CN109555593A - 一种用于内燃机的预燃烧室结构 - Google Patents

一种用于内燃机的预燃烧室结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于内燃机的预燃烧室结构，包括由预燃烧室顶盖和预燃烧室侧壁限定的预燃烧室腔体，所述预燃烧室腔体与主燃烧室连通，所述预燃烧室腔体连接有喷射器，还包括多个点火电极，所述点火电极贯穿所述预燃烧室顶盖，且所述点火电极位于所述预燃烧室顶盖中的部分均包覆有绝缘体；所述点火电极的一端延伸至所述预燃烧室腔体内，并与所述预燃烧室侧壁之间形成一火花间隙，用于形成火花。本发明的有益之处在于，结构简单紧凑，在有限的预燃烧室空间内集成多个点火电极来替代原有的火花塞，并通过对多个点火电极的点火相位差进行控制，改变预燃烧室内的燃烧压力，从而调节预燃烧室内的火焰喷射速度。

Description

一种用于内燃机的预燃烧室结构
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种用于内燃机的预燃烧室结构。
背景技术
内燃机在运行过程中会排放氮氧化物NOx，且NOx的排放量会随着燃烧温度的上升而增加。为此，使用较稀薄的燃料混合物可以降低燃烧室中的燃烧温度，从而减少排放的NOx的量。
然而，过稀的燃料混合物很可能不完全燃烧，使火花塞的诱导燃烧效率降低，尤其是在大缸径发动机中，可能需要相对较长的时间才能让火焰在整个燃烧室中蔓延。为降低不完全燃烧的发生概率，设置预燃烧室是一种可行方法，也是目前大缸径发动机的发展方向。主动式预燃烧室内部集成有喷射器和火花塞，并设有喷孔连接主燃烧室。通过在预燃烧室内点燃相对浓的燃料空气混合物，形成火焰射流从而引燃主燃烧室内相对稀薄的燃料空气混合物。来自预燃烧室的火焰射流通常足以使主燃烧室中的稀薄混合物完全燃烧。
然而现有的主动式预燃烧室由于其空间限制，一般只能安装一个火花塞，难以有效控制预燃烧室中火焰射流的速度，不能很好地适应不同发动机的工况需求。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于内燃机的预燃烧室结构，实现预燃烧室中的火焰射流速度调节。
本发明提供了一种用于内燃机的预燃烧室结构，包括由预燃烧室顶盖和预燃烧室侧壁限定的预燃烧室腔体，所述预燃烧室腔体与主燃烧室连通，所述预燃烧室腔体连接有喷射器，还包括多个点火电极，所述点火电极贯穿所述预燃烧室顶盖，且所述点火电极位于所述预燃烧室顶盖中的部分均包覆有绝缘体；所述点火电极的一端延伸至所述预燃烧室腔体内，并与所述预燃烧室侧壁之间形成一火花间隙，用于形成火花。
优选地，所述点火电极包括引出所述预燃烧室腔体外部的引出电极和通往所述预燃烧室腔体内部的中心电极，所述引出电极和中心电极通过电阻封料相连接。
优选地，所述预燃烧室侧壁上设有多个凸出的地极，所述中心电极一端延伸至所述预燃烧室腔体内并设有折弯部，所述折弯部与地极之间形成所述火花间隙。
优选地，所述点火电极的数量为两个。
优选地，所述预燃烧室顶盖和预燃烧室侧壁之间螺纹连接。
优选地，所述预燃烧室顶盖和预燃烧室侧壁之间设有密封垫片。
优选地，所述预燃烧室侧壁上设有多个喷孔，所述预燃烧室腔体通过所述喷孔与主燃烧室连通。
优选地，还包括电子控制单元，用于控制所述多个点火电极的点火正时。
本发明的有益之处在于，结构简单紧凑，在有限的预燃烧室空间内集成多个点火电极来替代原有的火花塞，并通过对多个点火电极的点火相位差进行控制，改变预燃烧室内的燃烧压力，从而调节预燃烧室内的火焰喷射速度。
附图说明
图1是本发明一种用于内燃机的预燃烧室结构的剖视图。
元件标号说明：
1 预燃烧室腔体
2 预燃烧室侧壁
3 预燃烧室顶盖
4 绝缘体
5 引出电极
6 电阻封料
7 中心电极
8 密封垫片
9 地极
10 喷孔
11 喷射器
12 火花间隙
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提供了一种用于内燃机的预燃烧室结构，如图1所示，包括由预燃烧室顶盖3和预燃烧室侧壁2限定的预燃烧室腔体1，具体地预燃烧室顶盖3和预燃烧室侧壁2之间螺纹连接，且预燃烧室顶盖3和预燃烧室侧壁2之间设有密封垫片8，防止燃料空气混合物泄露。预燃烧室腔体1上方连接有喷射器11，喷射器11会在预燃烧室腔体1中喷入燃料，形成较浓的燃料空气混合物。预燃烧室侧壁2上设有多个喷孔10，预燃烧室腔体1通过喷孔10与主燃烧室连通。
现有的火花塞包括接线螺母、绝缘体、接线螺杆、中心电极、侧电极以及外壳等，其作为成熟的产品具有固定的型号和大小，狭小的预燃烧室空间内最多只能安装一个火花塞。为了突破预燃烧室的空间限制，本发明使用点火电极来替代传统的火花塞，将点火电极与其他点火必要部件集成在预燃烧室结构中，在不影响点火性能的同时节约了空间，实现在有限的预燃烧室空间内布置多个点火电极。优选地，喷射器11穿设在预燃烧室顶盖3的中心，多个点火电极在喷射器11的周围沿圆周均匀布置。点火电极的具体个数可以根据实际需要来设置，本发明优选地设置了两个点火电极。每个点火电极都贯穿预燃烧室顶盖3，且位于预燃烧室顶盖3中的部分均包覆有绝缘体4，绝缘体4优选地采用陶瓷护套，从而将点火电极与预燃烧室顶盖3隔离。点火电极的一端延伸至预燃烧室腔体1内，并与预燃烧室侧壁2之间形成一火花间隙12，火花可以在火花间隙12中产生。
如图1所示，在本发明的一个具体实施例中，点火电极包括引出预燃烧室腔体1外部的引出电极5和通往预燃烧室腔体1内部的中心电极7，引出电极5和中心电极7通过电阻封料6相连接，电阻封料6起到减小电磁干扰和密封的作用。对应地，预燃烧室侧壁2上设有多个凸出的地极9，中心电极7一端延伸至预燃烧室腔体1内并设有折弯部，折弯部与地极9之间形成火花间隙12。由于地极9位于预燃烧室侧壁2的内侧，且地极9的端面距离预燃烧室侧壁2有一定距离，可以有效减小火花间隙12中产生初始火核时的壁面传热影响，有助于内燃机冷启动时顺利工作。
内燃机工作时，活塞在压缩冲程中通过喷孔10向预燃烧室腔体1内压入新鲜空气，在活塞临近上止点时喷射器11向预燃烧室腔体1内喷入燃料，点火电极产生火花，火花引燃预燃烧室腔体1内的燃料空气混合物并形成火焰射流，火焰射流通过喷孔10引燃主燃烧室内的稀薄燃料空气混合物。
此外，本发明还包括电子控制单元(ECU)，ECU分别控制多个点火电极的点火正时，并可以通过设置多个点火电极之间的点火相位差，有效控制预燃烧室腔体1内的燃烧压力，从而调节火焰射流速度，适应不同发动机工况。
综上所述，本发明的有益之处在于，结构简单紧凑，在有限的预燃烧室空间内集成多个点火电极来替代原有的火花塞，并通过对多个点火电极的点火相位差进行控制，改变预燃烧室内的燃烧压力，从而调节预燃烧室内的火焰喷射速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的预燃烧室结构，包括由预燃烧室顶盖(3)和预燃烧室侧壁(2)限定的预燃烧室腔体(1)，所述预燃烧室腔体(1)与主燃烧室连通，所述预燃烧室腔体(1)连接有喷射器(11)，其特征在于，还包括多个点火电极，所述点火电极贯穿所述预燃烧室顶盖(3)，且所述点火电极位于所述预燃烧室顶盖(3)中的部分均包覆有绝缘体(4)；所述点火电极的一端延伸至所述预燃烧室腔体(1)内，并与所述预燃烧室侧壁(2)之间形成一火花间隙(12)，用于形成火花。
2.根据权利要求1所述的预燃烧室结构，其特征在于，所述点火电极包括引出所述预燃烧室腔体(1)外部的引出电极(5)和通往所述预燃烧室腔体(1)内部的中心电极(7)，所述引出电极(5)和中心电极(7)通过电阻封料(6)相连接。
3.根据权利要求2所述的预燃烧室结构，其特征在于，所述预燃烧室侧壁(2)上设有多个凸出的地极(9)，所述中心电极(7)一端延伸至所述预燃烧室腔体(1)内并设有折弯部，所述折弯部与地极(9)之间形成所述火花间隙(12)。
4.根据权利要求1所述的预燃烧室结构，其特征在于，所述点火电极的数量为两个。
5.根据权利要求1所述的预燃烧室结构，其特征在于，所述预燃烧室顶盖(3)和预燃烧室侧壁(2)之间螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的预燃烧室结构，其特征在于，所述预燃烧室顶盖(3)和预燃烧室侧壁(2)之间设有密封垫片(8)。
7.根据权利要求1所述的预燃烧室结构，其特征在于，所述预燃烧室侧壁(2)上设有多个喷孔(10)，所述预燃烧室腔体(1)通过所述喷孔(10)与主燃烧室连通。
8.根据权利要求1所述的预燃烧室结构，其特征在于，还包括电子控制单元，用于控制所述多个点火电极的点火正时。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112627965A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 王建伟 一种具有存气压缩功能的内燃机及其使用方法
CN113653559A (zh) * 2021-08-18 2021-11-16 天津大学 一种包含偏轴心型主动式预燃室的汽油机点火机构
FR3115073A1 (fr) * 2020-10-13 2022-04-15 Renault S.A.S. Bougie d’allumage pour moteur à allumage commandé.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4483291A (en) * 1982-04-07 1984-11-20 Artman Noel G Process of segregating air-fuel mass in engine auxiliary chamber
US4487177A (en) * 1982-03-23 1984-12-11 Nissan Motor Company, Limited Apparatus and method for starting a diesel engine using plasma ignition plugs
JP2007064101A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd 副室式内燃機関
US20070169737A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Weidong Gong Multiple spark pattern internal combustion initiation device and engine using same
US20120299459A1 (en) * 2010-01-15 2012-11-29 Yasushi Sakakura Spark plug and method of manufacturing spark plug
DE102017011209B3 (de) * 2017-12-05 2019-01-17 Daimler Ag Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4487177A (en) * 1982-03-23 1984-12-11 Nissan Motor Company, Limited Apparatus and method for starting a diesel engine using plasma ignition plugs
US4483291A (en) * 1982-04-07 1984-11-20 Artman Noel G Process of segregating air-fuel mass in engine auxiliary chamber
JP2007064101A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd 副室式内燃機関
US20070169737A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Weidong Gong Multiple spark pattern internal combustion initiation device and engine using same
US20120299459A1 (en) * 2010-01-15 2012-11-29 Yasushi Sakakura Spark plug and method of manufacturing spark plug
DE102017011209B3 (de) * 2017-12-05 2019-01-17 Daimler Ag Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3115073A1 (fr) * 2020-10-13 2022-04-15 Renault S.A.S. Bougie d’allumage pour moteur à allumage commandé.
EP3985813A1 (fr) * 2020-10-13 2022-04-20 Renault s.a.s Bougie d'allumage pour moteur à allumage commandé
CN112627965A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 王建伟 一种具有存气压缩功能的内燃机及其使用方法
CN113653559A (zh) * 2021-08-18 2021-11-16 天津大学 一种包含偏轴心型主动式预燃室的汽油机点火机构

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