CN115087795A - 具有预燃室点火系统的外部点火的往复活塞式内燃机 - Google Patents
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Abstract
外部点火的往复活塞式内燃机具有预燃室点火系统,预燃室点火系统设置在往复活塞式内燃机的气缸头中,并且在预燃室点火系统中,具有点火电极的点火装置设置在壳体中,点火装置伸入预燃室点火系统的空腔中,空腔利用盖相对于往复活塞式内燃机的燃烧室被遮盖,盖具有至少一个第一缺口,第一缺口将空腔和燃烧室以引导气体的方式相互连接,在空腔中在点火电极的区域中设置具有至少一个第二缺口的金属的横杆,横杆将壳体的对置的侧相互连接,金属的横杆在中心区域中由第一金属材料制成并且在与壳体的接触区域中由第二金属材料制成。基于预燃室点火系统的按照本发明的设计,预燃室点火系统的热稳定性在点火装置的抗烧损性显著提高时附加地改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的具有预燃室点火系统的外部点火的往复活塞式内燃机。
背景技术
对于所述技术领域例如指出德国公开文献DE 10 2014 111 897 A1。由该公开文献已知用于借助电晕放电对在内燃机燃烧室中的燃料空气混合物点火的点火设备,具有点火电极、包围点火电极的外导体(该外导体具有前端部和后端部)并且具有在点火电极和外导体之间设置的电绝缘体,点火电极的至少一个尖端从所述电绝缘体中突出。点火电极的所述至少一个尖端处于如下空间中,该空间通过配置给绝缘体的盖来屏蔽,所述盖具有朝向绝缘体的内侧和背离绝缘体的外侧以及一个或多个孔,通过所述孔,被屏蔽的空间与处于盖的外侧的空间、即燃烧室处于连接中。
此外,由具有国际公开号WO 2008/031482 A2的国际专利申请已知用于在内燃机中对可燃气体混合点火的点火塞,包括:
点火电极,
电供应导线,点火电极连接到电供应导线上,
绝缘体,供应导线被引导穿过绝缘体,
壳体头部,该壳体头部密封地安装在绝缘体上,以及用于旋入内燃机中的外螺纹,
管状壳体,该管状壳体紧固在壳体头部上、包围绝缘体并且带有六角形,
其中,管状壳体包围绝缘体保持件,该绝缘体保持件经由焊缝与壳体头部焊接并且将绝缘体以预应力压向壳体头部。
对于其他技术领域,此外指出德国公开文献DE 10 2016 120 984 A1。由该公开文献已知用于以气体运行的内燃机的预燃室点火塞及其制造方法。
此外,由德国公开文献DE 10 2016 206 992 A1已知一种点火塞。该点火塞尤其是预燃室点火塞,具有壳体、点火电极和接地电极,其中,点火电极能通过供应导线被加载电压并且供应导线至少部分地在绝缘体内延伸,其中,壳体的至少一个导出区域由具有超过150W/(m*K)的热导率的材料制成。
由具有官方文件号DE 10 2020 105 924.8的还未公布的德国专利申请已知具有预燃室点火系统的外部点火的往复活塞式内燃机,本发明从该专利申请出发。预燃室点火系统设置在往复活塞式内燃机的气缸头中,并且在预燃室点火系统中设置具有点火电极的点火装置,该点火装置伸入预燃室点火系统的空腔中。空腔利用盖相对于往复活塞式内燃机的燃烧室被遮盖,该盖具有多个缺口,所述缺口将空腔和燃烧室以引导气体的方式相互连接。此外,在空腔中在点火电极的区域中设置具有至少一个第二缺口的金属横杆,其中,点火电极伸入第二缺口中。
在具有点火电极的在预燃室点火系统中旋紧的点火装置中,点火电极通常相对于固定于预燃室的接地电极点火。在具有点火塞的标准燃烧方法中,该接地电极例如以钩形电极的形式构成。该接地电极由唯一的金属材料构成。
预燃室点火系统的壳体经常由高导热的材料、例如铜(Cu)或铜合金制成并且接地电极由耐温度的或耐高温的金属材料制成,其中,壳体和接地电极必要时可以具有不同的热膨胀系数。这在内燃机的负载较高时具有缺点,即,在基于较小导热值的接地电极相对于预燃室点火系统的具有较高导热值的壳体之间的接触表现得较弱,并且从接地电极经由预燃室点火系统的壳体至气缸头的导热由此强烈地减少。这又具有缺点,即,接地电极遭受热磨损/损害或在接地电极处可能不利地出现炽热引火。
发明内容
本发明的任务是揭示一种用于避免以上提及的缺点的措施。
该任务通过在权利要求1的特征部分中的特征来解决。
本发明的有利的进一步构成方案在从属权利要求中说明。
按照本发明,承担接地电极的任务的横杆的功能分离应该通过两种不同材料的组合实现。
横杆的区域、即横杆的直接接合到预燃室点火系统的壳体中的接触区域应该以与预燃室点火系统的壳体本身相同的材料构成。仅横杆的部分、即在预燃室点火系统中的接地电极由特别的电极材料制成。由此,在横杆到预燃室点火系统的壳体中的接合部位的区域中,在没有间隙形成的情况下得到理想散热。
按照权利要求2和3的设计方案具体化对横杆的接触区域的所需要求。
按照权利要求4和5的设计方案具体化对横杆的中心区域的所需要求。
此外,权利要求6限定横杆的中心区域用作接地电极。
按照权利要求7的设计方案是一种特别优选的低成本并且能简单构成的实施变型方案,其中,横杆的中心区域和接触区域通过焊接、尤其是通过摩擦焊接相互连接。然而,在这里的前提是,中心区域和接触区域的材料相互能通过摩擦焊接相互连接。
按照权利要求8的设计方案同样是一种优选的实施形式,其中,接触区域和壳体力锁合和/或形状锁合和/或材料锁合地相互连接。
附图说明
接着借助在唯一的图中的实施例进一步解释本发明。
图1示出按照本发明的预燃室点火系统的剖面的俯视图。
具体实施方式
图1示出按照本发明的预燃室点火系统1的剖面的俯视图。预燃室点火系统1设置用于外部点火的往复活塞式内燃机。预燃室点火系统1的壳体1‘设置在往复活塞式内燃机的气缸头2中并且由良好导热的金属、例如铜或铜合金制成。在当前情况下,预燃室点火系统1旋入气缸头2中。预燃室点火系统1和气缸头2的夹紧、焊接或熔焊也是可能的。
点火装置3、例如具有点火电极3‘的点火塞从背离往复活塞式内燃机的燃烧室6的一侧被引入预燃室点火系统1中。在这里也再次存在未示出的旋接。电晕点火装置或其他的点火源也是可能的。点火装置3伸入预燃室点火系统1的空腔4中。
在背离点火装置3的一侧,空腔4利用盖5相对于往复活塞式内燃机的燃烧室6被遮盖。盖5具有至少一个第一缺口7,所述至少一个第一缺口将空腔4和燃烧室6以引导气体的方式相互连接。在本实施例中可看出两个缺口7,这两个缺口中的仅一个缺口被唯一编号。缺口7的数量、大小和位置可以因预燃室点火系统1而异。
此外,在空腔4中在点火电极3‘的区域中设置具有至少一个第二缺口9的金属的横杆8。在这里,点火电极3‘伸入第二缺口9的区域中。横杆8因此将空腔4分成未编号的剩余气体室和同样未编号的新鲜气体室。剩余气体室在点火装置3和横杆8之间延伸,而新鲜气体室在横杆8和盖5之间延伸。
有利地,横杆8用作用于点火电极3‘的接地电极并且因此满足接地电极和“空间分隔件”的双重功能。
按照本发明,金属的横杆8在中心区域10中由第一金属材料制成,并且在与壳体1‘的接触区域11中由第二金属材料制成。优选横杆8在接触区域11中由导热的金属材料制成,特别优选横杆8在接触区域11中由与壳体1‘相同的金属材料制成。这意味着,接触区域11如壳体1‘一样优选由铜或铜合金制成。接触区域11和壳体1‘的机械连接优选力锁合和/或形状锁合和/或材料锁合地实现,这是对于本领域技术人员充分已知的连接技术。
相对于接触区域11,横杆8在其中心区域10中由耐高温的金属材料、例如钨合金或钨/铜合金或镍合金或因科镍合金材料制成。这是特别有利的,因为横杆8在其中心区域10中作为用于点火电极3‘的接地电极起作用。特别优选的是,中心区域10和接触区域11通过焊接、尤其是通过摩擦焊接相互连接。这些连接技术也对于本领域技术人员充分已知。
可以概括地说:
预燃室点火应该例如经由预燃室点火系统1的CuCr1Zr壳体1‘(铜-铬-锆石-合金)实现。横杆8的接触区域11优选应该压入预燃室点火系统1的壳体1‘中,并且例如也由CuCr1Zr实施。然后,在两个CuCr1Zr接触区域11之间存在优选经由摩擦焊接与接触区域11连接的通过中心区域10构成的真正的接地电极。该中心区域10然后优选由钨/铜-烧结组合(W/Cu)或完全由钨(W)或镍(Ni)或因科镍合金(因科镍合金是Special MetalsCorporation公司用于高耐腐蚀的镍基合金的商标名称。这些镍基合金特别是用于高温应用)制成,或由另外的对于所述应用情况适合的材料制成,该材料耐高温、具有高的抗火花放电性和高的热导率。也就是说,接地电极这时包括多个经由摩擦焊接相互连接的部件。
最后还要说的是,预燃室点火系统1的按照本发明的设计不仅可以用于如在这里示出的被动式预燃室点火系统而且可以用于主动式预燃室点火系统(具有燃料到空腔4中的单独引入)。
在另一个实施例中,壳体1‘也可以由气缸头材料形成,即,壳体1‘这时是气缸头2中的孔。
附图标记列表
1 预燃室点火系统
1‘ 壳体
2 气缸头
3 点火装置
3‘ 点火电极
4 空腔
5 盖
6 燃烧室
7 第一缺口
8 横杆
9 第二缺口
10 中心区域
11 接触区域
Claims (8)
1.外部点火的往复活塞式内燃机,该往复活塞式内燃机具有预燃室点火系统(1),所述预燃室点火系统设置在所述往复活塞式内燃机的气缸头(2)中,并且在所述预燃室点火系统中,具有点火电极(3‘)的点火装置(3)设置在壳体(1‘)中,所述点火装置伸入所述预燃室点火系统(1)的空腔(4)中,所述空腔(4)利用盖(5)相对于所述往复活塞式内燃机的燃烧室(6)被遮盖,所述盖(5)具有至少一个第一缺口(7),所述至少一个第一缺口将所述空腔(4)和所述燃烧室(6)以引导气体的方式相互连接,在所述空腔(4)中在所述点火电极(3‘)的区域中设置具有至少一个第二缺口(9)的金属的横杆(8),所述横杆将所述壳体(1‘)的对置的侧相互连接,
其特征在于,所述金属的横杆(8)在中心区域(10)中由第一金属材料制成并且在与壳体(1‘)的接触区域(11)中由第二金属材料制成。
2.按照权利要求1所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述横杆(8)在所述接触区域(11)中由导热的金属材料制成。
3.按照权利要求1或2所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述横杆(8)在所述接触区域(11)中由与壳体(1‘)相同的金属材料制成。
4.按照权利要求1至3之一所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述横杆(8)在其中心区域(10)中由耐高温的金属材料制成。
5.按照权利要求1至4之一所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述横杆(8)在其中心区域(10)中由钨合金或钨/铜合金或镍合金或因科镍合金材料制成。
6.按照权利要求1至5之一所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述横杆(8)在其中心区域(10)中是用于所述点火电极(3‘)的接地电极。
7.按照权利要求1至6之一所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述中心区域(10)和所述接触区域(11)通过焊接、尤其是通过摩擦焊接相互连接。
8.按照权利要求1至7之一所述的往复活塞式内燃机,其特征在于,所述接触区域(11)和所述壳体(1‘)力锁合和/或形状锁合和/或材料锁合地相互连接。
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