一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置

本技术属于内燃机，具体涉及一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置。

背景技术：

1、全球气候和环境的变化对人类社会发展提出了严峻挑战，而且随着世界人口的增加，能源需求日益增加。由于石油储量的潜力有限，因此增加替代燃料的使用势在必行。因此，研究人员继续致力于开发低碳、零碳燃料。氢气作为一种替代燃料，其最重要的特性之一是它在燃烧时不会对环境造成危害。随着技术的发展，由于产量增加、成本降低和便携等原因，氢的重要性不断增加，氢在许多不同领域都是一种便携、可储存、可持续的能源载体。

2、在内燃机领域，与许多其他燃料相比，氢气具有天然的优势。氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质。氢气被认为是未来的燃料能源，可以从可再生能源中获得。尽管由于在当前条件下难以在机动车辆中使用，制造商不喜欢它，但它被认为是在许多方面有害的化石燃料的替代品。需要指出的是，氢不仅是一种能源，还是一种重要的能量载体。氢可以从太阳能、风能、生物质能和地热能中获得并用作能源。但同时，氢气作为内燃机的燃料也存在一些挑战，由于氢气的燃烧温度较高，空气中的氮气和氧气会形成nox排放。同时，在当量比为1的条件下下，空气和氢气混合物的层流燃烧速率比汽油快十倍，氢气的高燃烧速度也会增加nox的排放。同时，在不降低压缩比的情况下，防止发动机爆震和过早点火，避免影响效率和功率输出。该解决方案是在有高过量空气的情况下运行氢内燃机，但这需要在点火过程中重新进行调整。传统火花塞产生的能量不足以点燃这些混合物。湍流射流点火装置可为发动机提供较强的点火能量，使燃烧过程高效又稳定。

3、预燃室是湍流射流点火装置的重要的组成部分之一，预燃室的混合气形成将会影响预燃室内的燃烧过程，进而影响主燃烧室内的燃烧过程。由于氢气在混合不均匀时易产生早燃、爆震等不正常燃烧现象，同时会增加nox的排放，为避免以上情况发生，需要提高预燃室内混合气的均匀性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的的射流点火装置。所述装置在燃料喷射器底部设置一多孔过滤筛从而提高氢内燃机预燃室混合气均匀性。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本实用新型第一方面在于提供一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，包括火花塞、燃料喷射器和预燃室，所述预燃室底部设置有射流孔用于连通所述预燃室和发动机主燃室，所述燃料喷射器底部的燃料喷孔以及火花塞的电极伸入预燃室中；其中，一多孔过滤筛固定在所述预燃室顶部，且覆盖所述燃料喷孔喷出的燃料；所述多孔过滤筛有匀分布的多个通孔，且通孔面积占多孔过滤筛面积的80％-90％。

4、进一步的，所述多孔过滤筛的剖面为圆弧形，其底部最下端距离喷孔距离为0.1-2.6mm。

5、进一步的，所述通孔为圆形或椭圆形。

6、进一步的，所述射流点火装置通过压紧螺栓中置的固定在发动机缸盖上，为发动机提供点火源，所述燃料喷射器内喷射氢燃料。

7、进一步的，燃料喷孔的中心延长线与所述多孔过滤筛的中心点重合。

8、与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：所述射流点火装置在燃料喷射器底部设置多孔过滤筛，使进入预燃室的燃料首先通过多孔过滤筛，使燃料均匀分布在预燃室内，使预燃室内氢燃料和空气形成均匀分布的混合气，使得氢气正常燃烧，抑制早燃、爆震等不正常燃烧。

技术特征：

1.一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，包括火花塞(1)、燃料喷射器(5)和预燃室(8)，所述预燃室(8)底部设置有射流孔(4)用于连通所述预燃室和发动机主燃室，所述燃料喷射器(5)底部的燃料喷孔(6)以及火花塞(1)的电极伸入预燃室(8)中；其特征在于，一多孔过滤筛(7)固定在所述预燃室(8)顶部，且覆盖所述燃料喷孔(6)喷出的燃料；所述多孔过滤筛(7)具有均匀分布的多个通孔，且通孔面积占多孔过滤筛面积的80％-90％。

2.根据权利要求1所述的提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，其特征在于，所述多孔过滤筛(7)的剖面为圆弧形，其底部最下端距离喷孔距离为0.1–2.6mm。

3.根据权利要求1所述的提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，其特征在于，所述通孔为圆形或椭圆形。

4.根据权利要求1所述的提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，其特征在于，所述射流点火装置通过压紧螺栓(3)中置的固定在发动机缸盖上，为发动机提供点火源，所述燃料喷射器(5)内喷射氢燃料。

5.根据权利要求1所述的提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，其特征在于，燃料喷孔(6)的中心延长线与所述多孔过滤筛(7)的中心点重合。

技术总结
本技术公开了一种提高氢内燃机预燃室混合气均匀性的射流点火装置，包括火花塞、燃料喷射器和预燃室，所述预燃室底部设置有射流孔用于连通所述预燃室和发动机主燃室，所述燃料喷射器底部的燃料喷孔以及火花塞的电极伸入预燃室中；其中，一多孔过滤筛固定在所述预燃室顶部，且覆盖所述燃料喷孔喷出的燃料；所述多孔过滤筛具有均匀分布的多个通孔，且通孔面积占多孔过滤筛面积的80％‑90％，可使燃料喷射器喷射的燃料均匀分布在预燃室内，改善氢气的燃烧状况。

技术研发人员：周磊,黄泽远,刘鑫,张元东,马学建,赵俊鑫,胡祯,卫海桥
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：20230817
技术公布日：2024/2/8