专利名称：填埋气发动机快速燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及火花点火气体燃料内燃机的燃烧装置，特别是指一种填埋气发动机快速燃烧装置。
现有的火花点火气体燃料内燃机的燃烧系统可分为两类，统一室式和预燃室式。
统一室式燃烧系统的燃烧室空间结构简单紧凑、成本低，适合于小缸径的发动机。大缸径的火花点火气体燃料内燃机采用统一室式燃烧系统时，由于火焰传播半径增加等原因，会出现燃烧速度慢、排温高、可靠性差等问题，因此，统一室式燃烧系统不适合于大缸径的火花点火气体燃料内燃机。
大缸径的火花点火气体燃料内燃机，一般采用预燃室燃烧系统。在这种燃烧系统中，包括预燃室和主燃室，两室之间用通道相连。主燃室内由原进气系统供给稀混合气可以降低燃烧温度，减少爆震倾向。预燃室有专用的控制阀门与预燃室供气系统连接，在进气行程时，阀门打开，向预燃室充以燃气或浓混合气并清除废气，而在压缩过程中，主燃室内的稀混合气由通道压入预燃室并增加预燃室内的紊流强度，在点火时刻，火花塞附近为便于点火的当量混合气。预燃室着火后，压力上升，当超过主燃室压力后，预燃室内高温高压气体便开始向主燃室内喷射，由于喷孔的节流效果，喷孔内的气流速度可达当地音速，这射流在主燃室内引发强烈的紊流，燃烧中间产物的高温高压气体，并迅速点燃主燃室内的稀混合气，并使这些稀混合气实现快速燃烧。
为了确保在各种工况下预燃室式燃烧系统均能正常工作，现有的预燃室供气系统包含有很多控制阀门，使得预燃室式燃烧系统存在着结构复杂、成本高、调试困难等问题。
为了简化结构，专利96248515.2给出了一种没有控制阀的预燃室，这种预燃室结构简单，成本低，但由于火花塞间隙处扫气效果差，发动机很难起动。
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，原因是原有的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。
本实用新型一种填埋气发动机快速燃烧装置，其特征在于，其中包括一主燃烧室；一预燃室紊流发生室，该预燃室紊流发生室与主燃烧室连接；一混合器，该混合器经一进气管与主燃烧室相连接；一控制阀，该控制阀经管路分别与进气管和预燃室紊流发生室相连接；一火花塞，该火花塞安装在预燃室紊流发生室上。
其中在主燃烧室和进气管之间安装有一进气门，在主燃烧室上还安装有一排气门。
其中预燃室紊流发生室与主燃烧室之间为喷孔。
其中在主燃烧室2和进气管5之间安装有一进气门3，在主燃烧室2上还安装有一排气门9。
本实用新型的工作过程为进气行程时，活塞1下行，进气管5内混合气分别经由进气门3和控制阀4进入主燃烧室2和预燃室紊流发生室7并对火花塞8间隙处扫气。压缩行程时，活塞1上行，缸内压力升高，主燃烧室2内部分混合气经由喷孔10进入预燃室紊流发生室7，预燃室紊流发生室7内压力升高，控制阀4关闭。在压缩行程上止点前，火花塞8首先点燃预燃室紊流发生室7内的混合气，使预燃室紊流发生室7内温度、压力升高，高温气体由喷孔10喷入主燃室2，产生强烈紊流并点燃主燃室2内的混合气，由于提高了紊流强度，所以燃烧速度得到提高，活塞下行，完成作功过程。排气行程，活塞上行，控制阀4关闭，排气门9打开，废气排出。
本实用新型利用新一代点火系统强大的点火能力，放弃现有预燃室燃烧系统分层充气的设计理念及其为保证分层充气而设置的预燃室供气系统，保留了有换气结构预燃室燃烧装置的燃烧速度快，换气效果好的特点，在保证足够燃烧速度的前提条件下，简化了结构，减低了成本，对于提高火花点火气体燃料内燃机的性能具有重要意义。
权利要求1.一种填埋气发动机快速燃烧装置，其特征在于，其中包括一主燃烧室；一预燃室紊流发生室，该预燃室紊流发生室与主燃烧室连接；一混合器，该混合器经一进气管与主燃烧室相连接；一控制阀，该控制阀经管路分别与进气管和预燃室紊流发生室相连接；一火花塞，该火花塞安装在预燃室紊流发生室上。
2.根据权利要求1所述的填埋气发动机快速燃烧装置，其特征在于，其中在主燃烧室和进气管之间安装有一进气门，在主燃烧室上还安装有一排气门。
3.根据权利要求1所述的填埋气发动机快速燃烧装置，其特征在于，其中预燃室紊流发生室与主燃烧室之间为喷孔。
专利摘要本实用新型一种填埋气发动机快速燃烧装置，其中包括一主燃烧室；一预燃室紊流发生室，该预燃室紊流发生室与主燃烧室连接；一混合器，该混合器经一进气管与主燃烧室相连接；一控制阀，该控制阀经管路分别与进气管和预燃室紊流发生室相连接；一火花塞，该火花塞安装在预燃室紊流发生室上。
文档编号F02B19/08GK2532250SQ0223025
公开日2003年1月22日 申请日期2002年4月1日 优先权日2002年4月1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