CN109844280A - 用于内燃发动机的预燃室点火装置和方法 - Google Patents

用于内燃发动机的预燃室点火装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109844280A
CN109844280A CN201780060721.3A CN201780060721A CN109844280A CN 109844280 A CN109844280 A CN 109844280A CN 201780060721 A CN201780060721 A CN 201780060721A CN 109844280 A CN109844280 A CN 109844280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
main component
precombustion
tip member
chamber
covering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780060721.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109844280B (zh
Inventor
C·格拉哈姆
D·卡瓦纳奥夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of CN109844280A publication Critical patent/CN109844280A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109844280B publication Critical patent/CN109844280B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1004—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B2019/006—Engines characterised by precombustion chambers with thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

提供了一种内燃发动机(10)中的预燃室点火装置(30)，其具有由第一类型的材料(58)形成的主体件(32)和由第二类型的材料(60)形成的尖端件(38)。所述主体件(32)的远端(64)具有包层(62)，所述包层可以具有第二类型的材料(60)，用于防止形成所述主体件(32)的所述第一类型的材料(58)腐蚀。

Description

用于内燃发动机的预燃室点火装置和方法
技术领域
本公开大体上涉及一种预燃室点火装置，且更确切地说，涉及制造和再制造预燃室点火装置以限制在内燃发动机中的服务期间的腐蚀。
背景技术
燃烧式发动机，包括汽油火花点火发动机、柴油压缩点火发动机、气态燃料发动机等，通常通过在气缸内产生受控燃烧反应来操作，所述气缸驱动活塞以使曲轴旋转。该基本技术已经用于使用传统燃料(例如汽油或柴油)操作发动机远远超过一个世纪。排放问题、价格和供应问题等，已导致不太传统的燃料(例如天然气、氢气、填埋气体和生物气体)的增加兴趣和利用。这些燃料通常以较高化学计量空气与燃料比使用，意味着所谓的“贫”燃料/空气混合物或具有小于1的当量比的混合物是常见的。依赖于火花塞或压缩点火的传统燃烧式发动机点火策略可能无法正确地点燃混合物，导致发动机爆震或其它问题。
使用预燃室点火装置可以通过在将热的燃烧气体的射流递送到燃烧室之前点燃预燃室中的燃料/空气混合物来解决这些问题，产生与其它技术相比更热的，更均匀的和更鲁棒的燃烧反应。典型的预燃室组件由由铸铁或钢形成的基部构成，其中附接的尖端由适合承受常规和强烈燃烧反应的材料形成，例如某些形式的Inconel。
在授予Granlund的欧洲专利2,205,840(“Granlund”)中公开了一种用于延长预燃室组件寿命的策略。Granlund公开了一种具有可更换零件(例如盖和尖端件)的预燃室组件，允许通过替换单独的部件而不是整个组件来修理被腐蚀的组件。虽然这种和其它解决方案可以整体延长组件的使用寿命，但是用于这样做的公开的机制需要定期维护，并且仍然有足够的改进空间。
发明内容
在一方面，公开了一种用于内燃发动机的预燃室点火装置。所述装置包括主体件，所述主体件至少主要由第一类型的材料形成并且被构造用于定位在所述发动机中的壳体内，以及尖端件，所述尖端件至少主要由第二类型的材料形成并且被构造用于至少部分地定位在所述壳体中的气缸内。所述尖端件附接到所述主体件，使得远侧主体端部邻接预燃室并且燃料出口与所述预燃室连通。所述主体件限定在近侧主体端部和所述远侧主体端部之间延伸的纵向轴线，并且在其中形成有在燃料入口和在所述远侧主体端部中的所述燃料出口之间延伸的燃料通道。所述尖端件在其中形成有预燃室和至少一个点火出口以将来自引燃充量的燃烧气体输送出所述预燃室以点燃所述气缸中的主充量。所述预燃室点火装置还包括包层，所述包层位于所述远侧主体端部上并且暴露于所述预燃室以便使形成所述主体件的所述第一类型的材料与所述预燃室内的燃烧气体隔离。
在另一方面，公开了一种制造用于内燃发动机的预燃室点火装置的方法。所述方法包括将至少主要由第一类型的材料形成的所述预燃室点火装置的主体件附接到至少主要由第二类型的材料形成的所述预燃室点火装置的尖端件。所述主体件在其中形成有连接到燃料出口的燃料通道，并且所述尖端件在其中形成有通过将所述主体件附接到所述尖端件而放置成与所述燃料出口流体连通的预燃室，以及来自所述预燃室的至少一个点火出口。所述方法还包括在所述主体件上形成包层，使得在将所述主体件附接到所述尖端件时，所述包层定位成将所述主体件与所述预燃室内的燃烧气体隔离。
在又一方面，公开了一种用于内燃发动机的引燃点火系统。所述系统包括壳体和位于所述壳体内并且包括主体件和尖端件的预燃室点火装置。所述主体件附接到所述尖端件。所述主体件还在其中形成有在燃料入口和燃料出口之间延伸的燃料通道。所述尖端件在其中形成有预燃室和至少一个点火出口以将来自在所述预燃室内点燃的引燃充量的燃烧气体输送到所述内燃发动机中的气缸中。所述主体件至少主要由第一类型的材料形成，并且所述尖端件至少主要由第二类型的材料形成。所述预燃室点火装置还包括包层，所述包层位于所述主体件上并暴露于所述预燃室以便使所述主体件与所述预燃室内的燃烧气体隔离。
附图说明
图1是根据一个实施例的具有预燃室点火装置的内燃发动机的截面图解视图；
图2是根据一个实施例的预燃室点火装置的截面图解视图；
图3是根据一个实施例的示出腐蚀的预燃室点火装置的主体件的图解视图；
图4是根据一个实施例的示出包层的预燃室点火装置的主体件的图解视图；
图5是根据一个实施例的示出包层的主体件的近侧主体端部的图解视图；以及
图6是根据一个实施例的预燃室点火装置的截面图解视图；以及
图7是根据一个实施例的预燃室点火装置的放大截面图解视图。
具体实施方式
参考图1，示出了根据一个实施例的内燃发动机10，其具有引燃点火系统84中的预燃室点火装置30(下文称为“装置”)。发动机10包括也形成内部结构的发动机壳体12，所述内部结构形状和大小设定成容纳和/或支撑发动机10的部件。发动机10可以是四冲程发动机或任何其它类型的燃烧式发动机，其包括一个或多个预燃室点火装置30。发动机10可以包括一个或多个活塞14，每个活塞14在活塞气缸16内，并且在上止点位置和下止点位置之间可移动来以通常常规的方式旋转曲轴20。活塞14可以通过连接杆18联接到曲轴20。装置30可以由发动机头34支撑在发动机10内，所述发动机头可以被视为壳体12的一部分，构造成接收装置30，使得装置30的尖端件38中的点火出口56定位成与气缸16流体连通，其中尖端件38至少部分地定位在气缸16内。燃料供给24可以分别通过第一燃料导管28和第二流体导管29与装置30和发动机10流体联接。空气还可通过可以与燃料导管29连接的进气导管27从空气供给26递送到发动机10。当活塞14朝向上止点位置移动时，用于燃烧的空气可以被输送到装置30中。发动机10中使用的装置30可以是已再制造的新的或使用过的预燃室点火装置，并且发动机10可以是新的或再制造的发动机10。发动机10的其它部件可以是新的或使用过的，所使用的部件被再制造、翻新或维修。从以下描述将进一步显而易见，本公开考虑了用于装置再制造的独特策略以使得在装置原先已丢弃的情况下能够再使用装置，以及用于制造新部件的技术。
现在还参考图2，提供了装置30的视图，示出了在再制造之前已从发动机10去除的装置30看上去的样子。由于装置30的很多部件在再制造之后可以与再制造之前相同，除非另外指示，可以采取装置30的本文的描述来表示尚未再制造的使用过的装置30以及已经再制造之后的装置30。装置30可以包括被构造用于定位在壳体12中的主体件32和尖端件38。主体件32可以由耐久且适于机加工的第一类型的材料58形成，例如铸铁、钢或任何其它合适的材料。尖端件38可以由第二类型的材料60形成，例如Inconel类型、其它镍和铬铁合金、不锈钢或耐高温氧化或腐蚀并另外适合于承受强烈燃烧条件的其它材料。第二类型的材料可以是各种超合金中的任一种。主体件32可具有近侧主体端部40和远侧主体端部42，限定在其间延伸的纵向轴线37，具有在近侧主体端部40处的安装元件36。预燃室54可以以纵向轴线37为中心。安装元件36还可以包括用于利用螺栓等将装置30固定到头部34的多个镗孔50。尖端件38可以与主体件32同轴地布置并且具有构造成促进燃烧气体从预燃室54逸出到燃烧室22的多个点火出口56，点火出口56在所示示例中从预燃室54向外延伸并围绕纵向轴线37周向地间隔。
装置30还可以具有形成于其中且与燃料导管28流体联接的燃料通道44，允许燃料流到预燃室54。燃料通道44可以由钻削主体件32构造，形成从主体件32的外侧中的燃料入口46到形成于远侧主体端部42中的燃料出口48的通路。可以将塞49插入在燃料通道44已经形成之后剩余的钻孔中，以便将燃料通道46中的燃料朝燃料出口48引导。将主体件32联接到尖端件38使燃料出口48放置成与预燃室54流体连通。在另外其它实施例中，燃料喷射器可以与装置30联接以将燃料直接喷射到预燃室54中。止回阀47可以用于防止空气或流体通过燃料通道44朝向燃料入口46往回流动。一旦燃料或燃料/空气混合物被递送到预燃室54，引燃充量的燃烧就可以通过点火装置例如火花塞(未示出)，或可能通过对燃料或燃料/空气混合物加压直到发生自燃而开始。燃烧导致燃烧气体在预燃室54中快速膨胀，经由点火出口56逸出并提供更热、更均匀的点火催化剂，其能够比单独气缸内点火装置或一些其它已知点火策略更可靠地触发贫混合物燃料(或在一些情况下任何燃料混合物)的燃烧。
已发现，预燃室54中的燃烧反应和通常例如高于600摄氏度或更高的温度的恶劣条件可能导致主体件32的远侧尖端64上的高温氧化性质的腐蚀。腐蚀甚至可以一直影响到连接接头66，其形成主体件32与尖端件38之间的接口，并围绕纵向轴线37周向地延伸。如本公开中所使用，腐蚀可理解为表示形成预燃室54的主体件32的表面上的任何物理、化学或任何其它种类的沉积物，或以其它方式暴露于由预燃室54中的燃烧反应产生的热或燃烧气体并且通常暴露于发动机条件。主体件32可以在连接接头66处联接到尖端件38，并且由焊接接头68固定，所述焊接接头可以包括在焊接接头68处围绕装置30周向地延伸的焊缝69。焊接接头68可以通过激光焊接或各种焊接程序中的任一种来形成，例如电子束焊接、气体金属弧焊接、等离子弧焊接等。
现在还参考图3，示出了示出腐蚀80的主体件32。在图3中可以看出，主体件32已与尖端件38(图3中未绘制)分离。尖端件38可以通过使用切割炬、研磨锯、圆形锯、钢锯、或任何其它手段切割焊接接头68与主体件32分离，只要主体件32和/或尖端件38不被损坏到不能再制造。图3示出了由于暴露于预燃室54以及燃烧气体可能迁移到连接接头66中而产生的在远侧尖端64上的，包括在主体件32的周边肩部76上的腐蚀80。应当注意，周边肩部76围绕纵向轴线周向地延伸，并且当装置30被组装时周边肩部76邻接尖端件38。装置30的再制造可以包括通过使用研磨机82来去除腐蚀80，如图3中所示。在本公开的一些实施例中，腐蚀80可以通过替代手段(例如化学处理)从主体件32去除。图3中所示的再制造阶段可能需要腐蚀去除继续直到远侧尖端64和远端42的其它表面基本上没有腐蚀80，由此显露从其形成表面的第一类型的材料58以进一步处理，如图3中所示。
现在还参考图4和5，示出了具有施加到远侧尖端64的一部分的包层62的主体件32。在腐蚀80已从主体件32去除之后，第二类型的材料60可以施加到远侧尖端64和周边肩部76以形成包层62。可以通过使用激光熔覆技术来沉积包层62，如图4和5中所示。在一些实施例中，可使用替代方法来施加包层62，例如粉末床融合、热喷涂、冷金属转移(CMT)或气相沉积等。示出了激光装置59，其具有被构造以递送原料63并且引导能够熔融原料63的激光束65的包层喷嘴61。激光束65在表面衬底上形成原料63可以在其中熔化的熔池67，允许熔融原料63的涂层施加到表面。原料63可以至少部分地由第二类型的材料60组成，并且可以是金属粉末，如图4和5中所示。虽然使用第二类型的材料60来形成包层62提供了实际策略，但是本公开不会因此被限制。合适的包层材料包括能够在预燃室燃烧条件中存活并且与主体件32的典型含铁材料以及形成尖端件38的第二材料冶金相容的任何材料。在一些实施例中，原料63可以是金属丝等。原料63的供应可以与激光束65围绕衬底表面的移动相对应，使得提供熔融原料63的连续供应。随着熔池67冷却，熔融原料63硬化、形成包层62，并且将包层62冶金地结合到形成主体件32的材料。取决于特定应用，包层62的厚度可以是任何合适的厚度。例如，对于单层包层，包层62可以具有在约2μm至约1.5mm之间的厚度；对于双层包层，具有在约4μm至约3mm之间的厚度，等等。包层62可以具有这样的厚度，使得它对连接接头66的机械构造具有可忽略的影响，由此不需要对主体件32或尖端件38进行额外机加工或其它改变。然而，在一些实施例中，在施加包层62之后对主体件32或尖端件38的改变可能是合乎需要的。在本实施例中，由第二类型的材料60形成的包层62可以在装置30使用时通过将形成主体件32的材料与预燃室燃烧环境中的燃烧气体隔离来保护主体件32免受腐蚀80的影响。
一旦已如本文中所预期地将腐蚀80从主体件32去除并施加包层62，可以通过将尖端件38与主体件32联接来再组装装置30。具有包层62的装置30的再组装可以提供完全由第二类型的材料60或由第二类型的材料60以及形成包层的另一类型的材料形成的预燃室54。尖端件38可以是新的或使用过的。
现在还参考图6和7，示出了再制造之后的装置30，示出了附加特征。尖端件38可以通过在焊接接头73处的激光焊接而附接到在远侧尖端64和周边肩部76上具有包层62的主体件32，形成焊缝75。还可看到，燃料出口48延伸通过包层62。包层62可以具有在垂直于纵向轴线37的方向上的径向范围，所述径向范围至少与垂直于纵向轴线37的方向上的预燃室54的径向范围一样大。图6示出了完全由第二类型的材料60围绕的预燃室54，由此防止在主体件32的远侧尖端64和周边肩部76上形成腐蚀。图7是图6中的框7的放大视图，示出了连接接头66的附加特征。包层62涂覆远侧尖端64和周边肩部76。再制造装置30的连接接头66可以具有径向向内边缘72，使得预燃室54完全由第二类型的材料60限定。形成尖端件38的第二类型的材料在连接接头66的径向向内边缘处邻接包层62。焊缝75可以具有在焊接接口70处或附近的径向向内表面，通过熔融第二类型的材料60或来自包层62和尖端件38的其它类型的材料而形成所述焊接接口。施加于焊接接头73的热可使包层62和尖端件38的材料60至少部分地熔合在一起，由此形成焊接接口70，继而形成连接接头66。还在图7中示出，尖端件38的内部凸缘表面78可以构造成接收周边肩部76，其中周边肩部76成形为形成阶梯状轮廓74。图7还示出包层62可以不影响阶梯状轮廓74，因此除常规的最终或精机加工外，不需要尖端件38的实质性的机加工或改变。焊接接口70可以抑制燃烧气体在主体件32与尖端件38之间迁移。应进一步了解，主体件32与尖端件38之间的接口的几何形状可以与本文中描绘和具体描述的不同。一旦尖端件38已焊接到主体件32，装置30就可以安装在发动机10中，装配火花塞并投入使用。
工业适用性
如上文所指出，使用预燃室点火装置可以是合乎需要的，以便促进某些燃料的燃烧以及在某些发动机操作条件下的燃烧。然而，贫燃料/空气混合物的较高燃烧温度特性和在预燃室点火装置中的其它恶劣条件可以产生高温氧化，从而降低否则可能获得的此类装置的使用寿命。虽然尖端件38通常可以由第二类型的材料60形成，由此保护其免受预燃室54中存在的恶劣条件的影响，但是主体件32可以不被提供任何类似保护，导致主体件32通过经常使用而被腐蚀，除非根据本公开制造或再制造。该腐蚀经常还可以扩张到由主体与尖端件的交叉点形成或存在于交叉点的任何孔隙、空隙、接头等中，这可能会通过弱化连接接头66或损坏主体件或以其它方式使装置不适于进一步服务而损坏预燃室组件。像在本公开中考虑的那些的发动机通常在现场大量使用，相对快地累积数千个服务小时，由此需要定期更换预燃室点火装置。如本文中所预期的再制造零件的使用可以通过通过抗腐蚀而提供的增加的使用寿命来降低维护此类发动机的成本。
大体参考附图，装置30可以可去除地安装在发动机10中，其可以允许独立于其它部件去除和再制造。装置30的不同实施例可能适用于再制造的不同类型或策略，但仍将通常适合于将尖端件38与主体件32分离，从主体件32的远端42去除腐蚀，并在其上形成第二类型的材料60的包层62的技术。虽然上述描述考虑再制造，但应了解，可能希望也将本公开应用于新装置30的生产，由此在在发动机10中使用之前在主体件32上提供第二类型的材料60或其它材料的包层62。
本说明书仅用于说明目的，并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围。因此，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的完整和合理范围的情况下，可以对本文公开的实施例进行各种修改。通过查看附图和所附权利要求，其它方面、特征和优点将变得显而易见。

Claims (10)

1.一种用于内燃发动机(10)的预燃室点火装置(30)，其包括：
主体件(32)，所述主体件被构造用于定位在所述内燃发动机(10)中的壳体(12)内，所述主体件(32)限定在近侧主体端部(40)和远侧主体端部(42)之间延伸的纵向轴线(37)，并且在其中形成有在燃料入口(46)和在所述远侧主体端部(42)中形成的燃料出口(48)之间延伸的燃料通道(44)；
尖端件(38)，所述尖端件被构造用于至少部分地定位在所述内燃发动机(10)的所述壳体(12)中的气缸(16)内，并且在其中形成有预燃室(54)，和至少一个点火出口(56)，以将来自引燃充量的燃烧气体输送出所述预燃室(54)以点燃所述气缸(16)中的主充量；
所述主体件(32)至少主要由第一类型的材料(58)形成，并且所述尖端件(38)至少主要由第二类型的材料(60)形成并且附接到所述主体件(32)，使得所述远侧主体端部(42)邻接所述预燃室(54)并且所述燃料出口(48)与所述预燃室(54)流体连通；并且
所述预燃室点火装置(30)还包括包层(62)，所述包层位于所述远侧主体端部(42)上并且暴露于所述预燃室(54)以便将形成所述主体件(32)的所述第一类型的材料(58)与所述预燃室(54)内的燃烧气体隔离。
2.根据权利要求1所述的装置(30)，其中所述包层(62)与形成所述主体件(32)的远侧尖端(64)的所述第一材料(58)结合，其中所述尖端件(38)与所述主体件(32)同轴地布置，并且所述预燃室(54)以所述纵向轴线(37)为中心并且所述燃料出口(48)延伸通过所述包层(62)。
3.根据权利要求2所述的装置(30)，其中所述包层(62)具有在垂直于所述纵向轴线(37)的方向上的径向范围，所述径向范围至少与在垂直于所述纵向轴线(37)的方向上的所述预燃室(54)的径向范围一样大，以及
形成周边肩部(76)的阶梯状轮廓(74)，所述周边肩部围绕所述纵向轴线(37)周向地延伸，并且所述周边肩部(76)邻接所述尖端件(38)。
4.根据权利要求1所述的装置(30)，其还包括：
连接接头(66)，所述连接接头围绕所述纵向轴线(37)周向地延伸并且将所述尖端件(38)附接到所述主体件(32)，其中所述连接接头(66)包括焊接接头(73)；
所述连接接头(66)的径向向内边缘(72)，其中所述径向向内边缘(72)由形成所述尖端件(38)的所述第二类型的材料(60)和形成所述包层(62)的所述第二类型的材料(60)的会聚形成，使得所述预燃室(54)完全由所述第二类型的材料(60)限定，并且其中所述第一类型的材料(58)是铁或钢，并且所述第二类型的材料(60)包括镍和铬铁合金或不锈钢；以及
焊接接口(70)，所述焊接接口由形成所述尖端件(38)的所述第二类型的材料(60)和在所述径向向内边缘(72)处或附近的所述包层(62)形成。
5.一种制造用于内燃发动机(10)的预燃室点火装置(30)的方法，所述方法包括：
将至少主要由第一类型的材料(58)形成的所述预燃室点火装置(30)的主体件(38)附接到至少主要由第二类型的材料(60)形成的所述预燃室点火装置(30)的尖端件(38)，所述主体件(32)在其中形成有连接到燃料出口(48)的燃料通道(44)，并且所述尖端件(38)在其中形成有通过将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)而放置成与所述燃料出口(48)流体连通的预燃室(54)，以及来自所述预燃室(54)的至少一个点火出口(56)；以及
在所述主体件(32)上形成包层(62)，使得在将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)时，所述包层(62)定位成将所述主体件(32)与所述预燃室(54)内的燃烧气体隔离。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)还包括借助于焊接连接接头(73)附接所述主体件(32)和所述尖端件(38)，所述焊接连接接头至少部分地由形成所述尖端件(38)的所述第二类型的材料(60)和形成所述包层(62)的所述第二类型的材料(60)的焊接接口(70)形成。
7.根据权利要求5所述的方法，其还包括以下步骤：
在所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)之前在所述主体件(32)的远端表面(64)上由所述第二类型的材料(60)形成所述包层(62)以具有形成阶梯形轮廓(74)的周边肩部(76)，其中所述第二类型的材料(60)是镍和铬铁合金或不锈钢；
将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)，使得所述周边肩部(76)邻接所述尖端件(38)；以及
将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)，使得所述预燃室(54)完全由所述第二类型的材料(60)形成。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述预燃室点火装置(30)是从内燃发动机(10)中去除服务的使用过的预燃室点火装置(30)，并且还包括在将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)和形成所述包层(62)之前从所述尖端件(38)拆卸所述主体件(32)。
9.一种用于内燃发动机(10)的引燃点火系统(84)，其包括：
壳体(12)；
预燃室点火装置(30)，所述预燃室点火装置定位在所述壳体(12)内，并且包括主体件(32)，所述主体件在其中形成有在燃料入口(46)和燃料出口(48)之间延伸的燃料通道(44)，以及附接到所述主体件(32)的尖端件(38)；
所述尖端件(38)在其中形成有预燃室(54)，和至少一个点火出口(56)，以将来自在所述预燃室(54)内点燃的引燃充量的燃烧气体输送到内燃发动机(10)中的气缸(16)中；
所述主体件(32)至少主要由第一类型的材料(58)形成，并且所述尖端件(38)至少主要由第二类型的材料(60)形成；并且
所述预燃室点火装置(30)还包括包层(62)，所述包层位于所述主体件(32)上并暴露于所述预燃室(54)，以便将形成所述主体件(32)的所述第一类型的材料(58)与所述预燃室(54)内的燃烧气体隔离。
10.根据权利要求9所述的系统，其中形成所述尖端件(38)的所述第二类型的材料(60)和所述包层(62)在将所述主体件(32)附接到所述尖端件(38)的焊接连接接头(73)处焊接在一起，使得所述预燃室(54)完全由所述第二类型的材料(60)形成，并且所述焊接连接接头(73)抑制燃烧气体在所述主体件(32)和所述尖端件(38)之间从所述预燃室(54)迁移。
CN201780060721.3A 2016-10-14 2017-10-02 用于内燃发动机的预燃室点火装置和方法 Active CN109844280B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/294,045 US10273869B2 (en) 2016-10-14 2016-10-14 Prechamber ignition device for internal combustion engine, and method
US15/294045 2016-10-14
PCT/US2017/054703 WO2018071215A1 (en) 2016-10-14 2017-10-02 Prechamber ignition device for internal combustion engine, and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109844280A true CN109844280A (zh) 2019-06-04
CN109844280B CN109844280B (zh) 2022-07-19

Family

ID=60164805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780060721.3A Active CN109844280B (zh) 2016-10-14 2017-10-02 用于内燃发动机的预燃室点火装置和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10273869B2 (zh)
CN (1) CN109844280B (zh)
DE (1) DE112017004566T5 (zh)
WO (1) WO2018071215A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10662865B2 (en) * 2016-08-31 2020-05-26 Caterpillar Inc. Method of remanufacturing a prechamber assembly
US10184387B2 (en) * 2017-01-27 2019-01-22 Caterpillar Inc. Remanufactured prechamber device and method

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738333A (en) * 1970-07-17 1973-06-12 Volkewagenwerk Ag Cylinder arrangement having a precombustion chamber for combustion engines
US4426966A (en) * 1981-06-12 1984-01-24 Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Precombustion chamber in the cylinder head of a diesel engine
US4676207A (en) * 1984-04-06 1987-06-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Auxiliary combustion chamber
US5222993A (en) * 1992-09-28 1993-06-29 Gas Research Institute Ignition system for water-cooled gas engines
EP0597713A2 (en) * 1992-11-11 1994-05-18 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Control unit for high-compression-ratio engines using vaporizing fuels
US5778849A (en) * 1997-05-05 1998-07-14 Chrysler Corporation Insulated precombustion chamber
US6016785A (en) * 1998-10-01 2000-01-25 Caterpillar Inc. Pre-combustion chamber assembly and method
CN203285561U (zh) * 2013-06-01 2013-11-13 方珞妃 一种发动机活塞
CN103469144A (zh) * 2013-08-23 2013-12-25 大连海事大学 一种高气孔率且具有等轴晶结构的热障涂层
CN104343531A (zh) * 2014-09-02 2015-02-11 占舒婷 一种滚动转子发动机
CN205638680U (zh) * 2016-05-09 2016-10-12 中国石油集团济柴动力总厂 一种气体发动机预燃室及其安装结构

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0212265Y2 (zh) * 1985-06-24 1990-04-06
US5392744A (en) * 1993-03-12 1995-02-28 Chrysler Corporation Precombustion chamber for a double overhead camshaft internal combustion engine
US5520148A (en) * 1995-03-13 1996-05-28 Isuzu Motors Limited Heat insulating structure for swirl chambers
US5915351A (en) * 1997-02-24 1999-06-29 Chrysler Corporation Insulated precombustion chamber
DE10217996A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-13 Man B & W Diesel Ag Selbstzündende gemischverdichtende Brennkraftmaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb
DE102006041628A1 (de) 2005-09-13 2007-04-19 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Brennkammer sowie Verfahren zur Herstellung
FI121759B (fi) 2007-11-09 2011-03-31 Waertsilae Finland Oy Polttomoottorin esikammiojärjestely
US9172217B2 (en) * 2010-11-23 2015-10-27 Woodward, Inc. Pre-chamber spark plug with tubular electrode and method of manufacturing same
AT511157B1 (de) 2011-02-21 2014-01-15 Francesconi Christian Zündkerze
DE102011079020A1 (de) 2011-07-12 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Vorkammermodul für eine Laserzündkerze und Herstellungsverfahren hierfür
KR101307080B1 (ko) * 2011-07-19 2013-09-11 현대중공업 주식회사 가스 엔진용 예연소실 구조체
US9217360B2 (en) * 2011-12-01 2015-12-22 Cummins Intellectual Property, Inc. Prechamber device for internal combustion engine
AT13172U1 (de) * 2011-12-28 2013-07-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Vorkammersystem für eine Brennkraftmaschine
US20160237879A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-18 Caterpillar Inc. Fuel Combustion System Having Component with Thermal Conductor Member and Method of Making Same
DE102015203493A1 (de) * 2015-02-26 2016-03-24 Mtu Friedrichshafen Gmbh Vorkammer für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
US9890689B2 (en) * 2015-10-29 2018-02-13 Woodward, Inc. Gaseous fuel combustion
US10662865B2 (en) * 2016-08-31 2020-05-26 Caterpillar Inc. Method of remanufacturing a prechamber assembly

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738333A (en) * 1970-07-17 1973-06-12 Volkewagenwerk Ag Cylinder arrangement having a precombustion chamber for combustion engines
US4426966A (en) * 1981-06-12 1984-01-24 Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Precombustion chamber in the cylinder head of a diesel engine
US4676207A (en) * 1984-04-06 1987-06-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Auxiliary combustion chamber
US5222993A (en) * 1992-09-28 1993-06-29 Gas Research Institute Ignition system for water-cooled gas engines
EP0597713A2 (en) * 1992-11-11 1994-05-18 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Control unit for high-compression-ratio engines using vaporizing fuels
US5778849A (en) * 1997-05-05 1998-07-14 Chrysler Corporation Insulated precombustion chamber
US6016785A (en) * 1998-10-01 2000-01-25 Caterpillar Inc. Pre-combustion chamber assembly and method
CN203285561U (zh) * 2013-06-01 2013-11-13 方珞妃 一种发动机活塞
CN103469144A (zh) * 2013-08-23 2013-12-25 大连海事大学 一种高气孔率且具有等轴晶结构的热障涂层
CN104343531A (zh) * 2014-09-02 2015-02-11 占舒婷 一种滚动转子发动机
CN205638680U (zh) * 2016-05-09 2016-10-12 中国石油集团济柴动力总厂 一种气体发动机预燃室及其安装结构

Also Published As

Publication number Publication date
US20180106182A1 (en) 2018-04-19
WO2018071215A1 (en) 2018-04-19
CN109844280B (zh) 2022-07-19
US10273869B2 (en) 2019-04-30
DE112017004566T5 (de) 2019-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2205840B1 (en) Prechamber arrangement of a combustion engine
KR101617915B1 (ko) 연소기관용 예비 챔버 장치
US9893497B2 (en) Controlled spark ignited flame kernel flow
US8181440B2 (en) Arrangement of a semiconductor-type igniter plug in a gas turbine engine combustion chamber
US7458358B2 (en) Thermal oxidation protective surface for steel pistons
US20070236122A1 (en) Pre-chamber type spark plug
CN105637216B (zh) 受控火花点火火焰核心流动
CN104713129A (zh) 管束式燃料喷射器
RU2630067C2 (ru) Топливный инжектор с камерой предварительного смешивания с защитным покрытием, наплавленным лазером
CN109844280A (zh) 用于内燃发动机的预燃室点火装置和方法
US10184387B2 (en) Remanufactured prechamber device and method
CN109690046A (zh) 用于燃料喷射器的预燃室组件
US12025050B2 (en) Pre-chamber and method for producing a pre-chamber
US20240110503A1 (en) Pre-chamber and method for producing a pre-chamber
JP2018003839A (ja) 大型ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル用のノズルヘッド及びそのノズルヘッドの製造方法
CN111059575B (zh) 涡喷发动机火焰筒外壳
JP7248489B2 (ja) 内燃機関のための点火プラグ
WO2015086893A1 (en) Fe-based composition, prechamber component and method for manufacturing prechamber component

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant