预燃室和发动机的制作方法

1.本实用新型涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种预燃室和具有该预燃室的发动机。


背景技术：

2.目前预燃室结构的稀燃发动机大多选择布置在燃烧室顶端，由于火花塞、点火线圈和喷油器都需要布置在预燃室结构中，因此这对气缸盖罩的空间布置增加了困难，需要合理优化预燃室的组成结构。相关技术中，预燃室为直接通过连接件固定安装于缸盖，如此设计形式使得预燃室的自身结构应力较大，且存在安装过定位的问题，存在改进的空间。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种预燃室，该预燃室适于与压块配合安装，利于减小预燃室的结构应力，且不易出现安装过定位的问题。
4.根据本实用新型实施例的预燃室，包括：预燃室主体，所述预燃室主体的下部设有若干喷孔；所述预燃室主体的上部设置有安装凸起，所述安装凸起的顶面为圆弧面。
5.根据本实用新型实施例的预燃室，预燃室主体的结构简单，适于与压块安装配合于缸盖，且在实际连接时，不易出现过定位的问题。
6.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室主体包括预燃室上体以及与所述预燃室上体插接配合的预燃室下体，所述喷孔开设在所述预燃室下体的下部，所述安装凸起呈板状并形成在所述预燃室上体的上部。
7.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室上体与所述预燃室下体插接连接，所述预燃室上体通过定位销连接所述预燃室下体。
8.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室上体分别开设有喷油器安装孔和火花塞安装孔，所述安装凸起位于所述喷油器安装孔和所述火花塞安装孔之间。
9.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室主体采用的材料的导热系数为a且耐温极限为t1，满足：a≥40w/mk，1≤a/t1≤65。
10.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室主体采用的材料的抗拉强度为b，满足：430mpa≤b≤590mpa。
11.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室主体采用的材料为16mo3钢。
12.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述预燃室主体的外周壁设有环形安装槽，所述环形安装槽内设有o型密封圈。
13.根据本实用新型一些实施例的预燃室，所述o型密封圈到所述预燃室主体的尖端面之间的距离为x，且所述o型密封圈的耐温极限为t2，满足：1.80≤t2/x≤3.85。
14.本实用新型还提出了一种发动机。
15.根据本实用新型实施例的发动机，设置有上述任一种实施例所述的预燃室。
16.所述发动机与上述的预燃室相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的预燃室的示意图；
20.图2是根据本实用新型实施例的预燃室中t2与x的关系图；
21.图3是根据本实用新型实施例的预燃室的截面图。
22.附图标记：
23.预燃室100，
24.预燃室主体1，预燃室上体11，圆弧面111，预燃室下体12，火花塞安装孔13，喷油器安装孔14，安装凸起15，喷孔16，定位销17，o型密封圈2。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.下面参考图1描述根据本实用新型实施例的预燃室100，该预燃室主体1的结构简单，适于与压块安装配合于缸盖，且在实际连接时，不易出现过定位的问题。
27.如图1所示，根据本实用新型实施例的预燃室100，包括：预燃室主体1。
28.其中，如图1和图3所示，预燃室主体1的上部形成有安装凸起15，安装凸起15用于实现对预燃室主体1的压紧。如图1和图3所示，预燃室主体1设有与主燃室连通的喷孔16，喷孔16设于预燃室下体12的底部，且喷孔16用于将预燃室与主燃室连通，喷孔16为多个，且多个喷孔16在预燃室主体1的底部间隔开分布。
29.且该预燃室主体1在实际安装时，可与压块进行配合安装，压块适于通过连接件与缸盖相连，连接件可为螺纹连接件，如为螺栓垫片。以使压块能够通过连接件灵活地安装于缸盖或从缸盖上拆下。其中，压块压紧安装凸起15，以用于将预燃室主体1朝向缸盖内压紧，且压块与圆弧面形成线接触。也就是说，在实际安装时，可将预燃室主体1的一端伸至缸盖内以与缸盖相抵，且另一端位于靠近缸盖外的位置处，此时，将压块与缸盖通过连接件相连，且使得压块与预燃室主体1的另一端相抵，且随着连接件的逐渐压紧，使得预燃室主体1朝向缸盖内预紧，从而保证预燃室主体1在缸盖内的安装稳定性。
30.其中，预燃室主体1背离压块的一端具有限位面，限位面抵压于缸盖的内壁，在缸盖的安装腔的内底壁形成有支撑台阶，预燃室主体1在安装于缸盖后，限位面抵压于支撑台阶处，实现二者的面接触配合。
31.安装凸起15的顶面为圆弧面111，即圆弧面111位于预燃室主体1的顶面，且圆弧面111的中部朝上凸出以形成拱面，以在压块朝下压入时，压块与圆弧面111相抵且二者为线
接触，以使压块与预燃室主体1在多个位置处均进行抵压。采用该安装结构利于降低应力集中，且通过在压块与燃烧室主体1的接合部位预留调整量，利于防止出现过定位的问题。
32.以及在将压块和缸盖通过螺栓和垫片进行连接固定时，可在压块与缸盖之间设置缓冲结构，且缓冲结构包括凹垫片和凸垫片，凸垫片和凹垫片均套设于螺栓的螺杆部外。其中，凸垫片的凸部与凹垫片的凹部朝向彼此设置，在通过垫片螺栓将压块朝向缸盖拧紧时，垫片部逐渐地压紧凸垫片以使凸垫片的凸部伸至凹垫片的凹部内，以使凸垫片和凹垫片形成球面接触。由此，通过设置凸垫片和凹垫片配合的设计，当线接触位置处的接触线不在圆弧面111的中间位置时，压块出现向某侧倾斜，通过凹垫片和凸垫片的球面接触进行微量调整，使得压块始终维持住压紧预燃室主体1的状态，从而保证轴向限位面始终处于正确位置，凸垫片和凹垫片通过球面组装，配合线接触结构共同实现可调整压块与缸盖间隙状态，辅助防止过定位的作用。
33.根据本实用新型实施例的预燃室100，预燃室主体1的结构简单，适于与压块安装配合于缸盖，且在实际连接时，不易出现过定位的问题。
34.在一些实施例中，预燃室主体1包括预燃室上体11和预燃室下体12，预燃室上体11和预燃室下体12插接配合以实现固定相连，且预燃室上体11和预燃室下体12限定出中空的预燃室，安装凸起15呈板状并形成在预燃室上体11的上部以与压块接触。
35.其中，预燃室主体11设有火花塞安装孔13和喷油器安装孔14，安装凸起15位于火花塞安装孔13和喷油器安装孔14之间，火花塞安装孔13和喷油器安装孔14均设于预燃室上体11且与预燃室连通，且火花塞安装孔13和喷油器安装孔14分别位于预燃室上体11的两侧。且在预燃室主体11安装有与缸盖密封配合的密封圈13，预燃室下体11的下部开设有若干喷孔16。
36.在一些实施例中，预燃室上体11与预燃室下体12插接连接，且预燃室上体11通过定位销17连接预燃室下体12，通过定位销17可在预燃室上体11与预燃室下体12之间起到防转和定位的作用，且在安装过程中，也可通过定位销17起到预先定位的作用，连接方式简单，利于实现快速连接固定。
37.其中，预燃室主体1采用的材料的导热系数为a，预燃室主体1采用的材料的耐温极限为t1，满足：a≥40w/mk，1≤a/t1≤65。
38.也就是说，预燃室主体1采用的材料的导热系数大于等于40w/mk，如为41w/mk，或者为42w/mk，再或者为43w/mk。且预燃室主体1采用的材料的导热系数与耐温极限的比值大于等于1且小于等于65，其中，极限温度的单位为℃，如a/t1为20，或者为30，再或者为40，其中，将上述比值设置为小于等于65，使得采用的材料的性价比更高，即不需为满足耐温需要使用价格过高的材料。由此，通过上述的设置，可使得预燃室主体1具有良好的传热散热性能，从而在高温下更利于散热，不易出现实际温度超过材料耐温极限而失效的情况，更不会导致燃烧室变形或结构破损，稳定性更佳，且具有较高的导热系数，能够实现较好的传热散热，有效抑制爆震和早燃等不良现象。
39.由此，预燃室主体1具有良好的传热散热性能，从而在高温下更利于散热，不易出现实际温度超过材料耐温极限而失效的情况，且能够实现较好的传热散热，有效抑制爆震和早燃等不良现象。
40.在一些实施例中，预燃室主体1采用的材料的抗拉强度为b，满足：430mpa≤b≤
590mpa，即本实用新型中预燃室主体1采用的材料的抗拉强度大于等于430mpa且小于等于590mpa，如可采用抗拉强度为460mpa的材料，或者采用490mpa的材料，再或者使用510mpa的材料。
41.由此，可保证预燃室主体1具有稳定的结构性能，不易出现严重的结构变形，且不需为满足强度需要使用价格过高的材料，即在保证结构强度的前提下，实现性价比更优的选材设计。
42.在一些实施例中，满足：t1≥530℃，即预燃室主体1可采用耐温极限大于等于530℃的材料，如采用的材料的耐温极限为540℃，或者采用的材料的耐温极限为560℃。由此，可使得预燃室主体1具有优良的耐温性能，使得预燃室100的耐温极限越高，从而具有更大材料热负荷余量。
43.在一些实施例中，满足：a≥42.5w/mk，即预燃室主体1可采用导热系数大于等于42.5w/mk的材料，如采用的材料的导热系数为43w/mk，或者采用的材料的导热系数为45w/mk。由此，可使得预燃室主体1具有优良的导热能力，利于更好地散热，维持预燃室内稳定燃烧的良好温度环境，传热系数好，利于满足外特性等工况点实现安全的边界运行条件。
44.在一些实施例中，预燃室主体1采用的材料为16mo3钢，使得预燃室主体1的抗拉强度在430mpa～590mpa，耐温极限530℃，传热系数42.5w/mk(@20℃)，采用16mo3钢制成的预燃室主体1具有良好的传热散热性能，从而在高温下更利于散热，不易出现实际温度超过材料耐温极限而失效的情况，且能够实现较好的传热散热，有效抑制爆震和早燃等不良现象。
45.在一些实施例中，预燃室主体1的外周壁设有环形安装槽，如图1所示，环形安装槽设于预燃室上体11的下端处，环形安装槽内设有o型密封圈2，以使o型密封圈2环绕密封于预燃室上体11的外周处，从而利于满足预燃室主体1的安装密封需求。
46.在一些实施例中，o型密封圈2到预燃室主体1的尖端面之间的距离为x，且o型密封圈2的耐温极限为t2，满足：1.80≤t2/x≤3.85，其中，需要说明的是，t2的单位为℃，x的单位为mm。
47.也就是说，将o型密封圈2的耐温极限与o型密封圈2到预燃室主体1的尖端面之间的距离的比值设置为大于等于1.80且小于等于3.85，如t2/x设置为2.11，或者设置为2.32，再或者设置为3.17。这样，可保证o型密封圈2具有良好的耐温性能，且可避免出现o型密封圈2受热过大产生严重结构变形的问题。其中，将该比值设置在区间范围内，避免为满足耐温需求采用加个过于昂贵的材料，降低预燃室100的设计成本。
48.需要说明的是，预燃室主体1的尖端面位于主燃室接触的端面，将o型密封圈2到预燃室主体1的尖端面之间的距离为x，使得主燃室的热量传递到o型密封圈2的距离为x，即如图2所示距离x越大，传导到o型密封圈2的热量越少，对t2的要求就越地，由此，通过设置上述比值范围，既可保证o型密封圈2在合理的距离内安装，又可避免出现o型密封圈2在温度加热后严重变形的问题。
49.在一些实施例中，t2≥200℃，即o型密封圈2的耐温极限大于等于200℃，如耐温极限为210℃，或者为230℃。由此，可使得预燃室主体1具有优良的耐温性能，使得预燃室100的耐温极限越高，从而具有更大材料热负荷余量。
50.在一些实施例中，o型密封圈2采用的材料为氟橡胶。其中，氟橡胶的耐温极限200℃，当预燃室主体1的材料选用16mo3时，预燃室主体1的传热系数较优，此时沟槽处的实际
温度在110℃左右，可以使得o型密封圈2的材质耐温特性方面具有较大的安全余量，由此，可避免出现o型密封圈2失效变形的情况。
51.本实用新型还提出了一种发动机。
52.根据本实用新型实施例的发动机，设置有上述任一种实施例的预燃室100，预燃室主体1具有良好的传热散热性能，从而在高温下更利于散热，不易出现实际温度超过材料耐温极限而失效的情况，且能够实现较好的传热散热，有效抑制爆震和早燃等不良现象。
53.1、在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
54.2、在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
55.3、在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
56.4、在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
57.5、在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。