一种用于发动机的预燃室组件的制作方法

本实用新型涉及一种用于发动机的预燃室组件。

背景技术：

通常，为了提高气缸、稀燃发动机中的燃料的利用率，在发动机的气缸盖中设置一种通常被称为预燃烧室或预燃室的辅助室。预燃室以使得预燃室与发动机的主燃烧室流体连通的方式联接到气缸盖。燃料喷射器设置在预燃室中以将燃料喷射到预燃室中，在预燃室中燃料与空气混合以形成空气燃料混合物。在一些情况下，点火启动装置（诸如火花塞或电热塞）也设置在预燃室中以启动预燃室中的空气燃料混合物的燃烧。这样，燃烧在预燃室中开始并且随后进行到主燃烧室，从而确保空气燃料混合物中存在的燃料的快速燃烧并使来自发动机的排气中的颗粒物质的量最小化。

预燃室通常经历高流动摩擦和高循环热通量，特别当发动机在稀燃条件下运行以减少污染物的产生时。已经观察到通过预燃室、特别是在从预燃室到由气缸形成的主燃烧室中的开口附近的侵蚀腐蚀缩短了预燃室的寿命。

第2,336,883号美国专利描述了一种压缩点火燃料喷射型发动机，其具有气缸、活塞和封闭气缸一端的气缸盖。气缸盖还具有在气缸外部并且通过限制通道与其连通的球形燃烧室，所述限制通道切向地连通到球形燃烧室以引起空气的旋转。在不同的实施例中，一个或两个喷射器在不同的点处以与旋转空气的方向成多个角度将燃料引入球形燃烧室中以改善混合。

技术实现要素：

本实用新型所提出的用于发动机的预燃室组件，旨在提高预燃室的寿命。

根据本实用新型的一个方面，提出了一种用于发动机的预燃室组件，包括与设置在所述发动机的气缸中的主燃烧室流体连通的预燃室，所述预燃室包括具有第一直径的第一部分、从第一部分延伸的锥形部分以及具有第二直径的第二部分，所述第二部分从锥形部分延伸，并且所述第二直径小于所述第一直径，所述第二部分包括进入主燃烧室的开口；所述预燃室组件进一步包括位于第二部分中并且相对于预燃室的中心轴线以一定角度倾斜的燃料喷射构件；此外，所述预燃室组件还包括位于靠近预燃室的锥形部分的第一部分中的火花塞。

上述技术方案通过将燃料引入预燃室的第二部分的相对窄的部位，从而使得进入预燃室的空气具有最高速度，并且相对于空气流动方向以形成一定角度的方向喷射，由此可以改善燃料与空气的混合并减少由高热或稀燃烧引起的对预燃室的损害。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的装配有预燃室组件的发动机的气缸盖的横截面；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的图1的预燃室组件的放大视图。

具体实施方式

图1示出了发动机14的气缸盖10和气缸体12的局部截面图。气缸盖10安装在气缸体12上。在一个示例中，发动机14可以实施为火花点火燃气发动机。气缸体12包括多个气缸16。图1中示出了多个气缸16中的一个的横截面。多个气缸16可以以本领域已知的直列式构造、径向构造或任何其他构造布置。气缸体12包括设置在气缸16内的活塞18。

活塞18在一个冲程中在下死点（BDC）与上死点（TDC）之间往复运动。发动机14在一个循环运行过程中包括各种冲程，诸如进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。TDC与BDC之间的体积限定了波及体积。波及体积指示被燃烧的充填物可占据的体积。本实施例中的技术词语“充填物”可以被称为空气和燃料的混合物。当活塞18在TDC处，活塞18与气缸盖10的内部部分之间可用的体积被定义为主燃烧室20。

气缸盖10包括用于将充填物引入气缸16中的入口阀22。一旦充填物在主燃烧室20中燃烧，则在发动机14的排气冲程期间，燃烧产物被迫通过排气阀24排出气缸16。发动机14进一步包括设置在预燃室组件28中的燃料供应系统26。在一个示例中，燃烧启动装置（诸如火花塞或燃料喷射器）设置在主燃烧室20中。在这类情况下，预燃室组件28增加主燃烧室20的体积，同时容纳燃烧启动装置。

图2示出了预燃室组件28的横截面放大视图。预燃室组件28包括封闭在气缸盖10内的壳体构件30。壳体构件30具有顶端32和底端34。壳体构件30通过紧固构件（未示出）联接到气缸盖10。具体地，预燃室组件28的顶端32联接到气缸盖10。预燃室组件28包括限定在壳体构件30内并与壳体构件30的底端34相邻的预燃室36。预燃室36位于限定在发动机14的气缸16中的主燃烧室20的上游。预燃室组件28与发动机14的燃料供应系统26流体连通。燃料供应系统26包括储存器38和燃料供应管线40。燃料供应管线40的第一端42连接到储存器38的出口，且燃料供应管线40的第二端44连接到预燃室组件28的入口。预燃室36包括限定在预燃室36内的第一部分46。第一部分46沿着预燃室36的中心轴线“CA”延伸并且具有第一直径“D”。预燃室36进一步包括从第一部分46延伸的锥形部分48。预燃室36进一步包括具有第二直径“S”的第二部分50。第二直径“S”小于第一直径“D”。第二部分50从锥形部分48延伸。第二部分50包括开口52，以将空气燃料混合物（充填物）从主燃烧室20供应至预燃室36并使燃烧反应沿相反方向行进。

预燃室组件28进一步包括位于预燃室36的锥形部分48的下游的燃料喷射构件54。燃料喷射构件54与预燃室36的第二部分50流体连通。燃料喷射构件54与燃料供应系统26流体连通。燃料喷射构件54相对于预燃室36的中心轴线“CA”以一定角度倾斜。在一个示例中，燃料喷射构件54可以以约10度至约80度的角度倾斜。燃料喷射构件54与控制器55电连通，并且控制器55用于控制将燃料供应至预燃室36的第二部分50中，以在发动机14的运行期间提供附加燃料，与从主燃烧室20接收的空气燃料混合物充分混合。

进一步地，燃料喷射的方式可以是机械喷射或电子喷射。本领域的技术人员将理解，燃料喷射可以由本实用新型中未示出的燃料泵、燃料贮存器、燃料过滤器和燃料分配器辅助完成。因此，预燃室组件28可以联接到这些装置中的一个或多个，并且燃料喷射构件54可以使燃料雾化且之后将其供应至预燃室36中。进一步地，预燃室36设置有漏斗形构造，如图2所示。进一步地，预燃室组件28包括位于预燃室36的锥形部分48上方的火花塞56。在一个示例中，在预燃室36的壁上可开设用于将火花塞56安装在其中的孔58。孔58可以包括螺纹以将火花塞56紧固在其中。火花塞56可以如此定位在预燃室36的第一部分46中，使得火花塞56的尖端接近设置在第一部分46的下部区域处的锥形部分48。在一个示例中，分配器可以联接到火花塞56，以为火花塞56的操作提供电力供应。

工业实用性

本实用新型涉及预燃室组件28。如前所述，预燃室36被构造成在压缩冲程期间从主燃烧室20接收空气燃料混合物。由于是压缩冲程并且开口52的横截面较小，因此从主燃烧室20进入预燃室36的空气燃料混合物具有相当高的湍流。由于第二部分50与第一部分46相比具有较小的直径，所以进入的充填物在行进通过第二部分时具有相对较高的速度。

从燃料喷射构件54进入预燃室36的燃料与预燃室36中进入的稀空气燃料混合物混合，形成浓空气燃料混合物。燃料喷射构件54在预燃室36的第二部分50中的安装位置和倾斜设置方式，使得燃料以相对于空气燃料混合物进入预燃室36的方向成一定角度被供应。这样，燃料喷射构件54的倾斜有助于增强燃料与空气燃料混合物的混合。此外，当进入预燃室36的燃料与已经存在于预燃室36中的空气燃料混合物混合时，更多的空气燃料混合物进入预燃室36直到压缩冲程结束，从而形成均匀的浓空气燃料混合物。在压缩冲程结束之前，浓且均匀的空气燃料混合物通过火花塞56点火在预燃室36中燃烧。通过对预燃室组件进行上述改进设计，均匀的空气燃料混合物在预燃室36中完全且均匀地燃烧并且预燃室的寿命得到提高。

本实用新型虽然仅描述了通过进气口供应空气和燃料的稀混合物组成充填物，在预燃室中将附加燃料供应至进气口，以便在预燃室中产生浓且均匀的混合物。然而，本实用新型还可以应用于其气缸进气口仅供应空气的发动机系统，其燃料也被引入主燃烧室中或所有燃料被引入预燃室中。