本实用新型涉及一种在内燃机中的预燃室。更具体地说，本实用新型涉及一种限压装置，以限制预燃室中的峰值压力。
背景技术：
通常已知内燃机（ICE）采用多个燃烧汽缸，空气-燃料混合气在这些燃烧汽缸中燃烧以产生使得机器行进所需的动力。在一些内燃机、例如气态燃料应用中，燃烧系统除了主燃烧室以外包括预燃烧室。典型地，该预燃烧室位于汽缸盖中并且经由多个小孔口与发动机的主燃烧室流体连通。在工作期间，预燃烧室适合于接纳由位于预燃烧室内的火花塞点燃的空气-燃料混合物。空气-燃料混合物在预燃烧室中的点燃产生火焰，该火焰燃烧喷射或以其他方式通过孔口行进通过主燃烧室的燃料，由此点燃其中的空气-燃料混合物。
众所周知的是，NOx气体在空气-燃料混合物于主燃烧室中的点燃期间产生。此外，由于空气-燃料混合物在预燃烧室中的预燃烧，在预燃烧室中产生高峰值压力。由于此种峰值压力，在预燃烧室中形成高NOx。因此，由于在预燃烧室中形成更高的NOx，发动机中形成的总NOx增多。因此，需要控制峰值压力，以使得在预燃烧室中的NOx形成最少。
美国专利7,100,567公开了一种预燃室活塞，以在主燃烧室的压缩冲程的一部分期间改变预燃室内的容积。预燃室可机械地、液压地、电气地或者气动地致动。然而，‘567参考文献公开了一种由控制器控制的预燃室活塞。此种布置是昂贵的并且采用多个传感器。
本实用新型针对一个或多个上述问题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种发动机，该发动机具有主燃烧室和预燃烧室组件。预燃烧室组件设置在主燃烧室附近。预燃烧室组件包括预燃烧室、限压装置以及流体管道。该限压装置包括第一端、第二端和弹簧。该限压装置沿着纵向轴线设置，且第一端连通预燃烧室。该限压装置能在消极状态和激活状态下操作。流体管道设置在主燃烧室和限压装置的第二端之间，以使主燃烧室和限压装置之间的流体连通。当预燃烧室中的流体压力在预燃室燃烧期间达到阈值时，将该限压装置致动至激活状态。在该激活状态下，该限压装置通过压缩弹簧而远离预燃烧室地移动，以增大预燃烧室中的容积。
所述限压装置进一步包括：蓄能器本体和蓄能器活塞，所述蓄能器本体容纳所述弹簧和所述蓄能器活塞，所述弹簧的一端设在所述蓄能器活塞上，另一端设在所述第二端。
所述流体管道包括第一端和第二端，所述流体管道的所述第一端在所述主燃烧室附近并设置在汽缸盖中，以与所述主燃烧室流体连通，所述流体管道的所述第二端与所述限压装置的所述第二端的入口连通。
本实用新型在预燃室燃烧期间，通过增大预燃烧室的容积，能够使预燃烧室中温度的有效降低，由此使NOx形成的减少，提高了排污效果。
附图说明
图1是根据本实用新型的构思的发动机的一部分的剖视图，其示出预燃烧室组件和主燃烧室。
具体实施方式
参照图1，示出发动机10的部分剖视图。发动机10包括汽缸12和汽缸盖14。汽缸12包括主燃烧室16和活塞18。活塞18可滑动地设置在汽缸12内，以在上止点位置和下止点位置之间往复运动。主燃烧室16容纳空气-燃料混合物，其被点燃以产生动力。
汽缸盖14与发动机体（未示出）接合，以覆盖汽缸12并且限定汽缸12的主燃烧室16。汽缸盖14包括进气开口20、排气开口22、预燃烧室组件24、孔26以及流体管道28。进气开口20允许进入气体进入主燃烧室16。排气开口22允许排气排出主燃烧室16。发动机进、排气阀29定位成选择性地打开和关闭进气开口20和排气开口22。
孔26在发动机进、排气阀29之间并设置在汽缸盖14中。孔26通入到主燃烧室16中。孔26结构限定成容纳预燃烧室组件24。
流体管道28设置在汽缸盖14中。流体管道28在主燃烧室16和预燃烧室组件24之间延伸。流体管道28包括第一端30和第二端32。第一端30在主燃烧室16附近并设置在汽缸盖14中，以使得第一端30与主燃烧室16流体连通。第二端32设置在预燃烧室组件24中。
预燃烧室组件24如图所示设置在汽缸盖14中的孔26内。预燃烧室组件24从汽缸盖14向主燃烧室16延伸。预燃烧室组件24能以各种方式配置。可使用能够定位在汽缸盖14中的组件，其实现在主燃烧室16以外的燃烧事件并且将燃烧引入到主燃烧室16中。
预燃烧室组件24包括顶部34、颈部36以及底端部分38。顶部34经由紧固件（未示出）连接于汽缸盖14。顶部34包括顶壁40。顶部34包括端口42、燃料输入阀44、火花塞46以及限压装置48。
燃料输入阀44适合于将燃料输送至预燃烧室50，其设置在底端部分38中。燃料输入阀44与预燃烧室组件50流体连通。燃料输入阀44适合于将燃料、例如气态燃料通入到预燃烧室50中。
顶壁40包括螺纹孔51。螺纹孔51延伸穿过顶壁40并且适合于接纳火花塞46。火花塞46定位成使得火花塞末端52在预燃烧室50中延伸。在本实用新型的内容中的火花塞46为在本技术领域可用的合适点火装置。
限压装置48固定在顶壁40上，以使得限压装置48流体地连接于端口42。该限压装置48包括第一端53和第二端54。第一端53附连在顶壁40上并且在端口42附近。端口42允许限压装置48和预燃烧室50之间的流体连通。限压装置48沿着纵向轴线设置，使第二端54延伸向上露出并且在流体管道28的第二端32附近。第二端54包括入口56，该入口56与流体管道28的第二端32连通，以使限压装置48和主燃烧室16之间的流体连通。限压装置48包括蓄能器本体58、弹簧60以及蓄能器活塞62。蓄能器本体58限定蓄能器容积64，其容纳弹簧60和蓄能器活塞62。弹簧60作用在蓄能器活塞62上。蓄能器活塞62包括面向第一端53的第一侧66和面向第二端54的第二侧68。根据作用在蓄能器活塞62的第一侧66和第二侧68上的流体压力的压力差，蓄能器活塞62能在第一端53和第二端54之间移动。该压力差是主燃烧室16和预燃烧室50的流体压力差。主燃烧室16的流体压力经由入口56与限压装置48连通。主燃烧室16的流体压力作用在蓄能器活塞62的第二侧68上。预燃烧室50的流体压力经由端口42与限压装置48连通。预燃烧室50的流体压力作用在蓄能器活塞62的第一侧66上。
该限压装置48能在消极状态和激活状态下操作。当预燃烧室50中的流体压力在预燃室燃烧期间达到阈值时，将该限压装置48致动至激活状态。在激活状态下，蓄能器活塞62通过压缩弹簧60的弹力而远离预燃烧室50地移动，由此增大预燃烧室50的容积。在消极状态下，当预燃烧室50中的流体压力低于阈值时，蓄能器活塞62维持在预定位置处。
颈部36接纳在孔26中。孔26允许颈部36的一些部分以及整个底端部分38能延伸到主燃烧室16中并且相对于该主燃烧室16暴露。颈部36包括第一密封表面70和内周界72。第一密封表面70绕颈部36设置在预定位置处。该第一密封表面70设置成密封抵靠于设置在汽缸盖14中的第二密封表面74。第二密封表面74位于孔26中。
内周界72限定在顶壁40和底端部分38之间。内周界72连同顶壁40和底端部分38一起限定预燃烧室50。
底端部分38包括多个相互隔开的径向定向孔口76。孔口76通入到预燃烧室50中并且通入到主燃烧室16中。孔口76以预定型式将来自预燃烧室50的膨胀气体引入到主燃烧室16中。
工业实用性
参照附图，并且在操作中，预燃烧室组件24可安装在汽缸盖14中。燃料系统（未示出）可经由燃料输入阀44将气态燃料和空气的混合物供给至预燃烧室50。安装于预燃烧室组件24的火花塞46将预燃烧室50内的气态燃料和空气的混合物点燃。在气态燃料和空气的混合物在预燃烧室50内燃烧之后，例如呈火焰形状的燃烧着的燃料可经由孔口76喷射到主燃烧室16中。在此，燃烧着的燃料可引发主燃烧过程并且可点燃主燃烧室16内由进气开口20供给的气态燃料和空气的混合物。
在预燃室燃烧之前，预燃烧室50中的流体压力低于阈值并且主燃烧室16中的流体压力等于第一压力。预燃烧室50的流体压力经由端口42连通至蓄能器活塞62的第一侧66。第一压力经由流体导管28连通至蓄能器活塞62的第二侧68。在该情形下，作用在限压装置48的蓄能器活塞62的侧部66和68上的流体压力使得蓄能器活塞62维持在消极状态中。在预燃室燃烧期间，预燃烧室50的流体压力升高并且到达阈值。该流体压力连通并作用至蓄能器活塞62的第一侧66上。蓄能器活塞62的第二侧68处于第一压力。因此，预燃烧室50的流体压力高于第一压力，因此作用在第一侧66上的流体压力高于作用在第二侧68上的流体压力。蓄能器活塞62远离第一端53地移动，由此增大预燃烧室50的容积。这导致预燃烧室50中温度的降低，并且由此NOx形成的减少。这有助于延长预燃室喷射持续时间，以延长主燃烧室16中的贫燃熄火。此外，在达到排气冲程的情形下，主燃烧室16中的压力降低。这样在弹簧60恢复力的作用下，蓄能器活塞62恢复至消极状态。
本实用新型的许多特征和优点从详细的说明书中显而易见，因此，其旨在由所附的权利要求覆盖本实用新型的落在其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，本领域技术人员会容易地想到多种修改和变型。因此，并不期望将本实用新型限于所说明和描述的确定结构和操作，因此，所有适当的修改和等同替换可以认为是落入本实用新型的保护范围。