CN115777041A - 具有优化的盖的预燃室火花塞以及内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预燃室火花塞，包括壳体(6)，盖(3)，所述盖至少部分地限定了预燃室(2)，并且所述盖具有多个贯通孔(30)，所述贯通孔设立成在内燃机的预燃室(2)和燃烧室(11)之间建立连接，其中，所述贯通孔(3)分别具有孔中心轴线(31)，其中，所述盖(3)在朝向壳体(6)的区域上具有回退部(32)，所述回退部在壳体(6)上贴靠在壳体(6)的燃烧室侧的端部(60)处，其中，从贯通孔(30)的位于孔中心轴线(31)上的出口点(33)直至回退部(32)的距离(A)在2mm至7mm的范围内，并且其中，所述预燃室火花塞的中心轴线(X‑X)与孔中心轴线(31)之间的第一角(α)在30°至70°的范围内。此外本发明涉及一种具有这种预燃室火花塞的内燃机。

Description

具有优化的盖的预燃室火花塞以及内燃机
技术领域
本发明涉及一种具有优化的盖的预燃室火花塞以及具有这种预燃室火花塞的内燃机。
背景技术
从现有技术中已知不同设计的预燃室火花塞。预燃室火花塞的预燃室通常用盖相对于内燃机的燃烧室屏蔽。在盖中在此设置了多个贯通孔，使得一方面可以冲洗预燃室，并且另一方面在预燃室中进行点火之后火炬射束可以通过贯通孔进入到内燃机的燃烧室中，以便点燃位于那里的燃料-空气混合物。因此，一方面，必须确保在点火时刻在预燃室中存在可燃混合物，并且另一方面必须确保处于燃烧室中的燃料尽可能充分燃烧，以便满足废气法规并优化内燃机的燃料消耗。
发明内容
相对于此具有权利要求1的特征的根据本发明的预燃室火花塞具有以下优点，一方面可以非常好地冲洗盖中的预燃室火花塞的预燃室，并且另一方面确保在预燃室火花塞的点火时刻在预燃室中存在可燃混合物。根据本发明，这是通过预燃室火花塞具有壳体和具有至少一个带有孔中心轴线的贯通孔的盖来实现的。盖构造在朝向壳体的具有回退部的区域上。在此，从孔中心轴线上的指向贯通孔的外侧上的出口点处的贯通孔的孔中心轴线到直至回退部的距离A在A＝2mm到7mm的范围内。此外，预燃室火花塞的中心轴线X-X和孔中心轴线之间的第一角α在30°至70°的范围内。通过孔中心轴线上的出口点与盖上的回退部之间的距离确保气缸头中的贯通孔在装配状态下与限制内燃机的燃烧室的气缸头壁的距离不会太近和太远。结合角α此外确保贯通孔非常适合用于在盖中冲洗预燃室，因为角α这样设计，从而优化了对于冲洗预燃室所必需的冲洗气体的气体入口。
从属权利要求示出了本发明的优选的改进方案。
优选地，距离A在4mm至7mm的范围内，并且角α在30°至50°的范围内。
进一步优选的是距离A在5mm至7mm的范围内，并且角α在30°至40°的范围内。
根据本发明的另一优选设计方案，盖中的所有的贯通孔以其在孔中心轴线上的各自的出口点位于共同的平面E中。由此实现了预燃室的出色冲洗，并且特别是确保了预燃室火花塞也适合用于不同内燃机制造商的不同几何形状。平面E优选地垂直于预燃室火花塞的中心轴线X-X。
如果预燃室火花塞设立成用于内燃机中(在该内燃机中在负荷变化时产生滚流)，则优选地这样设立盖的贯通孔之一，使得在预燃室火花塞的装配状态下，滚流的一部分直接流动到贯通孔中。
进一步优选的是贯通孔的孔中心轴线和外螺纹的布置在预燃室火花塞的壳体上的螺纹头，以及预燃室火花塞的中心轴线X-X布置在共同的平面中。由此可以确保贯通孔定位在相对于螺纹的螺纹头和相对于预燃室火花塞的中心轴线的正确位置中，以便当预燃室火花塞拧入在气缸头时，贯通孔的末端位置(其主要设置用于在负荷变化期间用于预燃室的冲洗气体的进入)能够实现最佳的冲洗过程。
本发明还涉及一种内燃机，包括燃烧室、能往复移动的活塞和用于将燃料引入到燃烧室、特别是直接引入到燃烧室中的喷射器以及根据本发明的预燃室火花塞。在此具有根据本发明的预燃室火花塞的内燃机具有预燃室火花塞的相应优点，并且能够实现减少废气和优化消耗的运行，因为特别是预燃室火花塞的冲洗能够最佳地实现。
特别优选的是，内燃机具有喷射器，其这样设计，使得喷射器的喷射到燃烧室中的喷雾锥的中心轴线在30°至70°的范围内与预燃室火花塞的中心轴线X-X成第二角β。特别优选的是喷雾锥的中心轴线在此处于角β＝60°中。
进一步优选地，在负荷变化期间在燃烧室中这样产生滚流，使得滚流的至少一部分直接指向预燃室火花塞的贯通孔，该贯通孔布置在相对于与根据本发明的预燃室火花塞相对应的中心轴线X-X的角α和距离A处。
进一步优选地，预燃室火花塞基本上居中地、特别是精确居中地布置在内燃机的燃烧室上，并且用于引入燃料的喷射器布置在预燃室火花塞的侧面。喷射器特别优选地在此在气缸头上布置在出口阀和预燃室火花塞之间。进一步优选地，用于产生滚流的活塞可以具有一个或多个凹陷或突出的圆顶等。
附图说明
下文参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图1示出了根据本发明的优选实施例的具有预燃室火花塞的内燃机的示意性的剖视图，并且
图2示出了图1的预燃室火花塞的盖的部分剖视图。
具体实施方式
下文参照图1和2详细描述了根据本发明的优选实施例的内燃机的预燃室火花塞1。
如从图1可以看出，预燃室火花塞1包括预燃室2，该预燃室由截面为U形的盖3限定。盖3例如借助焊接连接固定在预燃室火花塞的壳体6上。
此外，预燃室火花塞1包括电极5和绝缘体7。在壳体6上，在朝向燃烧室11的端部60处的外周上设置有外螺纹。构造有外螺纹4直至装配的盖3，并且用于将预燃室火花塞1固定在气缸头10中。
盖3具有多个贯通孔30，贯通孔分别与预燃室火花塞1的中心轴线X-X成第一角α布置。贯通孔30一方面用于实现对预燃室2的冲洗，并且另一方面用于在借助电极5点火之后实现首先在预燃室2内点燃燃料-空气混合物并且然后借助在燃烧室11中的所谓的火炬射束通过贯通孔30。在图1中示意性地示出了喷射器8，其从燃烧室11中的燃料产生锥形的喷雾80。
贯通孔30是具有连续直径的贯通钻孔。
在图1中还示意性地示出了具有活塞12的气缸13，活塞如通过双箭头B所示那样在气缸13中往复移动。此外，设置入口阀14和出口阀15。喷射器8在此布置在出口阀15和预燃室火花塞1之间。
如进一步从图2可以看出，其详细地示出了预燃室火花塞1的盖3，盖3具有径向内指向的回退部32。在此盖3位于壳体6的端侧的端部60处的回退部32上。例如可以借助焊接连接进行固定。
在图2中进一步示出了贯通孔30的孔中心轴线31。所示的贯通孔30是盖3中的多个贯通孔30中的一个，并且以与喷射器8的最短距离布置。由此，该贯通孔30用于实现在活塞的一次冲程中冲洗预燃室2，以便将可燃混合物引入到预燃室2中。
如进一步从图2可以看出，在孔中心轴线31上限定了出口点33，该出口点布置在贯通孔30朝向燃烧室11的一侧。如上所述，孔中心轴线31限定第一角a。角α优选地在30°到50°的范围内，并且在本实施例中为35°。
如进一步从图1可以看出，，在出口点33和回退部32之间的中心轴线X-X的轴向方向上限定了距离A。该距离A在2mm到7mm的范围内并且在本实施例中为6mm长。
此外，燃烧室11在几何上这样设计，使得在活塞12移动时产生滚流16。该滚流16确保实现在燃烧室11和预燃室2之间的气体交换，特别是以便在发生点火之后将可燃混合物再引入到预燃室2。如从图2可以看出，这样产生滚流16，使得滚流16的一部分直接指向盖3的贯通孔30。因此，来自燃烧室11的气体混合物可以直接通过贯通孔30引入到预燃室2中。
预燃室火花塞1在此居中地布置燃烧室11上，并且特别优选地精确地布置在活塞12的中心轴线中。
此外，最接近喷射器8布置的贯通孔30的中心轴线31和预燃室火花塞1的中心轴线X-X和外螺纹4的螺纹头40位于共同的平面中。该平面是2中的切平面。
通过喷射器8产生的锥形的喷雾80具有中心轴线81。如从图1可以看出，锥形的喷雾80的中心轴线81与预燃室火花塞1的中心轴线成第二角β布置。如进一步从图1可以看出，在此喷射器的中心轴线和锥形的喷雾80的中心轴线81分离。在本实施例中第二角β为60°。
此外，盖3的所有的贯通孔30以其在其各自的孔中心轴线31上的各自的出口点33位于在垂直于预燃室火花塞的轴向方向X-X的共同的平面E中。
因此，与现有技术相比，预燃室火花塞1的预燃室2可以更好地冲洗，并且易燃燃料-空气混合物可以更好地引入到盖3中的预燃室2中。
因此产生了在预燃室2内改进的点火，这导致在预燃室2内更快地燃烧燃料-空气混合物。由于在预燃室2中明显更快的燃烧，火炬射束随后可以更早和更远地进入到内燃机100的燃烧室11中。这导致燃烧室11中燃料-空气混合物的更快和更有效的点燃，并导致燃烧室11中更快和更完美的燃烧。由此显著地改善了燃烧室11中的燃料利用以及内燃机的排气性能。
此外，通过最接近喷射器8的贯通孔30与预燃室火花塞1的外螺纹4的螺纹头40的定向，可以实现该贯通孔30的精确定位。通过将预燃室火花塞1完全拧入到气缸头10中，实现贯通孔30上的出口点33的精确定位。

Claims (10)

1.预燃室火花塞，包括
-壳体(6)，
-盖(3)，所述盖至少部分地限定了预燃室(2)，并且所述盖具有多个贯通孔(30)，所述贯通孔设立成在内燃机的预燃室(2)和燃烧室(11)之间建立连接，其中，所述贯通孔(3)分别具有孔中心轴线(31)，
-其中，所述盖(3)在朝向壳体(6)的区域上具有回退部(32)，所述回退部在壳体(6)上贴靠在壳体(6)的燃烧室侧的端部(60)处，
-其中，从贯通孔(30)的位于孔中心轴线(31)上的出口点(33)直至回退部(32)的距离(A)在2mm至7mm的范围内，并且
-其中，所述预燃室火花塞的中心轴线(X-X)与孔中心轴线(31)之间的第一角(α)在30°至70°的范围内。
2.权利要求1所述的预燃室火花塞，
-其中，所述距离(A)在4mm至7mm的范围内，并且第一角(α)在30°至50°的范围内，或
-其中，所述距离(A)在5mm至7mm的范围内，并且第一角(α)在30°至40°的范围内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞，其中确定所述贯通孔(30)处的距离(A)，所述贯通孔设立成在装配状态下最接近燃烧室(11)中燃料的锥形的喷雾(80)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞，其中，所有的贯通孔(30)以其各自位于孔中心轴线(31)上的出口点(33)位于共同的平面(E)中。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的预燃室火花塞，其中，所述贯通孔(30)设置能够在装配状态下这样与燃烧室(11)中的滚流(16)对齐，使得滚流(16)的一部分直接流动到贯通孔(30)中。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的预燃室火花塞，其中，所述贯通孔(30)的孔中心轴线(31)、壳体(6)上的外螺纹(4)的螺纹头(40)和中心轴线(X-X)位于共同的平面中。
7.内燃机，包括
-燃烧室(11)，
-往复式活塞(12)，
-用于将燃料引入到燃烧室(11)中的喷射器(8)，以及
-根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)。
8.根据权利要求7所述的内燃机，其中，所述喷射器(8)的锥形的喷雾(80)的中心轴线(81)在30°至70°的范围内与预燃室火花塞(1)的中心轴线(X-X)成第二角(β)，并且特别是约为60°。
9.根据权利要求7或8所述的内燃机，其中，在燃烧室(11)中产生滚流(16)，使得所述滚流(16)的至少一部分直接对准燃烧室(11)中最接近锥形的喷雾的预燃室火花塞(1)的贯通孔(30)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的内燃机，其中，所述预燃室火花塞(1)基本上居中地布置在燃烧室(11)中，并且其中，所述喷射器(8)侧向于预燃室火花塞(1)布置在燃烧室(11)上。
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