一种集成式预燃室及发动机的制作方法

本发明涉及内燃机，具体涉及一种集成式预燃室及发动机。

背景技术：

1、氨氢燃料主动预燃室的内燃机，一般采用预燃室射流点火技术，液态氨燃料喷射进入主燃烧腔并与其中的空气形成不易点燃的可燃混合气，气态氢气喷射进入预燃室并于其中的空气形成易点燃的可燃混合气。内燃机工作期间，首先引燃预燃室内的混合气，高温高压混合气通过预燃室喷射孔喷向主燃烧腔，形成高速射流火焰，大幅增加点火面积，点燃主燃烧腔内不易燃烧的可燃混合气并提高燃烧速度。

2、预燃室喷射孔附近的预燃室本体内壁面与预燃室内腔内燃烧气体接触，外壁面与主燃烧腔内燃烧气体接触，高温气体将热量传递给预燃室本体使其温度升高。在预燃室本体与缸盖接触部分，通过导热方式可将预燃室本体的热量传递给缸盖。然而在预燃室喷射孔附近的区域，一面受到主燃烧腔高温气体加热，另一面受到预燃室内腔高温气体加热，而且预燃室喷射孔没有专门的冷却结构，其热量只能通过导热的方式传递到与缸盖接触的预燃室本体低温壁面区域。由于热导率的限制，导致此部分壁面热负荷非常高，容易造成预燃室内非正常点燃，还会引起开裂以及烧蚀等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集成式预燃室及发动机，其将液氨喷嘴集成到预燃室本体。

2、为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

3、一种集成式预燃室，包括预燃室本体，所述预燃室本体具有伸入到发动机的主燃烧腔的头部，所述头部内设有预燃烧腔，所述预燃室本体设有用于安装氢气喷射器的氢气喷射器安装孔和用于安装火花塞的火花塞安装孔，所述氢气喷射器安装孔、火花塞安装孔分别与预燃烧腔相连通，所述头部设有用于将预燃烧腔与主燃烧腔相连通的预燃室喷射孔所述预燃室本体还设有液氨喷嘴，所述头部设有用于将液氨喷嘴与主燃烧腔相连通的液氨喷孔，通过将液氨喷嘴集成到预燃室本体，缸盖上布置零部件减少，降低了发动机的缸盖的结构复杂度，增强了缸盖的强度，提高了缸盖的使用寿命；同时，将液氨喷孔集成到预燃室本体的头部，通过液氨喷孔喷射液氨，液氨汽化能够大幅度降低伸入主燃烧腔内的预燃室本体的头部的温度，此外，通过热传导，液氨喷嘴底部的低温液氨也能对预燃室本体的头部起到降温的作用，避免预燃烧腔内氢气和空气的混合气非正常点燃，还可减缓预燃室的开裂、烧蚀。

4、作为一种优先方案，所述预燃烧腔为环形腔体，所述预燃烧腔环绕液氨喷嘴设置。

5、作为一种优先方案，所述液氨喷嘴从预燃室本体的上端延伸至预燃烧腔内且与预燃烧腔互不连通。

6、作为一种优先方案，所述液氨喷嘴的中轴线与预燃烧腔的中轴线重合。

7、作为一种优先方案，所述液氨喷嘴的底部设有阀芯。

8、作为一种优先方案，所述阀芯为钢珠，所述液氨喷嘴的底部形成有呈倒圆锥形的锥形阀座，所述钢珠与锥形阀座的侧壁相抵触，所述液氨喷孔位于所述钢珠的下方。

9、作为一种优先方案，所述液氨喷嘴内活动设有阀杆，所述阀杆可由外部的驱动机构控制在液氨喷嘴内上下活动，阀杆受外部的驱动机构驱动上行时，钢球与锥形阀座的侧壁自由接触，液氨可从钢球与锥形阀座的侧壁之间流向液氨喷孔，再通过液氨喷孔进入主燃烧腔；阀杆受外部的驱动机构驱动下行时，钢球与锥形阀座受迫接触，形成线密封，阻止液氨通过液氨喷孔进入主燃烧腔。

10、作为一种优先方案，所述头部设有多个所述预燃室喷射孔和多个所述液氨喷孔，多个所述预燃室喷射孔环绕设置在多个所述液氨喷孔的外侧，使得预燃烧腔内的气体和液氨能够均匀的从头部喷出。

11、作为一种优先方案，所述液氨喷嘴位于预燃烧腔内的外侧壁设有绝热涂层，绝热涂层能隔绝预燃烧腔内的热量，防止预燃烧腔内的热量传递倒液氨喷嘴从而加热液氨喷嘴内的液氨。

12、一种发动机，包括缸体和缸盖，所述缸盖设有预燃室安装孔，所述预燃室安装孔设有上述集成式预燃室，所述缸体设有主燃烧腔，所述集成式预燃室的头部伸入到主燃烧腔内。

13、本发明的有益效果：

14、本发明通过将液氨喷嘴集成到预燃室本体，缸盖上布置零部件减少，降低了发动机的缸盖的结构复杂度，增强了缸盖的强度，提高了缸盖的使用寿命；同时，将液氨喷孔集成到预燃室本体的头部，通过液氨喷孔喷射液氨，液氨汽化能够大幅度降低伸入主燃烧腔内的预燃室本体的头部的温度，此外，通过热传导，液氨喷嘴底部的低温液氨也能对预燃室本体的头部起到降温的作用，避免预燃烧腔内氢气和空气的混合气非正常点燃，还可减缓预燃室的开裂、烧蚀；通过在预燃烧腔贴近液氨喷嘴的侧壁上设置绝热涂层，防止预燃烧腔内高温燃气加热预燃烧腔贴近液氨喷嘴的侧壁，从而避免液氨喷嘴内的液氨被加热。

15、为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

技术特征：

1.一种集成式预燃室，包括预燃室本体，特征在于：所述预燃室本体具有伸入到发动机的主燃烧腔的头部，所述头部内设有预燃烧腔，所述预燃室本体设有用于安装氢气喷射器的氢气喷射器安装孔和用于安装火花塞的火花塞安装孔，所述氢气喷射器安装孔、火花塞安装孔分别与预燃烧腔相连通，所述头部设有用于将预燃烧腔与主燃烧腔相连通的预燃室喷射孔，所述预燃室本体还设有液氨喷嘴，所述头部设有用于将液氨喷嘴与主燃烧腔相连通的液氨喷孔。

2.根据权利要求1所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述预燃烧腔为环形腔体，所述预燃烧腔环绕液氨喷嘴设置。

3.根据权利要求2所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述液氨喷嘴从预燃室本体的上端延伸至预燃烧腔内且与预燃烧腔互不连通。

4.根据权利要求2所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述液氨喷嘴的中轴线与预燃烧腔的中轴线重合。

5.根据权利要求1所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述液氨喷嘴的底部设有阀芯。

6.根据权利要求5所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述阀芯为钢珠，所述液氨喷嘴的底部形成有呈倒圆锥形的锥形阀座，所述钢珠与锥形阀座的侧壁相抵触，所述液氨喷孔位于所述钢珠的下方。

7.根据权利要求6所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述液氨喷嘴内设有阀杆，所述阀杆可由外部的驱动机构控制在液氨喷嘴内上下活动。

8.根据权利要求1所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述头部设有多个所述预燃室喷射孔和多个所述液氨喷孔，多个所述预燃室喷射孔环绕设置在多个所述液氨喷孔的外侧。

9.根据权利要求4所述的一种集成式预燃室，其特征在于：所述液氨喷嘴位于预燃烧腔内的外侧壁设有绝热涂层。

10.一种发动机，包括缸体和缸盖，其特征在于：所述缸盖设有预燃室安装孔，所述预燃室安装孔设有权利要求1-9中任意一项所述的集成式预燃室，所述缸体设有主燃烧腔，所述集成式预燃室的头部伸入到主燃烧腔内。

技术总结
本发明涉及包括预燃室本体，预燃室本体具有头部，头部内设有预燃烧腔，预燃室本体设有氢气喷射器安装孔和火花塞安装孔，氢气喷射器安装孔、火花塞安装孔分别与预燃烧腔相连通，头部设有预燃室喷射孔，预燃室本体还设有液氨喷嘴，头部设有液氨喷孔。本发明通过将液氨喷嘴集成到预燃室本体，缸盖上布置零部件减少，降低了发动机的缸盖的结构复杂度，同时，将液氨喷孔集成到预燃室本体的头部，通过液氨喷孔喷射液氨，液氨汽化能够大幅度降低伸入主燃烧腔内的预燃室本体的头部的温度，此外，通过热传导，液氨喷嘴底部的低温液氨也能对预燃室本体的头部起到降温的作用，避免预燃烧腔内氢气和空气的混合气非正常点燃，还可减缓预燃室的开裂、烧蚀。

技术研发人员：刘忠,肖慧勤,曾婷,刘小平,张德道,郭丽军,刘曦光
受保护的技术使用者：东莞市晨兴智能精密装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15