CN101555823A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机，包括主燃烧室(2)和与主燃烧室(2)分开的预燃室(4)，两者通过至少一个开口(5)连接，在预燃室(4)中通入至少一个连接到高压燃气管道上的燃气喷嘴(7)，用于将燃气在高压下喷入预燃室(4)中并且与位于预燃室(4)中的稀薄的燃气空气混合物混合，还包括至少一个伸入预燃室(4)中的点火装置(6)，用于使被由此加浓的燃气空气混合物着火。使主燃烧室和预燃室连通的开口(5)基本上沿着预燃室(4)的切向延伸，从而从主燃烧室(2)流入预燃室(4)的稀薄燃气空气混合物在预燃室(4)中经受涡旋流动。备选地或附加地，在预燃室(4)伸入多个点火装置(6)。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1或6的前序部分所述的内燃机。
背景技术
由DE10217996A1已知一种用于气态燃料的内燃机，它具有一个主燃烧室和一个与主燃烧室分开的预燃室。该预燃室通过至少一个开口与主燃烧室连接。在预燃室中通入一个连接到压力燃气管道上的燃气喷嘴，用于将燃气在高压下喷入预燃室中。在此情况下，燃气与在预燃室中的稀薄燃气空气混合物进行混合而使该混合物加浓。在预燃室中伸入一个点火装置，用于使被加浓的燃气空气混合物着火和由此最终负责在主燃烧室中的燃气空气混合物的点火。
在高的预燃室压力下，在电火花点火的情况下，为了点燃预燃室中的燃气空气混合物必须获得高的电功率，这种高的电功率对点火装置来说是一种高的热负荷和电负荷。由此随着预燃室压力的升高点火装置就承受显著的磨损，由此明显地缩短点火装置的寿命。这最终导致内燃机维护间隔的缩短。因此需要一种能够达到长的维护间隔的内燃机。
发明内容
由此出发，本发明要解决的问题是提供一种新式的内燃机。
该问题按照本发明的一个方面是通过按照权利要求1所述的内燃机解决的。按照本发明，使主燃烧室和预燃室连通的这个或每个开口基本上沿着预燃室的切向延伸，从而从主燃烧室流入预燃室的稀薄燃气空气混合物在预燃室中经受到涡旋流动。
按照本发明的第一方面，在室内提高涡旋流动可以降低涡流中心处的静压，从而为了点火在这个或每个点火装置上提供很小的功率就足够了。通过降低在预燃室内的点火处的压力水平，可以明显提高这个或每个点火装置的寿命，其最终导致维护周期的延长。
按照本发明的第二方面，该问题通过按照权利要求6的内燃机解决。按照该第二方面，多个点火装置伸入到预燃室中。
按照本发明的第二方面，该内燃机具有多个伸入到预燃室中的点火装置，它们被交替地运行。由此在每次点火中交替地总是使用一部分数量的点火装置，由此也可以延长维护周期。例如，如果具有数量为N个的点火装置，其中每次点火总是只有一个点火装置被使用，那么每个点火装置的点火数被减低到1/N和维护周期被延长了N倍。
本发明的两个方面或技术方案可以单独地使用或相互组合地使用。
由从属权利要求和以下的描述给出本发明的优选的扩展方案。本发明的实施例将依照附图进行详细说明，但是本发明不局限于这些实施例。
附图说明
图1是按照本发明的内燃机的一个强烈示意的局部视图。
图2和3示出了图1中所示的预燃室的初级室的示意图。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的内燃机的一个示意的局部视图，该内燃机优选设计成奥托燃气发动机，即位于内燃机的一个气缸头1的区域中，该气缸头限定了该内燃机的一个主燃烧室2。按照图1，在内燃机的气缸头1上设置一个附件3，该附件优选是通过螺纹拧入气缸头1中，其中附件3限定了预燃室4，该预燃室与主燃烧室2分开并且经至少一个开口5与主燃烧室连接。
在预燃室4中伸入至少一个点火装置6，该点火装置优选被屏蔽保护。通过连接在高压燃气管道上的燃气喷嘴7可以将燃气在高压下喷入预燃室4中，其中通过燃气喷嘴7在高压下喷入预燃室4中的燃气与处于预燃室4中的稀薄的燃气空气混合物混合，使该混合物变浓。这样被变浓的燃气空气混合物然后可以被这个或每个点火装置6点燃。这个或每个点火装置6可以是发热棒或火花塞。
在图1的按照本发明的内燃机中，预燃室4通过多个开口5与主燃烧室2连接，其中开口5基本上在预燃室3的切向上延伸。开口5此时也具有在径向上的延伸，但是按照本发明的一个第一方面，在切向上的延伸是主要的，以便保证从主燃烧室2流入预燃室4的燃气空气混合物在预燃室4中经受到涡旋流动。通过利用这种涡旋流动的作用可以降低预燃室4中的静态压力，即在预燃室的一个中央区域内的静压，从而最终只需要为这个或每个点火装置6提供很小的点火能量，从而它们具有较长的寿命。
在图1的实施例中，预燃室4被划分成初级室8和次级室9，它们经管段10相互连接。使预燃室4与主燃烧室2连通的开口5此时按照图1通到次级室9中。相反，伸入到初级室8中的是点火装置6。此外燃气喷嘴7通到初级室8中和/或也通到次级室9中。从主燃烧室2流入预燃室4的燃气空气混合物由此在预燃室4的次级室9中经受到涡旋流动。通过大约在初级室8和次级室9的旋转对称的中心的区域中设置的管段10可以将在预燃室9内的大约在旋转对称的中心上存在的低压引导到初级室8中，从而在初级室8内形成明显降低的压力水平。就这而言则可以为点火装置实现用于点火过程的低点火功率，由此最终延长点火装置6的寿命。
按照本发明的第一方面，由此在按照本发明的内燃机中在点火装置的区域中通过开口5的特定的几何形状以及必要时预燃室4的特定的几何形状可以明显地降低这个或每个点火装置区域中的压力水平。由此需要较小的点火能量用于在这个或每个点火装置6的区域中的每次点火过程，从而随着需要的点火功率的下降，这个或每个点火装置6的寿命超比例地提升。
上述将预燃室设计成具有初级室8和初级室9的级联式涡流室的另一个优点在于，在点火装置6的区域中可以改善燃气空气混合物的准备。通过将燃气喷嘴7大约在初级室9的旋转对称的中心上进行中央定位，可以实现对点火装置6的区域中的燃气空气混合物的受控制的和稳定的调节。改善的混合物调节同样也能够降低要求的点火功率和由此提高点火装置的寿命。
按照本发明的第二方面，这既可以单独地应用，也可以结合本发明的第一方面地应用，多个点火装置6伸入到预燃室4中，即在图1的所示实施例中是伸入到初级室8中，这些点火装置借助于没有示出的控制装置被交替地运行。
由此对于每次点火，该控制装置总是使仅仅一部分数量的点火装置运行，由此在每次点火中不是所有点火装置6都是有效的，而是仅仅部分数量的点火装置有效，其中该部分数量可以等于1。
当数量为N个的点火装置伸入到预燃室4中并且每次点火总是只有一个点火装置工作和由此被使用时，每运行小时每点火装置6的点火次数可以被减少到1/N，从而该点火装置在一个运行小时上经受很小的磨损和因此最终可以明显延长运行周期。
图2和3示出了图1的预燃室4的初级室8的示意图，其中具有四个伸入到初级室8中的点火装置6。在图2的实施例中每次点火交替地总是只有一个点火装置6被运行或激活。相反按照图3，每次点火中有两个点火装置6被激活和因此被运行。
特别有利的是一种将本发明的两个方面组合在一起的内燃机，即该内燃机一方面具有被分成初级室8和次级室9的预燃室并且具有在预燃室4的次级室9和主燃烧室2之间基本上在切向上延伸的开口5，以及具有多个伸入到预燃室4的初级室8中的点火装置6并且具有一个从中央通到初级室8中的燃气喷嘴7。
附图标记列表
1 气缸头
2 主燃烧室
3 附件
4 预燃室
5 开口
6 点火装置
7 燃气喷嘴
8 初级室
9 次级室
10管段

Claims (9)

1.内燃机，尤其是奥托燃气发动机，其用于燃气，该内燃机包括一个主燃烧室和一个与主燃烧室分开的预燃室，该预燃室通过至少一个开口与主燃烧室连接，在预燃室中通入至少一个连接到高压燃气管道上的燃气喷嘴，用于将燃气供入预燃室中并且与位于预燃室中的稀薄的燃气空气混合物进行混合，该内燃机还包括至少一个伸入预燃室中的点火装置，用于使被由此加浓的燃气空气混合物着火，其特征在于，使主燃烧室和预燃室连通的这个或每个开口(5)基本上沿着预燃室(4)的切向延伸，从而从主燃烧室(2)流入预燃室(4)的稀薄燃气空气混合物在预燃室(4)中经受涡旋流动。
2.按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，预燃室(4)被划分成一个初级室(8)和一个次级室(9)，其中初级室(8)和次级室(9)经一个位于中央的管段(10)相互连接，这个或每个燃气喷嘴(7)和这个或每个点火装置(6)通到或突入预燃室(4)的初级室(8)和/或次级室(9)，并且这个或每个开口(5)将主燃烧室(2)与预燃室(4)的次级室(9)相连接。
3.按照权利要求2所述的内燃机，其特征在于，从主燃烧室(2)流入预燃室(4)的稀薄燃气空气混合物在预燃室(4)的次级室(9)中经受涡旋流动。
4.按照权利要求2或3所述的内燃机，其特征在于，管段(10)在大约在初级室(8)和次级室(9)的旋转对称的中心的区域中连接在初级室(8)和次级室(9)上，用于在初级室(8)中调节出稀薄燃气空气混合物的尽可能低的压力水平。
5.按照权利要求1至4中之一所述的内燃机，其特征在于，该内燃机具有按照权利要求6至8中的一个或多个所述的特征。
6.内燃机，尤其是奥托燃气发动机，其用于燃气，该内燃机包括一个主燃烧室和一个与主燃烧室分开的预燃室，该预燃室通过至少一个开口与主燃烧室连接，在预燃室中通入至少一个连接到高压燃气管道上的燃气喷嘴，用于将燃气供入预燃室中并且与位于预燃室中的稀薄的燃气空气混合物进行混合，该内燃机还包括至少一个伸入预燃室中的点火装置，用于使被由此加浓的燃气空气混合物着火，其特征在于，在预燃室(4)伸入多个点火装置(6)。
7.按照权利要求6所述的内燃机，其特征在于，一个控制装置使这些点火装置(6)交替地运行。
8.按照权利要求7所述的内燃机，其特征在于，该控制装置为每次点火总是使一部分数量的点火装置(6)运行。
9.按照权利要求6至8中之一所述的内燃机，其特征在于，该内燃机具有按照权利要求1至4中的一个或多个所述的特征。
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