CN217270458U - 燃烧室装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种燃烧室装置，包括：预燃室，具有预燃室腔体、预燃室燃料入口及点火入口，所述点火入口及所述预燃室燃料入口与所述预燃室腔体连通；主燃室，具有主燃室腔体及与所述主燃室腔体连通的主燃室燃料入口；调节阀，连通于预燃室腔体与主燃室腔体之间，调节阀包括能阻挡流体从主燃室进入预燃室的弯折部。上述燃烧室装置在预燃室腔体与主燃室腔体之间设有调节阀，一方面，通过调节阀阻止主燃室腔体的气流流至预燃室腔体，可降低主燃室腔体进入预燃室腔体内的气体流量，从而提高预燃室的点火稳定性，另一方面，通过调节阀将预燃室腔体中的气流导入至主燃室腔体，可加速预燃室腔体内火焰的喷出至主燃室腔体，提高了火焰的传播速度。

Description

燃烧室装置

技术领域

本申请涉及汽车发动机技术领域，具体而言，涉及燃烧室装置。

背景技术

内燃机点火技术中，采用超稀薄燃烧方案时，因为空气稀释程度高，燃烧温度相对较低，在能提高汽油机热效率的同时，不会导致过高的NOx排放，但由于汽油本身的燃料特性，常规点火装置难以点燃汽油超稀薄混合气。对此，现采用主动式预燃室单独加浓预燃室中的混合气，在预燃室采用常规点火装置就能满足稳定点火要求。具体地，预燃室混合气燃烧后，高温燃烧混合物从预燃室喷入主燃室，快速引燃主燃室中的稀薄混合气。预燃室的喷射点火，在喷孔喷射区域产生多个点火源，可以实现非常快的燃烧速率。如此，通过预燃室可以降低稀燃工况的点火难度，显著提高燃烧速率，克服了超稀薄燃烧下火焰传播速度慢、燃烧循环变动大的缺点。

然而，现有技术中，大多数预燃室发动机的预燃室喷孔与主燃室都是直接连通，主燃室内混合气会直接进入预燃室内，如此，超稀薄燃烧和超高废气再循环率的工况下主燃室混合气的进入会直接影响预燃室的点火性能。

实用新型内容

本申请提供燃烧室装置，以减少主燃室的气体流至预燃室内。

一种燃烧室装置，包括：预燃室，具有预燃室腔体、预燃室燃料入口及点火入口，所述点火入口及所述预燃室燃料入口与所述预燃室腔体连通；主燃室，具有主燃室腔体及与所述主燃室腔体连通的主燃室燃料入口；调节阀，连通于预燃室腔体与主燃室腔体之间,所述调节阀包括能阻挡流体从主燃室进入预燃室的弯折部。

进一步地，在一实施方式中，燃烧室装置包括发动机缸盖，调节阀与预燃室为一体化结构且成型于发动机缸盖上。

进一步地，在一实施方式中，所述预燃室及所述调节阀中的至少一个可拆卸地连接于发动机缸盖上。

进一步地，在一实施方式中，所述调节阀与所述预燃室为一体化结构,所述预燃室可拆卸地连接于发动机缸盖上。

进一步地，在一实施方式中，所述调节阀可拆卸地连接于所述预燃室的一端，所述预燃室及所述调节阀可拆卸地连接于发动机缸盖上。

进一步地，在一实施方式中，所述发动机缸盖具有与点火入口连通的预燃室点火装置安装孔、与所述预燃室燃料入口连通的预燃室燃料供给装置安装孔及与所述主燃室燃料入口连通的主燃室燃料供给装置安装孔。

进一步地，在一实施方式中，所述预燃室燃料供给装置安装孔、所述预燃室点火装置安装孔、所述主燃室燃料供给装置安装孔中的至少一个的内壁具有螺纹。

进一步地，在一实施方式中，所述燃烧室装置还包括预燃室燃料供给装置、预燃室点火装置及主燃室燃料供给装置，预燃室燃料供给装置、预燃室点火装置及主燃室燃料供给装置分别安装于预燃室燃料供给装置安装孔、预燃室点火装置安装孔及主燃室燃料供给装置安装孔。

进一步地，在一实施方式中，所述预燃室燃料供给装置及主燃室燃料供给装置为喷油器或喷气器。

进一步地，在一实施方式中，所述调节阀包括多个单体，每个单体具有一所述第一口及一所述第二口，多个单体依次连接，相邻的两单体的第一口与第二口连通,每个单体设有所述弯折部。

进一步地，在一实施方式中，每个所述单体包括第一管及第二管，第一管的两端与第二管的两端连通形成第一管及第二管共用的所述第一口及所述第二口，第二管包括导向部及弯折部，导向部自第一管的第二口倾斜朝向第一口延伸，弯折部自第一管的第一口远离第二口弯折后朝向导向部延伸并与导向部连接。

进一步地，在一实施方式中，所述第一管及所述第二管的所述导向部中的通道呈直线延伸，所述第二管的所述导向部与相邻的所述单体的所述第一管形成的通道呈直线延伸，分别连接于一所述单体两端的两所述单体上的两所述第一管平行设置。

进一步地，在一实施方式中，所述主燃室还具有与主燃室腔体连通的点火辅助入口。

进一步地，在一实施方式中，所述燃烧室装置包括发动机缸盖及辅助点火装置，所述发动机缸盖具有与所述点火辅助入口连通的辅助点火装置安装孔，辅助点火装置安装于辅助点火装置安装孔。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过调节阀阻止主燃室腔体的气流流至预燃室腔体，可降低主燃室腔体进入预燃室腔体内的气体流量，从而提高预燃室的点火稳定性；

2、通过调节阀将预燃室腔体中的气流导入至主燃室腔体，可加速预燃室腔体内火焰的喷出至主燃室腔体，提高了火焰的传播速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的一种燃烧室装置的截面示意图。

图2为图1中的燃烧室装置另一位置的截面示意图。

图3为图2中的调节阀的结构示意图。

图4为图3中的调节阀中单个结构单元在气体反向流入及气体正向流入时的流场示意对比图。

主要元件符号说明

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1及图2，本申请提供了一种燃烧室装置100，所述燃烧室装置100包括预燃室10、主燃室20及调节阀30。预燃室10具有预燃室腔体11、预燃室燃料入口12及点火入口13，预燃室燃料入口12及点火入口13与预燃室腔体11连通。预燃室燃料入口12用于供预燃室燃料进入至预燃室腔体11，点火入口13用于供预燃室点火装置60点燃预燃室腔体11内的燃料。主燃室20具有主燃室腔体21及主燃室燃料入口22。主燃室燃料入口22与主燃室腔体21连通，用于供主燃室燃料进入主燃室腔体21。请同时参阅图3-4，调节阀30连通于预燃室腔体11与主燃室腔体21之间，包括第一口31及第二口32，其中第一口31与预燃室腔体11连通，第二口32与主燃室腔体21连通，调节阀30用于将预燃室腔体11中的气流先后经第一口31及第二口32导入至主燃室腔体21以使预燃室腔体11中的燃料被点燃后产生的火焰经调节阀30喷至主燃室腔体21中，及阻止主燃室腔体21中的气流流至预燃室腔体11。由于预燃室腔体11与主燃室腔体21之间设有调节阀30，一方面，通过调节阀30阻止主燃室腔体21的气流流至预燃室腔体11，可降低主燃室腔体21进入预燃室腔体11内的气体流量，从而提高预燃室10的点火稳定性，另一方面，通过调节阀30将预燃室腔体11中的气流导入至主燃室腔体21，可加速预燃室腔体11内火焰的喷出至主燃室腔体21，提高了火焰的传播速度。

具体地，调节阀30包括多个单体33，每个单体33具有一上述第一口31及一上述第二口32，多个单体33依次连接，相邻的两单体33的第一口31与第二口32连通。每个单体33包括第一管331及第二管332，第一管331的两端与第二管332的两端连通形成第一管331及第二管332共用的上述第一口31及上述第二口32，第二管332包括导向部3321及弯折部3322，导向部3321自第一管331的第二口32倾斜朝向第一口31延伸，弯折部3322自第一管331的第一口31远离第二口32弯折后朝向导向部3321延伸并与导向部3321连接。其中，第一管331及第二管332的导向部3321中的通道呈直线延伸，第二管332的导向部3321与相邻的单体33的第一管331形成的通道呈直线延伸，分别连接于一单体33两端的两单体33上的两第一管331平行设置。

在气体从第二口32流入时，由于弯折部3322具有自第一管331的第一口31远离第二管332弯折的部分，流经导向部3321气流经过弯折部3322后再第一口31会与第一管331中的气流对撞，因此，会减弱气流继续流向下一单体33的能量，在具有多个单体33的情况下，气流的能量将不足以流至最后一个单体33，从而阻止主燃室腔体21中的气流流至预燃室腔体11。

在气体从第一口31流入时，同样由于弯折部3322具有自第一管331的第一口31远离第二管332弯折的部分，从第一口31进入的气体大部分都沿着第一管331进入下一单体33的第一口31，少部分沿着第二管332流至第二口32并与经过第一管331的气流汇合，如此，从第一口31进入的气体可顺畅流至第二口32，使在经过多个单体33的情况下，气流也可流出最后一个单体33的第二口，从而将预燃室腔体11中的气流顺畅地导入至主燃室腔体21。另外，由于第一口31的面积小于点火入口13的面积，在火焰从点火入口13流入第一口31时，可增加火焰喷出第一口31的速度，从而在经过多个单体33后，增加火焰喷出最后一个第二口32至主燃室腔体21的速度。

预燃室10具有第一端(图未标)及第二端(图未标)，所述第一端靠近主燃室20设置，调节阀30固定于第一端，点火入口13设置于第二端，预燃室燃料入口12相对点火入口13倾斜地设置于第二端。其中，预燃室燃料入口12的数量可为一个或多个。在预燃室燃料入口12的数量为多个时，可提高预燃室燃料进入预燃室腔体11的效率。

在如图1-2所示的实施方式中，燃烧室装置100包括发动机缸盖40，调节阀30与预燃室10为一体化结构，成型于发动机缸盖40上。发动机缸盖40的材料可为耐热钢，可使其在高温下具有高强度、能抵抗冷热冲击等性能，其次发动机缸盖40的材料也可为铸铁、铝合金以降低成本。发动机缸盖40上具有预燃室燃料供给装置安装孔41及点火装置安装孔42。预燃室燃料供给装置安装孔41与预燃室燃料入口12连通，用于安装预燃室燃料供给装置50，以通过预燃室燃料供给装置50将预燃室燃料经预燃室燃料入口12供给至预燃室腔体11。点火装置安装孔42与点火入口13连通，用于安装预燃室点火装置60，以通过预燃室点火装置60点燃预燃室腔体11内的可燃混合气，点燃可燃混合气后产生的火焰经调节阀30喷至主燃室20中。如上所述的实施方式，由于在发动机缸盖40上直接成型调节阀30与预燃室10，使调节阀30及预燃室10与发动机缸盖40一体化，减少零件个数，简化了发动机的安装步骤。

在另一些实施方式中，预燃室10及调节阀30中的至少一个可拆卸地连接于发动机缸盖40上。比如，调节阀30通过螺纹可拆卸地连接于预燃室10的第一端，预燃室及调节阀30均通过螺纹可拆卸地连接于发动机缸盖40上；又如，调节阀30与预燃室10为一体化结构,预燃室10通过螺纹可拆卸地连接于发动机缸盖40上。如上所述的实施方式，由于预燃室10或/及调节阀30可拆卸地连接于发动机缸盖40上，可根据需要设置预燃室10、调节阀30及发动机缸盖40的构造及连接关系，以实现预燃室10或/及调节阀30从发动机缸盖40上拆下需求，从而便于预燃室10或/及调节阀30的维修及更换。

在如图1-2所示的实施方式中，部分主燃室腔体21及主燃室燃料入口22设置于发动机缸盖40上。其中，主燃室燃料入口22的数量可为一个或多个。主燃室20还具有与主燃室腔体21连通的点火辅助入口23。发动机缸盖40上具有与主燃室燃料入口22连通的主燃室燃料供给装置安装孔43及与点火辅助入口23连通的辅助点火装置安装孔44，主燃室燃料供给装置安装孔43用于安装主燃室燃料供给装置70，辅助点火装置安装孔44用于安装辅助点火装置80。发动机缸盖40上设置有水套90，用于实现燃烧室装置100热量的控制。

燃烧室装置100还包括上述预燃室燃料供给装置50、预燃室点火装置60、主燃室燃料供给装置70及辅助点火装置80。预燃室燃料供给装置安装孔41、预燃室点火装置安装孔42、主燃室燃料供给装置安装孔43及辅助点火装置安装孔44的内壁均具有螺纹，预燃室燃料供给装置50、预燃室点火装置60、主燃室燃料供给装置70及辅助点火装置80通过螺纹连接分别安装于上述预燃室燃料供给装置安装孔41、预燃室点火装置安装孔42、主燃室燃料供给装置安装孔43及辅助点火装置安装孔44。

预燃室燃料供给装置50可为喷油器、喷气器或其他液/气混合喷射装置。主燃室燃料供给装置70可为喷油器、喷气器或其他液/气混合喷射装置，优选地，主燃室燃料供给装置70可为高压喷油器，高压喷油器可更成熟、更可靠、雾化性更能满足发动机内工质均匀的要求。在另一实施方式中，也可以不采用主燃室燃料供给装置70而采用进气道喷射燃料。

预燃室点火装置60及辅助点火装置80可为是火花塞、电极叉或其他能产生高温的装置，预燃室点火装置60及辅助点火装置80的螺纹直径范围为6mm至18mm。优选地，辅助点火装置80固定发动机缸盖40的侧面，以便在检修故障时可作为内窥镜入口，从而便于观察缸内情况。

燃烧室装置100的工作过程为：在冷启动时，通过辅助点火装置80点火进行启动，此时预燃室10点火装置不工作，将发动机及水套90中的冷却水迅速加热至一定温度，再启用预燃室点火装置60，此时辅助点火装置80可以停止工作。在发动机的压缩冲程中，主燃室20内的压力迅速升高，虽然主燃室20内的压力升高，但由于调节阀30设置于主燃室20与预燃室10之间，调节阀30可有效减小从主燃室20进入预燃室10内的气体流量，从而降低主燃室20中超稀薄或超高废气再循环率混合气对预燃室10内混合气的影响，同时通过预燃室燃料供给装置50喷射燃油或混合气至预燃室腔体11内，保持点火时预燃室点火装置60电极处可燃混合气在理论化学当量比附近，通过预燃室点火装置60点燃预燃室腔体11内的可燃混合气，初始火焰的传播使得预燃室10内的压力逐渐升高，当压力高于主燃室20内压力时，随着火焰面发展到调节阀30时，调节阀30会根据设计尺寸的不同使火焰加速或发生淬息，在预燃室10内外压力差的作用下，预燃室10火焰或燃烧产生的高温热流和高活性燃烧产物通过调节阀30在主燃室20产生射流，可使主燃室20内的超稀薄燃烧混合气发生多点自燃，从而达到加快燃烧速率及提高热效率的效果。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种燃烧室装置，其特征在于：包括：

预燃室，具有预燃室腔体、预燃室燃料入口及点火入口，所述点火入口及所述预燃室燃料入口与所述预燃室腔体连通；

主燃室，具有主燃室腔体及与所述主燃室腔体连通的主燃室燃料入口；

调节阀，连通于预燃室腔体与主燃室腔体之间，所述调节阀包括能阻挡流体从主燃室进入预燃室的弯折部。

2.根据权利要求1所述的燃烧室装置，其特征在于：燃烧室装置包括发动机缸盖，调节阀与预燃室为一体化结构且成型于发动机缸盖上。

3.根据权利要求1所述的燃烧室装置，其特征在于：所述预燃室及所述调节阀中的至少一个可拆卸地连接于发动机缸盖上。

4.根据权利要求3所述的燃烧室装置，其特征在于：所述调节阀与所述预燃室为一体化结构,所述预燃室可拆卸地连接于发动机缸盖上。

5.根据权利要求3所述的燃烧室装置，其特征在于：所述调节阀可拆卸地连接于所述预燃室的一端，所述预燃室及所述调节阀可拆卸地连接于发动机缸盖上。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的燃烧室装置，其特征在于：所述发动机缸盖具有与点火入口连通的预燃室点火装置安装孔、与所述预燃室燃料入口连通的预燃室燃料供给装置安装孔及与所述主燃室燃料入口连通的主燃室燃料供给装置安装孔。

7.根据权利要求6所述的燃烧室装置，其特征在于：预燃室燃料供给装置安装孔、预燃室点火装置安装孔、主燃室燃料供给装置安装孔中的至少一个的内壁具有螺纹。

8.根据权利要求7所述的燃烧室装置，其特征在于：所述燃烧室装置还包括预燃室燃料供给装置、预燃室点火装置及主燃室燃料供给装置，预燃室燃料供给装置、预燃室点火装置及主燃室燃料供给装置分别安装于预燃室燃料供给装置安装孔、预燃室点火装置安装孔及主燃室燃料供给装置安装孔。

9.根据权利要求8所述的燃烧室装置，其特征在于：所述预燃室燃料供给装置及主燃室燃料供给装置为喷油器或喷气器。

10.根据权利要求1所述的燃烧室装置，其特征在于：所述调节阀包括多个单体，每个单体具有一朝向预燃室的第一口及一朝向主燃室的第二口，多个单体依次连接，相邻的两单体的第一口与第二口连通，每个单体设有所述弯折部。

11.根据权利要求10所述的燃烧室装置，其特征在于：每个单体包括第一管及第二管，第一管的两端与第二管的两端连通形成第一管及第二管共用的所述第一口及所述第二口，第二管包括导向部及所述弯折部，导向部自第一管的第二口倾斜朝向第一口延伸，弯折部自第一管的第一口远离第二口弯折后朝向导向部延伸并与导向部连接。

12.根据权利要求11所述的燃烧室装置，其特征在于：所述第一管及所述第二管的所述导向部中的通道呈直线延伸，所述第二管的所述导向部与相邻的所述单体的所述第一管形成的通道呈直线延伸，分别连接于一所述单体两端的两所述单体上的两所述第一管平行设置。

13.根据权利要求1所述的燃烧室装置，其特征在于：所述主燃室还具有与主燃室腔体连通的点火辅助入口。

14.根据权利要求1所述的燃烧室装置，其特征在于：所述燃烧室装置包括发动机缸盖及辅助点火装置，所述发动机缸盖具有与所述点火辅助入口连通的辅助点火装置安装孔，辅助点火装置安装于辅助点火装置安装孔。

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