CN115244286A - 用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车 - Google Patents

用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车 Download PDF

Info

Publication number
CN115244286A
CN115244286A CN202180018677.6A CN202180018677A CN115244286A CN 115244286 A CN115244286 A CN 115244286A CN 202180018677 A CN202180018677 A CN 202180018677A CN 115244286 A CN115244286 A CN 115244286A
Authority
CN
China
Prior art keywords
prechamber
openings
flow
ignition plug
fuel
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
CN202180018677.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115244286B (zh
Inventor
W·霍莉
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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 Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of CN115244286A publication Critical patent/CN115244286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115244286B publication Critical patent/CN115244286B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F02B19/12—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
    • F02B19/08—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
    • 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
    • F02B19/1014—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 design parameters, e.g. volume, torch passage cross sectional area, length, orientation, or the like
    • 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
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • 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
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • 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)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞(10)，具有带有多个开口(16)且通过开口(16)能与燃烧室流体连通的预燃室(12)，燃料‑空气混合物能够经由这些开口从燃烧室被通入预燃室(12)，预燃室点火塞还具有至少一个安置在预燃室(12)内的电极机构(18)，借此能在预燃室(12)内的至少一个火花点(O)产生至少一个点火花，用于点燃被通入预燃室(12)的燃料‑空气混合物，其中，预燃室点火塞(10)设计用于促成通过这些开口(16)流入预燃室(12)的燃料‑空气混合物的翻滚流(26)，其中，翻滚流(26)包括在预燃室(12)的第一区域(B1)内的、朝上背离开口(16)的第一流动部分(T1)，并且包括在预燃室(12)的第二区域(B2)内的、与第一流动部分(T1)相接且朝下指向开口(16)的第二流动部分(T2)，并且其中，火花点(O)至少部分安置在第二区域(B2)中。

Description

用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于尤其机动车的内燃机燃烧室预燃室点火塞。本发明还涉及一种根据权利要求7的前序部分的用于机动车的内燃机。本发明也涉及一种机动车、尤其是汽车。
背景技术
EP 2 700 796 A1公开了一种内燃发动机的预燃室总成的预燃室前端。还从US2013/0055986 A1中知道了一种预燃室。另外，从DE 10 2018 007 093 A1中知道了一种用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞。JP 2012-211594 A公开了一种点火塞。另外，从DE 102018 117 726 A1中知道了一种内燃机。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、一种具有至少一个这种预燃室点火塞的内燃机和一种机动车，从而可以实现很有利的内燃机运行。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的预燃室点火塞、一种具有权利要求7的特征的内燃机以及一种具有权利要求8的特征的机动车来完成。在从属权利要求中说明具有合适的发明改进方案的有利设计。
本发明的第一方面涉及一种用于尤其是机动车的也称为内燃发动机的内燃机的燃烧室的预燃室点火塞。预燃室点火塞具有预燃室，预燃室包括多个例如设计成通孔的开口，预燃室通过所述开口流体连通或可流体连通至燃烧室。尤其是，所述开口最好在其整个延伸范围上可以笔直或直线延伸。通过各自开口，也简称为混合物的燃料-空气混合物可从燃烧室被通入预燃室。
预燃室点火塞还具有至少一个尤其至少部分布置在预燃室内的或至少部分突入预燃室的电极机构，借此可以在预燃室内的至少一个火花点产生至少一个点火花，用于点燃通入预燃室的燃料-空气混合物。对此，电极机构例如具有至少两个或正好两个电极，其中，例如其中一个所述电极也被称为第一电极，另一个电极也被称为第二电极。电极且尤其是其各自布置在预燃室中的末端或尖端例如彼此间隔开，从而例如电极、尤其是其自由端或尖端形成或界定火花区，在该火花区内可以尤其在电极之间、更尤其在电极末端之间产生点火花。因此，火花点例如是下述火花区，在此，例如在内燃机点火运行期间在内燃机的相应工作循环内借助电极并且尤其是在电极之间、尤其是在电极末端之间产生点火花。
借助点火花，也简称为混合物的通过开口流入预燃室的燃料-空气混合物被点燃或点火、进而燃烧，从而例如因混合物点燃和燃烧而产生的火焰或燃烧焰炬经由开口流出预燃室并可以流入或进入燃烧室。结果，留在燃烧室内的混合物在燃烧室中被点燃。
各自开口具有各自的可被燃料-空气混合物或各自焰炬流过的流动横截面。流动横截面例如是可被混合物流过的面，或者具有面或面积并且可被混合物流过。尤其是，流动横截面是指各自开口的各自最小的可被混合物流过的流动横截面。
为了现在能实现特别有利的内燃机运行，本发明规定，预燃室点火塞设计成造成经由开口流入预燃室的燃料-空气混合物的翻滚流。这是指预燃室点火塞促使流过开口且因此经开口流入预燃室的混合物进行也称为翻滚流的翻滚状且因此呈滚动形式的流动，从而预燃室内出现或发生燃料-空气混合物的翻滚流。翻滚流是预燃室内混合物的滚动流动。滚动流动在此呈涡旋状/滚流状
Figure BDA0003829392310000021
绕尤其是假定的或虚拟的滚动轴线分布，其中，该滚动轴线例如垂直于预燃室点火塞的、尤其是预燃室的尤其假想的轴线或虚拟的轴线延伸。所述轴线例如是预燃室点火塞、尤其是预燃室的纵轴线、纵向中心轴线或主轴线。预燃室例如关于该轴线或纵向中心轴线设计成旋转对称。尤其是所述轴线在该预燃室点火塞或预燃室的纵延伸方向上延伸。还可以想到滚动轴线垂直于一个平面延伸且因此是该平面的平面法线，其中，该翻滚流在所述平面内呈翻滚状或涡旋状流动。在此，前述平面平行于前述轴线延伸，或者说前述轴线在也称为滚动平面的所述平面内延伸。预燃室内混合物的翻滚流尤其可通过开口的相应选择和/或设计实现，尤其在开口的数量和/或尤其围绕前述轴线的布置方面和/或在各自流动横截面、尤其在流动横截面的形状和/或尺寸方面。
尤其在点火运行期间在相应工作循环内在预燃室中出现或发生的翻滚流包括在预燃室的第一区域、尤其是在第一半体中的朝上背离开口的流动部分。另外，在预燃室内出现或发生的翻滚流包括在预燃室的第二区域、尤其是第二半体中的与第一流动部分相接的朝下指向开口的流动部分。例如所述预燃室的区域或半体一样大小，其中，该预燃室例如通过一个划分平面被分为所述区域或半体。划分平面是假想的平面或虚拟的平面，其中，该划分平面例如垂直于前述滚动平面延伸。尤其是，划分平面平行于所述轴线延伸，或者说所述轴线在划分平面内延伸。此外本发明规定，火花点至少部分、尤其至少主要或完全布置在第二区域中。如果预燃室点火塞例如在预燃室中具有可分别产生至少一个点火花的多个火花点，则可以想到，至少其中一个火花点、“其中多个火花点但又并非所有的火花点”或者所有火花点分别至少部分、尤其主要或完全布置在第二区域中，在第二区域中该翻滚流或第二流动部分朝下、即指向下方。第一流动部分也被称为向上流动部分或指向上方。
相比于传统的预燃室点火塞，可以通过将火花点布置在第二区域中来实现初始焰芯朝着也称为喷嘴或设计成喷嘴的开口进行快速对流。由此使得火焰很快速地溢出预燃室，由此得到扩展的低负载能力。“火焰溢出”尤其是指，前述的燃烧焰炬经由开口流出预燃室并流入也称为主燃烧室的燃烧室。另外，可以获得预燃室点火塞的更利于燃烧的电极设计，尤其是在至少其中一个电极的较小装入深度方面，其中，所述至少一个电极例如设计成所谓的接地电极/搭铁电极。由此形成较小的表面，因此又产生较小的壁热损失。由此可以相比于传统的预燃室点火塞减小早燃趋势。
在常见的预燃室点火塞(它们尤其关于轴线旋转对称布置，尤其是火花点)中不利的是，初始焰芯没有被对流，或者以远离也称为预燃室喷嘴的开口的方式进行对流。为了在传统预燃室点火塞中使得焰芯足够快速地朝开口对流，通常须采用深入预燃室中的长电极。由此出现预燃室内的分隔表面以及大的损失体积。前述的问题和缺点在本发明的预燃室点火塞中可得以避免。
尤其是相比于传统解决方案，预燃室内混合物的燃烧可以通过火花点在第二区域中的所述布置得以改善。由于火花点布置在第二区域中且由于在第二区域中翻滚流指向下方，故火花点布置在指向下方的流动部分中，其也被称为向下或下行的翻滚路径，或者沿向下或下行的翻滚路径流动。通过将火花点布置在向下的翻滚路径中，预燃室点火塞的工作范围相比于传统解决方案被扩大，从而可以实现空转时的更稳定点火和在初负载时的更低的早燃危险。另外，通过更好的燃烧得到预燃室内的更高压力增大，进而得到更深的焰炬侵入燃烧室的深度。由此，在主燃烧室内的燃烧也得以改善。焰炬侵入深度是指各自焰炬侵入预燃室或燃烧室的行程、深度或距离。各自焰炬是因混合物在预燃室内被点燃且进而燃烧而产生的。
本发明所基于的其它认识是，预燃室点火塞通常可以根据预燃室内的流动结构来区分。尤其是关于常见的预燃室点火塞，可以区分为预燃室内的无结构(杂乱)的流动形式和旋转对称流动形式。流动结构通过开口的布置并通过开口的相应设计来确定。开口常见地以围绕例如作为预燃室主轴线的轴线旋转对称的方式来布置。由此产生预燃室内的旋转对称流动结构。
根据本发明将各自开口设计为孔。替代地或附加地规定，开口中的至少两个开口的流动横截面在形状方面彼此不同。替代地或附加地规定，这些开口沿一个假想的或虚拟的圆布置，该圆的假想中心或虚拟中心位于所述假想的轴线或虚拟的轴线上，因此例如这些开口绕该轴线沿该圆接连布置。这尤其可以是指，开口的或流动横截面的各自中心或几何形状重心、尤其是形心布置在该假想圆上并沿着该圆尤其接连布置。关于假想的或虚拟的将该圆分为两个同样大小的半体的或两个同样大小或长度相同的部分的划分平面(该轴线在其中延伸)，布置在该圆的其中第一半体之中或之上的开口的流动横截面之和大于布置在该圆的第二半体之处或之中的开口的流动横截面之和。为了实现很有利的流动状况和进而很有利的运行，在此规定该预燃室设计成关于该轴线是旋转对称的。
该划分平面优选是前述划分平面。例如，该圆的也称为第一半圆的第一半体尤其完全布置在预燃室的其中一个区域、尤其是第一区域中，其中，该圆的也称为第二半圆的第二半体优选尤其完全布置在预燃室的另一区域、尤其是第二区域中。通过所述流动横截面的设计可以实现下述情形，或者说开口设计用于：造成经由开口流入预燃室的燃料-空气混合物的翻滚流。换言之，在内燃机点火运行中，所述开口尤其也通过其布置和/或其数量和/或其几何形状并且根据本发明通过使布置在第一半圆处的开口的所述或所有流动横截面之和大于布置在第二半圆处的开口的所述或所有流动横截面之和而实现：也简称为混合物的且流过开口的并且由此从燃烧室流入预燃室的燃料-空气混合物至少基本呈翻滚状流动。又换言之，例如设计成贯通孔的开口使得流过开口且由此从燃烧室流入预燃室的混合物发生也称为翻滚流的、至少基本呈翻滚状且因此是涡旋状的流动，从而可以实现预燃室点火塞的和进而整个内燃机的很有利的运行。
因为布置在第一半圆中的开口的流动横截面之和大于布置在第二半圆中的开口的流动横截面之和，故本发明规定，设计成孔状的开口设计成关于所述轴线或绕所述轴线是非旋转对称的。非旋转对称式设计此时可以包括或包含各自开口的各自位姿和/或也称为横截面积的或具有横截面积的流动横截面。
换言之可以规定，开口围绕轴线、即关于轴线设计成非旋转对称。例如尤其是指，所述开口围绕该轴线且因此在预燃室或预燃室点火塞的围绕轴线延伸的周向上总体上非对称地、即不均匀地分散布置。替代地或附加地，特征“开口设计成围绕轴线是非旋转对称的”可以是指至少其中两个开口在其几何形状、尤其是其各自流动横截面的几何形状方面彼此不同，并且其中，尤其围绕该轴线具有非旋转对称的顺序。这尤其是指，所述至少两个开口的流动横截面彼此不同，尤其关于其形状和/或尺寸、即面或面积，其中，所述至少两个开口或优选全部开口围绕该轴线具有非旋转对称的顺序。这尤其意味着所述至少两个开口或优选所有的开口围绕轴线以不均匀或无序(即未按照有序顺序)的方式接连布置。
不同于开口围绕轴线非旋转对称布置且不同于可能由此导致的例如呈螺旋形或环形围绕预燃室的主轴线延伸的旋转对称流动，翻滚流是也称为滚动流的涡旋状流动，其例如至少部分在滚动平面内延伸或者说分布，而主轴线位于该滚动平面内。
证实特别有利的是，这些开口设计成实现经由开口流入预燃室的燃料-空气混合物的翻滚流。由此可以在预燃室中实现很有利的流动状况，从而可以保证很有利的混合物燃烧和进而很有利的运行。
另一实施方式的特点是，至少其中两个开口具有彼此不同的可被混合物流过的流动横截面、尤其是直径。
在本发明的一个很有利的实施方式中规定，该轴线在预燃室的纵延伸方向上延伸，由此可以展现很有利的运行。
另一个实施方式的特点是，布置在第一半圆处的开口的所述或所有的流动横截面大于布置在第二半圆处的开口的所述或所有的流动横截面。由此可以保证很有利的流动状况和进而很有利的运行。
在本发明的一个特别有利的实施方式中规定，布置在第一半体处的所述或所有开口的数量大于布置在第二半体上的所述或所有开口的数量。由此可以通过很有利的方式实现有利的翻滚流，从而可以实现很有利的运行。
为了能以很简单可靠的方式实现很有利的运行，在本发明的其它设计中规定，所述或所有的开口设计成圆形，使得开口具有各自直径。在此情况下尤其规定，所述或所有的流动横截面分别设计成圆形，因此具有各自直径。在此优选规定，布置在第一半体处的开口的所述或所有的直径大于布置在第二半体处的开口的所述或所有的直径。
在本发明的其它设计中，布置在第一半圆处的开口的所述或所有的流动横截面的平均值大于布置在第二半圆处的开口的所述或所有的流动横截面的平均值。平均值也优选是指也称为算术平均数的算术平均值，算术平均值是指例如如此得到的值，即，布置在各自半圆上的开口的流动横截面之和除以布置在各自半圆上的开口数量，即二者之商。
本发明的第二方面涉及一种优选设计成活塞式发动机的机动车内燃机，机动车优选可以设计成汽车、更优选是轿车或载货汽车。内燃机具有至少一个燃烧室。燃烧室例如由一个气缸以及由可平移运动地安置在气缸内的内燃机活塞界定，其中，该气缸例如通过内燃机的尤其设计成曲轴箱或气缸曲轴箱的发动机体构成或界定。另外，燃烧室例如部分由燃烧室顶部界定，其例如通过与发动机体分开形成的且与发动机体连接的气缸盖构成。
内燃机还具有至少一个配属于燃烧室的预燃室点火塞，其例如至少部分布置在燃烧室中。
预燃室点火塞包括带有多个开口的预燃室，预燃室通过开口与也称为主燃烧室的燃烧室流体连通。通过开口，也简称为混合物的燃料-空气混合物可以从燃烧室被通入或流入预燃室。换言之，例如在燃烧室内形成前述的燃料-空气混合物，或者燃料-空气混合物被通入燃烧室中。例如燃料尤其是液态燃料和空气在燃烧室中混合。例如燃料被直喷入燃烧室。前述混合物在此包括将被或已被送入燃烧室的所述空气和燃料。来自燃烧室的至少一部分混合物可以流过开口并因此经由开口流入预燃室中。在预燃室中可以将该部分混合物点燃并燃烧，由此形成前述的焰炬。焰炬于是可以通过开口从预燃室流出并且流入主燃烧室并且在那里点燃剩余混合物。各自开口在此具有可供混合物或各自焰炬流过的各自流动横截面。
为了现在能实现很有利的运行，本发明规定，预燃室点火塞、尤其是开口设计成造成经由开口流入预燃室的燃料-空气混合物尤其在预燃室内翻滚流动。在此，在预燃室中出现或发生的翻滚流在预燃室的第一区域中包括向上背离开口的且因此朝向上方的第一流动部分，并在预燃室的第二区域中包括与第一流动部分相接的、向下指向开口且因此朝向下方的第二流动部分。
另外，在预燃室内设置有预燃室点火塞的电极机构。借助电极机构，在预燃室内的至少一个火花点可以产生至少一个点火花，用于点燃通入预燃室中的混合物。在此，火花点至少部分、尤其是至少主要或完全地布置在第二区域中。本发明规定将开口设计成孔状。替代地或附加地规定，开口中的至少两个开口的流动横截面在形状方面是彼此不同的。替代或附加地规定，开口沿假想圆布置，该假想圆的中心位于一条假想的轴线上，其中，关于将该圆分为两个同样大小的半体的假想的平面(该轴线在该假想的平面中延伸)，布置在其中的第一半体处的开口的流动横截面之和大于布置在第二半体处的开口的流动横截面之和，其中，该预燃室被设计成关于该轴线旋转对称。
本发明第一方面的优点和有利设计应被视为本发明第二方面的优点和有利设计，反之亦然。
从以下对优选实施例的说明中以及结合图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在图中被单独示出的特征和特征组合不仅在各自所指明的组合中、也在其它组合中或单独地可采用，而没有超出本发明的范围。
附图说明
绘图在唯一的图中示出根据本发明的用于机动车内燃机燃烧室的预燃室点火塞的侧视截面示意图。
具体实施方式
唯一的图以侧视截面示意图示出用于机动车且尤其是汽车如轿车或载货汽车的例如设计成活塞式发动机的内燃机的例如由气缸形成的或设计成气缸的或由气缸界定的燃烧室的预燃室点火塞10。机动车借助内燃机可被驱动。预燃室点火塞10具有至少一个或正好一个预燃室12，其轮廓在图1中用14标示。预燃室12具有多个也称为喷嘴的在此设计为通孔的开口16，预燃室12经此流体连通或可流体连通至燃烧室。在其完全制造好的状态下，内燃机具有前述的燃烧室和预燃室点火塞10，从而在内燃机的完全制造好的状态下该预燃室点火塞12通过开口16流体连通至燃烧室。由此，也简称为混合物的燃料-空气混合物可以从燃烧室至少部分流过开口16，由此流入预燃室12，从而至少一部分也简称为混合物的燃料-空气混合物从燃烧室流过开口16，因此通过开口16流入或可流入预燃室12。
预燃室点火塞10还具有至少部分布置在预燃室12内的电极机构18。电极机构19包括第一电极20和第二电极22，其中，电极20、22且尤其是其各自自由端E1、E2布置在预燃室12中。布置在预燃室12内的末端E1和E2在此彼此间隔开并因此不接触。第一电极20例如是所谓的中心电极，其中，第二电极22例如是所谓的接地电极。借助电极20、22和进而电极机构18，尤其在点火运行期间并在内燃机的相应工作循环内，可以在预燃室12内的至少一个或正好一个火花点O产生至少一个或正好一个点火花。借助点火花，经由开口16流入预燃室12的混合物被点燃且进而燃烧。可以从图中看到，电极20和22、尤其是其末端E1、E2限定、界定或限制也称为点火点的点火花用火花点O。例如火花点O至少部分、尤其是至少主要或完全在电极20、22之间、尤其在末端E1、E2之间。再换言之，在火花点O出现点火花，或者说点火花在火花点O散开。这尤其意味着，借助电极20、22可以在预燃室12内的也称为点火点的火花点O处提供所述至少一个点火花。在预燃室12中的混合物的点燃和由此导致的燃烧造成燃烧的焰炬，其流过开口16且进而通过开口16可流出预燃室12而流入燃烧室。由此，例如留在燃烧室中的另一部分的混合物被点燃和进而燃烧，由此前述的活塞被驱动。
预燃室点火塞10、尤其是开口16现在设计用于促成经由开口16流入预燃室12的混合物在预燃室12中的在图中由箭头24和26表示的且也称为滚动流、滚流或涡流的翻滚流。这意味着至少在预燃室12内进行或发生混合物的翻滚流。尤其是，图1所示的箭头24、26表明翻滚流的也称为流动轮廓的轮廓。
另外，尤其是依据箭头26可以看到，在预燃室12中出现、发生或进行的翻滚流包括朝上背离开口16的流动部分T1，其也布置在预燃室12的第一区域B1内或在此进行。另外，翻滚流包括与第一流动部分T1相接的、朝下指向开口16的第二流动部分T2，其布置在预燃室12的第二部分B2中或在此进行、延伸或发生。在此，火花点O至少部分、尤其至少主要或完全布置在第二区域B2中，在此区域内翻滚流朝向下方。也可以在图中看到，区域B1是预燃室12的第一半体，区域B2是其第二半体，其中，这些半体彼此大小相同。在此，例如预燃室12通过假想的或虚拟的划分平面E被分为所述区域B1和B2，预燃室点火塞10的或预燃室12的主轴线在所述划分平面内延伸。关于主轴线，预燃室12例如至少基本设计成旋转对称。其中的多个第一开口16例如布置在预燃室12的第一半体内，其中，开口中的多个第二开口16布置在预燃室12的第二半体内。
划分平面E的走向例如垂直于另一个在图中未示出的滚动平面，主轴线也在滚动平面内延伸。在此，翻滚流在所述滚动平面内呈涡旋状分布。通过翻滚流，可以使预燃室12的也称为损失体积的体积V保持得很小，从而可保证预燃室点火塞10的特别大的工作范围。此外在图中用28标示各自开口16的各自轴线。例如各自开口16关于其各自轴线28是旋转对称的并在此例如为圆形，从而例如各自轴线28在各自开口16的纵延伸方向上延伸。各自轴线28在此与各自流通方向重合，混合物沿之从燃烧室可流过各自开口16并因此流入预燃室12。此外，例如因预燃室12内的混合物点燃而产生的各自焰炬可流过各自开口16且因此从预燃室12流入燃烧室。在此，各自开口16具有各自流动横截面，其可被各自焰炬或混合物流过。尤其当各自开口16设计为圆形或由圆筒形孔构成时，各自例如设计成孔的开口16的各自的也称为横截面的流动横截面由其直径来表征，并且此时可以是圆形的。还可以在图中看到电极区EB，在电极区中设有电极20和22、尤其是其末端E1、E2和/或火花点O。
也称为滚动流的翻滚流所具有的流动中心正交于预燃室12的主轴线并且例如在平面E内延伸。流动中心尤其是正交于滚动平面延伸的滚动轴线。翻滚流在此围绕滚动轴线呈涡旋状分布，该滚动轴线例如在划分平面E之内且垂直于预燃室12的主轴线延伸。换言之，翻滚流可被限定为如下流动结构，在此，混合物的流动在第二区域B2中从孔流向电极区EB且因此向上或朝上流向电极20、22(这也被称为上行流动)，随后流过电极区EB，随后在区域B1内从电极区EB流向孔且因此向下流动(这也被称为下行流动)。由此该翻滚流是结构化的流动形状，但其关于预燃室主轴线并非是旋转对称的。
附图标记列表
10 预燃室点火塞
12 预燃室
14 轮廓
16 开口
18 电极机构
20 电极
22 电极
24 箭头
26 箭头
28 轴线
O 火花点
B1、B2 区域
E 划分平面
EB 电极区
E1、E2 末端
T1、T2 流动部分
V 体积

Claims (8)

1.一种用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞(10)，具有：
-预燃室(12)，该预燃室有多个开口(16)且通过所述开口(16)能与该燃烧室流体连通，燃料-空气混合物能够经由所述开口从该燃烧室被通入该预燃室(12)，以及
-至少一个安置在该预燃室(12)内的电极机构(18)，借助该电极机构能在该预燃室(12)内的至少一个火花点(O)产生至少一个点火花，用于点燃被通入该预燃室(12)中的燃料-空气混合物，
其中，该预燃室点火塞(10)设计用于促成通过这些分别具有能被燃料-空气混合物流过的流动横截面的开口(16)流入该预燃室(12)的燃料-空气混合物的翻滚流(26)，其中，该翻滚流(26)包括在该预燃室(12)的第一区域(B1)内的、朝上背离所述开口(16)的第一流动部分(T1)，并且包括在该预燃室(12)的第二区域(B2)内的、与该第一流动部分(T1)相接且朝下指向所述开口(16)的第二流动部分(T2)，并且
其中，该火花点(O)至少部分安置在该第二区域(B2)中，
其特征是，
-所述开口(16)被设计成孔；和/或
-所述开口(16)中的至少两个开口的流动横截面在形状方面彼此不同；和/或
-所述开口(16)沿一假想圆来布置，该假想圆的中心位于一假想的轴线上，其中，关于将该圆分为两个彼此大小相同的半体的假想的平面，布置在其中的第一半体上的开口(16)的流动横截面之和大于布置在该第二半体上的开口(16)的流动横截面之和，其中，该轴线在该假想的平面之内延伸，其中，该预燃室(12)设计成关于该轴线是旋转对称的。
2.根据权利要求1所述的预燃室点火塞(10)，其特征是，这些开口(16)设计用于促成经由这些开口(16)流入该预燃室(12)的燃料-空气混合物的翻滚流(26)。
3.根据权利要求1或2所述的预燃室点火塞(10)，其特征是，所述轴线在该预燃室(12)的纵延伸方向上延伸。
4.根据前述权利要求之一所述的预燃室点火塞(10)，其特征是，布置在该第一半体上的开口(16)的流动横截面大于布置在该第二半体上的开口(16)的流动横截面。
5.根据前述权利要求之一所述的预燃室点火塞(10)，其特征是，布置在该第一半体上的开口(16)的数量大于布置在该第二半体上的开口(16)的数量。
6.根据前述权利要求之一所述的预燃室点火塞(10)，其特征是，这些开口(16)设计为圆形，因而所述开口(16)具有各自直径，其中，布置在该第一半体上的开口(16)的直径大于布置在该第二半体上的开口(16)的直径。
7.一种用于机动车的内燃机，具有至少一个燃烧室和配属于该燃烧室的预燃室点火塞(10)，该预燃室点火塞具有带有多个开口(16)的预燃室(12)，该预燃室通过这些开口(16)与该燃烧室流体连通，燃料-空气混合物通过这些开口能够从该燃烧室通入该预燃室(12)中，该预燃室点火塞还具有至少一个安置在该预燃室(12)中的电极机构(18)，借助该电极机构能够在该预燃室(12)内的至少一个火花点(O)产生至少一个点火花，用以点燃被通入该预燃室(12)中的燃料-空气混合物，其中，该预燃室点火塞(10)设计用于促成经由这些分别具有能被燃料-空气混合物流过的流动横截面的开口(16)流入该预燃室(12)的燃料-空气混合物的翻滚流(26)，其中，该翻滚流(26)包括在该预燃室(12)的第一区域(B1)内的、朝上背离所述开口(16)的第一流动部分(T1)，并且包括在该预燃室(12)的第二区域(B2)内的、与该第一流动部分(T1)相接的且朝下指向所述开口(16)的第二流动部分(T2)，并且其中，该火花点(O)至少部分安置在该第二区域(B2)中，
其特征是，
-所述开口(16)被设计成孔；和/或
-所述开口(16)中的至少两个开口的流动横截面在形状方面彼此不同；和/或
-所述开口(16)沿一假想圆来布置，该假想圆的中心位于一假想的轴线上，其中，关于将该圆分为两个彼此大小相同的半体的假想的平面，布置在其中的第一半体上的开口(16)的流动横截面之和大于布置在该第二半体上的开口(16)的流动横截面之和，其中，该轴线在该假想的平面之内延伸，其中，该预燃室(12)设计成关于该轴线是旋转对称的。
8.一种机动车，具有根据权利要求7所述的内燃机。
CN202180018677.6A 2020-03-04 2021-02-11 用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车 Active CN115244286B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020001385.6A DE102020001385A1 (de) 2020-03-04 2020-03-04 Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungsmaschine, Verbrennungskraftmaschine sowie Kraftfahrzeugs
DE102020001385.6 2020-03-04
PCT/EP2021/053259 WO2021175551A1 (de) 2020-03-04 2021-02-11 Vorkammerzündkerze für einen brennraum einer verbrennungskraftmaschine, verbrennungskraftmaschine sowie kraftfahrzeugs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115244286A true CN115244286A (zh) 2022-10-25
CN115244286B CN115244286B (zh) 2024-03-08

Family

ID=74595290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180018677.6A Active CN115244286B (zh) 2020-03-04 2021-02-11 用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11846227B2 (zh)
JP (1) JP7446458B2 (zh)
CN (1) CN115244286B (zh)
DE (1) DE102020001385A1 (zh)
WO (1) WO2021175551A1 (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08284665A (ja) * 1995-04-14 1996-10-29 Mazda Motor Corp エンジンの燃焼制御方法およびその装置
CN1632302A (zh) * 2005-01-18 2005-06-29 侯德洋 微位移变截面均匀细雾化复合式喷油器
CN1641192A (zh) * 2004-01-14 2005-07-20 丰田自动车株式会社 缸内燃料喷射式内燃机
JP2006144648A (ja) * 2004-11-18 2006-06-08 Nissan Motor Co Ltd 副室式火花点火内燃機関
WO2009109694A2 (en) * 2008-03-03 2009-09-11 Wärtsilä Finland Oy Pre-chamber arrangement
JP2012211594A (ja) * 2012-08-02 2012-11-01 Osaka Gas Co Ltd エンジン
US20130055986A1 (en) * 2011-09-03 2013-03-07 Prometheus Applied Technologies, Llc Method and apparatus for achieving high power flame jets while reducing quenching and autoignition in prechamber spark plugs for gas engines
US20130233273A1 (en) * 2010-11-02 2013-09-12 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Reciprocating piston engine
CN107332109A (zh) * 2017-04-26 2017-11-07 周向进 一种喷火的火花塞及其内燃机和汽车
US20190048784A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combusion engine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5469605A (en) 1977-11-14 1979-06-04 Toyota Motor Corp Combustion controller for internal combustion engine
JP2721685B2 (ja) 1988-12-05 1998-03-04 三菱重工業株式会社 火花点火ガスエンジン
EP2700796B1 (en) 2012-08-22 2016-08-10 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Pre-combustion chamber of an internal combustion engine and method of operating the same
JP6076662B2 (ja) 2012-09-20 2017-02-08 三菱重工業株式会社 副室式ガスエンジン
DE102012223640B4 (de) * 2012-12-18 2020-07-09 Mtu Friedrichshafen Gmbh Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor und Verbrennungsmotor
EP2927458A1 (en) 2014-04-04 2015-10-07 Caterpillar Energy Solutions GmbH Pre-chamber with flow transfer passages
JP6478509B2 (ja) * 2014-07-31 2019-03-06 株式会社Ｓｏｋｅｎ レーザ点火装置
JP6796471B2 (ja) * 2016-12-08 2020-12-09 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 副室式ガスエンジン
DE102018007093A1 (de) 2018-09-07 2020-03-12 Daimler Ag Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
JP7365790B2 (ja) 2019-05-20 2023-10-20 株式会社デンソー 内燃機関及びスパークプラグ

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08284665A (ja) * 1995-04-14 1996-10-29 Mazda Motor Corp エンジンの燃焼制御方法およびその装置
CN1641192A (zh) * 2004-01-14 2005-07-20 丰田自动车株式会社 缸内燃料喷射式内燃机
JP2006144648A (ja) * 2004-11-18 2006-06-08 Nissan Motor Co Ltd 副室式火花点火内燃機関
CN1632302A (zh) * 2005-01-18 2005-06-29 侯德洋 微位移变截面均匀细雾化复合式喷油器
WO2009109694A2 (en) * 2008-03-03 2009-09-11 Wärtsilä Finland Oy Pre-chamber arrangement
US20130233273A1 (en) * 2010-11-02 2013-09-12 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Reciprocating piston engine
US20130055986A1 (en) * 2011-09-03 2013-03-07 Prometheus Applied Technologies, Llc Method and apparatus for achieving high power flame jets while reducing quenching and autoignition in prechamber spark plugs for gas engines
JP2012211594A (ja) * 2012-08-02 2012-11-01 Osaka Gas Co Ltd エンジン
CN107332109A (zh) * 2017-04-26 2017-11-07 周向进 一种喷火的火花塞及其内燃机和汽车
US20190048784A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combusion engine

Also Published As

Publication number Publication date
US20230010739A1 (en) 2023-01-12
WO2021175551A1 (de) 2021-09-10
JP7446458B2 (ja) 2024-03-08
CN115244286B (zh) 2024-03-08
JP2023517517A (ja) 2023-04-26
US11846227B2 (en) 2023-12-19
DE102020001385A1 (de) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210348544A1 (en) Pre-Chamber Spark Plug for a Combustion Chamber of an Internal Combustion Engine, in Particular of a Motor Vehicle
CN111448727B (zh) 尤其是机动车用内燃机燃烧室的预燃室火花塞以及机动车用内燃机
JP4389777B2 (ja) 副室式内燃機関
EP1777385A2 (en) Internal combustion engine with auxiliary combustion chamber
US5799637A (en) Rocket effect sparking plug
CN104254679A (zh) 内燃发动机的活塞
US11215109B2 (en) Internal combustion engine with pre-chamber
WO2017110516A1 (ja) 副室式エンジン
WO2018110326A1 (ja) 副室式ガスエンジン
CN113803150B (zh) 速响应分隔式燃烧系统及发动机
CN115244286B (zh) 用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车
US11815006B2 (en) Pre-chamber spark plug for a combustion chamber of an internal combustion engine, internal combustion engine, and motor vehicle
CN115244287B (zh) 用于内燃机燃烧室的预燃室点火塞、内燃机以及机动车
EP3495636B1 (en) Cylinder head for engine
US11815007B2 (en) Pre-chamber spark plug for a combustion chamber of an internal combustion engine, internal combustion engine and motor vehicle
JP2007138780A (ja) 副室式内燃機関
JP2009215973A (ja) 副室式内燃機関
CN114961972A (zh) 预燃室和具有其的车辆
JP5085419B2 (ja) エンジン及びエンジン用点火プラグ
JP2024506921A (ja) 内燃機関用予燃焼室点火プラグおよび内燃機関
RU2777172C2 (ru) Поршень, двигатель внутреннего сгорания и транспортное средство с их применением
JP7524738B2 (ja) 内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関
JP7272820B2 (ja) 副燃焼室付き内燃機関
CN114135417A (zh) 一种缸盖、发动机及车辆
JP2513233Y2 (ja) 副室式内燃機関の燃焼室

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