CN114607537A - 电热塞及内燃机 - Google Patents

Abstract

一种电热塞及内燃机。所述电热塞包括：外壳；与外壳连接的第一加热结构；以及与所述第一加热结构连接的第二加热结构；其中，所述第一加热结构及所述第二加热结构，用于产生热量。采用上述方案，可以提高电热塞点火的可靠性。

Description

电热塞及内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种电热塞及内燃机。

背景技术

电热塞也称预热塞，应用于内燃机上时，可以提供热能，以提升内燃机的启动性能。

具体地，电热塞可以使得喷入内燃机气缸内的燃料在空气流动中迅速蒸发，并与气缸内的空气充分均匀混合形成混合气，混合气在电热塞的助燃作用下燃烧。

然而，现有设置电热塞的内燃机，点火可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的问题是：提高点火可靠性。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种电热塞，所述电热塞包括：

外壳；

与外壳连接的第一加热结构；

以及与所述第一加热结构连接的第二加热结构；

其中，所述第一加热结构及所述第二加热结构，用于产生热量。

可选地，所述第二加热结构包括：第二加热本体，所述第二加热本体具有第一端及第二端；所述第二加热本体的第一端及第二端均固定在所述第一加热结构上，使得所述第二加热结构具有空心区域；所述第一加热结构的端部位于所述第二加热结构的空心区域内。

可选地，所述第二加热结构为规则形状或者为不规则形状。

可选地，所述第二加热结构为金属环。

可选地，所述第一加热结构包括：加热销；所述外壳具有沿轴向方向且贯穿所述外壳的通孔；所述加热销固定在所述通孔内，并沿轴向方向延伸至所述外壳外。

可选地，所述第一加热结构包括：位于所述外壳端部的激光组件；所述激光组件，用于向所述第二加热结构发射光束，以使得第二加热结构产生热量。

可选地，所述激光组件数量为两个以上，两个以上所述激光组件发射的光束汇聚在所述第二加热结构的同一点上。

可选地，两个以上所述激光组件相对所述外壳的轴线均匀分布。

可选地，所述外壳表面具有装配部，用于安装所述电热塞。

可选地，所述电热塞还包括：电源。

本发明实施例还提供了一种内燃机，所述内燃机包括：机体及燃料喷射系统；

其中，所述机体包括气缸体和盖设在所述气缸体上的气缸盖；所述气缸体内设有活塞；所述气缸体与所述气缸盖之间设置有预设厚度的金属填块；所述气缸体、气缸盖、活塞和金属填块围成气缸；

所述机体还包括：上述任一种的电热塞；所述电热塞安装在所述气缸上。

可选地，所述电热塞自所述金属填块的侧壁伸入至所述气缸内。

可选地，所述气缸盖面向所述气缸体的一侧，设置有凹槽；所述凹槽的体积，与所述金属填块的厚度及所述气缸的压缩比相关。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

应用本发明的方案，电热塞不仅具有第一加热结构，还具有第二加热结构，由此可以使得第一加热结构及第二加热结构同时产生热量，避免因其中一个加热结构没有产生热量而影响点火的可靠性。

进一步，通过在气缸体和气缸盖之间设置预设厚度的金属填块，并设置电热塞自金属填块的侧壁伸入至气缸内，由此可以无需将电热塞设置在气缸盖上，避免因气缸盖上结构过于复杂而对电热塞的安装产生影响，由此可以进一步提高点火可靠性。

附图说明

图1是一种电热塞的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种电热塞的结构示意图；

图3是本发明实施例中另一种电热塞的结构示意图；

图4是本发明实施例中一种电热塞在气缸盖上的布置示意图；

图5是本发明实施例中金属填块剖面后的俯视图。

具体实施方式

图1是一种电热塞的结构示意图。参照图1，所述电热塞包括：金属外壳11及加热杆12。所述金属外壳11具有通孔，所述加热杆12在金属外壳11具的轴向上贯穿该通孔，使得加热杆可以装配到通孔内。

在内燃机中，电热塞通常安装在气缸盖上，并伸入气缸内。电热塞能提供热能，使得喷入气缸内的雾态燃料能够在空气流动中迅速蒸发，并与气缸内的空气充分均匀混合形成混合气，混合气在电热塞的助燃作用下燃烧。

由于气缸盖上结构比较复杂，电热塞在气缸盖上的位置存在诸多限制，导致电热塞安装难度较大，影响点火的可靠性。

针对上述问题，本发明实施例提供了一种电热塞，所述电热塞除具有两个加热结构，分别为第一加热结构和第二加热结构，两个加热结构可以同时产生热量，避免因其中一个加热结构没有产生热量而影响点火的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细地说明。

本发明实施例提供了一种电热塞，参照图2及图3，所述电热塞包括：

外壳21；

与外壳连接的第一加热结构22；

以及与所述第一加热结构连接的第二加热结构23；

其中，所述第一加热结构22及所述第二加热结构23，用于产生热量。

由于所述电热塞具有两个加热结构，即便其中一个加热结构因安装问题无法点火助燃，另一个加热结构仍然可以点火助燃，由此可以提高点火可靠性。

在具体实施中，所述第二加热结构23可以存在多种结构，此处不作限制，只要能够点火助燃即可。

在本发明的一实施例中，所述第二加热结构23可以包括：第二加热本体，所述第二加热本体具有第一端及第二端；所述第二加热本体的第一端及第二端均固定在所述第一加热结构上，使得所述第二加热结构23具有空心区域。由此可以增大第二加热结构23的受热面积，使其能够与气缸内的燃料有更大的接触面积，提高助燃效果。

为了减小电热塞整体占用的空间，可以设置所述第一加热结构22的端部位于所述第二加热结构23的空心区域内。

在其他实施例中，所述第一加热结构22的端部也可以位于第二加热结构23的空心区域外。

在具体实施中，所述第二加热本体可以为金属材料等耐高温的材料。所述第二加热本体的第一端及第二端可以采用多种方式(比如焊接)固定在第一加热结构22上。当第二加热本体的第一端及第二端固定在第一加热结构22后，第二加热本体形成具有空心区域的形状。

在具体实施中，所述第二加热结构23可以为规则形状，也可以为不规则形状。也就是说，所述第二加热本体形成的具有空心区域的形状，可以为规则形状，也可以为不规则形状。其中，所述规则形状可以为圆形、正方形、长方形、椭圆形、梯形等。

在具体实施中，所述第二加热结构23的宽度(即沿垂直于所述外壳轴线方向的尺寸)，可以根据电热塞安装位置要求等进行设置。通常情况下，所述第二加热结构23的宽度小于外壳21的直径，使得所述第二加热结构23可以顺利从气缸的电热塞安装孔伸入至气缸内。

例如，参照图2及图3，所述第二加热本体可以呈丝状，即金属丝。固定在第一加热结构22上后，第二加热结构23整体形成一个金属环。

在具体实施中，所述第一加热结构22也可以存在多种结构，此处不作限制，只要能够点火助燃即可。

在本发明的一实施例中，参照图2，所述第一加热结构22可以包括加热销221。所述外壳21具有沿轴向方向且贯穿自身的通孔，所述加热销221固定在所述通孔内，并沿轴向方向延伸至所述外壳21外。

在具体实施中，为了使得加热销221的位置更加稳定，可以在所述外壳21的通孔上形成能够与加热销221过盈配合的压配合部。第二加热结构23固定在加热销221上，可以与加热销221进行热传递，这样，当加热销221发热时，能够使得第二加热结构23也迅速被加热，从而二者均可以点火助燃。

在本发明的另一实施例中，参照图3，所述第一加热结构22可以包括：位于所述外壳21端部的激光组件222；所述激光组件222，用于向所述第二加热结构23发射光束，以使得第二加热结构23产生热量。

在具体实施中，所述激光组件222固定在外壳21端部上，具体固定方式不作限定，比如，可以为螺纹方式固定，也可以采用焊接方式固定。

所述激光组件222的数量不作限制，可以仅为一个，也可以为两个或两个以上。无论所述激光组件222的数量如何，激光组件222均可以向远离所述外壳21的方向，发射激光束。

当仅设置有一个所述激光组件222时，该激光组件发射的光束能够射中第二加热结构23上。

当设置两个或两个以上激光组件222时，优选地，该两个或两个以上激光组件222发射的光束可以汇聚在所述第二加热结构23的同一点上，由此可以使得第二加热结构23能够快速加热，提高点火效率。此时，所述或两个以上激光组件222相对所述外壳21的轴线均匀分布，比如，各激光组件222发射的光束，可以均与所述外壳21的轴线形成相同角度的夹角。

在一些实施例中，两个或两个以上激光组件222发射的光束中，也可以部分光束汇聚在第二加热结构23的同一点上，此处不作限制。

在具体实施中，所述电热塞还包括电源，所述电源可以包括电池。

参照图2，第一加热结构22及第二加热结构23从电池接收电功率，从而产生热量，由此可以充当热点。当气缸内的燃料接触到第一加热结构22及第二加热结构23后，可以在第一加热结构22及第二加热结构23表面蒸发而使得燃料被点燃。

参照图3，第一加热结构22从电池接收电功率，发射激光束，所述激光束射至第二加热结构23后，使得第二加热结构23迅速加热，从而可以充当热点。当气缸内的燃料接触到第二加热结构23后，可以在第二加热结构23表面蒸发而使得燃料被点燃。

在具体实施中，参照图2及图3，所述外壳21表面具有装配部21a，用于安装所述电热塞。所述装配部21a具有螺纹。气缸上用于安装电热塞的位置可以具设置有螺孔，通过旋紧所述装配部21a，可以将电热塞安装在气缸上。

由上述内容可知，本发明实施例中的电热塞，通过设置两个加热结构，可以有效提高点火可靠性。

本发明实施例还提供了一种内燃机，所述内燃机可以包括机体及燃料喷射系统。其中：

参照图4，机体可以包括气缸体41设在所述气缸体41上的气缸盖42。所述气缸体内41设有活塞43；所述气缸体41与所述气缸盖42之间设置有预设厚度的金属填块44；所述气缸体41、气缸盖42、活塞43和金属填块44围成气缸。所述机体还包括上述实施例中的电热塞45，所述电热塞45自所述金属填块34的侧壁伸入至所述气缸内。

所述燃料喷射系统，用于将燃料输送至所述气缸内。

在一实施例中，所述电热塞45可以安装在气缸盖42上。具体地，电热塞45可以靠近气缸盖42上的排气道(未图示)，且电热塞45与内燃机的喷油器关于气缸盖42上进气门和排气门(未图示)的中心连线对称，以使气缸盖42上用来布置电热塞45的开孔(未标识)与用来布置喷油器的开孔(未标识)也对称设置，使得气缸盖42的结构大致对称，机械性能较为均衡。

在本发明的另一实施例中，参照图4，所述电热塞45可以自所述金属填块44的侧壁伸入至所述气缸内，而不是设置气缸盖42上，由此避免因气缸盖42上气门及管道对电热塞45的位置造成限制，提高点火的可靠性。

在具体实施中，参照图5，所述金属填块44上对应所述气缸的位置，设置有通孔44a，所述通孔44a的形状可以随着气缸内侧壁形状的变化而变化，使得所述通孔34a上部的空间与所述通孔44a下部的空间之间能够完全相通。所述金属填块44的外部形状可以与气缸外侧壁形状相同，也可以与气缸外侧壁形状不同，只要能够完全填充气缸盖42与气缸体42原本相接触的位置即可。

在具体实施中，可以设置气缸为圆柱形，此时，所述通孔44a的形状为圆形。所述通孔44a的内径与所述气缸体41的内径之间的差值小于预设阈值。其中，可以设置所述预设阈值的取值尽可能地小，使得所述通孔44a的内径与所述气缸的内径尽可能相等，由此可以避免因通孔44a的阻隔而引起气缸压缩比变化。

在具体实施中，参照图4，所述气缸盖42面向所述气缸体41的一侧，设置有凹槽42a。所述凹槽42a的体积，与所述金属填块44的厚度及所述气缸的压缩比相关。

在具体实施中，所述凹槽42a向远离所述金属填块44的方向凹陷。通过调整凹槽42a的体积，可以在设置金属填块44时和未设置金属填块44时，维持气缸的压缩比不变。其中，气缸的压缩比指的是：气缸内，压缩之前燃料的体积，与压缩之后的燃料体积的比值。

在具体实施中，在设置金属填块44后，减小凹槽42a的体积，以维持气缸的压缩比不变。

在具体实施中，可以依据气缸压缩比的实际需求，设置金属填块34的厚度及凹槽32a的体积。

在具体实施中，所述金属填块44的材料可以与气缸盖42和气缸体41的材料相同，可以均为耐高温且耐腐蚀的材料，例如钢或者铁。可以在金属填块44的侧壁设置螺纹通孔，所述电热塞45可以通过螺纹的方式固定在金属填块44的螺纹通孔内，并且，电热塞45的点火部位于气缸内，且与气缸盖42的位置不相干扰。通过控制电热塞45的点火部进行加热，实现点火助燃。

在具体实施中，所述金属填块44可以与气缸盖42一体式形成，即一体式制造而成。所述金属填块44也可以与气缸盖42分体形成，即分别独立制造。

在其它实施例中，所述金属填块44也可以与气缸体41一体式形成，即一体式制造而成。所述金属填块44也可以与气缸体41分体形成，即分别独立制造。

在一些实施例中，金属填块44与气缸体41及气缸盖42均独立形成，即三者分别独立制造。

在气缸内设置所述金属填块44后，所述气缸整体呈密封状态，由此防止燃料的泄露。

在本发明的一实施例中，为了进一步提高气缸的密封性，可以在金属填块44与气缸体41及气缸盖42三者中，独立形成且相邻的两者之间设置缸垫，所述缸垫的材料通常为铜，由此可以进一步增强气缸的密封性。

例如，可以在金属填块44与所述气缸体41之间设置有第一缸垫，而在金属填块44与气缸盖42之间设置有第二缸垫。所述第一缸垫的形状能够完全填充金属填块44与所述气缸体41之间的空隙，所述第二缸垫的形状能够完全填充金属填块44与所述气缸盖42之间的空隙。

在具体实施中，为了防止气缸内的燃料过热，而对气缸内侧壁造成损坏，通常会在气缸内侧壁及底部设置缸套，以进行隔热。所述缸套的材料通常为耐热材料，且贴合在气缸的内侧壁上。

对于设置有缸套的气缸，所述缸套靠近气缸盖42的一端，可以与所述金属填块44面向气缸体41的一侧相抵，防止缸套移位。此时，所述金属填块44内通孔的内径稍微小于所述气缸体的内径，二者之间的差值，大于或等于所述缸套的厚度。

由上述内容可知，本发明实施例中的内燃机，通过在气缸盖和气缸体之间设置预设厚度的金属填块，从而可以在金属填块的侧壁安装用于助燃的电热塞，提高点火的可靠性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种电热塞，其特征在于，包括：

外壳；

与外壳连接的第一加热结构；

以及与所述第一加热结构连接的第二加热结构；

其中，所述第一加热结构及所述第二加热结构，用于产生热量。

2.如权利要求1所述的电热塞，其特征在于，所述第二加热结构包括：第二加热本体，所述第二加热本体具有第一端及第二端；所述第二加热本体的第一端及第二端均固定在所述第一加热结构上，使得所述第二加热结构具有空心区域；所述第一加热结构的端部位于所述第二加热结构的空心区域内。

3.如权利要求2所述的电热塞，其特征在于，所述第二加热结构为规则形状或者为不规则形状。

4.如权利要求2所述的电热塞，其特征在于，所述第二加热结构为金属环。

5.如权利要求1至4任一项所述的电热塞，其特征在于，所述第一加热结构包括：加热销；所述外壳具有沿轴向方向且贯穿所述外壳的通孔；所述加热销固定在所述通孔内，并沿轴向方向延伸至所述外壳外。

6.如权利要求1至4任一项所述的电热塞，其特征在于，所述第一加热结构包括：位于所述外壳端部的激光组件；所述激光组件，用于向所述第二加热结构发射光束，以使得第二加热结构产生热量。

7.如权利要求6所述的电热塞，其特征在于，所述激光组件数量为两个以上，两个以上所述激光组件发射的光束汇聚在所述第二加热结构的同一点上。

8.如权利要求7所述的电热塞，其特征在于，两个以上所述激光组件相对所述外壳的轴线均匀分布。

9.如权利要求1所述的电热塞，其特征在于，所述外壳表面具有装配部，用于安装所述电热塞。

10.如权利要求1所述的电热塞，其特征在于，所述电热塞还包括：电源。

11.一种内燃机，其特征在于，包括：机体及燃料喷射系统；

其中，所述机体包括气缸体和盖设在所述气缸体上的气缸盖；所述气缸体内设有活塞；所述气缸体与所述气缸盖之间设置有预设厚度的金属填块；所述气缸体、气缸盖、活塞和金属填块围成气缸；

所述机体还包括：权利要求1至10任一项所述的电热塞；所述电热塞安装在所述气缸上。

12.如权利要求11所述的内燃机，其特征在于，所述电热塞自所述金属填块的侧壁伸入至所述气缸内。

13.如权利要求12所述的内燃机，其特征在于，所述气缸盖面向所述气缸体的一侧，设置有凹槽；所述凹槽的体积，与所述金属填块的厚度及所述气缸的压缩比相关。

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