CN218093291U - 内燃机 - Google Patents

Abstract

一种内燃机。所述内燃机包括：机体；所述机体包括若干个气缸；至少一个气缸上设置有电热塞；其中，所述气缸内的燃料为甲醇或者甲醇的水溶液；所述电热塞的材料为陶瓷。采用上述方案，可以提高电热塞的助燃效果，使得内燃机更易启动。

Description

内燃机

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，具体涉及一种内燃机。

背景技术

内燃机是一种动力机械，它是通过燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。内燃机广泛应用于国民经济各行各业，诸如汽车、农机、工程机械、船舶、火车、航空、舰船及战车等。

内燃机的引燃方式通常为压燃，当内燃机缸内压力达到一定压力之后，混合有燃料的气体自燃。采用压燃的方式引燃燃料，当内燃机在冷启动时，燃料不易被引燃。故内燃机的气缸上通常会设置有电热塞，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，现有电热塞的发热温度不高，通常在800度左右，在需要更高的发热温度时，电热塞的电热丝会融化，助燃效果较差，导致内燃机启动困难的问题仍然存在。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是：内燃机启动困难。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种内燃机，所述内燃机包括：机体；所述机体包括若干个气缸；至少一个气缸上设置有电热塞；其中，所述气缸内的燃料为甲醇或者甲醇的水溶液；所述电热塞的材料为陶瓷。

可选地，所述电热塞包括：壳体及在轴向上贯穿所述壳体的加热杆，所述加热杆伸入至所述气缸内。

可选地，所述加热杆的材料为陶瓷。

可选地，所述壳体的材料为陶瓷。

可选地，所述气缸包括：气缸体，以及与所述气缸体形状匹配的气缸盖；所述气缸体与所述气缸盖形成密封的腔体，所述腔体用于放置燃料。

可选地，所述电热塞位于所述气缸盖上。

可选地，所述气缸还包括：金属填块，位于所述气缸体与所述气缸盖之间，所述气缸体、气缸盖和金属填块围成所述腔体；所述电热塞位于所述金属填块上，自所述金属填块的侧壁伸入至所述腔体内。

可选地，所述甲醇的水溶液中，甲醇所占的比例大于80％。

可选地，所述若干个气缸上均设置有所述电热塞。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：

应用本实用新型的方案，由于电热塞的材质为陶瓷，故即便内燃机转速升高，电热塞仍能够提供甲醇燃烧时所需要的助燃温度，由此可以使得内燃机更易启动。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种电热塞的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种气缸的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中另一种气缸的结构示意图；

图4是图3中气缸盖的剖面图。

具体实施方式

为了减少排放、降低成本，目前通常采用甲醇替代汽油及柴油，作为内燃机的燃料。

经研究发现，在采用甲醇作为内燃机燃料时，存在启动困难的问题。启动困难的原因在于：相对于柴油及汽油，甲醇在十六烷值、汽化潜热等理化特性上存在差异。甲醇喷入气缸后会吸收大量热量，致使气缸内的混合气的温度急剧下降，混合气中气态的替代燃料的浓度急剧下降，只有少量燃料蒸发，且部分雾态燃料附着在内燃机的气缸壁或者其他部件上，造成靠近气缸壁面的燃料不能充分燃烧，因而，内燃机的启动性能较差。

因此，为了改善内燃机的启动性能，内燃机的气缸上通常设置有电热塞。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，现有电热塞的加热结构为金属丝，金属丝的发热温度通常在800度左右，在内燃机转速较慢时，甲醇在燃烧时需要的温度较低，此时金属丝的发热温度可以满足甲醇的助燃需求。

随着内燃机转速的升高，甲醇在燃烧时需要的温度也随之升高，比如，当内燃机转速升高至1600r/min时，甲醇在燃烧时需要的助燃温度可以达到1300度左右。此时，电热塞的金属丝会融化，而无法为甲醇提供所需要的助燃温度，导致内燃机启动困难。

针对该问题，本实用新型提供了一种内燃机，在所述内燃机中，电热塞的材质为陶瓷，故即便内燃机转速升高，电热塞仍能够提供甲醇燃烧时所需要的助燃温度，由此可以使得内燃机更易启动。

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

本实用新型实施例提供了一种内燃机，所述内燃机包括机体。所述机体包括若干个气缸；至少一个气缸上设置有电热塞。其中，所述气缸内的燃料为甲醇或者甲醇的水溶液；所述电热塞的材料为陶瓷。

由于电热塞的材质为陶瓷，故即便内燃机转速升高，电热塞仍能够提供甲醇燃烧时所需要的助燃温度，由此可以使得内燃机更易启动。

图1为本实用新型实施例中电热塞的一种结构示意图。参照图1，所述电热塞可以包括：壳体11，及在轴向上贯穿所述壳体11的加热杆12，所述加热杆12伸入至所述气缸内。

在具体实施中，所述壳体11具有通孔，所述加热杆12在壳体11具的轴向上贯穿该通孔，使得加热杆可以装配到通孔内。为了使得加热杆12的位置更加稳定，可以在壳体11的通孔上形成能够与加热杆12过盈配合的压配合部。

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。电池可以为加热杆12提供能量，使得加热杆12产生热量，由此可以充当热点。当气缸内的燃料接触到加热杆12后，可以在加热杆12表面蒸发而使得燃料被点燃。

在本实用新型的一实施例中，可以设置电热塞中，仅所述加热杆12的材料可以为陶瓷。由于陶瓷为耐高温材料，熔点很高，故在内燃机转速很高时，加热杆12仍能够继续加热，辅助燃料的燃烧，增强内燃机启动的可靠性。

在本实用新型的另一实施例中，除加热杆12的材料为陶瓷外，壳体11的材料也可以为陶瓷。这样，在内燃机转速较高时，与气缸接触的壳体11材料也设置为耐高温材料，由此可以避免壳体11因熔点低而融化，影响电热塞的稳定性及加热性能，进一步增强内燃机启动的可靠性。

在具体实施中，气缸的结构不同，电热塞在气缸上的位置也可以存在多种情况。

图2是本实用新型实施例中一种气缸的结构示意图。参照图2，所述气缸可以包括：气缸体21，以及与所述气缸体21形状匹配的气缸盖22；所述气缸体21与所述气缸盖22形成密封的腔体，所述腔体用于放置燃料。

在具体实施中，腔体内设置有活塞21a，所述活塞21a可以在腔体内上、下活动。燃料在腔体内燃烧，从而产生驱动活塞21a运动的动力。

在具体实施中，所述电热塞23位于所述气缸盖22上。具体地，电热塞23靠近气缸盖22上的排气道，且电热塞23与内燃机的喷油器关于气缸盖22上进气门和排气门的中心连线对称，以使气缸盖22上用来布置电热塞23的开孔与用来布置喷油器的开孔也对称设置，使得气缸盖22的结构大致对称，机械性能较为均衡。

图3是本实用新型实施例中另一种气缸的结构示意图。参照图3，所述气缸还可以包括：金属填块24，位于所述气缸体21与所述气缸盖22之间，所述气缸体21、气缸盖22和金属填块24围成所述腔体；所述电热塞23位于所述金属填块24上，自所述金属填块24的侧壁伸入至所述腔体内。

由于所述电热塞23可以自所述金属填块24的侧壁伸入至所述气缸内，而不是设置气缸盖22上，由此避免因气缸盖22上气门及管道对电热塞23的位置造成限制，提高点火的可靠性。

在具体实施中，参照图4，所述金属填块24上对应气缸腔体的位置，设置有通孔25。通孔25的形状可以随着腔体侧壁形状的变化而变化，使得所述通孔25上部的空间与所述通孔25下部的空间之间能够完全相通。所述金属填块24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22与气缸体21原本相接触的位置即可。

在具体实施中，可以设置腔体为圆柱形，此时，所述通孔25的形状为圆形。所述通孔25的内径与所述腔体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25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25的阻隔而引起气缸压缩比变化。

在具体实施中，参照图3，所述气缸盖22面向所述气缸体21的一侧，设置有凹槽26。所述凹槽26的体积，与所述金属填块24的厚度及所述气缸的压缩比相关。

在具体实施中，所述凹槽26向远离所述金属填块24的方向凹陷。通过调整凹槽26的体积，可以在设置金属填块24时和未设置金属填块24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24后，减小凹槽26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24的厚度及凹槽26的体积。

在具体实施中，所述金属填块24的材料可以与气缸盖22和气缸体21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24的侧壁设置螺纹通孔，所述电热塞23可以通过螺纹的方式固定在金属填块24的螺纹通孔内，并且，电热塞23的点火部位于气缸内，且与气缸盖22的位置不相干扰。通过控制电热塞23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24可以与气缸盖22一体式形成，即一体式制造而成。所述金属填块24也可以与气缸盖22分体形成，即分别独立制造。

在其它实施例中，所述金属填块24也可以与气缸体21一体式形成，即一体式制造而成。所述金属填块24也可以与气缸体21分体形成，即分别独立制造。

在一些实施例中，金属填块24与气缸体21及气缸盖22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24后，所述气缸整体呈密封状态，由此防止燃料的泄露。

在本实用新型的一实施例中，为了进一步提高气缸的密封性，可以在金属填块24与气缸体21及气缸盖22三者中，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24与所述气缸体21之间设置有第一缸垫，而在金属填块24与气缸盖22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24与所述气缸体21之间的空隙，所述第二缸垫的形状能够完全填充金属填块24与所述气缸盖22之间的空隙。

在具体实施中，所述内燃机的燃料为甲醇，指的是燃料为纯甲醇，即燃料只要甲醇一种组份。所述内燃机的燃料也可以为甲醇的水溶液，指的是燃料的组份仅由甲醇和水组成。当燃料为甲醇的水溶液时，所述甲醇所占的比例可以大于80％，以尽可能地降低成本并减少排放。

由上述内容可知，本实用新型实施例中的内燃机，在使用甲醇或者甲醇的水溶液作为燃料时，设置电热塞的材料为陶瓷，使得电热塞即便在助燃需求很高时，仍能够起到助燃作用，增强启动的可靠性。

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

Claims (6)

1.一种内燃机，其特征在于，包括：

机体；所述机体包括若干个气缸；至少一个气缸上设置有电热塞；

其中，所述气缸内的燃料为甲醇或者甲醇的水溶液；所述电热塞的材料为陶瓷；

所述电热塞包括：壳体及在轴向上贯穿所述壳体的加热杆，所述加热杆伸入至所述气缸内；所述加热杆及壳体的材料均为陶瓷。

2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述气缸包括：气缸体，以及与所述气缸体形状匹配的气缸盖；所述气缸体与所述气缸盖形成密封的腔体，所述腔体用于放置燃料。

3.如权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述电热塞位于所述气缸盖上。

4.如权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述气缸还包括：金属填块，位于所述气缸体与所述气缸盖之间，所述气缸体、气缸盖和金属填块围成所述腔体；所述电热塞位于所述金属填块上，自所述金属填块的侧壁伸入至所述腔体内。

5.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述甲醇的水溶液中，甲醇所占的比例大于80％。

6.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述若干个气缸上均设置有所述电热塞。

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