CN113775406A - 一种双排喷孔式预燃室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双排喷孔式预燃室，包括预燃室主体、喷油器、火花塞、喷火嘴及密封圈；所述喷油器安装在所述预燃室主体右侧，用于喷射汽油；所述火花塞安装在所述预燃室主体左侧，用于点燃油气混合气；所述喷火嘴与所述预燃室主体螺纹连接，其底部开有两种喷孔，其中切向喷孔位于径向喷孔上方。相较于传统预燃室，本发明所述预燃室结构既加大了火焰传播面积，又加快了火焰传播速度，保证了火焰稳定性，促进了燃烧过程的进行，缩短了混合气的燃烧滞燃期，增大了压力升高率；对于稀燃混合气，还可提升燃烧压力峰值，并保证缸内有效点火。

Description

一种双排喷孔式预燃室

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种双排喷孔式预燃室。

背景技术

近年来，由于国家政策的要求，油耗排放法规更加严苛，传统内燃机受到多重挑战。为了满足节能减排的需求，提高有效热效率成为内燃机的主要发展方向。在现有技术条件下，汽油机的有效热效率仅能38%左右，而为了达到45%热效率的目标，需要优化汽油机的能量分配策略，其中改善燃烧方式是最有效的方法。预燃室能够实现快速而稳定的燃烧，配合米勒循环、EGR和稀燃等技术，可以显著地降低泵气、传热和燃烧的损失，近年来在汽油机上的研究和应用逐渐广泛，被认为是未来汽油机最有希望的技术路线之一。

预燃室点火技术通过点燃预燃室空腔内的可燃混合气，使预燃室内高温高压混合气通过小孔喷向主燃烧室，从而实现主燃烧室的点火燃烧。目前的预燃室主要采用小型喷孔，形成射流火焰进入燃烧室，尽管该结构下火焰传播速度快，但喷出火焰的面积小，火焰不稳定；且对主燃室的湍动能要求较高。因此，为进一步增强汽油机的热效率，有必要改进现有预燃室结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种双排喷孔式预燃室，加快火焰传播速度，加大火焰传播面积，保证火焰传播的稳定性，促进燃烧过程的进行，缩短混合气的燃烧滞燃期，增大压力升高率，提升燃烧压力峰值，并保证缸内有效点火。

为解决上述问题，本发明提供了一种双排喷孔式预燃室，包括预燃室主体、喷油器、火花塞、喷火嘴及密封圈；所述喷油器安装在所述预燃室主体右侧，用于喷射汽油；所述火花塞安装在所述预燃室主体左侧，用于点燃油气混合气；所述喷火嘴与所述预燃室主体螺纹连接，其底部开有两种喷孔，其中切向喷孔位于径向喷孔上方。

优选地，所述喷油器在活塞压缩行程中喷射一次汽油，喷油量约1ml；喷射起始时刻范围为120°CA BTDC ~ 160°CA BTDC。

优选地，所述喷火嘴通过上部螺纹结构固定在预燃室主体下方，形成预燃室空间；喷火嘴底部开有切向和径向两种喷孔。

优选地，所述切向喷孔有4个，均匀分布在喷火嘴底部，周向倾斜角度≥40°，径向倾斜角度≥80°，直径小于普通预燃室喷孔；加快了火焰传播速度，加大了火焰传播面积，增强了燃烧稳定性。

优选地，所述径向喷孔有3个，均匀分布在切向喷孔下方，周向倾斜角度为0，径向倾斜角度≤40°，直径小于普通预燃室喷孔；加快了火焰传播速度，增大了射流火焰的传播距离，缩短了混合气的燃烧滞燃期。

优选地，所述喷油器和喷火嘴上均开有凹槽，通过O形密封圈分别与预燃室主体、缸盖固连，保证结构气密性。

本发明申请提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明所述预燃室喷火嘴上设计了两种喷孔；其中，切向喷孔在周向和径向均倾斜一定角度，火焰经切向喷孔喷出后产生周向速度，向四周发散，加大了火焰的传播面积，增强了燃烧稳定性，保证了主燃烧室内的点火可靠；径向喷孔仅在径向方向有倾斜角度，且孔径小于现有的普通预燃室喷孔直径，有利于加快火焰的传播速度，增加射流火焰的传播距离，从而促进燃烧过程的进行，缩短混合气的燃烧滞燃期，增大压力升高率，对于提高汽油机热效率有积极影响。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例双排喷孔式预燃室的整体结构示意图；

图2是本发明实施例双排喷孔式预燃室的喷火嘴正视图；

图3是本发明实施例双排喷孔式预燃室的喷火嘴俯视图；

附图标号：1-预燃室主体，2-喷油器，3-O形密封圈1，4-喷火嘴，5-O形密封圈2，6-缸盖，7-火花塞。41-喷火嘴螺纹，42-喷火嘴凹槽，43-切向喷孔，44-径向喷孔。α-周向倾斜角度，β-径向倾斜角度。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为实施本发明所述一种双排喷孔式预燃室，本发明对缸内直喷汽油机的预燃室进行改进，结构示意如图1所示，包括预燃室主体、喷油器、火花塞、喷火嘴及密封圈；所述喷油器安装在所述预燃室主体右侧，用于喷射汽油；所述火花塞安装在所述预燃室主体左侧，用于点燃油气混合气；所述喷火嘴与所述预燃室主体螺纹连接，其底部开有两种喷孔，其中切向喷孔位于径向喷孔上方。

在一个实施例中，喷油器2与预燃室主体之间装配有O形密封圈1，保证预燃室气密性。

在一个实施例中，喷火嘴4与预燃室主体之间通过螺纹连接固定，并形成预燃室空间；喷火嘴4与缸盖6之间装配有O形密封圈2，保证缸内气密性。

在一个实施例中，通过ECU控制汽油喷油信号。活塞压缩行程中，空气通过喷火嘴上的喷孔进入预燃室，在120°CA BTDC ~ 160°CA BTDC控制喷油器喷油1ml，与空气充分混合形成较浓汽油混合气并减小油耗。

在一个实施例中，预燃室中的火焰首先经切向喷孔喷出，并产生周向速度，且切向喷孔的径向倾斜角度较大，火焰在缸内向四周扩散，加大了火焰传播的面积，增强了燃烧稳定性，从而保证了主燃烧室内的点火可靠；之后（间隔极短）火焰由径向喷孔喷出，该喷孔的径向倾斜角度较小，可提高火焰的传播距离；相较于普通预燃室喷孔，本发明中的两个喷孔直径均减小，有利于提高火焰的传播速度。在上述有利因素的作用下，本发明促进了燃烧过程的进行，缩短了混合气的燃烧滞燃期，增大了压力升高率，对于提高汽油机热效率有积极影响。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种双排喷孔式预燃室，其特征在于，包括预燃室主体、喷油器、火花塞、喷火嘴及密封圈；所述喷油器安装在所述预燃室主体右侧，用于喷射汽油；所述火花塞安装在所述预燃室主体左侧，用于点燃油气混合气；所述喷火嘴与所述预燃室主体螺纹连接，其底部开有两种喷孔，其中切向喷孔位于径向喷孔上方。

2.根据权利要求1所述的双排喷孔式预燃室，其特征在于，所述喷油器在活塞压缩行程中喷射一次汽油，喷油量约1ml；喷射起始时刻范围为120°CA BTDC ~ 160°CA BTDC。

3.根据权利要求1所述的双排喷孔式预燃室，其特征在于，所述喷火嘴通过上部螺纹结构固定在预燃室主体下方，形成预燃室空间；喷火嘴底部开有切向和径向两种喷孔。

4.根据权利要求3所述的双排喷孔式预燃室，其特征在于，所述切向喷孔有4个，均匀分布在喷火嘴底部，周向倾斜角度≥40°，径向倾斜角度≥80°，直径小于普通预燃室喷孔；加快了火焰传播速度，加大了火焰传播面积，增强了燃烧稳定性。

5.根据权利要求3所述的双排喷孔式预燃室，其特征在于，所述径向喷孔有3个，均匀分布在切向喷孔下方，周向倾斜角度为0，径向倾斜角度≤40°，直径小于普通预燃室喷孔；加快了火焰传播速度，增大了射流火焰的传播距离，缩短了混合气的燃烧滞燃期。

6.根据权利要求1所述的双排喷孔式预燃室，其特征在于，所述喷油器和喷火嘴上均开有凹槽，通过O形密封圈分别与预燃室主体、缸盖固连，保证结构气密性。

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