?xì)饬客ㄟ^(guò)釋放的橫截面和其上的壓力差確定。在燃?xì)鈬娚溟y上的燃?xì)鈮毫μ幵跓崃W(xué)過(guò)程的壓縮終點(diǎn)壓力以上約1.5至3倍。
【權(quán)利要求】
1.燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，特別是混合物壓縮的火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，它用于燃燒氣態(tài)的燃料空氣混合物，帶有至少一個(gè)伸入主燃燒室或者預(yù)燃室中的用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)的燃料空氣混合物的點(diǎn)火裝置，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置(2)具有高壓燃?xì)鈬娚淦?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?xì)鈬娚淦?4)的布置，從而借助高壓燃?xì)鈬娚淦?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(gè)體積(7)，在該體積中加熱元件(5)可以在起動(dòng)過(guò)程中主動(dòng)地提供用于點(diǎn)燃高度壓縮的氣態(tài)的燃料的自行點(diǎn)火溫度，從而高度壓縮的自行點(diǎn)火的氣態(tài)的燃料又能夠用作輸入主燃燒室(I)的燃?xì)饬康狞c(diǎn)火裝置，其中所述點(diǎn)火通過(guò)少量氣態(tài)的燃料通過(guò)高壓燃?xì)鈬娚淦?4)噴射到加熱元件(5)的熱的表面的附近而實(shí)現(xiàn)，其中加熱元件(5)的這個(gè)表面在起動(dòng)過(guò)程中被主動(dòng)加熱，其中在起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后該表面用作熱存儲(chǔ)器，它通過(guò)燃燒能量來(lái)加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述氣態(tài)的燃料在離開(kāi)高壓燃?xì)鈬娚淦?4)時(shí)具有大約處在熱力學(xué)過(guò)程的壓縮終點(diǎn)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?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，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?xì)鈬娚淦?4)經(jīng)過(guò)所述點(diǎn)火裝置(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，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?xì)鈬娚淦?4)經(jīng)過(guò)所述點(diǎn)火裝置(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述高壓燃?xì)鈬娚淦?4)包含高壓噴射閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述加熱元件(5)的表面可以對(duì)主動(dòng)的和被動(dòng)的加熱的情況通過(guò)一個(gè)構(gòu)件(5)設(shè)計(jì)或者設(shè)計(jì)成兩個(gè)互相分開(kāi)的構(gòu)件(5a，5b)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置(2)集成在與主燃燒室(I)分開(kāi)的預(yù)燃室(3 )中，該預(yù)燃室通過(guò)至少一個(gè)過(guò)吹口與主燃燒室(I)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述預(yù)燃室(3)的體積與過(guò)吹口的整個(gè)橫截面積的比例處在50和80 cm3每cm2之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述預(yù)燃室(3)的體積在壓縮結(jié)束時(shí)為主燃燒室(I)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(xiàng)所述的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置(2)集成在主燃燒室(I)中，并且此時(shí)帶有能點(diǎn)火的用于點(diǎn)火導(dǎo)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(kuò)展(f (t))來(lái)確定。
【文檔編號(hào)】F02M31/04GK103590952SQ201310453364
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2007年12月15日
【發(fā)明者】C.沃格爾, H.英坎普, A.哈南坎普 申請(qǐng)人:曼柴油機(jī)歐洲股份公司