本實(shí)用新型涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)燃室組件。

背景技術(shù)：

通常，為了提高氣缸、稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的利用率，在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋中設(shè)置一種通常被稱(chēng)為預(yù)燃燒室或預(yù)燃室的輔助室。預(yù)燃室以使得預(yù)燃室與發(fā)動(dòng)機(jī)的主燃燒室流體連通的方式聯(lián)接到氣缸蓋。燃料噴射器設(shè)置在預(yù)燃室中以將燃料噴射到預(yù)燃室中，在預(yù)燃室中燃料與空氣混合以形成空氣燃料混合物。在一些情況下，點(diǎn)火啟動(dòng)裝置（諸如火花塞或電熱塞）也設(shè)置在預(yù)燃室中以啟動(dòng)預(yù)燃室中的空氣燃料混合物的燃燒。這樣，燃燒在預(yù)燃室中開(kāi)始并且隨后進(jìn)行到主燃燒室，從而確保空氣燃料混合物中存在的燃料的快速燃燒并使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中的顆粒物質(zhì)的量最小化。

預(yù)燃室通常經(jīng)歷高流動(dòng)摩擦和高循環(huán)熱通量，特別當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在稀燃條件下運(yùn)行以減少污染物的產(chǎn)生時(shí)。已經(jīng)觀察到通過(guò)預(yù)燃室、特別是在從預(yù)燃室到由氣缸形成的主燃燒室中的開(kāi)口附近的侵蝕腐蝕縮短了預(yù)燃室的壽命。

第2,336,883號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述了一種壓縮點(diǎn)火燃料噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有氣缸、活塞和封閉氣缸一端的氣缸蓋。氣缸蓋還具有在氣缸外部并且通過(guò)限制通道與其連通的球形燃燒室，所述限制通道切向地連通到球形燃燒室以引起空氣的旋轉(zhuǎn)。在不同的實(shí)施例中，一個(gè)或兩個(gè)噴射器在不同的點(diǎn)處以與旋轉(zhuǎn)空氣的方向成多個(gè)角度將燃料引入球形燃燒室中以改善混合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所提出的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)燃室組件，旨在提高預(yù)燃室的壽命。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提出了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)燃室組件，包括與設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中的主燃燒室流體連通的預(yù)燃室，所述預(yù)燃室包括具有第一直徑的第一部分、從第一部分延伸的錐形部分以及具有第二直徑的第二部分，所述第二部分從錐形部分延伸，并且所述第二直徑小于所述第一直徑，所述第二部分包括進(jìn)入主燃燒室的開(kāi)口；所述預(yù)燃室組件進(jìn)一步包括位于第二部分中并且相對(duì)于預(yù)燃室的中心軸線以一定角度傾斜的燃料噴射構(gòu)件；此外，所述預(yù)燃室組件還包括位于靠近預(yù)燃室的錐形部分的第一部分中的火花塞。

上述技術(shù)方案通過(guò)將燃料引入預(yù)燃室的第二部分的相對(duì)窄的部位，從而使得進(jìn)入預(yù)燃室的空氣具有最高速度，并且相對(duì)于空氣流動(dòng)方向以形成一定角度的方向噴射，由此可以改善燃料與空氣的混合并減少由高熱或稀燃燒引起的對(duì)預(yù)燃室的損害。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的裝配有預(yù)燃室組件的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋的橫截面；

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的圖1的預(yù)燃室組件的放大視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)14的氣缸蓋10和氣缸體12的局部截面圖。氣缸蓋10安裝在氣缸體12上。在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)14可以實(shí)施為火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。氣缸體12包括多個(gè)氣缸16。圖1中示出了多個(gè)氣缸16中的一個(gè)的橫截面。多個(gè)氣缸16可以以本領(lǐng)域已知的直列式構(gòu)造、徑向構(gòu)造或任何其他構(gòu)造布置。氣缸體12包括設(shè)置在氣缸16內(nèi)的活塞18。

活塞18在一個(gè)沖程中在下死點(diǎn)（BDC）與上死點(diǎn)（TDC）之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)14在一個(gè)循環(huán)運(yùn)行過(guò)程中包括各種沖程，諸如進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。TDC與BDC之間的體積限定了波及體積。波及體積指示被燃燒的充填物可占據(jù)的體積。本實(shí)施例中的技術(shù)詞語(yǔ)“充填物”可以被稱(chēng)為空氣和燃料的混合物。當(dāng)活塞18在TDC處，活塞18與氣缸蓋10的內(nèi)部部分之間可用的體積被定義為主燃燒室20。

氣缸蓋10包括用于將充填物引入氣缸16中的入口閥22。一旦充填物在主燃燒室20中燃燒，則在發(fā)動(dòng)機(jī)14的排氣沖程期間，燃燒產(chǎn)物被迫通過(guò)排氣閥24排出氣缸16。發(fā)動(dòng)機(jī)14進(jìn)一步包括設(shè)置在預(yù)燃室組件28中的燃料供應(yīng)系統(tǒng)26。在一個(gè)示例中，燃燒啟動(dòng)裝置（諸如火花塞或燃料噴射器）設(shè)置在主燃燒室20中。在這類(lèi)情況下，預(yù)燃室組件28增加主燃燒室20的體積，同時(shí)容納燃燒啟動(dòng)裝置。

圖2示出了預(yù)燃室組件28的橫截面放大視圖。預(yù)燃室組件28包括封閉在氣缸蓋10內(nèi)的殼體構(gòu)件30。殼體構(gòu)件30具有頂端32和底端34。殼體構(gòu)件30通過(guò)緊固構(gòu)件（未示出）聯(lián)接到氣缸蓋10。具體地，預(yù)燃室組件28的頂端32聯(lián)接到氣缸蓋10。預(yù)燃室組件28包括限定在殼體構(gòu)件30內(nèi)并與殼體構(gòu)件30的底端34相鄰的預(yù)燃室36。預(yù)燃室36位于限定在發(fā)動(dòng)機(jī)14的氣缸16中的主燃燒室20的上游。預(yù)燃室組件28與發(fā)動(dòng)機(jī)14的燃料供應(yīng)系統(tǒng)26流體連通。燃料供應(yīng)系統(tǒng)26包括儲(chǔ)存器38和燃料供應(yīng)管線40。燃料供應(yīng)管線40的第一端42連接到儲(chǔ)存器38的出口，且燃料供應(yīng)管線40的第二端44連接到預(yù)燃室組件28的入口。預(yù)燃室36包括限定在預(yù)燃室36內(nèi)的第一部分46。第一部分46沿著預(yù)燃室36的中心軸線“CA”延伸并且具有第一直徑“D”。預(yù)燃室36進(jìn)一步包括從第一部分46延伸的錐形部分48。預(yù)燃室36進(jìn)一步包括具有第二直徑“S”的第二部分50。第二直徑“S”小于第一直徑“D”。第二部分50從錐形部分48延伸。第二部分50包括開(kāi)口52，以將空氣燃料混合物（充填物）從主燃燒室20供應(yīng)至預(yù)燃室36并使燃燒反應(yīng)沿相反方向行進(jìn)。

預(yù)燃室組件28進(jìn)一步包括位于預(yù)燃室36的錐形部分48的下游的燃料噴射構(gòu)件54。燃料噴射構(gòu)件54與預(yù)燃室36的第二部分50流體連通。燃料噴射構(gòu)件54與燃料供應(yīng)系統(tǒng)26流體連通。燃料噴射構(gòu)件54相對(duì)于預(yù)燃室36的中心軸線“CA”以一定角度傾斜。在一個(gè)示例中，燃料噴射構(gòu)件54可以以約10度至約80度的角度傾斜。燃料噴射構(gòu)件54與控制器55電連通，并且控制器55用于控制將燃料供應(yīng)至預(yù)燃室36的第二部分50中，以在發(fā)動(dòng)機(jī)14的運(yùn)行期間提供附加燃料，與從主燃燒室20接收的空氣燃料混合物充分混合。

進(jìn)一步地，燃料噴射的方式可以是機(jī)械噴射或電子噴射。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，燃料噴射可以由本實(shí)用新型中未示出的燃料泵、燃料貯存器、燃料過(guò)濾器和燃料分配器輔助完成。因此，預(yù)燃室組件28可以聯(lián)接到這些裝置中的一個(gè)或多個(gè)，并且燃料噴射構(gòu)件54可以使燃料霧化且之后將其供應(yīng)至預(yù)燃室36中。進(jìn)一步地，預(yù)燃室36設(shè)置有漏斗形構(gòu)造，如圖2所示。進(jìn)一步地，預(yù)燃室組件28包括位于預(yù)燃室36的錐形部分48上方的火花塞56。在一個(gè)示例中，在預(yù)燃室36的壁上可開(kāi)設(shè)用于將火花塞56安裝在其中的孔58?？?8可以包括螺紋以將火花塞56緊固在其中?；鸹ㄈ?6可以如此定位在預(yù)燃室36的第一部分46中，使得火花塞56的尖端接近設(shè)置在第一部分46的下部區(qū)域處的錐形部分48。在一個(gè)示例中，分配器可以聯(lián)接到火花塞56，以為火花塞56的操作提供電力供應(yīng)。

工業(yè)實(shí)用性

本實(shí)用新型涉及預(yù)燃室組件28。如前所述，預(yù)燃室36被構(gòu)造成在壓縮沖程期間從主燃燒室20接收空氣燃料混合物。由于是壓縮沖程并且開(kāi)口52的橫截面較小，因此從主燃燒室20進(jìn)入預(yù)燃室36的空氣燃料混合物具有相當(dāng)高的湍流。由于第二部分50與第一部分46相比具有較小的直徑，所以進(jìn)入的充填物在行進(jìn)通過(guò)第二部分時(shí)具有相對(duì)較高的速度。

從燃料噴射構(gòu)件54進(jìn)入預(yù)燃室36的燃料與預(yù)燃室36中進(jìn)入的稀空氣燃料混合物混合，形成濃空氣燃料混合物。燃料噴射構(gòu)件54在預(yù)燃室36的第二部分50中的安裝位置和傾斜設(shè)置方式，使得燃料以相對(duì)于空氣燃料混合物進(jìn)入預(yù)燃室36的方向成一定角度被供應(yīng)。這樣，燃料噴射構(gòu)件54的傾斜有助于增強(qiáng)燃料與空氣燃料混合物的混合。此外，當(dāng)進(jìn)入預(yù)燃室36的燃料與已經(jīng)存在于預(yù)燃室36中的空氣燃料混合物混合時(shí)，更多的空氣燃料混合物進(jìn)入預(yù)燃室36直到壓縮沖程結(jié)束，從而形成均勻的濃空氣燃料混合物。在壓縮沖程結(jié)束之前，濃且均勻的空氣燃料混合物通過(guò)火花塞56點(diǎn)火在預(yù)燃室36中燃燒。通過(guò)對(duì)預(yù)燃室組件進(jìn)行上述改進(jìn)設(shè)計(jì)，均勻的空氣燃料混合物在預(yù)燃室36中完全且均勻地燃燒并且預(yù)燃室的壽命得到提高。

本實(shí)用新型雖然僅描述了通過(guò)進(jìn)氣口供應(yīng)空氣和燃料的稀混合物組成充填物，在預(yù)燃室中將附加燃料供應(yīng)至進(jìn)氣口，以便在預(yù)燃室中產(chǎn)生濃且均勻的混合物。然而，本實(shí)用新型還可以應(yīng)用于其氣缸進(jìn)氣口僅供應(yīng)空氣的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其燃料也被引入主燃燒室中或所有燃料被引入預(yù)燃室中。