CN102588074A - 一种燃气内燃机预燃室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃气内燃机构件技术领域，特别是涉及一种燃气内燃机预燃室，其包括主室体和下室体，主室体内设置有火花塞，主室体和下室体构成预燃室，下室体包括圆柱壁、底壁和圆角壁，底壁的中心设置有中心通孔，圆角壁设置有外围孔，外围孔的中轴线与下室体的中轴线成锐角，且与下室体的径向成锐角。因此，燃气的喷射方向向下，且预燃室的进气为涡旋运动，从而使预燃室很容易点燃，同时使燃气喷出后形成绕下室体旋转的旋流，而且中心通孔和外围孔的孔径较小，使预燃室的火焰高速喷出，点燃主燃烧室并使主燃烧室的稀燃料混合物燃烧充分，从而保证内燃机的运转稳定性，并完全避免了内燃机的间歇性停火现象的发生。

Description

一种燃气内燃机预燃室
技术领域
本发明涉及燃气内燃机构件技术领域，特别是涉及一种燃气内燃机预燃室。 
背景技术
在内燃机中，当燃料和空气的混合物燃烧时将产生氮氧化物（NOx）。通常，当峰值燃烧温度上升时氮氧化物的排放量将增加。氮氧化物排放到外界时会降低空气质量，同时危害人体健康。目前，通过增大燃料混合物的空/燃比，即采用稀薄燃烧，可以降低峰值燃烧温度，因此减少燃烧中产生的氮氧化物的量。但是，增大燃料混合物的空/燃比，将会造成稀燃料混合物不易点燃。 
目前，采用火花塞引燃预燃室的稀燃料混合物，预燃室喷出的火焰进而点燃与预燃室相连通的主燃烧室的稀燃料混合物。现有技术中，由于预燃室的设计不理想，导致预燃室的稀燃料混合物仍然不易点燃。而且，大缸径的燃气内燃机中的稀燃料混合物在缸内的燃烧速度比较慢，导致稀燃料混合物的燃烧不够充分，从而容易导致内燃机产生间歇性停火现象。 
专利号分别为200620072545.4和200820063417.2的中国发明专利，分别公开了一种燃气内燃机预燃室，这两项专利公开的燃气内燃机预燃室与主燃烧室相连通的孔道均为两个外围孔，通过上述两个外围孔喷出的火焰不易点燃主燃烧室的稀燃料混合物。专利号为200820020501.6的中国发明专利，公开了一种预燃室，该预燃室包括上体、中间体和下体，下体外端部设有中心通孔和辅助小孔。虽然该发明专利通过中心通孔和至少一个辅助小孔使预燃室内形成紊流运动，以高速度喷出火焰点燃主燃烧室，但是，该发明专利没有对中心通孔和辅助小孔的孔径，以及辅助小孔的穿孔角度进行研究，从而没有探索出使预燃室容易点燃并使主燃烧室的稀燃料混合物燃烧充分的较理想的预燃室设计。 
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种燃气内燃机预燃室，该燃气内燃机预燃室能够使内燃机的预燃室和主燃烧室的稀燃料混合物容易点燃，并使稀燃料混合物燃烧充分，从而完全避免了内燃机的间歇性停火现象的发生。 
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。 
提供一种燃气内燃机预燃室，包括主室体和下室体，所述主室体内设置有火花塞，所述主室体和所述下室体构成预燃室，所述下室体包括圆柱壁、底壁和圆角壁，所述底壁的中心设置有中心通孔，所述圆角壁设置有外围孔，所述外围孔的中轴线与下室体的中轴线成锐角，且与下室体的径向成锐角。 
所述外围孔的中轴线与所述下室体的中轴线形成的角度均为30°~85°；所述中心通孔与所述外围孔的直径均为0.8mm~1.5mm。 
所述外围孔的中轴线与所述下室体的中轴线形成的角度均为55°；所述中心通孔与所述外围孔的直径均为1.2mm。 
所述主室体的下端部设置有内螺纹，所述下室体的上端部设置有外螺纹，所述主室体与下室体螺纹连接。 
所述主室体的外圆周上设置有密封胶圈。 
所述密封胶圈的数量为两个。 
所述主室体的下端部还设置有外螺纹。 
所述中心通孔的中轴线与所述下室体的中轴线重合。 
所述外围孔的数量为四个。 
所述外围孔的数量为六个。 
本发明的有益效果：本发明的一种燃气内燃机预燃室，包括主室体和下室体，主室体内设置有火花塞，主室体和下室体构成预燃室，下室体包括圆柱壁、底壁和圆角壁，底壁的中心设置有中心通孔，圆角壁设置有外围孔，外围孔的中轴线与下室体的中轴线成锐角，且与下室体的径向成锐角。由于外围孔的中轴线与下室体的中轴线成锐角，可使燃气的喷射方向向下；由于外围孔的中轴线与下室体的径向成锐角，可使预燃室的进气产生涡旋运动，从而使预燃室很容易点燃，同时使燃气喷出后形成绕下室体旋转的旋流，而且中心通孔和外围孔的孔径较小，使预燃室的火焰高速喷出，点燃主燃烧室并使主燃烧室的稀燃料混合物燃烧充分，从而保证内燃机的运转稳定性，并完全避免了内燃机的间歇性停火现象的发生。 
附图说明
图1是本发明一种燃气内燃机预燃室的实施例1的燃气内燃机预燃室的结构示意图。 
图2是本发明一种燃气内燃机预燃室的实施例1的燃气内燃机预燃室的分解结构示意图。 
图3是本发明一种燃气内燃机预燃室的实施例1的下室体的结构示意图。 
图4是本发明一种燃气内燃机预燃室的实施例1的下室体的另一角度的结构示意图。 
图5是本发明一种燃气内燃机预燃室的实施例1的燃气内燃机预燃室的剖面示意图。 
图6是本发明一种燃气内燃机预燃室的实施例1的下室体的剖面示意图。 
在图1至图6中包括有： 
1--主室体、2--下室体、3--密封胶圈、4--预燃室、101--圆柱壁、
102--圆角壁、103--底壁、201--中心通孔、202--外围孔、
α--外围孔的中轴线与下室体的中轴线之间形成的角度、
Ф--中心通孔与外围孔的直径。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。 
实施例1。
见图1至图6。本实施例的一种燃气内燃机预燃室，包括主室体1和下室体2，主室体1内设置有火花塞，主室体1和下室体2构成预燃室4，下室体2包括圆柱壁101、底壁103和圆角壁102，底壁103的中心设置有中心通孔201，圆角壁102设置有外围孔202，外围孔202的中轴线与下室体2的中轴线成锐角，且与下室体2的径向成锐角。本实施例中，外围孔202的中轴线与下室体2的中轴线形成的角度α均为55°；中心通孔201与外围孔202的直径Ф均为1.2mm。由于外围孔202的中轴线与下室体2的中轴线成锐角，可使燃气的喷射方向向下；由于外围孔202的中轴线与下室体2的径向成锐角，可使预燃室4的进气产生涡旋运动，从而使预燃室4很容易点燃，同时使点燃的燃气喷出后形成绕下室体2旋转的旋流，而且中心通孔201和外围孔202的孔径较小，使预燃室4的火焰高速喷出，点燃主燃烧室并使主燃烧室的稀燃料混合物燃烧充分，从而保证内燃机的运转稳定性，并完全避免了内燃机的间歇性停火现象的发生。 
主室体1的下端部设置有内螺纹，下室体2的上端部设置有外螺纹，主室体1与下室体2螺纹连接。由于主室体1和下室体2通过螺纹连接，从而使得本发明的燃气内燃机预燃室可以自由拆卸，组装方便。 
主室体1的外圆周上设置有两个密封胶圈3。当主室体1安装在内燃机的气缸盖后，主室体1的下端部置于水腔内，主室体1的上端部置于机油腔内，两个密封胶圈3用于有效隔断水腔和机油腔，从而提高密封性能。 
主室体1的下端部还设置有外螺纹。主室体1通过其下端部的外螺纹固定在内燃机的气缸盖，从而方便拆卸，便于安装。 
中心通孔201的中轴线与下室体2的中轴线重合，使得燃气的进气均匀，而且，点燃的燃气在喷出预燃室4时，能产生涡旋运动。 
本实施例中，外围孔202的数量为四个。在内燃机运行时，中心通孔201和四个外围孔202用于使稀燃料混合气进入预燃室4并用于预燃室4的燃烧产物的排放。在内燃机的运行期间，内燃机活塞在压缩循环期间向上移动，气缸内的稀燃料混合物被压缩到一定程度时，稀燃料混合物通过中心通孔201和四个外围孔202压入预燃室4。中心通孔201和四个外围孔202需具有足够大的孔面积以保证内燃机活塞通过上止点时预燃室4填满稀燃料混合气，同时，中心通孔201和四个外围孔202需足够小以使预燃室4的排气速度接近声速，从而使预燃室4中燃烧的气体带着火焰以高速度喷出并将主燃烧室内的稀燃料混合物点燃。 
本实施例中，由于四个外围孔202的中轴线分别与下室体2的中轴线之间形成的角度α均为55°，相对于中心通孔201为倾斜设置的四个外围孔202在进气时会产生涡旋运动，进入预燃室4的稀燃料混合物在预燃室4内继续进行涡旋运动，进入预燃室4内的空气和燃料之间的密度差以及涡旋运动共同造成预燃室4内的稀燃料混合物分层，从而使火花塞通过两电极的火花很容易点燃预燃室4内的稀燃料混合物，被点燃的稀燃料混合物在预燃室4内迅速膨胀，同时由于连通预燃室4和主燃烧室的中心通孔201和四个外围孔202的孔径较小，因此，伴随节流作用产生压力差，使预燃室4内形成紊流运动，并使点燃的稀燃料混合物带着火焰以高速度从预燃室4内喷出，喷出的火焰迅速将主燃烧室内的稀燃料混合物几乎同时点燃，从而在主燃烧室内产生强烈的燃烧紊流运动，大部分的稀燃料混合物在主燃烧室内快速燃烧。由于预燃室4的稀燃料混合物燃烧后产生的能量远远大于火花塞的能量，进而使主燃烧室的稀燃料混合物易于点燃，且燃烧更加充分，从而保证内燃机运转稳定，提高内燃机的工作可靠性。 
本实施例中，预燃室4和主燃烧室使用的燃气均为稀燃料混合物，从而降低了氮氧化物的排放量。且本发明的燃气内燃机预燃室是一个独立体，可以自由拆卸，组装方便，成本低，使用寿命长。 
实施例2。
本发明的一种燃气内燃机预燃室的实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于，外围孔202的中轴线与下室体2的中轴线形成的角度α均为65°；中心通孔201与外围孔202的直径Ф均为1.0mm。本实施例的其它结构及工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。 
实施例3。
本发明的一种燃气内燃机预燃室的实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于，外围孔202的中轴线与下室体2的中轴线形成的角度α均为30°；中心通孔201与外围孔202的直径Ф均为1.5mm。本实施例的其它结构及工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。 
实施例4。
本发明的一种燃气内燃机预燃室的实施例4，本实施例与实施例1的不同之处在于，外围孔202的中轴线与下室体2的中轴线形成的角度α均为85°；中心通孔201与外围孔202的直径Ф均为0.8mm。本实施例的其它结构及工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。 
实施例5。
本发明的一种燃气内燃机预燃室的实施例5，本实施例与实施例1的不同之处在于，外围孔202的数量为六个。中心通孔201和六个外围孔202可使预燃室4内形成紊流运动更加强烈，从而使预燃室4内的稀燃料混合物更容易被点燃，并且使主燃烧室的稀燃料混合物更易点燃，燃烧更加充分。本实施例的其它结构及工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。 
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 

Claims (10)

1.一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：包括主室体和下室体，所述主室体内设置有火花塞，所述主室体和所述下室体构成预燃室，所述下室体包括圆柱壁、底壁和圆角壁，所述底壁的中心设置有中心通孔，所述圆角壁设置有外围孔，所述外围孔的中轴线与下室体的中轴线成锐角，且与下室体的径向成锐角。
2.根据权利要求1所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述外围孔的中轴线与所述下室体的中轴线形成的角度均为30°~85°；所述中心通孔与所述外围孔的直径均为0.8mm~1.5mm。
3.根据权利要求2所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述外围孔的中轴线与所述下室体的中轴线形成的角度均为55°；所述中心通孔与所述外围孔的直径均为1.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述主室体的下端部设置有内螺纹，所述下室体的上端部设置有外螺纹，所述主室体与下室体螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述主室体的外圆周上设置有密封胶圈。
6.根据权利要求5所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述密封胶圈的数量为两个。
7.根据权利要求1所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述主室体的下端部还设置有外螺纹。
8.根据权利要求1所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述中心通孔的中轴线与所述下室体的中轴线重合。
9.根据权利要求3所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述外围孔的数量为四个。
10.根据权利要求3所述的一种燃气内燃机预燃室，其特征在于：所述外围孔的数量为六个。
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