专利名称：储气扫气腔的内燃机预燃室的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及火花点火内燃机的预燃室，特别是指一种储气扫气腔的内燃机预燃室。
火花点火内燃机的预燃室式燃烧系统主要由预燃室、主燃室、喷孔、火花塞、控制阀等组成。预燃室通过喷孔与主燃室相连，通过控制阀与供气系统相连，在压缩行程上止点前，火花塞首先点燃预燃室内的混合气，使预燃室内温度、压力升高，高温气体由喷孔喷入主燃室，并点燃主燃室内的混合气。
为了确保预燃室内火花塞间隙处在跳火时可点燃混合气，预燃室要通过控制阀与供气系统相连，在进气行程，控制阀打开，由供气系统通过控制阀对预燃室和火花塞间隙进行扫气，在压缩行程和作功行程，控制阀关闭，防止气体倒流。
预燃室式燃烧系统燃烧速度快，不易爆燃，并可实现分层燃烧，适用于大缸径的火花点火内燃机。现有预燃室式燃烧系统存在的问题在于由于要在预燃室上安装火花塞和控制阀，中小缸径的火花点火内燃机因受空间限制，一般不采用预燃室式燃烧系统。
由于控制阀在工作时要与高温，高压气体接触，动作频率高，因此，所承受的热负荷，机械负荷较大，可靠性低，寿命短，增加了停机维修次数时间。
预燃室燃烧系统的一个很重要的功能是要实现分层充气，分层充气的主要目的在于点燃稀混合气，原因是点火系统不能可靠地点燃稀混合气。
近年来，点火系统的性能在大幅度提高，高性能的点火系统已经可以可靠地点燃稀混合气，许多均质充气的统一式燃烧系统也在使用稀混合气来提高性能。
同时，日益苛刻的排放法规也使得预燃室燃烧系统的设计准则发生了变化，点火时，预燃室内为接近当量空燃比混合气的设计准则不仅没有必要，而且还使得NOX的排放量增加。Kevin D.Beaty等在研究开发9.6升车用天然气发动机时曾经发现，随着预燃室容积的减小，NOX的排放量下降，当预燃室容积减小到零，NOX的排放量降到最低的实验结果。
已公开的专利96248515.2给出了一种没有控制阀的预燃室，其结构简单，成本低；但由于火花塞间隙处扫气效果差，发动机很难起动。
本实用新型一种储气扫气腔的内燃机预燃室，其特征在于，其中包括一水套，该水套为一固定形状，中间有一贯孔，在水套的内面形成有两个环形的冷却室；一预燃室腔体，该预燃室腔体为柱状体，且在壁厚上形成一环形的储气容槽，在中间形成有一概似锥形预燃室内腔，该预燃室腔体容置于水套贯孔的下部，该预燃室腔体的预燃室内腔的下部形成有一通道；一套筒，该套筒为柱状体，其内形成有一阶梯形圆孔，在壁厚上形成一环形的储气容槽，该套筒容置于水套贯孔的上部；一火花塞，容置于套筒的圆孔内，该火花塞的头部探入到预燃室腔体的预燃室内腔中。
其中在套筒的外壁与水套的内壁面之间有密封圈。
其中在预燃室腔体的下部与水套之间有密封垫。
以上所述的储气扫气腔的内燃机预燃室安装于发电机的汽缸上，其中预燃室腔体6的预燃室内腔7的下部的通道4与主燃室2相通，该汽缸(为已有技术)包括主燃室2、活塞1及缸盖8。
本实用新型的工作过程为在进气行程，主燃室2内压力较低，新鲜混合气由进气门进入主燃室2，预燃室内腔7内也有少量气体通过通道4流入主燃室2，同时，储气容槽92、61内的部分气体也将流入预燃室内腔7。
在压缩行程，随着主燃室2内压力的升高，新鲜混合气由主燃室2通过通道4流入预燃室内腔7，同时，预燃室内腔7内的部分气体也将流入储气容槽92、61内。
当火花塞点火后，火焰首先在预燃室内腔7内传播，预燃室内腔7内压力升高，当预燃室内腔7内压力升高到高于主燃室2内压力时，火焰由通道4喷入主燃烧室2形成强紊流火焰，使主燃室2内实现快速的燃烧过程。随着作功行程的进行，储气容槽92、61内的部分气体流入预燃室内腔7和主燃室2，各室内温度压力下降。
在排气行程，随着废气的排出，各室内温度、压力下降。
当火焰通过缝隙、细孔或冷的壁面时，因为壁面的冷却作用，会使火焰熄灭而停止传播。为减小污染，在内燃机燃烧室内，应尽量减小火焰的淬熄现象。
在预燃室式燃烧系统内，由预燃室排出的气体要通过喷孔、主燃室再到达排气门，距离较远，如果在预燃室内设置适当的腔室，在压缩过程中，会有部分可燃混合气与残余废气被压入腔室，在燃烧过程中，因淬熄作用而不燃烧，在膨胀和排气行程时对预燃室扫气，但并不排出排气门而避免造成污染，这样，就可以不用控制阀而实现预燃室的扫气，预燃室式燃烧系统的结构将简化，可靠性将提高，应用范围将扩大。
利用储气腔储存预燃室内的废气，确保在火花塞跳火的瞬间，火花塞间隙处的混合气成分和流场结构能够满足点火和火焰传播的要求。
权利要求1.一种储气扫气腔的内燃机预燃室，其特征在于，其中包括一水套，该水套为一固定形状，中间有一贯孔，在水套的内面形成有两个环形的冷却室；一预燃室腔体，该预燃室腔体为柱状体，且在壁厚上形成一环形的储气容槽，在中间形成有一概似锥形预燃室内腔，该预燃室腔体容置于水套贯孔的下部，该预燃室腔体的预燃室内腔的下部形成有一通道；一套筒，该套筒为柱状体，其内形成有一阶梯形圆孔，在壁厚上形成一环形的储气容槽，该套筒容置于水套贯孔的上部；一火花塞，容置于套筒的圆孔内，该火花塞的头部探入到预燃室腔体的预燃室内腔中。
2.根据权利要求1所述的储气扫气腔的内燃机预燃室，其特征在于，其中在套筒的外壁与水套的内壁面之间有密封圈。
3.根据权利要求1所述的储气扫气腔的内燃机预燃室，其特征在于，其中在预燃室腔体的下部与水套之间有密封垫。
专利摘要一种储气扫气腔的内燃机预燃室，其中包括一水套，该水套为一固定形状，中间有一贯孔，在水套的内面形成有两个环形的冷却室；一预燃室腔体，该预燃室腔体为柱状体，且在壁厚上形成一环形的储气容槽，在中间形成有一概似锥形预燃室内腔，该预燃室腔体容置于水套贯孔的下部，该预燃室腔体的预燃室内腔的下部形成有一通道；一套筒，该套筒为柱状体，其内形成有一阶梯形圆孔，在壁厚上形成一环形的储气容槽，该套筒容置于水套贯孔的上部；一火花塞，容置于套筒的圆孔内，该火花塞的头部探入到预燃室腔体的预燃室内腔中。
文档编号F02B19/00GK2532249SQ0223026
公开日2003年1月22日 申请日期2002年4月2日 优先权日2002年4月2日
发明者曲延涛, 马人熊 申请人:中国科学院工程热物理研究所