CN106870117A - 水冷式预燃装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水冷式预燃装置，具有这样的特征，包括：预燃室部件，固定设置在内腔中，包括竖直嵌入在内腔中的预燃室壳体和安装在预燃室壳体内的火花塞，预燃室壳体包括自上而下依次设置的预燃室上座和预燃室腔壳体；火焰喷嘴，可拆卸地安装在预燃室腔壳体上，包括具有空腔的圆柱筒体，其中，圆柱筒体上设置有多条贯通的火焰通道和与多条火焰通道相错开设置的若干条喷嘴冷却水道，预燃室部件和气缸盖之间的通孔作为进水通道，该进水通道经由外部的内燃机循环管路引入冷却水到喷嘴冷却水道中，冷却水在喷嘴冷却水道中流动换热后流出。本发明的水冷式预燃装置能够让预燃室的喷嘴进行降温、散热，散热效率高，能够提高预燃室喷嘴的使用寿命。

Description

水冷式预燃装置
技术领域
本发明涉及内燃机，具体涉及一种内燃机的预燃装置。
背景技术
大排量燃气内燃机一般采用预燃室点火技术，在给预燃室输送少量的燃料气后，预燃室壳体内的火花塞产生电火花点燃燃料气和空气的混合物产生火焰并通过喷嘴喷出，喷出的火焰在燃烧室中引燃大量的燃料气体混合物，进而燃烧做功。
现有技术中，内燃机的气缸盖与预燃室壳体紧密贴合，形成一个整体厚度较大的结构，预燃室壳体与外界几乎隔绝，散热效果极差，并使得预燃室在一段时间的工作后，预燃室壳体的温度高达几百度。
预燃室壳体的高温会出现很多问题，一方面，过高的温度有可能达到燃料气体混合物的燃点，这样会使得燃料气体混合物在与壳体接触时就会立即燃烧，而不受到火花塞点火的控制，也就是说，高温的预燃室壳体会使得燃气内燃机内部一直燃烧，而不能由火花塞点火来正常地控制并燃烧做功，即不能正常的工作了。另一方面，过高的温度，会使得预燃室喷嘴因过热而融化损坏或是喷孔的方向发生偏移，而导致内燃机不能正常工作；并且火花塞的使用寿命也会大大缩短。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种散热效率高、使用寿命长，能够让预燃室喷嘴进行有效降温、散热的水冷式预燃装置。
本发明提供了一种水冷式预燃装置，固定设置在内燃机的气缸盖的内腔中，其特征在于，包括：预燃室部件，固定设置在内腔中，和气缸盖的内壁之间设置有通孔，包括竖直嵌入在内腔中的预燃室壳体和安装在预燃室壳体内的火花塞，预燃室壳体包括自上而下依次设置的预燃室上座和预燃室腔壳体；以及火焰喷嘴，可拆卸地安装在预燃室腔壳体上，包括具有空腔的圆柱筒体，其中，圆柱筒体上设置有多条贯通的火焰通道和与多条火焰通道相错开设置的若干条喷嘴冷却水道，预燃室部件和气缸盖之间的通孔作为进水通道，该进水通道经由外部的内燃机循环管路引入冷却水到喷嘴冷却水道中，该冷却水在喷嘴冷却水道中流动进行换热后流出。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征，还包括：预燃室水套，套在预燃室壳体上，其内壁与预燃室壳体具有环形的间隙，该间隙作为作为第一冷却水道与喷嘴冷却水道连通。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，圆柱筒体的周壁上具有六个喷孔，这六个喷孔均匀地排布在同一高度的圆柱筒体的周壁上，喷孔作为火焰通道。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，火焰喷嘴还包括安装套，该安装套的外径大于圆柱筒体的外径，安装套的上端的外壁设置有环形槽，该环形槽用于安装密封套和预燃室水套密封。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，安装套的上端与预燃室腔壳体的下部套接，用于密封。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室上座内竖直地设置有多个贯穿孔，多个贯穿孔作为第二冷却水道和第一冷却水道相连通。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室水套的外壁上设置有第一环形凹槽，该第一环形凹槽上套设有密封套与气缸盖的内壁密封，预燃室上座的外壁上设置有第二环形凹槽，该第二环形凹槽上套设有密封套与预燃室水套的内壁密封。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室腔壳体的外壁固定设置有散热翅片，该散热翅片用于增强传热。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征，还包括：预燃室压块组件，设置在气缸盖上，用于固定预燃室部件，其上设置有与第二冷却水道连通的环形出水槽，该环形出水槽用于换热后的冷却水流出。
在本发明提供的水冷式预燃装置中，还可以具有这样的特征：其中，火焰通道的宽度为1～8mm。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的水冷式预燃装置，因为该预燃装置具有火焰喷嘴，火焰喷嘴内的圆柱筒体上设置有多条贯通的火焰通道和与多条火焰通道相错开设置的多条喷嘴冷却水道，所以，冷却水经由外部的内燃机循环管路引入并进入进水通道，再从进水通道进入到喷嘴冷却水道，冷却水在喷嘴冷却水道中流动与火焰喷嘴进行换热后流出，从而对高温的火焰喷嘴进行冷却、散热。因此，本发明的水冷式预燃装置能够让预燃室的喷嘴进行有效降温、散热，且散热效率高，能够提高预燃室喷嘴的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的实施例中水冷式预燃装置与气缸盖的总剖面结构图；
图2是图1中C-C方向的剖视放大图；以及
图3是本发明的实施例中火焰喷嘴的结构示意图，其中，图3a为火焰喷嘴的正视图，图3b为图3a的俯视图，图3c为图3b中D-D方向的剖视图，图3d为图3b中E-E方向的剖视图，图3e为图3a中F-F方向的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的水冷式预燃装置作具体阐述。
图1是本发明的实施例中水冷式预燃装置与气缸盖的总剖面结构图。
如图1所示，水冷式预燃装置100与水冷式预燃点火系统中的内燃机循环管路(图中未画出)连接，它竖直地嵌入在内燃机的气缸盖200的内腔中，它包括预燃室部件10、火焰喷嘴20、预燃室水套30以及预燃室压块组件40。
预燃室部件10包括预燃室壳体11和火花塞12。
预燃室壳体11呈圆筒形，它竖直地嵌入在气缸盖200的内腔中，如图1所示，预燃室壳体11包括自上而下依次连接的预燃室上座111和预燃室腔壳体112。在本实施例中，预燃室壳体11的高度为232mm。
图2是图1中C-C方向的剖视放大图。
如图1、2所示，预燃室上座111的内部具有圆柱形的空腔，该空腔用来容纳火花塞12，预燃室上座111的侧壁上竖直地设置有六个内径为1～10mm的圆形的贯穿孔111a，这六个贯穿孔111a作为第二冷却水道，六个贯穿孔111a呈圆周均匀的排布在预燃室上座111的侧壁上，此外，预燃室上座111下部的外壁上设置有凹槽，凹槽上套设有密封套113与预燃室腔壳体112的内壁密封，本实施例中，第二冷却水道的内径为4mm。
预燃室腔壳体112呈倒锥形，它的内部也具有倒锥形的空腔，预燃室腔壳体112的内部与预燃室上座111的内部通过连通孔112a连通，此外，预燃室腔壳体112的外壁焊接有螺旋形的散热翅片(图中未显示)。在本实施例中，预燃室腔壳体112的外径为62mm。
火花塞12与连通孔112a相配合，它的下端通过螺纹固定在连通孔112a上，上端伸入到预燃室上座111内的圆柱形空腔中。
图3是本发明的实施例中火焰喷嘴的结构示意图，其中，图3a为火焰喷嘴的正视图，图3b为图3a的俯视图，图3c为图3b中D-D方向的剖视图，图3d为图3b中E-E方向的剖视图，图3e为图3a中F-F方向的剖视图。
如图3a-3e所示，火焰喷嘴20与预燃室腔壳体112的下部连接，它包括安装套21和圆柱筒体22。
安装套21上端的外壁具有环形槽，环形槽上设置有密封套113与预燃室水套30的内壁密封，安装套21的上端与预燃室腔壳体112套接在一起，用来密封连接安装套21与预燃室腔壳体112。在本实施例中，安装套21的外径为65mm。
圆柱筒体22的上端与安装套21的下端连接，它的周壁上设置有宽度为1～8mm的六个喷孔，这六个喷孔在圆柱筒体22的同一高度的上均匀地排布，这六个喷孔作为火焰通道221，圆柱筒体内的火焰从火焰通道221中喷出，圆柱筒体22上还设置有和六条贯通的火焰通道221相互错开设置若干条喷嘴冷却水道222，在本实施例中，喷嘴冷却水道222具有六条，圆柱筒体22的外径35mm，圆柱筒体22与安装套21是一体成型的，火焰通道221的宽度为5mm。
预燃室水套30套在预燃室壳体11上，它的外壁与气缸盖200的内壁之间设置有可以插拔的插槽块31，插槽块31上具有宽度为2～10mm的方形的通孔(未标出)，该通孔作为进水通道，内燃机循环管路中的冷却水从进水通道进入，在本实施例中，进水通道的宽度为4mm。
预燃室水套30的内壁与预燃室腔壳体112的外壁之间具有宽度为2～10mm的环形的间隙，该间隙作为第一冷却水道，第一冷却水道和喷嘴冷却水道222连通,并且第一冷却水道还与第二冷却水道连通，第一冷却水道与第二冷却水道连通处具有呈90度的弯折段。此外，预燃室水套30的高度为202mm，在本实施例中，第一冷却水道的宽度为2mm。
预燃室水套30的外壁上有第一环形凹槽，第一环形凹槽上套设有密封套113与气缸盖200的内壁密封，预燃室上座111的外壁上设置有第二环形凹槽，该第二环形凹槽上套设有密封套113与预燃室水套30的内壁密封。
预燃室水套30的下部具有八个凸块(图中未显示)，该八个凸块用来让预燃室水套30竖直嵌入在气缸盖200上。
预燃室压块组件40通过螺钉固定在气缸盖200上，它用来固定预燃室部件10，如图2所示，预燃室压块组件40上设置有环形出水槽41，环形出水槽41与第二冷却水道连通，换热后的冷却水从第二冷却水道流入环形出水槽41中，再从环形出水槽41流入到的内燃机循环管路中。
本实施例的水冷式预燃装置的工作原理为：
图1中短箭头表示冷却水水流方向，从内燃机循环管路中泵入的冷却水经过进水通道进入到喷嘴冷却通道222，再从喷嘴冷却通道222进入第一冷却水道，最后由第一冷却水道进入第二冷却水道，冷却水通过喷嘴冷却通道222时，火焰喷嘴的高温传到冷却水中，从而对火焰喷嘴进行降温、散热，冷却水在第一冷却水道和第二冷却水道中环绕预燃室壳体11，预燃室壳体11内的高温传到冷却水中，从而对预燃室壳体11也进行降温、散热，传热后的冷却水再从预燃室压块40上的环形出水槽41流出，最后进入外部的内燃机循环管路中。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的水冷式预燃装置，因为该预燃装置具有火焰喷嘴，火焰喷嘴内的圆柱筒体上设置有六条贯通的火焰通道和与六条火焰通道相错开设置的六条喷嘴冷却水道，所以，冷却水经由外部的内燃机循环管路引入并进入进水通道，再从进水通道进入到喷嘴冷却水道，冷却水在喷嘴冷却水道中流动与火焰喷嘴进行换热后流出，从而对高温的火焰喷嘴进行冷却、散热。因此，本实施例的水冷式预燃装置能够让火焰喷嘴进行有效降温、散热，且散热效率高，能够提高预燃室喷嘴的使用寿命。
在本实施例中，由于具有预燃室水套，预燃室水套内壁与预燃室壳体之间具有第一冷却水道，从喷嘴冷却水道流出的水能够进入第一冷却水道，再从第一进水通道进入第二进水通道，冷却水能够从底部流入后直接从顶部流出，避免了流动死角，增加了流动性，使得其能够对预燃室壳体进行有效降温、散热，且散热效率高。
在本实施例中，由于预燃室腔壳体的外壁设置有散热翅片，一方面，使得接触的面积增大，从而使得预燃室腔壳体上的高温热量能够更快地传到第一冷却水道中的冷却水中；另一方面，散热翅片能加强水的流动，产生更强烈的乱流，传热系数更大，散热效果也更好。由于这样的设置能够使得预燃室壳体更好地散热，防止内燃机被烧坏。
在本实施例中，由于预燃室水套的外壁设有第一环形凹槽，第一环形凹槽上设有密封套与气缸盖密封，使得预燃室水套能够完整地与气缸盖密封贴合，防止冷却水渗漏到气缸盖中，防止气缸盖、预燃室水套受到腐蚀，增加预燃室水套的使用寿命。
在本实施例中，由于在气缸盖内壁与预燃室水套之间设置有可以插拔的插槽块，当从内燃机循环管路长时间引入冷却水时，冷却水中的水垢会存留在插槽块的通孔中，冷却效果很可能会受影响，此时，可以拔出插槽块并对其进行清洗，使得冷却水能够顺畅的从进水通道进入，冷却效率变高。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水冷式预燃装置，固定设置在内燃机的气缸盖的内腔中，其特征在于，包括：
预燃室部件，固定设置在所述内腔中，和所述气缸盖的内壁之间设置有通孔，包括竖直嵌入在所述内腔中的预燃室壳体和安装在所述预燃室壳体内的火花塞，所述预燃室壳体包括自上而下依次设置的预燃室上座和预燃室腔壳体；以及
火焰喷嘴，可拆卸地安装在所述预燃室腔壳体上，包括具有空腔的圆柱筒体，
其中，所述圆柱筒体上设置有多条贯通的火焰通道和与多条所述火焰通道相错开设置的若干条喷嘴冷却水道，
所述预燃室部件和所述气缸盖之间的通孔作为进水通道，该进水通道经由外部的内燃机循环管路引入冷却水到所述喷嘴冷却水道中，该冷却水在所述喷嘴冷却水道中流动进行换热后流出。
2.根据权利要求1所述的水冷式预燃装置，其特征在于，还包括：
预燃室水套，套在所述预燃室壳体上，其内壁与所述预燃室壳体具有环形的间隙，该间隙作为作为第一冷却水道与所述喷嘴冷却水道连通。
3.根据权利要求1所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述圆柱筒体的周壁上具有六个喷孔，这六个喷孔均匀地排布在同一高度的所述圆柱筒体的周壁上，所述喷孔作为所述火焰通道。
4.根据权利要求1所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述火焰喷嘴还包括安装套，该安装套的外径大于所述圆柱筒体的外径，
所述安装套的上端的外壁设置有环形槽，该环形槽用于安装密封套和所述预燃室水套密封。
5.根据权利要求4所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述安装套的上端与所述预燃室腔壳体的下部套接，用于密封。
6.根据权利要求2所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述预燃室上座内竖直地设置有多个贯穿孔，多个所述贯穿孔作为第二冷却水道和所述第一冷却水道相连通。
7.根据权利要求2所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述预燃室水套的外壁上设置有第一环形凹槽，该第一环形凹槽上套设有密封套与所述气缸盖的内壁密封，
所述预燃室上座的外壁上设置有第二环形凹槽，该第二环形凹槽上套设有密封套与所述预燃室水套的内壁密封。
8.根据权利要求1所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述预燃室腔壳体的外壁固定设置有散热翅片，该散热翅片用于增强传热。
9.根据权利要求2所述的水冷式预燃装置，其特征在于，还包括：
预燃室压块组件，设置在所述气缸盖上，用于固定所述预燃室部件，其上设置有与所述第二冷却水道连通的环形出水槽，该环形出水槽用于换热后的冷却水流出。
10.根据权利要求1所述的水冷式预燃装置，其特征在于：
其中，所述火焰通道的宽度为1～8mm。
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