CN100419231C - 预混预燃缸内喷射的燃气内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机，尤其是一种预混预燃缸内喷射的内燃机，具有内燃机气缸和气缸盖，气缸盖上安装的预混预燃缸内喷射的燃烧室，在预混预燃缸内喷射的燃烧室上安装有火花塞、燃料气门、空气气门、气门驱动机构、冷却腔、燃气气量调节阀、空气气量调节阀，预混预燃缸内喷射的燃烧室直接与内燃机气缸连通，本发明结构新颖、合理、简单，通过预混预燃缸内喷射的燃烧室内已燃的小量的混合气引燃内燃机气缸中的混合气，可实现降低最大爆发压力，降低发动机的燃烧噪声、排放和排气温度，实现稀薄燃烧，达到提高发动机功率、发动机燃烧效率、提高运行经济性和排放性能。

Description

预混预燃缸内喷射的燃气内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机，尤其是一种预混预燃缸内喷射的燃气内燃机。
背景技术
随着全球能源的日趋紧张及人们对环保的呼声日渐强烈，人们对内燃机的应用领域及排放提出更高的要求，内燃机更多地涉入低热值气体燃料的应用，这种低热值燃料通常由内燃机进气管送入气缸，有些内燃机在进气管前将燃料气与空气混合，而有些内燃机则在气缸盖的进气道中混合，这些工作方式或多或少地会在进气管内引起燃气爆炸造成对操作人员的安全威胁，并使发动机不能正常工作。另外，无论汽油机还是以可燃气为燃料的内燃机，均存在对经济性和排放指标的要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可杜绝进气管回火爆炸和实现稀薄燃烧以提高内燃机性能的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，具有内燃机气缸和气缸盖，气缸盖设置在内燃机气缸上方，在气缸盖上安装有预混预燃缸内喷射的燃烧室，在预混预燃缸内喷射的燃烧室的顶部或侧面安装有火花塞，在预混预燃缸内喷射的燃烧室的上顶面或侧面或进气道上安装有燃料气门、空气气门、燃气气量调节阀和空气气量调节阀，燃气气量调节阀、空气气量调节阀分别位于燃料气门和空气气门的前部，燃料气门、空气气门顶部分别设置有燃料气门驱动机构、空气气门驱动机构，燃料气门驱动机构、空气气门驱动机构分别与燃料气门、空气气门相连，预混预燃缸内喷射的燃烧室直接与内燃机气缸连通，预混预燃缸内喷射的燃烧室与内燃机气缸间设置有喷气管，预混预燃缸内喷射的燃烧室与内燃机气缸通过喷气管相连通，喷气管为曲面喷管，喷气管与气缸盖底面可以为垂直安装也可为倾斜安装，燃料气由燃料气门流经预混预燃缸内喷射的燃烧室再进入内燃机气缸，空气由空气气门流经预混预燃缸内喷射的燃烧室再进入内燃机气缸，火花塞先在预混预燃缸内喷射的燃烧室内点燃燃气、空气混合气体，已燃的混合气体再喷入内燃机气缸引燃内燃机气缸内的燃气、空气混合气体。
根据内燃机的功率不同，所述的燃料气门、空气气门的数量各为1～5个。
根据对燃料气门及空气气门控制要求不同，所述的燃料气门驱动机构、空气气门的驱动机构可以为内燃机气门摇臂或气门挺杆或电磁阀或为与内燃机气门摇臂或气门挺杆或电磁阀相连的传动机构。
根据不同控制要求，所述的燃气气量调节阀、空气气量调节阀可以是手动调节阀也可以是电动调节阀。
为降低气门及预混预燃缸内喷射的燃烧室壁温度，所述的预混预燃缸内喷射的燃烧室壁上布置有冷却腔。
为进一步降低排气温度和NOX氮氧化物，减低气门和增压器的热负荷和提高经济性能和排放性能，所述的空气气门也可以用于通入水蒸气；当需要提高混合气体中燃料气的比例时，所述的空气气门也可以用于通入燃料气。
本发明结构新颖、合理、简单，通过预混预燃缸内喷射的燃烧室内已燃的小量的混合气引燃内燃机气缸中的混合气，可实现降低最大爆发压力，降低发动机的燃烧噪声、排放和排气温度，实现稀薄燃烧，达到提高发动机功率、发动机燃烧效率、提高运行经济性和排放性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机结构示意图。
图中：1.内燃机气缸，2.气缸盖，3.冷却腔，4.预混预燃室，5.火花塞，6.空气气量调节阀，7.空气气门，8.空气气门驱动机构，9.燃气气门，10.燃气气门驱动机构，11.燃气气量调节阀，12.喷气管。
具体实施方式
如图1所示的本发明的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，具有内燃机气缸1和气缸盖2，气缸盖2设置在气缸1上方，在气缸盖2上安装有预混预燃缸内喷射的燃烧室4，在预混预燃缸内喷射的燃烧室4的顶部安装火花塞5，预混预燃缸内喷射的燃烧室4的进气道上安装有燃料气门9、空气气门7、空气气量调节阀6和燃气气量调节阀11，空气气量调节阀6和燃气气量调节阀11分别安装在空气气门7和燃料气门9的前部，空气气门驱动机构8、燃气气门驱动机构10分别设置在空气气门7和燃料气门9顶端，燃料气门驱动机构10、空气气门驱动机构8分别与燃料气门9、空气气门7相连，空气气门驱动机构8、燃气气门驱动机构10为内燃机气门摇臂或气门挺杆或电磁阀或为与内燃机气门摇臂或气门挺杆或电磁阀相连的传动机构或为通过其它方式传动并与内燃机配气凸轮轴同步的驱动机构，预混预燃缸内喷射的燃烧室4壁上布置有冷却腔3，预混预燃缸内喷射的燃烧室4与内燃机气缸1间设置有喷气管12，预混预燃缸内喷射的燃烧室4通过喷气管12与内燃机气缸1相连通。
加压后的燃料气先流经燃气气量调节阀11，再通过燃料气门9进入预混预燃缸内喷射的燃烧室4，再进入内燃机气缸1，在燃料气进气即将结束前，更高压力的空气，经空气气量调节阀6和空气气门7进入预混预燃缸内喷射的燃烧室4与燃料气混合，在预混预燃缸内喷射的燃烧室4内形成可燃混合气，可燃气先在预混预燃缸内喷射的燃烧室4内被火花塞5点燃，已燃烧的燃气、空气混合气再喷入内燃机气缸1引燃内燃机气缸内的燃气、空气混合气。必要时可在空气道内通入部分水蒸气，进一步降低排气温度和NOX氮氧化物，减低气门和增压器的热负荷和提高经济性能和排放性能。空气气量调节阀6和空气气门7必要时也可用于向气缸输送燃料气。

Claims (6)

1. 一种预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，具有内燃机气缸(1)和气缸盖(2)，气缸盖(2)设置在内燃机气缸(1)上方，其特征是：在气缸盖(2)上安装有预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)，在预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)的顶部或侧面安装有火花塞(5)，在预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)的上顶面或侧面或进气道上安装有燃料气门(9)、空气气门(7)、燃气气量调节阀(11)和空气气量调节阀(6)，燃气气量调节阀(11)、空气气量调节阀(6)分别位于燃料气门(9)和空气气门(7)的前部，燃料气门(9)、空气气门(7)顶部分别设置有燃料气门驱动机构(10)、空气气门驱动机构(8)，燃料气门驱动机构(10)、空气气门驱动机构(8)分别与燃料气门(9)、空气气门(7)相连，预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)直接与内燃机气缸(1)连通，预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)与内燃机气缸(1)间设置有喷气管(12)，预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)与内燃机气缸(1)通过喷气管(12)相连通，喷气管(12)为曲面喷管，喷气管(12)与气缸盖底面可以为垂直安装也可为倾斜安装，燃料气由燃料气门(9)流经预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)再进入内燃机气缸(1)，空气由空气气门(7)流经预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)再进入内燃机气缸(1)，火花塞(5)先在预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)内点燃燃气、空气混合气体，已燃的混合气体再喷入内燃机气缸(1)引燃内燃机气缸(1)内的燃气、空气混合气体。
2. 根据权利要求1所述的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，其特征是：所述的燃料气门(9)、空气气门(7)的数量各为1～5个。
3. 根据权利要求1所述的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，其特征是：所述的燃料气门驱动机构(10)、空气气门的驱动机构(8)为内燃机气门摇臂或气门挺杆或电磁阀或为与内燃机气门摇臂或气门挺杆或电磁阀相连的传动机构。
4. 根据权利要求1所述的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，其特征是：所述的燃气气量调节阀(11)、空气气量调节阀(6)是手动调节阀或电动调节阀。
5. 根据权利要求1所述的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，其特征是：所述的预混预燃缸内喷射的燃烧室(4)壁上布置有冷却腔(3)。
6. 根据权利要求1所述的预混预燃缸内喷射的燃气内燃机，其特征是：所述的空气气门(7)用于通入燃料气或水蒸气。
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